TWI391257B - 根據接觸線移動追蹤控制之高產能印刷技術 - Google Patents

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Description

根據接觸線移動追蹤控制之高產能印刷技術 與相關申請案之交互參考
本申請案主張享有依據美國專利法(35 U.S.C.)第119(e)條第(1)項之美國臨時申請案第61/005,297號案(於2007年12月4日提出申請)之利益，該臨時申請案在此併入本案以為參考資料。
本發明係有關於根據接觸線移動追蹤控制之高產能印刷技術。
 發明背景
奈米製造包括具有100奈米或更小等級之特徵的很小結構的製造。其中奈米製造已具有相當大的影響的一個應用是在積體電路的加工中。半導體加工工業在增加形成於一基片上的每單位面積的電路的同時，持續的爭取更高的生產產量，因此，奈米製造變得日益重要。奈米製造在允許持續減小所形成的該等結構的最小特徵尺寸的同時，提供更好的製程控制。其中已使用奈米製造的其他發展之領域包括生物技術、光學技術、機械系統等等。
目前使用中的一種示範性的奈米製造技術通常被稱為印刷微影術。示範性的印刷微影術製程於許多公開案中詳細的描述，諸如美國專利公開案第2004/0065976號案、美國專利公開案第2004/0065252號案及美國專利第6,936,194號案，它們都在此併入本文以為參考資料。
於每一個前述美國專利公開案及專利中所揭露的一印刷微影技術包括在一可成形層(可聚合)中形成一凸版印刷圖案及轉移對應於該凸版印刷圖案的一圖案到一下方基片中。該基片可耦接到一移動台以獲得一期望的定位來促進圖案化製程。該圖案化製程使用與該基片空間上分離的一模板以及施加於該模板與該基片之間的一可成形液體。該可成形液體遭固化，以形成具有一圖案的一剛性層，該圖案與接觸該可成形液體的該模板的表面的形狀一致。固化後，該模板與該剛性層分離，藉此該模板與該基片隔開。然後該基片及該經固化層遭受額外的製程，以將對應於該經固化層中之圖案的一凸版印刷影像轉移到該基片中。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種用於在一基片上印刷聚合材料期間控制在一模板與該基片之間的一接觸線之速度及高度剖面的控制系統，該控制系統包含：具有多個致動器的一印刷頭，該等致動器能夠為模板提供一預定數量的力；鄰近模板放置且能夠為模板提供一預定數量的壓力的一卡盤，該預定數量的力及預定數量的壓力在模板上提供產生模板與基片之間的該接觸線之一第一速度及模板與基片之間的一第一高度剖面的一所施加力及一所施加壓力；在模板與基片之間放置且能夠提供模板上的所施加力及所施加壓力之一第一信號的至少一個力感測器；及與該力感測器、致動器及卡盤通訊的一控制器，該控制器能夠從該力感測器接收該第一信號以及估算該第一信號，以向致動器及卡盤提供一第二信號，該第二信號具有用以提供模板與基片之間的該接觸線的一第二速度及模板與基片之間的一第二高度剖面的一經調整力及一經調整壓力。
圖式簡單說明
為了可以更詳細地理解本發明，相關所附圖式中所說明的實施例提供本發明之實施例的描述。然而，值得注意的是，該等所附圖式僅說明本發明之典型實施例，因此並不應認為是對該範圍的限制。
第1圖說明依據本發明的一實施例的一微影系統之一簡化側視圖。
第2圖說明第1圖中所示的其上放置有一圖案化層之基片的一簡化側視圖。
第3A-3D圖說明在一模板及一基片之間接觸階段的簡化側視圖。
第4圖說明與模板與基片接觸期間之模板的剛性有關的由印刷頭提供的接觸力的一圖形表示。
第5圖說明在一模板上的壓力及力分佈之一圖形表示。
第6圖說明一種用於控制接觸轉換及模板與基片相符之示範性方法的一流程圖。
第7圖說明可用來提供模板與基片之間的受控接觸的一示範性控制系統的一方塊圖。
第8圖說明可用來提供模板與基片之間的受控接觸的另一示範性控制系統的一方塊圖。
第9圖說明一種用於決定模板與基片之間的一接觸平面之高度剖面的示範性方法之一流程圖。
第10圖說明接近模板與基片之間的接觸平面的一高度剖面之一圖形表示。
第11圖說明一種用於獲取一接觸平面的示範性方法之一流程圖。
第12圖說明從一散佈照相機所獲得的一接觸平面之一影像與該接觸平面之一相關聯圖像的一並列比較。
