压印设备、压印方法和制造产品的方法

压印设备、压印方法和制造产品的方法
【专利摘要】本发明涉及压印设备、压印方法和制造产品的方法。本发明提供了一种用于在基片上的多个曝光区域中形成图案的压印设备，所述压印设备包括：加热单元，所述加热单元构造成通过加热基片而使得每一个曝光区域变形；和控制单元，所述控制单元构造成控制加热单元，其中，当根据用于通过加热单元加热在目标曝光区域之前已经经受压印处理的曝光区域的加热控制信息针对作为待经受压印处理的曝光区域的目标曝光区域实施压印处理时，控制单元对加热单元加热基片实施控制，使得因根据控制信息加热基片而已经变形的目标曝光区域的形状接近目标形状。
【专利说明】压印设备、压印方法和制造产品的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及压印设备、压印方法和制造产品的方法。

【背景技术】
[0002] 将形成在模具上的图案转印到基片上的压印材料的压印技术作为用于磁存储介 质、半导体装置等的批量印刷技术中的一种而引起关注。在使用这种技术的压印设备中，使 得其上形成有图案的模具和供应到基片上的压印材料相互接触，并且在该状态下固化压印 材料。能够通过使得模具与固化的压印材料分离而在基片上形成图案。
[0003] 半导体装置等的制造需要将多层图案重叠在基片上。因此，在压印设备中，重要的 是通过使得图案与形成在基片上的曝光区域（shot region)准确对准来转印模具的图案。 因此，日本专利公开No. 2004-259985提出一种通过加热基片使得曝光区域变形和使得基 片和模具之间对准的方法。
[0004] 在日本专利公开No. 2004-259985中描述的一种压印设备在使得基片和模具对准 时通过加热基片而使得曝光区域变形。因此，经受压印处理的曝光区域（目标曝光区域） 的形状因受到在之前压印处理期间加热基片产生且存留在基片中的热量的影响而不期望 地发生变化。结果，当曝光区域因加热基片而变形时，难以使得基片和模具之间准确对准， 除非考虑存留在基片中的热量的影响。


【发明内容】

[0005] 本发明在使得压印设备中的模具和基片之间准确对准时提供了技术优势。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种压印设备，所述压印设备用于通过在模具和 基片上的压印材料相互接触的同时在基片上的多个曝光区域中的每一个曝光区域处实施 固化压印材料的压印处理而在多个曝光区域中形成图案，所述压印设备包括：加热单元，所 述加热单元构造成通过加热基片而使得每一个曝光区域变形；和控制单元，所述控制单元 构造成控制加热单元，其中，当根据用于通过加热单元将在作为待经受压印处理的曝光区 域的目标曝光区域之前经受压印处理的曝光区域加热的加热控制信息来针对目标曝光区 域实施压印处理时，控制单元控制加热单元对基片的加热，使得已经通过根据控制信息加 热基片而发生变形的目标曝光区域的形状变得接近目标形状。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种压印方法，所述压印方法通过在压印设备中 模具和基片上的压印材料相互接触的同时在基片上的多个曝光区域中的每一个曝光区域 处实施固化压印材料的压印处理而在多个曝光区域中形成图案，所述压印设备包括加热单 元，所述加热单元构造成通过加热基片而使得基片上的曝光区域变形，所述方法包括：基于 用于通过加热单元将在作为待经受压印处理的曝光区域的目标曝光区域之前经受压印处 理的曝光区域加热的加热控制信息实施控制的控制步骤；通过加热单元加热基片，使得因 根据控制信息加热基片而变形的目标曝光区域的形状变得接近目标形状。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种制造产品的方法，所述方法包括：使用压印设 备在基片上形成图案；和处理已经在其上形成有图案的基片，以制造产品，其中，在模具和 基片上的压印材料相互接触的同时通过在基片上的多个曝光区域中的每一个曝光区域处 实施固化压印材料的压印处理而在多个曝光区域中形成图案的压印设备包括：加热单元， 所述加热单元构造成通过加热基片使得每一个曝光区域变形；和控制单元，所述控制单元 构造成控制加热单元，其中，当基于用于通过加热单元将在作为待经受压印处理的曝光区 域的目标曝光区域之前经受压印处理的曝光区域加热的加热控制信息针对目标曝光区域 实施压印处理时，控制单元控制加热单元对基片的加热，使得已经因根据控制信息加热基 片而变形的目标曝光区域的形状变得接近目标形状。
[0009] 参照附图从示例性实施例的以下描述中本发明的其它特征将变得显而易见。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1是示出了根据第一实施例的压印设备的图；
[0011] 图2是用于解释曝光单元和加热单元的构造和布置方案的图；
[0012] 图3是图解了压印处理中的操作顺序的流程图；
[0013] 图4A是示出了经受第（η - 1)次压印处理的曝光区域Rn_i的形状和经受第η次 压印处理的曝光区域Rn(目标曝光区域）的形状之间的关系的图；
[0014] 图4B是示出了曝光区域1^的形状和目标形状之间的关系的图；和
[0015] 图5是图解了考虑存留在基片中的热量的影响决定每个曝光区域中的热量的方 法的流程图。

