壓印方法、壓印設(shè)備、模具和產(chǎn)品制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓印方法、壓印設(shè)備、模具和產(chǎn)品制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微細(xì)加工技術(shù)用于通過(guò)壓印處理在基板上形成壓印材料的圖案，所述壓印處理用于利用模具模制施加到基板上的壓印材料。這種技術(shù)還稱(chēng)作“壓印技術(shù)”，通過(guò)所述壓印技術(shù)能夠在基板上形成具有幾納米尺寸的微細(xì)圖案(結(jié)構(gòu))。壓印技術(shù)的一個(gè)示例包括光固化方法。首先，采用光固化方法的壓印設(shè)備將作為壓印材料的樹(shù)脂(光固化樹(shù)脂)供應(yīng)到基板上的噴射區(qū)域中的一個(gè)噴射區(qū)域上。接下來(lái)，利用模具模制基板上的光固化樹(shù)脂。在為了固化而用光照射光固化樹(shù)脂之后，從模具釋放固化的樹(shù)脂，由此在基板上形成樹(shù)脂圖案。壓印技術(shù)不僅僅包括光固化方法，而且還包括熱固化方法，用于利用例如熱量固化樹(shù)脂。
[0003]然而，在這種壓印技術(shù)中，模具與樹(shù)脂直接接觸，這可能導(dǎo)致在從固化樹(shù)脂釋放模具(模具釋放)時(shí)發(fā)生諸如轉(zhuǎn)印失敗的圖案缺陷。例如，缺陷的發(fā)生通常在制造半導(dǎo)體裝置或類(lèi)似裝置期間直接影響裝置性能，可接受的缺陷密度是非常嚴(yán)格的。
[0004]因此，日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2011-77529公開(kāi)了一種壓印設(shè)備，所述壓印設(shè)備通過(guò)在模具釋放時(shí)將基板或模具的后表面加壓成凸?fàn)疃鴮?yīng)力施加到界面并且通過(guò)減小模具釋放力來(lái)抑制缺陷的產(chǎn)生。日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2007-296683公開(kāi)了一種圖案形成方法，所述圖案形成方法通過(guò)使得直線(xiàn)方向與特定范圍內(nèi)的剝離方向?qū)?zhǔn)來(lái)抑制缺陷發(fā)生。日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2013-207180公開(kāi)了一種壓印方法，所述壓印方法通過(guò)在啟動(dòng)模具釋放時(shí)將模具保持件和基板保持件之間的分離速度設(shè)定為零來(lái)減少缺陷的發(fā)生。
[0005]結(jié)合缺陷抑制技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)已經(jīng)闡明的是缺陷密度往往在模制區(qū)域的中央部分中特別地增加。造成這種情況的一個(gè)原因是缺陷密度增加的區(qū)域是這樣的區(qū)域，在所述區(qū)域中，模具與樹(shù)脂接觸，直到模具釋放步驟的后期階段為止，并且剝離進(jìn)展速度在這個(gè)區(qū)域中變得非常高，從而導(dǎo)致容易發(fā)生超過(guò)所需的應(yīng)力被施加到樹(shù)脂圖案或者模具。特別地，在日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2011-77529和日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2013-207180中公開(kāi)的技術(shù)中，還可以設(shè)想的是在模具釋放時(shí)剝離各向同性地(基本圓形地)從模制區(qū)域的外周部分朝中央部分進(jìn)展，并且剝離進(jìn)展速度隨著剝離邊界長(zhǎng)度的減小而增大，從而導(dǎo)致在中央?yún)^(qū)域中經(jīng)常發(fā)生缺陷。另一方面，在日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2007-296683中公開(kāi)的技術(shù)的應(yīng)用范圍局限于定向圖案并且尚不清楚該技術(shù)是否可以抑制模制區(qū)域的中央部分中的缺陷的出現(xiàn)。另外，在在日本專(zhuān)利特開(kāi)N0.2013-207180中公開(kāi)的技術(shù)中，通過(guò)由模具或者基板的彈性變形產(chǎn)生的彈簧力實(shí)施模具釋放開(kāi)始之后的模具釋放操作，根據(jù)模具釋放力較大的情況、模具結(jié)構(gòu)等直到完成模具釋放操作才開(kāi)始剝離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明例如提供了一種壓印方法，其有利地用于抑制圖案缺陷的發(fā)生。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種利用模具在施加到基板的壓印材料上形成圖案的壓印方法，所述方法包括以下步驟:將模具從壓印材料釋放，使得基于模具從壓印材料剝離的邊界是直線(xiàn)的假設(shè)，兩條相對(duì)的邊界相互靠近同時(shí)在壓印材料固化之后保持直線(xiàn)狀
