TWI622486B - 壓印設備及製造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種壓印設備以及製造物品的方法。該壓印設備利用模具使基板上的壓印材料形成圖案,並且包括:變形單元,其被建構來促使該模具和該基板中的至少一者變形;以及控制單元,其被建構來控制一處理,該處理是在該至少一者變形的狀態下,開始該模具與該壓印材料之間的接觸,然後藉由逐漸減小該至少一者的變形量,來逐漸增大該模具與該壓印材料之間的接觸面積,其中,該控制單元根據該變形量,來控制該模具與該基板的相對位置,用以在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域,維持該模具與該基板之間的相對位置關係。

Description

壓印設備及製造物品的方法
本發明係關於一種壓印設備以及製造物品的方法。
壓印設備利用形成有凹凸圖案的模具,使基板上的壓印材料形成圖案,作為用於批量生產半導體裝置等的光刻裝置之一,已引起關注。壓印設備能夠在模具與基板上的壓印材料彼此接觸的狀態下,藉由進行使基板上的壓印材料固化的壓印處理,來使基板上的壓印材料形成圖案。在這種壓印設備中,如果在使模具與壓印材料彼此接觸時,在模具的圖案的凹部殘留有氣泡,則在由壓印材料形成的圖案中可能出現缺陷。日本專利公開案第2009-518207號提出了如下方法,即在使模具變形為中央向基板突出的凸形的狀態下,使模具與壓印材料彼此接觸,來減少在模具的圖案的凹部中殘留的氣泡。
在日本專利公開案第2009-518207號中記載的壓印設備中,藉由在模具與壓印材料之間的接觸開始之 後,逐漸減小模具的變形量,來逐漸增大模具與壓印材料之間的接觸面積。然而,在增大接觸面積的同時,通過逐漸減小模具變形,模具與基板的相對位置可能發生改變。在日本專利公開案第2009-518207號中記載的壓印設備中,未在增大接觸面積的同時,考慮模具與基板的相對位置的改變。結果,由於相對位置的改變,難以快速進行模具與基板之間的對準,並且生產量可能下降。
本發明提供一種例如在生產量方面具有優勢的壓印設備。
根據本發明的一個方面,提供了一種壓印設備,其利用模具使基板上的壓印材料形成圖案,該壓印設備包括:變形單元,其被建構來使該模具和該基板中的至少一者,變形為向另一者突出的凸形;以及控制單元,其被建構來控制處理,該處理是在由該變形單元使該至少一者變形的狀態下,開始該模具與該壓印材料之間的接觸,然後藉由逐漸減小該變形單元對該至少一者的變形量,來逐漸增大該模具與該壓印材料之間的接觸面積,其中,該控制單元根據該至少一者的變形量,來控制該模具與該基板的相對位置,使得在增大該接觸面積的同時,在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域維持該模具與該基板之間的相對位置關係。
藉由以下參照附圖對示例性實施例的描述, 本發明的其他特徵將變得清楚。
100‧‧‧壓印設備
2‧‧‧基板
3‧‧‧模具
3a‧‧‧圖案區域
5‧‧‧壓印材料
12‧‧‧照射單元
8‧‧‧模具保持單元
6‧‧‧基板保持單元
14‧‧‧供幾單元
15‧‧‧控制單元
6a‧‧‧基板卡盤
6b‧‧‧基板驅動單元
7‧‧‧第一測量裝置
8a‧‧‧模具卡盤
8b‧‧‧模具驅動單元
9‧‧‧第二測量裝置
17‧‧‧標記
18‧‧‧標記
10‧‧‧空間
11‧‧‧第一變形單元
2a‧‧‧投射區域
2a1‧‧‧投射區域
2a2‧‧‧投射區域
21‧‧‧目標部分
22‧‧‧相應部分
R‧‧‧曲率半徑
P1‧‧‧壓力值
23‧‧‧空間
24‧‧‧第二變形單元
200‧‧‧壓印設備
圖1是示出根據第一實施例的壓印設備的示意圖;圖2是示出在使模具的圖案區域變形的狀態下的壓印設備的示意圖;圖3是示出基板上的多個投射區域(shot region)的配置的圖式;圖4是示出根據第一實施例的壓印設備中的壓印處理的操作序列的流程圖;圖5是示出模具被傾斜使得變形為凸形的圖案區域的相應部分在第一方向上變為最低位置的狀態的圖式;圖6是示出變形為凸形的圖案區域的模型圖;圖7示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據第一實施例的模具和基板的狀態的圖式;圖8是示出根據第二實施例的壓印設備的示意圖;圖9是示出在使配置在基板的周邊部的投射區域變形的狀態下的壓印設備的示意圖;圖10示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據第二實施例的模具和基板的狀態的圖式;以及 圖11示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據第三實施例的模具和基板的狀態的圖式。
