TW201642315A - 壓印設備及物品製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種壓印設備及物品製造方法。該用於在壓印材料上形成圖案的壓印設備包括對準單元，其對形成在該模具上的模具側標記和形成在該基板上的基板側標記(它們構成一標記對)進行偵測，並根據偵測結果將該模具和該基板對準。該對準單元藉由使用第一標記對的偵測結果和與該第一標記對不同的第二標記對的偵測結果來獲得在同一方向上該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊；藉由使用該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊來獲得判定值；並且當該判定值不在容許範圍內時，將標記偵測判定為異常。

Description

壓印設備及物品製造方法
本發明關於一種壓印設備及物品製造方法。
光學壓印是一種用於在基板上形成圖案的方法。在光學壓印中，將表面上形成有浮雕的模具(也被稱為“遮罩”)與塗敷在基板上的光固化樹脂(壓印材料)接觸，並在其上照射諸如紫外線等的光，以使光固化樹脂固化。然後，藉由從光固化樹脂移除模具，在基板上形成了高部分和低部分與模具上的圖案的高部分和低部分相反的圖案。
已根據樹脂的固化方法和用途，提出了多樣化的壓印設備。對於大量生產設備(諸如用於生產半導體裝置的設備等)，採用步進閃光壓印光刻(step-and-flash imprint lithography，下文中稱為SFIL)是有效的。
這樣的壓印設備採用晶片間(die-by-die)對準方法，用以將模具上的圖案與基板的投射區域對準。在該方法中，針對基板的各投射區域，對設置在模具上的模 具側標記和設置在基板上的基板側標記進行光學偵測，並對模具上的圖案與基板的投射區域之間的位置偏差和形狀差異進行校正。
為了保持對準精確度，藉由光學偵測獲得的標記波形需要與標記的形狀等近似。日本特開第2006-294854號公報揭露了一種對準方法，其中，將分數(表示標記波形可能性)異常的標記(波形)與分數正常的標記(波形)區分開，使得僅使用具有正常分數的標記來進行對準。
在壓印設備中，有時沒有適當地進行模具上的圖案與基板的投射區域之間的對準，這會降低對準精確度。引起這個問題的原因例如是由混入模具側標記與基板側標記(標記對)之間的雜質顆粒引起的對準標記偵測錯誤。
如果將日本特開第2006-294854號公報揭露的方法應用於這樣的壓印設備的話，則即使表示標記波形可能性的分數是正常的，也可能發生測量錯誤(即無法適當地測量對準標記的位置)，從而降低對準精確度。
本發明提供一種能夠改善對準精確度的壓印設備。
一種壓印設備，被建構來使基板上的壓印材料與模具相互接觸，用以在壓印材料上形成圖案。該設備 包括對準單元，其對形成在該模具上的模具側標記和形成在該基板上的基板側標記(它們構成一標記對)進行偵測，並根據偵測結果將該模具和該基板對準。該對準單元藉由使用第一標記對的偵測結果和與該第一標記對不同的第二標記對的偵測結果來獲得在同一方向上該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊；藉由使用該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊來獲得判定值；並且當該判定值不在容許範圍內時，將該標記偵測判定為異常。根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得清楚。
100‧‧‧壓印設備
120‧‧‧固化部
130‧‧‧模具驅動部
140‧‧‧形狀校正部
160‧‧‧驅動部
170‧‧‧偵測部
180‧‧‧樹脂供給部
190‧‧‧樹脂供給部
CNT‧‧‧控制器
M‧‧‧模具
R‧‧‧樹脂
112‧‧‧第一光學系統
110‧‧‧光源部分
HM‧‧‧半反射鏡
W‧‧‧基板
132‧‧‧模具卡盤
134‧‧‧模具驅動機構
162‧‧‧基板卡盤
164‧‧‧基板台
172‧‧‧對準鏡
174‧‧‧對準台機構
175‧‧‧第二光學系統
200‧‧‧對準單元
5‧‧‧投射區域
Ma‧‧‧圖案
18‧‧‧模具側標記
19‧‧‧基板側標記
18a‧‧‧模具側標記
19a‧‧‧基板側標記
18a-1‧‧‧模具側標記
19a-1‧‧‧基板側標記
18a-2‧‧‧模具側標記
19a-2‧‧‧基板側標記
18b‧‧‧模具側標記
4‧‧‧晶片區域
圖1示出了根據第一實施例的壓印設備的示例性的構造。
圖2示出了根據第一實施例的壓印處理和對準處理的示範性流程。
圖3A至圖3C示出了根據第一實施例的壓印處理中使用的模具、樹脂和基板的例子。
圖4示出了根據第一實施例的示範性對準標記配置。
圖5示出了根據第一實施例的對準標記的詳細例子。
圖6示出了根據第一實施例的投射區域和晶片區域的示範性配置。
圖7示出了根據第二實施例的對準處理的示範性流程。
