壓印裝置以及物品的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓印裝置以及物品的制造方法。所述壓印裝置利用模具使基板上的壓印材料形成圖案，并且包括：變形單元，其被構(gòu)造為使所述模具和所述基板中的至少一者變形；以及控制單元，其被構(gòu)造為控制處理，該處理是在所述至少一者變形的狀態(tài)下，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸，然后通過逐漸減小所述至少一者的變形量，來逐漸增大所述模具與所述壓印材料之間的接觸面積，其中，所述控制單元基于所述變形量，來控制所述模具與所述基板的相對位置，使得在所述模具與所述壓印材料彼此接觸的區(qū)域，維持所述模具與所述基板之間的相對位置關(guān)系。
【專利說明】
壓印裝置以及物品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種壓印裝置以及物品的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓印裝置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，作為用于批量生產(chǎn)半導(dǎo)體器件等的光刻裝置之一，已引起關(guān)注。壓印裝置能夠在模具與基板上的壓印材料彼此接觸的狀態(tài)下，通過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。在這種壓印裝置中，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(xiàn)缺陷。日本特表2009-518207號公報提出了如下方法，即在使模具變形為中央向基板突出的凸形的狀態(tài)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。
[0003]在日本特表2009-518207號公報中記載的壓印裝置中，通過在模具與壓印材料之間的接觸開始之后，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(fā)生改變。在日本特表2009-518207號公報中記載的壓印裝置中，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(jié)果，由于相對位置的改變，難以快速進行模具與基板之間的對準，并且生產(chǎn)量可能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種例如在生產(chǎn)量方面具有優(yōu)勢的壓印裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種壓印裝置，其利用模具使基板上的壓印材料形成圖案，所述壓印裝置包括:變形單元，其被構(gòu)造為使所述模具和所述基板中的至少一者，變形為向另一者突出的凸形；以及控制單元，其被構(gòu)造為控制處理，該處理是在由所述變形單元使所述至少一者變形的狀態(tài)下，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸，然后通過逐漸減小所述變形單元對所述至少一者的變形量，來逐漸增大所述模具與所述壓印材料之間的接觸面積，其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板的相對位置，使得在增大所述接觸面積的同時，在所述模具與所述壓印材料彼此接觸的區(qū)域維持所述模具與所述基板之間的相對位置關(guān)系。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種物品的制造方法，該制造方法包括以下步驟:利用壓印裝置在基板上形成圖案；以及對形成有所述圖案的所述基板進行處理，以制造所述物品，其中，所述壓印裝置使被供給到所述基板上的壓印材料形成圖案，并且包括:變形單元，其被構(gòu)造為使所述模具和所述基板中的至少一者，變形為向另一者突出的凸形；以及控制單元，其被構(gòu)造為控制處理，該處理是在由所述變形單元使所述至少一者變形的狀態(tài)下，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸，然后通過逐漸減小所述變形單元對所述至少一者的變形量，來逐漸增大所述模具與所述壓印材料之間的接觸面積，其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板的相對位置，使得在增大所述接觸面積的同時，在所述模具與所述壓印材料彼此接觸的區(qū)域維持所述模具與所述基板之間的相對位置關(guān)系。
[0007]通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0008]圖1是示出根據(jù)第一實施例的壓印裝置的示意圖；
[0009]圖2是示出在使模具的圖案區(qū)域變形的狀態(tài)下的壓印裝置的示意圖；
[0010]圖3是示出基板上的多個投射區(qū)域(shotreg1n)的布置的圖；
[0011]圖4是示出根據(jù)第一實施例的壓印裝置中的壓印處理的操作序列的流程圖；
[0012]圖5是示出模具被傾斜使得變形為凸形的圖案區(qū)域的相應(yīng)部分在第一方向上變?yōu)樽畹臀恢玫臓顟B(tài)的圖；
[0013]圖6是示出變形為凸形的圖案區(qū)域的模型圖；
[0014]圖7示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據(jù)第一實施例的模具和基板的狀態(tài)的圖；
[0015]圖8是示出根據(jù)第二實施例的壓印裝置的示意圖；
[0016]圖9是示出在使布置在基板的周邊部的投射區(qū)域變形的狀態(tài)下的壓印裝置的示意圖；
[0017]圖10示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據(jù)第二實施例的模具和基板的狀態(tài)的圖；以及
