CN104170055B - 压印装置、模具、压印方法以及制造物品的方法 - Google Patents

压印装置、模具、压印方法以及制造物品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种压印装置，该压印装置通过使用模具而将图案转印至基片上，该模具包括第一表面和第二表面，该第一表面具有图案区域，非平坦图案形成于该图案区域中，该第二表面与第一表面相反，该模具包括第一测量图案组，该第一测量图案组形成于第二表面和非平坦图案中的凸形部分的表面之间，或者形成于第二表面上，该装置包括：第二测量图案组；检测单元，该检测单元被构造成检测由经过第一测量图案组和第二测量图案组的光形成的标记组；以及计算单元，该计算单元被构造成根据由检测单元检测的标记组来计算第一测量图案组和第二测量图案组之间的位置偏离。

Description

压印装置、模具、压印方法以及制造物品的方法
技术领域
本发明涉及一种压印装置、一种模具、一种压印方法以及一种制造物品的方法。
背景技术
压印技术作为一种用于批量生产例如磁储存介质和半导体器件的纳米光刻技术而吸引了大量的注意。在压印技术中，图案利用作为原件的模具(该模具有形成于其上的精细图案)而转印至基片(例如硅晶片或玻璃板)上。
使用压印技术的压印装置通常采用逐模对准的方法作为基片和模具之间的对准方法。逐模对准的方法是这样的对准方法，其中，光学地检测在基片上的多个目标(shot)区域中的每个中形成的对准标记，并校正基片和模具之间的位置关系偏离。在这样的方法中，日本专利No.4185941中提出了这样一种对准方法，该对准方法不仅使用在模具上的、与基片上的对准标记相对应的对准标记，还使用用于获得它相对于该对准标记的位置的信息的标记。
在压印装置中使用的模具通常有矩形图案区域(其中形成图案的区域)，对准标记形成于它的周边部分(该周边部分包围图案区域)的四个拐角处。压印装置利用形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记来对准基片和模具。不过，当利用形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记来进行对准时，通常出现这样的情况，即，基片和模具之间的位置关系在周边部分上正确，但是在图案区域中不正确。例如，当在模具中产生非线性扭曲(distortion)时(也就是，当模具的图案区域和周边部分的扭曲彼此不同时)，将在图案区域中产生基片和模具之间的位置偏离。应当知道，当使模具变形时或当给模具的图案区域填充树脂时，很容易在模具中产生非线性扭曲。
发明内容
本发明提供了一种技术，该技术在压印装置的基片和模具之间的对准方面很有利。
根据本发明的一个方面，提供了一种压印装置，该压印装置通过在模具压靠基片上的树脂的同时固化所述树脂而将图案转印至所述基片上，该模具包括第一表面和第二表面，该第一表面具有其中形成非平坦图案的图案区域，该第二表面与第一表面相反，所述模具包括：第一测量图案组，该第一测量图案组形成于所述第二表面和所述非平坦图案中的凸形部分的表面之间，或者形成于所述第二表面上，第一测量图案组包括落在所述图案区域内的部分，该压印装置包括：第二测量图案组；检测单元，该检测单元被构造成检测由已经经过第一测量图案组和第二测量图案组的光形成的标记组；以及计算单元，该计算单元被构造成根据由所述检测单元检测到的标记组来计算所述第一测量图案组和第二测量图案组之间的位置偏离。
通过下面参考附图对示例实施例的说明，将清楚本发明的其它特征。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施例的压印装置的构造的视图；
图2是示出模具的台面(mesa)的剖视图；
图3是示出模具的另一台面的剖视图；
图4是示出模具的还一台面的剖视图；
图5是示出模具的又一台面的剖视图；
图6是示出模具的台面上的第一衍射光栅的光栅图案的视图；
图7是示出在根据本发明第一实施例的压印装置中的第二衍射光栅的光栅图案的视图；
图8是示出在根据本发明第一实施例的压印装置中的光学系统的光瞳平面上的光强度分布的视图；
图9是示出在根据本发明第二实施例的压印装置中的光学系统的示意图；
图10是示出根据本发明第二实施例的压印装置的视图；
图11是用于解释根据本发明第三实施例的、获得压印装置中的图案区域中的位置偏离的校正量的方法的流程图；以及