下面,將參照附圖來描述本發明的示例性實施例。應指出的是,相同的標號在所有圖中表示相同的構件,並且將不予以重複的描述。在以下的描述中,設第一方向為使模具與壓印材料彼此接觸的方向(例如,Z方向),並且設第二方向為與第一方向垂直的方向(例如,X及Y方向)。
<第一實施例>
現在,將描述根據本發明的第一實施例的壓印設備100。壓印設備100被用來製造半導體裝置等,並且進行如下的壓印處理,即使用包括了形成有圖案的圖案區域3a的模具3,使被供給到基板2的投射區域上的壓印材料5形成圖案。例如,在形成有圖案的模具3與基板上的壓印材料5接觸的狀態下,壓印設備100使壓印材料5固化。然後,壓印設備100可以藉由擴大模具3與基板2之間的間隔,並使模具3與被固化的壓印材料5分離(脫模),來使基板上的壓印材料5形成圖案。壓印材料5的固化方法包括使用熱的熱迴圈法、以及使用光的光固化法。在第一實施例中,將描述採用光固化法的例子。光固化法是如下所述的方法,即藉由將未固化的紫外固化樹脂 作為壓印材料5供給到基板上,並在模具3與壓印材料5彼此接觸的狀態下,利用紫外線來照射壓印材料5,來使壓印材料5固化。
[壓印設備100的結構]
圖1是示出根據第一實施例的壓印設備100的示意圖。壓印設備100可以包括照射單元12、模具保持單元8、基板保持單元6、供給單元14、檢測單元16及控制單元15。控制單元15包括例如CPU和記憶體,並且控制壓印處理(控制壓印設備100的各個單元)。
在壓印處理中,照射單元12利用使壓印材料5固化的光(紫外線),經由模具3來照射基板上的壓印材料5。照射單元12可以包括例如光源,以及用於將從光源發出的光調整為適合於壓印處理的光的光學元件。應指出的是,例如,當採用熱固化法時,可設置用於使充當壓印材料5的熱固性樹脂固化的熱源單元來取代照射單元12。
例如,可使用單晶矽基板、玻璃基板等作為基板2。稍後描述的供給單元14將壓印材料5供給到基板2的上表面(處理面)。通常,模具3通常由諸如石英等能夠透射紫外線的材料製成。在基板側的部分區域(圖案區域3a)中,形成用於使基板上的壓印材料5成型的凹凸圖案。
基板保持單元6可以包括基板卡盤6a和基板 驅動單元6b,該基板卡盤6a藉由例如真空吸力或靜電力來保持基板2,該基板驅動單元6b被建構來改變由基板卡盤6a保持的基板2的位置及傾斜。例如,基板驅動單元6b可以被建構來在使模具3與壓印材料5彼此接觸的第一方向(例如,Z方向)上,或者在與第一方向垂直的第二方向(例如,X及Y方向)上驅動基板2,或者使基板2傾斜(在旋轉方向上)。在壓印設備100中設置了測量基板2的位置及傾斜的測量裝置(以下稱為第一測量裝置7)。控制單元15能夠根據由第一測量裝置7測量的基板2的位置及傾斜,來控制基板驅動單元6b。第一測量裝置7可以包括例如鐳射干涉計或者編碼器。
模具保持單元8可以包括模具卡盤8a和模具驅動單元8b,該模具卡盤8a藉由例如真空吸力或靜電力來保持模具3,該基板驅動單元8b被建構來改變由模具卡盤8a保持的模具3的位置及傾斜。例如,模具驅動單元8b可以被建構來在使模具3與壓印材料5彼此接觸的第一方向(例如,Z方向)上驅動模具3,或者使模具3傾斜(旋轉方向)。模具驅動單元8b也可以被建構來在與第一方向垂直的第二方向(例如,X及Y方向)上驅動模具3。在壓印設備100中,設置了測量模具3的位置及傾斜的測量裝置(以下稱為第二測量裝置9)。控制單元15能夠根據由第二測量裝置9測量的模具3的位置及傾斜,來控制模具驅動單元8b。第二測量裝置9可以包括例如鐳射干涉計或者編碼器。
應指出的是,在第一實施例的壓印設備100中,可以藉由控制基板驅動單元6b和模具驅動單元8b中的至少一者,來進行改變模具3與基板2在第二方向上的相對位置的操作。也可以藉由控制基板驅動單元6b和模具驅動單元8b中的至少一者,來進行改變模具3與基板2之間的間隔(在第一方向上)的操作。
例如,在模具3與基板上的壓印材料5彼此接觸的狀態下,檢測單元16檢測設置在模具3上的標記18、以及設置在基板2(投射區域2a)上的標記17。這樣使得控制單元15能夠根據檢測單元16的檢測結果,來求出模具上的標記18與基板上的標記17的相對位置(在X及Y方向上),並且進行模具3與基板2之間的對準,使得該相對位置變為目標相對位置。供給單元14將壓印材料5(未固化的樹脂)供給到基板上。如上所述,在第一實施例的壓印設備100中,使用紫外固化樹脂作為壓印材料5,該紫外固化樹脂具有被紫外線照射而固化的性質。
在壓印設備100中,如果在使壓印材料5與模具3的圖案區域3a彼此接觸時,在模具3的圖案的凹部殘留有氣泡的話,則在由壓印材料5形成的圖案中,可能出現缺陷。為了解決此問題,壓印設備100包括變形單元,該變形單元使基板2的各投射區域2a和模具3的圖案區域3a中的至少一者,變形為中央部朝向另一者突出的凸形。在由變形單元使各投射區域2a和圖案區域3a中 的至少一者變形的狀態下,壓印設備100開始圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸。然後,壓印設備100藉由逐漸減小變形的至少一者,來逐漸增大模具3和壓印材料5的接觸面積。可以藉由控制如上所述使模具3(圖案區域3a)與壓印材料5彼此接觸的處理,來減少在模具3的圖案的凹部殘留的氣泡。在第一實施例中,將描述如下的例子,即在使模具3的圖案區域3a與基板上的壓印材料5彼此接觸的處理中,使模具3的圖案區域3a變形為中央部向基板2突出的凸形。
