TWI720301B - 壓印裝置及製造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種壓印裝置,其進行壓印處理,壓印處理藉由使用模具在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由反射鏡元件所反射的光照射基板;測量單元,針對藉由對以包括複數個反射鏡元件的方式排列有反射鏡元件的區域進行分割而獲得的複數個區段中的每一個區段,測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的反射鏡元件。

Description

壓印裝置及製造物品的方法
本發明關於壓印裝置和製造物品的方法。
隨著對半導體設備、MEMS等的微圖案化的需求增加,除了傳統的光微影技術之外,藉由以模具模製基板上的壓印材料而在基板上形成壓印材料的圖案的微圖案化處理技術正受到關注。微圖案化處理技術被稱為壓印技術,且可以在基板上形成數個奈米量級的精細結構。
作為一種壓印技術,例如,存在光固化方法。在採用光固化方法的壓印裝置中,首先,將未固化的壓印材料供給(施加)到基板上的投射區域上。接下來,藉由使模具與被供給到投射區域上的未固化的壓印材料接觸(按壓),來模製被供給到投射區域上的未固化的壓印材料。在壓印材料與模具彼此保持接觸的狀態下,壓印材料被光(例如,紫外線)照射並固化,且模具被從固化的壓印材料分離,從而在基板上形成壓印材料的圖案。
一般而言,要經歷這種壓印處理的基板,例如,在設備製造處理中的沉積處理(例如,濺鍍)中經歷了加熱處理。這可能導致基板膨脹或收縮,且在某些情況下,圖案的形狀(或尺寸)可能在平面中彼此垂直的兩個方向上改變。因此,在壓印裝置中,當基板上的壓印材料和模具彼此接觸時,需要使已經形成在基板上的圖案(基板側上的圖案)的形狀與模具的圖案的形狀相匹配。
作為使基板側的圖案的形狀與模具上的圖案的形狀相匹配的技術,日本專利公開號第2008-504141號提出了一種壓印裝置,其包括對模具的周邊施加外力以使模具(的圖案)變形的單元。然而,在日本專利公開號第2008-504141號的壓印裝置中,例如,如果模具的材料是石英,則其帕松比(Poisson’s ratio)為0.16。因此,當模具的一端沿預定軸線方向被壓縮時,與預定軸線方向垂直的方向上之模具的端部膨脹。如果在模具中發生取決於帕松比的變形,特別是當模具變形成梯形時,由於模具的表面難以線性變形,可能影響重疊(overlay)精度。因此,日本專利第5932286號提出了一種技術,此技術藉由以具有不會固化壓印材料的波長的光照射基板來使基板側上的圖案的形狀與模具的圖案的形狀相匹配,從而使基板藉由被吸收的熱量(加熱)而經歷熱變形。在日本專利第5932286號中所揭露的技術中,數位反射鏡設備被使用來作為光調整設備,以在基板上形成預定的照射量分佈(溫度分佈)。
然而,在日本專利第5932286號中,由於反射率差、形成數位反射鏡設備的反射鏡元件中的缺陷、以及照射數位反射鏡設備的光的光量不均勻性,基板的實際熱輸入量可能與期望的熱輸入量不同。在這種情況下,由於基板側的圖案形狀和模具中的圖案形狀未匹配,重疊精度降低。
本發明提供了一種壓印裝置,其在預先形成在基板上的處理目標區域與要新形成在基板上的圖案之間的重疊精度方面是有利的。
根據本發明的一個態樣,提供了一種壓印裝置,其進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由反射鏡元件所反射的光照射基板;測量單元,針對藉由對以包括複數個反射鏡元件的方式排列有反射鏡元件的區域進行分割而獲得的複數個區段中的每一個區段,測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的反射鏡元件。
從參照所附圖式對例示性實施例的以下描述,本發明的更多態樣將變得清楚明瞭。
下面將參照附圖描述本發明的較佳實施例。注意,在所有附圖中,相同的標號表示相同的構件,且將不會給出其重複描述。
圖1是顯示作為本發明的一個態樣的壓印裝置1的佈置的示意圖。壓印裝置1為一種微影裝置,其被用於製造像是半導體設備等的設備以作為物品,並進行藉由使用模具在基板上形成壓印材料的圖案的壓印處理。在本實施例中,壓印裝置1使供給到基板上的壓印材料和模具彼此接觸,並對壓印材料施加固化能量以形成固化材料圖案,模具的凹凸圖案被轉印到此固化材料圖案上。
要使用的壓印材料包括藉由施加固化能量而被固化的可固化組成物(有時也稱為未固化樹脂)。要使用的固化能量包括電磁波及熱。要使用的電磁波包括,例如,從10 nm以上至1 mm以下的波長範圍中所選出的光,例如,紅外光、可見光或紫外光。
可固化組成物是藉由光的照射或熱的施加而固化的組成物。藉由光的照射而固化的可固化組成物至少含有可聚合化合物和光聚合引發劑,且根據需要可以含有不可聚合化合物或溶劑。不可聚合化合物是選自由敏化劑、氫予體(hydrogen donor)、內部脫模劑、表面活性劑、抗氧化劑和聚合物成分所組成的群組中的至少一種化合物。