[0018]圖11示出了在增大接觸面積的同時以時間序列示出根據(jù)第三實施例的模具和基板的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0019]下面，將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。請注意，相同的附圖標記在所有圖中表示相同的構(gòu)件，并且將不予以重復(fù)的描述。在以下的描述中，設(shè)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)，并且設(shè)第二方向為與第一方向垂直的方向(例如，X及Y方向)。
[0020]〈第一實施例〉
[0021]現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的壓印裝置100。壓印裝置100被用來制造半導(dǎo)體器件等，并且進行如下的壓印處理，即利用包括形成有圖案的圖案區(qū)域3a的模具3，使被供給到基板2的投射區(qū)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(tài)下，壓印裝置100使壓印材料5固化。然后，壓印裝置100可以通過擴大模具3與基板2之間的間隔，并使模具3與固化的壓印材料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循環(huán)法、以及使用光的光固化法。在第一實施例中，將描述采用光固化法的示例。光固化法是如下的方法，即通過將未固化的紫外固化樹脂作為壓印材料5供給到基板上，并在模具3與壓印材料5彼此接觸的狀態(tài)下，利用紫外線來照射壓印材料5，來使壓印材料5固化。
[0022][壓印裝置100的結(jié)構(gòu)]
[0023]圖1是示出根據(jù)第一實施例的壓印裝置100的示意圖。壓印裝置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?？刂茊卧?5包括例如CPU和存儲器，并且控制壓印處理(控制壓印裝置100的各個單元)。
[0024]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(jīng)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，以及用于將從光源發(fā)出的光調(diào)整為適合于壓印處理的光的光學(xué)元件。請注意，例如，當(dāng)采用熱固化法時，可以替代照射單元12，配設(shè)用于使充當(dāng)壓印材料5的熱固性樹脂固化的熱源單元。
[0025]作為基板2，例如，使用單晶硅基板、玻璃基板等。稍后描述的供給單元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制成。在基板側(cè)的部分區(qū)域(圖案區(qū)域3a)中，形成用于使基板上的壓印材料5成型的凹凸圖案。
[0026]基板保持單元6可以包括基板卡盤6a和基板驅(qū)動單元6b，所述基板卡盤6a通過例如真空吸力或靜電力來保持基板2，所述基板驅(qū)動單元6b被構(gòu)造為改變由基板卡盤6a保持的基板2的位置及傾斜。例如，基板驅(qū)動單元6b可以被構(gòu)造為在使模具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(qū)動基板2，或者使基板2傾斜(在旋轉(zhuǎn)方向上)。在壓印裝置100中配設(shè)了測量基板2的位置及傾斜的測量設(shè)備(以下稱為第一測量設(shè)備7)?？刂茊卧?5能夠基于由第一測量設(shè)備7測量的基板2的位置及傾斜，來控制基板驅(qū)動單元6b。第一測量設(shè)備7可以包括例如激光干涉計或者編碼器。
[0027]模具保持單元8可以包括模具卡盤8a和模具驅(qū)動單元Sb，所述基板卡盤8a通過例如真空吸力或靜電力來保持模具3，所述基板驅(qū)動單元Sb被構(gòu)造為改變由模具卡盤6a保持的模具3的位置及傾斜。例如，模具驅(qū)動單元Sb可以被構(gòu)造為在使模具3與壓印材料5彼此接觸的第一方向(例如，Z方向)上驅(qū)動模具3，或者使模具3傾斜(旋轉(zhuǎn)方向)。模具驅(qū)動單元8b也可以被構(gòu)造為在與第一方向垂直的第二方向(例如，X及Y方向)上驅(qū)動模具3。在壓印裝置100中，配設(shè)了測量模具3的位置及傾斜的測量設(shè)備(以下稱為第二測量設(shè)備9)?？刂茊卧?5能夠基于由第二測量設(shè)備9測量的模具3的位置及傾斜，來控制模具驅(qū)動單元Sb。第二測量設(shè)備9可以包括例如激光干涉計或者編碼器。
[0028]請注意，在第一實施例的壓印裝置100中，可以通過控制基板驅(qū)動單元6b和模具驅(qū)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。也可以通過控制基板驅(qū)動單元6b和模具驅(qū)動單元Sb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。
[0029]例如，在模具3與基板上的壓印材料5彼此接觸的狀態(tài)下，檢測單元16檢測配設(shè)在模具3上的標志18、以及配設(shè)在基板2(投射區(qū)域2a)上的標志17。這樣使得控制單元15能夠基于檢測單元16的檢測結(jié)果，來求出模具上的標志18與基板上的標志17的相對位置(在X及Y方向上)，并且進行模具3與基板2之間的對準，使得所述相對位置變?yōu)槟繕讼鄬ξ恢?。供給單元14將壓印材料5(未固化樹脂)供給到基板上。如上所述，在第一實施例的壓印裝置100中，使用紫外固化樹脂作為壓印材料5，所述紫外固化樹脂具有通過紫外線照射而固化的性質(zhì)。
[0030]在壓印裝置100中，如果在使壓印材料5與模具3的圖案區(qū)域3a彼此接觸時，在模具3的圖案的凹部殘留有氣泡，則在由壓印材料5形成的圖案中，可能出現(xiàn)缺陷。為了應(yīng)對此，壓印裝置100包括變形單元，該變形單元使基板2的各投射區(qū)域2a和模具3的圖案區(qū)域3a中的至少一者，變形為中央部向另一者突出的凸形。在由變形單元使各投射區(qū)域2a和圖案區(qū)域3a中的至少一者變形的狀態(tài)下，壓印裝置100開始圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸。然后，壓印裝置100通過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。可以通過控制如上所述使模具3(圖案區(qū)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，將描述如下的示例，即在使模具3的圖案區(qū)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(qū)域3a變形為中央部向基板2突出的凸形。
