压印装置以及物品的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种压印装置以及物品的制造方法。所述压印装置利用模具使基板上的压印材料形成图案，并且包括：变形单元，其被构造为使所述模具和所述基板中的至少一者变形；以及控制单元，其被构造为控制处理，该处理是在所述至少一者变形的状态下，开始所述模具与所述压印材料之间的接触，然后通过逐渐减小所述至少一者的变形量，来逐渐增大所述模具与所述压印材料之间的接触面积，其中，所述控制单元基于所述变形量，来控制所述模具与所述基板的相对位置，使得在所述模具与所述压印材料彼此接触的区域，维持所述模具与所述基板之间的相对位置关系。
【专利说明】
压印装置以及物品的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种压印装置以及物品的制造方法。
【背景技术】
[0002]压印装置利用形成有凹凸图案的模具，使基板上的压印材料形成图案，作为用于批量生产半导体器件等的光刻装置之一，已引起关注。压印装置能够在模具与基板上的压印材料彼此接触的状态下，通过进行使基板上的压印材料固化的压印处理，来使基板上的压印材料形成图案。在这种压印装置中，如果在使模具与压印材料彼此接触时，在模具的图案的凹部残留有气泡，则在由压印材料形成的图案中可能出现缺陷。日本特表2009-518207号公报提出了如下方法，即在使模具变形为中央向基板突出的凸形的状态下，使模具与压印材料彼此接触，来减少在模具的图案的凹部中残留的气泡。
[0003]在日本特表2009-518207号公报中记载的压印装置中，通过在模具与压印材料之间的接触开始之后，逐渐减小模具的变形量，来逐渐增大模具与压印材料之间的接触面积。然而，在增大接触面积的同时，通过逐渐减小模具变形，模具与基板的相对位置可能发生改变。在日本特表2009-518207号公报中记载的压印装置中，未在增大接触面积的同时，考虑模具与基板的相对位置的改变。结果，由于相对位置的改变，难以快速进行模具与基板之间的对准，并且生产量可能下降。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种例如在生产量方面具有优势的压印装置。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种压印装置，其利用模具使基板上的压印材料形成图案，所述压印装置包括:变形单元，其被构造为使所述模具和所述基板中的至少一者，变形为向另一者突出的凸形；以及控制单元，其被构造为控制处理，该处理是在由所述变形单元使所述至少一者变形的状态下，开始所述模具与所述压印材料之间的接触，然后通过逐渐减小所述变形单元对所述至少一者的变形量，来逐渐增大所述模具与所述压印材料之间的接触面积，其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板的相对位置，使得在增大所述接触面积的同时，在所述模具与所述压印材料彼此接触的区域维持所述模具与所述基板之间的相对位置关系。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种物品的制造方法，该制造方法包括以下步骤:利用压印装置在基板上形成图案；以及对形成有所述图案的所述基板进行处理，以制造所述物品，其中，所述压印装置使被供给到所述基板上的压印材料形成图案，并且包括:变形单元，其被构造为使所述模具和所述基板中的至少一者，变形为向另一者突出的凸形；以及控制单元，其被构造为控制处理，该处理是在由所述变形单元使所述至少一者变形的状态下，开始所述模具与所述压印材料之间的接触，然后通过逐渐减小所述变形单元对所述至少一者的变形量，来逐渐增大所述模具与所述压印材料之间的接触面积，其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板的相对位置，使得在增大所述接触面积的同时，在所述模具与所述压印材料彼此接触的区域维持所述模具与所述基板之间的相对位置关系。
[0007]通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0008]图1是示出根据第一实施例的压印装置的示意图；
[0009]图2是示出在使模具的图案区域变形的状态下的压印装置的示意图；
[0010]图3是示出基板上的多个投射区域(shotreg1n)的布置的图；
[0011]图4是示出根据第一实施例的压印装置中的压印处理的操作序列的流程图；
[0012]图5是示出模具被倾斜使得变形为凸形的图案区域的相应部分在第一方向上变为最低位置的状态的图；
[0013]图6是示出变形为凸形的图案区域的模型图；
[0014]图7示出了在增大接触面积的同时以时间序列示出根据第一实施例的模具和基板的状态的图；
[0015]图8是示出根据第二实施例的压印装置的示意图；