图12是用于解释根据本发明第四实施例的、获得压印装置中的图案区域中的位置偏离的校正量的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图介绍本发明的示例实施例。应当知道，在全部附图中，相同参考标号表示相同部件，且并不对它们重复说明。
<第一实施例>
下面将参考图1介绍根据本发明第一实施例的压印装置100。压印装置100通过在具有图案区域的模具压靠树脂的同时固化基片上的树脂来执行将图案转印至基片上的处理，非平坦图案形成于所述图案区域中。
压印装置100包括：保持单元6，该保持单元6保持模具1；压印头部7；基片夹盘4；以及基片台5。压印装置100还包括压力控制单元13、测量单元11、第二测量图案组(第二衍射光栅12)、检测单元14、计算单元15和变形单元16。
模具1有图案表面，该图案表面局部包括称为台面2的区域，要转印至基片3上的非平坦图案形成于该台面2上。台面2利用台阶而形成，该台阶的高度为大约几十微米，尽管取决于要转印的装置图案，该台面2通常具有33mm×26mm的尺寸。具有台面2的模具1由保持单元6来保持，且模具的与图案表面相反的表面与保持单元6的保持表面接触。保持单元6附连于压印头部7，并通过驱动源和控制机构(未示出)而升高或降低，以便使得模具1接近基片3或使得模具1与基片3分开。基片3经由基片夹盘4而由基片台5来保持，该基片台5可沿X方向和Y方向运动。
模具1通常由石英材料来制造，并具有凹形部分，该凹形部分通过以减小图案表面的厚度的方式在保持表面侧对模具表面进行钻削而形成于模具中。在模具1中的凹形部分与保持单元6的保持表面配合而形成几乎气密密封空间。由模具1中的凹形部分和保持单元6的保持表面形成的空间将在下文中称为空气腔室9。空气腔室9通过管而与压力控制单元13连接。压力控制单元13由压力控制器来实施，该压力控制器例如包括伺服阀和切换阀，用于在向空气腔室9供给压缩空气的供给源和使得空气腔室9抽真空的供给源之间切换。通过在压印处理时由压力控制单元13来控制空气腔室9中的压力，模具1能够变形成凸形形状，以便朝着基片3凸出。这样，通过在使模具1变形时执行压印处理，能够防止转印至基片上的图案的损失。
压印装置100在将模具1压靠至基片上的树脂上的过程中使得模具1和基片3对准。因此，模具1的台面2具有对准标记24，所述对准标记24形成于台面的周边部分的四个拐角处，该周边部分包围矩形图案区域(其中形成图案的区域)。压印装置100包括测量单元11和变形单元16。测量单元11同时观察台面2上的对准标记24和基片3上的对准标记，以便测量这些对准标记之间的位置偏离。变形单元16从侧部向模具1施加力，以便使模具变形，从而校正台面2上的对准标记24和基片3上的对准标记之间的位置偏离(所述位置偏离由测量单元11测量)。变形单元16例如使用诸如压电元件的致动器，并能够通过在改变致动器的致动量的同时从侧部向模具1施加力而使得模具1变形。
不过，当以上述方式使用形成于包围图案区域的周边部分上的对准标记24来进行对准时，通常存在这样的情况，即，基片3和模具1之间的位置关系在周边部分上正确，但是在图案区域中不正确。当例如在模具1中产生非线性扭曲时，将在图案区域中产生基片3和模具1之间的位置偏离，从而导致覆盖误差。
因此，在第一实施例中，为了减小图案区域中基片3和模具1之间的位置偏离，模具1的台面2包括在图案区域中的第一测量图案组。压印装置100包括第二测量图案组(第二衍射光栅12)、检测单元14、计算单元15和变形单元16。应当知道，在第一实施例中，具有交错图案的衍射光栅用作第一测量图案组和第二测量图案组。在下面的说明中，第一衍射光栅21作为第一测量图案组的示例，第二衍射光栅12作为第二测量图案组的示例。
下面将参考图2介绍模具1的台面2。台面2具有第一表面18和第二表面19，该第一表面18具有图案区域，非平坦图案20形成于该图案区域中，该第二表面19与第一表面18相反。图2是示出台面2的剖视图。台面2具有：非平坦图案20，该非平坦图案形成于台面2的第一表面18上，并将转印至基片3上；以及第一衍射光栅21，该第一衍射光栅21形成于台面2的第二表面19(与第一表面18相反)上。第一衍射光栅21形成为包括落入图案区域(形成有非平坦图案20的区域)内的部分，也就是在第二表面19上的、与第一表面18上的图案区域相对应的区域中。此外，第一衍射光栅21利用高度为大约几十纳米的台阶而形成，并具有交错的光栅图案，如图6中所示。