專利名稱：圖案形成方法和圖案形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用給模子(或者模板)設(shè)置的壓印圖案在基板上的圖案形成材料上形成圖案的圖案形成方法，并且還涉及一種圖案形成設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，例如，如Stephan Y.Chou等人在Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue 21，PP.3114-3116(1995)中所提出的那樣，用于將設(shè)置在模子上的細(xì)微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到待加工的構(gòu)件(例如樹脂材料或者金屬材料)上的精密加工技術(shù)已經(jīng)開發(fā)并且受到人們的關(guān)注。該技術(shù)稱為納米壓印(nanoimprint)技術(shù)或者納米模壓(nanoembossing)技術(shù)，并且提供在幾個(gè)納米數(shù)量級上的加工分辨率。由此，人們期望該技術(shù)應(yīng)用于下代半導(dǎo)體制造技術(shù)中，代替曝光裝置例如分步式投影曝光器、掃描器等。此外，納米壓印技術(shù)能夠共同加工晶片級的三維結(jié)構(gòu)，從而人們期望該技術(shù)應(yīng)用于諸如光子晶體之類的光學(xué)裝置的生產(chǎn)技術(shù)，以及諸如μ-TAS(微全分析系統(tǒng))之類的生物芯片的生產(chǎn)技術(shù)中。
關(guān)于納米壓印技術(shù)，在1999年3月美國加利福尼亞州SantaClara市的第24屆SPIE微光刻技術(shù)國際研討會的會議學(xué)報(bào)中新興的光刻技術(shù)III(第3676卷，第一部分，第379頁至第389頁)，提出了下述方法。
首先，在石英基板的表面上形成細(xì)微結(jié)構(gòu)，以制備模子。
此外，通過將紫外線(UV)可固化的液態(tài)樹脂材料逐滴地施加到基板的加工區(qū)域上來制備工件。
接下來，將模子與工件對準(zhǔn)，以使UV可固化的樹脂材料填充在模子和基板之間的間隔中。然后，用UV光照射所得到的結(jié)構(gòu)，以固化UV可固化的樹脂材料。
最后，從所述工件上除去所述模子。
此外，美國專利申請公開No.US 2004/017077提出了一種在模子和基板被控制成其間具有所需距離的狀態(tài)下固化UV可固化的樹脂材料的方法。
在2005年10月日本奈良市的第4屆納米壓印和納米印刷技術(shù)國際會議的論文的摘要20P-5-39中，提出了一種滴狀樹脂材料的施加方法，其中，在填充樹脂材料時(shí)控制樹脂材料的量，以不會導(dǎo)致根據(jù)位置由于樹脂材料的蒸發(fā)而出現(xiàn)過量或不足。在該施加方法中，施加多滴樹脂材料，并且在考慮各滴樹脂材料的施加順序和這些滴的蒸發(fā)量的情況下在施加過程中調(diào)節(jié)樹脂材料的量，直到各滴被填充為止。
順便提一下，隨著近來日益需要高分辨率的精密加工，為了在填充樹脂材料時(shí)實(shí)現(xiàn)更高精度的加工，甚至在上述壓印加工技術(shù)被工業(yè)應(yīng)用的情況下，需要防止樹脂材料量依賴于位置而過量或不足。例如，當(dāng)在模子和基板之間填充樹脂材料時(shí)，由于可固化的液態(tài)樹脂材料的蒸發(fā)、模子的形狀、基板的應(yīng)變等而可能會導(dǎo)致樹脂材料依賴于位置而過量或不足，從而導(dǎo)致在某些情況下加工精度降低。
這將在下面通過將上述壓印加工技術(shù)應(yīng)用到半導(dǎo)體制造技術(shù)中作為例子來進(jìn)行更具體的描述。
模子具有壓印形狀(凹凸形狀)，例如，其高度(或者深度)為幾十個(gè)納米，以作為所需的加工圖案。此外，在很多情況下，所述模子會產(chǎn)生波動(dòng)、應(yīng)變等。相似的，所述基板也會產(chǎn)生波動(dòng)、應(yīng)變等，此外，還通過前一步驟具有其高度為例如幾十個(gè)納米的結(jié)構(gòu)。此外，在施加樹脂材料滴時(shí)，由于樹脂材料的蒸發(fā)而可能會局部地導(dǎo)致樹脂材料的量不同。