【具体实施方式】
[0016] 将参照附图在下文描述本发明的示例性实施例。注意，附图中相同的附图标记表 示相同的构件，并且将不再给出其重复的描述。而且，在相应的附图中假定在基片表面上相 互垂直的方向分别定义为X和Y方向，垂直于基片表面的方向定义为Z方向。
[0017] 〈第一实施例〉
[0018] 将参照图1描述根据本发明的第一实施例的压印设备1。压印设备1用于制造半 导体装置等，并且在形成有图案的模具8与基片上的压印材料（树脂）相互接触时使得压 印材料固化。压印设备1能够通过增宽基片10和模具8之间的间隔以及使得模具8与固化 的压印材料分离而将模具8的图案转印到基片上。固化压印材料的方法的示例是使用热的 热循环方法和使用光的光固化方法。第一实施例的压印设备1采用光固化方法。光固化方 法是通过将作为压印材料的未固化的紫外线固化树脂（在下文将称作树脂14)供应到基片 上，并且在模具8和树脂14相互接触的同时用紫外线照射树脂14来固化树脂14的方法。 在通过紫外线照射来固化树脂14之后，通过使得模具8与树脂14分离可在基片上形成图 案。
[0019] 图1是示出了根据第一实施例的压印设备1的图。压印设备1包括模具保持单元 3、基片工作台4、曝光单元2、加热单元6、树脂供应单元5、工作台位置测量单元19、和对准 测量单元26。压印设备1还包括控制单元7,用于控制压印处理（控制压印设备1的每个 单元）。控制单元7由包括CPU和存储装置的计算机形成，并且能够经由线连接到压印设备 1的每个单元，以便根据程序等控制单元。模具保持单元3被固定到经由防震器29以及柱 状件30由基板27支撑的跨接板28上。基片工作台4固定到基板27。防震器29控制从安 装有压印设备1的地板传递到跨接板28的震动。
[0020] 模具8通常由能够透射紫外线的诸如石英的材料制成。待转印到基片10的凸凹 图案形成在模具8的基片侧表面的局部区域（图案区域8a)中。而且，可通过在模具8的 基片侧表面的相反侧上使表面凹陷而形成腔（凹入部分），以便减小图案区域8a周围部分 的厚度。通过设置这样的腔并且减小图案区域8a周围部分的厚度，能够在增大开口区域 13 (下文描述）的压力时使得图案区域8a变形为朝向基片10的凸状。
[0021] 模具保持单元3包括：用于通过例如真空吸附力或者静电力保持模具8的模具卡 盘11 ;和模具驱动单元12,所述模具驱动单元12用于沿着Z方向驱动模具卡盘11。模具 卡盘11和模具驱动单元12中的每一个均在其中央部分（内部）中具有开口区域13,并且 构造成利用通过曝光单元2和加热单元6发射的光穿过模具8照射基片10。光透射构件 (例如玻璃板（未示出））可以布置在开口区域13中，使得由开口区域13的一部分和形成 在模具8中的腔限定的空间作为密封空间。如果布置这种光透射构件，则压力调节单元（未 示出）经由管连接到由光透射构件密封的空间中，并且调节空间内的压力。例如当模具8 和基片上的树脂14相互接触时，压力调节单元设定空间内的压力高于外部压力，从而使得 模具上的图案区域8a变形成朝向基片10的凸状。这能够使得图案区域8a从图案区域8a 的中央部分向外与基片上的树脂14相互接触，从而防止气泡被捕获在模具8的图案中。结 果，能够防止转印到基片上的图案缺损。
[0022] 此时，由于制造误差或者热变形，在模具上的图案区域8a中可能发生包括诸如放 大分量、梯形分量和平行四边形分量的分量在内的变形。模具保持单元3包括变形单元15， 用于通过将力施加到模具8的侧表面上的多个部分中的每一个而使得模具8变形。当模具 保持单元3包括上述变形单元15时，能够使得模具上的图案区域8a发生变形，使得图案区 域8a的形状和目标形状之间的差异处于公差范围内。
[0023] 模具驱动单元12例如包括诸如线性电动机或者气缸的致动器，并且沿着Z方向驱 动模具卡盘11 (模具8)，以便使得模具8和基片上的树脂14相互接触或者彼此分离。因为 在模具8和基片上的树脂14相互接触时模具驱动单元12需要实施高准确度的对准，所以 可以通过多个驱动系统形成所述模具驱动单元12,所述多个驱动系统包括粗调驱动系统和 微调驱动系统。除了沿着Z方向驱动模具的功能之外，模具驱动单元12可以具有沿着X和 Y方向和ωΖ方向（围绕Z轴线的旋转方向）调整模具8位置的位置调整功能、校正模具8 倾斜的倾斜功能等。尽管在第一实施例的压印设备1中改变模具8和基片10之间的距离 的操作由模具驱动单元12来实施，但是也可以由基片工作台4的工作台驱动单元17或者 彼此相关的模具驱动单元12和工作台驱动单元17来实施。
[0024] 作为基片10,例如，使用单晶娃基片、SOI (绝缘体上娃）基片等。树脂供应单兀 5 (下文描述）将树脂14 (紫外线固化树脂）供应到基片10的上表面（被处理表面）。
[0025] 基片工作台4包括基片保持单元16和工作台驱动单元17,并且沿着X和Y方向驱 动基片10。基片保持单元16通过例如真空吸附力或者静电力保持基片10。工作台驱动单 元17机械地保持基片保持单元16,并且沿着X和Y方向驱动基片保持单元16 (基片10)。 作为工作台驱动单元17,例如可以使用线性电动机或者平面电动机。工作台驱动单元17可 以由多个驱动系统形成，所述多个驱动系统包括粗调驱动系统和微调驱动系统。而且，工作 台驱动单元17可以具有沿着Z方向驱动基片10的驱动功能、通过沿着ωΖ方向旋转基片 10而调整基片10位置的位置调整功能、校正基片10倾斜的倾斜功能等。