对准标记24布置在第一衍射光栅21的周边部分的四个拐角处。应当知道，第一衍射光栅21的衍射图案并不局限于交错图案，也可以使用具有线-空间图案、二维衍射光栅图案或除了衍射光栅图案之外的图案的测量图案组。第一衍射光栅21的衍射图案能够根据用于观察莫尔图像的方法来选择，该莫尔图像通过压印装置100中的第二衍射光栅12和所述第一衍射光栅21的组合而形成(后面将介绍)。此外，尽管根据第一实施例的压印装置100使用莫尔图像作为要由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12的组合形成的干涉条纹，但是也可以形成其它类型的干涉条纹。另外，当第一和第二测量图案组不使用衍射光栅时，由它们形成的标记组可以用于代替干涉条纹。
第一衍射光栅21也能够形成于非平坦图案20中的凸形部分表面22与第二表面19之间。例如，压印处理通常通过例如由旋涂器预先在基片上均匀涂覆树脂以及只使得台面2的非平坦图案20的远端压靠在均匀涂覆的树脂上来执行。在这种情况下，在将台面2的非平坦图案20压靠在基片上的树脂上的过程中，树脂由于毛细作用力而没有填充第一衍射光栅21，因此第一衍射光栅21可以形成于第一表面18(非平坦图案20形成于该第一表面18上)上，如图3中所示。此外，第一衍射光栅21可以由金属膜(代替台阶)来形成，且离子植入层23可以通过离子植入而形成于台面2内部，如图4和5中所示。尽管在第一实施例中非平坦图案20和第一衍射光栅21形成于模具1的台面2上，但是它们可以在没有台面2的情况下直接形成于模具1上。
这样，具有台面2的模具1的设计必须考虑当在压印处理中基片上的树脂暴露于光中以便使它固化时曝光的不均匀性的影响和检测的莫尔图像的对比度。如图2和图3中所示，当第一衍射光栅21利用台阶来形成时，相同材料用于它的整个结构，因此透射率均匀，但是相位差由于存在台阶而变化。也就是，台阶变得越高，相位差越大，因此更可能产生曝光的不均匀性。另一方面，当台阶变得更高直到相位差接近π时，检测的莫尔图像的对比度能够增加。通过使得光学系统10形成为不接收0阶光(后面将介绍)，能够使用较低台阶来获得检测的莫尔图像的足够对比度。因此，希望形成较低台阶，以便防止产生曝光的不均匀性。在第一实施例中，台阶具有几十纳米的高度，因此由它产生的曝光不均匀性落在正常压印装置中的曝光不均匀性的公差(大约10％)内。应当知道，如图4和5中所示，当第一衍射光栅21通过离子植入层23而形成于台面2内部时，需要根据包括形成的离子植入层23的深度、折射率和吸收系数的物理特性的值来优化与压印处理相关的因素。
第二衍射光栅12用作这样的衍射光栅，它具有与第一衍射光栅21的光栅节距不同的光栅节距并且接收已经通过第一衍射光栅21的光，该第二衍射光栅12布置在与第一衍射光栅21光学共轭的位置处。尽管在第一实施例中第二衍射光栅12具有交错光栅图案，但是与第一衍射光栅21类似，也可以使用具有线-空间图案、二维衍射光栅图案或除了衍射光栅图案之外的图案的测量图案组。此外，第二衍射光栅12可以利用空气腔室9中的玻璃板8提供，并形成于玻璃板8的底表面上，如图1中所示。在这种情况下，因为第一衍射光栅21和第二衍射光栅12能够相互接近，因此例如能够消除由于光学系统10和检测单元14的象差而引起的误差。不过，当在第一衍射光栅21和第二衍射光栅12之间的距离大到大约几百微米至一毫米时，对比度由于散焦的影响而降低。
这里将介绍莫尔对准方法，其中，利用由具有不同光栅节距的第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔图像来执行对准。第一衍射光栅21和第二衍射光栅12具有线-空间光栅图案。假定P1是第一衍射光栅21的光栅节距，P2是第二衍射光栅12的光栅节距，那么由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔条纹的节距P3由以下公式给出：
1/P3＝(1/P1)-(1/P2) (1)
(对于P1<P2)
假定ΔX是在第一衍射光栅21和第二衍射光栅12之间的相对位置偏离量，那么莫尔条纹的节距P3的偏移量与对应于周期Pa的相位差成正比。另外，当第一衍射光栅21和第二衍射光栅12之间的关系颠倒时，莫尔条纹的节距P3保持相同，但是偏移方向与上面的情况相反。因此，通过同时观察具有不同光栅节距的衍射光栅而形成的莫尔条纹的相对偏移量S由以下公式给出：
