CN106918986A - 压印装置的调整方法、压印方法和物品制造方法 - Google Patents

压印装置的调整方法、压印方法和物品制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种压印装置的调整方法、压印方法和物品制造方法。一种用于调整压印装置的调整方法包括:准备步骤,准备用于对测试模具的接触区域与供给在基板上的压印材料接触的状态进行评估的样品;评估步骤,对样品进行评估;以及调整步骤,基于在评估步骤中获得的评估结果来调整压印装置。接触区域包括不包括图案的平坦区域,评估步骤中的评估包括第一评估,该第一评估是对平坦区域中的压印材料的状态的评估,并且,在调整步骤中基于第一评估的结果来调整压印装置。

Description

压印装置的调整方法、压印方法和物品制造方法
技术领域
本公开总体上涉及一种压印装置的调整方法、压印方法和物品制造方法。
背景技术
压印技术是用于在基板上布置压印材料、使用模具使压印材料成形然后固化压印材料以将模具的图案转印到压印材料的技术。通过使模具与压印材料接触以通过毛细管现象在构成模具的图案的凹部中填充压印材料来进行压印材料的成形。为了通过压印技术在基板上形成没有任何缺陷的图案,需要调整压印装置。在下文中,通过压印技术在基板上形成图案将被称为压印。压印装置的调整可以包括例如调整压印装置中的压印条件、压印装置的维护等。
在日本特开2005-026462号公报中描述了在压印中提供加工参数的条件。加工参数包括模具相对于晶片的挤压力、模具的温度、晶片的温度等。
已经通过使用模具进行压印来进行压印装置的调整,在模具中,形成有要转印到基板上的压印材料的图案(以下称为“图案模具”或简称为“模具”)。然而,在用于调整的压印中,如果相对于基板的挤压力强或者在基板与模具之间存在颗粒,则模具可能会劣化或被损坏。图案模具非常昂贵。因此,在调整压印装置时应避免图案模具的劣化或损坏。
发明内容
根据本公开的一方面,一种用于调整压印装置的调整方法包括:准备步骤,准备用于对测试模具的接触区域与供给在基板上的压印材料接触的状态进行评估的样品;评估步骤,对样品进行评估;以及调整步骤,基于在评估步骤中获得的评估结果来调整压印装置。接触区域包括不包括图案的平坦区域,评估步骤中的评估包括第一评估,该第一评估是对平坦区域中的压印材料的状态的评估,并且,在调整步骤中基于第一评估的结果来调整压印装置。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述,本公开的另外的特征将变得清楚。
附图说明
图1是示意性地示出压印装置的结构的图。
图2是示出压印装置的调整方法的示例的图。
图3A和图3B是示出由检查单元获取的图像的示例的图。
图4A和图4B是示出由检查单元获取的图像的示例的图。
图5A和图5B是示出由检查单元获取的图像的示例的图。
图6A和图6B是示出由检查单元获取的图像的示例的图。
图7是示出填充时段(接触时段)和缺陷密度之间的关系的示例的图。
图8是示意性地示出作为应用例的压印系统的结构的图。
图9是示出压印系统中的压印装置的调整方法的示例的图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述本公开的示例性实施例。
图1示意性地示出根据本公开的实施例的压印装置100的结构。压印装置100使用模具(图案模型)PM对供给在基板S上的压印材料进行成形,并且通过使成形的压印材料固化在基板S上形成图案。压印材料是可固化组合物,其通过提供用于固化材料的能量而被固化。压印材料可以处于固化状态或未固化状态。用于固化的能量可以是例如电磁波、热等。例如,电磁波可以是其波长在等于或大于10纳米到小于或等于1毫米的范围内选择的光(例如,红外光、可见光或紫外光)。
通常,可固化组合物通过施加光或加热来固化。通过光固化的光固化性组合物可以至少含有聚合性化合物和光聚合引发剂。此外,光固化性组合物还可含有不可聚合的化合物或溶剂。不可聚合的化合物可以是选自于由例如敏化剂、氢供体、内部添加的脱模剂、表面活性剂、抗氧化剂、聚合物组分等构成的组中的至少一种。
在描述和附图中,在平行于基板S的表面的方向被定义为XY平面的XYZ坐标系上表示方向。在XYZ坐标系中与X轴、Y轴和Z轴平行的方向分别由X方向、Y方向和Z方向表示。围绕X轴的旋转、围绕Y轴的旋转和围绕Z轴的旋转分别由θX、θY和θZ表示。在X轴、Y轴和Z轴上的控制或驱动分别表示在平行于X轴的方向、平行于Y轴的方向和平行于Z轴的方向上的控制或驱动。此外,在θX轴、θY轴和θZ轴上的控制或驱动分别表示在围绕平行于X轴的轴的旋转、围绕平行于Y轴的轴的旋转以及围绕平行于Z轴的轴上的旋转上的控制或驱动。此外,位置是可以基于X轴、Y轴和Z轴上的坐标来识别的信息,并且,姿势是可以通过相对于θX轴、θY轴和θZ轴的相对旋转来识别的信息。定位表示控制位置和/或姿势。