例如,在模具保持單元8中可以形成由模具3、模具卡盤8a及模具驅動單元8b限定的空間10。一充當該變形單元的第一變形單元11經由管被連接到空間10。如圖2所示,第一變形單元11能夠藉由調整空間10的壓力來使模具3的圖案區域3a變形為中央部朝向基板2突出的凸形。圖2是示出在使模具3的圖案區域3a變形的狀態下的壓印設備100的示意圖。例如,當藉由縮小模具3與基板2之間的間隔來開始圖案區域3a與基板上的壓印材料5之間的接觸時,控制單元15控制第一變形單元11,以藉由將空間10的壓力調整為高於其外部壓力,來使圖案區域3a變形為凸形。在圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸開始之後,控制單元15控制第一變形單元11,以逐漸降低空間10的壓力,並逐漸減小圖案區域3a的變形。這樣使得壓印設備100能夠逐漸增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積,亦即,從圖案區 域3a的一部分起,逐漸使圖案區域3a與壓印材料5彼此接觸。因而,能夠減少被封入到壓印材料5與模具3的圖案凹部之間的氣體,並且防止在由壓印材料5形成的圖案中出現缺陷。
[針對各投射區域2a的壓印處理]
圖3是示出基板上的多個投射區域2a的配置的圖式。基板上的多個投射區域2a包括投射區域2a1和投射區域2a2,該投射區域2a1被配置在基板2的中央部,並且模具3的整個圖案被轉印到該投射區域2a1,該投射區域2a2被配置在基板2的周邊部,並且只有模具3的圖案的一部分被轉印到該投射區域2a2。如上所述,投射區域2a2被配置在基板2的周邊部,並且只有模具3的圖案的一部分被轉印到投射區域2a2,該投射區域2a2被稱為不完全(deficient)投射區域(邊緣投射區域)。為了提高生產量,壓印設備100較佳地也對不完全投射區域進行壓印處理。然而,如果在使模具3的圖案區域3a變形的狀態下,減小模具3與基板2之間的距離,而不控制模具3與基板2之間的相對傾斜的話,則圖案區域3a可能接觸基板2的邊緣。在這種情況下,壓印材料5經常不被供給到基板2的邊緣,因此模具3和基板2會直接接觸,而不經過壓印材料5。這可能損壞模具3的圖案。
第一實施例的壓印設備100依照圖案區域3a的變形,來控制模具3與基板2之間的相對傾斜,用以從 投射區域2a的目標部分21起,開始壓印材料5與模具3的圖案區域3a之間的接觸。亦即,壓印設備100控制模具3與基板2之間的相對傾斜,使得從模具3的圖案的重心以外的部分(模具3最為突出的部分以外的部分)起,開始壓印材料5與模具3的圖案區域3a之間的接觸。
此外,隨著圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積增大,壓印設備100逐漸減小第一變形單元11對圖案區域3a的變形量,並且逐漸減小模具3與基板2之間的相對傾斜。亦即,壓印設備100依照第一變形單元11對圖案區域3a的變形,來控制模具3與基板2之間的相對傾斜,使得當模具3與基板2之間的間隔變為目標間隔時,模具3的圖案區域3a與基板2的投射區域2a變為彼此平行。然而,在如上所述控制圖案區域3a的變形、以及模具3與基板2之間的相對傾斜的同時,模具3與基板2的相對位置可能在第二方向(X及Y方向)上偏移。在這種情況下,由於壓印材料5的黏性,在模具3與基板2的相對位置穩定以前,需要相當長的時間。這使得難以快速進行模具3與基板2之間的對準,並且可能使生產量下降。
為了解決此問題,壓印設備100(控制單元15)控制模具3與基板2的相對位置,用以在增大接觸面積的同時,維持當模具3與壓印材料5之間的接觸開始時的、模具3與基板2之間的位置關係。此時,壓印設備100根據第一變形單元11對圖案區域3a的變形量,來進 行模具3與基板2的相對位置的前饋控制。例如,壓印設備100在增大接觸面積的同時,根據圖案區域3a的變形量來控制模具3與基板2的相對位置,使得投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相應部分22之間的偏移保持在容許範圍。投射區域2a的目標部分21是投射區域2a的一個部分,該部分應當經由壓印材料5與模具3的圖案區域3a首先接觸。圖案區域3a的相應部分22是圖案區域3a的一其上形成有應當被轉印到投射區域2a的目標部分21的圖案的部分。