[0026] 工作台位置测量单元19例如包括激光干涉仪和编码器，并且测量基片工作台4的 位置。将描述工作台位置测量单元19包括激光干涉仪的情况。激光干涉仪朝向布置在基 片工作台4的侧表面上的反射板18发射激光束，并且根据由反射板18反射的激光束检测 距基片工作台上的基准位置的位移。这使得工作台位置测量单元19能够基于由激光干涉 仪检测到的位移决定基片工作台4的当前位置。工作台位置测量单元19能够包括一个或 多个激光干涉仪，用于检测基片工作台4的沿着X、Υ和Ζ方向中的每一个的位移。在这种 情况中，基片工作台4包括反射板18,以便对应于每个激光干涉仪。这使得工作台位置测量 单元19能够测量基片工作台4的沿着Χ、Υ、Ζ、ωΧ(围绕X轴线的旋转方向）、ωΥ(围绕Υ 轴线的旋转方向）和ωΖ方向的位置。
[0027] 对准测量单元26布置在模具保持单元3的开口区域13中，并且测量形成在基片 上的多个曝光区域中的每一个的形状。作为测量多个曝光区域中的每一个的形状的方法， 检测形成在每个曝光区域中的多个对准标记。例如，对准标记形成在每个曝光区域的四个 角部上，并且能够通过检测曝光区域的对准标记而测量多个曝光区域中的每一个中的形 状。对准测量单元26可以测量表示模具上的图案区域8a的形状和基片上的曝光区域的形 状之间的差异的形状差异。对准测量单元26检测在图案区域8a和曝光区域中的每一个中 形成的多个对准标记。图案区域8a的对准标记和曝光区域的对准标记形成为使得它们在 图案区域8a和曝光区域沿着X和Y方向相互一致时相互重叠。对于图案区域8a的多个对 准标记中的每一个而言，布置在开口区域13中的对准测量单元26检测图案区域8a的对准 标记和曝光区域的对准标记中的对应一个对准标记之间的位置偏移量。这使得对准测量单 元26能够测量图案区域8a和曝光区域之间的形状差异。
[0028] 此时，由于一系列半导体装置制造步骤等的影响，在基片上的曝光区域中可能出 现包括诸如放大分量、梯形分量和平行四边形分量在内的分量的变形。在这种情况中，为了 将模具8的图案准确地转印到基片上的曝光区域，必须使得曝光区域变形，以便符合通过 变形单元15变形的图案区域8a的形状。即，当变形单元15使得图案区域8a的形状变形 为目标形状时，必须校正曝光区域的形状，以便更接近目标形状。为此，如下所述，第一实施 例的压印设备1包括加热单元6,所述加热单元6通过用光照射基片10来加热基片10,并 且使得曝光区域变形。
[0029] 曝光单元2发射用于固化基片上的树脂14的光，并且加热单元6发射用于加热基 片10的光。光学构件25将由曝光单元2发射的光和加热单元6发射的光引导到基片上。 将参照图2解释曝光单元2和加热单元6的构造和布置方案。图2是用于解释曝光单元2 和加热单元6的构造和布置方案的图。曝光单元2能够包括：光源，所述光源发射用于固化 基片上的树脂14的光（紫外线）；和光学系统，所述光学系统使得由光源发射的光成形为 适于压印处理的光。加热单元6能够包括：光源22,所述光源22发射用于加热基片10的 光；和光调节单元23,所述光调节单元23用于调节由光源22发射的光的强度。加热单元 6构造成发射光24,所述光24具有适于加热基片10而不使供应到基片上的树脂14固化的 特定波长。作为使得加热单元6发射具有特定波长的光24的加热单元6的方法，例如，可 以使得加热单元6的光源22直接发射具有特定波长的光，或者可以在加热单元6的光源22 的后一级上布置用于仅仅透射具有特定波长的光的滤光器。加热单元6的光调节单元23 调节照射基片10的光的强度，使得曝光区域中的温度分布成为理想的温度分布。作为加热 单元6的光调节单元23,例如，能够采用液晶装置、DMD (数字镜装置）等。通过将多个液晶 元件布置在光透射平面中并且单独控制分别施加到多个液晶元件的电压，液晶装置能够改 变照射基片10的光的强度。数字镜装置通过将多个镜元件布置在光反射平面中并且独立 调整每个镜元件的平面方向，能够改变照射基片10的光的强度。光学构件25能够包括例 如分光器，所述分光器透射曝光单元2发出的光（紫外线）并且反射由加热单元6发出的 光24。
[0030] 树脂供应单元5经由排放喷嘴5a将树脂14 (未固化树脂）供应（施加）到基片 上。如上所述，在第一实施例中，使用具有在紫外线照射下固化的性能的紫外线固化树脂 (压印材料）。在半导体装置制造步骤中在多种条件下能够适当地选择待从树脂供应单元 5的排放喷嘴5a供应到基片的树脂14。能够考虑到待形成在基片上的树脂14上的图案的 厚度、图案的密度等来适当地决定从树脂供应单元5的排放喷嘴5a排放的树脂量。为了用 供应到基片上的树脂14充分填充形成在模具8上的图案，模具8和树脂14相互接触一给 定时间。
[0031] 如上所述，第一实施例的压印设备1包括加热单元6,并且通过使加热单元6用光 照射基片10并将热量施加到基片10而使得基片上的曝光区域变形，从而使得曝光区域的 形状和目标形状之间的差异处于公差范围内。将参照图3描述在第一实施例的压印设备1 中将模具8的图案转印到基片上的多个曝光区域中的每一个的压印处理。图3是图解了在 将模具8的图案转印到基片上的多个曝光区域中的每一个的压印处理中的操作顺序的流 程图。