压印装置100可以包括驱动单元DRVU、固化单元1、摄像单元2、分配器(压印材料供给单元)3、吹洗气体供给单元4、对准观测器5、检查单元6、控制单元7、过滤器8和室10。驱动单元DRVU、固化单元1、摄像单元2、分配器3、吹洗气体供给单元4、对准观测器5和检查单元6布置在室10内。空气可以通过过滤器8供给到室10的内部空间。
驱动单元DRVU驱动基板S和模具PM中的至少一个,使得可以调整基板S和模具PM的相对位置。驱动单元DRVU可以包括例如用于对基板S进行定位的基板驱动部件SDRV和用于对模具PM进行定位的模具驱动部件MDRV。例如,基板驱动部件SDRV包括保持基板S的基板保持器SH和用于驱动基板保持器SH的驱动机构SDM,并且,驱动机构SDM驱动基板保持器SH,使得可以围绕多个轴(例如,包括X轴、Y轴和Z轴的三个轴)驱动基板S。此外,模具驱动部件MDRV包括模具保持器和用于驱动模具保持器的驱动机构,并且,该驱动机构围绕多个轴(例如,包括X轴、Y轴、Z轴、θX轴、θY轴和θZ轴的六个轴)驱动模具PM。驱动单元DRVU调整基板S和模具PM关于X轴、Y轴、θX轴、θY轴和θZ轴的相对位置,并且还调整基板S和模具PM关于Z轴的相对位置。基板S和模具PM关于Z轴的相对位置的调整包括用于基板S上的压印材料与模具PM之间的接触和分离的操作。
模具驱动部件MDRV可以包括用于控制模具PM在Z轴方向上的变形的第一变形机构ZDM和用于控制模具PM在XY平面上的变形的第二变形机构XYDM以及上述功能。在使模具PM与基板S上的压印材料接触之前,第一变形机构ZDM控制模具PM以具有朝向基板S的凸形状。此外,在使模具PM的一部分与压印材料接触之后,第一变形机构ZDM控制模具PM的变形,使得模具PM从凸形状逐渐变为平面形状。第一变形机构ZDM可以通过控制模具PM的后表面侧的空间SP(与基板侧相对的一侧的空间)的压力来控制模具PM在Z轴方向上的变形。第二变形机构XYDM可以使模具PM变形,使得模具PM的图案转印区域的形状与基板S的投射区域(shot region)的形状匹配。图案转印区域是其中形成有要转印到基板S上的压印材料的图案的区域。
使用测试模具TM代替图案模具PM来进行压印装置的调整方法。具体地,使用附装到模具驱动部件MDRV的测试模具TM来进行压印装置100的调整方法。由模具驱动部件MDRV驱动图案模具PM的上述说明可以用于通过模具驱动部件MDRV驱动测试模具TM。在该示例中,图案模具PM是其中形成有要转印到基板S上的压印材料的图案的模具。测试模具TM包括与供给在基板S上的压印材料接触的接触区域。接触区域包括不包括图案的平坦区域。接触区域可以包括与用于制造物品的图案模具PM的图案转印区域相同的形状和面积。平坦区域的面积可以是接触区域的面积的30%或30%以上。在降低测试模具TM的制造成本方面,期望平坦区域的面积大。平坦区域的面积可以是,例如,接触区域的面积的40%或40%以上,50%或50%以上,60%或60%以上,70%或70%以上,80%或80%以上,90%或90%以上,95%或95%以上或100%。
固化单元1将用于固化基板S上的压印材料的能量供给到压印材料。例如,固化单元1可以被构造为通过图案模具PM或测试模具TM将作为用于固化基板S上的压印材料的能量的光供给到压印材料。为了评估或观察基板S上的压印材料与模具PM或TM之间的接触状态,摄像单元(照相机)2拍摄由压印材料和模具PM或TM形成的图像。分配器3是压印材料供给单元,其将处于未固化状态(液体状态)的压印材料供给或布置在基板S上。分配器3包括,例如,一个或更多个喷射口,通过所述一个或更多个喷射口喷射处于未固化状态的压印材料,并且,分配器3根据压印材料的布置方案(布置图案)控制压印材料通过所述一个或更多个喷射口的喷射。通常,分配器3可以以使得压印材料被分离成各滴的方式将处于未固化状态的压印材料布置在基板上。基于布置方案确定压印材料的布置。例如,采用使用热的方法、使用压电元件的方法等来控制压印材料的喷射。
吹洗气体供给单元4向基板S与模具PM或TM之间的空间供给吹洗气体。吹洗气体可以用于促进将压印材料填充到构成模具PM的图案的凹部中。可以使用不抑制压印材料的固化的气体,例如,包括氦气、氮气和可凝性气体(例如,五氟丙烷(PFP))中的至少一种的气体作为吹洗气体。吹洗气体供给单元4可以包括,例如,用于控制或调整吹洗气体的喷射方向、喷射时段、喷射定时、流速等的功能。例如,在吹洗气体供给单元4包括吹洗气体的喷射方向不同的多个喷射口的情况下,可以根据要从哪个喷射口喷射吹洗气体,来控制吹洗气体的喷射方向。
