CN102929099A - 压印装置和物品制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压印装置和物品制造方法。该压印装置使用模具在基板上模制压印材料并且在该基板上形成图案,该压印装置包括:模具保持单元,被配置为保持该模具,该模具包括包含图案区域的表面;基板保持单元,被配置为保持该基板;第一获得单元,被配置为获得关于该图案区域和已经形成在该基板上的曝光场之间的形状的差别的信息;和控制单元,被配置为,在该图案区域和压印材料彼此接触的状态下,基于由该第一获得单元获得的所述关于形状的差别的信息,控制该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整该模具和基板之间的间隔。
Description
技术领域
本发明涉及压印装置,更具体地,涉及其中在其上形成图案的模具和布置在基板表面上的压印材料相互压靠,从而模具的图案被转印到压印材料上的压印装置。
背景技术
纳米压印作为在半导体设备或微机电系统(MEMS)等中形成精细图案的方法是已知的。纳米压印是用于使得在其上由电子束曝光等形成精细图案的模具与由在其上施加压印材料(诸如抗蚀剂之类的树脂材料)的晶片或玻璃等形成的基板接触,从而将图案转印到作为压印材料的树脂上的技术。
当执行纳米压印时,必须使得形成在晶片上的图案的倍率(大小)与要被转印到模具上的图案的倍率一致。但是,整个晶片在诸如膜形成或溅射之类的加热处理的过程中扩大或缩小,结果图案的倍率可能在X方向和Y方向之间不同。在实际的半导体处理中,发生±10ppm的数量级的整个晶片的可变倍率,并且发生10ppm的数量级的X方向和Y方向之间的倍率差。
在诸如步进器或扫描仪之类的传统平版印刷中,通过在曝光期间依照晶片的变形改变每个曝光场(shot)大小来解决可变倍率。例如,在扫描仪的情况下,依照晶片的倍率以几ppm的数量级改变投影光学系统的缩小倍率,此外依照晶片的倍率以几ppm的数量级改变扫描速度。以这种方式,甚至当在X方向和Y方向之间发生倍率差时,也通过校正倍率来实现高覆盖精度。
但是,由于在纳米压印中不像在传统的平版印刷中那样存在投影光学系统,并且模具和晶片经由树脂彼此直接接触,因此不能进行这样的校正。
因而,在纳米压印中,另一种方法用于校正如上所述的在半导体处理期间产生的图案的可变倍率。为了使形成在模具上的图案与晶片的图案的倍率一致,采用用于在物理上使模具变形的倍率校正机构。作为用于在物理上使模具变形的方法,采用用于通过从模具的外周边施加外力来变形的方法或用于通过加热模具来扩大模具的方法。
作为压印装置的应用示例,考虑以半节距32nm的数量级的半导体设备的平版印刷。此时,根据半导体的国际技术路线图(ITRS),覆盖精度是6.4nm。因此,还必须以几纳米或更小的精度控制倍率校正。
在使用如上所述的压印装置的平版印刷中,必须校正要被转印的图案的形状。例如,在要被转印的图案上可能发生失真。原因包括以下几点。例如,图案侧在制造期间面向上,而图案侧在使用期间(在按压期间)面向下,即模具具有不同的朝向。因此,图案通过重力的影响等而变形。此外,当图案通过电子束等形成在模具上时,由于电子束再现设备的光学系统的失真像差,在模具上可能发生图案图像的失真。此外,甚至假定能够在没有失真的情况下制造模具的图案,如果基板上的图案发生失真,则覆盖精度也将变得更坏。已经形成在基板上的图案和形成在模具上的图案之间的形状的差别被称为失真(像差),其将导致覆盖精度的这样的恶化。
在压印装置中,安装倍率校正机构以校正这些失真。在倍率校正机构中,在X-Y平面之内使模具在物理上变形以便以目标形状校正模具。但是,当如图5A所示校正模具的形状时,图案区域通过它的自重等也在按压方向(Z方向)变形。此外,在Z方向的变形量根据模具的要被校正的形状而变化。模具的这样的在Z方向的变形在按压期间引起图案失真的发生,并且覆盖精度变得更坏。