[0031]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(qū)動單元Sb限定的空間10。充當(dāng)變形單元的第一變形單元11經(jīng)由管，連接到空間10。如圖2所示，第一變形單元11能夠通過調(diào)整空間10的壓力，而使模具3的圖案區(qū)域3a變形為中央部向基板2突出的凸形。圖2是示出在使模具3的圖案區(qū)域3a變形的狀態(tài)下的壓印裝置100的示意圖。例如，當(dāng)通過縮小模具3與基板2之間的間隔來開始圖案區(qū)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，以通過將空間10的壓力調(diào)整為高于其外部壓力，來使圖案區(qū)域3a變形為凸形。在圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸開始之后，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，并逐漸減小圖案區(qū)域3a的變形。這樣使得壓印裝置100能夠逐漸增大圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積，亦即，從圖案區(qū)域3a的一部分起，逐漸使圖案區(qū)域3a與壓印材料5彼此接觸。結(jié)果，能夠減少在壓印材料5與模具3的凹部之間封入的氣體，并且防止在由壓印材料5形成的圖案中出現(xiàn)缺陷。
[0032][針對各投射區(qū)域2a的壓印處理]
[0033]圖3是示出基板上的多個投射區(qū)域2a的布置的圖?；迳系亩鄠€投射區(qū)域2a包括投射區(qū)域2ai和投射區(qū)域2a2，所述投射區(qū)域2ai被布置在基板2的中央部，并且模具3的整個圖案被轉(zhuǎn)印到該投射區(qū)域2ai，所述投射區(qū)域2a2被布置在基板2的周邊部，并且模具3的圖案的僅一部分被轉(zhuǎn)印到該投射區(qū)域2a2。如上所述，投射區(qū)域2a2被布置在基板2的周邊部，并且模具3的圖案的僅一部分被轉(zhuǎn)印到投射區(qū)域2a2，該投射區(qū)域2a2被稱為不完全(deficient)投射區(qū)域(邊緣投射區(qū)域)。為了提高收益，壓印裝置100優(yōu)選地也對不完全投射區(qū)域進行壓印處理。然而，如果在使模具3的圖案區(qū)域3a變形的狀態(tài)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，則圖案區(qū)域3a可能接觸基板2的邊緣。在這種情況下，壓印材料5經(jīng)常不被供給到基板2的邊緣，因此模具3和基板2直接接觸，而不經(jīng)過壓印材料5 ο這可能損壞模具3的圖案。
[0034]第一實施例的壓印裝置100依照圖案區(qū)域3a的變形，來控制模具3與基板2之間的相對傾斜，使得從投射區(qū)域2a的目標部分21起，開始壓印材料5與模具3的圖案區(qū)域3a之間的接觸。亦即，壓印裝置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(qū)域3a之間的接觸。
[0035]此外，隨著圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積增大，壓印裝置100逐漸減小第一變形單元11對圖案區(qū)域3a的變形量，并且逐漸減小模具3與基板2之間的相對傾斜。亦即，壓印裝置100依照第一變形單元11對圖案區(qū)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(dāng)模具3與基板2之間的間隔變?yōu)槟繕碎g隔時，模具3的圖案區(qū)域3a與基板2的投射區(qū)域2a變?yōu)楸舜似叫小Ｈ欢?，在如上所述控制圖案區(qū)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，由于壓印材料5的粘性，在模具3與基板2的相對位置穩(wěn)定以前，需要相當(dāng)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，并且可能使生產(chǎn)量下降。
[0036]為了應(yīng)對此，壓印裝置100(控制單元15)控制模具3與基板2的相對位置，使得在增大接觸面積的同時，維持當(dāng)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(guān)系。此時，壓印裝置100基于第一變形單元11對圖案區(qū)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，壓印裝置100在增大接觸面積的同時，基于圖案區(qū)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(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的偏移保持在容許范圍。投射區(qū)域2a的目標部分21是投射區(qū)域2a的如下部分，該部分應(yīng)當(dāng)經(jīng)由壓印材料5而與模具3的圖案區(qū)域3a首先接觸。圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22是圖案區(qū)域3a的如下部分，在該部分，形成有應(yīng)當(dāng)被轉(zhuǎn)印到投射區(qū)域2a的目標部分21的圖案。
[0037]現(xiàn)在，將參照圖4來描述針對基板上的各投射區(qū)域2a的壓印處理。圖4是示出第一實施例的壓印裝置100中的壓印處理的操作序列的流程圖。可以通過使控制單元15控制壓印裝置100的各單元，來進行圖4中所示的各操作。