为了进行基板S和模具PM的投射区域的定位,对准观测器5检测投射区域的对准标记和模具PM的对准标记的相对位置。检查单元6检查准备用于对测试模具TM的接触区域与供给在基板S上的压印材料接触的状态进行评估的样品。检查单元6可以包括,例如,用于获取表示样品的状态的信息(通常,图像)的显微镜。可以使用可用于例如与基板S的基板保持器SH一起定位的失准观测器(off-alignment scope)来代替检查单元6。样品可以是任何物体,只要可以对测试模具TM的接触区域与供给在基板S上的压印材料接触的状态进行评估即可。可以在测试模具TM的接触区域与供给在基板S上的压印材料接触的状态下通过固化单元1固化压印材料来准备样品。可选地,样品可以被准备为处于如下状态下的压印材料,亦即处于测试模具TM的接触区域与供给在基板S上的压印材料接触的状态,并且处于所述压印材料没有被固化单元1固化的未固化状态。在后一种情况下,在测试模具TM与压印材料接触的状态下进行检查单元6的检查。在这种情况下,可以使用摄像单元2来代替检查单元6。
为了保持室10的内部空间中的恒定的清洁度,过滤器8可以布置在室10的内部空间和置于室10外部的空间中的环境控制器(供给温度、湿度等被调整的空气的设备)之间。过滤器8可以包括,例如,用于收集有机材料的化学过滤器和用于收集诸如颗粒等的无机材料的颗粒过滤器。过滤器8的性能随着使用而劣化,因此,可根据需要进行更换。
控制单元7控制驱动单元DRVU、固化单元1、摄像单元2、分配器3、吹洗气体供给单元4、对准观测器5和检查单元6,并且还处理由摄像单元2、对准观测器5和检查单元6供给的信息。控制单元7可以包括,例如,诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程逻辑器件(PLD),专用集成电路(ASIC),构建有程序的通用计算机,或者上述设备的全部或部分的组合。
下面将参照图2描述压印装置100的调整方法。图2所示的调整方法可以由控制单元7控制。步骤S206和S209的处理可以通过工程师(人)的介入来进行,或者可以主要由工程师来进行。
在步骤S201中,将测试模具TM装载到压印装置100的室10中,并且将测试模具TM附装到模具驱动部件MDRV的模具保持器。在步骤S202中,将基板S装载到压印装置100的室10中,并且将基板S放置在基板保持器SH上。
在步骤S203中,通过分配器3将处于未固化状态的压印材料供给或布置在基板S上。在步骤S204中,驱动单元DRVU调整基板S和测试模具TM的相对位置,使得测试模具TM的接触区域与基板S上的压印材料接触。在调整相对位置的同时,通过模具驱动部件MDRV的第一变形机构ZDM来控制测试模具TM在Z轴方向上的形状。具体地,在使测试模具TM与基板S上的压印材料接触之前,第一变形机构ZDM控制测试模具TM具有朝向基板S的凸形状。此外,在使测试模具TM的一部分与压印材料接触之后,第一变形机构ZDM可以控制测试模具TM的变形,使得测试模具TM从凸形状逐渐变为平面形状。此外,在开始步骤S204的处理之前的期望时刻,吹洗气体供给单元4可以开始向基板S和测试模具TM之间的空间供给吹洗气体。
在步骤S205中,在从测试模具TM与基板S上的压印材料接触起经过了设置的时间时,固化单元1向压印材料供给用于固化的能量,由此压印材料被固化。此外,在步骤S205中,此后,固化的压印材料从测试模具TM分离。因此,准备或形成用于对测试模具TM的接触区域与供给在基板S上的压印材料接触的状态进行评估的样品。如上所述,样品可以被准备为未被固化单元1固化的未固化状态的压印材料。在这种情况下,在步骤S206中进行的评估之前不进行步骤S205。在步骤S206中进行的评估之后,可以进行步骤S205的处理,以避免压印材料的移位。在固化的压印材料被准备为样品的实现方式中,步骤S203、S204和S205是样品准备步骤。在未固化的压印材料被准备为样品的实现方式中,步骤S203和S204是样品准备步骤。可以对基板S上的不同区域(例如,投射区域)准备多个样品。在这种情况下,可以在改变压印条件的同时形成多个样品。
在步骤S206(评估步骤)中,控制单元7使用检查单元6评估准备的样品。如上所述,在未固化的压印材料被准备为样品的实现方式中,可以使用摄像单元2来代替检查单元6。然而,在下文中,将代表性地描述使用检查单元6进行评估的情况。例如,检查单元6在用照明光照射样品的同时拍摄样品的图像。在样品具有缺陷的情况下,照明光被缺陷散射,并且产生散射光。结果是,由检查单元6拍摄的图像提供表示缺陷的位置和大小的信息。控制单元7通过处理由检查单元6提供的图像来评估样品。检查单元6和处理由检查单元6获得的信息的处理器可以布置在压印装置100的外部。样品的缺陷可以包括空隙(不存在压印材料的空腔)。样品的缺陷可以包括当压印装置100的组件(例如,分配器3)被化学物质污染时产生的缺陷。样品的缺陷可以包括由颗粒产生的缺陷。