圖8示出了根據第三實施例的壓印處理的示範性流程。
圖9示出了根據第四實施例的對準處理的示範性流程。
圖10示出了根據第五實施例的壓印處理的示範性流程。
下面將參照附圖詳細描述本發明的實施例。
第一實施例
參見圖1至圖6，將描述根據第一實施例的壓印設備。
圖1示出了根據第一實施例的壓印設備的示範性的構造。圖1所示的裝置是紫外線可固化壓印設備，其中，藉由採用紫外線(UV光)照射來使樹脂(壓印材料)固化。然而，根據本實施例的對準方法也可以應用到如下的壓印設備：採用另一波長範圍的光照射來使樹脂固化的壓印設備、採用另一能量(諸如熱能等)來使樹脂固化的壓印設備、以及類似的設備。
壓印設備100被建構來藉由重複壓印循環來在基板上的多個投射區域上形成圖案。在此，在一個壓印循 環中，將模具(第一物體)按壓到樹脂上、並在該狀態下固化樹脂，藉以在基板(第二物體)的一個投射區域上形成圖案。壓印設備100例如可以包括固化部120、模具驅動部130、形狀校正部140、驅動部160、偵測部170、樹脂供給部180、觀察部190以及控制器CNT等。壓印設備100還可以包括用於保持模具驅動部130的橋壓板以及用於保持驅動部160的基座壓板(均未示出)。
固化部120採用紫外線穿過模具M對樹脂R進行照射，用以固化樹脂R。在本實施例中，樹脂R是紫外線可固化樹脂。固化部120例如可以包括光源部分110和第一光學系統112。光源部分110例如可以包括光源(諸如生成i線、g線或另一波長的紫外線的汞燈等)以及用於將由光源生成的光聚焦的橢圓反射鏡(elliptical mirror)等。第一光學系統112可以包括用於將光照射到投射區域中的樹脂R上來固化樹脂R的透鏡、光圈(aperture)以及半反射鏡HM。光圈主要用於圓周遮罩控制。圓周遮罩控制限制紫外線照射到基板W的投射區域之外的區域上。第一光學系統112可以包括用於均勻地照亮模具M的光學積分器。圓周由該光圈限定的光穿過圖像形成系統和模具M入射到基板W上的樹脂R上。
模具驅動部130例如可以包括保持模具M的模具卡盤132、藉由驅動模具卡盤132來驅動模具M的模具驅動機構134、以及支撐模具驅動機構134的模具基座136等。模具驅動機構134可以包括控制模具M關於六個 軸的位置的定位機構，以及使模具M抵靠基板W或基板W上的樹脂R並從固化的樹脂R移除模具M的機構。在此，該六個軸包括X軸、Y軸、Z軸，以及在XYZ坐標系中繞著X軸、Y軸、Z軸旋轉的軸，在該XYZ坐標系中，用於模具卡盤132的支撐表面(其為支撐該基板W的表面)係作為XY平面，而與之垂直的方向是Z軸。
形狀校正部140可以安裝到模具卡盤132。形狀校正部140能夠藉由使用例如由流體(諸如空氣或油等)或壓電元件移動的氣缸等來從模具M的外周對模具M施加壓力，藉此校正模具M的形狀。形狀校正部140還包括用於控制模具M的溫度的溫度控制器，並能夠藉由控制模具M的溫度來校正模具M的形狀。藉由諸如熱處理等處理來使基板W變形(典型的是膨脹或收縮)。形狀校正部140對模具M的形狀進行校正以回應基板W的變形，使得對準精確度落入容許範圍內。
驅動部160例如可以包括藉由吸力保持基板W的基板卡盤162(基板保持架)、藉由保持並移動基板卡盤162來移動基板W的基板台164、以及台驅動機構(未示出)等。該台驅動機構可以包括藉由控制基板台164關於前述六個軸的位置來控制基板W的位置的定位機構。
偵測部170例如可以包括對準鏡172、對準台機構174、以及第二光學系統175等。對準鏡172穿過模具M，偵測形成在模具M上的對準標記和形成在基板W 上的對準標記。各對準鏡172可以包括自動對準鏡(automatic adjustment scope，AAS)，該自動對準鏡自身移動，並能使模具M和基板W的相關部分在預定區域內的期望位置處被觀察。對準鏡172還可以包括藉由偵測光並將光轉換為電荷來拍攝圖像的圖像拍攝元件。對準台機構174確定對準鏡172的位置。第二光學系統175可以包括：用於調整對準鏡172的光學路徑的透鏡、光圈、反射鏡、半反射鏡HM等。
樹脂供給部180例如可以包括：箱，用於容納樹脂R；噴嘴，用於將經由供給路徑從槽供給的樹脂R排出到基板W；閥門，其設置在供給路徑中；以及供給量控制器等。通常，供給量控制器藉由控制閥門來控制供給到基板W的樹脂R的量，用以在一個樹脂排出操作中將樹脂塗敷到一個投射區域。
觀察部190例如包括照相機等，並觀察基板W的全部投射區域。觀察部190能夠觀察模具M與基板W上的樹脂R之間的接觸狀態、樹脂R被填充至模型M中的圖案內的充填狀態、模具M從基板W上被固化的樹脂R脫出的脫模狀態等。
控制器CNT包括CPU、記憶體等，並對壓印設備100的整體(各個部分)進行控制。此外，控制器CNT控制壓印處理、對準處理、以及與其關聯的其他處理。例如，控制器CNT根據偵測部170獲得的偵測結果，對模具上的圖案與基板的投射區域之間的位置偏差和 形狀差異的一者或兩者進行校正。應指出的是，控制器CNT的數量不限於一個，可以使用多於一個的控制器CNT來控制各個部分。