從臨界尺寸(CD)的角度來看，上述加工技術(shù)需要厚度為幾十個(gè)納米至幾百個(gè)納米的薄層樹脂材料。在這種非常小量的樹脂材料中，由于上述模子的形狀、基板應(yīng)變、樹脂材料蒸發(fā)等，在一些情況下會出現(xiàn)局部不充分的樹脂材料的填充，或者在樹脂材料層的厚度上產(chǎn)生不可接受的不規(guī)則性。由此，必需控制樹脂材料量，從而不會導(dǎo)致依賴于模子形狀、基板應(yīng)變或者樹脂材料蒸發(fā)樹脂材料量局部過量或不足。關(guān)于在填充樹脂材料期間由于樹脂材料蒸發(fā)而導(dǎo)致樹脂材料的取決于位置的過量或不足的這種問題，已經(jīng)知道了例如在上述的第4屆納米壓印和納米印刷技術(shù)國際會議的論文的摘要中所述的滴狀樹脂材料施加方法。
然而，在該方法中，基本上難以連續(xù)精確地控制非常小量的液體。此外，該方法伴隨有這樣的問題，即，導(dǎo)致液體量出錯(cuò)，或者由于對用于防止樹脂材料量出錯(cuò)的精確溫度控制的條件設(shè)置而導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。本發(fā)明的主要目的在于提供解決上述問題的圖案形成方法和圖案形成設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種通過使用給模子設(shè)置的壓印圖案在基板上的圖案形成材料上形成圖案的圖案形成方法，該圖案形成方法包括制備在其上具有圖案形成區(qū)域的基板；將處于未固化狀態(tài)的圖案形成材料在不同間距的多個(gè)位置上以分散狀態(tài)設(shè)置在所述圖案形成區(qū)域中；以及在所述圖案形成材料變形為與給所述模子設(shè)置的壓印圖案的形狀相對應(yīng)的形狀的狀態(tài)下，固化所述圖案形成材料。
在所述圖案形成方法中，所述圖案形成材料可以按相同的量設(shè)置在不同間距的所述多個(gè)位置的每一個(gè)位置上，或者可以按互不相同的量設(shè)置在不同間距的所述多個(gè)位置上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種實(shí)行上述圖案形成方法的圖案形成設(shè)備，該圖案形成設(shè)備包括模子保持部分，用于保持所述模子；基板保持部分，用于保持所述基板；以及施加部分，用于將所述圖案形成材料施加到所述基板上。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供如下所述的圖案轉(zhuǎn)印方法和圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備(1)至(10)。
(1)一種通過在模子和基板之間填充可固化的液態(tài)樹脂材料并固化該液態(tài)樹脂材料來將所述模子的形狀轉(zhuǎn)印到所述基板上的固化樹脂材料上的圖案轉(zhuǎn)印方法，其中，控制所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置，從而當(dāng)在所述模子和所述基板之間填充所述樹脂材料時(shí)，不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。
(2)在(1)的圖案轉(zhuǎn)印方法中，根據(jù)所述樹脂材料的蒸發(fā)量來控制所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置。
(3)在(1)的圖案轉(zhuǎn)印方法中，根據(jù)所述模子的形狀和/或所述基板的形狀來控制所述樹脂材料的施加位置。
(4)在(1)的圖案轉(zhuǎn)印方法中，根據(jù)包括所述樹脂材料的蒸發(fā)量、所述模子的形狀和所述基板的形狀的這三個(gè)因素的疊加，控制所述樹脂材料的施加位置。
(5)在上述(1)至(4)的任何一種圖案轉(zhuǎn)印方法中，通過調(diào)節(jié)在各個(gè)施加位置上以相同的量施加的成滴的所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置，控制所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置。
(6)一種通過在模子和基板之間填充可固化的液態(tài)樹脂材料并固化該液態(tài)樹脂材料來將所述模子的形狀轉(zhuǎn)印到所述基板上的固化樹脂材料上的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備，其中，該圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備包括施加位置控制裝置，用于控制所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置，從而當(dāng)在所述模子和所述基板之間填充所述樹脂材料時(shí)，不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。