S＝2·(ΔX/Pa)·P3 (2)
(对于Pa＝(P1+P2)/2)
通过合适选择公式(1)和(2)中的光栅节距P1和P2，能够增加以及高精度地测量第一衍射光栅21和第二衍射光栅12之间的相对位置偏移。这样，在莫尔对准方法中，在不增加光学系统的光学放大的情况下，数值孔径(NA)能够通过增加莫尔条纹的节距P3而减小，因此使用简单的光学系统来提高对准精度。
检测单元14包括例如CCD或CMOS传感器，并检测由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔图像。检测单元14还包括照明单元(未示出)，并设计成使用光学系统10来用光照射台面2的第一衍射光栅21和第二衍射光栅12的整个表面。由第一衍射光栅21衍射的光也通过第二衍射光栅12，以便形成莫尔图像。
作为用光来照射第二衍射光栅12和台面2的第一衍射光栅21的整个表面的方法，可采用垂直照明或倾斜照明。将在第一实施例中介绍通过垂直照明而由光来照射的方法。交错图案用作第一衍射光栅21和第二衍射光栅12的光栅图案，且第一衍射光栅21沿X方向和Y方向均具有10μm的光栅节距。第二衍射光栅12可以包括具有不同光栅节距的多个衍射光栅，在第一实施例中包括两种类型的衍射光栅25和26，如图7中所示。衍射光栅25沿X方向和Y方向均具有10.03μm的光栅节距，而衍射光栅26沿X方向和Y方向均具有9.97μm的光栅节距。这样，因为第二衍射光栅12包括两种类型的衍射光栅25和26，因此计算图案区域中的位置偏离的精度能够倍增。
当照明波长设置为0.6μm时，1阶衍射光束31由第一衍射光栅21以与数值孔径(NA)＝0.06相对应的角度进行衍射。图8表示了这时在光学系统10的光瞳平面上的光强度分布。0阶衍射光束30位于光学系统10的光瞳平面的中心部分处，而四个1阶衍射光束31相对于该中心部分位于45°方向。因为0阶衍射光束30具有非常强的光强度，因此当通过0阶衍射光束30来检测莫尔图像时莫尔图像的对比度降低。因此，阻挡0阶衍射光束30的滤光器32布置在光学系统10的光瞳平面的中心部分处，以便切断0阶衍射光束30。此外，因为比1阶衍射光束31更高阶的衍射光束产生噪音，因此它们也通过在光学系统的光瞳平面上的光阑33来阻挡和切断。
由第一衍射光栅21衍射的四个1阶衍射光束31均在经过第二衍射光栅12时进一步分成±1阶衍射光束(NA＝0.1198和NA＝0.0002)。因为NA＝0.0002的衍射光用于检测莫尔图像，因此NA＝0.1198的衍射光能够通过将检测单元14的物镜光阑设置成具有NA＝0.06或更小而切断。这样，具有较长二维周期的莫尔图像通过NA＝0.0002的衍射光而形成，该衍射光经过第一衍射光栅21和第二衍射光栅12。应当知道，形成的莫尔图像的周期沿X方向和Y方向都为大约1.6mm，这意味着第一衍射光栅21和第二衍射光栅12之间的相对偏移量能够以320倍来测量。
为了更高精度地检测莫尔图像，能够增加光量。为了增加光量，希望设置较低的光学放大，并使用具有高强度的光源。当使用具有33mm×26mm尺寸的台面2时，具有几乎相同尺寸和高像素分辨率的传感器可商购获得，并能够用于在几乎单一光学放大的情况下分辨莫尔图像。此外，高亮度光源(诸如LED、卤素灯或SLD(高亮度发光二极管))可在商购获得用作光源。
计算单元15根据由检测单元14检测的莫尔图像来计算台面2的图案区域中的位置偏离。通常情况是在台面2的图案区域中产生非线性扭曲，如上所述。因此，希望根据通过检测基准状态中的台面2获得的莫尔图像预先计算台面2的图案区域中的位置偏离，并在压印处理时校正该位置偏离。台面2的基准状态表示台面2的图案区域为平坦的状态，并能够通过例如将模具1压靠在没有涂覆树脂的平坦基片3上或者改变空气腔室9中的压力而形成。
为了减小台面2的图案区域中的位置偏离，变形单元16向模具1施加力，以便使得台面2的图案区域变形。变形单元16例如使用致动器，例如压电元件，并能够通过在改变致动器的致动量的同时从侧部向模具1施加力而使得台面2的图案区域变形。应当知道，台面2的图案区域也能够通过由压力控制单元13改变空气腔室9中的压力或者通过在升高或降低压印头部7的同时改变压印力(而不是致动器)而变形。此外，台面2的图案区域能够使用照射单元17以红外线照射该图案区域而热变形。
