專利名稱：用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的模具、印痕設(shè)備以及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模具，其具有將被轉(zhuǎn)印到加工件或工件(待加工 的元件)上的形狀。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)的印痕設(shè)備和方 法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，如Stephan Y. Chou等人的申請(qǐng).Phys.Lett.，第67巻， 第21期，3114-3116頁(yè)(1995)中所述，用于將模具上的微細(xì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 印到包括半導(dǎo)體、玻璃、樹脂、金屬等的加工件上的精加工技術(shù)已被 提出并已受到關(guān)注。該技術(shù)具有近似于幾毫微米的分辨率，因此被稱作亳微印痕(毫 微印記)或毫微壓紋。盡管亳微印痕具有上述分辨率，但是也適用于 加工具有不大于1毫米、不大于l微米以及不大于100納米的最小加工寬度的元件。另外，根據(jù)毫微印痕，可相對(duì)于一個(gè)加工件同時(shí)加工 具有不大于IOO納米的加工寬度的區(qū)域和具有不小于l微米的加工寬 度的區(qū)域。換句話說(shuō)，與通過光刻法進(jìn)行的加工件的加工相比較，毫 微印痕具有這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，可同時(shí)在具有不小于一個(gè)單位(更好 的是不小于三個(gè)單位)的不同加工寬度的多個(gè)區(qū)域中進(jìn)行加工件的加 工。該技術(shù)不僅可用在半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)上而且還可用于處于晶片級(jí) 的三維結(jié)構(gòu)的成批處理。因此，期望毫微印痕可應(yīng)用于例如諸如 photonic晶體、微全分析系統(tǒng)(n-TAS)、生物芯片等光學(xué)裝置的生產(chǎn) 技術(shù)的廣泛領(lǐng)域。下面將描述通過光毫微印痕法生產(chǎn)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的 情況。首先， 一層可光致固化的樹脂材料形成于基底(例如，半導(dǎo)體晶 片)上。接著，使得模具(或模板)(其上形成有期望的印痕結(jié)構(gòu))與樹脂 層相接觸。在這種狀態(tài)下，用紫外光照射樹脂層以固化可光致固化的 樹脂材料。因此，在樹脂層上，設(shè)有這樣一種印痕結(jié)構(gòu)，其中上述印痕結(jié)構(gòu) 的印痕圖案是顛倒的。這被稱作印痕結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)印。另外，例如通過使用樹脂層作為蝕刻掩模，可進(jìn)行基底表面的蝕 刻，從而將印痕結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到基底上。如上所述，不同于使用膝光設(shè)備的傳統(tǒng)加工方法，印痕(方法) 可將設(shè)在模具上的微細(xì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到加工件上。在通過印痕進(jìn)行加工的過程中，從模具中流出的可光致固化的樹 脂材料粘附于模具的橫向側(cè)上。在曝光過程中，通過穿過模具外部的 光，粘附于模具橫向側(cè)上的可光致固化的樹脂材料與位于一個(gè)部分處 的可光致固化的樹脂材料一起被固化(在該部分處要形成印痕結(jié)構(gòu)(印 痕圖案))。通過所述固化，在將模具與加工件相分離期間，較大的作 用力作用在模具或加工件上從而損壞模具或加工件。另外，在某些情況中，在曝光期間，所述部分(印痕圖案將形成 于其處)外部的可光致固化的樹脂材料被過度暴露于穿過形成于模具 中的印痕圖案部分外部的光線下，從而變形為不合意的形狀。具體地， 在通過旋涂法將樹脂材料涂覆在基底上并且通過分步-重復(fù)法重復(fù)加 工件的加工的情況中，在加工之前所述部分(印痕圖案將被形成于其 處)被曝光。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種模具，其能夠減輕或抑制在不期望 發(fā)生可光致固化的樹脂材料的固化的區(qū)域中可光致固化的樹脂材料的 固化。