(7)在(6)的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中，所述施加位置控制裝置被構(gòu)造為根據(jù)所述樹脂材料的蒸發(fā)量調(diào)節(jié)所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置。
(8)在(6)的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中，所述施加位置控制裝置被構(gòu)造為根據(jù)所述模子的形狀和/或所述基板的形狀調(diào)節(jié)所述樹脂材料的施加位置。
(9)在(6)的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中，所述施加位置控制裝置被構(gòu)造為根據(jù)包括所述樹脂材料的蒸發(fā)量、所述模子的形狀和所述基板的形狀的這三個(gè)因素的疊加來調(diào)節(jié)所述樹脂材料的施加位置。
(10)在上述(6)至(9)的任何一種圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中，所述施加位置控制裝置被構(gòu)造為調(diào)節(jié)在各個(gè)施加位置上以相同的量施加的成滴的所述可固化的液態(tài)樹脂材料的施加位置。
在本發(fā)明中，為了將給模子設(shè)置的壓印圖案轉(zhuǎn)印到基板上的樹脂材料上，可以使用下述方法。即，在給模子設(shè)置的壓印圖案所要轉(zhuǎn)印在其上的基板上的區(qū)域中，將處于未固化狀態(tài)的樹脂材料以分散狀態(tài)設(shè)置在基板上的多個(gè)位置上，然后使所述樹脂材料和所述模子相互接觸，隨后固化所述樹脂材料。在這種情況下，在所述基板上的多個(gè)位置中的每一個(gè)位置上，以相對于相鄰位置的不同間距，所述樹脂材料按相同的量設(shè)置。
這里，術(shù)語“分散(dispersion)狀態(tài)”也包括其中樹脂材料的施加位置的中心處于離散狀態(tài)的情況。換句話說，在壓印操作期間，樹脂材料的各個(gè)部分不必一定是彼此物理分隔開的，而是可以相互接觸。此外，在基板上的所述多個(gè)位置中的每一個(gè)位置上，樹脂材料不必一定按相同的量設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明，在壓印操作期間，可以實(shí)施控制以使在模子和基板之間插入的樹脂材料的量均勻化。
一旦考慮下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見。


圖1是示出在本發(fā)明的實(shí)施例1中圖案轉(zhuǎn)印中的樹脂材料施加位置控制的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
圖2是示出在本發(fā)明的實(shí)施例1中所施加的液態(tài)(可固化的)樹脂材料的蒸發(fā)速率及其隨時(shí)間的變化的圖。
圖3(a)、圖3(b)、圖4、圖5、圖6(a)和圖6(b)均是示出在本發(fā)明的實(shí)施例1中樹脂材料施加位置控制的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
圖7是示出在本發(fā)明的實(shí)施例2中樹脂材料施加位置控制的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
圖8(a)和圖8(b)均是示出在本發(fā)明的實(shí)施例2中在成滴的樹脂材料按行施加的情況下，根據(jù)模子的形狀控制樹脂材料施加位置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
圖9是示出在本發(fā)明的實(shí)施例2中在使用變形的基板時(shí)樹脂材料施加位置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)根據(jù)本實(shí)施例的用于通過使用給模子設(shè)置的壓印圖案在基板上的圖案形成材料上形成圖案的一種圖案形成方法具有以下特征。
第一，制備其上具有圖案形成區(qū)域的基板，并且，在圖案形成區(qū)域上，將處于未固化狀態(tài)的圖案形成材料按分散狀態(tài)設(shè)置在不同間距的多個(gè)位置上。至于所述圖案形成材料，可以使用光可固化的樹脂材料或者熱固性樹脂材料。