[0016]图9是示出在使布置在基板的周边部的投射区域变形的状态下的压印装置的示意图；
[0017]图10示出了在增大接触面积的同时以时间序列示出根据第二实施例的模具和基板的状态的图；以及
[0018]图11示出了在增大接触面积的同时以时间序列示出根据第三实施例的模具和基板的状态的图。
【具体实施方式】
[0019]下面，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。请注意，相同的附图标记在所有图中表示相同的构件，并且将不予以重复的描述。在以下的描述中，设第一方向为使模具与压印材料彼此接触的方向(例如，Z方向)，并且设第二方向为与第一方向垂直的方向(例如，X及Y方向)。
[0020]〈第一实施例〉
[0021]现在，将描述根据本发明的第一实施例的压印装置100。压印装置100被用来制造半导体器件等，并且进行如下的压印处理，即利用包括形成有图案的图案区域3a的模具3，使被供给到基板2的投射区域上的压印材料5形成图案。例如，在形成有图案的模具3与基板上的压印材料5接触的状态下，压印装置100使压印材料5固化。然后，压印装置100可以通过扩大模具3与基板2之间的间隔，并使模具3与固化的压印材料5分离(脱模)，来使基板上的压印材料5形成图案。压印材料5的固化方法包括使用热的热循环法、以及使用光的光固化法。在第一实施例中，将描述采用光固化法的示例。光固化法是如下的方法，即通过将未固化的紫外固化树脂作为压印材料5供给到基板上，并在模具3与压印材料5彼此接触的状态下，利用紫外线来照射压印材料5，来使压印材料5固化。
[0022][压印装置100的结构]
[0023]图1是示出根据第一实施例的压印装置100的示意图。压印装置100可以包括照射单元12、模具保持单元8、基板保持单元6、供给单元14、检测单元16及控制单元15。控制单元15包括例如CPU和存储器，并且控制压印处理(控制压印装置100的各个单元)。
[0024]在压印处理中，照射单元12利用使压印材料5固化的光(紫外线)，经由模具3来照射基板上的压印材料5。照射单元12可以包括例如光源，以及用于将从光源发出的光调整为适合于压印处理的光的光学元件。请注意，例如，当采用热固化法时，可以替代照射单元12，配设用于使充当压印材料5的热固性树脂固化的热源单元。
[0025]作为基板2，例如，使用单晶硅基板、玻璃基板等。稍后描述的供给单元14将压印材料5供给到基板2的上表面(处理面)。通常，模具3通常由诸如石英等能够透射紫外线的材料制成。在基板侧的部分区域(图案区域3a)中，形成用于使基板上的压印材料5成型的凹凸图案。
[0026]基板保持单元6可以包括基板卡盘6a和基板驱动单元6b，所述基板卡盘6a通过例如真空吸力或静电力来保持基板2，所述基板驱动单元6b被构造为改变由基板卡盘6a保持的基板2的位置及倾斜。例如，基板驱动单元6b可以被构造为在使模具3与压印材料5彼此接触的第一方向(例如，Z方向)上，或者在与第一方向垂直的第二方向(例如，X及Y方向)上驱动基板2，或者使基板2倾斜(在旋转方向上)。在压印装置100中配设了测量基板2的位置及倾斜的测量设备(以下称为第一测量设备7)。控制单元15能够基于由第一测量设备7测量的基板2的位置及倾斜，来控制基板驱动单元6b。第一测量设备7可以包括例如激光干涉计或者编码器。
[0027]模具保持单元8可以包括模具卡盘8a和模具驱动单元Sb，所述基板卡盘8a通过例如真空吸力或静电力来保持模具3，所述基板驱动单元Sb被构造为改变由模具卡盘6a保持的模具3的位置及倾斜。例如，模具驱动单元Sb可以被构造为在使模具3与压印材料5彼此接触的第一方向(例如，Z方向)上驱动模具3，或者使模具3倾斜(旋转方向)。模具驱动单元8b也可以被构造为在与第一方向垂直的第二方向(例如，X及Y方向)上驱动模具3。在压印装置100中，配设了测量模具3的位置及倾斜的测量设备(以下称为第二测量设备9)。控制单元15能够基于由第二测量设备9测量的模具3的位置及倾斜，来控制模具驱动单元Sb。第二测量设备9可以包括例如激光干涉计或者编码器。
[0028]请注意，在第一实施例的压印装置100中，可以通过控制基板驱动单元6b和模具驱动单元8b中的至少一者，来进行改变模具3与基板2在第二方向上的相对位置的操作。也可以通过控制基板驱动单元6b和模具驱动单元Sb中的至少一者，来进行改变模具3与基板2之间的间隔(在第一方向上)的操作。
[0029]例如，在模具3与基板上的压印材料5彼此接触的状态下，检测单元16检测配设在模具3上的标志18、以及配设在基板2(投射区域2a)上的标志17。这样使得控制单元15能够基于检测单元16的检测结果，来求出模具上的标志18与基板上的标志17的相对位置(在X及Y方向上)，并且进行模具3与基板2之间的对准，使得所述相对位置变为目标相对位置。供给单元14将压印材料5(未固化树脂)供给到基板上。如上所述，在第一实施例的压印装置100中，使用紫外固化树脂作为压印材料5，所述紫外固化树脂具有通过紫外线照射而固化的性质。