對準單元200可以包括偵測部170和控制器CNT。對準單元200對包括形成在模具M上的模具側標記和形成在基板W上的基板側標記的標記(mark pair)對進行偵測，並根據偵測結果將模具M和基板W對準。
參見圖2和圖3A至圖3C，將描述由根據第一實施例的示範性壓印設備進行的壓印處理。
圖2示出了根據第一實施例的壓印處理和對準處理的示範流程。圖2中的步驟S201至S205是壓印處理的一個循環(即針對一個投射區域的壓印處理)。在對基板W的多個投射區域進行壓印的情況下，重複壓印處理(步驟S201至S205)。
圖3A至圖3C示出了根據第一實施例的壓印處理中使用的模具M、樹脂R和基板W的剖面例子。圖3A至圖3C示出了用於將模具M上形成的圖案Ma(浮雕結構)轉印到基板W上的樹脂R的壓印處理。
在步驟S201中，如圖3A所示，在開始壓印之前，利用樹脂供給部180將樹脂R供給到基板W的投射區域5。由於樹脂通常是高揮發性的，緊接壓印之前即將樹脂R供給到基板W。當使用低揮發性樹脂時，可以藉由旋轉塗覆(sping coating)等方式，提前將樹脂R供給到基板的整個表面(多個投射區域)。控制器CNT的記 憶體具有初步供給到基板W的樹脂R的液滴的配置資訊。由樹脂供給部180所實施的樹脂的供給是根據該配置資訊來控制。樹脂R的液滴的配置資訊是藉由考慮模具M上形成的圖案Ma的位置以及殘留層的厚度來確定。例如，當要增加殘留層的厚度時，係根據減少液滴之間的間隔以增加液滴的密度的配置資訊來供給樹脂R。在此，殘留層的厚度是指在壓印期間，介於由固化的樹脂所形成的浮雕圖案的凹部的表面(底表面)與基板的表面之間的樹脂的厚度。
在步驟S202中，具有圖案Ma的模具M與基板W上的樹脂R相互接觸。在樹脂R於步驟S201中被供給到基板W的投射區域5之後，基板台164進行移動(即，移動基板W)，使得投射區域5和圖案Ma相互面對。在移動基板W之後，驅動模具驅動機構134，以使模具M和基板W相互接近，直到圖案Ma和基板W上的樹脂R相互接觸為止。
在步驟S203中，如圖3B所示，在模具M與樹脂R的接觸下，樹脂R被充填到圖案Ma中。此外，在完成樹脂R的充填之前，需要對圖案Ma與投射區域之間的位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正，並且在樹脂R被固化之前，需要去除圖案Ma中的沒有填充樹脂R的部分。因此，一段特定時間(填充時間)被確保，用以將樹脂R充分地充填到圖案Ma中。藉由設定合適的充填時間，圖案Ma中的沒有填充樹脂R的部分可被減少。此 外，由於充填時間對樹脂R的殘留層的厚度有影響，因而需要設定合適的充填時間，以得到合適的殘留層厚度。在模具M和基板W上的樹脂R相互接觸之後，與模具M和基板W上的樹脂R相互接觸之前的情況相似地，位置偏差和形狀差異中的一者或兩者的校正被實施，即實施對準處理(說明如下)。
在步驟S204中，為了將樹脂R固化，固化部120利用光(例如紫外線等)穿過模具M對樹脂R進行照射。通常，在來自固化部120的光到達樹脂R時，即開始對樹脂R進行固化。因此，開始固化樹脂R的時機與開始照射光的時機是相同的。在基板W上的樹脂R開始固化之後，由於對準處理會損壞圖案，因而不進行對準處理。
在步驟S205中，將模具M從基板W上的固化的樹脂R分離開(脫模)。具體而言，如圖3C所示，在步驟S204中使基板W上的樹脂R固化之後，模具驅動機構134被驅動，用以使模具M和基板W相互遠離地移動，使基板W上的固化的樹脂R和模具M分離開。基板W上的固化的樹脂R與模具M分離開可藉由同時或先後驅動模具驅動機構134和驅動部160二者來達成使。以此方式，與圖案Ma相對應的圖案被形成在基板W上的樹脂R上。此外，一與形成在模具M上作為對準標記的模具側標記18相對應的標記也被形成在基板W上的樹脂R上。
參見圖2至圖9，將描述由根據第一實施例的 示範性壓印設備100實施的對準處理。
圖2中的步驟S206至S211示出了對準處理的一個循環(即，針對一個投射區域的對準處理)。當對基板的多個投射區域實施壓印時，對準處理(步驟S206至S211)被重複。在對準處理中，首先，對準鏡172偵測至少兩個標記對，各標記對都包括模具側標記18和與模具側標記18相對應的基板側標記19。接下來，控制器CNT計算各標記對的標記之間的位置偏差量。用於對圖案Ma與投射區域5之間的位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正的校正值係根據位置偏差量計算出來。然後，對位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正，以使圖案Ma與投射區域5之間的對準精確度落入容許的範圍內。當對準鏡172可在圖案Ma與樹脂R相互接觸之前對標記進行偵測時，對準處理可以在步驟S203開始之後，或者在圖案Ma與樹脂R相互接觸之前開始。