在第一实施例中，莫尔图像通过台面2(模具1)的第一衍射光栅21和压印装置100的第二衍射光栅12而形成，并由检测单元14检测。台面2的图案区域中的位置偏离由被检测的莫尔图像来计算，并通过向模具1施加力来校正。这使得能够检测台面2的图案区域中的、不能通过形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记24来检测的位置偏离，从而校正图案区域的扭曲。也就是，校正图案区域的扭曲能够减小基片3和模具1之间的位置偏离，以便减小覆盖误差。应当知道，当上述校正操作与使用形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记24的对准操作组合地进行时，能够更加合适地对准。此外，即使形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记24局部丧失，也能够获得高精度的对准。
<第二实施例>
根据本发明第二实施例的压印装置200与根据第一实施例的压印装置100的区别在于用光来照射第二衍射光栅12和台面2的第一衍射光栅21的整个表面的方法。在第二实施例中将介绍通过倾斜照明而用光来照射的方法。此外，根据第二实施例的压印装置200包括检测单元46和47，该检测单元46和47将衍射光分成沿X方向和Y方向的两个光路的衍射光束，并检测相应的衍射光束。
根据第一实施例的检测单元14检测二维莫尔图像，而根据第二实施例的检测单元46和47将由第一衍射光栅21衍射的光分成沿X方向和Y方向的两个光路的衍射光束(作为一维莫尔图像)。图9是示出光学系统10的示意图，该光学系统10将由台面2的第一衍射光栅21衍射的光分成沿两个光路的衍射光束。由台面2的第一衍射光栅21衍射的光形成中间图像40，并经过光学系统10的半反射镜41，因此分成沿X方向和Y方向的两个光路的衍射光束。分裂的衍射光束在分别经过物镜42和43时再形成图像。X第二衍射光栅44和Y第二衍射光栅44和45布置在形成图像的部分中，且沿X方向和Y方向的衍射光束分别与第二衍射光栅44和45重叠，以便分别形成一维莫尔图像。沿X方向和Y方向的衍射光束(它们形成莫尔图像)由X检测单元46和Y检测单元47来检测。应当知道，线-空间图案用作X第二衍射光栅44和Y第二衍射光栅45的光栅图案。
下面将利用压印装置200来介绍其中衍射光这样分成沿两个光路的衍射光束的倾斜照明，该压印装置200采用莱特欧(Littrow)光学布置，其中，相同角度和方向被设置用于主射线的照明和接收。图10是示出根据第二实施例的使用莱特欧光学布置的压印装置200的视图。X检测单元46和Y检测单元47均包括照明单元(未示出)，并设计成使用光学系统10来用光照射台面2的第一衍射光栅21的整个表面。应当知道，交错图案用作台面2的第一衍射光栅21的光栅图案。
当照明波长设置成0.6μm，且光由X检测单元46以与数值孔径(NA)＝0.1相对应的角度来发射时，0阶光相对于光学系统10的光瞳平面的中心部分沿X方向以与NA＝0.1相对应的角度由台面2的第一衍射光栅21来衍射。与第一实施例中相同，因为0阶光降低莫尔图像的对比度(由于它的非常强的光强度)，因此希望切断0阶光。在第二实施例中，0阶光通过将光学系统10的光瞳平面上的光阑设置成具有NA＝0.07或更小而切断。此外，1阶衍射光沿X方向以与NA＝0.03和NA＝0.17相对应的角度由第一衍射光栅21来衍射，也就是，光学系统10的光瞳平面上的光阑被设置成具有NA＝0.07或更小，因此NA＝0.17的1阶衍射光被切断，而NA＝0.03的1阶衍射光通过光学系统10。也就是，参考图8(图8示出了在垂直照明中形成于光学系统10的光瞳平面上的光强度分布)，当光沿X方向倾斜进入光学系统10时，图8所示的四个1阶衍射光束31中的仅两个(右侧或左侧)1阶衍射光束通过光学系统10。当由Y检测单元47发射的光的角度也设置成对应于NA＝0.1时，除了在X方向和Y方向之间不同的特性之外，获得相同结果。当光沿Y方向倾斜进入光学系统10时，图8所示的四个1阶衍射光束31中的仅两个(上侧或下侧)1阶衍射光束通过光学系统10。
沿X方向的两个1阶衍射光束(它们由台面2的第一衍射光栅21衍射，并通过光学系统10)与X第二衍射光栅44重叠，以便形成一维莫尔图像。类似地，沿Y方向的两个1阶衍射光束(它们由台面2的第一衍射光栅21衍射，并通过光学系统10)与Y第二衍射光栅45重叠，以便形成一维莫尔图像。与第一实施例中相同，沿X方向和Y方向的莫尔图像具有1.6mm的周期，并由X检测单元46和Y检测单元47检测。应当知道，在第二实施例中的计算单元15和变形单元16与在第一实施例中的相同，且不对它们进行说明。