可藉由旋轉式塗布機或狹縫式塗布機將壓印材料以膜的形式供給到基板上。或者,壓印材料可藉由液體噴射頭以液滴形式、液滴被鏈接在一起的島狀形式或膜形式來供給到基板上。壓印材料的黏度(在25℃時)為1mPa·s以上到100mPa·s以下。
要使用的基板由玻璃、陶瓷、金屬、半導體和樹脂所製成。根據需要,可在基板的表面上形成由與基板不同的材料所形成的構件。具體而言,要使用的基板包括矽晶圓、化合物半導體晶圓和二氧化矽玻璃晶圓。
在本實施例中,壓印裝置1採用光固化方法作為壓印材料的固化方法。注意,如圖1所示,將與以光照射基板上的壓印材料的照射單元的光軸平行的方向設置為Z軸,並將在與Z軸垂直的平面中之相互正交的方向設置為X軸和Y軸。
壓印裝置1包括照射單元2、模具保持單元3、基板台4、供給單元5、加熱單元6、感測器7、控制單元8和對準測量單元35。壓印裝置1還包括放置有基板台4的底板36、固定模具保持單元3的橋板37、以及從底板36延伸並經由防振器38支撐橋板37的支柱39。防振器38減少(消除)從地板表面傳遞到橋板37的振動。此外,壓印裝置1還包括將模具11從外部輸送到模具保持單元3的模具輸送單元(未示出)以及將基板12從外部輸送到基板台4的基板輸送單元(未示出)。
在壓印處理中,照射單元2經由分光鏡10及模具11以紫外線9照射基板上的壓印材料17。照射單元2包括,例如,光源及光學元件,其調整從光源發射的紫外線9,使得紫外線將適用於壓印處理。
模具11具有多邊形(矩形)周邊形狀且在面向基板12的表面上具有三維地形成的圖案(要被轉印到基板12上的凹凸圖案,例如,電路圖案)13。模具11由諸如石英等的材料形成,紫外線9可以透過該材料而傳輸。模具11還在與面向基板12的表面的相反側的表面(紫外線9的入射側的表面)上包括有助於模具11(圖案13)的變形的模穴(凹部)。模穴具有圓形的平面形狀,並且模穴的深度根據模具11的尺寸和材料被設置。
模具保持單元3包括保持模具11的模具卡盤14和在保持模具卡盤14的同時使模具11(模具卡盤14)移動的模具驅動單元15。
模具卡盤14通過利用真空吸力或靜電力夾持紫外線9的入射側上的模具11的表面的周邊區域來保持模具11。例如,在模具卡盤14要通過真空吸力保持模具11的情況下,將模具卡盤14連接到安裝在外部的真空泵,並且模具11的安裝/拆卸(保持和解除保持)可以通過打開和關閉真空泵來切換。
模具驅動單元15沿Z軸方向移動模具11,以選擇性地將模具11按壓到基板上的壓印材料17上(按壓處理)或者使模具11從基板上的壓印材料17分離(脫模處理)。可用作模具驅動單元15的致動器包括,例如,線性電機或氣缸。為了高精度地確定模具11的位置,模具驅動單元15可以由諸如粗驅動系統和精細驅動系統的多個驅動系統形成。模具驅動單元15可以形成為使模具11不僅沿Z軸方向移動而且沿X軸方向和Y軸方向移動。此外,模具驅動單元15可形成為具有調整模具11的傾斜度和模具11在θ(圍繞Z軸旋轉)方向上的位置的傾斜功能。
壓印裝置1中的按壓處理和釋放處理可藉由如本實施例所示之沿Z軸方向移動模具11來實現,但亦可藉由沿Z軸方向移動基板12(基板台4)來實現。同樣地,可藉由沿Z軸方向相對地移動模具11和基板12來實現按壓處理及釋放處理。
模具卡盤14和模具驅動單元15在中心部分(內部)包括開口16,使得基板上的壓印材料17被來自照射單元2的紫外線9照射。光透射構件被佈置在開口16中,以使由開口16的一部分及模具11所包圍的空間成為密閉空間,且藉由包括真空泵等的壓力調整設備來調整密閉空間內的壓力。例如,當基板上的壓印材料17和模具11彼此接觸時,壓力調整設備可將密封空間內的壓力升高到高於外部壓力,以使模具11的圖案13翹曲(變形)為朝向基板12的凸出形狀。因此,模具11的圖案13的中心部分可首先與壓印材料17接觸。這能夠抑制空氣殘留在模具11與壓印材料17之間,且壓印材料17能夠填充模具11的圖案13(凹部)的所有部分。
基板12被供給(施加)有藉由模具11的圖案13而被模製的壓印材料17。
基板台4保持基板12,且用於在基板上的壓印材料17與模具11彼此接觸時定位(對準)模具11和基板12。基板台4包括夾持及保持基板12的基板卡盤18、以及能夠在各個軸方向上機械地保持並移動基板卡盤18的台驅動單元19。
可用作台驅動單元19的致動器包括,例如,線性馬達或平面馬達。為了以高精度判定基板12的位置,台驅動單元19可由多個驅動系統所形成,例如,粗驅動系統和精細驅動系統。台驅動單元19可形成為使基板12不僅沿X軸方向和Y軸方向移動且還沿Z軸方向移動。此外,台驅動單元19可形成為具有調整模具基板12的傾斜度和基板12在θ(圍繞Z軸旋轉)方向上的位置的傾斜功能。