現在,將參照圖4來描述針對基板上的各投射區域2a的壓印處理。圖4是示出第一實施例的壓印設備100中的壓印處理的操作序列的流程圖。可以藉由使控制單元15控制壓印設備100的各單元,來進行圖4中所示的各操作。
在步驟S100中,控制單元15控制基板運送機構(未示出),以將基板2運送到基板保持單元6上,並且控制基板保持單元6保持基板2。結果,基板2被安裝在基板保持單元6上。在步驟S101中,控制單元15控制基板保持單元6,用以在供給單元14下方配置被作為進行壓印處理的目標的投射區域2a(以下稱為目標投射區域2a),並且控制供給單元14將壓印材料5供給至目標投射區域2a。在步驟S102中,控制單元15控制基板保持單元6,用以將目標投射區域2a配置在模具3的圖案區域3a下方。
在步驟S103中,控制單元15決定目標投射區域2a的目標部分21,在該目標部分21,模具3的圖案區域3a與基板上的壓印材料5之間的接觸開始。目標投射區域2a的目標部分21較佳地包括目標投射區域2a的重心。例如,當目標投射區域2a是不完全投射區域時,控制單元15可以求出充當目標投射區域2a的不完全投射區域的重心,並決定目標投射區域2a的目標部分21以包括該重心。應指出的是,控制單元15可以由表示如圖3所示的基板上的多個投射區域2a的配置的資訊、或者由被配設用來拍攝目標投射區域2a的攝像單元獲得的圖像,來求出目標投射區域2a的重心。在第一實施例中,控制單元15還決定目標投射區域2a的目標部分21以包括目標投射區域2a的重心。然而,本發明並不侷限於此。例如,控制單元15可以利用虛擬基板,藉由攝像單元觀察在減小模具3與基板2之間的距離的狀態下圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積的改變,並且可以根據該結果,來決定目標投射區域2a的目標部分21。
在步驟S104中,控制單元15使第一變形單元11將模具3的圖案區域3a變形為凸形,並且控制模具3與基板2之間的相對傾斜,用以從目標投射區域2a的目標部分21起,開始圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸。為了從目標投射區域的目標部分21起,開始圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸,模具3較佳地被傾斜,使得變形為凸形的圖案區域3a中的該相應部分22,在第 一方向上變為最低位置,如圖5所示。亦即,模具3較佳地被傾斜,用以將相應部分22配置在最靠近基板的側。因此,控制單元15較佳地依照圖案區域3a的變形,來使模具保持單元8傾斜模具3,使得圖案區域3a的相應部分22在第一方向上變為最低位置。
可以藉由下面的式子,利用例如變形為凸形的圖案區域3a的模型圖(圖6),來求出如上所述模具3被傾斜的角度ωy:Mxsinωy+(Mz-Mh+R)cosωy=R...(1)
其中,在圖6中所示的模型圖以及式(1)中,Mc表示模具保持單元8的旋轉中心,Mx表示旋轉中心Mc與相應部分M(相應部分22)在X方向上的距離,Mz表示旋轉中心Mc與相應部分M在Z方向上的距離,R表示變形為凸形的圖案區域3a的曲率半徑,並且Mh表示旋轉中心Mc與圖案區域3a的重心(最突出的部分)之間的距離。應指出的是,可以藉由實驗、模擬等,利用空間10的壓力值P1來求出曲率半徑R。
可以藉由下面的式子,利用由第一變形單元11調整的空間10的壓力值P1,來求出距離Mz及距離Mh:Mzz1×P1z Mhz2×P1z...(2)
其中,P1表示空間10的壓力值,αz1表示距離Mz相對於壓力值P1的改變的改變率,αz2表示距離Mh相對於 壓力值P1的改變的改變率,βz表示在圖案區域3a未變形(亦即空間10的壓力值P1等於空間10的外部壓力值)的狀態下旋轉中心Mc與相應部分M在Z方向上的距離。可以由例如設置在空間10內部或管等中的感測器(例如,氣壓感測器)來測量空間10的壓力。可以利用模具3的特徵(例如,厚度、彈性模數等)預先計算出改變率αz1、改變率αz2及距離βz
可以藉由下面的式子,利用由第一變形單元11調整的空間10的壓力值P1,來求出距離Mx:Mxx×P1x...(3)
其中,αx表示距離Mx相對於壓力值P1的改變的改變率,並且βx表示在圖案區域3a未變形(亦即空間10的壓力值P1等於空間10的外部壓力值)的狀態下旋轉中心Mc與相應部分M在X方向上的距離。可以利用模具3的特徵(例如,厚度、彈性模數等),預先計算出改變率αx及距離βx
以上描述了在X-Z坐標系中使模具3傾斜的角度ωy的計算方法。也可以利用與角度ωy的計算方法相同的方法,來計算在Y-Z坐標系中使模具3傾斜的角度ωx。可以藉由下面的式子來求出角度ωx:Mysinωx+(Mz-Mh+R)cosωx=R...(4)
其中,My表示旋轉中心Mc與相應部分M在Y方向上的距離。可以藉由下面的式子,利用由第一變形單元11調整的空間10的壓力值P1,來求出距離My: Myy×P1y...(5)