[0032] 在步骤S301中，控制单元7使得对准测量单元26测量模具上的图案区域8a的形 状，并且决定由变形单元15施加到模具8的力（变形量），使得图案区域8a的形状和目标 形状之间的差异处于公差范围内。作为目标形状，例如，能够应用图案区域8a的设计数据 中的形状和尺寸。然而，本发明并不局限于此，目标形状是可任意设定的。例如，模具上的 图案区域8a的形状和基片上的曝光区域的形状之间的中间形状可以设定为目标形状。
[0033] 在步骤S302中，控制单元7获取针对形成在基片上的多个曝光区域中的每一个测 量的曝光区域形状信息（获取形成在基片上的所有曝光区域的多条形状信息）。上述对准 测量单元26能够在例如基片10布置在压印设备1内时，S卩，在对于基片10开始压印处理 之前测量曝光区域形状信息。替代地，布置在压印设备1外侧的测量设备可以在基片10布 置在压印设备内之前测量曝光区域形状信息。在步骤S303中，控制单元7使用在步骤S302 中获取的曝光区域形状信息针对基片上的多个曝光区域中的每一个决定由加热单元6实 施加热的控制信息，使得曝光区域的形状和目标形状之间的差异处于公差范围内。每个曝 光区域中的加热控制信息均能够包含关于施加到基片上的多个部分中的每一个的热量的 信息，使得在曝光区域中产生的温度分布造成曝光区域的形状和目标形状之间的差异处于 公差范围内。
[0034] 在步骤S304中，控制单元7控制工作台驱动单元17,使得作为待经受压印处理的 曝光区域的目标曝光区域20布置在树脂供应单元5的排放喷嘴5a下方。然后，控制单元7 控制树脂供应单元5,以便将树脂14(未固化树脂）供应到目标曝光区域20。在步骤S305 中，控制单元7控制工作台驱动单元17,使得供应有树脂14的目标曝光区域20布置在模具 上的图案区域8a下方。在步骤S306中，控制单元7根据在步骤S301中决定的变形量来控 制变形单元15,以使得模具上的图案区域8a变形。在步骤S307中，控制单元7根据在步骤 S303中决定的加热控制信息来控制加热单元6,以使得目标曝光区域20变形。
[0035] 在步骤S308中，控制单元7使得对准测量单元26测量图案区域8a和目标曝光区 域20之间的形状差异，并且判定测量得到的形状差异是否处于公差范围内。如果由对准测 量单元26测量得到的形状差异处于公差范围之外，则处理进行到步骤S309。另一方面，如 果由对准测量单元26测量的形状差异处于公差范围内，则处理行进到步骤S310。在步骤 S309中，控制单元7决定由加热单元6施加到基片上的多个部分中的每一个的热量，使得在 步骤S308中由对准测量单元26测量得到的形状差异处于公差范围内，并且根据热量控制 加热单元6。在通过控制加热单元6使得目标曝光区域20变形之后，处理返回到步骤S308， 以便再次判定图案区域8a和目标曝光区域20之间的形状差异是否处于公差范围之内。
[0036] 在步骤S310中，控制单元7控制模具驱动单元12,以使得模具8与基片上的树脂 14相互接触。在步骤S311中，控制单元7控制曝光单元2,以便用紫外线照射与模具8相 互接触的树脂14,从而固化树脂。在步骤S312中，控制单元7控制模具驱动单元12使得模 具8从基片上的树脂14分离（释放）。在步骤S313中，控制单元7判定在基片上是否存在 继而要转印模具8的图案的曝光区域（下一个曝光区域）。如果存在下一个曝光区域，则处 理返回到步骤S303 ;否则，针对一个基片10的压印处理结束。
[0037] 如上所述，在第一实施例的压印设备1中，为了将模具8的图案转印到基片上的多 个曝光区域中的每一个，重复步骤S304至S313。因此，如果在经受压印处理的目标曝光区 域20之前存在已经经受压印处理的曝光区域，则加热单元6已经在开始对目标曝光区域20 实施压印处理时加热了基片10。在这种情况中，在目标曝光区域20的压印处理之前施加 到基片10的热量在转移到目标曝光区域20的同时存留在基片10中。结果，目标曝光区域 20的形状可能变化。即，在目标曝光区域20的压印处理之前施加到基片10的热量可以使 得目标曝光区域20变形。因此，当通过加热基片10使得目标曝光区域20变形时，除非考 虑存留在基片10中的热量的影响，否则难以使得模具8和基片10之间准确对准。将参照 图4A和图4B描述这个问题。图4A是示出了经受第（n-1)次压印处理的曝光区域R n_i的 形状和经受第η次压印处理的曝光区域1^(目标曝光区域20)的形状之间的关系的图。图 4Β是示出了曝光区域R n的形状和目标形状之间的关系的视图。在加热基片10之前，曝光 区域Rn和Rn_i沿着X方向具有相同的尺寸，并且沿着Y方向相互毗邻，如在图4A中的左侧 部分所示。
[0038] 例如当加热单元6加热基片10以实施针对曝光区域Rm的放大校正时，由加热单 元6施加到基片10的热量还传递到曝光区域R n。曝光区域Rn可能随着曝光区域Rn_i的变 形而变形为梯形，如图4A的右侧部分中所示。即，如图4B所示，曝光区域R n(目标曝光区域 20)从形状20a变形为形状20b，曝光区域心和目标形状21之间的差（校正量Λ (η))由 Λ^η) - Λ2(η)表示。因此，在第一实施例的压印设备1中，在图3的步骤S303中，考虑存 留在基片中的热量的影响，控制单元7决定每个曝光区域中的加热控制信息。注意，Λ^η) 表示在变形之前曝光区域R n的形状20a和目标形状21之间的差（形状差异），Λ2(η)表示 变形之前的曝光区域R n的形状20a和变形之后的曝光区域Rn的形状20b之间的差，S卩，曝 光区域Rn因施加到基片10以使得曝光区域Rm变形的热量的影响而产生的变形量。为了 便于描述，在图4B中，曝光区域Rn相对于其中心从形状20a变形为形状20b。已经解释了 仅仅沿着Y方向的一侧的偏移。然而，实际上，能够考虑每侧的偏移或者变形。