在步驟S206中，對準鏡172偵測來自標記對的光。然後，控制器CNT根據所獲得的對準信號(標記對的圖像)，測量各標記對的兩個標記的位置、計算兩個標記之間的位置偏差量(距離)、並將結果儲存在控制器CNT的記憶體中。將被偵測的對準標記的數量係依隨著對準鏡172的數量而變化。
如圖3B所示，由於從偵測部170發射的光穿過模具M和樹脂R傳輸，因而偵測部170能夠偵測基板側標記19。然而，在模具M與樹脂R相互接觸、且樹脂 被充填到圖案的凹部之後，可能無法偵測模具側標記18。這是因為在模具M與樹脂R相互接觸之後的模具側標記18和模具M之間的折射率差小於在模具M與樹脂R相互接觸之前的模具側標記18和模具M之間的折射率差。為了解決這個問題，可以對模具側標記18施用具有與模具M的折射率和透射率不同的折射率和透射率的物質，或者可以藉由離子輻射改變折射率。如此，即使在模具M與基板W上的樹脂R相互接觸的時候，也能夠偵測模具側標記18。
在步驟S207中，控制器CNT從記憶體讀出在步驟S206中儲存的位置偏差量(位置偏差資訊)，並確定步驟S206中的標記偵測結果是否正常。計算從控制器CNT的記憶體讀出的位置偏差量之間的差作為判定值，並且在判定值小於預定的判定門檻值實，位置偏差量係處於容許的範圍內。在這種情況下，標記偵測結果判定為正常，且處理前進到步驟S209。除了位置偏差量之間的差，還可以採用下述值來作為判定值：位置偏差量之比、以及能夠用來判定位置偏差量是否正常的其他判定值。在判定值大於判定門檻值時，位置偏差量沒有處於容許的範圍內，而在這種情況下，標記偵測結果被判定為異常，處理前進到步驟S208。判定門檻值可以儲存在控制器CNT的記憶體中，用以讓判定門檻值能夠被來自控制臺畫面(未示出)的操作改變。
在步驟S208中，當在步驟S207中判定標記 偵測結果為異常時，將該位置偏移量從控制器CNT的記憶體中刪除，用以防止在隨後的步驟S209中採用這些位置偏移量來計算校正值。或者，可以採用與各標記對的標記之間的位置偏移量相對應的加權因數，並且可以將與位置偏移量相對應的加權因數設為0或足夠小的值。
在步驟S209中，讀出控制器CNT的記憶體中儲存的位置偏差量、獲得位置偏差和形狀差異、並計算用於校正位置偏差和形狀差異中的一者或兩者的校正值。隨著在步驟S206中偵測的標記對的數量增加，除了用於放大誤差和旋轉誤差的校正值之外，還能夠計算用於失真等的校正值。當與各標記對的標記之間的位置偏差量相對應的加權因數被使用時，可以根據步驟S208中設定的加權因數來計算校正值，以使位置偏差量對校正值的影響最小化。
在步驟S210中，根據在步驟S209中算出的校正值，對位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正，使得位置偏差和形狀差異落入容許的範圍內。位置偏差可被驅動部160校正，並形狀差異可被形狀校正部140校正。
在步驟S211中，判斷圖案Ma和投射區域5之間的對準精確度是否已經落入容許的範圍內，且當沒有落入容許的範圍內時，處理返回步驟S206，而當落入了容許的範圍內時，對準處理即完成。藉由重複包括步驟S206至S211的處理，位置偏差和形狀差異可被減小。
此外，可以在壓印設備100的控制臺畫面(未示出)上顯示各種資訊，諸如步驟S206中計算出的位置偏差量(位置偏差資訊)、關於步驟S207中進行的判定的結果的資訊、步驟S208中刪除的位置偏差量、以及加權因數等。或者，可以將這樣的資訊報告給諸如主電腦(未示出)等的另一電腦。這樣的資訊可以在諸如檢查處理等的後端處理中用到，並且在品質控制上是很有幫助的。
圖4示出了根據第一實施例的示範性對準標記配置。模具側標記18a被設置在模具M的四個角落處。基板側標記19a也被設置在投射區域5的四個角落處。標記對的位置可藉由偵測標記對(各標記對包括模具側標記18a和基板側標記19a)來測量。
圖5示出了根據第一實施例的對準標記的詳細例子。在步驟S207中為了判斷標記偵測的結果是否正常，對準鏡172至少觀察兩個標記對。對準鏡172可以採用單個視場(圖像拍攝元件的單個攝像面)來觀察至少兩個標記對。或者，可以藉由驅動對準台機構174或台驅動機構(未示出)，來採用不同的視場依序觀察至少兩個標記對。對準鏡172可以同時或者依序觀察至少兩個標記對。
至少兩個標記對的位置可以在相同方向上被測量。圖5示出了兩個標記對在Y方向(垂直方向)上的位置被測量的例子。作為第一標記對的模具側標記18a-1 和基板側標記19a-1是粗略偵測標記。在此，粗略偵測標記是用於大的測量範圍內的低精確度測量的對準標記。儘管在圖5中的例子中，模具側標記18a-1和基板側標記19a-1是圓形標記，但是標記也可以具有其他特殊形狀，例如十字形、L形、條形、矩形、截角V字形和山字形等。對準鏡172對作為圓形標記的模具側標記18a-1和基板側標記19a-1(標記對)進行偵測。控制器CNT測量標記的中心的位置、計算位置之間的距離D1、並根據與圓形標記的中心點之間的預定參考距離D2的差計算標記對的位置偏差量D3(位置偏差資訊)。位置偏差量D3可以用下面的運算式來計算。
D3=D1-D2