[0038]在步驟SlOO中，控制單元15控制基板運送機構(gòu)(未示出)，以將基板2運送到基板保持單元6上，并且控制基板保持單元6保持基板2。結(jié)果，基板2被安裝在基板保持單元6上。在步驟SlOl中，控制單元15控制基板保持單元6，以在供給單元14下方布置被作為進行壓印處理的目標的投射區(qū)域2a(以下稱為目標投射區(qū)域2a)，并且控制供給單元14將壓印材料5供給至目標投射區(qū)域2a。在步驟S102中，控制單元15控制基板保持單元6，以將目標投射區(qū)域2a布置在模具3的圖案區(qū)域3a下方。
[0039]在步驟S103中，控制單元15決定目標投射區(qū)域2a的目標部分21，在該目標部分21，模具3的圖案區(qū)域3a與基板上的壓印材料5之間的接觸開始。目標投射區(qū)域2a的目標部分21優(yōu)選包括目標投射區(qū)域2a的重心。例如，當(dāng)目標投射區(qū)域2a是不完全投射區(qū)域時，控制單元15可以求出充當(dāng)目標投射區(qū)域2a的不完全投射區(qū)域的重心，并決定目標投射區(qū)域2a的目標部分21以包括該重心。請注意，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(qū)域2a的布置的信息，或者由被配設(shè)用來拍攝目標投射區(qū)域2a的攝像單元獲得的圖像，來求出目標投射區(qū)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(qū)域2a的目標部分21以包括目標投射區(qū)域2a的重心。然而，本發(fā)明并不限定于此。例如，控制單元15可以利用虛擬基板，通過攝像單元觀察在減小模具3與基板2之間的距離的狀態(tài)下圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積的改變，并且可以基于該結(jié)果，來決定目標投射區(qū)域2a的目標部分
21ο
[°04°] 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(qū)域3a變形為凸形，并且控制模具3與基板2之間的相對傾斜，使得從目標投射區(qū)域2a的目標部分21起，開始圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸。為了從目標投射區(qū)域的目標部分21起，開始圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸，優(yōu)選使模具3傾斜，使得變形為凸形的圖案區(qū)域3a之中的相應(yīng)部分22，在第一方向上變?yōu)樽畹臀恢?，如圖5所示。亦即，優(yōu)選使模具3傾斜，以將相應(yīng)部分22布置在最靠近基板的側(cè)。因此，控制單元15優(yōu)選依照圖案區(qū)域3a的變形，來使模具保持單元8傾斜模具3，使得圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22在第一方向上變?yōu)樽畹臀恢谩?br>[0041]可以通過下式，利用例如變形為凸形的圖案區(qū)域3a的模型圖(圖6)，來求出如上所述使模具3傾斜的角度ωγ:
[0042]Mxsin ω y+(Mz_Mh+R)cos ω y = R...(I)
[0043]其中，在圖6中所示的模型圖以及式(I)中，Mc表示模具保持單元8的旋轉(zhuǎn)中心，Mx表示旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M(相應(yīng)部分22)在X方向上的距離，Mz表示旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M在Z方向上的距離，R表示變形為凸形的圖案區(qū)域3a的曲率半徑，并且Mh表示旋轉(zhuǎn)中心Mc與圖案區(qū)域3a的重心(最突出的部分)之間的距離。請注意，可以通過實驗、模擬等，利用空間10的壓力值Pi來求出曲率半徑R。
[0044]可以通過下式，利用由第一變形單元11調(diào)整的空間10的壓力值?!，來求出距離Mz及距離Mh:
[0045]Μζ = αζι ΧΡι+βζ
[0046]Mh=Oz2XΡι+βζ...(2)
[0047]其中，？!表示空間10的壓力值，αζ1表示相對于壓力值改變的、距離Mz的改變率，αζ2表示相對于壓力值改變的、距離Mh的改變率，βζ表示在圖案區(qū)域3a未變形(亦即空間10的壓力值?!等于空間10的外部壓力值)的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M在Z方向上的距離。可以由例如配設(shè)在空間10內(nèi)部或管等中的傳感器(例如，氣壓傳感器)，來測量空間10的壓力。可以利用模具3的特征(例如，厚度、彈性模數(shù)等)預(yù)先計算出改變率αζ1、改變率αζ2及距離βζ。
[0048]可以通過下式，利用由第一變形單元11調(diào)整的空間10的壓力值丹，來求出距離Mx:
[0049]Μχ=αχΧΡι+βχ...(3)
[0050]其中，αχ表示相對于壓力值改變的、距離Mx的改變率，并且βχ表示在圖案區(qū)域3a未變形(亦即空間10的壓力值?!等于空間10的外部壓力值)的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M在X方向上的距離。可以利用模具3的特征(例如，厚度、彈性模數(shù)等)，預(yù)先計算出改變率αχ及距離βχ。
[0051]以上描述了在X-Z坐標系中使模具3傾斜的角度ωγ的計算方法。也可以利用與角度《4勺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ωχ?？梢酝ㄟ^下式來求出角度ωχ:
[0052]Mysin ω x+(Mz_Mh+R)cos ω X = R...(4)
[0053]其中，My表示旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M在Y方向上的距離。可以通過下式，利用由第一變形單元11調(diào)整的空間10的壓力值?工，來求出距離My:
[0054]Μγ = αγΧΡι+βγ...(5)
[0055]其中，ay表示相對于壓力值改變的、距離My的改變率，并且^表示在圖案區(qū)域3a未變形(亦即空間10的壓力值?!等于空間10的外部壓力值)的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)中心Mc與相應(yīng)部分M在Y方向上的距離。可以利用模具3的特征(例如，厚度、彈性模數(shù)等)，預(yù)先計算出改變率ay及距離Py。