在第二实施例中，沿X方向和Y方向的一维莫尔图像通过使得台面2(模具1)的第一衍射光栅21以及压印装置200的X第二衍射光栅44和Y第二衍射光栅45重叠而形成。沿X方向和Y方向的模具1的图案区域中的位置偏离能够通过由X检测单元46和Y检测单元47来检测这些一维莫尔图像而独立地计算。
<第三实施例>
已经在第一和第二实施例中介绍了压印装置，各压印装置检测由第二衍射光栅12和台面2(模具1)的第一衍射光栅21形成的莫尔图像，并利用检测的莫尔图像来计算台面2的图案区域中的位置偏离。在第三实施例中将参考图11介绍在根据第一和第二实施例的任一压印装置中使用测试模具来预先获得图案区域中的位置偏离的校正量的方法。只要预先获得图案区域中的位置偏离的校正量，当使用具有与测试模具几乎相等的非线性扭曲的模具1时，该校正量就能够用于校正位置偏离。应当知道，测试模具包括台面2，该台面2包括第一衍射光栅21，与第一实施例中相同。
在步骤S51中，测试模具和基片3装入压印装置中。在步骤S52中，将测试模具压靠基片3，检测由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔图像，且利用检测的莫尔图像来计算测试模具的图案区域中的位置偏离，与第一实施例中相同。应当知道，可以在改变基片3(测试模具压靠该基片3)的位置时重复步骤S52。
在步骤S53中，通过变形单元16校正测试模具的图案区域中的计算出的位置偏离。这时，测试模具的图案区域中的位置偏离的校正量必须小于公差量。公差量的意思是能够由变形单元16进行的校正量的最大值。例如，当致动器用作变形单元16时，它的致动量具有机械限制，因此，致动限制量等于公差量。此外，当致动器的致动量设置成等于或大于给定阈值时，能够校正图案区域中的位置偏离，但是通常在形成于周边部分(该周边部分包围图案区域)上的对准标记24中产生位置偏离。这时，该阈值等于公差量。
当校正量小于公差量时，利用测试模具获得校正量的操作结束。另一方面，当校正量大于公差量时，处理前进至下一步骤(步骤S54)。在步骤S54中，通过由压力控制单元13改变空气腔室9中的压力或者通过由照射单元17用红外线照射图案区域而使测试模具变形。当测试模具的图案已经变形时，处理返回步骤S52，在该步骤中，计算测试模具的图案区域中的位置偏离，并重复步骤S53中的校正操作。
在第三实施例中，图案区域中的位置偏离的校正量预先使用测试模具预先获得。这样，只要使用测试模具预先获得图案区域中的位置偏离的校正量，当使用具有与测试模具几乎相等的非线性扭曲的模具1时，该校正量就能够用于校正位置偏离。也就是，因为能够省略检测用于各模具的莫尔图像和计算图案区域中的位置偏离的步骤，因此提高了压印装置100的生产率。
<第四实施例>
在第三实施例中已经介绍了使用测试模具预先获得图案区域中的位置偏离的校正量的方法。在第四实施例中，不仅使用测试模具，还使用测试基片，当测试基片没有涂覆树脂时获得图案区域中的位置偏离的校正量，然后当测试基片涂覆有树脂时获得图案区域中的位置偏离的校正量。下面将参考图12介绍根据第四实施例预先获得图案区域中的位置偏离的校正量的方法。只要预先获得图案区域中的位置偏离的校正量，当使用具有与测试模具几乎相等的非线性扭曲的模具1时，该校正量就能够用于校正位置偏离，这与第三实施例中相同。此外，通过在测试基片涂覆有树脂时和它没有涂覆树脂时使用测试基片来获得图案区域中的位置偏离的校正量，能够获得由于当图案由树脂填充时产生的毛细作用力而引起的模具的变形量。应当知道，测试模具包括台面2，该台面2包括第一衍射光栅21，这与第一实施例中相同。
在步骤S61中，将测试模具和测试基片装入压印装置中。在步骤S62中，将测试模具压靠没有涂覆树脂的测试基片，并利用由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔图像来计算测试模具的图案区域中的位置偏离，这与第一实施例中相同。应当知道，可以在改变基片3的被测试模具压靠的位置时重复步骤S62。