其中,αy表示距離My相對於壓力值P1的改變的改變率,並且βy表示在圖案區域3a未變形(亦即空間10的壓力值P1等於空間10的外部壓力值)的狀態下旋轉中心Mc與相應部分M在Y方向上的距離。可以利用模具3的特徵(例如,厚度、彈性模數等),預先計算出改變率αy及距離βy
可以藉由依照利用上述方法計算出的角度ωy及ωx使模具3傾斜,來使圖案區域3a的相應部分22在第一方向上成為最低位置。應指出的是,如果在圖案區域3a變形的狀態下使模具3傾斜的話,則圖案區域3a的相應部分22會朝向目標投射區域2a的目標部分21相對偏移。因此,藉由在圖案區域3a變形的狀態下使模具3傾斜,圖案區域3a的相應部分22在X及Y方向上偏移一定的量(以下稱為偏移量),在步驟S104中,控制單元15較佳地根據該偏移量,來控制模具3與基板2的相對位置。可以藉由下面的式子,來求出X方向上的偏移量δ Mx和Y方向上的偏移量δ My:δMx=Mx(1-cosωy)+Mzsinωy δMy=My(1-cosωx)+Mzsinωx...(6)
在步驟S105中,控制單元15藉由控制模具保持單元8以縮小模具3與基板2之間的間隔,來增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積,從而使圖案區域3a與壓印材料5彼此接觸。此時,控制單元15控制第 一變形單元11,用以隨著該接觸面積增大,減小圖案區域3a的變形,如圖7的71至73所示。同時,控制單元15依照第一變形單元11對圖案區域3a的變形量,來控制模具3與基板2之間的相對位置及相對傾斜,以維持目標投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相應部分22之間的位置關係。在圖7中,71至73是在增大接觸面積的同時以時間序列示出模具3(模具保持單元8)和基板2(基板保持單元6)的狀態的圖式。
在這種情況下,控制單元15較佳地在增大接觸面積的同時,依照圖案區域3a的變形量來控制模具3的傾斜,使得圖案區域3a的相應部分22在第一方向上維持最低位置。例如,根據表示圖案區域3a的變形量與用於在該變形量下將目標位置設置為最低位置的模具3的傾斜之間的關係的資訊,控制單元15較佳地在增大接觸面積的同時,控制模具保持單元8對模具3的傾斜。可以藉由例如使控制單元15或外部電腦改變空間10的壓力值P1,即圖案區域3a的變形量(曲率半徑R),分別由式子(1)至(5)求出使模具3傾斜的角度,來產生此資訊。
在增大接觸面積的同時,圖案區域3a的變形和模具3的傾斜被改變。因此,目標投射區域2a的目標部分21和圖案區域3a的相應部分22由於這些改變,而在第二方向上相對地偏移。因此,控制單元15較佳地在增大接觸面積的同時,控制模具3與基板2的相對位置,使得目標投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相 應部分22之間在第二方向上的偏移,保持在容許範圍。例如,控制單元15較佳地根據如下的資訊,來控制模具3與基板2的相對位置,該資訊表示投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相應部分22之間的相對偏移量,該相對偏移量是根據圖案區域3a的變形量和模具3的傾斜而產生的。該資訊可以藉由例如使控制單元15或外部電腦改變空間10的壓力值P1,即圖案區域3a的變形量(曲率半徑R),用式子(6)求出圖案區域3a的相應部分22的偏移量來產生。
在步驟S106中,控制單元15根據檢測單元16的檢測結果,來進行模具3與基板2之間的對準。例如,控制單元15根據檢測單元16的檢測結果,來求出模具上的標誌18與基板上的標誌17的相對位置(第二方向),並且進行模具3與基板2之間的對準,使得該相對位置變為目標相對位置。在步驟S107中,控制單元15控制照射單元12,用以用光照射與模具3接觸的壓印材料5,並且使壓印材料5固化。在步驟S108中,控制單元15控制模具保持單元8,以增大模具3與基板2之間的間隔,並且使模具3與被固化的壓印材料分離(脫模)。在步驟S109中,控制單元15確定在基板上是否存在繼續轉印模具3的圖案的投射區域2a(下一投射區域2a)。如果控制單元15確定存在下一投射區域2a,則處理前進到步驟S101。如果控制單元15確定不存在下一投射區域2a,則處理前進到步驟S110。在步驟S110中,控制單元 15控制基板運送機構(未示出),以從基板保持單元6回收基板2。
如上所述,第一實施例的壓印設備100在增大壓印材料5與模具3的圖案區域3a之間的接觸面積的同時,逐漸減小圖案區域3a的變形和模具3的傾斜。除此之外,壓印設備100根據圖案區域3a的變形量,來控制模具3與基板2的相對位置,以維持當開始模具3與壓印材料5之間的接觸時之模具3與基板2之間的位置關係。這樣使得壓印設備100能夠減小模具3與基板2之間在增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積時所引起的相對位置偏移。因此,能夠快速進行模具3與基板2之間的對準。