[0030]在压印装置100中，如果在使压印材料5与模具3的图案区域3a彼此接触时，在模具3的图案的凹部残留有气泡，则在由压印材料5形成的图案中，可能出现缺陷。为了应对此，压印装置100包括变形单元，该变形单元使基板2的各投射区域2a和模具3的图案区域3a中的至少一者，变形为中央部向另一者突出的凸形。在由变形单元使各投射区域2a和图案区域3a中的至少一者变形的状态下，压印装置100开始图案区域3a与压印材料5之间的接触。然后，压印装置100通过逐渐减小变形的至少一者，来逐渐增大模具3和压印材料5的接触面积。可以通过控制如上所述使模具3(图案区域3a)与压印材料5彼此接触的处理，来减少在模具3的图案的凹部残留的气泡。在第一实施例中，将描述如下的示例，即在使模具3的图案区域3a与基板上的压印材料5彼此接触的处理中，使模具3的图案区域3a变形为中央部向基板2突出的凸形。
[0031]例如，在模具保持单元8中可以形成由模具3、模具卡盘8a及模具驱动单元Sb限定的空间10。充当变形单元的第一变形单元11经由管，连接到空间10。如图2所示，第一变形单元11能够通过调整空间10的压力，而使模具3的图案区域3a变形为中央部向基板2突出的凸形。图2是示出在使模具3的图案区域3a变形的状态下的压印装置100的示意图。例如，当通过缩小模具3与基板2之间的间隔来开始图案区域3a与基板上的压印材料5之间的接触时，控制单元15控制第一变形单元11，以通过将空间10的压力调整为高于其外部压力，来使图案区域3a变形为凸形。在图案区域3a与压印材料5之间的接触开始之后，控制单元15控制第一变形单元11，以逐渐降低空间10的压力，并逐渐减小图案区域3a的变形。这样使得压印装置100能够逐渐增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积，亦即，从图案区域3a的一部分起，逐渐使图案区域3a与压印材料5彼此接触。结果，能够减少在压印材料5与模具3的凹部之间封入的气体，并且防止在由压印材料5形成的图案中出现缺陷。
[0032][针对各投射区域2a的压印处理]
[0033]图3是示出基板上的多个投射区域2a的布置的图。基板上的多个投射区域2a包括投射区域2ai和投射区域2a2，所述投射区域2ai被布置在基板2的中央部，并且模具3的整个图案被转印到该投射区域2ai，所述投射区域2a2被布置在基板2的周边部，并且模具3的图案的仅一部分被转印到该投射区域2a2。如上所述，投射区域2a2被布置在基板2的周边部，并且模具3的图案的仅一部分被转印到投射区域2a2，该投射区域2a2被称为不完全(deficient)投射区域(边缘投射区域)。为了提高收益，压印装置100优选地也对不完全投射区域进行压印处理。然而，如果在使模具3的图案区域3a变形的状态下，减小模具3与基板2之间的距离，而不控制模具3与基板2之间的相对倾斜，则图案区域3a可能接触基板2的边缘。在这种情况下，压印材料5经常不被供给到基板2的边缘，因此模具3和基板2直接接触，而不经过压印材料5 ο这可能损坏模具3的图案。
[0034]第一实施例的压印装置100依照图案区域3a的变形，来控制模具3与基板2之间的相对倾斜，使得从投射区域2a的目标部分21起，开始压印材料5与模具3的图案区域3a之间的接触。亦即，压印装置100控制模具3与基板2之间的相对倾斜，使得从模具3的图案的重心以外的部分(模具3最为突出的部分以外的部分)起，开始压印材料5与模具3的图案区域3a之间的接触。
[0035]此外，随着图案区域3a与压印材料5之间的接触面积增大，压印装置100逐渐减小第一变形单元11对图案区域3a的变形量，并且逐渐减小模具3与基板2之间的相对倾斜。亦即，压印装置100依照第一变形单元11对图案区域3a的变形，来控制模具3与基板2之间的相对倾斜，使得当模具3与基板2之间的间隔变为目标间隔时，模具3的图案区域3a与基板2的投射区域2a变为彼此平行。然而，在如上所述控制图案区域3a的变形、以及模具3与基板2之间的相对倾斜的同时，模具3与基板2的相对位置可能在第二方向(X及Y方向)上偏移。在这种情况下，由于压印材料5的粘性，在模具3与基板2的相对位置稳定以前，需要相当长的时间。这使得难以快速进行模具3与基板2之间的对准，并且可能使生产量下降。
[0036]为了应对此，压印装置100(控制单元15)控制模具3与基板2的相对位置，使得在增大接触面积的同时，维持当模具3与压印材料5之间的接触开始时的、模具3与基板2之间的位置关系。此时，压印装置100基于第一变形单元11对图案区域3a的变形量，来进行模具3与基板2的相对位置的前馈控制。例如，压印装置100在增大接触面积的同时，基于图案区域3a的变形量来控制模具3与基板2的相对位置，使得投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的偏移保持在容许范围。投射区域2a的目标部分21是投射区域2a的如下部分，该部分应当经由压印材料5而与模具3的图案区域3a首先接触。图案区域3a的相应部分22是图案区域3a的如下部分，在该部分，形成有应当被转印到投射区域2a的目标部分21的图案。