日本专利申请公开No.2010-080714讨论用于抑制模具的这样的变形的控制方法。根据日本专利申请公开No.2010-080714,模具夹具(chuck)包括用于保持模具的多个周边部分的保持部分和基本部分以及用于相对于基本部分定位保持部分的驱动机构,并且通过驱动保持部分来校正模具的形状以便遵循晶片的形状,从而提高覆盖精度。
但是,为了获得如上所述的甚至在倍率校正中也需要几纳米或更小的精度的压印,存在另外的问题。该问题包括在压印装置中当形成在模具上的图案通过压靠基板而被转印时图案将变形的事实。当如图5B所示压靠基板模具时,如果使模具和基板之间的间隔变得太小,则在模具的图案外部发生大的失真。此外,如果使模具和基板之间的间隔变得太大,则类似地在模具的图案外部发生大的失真。结果,甚至当在通过倍率校正机构校正以使得失真变小之后被按压时,当模具被按压时通过变形导致发生失真。在这种情况下,覆盖精度变得显著地更坏,特别是在图案的外周边部分附近。因此,必须适当地确定当图案被转印时模具和基板之间的距离,以使得在模具的图案的外周边部分中失真变小。
发明内容
根据本发明的一方面,一种使用模具在基板上模制压印材料并且在基板上形成图案的压印装置,该压印装置包括:模具保持单元,被配置为保持该模具,其包括包含图案区域的表面;基板保持单元,被配置为保持该基板;第一获得单元,被配置为获得关于图案区域和已经形成在基板上的曝光场之间的形状的差别的信息;和控制单元,被配置为在图案区域和压印材料彼此接触的状态下,基于由第一获得单元获得的关于形状的差别的信息,控制模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整模具和基板之间的间隔。
本发明的进一步的特征和方面通过参考附图对示范性实施例的以下详细描述将变得清楚。
附图说明
并入本说明书且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示范性实施例、特征和方面,并且与说明书一起用来说明本发明的原理。
图1是示出了根据本发明的示范性实施例的压印装置的示意性图。
图2A、2B、2C和2D示出了在压印期间基板和模具之间的位置关系。
图3示出了根据本发明的第一示范性实施例的压印的流程。
图4示出了根据本发明的第二示范性实施例的压印的流程。
图5A和5B示出了在描述现有技术的压印期间基板和模具之间的位置关系。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的各个示范性实施例、特征和方面。
图1是根据本发明的示范性实施例的压印装置1的配置图。在本示范性实施例中的压印装置是将模具的凹的和凸的图案转印到已被提供到诸如晶片或玻璃之类的基板上的压印材料上的压印装置,基板是用在半导体设备制造步骤中要被处理的底板。此外,压印装置采用压印技术当中的在模具的凹的和凸的图案被转印时由光固化树脂的方法。
如图1所示,与其中利用紫外光照射模具的方向平行的轴被当作Z轴,并且X轴和Y轴被定义为与Z轴正交的方向。Z轴也是与如下方向平行的轴,即在该方向中,在模具和基板之间的间隔变窄时模具和基板的至少一个移动以便使得模具的图案区域与基板上的压印材料接触。
根据本发明的压印装置1包括模具3、照明单元4、模具保持单元5、基板保持单元6、分配器7、对准测量单元8、基板和模具之间的距离测量单元9和控制单元10。
基板2是要被处理的基板,其使用例如单晶硅晶片或绝缘体硅(SOI)晶片、玻璃基板,并且由基板保持单元6保持。作为变成模制部分的压印材料的紫外线可固化树脂(在下文中,简单地写为“树脂”)被提供给基板2的处理后的表面。压印材料在半导体设备的制造领域中也称为抗蚀剂。
模具3在外周边部分中且与基板2相对的矩形表面上具有以三维形状形成的凹的和凸的图案。凹的和凸的图案将要被转印到已被提供给基板2的树脂上。模具3在与基板2相对的表面上具有周边部分和从周边部分突出的图案区域P(形成如上所述的凹的和凸的图案的区域)。诸如石英之类的发射紫外光的原材料用于模具3的材料。