[0056]可以通過依照利用上述方法計算出的角度ωγ&ωχ使模具3傾斜，來使圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22在第一方向上成為最低位置。請注意，如果在圖案區(qū)域3a變形的狀態(tài)下使模具3傾斜，則圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22向目標投射區(qū)域2a的目標部分21相對偏移。因此，通過在圖案區(qū)域3a變形的狀態(tài)下使模具3傾斜，圖案區(qū)域3a的相應(yīng)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優(yōu)選基于所述偏移量，來控制模具3與基板2的相對位置?？梢酝ㄟ^下式，來求出X方向上的偏移量δΜχ和Y方向上的偏移量δΜγ:
[0057]δΜχ=Μχ( 1-cos ω y)+Mzsin ω y
[0058]5My=My( 1-cos ω X)+Mzsin ω x...(6)
[0059]在步驟S105中，控制單元15通過控制模具保持單元8以縮小模具3與基板2之間的間隔，來增大圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積，從而使圖案區(qū)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，使得隨著該接觸面積增大，減小圖案區(qū)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(qū)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(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的位置關(guān)系。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(tài)的圖。
[0060]在這種情況下，控制單元15優(yōu)選在增大接觸面積的同時，依照圖案區(qū)域3a的變形量來控制模具3的傾斜，使得圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22在第一方向上維持最低位置。例如，基于表示圖案區(qū)域3a的變形量與用于在該變形量下將目標位置設(shè)置為最低位置的模具3的傾斜之間的關(guān)系的信息，控制單元15優(yōu)選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。可以通過使例如控制單元15或外部計算機改變空間10的壓力值?工，即圖案區(qū)域3a的變形量(曲率半徑R)，分別由式(I)至(5)求出使模具3傾斜的角度，從而創(chuàng)建該信息。
[0061]在增大接觸面積的同時，改變圖案區(qū)域3a的變形和模具3的傾斜。因此，目標投射區(qū)域2a的目標部分21和圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22由于這些改變，而在第二方向上相對地偏移。因此，控制單元15優(yōu)選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(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間在第二方向上的偏移，保持在容許范圍。例如，控制單元15優(yōu)選基于如下的信息，來控制模具3與基板2的相對位置，所述信息表不投射區(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的相對偏移量，該相對偏移量是基于圖案區(qū)域3a的變形量和模具3的傾斜而產(chǎn)生的?？梢酝ㄟ^使例如控制單元15或外部計算機改變空間10的壓力值?:，即圖案區(qū)域3a的變形量(曲率半徑R)，由式(6)來求出圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22的偏移量，從而創(chuàng)建該信息。
[0062]在步驟S106中，控制單元15基于檢測單元16的檢測結(jié)果，來進行模具3與基板2之間的對準。例如，控制單元15基于檢測單元16的檢測結(jié)果，來求出模具上的標志18與基板上的標志17的相對位置(第二方向)，并且進行模具3與基板2之間的對準，使得所述相對位置變?yōu)槟繕讼鄬ξ恢谩Ｔ诓襟ES107中，控制單元15控制照射單元12，以利用光照射與模具3接觸的壓印材料5，并且使壓印材料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，并且使模具3與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(xù)轉(zhuǎn)印模具3的圖案的投射區(qū)域2a(下一投射區(qū)域2a)。如果控制單元15確定存在下一投射區(qū)域2a，則處理前進到步驟SlOl。如果控制單元15確定不存在下一投射區(qū)域2a，則處理前進到步驟SI 10。在步驟SI 10中，控制單元15控制基板運送機構(gòu)(未示出)，以從基板保持單元6回收基板2。
[0063]如上所述，第一實施例的壓印裝置100在增大壓印材料5與模具3的圖案區(qū)域3a之間的接觸面積的同時，逐漸減小圖案區(qū)域3a的變形和模具3的傾斜。除此之外，壓印裝置100基于圖案區(qū)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(dāng)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(guān)系。這樣使得壓印裝置100能夠減小模具3與基板2之間的如下相對位置偏移，該相對位置偏移是在增大圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積的同時引起的。因此，能夠快速進行模具3與基板2之間的對準。