本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種使用所述模具的印痕設(shè)備和使用 所述壓力加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用在印痕設(shè)備中的模具，在所述印痕設(shè)備中，通過下列方式加工待加工的可光致固化的元件在 使得模具與待加工的元件相接觸的狀態(tài)下，利用用于固化待加工的元 件的光線照射將要通過具有印痕圖案的模具加工的可光致固化的元 件，所述模具包括具有印痕圖案的加工側(cè)；與所述加工側(cè)相對(duì)的后側(cè)；以及未提供印痕圖案的無(wú)圖案部分；其中，模具還包括設(shè)在無(wú)圖案部分處的遮光元件，用于減少透過 無(wú)圖案部分照射待加工的元件的光量。依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于加工待加工的可光致 固化的元件的印痕設(shè)備，所述加工通過下列方式進(jìn)行在使得模具與 待加工的元件相接觸的狀態(tài)下，利用用于固化待加工元件的光線照射 將要通過具有印痕圖案的模具加工的可光致固化的元件，所述設(shè)備包 括模具，包括具有印痕圖案的加工側(cè)、與所述加工側(cè)相對(duì)的后側(cè)； 以及未提供印痕圖案的無(wú)圖案部分；以及 膝光光源；其中，所述模具還包括設(shè)在無(wú)圖案部分處的遮光元件，以便于減 少透過無(wú)圖案部分照射待加工元件的光量。依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于加工待加工的可光致 固化的元件的印痕設(shè)備，所述加工通過下列方式進(jìn)行在使得模具與 待加工的元件相接觸的狀態(tài)下，利用用于固化待加工元件的光線照射 將通過具有印痕圖案的模具加工的可光致固化的元件，所述設(shè)備包括用于產(chǎn)生光線的光源；以及用于固定模具的模具固定部分；其中，所述設(shè)備還包括遮光元件，用于減少來(lái)自于光源的未透過模具的用于照射待加工元件的光量。依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)的工藝，包括將可光致固化的樹脂材料作為待加工的元件涂覆到基底上；以及 通過用上述印痕設(shè)備固化可光致固化的樹脂材料而形成具有印痕 圖案的樹脂層。依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)的工藝， 包括將可光致固化的樹脂材料作為待加工的元件涂覆到基底上； 通過用上述印痕設(shè)備固化可光致固化的樹脂材料而形成具有印痕 圖案的樹脂層；使用具有印痕圖案的樹脂層作為掩模來(lái)蝕刻基底；以及 在蝕刻之后移除留在基底上的樹脂層。依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)的工藝， 包括制備上述印痕設(shè)備；以及固化位于加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料的特定部分，以進(jìn) 行形成于模具的加工側(cè)上的圖案的轉(zhuǎn)印。依照本發(fā)明，通過上述遮光元件，可減輕或抑制在除了一部分(通 過加工將在該部分處形成印痕圖案)以外的區(qū)域中的可光致固化的樹 脂材料的固化。從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述中可以明顯地看出 本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1A至1H每個(gè)都是示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所涉及的模具的結(jié) 構(gòu)的示意圖。圖2A至2B每個(gè)都是示出了裝有遮光元件的模具的制備方法的示 意圖。圖3A和3B每個(gè)都是示出了本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例所涉及的印痕設(shè)備的的結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。
圖4A是用于示出用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中用于加工一加工件的 程序的頂視圖，圖4B是沿圖4A中的A-A'線所截的截面圖。
圖5A是示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中加工之后的加工件的頂視圖， 圖5B是沿圖5A中的A-A'線所截的截面圖。
圖6A到6D是示出了在未提供遮光元件的情況中出現(xiàn)缺陷的示意
