本發(fā)明涉及一種壓印裝置以及一種物品制造方法。

背景技術(shù)：

因?yàn)閷?duì)于半導(dǎo)體裝置或MEMS的微制造的需求增加，不僅普通的光刻技術(shù)而且微制造技術(shù)也受到關(guān)注，在微制造技術(shù)中，供給在基片(晶片)上的未固化樹脂通過模具來模制，從而在基片上形成樹脂圖形。這種技術(shù)也稱為“壓印技術(shù)”，通過該技術(shù)，能夠在基片上形成尺寸為幾納米的精細(xì)結(jié)構(gòu)。壓印技術(shù)的一個(gè)實(shí)例包括光固化方法。使用光固化方法的壓印裝置首先將未固化的樹脂(可光固化樹脂)施加在基片的圖形形成用區(qū)域上。然后，使基片上的樹脂與其上帶有圖形的模具接觸(抵靠模制)。當(dāng)樹脂與模具接觸的同時(shí)，樹脂通過光照射而固化。通過擴(kuò)大基片和模具之間的空間(通過從固化的樹脂上釋放模具)，樹脂圖形形成于基片上。

當(dāng)使用這樣的壓印裝置來制造例如半導(dǎo)體裝置時(shí)，每次在每個(gè)投射區(qū)域上形成圖形時(shí)(即，每次使模具壓靠樹脂時(shí))，樹脂通常在噴墨系統(tǒng)中施加于(滴在)投射區(qū)域上。這里，當(dāng)施加給基片的樹脂包括顆粒時(shí)，由于顆粒保持存在于圖形部分中，因此阻止形成正常圖形，從而導(dǎo)致產(chǎn)生圖形缺陷。日本專利公開No.H8-244250公開了一種噴墨記錄裝置，其中，在墨流入噴墨頭的(向前線路)一側(cè)和在墨從噴墨頭流出的(返回線路)一側(cè)上，用于限制直徑大于10μm的異物等通過的過濾器布置在流動(dòng)通路中。還有，日本專利公開No.H8-244250公開了通過回收操作致動(dòng)布置在返回線路側(cè)的過濾器與墨儲(chǔ)罐之間的泵，以便通過保證流量等于向前線路側(cè)的流量來除去在過濾器中積累的氣泡。日本專利公開No.2010-098310公開了一種噴墨記錄裝置，其 中，直徑為5μm或更大的過濾器部件提供于用于噴墨頭的元件基片的后側(cè)，在向前線路側(cè)和返回線路側(cè)中的每一側(cè)上在墨儲(chǔ)罐與噴墨頭之間提供泵。還有，日本專利公開No.2010-098310公開了比所述過濾器部件更疏松的過濾器提供在噴墨頭的進(jìn)口處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種壓印裝置，用于使模具與施加在基片上的樹脂接觸，以便執(zhí)行在基片上形成圖形，所述壓印裝置包括：分配器，所述分配器構(gòu)造成將樹脂施加在基片上；以及樹脂供給單元，所述樹脂供給單元構(gòu)造成將樹脂供給至分配器，其中，所述樹脂供給單元包括：樹脂儲(chǔ)存儲(chǔ)罐，所述樹脂儲(chǔ)存儲(chǔ)罐構(gòu)造成儲(chǔ)存樹脂；泵，所述泵構(gòu)造成使樹脂在所述樹脂儲(chǔ)存儲(chǔ)罐和分配器之間連續(xù)循環(huán)；以及過濾器，所述過濾器布置在被循環(huán)的樹脂的流動(dòng)通路處，并構(gòu)造成除去異物或金屬離子。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的壓印裝置的構(gòu)造的示意圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的樹脂供給單元的構(gòu)造的示意圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹脂供給單元的構(gòu)造的示意圖。

圖4是示出提供于普通壓印裝置中的樹脂供給單元的構(gòu)造的示意圖。

圖5A至圖5D是示出可能在普通壓印過程中產(chǎn)生的圖形缺陷的視圖。

具體實(shí)施方式

下面將(參考附圖)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

(第一實(shí)施例)