例如,通过将由检查单元6提供的缺陷部分的图像的多个像素的各个值与阈值进行比较或者将由检查单元6提供的图像与预先准备的参考图像进行比较,控制单元7可以提取缺陷部分。作为准备参考图像的方法,例如,可以采用这样的方法,其中,拍摄多个样品的图像,并且,与通过利用不同的检查设备检查确定与不存在缺陷的样品相对应的图像被定义为参考图像。在测试模具TM的接触区域中存在裂纹的情况下,可以基于通过拍摄接触区域的图像而获得的图像来生成参考图像。
例如,控制单元7可以使用缺陷的数量和缺陷的尺寸作为评估项目来进行评估。例如,在缺陷的数量小于或等于参考值并且缺陷的尺寸小于或等于参考尺寸的情况下,作为评估对象的样品被评估为可接受,并且,在缺陷数量大于参考值或缺陷尺寸大于参考尺寸的情况下,作为评估对象的样品被评估为不可接受。评估可以由控制单元7进行,通过工程师(人)的介入来进行,或者主要由工程师进行。
当根据在步骤S206中进行的评估在步骤S207中确定评估对象是可接受的时,控制单元7进入步骤S208。当在步骤S207中确定评估对象是不可接受时,控制单元7进入步骤S209。在步骤S208中,卸载测试模具TM和基板S。
在步骤S209(调整步骤)中,控制单元7调整(改变)压印条件。具体地,在步骤S209中,控制单元7设置新的压印条件,并且在新的条件下再次进行步骤S203和稍后的步骤的处理。可以通过根据预定标准改变当前条件或者通过分析步骤S206中的评估结果来设置新条件,如下所述。分析可以由控制单元7进行,通过工程师(人)的介入来进行,或者主要由工程师进行。压印条件可以例如被提供为压印装置100的控制参数的值。作为用于通过根据预定标准改变当前条件来设置新条件的示例,例如,用于控制压印装置100的操作的参数的值以恒定值改变。
压印条件的调整可以包括例如吹洗气体供给单元4的调整(例如,调整喷射吹洗气体的方向、进行喷射的时段、进行喷射的定时和吹洗气体的流速中的至少一个)。此外,压印条件的调整可以包括例如分配器的调整(压印材料的布置方案和各个喷射口的压印材料的喷射量中的至少一个)。此外,压印条件的调整可以包括在使模具与压印材料接触之后调整用于使供给在基板上的压印材料被固化单元1固化的定时。此外,压印条件的调整可以包括调整用于控制基板上的压印材料与模具之间的接触和分离的参数。此外,压印条件的调整可以包括调整用于控制基板与模具之间的相对角度的参数。
可选地,在步骤S209中,进行压印装置100的维护。压印装置100的维护可以包括,例如,组件的更换、修理、清洁等。
在下文中,将描述步骤S206(评估步骤)和步骤S209(调整步骤)的具体示例。在步骤S206中,由检查单元6获得的缺陷的趋势可以被分类为图3A和图3B所示的趋势、图4A和图4B或图5A或图5B所示的趋势、以及图6A和图6B所示的趋势。图3A至图6B示出由检查单元6拍摄的图像的示例。黑色部分表示缺陷部分。当使用测试模具TM时或当使用图案模具PM时可能会发生缺陷。此外,在使用测试模具TM的情况下的缺陷的发生和在使用图案模具PM的情况下的缺陷的发生表现出高的相关性。在使用测试模具TM的情况下将缺陷抑制到可接受水平的条件将被定义为参考条件。在这种情况下,通过在将正偏移或负偏移加到参考条件所获得的条件下使用图案模具PM进行压印,可以将缺陷抑制到可接受的水平。
图3A和图3B示出当缺乏关于压印装置100的操作的调整时(更具体地,当缺乏用于控制压印装置100的操作的参数的调整时)可能会显着的缺陷的示例。图4A和图4B以及图5A和图5B示出当压印装置100被化学物质污染时可能会显着的缺陷的示例。图6A和图6B示出当压印装置100内部存在颗粒时可能会显着的缺陷的示例。
首先,将参照图3A和图3B解释当缺乏关于压印装置100的操作的调整时可能会显着的缺陷。图3A示出由检查单元6拍摄的样品的图像的示例,并且,图3B示出通过放大图3A所示的图像的一部分而获得的图像的示例。黑色部分表示当没有空气排出时产生的空隙。因为使测试模具TM的中心首先与基板上的压印材料接触,然后接触部分向外拉伸,所以空隙的密度以同心形状向外增加。由于下述原因可能会产生空隙。
第一个原因可能是接触时段不够长。如果从使测试模具TM与基板上的压印材料接触起所经过的时间(这被称为接触时段)不足够长,则基板S和测试模具TM之间的空气不完全排出,由此空气可能作为空隙残留。在固化的压印材料被准备作为样品的实现方式中,接触时段的结束时间是进行固化时的时间。在未固化的压印材料被准备为样品的实现方式中,接触时段的结束时间是检查单元6拍摄图像时的时间。
在步骤S206(评估步骤)中的评估结果表示接触时段不足够长的情况下,可以在步骤S209(调整步骤)中增加接触时段。在通过固化压印材料形成样品的实现方式中,设置多个接触时段,并且根据相应的接触时段在基板上形成多个区域的样品是有效率的。