圖7A到7D每個(gè)都是示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所涉及的凸出型 模具的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以如下方式構(gòu)成具有印痕圖案的模具。
圖1A示出了該實(shí)施例中模具的一個(gè)橫截面。
參照?qǐng)D1A,才莫具包括透明元件101、加工側(cè)102、遮光元件103、 印痕圖案部分104、以及無(wú)圖案部分105。另外，為了便于描述，在圖 中繪出了印痕圖案部分104與無(wú)圖案部分105之間的虛線以表示它們 之間的邊界。
模具具有第一表面106和第二表面107。第一表面106構(gòu)成了具 有印痕圖案的加工側(cè)102，而第二表面107構(gòu)成了在位置方面與在印 痕圖案部分104處具有印痕圖案的加工側(cè)102相同的側(cè)部。
如圖1A中所示的，在將無(wú)圖案部分105設(shè)置得與印痕圖案部分 104相鄰的情況中，遮光元件103被設(shè)在下列各側(cè)中的至少任意一個(gè) 處無(wú)圖案部分105處的在位置方面與具有印痕圖案的加工側(cè)106相 同的側(cè)部107、無(wú)圖案部分105處的在位置方面與后側(cè)相同的側(cè)部、 以及無(wú)圖案部分處的模具的橫向側(cè)。
另一方面，在無(wú)圖案部分105未提供給模具的情況中，如稍后所 述的，遮光元件可被設(shè)置在模具的橫向側(cè)處。在這種情況中，可將其 橫向側(cè)本身看作是無(wú)圖案部分。
本發(fā)明中所使用的遮光元件可不僅包括完全遮蔽能夠固化構(gòu)成加
8工件至少一部分的可光致固化的樹脂材料的光線的遮光元件，而且還 包括不完全遮蔽光線的遮光元件。在后一種情況中，可僅要求遮光元
的樹脂:料的固化程度上提;必i的差異。、'、"'
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如稍后所述的，印痕設(shè)備最好包括 遮光元件(遮光裝置)，用于遮蔽來(lái)自于曝光光源的未透過模具的用以 照射待加工元件的光線。
依照本發(fā)明的該實(shí)施例，可減輕或抑制模具的橫向側(cè)附近的可光 致固化的樹脂材料的固化。另外，當(dāng)通過提供遮光元件而構(gòu)成模具從 而使得靠近于模具橫向側(cè)的可光致固化的樹脂材料在加工期間時(shí)不固 化或比位于印痕圖案部分中的可光致固化的樹脂材料更少固化時(shí)，可
以在將模具從工件上去除的過程中抑制模具和待加工元件的損壞。
在通過分步-重復(fù)法執(zhí)行加工的情況中，只有在加工件(待處理元 件)的特定加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料(未固化的樹脂材料) 固化，從而可以阻止隨后待加工的區(qū)域中的未固化的樹脂材料暴露于 光線。
分步-加工方法例如可為以下的方法。
首先，通過用可光致固化的樹脂材料涂覆基底的整個(gè)表面制備加 工件。接著，在模具與加工件相接觸的狀態(tài)下用光線照射加工件的一 部分表面，從而使得僅處于基底表面所述部分處的可光致固化的樹脂 材料被固化。之后，從加工件上移除所述模具。在沿加工件的面內(nèi)
(in-plane )方向移動(dòng)加工件的同時(shí)相對(duì)于基底表面的另 一部分重復(fù)地 執(zhí)行這些步驟。
這里，通過光線照射被固化之后的可光致固化的樹脂材料不再稱 為可光致固化的樹脂材料，但有時(shí)為了方便起見也不排除將其稱作可 光致固化的樹脂材料。
下面將描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。如上所述的，本發(fā)明的目的 是抑制或減輕在不期望發(fā)生可光致固化的樹脂材料的固化的區(qū)域中發(fā) 生可光致固化的樹脂材料的固化。因此，本發(fā)明不局限于以下實(shí)施例。這里，不期望發(fā)生可光致固化的樹脂材料的固化的區(qū)域是指，例 如在模具具有印痕圖案部分和鄰近于印痕圖案部分的無(wú)圖案部分的情 況中的以下區(qū)域。更具體地說(shuō)，所述區(qū)域的示例可包括位于無(wú)圖案部 分處的可光致固化的樹脂材料的區(qū)域、位于模具的外周部分附近(橫 向側(cè))中的可光致固化的樹脂材料的區(qū)域、以及在模具與可光致固化 的樹脂材料相接觸期間位于模具的外部橫向側(cè)處的可光致固化的樹脂 材料的區(qū)域。
(模具的實(shí)施例)
下面將參照?qǐng)D1B到1H，描述本發(fā)明幾個(gè)實(shí)施例所涉及的模具的 結(jié)構(gòu)。
在這些圖中，與圖1A中相同的元件或部分由相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1B示出了遮光元件103僅被設(shè)置在模具橫向側(cè)的下部部分的 這樣一種結(jié)構(gòu)。