当执行压印处理时,照明单元4利用紫外光照射模具3。照明单元4包括光源11和用于将从光源11照射的紫外光调整到适合于压印的光的多个光学元件12。在本示范性实施例中,作为压印材料,使用光固化树脂,但是它不必须限于光固化树脂。例如,可以使用热固化树脂,并且在该情况下,用于固化树脂的热源单元(没有示出)变成必需的,而不是照明单元4。
模具保持单元5保持和固定模具3,并且用于将模具3的凹的和凸的图案压印到基板2上。模具保持单元5包括模具夹具13、模具平台(stage)14和作为用于使模具3经受变形的变形单元的倍率校正机构15。模具夹具13通过机械保持单元(没有示出)保持和固定模具3。此外,模具夹具13通过机械保持单元(没有示出)被保持在模具平台14中。此外,模具夹具13保持具有图案区域P和它的面向基板侧的周边部分的表面。
模具平台14是用于在形成在模具3的图案区域P上的凹的和凸的图案被转印到基板2时定位基板2和模具3之间的间隔的驱动系统,并且在Z轴方向执行驱动。此外,模具平台14可以是用于确定模具3的倾斜度的驱动系统,并且可以在ωx(绕着X轴旋转)方向或在ωy(绕着Y轴旋转)方向驱动模具3。以这种方式,由于在图案转印期间需要高度准确的定位,因此模具平台14可以由诸如粗略运动驱动系统和精细运动驱动系统之类的多个驱动系统构成。
此外,模具3可以不仅在Z轴方向具有位置调整功能,而且在X轴方向、Y轴方向或θ(绕着Z轴旋转)方向具有位置调整功能,以及用于校正模具3的倾斜度的倾斜功能。例如,通过包括在Z方向执行驱动的多个致动器,模具平台14能够根据各个致动器的驱动量控制驱动量和Z轴方向的倾斜度。
在模具夹具13中布置用于校正模具3的形状的倍率校正机构(变形机构)15。倍率校正机构15可以是通过向模具3的侧表面施加力或位移来使模具3的形状变形的变形机构。
因此,使图案区域P的形状变形,并且能够校正形成在图案区域P上的凹的和凸的图案,以与已经形成在基板上的曝光场区域的图案的形状对准。在这种情况下,如上所述,Z轴方向也是与其中在模具3和基板之间的间隔变窄时模具和基板的至少一个移动以便使得模具3的图案区域P与基板2上的压印材料接触的方向平行的轴。换句话说,倍率校正机构15用于在相对于以下方向(变窄方向)垂直的表面中从彼此正交的两个方向施加力或位移,其中在该变窄方向中,相对于模具3调整模具3和基板2之间的间隔。
基板保持单元6在压印时保持基板并且执行基板2和模具3之间的对准。基板保持单元6包括基板夹具16和基板平台17。基板夹具16通过机械保持单元(没有示出)保持基板2。此外,基板夹具16通过机械保持单元(没有示出)被保持在基板平台17中。
基板平台17是在X轴方向和Y轴方向执行驱动以执行基板2和模具3之间的对准的驱动系统。此外,在X轴方向和Y轴方向的驱动系统可以由诸如粗略运动驱动系统和精细运动驱动系统之类的多个驱动系统构成。此外,基板平台17可以包括用于在Z轴方向的位置调整、在基板2的θ(绕着Z轴旋转)方向的位置调整功能或用于校正基板2的倾斜度的倾斜功能的驱动系统。
分配器7是用于将树脂提供到基板2上的提供单元。分配器包括树脂排出喷嘴(没有示出),并且将树脂从树脂排出喷嘴降落到基板2上。需要使用具有通过利用紫外光照射而固化的性质的树脂。此外,要被排出的树脂的量可以由树脂的必需厚度或要被转印的图案密度等来确定。
在本示范性实施例中,在Z轴方向驱动模具保持单元5或基板保持单元6的驱动系统的至少一个被称为间隔调整机构。自然地,基板2和模具3之间的间隔可以由模具保持单元5和基板保持单元6二者来调整。此外,用于调整模具保持单元5和基板保持单元6的倾斜度的驱动系统的至少一个被称为倾斜度调整机构。类似地,基板2和模具3的倾斜度可以由模具保持单元5和基板保持单元6二者来调整。此外,间隔调整机构可以具有用于调整倾斜度的功能。
对准测量单元8测量在形成在基板2上的对准标记和形成在模具3上的对准标记之间的在X轴方向和Y轴方向的位置偏差。换句话说,对准测量单元8用作获得关于图案区域P和形成在基板上的曝光场之间的形状的差别的信息的单元(第一获得单元)。更具体地,对准测量单元8获得关于包括在形成在图案区域P上的凹的和凸的图案中的多个标记与包括在与多个标记对应的曝光场中的多个标记之间的相对位置的信息,以获得该信息作为关于图案的形状的差别的信息。