[0039] 将参照图5描述控制单元7考虑存留在基片10中的热量的影响来决定每个曝光 区域中的加热控制信息的方法。图5是图解了考虑存留在基片中的热量的影响决定每个曝 光区域中的加热控制信息的方法的流程图，在图3的步骤S303中能够执行所述方法。
[0040] 在步骤S303-1中，控制单元7计算首先经受压印处理的曝光区域（第一曝光区 域）中的加热控制信息Q(l)。在第一曝光区域中，加热单元6在压印处理之前没有实施加 热。仅仅根据在步骤S302中获取的第一曝光区域的形状来决定第一曝光区域中的加热控 制信息Q (1)。即，决定第一曝光区域中的加热控制信息Q (1)，使得目标形状和在步骤S302 中获得的第一曝光区域的形状之间的形状差异AJI)处于公差范围内。
[0041] 在步骤S303-2中，控制单元决定表示第η个曝光区域在经受第η次压印处理的曝 光区域（第η个曝光区域）中由于存留在基片10中的热量的影响而发生变形的变形量的 变形量Λ 2(η)。根据在第η个曝光区域经受压印处理之前已经经受压印处理的每个曝光区 域中加热单元6实施加热的加热控制信息来决定第η个曝光区域的变形量Λ 2 (η)。
[0042] 在步骤S303-3中，控制单元7决定目标形状和在步骤S302中获取的第η个曝光 区域的形状之间的形状差异Λ i (η)，并且计算形状差异Λ i (η)和变形量Λ 2 (η)之间的差异 作为第η个曝光区域的校正量△ (η)。在步骤S303-4中，控制单元7决定第η个曝光区域 的加热控制信息Q (η)，使得第η个曝光区域的校正量△ (η)处于公差范围内。能够根据例 如基片10和其周围构件（例如，基片保持单元）的传热模式来决定第η个曝光区域中的加 热控制信息Q(η)。当通过例如计算决定加热控制信息Q(η)时，考虑这样的优化问题，在所 述优化问题中，第η个曝光区域的校正量△ (η)用作目标函数并且第η个曝光区域的加热 控制信息Q(n)用作变量。能够通过解决优化问题来决定加热控制信息Q(n)，使得校正量 Λ (η)处于公差范围ε内。而且，可以通过实验决定加热控制信息Q(n)。在同一制造步骤 中传送到压印设备1的多个基片10之间，在形成在每个基片10中的图案中常常出现几乎 相同的变形。通过利用相同的制造步骤制备基片1〇(例如，伪基片）以及使得加热单元6 在改变热量的同时加热基片10,获取在校正量△ (η)处于公差范围ε内时的热量。控制单 元能够通过事先建立第η个曝光区域和加热控制信息Q(n)之间的关系的数据库来决定在 压印处理时第η个曝光区域的加热控制信息Q(η)。
[0043] 在步骤S303-5中，控制单元7判定是否已经决定基片上的所有曝光区域中的加热 控制信息。如果已经决定所有曝光区域中的加热控制信息，则处理前进到步骤S304,否则处 理返回到步骤S303-2。如上所述，在步骤S303中，控制单元7能够考虑存留在基片中的热 量的影响决定基片上的所有曝光区域中的加热控制信息。第一实施例的压印设备1根据在 步骤S303中决定的加热控制信息实施针对每个曝光区域的压印处理。因此，例如，能够省 略根据在图3的步骤S308中由控制单元7进行的判定前进到步骤S309的步骤，或者能够 减小实施步骤的次数。结果，能够提高压印设备1的生产量（生产能力）。
[0044] 注意，根据从加热单元6实施加热时所经历的时间或者曝光区域和第η个曝光区 域（基片上的已经由加热单元6加热的位置）之间的距离来加权每个曝光区域中的热量。 例如，根据第一曝光区域中的加热控制信息Q(l)和第二曝光区域中的加热控制信息Q(2) 来决定经受第三次压印处理的曝光区域（第三曝光区域）中的变形量Λ2(3)。对于第一和 第二曝光区域而言，加热单元6实施加热的时间和与第三曝光区域相距的距离不同。因此， 加热第一曝光区域和加热第二曝光区域对第三曝光区域具有不同的影响。能够根据已经按 照从加热单元6实施加热所经历的时间或者基片上的位置加权的多条加热控制信息Q(l) 和Q (2)来决定第三曝光区域中的变形量Λ 2 (3)。
[0045] 如上所述，当实施图案区域8a和曝光区域之间的对准时，第一实施例的压印设备 1通过使加热单元6加热基片10而使曝光区域变形，使得曝光区域的形状接近目标形状。 然后，压印设备1决定加热控制信息，以用于通过考虑存留在基片10中的热量使加热单元6 加热基片10而使得曝光区域变形。当控制单元7根据由此决定的加热控制信息来控制加 热单元6时，能够实施模具8和基片10之间的准确对准。
[0046] 〈第二实施例〉
[0047] 将描述根据本发明的第二实施例的压印设备。在第二实施例的压印设备中决定每 个曝光区域的加热控制信息的方法与在第一实施例的压印设备1中决定每个曝光区域的 加热控制信息的方法不同。在第二实施例中，下文将解释决定在第η个曝光区域的加热控 制信息Q (η)的方法（对应于图5的步骤S303-4)。在第二实施例中，通过将第η个曝光区 域的校正量△ (η)分解成多种类型的变形分量以及组合用于校正相应变形分量的热量分 布，来决定第η个曝光区域的加热控制信息Q(η)。第二实施例的压印设备的设备布置方案 与第一实施例的压印设备1的布置方案相同，并且将省略其描述。