圖1C示出了遮光元件從模具的橫向側(cè)向下突出的這樣一種結(jié)構(gòu)。
在上述結(jié)構(gòu)中，在圖1A的情況中，(即，在模具的橫向側(cè)的水平 面沒有達(dá)到與構(gòu)成印痕圖案部分104處的印痕圖案的突起的(下部) 表面相同的水平面的情況中)進(jìn)一步增強(qiáng)了遮光效果。另外，在圖1C 的情況中，遮光元件從模具的橫向側(cè)處突出的部分的長(zhǎng)度最好不大于 印痕圖案部分104的突起的表面與無(wú)圖案部分105處的在位置方面與 模具的加工側(cè)相同的表面107之間的距離。
圖1D示出了設(shè)置有用于加強(qiáng)遮光元件103的加強(qiáng)元件108這樣 一種結(jié)構(gòu)。例如，在一些情況中，遮光元件103具有大約50納米的厚 度。在這種情況中，當(dāng)遮光元件不具有充足的強(qiáng)度時(shí)，通過用加強(qiáng)元 件108加強(qiáng)下部部分可防止遮光元件103下部部分處的損壞。
圖1E示出了遮光元件103被設(shè)置在下側(cè)(表面)107處的這樣一 種結(jié)構(gòu)。在這種情況中，遮光元件103的厚度最好不大于印痕圖案部 分104的突起的表面與在位置方面與模具的加工側(cè)相同的表面107之 間的距離。
10圖IF示出了遮光元件103被設(shè)置在無(wú)圖案部分105處的后側(cè)(上 側(cè))上的這樣一種結(jié)構(gòu)。
圖1G示出了除模具的橫向側(cè)以外遮光元件103還被設(shè)置在下側(cè) (表面)107處的這樣一種結(jié)構(gòu)。在這種情況中，在下側(cè)107處，遮 光元件103的厚度最好不大于印痕圖案部分104的突起的表面與在位 置方面與模具的加工側(cè)相同的表面107之間的距離。
圖1H示出了除模具的橫向側(cè)以外遮光元件103還被設(shè)置在無(wú)圖 案部分105處的后側(cè)(上側(cè))上的這樣一種結(jié)構(gòu)。
下面，將參照?qǐng)D7A到7D描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
與圖1A到1H中所示的模具不同，圖7A到7D中所示的那些模 具是凸出型的，其中第三側(cè)被設(shè)在加工側(cè)與后側(cè)之間。
參照?qǐng)D7A，模具包括透明元件701、遮光元件702、第一側(cè)703、 第二側(cè)704、第三側(cè)705以及后側(cè)706。在圖7A中，遮光元件702被 設(shè)置在位于第一側(cè)703和第三側(cè)705之間的橫向側(cè)上。在圖7B中， 遮光元件702除了上述橫向側(cè)之外還位于第三側(cè)705。在圖7C中，遮 光元件702被設(shè)置在第三側(cè)705上。在圖7D中，遮光元件702被設(shè) 置在位于第一側(cè)703和第三側(cè)705之間的橫向側(cè)上、被設(shè)在第三側(cè)705 上、以及被設(shè)置在位于第三側(cè)705和后側(cè)706之間的橫向側(cè)上。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D2A和2B描述上述模具的制備方法，其中圖 2A和2B都示出了將遮光元件203設(shè)在由用于才莫具的透明元件形成的 基底201橫向側(cè)上的步驟。抗蝕劑(resist) 202將被設(shè)置在基底201 上。
這里，模具基底201具有用作將經(jīng)受加工的加工側(cè)的前側(cè)、與前 側(cè)(加工側(cè))相對(duì)的后側(cè)、以及連接前側(cè)和后側(cè)的橫向側(cè)。
首先，將參照示出了步驟a-l到a-5的圖2A描述通過汽相沉積制 備模具的方法。
在步驟a-l中，制備基底201?；?01可由包括諸如石英玻璃 或派熱克斯玻璃(商標(biāo)名)等耐熱玻璃和藍(lán)寶石的透光物制成。
接著，在步驟a-2中，用旋涂機(jī)等將負(fù)性抗蝕劑202涂覆到基底201的加工側(cè)上并用光線照射，以便于改性，從而使其不易于溶解在 顯影液中。
接著，在步驟a-3中，用旋涂機(jī)等將負(fù)性抗蝕劑202涂覆到基底 201的后側(cè)上并用光線照射，以便于改性，從而使其不易于溶解在顯 影液中。
當(dāng)抗蝕劑粘附于基底的橫向側(cè)時(shí)，可通過例如拋光將其去除。另 外，在步驟a-2和a-3中，也可在膜狀掩模被設(shè)在基底的橫向側(cè)上之 后執(zhí)行涂覆，以使得抗蝕劑不會(huì)粘附于基底的橫向側(cè)。