在基板台4的側表面上,佈置與X軸、Y軸和Z軸方向中的每一個方向相對應的編碼器標尺20。編碼器系統22以來自編碼器頭21的光束照射編碼器標尺20,以測量基板台4的位置。編碼器系統22實時測量基板台4的位置。控制單元8基於編碼器系統22的測量值來執行基板台4的定位。
供給單元5佈置在模具保持單元3附近,並將未固化的壓印材料17供給(施加)到基板12上。在本實施例中,壓印材料17為紫外光可固化壓印材料,其具有藉由紫外線9的照射而固化的性質。根據像是半導體設備的製造處理等的各種資訊來選擇壓印材料17。根據要形成在基板12上的壓印材料17的圖案的密度及厚度(殘留層厚度)來判定要從供給單元5供給的壓印材料17的供給量。
藉由加熱被輸送到壓印裝置1並由基板台4所保持的基板12,加熱單元6使已形成在基板上的圖案區域23(投射區域)變形(亦即,校正圖案區域23的形狀)。在本實施例中,圖案區域23為包括一個投射區域的處理目標區域。然而,圖案區域23可為包括複數個投射區域的處理目標區域(亦即,在某些情況下,能夠在一次壓印處理中於複數個投射區域上形成圖案)。注意,投射區域對應於當藉由曝光裝置在已經在壓印裝置1中形成有圖案的基板的上層上形成圖案時,藉由使用標線片(reticle)或光罩所形成的重複圖案。例如,在一個投射區域中,形成用戶所期望的一個或多個晶片尺寸的圖案。
圖2是顯示加熱單元6的佈置的示意圖。加熱單元6包括光源單元24、光調整設備25、以及光吸收部26。光源單元24作用為用於加熱基板12的熱源,且在本實施例中,以波長不會使壓印材料17固化的光27照射光調整設備25。例如,若壓印材料17被300 nm與400 nm之間的波長固化,則光源單元24發射波長帶為470 nm的光。
當校正基板上的圖案區域23的形狀時,光調整設備25藉由在基板上形成照射量分佈而在基板上形成溫度分佈。如圖3所示,光調整設備25由數位反射鏡設備28所形成。圖3是顯示數位反射鏡設備28的佈置的示意圖。如圖3所示,數位反射鏡設備28包括複數個反射鏡元件29,其形成反射面且被二維地(以矩陣)佈置。反射鏡元件29能夠改變從光源單元24發射的光27的反射方向,並在基板上的圖案區域23上形成任意的照射量分佈。控制單元8獨立地控制每一個反射鏡元件29(的驅動)。
圖4是顯示形成數位反射鏡設備28的反射鏡元件29的截面,以及顯示反射鏡元件29的驅動狀態的示意圖。如圖4所示,反射鏡元件29藉由被驅動(傾斜)到ON狀態32(在ON狀態32中,光27在朝向基板12的方向30上被反射)或者OFF狀態33(在OFF狀態33中,光27在朝向光吸收部26的方向31上被反射),來形成任意的照射量分佈。藉由控制每一個反射鏡元件29被設置為ON狀態32的時間(照射時間)以及每一個反射鏡元件被設置為OFF狀態33的時間(非照射時間),來控制照射基板12的光的光量等級。
如圖1所示,基板12經由分色鏡34而被由每一個反射鏡元件29在朝向基板12的方向30上所反射的光27照射。根據所需的照射量分佈適當地判定數位反射鏡設備28的分割計數,亦即,形成數位反射鏡設備28的反射鏡元件29的數量。
當形成數位反射鏡設備28的每一個反射鏡元件29被驅動到OFF狀態33時,光吸收部26吸收由反射鏡元件29所反射的光27。光吸收部26藉由將光轉換成熱量來吸收所發射的光27。因此,光吸收部26較佳地包括冷卻機構。
感測器7被佈置在基板台4上,以具有與由基板台4所保持的基板12相同的高度。在被包含在數位反射鏡設備28中的複數個反射鏡元件29中,感測器7測量由至少一些反射鏡元件29所反射的光的光量(照射量分佈)。感測器7為,例如,將接收到的光轉換為電信號的光電轉換元件。在未進行壓印處理的時段(例如,維護時段),感測器7在掃描基板台4的同時測量從數位反射鏡設備28照射基板12的光27的光量。
控制單元8由包括CPU和記憶體的計算機所形成,並根據記憶體中所儲存的程式來控制壓印裝置1的各個單元。控制單元8藉由控制壓印裝置1中的各個單元的操作和調整來控制在基板上形成圖案的壓印處理。在本實施例中,如稍後將詳細描述的,控制單元8基於感測器7的測量結果來控制加熱單元6。控制單元8可與壓印裝置1的其他部分一體地形成(在共同的殼體中),或者可與壓印裝置1的其他部分分離地形成(在分離的殼體中)。
當要進行壓印處理時,藉由以對準光AL照射基板12以及檢測在基板12上所反射的對準光AL,對準測量單元35測量基板上的圖案區域23的位置和形狀。
將描述壓印裝置1中的壓印處理。如上所述,壓印處理藉由控制單元8一體地控制壓印裝置1的各個單元來進行。首先,控制單元8使基板輸送單元輸送基板12和保持基板的基板台4(基板卡盤18)。接下來,控制單元8驅動台驅動單元19以將基板上的投射區域(圖案區域23)定位在供給單元5的供給位置中。接下來,控制單元8使供給單元5將壓印材料17供給到基板上的投射區域上。接下來,控制單元8驅動台驅動單元19,使得被供給有壓印材料17之基板上的投射區域位於模具11的正下方。接下來,控制單元8驅動模具驅動單元15以使基板上的壓印材料17和模具11彼此接觸。因此,基板上的壓印材料17填充模具11的圖案13(凹入部分)。接下來,控制單元8使照射單元2經由模具11用紫外線9照射基板上的壓印材料17,以固化壓印材料17。接下來,控制單元8驅動模具驅動單元15以使模具11從基板上之固化的壓印材料17分離。因此,在基板上的投射區域上形成與模具11的圖案13對應之壓印材料17的三維形狀的圖案。這些一系列的操作可在基板上的複數個投射區域中的每一個投射區域上進行,以在複數個投射區域中的每一個投射區域上形成壓印材料17的圖案。