首先將介紹根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的包括樹脂供給單元的壓印裝置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的壓印裝置100的構(gòu)造的示意圖。壓印裝置100用于制造物品例如半導(dǎo)體裝置等。壓印裝置100是使在原件(模具)101的表面上形成的凹凸圖形與施加于基片(晶片)104上的未固化樹脂(抗蝕劑)120接觸，從而將圖形的逆像轉(zhuǎn)印至基片104上的裝置。在本發(fā)明實(shí)施例中，壓印裝置100使用通過紫外光照射來固化樹脂的光固化方法作為樹脂固化方法。壓印裝置100包括：原件頭部102，用于保持原件101；紫外光輻射單元103；臺(tái)架105，用于保持基片104；分配器110，用于將樹脂施加在基片104上；樹脂供給單元111；控制器130；以及施加圖形儲(chǔ)存單元131。原件101具有圖形部分(凹陷部分)101A，要轉(zhuǎn)印至供給到基片104的樹脂上的圖形形成于圖形部分101A上，圖形部分101A處在與基片104相對(duì)的表面上。原件101具有例如矩形外形，并由紫外光能夠透射的材料(例如石英)構(gòu)成。原件頭部102通過真空吸力或靜電力來保持(固定)原件101。原件頭部102包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Z軸線方向驅(qū)動(dòng)原件101。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使原件101以合適的力壓靠在施加于基片104上的樹脂(未固化樹脂)120上(模具按壓操作)，然后從基片104上的樹脂(固化樹脂)上釋放原件101(模具釋放操作)。基片104是原件101的圖形要轉(zhuǎn)印于其上的基片，包括例如單晶硅晶片、SOI(絕緣體上的硅)晶片等。臺(tái)架105包括：基片夾盤，用于保持基片104；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行原件101和基片104之間的對(duì)齊。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由例如粗驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和精細(xì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成，并沿X軸線方向和Y軸線方向來驅(qū)動(dòng)基片104。不僅沿X軸線方向和Y軸線方向，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以包括沿Z軸線方向和θ(繞Z軸線旋轉(zhuǎn))方向驅(qū)動(dòng)基片104的功能以及校正基片104的傾斜的傾斜功能。樹脂供給單元111包括儲(chǔ)罐，用于在其中儲(chǔ)存未固化樹脂，其中，未固化樹脂通過管道(流動(dòng)通路)而供給至分配器110。分配器110是用于施加樹脂120的機(jī)構(gòu)，具有例如多個(gè)噴嘴，用于將樹脂120施加給基片104。樹脂120從分配器110施加的量的單位是“滴”，一滴樹脂120的量是大約幾皮升。樹脂能夠 以大約幾mm的每預(yù)定寬度滴出。樹脂120由分配器110施加，同時(shí)通過臺(tái)架105的運(yùn)動(dòng)(掃描運(yùn)動(dòng)或步進(jìn)運(yùn)動(dòng))從樹脂供給單元111供給樹脂120，從而在基片104(它的投射區(qū)域)上形成樹脂層?？刂破?30包括CPU、存儲(chǔ)器等，并控制壓印裝置100的整體(操作)。控制器130用作處理單元，構(gòu)造成通過控制壓印裝置100的各個(gè)單元來執(zhí)行壓印處理。

