CN105700291A - 压印装置、压印方法和制造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了压印装置、压印方法和制造物品的方法。本发明提供了执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印装置，该装置包括：被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像的图像感测单元，以及被配置成确定压印处理的正常/异常的确定单元，其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，并且确定单元针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。

Description

压印装置、压印方法和制造物品的方法
技术领域
本发明涉及压印装置、压印方法和制造物品的方法。
背景技术
压印技术是能够形成纳米级微细图案的技术，并且作为用于半导体设备和磁存储介质的一种大规模生产纳米光刻技术而受到关注。通过在图案在其上形成的模具与基板上的树脂彼此接触的状态下固化树脂(压印材料)，然后从固化的树脂脱离模具，利用压印技术的压印装置在基板上形成图案。
在压印装置中，基于来自在基板上方布置的图像感测单元的图像感测信息确定在基板上形成的图案的正常/异常(即压印处理的正常/异常)是有效的(见日本特许专利公开No.2011-3616)。日本特许专利公开No.2011-3616公开了通过比较通过感测经由压印处理在基板上形成的图案所获得的图像与通过事先感测在基板上正常形成的图案所准备的基准图像来确定压印处理的正常/异常的技术。
如果压印处理的正常/异常不是在基板上形成图案之后而是在压印处理期间(例如在生成异常时)被确定，则异常的影响可以被抑制，从而提高生产率。但是，在压印处理期间基板的状态改变为例如其中压印材料被供给(施加)的状态、其中模具和压印材料彼此接触的状态以及其中模具被脱离以便形成图案的状态。如果压印处理的正常/异常的确定基准是恒定的，则依赖于基板状态，基准将变得不适当，并且基板状态不能被准确掌握。即，压印处理的正常/异常在一些情况下不能准确地确定。例如，当模具的图案被基板上的压印材料填充时，基板状态依赖于物理现象(毛细现象)逐次改变，并且难以指定确定压印处理的正常/异常的定时。
发明内容
本发明提供了对确定压印处理的正常/异常有利的压印装置。
根据本发明的第一方面，提供了执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印装置，该装置包括：被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像的图像感测单元，以及被配置成确定压印处理是正常还是异常的确定单元，其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，并且确定单元针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理是正常还是异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理是正常还是异常。
根据本发明的第二方面，提供了执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印装置，该装置包括：被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像的图像感测单元，以及被配置成确定压印处理的正常/异常的确定单元，其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤，使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，以及使模具从基板上固化的压印材料脱离的第三步骤，并且确定单元在第一步骤、第二步骤和第三步骤当中至少一个中确定压印处理的正常/异常。
根据本发明的第三方面，提供了执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印方法，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，该压印方法包括：针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。
根据本发明的第四方面，提供了制造物品的方法，该方法包括：利用压印装置在基板上形成图案，并且处理图案已在其上形成的基板以制造物品，其中，压印装置执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理，并且包括被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像的图像感测单元，以及被配置成确定压印处理的正常/异常的确定单元，其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，并且确定单元针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。