接著，在步驟a-4中，遮光元件203被設(shè)在基底的橫向側(cè)上。遮 光元件203通過濺射、化學(xué)汽相沉積(CVD)、真空汽相沉積、離子 電鍍法等被汽相沉積在基底橫向側(cè)上的諸如鉻的金屬層(膜)中。僅 要求所獲得的金屬膜充分地阻斷紫外(UV)光并最好具有不大于50 納米的厚度。另外，遮光元件203可由丙烯酸類型、尿烷類型、聚碳 酸酯類型等有機(jī)材料或碳類型等無(wú)機(jī)材料制成。這些材料還可包含諸 如著色劑等其他材料。
接著，在步驟a-5中，從基底201上去除抗蝕劑202，以完成具 有遮光元件203的基底201。
之后，通過稍后描述的方法加工基底201的表面以形成印痕圖案 (未示出)。
接下來(lái)，將參照示出了步驟b-l到b-4的圖2B描述通過拋光進(jìn)行 的模具的制備方法。
首先，在步驟b-l中，制備基底201。
接著，在步驟b-2中，通過將基底201浸泡在包含一種材料(該 材料構(gòu)成遮光元件203或其前體)的溶液中或用所述溶液涂覆基底而 將遮光元件203設(shè)置在基底201上。接著，通過去除溶劑將遮光元件 203固定在基底201上。在遮光元件203僅被設(shè)在基底201橫向側(cè)的 一部分處的情況中，可在必要的深度中進(jìn)行基底201的浸泡。
遮光元件203可由與參照?qǐng)D2A所描述的那些材料相同的材料制成。
12接著，在步驟b-3中，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)等拋光基底201 的后側(cè)來(lái)去除形成于基底201后側(cè)上的遮光元件203。
接著，在步驟b-4中，基底201的前側(cè)被拋光以便于完成在基底 201的橫向側(cè)上設(shè)有遮光元件203的基底201。
另外，遮光元件203不局限于通過上述液相沉積或汽相沉積所形 成那些，而是還可通過將膜狀遮光物或板狀遮光物粘附于基底201而 形成。
另外，可預(yù)先在不期望形成遮光元件203的位置處設(shè)置掩模。 另外，還可在幾個(gè)循環(huán)中重復(fù)步驟b-2和b-3。 還可以組合的方式4吏用圖2A和2B中所示的方法。 具有遮光元件的如此制備的基底的加工側(cè)通過諸如光刻法、電子 束平版印刷術(shù)、聚焦離子束(FIB)加工、或X射線平版印刷術(shù)等普 通圖案形成方法經(jīng)歷印痕圖案的形成，從而完成所述模具。
另外，也可在印痕圖案形成于基底的加工側(cè)上之后形成遮光元件。 (印痕設(shè)備的作用)
下面將描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的印痕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。
圖3A示出了本實(shí)施例中印痕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。
參見圖3A,印痕設(shè)備可包括模具301、模具固定部分302、主體 管303、可光致固化的樹脂材料304、基底305、加工件固定部分306、 加工件加壓機(jī)構(gòu)307、 XY移動(dòng)機(jī)構(gòu)308、膝光光源309、遮光元件310、 曝光光線311以及印痕控制機(jī)構(gòu)312。
本實(shí)施例中的印痕設(shè)備主要由模具固定部分302、加工件固定部 分306、加工件加壓機(jī)構(gòu)307、 XY移動(dòng)機(jī)構(gòu)308、膝光光源309和印 痕控制機(jī)構(gòu)312構(gòu)成。由利用諸如旋涂或者狹縫涂覆的涂覆方法涂覆 有可光致固化的樹脂材料304的基底305所構(gòu)成的加工件(待加工元 件)位于加工件固定部分306上。該印痕設(shè)備還包括用于對(duì)準(zhǔn)的位置 檢測(cè)設(shè)備(圖中未示出并且省略對(duì)其的描述)。
模具固定部分302通過真空卡夾方法等卡夾模具301。利用XY 移動(dòng)機(jī)構(gòu)308使得加工件移動(dòng)到所需位置，并且加工件加壓機(jī)構(gòu)307可進(jìn)行高度調(diào)整(水平控制)并且對(duì)加工件加壓。來(lái)自于曝光光源309 的膝光光線311通過主體管303并且到達(dá)模具301。利用透鏡或者隔 膜限制光通量使得光線311受到這樣的限制，即，使其不到達(dá)模具301 的外部。利用印痕控制機(jī)構(gòu)312來(lái)控制加工件的位置移動(dòng)、加壓和曝 光。
在本實(shí)施例中的圖3A中所示的模具301由透明元件構(gòu)成并且在 模具301的整個(gè)橫向側(cè)(無(wú)圖案部分)上設(shè)有遮光元件103。因此， 能夠防止光線311通過模具301到達(dá)模具301的外部，從而能夠防止 可光致固化的樹脂材料304在模具301外的一部分處固化并且在模具 301外的該部分處過度膝光。特別地，加工件中還未被加工的面內(nèi)區(qū) 域不能膝光，從而能夠防止出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，即，面內(nèi)區(qū)域中的可光 致固化的樹脂材料304 (加工前)固化，從而不能使得模具301的印 痕圖案轉(zhuǎn)印。