其后，將所述模子和所述基板彼此相對地設(shè)置，從而處所述于圖案形成材料介入模子和基板之間的狀態(tài)下。然后，逐漸地減小模子和基板之間的間隙，使得圖案形成材料變形為與給模子設(shè)置的壓印圖案的形狀相對應(yīng)的形狀，接著固化該圖案形成材料。為了固化該圖案形成材料，根據(jù)作為圖案形成材料的樹脂材料的特性，用紫外(UV)線進(jìn)行照射，或者加熱。
至于所述模子和所述基板之間的相對位置(在基板的面內(nèi)方向上)，優(yōu)選的是在實(shí)施位置控制的同時(shí)，固化所述圖案形成材料。
在圖案形成材料以點(diǎn)狀的形狀設(shè)置在所述基板上的多個(gè)位置上的情況中，經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后，圖案形成材料才被放置成與所述模子的壓印圖案區(qū)域的整個(gè)表面相對應(yīng)。
在這種情況下，當(dāng)圖案形成材料包含揮發(fā)性組分或者蒸發(fā)時(shí)，在壓印操作期間該區(qū)域的面內(nèi)方向上的圖案形成材料量可能會出現(xiàn)過量或不足。
考慮從將圖案形成材料設(shè)置在基板上的時(shí)刻到該圖案形成材料隨著壓印圖案的形狀而變形為止的一段時(shí)間。在需要較短時(shí)間段的區(qū)域中，以第一間距設(shè)置圖案形成材料。在需要較長時(shí)間段的區(qū)域中，以比第一間距短的第二間距設(shè)置圖案形成材料。結(jié)果，當(dāng)固化所述圖案形成材料時(shí)，可以進(jìn)行控制以使在壓印圖案區(qū)域中的面內(nèi)方向上的圖案形成材料的量均勻化。
此外，在壓印圖案的凸起和凹坑在面內(nèi)方向上的密度不同的情況下，如果圖案形成材料按相同的量以相同的間距分散和放置，則在壓印操作期間在面內(nèi)方向上的圖案形成材料的量可能會出現(xiàn)過量或不足。例如，在其中設(shè)置多個(gè)凹坑的凹區(qū)域在比周圍區(qū)域的平面尺寸大的平面尺寸上連續(xù)延伸的情況下，需要大量的圖案形成材料設(shè)置在凹區(qū)域中。在這種情況下，減小在凹區(qū)域上布置所述圖案形成材料的間距。
因此，在將所述圖案形成材料施加到所述基板之前引入讀取關(guān)于模子的壓印圖案的信息的步驟、并且密度差超過預(yù)定的(預(yù)先設(shè)置的)閾值的情況下，即，在凹區(qū)域以非常大的平面尺寸存在于壓印圖案區(qū)域的情況下，優(yōu)選的是，減小所述圖案形成材料的布置的間距。
用于將作為圖案形成材料的樹脂材料施加到所述基板上的部件稱為分散器。通過在從分散器排出的樹脂材料量保持為恒定的值的同時(shí)改變樹脂材料布置的間距，可以降低在壓印操作期間在壓印圖案區(qū)域中的樹脂材料量的過量或不足的程度。在本發(fā)明中，也可以根據(jù)樹脂材料在基板上的布置位置來改變每次施加的樹脂材料自身的施加量。更具體地說，還優(yōu)選的是，相同量的圖案形成材料設(shè)置在基板上的不同間距的所述多個(gè)位置中的每一個(gè)位置上。此外，可以將圖案形成材料按不同的量設(shè)置在所述基板上的不同間距的所述多個(gè)位置中的每一個(gè)上。
至少用下述方式1)和2)以不同的間距設(shè)置所述圖案形成材料。
1)按點(diǎn)的形狀在相鄰兩點(diǎn)之間以不同的間距施加所述圖案形成材料。
2)多個(gè)區(qū)域之間的間距不同，其中的每個(gè)區(qū)域由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成。即，在由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的第一區(qū)域上以第一間距設(shè)置圖案形成材料，在由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的第二區(qū)域上以第二間距設(shè)置圖案形成材料。
因此，本發(fā)明還包括這樣一種情況，其中，當(dāng)在一條線的方向上按分散狀態(tài)以不同的間距提供上述圖案形成材料時(shí)，在多條相鄰線的相鄰點(diǎn)之間以相同的間距提供所述圖案形成材料。
在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)作為圖案形成材料的液態(tài)樹脂材料被放置在基板上時(shí)，控制液態(tài)樹脂材料的施加位置。在分散器不能以與模子的壓印圖案區(qū)域的尺寸相對應(yīng)的平面尺寸一次施加所述樹脂材料的情況下，控制圖案形成材料的施加位置以在例如第一軸方向上移動(dòng)所述分散器，同時(shí)放置所述圖案形成材料。