第二个原因可能是测试模具TM的变形的控制不合适。第一变形机构ZDM通过控制测试模具TM的后侧上的压力调整空间SP的压力来控制测试模具TM在Z轴方向上的变形。具体地,在使测试模具TM与基板S上的压印材料接触之前,第一变形机构ZDM对压力调整空间SP加压以控制测试模具TM具有朝向基板S的凸形状。在使测试模具TM的一部分与压印材料接触之后,第一变形机构ZDM对压力调整空间SP减压,以控制测试模具TM从凸形状逐渐地转变为平面形状。如果不能适当地进行由第一变形机构ZDM对测试模具TM的变形的控制(换句话说,对压力调整空间SP的压力的控制),则基板S和测试模具TM之间的空气不完全排出,因此空气可能作为空隙残留。
在步骤S206(评估步骤)中的评估结果表示由第一变形机构ZDM对测试模具TM的变形的控制不适当的情况下,可以在步骤S209(调整步骤)中改变用于控制第一变形机构ZDM的参数的值。在通过固化压印材料形成样品的实现方式中,设置多个参数值,并且根据相应的参数值在基板上形成多个区域的样品是有效率的。
第三个原因可能是吹洗气体供给单元4的控制不适当。如果用于控制由吹洗气体供给单元4喷射的吹洗气体的喷射方向、喷射时段、喷射定时、流速等的参数的值不适当,则基板S和测试模具TM之间的空气密度增加。因此,空气未完全排出,由此空气可能作为空隙残留。会常常难以向基底S和测试模具TM之间的空间恒定地供给吹洗气体。例如,这是因为运行成本高,并且在使用干涉仪等来控制基板S的位置和姿势的情况下,吹洗气体改变干涉仪的光路的折射率,由此降低了干涉仪的测量精度。因此,在尽可能多地减少吹洗气体的供给量的要求下,可以适当地设置吹洗气体的喷射方向、喷射时段、喷射定时、流速等。
在步骤S206(评估步骤)中的评估结果表示用于控制吹洗气体供给单元4的参数的值(例如,喷射方向、喷射时段、喷射定时或流速)不适当的情况下,可以在步骤S209(调整步骤)中改变参数的值。在通过固化压印材料形成样品的实现方式中,设置多个参数值,并且根据相应的参数值在基板上形成多个区域的样品是有效率的。
第四个原因可能是通过驱动单元DRVU对压印材料与模具之间的接触和分离的控制不适当。在用于通过驱动单元DRVU控制基板S上的压印材料与测试模具TM之间的接触和分离的参数的值不适当的情况下,基板S与测试模具TM之间的空气不完全排出,因此空气可能作为空隙残留。该参数可以是,例如,当使压印材料和测试模具TM通过驱动单元DRVU彼此靠近时的基板S和测试模具TM的相对加速度或速度、在压印材料固化时的基板S与测试模具TM之间的距离等。
在步骤S206(评估步骤)中的评估结果表示用于控制驱动单元DRVU的参数的值不适当的情况下,可以在步骤S209(调整步骤)中改变参数的值。在通过固化压印材料形成样品的实现方式中,设置多个参数值,并且根据相应的参数值在基板上形成多个区域的样品是有效率的。
第五个原因可能是通过驱动单元DRVU对基板S和测试模具TM之间的相对角度的控制不适当。在这种情况下,基板S和测试模具TM之间的空气不完全排出,因此空气可能作为空隙残留。然而,在这种情况下,可以根据相对角度获得与图3A和图3B所示的趋势不同的趋势。
下面将参照图4A和图4B提供对当压印装置100的组件被化学物质污染时可能出现的缺陷的解释。图4A示出由检查单元6拍摄的样品的图像的示例,并且,图4B示出通过放大图4A所示的图像的一部分而获得的图像的示例。由化学物质的污染引起的缺陷通常周期性地出现,并且,各个缺陷通常具有类似于圆形的形状。在通过傅里叶变换分析表示缺陷位置的图像的情况下,来自分配器3的喷射口的压印材料的喷射间隔和频率可以匹配。在获得仅由抑制图案形成的化学物质引起的缺陷(以下称为化学污染缺陷)的总数的情况下,下述方法是有用的。在该方法中,可以基于通过傅里叶变换分析获得的1阶和0阶傅里叶峰值体积获得的比率来计算化学污染缺陷的数量与检查单元6检测到的缺陷的总数的比率。通过将该比率乘以检测到的缺陷的总数,可以获得化学污染缺陷的数量。
在发生上述化学污染缺陷的情况下,假设抑制将压印材料填充到基板S和测试模具TM之间的空间中的化学物质存在于压印装置100内部。可以认为,由于形成过滤器8的化学过滤器的性能差,发生化学污染缺陷。在这种情况下,可能发生化学污染缺陷。因此,需要更换化学过滤器。在化学过滤器的使用期短于化学过滤器的使用寿命的情况下,可能需要检查安装了压印装置100的洁净室。
图5A示出由检查单元6拍摄的样品的图像,该样品被形成在整个基板S之上。图5B示出作为图5A所示的图像的一部分的投射区域的图像的示例。在图5A和图5B中,各个投射区域由矩形表示。在缺陷分布对于基板S的全部或一些投射区域是共同的并且在某点周围形成波纹形状的情况下,化学物质很可能附着到测试模具TM。在这种情况下,如果不发生化学过滤器的穿透,则化学物质可能从压印装置100的组件泄漏。例如,可以考虑由驱动单元DRVU使用的油脂或者维护或清洁使用的残留有机溶剂可能引起化学物质到测试模具TM的附着。如果响应于某一操作而发生这种缺陷,则需要确认在先前操作中使用的溶剂等中是否没有问题并且消除污染源。