作為第二標記對的模具側標記18a-2和基板側標記19a-2是精細偵測標記。精細偵測標記是用於小的測量範圍內的高精確度測量的對準標記。在圖5中的例子中，儘管模具上的精細偵測標記和基板上的精細偵測標記是光柵圖案標記，以使得能夠使用莫爾(moire)條紋來偵測位置偏差量，但是也可以使用除了光柵圖案標記之外的標記。
用於對準的光柵圖案標記被設置在模具和基板的每一者上。模具側標記包括光柵圖案，其具有在測量方向上的柵距，而基板側標記則包括具有在測量方向和與 測量方向垂直的方向(非測量方向)的每一者上的柵距的棋盤狀光柵圖案。用於照亮標記的照明光學系統和用於偵測來自標記的衍射光的偵測光學系統這二者可被提供，用以使其從與模具和基板垂直的方向朝非測量方向傾斜。亦即，照明光學系統被建構來在非測量方向上對標記進行傾斜照明。傾斜入射到標記上的光藉由設置在基板上的棋盤狀光柵圖案，在非測量方向上發生衍射。該偵測光學系統被設置成僅偵測在非偵測方向上的零級以外的特定級別的衍射光。
設置在模具上的光柵圖案標記(模具側標記)和設置在基板上的光柵圖案標記(基板側標記)在測量方向具有略微不同的柵距。當具有不同柵距的光柵圖案相互覆蓋時，由於來自兩個光柵圖案的衍射光相干涉，因此會出現具有反映出光柵圖案之間的柵距差的環的干涉條紋(稱為莫爾條紋)。此時，由於莫爾條紋的相位係隨著光柵圖案之間的位置關係而改變，因而能夠藉由觀察莫爾條紋的相位來測量基板側標記與模具側標記(標記對)之間的位置偏差。該藉由使用莫爾條紋來測量位置偏差的方法的有利之處在於，即使在使用了低解析度偵測光學系統的時候，也能夠進行精確對準。
由莫爾條紋(其係因模具側標記18a-2與基板側標記19a-2相互覆蓋而生成)代表的信號強度分佈的波峰的位置被測量。波峰之間的距離D4被計算，用以算出模具側標記18a-2與基板側標記19a-2(標記對)之間的 位置偏差量D5。模具側標記18a-2的光柵圖案的柵距被假設是P1，而基板側標記19a-2的光柵圖案的柵距被假設是P2。莫爾信號因模具側標記18a-2和基板側標記19a-2相互覆蓋而被生成。此時，一個週期的莫爾信號的長度D6可以用下面的運算式來獲得。
D6=(P1×P2)/(P1-P2)/2
此外，莫爾放大率K可以用下面的運算式來獲得。
K=P1/(P1-P2)/2
因此，模具側標記18a-2與基板側標記19a-2(標記對)之間的位置偏差量(位置偏差資訊)D5，可以，用下面的運算式由信號強度分佈(由莫爾條紋所代表)的波峰之間的距離D4以及莫爾放大率K獲得。
D5=D4×K=D4×P1/(P1-P2)/2
當標記被適當地偵測時，從兩個標記對獲得之構成第一標記對的標記之間的距離(位置偏差量)D3與構成第二標記對的標記之間的距離(位置偏差量)D5兩者之間的差的絕對值，是足夠小的值。相比之下，即使 檢測了標記，如果模具側標記18與基板側標記19(標記對)之間的位置偏差無法被適當地測量的話，則絕對值(|D3-D5|)仍是大的值。這種情況可能是由混入模具側標記與基板側標記之間的雜質顆粒、無法在模具側標記與基板側標記之間充填樹脂、模具側標記與基板側標記的一者或兩者有損壞等所引起的。
步驟S207中的判定係藉由將儲存在控制器CNT中的判定忙檻值S與該絕對值進行比較來實施。當判定門檻值S大於絕對值時(S>|D3-D5|)，標記偵測被判定為正常，而當判定門檻值S小於等於絕對值時(S|D3-D5|)，標記偵測被判定為為異常。當判定門檻值S等於絕對值時，標記偵測可以被判定為正常。
雖然圖5示出了組合有精細偵測標記對和粗略偵測標記對的例子，但精細偵測標記對與精細偵測標記對的組合、粗略偵測標記對與粗略偵測標記對的組合、以及三個或更多精細偵測標記對與粗略偵測標記對的任意組合也是可行的。此外，雖然圖5示出了用於測量Y方向(垂直方向)上的位置偏差的標記對，但也可以組合用於測量X方向(水準方向)上的位置偏差的標記對。
圖6示出了根據第一實施例的投射區域和晶片區域的示範性配置。雖然圖6示出了模具側標記18a被設置在投射區域5的四個角落處且其他模具側標記18b被設置在晶片區域之間的切割道中的例子，然而模具側標記18b亦可以被設置在任何所想要的位置。此外，雖然模具 M和具有投射區域5(具有六個晶片區域4)的基板W被使用，然而晶片區域4的數量不限於六個。
儘管上面已經描述了第一實施例，然而本發明不限於此，且可以在發明範圍內進行各種修改。
因此，採用根據第一實施例的壓印設備，能夠藉由降低從其偵測結果被判定為異常的標記對所計算出的位置偏差量對校正值的計算的影響，來減少對準精確度的降低。
第二實施例
參照圖4和圖7，將描述根據第二實施例的壓印設備。在這部分中未提到的特徵可與第一實施例中的特徵相同。
圖7示出了根據第二實施例的壓印處理和對準處理的示範性流程。圖7中的壓印處理與圖2中的壓印處理相同。圖7中的對準處理與圖2中的對準處理的不同之處在於步驟S707和S708。