圖3B示出了以下列方式構(gòu)成的主體管303的另一個(gè)示例。 如圖3B中所示，遮光元件310設(shè)置在主體管303和模具固定部 分302的所需部分處，以使到達(dá)除曝光所需部分以外的部分的曝光光 線不透過模具，即，所謂的雜散光被完全阻擋。利用這樣一種結(jié)構(gòu)， 能夠利用透光材料制備主體管303和模具固定部分302。另外，無(wú)需 利用透鏡或者隔膜限制光源309的光照射范圍。
從光源309發(fā)出的曝光光線穿過主體管到達(dá)模具的背面。即使當(dāng) 來(lái)自于光源的曝光光線的光通量以發(fā)散的方式、以平行線的形式或者 以會(huì)聚的方式傳播時(shí)，在一些情況下它們也會(huì)被各個(gè)元件反射或散射， 這取決于印痕設(shè)備的結(jié)構(gòu)。另外，膝光光線還可能從元件之間的間隙 泄漏。
在這些情況下，采用圖3B中所示的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)遮光 效果。特別是，遮光元件310設(shè)置在主體管303和模具固定部分302 的所需部分處，即，在主體管303的橫向側(cè)和模具固定部分302的橫 向側(cè)和周邊下側(cè)，從而完全阻擋曝光光線到達(dá)除所需部分以外的部分。 模具301中結(jié)合使用遮光元件310和遮光元件103,從而使得加工件中的曝光區(qū)域被限制為與在印痕部分處的模具的下側(cè)(加工側(cè))相同 的區(qū)域。
(結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝的實(shí)施例) 現(xiàn)將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的用于生產(chǎn)一結(jié)構(gòu)的工藝進(jìn)行 描述。
圖4A和4B是用于表示加工一工件的工藝的示意圖，其中圖4A 是頂視圖，而圖4B是沿著圖4A中所示的A-A，線得到的截面圖。
參見圖4A和4B,附圖標(biāo)記401表示加工件，407表示模具，408 表示基底，409表示可光致固化的樹脂材料，并且410表示在印痕圖 案被轉(zhuǎn)印在其上后的固化的樹脂材料。遮光元件103設(shè)置在模具407 的整個(gè)橫向側(cè)上。另外，附圖標(biāo)記405表示作為最短的加工路徑的一 個(gè)加工路徑。在加工件401中，數(shù)字1至21分別表示每一次加工的區(qū) 域，加工件的加工按照增大的數(shù)字順序進(jìn)行。另外，由虛線表示的附 圖標(biāo)記402表示已經(jīng)加工過的No.l至No.9的九個(gè)區(qū)域。由粗實(shí)線表 示的附圖標(biāo)記403表示當(dāng)前加工區(qū)域No.lO。由實(shí)線表示的附圖標(biāo)記 404表示還未加工的區(qū)域No.11至No.21。另外，附圖標(biāo)記406表示靠 近晶片(加工件)邊緣的未曝光區(qū)域，即在工件加工完成后未膝光的 區(qū)域。
通過反復(fù)進(jìn)行工件的XY移動(dòng)、模具與工件的接觸、工件曝光以 及模具的去除來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的加工。
例如，描述在No.lO的位置處的工件的加工。
首先，移動(dòng)到No.lO的位置處的工件與模具接觸，或者模具與工 件接觸。因此，不能容納于模具和工件之間的可光致固化的樹脂材料 從加工側(cè)流到加工側(cè)的外部。
接著，僅No.lO的加工區(qū)域內(nèi)的可光致固化的樹脂材料通過曝光 而固化。在這種情況下，在來(lái)自于光源的光照過程中，利用上述遮光 元件能夠阻擋光穿過模具的加工側(cè)和模具的無(wú)圖案部分。為此，從加 工側(cè)流到加工側(cè)外部的可光致固化的樹脂材料不啄光，從而也沒有固 化。因此，在將模具與工件分離的過程中能夠抑止模具和工件受損。
15另外，能夠阻擋光朝向No.10的加工區(qū)域的外部傳播，以使No.l至 No.9的區(qū)域不過度曝光并且可防止No.ll至No.21的未加工區(qū)域的曝 光。
另外，能夠減小在加工區(qū)域內(nèi)的加工余量。因此，也可在加工過 程中設(shè)定模具的移動(dòng)距離以使其等于模具的一側(cè)長(zhǎng)度。因此，能夠有 效地使用基底的平面區(qū)域。