下面將介紹壓印步驟。首先，準(zhǔn)備所需的原件101并將其安裝在壓印裝置100上。原件101是根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)而在用于例如普通光掩模中的透明石英基片上形成的凹凸圖形(多個(gè)槽)。然后，準(zhǔn)備分配器110并將其安裝在壓印裝置100上。然后，將基片104安裝在臺(tái)架105上，并固定于臺(tái)架上。然后，指定還沒有壓印的區(qū)域作為壓印位置。一次要壓印的區(qū)域稱為“投射區(qū)域”。壓印的順序能夠以連續(xù)投射區(qū)域的順序施加于基片104上。壓印順序并不局限于上述順序，而是可以設(shè)置成交錯(cuò)順序、隨機(jī)順序等。然后，使用噴墨系統(tǒng)的分配器110將可光固化樹脂120施加給基片104。這時(shí)，臺(tái)架105根據(jù)樹脂施加圖形而運(yùn)動(dòng)，分配器110順序地將樹脂120滴在基片104上。在樹脂120已經(jīng)施加于基片104上之后，使原件101接近基片104，然后，將原件101壓靠在樹脂120上持續(xù)預(yù)定時(shí)間，使得滴狀樹脂120填充在原件101的凹凸部中。原件101保持該狀態(tài)，直到樹脂滲透至原件101的精細(xì)圖形中。在樹脂充分填充至原件101的凹凸部中之后，通過使用紫外光輻射單元103的紫外光燈從原件101的背側(cè)輻射紫外光持續(xù)預(yù)定時(shí)間，樹脂120將固化。例如，鹵素?zé)?、LED等可以用作紫外光燈。然后，原件101從固化的樹脂120上剝離和釋放。這樣，凸出的樹脂圖形區(qū)域121形成于樹脂120上。在樹脂圖形已經(jīng)完全形成于基片的整個(gè)區(qū)域上之后，排出形成的基片。

下面將介紹構(gòu)造成將樹脂供給至分配器的樹脂供給單元。首先將介紹作為對(duì)比的普通壓印裝置的樹脂供給單元的構(gòu)造。圖4是示出普通樹脂供給單元的構(gòu)造的示意圖。樹脂120從樹脂供給儲(chǔ)罐12供給，以便將樹脂120補(bǔ)充給樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐(樹脂儲(chǔ)存儲(chǔ)罐)1。這時(shí)，通 過打開三通閥13以便允許樹脂120從樹脂供給儲(chǔ)罐12通向樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1)來使得樹脂120補(bǔ)充給樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1。三通閥13用于提供從樹脂供給儲(chǔ)罐12至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1的流動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉從分配器110至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1的流動(dòng)，或者提供從分配器110至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1的流動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉來自樹脂供給儲(chǔ)罐12的流動(dòng)。一旦樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1充分裝有樹脂120，就調(diào)節(jié)三通閥13以關(guān)閉來自樹脂供給儲(chǔ)罐12的流動(dòng)，并打開從分配器110至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1的流動(dòng)。通過負(fù)壓泵(壓力產(chǎn)生單元)2和正壓泵(壓力產(chǎn)生單元)3的操作，樹脂120從樹脂供給管線8供給至分配器110。此外，從分配器110排出的剩余樹脂120通過樹脂回收管線9而(循環(huán))返回至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1。在這種構(gòu)造中，樹脂120的溫度變化、顆粒異物和金屬離子引入至樹脂120內(nèi)等可能在壓印過程中對(duì)圖形精度產(chǎn)生不利影響。

下面將介紹如上述的普通結(jié)構(gòu)在壓印過程中對(duì)圖形精度的不利影響。如圖5A至圖5D中所示，當(dāng)異物120A(例如細(xì)顆?；蚪饘匐x子)包含至樹脂120中時(shí)，這些異物120A通過原件101的轉(zhuǎn)印而與樹脂120一起壓印在圖形部分上。這時(shí)，異物120A通過樹脂120固化而固定，如圖5C中所示，且異物120A最終保留為樹脂圖形121上的異物，如圖5D中所示，導(dǎo)致產(chǎn)生圖形缺陷。