测量基板2和模具3之间的间隔的距离测量单元9是通过测量基板2和模具3之间的间隔获得关于基板2和模具3之间的间隔的信息的第二获得单元。例如,距离测量单元9可以被配置为激光干涉仪,激光干涉仪包括测量部分9a和反射部分9b,测量部分9a包括光发射部分和光接收部分(没有示出),反射部分9b包括反射镜。在这种情况下,测量单元9a通过使用激光的干涉测量反射单元9b的位置来测量相对于测量单元9a的距离(高度)。
在这点上,基板保持单元6和基板2在Z轴方向相对于测量部分9a的距离(高度)的信息是已知的。此外,反射部分9b或测量部分9a与图案区域P(特别是,与基板2相对的表面)和图案区域P的周边部分(特别是,接近于倍率校正机构15的部分)之间的距离(高度)的信息也是已知的。如果这些距离的信息可用,则变得可以通过根据要使用的配置的计算等来获得关于基板2和模具3之间的间隔的信息。
在此过程中,作为关于基板2和模具3之间的间隔的信息,假定使用利用上述信息产生的图案区域P的周边部分(特别是,接近于倍率校正机构15的部分)和基板2之间的间隔(距离或高度)。此外,距离测量单元9可以测量模具3的倾斜度。模具3的倾斜度可以通过由距离测量单元9在多个位置处测量模具3和基板2之间的间隔来测量模具3的倾斜度。这里使用的模具3的倾斜度指示模具3相对于基板2的平面的倾斜度。
控制单元10控制压印装置1的每个组成元件的操作和调整。例如,控制单元10执行构成模具保持单元5的模具平台14和倍率校正机构15的控制。
另外,压印装置1包括用于将模具3传送到模具保持单元5的模具传送单元(没有示出)和用于将基板2传送到基板保持单元6的基板传送单元(没有示出)。此外,压印装置1包括用于保持基板保持单元6的基本表面板20、用于保持模具保持单元5的桥表面板21和用于支持桥表面板21的支持柱22。此外,基板夹具16包括在执行模具3的对准时使用的附图标记23。
此外,压印装置1可以包括在模具3的后表面上的用于使模具3变形的腔25。腔25中的压力可以根据需要变化,并且腔25可以由控制单元10控制,可替换地可以通过提供单独的腔压力控制单元(没有示出)来控制。压力控制机构由控制单元10和腔25构成。例如,当在使得腔压力高于外部并且图案在向下(凸的)方向偏转的状态下模具3被压靠基板2时,模具3从图案的中间部分开始与基板2上的树脂接触。结果,防止在树脂和模具3之间俘获空气,并且可以减少由于未充满引起的图案缺陷。
在本示范性实施例中,一个重要的焦点是,在图案区域P和基板2彼此接触同时将压印材料夹在其间的情况下,表面张力非常强。由于图案区域P通过非常强的力与基板2接触,因此接触部分拒绝由小的力分开。换句话说,一旦图案区域P已经与基板2接触同时将压印材料夹在其间,在预定的压印材料的预定厚度的间隔下状态应该变得稳定。通过在此状态下调整模具3和基板2之间的间隔,可以发生图案区域P的变形。
将描述第一示范性实施例。将参考图1、图2A到2D和图3描述压印装置1的操作。图3是当对于多片基板使用相同的模具压印特定层的图案时的操作序列。在多片基板的每个基板上,存在具有已经形成的图案的多个曝光场区域,并且通过模具的压印当然是基于曝光场执行的。
在图3中,在步骤S101中,模具3通过模具传送单元18(没有示出)被安装在模具夹具13上。
在步骤S102中,对准测量单元8测量在X轴方向和Y轴方向及÷θ(绕着Z轴旋转)方向的附图标记23和模具3的对准标记之间的偏差。然后,基于测量结果,对准测量单元8执行附图标记23和模具3的对准标记的对准。
在步骤S103中,基板2通过基板传送单元19(没有示出)附着于基板夹具16。
在步骤S104中,基板2通过基板平台17被移动到分配器7的施加位置。
在步骤S105中,通过分配器7将液体树脂施加在基板2上。
在步骤S106中,在其上施加树脂的基板2通过基板平台17被移动到按压位置。
