壓印設(shè)備和使用該壓印設(shè)備的物品制造方法
【專利說明】壓印設(shè)備和使用該壓印設(shè)備的物品制造方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01210387601.3，申請日為2012年10月15日，題為“壓印設(shè)備和使用該壓印設(shè)備的物品制造方法”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及壓印設(shè)備和使用該壓印設(shè)備的物品制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著對半導(dǎo)體裝置或MEMS的微制造的需要的增長，不僅傳統(tǒng)的光刻技術(shù)而且其中襯底上的未固化的樹脂通過模具來模制從而在襯底上形成樹脂圖案的微制造技術(shù)一直在吸引人們的注意。此技術(shù)也被稱為“壓印技術(shù)”，通過該技術(shù)可以在襯底上形成具有幾納米的尺寸的精細結(jié)構(gòu)。壓印技術(shù)的一個示例包括光固化方法。采用光固化方法的壓印設(shè)備首先向襯底(晶片)上的曝光場(shot)區(qū)域(壓印區(qū)域)施加紫外線可固化的樹脂(壓印材料，光可固化的樹脂)。接著，通過模具模制該樹脂(未固化的樹脂)。在利用紫外光照射紫外線可固化的樹脂以用于固化之后，從該模具釋放固化后的樹脂，由此在襯底上形成樹脂圖案。
[0004]這里，在一系列裝置制造步驟中，對將要經(jīng)受壓印處理的襯底執(zhí)行諸如濺射之類的膜形成步驟中的加熱處理。因此，整個襯底可以被擴大或縮小，引起圖案區(qū)域在兩個正交的平面內(nèi)軸的方向上形狀(或大小)的變化。因而，在壓印設(shè)備中，預(yù)先形成在襯底上的圖案區(qū)域(襯底側(cè)圖案區(qū)域)的形狀需要與在模具被壓靠襯底上的樹脂時形成在模具上的圖案區(qū)域的形狀匹配。作為用于使得稍微變形的襯底側(cè)圖案區(qū)域的形狀與形成在模具上的圖案區(qū)域的形狀匹配的技術(shù)，日本專利公開N0.2008-504141公開了一種通過向模具的外周邊給予外力來使模具(圖案區(qū)域)變形的設(shè)備。但是，在日本專利公開N0.2008-504141中公開的設(shè)備中，如果用于模具的材料是石英，則模具具有0.16的泊松(Poisson)比，因而如果模具的一端在模具的軸方向上被加壓，則模具的另一端在與該軸正交的方向上擴大。因而，如果根據(jù)模具的泊松比發(fā)生這樣的變形，則當(dāng)期望模具特別地變形為梯形形狀時，模具的平面不容易線性地變形，引起對重合精度的不利影響。因此，作為在這樣的形狀校正時用于防止模具根據(jù)其泊松比而變形的方法，WO 2009/153925公開了一種通過使模具熱變形來使得襯底側(cè)圖案區(qū)域的形狀與形成在模具上的圖案區(qū)域的形狀匹配的壓印方法。
[0005]但是，如果用于模具的材料是石英，則石英的熱膨脹系數(shù)是0.51ppm，而作為用于襯底的材料的硅的熱膨脹系數(shù)是2.4ppm。模具和襯底的熱膨脹系數(shù)相差一個數(shù)量級。因而，在WO 2009/153925中公開的方法中，從模具被壓靠形成在襯底上的圖案的時刻起，熱量就從經(jīng)受熱變形的模具轉(zhuǎn)移到襯底。由于具有相對大的熱膨脹系數(shù)的襯底的表面可以由于熱量而在很大程度上變形，因此難以抑制對重合精度的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明已被考慮上述情況做出并且提供一種對于形成在襯底上的預(yù)先存在的圖案區(qū)域和將要在壓印處理期間新形成的樹脂圖案區(qū)域的重合是有益的壓印設(shè)備。