與之相比，通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樹脂供給單元111，將減少如上所述的這種情況的產(chǎn)生。下面將詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樹脂供給單元111的具體構(gòu)造和操作。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樹脂供給單元111的構(gòu)造的示意圖。樹脂120從樹脂供給儲(chǔ)罐12供給，以便使得樹脂120補(bǔ)充給樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1。這時(shí)，金屬離子去除過濾器(使用離子交換樹脂和尼龍纖維的過濾器)5提供于樹脂供給儲(chǔ)罐12和開關(guān)閥13之間。這樣，當(dāng)通過打開開關(guān)閥13而使樹脂120補(bǔ)充給樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1時(shí)，樹脂120能夠在從中除去金屬離子的情況下補(bǔ)充給樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1。金屬離子去除過濾器5以多個(gè)平行地布置，如圖2中所示，并能夠降低泵上的壓力負(fù)載增加。此外，金屬離子去除過濾器5和顆粒去除過濾器(異物去除過濾器)6以多 個(gè)平行地布置在泵3的排出側(cè)。顆粒去除過濾器6是用于除去直徑為10nm或更大的異物的過濾器，并使用這樣的過濾器，該過濾器具有能夠通過泵進(jìn)行循環(huán)的最小網(wǎng)目尺寸。因?yàn)轭w粒去除過濾器6是具有細(xì)網(wǎng)目尺寸的過濾器，因此它引起較大的壓力損失。顆粒去除過濾器6以多個(gè)平行地布置，如圖2中所示，從而減小泵上的壓力負(fù)載增加。此外，用于從樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1除去異物(例如顆粒)的顆粒去除過濾器6’也布置在樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1和泵3(供給管線)之間。顆粒去除過濾器6’是用于除去直徑為10nm或更大的異物的過濾器，并使用這樣的過濾器，該過濾器具有能夠通過泵進(jìn)行循環(huán)的最小網(wǎng)目尺寸。因?yàn)轭w粒去除過濾器6’是具有細(xì)網(wǎng)目尺寸的過濾器，因此它引起較大的壓力損失。如圖2中所示，顆粒去除過濾器以多個(gè)平行地布置在排出側(cè)和吸入側(cè)兩者處，從而廣泛減小在整個(gè)樹脂供給單元111的泵3上的壓力負(fù)載增加。根據(jù)本實(shí)施例的構(gòu)造，通過使用在吸入側(cè)的顆粒去除過濾器6’來除去(減少)在樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1中的樹脂的顆粒，且除去(減少)了顆粒的樹脂能夠供給至泵3。特別地，例如在顆粒有可能粘附于樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1內(nèi)的情況下，本實(shí)施例的這種構(gòu)造為優(yōu)選的。此外，在泵3中產(chǎn)生的顆粒通過使用在排出側(cè)的顆粒去除過濾器6來除去(減少)，且除去(減少)了顆粒的樹脂能夠供給至分配器110。通過在這樣的構(gòu)造中操作泵2和泵3，樹脂120從樹脂供給管線8供給至分配器110。此外，從分配器110排出的剩余樹脂120通過樹脂回收管線9而返回至樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1(樹脂流動(dòng)并循環(huán))。

用于監(jiān)測(cè)供給壓力的壓力傳感器7A提供于樹脂供給管線8的供給出口上，用于監(jiān)測(cè)回收壓力的壓力傳感器7B提供于樹脂回收管線9的回收進(jìn)口上。這樣，樹脂120被控制成在供給側(cè)出口處以正壓狀態(tài)供給，并被控制成在回收側(cè)進(jìn)口處以負(fù)壓狀態(tài)來回收，這樣，分配器110的壓力為零。