下面将参照图6A和图6B解释当在压印装置100内部存在诸如无机材料的颗粒时显着的缺陷。图6A和图6B示出由检查单元6拍摄的样品的图像的示例。在以在基板S和测试模具TM之间存在颗粒的状态形成样品的情况下,如图6A中的虚线所包围的部分所示,可能发生以颗粒为中心的同心圆状的缺陷。在颗粒不具有圆形形状的情况下,缺陷可能会具有与颗粒的形状对应的形状。假设颗粒的发生可能由例如压印装置100中的灰尘或来自压印装置100外部的颗粒的侵入而引起。当由颗粒引起的缺陷发生时,压印装置100进入非常危险的状态。例如,在颗粒的硬度高于测试模具TM的情况下,测试模具TM可能由于单个压印操作而被损坏。因此,有必要识别颗粒的原因,并采取措施应对该原因。例如,如果该原因是压印装置100内部的灰尘,则需要清洁、更换组件等。如果该原因是来自压印装置100外部的颗粒侵入,则需要阻挡侵入路径、使室10的内部压力为正,等等。此外,重要的是,使用用于分析颗粒的成分并将该成分与压印装置100的组件的材料等进行比较的方法来识别灰尘源。
图6B示出整个基板的检查结果的示例。对于基板的多个投射区域的连续压印,在压印到特定投射区域之后的投射区域时在相同位置处发生缺陷的情况下,暗示颗粒可能会附着到测试模具TM。在这种情况下,可以确认测试模具TM已经被损坏,并且可以进行用于从测试模具TM中除去颗粒的清洁。此外,如上所述,可以识别出现颗粒的原因,并且可以采取措施应对该原因。
如上所述,通过使用测试模具准备样品并根据样品的评估结果调整压印装置,与使用图案模具进行调整的情况相比,可以降低用于调整压印装置的成本。此外,通过对评估结果进行分类,可以有效地识别缺陷的原因。
通常,在评估在压印装置中发生的缺陷时,可以使用用于缺陷检查的图案模具在基板上形成图案。然而,除了由图案模具的特定原因引起的缺陷之外,使用测试模具的缺陷评估可以覆盖所有缺陷类型中的大部分。
在图案模具上进行非常精细的加工。因此,当颗粒存在于基板和图案模具之间时,图案可能被损坏并且可能变得不可用。此外,通过重复进行一定次数以上的压印,在与压印材料接触时的冲击或与固化的压印材料的分离可能损坏图案模具的图案。通常,图案模具的使用寿命是基于进行压印的次数。如果在进行了对应于使用寿命的次数的压印之前图案被损坏了,则在该时间点完成寿命。因此,使用没有损坏风险的低成本测试模具来调整压印装置在降低成本方面是非常有利的。
吞吐量性能(throughput performance)是压印装置的另一个性能指标。例如,吞吐量性能是每单位时间处理的基板的数量。在压印装置中,将压印材料填充到构成图案模具的图案的凹部所需的填充时段可以是大大地影响吞吐量性能的参数。填充时段对应于上述的接触时段,接触时段是在固化之前图案模具与基板上的压印材料接触的时间。填充时段(接触时段)和缺陷是相关联的。较长的填充时段实现了压印材料对构成图案的凹部的较高的填充率。因此,压印材料容易地在基板和模具之间拉伸,由此减少了缺陷的数量。因此,将缺陷抑制到可接受水平所需的填充时段大大地影响吞吐量性能。
图7是示出填充时段(接触时段)和缺陷密度之间的关系的示例的图。横轴表示填充时段(接触时段),纵轴表示缺陷密度。在图7中示出在使用测试模具的情况下接触时段和缺陷密度之间的关系的示例。在图7中还示出在使用包括30纳米的线和间隔图案的图案模具的情况下填充时段(接触时段)和缺陷密度之间的关系的示例。此外,在图7中还示出在使用包括50纳米的线和间隔图案的图案模具的情况下填充时段(接触时段)和缺陷密度之间的关系的示例。除了使用不同的模具以外,在相同的条件下进行使用上述三个模具的情况的评估。对应于缺陷密度为0的填充时段(接触时段)是可以保证不会发生缺陷的最短填充时段(最短接触时段)。
从图7可以清楚地看出,不管相同的条件,使用测试模具的情况下的最短接触时段比使用图案模具的情况下的最短填充时段(最短接触时段)长。这表明与使用图案模具的情况相比,在使用测试模具的情况下,压印材料不能在基板和模具之间很好地拉伸。这是因为构成图案的凹部的存在使得压印材料由于毛细管现象而容易在基板和模具之间拉伸,其中压印材料被吸引到凹部。对于30纳米的线和间隔图案的最短填充时段短于50纳米的线和间隔图案的最短填充时段的事实也支持上述原因。
从图7可以清楚地看出,最短填充时段依赖于构成图案的凹部的密度和尺寸。因此,即使在使用用于缺陷检查的图案模具确定最短填充时段的情况下,如果用于制造实际产品的图案模具的凹部的密度和尺寸不同于用于缺陷检查的图案模具的凹部的密度和尺寸,也可能无法保证最短的填充时段。因此,使用不发生毛细管现象的测试模具确定最短填充时段更有利于保证将缺陷抑制到可接受水平。
使用测试模具的缺陷的评估是对不依赖于模具的图案的缺陷(即,仅由压印装置引起的缺陷)的评估,因此对于压印装置的定期性能检查是有用的。定期性能检查对于操作压印装置是重要的。因此,考虑到长时间的操作,使用测试模具代替容易损坏且还可能导致不是由压印装置引起的缺陷的昂贵的图案模具,在降低运行成本方面是有利的。