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[0008]參照附圖，根據(jù)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓印設(shè)備的構(gòu)造的簡(jiǎn)圖；
[0010]圖2是以時(shí)間序列方式圖解了壓印處理期間部件等的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0011]圖3Α是圖解了在模具與樹(shù)脂接觸之前的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0012]圖3Β是圖解了模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0013]圖3C是圖解了通過(guò)使得模具與樹(shù)脂接觸而使模具完全填充有樹(shù)脂的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0014]圖3D是圖解了在開(kāi)始模具釋放步驟時(shí)模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0015]圖4Α是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓印設(shè)備的構(gòu)造的橫截面圖；
[0016]圖4Β是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓印設(shè)備的構(gòu)造的透視圖；
[0017]圖4C是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓印設(shè)備的構(gòu)造的橫截面圖；
[0018]圖5是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓印設(shè)備的構(gòu)造的簡(jiǎn)圖；
[0019]圖6Α是圖解了比較示例中的模具釋放步驟中剝離如何發(fā)展的平面圖；
[0020]圖6Β是圖解了比較示例中的模具釋放步驟中剝離如何發(fā)展的橫截面圖；
[0021]圖6C是圖解了比較示例中的模具釋放步驟中剝離如何發(fā)展的橫截面圖；
[0022]圖7Α是圖解了剝離邊界的長(zhǎng)度的曲線(xiàn)圖；
[0023]圖7Β是圖解了剝離發(fā)展速度的曲線(xiàn)圖；
[0024]圖8是以相同的時(shí)間序列的方式圖解了比較示例和本實(shí)施例中樹(shù)脂剝離的發(fā)展的簡(jiǎn)圖；
[0025]圖9是圖解了基板卡盤(pán)的簡(jiǎn)圖；
[0026]圖10是圖解了在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的壓印設(shè)備中使用的模具卡盤(pán)的簡(jiǎn)圖；
[0027]圖1lA是圖解了在模具與樹(shù)脂接觸之前的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0028]圖1lB是圖解了模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0029]圖1lC是圖解了通過(guò)使模具與樹(shù)脂接觸而使模具完全填充有樹(shù)脂的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0030]圖1lD是圖解了在開(kāi)始模具釋放步驟時(shí)模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0031]圖1lE是圖解了完成模具釋放步驟的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0032]圖12是以時(shí)間序列方式圖解了在壓印處理期間部件等的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0033]圖13Α是圖解了在模具與樹(shù)脂接觸之前的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0034]圖13Β是圖解了模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0035]圖13C是圖解了通過(guò)使得模具與樹(shù)脂接觸而使模具完全填充有樹(shù)脂的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0036]圖13D是圖解了在開(kāi)始模具釋放步驟時(shí)模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0037]圖13Ε是圖解了完成模具釋放步驟的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0038]圖14是以時(shí)間序列的方式圖解了在壓印處理期間部件等的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0039]圖15是圖解基板卡盤(pán)的簡(jiǎn)圖；