[0064]在第一實施例的壓印裝置100中，在增大接觸面積的同時，基于圖案區(qū)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(fā)明并不限定于此。例如，即使在增大接觸面積的同時僅使圖案區(qū)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，基于圖案區(qū)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引起的、模具3與基板2之間的相對位置偏移。
[0065]〈第二實施例〉
[0066]在第一實施例中，描述了如下的示例，即在使模具3與基板上的壓印材料5彼此接觸時，使模具3的圖案區(qū)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(qū)域2a各自變形為向模具3的圖案區(qū)域3a突出的凸形。圖8是示出根據(jù)第二實施例的壓印裝置200的示意圖。第二實施例的壓印裝置200與第一實施例的壓印裝置100的不同之處在于基板保持單元6的結(jié)構(gòu)。
[0067]在第二實施例的壓印裝置200中，基板卡盤6a保持包括不完全投射區(qū)域的基板2的周邊部，并且被部分地拆除，并且能夠在基板2的周邊部下方配設(shè)空間23。充當(dāng)變形單元的第二變形單元24經(jīng)由管，連接到空間23。如圖9所示，第二變形單元24可以通過調(diào)整空間23的壓力，使在基板2的周邊部布置的一些投射區(qū)域2a(不完全投射區(qū)域)各自變形為向模具3的圖案區(qū)域3a突出的凸形。圖9是示出在使布置在基板2的周邊部的投射區(qū)域2a變形的狀態(tài)下的壓印裝置200的示意圖。例如，當(dāng)通過縮小模具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，以通過將空間23的壓力調(diào)整為低于其外部壓力，來使周邊部的各投射區(qū)域2a變形為凸形。在圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸開始之后，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，并逐漸減小投射區(qū)域2a的變形。這樣使得壓印裝置200能夠在投射區(qū)域2a變形的狀態(tài)下，開始壓印材料5與模具3的圖案區(qū)域3a之間的接觸，并且從圖案區(qū)域3a的一部分起，逐漸使圖案區(qū)域3a與壓印材料5彼此接觸。結(jié)果，能夠抑制在壓印材料5與模具3的凹部之間封入氣體，并且防止在由壓印材料5形成的圖案中出現(xiàn)缺陷。
[0068]現(xiàn)在，將描述針對在基板2的周邊部布置的各投射區(qū)域2a(不完全投射區(qū)域)的壓印處理。第二實施例的壓印裝置200依照圖4中所示的流程圖來進行壓印處理，并且與第一實施例的壓印裝置的不同之處在于步驟S104及S105?，F(xiàn)在，將描述在第二實施例的壓印裝置200中的步驟S104及S105。
[0069]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(qū)域2a變形為凸形，并且控制模具3與基板2之間的相對傾斜，使得從目標投射區(qū)域2a的目標部分21起，開始圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸。為了從目標投射區(qū)域2a的目標部分21起，開始圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸，優(yōu)選使基板2傾斜，使得變形為凸形的目標投射區(qū)域2a之中的目標部分21，在第一方向上變?yōu)樽罡呶恢谩Ｒ嗉?，?yōu)選使基板2傾斜，以將目標部分21布置在最靠近模具的側(cè)。因此，控制單元15優(yōu)選依照目標投射區(qū)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(qū)域2a的目標部分21在第一方向上變?yōu)樽罡呶恢?。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。
[0070]如果在目標投射區(qū)域2a變形的狀態(tài)下使基板2傾斜，則目標投射區(qū)域2a的目標部分21向圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22相對偏移。因此，通過在目標投射區(qū)域2a變形的狀態(tài)下使基板2傾斜，目標投射區(qū)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優(yōu)選基于所述偏移量，來控制模具3與基板2的相對位置?？梢岳门c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。
[0071]在步驟S105中，控制單元15通過控制模具保持單元8以縮小模具3與基板2之間的間隔，來增大圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積，從而使圖案區(qū)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，使得隨著接觸面積增大，減小目標投射區(qū)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(qū)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，使得維持目標投射區(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的位置關(guān)系。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(tài)的圖。
[0072]在這種情況下，控制單元15優(yōu)選在增大接觸面積的同時，依照目標投射區(qū)域2a的變形量來控制基板2的傾斜，使得目標投射區(qū)域2a的目標部分21在第一方向上維持最高位置。例如，基于表示目標投射區(qū)域2a的變形量、與用于在該變形量下將目標位置21設(shè)置為最高位置的基板2的傾斜之間的關(guān)系的信息，控制單元15優(yōu)選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?？梢酝ㄟ^使例如控制單元15或外部計算機改變空間23的壓力值，即目標投射區(qū)域2a的變形量，來求出使基板2傾斜的各個角度，從而創(chuàng)建該信息。