根据本发明的第五方面，提供了制造物品的方法，该方法包括：利用压印装置在基板上形成图案，并且处理图案已在其上形成的基板以制造物品，其中，压印装置执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理，并且包括被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像的图像感测单元，以及被配置成确定压印处理的正常/异常的确定单元，其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤，使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，以及使模具从基板上固化的压印材料脱离的第三步骤，并且确定单元在第一步骤、第二步骤和第三步骤当中至少一个中确定压印处理的正常/异常。
参考附图，本发明的更多方面将从以下对示例性实施例的描述变得清楚。
附图说明
图1是示出作为本发明一方面的压印装置的布置的示意图。
图2A和2B是示出由图1中所示压印装置的观察单元观察到的干涉条纹的例子的视图。
图3是用于说明一般压印处理的流程图。
图4A至4F是用于说明一般压印处理的视图。
图5是用于说明根据实施例的压印处理的流程图。
图6A至6F是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S202)的视图。
图7A至7D是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S203)的视图。
图8是用于说明执行图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S203)的定时的图。
图9是用于说明执行图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S204)的定时的图。
图10A至10C是用于说明执行图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S204)的定时的视图。
图11A和11B是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S206)的视图。
图12A至12C是用于说明执行图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S206)的定时的视图。
图13A至13D是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S207)的视图。
图14A至14D是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)的视图。
图15A和15B是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)的视图。
图16是用于说明图5中所示压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)的视图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将在下面参考附图来描述。注意，相同的标号贯穿附图表示相同的构件，并且其重复的描述将不给出。
图1是示出作为本发明一方面的压印装置100的布置的示意图。压印装置100是利用模具在基板上的压印材料上形成图案的光刻装置。此实施例将说明其中通过用紫外线照射来固化的紫外线固化树脂用作压印材料的情况。但是，压印材料可以是热塑性或热固性树脂。
压印装置100包括保持基板W的基板卡盘1、支撑基板卡盘1并移动的基板台2、保持图案P在其上形成的模具M的模具卡盘3以及支撑模具卡盘3并移动的模具台4。压印装置100还包括将树脂R供给到基板上的分配器11，以及控制整个压印装置100的控制单元12。另外，压印装置100包括生成操作画面的控制台单元13、显示操作画面的显示单元14、包括键盘和鼠标的输入设备15以及检测通过模具M和基板上的树脂R之间的接触所生成的力的力传感器16。当已经通过与压印装置100不同的外部装置被供给树脂R的基板W被加载到压印装置100中时，压印装置100可以不包括分配器11。
压印装置100在这样一种状态下执行通过固化树脂R来在基板上形成图案的压印处理：其中模具M和基板上已经从分配器11供给的树脂R彼此接触，然后从固化的树脂R脱离模具M。压印处理包括供给处理、压印处理、固化处理和脱模处理。供给处理是将树脂R供给到基板上的处理(第一步骤)。压印处理是使模具M与基板上的树脂R彼此接触的处理(第二步骤)。通过使模具M与基板上的树脂R彼此接触，即，朝树脂R压模具M，模具M的图案P用树脂R填充。固化处理是在模具M和基板上的树脂R彼此接触的状态下固化树脂R的处理。脱模处理是从基板上固化的树脂R脱离模具M的处理(第三步骤)。
比图案P面积大的凹陷部分在模具卡盘3的与模具M的图案表面相对的表面上形成。该凹陷部分被模具M和密封玻璃(未示出)封住以定义封闭的空间(腔体)。压力控制单元(未示出)连接到该腔体，并且可以控制腔体的压力。当使模具M和基板上的树脂R彼此接触时，腔体的压力升高，以便使模具M变形为朝基板突出的形状，由此抑制模具M与基板上的树脂R之间气泡的滞留。当模具M与基板上的树脂R彼此接触时，腔体的压力回复，使得模具M变得与基板W平行(完全接触基板上的树脂R)。
压印装置100还包括检测在基板W上提供的对准标记(基板侧标记)6和在模具M上提供的对准标记(模具侧标记)7的对准示波器5。对准示波器5充当对准检测单元，其检测在基板W上的压射区中形成的基板侧标记6和在模具M的图案P上形成的模具侧标记7，并且生成对准信号。作为检测基板侧标记6和模具侧标记7的方法，例如，可以使用检测反映出两个标记的相对位置的莫尔条纹(干涉条纹)的方法。也可以检测基板侧标记6和模具侧标记7的图像并且获得两个标记的相对位置。