[0048] 将在下文解释决定第η个曝光区域的加热控制信息Q (η)的方法。如上所述，第η 个曝光区域的校正量Λ (η)由Ajn) - Λ2(η)来表示。根据加热控制信息Q(n)来控制加 热单元。AQ(n)是当加热基片时第η个曝光区域的变形量。那么，
[0049] Δ ! (η) - Δ 2 (η) - Δ Q (η) | < ε · · · (1)
[0050] 其中，ε代表通过将热量Q (η)施加到基片10而导致变形的第η个曝光区域的形 状的校正残差的公差范围。
[0051] 在下文，通过将形状差异Λ i (η)和变形量Λ 2 (η)和Λ Q(n)分解成多种类型的变 形分量产生了以下不等式（2)。注意，多种类型的变形分量用不等式（2)中的δ i(i = 1， 2, 3,...）表示，并且包括例如放大分量、梯形分量和平行四边形分量。系数ai、bi和ci是 形状差异Λ 1 (η)和变形量Λ 2 (η)以及Λ Q (η)的变形分量δ i的扩展函数。
[0052] I Σ (ai* δ ?) + Σ (bi* δ ?) + Σ (ci* δ i) |〈 ε · · · (2)
[0053] 在这种情况中，仅仅需要获得第η个曝光区域的加热控制信息Q(n)，使得满足 Δ0(η) = Δ (η) = Δ 1 (η)-Δ 2 (η)，即满足 ci = ai - bi。如上所述，因为 AQ(n)对应于 ci，所以能够通过下文的方程（3)来表示不等式（2)。即，如果获得用于校正每个变形分量 S i的热量分布Qi，则能够通过分别使得热量分布Qi乘以系数并且组合结果来计算用于校 正变形量△ (η)的加热控制信息Q (η)。热量分布Qi能够包括施加到基片上的多个部分中 的每一个部分以用于校正变形分量Si的热量。例如，图4B中示出的曝光区域R n的形状 20b包括梯形分量。为了将包括梯形分量的形状20b改变成矩形形状，必须设定热量分布， 使得由加热单元6产生的热量沿着+Y方向增加。即，用于校正梯形分量的热量分布Qi包括 施加到基片上的多个部分中的每一个部分以用于校正梯形分量的热量。如在第一实施例中 描述的那样，可以事先基于传热模型来计算或者事先通过实验获得用于校正变形分量S i 的热量分布Qi。这使得能够获得施加到基片10的热量的控制信息Q (η)，以便根据以下方 程（4)以校正量Λ (η)校正第η个曝光区域。即，能够通过使得用于校正相应变形分量δ i 的热量分布Qi分别乘以系数并且组合结果来决定第η个曝光区域的加热控制信息Q(n)。
[0054] Δ Q(n) = Σ ((ai+bi) * δ i)…（3)
[0055] Q(n) = Σ ((ai+bi) *Qi) . . . (4)
[0056] 如上所述，第二实施例的压印设备将第n个曝光区域中的校正量Λ (n)分解成多 种类型的变形分量S i，使得用于校正相应变形分量δ i的热量分布Qi乘以系数并且组合 结果。这使得能够决定第η个曝光区域的加热控制信息Q(n)。如上所述，当将校正量Λ (η) 分解成多个变形分量Si的方法用于决定加热控制信息Q(n)时，与第一实施例的压印设备 1相比，能够使得控制单元7中的计算规模更小。而且，与第一实施例的压印设备1类似，能 够在使得模具8和基片10之间准确对准的同时提高压印设备1的生产量（生产能力）。
[0057] 〈第三实施例〉
[0058] 将描述根据本发明的第三实施例的压印设备。在第三实施例的压印设备中决定每 个曝光区域的加热控制信息（包括热量）的方法与在第一实施例的压印设备1中决定每个 曝光区域的加热控制信息的方法不同。在第三实施例中，将在下文解释根据第三实施例决 定加热控制信息（对应于图3的步骤S303)的方法。在第三实施例中，决定在第η个曝光 区域之前经受压印处理的曝光区域（第（η - 1)个曝光区域、第（η - 2)个曝光区域，...） 的加热控制信息，使得优化校正第η个曝光区域（目标曝光区域）的形状。即，根据关于第 η个曝光区域的变形量的信息决定在第η个曝光区域之前经受压印处理的曝光区域的加热 控制信息，在压印处理第η个曝光区域时通过根据控制信息加热而产生所述变形量。而且， 决定第η个曝光区域的加热控制信息，使得优化校正在第η个曝光区域之后经受压印处理 的曝光区域（第（η+1)个曝光区域、第（η+2)个曝光区域，...）的形状。即，根据关于在第 η个曝光区域之后经受压印处理的曝光区域的变形量的变形信息来决定第η个曝光区域的 加热控制信息，在压印处理曝光区域时通过根据控制信息加热而产生所述变形量。第三实 施例的压印设备的设备布置方案与第一实施例的压印设备1的设备布置方案相同，并且将 省略其描述。