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種將形成在模具上的圖案轉(zhuǎn)印到襯底上的樹脂的壓印設(shè)備，包括:形狀校正機構(gòu)，被配置為向該模具施加力從而使形成在該模具上的圖案區(qū)域變形；加熱機構(gòu)，被配置為將形成在該襯底上的襯底側(cè)圖案區(qū)域加熱從而使該襯底側(cè)圖案區(qū)域變形；和控制單元，被配置為獲得關(guān)于形成在該模具上的圖案區(qū)域和該襯底側(cè)圖案區(qū)域的形狀之間的差別的信息，并且基于獲得的信息控制該形狀校正機構(gòu)和加熱機構(gòu)以便減小形成在該模具上的圖案區(qū)域和該襯底側(cè)圖案區(qū)域的形狀之間的差別。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種對于形成在襯底上的預(yù)先存在的圖案區(qū)域和將要在壓印處理期間新形成的樹脂圖案區(qū)域的重合是有益的壓印設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的進一步的特征通過參考附圖對示范性實施例的以下描述將變得清楚。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的壓印設(shè)備的配置的圖。
[0011]圖2是示出了根據(jù)第一實施例的晶片加熱機構(gòu)的配置和布置的圖。
[0012]圖3是示出了預(yù)先存在的圖案區(qū)域的形狀校正的流程的流程圖。
[0013]圖4是示出了對于預(yù)先存在的圖案區(qū)域的照射劑量分布等的圖。
[0014]圖5是示出了對于預(yù)先存在的圖案區(qū)域的另一個照射劑量分布等的圖。
[0015]圖6是繪制對于預(yù)先存在的圖案區(qū)域，位移量對加熱時間的圖。
[0016]圖7是示出了模具形狀校正的流程的流程圖。
[0017]圖8A到8C是繪制根據(jù)第二實施例的照射劑量對加熱時間的圖。
[0018]圖9是示出了根據(jù)另一個實施例的晶片加熱機構(gòu)的配置和布置的圖。
【具體實施方式】
[0019]在下文中，現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0020](第一實施例)
[0021]首先，將給出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的壓印設(shè)備的配置的描述。圖1是示出了根據(jù)本實施例的壓印設(shè)備I的配置的圖。壓印設(shè)備I是使用模具在晶片(在襯底)，即，要被處理的襯底上模制未固化的樹脂從而在該晶片上形成樹脂圖案的設(shè)備，所述樹脂圖案用在作為物品的諸如半導(dǎo)體裝置等之類的裝置的制造中。注意，本實施例的壓印設(shè)備是采用光固化方法的設(shè)備。在下面的附圖中，將給出其中Z軸與利用紫外線(紫外光)照射晶片上的樹脂的照射系統(tǒng)的光軸平行地對準(zhǔn)并且互相正交的軸X和Y在與Z軸垂直的平面中對準(zhǔn)的描述。首先，壓印設(shè)備I包括光照射單元2、模具保持機構(gòu)3、晶片臺4、施加單元5、晶片加熱機構(gòu)6和控制單元7。
[0022]光照射單元2在壓印處理期間利用紫外光9照射模具8。光照射單元2由光源(未示出)和將從光源發(fā)射的紫外光9調(diào)整為適合于壓印的光的光學(xué)元件(未示出)構(gòu)成。
[0023]模具8的外周邊形狀是正方形并且模具8包括圖案區(qū)域(例如，要被轉(zhuǎn)印的電路圖案等的凹的和凸的圖案)8a，所述圖案區(qū)域被三維地形成在面向晶片10的表面上。此外，模具8的材料是紫外光9可以穿過的材料，并且作為在本實施例中的示例，所述材料是石英。此外，為了便于如下所述的變形，模具8可以具有如下形狀，即具有某一深度的圓形平面形狀的腔(凹的部分)被形成在紫外光9照射到的表面上。