此外,为了调整使用测试模具的压印装置,准备简单的样品用于调整。因此,这种调整的优点在于,可以不采用昂贵的检查单元作为检查单元6。
此外,使用测试模具的缺陷的评估有利于在压印结果不稳定的情况下确定不稳定结果是由压印装置引起的还是由别的原因(例如,工艺与图案之间的匹配等)引起的。例如,在基板和模具之间的空间或相对角度、吹洗气体的供给条件等稍微改变的情况下,通过使用测试模具管理压印装置的状态,可以快速地掌握该稍微改变。
上述步骤S206(评估步骤)中的评估是评估在作为测试模具TM的接触区域的平坦区域中的压印材料的状态(以下称为第一评估)。然后,在步骤S209(调整步骤)中,基于第一评估的结果调整压印装置100。然而,测试模具TM的整个接触区域可能不被形成为平坦区域。接触区域可以包括布置有对准标记的标记区域以及平坦区域。在这种情况下,上述步骤S206(评估步骤)中的评估还可以包括通过检测接触区域的对准标记来评估对准性能(以下称为第二评估)。然后,在步骤S209(调整步骤)中,可以基于第一评估和第二评估调整压印装置100。设置在测试模具TM的接触区域中的对准标记可以在基板S和测试模具TM之间对准时由对准观测器5检测。具体地,可以通过对准观测器5检测测试模具TM的对准标记和基板S的对准标记的相对位置,并且,可以基于检测到的相对位置进行基板S的投射区域和测试模具TM的对准。例如,对准性能是关于基板S的投射区域和模具TM(PM)之间的对准精度的性能。对准性能可以通过检查单元6对样品的检查来评估,该样品是使用测试模具TM准备的。具体地,可以通过检查单元6检查基板S处的原始对准标记和由测试模具TM转印的对准标记的相对位置。
通过在测试模具TM的接触区域中设置对准标记,可以同时进行第一评估和第二评估。因此,例如,可以缩短维护压印装置100所需的时间。
通过使用已经通过上述调整方法调整的压印装置100,进行用于制造物品的压印方法。在压印方法中,首先,通过分配器3将处于未固化状态的压印材料供给或布置在基板S上。然后,驱动单元DRVU调整基板S和图案模具PM的相对位置,使得图案模具PM与基板S上的压印材料接触。在调整相对位置的同时,模具驱动部件MDRV的第一变形机构ZDM控制图案模具PM在Z轴方向上的形状。具体地,在使图案模具PM与基板S上的压印材料接触之前,第一变形机构ZDM控制图案模具PM具有朝向基板S的凸形状。此外,在使图案模具PM的一部分与压印材料接触之后,第一变形机构ZDM控制图案模具PM的变形,使得图案模具PM从凸形状逐渐变为平面形状。另外,在使图案模具PM与基板S上的压印材料接触之前的期望时刻,吹洗气体供给单元4可以开始向基板S与图案模具PM之间的空间供给吹洗气体。然后,当从使图案模具PM与基板S上的压印材料接触起经过设置的时间时,固化单元1向压印材料供给用于固化的能量,因此固化压印材料。然后,固化的压印材料从图案模具PM分离。因此,图案模具PM的图案被转印到供给在基板S上的压印材料。
图8示出作为应用例的压印系统1000的结构的示例。压印系统1000包括多个压印装置100。在该示例中,为了将多个压印装置100彼此区分开,将符号100-A、100-B、100-C和100-D分配给压印装置100。压印系统1000包括在压印装置100-A、100-B、100-C和100-D之间共享的传输机构20。另外,固化单元1的能量源(例如,光源)可以在压印装置100-A、100-B、100-C和100-D之间共享。
图9示出压印系统1000中的压印装置100-A的调整方法的示例。在步骤S901中,将测试模具TM装载到压印装置100-A的室10中,并且将测试模具TM附装到模具驱动部件MDRV的模具保持器。在步骤S902中,将基板S装载到压印装置100-A的室10中,并且将基板S放置在基板保持器SH上。在步骤S903(准备步骤)中,根据图2中的步骤S203至S205的处理在压印装置100-A处形成样品。在步骤S904中,传输机构20将样品从压印装置100-A传输到压印装置100-B。在步骤S904(评估步骤)中,如图6的步骤S206中一样,通过检查单元6在压印装置100-B处评估样品。当在压印装置100-B处正在评估样品的同时,可以在压印装置100-A处针对不同的基板形成样品。在步骤S906中,如果步骤S905中的评估结果表示样品是可接受的,则处理进入步骤S907。如果结果表示样品是不可接受的,则处理进入步骤S908。在步骤S907中,卸载测试模具TM和基板S。在步骤S908中,将步骤S905中的评估结果从压印装置100-B传输到压印装置100-A。在步骤S909(调整步骤)中,如图2的步骤S209中一样,调整(改变)用于在压印装置100-A中进行压印的条件。在步骤S910中,传输机构20将基板(样品)从压印装置100-B传输到压印装置100-A。然后,在新的条件下,再次进行从步骤S903开始的处理。