[0040]圖16A是圖解了在模具與樹(shù)脂接觸之前的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0041]圖16B是圖解了模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0042]圖16C是圖解了通過(guò)使得模具與樹(shù)脂接觸而使模具完全填充有樹(shù)脂的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0043]圖16D是圖解了在開(kāi)始模具釋放步驟時(shí)模具與樹(shù)脂接觸的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0044]圖16E是圖解了完成模具釋放步驟的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖；
[0045]圖17是以時(shí)間序列的方式圖解了在壓印處理期間部件等的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0047](第一實(shí)施例)
[0048]首先，將給出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓印方法和壓印設(shè)備的描述。圖1是圖解了根據(jù)本實(shí)施例的壓印設(shè)備100的構(gòu)造的示意圖。壓印設(shè)備100用于制造作為產(chǎn)品的諸如半導(dǎo)體裝置或類(lèi)似物的裝置。施加到晶片(基板)105的未固化樹(shù)脂(壓印材料)104與模具103接觸，以便模制樹(shù)脂104，從而在晶片105上形成樹(shù)脂104的圖案。注意的是，壓印設(shè)備100以示例的方式采用光固化方法。在以下附圖中，將描述Z軸在垂直方向(豎直方向)上排列并且相互正交的X軸和Y軸在垂直于Z軸的平面中排列的情況。壓印設(shè)備100包括照明系統(tǒng)107、模具保持機(jī)構(gòu)(模具保持件)117、基板平臺(tái)(基板保持件)108、分配器118和控制器119。
[0049]照明系統(tǒng)107是樹(shù)脂固化單元，所述樹(shù)脂固化單元107通過(guò)將由光源(未示出)發(fā)射的紫外光調(diào)節(jié)成適于固化樹(shù)脂104的光而用光(例如，紫外光)照射模具103。光源可以是任何光源，只要其不僅僅發(fā)射紫外光而且還發(fā)射具有穿透模具103并且固化樹(shù)脂104的波長(zhǎng)的光即可。例如，當(dāng)采用熱固化方法時(shí)，替代作為樹(shù)脂固化單元的照明系統(tǒng)107，將用于固化熱固樹(shù)脂的加熱單元布置在基板平臺(tái)108附近。另一方面，當(dāng)替代熱固樹(shù)脂使用熱塑樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂固化單元例如是冷卻單元，所述冷卻單元布置在基板平臺(tái)附近。
[0050]模具103包括圖案部分103a，在所述圖案部分103a上，待轉(zhuǎn)印的三維凹凸圖案(諸如電路圖案或類(lèi)似物)形成在與晶片105相對(duì)的表面上。模具103在與設(shè)置有圖案部分103a的表面相對(duì)的側(cè)部處在表面的中央?yún)^(qū)域中包括凹陷部分103b。作為模具103的材料，在采用光固化方法的情況中可以使用諸如石英玻璃、藍(lán)寶石玻璃或類(lèi)似物的任何透光材料，但是在采用熱固化方法或者熱塑化方法的情況中可以選擇種類(lèi)廣泛的材料，諸如，金屬、硅、陶瓷等。
[0051]模具保持機(jī)構(gòu)117具有用于保持模具103的模具卡盤(pán)102、用于支撐并使得磨具卡盤(pán)102運(yùn)動(dòng)的模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)和模具形狀可變機(jī)構(gòu)(模具形狀可變單元)114，其能夠使得模具103變形。模具卡盤(pán)102能夠通過(guò)使用真空吸力或者靜電力抽吸或者吸引模具103的待用紫外光照射的表面的外周區(qū)域來(lái)保持模具103。另外，模具卡盤(pán)102和模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)均在中央部分(其內(nèi)側(cè))處具有孔區(qū)域，使得從照明系統(tǒng)107發(fā)射出的紫外光通過(guò)穿過(guò)模具103而被引導(dǎo)向晶片105?？讌^(qū)域與形成在模具103中的凹陷部分103b連通。模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得模具103沿著Z軸方向移動(dòng)，以便選擇性地使得模具103與晶片105上的樹(shù)脂104接觸或者從樹(shù)脂104釋放模具103。注意的是，可以通過(guò)使得模具103沿著Z軸方向移動(dòng)實(shí)施壓印處理期間執(zhí)行的接觸和釋放操作。還可以通過(guò)使得晶片105在基板平臺(tái)108的驅(qū)動(dòng)下沿著Z軸方向移動(dòng)或者通過(guò)相對(duì)地、同時(shí)地或者順序地使模具103和晶片105 二者移動(dòng)來(lái)實(shí)施同樣的操作。通過(guò)將力(變形力)施加到由模具卡盤(pán)102保持的模具103，模具形狀可變機(jī)構(gòu)114使得模具103的形狀發(fā)生變化。