控制单元12包括CPU和存储器，并且控制压印装置100的各单元执行压印处理。例如，控制单元12基于对准示波器5对基板侧标记6和模具侧标记7的检测结果来获得模具M与基板W的相对位置(位置偏差)。控制单元12移动基板台2和模具台4，从而基于模具M与基板W的相对位置来校正模具M与基板W之间的位置偏差。模具M与基板W之间的位置偏差包含偏移成分、放大成分、旋转成分等等。另外，通过利用例如布置在模具M周围的压脚(pressurefinger)(未示出)，控制单元12可以根据基板W上的压射区的形状校正模具M的图案P的形状。在此实施例中，控制单元12充当确定压印处理的正常/异常的确定单元，这将随后描述。
压印装置100还包括辐射紫外线的光源8、观察模具M和基板W当中至少任一个的观察单元9以及镜10。镜10包括分色镜，并且具有其中镜10反射来自光源8的紫外线并透射来自观察单元9的光(观察光)的特性。来自光源8的紫外线被镜10反射，以经由模具M照射基板上的树脂R并固化树脂R，由此在基板上形成模具M的图案P。
观察单元9包括观察光源9a和图像传感器9b，并且充当感测模具M和基板W当中至少任一个以获得图像的图像感测单元。来自观察光源9a的观察光穿过镜10和模具M，并且照射基板W(压射区)。图像传感器9b检测作为观察光的由基板W的表面反射的光和由模具M的图案表面反射的光。如上所述，当使模具M与基板上的树脂R彼此接触时，模具M变形为朝基板突出的形状。因此，模具M与基板W之间的间隙从模具M与基板W彼此接触的部分连续变化。图像传感器9b感测由基板W的表面反射的光与由模具M的图案表面反射的光之间的干涉条纹，即所谓的牛顿环。图2A和2B是示出由观察单元9观察到的干涉条纹的例子的视图。图2A示出模具M与基板W之间的间隙，而图2B示出由图像传感器9b感测到的图像。
一般压印处理将参考图3和图4A至4F来说明。如图3中所示，压印处理包括供给处理(步骤S101)、压印处理(步骤S102)、固化处理(步骤S103)和脱模处理(步骤S104)。图4A至4F是示出压印处理中基板W的状态变化的视图。
图4A示出在压印处理开始之前基板W的状态。如图4A中所示，基板W未被处理。
图4B示出已经经历供给处理的基板W的状态。在供给处理中，通过从分配器11将树脂R的液滴排出到基板上，树脂R被供给基板W。如图4B中所示，树脂R的液滴被供给到基板上的预定位置，从而在基板上形成树脂R的液滴的布局。
图4C示出在压印处理中基板W的状态。在压印处理中，如图4C中所示，在其中模具M变形为朝基板侧突出的形状的状态下使模具M接近基板W，由此从模具M的中心到周边使模具M逐渐与基板上的树脂R接触。在压印处理中，在模具M与基板W之间生成间隙，并且观察到如图2B中所示的干涉条纹。
图4D示出在固化处理中基板W的状态。在固化步骤中，树脂R被利用来自光源8的紫外线照射并且在其中模具M与基板上的树脂R彼此接触的状态下被固化。在固化步骤中，如图4D中所示，模具M与基板上的树脂R彼此完全接触，并且模具M的图案P被树脂R填充。
图4E示出在脱模处理中基板W的状态。在脱模处理中，如图4E中所示，在使模具M变形为朝基板突出的形状的同时使模具M从基板W脱离，以便减小脱模力，脱模力是从基板上固化的树脂R脱离模具M的力。在脱模处理中，就像在压印处理中一样，在模具M与基板W之间生成间隙，并且观察到如图2B中所示的干涉条纹。
图4F示出在压印处理结束时基板W的状态。如图4F中所示，形成对应于模具M的图案P的树脂R的图案。
以这种方式，在压印处理期间基板W的状态根据压印处理的各处理而变。在相关技术中，压印处理的正常/异常是在对应于模具M的图案P的树脂R的图案在基板W上形成(图4F中所示的基板W的状态)之后确定的。换句话说，相关技术专用于在脱模处理之后确定压印处理的正常/异常，并且压印处理的正常/异常不能在压印处理的其他处理中被准确地确定。
在此实施例中，压印处理的正常/异常是在压印处理期间确定的，即，是在压印处理的各处理中确定的。此时，压印处理的正常/异常的确定基准针对压印处理的各处理而改变，这将在随后描述。换句话说，压印处理的正常/异常的确定被切换到适于如图3中所示的供给处理(步骤S101)、压印处理(步骤S102)、固化处理(步骤S103)和脱模处理(步骤S104)当中每一个的确定，即，适于基板W的各状态的确定。
图5是用于说明根据此实施例的压印处理的流程图。根据此实施例的压印处理类似地包括供给处理(步骤S101)、压印处理(步骤S102)、固化处理(步骤S103)和脱模处理(步骤S104)。这些处理已经在上面描述过，并且其具体描述将不再重复。在图5中，压印处理(步骤S102)被分成压印处理的开始(步骤S102-1)，其中相对靠近彼此地移动模具M和基板W的操作开始，和压印处理的结束(步骤S102-2)，其中这个操作结束。类似地，脱模处理(步骤S104)被分成脱模处理的开始(步骤S104-1)，其中相对分开彼此地移动模具M和基板W的操作开始，和脱模处理的结束(步骤S104-2)，其中这个操作结束。
在步骤S201中，检查在压印处理开始之前的基板W的状态。例如，利用观察单元9等检查是否有微粒(异物或灰尘)等附着到基板W。
在步骤S202中，基于由观察单元9(图像传感器9b)在供给处理(步骤S101)中感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。在压印装置100中，如图6A和6D中所示，分配器11具有其中用于排出树脂R的液滴的多个孔61成行地布局的布置，以便缩短向基板W供给树脂R所花的时间。在供给处理(步骤S101)中，如图6B和6E中所示，通过在扫描方向62上移动基板台2的同时从分配器11的多个孔61排出树脂R的液滴，树脂R被供给到基板W。