在步骤S107中,通过模具平台14使得模具3和在基板2上施加的树脂彼此接触。此时,模具3和基板2之间的间隔在由距离测量单元9测量的同时由模具平台14控制以获得使得覆盖精度变得最佳的间隔。通过预先执行图案化并实施覆盖检查,模具3和基板2之间的间隔只需要基于覆盖检查的结果和图案的失真信息被计算以使得覆盖精度变为最高。
这里,已经描述了测量模具3和基板2之间的间隔的示例,但是可以使用距离测量单元9确定模具3的倾斜度。可替换地,可以同时测量模具3的间隔和倾斜度。当树脂和模具彼此接触时,模具3的倾斜度在由距离测量单元9测量的同时由模具平台14控制以获得使得覆盖精度变为最佳的倾斜度。
可替换地,在不提前执行覆盖检查的情况下,可以执行按压操作同时在每次模具3被按压时由对准测量单元8测量模具3和基板2之间的位置偏差,并且可以确定按压位置以使得覆盖精度变为最佳。在这种情况下,只需要执行例如如下所述的控制。首先,基于由测量单元8测量的模具3和基板2之间的位置偏差,按压位置和倾斜度变化非常小的量以便提高覆盖精度。再次由测量单元8测量位置偏差,并且按压位置和倾斜度根据位置偏差的量值而变化。通过重复上述操作,直到覆盖精度变成期望的值为止,确定最终的按压位置和倾斜度。
此外,可以通过在Z轴方向驱动基板保持单元6或模具保持单元5和基板保持单元6二者来使得模具3压靠涂覆在基板2上的树脂。此外,可以通过驱动基板保持单元6或模具保持单元5和基板保持单元6二者来执行压印操作同时改变倾斜度。
此外,在按压期间在一旦已经按压到比为使覆盖精度变为最佳而定义的模具3和基板2之间的间隔窄的间隔之后,模具3可以被返回到定义的间隔。将参考图2A到2D描述此时模具3的变形。在图2A中示出了在模具3被压靠基板2之前的状态。如图2A所示,模具3的图案区域由于重力或在该过程期间产生的残余应力而变形,并且因为模具3和基板2之间的间隔在此状态下变窄,所以认为该图案从图案的中间与树脂接触。因为模具3和基板2之间的间隔像这样逐渐变窄,所以模具的图案区域和树脂之间的接触区域从中央逐渐扩大。
在此过程中,当按压停止在如图2C所示的最佳间隔时,存在该过程进行到下一步骤的可能性,同时树脂保持不完全与图案的外周边部分接触。于是,一旦已经使得模具3和基板2之间的间隔小于最佳状态,如图2B所示,树脂确定地与图案的外周边部分接触。一旦施加在基板2上的树脂和模具3已经彼此接触,表面张力就起作用,并且甚至当基板2和模具3彼此隔开时,图案区域和基板2上的树脂在表面张力的作用下也变得难以彼此分开。因此,在那之后,通过返回到最佳间隔(间隔d2),如图2C所示,在树脂和图案确定地彼此接触的状态下,该过程可以进行到下一步骤。
接着,除了上述间隔的控制之外,将描述控制基板2和模具3的倾斜度的情况。当模具3和基板2在倾斜状态下被彼此压靠时,模具3从图案区域P的一端与基板2(基板上的树脂)接触。以这种方式,当模具在倾斜状态下与基板接触时,表面张力在接触的部分中起作用,并且图案处于通过应力失真的风险。因此,当调整模具3的倾斜度时,在模具3和基板2保持彼此平行的状态下,使得模具3和基板2之间的间隔小于最佳状态(间隔d1),如图2B所示。在那之后,期望调整间隔d3和调整模具3的倾斜度ωy,如图2D所示。
虽然在上述示范性实施例中执行控制以通过改变模具3和基板2之间的距离来获得最佳的按压状态,但是可以执行控制以通过改变模具3压靠基板2的力来获得最佳的按压状态。在那种情况下,模具保持单元5或基板保持单元6需要包括按压力测量机构(没有示出)。按压力测量机构27可以通过负载单元等直接测量力,或可以由电动机等的电流的测量值计算按压力。可替换地,在由空气压力驱动的情况下,按压力测量机构27可以通过阀压力测量值计算按压力。此外,如果模具平台14由多个致动器构成,则模具平台14可以通过每个致动器的输出力比率控制模具3的倾斜度。
在步骤S108中,树脂被模具3按压并且树脂由从照明单元4照射的UV光固化。
在步骤S109中,模具3由模具平台14提起,并且模具3与基板2上的固化树脂分离开。
在步骤S110中,执行是否存在图案被随后转印到的曝光场的确定。如果存在要被转印的曝光场,则该过程返回到步骤S104。如果不存在要被转印的曝光场,则该过程进行到步骤S111。