[0059] 将在下文解释通过考虑加热这些曝光区域的影响来决定第η个曝光区域以及 在第η个曝光区域之前和之后经受压印处理的曝光区域中的多条加热控制信息的方法。 Λ Q(n)是当根据第η个曝光区域中的控制信息控制加热单元时第η个曝光区域中的变形 量。校正第η个曝光区域的形状，以满足不等式（5)(其中，ε代表校正残差的公差范围）。 在不等式（5)中，Λ i (η)代表能够在开始对基片10实施压印处理时决定的第η个曝光区域 的形状和目标形状之间的形状差异（目标变形量）。而且，Λ 2(η)代表因加热在第η个曝光 区域之前经受压印处理的多个曝光区域中的每一个（在下文中将称作每个先前曝光区域） 而使得第η个曝光区域变形的变形量。根据因加热每个先前曝光区域而存留在基片10中的 热量，能够将变形量Λ 2(η)分成多个变形分量dn(dn(n - l)、dn(n - 2)、...）。因此，控制 单元7能够通过控制加热每个先前曝光区域，以改变每个变形分量dn而调整变形量Λ 2 (η)。 艮Ρ，控制单元7除了通过控制控制信息Q(n)优化变形量AQ(n)之外还凭借每个先前曝光区 域中的控制信息（Q (η - 1)、Q (η - 2)、...）来优化变形量Λ 2 (η)的每个变形分量dn。这 能够进一步减小在第η个曝光区域中产生的校正残差。如上所述，在第三实施例中，在第一 和第二实施例中仅仅通过改变第η个曝光区域中的控制信息Q(η)校正的第η个曝光区域 的形状还能够通过改变变形Λ 2 (η)来校正。第三实施例的压印设备能够更加精确地实施 模具8的图案区域8a和曝光区域之间的对准。
[0060] Δ j (η) - Δ 2 (η) - Δ Q (η) | < ε . . . (5)
[0061] 校正在第η个曝光区域下一个经受压印处理的第（η+1)个曝光区域的形状，以便 满足不等式（6)。在不等式（6)中，Λ 2(η+1)包括通过加热第η个曝光区域产生的变形分 量dn+1 (η)。因此，考虑第（η+1)个曝光区域的形状的校正，控制单元7能够决定第η个曝光 区域中的控制信息Q(n)。这能够进一步减小在第（η+1)个曝光区域中产生的校正残差。
[0062] | Δ i (η+1)_ Δ 2 (η+1)_ Δ q (η+1) |〈 ε ... (6)
[0063] 变形量Λ2(η+1)包括由加热在第η个曝光区域之前经受压印处理的每个曝光区 域而产生的变形分量d n+1(dn+1(n - 1)、dn+1(n - 2)、...）。因此，考虑第（η+1)个曝光区 域的形状校正，控制单元7能够决定每个先前曝光区域中的控制信息（Q(η - 1)、Q(η - 2)、...）。此时，例如，与第（η+1)个曝光区域靠前两个曝光区域经受压印处理的第（η - 1) 个曝光区域中的控制信息Q(n - 1)相比，在第（η+1)个曝光区域之前经受压印处理的第η 个曝光区域的控制信息Q(n)对变形量Λ2(η+1)的影响更大。结果，在减小校正残差方面， 考虑对变形量Λ 2(η+1)的影响决定每个先前曝光区域中的控制信息的方法更为有效。然 而，如果改变第（η - 1)个曝光区域中的控制信息Q (η - 1)，以优化变形量Λ 2 (η+1)的变 形分量dn+1(n - 1)，则变形量AQ(n - 1)可能很大程度上偏离优化值。结果，不满足用于 校正第（η - 1)个曝光区域的形状的不等式（7)。为了解决这个问题，控制单元7能够通过 改变控制信息Q (η - 1)优化变形量Λ Q (η - 1)和变形量Λ 2 (η)的变形分量dn(η - 1)，并 且通过改变控制信息Q(n)优化变形量AQ(n)。在这种情况中，例如，通过同时计算不等式 (5)和（7)共同计算第（η - 1)个曝光区域和第η个曝光区域中的多条控制信息。与传统 示例相比，这能够减小第η个曝光区域中的校正残差，与此同时，每个曝光区域中的校正残 差均处于公差范围内。
[0064] Δ ! (η-1) - Δ 2 (η-1) - Δ Q (n-1) | < ε · · · (7)
[0065] 类似地，控制单元7能够通过控制控制信息Q (η - 1)来优化变形量Λ Q (η - 1)、 变形量Δ 2 (η)的变形分量dn(η - 1)和变形量Δ 2 (η+1)的变形分量dn+1 (η - 1)，以便同时 满足不等式（5)至（7)。然后，控制单元7能够通过控制控制信息Q (η)优化变形量AQ (η) 和变形量Λ 2 (η+1)的变形量dn+1 (η)，并且通过控制控制信息Q (η+1)优化变形量Λ Q (η+1)。 在这种情况中，例如，通过同时计算不等式（5)至（7)共同计算第（η - 1)个曝光区域、第η 个曝光区域和第（η+1)个曝光区域中的多条控制信息。考虑存留在基片10中的热量影响 的曝光区域的数量可以是任意的。例如，如果以一顺序针对所有曝光区域实施压印处理，则 可以使用不等式（5)至（7)共同决定所有曝光区域中的多条控制信息，存留在基片10中的 热量总是以所述顺序影响接下来经受压印处理的曝光区域。替代地，包括在受存留在基片 10中的热量影响的范围内的预定数量的曝光区域可以看做一组，并且可以共同决定包括在 一组中的预定数量的曝光区域中的多条控制信息。如上所述，能够通过共同控制在目标曝 光区域之前和之后经受压印处理的曝光区域中的多条控制信息来提高模具8和基片10之 间对准的准确度。
[0066]〈制造产品的方法的实施例〉
[0067] 根据本发明的实施例的制造产品的方法适于制造例如诸如半导体装置的微型装 置或者具有微型结构的元件之类的产品。根据该实施例制造产品的方法包括通过使用上述 压印设备在施加在基片上的树脂上形成图案的步骤（在基片上实施压印处理的步骤）、和 处理在上述步骤中形成有图案的基片的步骤。该制造方法还包括其它众所周知的步骤（例 如，氧化、形成薄膜、沉积、掺杂、平面化、蚀刻、除胶、切块、粘合和封装）。当与传统方法相比 时，根据该实施例制造产品的方法的有利之处在于产品的性能、质量、生产能力和制造成本 中的至少一个。
[0068] 尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是本发明并不局限于 公开的示例性实施例。以下权利要求的范围被赋予最宽泛的解释，以便涵盖所有修改方案 和等同结构以及功能。