當步驟S206中的標記偵測在步驟S707被判定為異常時，處理前進到步驟S708。步驟S707中進行的判定與第一實施例中的步驟S207相同。在步驟S708中，對準鏡172被驅動，用以將對準鏡172的視場173移動到設置有替代標記的位置處。然後，處理返回步驟S206，對替代標記進行偵測。
圖4示出了作為替代標記的模具側標記18b 和基板側標記19b。藉由驅動對準台機構174，對準鏡172被移動於X-Y方向上，藉以將對準鏡172的視場173移動到模具M上的其他位置。對準鏡172移動到模具側標記18b和基板側標記19b被視場173涵蓋的位置處，並對與步驟S206中偵測的模具側標記18a和基板側標記19a不同的之作為替代標記的模具側標記18b和基板側標記19b進行偵測。
在步驟S206中，對模具側標記18b和基板側標記19b進行偵測、測量其位置、並且計算位置偏差量並將位置偏差量儲存在控制器CNT的記憶體中。
在步驟S707中，從控制器CNT的記憶體中讀出模具側標記18b和基板側標記19b的位置偏差量，用以判定步驟S206中的標記偵測的結果是否正常。當標記偵測的結果被判定為正常時，處理前進到步驟S209。當標記偵測的結果被判定為異常時，處理前進到步驟S708，並再次驅動對準鏡172以偵測其他替代標記(未示出)。如果沒有其他替代標記(未示出)的話，則如同圖2中的步驟S208，可以將異常偵測結果從控制器CNT的記憶體中刪除。或者，可以藉由將與一對標記(其偵測結果被判定為異常)之間的位置偏差量相對應的加權因數，設為0或足夠小的值，來使位置偏差量對校正值的影響最小化。
如圖6所示，作為替代標記的模具側標記18b，可以被設置在晶片區域4之間的切割道中。
儘管上面已經描述了第二實施例，然而本發明不限於此，並且可以在發明範圍內進行各種修改。
因此，使用根據第二實施例的壓印設備，能夠藉由降低由其偵測結果被判定為異常的標記對所計算出的位置偏差量對校正值的計算的影響來減少對準精確度的降低。此外，如果存在偵測結果被確定為異常的標記對的話，則可以對替代標記進行偵測。藉此，能夠藉由收集依據由被判定為正常的偵測結果所計算出的校正值來提高對準精確度。
第三實施例
參照圖8，將描述根據第三實施例的壓印設備。在這部分中未提到的特徵可與第一實施例和第二實施例中的特徵相同。
圖8示出了根據第三實施例的壓印處理的示範性流程。
如上所述，在壓印處理中，在開始固化(步驟S204)之前需要完成對準處理。然而，當對準時間因為例如對準精確度未落入容許的範圍內且對準處理被重復時，對準處理可能無法在步驟S204開始之前完成。
因此，在圖8中的例子中，在步驟S801中，將判定對準處理是否完成。當對準處理已經完成時，處理前進到步驟S204，而當對準處理還未完成時，處理返回步驟S203，延長充填時間，直到完成對準處理為止。將 要被延長的充填時間的上限可以是考慮到對殘留層的厚度的影響而預先確定的時間長度，或者可以是根據處理條件(諸如樹脂的性質、模具上的圖案等)而獲得的時間。在這種情況下，在步驟S801中，還將判定充填時間是否超出了上限，當充填時間超出了上限時，即終止對準處理，處理前進到步驟S204。或者，也可以在控制器CNT的記憶體中儲存多個延長時間長度，用以能夠以逐步增加的方式增加充填時間。
雖然上面已經描述了第三實施例，然而本發明不限於此，並且可以在發明範圍內進行各種修改。
因此，使用根據第三實施例的壓印設備，能夠藉由降低從偵測結果被判定為異常的標記對所計算出的位置偏差量對校正值的計算的影響來減少對準精確度的降低。此外，能夠藉由延長充填時間直到完成對準處理為止來提高對準精確度。
第四實施例
參照圖9，將描述根據第四實施例的壓印設備。在這部分中未提到的特徵可與第一、第二和第三實施例中的特徵相同。
圖9示出了根據第四實施例的對準處理的示範性流程。
如上所述，在步驟S203中，讓模具M與樹脂R接觸，且樹脂R被充填到形成在模具M上的圖案 (浮雕結構)中。如上所述，由於充填時間對樹脂R的殘留層的厚度有影響，因而需要適當地設定充填時間。然而，如果充填時間延長(如第三實施例)的話，則充填時間可能超出適當的時間，因而無法形成具有適當厚度的殘留層。
因此，在圖9中的步驟S911中，判定對準精確度是否已經落入容許的範圍內，並判定從對準處理開始經過的時間是否已經超出了適當的充填時間。當對準精確度尚未落入容許的範圍內、且從對準處理開始經過的時間還未超出適當的充填時間時，處理返回步驟S206，而在其他情況下，對準處理被完成。為了判定從對準處理開始經過的時間是否已經超出了適當的充填時間，適當的充填時間被預先儲存在控制器CNT的記憶體中。在此，適當的充填時間可以是考慮到對殘留層的厚度的影響而被預先決定的時間長度，或者可以是根據處理條件(諸如樹脂的性質、模具上的圖案等)而獲得的時間長度。
雖然上面已經描述了第四實施例，然而本發明不限於此，並且可以在發明範圍內進行各種修改。
因此，使用根據第四實施例的壓印設備，能夠藉由降低由偵測結果被判定為異常的標記對所計算出的位置偏差量對校正值的計算的影響，來減少對準精確度的降低。此外，藉由使對準處理時間少於或等於門檻值(設定適當的充填時間，並形成具有適當厚度的殘留層)，能夠減少對準精確度的降低。