[0037]现在，将参照图4来描述针对基板上的各投射区域2a的压印处理。图4是示出第一实施例的压印装置100中的压印处理的操作序列的流程图。可以通过使控制单元15控制压印装置100的各单元，来进行图4中所示的各操作。
[0038]在步骤SlOO中，控制单元15控制基板运送机构(未示出)，以将基板2运送到基板保持单元6上，并且控制基板保持单元6保持基板2。结果，基板2被安装在基板保持单元6上。在步骤SlOl中，控制单元15控制基板保持单元6，以在供给单元14下方布置被作为进行压印处理的目标的投射区域2a(以下称为目标投射区域2a)，并且控制供给单元14将压印材料5供给至目标投射区域2a。在步骤S102中，控制单元15控制基板保持单元6，以将目标投射区域2a布置在模具3的图案区域3a下方。
[0039]在步骤S103中，控制单元15决定目标投射区域2a的目标部分21，在该目标部分21，模具3的图案区域3a与基板上的压印材料5之间的接触开始。目标投射区域2a的目标部分21优选包括目标投射区域2a的重心。例如，当目标投射区域2a是不完全投射区域时，控制单元15可以求出充当目标投射区域2a的不完全投射区域的重心，并决定目标投射区域2a的目标部分21以包括该重心。请注意，控制单元15可以由表示如图3所示的基板上的多个投射区域2a的布置的信息，或者由被配设用来拍摄目标投射区域2a的摄像单元获得的图像，来求出目标投射区域2a的重心。在第一实施例中，控制单元15还决定目标投射区域2a的目标部分21以包括目标投射区域2a的重心。然而，本发明并不限定于此。例如，控制单元15可以利用虚拟基板，通过摄像单元观察在减小模具3与基板2之间的距离的状态下图案区域3a与压印材料5之间的接触面积的改变，并且可以基于该结果，来决定目标投射区域2a的目标部分
21ο
[°04°] 在步骤S104中，控制单元15使第一变形单元11将模具3的图案区域3a变形为凸形，并且控制模具3与基板2之间的相对倾斜，使得从目标投射区域2a的目标部分21起，开始图案区域3a与压印材料5之间的接触。为了从目标投射区域的目标部分21起，开始图案区域3a与压印材料5之间的接触，优选使模具3倾斜，使得变形为凸形的图案区域3a之中的相应部分22，在第一方向上变为最低位置，如图5所示。亦即，优选使模具3倾斜，以将相应部分22布置在最靠近基板的侧。因此，控制单元15优选依照图案区域3a的变形，来使模具保持单元8倾斜模具3，使得图案区域3a的相应部分22在第一方向上变为最低位置。
[0041]可以通过下式，利用例如变形为凸形的图案区域3a的模型图(图6)，来求出如上所述使模具3倾斜的角度ωγ:
[0042]Mxsin ω y+(Mz_Mh+R)cos ω y = R...(I)
[0043]其中，在图6中所示的模型图以及式(I)中，Mc表示模具保持单元8的旋转中心，Mx表示旋转中心Mc与相应部分M(相应部分22)在X方向上的距离，Mz表示旋转中心Mc与相应部分M在Z方向上的距离，R表示变形为凸形的图案区域3a的曲率半径，并且Mh表示旋转中心Mc与图案区域3a的重心(最突出的部分)之间的距离。请注意，可以通过实验、模拟等，利用空间10的压力值Pi来求出曲率半径R。
[0044]可以通过下式，利用由第一变形单元11调整的空间10的压力值?!，来求出距离Mz及距离Mh:
[0045]Μζ = αζι ΧΡι+βζ
[0046]Mh=Oz2XΡι+βζ...(2)
[0047]其中，？!表示空间10的压力值，αζ1表示相对于压力值改变的、距离Mz的改变率，αζ2表示相对于压力值改变的、距离Mh的改变率，βζ表示在图案区域3a未变形(亦即空间10的压力值?!等于空间10的外部压力值)的状态下旋转中心Mc与相应部分M在Z方向上的距离。可以由例如配设在空间10内部或管等中的传感器(例如，气压传感器)，来测量空间10的压力。可以利用模具3的特征(例如，厚度、弹性模数等)预先计算出改变率αζ1、改变率αζ2及距离βζ。
[0048]可以通过下式，利用由第一变形单元11调整的空间10的压力值丹，来求出距离Mx:
[0049]Μχ=αχΧΡι+βχ...(3)
[0050]其中，αχ表示相对于压力值改变的、距离Mx的改变率，并且βχ表示在图案区域3a未变形(亦即空间10的压力值?!等于空间10的外部压力值)的状态下旋转中心Mc与相应部分M在X方向上的距离。可以利用模具3的特征(例如，厚度、弹性模数等)，预先计算出改变率αχ及距离βχ。
[0051]以上描述了在X-Z坐标系中使模具3倾斜的角度ωγ的计算方法。也可以利用与角度《4勺计算方法相同的方法，来计算在Y-Z坐标系中使模具3倾斜的角度ωχ。可以通过下式来求出角度ωχ:
[0052]Mysin ω x+(Mz_Mh+R)cos ω X = R...(4)
[0053]其中，My表示旋转中心Mc与相应部分M在Y方向上的距离。可以通过下式，利用由第一变形单元11调整的空间10的压力值?工，来求出距离My:
[0054]Μγ = αγΧΡι+βγ...(5)
[0055]其中，ay表示相对于压力值改变的、距离My的改变率，并且^表示在图案区域3a未变形(亦即空间10的压力值?!等于空间10的外部压力值)的状态下旋转中心Mc与相应部分M在Y方向上的距离。可以利用模具3的特征(例如，厚度、弹性模数等)，预先计算出改变率ay及距离Py。
[0056]可以通过依照利用上述方法计算出的角度ωγ&ωχ使模具3倾斜，来使图案区域3a的相应部分22在第一方向上成为最低位置。请注意，如果在图案区域3a变形的状态下使模具3倾斜，则图案区域3a的相应部分22向目标投射区域2a的目标部分21相对偏移。因此，通过在图案区域3a变形的状态下使模具3倾斜，图案区域3a的相应部分22在X及Y方向上偏移一定的量(以下称为偏移量)，在步骤S104中，控制单元15优选基于所述偏移量，来控制模具3与基板2的相对位置。可以通过下式，来求出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]在步骤S105中，控制单元15通过控制模具保持单元8以缩小模具3与基板2之间的间隔，来增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积，从而使图案区域3a与压印材料5彼此接触。此时，控制单元15控制第一变形单元11，使得随着该接触面积增大，减小图案区域3a的变形，如图7的71至73所示。同时，控制单元15依照第一变形单元11对图案区域3a的变形量，来控制模具3与基板2之间的相对位置及相对倾斜，以维持目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的位置关系。在图7中，71至73是在增大接触面积的同时以时间序列示出模具3(模具保持单元8)和基板2(基板保持单元6)的状态的图。
[0060]在这种情况下，控制单元15优选在增大接触面积的同时，依照图案区域3a的变形量来控制模具3的倾斜，使得图案区域3a的相应部分22在第一方向上维持最低位置。例如，基于表示图案区域3a的变形量与用于在该变形量下将目标位置设置为最低位置的模具3的倾斜之间的关系的信息，控制单元15优选在增大接触面积的同时，控制模具保持单元8对模具3的倾斜。可以通过使例如控制单元15或外部计算机改变空间10的压力值?工，即图案区域3a的变形量(曲率半径R)，分别由式(I)至(5)求出使模具3倾斜的角度，从而创建该信息。
[0061]在增大接触面积的同时，改变图案区域3a的变形和模具3的倾斜。因此，目标投射区域2a的目标部分21和图案区域3a的相应部分22由于这些改变，而在第二方向上相对地偏移。因此，控制单元15优选在增大接触面积的同时，控制模具3与基板2的相对位置，使得目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间在第二方向上的偏移，保持在容许范围。例如，控制单元15优选基于如下的信息，来控制模具3与基板2的相对位置，所述信息表不投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的相对偏移量，该相对偏移量是基于图案区域3a的变形量和模具3的倾斜而产生的。可以通过使例如控制单元15或外部计算机改变空间10的压力值?:，即图案区域3a的变形量(曲率半径R)，由式(6)来求出图案区域3a的相应部分22的偏移量，从而创建该信息。
[0062]在步骤S106中，控制单元15基于检测单元16的检测结果，来进行模具3与基板2之间的对准。例如，控制单元15基于检测单元16的检测结果，来求出模具上的标志18与基板上的标志17的相对位置(第二方向)，并且进行模具3与基板2之间的对准，使得所述相对位置变为目标相对位置。在步骤S107中，控制单元15控制照射单元12，以利用光照射与模具3接触的压印材料5，并且使压印材料5固化。在步骤S108中，控制单元15控制模具保持单元8，以增大模具3与基板2之间的间隔，并且使模具3与固化的压印材料分离(脱模)。在步骤S109中，控制单元15确定在基板上是否存在继续转印模具3的图案的投射区域2a(下一投射区域2a)。如果控制单元15确定存在下一投射区域2a，则处理前进到步骤SlOl。如果控制单元15确定不存在下一投射区域2a，则处理前进到步骤SI 10。在步骤SI 10中，控制单元15控制基板运送机构(未示出)，以从基板保持单元6回收基板2。