图6B示出了当树脂R向基板W的供给被正常执行时由图像传感器9b感测到的图像，并且示出了分配器11已向其供给树脂R的基板上树脂R的液滴的布局。参考图6B，可以确认树脂R的液滴已经均匀地在基板上形成，并且应当供给到基板的树脂R的液滴没有被遗漏。
相反，图6E示出了当树脂R向基板W的供给未被正常执行时由图像传感器9b感测到的图像，例如，当灰尘附着到分配器11的多个孔61当中的孔63并且树脂R的液滴不能排出时。参考图6E，可以确认树脂R的液滴在基板上对应于分配器11的孔63的区域64中被遗漏了。
在步骤S202中压印处理的正常/异常的确定中，确定应当供给到基板的树脂R的液滴是否被遗漏。作为用于确定压印处理的正常/异常的基准，使用从分配器11正常排出的树脂R的液滴的图像。此时，在供给处理中由图像传感器9b感测到的图像(其中树脂R的液滴的布局)与当分配器11正常排出树脂R的液滴时获得的基准图像(其中树脂R的液滴的基准布局)进行比较。
在步骤S202中压印处理的正常/异常的确定将通过以其中由图像传感器9b感测到的图像中亮度的变化被使用的情况为例来具体说明。图6C是示出图6B中所示图像沿虚线65的亮度的图。在图6C中，纵坐标代表图像中的亮度，并且横坐标代表图像中的位置。当树脂R向基板W的供给被正常执行时，由图像传感器9b感测到的图像中亮度变化较小，如图6C中所示。图6F是示出图6E中所示图像(基准图像)沿虚线65的亮度的图。在图6F中，纵坐标代表图像中的亮度，并且横坐标代表图像中的位置。当树脂R向基板W的供给未被正常执行时，在对应于分配器11的孔63的部分处的亮度与剩余部分处的亮度不同，如图6F中所示。在供给处理中由图像传感器9b感测到的图像与基准图像进行比较，并且当图像中亮度的变化超过预定范围时，可以确定应当供给到基板上的树脂R的液滴被遗漏了，即，压印处理异常。
在步骤S202中，确定压印处理的正常/异常。如果确定压印处理异常，则压印处理停止，并且可以防止产生例如其中基板上的部分图案缺失的缺陷。如果应当供给到基板上的树脂R的液滴的遗漏作为压印处理的异常在步骤S202中被检测到，则自动执行针对附着到分配器11(孔)的灰尘的去除处理，并且压印处理可以继续。
在步骤S203中，压印处理的正常/异常是基于在压印处理开始(步骤S102-1)之后由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来确定的。在步骤S203中的压印处理的正常/异常的确定中，确定是否有微粒附着到基板W。
在步骤S203中压印处理的正常/异常的确定将被具体地说明。在这里，微粒是否附着到基板W是利用代表基准图像与压印处理开始(步骤S102-1)之后由图像传感器9b感测到的图像之间在相同位置的各像素的亮度差异的差异图像确定的。作为用于确定压印处理的正常/异常的基准，使用当压印处理被正常执行时所获得的图像。基准图像是当压印处理正常时在压印处理开始(步骤S102-1)之后由图像传感器9b感测到的图像。
图7B示出了当没有微粒附着到基板W(如图7A中所示)时所获得的差异图像。图7B中所示的差异图像是没有大幅改变并且只包括低亮度值的差异图像。这是因为正常图像被彼此进行比较。图7D示出了当微粒G附着到基板W(如图7C中所示)时所获得的差异图像。图7D中所示的差异图像是甚至包括高亮度值的差异图像，这是因为在附着到基板W的微粒G存在的部分G’处在图像与基准图像之间生成了大的差异。当基准图像与在压印处理开始之后由图像传感器9b感测到的图像之间的差异图像包括超过预定亮度值的亮度值时，可以确定微粒G附着到基板W，即，压印处理异常。
如果压印处理在其中微粒G附着到基板W的状态下继续，则模具M和微粒G可能彼此接触，从而损坏模具M的图案P。因此，微粒G是否附着到基板W的确定(步骤S203)优选地在模具M和基板上的树脂R彼此接触的定时执行。因此，可以早期确定微粒G附着到基板W(压印处理的异常)。当微粒G附着到基板W时，压印处理停止并且模具M的损坏可以被避免。不仅附着到基板W的微粒G而且附着到模具M的微粒都可以被确定。以这种方式，可以确定(检测)模具M与基板W之间微粒的存在/不存在。
为了检测模具M和基板上的树脂R彼此接触的定时，使用力传感器16。图8是用于说明执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S203)的定时的图。在图8中，纵坐标代表布置在基板卡盘1上的力传感器16的输出(由力传感器16检测到的力)，并且横坐标代表从压印处理开始到压印处理结束的时间。图8示出了在压印处理中通过模具M与基板上的树脂R之间的接触所生成的力(压印力)的变化。参考图8，模具M和基板上的树脂R在压印处理开始时彼此是分开的，因此力传感器16的输出为0。随着压印处理继续进行，并且模具M和基板上的树脂R开始彼此接触，力传感器16的输出逐渐增大。在力传感器16检测到通过模具M与基板上的树脂R之间的接触所生成的力的定时，确定微粒G是否附着到基板W。在一些情况下，在模具M和基板上的树脂R彼此接触之后，在模具M和附着到基板W的微粒G彼此接触之前，存在时间裕量。在这种情况下，可以在力传感器16的输出超过阈值Th的定时T1确定微粒G是否附着到基板W。注意，模具M和基板上的树脂R彼此接触的定时也可以不用力传感器16而是用由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来检测。例如，模具M与基板W之间微粒的存在/不存在是在由图像传感器9b感测到的干涉条纹的尺寸(直径)大于预定尺寸PS的定时确定的。