[0024]首先，模具保持機構(gòu)3具有保持模具8的模具夾具11和保持模具夾具11并且移動模具8 (模具夾具11)的模具驅(qū)動機構(gòu)12。模具夾具11可以通過使用真空吸力或靜電力吸引或牽引利用紫外光9照射的模具8的表面的外周邊區(qū)域來保持模具8。例如，如果模具夾具11使用真空吸力保持模具8，則模具夾具11連接到在外部安裝的真空栗(未示出)，并且模具8的連接/分離通過開/關(guān)真空栗來切換。此外，模具夾具11和模具驅(qū)動機構(gòu)12中的每一個在中央部分(其內(nèi)部)處具有孔隙區(qū)域13，以使得從光照射單元2發(fā)射的紫外光9朝向晶片10照射。光透射構(gòu)件(例如，玻璃板)被安裝在孔隙區(qū)域13之內(nèi)，以使得由孔隙區(qū)域13的一部分和模具8包圍的空間被密封，并且該空間中的壓力由包括真空栗等的壓力調(diào)整裝置(未示出)調(diào)整。壓力調(diào)整裝置在模具8壓靠晶片10上的樹脂14時將該空間中的壓力設(shè)置為高于外部壓力，以使得圖案區(qū)域8a偏轉(zhuǎn)到朝向晶片10的凸的形狀中并且圖案區(qū)域8a從圖案區(qū)域8a的中央部分起與樹脂14接觸。利用此布置，防止氣體(空氣)被俘獲在圖案區(qū)域8a和樹脂14之間，以使得樹脂14可以被填充在圖案區(qū)域8a的凸的和凹的部分的每一處中。
[0025]模具驅(qū)動機構(gòu)12在每個軸線方向移動模具8，以便選擇性地將模具8壓靠晶片10上的樹脂14或從樹脂14釋放模具8。模具驅(qū)動機構(gòu)12可采用的致動器的示例包括線性電動機、空氣缸等等。此外，模具驅(qū)動機構(gòu)12可以由諸如粗略移動驅(qū)動系統(tǒng)、精細移動驅(qū)動系統(tǒng)等之類的多個驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成，以便高精度地提供模具8的定位。此外，模具驅(qū)動機構(gòu)12可以具有用于不僅在Z軸方向而且在X軸方向、Y軸方向或Θ (圍繞Z軸旋轉(zhuǎn))方向調(diào)整模具8的位置的位置調(diào)整功能、用于校正模具8的傾斜的傾斜功能等。由壓印設(shè)備I執(zhí)行的加壓操作和釋放操作可以通過在Z軸方向移動模具8來實現(xiàn)、可以通過在Z軸方向移動晶片臺4來實現(xiàn)、或還可以通過使模具8和晶片臺4相對彼此移動來實現(xiàn)。
[0026]晶片10是例如單晶硅襯底或SOI (絕緣體硅)襯底，并且紫外線可固化的樹脂，即由形成在模具8上的圖案區(qū)域8a模制的樹脂14，被施加在晶片10的處理表面上。
[0027]晶片臺4保持晶片10，并且當(dāng)模具8壓靠晶片10上的樹脂14時，執(zhí)行模具8和樹脂14之間的位置匹配。晶片臺4具有通過吸力保持晶片10的晶片夾具16和通過機械單元保持晶片夾具16并且在每個軸線方向是可移動的臺驅(qū)動機構(gòu)17。臺驅(qū)動機構(gòu)17可采用的致動器的示例包括線性電動機、平面電動機等等。臺驅(qū)動機構(gòu)17還可以由在X軸和Y軸方向的諸如粗略移動驅(qū)動系統(tǒng)、精細移動驅(qū)動系統(tǒng)等之類的多個驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成。此外，臺驅(qū)動機構(gòu)17還可以具有用于在Z軸方向調(diào)整晶片10的位置的驅(qū)動系統(tǒng)、用于在Θ方向調(diào)整晶片10的位置的位置調(diào)整功能、用于校正晶片10的傾斜的傾斜功能等等。此