在第一實施例的壓印設備100中,在增大接觸面積的同時,根據圖案區域3a的變形量,來控制模具3的傾斜、以及模具3與基板2之間的相對位置偏移。然而,本發明並不侷限於此。例如,即使在增大接觸面積的同時僅使圖案區域3a變形時,模具3與基板2也可能相對地偏移。在這種情況下,也可以如同在本實施例中一樣,根據圖案區域3a的變形量,來控制模具3與基板2的相對位置,從而減小在增大接觸面積的同時所引起之模具3與基板2之間的相對位置偏移。
<第二實施例>
在第一實施例中,描述了如下的例子,即在使模具 與基板上的壓印材料5彼此接觸時,使模具3的圖案區域3a變形為凸形。在第二實施例中,將描述如下的示例,即使基板2的一些投射區域2a各自變形為向模具3的圖案區域3a突出的凸形。圖8是示出根據第二實施例的壓印設備200的示意圖。第二實施例的壓印設備200與第一實施例的壓印設備100的不同之處在於基板保持單元6的結構。
在第二實施例的壓印設備200中,一抓住基板2的周邊部(其包括不完全投射區域)的基板卡盤6a被部分地拆除且一空間23可被設置在基板2的周邊部下方。一充當變形單元的第二變形單元24經由一管子被連接到空間23。如圖9所示,第二變形單元24可以藉由調整空間23的壓力,使設置在基板2的周邊部配置的一些投射區域2a(不完全投射區域)各自變形為朝向模具3的圖案區域3a突出的凸形。圖9是示出在使設置在基板2的周邊部的投射區域2a變形的狀態下的壓印設備200的示意圖。例如,當藉由縮小模具3與基板2之間的間隔來開始模具3與基板上的壓印材料5之間的接觸時,控制單元15控制第二變形單元24,以藉由將空間23的壓力調整為低於其外部壓力,來使周邊部的各投射區域2a變形為凸形。在圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸開始之後,控制單元15控制第二變形單元24,使得隨著接觸面積增大,逐漸增大空間23的壓力,並逐漸減小投射區域2a的變形。這樣使得壓印設備200能夠在投射區域2a變形的 狀態下,開始壓印材料5與模具3的圖案區域3a之間的接觸,並且從圖案區域3a的一部分起,逐漸使圖案區域3a與壓印材料5彼此接觸。因此,能夠抑制在壓印材料5與模具3圖案的凹部之間封入氣體,並且防止在由壓印材料5形成的圖案中出現缺陷。
現在,將描述針對設置在基板2的周邊部配置的各投射區域2a(不完全投射區域)的壓印處理。第二實施例的壓印設備200依照圖4中所示的流程圖來進行壓印處理,並且與第一實施例的壓印設備的不同之處在於步驟S104及S105。現在,將描述在第二實施例的壓印設備200中的步驟S104及S105。
在步驟S104中,控制單元15使第二變形單元24將基板2的目標投射區域2a變形為凸形,並且控制模具3與基板2之間的相對傾斜,使得從目標投射區域2a的目標部分21起,開始圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸。為了從目標投射區域2a的目標部分21起,開始圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸,較佳地是讓基板2傾斜,使得變形為凸形的目標投射區域2a之中的目標部分21,在第一方向上變為最高位置。亦即,較佳地使基板2傾斜,用以將目標部分21配置在最靠近模具的一側。因此,控制單元15較佳地依照目標投射區域2a的變形,來使基板保持單元6傾斜基板2,使得目標投射區域2a的目標部分21在第一方向上變為最高位置。可以利用與在第一實施例中求出使模具3傾斜的角度的方法相同的 方法,來求出如上所述使基板2傾斜的角度。
如果在目標投射區域2a變形的狀態下使基板2傾斜的話,則目標投射區域2a的目標部分21向圖案區域3a的相應部分22相對偏移。因此,藉由在目標投射區域2a變形的狀態下使基板2傾斜,目標投射區域2a的目標部分21在第二方向上偏移一定的量(以下稱為偏移量),在步驟S104中,控制單元15較佳地根據該偏移量,來控制模具3與基板2的相對位置。可以利用與在第一實施例中求出偏移量的方法相同的方法,來求出第二方向上的偏移量。
在步驟S105中,控制單元15藉由控制模具保持單元8以縮小模具3與基板2之間的間隔,來增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積,從而使圖案區域3a與壓印材料5彼此接觸。此時,控制單元15控制第二變形單元24,用以隨著接觸面積增大,減小目標投射區域2a的變形,如圖10的101至103所示。同時,控制單元15依照目標投射區域2a的變形量,來控制模具3與基板2之間的相對位置及相對傾斜,用以維持目標投射區域2a的目標部分22與圖案區域3a的相應部分21之間的位置關係。在圖10中,101至103是在增大接觸面積的同時以時間序列示出模具3(模具保持單元8)和基板2(基板保持單元6)的狀態的圖。