(第二實(shí)施例)該實(shí)施例的圖案形成設(shè)備是用于通過第一實(shí)施例的圖案形成方法實(shí)現(xiàn)圖案形成的設(shè)備。具體地說，圖案形成設(shè)備包括模子保持部分，用于保持上述模子；基板保持部分，用于保持上述基板；以及施加部分，用于將上述的圖案形成材料施加到基板上。在下文的實(shí)施例中更加具體地描述圖案形成設(shè)備的細(xì)節(jié)。
如上所述，通過利用這樣的結(jié)構(gòu)，其控制圖案形成材料的施加位置從而較少地導(dǎo)致樹脂材料量的取決于位置的過量或不足，當(dāng)在模子和基板之間填充樹脂材料時(shí)，可以嚴(yán)格地控制樹脂材料量。
此外，在上述實(shí)施例中，可以采用基于樹脂材料的施加時(shí)間和樹脂材料的蒸發(fā)量之間的關(guān)系來調(diào)節(jié)所述施加位置的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，即使使用容易蒸發(fā)的樹脂材料，也可以高精度地局部地控制樹脂材料的量，從而實(shí)現(xiàn)精密加工。
此外，通過根據(jù)模子形狀或者基板形狀調(diào)節(jié)樹脂材料的施加位置，即使使用具有復(fù)雜形狀的模子或者變形的基板，也可以高精度地局部地控制樹脂材料量，從而允許精密加工。通過在調(diào)節(jié)所述施加位置而沒有調(diào)節(jié)不容易細(xì)微調(diào)節(jié)的液態(tài)樹脂材料量的情況下施加所述樹脂材料，通過進(jìn)行控制以不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足，可以實(shí)現(xiàn)精密加工。
下文基于實(shí)施例描述本發(fā)明。
〔實(shí)施例1〕在實(shí)施例1中，將描述本發(fā)明所應(yīng)用于其上的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中樹脂材料的施加位置的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖1示出在該實(shí)施例中的壓力加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
如圖1所示，在該實(shí)施例的圖案轉(zhuǎn)印設(shè)備中，模子105和基板104彼此相對地設(shè)置。模子105由透明材料制成，并且在面向基板104的表面上具有所需的壓印圖案。模子105通過測壓元件106和構(gòu)件連接外殼101。用于模子105的透明材料可以適當(dāng)?shù)貜氖?、藍(lán)寶石、TiO2、SiN等中選擇。模子105的面向基板104的表面通常受到用硅烷耦聯(lián)劑等處理的脫模處理(release treatment)。
顯示器107由透鏡系統(tǒng)和CCD(電荷耦合器件)構(gòu)成，并且獲得圖像形式的關(guān)于模子105、基板104及其間間隔的信息。
在外殼101的與模子105的背面相對的一部分上，設(shè)置UV光源108。
基板104通過卡盤103安裝在臺架102上。臺架102具有相對于六個(gè)軸(x、y、z、θ、α和β)的可移動(dòng)方向，并且附著在外殼101上。
分散器109連接成這樣，使得它可以與基板104上的任意位置都相對放置。
處理控制電路127提供指令給施加控制電路120、位置檢測電路121、曝光量控制電路122、壓力檢測電路123、壓力控制電路124、位置控制電路125和施加位置控制電路126，以進(jìn)行處理。此外，處理控制電路127接收來自上述電路的輸出數(shù)據(jù)。
施加控制電路120控制所述分散器109，以將光可固化的樹脂材料施加到所述基板104上。
位置檢測電路121圖像處理通過顯示器107所獲得的圖像，以計(jì)算模子105和基板104之間的位置關(guān)系。
曝光量控制電路122控制UV光源108，以實(shí)現(xiàn)曝光。
壓力檢測電路123根據(jù)測壓元件106的檢測信號和待加工的那一部分的平面尺寸，計(jì)算作用在模子105和基板104之間的間隔上的壓力。
壓力控制電路124控制臺架102，使得在模子105和基板104之間的間隔上作用所需的壓力。
位置控制電路125控制臺架102，使得模子105和基板104在其間具有所需的位置關(guān)系。
施加位置控制電路126提供有關(guān)控制量的指令給施加控制電路120和位置控制電路125，以控制樹脂材料的施加位置。