在与步骤S203并行的步骤S204中，压印处理的正常/异常是基于在压印处理开始(步骤S102-1)之后由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来确定的。作为用于确定压印处理的正常/异常的基准，使用由图像传感器9b感测到的干涉条纹的图像。在步骤S204中的压印处理的正常/异常的确定中，模具M和基板上的树脂R之间的接触状态，以及模具M与树脂R的相互姿态，是基于如图2B中所示的干涉条纹来确定的。例如，获得关于如图2B中所示感测到的干涉条纹的位置和圆度当中至少任一个的信息。基于此信息，确定模具M是否在倾斜状态下接触基板上的树脂R。关于干涉条纹的位置和圆度当中至少任一个的信息可以通过比较在压印处理开始之后由图像传感器9b感测到的干涉条纹与当模具M和基板上的树脂R彼此正常接触时所获得的基准干涉条纹来获得。注意，步骤S204中压印处理的正常/异常的确定与(随后要描述的)脱模处理开始(步骤S104-1)之后执行的压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)相同，并且其具体描述将不再重复。
执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S204)的定时将参考图9和图10A至10C来说明。图9示出了由对准示波器5生成的对准信号。在图9中，纵坐标代表对准信号的强度，并且横坐标代表从压印处理开始到压印处理结束的时间。
图10A示出了在图9中所示的定时TA模具M和基板W的状态。对准示波器5通过检测反射光RL来检测模具侧标记7和基板侧标记6。当模具侧标记7与基板侧标记6彼此分开时，如图10A所示，它们不能被检测，并且不生成如图9中所示的对准信号。
图10B示出了在图9中所示的定时TB模具M和基板W的状态。如图10B中所示，在定时TB，模具M和基板上的树脂R彼此接触，并且树脂R开始填充模具M的图案P。随着模具侧标记7和基板侧标记6靠近彼此，模具侧标记7和基板侧标记6被检测到。但是，在模具M的图案P被树脂R的填充继续进行的同时，反射光RL依赖于树脂R的运动而波动。由此，由对准示波器5生成的对准信号变化，如图9中所示。
图10C示出了在图9中所示的定时TC模具M和基板W的状态。如图10C中所示，在定时TC，模具M的图案P被基板上的树脂R充分填充，因此树脂R不移动并且反射光RL稳定。因此，由对准示波器5生成的对准信号也稳定，如图9中所示。
据此，模具M是否在倾斜状态下接触基板上的树脂R是在由对准示波器5生成的对准信号在预设时段PP中稳定的定时TD确定的，如图9中所示。通过使用对准示波器5，执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S204)的定时可以被指定。但是，本发明不限于此，并且执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S204)的定时可以如上所述利用力传感器16而不是由对准示波器5来指定。在这种情况下，模具M是否在倾斜状态下接触基板上的树脂R是在力传感器16的输出超出阈值的定时或者在力传感器16检测到通过模具M与基板上的树脂R接触所生成的力的定时确定的。
在压印处理中，模具M与基板W之间的对准是基于在图9所示的时段AP中对准示波器5的检测结果来执行的。压印处理的正常/异常是在定时TC确定的。如果确定压印处理异常，则压印处理停止，并且可以防止模具M与基板W之间的不必要对准。
在与步骤S203和S204并行的步骤S205中，压印处理的正常/异常是基于在压印处理开始(步骤S102-1)之后由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来确定的。在步骤S205中的压印处理的正常/异常的确定中，确定应当从分配器11供给到基板上的树脂R的液滴是否被遗漏。
在压印装置100中，如图14A和14C中所示，分配器11具有其中用于排出树脂R的液滴的多个孔61成行地布局中的布置，以便缩短向基板W供给树脂R所花的时间。在供给处理(步骤S101)中，如图14B和14D中所示，通过在扫描方向62上移动基板台2的同时从分配器11的多个孔61排出树脂R的液滴，树脂R供给到基板W。
图14B示出了当树脂R向基板W的供给被正常执行时在压印处理期间由图像传感器9b感测到的图像，并且示出了其中模具M的图案P通过压印处理被树脂P填充的状态。图14B示出了在压印处理中观察到的干涉条纹(图2A和2B)中在压印处理继续进行并且在干涉条纹的中心的圆圈扩展到模具M的整个表面(图案P)之后的定时的干涉条纹。参考图11B，可以确认像素的亮度在对应于模具M(图案P)的区域中不变，并且应当供给到基板上的树脂R的液滴没有被遗漏。
相反，图14D示出了当树脂R向基板W的供给未被正常执行时在压印处理期间由图像传感器9b感测到的图像。其中树脂R向基板W的供给未被正常执行的情况是，例如，其中灰尘附着到分配器11的多个孔61当中的孔63并且树脂R的液滴不能从孔63排出的情况。参考图14D，可以确认基板上对应于分配器11的孔63的区域64中的像素亮度与剩余区域中的亮度不同。
图15A和15B是用于说明在图14D中观察到的干涉条纹的视图。图15A示出了在压印处理被执行的同时模具M与基板W之间的间隙，以及利用树脂R填充模具M的图案P的状态。图15B示出了由图像传感器9b感测到的图像的部分。参考图15B，折射率接近的模具M和树脂R在树脂R的液滴未遗漏的区域121中彼此接触，因此位于模具M与树脂R之间界面处的反射率非常低。因此，树脂R的液滴未遗漏的区域121中的反射光变弱，并且在图像传感器9b中获得暗的图像。
在树脂R的液滴被遗漏的区域122中，在模具M与树脂R之间存在间隙。由模具M反射的光与由树脂R反射的光彼此干涉，并且在图像传感器9b中获得亮的图像。换句话说，在模具M与树脂R之间存在间隙的区域产生亮的图像。由于树脂R的液滴的遗漏可以在尺寸大于实际树脂R的一个液滴的区域中被检测到，因此具有比检测树脂R的一个液滴所必需的分辨率低的分辨率的观察单元9(图像传感器9b)可以检测树脂R的液滴的遗漏。