【权利要求】
1. 一种压印设备，所述压印设备通过在模具和基片上的压印材料相互接触的同时在所 述基片上的多个曝光区域中的每一个曝光区域处实施将所述压印材料固化的压印处理，而 在所述多个曝光区域中形成图案，所述压印设备包括： 加热单元，所述加热单元构造成通过加热所述基片而使得所述曝光区域中的每一个曝 光区域变形；和 控制单元，所述控制单元构造成控制所述加热单元， 其中，当根据用于通过所述加热单元加热在作为待经受压印处理的曝光区域的目标曝 光区域之前经受压印处理的曝光区域的加热控制信息来针对所述目标曝光区域实施压印 处理时，所述控制单元对所述加热单元加热所述基片实施控制，使得因根据所述控制信息 加热所述基片而已经变形的所述目标曝光区域的形状接近目标形状。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中 根据所述控制信息，所述控制单元决定所述目标曝光区域因根据所述控制信息加热所 述基片所导致的变形量，并且 所述控制单元通过使用所述变形量和在根据所述控制信息加热所述基片之前获得的 所述目标曝光区域的形状来决定已经因根据所述控制信息加热所述基片而发生变形的所 述目标曝光区域的形状。
3. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制单元根据通过组合每个热量分布获得 的分布控制所述加热单元加热，使得所述目标曝光区域的所述形状接近所述目标形状，所 述每个热量分布均用于校正形状差异的多种类型变形分量中的每一种，所述形状差异表示 所述目标形状和通过根据所述控制信息加热所述基片而变形的所述目标曝光区域的形状 之间的差异。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述加热控制信息包含关于由所述加热单元施 加到所述曝光区域的热量的信息。
5. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元根据从所述加热单元实施加热时 所经过的时间对所述控制信息加权。
6. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元根据所述基片上已经由所述加热 单元加热的位置对所述控制信息加权。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元根据关于所述目标曝光区域中的 变形量的变形信息决定在所述目标曝光区域之前经受压印处理的曝光区域的加热控制信 息，所述变形量在压印处理所述目标曝光区域期间通过根据所述控制信息加热所述曝光区 域产生。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中，所述控制单元使用所述变形信息决定所述控制 信息，使得所述目标曝光区域的形状接近所述目标形状。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元根据关于在所述目标曝光区域之 后经受压印处理的曝光区域的变形量的信息来决定所述目标曝光区域的加热控制信息，所 述变形量在压印处理所述曝光区域期间通过根据所述控制信息加热所述目标曝光区域而 产生。
10. 根据权利要求9所述的设备，其中，所述控制单元使用所述变形信息决定所述目标 曝光区域的加热控制信息，使得在所述目标曝光区域之后经受压印处理的曝光区域的形状 接近所述目标形状。
11. 一种制造产品的方法，所述方法包括： 使用压印设备在基片上形成图案；和 处理在其上已经形成有图案的所述基片，以制造所述产品， 其中，所述压印设备通过在模具和基片上的压印材料相互接触的同时在所述基片上的 多个曝光区域中的每一个曝光区域处实施将所述压印材料固化的压印处理而在所述多个 曝光区域中形成图案，所述压印设备包括： 加热单元，所述加热单元构造成通过加热所述基片而使得所述曝光区域中的每一个变 形；和 控制单元，所述控制单元构造成控制所述加热单元， 其中，当根据用于通过所述加热单元加热在作为待经受压印处理的曝光区域的目标曝 光区域之前经受压印处理的曝光区域的加热控制信息针对所述目标曝光区域实施压印处 理时，所述控制单元针对所述加热单元加热所述基片实施控制，使得已经因根据所述控制 信息加热所述基片而发生变形的所述目标曝光区域的形状接近目标形状。
12. -种在压印设备中在模具和基片上的压印材料相互接触的同时通过在所述基片上 的多个曝光区域中的每一个曝光区域处实施将压印材料固化的压印处理而在所述多个曝 光区域中形成图案的压印方法，所述压印设备包括加热单元，所述加热单元构造成通过加 热所述基片而使得所述基片上的曝光区域变形，所述方法包括： 根据用于通过加热单元加热在作为待经受压印处理的曝光区域的目标曝光区域之前 已经经受压印处理的曝光区域的加热控制信息来控制所述加热单元对所述基片的加热，使 得因根据所述控制信息加热所述基片而变形的所述目标曝光区域的形状接近目标形状。
【文档编号】G03F7/00GK104216219SQ201410227985
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】西川原朋史, 中川一树 申请人:佳能株式会社