在壓印裝置1中要經歷壓印處理的基板12,例如,在設備製造處理中的沉積處理(例如,濺鍍)中經歷加熱處理。因此,基板12在被輸送到壓印裝置1之前可能已經膨脹或收縮,且圖案區域23在X-Y平面中彼此垂直的兩個方向上的形狀可能已經改變。圖案區域23的變形主要包括縮放分量、平行四邊形分量、以及梯形分量,且在某些情況下可能為這些分量的組合。
因此,在壓印裝置1中,當基板上的壓印材料17和模具11彼此接觸時,需要校正基板12的圖案區域23的形狀,以與模具11的圖案13的形狀相匹配。在本實施例中,控制單元8從對準測量單元35的測量結果獲得使基板12的圖案區域23的形狀與模具11的圖案13的形狀相匹配所需的校正量。接著,基於校正量,基板12的圖案區域23藉由加熱單元6經歷熱變形,以使基板12的圖案區域23的形狀與模具11的圖案13的形狀相匹配。換言之,在控制單元8的控制下,加熱單元6(數位反射鏡設備28)加熱圖案區域23,以減少基板12的圖案區域23與模具11的圖案13之間的形狀差(設置在容許範圍內)。
由於形成加熱單元6的數位反射鏡設備28中的初始故障或老化,可能發生反射鏡元件29被固定的缺陷。另外,由於反射鏡元件29之間的反射率差、從光源單元24發射的光27的光量不均勻性、或佈置在從光源單元24到基板12的光路中的光學元件的光學性能,可能發生照射基板12的光的光量與目標光量不同的光量誤差。
為了使這些影響最小化,在本實施例中,如圖3所示,使得二維佈置反射鏡元件29的區域小於基板上的投射區域,並且控制的單位被分割(分離)成複數個區段41,以包括複數個反射鏡元件29。區段41的數量是任意的,只要滿足條件即可。例如,在本實施例中,假設區段41的數量是600,且圖3中所示的佈置代表數位反射鏡設備28中的所有反射鏡元件29中的一些反射鏡元件29。控制單元8針對作為複數個反射鏡元件29的組合的每一個區段41控制數位反射鏡設備28。例如,藉由針對每一個區段41校正由反射鏡元件29的缺陷和反射率所導致的光量誤差、來自光源單元24的光的光量不均勻性等,來校準從每一個區段41照射基板12的光的光量。
更具體地,首先,測量從加熱單元6(亦即,數位反射鏡設備28)發射到基板12的光的光量(光量分佈)。在佈置有反射鏡元件29的區域中,控制單元8將與投射區域(投射區域是基板上之要在一個壓印處理中形成圖案的區域)對應的區域中的反射鏡元件29設置為ON狀態32,並將剩餘區域中的反射鏡元件29設置為OFF狀態33。另外,控制單元8使感測器7藉由掃描基板台4來測量從數位反射鏡設備28照射基板台4的光27的光量,使得感測器7能夠覆蓋整個投射區域。控制單元8基於感測器7的每一個測量結果獲得數位反射鏡設備28的每一個區段41的光量(積分值) A。接下來,控制單元8獲得數位反射鏡設備28的每一個區段41的校準值。令Amin為光量A的最小值(最小光量),每一個區段41的校準值為Amin/A。注意,每一個區段41具有不影響基板上的圖案區域23與模具11的圖案13之間的重疊精度的程度的區域,且每一個區段的區域的尺寸可根據所需的重疊精度而被改變。例如,假定在基板上已設置了30 mm(垂直)×20 mm(水平)的投射區域且基板上的每一個區段41(的區域)已被設置為1平方毫米的情況。在這種情況下,將與基板上的30 mm(垂直)×20 mm(水平)區域相對應的區域中的反射鏡元件29設置為ON狀態32,並將其他剩餘區域中的反射鏡元件29設置為OFF狀態33。在此狀態下,藉由使基板台4掃描以使整個投射區域將被感測器7所覆蓋,從數位反射鏡設備28照射基板台4的光27的光量將由感測器7測量。結果,獲得各個區段41的光量(積分值) A1、A2、A3、...、A600。以此方式,感測器7測量來自每一個區段41照射基板12(基板台4)的光的光量並獲得數據。同樣地,感測器7被形成為測量較與複數個區段41中的每一個區段對應之基板上的區域更小的每一個區域的光量。假定Amin是各個區段41的光量(積分值)A1、A2、A3、...、A600中的最小值。在此情況下,區段41的校準值分別是Amin/A1、Amin/A2、Amin/A3、...、Amin/A600。校準值被用於校正基板12的圖案區域23的形狀。
將參照圖5描述校正壓印裝置1中的基板12的圖案區域23的形狀的校正處理。如上所述,在本實施例中,溫度分佈藉由加熱單元6而形成在圖案區域23的內部和外部,以校正基板12的圖案區域23的形狀,亦即,圖案區域23的變形分量。