順便提一下，各個(gè)裝置的布置和模式不局限于該實(shí)施例中所述的那些，而且還可以修改為其它的結(jié)構(gòu)。例如，模子105可以替代基板104而移動(dòng)。
接下來，將描述在該實(shí)施例中對樹脂材料的施加位置的控制。
圖2示出所施加的液態(tài)樹脂材料的蒸發(fā)速率及其隨時(shí)間的變化。
當(dāng)以液體量L2施加的樹脂材料滴花費(fèi)t秒才填充這些滴時(shí)，由于蒸發(fā)，液體量L2降低為L1。例如，在施加時(shí)樹脂材料量為200pl。
圖3(a)、圖3(b)、圖4和圖5是示出該實(shí)施例的示意圖。
在該實(shí)施例中，通過考慮所施加的樹脂材料的蒸發(fā)量來控制施加位置。
圖3(a)示出在右手邊區(qū)域上的樹脂材料已蒸發(fā)的實(shí)例，使得模子105的基準(zhǔn)表面301和基板104的基準(zhǔn)表面302相互不平行。圖3(b)示出這樣一種實(shí)例，其中，當(dāng)在模子105和基板104之間的間隔中填充液態(tài)樹脂材料時(shí)，控制所述液態(tài)樹脂材料的施加位置，以不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足，從而模子105的基準(zhǔn)表面301和基板104的基準(zhǔn)表面302相互平行。
在該實(shí)施例中，為了簡單起見，考慮下述情況，其中這樣進(jìn)行液態(tài)樹脂材料的施加，對每一滴以相同的量成行地布置樹脂材料滴401，然后布置多行，每一行具有恒定的寬度w，如圖4所示。
首先，基于在圖2所示的蒸發(fā)量的速率和從施加到填充時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間之間的均衡，由施加位置控制電路126確定當(dāng)在基板104和模子105之間的間隔中填充樹脂材料時(shí)不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足所必要的量，以及樹脂材料的施加間距。
例如，在該實(shí)施例中，用以下方式確定施加位置。
從圖2所示的蒸發(fā)曲線可知，直到填充所施加的第k滴樹脂材料402的時(shí)間表示為tk，在填充樹脂材料的過程中所施加的第k滴樹脂材料402的量表示為V(tk)。此外，加工表面的總面積(平面尺寸)表示為S，并且，在加工之后樹脂材料層的平均厚度表示為d。
在這種情況下，用于加工所需的樹脂材料的總量(體積)Vall可以用下述公式表示Vall=Sd=Σk=1nV(tk).]]>根據(jù)該公式，確定滿足該公式的樹脂材料滴的總數(shù)n。如果分?jǐn)?shù)是不可接受的話，則通過直到填充所述樹脂材料的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
接下來，第k滴樹脂材料402的指配面積Sk可以由下述公式表示Sk=V(tk)d.]]>如圖4所示，每一行都具有相同的寬度w，從而第k滴樹脂材料402的指配寬度lk可以由下述公式表示lk=Skw=V(tk)wd.]]>根據(jù)該公式，第k滴樹脂材料和第k+1滴樹脂材料之間的間距確定為(lk+lk+1)/2。
基于由此確定的施加位置，施加位置控制電路126提供指令給施加控制電路120和位置控制電路125，從而在控制施加位置的同時(shí)，通過使用分散器109和臺架102連續(xù)地施加相同量的樹脂材料滴。
例如，當(dāng)只注意1行時(shí)，如圖5所示，從圖的右邊向左邊連續(xù)地施加相同量的樹脂材料滴401，其施加位置的間距逐漸地增大。因此，施加間距501比施加間距502短，這取決于直到完成施加為止的蒸發(fā)量。
在該實(shí)施例中，相等的行寬度也可以隨著蒸發(fā)量變化而變化。此外，在樹脂材料不按照平行的行的形狀施加的情況下，樹脂材料的施加位置可以類似地根據(jù)蒸發(fā)量來確定。
在該實(shí)施例中的上述施加方法也適用于在基板上所施加的樹脂材料的量不相同的情況。
圖6(a)和圖6(b)是示出施加不同量的樹脂材料滴601的實(shí)例的示意圖。
如圖6(a)所示，將考慮這樣一種情況，其中僅有在基板104的中心處施加的中心滴的量增加，這是由于例如在填充所述樹脂材料期間氣泡較少地殘留在基板104和模子105之間的間隔中。
當(dāng)在如6(a)所示的樹脂材料的施加過程中在考慮蒸發(fā)量的情況下控制施加位置時(shí)，各個(gè)施加位置發(fā)生改變，如圖6(b)所示。在樹脂材料滴601中的標(biāo)號1至5表示施加的順序。在考慮蒸發(fā)量的情況下進(jìn)行樹脂材料的施加，從而樹脂材料滴的布置從左-右和頂-底的對稱排列方式(圖6(a))改變?yōu)槠渲忻恳坏卧谥甘炯^的方向上發(fā)生偏移的偏移排列方式(6(b))。