[0063]如上所述，第一实施例的压印装置100在增大压印材料5与模具3的图案区域3a之间的接触面积的同时，逐渐减小图案区域3a的变形和模具3的倾斜。除此之外，压印装置100基于图案区域3a的变形量，来控制模具3与基板2的相对位置，以维持当开始模具3与压印材料5之间的接触时的、模具3与基板2之间的位置关系。这样使得压印装置100能够减小模具3与基板2之间的如下相对位置偏移，该相对位置偏移是在增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积的同时引起的。因此，能够快速进行模具3与基板2之间的对准。
[0064]在第一实施例的压印装置100中，在增大接触面积的同时，基于图案区域3a的变形量，来控制模具3的倾斜、以及模具3与基板2之间的相对位置偏移。然而，本发明并不限定于此。例如，即使在增大接触面积的同时仅使图案区域3a变形时，模具3与基板2也可能相对地偏移。在这种情况下，也可以如同在本实施例中一样，基于图案区域3a的变形量，来控制模具3与基板2的相对位置，从而减小在增大接触面积的同时引起的、模具3与基板2之间的相对位置偏移。
[0065]〈第二实施例〉
[0066]在第一实施例中，描述了如下的示例，即在使模具3与基板上的压印材料5彼此接触时，使模具3的图案区域3a变形为凸形。在第二实施例中，将描述如下的示例，即使基板2的一些投射区域2a各自变形为向模具3的图案区域3a突出的凸形。图8是示出根据第二实施例的压印装置200的示意图。第二实施例的压印装置200与第一实施例的压印装置100的不同之处在于基板保持单元6的结构。
[0067]在第二实施例的压印装置200中，基板卡盘6a保持包括不完全投射区域的基板2的周边部，并且被部分地拆除，并且能够在基板2的周边部下方配设空间23。充当变形单元的第二变形单元24经由管，连接到空间23。如图9所示，第二变形单元24可以通过调整空间23的压力，使在基板2的周边部布置的一些投射区域2a(不完全投射区域)各自变形为向模具3的图案区域3a突出的凸形。图9是示出在使布置在基板2的周边部的投射区域2a变形的状态下的压印装置200的示意图。例如，当通过缩小模具3与基板2之间的间隔来开始模具3与基板上的压印材料5之间的接触时，控制单元15控制第二变形单元24，以通过将空间23的压力调整为低于其外部压力，来使周边部的各投射区域2a变形为凸形。在图案区域3a与压印材料5之间的接触开始之后，控制单元15控制第二变形单元24，使得随着接触面积增大，逐渐增大空间23的压力，并逐渐减小投射区域2a的变形。这样使得压印装置200能够在投射区域2a变形的状态下，开始压印材料5与模具3的图案区域3a之间的接触，并且从图案区域3a的一部分起，逐渐使图案区域3a与压印材料5彼此接触。结果，能够抑制在压印材料5与模具3的凹部之间封入气体，并且防止在由压印材料5形成的图案中出现缺陷。
[0068]现在，将描述针对在基板2的周边部布置的各投射区域2a(不完全投射区域)的压印处理。第二实施例的压印装置200依照图4中所示的流程图来进行压印处理，并且与第一实施例的压印装置的不同之处在于步骤S104及S105。现在，将描述在第二实施例的压印装置200中的步骤S104及S105。
[0069]在步骤S104中，控制单元15使第二变形单元24将基板2的目标投射区域2a变形为凸形，并且控制模具3与基板2之间的相对倾斜，使得从目标投射区域2a的目标部分21起，开始图案区域3a与压印材料5之间的接触。为了从目标投射区域2a的目标部分21起，开始图案区域3a与压印材料5之间的接触，优选使基板2倾斜，使得变形为凸形的目标投射区域2a之中的目标部分21，在第一方向上变为最高位置。亦即，优选使基板2倾斜，以将目标部分21布置在最靠近模具的侧。因此，控制单元15优选依照目标投射区域2a的变形，来使基板保持单元6倾斜基板2，使得目标投射区域2a的目标部分21在第一方向上变为最高位置。可以利用与在第一实施例中求出使模具3倾斜的角度的方法相同的方法，来求出如上所述使基板2倾斜的角度。
[0070]如果在目标投射区域2a变形的状态下使基板2倾斜，则目标投射区域2a的目标部分21向图案区域3a的相应部分22相对偏移。因此，通过在目标投射区域2a变形的状态下使基板2倾斜，目标投射区域2a的目标部分21在第二方向上偏移一定的量(以下称为偏移量)，在步骤S104中，控制单元15优选基于所述偏移量，来控制模具3与基板2的相对位置。可以利用与在第一实施例中求出偏移量的方法相同的方法，来求出第二方向上的偏移量。
[0071]在步骤S105中，控制单元15通过控制模具保持单元8以缩小模具3与基板2之间的间隔，来增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积，从而使图案区域3a与压印材料5彼此接触。此时，控制单元15控制第二变形单元24，使得随着接触面积增大，减小目标投射区域2a的变形，如图10的101至103所示。同时，控制单元15依照目标投射区域2a的变形量，来控制模具3与基板2之间的相对位置及相对倾斜，使得维持目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的位置关系。在图10中，101至103是在增大接触面积的同时以时间序列示出模具3(模具保持单元8)和基板2(基板保持单元6)的状态的图。