在步驟S502中,控制單元8使對準測量單元35測量基板12的圖案區域23的形狀。在步驟S504中,控制單元8基於在步驟S502中的對準測量單元35的測量結果,分析基板12的圖案區域23中包括的變形分量,並獲得使圖案區域23的形狀與模具11的圖案13的形狀相匹配所需的校正量。在步驟S506中,控制單元8基於在步驟S504中獲得的校正量,獲得校正基板12的圖案區域23的形狀所需的數位反射鏡設備28的各個區段41的光量。
在步驟S508中,控制單元8基於上述每一個校準值以及步驟S506中所獲得的每一個光量之間的乘積,獨立地控制數位反射鏡設備28的每一個區段41的反射鏡元件29。例如,為了獲得每一個區段41的目標光量,控制單元8針對每一個區段41控制由反射鏡元件29照射到基板12的光的照射時間(設置ON狀態32的時間)與非照射時間(設置OFF狀態33的時間)的比率。更具體地,如果從控制單元8對任意區段41的指令值是1,則與指令值相對應的區段中的所有反射鏡元件29被設置為ON狀態32。又,如果從控制單元8對任意區段41的指令值是0.75,則此區段中的反射鏡元件29被設置為ON狀態32持續7.5毫秒,且對於後續的2.5毫秒,反射鏡元件29被設置為OFF狀態33。將重複以此方式對區段中的反射鏡元件29的狀態切換,直到改變指令值為止。以此方式,針對每一個區段41,藉由控制反射鏡元件29被設置為ON狀態32的時間以及反射鏡元件被設置為OFF狀態33的時間(照射時間與非照射時間的比率)來調整光量。
在本實施例中,每一個區段41中所包括的反射鏡元件29被獨立地控制,使得當要基於感測器7的測量結果進行壓印處理時,從複數個區段41中的每一個區段照射基板12的光的光量將為目標光量。更具體地,控制每一個區段41之從反射鏡元件29照射到基板12的光的照射時間和非照射時間的比率,使得能夠在每一個區段41中獲得目標光量。此時,如上所述,根據感測器7的測量結果,在能夠從複數個區段41照射基板12的光的最大光量當中,指定最小光量,並使用最小光量作為基準來校準區段之間的光量。例如,如果從預定區段41照射基板12的光的最大光量小於從另一個區段41照射基板12的光的最大光量,則藉由使用另一個區段41的光量作為基準來校準預定區段41的光量。在此,感測器7的測量結果是藉由測量從每一個區段41照射基板12的光的光量而獲得的數據的集合。
在使基板上的壓印材料17固化之前的按壓處理期間或之後進行圖5所示的校正處理。控制單元8在藉由圖5所示的校正處理使基板12的圖案區域23的形狀與模具11的圖案13的形狀相匹配之後,使壓印材料17在基板上固化。又,為了有利於基板12的圖案區域23的形狀的校正,能夠局部地減少基板卡盤18對與圖案區域23相對應的區域的吸力。以此方式,在壓印裝置1中,藉由校正基板12的圖案區域23的形狀,能夠以高精度使圖案區域23的形狀和模具11的圖案13的形狀相匹配。例如,在本實施例中,相較於藉由使模具11的側面位移或將外力施加到模具11的側面來校正圖案13的形狀的情況,圖案區域23的形狀與模具11的圖案13的形狀能夠以更高的精度相匹配。因此,基板12的圖案區域23能夠以高精度重疊在新形成的壓印材料17的圖案上。注意,在壓印裝置1中,能夠以組合的方式使用藉由將模具11的側面位移或將外力施加到模具11的側面來校正圖案13的形狀之形狀校正機構。又,如上所述,雖然圖5中所示的校正處理較佳地在基板上的壓印材料17固化之前的按壓處理期間或之後進行,但是此校正處理亦可在按壓處理之前進行。
在步驟S508中,可以控制在每一個區段41中之要設置為ON狀態32的反射鏡元件29的數量以及要設置為OFF狀態33的反射鏡元件29的數量,使得能夠在每一個區段41中獲得目標光量。換言之,當針對每一個區段41獲得相同的目標光量時,可針對每一個區段41控制以光照射基板12的反射鏡元件29的數量。例如,在圖3所示的數位反射鏡設備28中,每一個區段41包括16個反射鏡元件29。在從控制單元8對任意區段41的指令值為1的情況下,假定與此指令值相對應的區段中的所有反射鏡元件29將被設置為ON狀態32。又,在從控制單元8對任意區段41的指令值為0.75的情況下,假定區段中的反射鏡元件29中的12個反射鏡元件29將被設置為ON狀態32,且4個反射鏡元件29將被設置為OFF狀態33。此時,基於感測器7的測量結果,控制單元8針對每一個區段41指定無法以光照射基板12之有缺陷的反射鏡元件29的數量,並基於有缺陷的反射鏡元件的數量來針對每一個區段41控制以光照射基板12的反射鏡元件29的數量。更具體地,在有缺陷的反射鏡元件29的數量為0且控制單元8對任意區段41的指令值為0.5的情況下,在此區段中的反射鏡元件29中,8個反射鏡元件29將被設置為ON狀態32,且8個反射鏡元件29將被設置為OFF狀態33。然而,在有缺陷的反射鏡元件29的數量為3的情況下,考慮到有缺陷的反射鏡元件,8個反射鏡元件29被設置為ON狀態32,且5個反射鏡元件29被設置為OFF狀態33。以此方式,藉由針對每一個區段41控制設置為ON狀態32的反射鏡元件29的數量以及設置為OFF狀態33的反射鏡元件29的數量,光量被調整。