在已經(jīng)固化和形成印痕圖案的樹脂材料本身用作一個(gè)結(jié)構(gòu)的情況 下，完成該結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。另外，在該結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝用于諸如LSI 的半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)中的情況下，使用已經(jīng)固化并形成印痕圖案的樹 脂材料本身作為蝕刻掩模，下面的基底的表面被蝕刻以形成諸如對(duì)應(yīng) 于上述印痕圖案的溝槽的槽。
圖5A和5B示出了完成加工后的加工件。圖5A是工件的頂視圖， 而圖5B是沿著圖5A中所示的A-A，線得到的截面圖。
在這些圖中，附圖標(biāo)記501表示加工件，502表示加工后的區(qū)域， 503表示未曝光的區(qū)域，504表示基底，505表示在圖案被轉(zhuǎn)印到固化 的樹脂材料上后的固化的樹脂材料，以及506表示在加工過程中從加 工區(qū)域流到加工區(qū)域外部并且位置靠近未曝光的加工區(qū)域的邊界的未 固化的樹脂材料。
靠近加工區(qū)域邊界的和在未曝光區(qū)域中的未固化的樹脂材料在一 些情況下對(duì)后續(xù)步驟產(chǎn)生不良影響。例如，圖案部分涂有未固化的樹 脂材料，并且，當(dāng)在這樣一個(gè)狀態(tài)下進(jìn)行蝕刻時(shí)，蝕刻率改變而不能 獲得所需圖案。為了消除這樣一種不良影響，未固化的樹脂材料可被 吹走或者通過清洗而去除或者利用膝光而固化。
另外，作為可光致固化的樹脂材料的涂覆方法，可使用諸如一種 噴墨方法使得可光致固化的樹脂材料涂覆在每一個(gè)加工區(qū)域的基底 上。在利用噴墨方法進(jìn)行加工的情況下，反復(fù)進(jìn)行將樹脂材料施加在 加工區(qū)域上、加工件的XY移動(dòng)、模具和工件的接觸、工件膝光以及 模具與工件的分離的循環(huán)。在這種情況下，基底上具有三個(gè)區(qū)域，包 括進(jìn)行加工以將圖案轉(zhuǎn)印到樹脂材料上的區(qū)域、還沒有被加工并且未設(shè)有樹脂材料的基底被曝光的區(qū)域以及正在加工的區(qū)域。即使在這種 情況下，使用在本實(shí)施例中的遮光元件能夠在完成加工后防止該區(qū)域 受到曝光光線的照射。因此，可防止在被加工的區(qū)域中的樹脂材料過 度膝光。
這里，在模具或者印痕設(shè)備未設(shè)置遮光元件的情況下，特別描述 缺陷的產(chǎn)生。
在圖6A至6D中的每一個(gè)圖中示出了一結(jié)構(gòu)示例，其中，模具或 者印痕設(shè)備未設(shè)置遮光元件。
在這些圖中，附圖標(biāo)記601表示模具、602表示曝光光線、603 表示基底，604表示樹脂材料，605表示從模具601流到模具601外部 的樹脂材料，606表示加工區(qū)域，其中，模具601已經(jīng)與基底603成 功分離。加工區(qū)域606包括模具區(qū)域607和余量區(qū)域608。余量區(qū)域 608是位于模具601外部的小區(qū)域，其中利用曝光使得樹脂材料被固 化。
圖6A示出了一個(gè)曝光工藝。膝光光線從光源沿徑向發(fā)散并且穿 過模具的內(nèi)部，以使模具外部被曝光光線照射。因此，不僅在模具區(qū) 域而且在余量區(qū)域中樹脂材料被暴露在光線下。
下面將描述在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)中的缺陷。
圖案具有約IOO納米的深度(厚度)但流到模具外部的樹脂材料 的厚度有時(shí)達(dá)到幾亳米。當(dāng)這樣一種樹脂材料固化時(shí)，由于基底上的 樹脂材料的薄層而使得基底上的樹脂材料的一部分或者全部可被去 除。另外，當(dāng)曝光量小而使得樹脂材料未充分固化時(shí)，樹脂材料與模 具相連并且可在模具的移動(dòng)過程中從模具滴落以產(chǎn)生缺陷。
下面參照?qǐng)D6B至6D描述該缺陷的特定示例。
圖6B示出了這樣一個(gè)示例，其中小樹脂材料片609與樹脂材料 610分離并且與模具相連。這樣一個(gè)樹脂材料片609有時(shí)在加工過程 中從模具滴到工件上。當(dāng)?shù)温涞臉渲牧掀?09被夾在工件和模具之 間并且沉積在模具的加工側(cè)時(shí)，從此加工設(shè)備就具有缺陷。
圖6C示出了這樣一個(gè)示例，其中大樹脂材料片611脫離基底603
17以使基底603的表面602露出。在這種情況下，樹脂材料片611固化 并且使得在后面的區(qū)域中產(chǎn)生缺陷。
圖6D示出了這樣一個(gè)示例，其中在一個(gè)區(qū)域中樹脂材料部分613 從基底603部分凸出。當(dāng)該區(qū)域?yàn)橛嗔繀^(qū)域時(shí)，樹脂材料部分613為 限制性缺陷。