接下來，將描述在該實(shí)施例中的圖案轉(zhuǎn)印步驟。
樹脂材料所施加在其上的基板104與模子105相對，并且基板104和模子105相互擠壓，以在基板104和模子105之間的間隔中填充樹脂材料。此時(shí)，通過測壓元件106檢測擠壓壓力，并且使用壓力檢測電路123、壓力控制電路124和臺架102控制該擠壓壓力。
接下來，在通過顯示器107觀察所述基板104和模子105的位置時(shí)基板104和模子105之間的位置關(guān)系被調(diào)整。
然后，用從UV光源108發(fā)出的UV光(光線)照射所述樹脂材料，以固化在基板104和模子105之間的間隔中的樹脂材料。
最后，基板104和模子105彼此移開，以從模子105除去固化樹脂材料。
通過上述的加工步驟，模子105的表面壓印圖案轉(zhuǎn)印(壓印)到工件104上的樹脂層上。
根據(jù)該實(shí)施例，即使在由于樹脂材料的蒸發(fā)而導(dǎo)致液態(tài)樹脂材料的量減少成問題的情況下，在基板和模子之間的間隔中填充樹脂材料時(shí)，也可以按照必要的量來填充樹脂材料而不會出現(xiàn)樹脂材料量的取決于位置的過量或不足。因此，可以進(jìn)行精密加工。
順便提一下，關(guān)于施加樹脂材料的設(shè)備結(jié)構(gòu)不局限于在該實(shí)施例中所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，而是可以適當(dāng)選擇的。例如，也可以使用其它的設(shè)備進(jìn)行樹脂材料的施加。
〔實(shí)施例2〕在實(shí)施例2中，將描述與實(shí)施例1不同的實(shí)施樹脂材料施加位置控制方法的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
與實(shí)施例1的不同之處在于所述樹脂材料施加位置控制方法的結(jié)構(gòu)，從而將僅描述這一部分。
首先，在考慮模子105的形狀的情況下，施加位置控制電路126確定，在基板104和模子105之間的間隔中填充樹脂材料時(shí)，必要量的樹脂材料的施加位置，而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。
圖7是示出該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的示意圖。
例如，可以用下述方式確定所述施加位置。
與實(shí)施例1相似，為了簡單起見，將考慮連續(xù)地施加相同量(l)的樹脂材料滴的情況。
首先，如圖7所示，將整個(gè)加工區(qū)域分成n個(gè)部分，其中的每個(gè)部分具有相同的平面尺寸。
接下來，例如，在第k區(qū)域701中，由該區(qū)域701中的模子的形狀和樹脂材料層的所需厚度得到所必要的樹脂材料量Uk。
基于所必要的樹脂材料量Uk，所必要的樹脂材料滴的數(shù)目Nk可以由下述公式表示Nk=Ukl.]]>因此，確定第k區(qū)域701中的樹脂材料施加位置。在這種情況下，也可以通過將第k區(qū)域701進(jìn)一步細(xì)分成多個(gè)部分來確定樹脂材料施加位置。
用于加工所需的總樹脂材料量Vall可以由下述公式表示Vall=Σk=1nUk.]]>基于這樣確定的施加位置，施加位置控制電路126提供指令給施加控制電路120和位置控制電路125，從而在控制施加位置的同時(shí)使用分散器109和臺架102連續(xù)地施加相同量的樹脂材料滴。此外，與實(shí)施例1相似，也可以基于取決于模子形狀的每滴樹脂材料的指配面積(平面尺寸)來確定所述樹脂材料施加位置。
圖8(a)和圖8(b)均是示出按行的形狀施加樹脂材料滴的情況的示意圖，其中根據(jù)模子的形狀進(jìn)行施加位置的控制。
圖8(a)示出這樣一種實(shí)例，其中通過根據(jù)模子105的壓印圖案的凸起或者凹坑的密度差來改變在基板104上的施加位置的密度差，來控制所必要的量，而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。在區(qū)域801中，所述凸起或凹坑具有大的密度，從而相應(yīng)地以短間距施加樹脂材料。
圖8(b)示出這樣一種實(shí)例，其中通過根據(jù)模子105的壓印圖案的凸起或者凹坑的高度或者深度來改變在基板104上的施加位置的密度差，來控制所必要的量，而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。在區(qū)域802中，所述凸起或凹坑相比于其它區(qū)域具有大的高度或者深度，從而相應(yīng)地以短間距施加樹脂材料。