在這種情況下,控制單元15較佳地在增大接觸面積的同時,依照目標投射區域2a的變形量來控制基 板2的傾斜,使得目標投射區域2a的目標部分21在第一方向上維持最高位置。例如,控制單元15較佳地根據表示目標投射區域2a的變形量、與用於在該變形量下將目標位置21設置為最高位置的基板2的傾斜之間的關係的資訊,在增大接觸面積的同時,控制基板保持單元6對基板的傾斜。該資訊可以藉由例如用控制單元15或外部電腦改變空間23的壓力值,即目標投射區域2a的變形量,求出使基板2傾斜的各個角度,來產生。
目標投射區域2a的變形和基板2的傾斜可在增大接觸面積的同時被改變。因此,目標投射區域2a的目標部分21和圖案區域3a的相應部分22由於這些改變,而相對地偏移於第二方向上。因此,控制單元15較佳地在增大接觸面積的同時,控制模具3與基板2的相對位置,使得目標投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相應部分22之間在第二方向上的偏移,保持在容許範圍。例如,控制單元15較佳地根據表示目標投射區域2a的目標部分21與圖案區域3a的相應部分22之間的相對偏移量的資訊來控制模具3與基板2的相對位置該資訊,該相對偏移量是由目標投射區域2a的變形量和基板2的傾斜而產生的。該資訊可以藉由例如用控制單元15或外部電腦改變空間23的壓力值,即目標投射區域2a的變形量,求出目標投射區域2a的目標部分21的偏移量來產生。
如上所述,第二實施例的壓印設備200被建 構來使基板2的一些投射區域2a各自變形為朝向模具3的圖案區域3a突出的凸形。壓印設備200在增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積的同時,減小投射區域2a的變形和基板2的傾斜。除此之外,壓印設備200根據投射區域2a的變形量,來控制模具3與基板2的相對位置,以維持當開始模具3與壓印材料5之間的接觸時的模具3與基板2之間的位置關係。這樣使得如同在第一實施例中一般,壓印設備200能夠在增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積的同時,減小模具3與基板2之間的相對位置偏移。因此,能夠快速進行模具3與基板2之間的對準。
<第三實施例>
在第一實施例中,描述了使模具3的圖案區域3a變形為凸形的例子。在第二實施例中,描述了使基板2的各投射區域2a變形為凸形的例子。在第三實施例中,將參照圖11,來描述如下的例子,即在使圖案區域3a和基板上的壓印材料5彼此接觸時,使圖案區域3a和投射區域2a兩者均變形。在圖11中,111至113是在增大接觸面積的同時以時間序列示出模具3(模具保持單元8)和基板2(基板保持單元6)的狀態的圖式。第三實施例的壓印設備和第二實施例的壓印設備200具有相同的設備結構,因此,將省略該設備結構的描述。
如圖11所示,控制單元15在增大接觸面積 的同時,控制第一變形單元11以減小圖案區域3a的變形,並控制第二變形單元24以減小目標投射區域2a的變形。同時,控制單元15控制模具3與基板2之間的相對位置及相對傾斜,以維持目標投射區域2a的目標部分22與圖案區域3a的相應部分21之間的位置關係。模具3與基板2之間的相對位置及相對傾斜可以根據圖案區域3a的變形量和目標投射區域2a的變形量來控制。這樣使得壓印設備能夠在增大圖案區域3a與壓印材料5之間的接觸面積的同時,減小模具3與基板2之間的相對位置偏移。
<物品的製造方法的實施例>
根據本發明的實施例的製造物品的方法適合於製造如下的物品,例如,諸如半導體裝置等的微型裝置,或是具有微觀結構的元件。根據本實施例的製造物品的方法包括利用上述壓印設備使被塗佈至基板的樹脂形成圖案的步驟(在基板上進行壓印處理的步驟),以及對在前一步驟中形成該圖案的該基板(進行了壓印處理的基板)進行處理的步驟。該製造方法還包括其他公知步驟(氧化、沉積、氣相沉積、摻雜、平面化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、鍵合、封裝等)。根據本實施例的製造物品的方法與傳統方法相比,在物品的性能、品質、生產率及生產成本中的至少一方面具有優勢。
<其他實施例>