以这种方式，应当从分配器11供给到基板上的树脂R的液滴是否被遗漏可以从由图像传感器9b获得的图14D中的图像确定。注意，干涉条纹包括其中由于液滴在一个部分的遗漏而存在一个亮条痕(streak)的情况，如图11D中所示，以及其中由于液滴在多个部分遗漏而造成的多个变化密度的条痕重复的情况。
如上所述，在步骤S205中压印处理的正常/异常的确定中，确定应当从分配器11供给到基板上的树脂R的液滴是否被遗漏。此时，压印处理中由图像传感器9b感测到的图像与当分配器11正常排出树脂R的液滴时所获得的基准图像进行比较。步骤S205中压印处理的正常/异常的确定将通过以如下情况为例来具体说明，所述情况是其中使用由图像传感器9b感测到的图像中在扫描方向(移动方向)上垂直条痕(亮/暗线)的存在/不存在的情况。
图16示出了图14B中所示的图像与图14D中所示的图像之间的差异图像。参考图16，在差异图像中，具有差异的像素变白，而没有差异的像素变暗。像素亮度在其改变的边界131是根据差异图像提取的。扫描方向中垂直条痕的存在/不存在是基于边界131是否与扫描方向62平行(即边界131是否近似于指示出扫描方向62的直线)来确定的。
在此实施例中，树脂R的液滴是否被遗漏的确定甚至在步骤S202中也执行。在步骤S202中，基板上树脂R的液滴直接被观察，因此每个像素的亮度依赖于由图像传感器9b获得的图像中液滴的存在/不存在而改变，如图6B中所示。相反，在步骤S205中，压印处理开始，观察到当模具M的图案P用树脂R填充时的干涉条纹，并且各像素的亮度几乎不变，如图14B和14D中所示。在步骤S205中，与步骤S202相比，图像传感器9b的低分辨率被允许，并且树脂R的液滴的遗漏可以作为更清楚的垂直条痕被检测。
注意，执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)的定时可以是当模具M的图案P被树脂R填充的定时，就像图9中所示的定时TD。当树脂R的液滴被遗漏时检测到的区域64(垂直条痕)甚至可以在用树脂R进行填充期间被检测，在此期间，获得图2A和2B中所示的干涉条纹。因此，执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S205)的定时不限于图9中所示的定时TD，并且可以是可以检测到图14D所示的区域64的任意定时。
在步骤S205中，确定压印处理的正常/异常。如果确定压印处理异常，则压印处理停止，并且可以防止产生例如其中基板上的部分图案缺失的缺陷。如果应当供给到基板上的树脂R的液滴的遗漏在步骤S205中作为压印处理的异常被检测到，则自动执行针对附着到分配器11(孔)的灰尘的去除处理，并且压印处理可以继续。
在步骤S206中，压印处理的正常/异常是基于在脱模处理开始(步骤S104-1)之后由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来确定的。在脱模处理中，如果模具M在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离，如图11A中所示，则在基板上形成的树脂R的图案可能倒塌或损坏。
在步骤S206中压印处理的正常/异常的确定中，模具M是否在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离是基于如图2B或11B中所示的干涉条纹来确定的。作为确定压印处理的正常/异常的基准，使用由图像传感器9b感测到的干涉条纹的图像。更具体而言，首先获得干涉条纹的位置PosX和PosY以及圆度(宽度与高度之比)，如图11B中所示。干涉条纹的位置和圆度可以通过比较在脱模处理开始之后由图像传感器9b感测到的干涉条纹与当模具M被从基板上的树脂R正常脱离时所获得的基准干涉条纹来获得。当干涉条纹的位置和圆度超过阈值时，确定模具M在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离，即，压印处理异常。以这种方式，即使当基板W的状态在短时间段内大幅改变，也可以通过使用由图像传感器9b感测到的干涉条纹来高精度地确定压印处理的正常/异常。
执行压印处理的正常/异常的确定(步骤S206)的定时将参考图12A至12C来说明。图12A至12C示出了随着脱模处理的时间逝去由图像传感器9b感测到的图像(干涉条纹)。在脱模处理中，模具M变形为朝基板突出的形状以便减小脱模力，脱模力是用于从基板上固化的树脂R脱离模具M的力，如上所述。模具M是从模具M的周边开始被从基板上固化的树脂R脱离的，并且可以防止树脂R从基板W的剥离。在脱模处理中，就像在压印处理中一样，在模具M与基板W之间生成间隙，并且观察到如图12A至12C中所示的干涉条纹。参考图12A至12C，随着模具M与基板上固化的树脂R之间的接触面积减小，干涉条纹的尺寸逐渐减小。在干涉条纹的尺寸(直径)变得小于预定尺寸PS时，确定模具M是否在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离。
由于脱模处理一般在短时间内执行，因此难以指定确定模具M是否在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离的定时。但是，通过使用由图像传感器9b感测到的干涉条纹(的尺寸)，此实施例可以指定确定模具M是否在倾斜状态下被从基板上固化的树脂R脱离的定时。