在本實施例中,雖然壓印裝置1藉由測量從每一個區段41照射基板的光的光量來獲得數據(亦即,由感測器7進行的測量),但本發明不限於此。例如,可藉由壓印裝置1外部的測量設備測量從每一個區段41照射基板的光的光量來獲得數據。
此外,在本實施例中,從對準測量單元35的測量結果獲得基板12的圖案區域23與模具11的圖案13之間的形狀差。然而,基板12的圖案區域23與模具11的圖案13之間的形狀差可藉由壓印裝置1外部的測量設備加以測 量。在此情況下,外部測量設備的測量結果被手動地或經由通信電路(communication circuit)自動地輸入到控制單元8。外部測量設備包括,例如,重疊檢查裝置。重疊檢查裝置針對複數個標記檢查形成在圖案區域23周圍的標記與在圖案形成時在圖案周圍同時形成的標記(其藉由在不使圖案13變形的狀態下進行圖案形成而形成在基板上)之間的位置偏移。結果,可獲得指示圖案13與圖案區域23之間的形狀差的資訊。基於以此方式所獲得之指示圖案13與圖案區域23之間的形狀差的資訊,控制單元8計算用於校正模具11的圖案13的形狀的校正量以及用於校正基板12的圖案區域23的形狀的校正量。注意,能夠在壓印裝置1的外部進行這些校正量的計算。
根據本實施例,提供了一種壓印裝置1,其在基板12的圖案區域23(預先形成在基板上的處理區域)與要在基板上新形成的壓印材料17的圖案之間的重疊精度方面是有利的。
已使用壓印裝置1所形成之固化產物的圖案永久地使用於各種物品中的至少某些物品,或者在製造各種物品時被暫時地使用。物品包括電路元件、光學元件、MEMS、印刷元件、感測器、鑄模等。電路元件包括,例如,揮發性或非揮發性半導體記憶體(例如,DRAM、SRAM、快閃記憶體或MRAM)或半導體元件(例如,LSI、CCD、圖像感測器或FPGA)。鑄模包括壓印模具等。
固化產物的圖案在沒有任何改變的情況下作為上述物品的至少一部分的構成構件,或者暫時地用作抗蝕劑掩模。在基板的處理步驟中進行蝕刻、離子注入等之後,移除抗蝕劑掩模。
現在將描述製造物品的詳細方法。如圖6A所示,準備基板12,例如,具有形成在其表面上的處理目標材料(例如,絕緣體)的矽晶圓,且接著,藉由噴墨法等將壓印材料17施加到處理目標材料的表面上。在此顯示形成為複數個液滴的壓印材料17被施加在基板上的狀態。
如圖6B所示,形成有凹凸圖案之壓印模具11的一側面對基板上的壓印材料17。如圖6C所示,使模具11和施加有壓印材料17的基板12彼此接觸,施加壓力。壓印材料17填充模具11與處理目標材料之間的間隙。在此狀態下,藉由以作為固化能量的光穿過模具11照射壓印材料17,固化壓印材料17。
如圖6D所示,藉由在固化壓印材料17之後使模具11和基板12彼此分離,在基板上形成壓印材料17的固化產物的圖案。此固化產物的圖案具有形狀,使得模具11的凹部對應於固化產物的凸部,以及模具11的凸部對應於固化產物的凹部。亦即,模具11的凹凸圖案被轉印到壓印材料17。
如圖6E所示,在處理目標材料的表面當中,藉由使用固化產物的圖案作為抗蝕刻掩模進行蝕刻,沒有固化產物的部分或固化產物保持較薄的部分被移除並成為溝槽。如圖6F所示,能夠藉由移除固化產物的圖案來獲得在處理目標材料的表面上形成有溝槽的物品。儘管固化產物的圖案在此被移除,固化產物的圖案可被運用來作為,例如,包含在半導體元件等中的層間介電膜(亦即,物品的構成構件),而即使在處理之後也不需將其移除。
(修改例)   已在上面描述藉由使用包括數位反射鏡設備28的加熱單元6來校正基板上的圖案區域23的形狀的實施例。下面將描述使用包括光源單元24、數位反射鏡設備28以及光吸收部26的單元來增加未固化壓印材料的黏度的實施例。根據本實施例,能夠藉由增加未固化壓印材料的黏度來提高基板12和模具11的定位精度。
光源單元24產生增加供給到基板12上的未固化壓印材料的黏度的波長的光。一般而言,作為要被供給到基板12上的樹脂材料之壓印材料具有低黏度,且壓印材料可輕易地填充模具11的圖案13。在此,當壓印材料具有低黏度時,容易因外部干擾等而引起模具11與基板12之間的位置偏移。如果壓印材料在模具11與基板12之間發生了位置偏移的狀態下被固化,則更可能導致重疊精度的降低。
因此,在已增加壓印材料的黏度的狀態下,基板12上的投射區域和模具11的圖案13被定位。這減少了模具11與基板12之間的位置偏移,因此而提高了重疊精度。
例如,在壓印材料的固化處理中,假定將照射壓印材料的紫外線的波長帶設置在200 nm與400 nm之間。此時,照射壓印材料以增加其黏度的光的波長帶可設置在300 nm與350 nm之間,以增加壓印材料的黏度而不會過度固化壓印材料。