现在,将在下面描述使用压印装置100制造物品的物品制造方法。物品可以是,例如,半导体集成电路元件、液晶显示元件等。物品制造方法包括使用通过上述调整方法调整的压印装置100在基板(晶片、玻璃板或锉状基板)上形成图案的步骤。此外,制造方法可以包括处理(例如,蚀刻)其上形成有图案的基板的步骤。在制造诸如图案化介质(记录介质)或光学元件的其它物品的情况下,制造方法可以包括用于加工其上形成有图案的基板的处理代替蚀刻。与传统方法相比,根据实施例的物品制造方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面是有利的。
虽然针对示例性实施例描述了本公开,但是,应该理解,本公开不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释,以便涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种用于调整压印装置的调整方法,包括:
准备步骤,准备用于对测试模具的接触区域与供给在基板上的压印材料接触的状态进行评估的样品;
评估步骤,对样品进行评估;以及
调整步骤,基于在评估步骤中获得的评估结果来调整压印装置,
其中,接触区域包括不包括图案的平坦区域,评估步骤中的评估包括第一评估,该第一评估是对平坦区域中的压印材料的状态的评估,并且,在调整步骤中基于第一评估的结果来调整压印装置。
2.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,准备步骤包括在测试模具的接触区域与供给在基板上的压印材料接触的状态下固化压印材料的步骤。
3.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,接触区域还包括布置有对准标记的标记区域,
其中,评估步骤中的评估还包括第二评估,该第二评估是通过检测对准标记来评估对准性能,并且
其中,在调整步骤中基于第一评估的结果和第二评估的结果来调整压印装置。
4.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,在准备步骤中准备的样品是,在测试模具的接触区域与基板上的处于未固化状态的压印材料接触的状态下的、处于所述未固化状态的所述压印材料。
5.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,平坦区域的面积占接触区域的面积的30%或30%以上。
6.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,基于通过拍摄样品的图像而获得的图像来进行评估步骤中的评估。
7.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,评估步骤中的评估包括样品中的缺陷的评估。
8.根据权利要求7所述的调整方法,
其中,缺陷包括空隙。
9.根据权利要求7所述的调整方法,
其中,缺陷包括由化学物质的污染引起的缺陷。
10.根据权利要求7所述的调整方法,
其中,缺陷包括由颗粒引起的缺陷。
11.根据权利要求1所述的调整方法,其中,压印装置包括吹洗气体供给单元,所述吹洗气体供给单元被构造为在基板与模具之间供给吹洗气体,并且
其中,调整步骤中的调整包括吹洗气体供给单元的调整。
12.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,压印装置包括被构造为在基板上供给压印材料的压印材料供给单元,并且
其中,调整步骤中的调整包括压印材料供给单元的调整。
13.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,调整步骤中的调整包括,调整在使模具与供给在基板上的压印材料接触之后用于固化压印材料的时间。
14.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,调整步骤中的调整包括,调整用于控制基板上的压印材料与模具之间的接触和分离的参数。
15.根据权利要求1所述的调整方法,
其中,调整步骤中的调整包括,调整基板与模具之间的相对角度。
16.一种压印方法,包括:
根据权利要求1至15中的任一项所述的调整方法调整压印装置的步骤;以及
通过在调整压印装置的步骤中已经被调整的压印装置,在基板上形成压印材料的图案的步骤。
17.一种物品制造方法,包括:
根据权利要求16所述的压印方法在基板上形成图案的步骤;以及
对形成有图案的基板进行处理的步骤。
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