在步骤S207中，压印处理的正常/异常是基于在脱模处理之后由观察单元9(图像传感器9b)感测到的图像来确定的。作为确定压印处理的正常/异常的基准，使用由图像传感器9b感测到的干涉条纹的图像。在步骤S207中压印处理的正常/异常的确定中，确定图案是否在基板W上正常形成，例如，树脂R是否从基板W剥离。
通过从基板上固化的树脂R脱离模具M，具有对应于模具M的图案P的图案的树脂R在基板W上形成。图13A示出了当脱模步骤已经正常执行时由图像传感器9b感测到的图像。如果模具M的图案P是周期性的线与空格(line-and-space)图案，则获得其中树脂R在基板W上形成的部分处亮度低并且在剩余部分处亮度高的图像，如图13A中所示。图13C示出了当脱模处理未被正常执行时，例如当树脂R从基板W剥离并且附着到模具M时，由图像传感器9b感测到的图像。在这种情况下，获得其中在树脂R的剥离发生的部分71亮度高的图像，如图13C中所示。
由此，树脂R是否从基板W剥离是利用差异图像确定的，该差异图像代表在基准图像与脱模处理之后由图像传感器9b感测到的图像之间在相同位置的各像素的亮度差异。基准图像是当压印处理正常时在脱模处理之后由图像传感器9b感测到的图像。
图13B示出了当树脂R没有从基板W剥离时所获得的差异图像，如图13A中所示。图13B中所示的差异图像是没有大幅改变并且只包括低亮度值的差异图像。这是因为正常图像被彼此进行比较。图13D示出了当树脂R从基板W剥离时所获得的差异图像，如图13A中所示。图13D中所示的差异图像是包括甚至高亮度值的差异图像，这是因为在树脂R的剥离发生的部分72大的差异在图像与基准图像之间生成。当基准图像与脱模处理开始之后由图像传感器9b感测到的图像之间的差异图像包括超出预定亮度值的亮度值时，可以确定树脂R已经从基板W剥离，即，压印处理异常。
甚至在确定具有已有图案在其上形成的底层的基板上的压印处理的正常/异常时，利用这种差异图像确定压印处理的正常/异常也是有效的。在这种情况下，需要为每个底层准备基准图像。
根据此实施例的压印装置100可以通过在压印处理的各处理中以高精度掌握基板W的状态来准确地确定压印处理的正常/异常。压印装置100可以抑制压印处理的异常的影响并且提高生产率。
根据此实施例的压印装置100使用来自对准示波器5、力传感器16和观察单元9的多份信息来指定确定压印处理的正常/异常的定时。不是在压印处理的各处理被切换的定时而是适于确定压印处理的正常/异常的定时可以被指定。在压印处理等等当中，压印处理的正常/异常可以在对应于基板W的状态的不同定时被确定。
虽然，根据此实施例，压印处理的正常/异常是在供给处理、压印处理和脱模处理中确定的，但是本发明不限于此。例如，压印处理的正常/异常可以在供给处理、压印处理和脱模处理当中至少两个中或者在供给步骤和压印步骤当中至少任一个中被确定。压印处理的正常/异常甚至可以在压印步骤和固化步骤之间的间隔或者在固化步骤和脱模步骤之间的间隔被确定。
当确定压印处理异常时，执行对应于异常的错误处理。例如，当在步骤S203中确定微粒G附着到基板W时，可以执行除去微粒G的处理，或者可以执行存储基板上微粒G附着到的位置的处理。当微粒G不能被去除时，压印处理可以停止，或者可以防止模具M接触微粒G(防止形成图案)。
此实施例已经通过将通过用紫外线(光)照射来固化树脂的光固化方法作为树脂固化方法的例子进行了说明。但是，树脂固化方法不限于光固化方法，并且可以是热循环法。在热循环法中，热塑性树脂被加热至等于或高于玻璃转化温度的温度以增强流动性。在这种状态下，使模具和树脂彼此接触，并且树脂被冷却并固化。模具从基板上固化的树脂被脱离，由此在基板上形成图案。
将说明制造作为物品的设备(例如，半导体设备、磁存储介质或液晶显示元件)的方法。这种制造方法包括利用压印装置100在基板(例如，晶片、玻璃板或者膜基板)上形成图案的步骤。这种制造方法还包括处理图案已在其上形成的基板的步骤。处理步骤可以包括除去图案的残留膜的步骤。此外，该方法可以包括其它已知的步骤，诸如利用图案作为掩模蚀刻基板的步骤。就物品的性能、质量、生产率和生产成本当中至少一个而言，根据此实施例的制造物品的方法相对于相关技术是有利的。
虽然本发明已经参考示例性实施例进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当赋予最广泛的解释，从而涵盖所有此类修改以及等同结构和功能。

Claims (20)

1.一种执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印装置，其特征在于，所述装置包括：
图像感测单元，被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像；以及
确定单元，被配置成确定压印处理的正常/异常，
其中，压印处理包括将压印材料供给到基板上的第一步骤，以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，并且
确定单元针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。
2.如权利要求1所述的装置，其中，
压印处理包括使模具从固化在基板上的压印材料脱离的第三步骤，并且
在第三步骤中，确定单元基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。
3.如权利要求1所述的装置，还包括被配置成将压印材料的液滴供给到基板上的分配器，
其中，图像感测单元感测分配器已经供给压印材料的基板上的液滴的布局，并且
在第一步骤中，确定单元基于由图像感测单元感测到的液滴的布局来确定压印处理的正常/异常。
4.如权利要求3所述的装置，其中，确定单元将由图像感测单元感测到的液滴的布局与当分配器正常供给压印材料时所获得的液滴的基准布局进行比较，并且确定应当被供给到基板上的液滴是否被遗漏。