在圖6B至6D中所示的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠防止 位于模具的加工區(qū)域的周邊部分處的樹脂材料固化，從而防止缺陷等
的出現(xiàn)。
盡管已經(jīng)參照這里所披露的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但它不限 于上述細(xì)節(jié)并且本申請(qǐng)覆蓋在改進(jìn)的目的或者下列權(quán)利要求范圍內(nèi)的 這樣的改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1、一種印痕方法，包括將模具與其上設(shè)置有可光致固化的樹脂材料的基底相對(duì)地設(shè)置；確定基底上的第一加工區(qū)域；通過與模具上的印痕圖案接觸而使第一加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料變形；通過曝光使第一加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料固化；將固化的樹脂材料和模具彼此分離；確定不與第一加工區(qū)域重疊的第二處理區(qū)域；移動(dòng)模具至第二處理區(qū)域；通過使第二加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料與模具上的印痕圖案接觸而使第二加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料變形；通過曝光使第二加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料固化；以及在第二加工區(qū)域中將固化的樹脂材料和模具彼此分離；其特征在于在模具上設(shè)置遮光元件；當(dāng)使第二加工區(qū)域中的可光致固化的樹脂材料固化時(shí)，通過遮光元件遮擋光使其不能照射第一加工區(qū)域中的固化的樹脂材料。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，當(dāng)使第一加工區(qū)域中的可光 致固化的樹脂材料固化時(shí)，通過遮光元件遮擋光使其不能照射可光致 固化的樹脂材料的從第一加工區(qū)域流到第一加工區(qū)域外部的部分。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，可光致固化的樹脂材料 通過旋涂方法涂覆于基底上的第一加工區(qū)域和第二加工區(qū)域。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，可光致固化的樹脂材料 通過噴墨方法涂覆于基底的包括第 一加工區(qū)域和第二加工區(qū)域的表面 上。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述遮光元件設(shè)置在模 具的橫向側(cè)。
6、 一種用于執(zhí)行如權(quán)利要求1或2所述的方法的印痕設(shè)備，包括 用于固定所述模具的模具固定部分；用于固定所述基底的基底固定部分；XY移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于從第一加工區(qū)域到第二加工區(qū)域地改變印 痕位置；其中，該印痕設(shè)備還包括主體管，來(lái)自于曝光光源的膝光光線通 過主體管到達(dá)模具，并且，遮光元件設(shè)置在主體管和模具固定部分的 所需部分處，以使到達(dá)除曝光所需部分以外的部分的曝光光線不透過模具。
7、 一種用于生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)的方法，包括通過使用根據(jù)權(quán)利要求1或2的印痕方法，在基底上形成固化的 樹脂材料的印痕圖案；以及通過使用所述印痕圖案作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻基底。
全文摘要
為了減輕或抑制在不期望發(fā)生可光致固化的樹脂材料的固化的區(qū)域中可光致固化的樹脂材料的固化，借助于具有印痕圖案部分和無(wú)圖案部分的模具，通過設(shè)有遮光元件的無(wú)圖案部分抑制可光致固化的樹脂材料的曝光，或者通過設(shè)置遮光元件以便于不會(huì)由未通過模具的光線照射可光致固化的樹脂材料而抑制可光致固化的樹脂材料的曝光。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101666974SQ200910173899
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
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