在步骤S111中,由晶片传送单元从基板保持单元6恢复基板3。
在步骤S112中,执行是否存在对其随后执行图案转印的基板的确定。如果存在图案被转印到的基板,则该过程返回到步骤S103。如果不存在图案被转印到的基板,则该过程进行到下一步骤S113。
在步骤S113中,由模具传送单元18从模具保持单元5恢复模具3,并且所有步骤结束。
将描述第二示范性实施例。将参考图1、图3和图4描述包括倍率校正机构15和腔压力控制单元的压印装置的操作。图4是其中与图3中的步骤S107对应的部分被重写到包括倍率校正机构15的压印装置中的序列的流程图。
在经历图3中的从步骤S101到步骤S106的处理之后,该过程前进到图4中的步骤S201,然后在经历步骤S203中的处理之后,该过程进行到步骤S108。从步骤S101到步骤S106和从步骤S108到步骤S113的处理与第一示范性实施例中的相同,因而将不重复其描述。
在步骤S201中,由倍率校正机构15基于作为预先实施图案化操作和进行覆盖检查的结果获得的倍率校正数据和图案的失真信息,使模具3变形为期望的形状。
在步骤S202中,使用作为通过改变腔压力和进行覆盖检查预先执行图案化操作的结果获得的腔压力数据执行腔压力的控制。由腔压力控制单元基于腔压力数据和图案的失真信息通过向模具3的后表面施加压力来使模具3变形为期望的形状。
在步骤S203中,由模具平台14将模具3压靠在基板2上施加的树脂。当树脂和模具3彼此接触时,预先执行图案化操作同时改变模具3和基板2之间的间隔,并且积累从覆盖检查的结果获得的基板2和模具3之间的间隔数据。作为积累的数据,除了模具3和基板2之间的间隔数据之外,可以积累从改变倾斜度和倍率的结果获得的数据以及腔压力。此外,还提前测量基板2的图案的失真信息。基于上述积累的数据和基板2的图案的失真信息执行控制。基于按压的间隔数据和相应的图案的失真信息,模具3和基板2之间的间隔由距离测量单元9测量,并且由作为间隔调整机构的模具平台14控制以获得使得覆盖精度变为最佳的这样的间隔。如果使用从改变倾斜度、倍率和腔压力的结果中获得的数据,则可以基于积累的数据和失真信息控制倾斜度、倍率和腔压力,以使得覆盖精度变为最佳。
此外在上述示范性实施例中,类似于第一示范性实施例,在临时按压到比为使得覆盖精度在按压期间变为最佳而定义的模具3和基板2之间的间隔窄的间隔之后,模具3和基板2之间的间隔可以被返回到定义的间隔或倾斜度。此外,模具3和基板2之间的位置关系也可以通过按压力而不是距离或倾斜度来控制。
在图4中的步骤S203的处理结束之后,该过程进行到步骤S108。
步骤S201、步骤S202和步骤S203的顺序不限于此。例如,在步骤S202中,由腔压力控制单元使模具3的形状变形,然后在步骤S203中,由模具平台14将模具3压靠基板2,并且在那之后,在步骤S201中,可以由倍率校正机构15使模具3再次变形。
此外,在由模具平台14控制基板2和模具3之间的间隔或倾斜度的同时,模具3的形状可以由倍率校正机构15或腔压力控制单元并行地改变。此外,可以由倍率校正机构15和腔压力控制单元中的仅仅一个使模具3变形。换句话说,可以通过步骤S201和步骤S202中的任一个使模具3变形。在这些情况中的任何一个情况下,仅仅需要预先执行各个覆盖检查,并且基于其结果和图案的失真信息,确定模具和基板之间的腔压力、距离和倾斜度以及倍率校正量,以使得覆盖精度提高。
此外,代替在提前执行图案化之后基于覆盖检查的结果确定控制量,可以执行按压操作同时在每次模具3被按压时由对准测量单元8测量模具3和基板2之间的位置偏差。在这种情况下,确定模具平台14的按压位置和倾斜度以及倍率校正机构15或控制单元10(或腔压力控制单元)的倍率校正的校正量,以使得提高覆盖精度。
换句话说,控制单元10基于关于形状的差别的信息执行倍率校正机构15(变形机构)的控制。此外,控制单元10可以基于关于形状的差别的信息和关于间隔的信息同时执行间隔调整机构的控制。控制单元10也可以基于关于形状的差别的信息和关于倾斜度的信息同时执行倾斜度调整机构的控制。此外,控制单元10可以基于关于形状的差别的信息一起执行压力调整机构的控制。为了在通过执行这四个控制中的任何一个的控制使图案区域P变形的状态下缩小图案区域P和已经形成的曝光场之间的形状的剩余差别,执行这四个控制中的另一个。