[0073]在增大接觸面積的同時，改變目標投射區(qū)域2a的變形和基板2的傾斜。因此，目標投射區(qū)域2a的目標部分21和圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22由于這些改變，而在第二方向上相對地偏移。因此，控制單元15優(yōu)選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(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間在第二方向上的偏移，保持在容許范圍。例如，控制單元15優(yōu)選基于如下的信息，來控制模具3與基板2的相對位置，所述信息表示目標投射區(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的相對偏移量，該相對偏移量是由目標投射區(qū)域2a的變形量和基板2的傾斜而產(chǎn)生的。可以通過使例如控制單元15或外部計算機改變空間23的壓力值，即目標投射區(qū)域2a的變形量，來求出目標投射區(qū)域2a的目標部分21的偏移量，來創(chuàng)建該信息。
[0074]如上所述，第二實施例的壓印裝置200被構(gòu)造為使基板2的一些投射區(qū)域2a各自變形為向模具3的圖案區(qū)域3a突出的凸形。壓印裝置200在增大圖案區(qū)域3a與壓印材料5之間的接觸面積的同時，減小投射區(qū)域2a的變形和基板2的傾斜。除此之外，壓印裝置200基于投射區(qū)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(dāng)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(guān)系。這樣使得如同在第一實施例中，壓印裝置200能夠在增大圖案區(qū)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。
[0075]〈第三實施例〉
[0076]在第一實施例中，描述了使模具3的圖案區(qū)域3a變形為凸形的示例。在第二實施例中，描述了使基板2的各投射區(qū)域2a變形為凸形的示例。在第三實施例中，將參照圖11，來描述如下的示例，即在使圖案區(qū)域3a和基板上的壓印材料5彼此接觸時，使圖案區(qū)域3a和投射區(qū)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(tài)的圖。第三實施例的壓印裝置和第二實施例的壓印裝置200具有相同的裝置結(jié)構(gòu)，因此，將省略裝置結(jié)構(gòu)的描述。
[0077]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(qū)域3a的變形，并控制第二變形單元24以減小目標投射區(qū)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(qū)域2a的目標部分21與圖案區(qū)域3a的相應(yīng)部分22之間的位置關(guān)系?？梢曰趫D案區(qū)域3a的變形量和目標投射區(qū)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。這樣使得壓印裝置能夠在增大圖案區(qū)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。
[0078]〈物品的制造方法的實施例〉
[0079]根據(jù)本發(fā)明的實施例的物品的制造方法適合于制造如下的物品，例如，諸如半導(dǎo)體器件等的微型器件，或是具有微觀結(jié)構(gòu)的元件。根據(jù)本實施例的物品的制造方法包括利用上述壓印裝置使被涂布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所述圖案的所述基板(進行了壓印處理的基板)進行處理的步驟。該制造方法還包括其他公知步驟(氧化、沉積、汽相沉積、摻雜、平面化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、鍵合、封裝等)。根據(jù)本實施例的物品的制造方法與傳統(tǒng)方法相比，在物品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本中的至少一方面具有優(yōu)勢。
[0080]〈其他實施例〉
[0081]還可以通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲介質(zhì)(也可更完整地稱為“非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)”)上的計算機可執(zhí)行指令(例如，一個或更多個程序)以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能、并且/或者包括用于執(zhí)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，專用集成電路(ASIC))的系統(tǒng)或裝置的計算機，來實現(xiàn)本發(fā)明的實施例，并且，可以利用通過由系統(tǒng)或裝置的計算機例如讀出并執(zhí)行來自存儲介質(zhì)的計算機可執(zhí)行指令以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能、并且/或者控制一個或更多個電路以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能的方法，來實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。計算機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))，并且可以包括分開的計算機或分開的處理器的網(wǎng)絡(luò)，以讀出并執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令。計算機可執(zhí)行指令可以例如從網(wǎng)絡(luò)或存儲介質(zhì)被提供給計算機。存儲介質(zhì)可以包括例如硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、分布式計算系統(tǒng)的存儲器、光盤(諸如壓縮光盤(CD)、數(shù)字通用光盤(DVD)或藍光光盤(BD)?)、閃存裝置以及存儲卡等中的一個或更多個。