此外，用于調(diào)節(jié)管和流過管的樹脂120的溫度的換熱器10提供在樹脂供給管線8的出口和樹脂回收管線9的進(jìn)口附近，溫度調(diào)節(jié)介質(zhì) 11流過換熱器10。樹脂供給管線8布置在要供給至換熱器10的溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)11的上游側(cè)，樹脂回收管線9布置在要供給至換熱器10的溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)11的下游側(cè)。這樣，溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)11能夠在樹脂120供給時(shí)執(zhí)行樹脂120的高精度溫度調(diào)節(jié)。例如，盡管樹脂120的溫度可能由于壓印頭部的不利作用而升高，但是在本實(shí)施例中，樹脂120的溫度也能夠通過它的回收來調(diào)節(jié)。如上所述，要供給和要回收的樹脂120的溫度將在流動(dòng)通路中至少兩次被調(diào)節(jié)從而樹脂120的溫度能夠被更高效地調(diào)節(jié)，樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1通過所述流動(dòng)通路而與分配器110連接，以便使得樹脂120循環(huán)。使用溫度調(diào)節(jié)氣體制冷劑或溫度調(diào)節(jié)液體制冷劑作為溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)11，用于使壓印裝置100內(nèi)的溫度保持恒定，樹脂120的溫度通過使溫度調(diào)節(jié)氣體制冷劑或溫度調(diào)節(jié)液體制冷劑流過分配器110而進(jìn)行調(diào)節(jié)。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可以提供一種壓印裝置，該壓印裝置能夠除去金屬離子和直徑為10nm或更大的顆粒，同時(shí)減少泵上的壓力負(fù)載增加，還抑制圖形缺陷的產(chǎn)生并提高圖形轉(zhuǎn)印精度。

(第二實(shí)施例)

下面將介紹根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹脂供給單元。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹脂供給單元的構(gòu)造的示意圖。第二實(shí)施例的樹脂供給單元111在樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1和泵3(供給管線)之間沒有顆粒去除過濾器，而是，顆粒去除過濾器6’布置在泵2和樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1(回收管線)之間。在這一點(diǎn)上，第二實(shí)施例的樹脂供給單元111與第一實(shí)施例的樹脂供給單元不同。根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)與第一實(shí)施例相比時(shí)，泵3上的壓力負(fù)載能夠更小。在可選方式中，過濾器6’還能夠定位在閥13和泵2之間。采用第一實(shí)施例還是采用第二實(shí)施例也可以根據(jù)顆粒在樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1內(nèi)粘附的程度來確定。

(物品制造方法)

一種用于制造作為物品的裝置(半導(dǎo)體集成電路元件、液晶顯示 元件等)的方法可以包括使用上述壓印裝置在基片(晶片、玻璃板、膜狀基片等)上形成圖形的步驟。而且，制造方法可以包括蝕刻基片的步驟，圖形已經(jīng)形成于該基片上。當(dāng)制造其它物品例如有圖形的介質(zhì)(儲(chǔ)存介質(zhì))、光學(xué)元件等時(shí)，制造方法可以包括代替蝕刻步驟的、處理基片的另外步驟，圖形已經(jīng)形成于該基片上。與普通方法相比，本發(fā)明的裝置制造方法有利于物品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本中的至少一個(gè)。

盡管在上述實(shí)施例中換熱器10布置成使樹脂120的溫度通過樹脂120的供給和回收來調(diào)節(jié)，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，換熱器10還可以布置在沿樹脂120在樹脂供給管線8中流動(dòng)的方向的上游側(cè)和下游側(cè)，以便執(zhí)行在上游側(cè)的粗溫度調(diào)節(jié)和在下游側(cè)的精細(xì)溫度調(diào)節(jié)。換熱器10還可以布置為在樹脂120供給時(shí)執(zhí)行多次溫度調(diào)節(jié)，從而能夠高效地調(diào)節(jié)樹脂120的溫度。

盡管在上述實(shí)施例中金屬離子去除過濾器5提供在用于連接樹脂供給儲(chǔ)罐12和開關(guān)閥13的補(bǔ)充通路中，但是本發(fā)明并不局限于此，而是也可以提供顆粒去除過濾器6。同樣，在上述實(shí)施例中提供的金屬離子去除過濾器5和顆粒去除過濾器6也可以是可互換地布置在流動(dòng)通路(樹脂儲(chǔ)存主儲(chǔ)罐1通過該流動(dòng)通路而與分配器110連接以便使得樹脂120循環(huán))中。

盡管已經(jīng)參考示例實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不局限于公開的示例實(shí)施例。下面的權(quán)利要求的范圍將根據(jù)最廣義地解釋，以便包含所有這些變化形式以及等效的結(jié)構(gòu)和功能。

本申請(qǐng)要求美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/717,044的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2015年5月20日，該文獻(xiàn)整體被本文參引。