第五實施例
參照圖10，將描述根據第五實施例的壓印設備。在這部分中未提到的特徵可與第一、第二、第三和第四實施例中的特徵相同。
圖10示出了根據第五實施例的基板處理的示範性流程。
在對準處理中，如果有兩個或更多個連續的投射區域的標記偵測結果被判定為異常的(即，藉由使用一對標記之間的位置偏差量所計算出的判定值未落入容許的範圍內)的話，則在隨後的投射區域中的標記偵測的結果可能會被判定為異常，因而降低對準精確度。因此，當有兩個或更多個連續的投射區域的標記偵測結果被判定為異常時，即不對隨後的投射區域進行壓印處理，並終止基板處理。
步驟S1001是至少包括步驟S202至S205的壓印處理，而步驟S1002是至少包括步驟S206至S211的對準處理。
在步驟S1003中，判斷在對準處理中是否有偵測結果被判定為異常的標記對。如果判定存在有偵測結果被判定為異常的標記對的話，則使儲存在控制器CNT的記憶體中的連續的異常投射區域的數量加1。如果判定不存在有偵測結果被判定為異常的標記對的話，則將儲存在控制器CNT的記憶體中的連續的異常投射區域的數量 設為0。當開始基板處理時，將連續的異常投射區域的數量重置為0。
在步驟S1004中，判斷儲存在控制器CNT的記憶體中的連續的異常投射區域的數量是否已經達到或者超出預定的門檻值。當判定連續的異常投射區域的數量已經達到或者超出預定門檻值時，基板處理被完成。當判定連續的異常投射區域的數量少於門檻值時，處理返回步驟S1001。在步驟S1004中，還判定是否對基板的最終的投射區域進行了壓印處理，並且，當判定已對基板的最終的投射區域進行了壓印處理時，基板處理被完成。
雖然上面已經描述了第五實施例，但本發明不侷限於此，並且可以在發明範圍內進行各種修改。
因此，使用根據第五實施例的壓印設備，能夠藉由降低由其偵測結果被判定為異常的標記對所計算出的位置偏差量對校正值的計算的影響，來減少對準精確度的降低。此外，藉由在存在有兩個或更多個連續的、標記偵測結果被判定為異常的投射區域的情況下終止基板處理，能夠防止圖案以被降低的對準精確度被持續壓印到基板上。
物品製造方法
下面將描述物品製造方法。物品的例子包括裝置(半導體裝置、磁儲存媒體、液晶顯示元件等)、彩色濾光片、以及硬碟。該製造方法包括使用壓印設備100 在基板(例如晶圓、玻璃板、及薄膜基板等)上形成圖案的處理。該製造方法還包括對其上形成有圖案的基板進行處理的處理。該處理可以包括移除圖案的殘留層的步驟，以及諸如採用圖案作為遮罩來刻蝕基板的步驟等其他已知的步驟。根據本實施例的物品製造方法與現有的方法相比，至少在性能、品質、生產效率及製造成本中的一個方面是有利的。
根據第一至第五實施例的壓印設備，不僅可以單獨實施，也可以組合實施。
本發明提供了一種能夠減少對準精確度的降低的壓印設備。
雖然參照示範性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解的是，本發明並不侷限於所揭露的示範性實施例。隨附的申請專利範圍的範圍應與最寬的解釋一致，以使其涵蓋所有這些變型例以及等效的結構和功能。
100‧‧‧壓印設備
120‧‧‧固化部
130‧‧‧模具驅動部
140‧‧‧形狀校正部
160‧‧‧驅動部
170‧‧‧偵測部
180‧‧‧樹脂供給部
190‧‧‧樹脂供給部
CNT‧‧‧控制器
M‧‧‧模具
R‧‧‧樹脂
112‧‧‧第一光學系統
110‧‧‧光源部分
HM‧‧‧半反射鏡
W‧‧‧基板
132‧‧‧模具卡盤
134‧‧‧模具驅動機構
136‧‧‧模具基座
162‧‧‧基板卡盤
164‧‧‧基板台
172‧‧‧對準鏡
174‧‧‧對準台機構
175‧‧‧第二光學系統
200‧‧‧對準單元

Claims (18)

  1. 一種壓印設備，其被建構來使基板上的壓印材料與模具相互接觸，以在該壓印材料上形成圖案，該壓印設備包括對準單元，其對形成在該模具上的模具側標記和形成在該基板上的基板側標記(它們構成一標記對)進行偵測，並根據偵測結果將該模具和該基板對準，其中，該對準單元藉由使用一第一標記對的偵測結果和與該第一標記對不同的一第二標記對的偵測結果來獲得在同一方向上該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊；藉由使用該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊來獲得判定值；並且當該判定值不在容許範圍內時，將標記偵測判定為異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，該對準單元所獲得的該判定值，是該第一標記對的標記之間的位置偏差量與該第二標記對的標記之間的位置偏差量之間的差。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，該對準單元所獲得的該判定值，是該第一標記對的標記之間的位置偏差量與該第二標記對的標記之間的位置偏差量之間的比。