[0072]在这种情况下，控制单元15优选在增大接触面积的同时，依照目标投射区域2a的变形量来控制基板2的倾斜，使得目标投射区域2a的目标部分21在第一方向上维持最高位置。例如，基于表示目标投射区域2a的变形量、与用于在该变形量下将目标位置21设置为最高位置的基板2的倾斜之间的关系的信息，控制单元15优选在增大接触面积的同时，控制基板保持单元6对基板的倾斜。可以通过使例如控制单元15或外部计算机改变空间23的压力值，即目标投射区域2a的变形量，来求出使基板2倾斜的各个角度，从而创建该信息。
[0073]在增大接触面积的同时，改变目标投射区域2a的变形和基板2的倾斜。因此，目标投射区域2a的目标部分21和图案区域3a的相应部分22由于这些改变，而在第二方向上相对地偏移。因此，控制单元15优选在增大接触面积的同时，控制模具3与基板2的相对位置，使得目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间在第二方向上的偏移，保持在容许范围。例如，控制单元15优选基于如下的信息，来控制模具3与基板2的相对位置，所述信息表示目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的相对偏移量，该相对偏移量是由目标投射区域2a的变形量和基板2的倾斜而产生的。可以通过使例如控制单元15或外部计算机改变空间23的压力值，即目标投射区域2a的变形量，来求出目标投射区域2a的目标部分21的偏移量，来创建该信息。
[0074]如上所述，第二实施例的压印装置200被构造为使基板2的一些投射区域2a各自变形为向模具3的图案区域3a突出的凸形。压印装置200在增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积的同时，减小投射区域2a的变形和基板2的倾斜。除此之外，压印装置200基于投射区域2a的变形量，来控制模具3与基板2的相对位置，以维持当开始模具3与压印材料5之间的接触时的、模具3与基板2之间的位置关系。这样使得如同在第一实施例中，压印装置200能够在增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积的同时，减小模具3与基板2之间的相对位置偏移。因此，能够快速进行模具3与基板2之间的对准。
[0075]〈第三实施例〉
[0076]在第一实施例中，描述了使模具3的图案区域3a变形为凸形的示例。在第二实施例中，描述了使基板2的各投射区域2a变形为凸形的示例。在第三实施例中，将参照图11，来描述如下的示例，即在使图案区域3a和基板上的压印材料5彼此接触时，使图案区域3a和投射区域2a两者均变形。在图11中，111至113是在增大接触面积的同时以时间序列示出模具3(模具保持单元8)和基板2(基板保持单元6)的状态的图。第三实施例的压印装置和第二实施例的压印装置200具有相同的装置结构，因此，将省略装置结构的描述。
[0077]如图11所示，控制单元15在增大接触面积的同时，控制第一变形单元11以减小图案区域3a的变形，并控制第二变形单元24以减小目标投射区域2a的变形。同时，控制单元15控制模具3与基板2之间的相对位置及相对倾斜，以维持目标投射区域2a的目标部分21与图案区域3a的相应部分22之间的位置关系。可以基于图案区域3a的变形量和目标投射区域2a的变形量，来控制模具3与基板2之间的相对位置及相对倾斜。这样使得压印装置能够在增大图案区域3a与压印材料5之间的接触面积的同时，减小模具3与基板2之间的相对位置偏移。
[0078]〈物品的制造方法的实施例〉
[0079]根据本发明的实施例的物品的制造方法适合于制造如下的物品，例如，诸如半导体器件等的微型器件，或是具有微观结构的元件。根据本实施例的物品的制造方法包括利用上述压印装置使被涂布至基板的树脂形成图案的步骤(在基板上进行压印处理的步骤)，以及对在前一步骤中形成所述图案的所述基板(进行了压印处理的基板)进行处理的步骤。该制造方法还包括其他公知步骤(氧化、沉积、汽相沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂去除、切割、键合、封装等)。根据本实施例的物品的制造方法与传统方法相比，在物品的性能、质量、生产率及生产成本中的至少一方面具有优势。
[0080]〈其他实施例〉
[0081]还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由系统或装置的计算机例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)?)、闪存装置以及存储卡等中的一个或更多个。