[0082]本發(fā)明的實施例還可以通過如下的方法來實現(xiàn)，S卩，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲介質(zhì)將執(zhí)行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機或是中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)讀出并執(zhí)行程序的方法。
[0083]雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。應(yīng)當(dāng)對所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項】
1.一種壓印裝置，其利用模具使基板上的壓印材料形成圖案，所述壓印裝置包括: 變形單元，其被構(gòu)造為使所述模具和所述基板中的至少一者，變形為向另一者突出的凸形；以及 控制單元，其被構(gòu)造為控制處理，該處理是在由所述變形單元使所述至少一者變形的狀態(tài)下，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸，然后通過逐漸減小所述變形單元對所述至少一者的變形量，來逐漸增大所述模具與所述壓印材料之間的接觸面積， 其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板的相對位置，使得在增大所述接觸面積的同時，在所述模具與所述壓印材料彼此接觸的區(qū)域維持所述模具與所述基板之間的相對位置關(guān)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板之間的相對傾斜，使得從在所述模具上形成的圖案區(qū)域的重心以外的部分起，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓印裝置，其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板之間的相對傾斜，使得在增大所述接觸面積的同時，逐漸減小該相對傾斜。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓印裝置，其中，所述控制單元基于表示所述模具與所述基板之間的相對偏移量的信息，來控制所述相對位置，所述模具與所述基板之間的相對偏移量是通過改變所述至少一者的變形量、以及所述模具與所述基板之間的相對傾斜而產(chǎn)生的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其中，所述控制單元控制所述相對位置，使得在增大所述接觸面積的同時，維持首先彼此接觸的所述基板的部分與所述模具的部分之間的位置關(guān)系。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其中，所述變形單元包括第一變形單元，該第一變形單元被構(gòu)造為使所述模具變形為中央部向所述基板突出的凸形，并且 所述控制單元基于所述第一變形單元對所述模具的變形量，來控制所述相對位置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓印裝置，其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板之間的相對傾斜，使得從所述模具最為突出的部分以外的部分起，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其中，所述變形單元包括第二變形單元，該第二變形單元被構(gòu)造為使所述基板變形為向所述模具部分地突出的凸形，并且 所述控制單元基于所述第二變形單元對所述基板的變形量，來控制所述相對位置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓印裝置，其中，所述基板包括不完全投射區(qū)域，該不完全投射區(qū)域被布置在所述基板的周邊部，并且所述模具的圖案的僅一部分被轉(zhuǎn)印到該不完全投射區(qū)域，并且 所述控制單元控制所述處理，以使所述模具與被供給到所述不完全投射區(qū)域上的壓印材料彼此接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓印裝置，其中，所述控制單元控制所述處理，以從所述不完全投射區(qū)域的重心起，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸。11.一種物品的制造方法，該制造方法包括以下步驟: 利用壓印裝置在基板上形成圖案；以及 對形成有所述圖案的所述基板進行處理，以制造所述物品， 其中，所述壓印裝置使被供給到所述基板上的壓印材料形成圖案，并且包括: 變形單元，其被構(gòu)造為使所述模具和所述基板中的至少一者，變形為向另一者突出的凸形；以及 控制單元，其被構(gòu)造為控制處理，該處理是在由所述變形單元使所述至少一者變形的狀態(tài)下，開始所述模具與所述壓印材料之間的接觸，然后通過逐漸減小所述變形單元對所述至少一者的變形量，來逐漸增大所述模具與所述壓印材料之間的接觸面積， 其中，所述控制單元基于所述至少一者的變形量，來控制所述模具與所述基板的相對位置，使得在增大所述接觸面積的同時，在所述模具與所述壓印材料彼此接觸的區(qū)域維持所述模具與所述基板之間的相對位置關(guān)系。
【文檔編號】G03F7/00GK106054518SQ201610213402
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月7日 公開號201610213402.9, CN 106054518 A, CN 106054518A, CN 201610213402, CN-A-106054518, CN106054518 A, CN106054518A, CN201610213402, CN201610213402.9
【發(fā)明人】若林浩平
【申請人】佳能株式會社