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，在該壓印材料與該模具上的該圖案接觸的狀態下，該對準單元偵測該標記對。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中， 該第一標記對和該第二標記對處於彼此相距如下的距離，該距離使得該第一標記對和該第二標記對能夠被設置於該對準單元中的圖像拍攝元件的單一攝像面偵測。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其更包含：驅動部，其被建構來驅動用於保持該基板的基板保持架；以及形狀校正部，其被建構來藉由從該模具的外周對該模具施加壓力，來校正該模具的形狀，其中，該對準單元藉由控制該驅動部和該形狀校正部，利用根據該第一標記對的標記之間的位置偏差量和該第二標記對的標記之間的位置偏差量計算出的校正值，來對該模具上的該圖案與該基板的投射區域之間的位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的壓印設備，其中，該對準單元針對該基板的各投射區域，對該模具上的該圖案與該基板的該投射區域之間的位置偏差和形狀差異中的一者或兩者進行校正。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，該第一標記對是粗略偵測標記或精細偵測標記，該第二標記對是粗略偵測標記或精細偵測標記。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的壓印設備，其中，該粗略偵測標記是具有特定形狀的標記，該精細偵測標記是產生莫爾條紋的光柵圖案標記。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，用來判定該判定值是否在該容許範圍內的判定門檻值是可改變的。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的壓印設備，其中，當判定該判定值不在該容許範圍內時，該對準單元將該第一標記對的標記之間的位置偏差量與該第二標記對的標記之間的位置偏差量，對該校正值的計算的影響最小化。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，當判定該判定值不在該容許範圍內時，該對準單元實施用於偵測第三標記對和第四標記對的控制，該第三標記對和該第四標記對與該第一標記對和該第二標記對不同。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，當判定對準已完成時，該對準單元實施用於完成將該壓印材料充填到該模具中的控制。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，當判定對準時間已經超出了將該壓印材料充填到該模具中的時間時，該對準單元實施用於完成對準的控制。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備，其中，當有兩個或更多個連續的投射區域的標記偵測結果被判定為異常時，該對準單元終止基板處理。
  16. 一種物品製造方法，其包含：形成圖案的處理，藉由使用如申請專利範圍第1所述的壓印設備在基板上形成圖案；以及處理基板的處理，對在該形成圖案的處理中形成了圖 案的該基板進行處理。
  17. 一種用於將第一物體和第二物體對準的對準方法，該對準方法包含：偵測標記對的偵測處理，，該標記對包括設置於該第一物體上的第一標記和設置於該第二物體上的第二標記；以及對準處理，藉由使用對該標記對的偵測結果，將該第一物體和該第二物體對準，其中，在該偵測處理中，偵測第一標記對和與該第一標記對不同的第二標記對，及其中，在該對準處理中，在同一方向上的該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊被獲得；藉由使用該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊來獲得一判定值；並且當該判定值不在容許範圍內時，將標記偵測判定為異常。
  18. 一種對準設備，其被建構來將第一物體和第二物體對準，該對準設備包括對準單元，其根據標記對的偵測結果來將該第一物體和該第二物體對準，該標記對包括設置於該第一物體上的第一標記和設置於該第二物體上的第二標記，其中，該對準單元藉由使用第一標記對的偵測結果和與該第一標記對不同的第二標記對的偵測結果來獲得在同一方向上該第一標記對的位置偏差資訊和該第二標記對的位置偏差資訊；藉由使用該第一標記對的位置偏差資訊和 該第二標記對的位置偏差資訊來獲得判定值；並且當該判定值不在容許範圍內時，將標記偵測判定為異常。
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