[0082]本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，S卩，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
[0083]虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。
【主权项】
1.一种压印装置，其利用模具使基板上的压印材料形成图案，所述压印装置包括: 变形单元，其被构造为使所述模具和所述基板中的至少一者，变形为向另一者突出的凸形；以及 控制单元，其被构造为控制处理，该处理是在由所述变形单元使所述至少一者变形的状态下，开始所述模具与所述压印材料之间的接触，然后通过逐渐减小所述变形单元对所述至少一者的变形量，来逐渐增大所述模具与所述压印材料之间的接触面积， 其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板的相对位置，使得在增大所述接触面积的同时，在所述模具与所述压印材料彼此接触的区域维持所述模具与所述基板之间的相对位置关系。2.根据权利要求1所述的压印装置，其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板之间的相对倾斜，使得从在所述模具上形成的图案区域的重心以外的部分起，开始所述模具与所述压印材料之间的接触。3.根据权利要求2所述的压印装置，其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板之间的相对倾斜，使得在增大所述接触面积的同时，逐渐减小该相对倾斜。4.根据权利要求2所述的压印装置，其中，所述控制单元基于表示所述模具与所述基板之间的相对偏移量的信息，来控制所述相对位置，所述模具与所述基板之间的相对偏移量是通过改变所述至少一者的变形量、以及所述模具与所述基板之间的相对倾斜而产生的。5.根据权利要求1所述的压印装置，其中，所述控制单元控制所述相对位置，使得在增大所述接触面积的同时，维持首先彼此接触的所述基板的部分与所述模具的部分之间的位置关系。6.根据权利要求1所述的压印装置，其中，所述变形单元包括第一变形单元，该第一变形单元被构造为使所述模具变形为中央部向所述基板突出的凸形，并且 所述控制单元基于所述第一变形单元对所述模具的变形量，来控制所述相对位置。7.根据权利要求6所述的压印装置，其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板之间的相对倾斜，使得从所述模具最为突出的部分以外的部分起，开始所述模具与所述压印材料之间的接触。8.根据权利要求1所述的压印装置，其中，所述变形单元包括第二变形单元，该第二变形单元被构造为使所述基板变形为向所述模具部分地突出的凸形，并且 所述控制单元基于所述第二变形单元对所述基板的变形量，来控制所述相对位置。9.根据权利要求1所述的压印装置，其中，所述基板包括不完全投射区域，该不完全投射区域被布置在所述基板的周边部，并且所述模具的图案的仅一部分被转印到该不完全投射区域，并且 所述控制单元控制所述处理，以使所述模具与被供给到所述不完全投射区域上的压印材料彼此接触。10.根据权利要求9所述的压印装置，其中，所述控制单元控制所述处理，以从所述不完全投射区域的重心起，开始所述模具与所述压印材料之间的接触。11.一种物品的制造方法，该制造方法包括以下步骤: 利用压印装置在基板上形成图案；以及 对形成有所述图案的所述基板进行处理，以制造所述物品， 其中，所述压印装置使被供给到所述基板上的压印材料形成图案，并且包括: 变形单元，其被构造为使所述模具和所述基板中的至少一者，变形为向另一者突出的凸形；以及 控制单元，其被构造为控制处理，该处理是在由所述变形单元使所述至少一者变形的状态下，开始所述模具与所述压印材料之间的接触，然后通过逐渐减小所述变形单元对所述至少一者的变形量，来逐渐增大所述模具与所述压印材料之间的接触面积， 其中，所述控制单元基于所述至少一者的变形量，来控制所述模具与所述基板的相对位置，使得在增大所述接触面积的同时，在所述模具与所述压印材料彼此接触的区域维持所述模具与所述基板之间的相对位置关系。
【文档编号】G03F7/00GK106054518SQ201610213402
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月7日 公开号201610213402.9, CN 106054518 A, CN 106054518A, CN 201610213402, CN-A-106054518, CN106054518 A, CN106054518A, CN201610213402, CN201610213402.9
【发明人】若林浩平
【申请人】佳能株式会社