注意,能夠適當地設置照射壓印材料以增加其黏度的光的時段。例如,用於增加黏度的光的照射操作可在模具11和壓印材料彼此接觸的時間點或之後開始,或者,用於增加黏度的光的照射操作可在模具11和壓印材料彼此接觸的時間點之前開始。
雖然已經參照例示性實施例描述了本發明,但應理解的是,本發明不限於所揭露的例示性實施例。以下申請專利範圍的範疇應被賦予最寬廣的解釋,以涵蓋所有這類型的修改以及等效的結構和功能。
1‧‧‧壓印裝置2‧‧‧照明單元3‧‧‧模具保持單元4‧‧‧基板台5‧‧‧供給單元6‧‧‧加熱單元7‧‧‧感測器8‧‧‧控制單元9‧‧‧紫外線10‧‧‧分光鏡11‧‧‧模具12‧‧‧基板13‧‧‧圖案14‧‧‧模具卡盤15‧‧‧模具驅動單元16‧‧‧開口17‧‧‧壓印材料18‧‧‧基板卡盤19‧‧‧台驅動單元20‧‧‧編碼器標尺21‧‧‧編碼器頭22‧‧‧編碼器系統23‧‧‧圖案區域24‧‧‧光源單元25‧‧‧光調整設備26‧‧‧光吸收部27‧‧‧光28‧‧‧數位反射鏡設備29‧‧‧反射鏡元件30‧‧‧方向31‧‧‧方向32‧‧‧ON狀態33‧‧‧OFF狀態34‧‧‧分光鏡35‧‧‧對準測量單元36‧‧‧底板37‧‧‧橋板38‧‧‧防振器39‧‧‧支柱41‧‧‧區段AL‧‧‧對準光S502‧‧‧步驟S504‧‧‧步驟S506‧‧‧步驟S508‧‧‧步驟
圖1是顯示作為本發明的一個態樣的壓印裝置的佈置的示意圖。
圖2是顯示圖1所示之壓印裝置中的加熱單元的佈置的示意圖。
圖3是顯示數位反射鏡設備的佈置的示意圖。
圖4是顯示數位反射鏡設備的反射鏡元件的截面的示意圖。
圖5是用於說明校正圖1所示的壓印裝置中的基板的圖案的形狀的校正處理的流程圖。
圖6A至圖6F是用於說明製造物品的方法的視圖。
1‧‧‧壓印裝置
2‧‧‧照明單元
3‧‧‧模具保持單元
4‧‧‧基板台
5‧‧‧供給單元
6‧‧‧加熱單元
7‧‧‧感測器
8‧‧‧控制單元
9‧‧‧紫外線
10‧‧‧分光鏡
11‧‧‧模具
12‧‧‧基板
13‧‧‧圖案
14‧‧‧模具卡盤
15‧‧‧模具驅動單元
16‧‧‧開口
17‧‧‧壓印材料
18‧‧‧基板卡盤
19‧‧‧台驅動單元
20‧‧‧編碼器標尺
21‧‧‧編碼器頭
22‧‧‧編碼器系統
23‧‧‧圖案區域
30‧‧‧方向
34‧‧‧分光鏡
35‧‧‧對準測量單元
36‧‧‧底板
37‧‧‧橋板
38‧‧‧防振器
39‧‧‧支柱
AL‧‧‧對準光

Claims (17)

  1. 一種壓印裝置,其進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光來照射該基板;測量單元,針對藉由對排列有該等反射鏡元件的區域進行分割以包括複數個該反射鏡元件所獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,其中,該控制單元被構造為獨立地控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,使得當要進行該壓印處理時,從該複數個區段中的每一個區段所發射的光的該光量將是目標光量,並且其中,該控制單元被構造為藉由每一個區段的該等反射鏡元件去控制光的非照射時間與照射時間之間的比率,以獲得該目標光量。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓印裝置,其中,該控制單元被構造為基於該測量單元的該測量結果來計算校準值以針對每一個區段來減少每一個區段的光量誤差的影響,並 且使用該計算出的校準值來藉由每一個區段的該等反射鏡元件去控制光的該非照射時間與該照射時間之間的該比率,以獲得該目標光量。
  3. 如申請專利範圍第1項之壓印裝置,其中,該控制單元被構造為基於該測量結果來指定從該複數個區段所發射的光的該等光量當中的最小光量,並藉由使用該最小光量作為基準來校準該複數個區段之間的該等光量。
  4. 如申請專利範圍第1項之壓印裝置,還包括:基板台,其被構造為保持該基板並移動,其中,該測量單元被佈置在該基板台上。
  5. 如申請專利範圍第4項之壓印裝置,其中,該測量單元被構造為測量針對小於與該複數個區段中的每一個區段相對應之該基板上的區域的每一個區域的光量。
  6. 如申請專利範圍第4項之壓印裝置,其中,在未進行該壓印處理的時段中,該測量單元被構造為測量從該複數個區段中的每一個區段發射到該基板的光的光量。
  7. 如申請專利範圍第1項之壓印裝置,其中,該數位反射鏡設備被構造來加熱該處理目標區域,以減少該模具的圖案部分與該處理目標區域之間的形狀差。
  8. 一種壓印裝置,其進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光來照射該基板;測量單元,針對藉由對排列有該等反射鏡元件的區域進行分割以包括複數個該反射鏡元件所獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,其中,該控制單元被構造為獨立地控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,使得當要進行該壓印處理時,從該複數個區段中的每一個區段所發射的光的該光量將是目標光量,並且其中,該控制單元被構造為針對每一個區段去控制以光照射該基板的反射鏡元件的數量,以獲得該目標光量。