考虑四个控制的并行可执行性,本示范性实施例产生诸如校正量、间隔(距离)、倾斜度和压力值之类的控制数据供上述控制使用。当然,如果形状的差别通过上述四个控制中的一个控制几乎消除,则不必要执行其它控制。此外,可接受的是,执行一个控制,特别是上述四个控制的两个控制中的一个控制,然后即使如此也通过另一个控制缩小剩余的形状的残余差别。如上所述,可以使用检查设备提前创建控制数据。此外,如果在图案区域P与压印材料接触的状态下对准测量单元8可以测量图案区域P的多个标记和曝光场的多个标记之间的相对位置并且可以获得关于形状的差别的信息,则可以在接触状态期间使得形状匹配。
例如,可以根据模具3的图案的校正后的形状确定模具3和基板2之间的间隔。具体地,可以根据当模具3的形状由倍率校正机构15校正时产生的在模具3的按压方向的变形,来确定模具3和基板2之间的间隔。在这种情况下,必须提前确定由倍率校正机构15产生的模具3的图案区域的变形和由模具3和基板2之间的间隔导致的模具3的图案区域的变形之间的关系。
将描述第三示范性实施例。作为物品的设备的制造方法包括用于使用压印装置1将图案转印(形成)到基板(例如,晶片、玻璃板、膜状基板)上的步骤。这样的制造方法进一步包括用于蚀刻图案已被转印到其上的基板的步骤。当制造诸如图案点介质(记录介质)或光学元件之类的其它物品时,这样的制造方法包括用于处理图案已被转印到其上的基板的其它处理步骤,代替蚀刻步骤。
在上文中,已经描述了本发明的示范性实施例,但是本发明当然不局限于这些示范性实施例,并且在本精神的范围内的各种变化和修改是可能的。
虽然已经参考示范性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不局限于公开的示范性实施例。以下权利要求书的范围与最宽的解释一致以便涵盖所有修改、等效结构和功能。
Claims (12)
1.一种被配置为使用模具在基板上模制压印材料并且在该基板上形成图案的压印装置,该压印装置包括:
模具保持单元,被配置为保持该模具,该模具包括包含图案区域的表面;
基板保持单元,被配置为保持该基板;
第一获得单元,被配置为获得关于该图案区域和已经形成在该基板上的曝光场之间的形状的差别的信息;和
控制单元,被配置为,在该图案区域和压印材料彼此接触的状态下,基于由该第一获得单元获得的所述关于形状的差别的信息,控制该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整该模具和基板之间的间隔。
2.根据权利要求1所述的压印装置,进一步包括第二获得单元,被配置为获得关于该模具和基板之间的间隔的信息;以及
其中该控制单元被配置为基于由该第二获得单元获得的关于该模具和基板之间的间隔的信息,控制该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整该模具和基板之间的间隔。
3.根据权利要求1所述的压印装置,其中所述关于间隔的信息是通过测量该模具和基板之间的距离获得的值以及在图案区域和压印材料彼此接触的状态下在该模具和基板之间产生的力的值中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的压印装置,其中所述关于该图案区域和已经形成在基板上的曝光场之间的形状的差别的信息是形成在该图案区域上的多个标记和形成在该曝光场上的多个标记之间的相对位置的信息。
5.根据权利要求1所述的压印装置,其中该模具保持单元被配置为包括变形机构,该变形机构被配置为甚至在通过在该模具上施加力而使得该模具不与该压印材料接触的状态下,也能够使该模具的图案区域变形;以及