5.如权利要求1所述的装置，其中，
图像感测单元感测由模具反射的光与由基板反射的光之间的干涉条纹，并且
在第二步骤中，确定单元基于干涉条纹来确定压印处理的正常/异常。
6.如权利要求5所述的装置，其中，在第二步骤中，确定单元基于干涉条纹来确定模具与基板之间异物的存在/不存在。
7.如权利要求5所述的装置，其中，基于关于由图像感测单元感测到的干涉条纹的位置和圆度当中至少一个的信息，确定单元确定模具是否在倾斜状态下接触基板上的压印材料。
8.如权利要求5所述的装置，还包括：被配置成将压印材料的液滴供给到基板上的分配器，
其中，基于由图像感测单元感测到的干涉条纹，确定单元确定应当从分配器供给到基板上的液滴是否被遗漏。
9.如权利要求8所述的装置，其中，确定单元将由图像感测单元感测到的干涉条纹与当应当从分配器供给到基板上的液滴未被遗漏时所获得的基准干涉条纹进行比较，检测在分配器供给液滴时基板的移动方向上生成的亮/暗线的存在/不存在，并且确定应当供给到基板上的液滴是否被遗漏。
10.如权利要求9所述的装置，其中，确定单元基于由图像感测单元感测到的干涉条纹中的干涉条纹的边界线是否近似于与移动方向平行的直线来检测干涉条纹中的亮/暗线的存在/不存在。
11.如权利要求5所述的装置，还包括：被配置成检测通过模具与基板上的压印材料之间的接触而生成的力的力传感器，
其中，确定单元在由力传感器检测到的力超过阈值的定时确定压印处理的正常/异常。
12.如权利要求5所述的装置，还包括：被配置成检测通过模具与基板上的压印材料之间的接触而生成的力的力传感器，
其中，确定单元在力传感器检测到力的定时确定压印处理的正常/异常。
13.如权利要求5所述的装置，还包括：被配置成检测在模具上形成的标记和在基板上形成的标记并且生成对准信号的对准检测单元，
其中，确定单元在由对准检测单元生成的对准信号在预设时段内稳定的定时确定压印处理的正常/异常。
14.如权利要求5所述的装置，其中，确定单元在由图像感测单元感测到的干涉条纹的尺寸大于预定尺寸的定时确定压印处理的正常/异常。
15.如权利要求2所述的装置，其中，
图像感测单元感测由模具反射的光与由基板反射的光之间的干涉条纹，并且
在第三步骤中，确定单元基于由图像感测单元感测到的干涉条纹来确定压印处理的正常/异常。
16.如权利要求15所述的装置，其中，确定单元在由图像感测单元感测到的干涉条纹的尺寸小于预定尺寸的定时确定压印处理的正常/异常。
17.一种执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印装置，其特征在于，所述装置包括：
图像感测单元，被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像；以及
确定单元，被配置成确定压印处理的正常/异常，
其中，压印处理包括：将压印材料供给到基板上的第一步骤，使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，以及使模具从固化在基板上的压印材料脱离的第三步骤，并且
在第一步骤、第二步骤和第三步骤当中至少一个中，确定单元确定压印处理的正常/异常。
18.一种执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理的压印方法，其特征在于，该压印处理包括：将压印材料供给到基板上的第一步骤，以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，
所述压印方法包括：针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于通过感测模具和基板中的至少一个所获得的图像来确定压印处理的正常/异常。
19.一种制造物品的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用压印装置在基板上形成图案；以及
处理在其上已经形成有图案的基板，以制造物品，
其中，压印装置执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理，并且所述压印装置包括：
图像感测单元，被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像；以及
确定单元，被配置成确定压印处理的正常/异常，
其中，压印处理包括：将压印材料供给到基板上的第一步骤，以及使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，并且
确定单元针对压印处理的每个步骤改变确定压印处理的正常/异常的基准并且基于由图像感测单元感测到的图像来确定压印处理的正常/异常。
20.一种制造物品的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用压印装置在基板上形成图案；以及
处理在其上已经形成有图案的基板，以制造物品，
其中，压印装置执行利用模具在基板上形成压印材料的图案的压印处理，并且所述压印装置包括：
图像感测单元，被配置成感测模具和基板当中至少一个并且获得图像；以及
确定单元，被配置成确定压印处理的正常/异常，
其中，压印处理包括：将压印材料供给到基板上的第一步骤，使模具和基板上的压印材料彼此接触的第二步骤，以及使模具从固化在基板上的压印材料脱离的第三步骤，并且
在第一步骤、第二步骤和第三步骤当中至少一个中，确定单元确定压印处理的正常/异常。
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