  9. 如申請專利範圍第8項之壓印裝置,其中,該控制單元被構造為基於該測量單元的該測量結果來計算校準值以針對每一個區段來減少每一個區段的光量誤差的影響,並且使用該計算出的校準值來針對每一個區段去控制以光照射該基板的反射鏡元件的數量,以獲得該目標光量。
  10. 如申請專利範圍第8項之壓印裝置,其中,該控制單元被構造為基於該測量結果來指定無法以光照射該基板之缺陷的反射鏡元件的數量,並針對每一個區段基於該缺陷的反射鏡元件的數量來控制以光照射該基板的反射鏡元件的數量。
  11. 一種壓印裝置,其進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光來照射該基板;測量單元,針對藉由對排列有該等反射鏡元件的區域進行分割以包括複數個該反射鏡元件所獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,其中,該數位反射鏡設備被構造為以增加該基板上的該壓印材料的黏度的光來照射該基板。
  12. 如申請專利範圍第11項之壓印裝置,其中,在該模具和該壓印材料彼此接觸之後,該數位反射鏡設備被構造為以增加該基板上的該壓印材料的該黏度的光來照射該基 板。
  13. 一種壓印裝置,其進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光來照射該基板;測量單元,針對藉由對排列有該等反射鏡元件的區域進行分割以使得複數個該反射鏡元件被包括其中所獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件。
  14. 如申請專利範圍第13項之壓印裝置,其中,該控制單元被構造為基於該測量單元的該測量結果來計算校準值以針對每一個區段來減少每一個區段的光量誤差的影響,並且使用該計算出的校準值來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件。
  15. 如申請專利範圍第13項之壓印裝置,其中,包含在該複數個區段中的一個區段的該複數個反射鏡元件被佈置為彼此相鄰。
  16. 一種製造物品的方法,包括:藉由使用壓印裝置在基板上形成圖案;處理該圖案已在該形成中被形成於其上之該基板;以及從被處理的該基板製造物品,其中,該壓印裝置進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在該基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,且該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光照射該基板;測量單元,針對藉由對以包括複數個該反射鏡元件的方式排列有該等反射鏡元件的區域進行分割而獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,其中,該控制單元被構造為獨立地控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,使得當要進行該壓印處理時,從該複數個區段中的每一個區段所發射的光的該光量將是目標光量,並且其中,該控制單元被構造為藉由每一個區段的該等反射鏡元件去控制光的非照射時間與照射時間之間的比率,以獲得該目標光量。
  17. 一種製造物品的方法,包括:藉由使用壓印裝置在基板上形成圖案;處理該圖案已在該形成中被形成於其上之該基板;以及從被處理的該基板製造物品,其中,該壓印裝置進行壓印處理,該壓印處理藉由使用模具而在該基板上的處理目標區域上形成壓印材料的圖案,且該壓印裝置包括:數位反射鏡設備,其包括二維排列的反射鏡元件,且被構造為以由該等反射鏡元件所反射的光來照射該基板;測量單元,針對藉由對排列有該等反射鏡元件的區域進行分割以包括複數個該反射鏡元件所獲得的複數個區段中的每一個區段,該測量單元被構造為測量從每一個區段所發射的光的光量;以及控制單元,其被構造為基於該測量單元的測量結果來控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,其中,該控制單元被構造為獨立地控制被包含在每一個區段中的該等反射鏡元件,使得當要進行該壓印處理時,從該複數個區段中的每一個區段所發射的光的該光量將是目標光量,並且其中,該控制單元被構造為針對每一個區段去控制以光照射該基板的反射鏡元件的數量,以獲得該目標光量。
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