在步骤S63中，通过变形单元16校正测试模具的图案区域中的计算出的位置偏离。这时，测试模具的图案区域中的位置偏离的校正量必须小于公差量。当校正量大于公差量时，处理前进至步骤S64。在步骤S64中，通过由压力控制单元13改变空气腔室9中的压力或者通过由照射单元17用红外线照射图案区域而使测试模具变形。当测试模具的图案已经变形时，处理返回步骤S62，在该步骤中，计算测试模具的图案区域中的位置偏离，并重复步骤S63中的校正操作。另一方面，当校正量小于公差量时，处理前进至步骤S65。
在步骤S65中，用树脂涂覆测试基片。在步骤S66中，将测试模具压靠涂覆有树脂的测试基片，检测由第一衍射光栅21和第二衍射光栅12形成的莫尔图像，并利用检测到的莫尔图像来计算测试模具的图案区域中的位置偏离。应当知道，可以在改变基片3的被测试模具压靠的位置时重复步骤S66。
在步骤S67中，通过变形单元16校正测试模具的图案区域中的计算出的位置偏离。这时，测试模具的图案区域中的位置偏离的校正量必须小于公差量。当校正量小于公差量时，使用测试模具来获得校正量的操作结束。另一方面，当校正量大于公差量时，处理前进至步骤S68。在步骤S68中，通过由压力控制单元13改变空气腔室9中的压力或者通过由照射单元17用红外线照射图案区域而使测试模具变形。应当知道，当在测试基片涂覆有树脂时和在它没有涂覆树脂时图案区域中的位置偏离由于在图案由树脂填充时产生的毛细作用力而产生时，涂覆在测试基片上的树脂结构可能变化。当测试模具已经变形时，或者当涂覆在测试基片上的树脂结构变化时，处理返回步骤S66，在该步骤中，计算测试模具的图案区域中的位置偏离，并重复步骤S67中的校正操作。
在第四实施例中，利用测试模具和测试基片，在测试基片没有涂覆树脂时获得图案区域中的位置偏离的校正量，然后在测试基片涂覆有树脂时获得图案区域中的位置偏离的校正量。这样，只要预先获得图案区域中的位置偏离的校正量，当使用具有与测试模具几乎相等的非线性扭曲的模具1时，该校正量就能够用于校正位置偏离，这与第三实施例中相同。此外，通过使用测试基片来获得在该测试基片涂覆有树脂时和在它没有涂覆树脂时的图案区域中的位置偏离的校正量，能够获得由于在图案由树脂填充时产生的毛细作用力而引起的模具变形量。
<制造物品的方法的实施例>
根据本发明实施例的制造物品的方法适合制造多种物品，包括例如半导体器件的微器件以及具有微结构的元件。该方法包括使用上述压印装置在涂覆于基片上的树脂上形成图案的步骤(在基片上执行压印处理的步骤)以及处理基片(该基片具有在形成步骤中形成于其上的图案)的步骤。该方法还包括以下已知步骤(例如氧化、膜形成、气相沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂去除、光刻、粘接和封装)。根据该实施例的制造物品的方法在性能、质量、生产率和物品的制造成本中的至少一个方面更优于常规方法。
尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当知道，本发明并不局限于所述的示例实施例。下面的权利要求的范围将根据最广义的解释，以便包含所有这些变化形式以及等效的结构和功能。
本申请要求申请日为2012年3月14日的日本专利申请No.2012-057876的优先权，该文献整体被本文参引。

Claims (15)

1.一种用于压印装置的压印方法，该压印装置通过使用模具而将图案转印至基片上，该模具包括第一表面和第二表面，该第一表面具有图案区域和包围图案区域的周边部分，该第二表面与第一表面相反，所述图案区域包括凸形部分和凹形部分，所述凸形部分和凹形部分构造出要转印至所述基片上的图案，所述周边部分包括要与所述基片上的标记对准的对准标记，所述压印方法包括以下步骤：
检测由已经经过所述模具的第一测量图案和设置在所述压印装置中的第二测量图案的光形成的图像；
根据在检测步骤中检测到的所述图像计算所述图案区域的扭曲；以及
根据在计算步骤中计算出的扭曲，通过向所述模具施加力以使所述模具变形来减小扭曲，
其中，所述第一测量图案形成于所述第二表面和所述凸形部分的下表面之间，或者形成于所述第二表面上，以使得所述第一测量图案包括与所述图案区域中的图案重叠的部分。
2.根据权利要求1所述的压印方法，其中：
所述第一测量图案由第一衍射光栅形成；
所述第二测量图案由第二衍射光栅形成，该第二衍射光栅具有与第一衍射光栅的光栅节距不同的光栅节距，并接收已经经过第一衍射光栅的光；以及
所述图像包括由已经经过第一衍射光栅和第二衍射光栅的光形成的干涉条纹。
3.根据权利要求1所述的压印方法，其中：
所述第一测量图案由第一衍射光栅形成；