其中该控制单元被配置为执行以下多个控制中的至少一个:基于所述关于形状的差别的信息对该变形机构的控制以及基于所述关于形状的差别的信息和所述关于间隔的信息对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制。
6.根据权利要求5所述的压印装置,其中该控制单元被配置为,在通过执行对变形机构的控制以及对模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制的多个控制中的一个使图案区域变形的状态下,执行对该变形机构的控制以及对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制的多个控制中的另一个控制,以便缩小该图案区域和已经形成的曝光场之间的形状的剩余差别。
7.根据权利要求5所述的压印装置,其中该变形机构是在与其中通过控制模具保持单元和基板保持单元中的至少一个调整模具和基板之间的间隔的方向垂直的平面中、从彼此正交的两个方向向模具的侧表面施加力的机构,
其中该模具包括用于在该平面的背面使该模具变形的腔,并且包括被配置为调整该腔中的压力的压力调整机构,以及
其中该控制单元被配置为执行以下多个控制中的任何一个:基于所述关于形状的差别的信息对该变形机构的控制、基于所述关于形状的差别的信息和所述关于间隔的信息对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制、和基于所述关于形状的差别的信息对该压力调整机构的控制。
8.根据权利要求7所述的压印装置,其中该控制单元被配置为,在通过执行基于所述关于形状的差别的信息对该变形机构的控制、基于所述关于形状的差别的信息和所述关于间隔的信息对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制、和基于所述关于形状的差别的信息对该压力调整机构的控制的多个控制中的一个使图案区域变形的状态下,执行基于所述关于形状的差别的信息对该变形机构的控制、基于所述关于形状的差别的信息和所述关于间隔的信息对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制、和基于所述关于形状的差别的信息对该压力调整机构的控制的多个控制中的另一个,以便缩小该图案区域和已经形成的曝光场之间的形状的剩余差别。
9.根据权利要求7所述的压印装置,其中该第一获得单元被配置为,在通过执行基于所述关于形状的差别的信息对该变形机构的控制、基于所述关于形状的差别的信息和所述关于间隔的信息对该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个的控制、和基于所述关于形状的差别的信息对该压力调整机构的控制的多个控制中的任何一个使图案区域变形的状态下,能够获得该图案区域和已经形成的曝光场之间的形状的剩余差别。
10.一种被配置为使用模具在基板上模制压印材料并且在该基板上形成图案的压印装置,该压印装置包括:
模具保持单元,被配置为保持该模具,该模具包括包含图案区域的表面;
基板保持单元,被配置为保持该基板;
第一获得单元,被配置为获得关于该图案区域和已经形成在该基板上的曝光场之间的形状的差别的信息;和
控制单元,被配置为,在该图案区域和压印材料彼此接触的状态下,基于由该第一获得单元获得的所述关于形状的差别的信息,控制该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整该模具和基板之间的倾斜度。
11.根据权利要求10所述的压印装置,进一步包括第二获得单元,被配置为获得关于该模具和基板之间的倾斜度的信息;和
其中该控制单元被配置为基于由该第二获得单元获得的所述关于模具和基板之间的倾斜度的信息,控制该模具保持单元和基板保持单元中的至少一个以调整该模具和基板之间的倾斜度。
12.一种物品制造方法,包括:
使用根据权利要求1到11中的任何一个所述的压印装置在基板上形成图案;以及
处理在其上已经通过所述形成而形成图案的基板。
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