根據(jù)該實(shí)施例，即使在模子105具有復(fù)雜的形狀且將所必要的量的樹脂材料定位在各個(gè)施加位置上成問題的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)所必要的量，而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。因此，可以進(jìn)行精密加工。順便提一下，在由于基板104的應(yīng)變而導(dǎo)致對每個(gè)施加位置定位所必要的樹脂材料量有問題的情況下，也可以通過在考慮基板104的形狀的情況下控制施加位置來實(shí)現(xiàn)所述必要的量，而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足。因此，可以進(jìn)行精密加工。
圖9是示出在使用變形基板104時(shí)樹脂材料的施加位置的示意圖。
在區(qū)域901中，基板104的表面具有凹形的形狀，從而，與其它區(qū)域中的滴數(shù)相比較，該區(qū)域中的滴數(shù)增加了。
根據(jù)該實(shí)施例，即使在由于蒸發(fā)而導(dǎo)致液態(tài)樹脂材料量減少成問題的情況下，也可以與實(shí)施例1相似的通過將取決于蒸發(fā)程度的位置的控制量疊加在取決于模子形狀或者基板形狀的控制量上，來控制樹脂材料施加位置。因此，可以通過實(shí)現(xiàn)所必要的量而不會導(dǎo)致樹脂材料量的取決于填充位置的過量或不足，來進(jìn)行精密加工。
雖然就本文所公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明不局限于所闡述的細(xì)節(jié)，本申請應(yīng)當(dāng)覆蓋在改進(jìn)的目的或者下述權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這種修改或者改變。
權(quán)利要求
1.一種通過使用給模子設(shè)置的壓印圖案在基板上的圖案形成材料上形成圖案的圖案形成方法，所述的圖案形成方法包括制備在其上具有圖案形成區(qū)域的基板；將處于未固化狀態(tài)的所述圖案形成材料在不同間距的多個(gè)位置上按分散狀態(tài)放置在所述圖案形成區(qū)域中；以及在所述圖案形成材料變形為與給所述模子設(shè)置的所述壓印圖案的形狀相對應(yīng)的形狀的狀態(tài)下，固化所述圖案形成材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案形成材料以相同的量放置在所述不同間距的多個(gè)位置中的每一個(gè)位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案形成材料以相互不同的量放置在所述不同間距的多個(gè)位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中給所述模子設(shè)置的所述壓印圖案具有這樣的區(qū)域，其中所述圖案形成材料在一條線的方向上以不同的間距按分散狀態(tài)被提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)作為所述圖案形成材料的液態(tài)樹脂材料放置在所述基板上時(shí)，控制所述液態(tài)樹脂材料的施加位置。
6.一種用于實(shí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法的圖案形成設(shè)備，包括模子保持部分，用于保持所述模子；基板保持部分，用于保持所述基板；以及施加部分，用于將所述圖案形成材料施加到所述基板上。
全文摘要
一種通過使用給模子設(shè)置的壓印圖案在基板上的圖案形成材料上形成圖案的圖案形成方法由下述步驟構(gòu)成制備在其上具有圖案形成區(qū)域的基板；將處于未固化狀態(tài)的所述圖案形成材料在不同間距的多個(gè)位置上按分散狀態(tài)設(shè)置在所述圖案形成區(qū)域中；以及在所述圖案形成材料變形為與給所述模子設(shè)置的所述壓印圖案的形狀相對應(yīng)的形狀的狀態(tài)下，固化所述圖案形成材料。
文檔編號G03F7/00GK101082770SQ200710108780
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者奧島真吾, 關(guān)淳一 申請人:佳能株式會社