所述第二测量图案由多个第二衍射光栅形成，每个第二衍射光栅具有与第一衍射光栅的光栅节距不同的光栅节距，
在检测步骤中，检测由已经经过所述多个第二衍射光栅中的每个第二衍射光栅和第一衍射光栅的光形成的多个干涉条纹，以及
在计算步骤中，根据在检测步骤中检测到的所述多个干涉条纹来计算扭曲。
4.根据权利要求2所述的压印方法，其中：第二衍射光栅布置在与第一衍射光栅光学共轭的位置处。
5.根据权利要求2或3所述的压印方法，其中：所述第一衍射光栅通过台阶和金属膜中的一种而形成。
6.根据权利要求2或3所述的压印方法，其中：所述第一衍射光栅通过离子植入而形成于所述第一表面和第二表面之间。
7.根据权利要求1所述的压印方法，所述压印方法还包括以下步骤：测量在所述模具的对准标记和所述基片上的标记之间的位置偏离，并且根据在测量步骤中测量到的位置偏离来对准所述模具和基片。
8.根据权利要求1所述的压印方法，其中：在检测步骤中，在所述模具被压靠在所述基片上的状态下检测所述图像。
9.根据权利要求1所述的压印方法，其中：
所述模具包括具有矩形形状的台面部分，
对准标记包括布置在所述台面部分的四个拐角处的至少四个对准标记，并且
要转印至所述基片上的所述图案布置在所述至少四个对准标记中。
10.根据权利要求1所述的压印方法，其中：在所述图案区域中所包括的所述凸形部分和凹形部分构造出装置图案以作为要转印至所述基片上的所述图案。
11.根据权利要求1所述的压印方法，其中：在检测步骤中使用测试模具，并且在变形步骤中使用不同于所述测试模具的模具。
12.一种制造物品的方法，该方法的特征在于包括以下步骤：
利用用于压印装置的压印方法执行基片上的树脂的图案的形成，该压印装置通过使用模具而将图案转印至基片上；以及
处理所述基片以便制造物品，已经在该基片上执行了所述图案的形成，
其中，该模具包括第一表面和第二表面，该第一表面具有图案区域和包围图案区域的周边部分，该第二表面与第一表面相反，所述图案区域包括凸形部分和凹形部分，所述凸形部分和凹形部分构造出要转印至所述基片上的图案，所述周边部分包括要与所述基片上的标记对准的对准标记，
其中，所述方法包括以下步骤：
检测由已经经过所述模具的第一测量图案和设置在所述压印装置中的第二测量图案的光形成的图像；
根据在检测步骤中检测到的所述图像计算所述图案区域的扭曲；以及
根据在计算步骤中计算出的扭曲，通过向所述模具施加力以使所述模具变形来减小扭曲，
其中，所述第一测量图案形成于所述第二表面和所述凸形部分的下表面之间，或者形成于所述第二表面上，以使得所述第一测量图案包括与所述图案区域中的图案重叠的部分。
13.一种用于压印装置中的模具，该压印装置将图案转印至基片上，该模具包括：
第一表面，该第一表面具有图案区域和包围图案区域的周边部分，所述图案区域包括凸形部分和凹形部分，所述凸形部分和凹形部分构造出要转印至所述基片上的图案，所述周边部分包括要与所述基片上的标记对准的对准标记；
第二表面，该第二表面与第一表面相反；以及
第一测量图案，所述第一测量图案形成于所述第二表面和所述凸形部分的下表面之间，或者形成于所述第二表面上，以使得所述第一测量图案包括与所述图案区域中的图案重叠的部分。
14.根据权利要求13所述的模具，其中：所述第一测量图案被构造成使得由已经经过所述第一测量图案和设置在所述压印装置中的第二测量图案的光形成图像。
15.一种压印装置，该压印装置通过使用模具而将图案转印至基片上，该模具包括：
第一表面，该第一表面具有图案区域和包围图案区域的周边部分，所述图案区域包括凸形部分和凹形部分，所述凸形部分和凹形部分构造出要转印至所述基片上的图案，所述周边部分包括要与所述基片上的标记对准的对准标记；
第二表面，该第二表面与第一表面相反；以及
第一测量图案，所述第一测量图案形成于所述第二表面和所述凸形部分的下表面之间，或者形成于所述第二表面上，以使得所述第一测量图案包括与所述图案区域中的图案重叠的部分，
所述压印装置包括：
第二测量图案；
检测单元，该检测单元被构造成检测由已经经过所述第一测量图案和所述第二测量图案的光形成的图像；
计算单元，该计算单元被构造成根据由所述检测单元检测到的所述图像计算所述图案区域的扭曲；
变形单元，所述变形单元被构造成根据由所述计算单元计算出的扭曲，通过向所述模具施加力以使所述模具变形来减小扭曲。
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