還可以藉由讀出並執行記錄在儲存媒體(也可更完整地稱為“非暫時性電腦可讀儲存媒體”)上的電腦可執行指令(例如,一個或更多個程式)以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、並且/或者包括用於執行上述實施例中的一個或更多個的功能的一個或更多個電路(例如,特用積體電路(ASIC))的系統或裝置的電腦,來實現本發明的實施例(控制單元),並且,可以利用藉由從該系統或裝置的電腦例如讀出並執行來自儲存媒體的電腦可執行指令以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、並且/或者控制一個或更多個電路以執行上述實施例中的一個或更多個的功能的方法,來實現本發明的實施例(控制單元)。電腦可以包括一個或更多個處理器(例如,中央處理單元(CPU),微處理單元(MPU)),並且可以包括分開的電腦或分開的處理器的網路,以讀出並執行電腦可執行指令。電腦可執行指令可以例如從網路或儲存媒體被提供給電腦。儲存媒體可以包括例如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、分散式計算系統的記憶體、光碟(諸如壓縮光碟(CD)、數位通用光碟(DVD)或Blu-ray DiscTM(藍光光碟,BD)、快閃記憶體裝置以及記憶卡等中的一個或更多個。
雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述,但是應當理解的是,本發明不限於所揭露的示例性實施例。應當對隨附的申請專利範圍的範圍給予最寬的解 釋,以使其涵蓋所有這些變化例以及等效的結構和功能。

Claims (10)

  1. 一種壓印設備,其利用模具使基板上的壓印材料形成圖案,該壓印設備包含:變形單元,其被建構來使該模具和該基板中的至少一者變形為朝向另一者突出的凸形;以及控制單元,其被建構來控制一處理,該處理是在由該變形單元使該至少一者變形的狀態下,開始該模具與該壓印材料之間的接觸,然後藉由逐漸減小該變形單元對該至少一者的變形量,來逐漸增大該模具與該壓印材料之間的接觸面積,其中,該基板包括不完全投射區域,該不完全投射區域被配置在該基板的周邊部,並且該模具的圖案的僅一部分被轉印到該不完全投射區域,及其中,在讓該模具與被供給到該不完全投射區域上的壓印材料彼此接觸的該處理中,該控制單元根據該至少一者的變形量,來控制該模具與該基板的相對位置,用以在增大該接觸面積的同時,在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域維持該模具與該基板之間的相對位置關係。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中,該控制單元根據該至少一者的變形量,來控制該模具與該基板之間的相對傾斜,用以從在該模具上形成的圖案區域的重心以外的部分開始該模具與該壓印材料之間的接觸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的壓印設備,其中,該控制單元根據該至少一者的變形量,來控制該模具與該基板之間的相對傾斜,用以在增大該接觸面積的同時,逐漸減小該相對傾斜。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的壓印設備,其中,該控制單元根據表示該模具與該基板之間的相對偏移量的資訊,來控制該相對位置,該模具與該基板之間的相對偏移量是藉由改變該至少一者的變形量、以及該模具與該基板之間的相對傾斜而被產生的。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中,該控制單元控制該相對位置,用以在增大該接觸面積的同時,維持該基板的部分與該模具彼此首先接觸的部分之間的位置關係。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中,該變形單元包括第一變形單元,該第一變形單元被建構來促使該模具變形為中央部朝向該基板突出的凸形,並且該控制單元根據該第一變形單元對該模具的變形量,來控制該相對位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的壓印設備,其中,該控制單元根據該至少一者的變形量,來控制該模具與該基板之間的相對傾斜,用以從該模具最為突出的部分以外的部分開始該模具與該壓印材料之間的接觸。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中,該變形單元包括第二變形單元,該第二變形單元被建構來促使該基板變形為朝向該模具部分地突出的凸形,並且該控制單元根據該第二變形單元對該基板的變形量,來控制該相對位置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中,該控制單元控制該處理,用以從該不完全投射區域的重心處開始該模具與該壓印材料之間的接觸。
  10. 一種製造物品的方法,該方法包括:利用如申請專利範圍第1至9項中任一項所述的壓印設備在基板上形成圖案;以及對形成有該圖案的該基板進行處理,以製造該物品。
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