第13圖說明與一模板接觸且界定一接觸平面的一卡盤之一簡化側視圖。
第14圖說明可用來實質上即時地在模板與基片之間提供受控接觸線移動之另一示範性控制系統。
 較佳實施例之詳細說明
參考該等圖式，特別是第1圖，其中所說明的是用以在基片12上形成一凸版印刷圖案的一微影系統10。基片12可耦接到基片卡盤14。如所說明，基片卡盤14是一真空卡盤。然而，基片卡盤14可以是包括(但不限制於)真空、接腳型、溝槽型、靜電、電磁等等的任何卡盤。示範性的卡盤於在此併入此案以為參考資料的美國專利第6,873,087號案中描述。
基片12及基片卡盤14可以進一步由台16支撐。台16可以提供沿x軸、y軸及z軸之移動。台16、基片12及基片卡盤14也可以放置於一基座上(圖未顯示)。
與基片12空間上相分離的是一模板18。模板18可以包括由此向基片12擴展的一平台20，平台20上具有一圖案化表面22。另外，平台20可稱為模具20。可選擇性地，模板18可以不帶有平台20而形成。
模板18及/或模具20可以由包括(但不限制於)熔凝矽、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石等等這樣的材料形成。如所說明，圖案化表面22包含由多個空間分離的凹部24及/或凸起26界定的特徵，雖然本發明的實施例並不局限於這些組態。圖案化表面22可以界定形成要在基片12上形成之一圖案之基礎的任何原始圖案。
模板18可以耦接到卡盤28。卡盤28可以組配為，但不限制於真空、接腳型、溝槽型、靜電、電磁等等其他相似的卡盤類型。示範性的卡盤於在此被併入本案以為參考資料的美國專利第6,873,087號案中進一步描述。另外，卡盤28可以耦接到印刷頭30，藉此卡盤28及/或印刷頭30可受組配以促進模板18之移動。
系統10可以進一步包含一流體分配系統32。流體分配系統32可以用來將聚合材料34沉積在基片12上。聚合材料34可以使用，諸如空投分配、旋轉塗佈、浸漬式塗佈、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、薄膜沉積、厚膜沉積等等的技術放置於基片12上。在一所期望體積根據設計考慮而被界定於模具20與基片12之間之前及/或之後，聚合材料34可以佈置在基片12上。聚合材料34可以包含如在美國專利第7,157,036號案及美國專利公開案第2005/0187339號案中所描述的一單體混合物，這兩個案件在此併入此案以為參考資料。
參考第1圖及第2圖，系統10可以進一步包含沿路徑42耦接到直接能量40的一能量來源38。印刷頭30及台16可受組配以放置模板18及基片12與路徑42重疊。系統10可以由一處理器54調整，該處理器54與台16、印刷頭30、流體分配系統32及/或能量來源38通訊，且可在儲存於記憶體56中的一電腦可讀程式上操作。
不管是印刷頭30、台16還是這兩者改變模具20與基片12之間的距離，以在其間界定由聚合材料34填充的一所期望體積。例如，印刷頭30可以施加一力到模板18，藉此該模具20與聚合材料34接觸。在該期望體積由聚合材料34填充後，能量來源38產生能量40，例如紫外線輻射，使聚合材料34固化及/或交鏈以符合基片12之一表面44的形狀，以及圖案化表面22，在基片12上界定一圖案層46。圖案層46可以包含一殘餘層48，及顯示為凸起50及凹部52的多個特徵，其中凸起50具有厚度t1 且殘餘層具有一厚度t2 。
上述系統及製程可以進一步於美國專利第6,932,934號案、美國專利公開案第2004/0124566號案、美國專利公開案第2004/0188381號案及美國專利公開案第2004/0211754號案中所提及的印刷微影製程及系統中使用，每一該等案件都在此併入本案以為參考資料。
卡盤28及基片卡盤14可以於印刷期間使用，以分別固定模板18及基片12。卡盤28可以安裝於印刷頭30上。印刷頭30可以控制在多軸上的移動。例如印刷頭30可以是能夠透過移動到獨立的Z1 、Z2 及Z3 位置控制Z、RX 及RY 移動(例如，末端/傾斜移動)的一個三軸印刷頭30。印刷頭30也可以提供在模板18與基片12之間的接觸力F。
大體上，對於印刷頭30而言，在印刷製程期間有3個階段。在第1階段期間，如在第3A圖中所說明，接觸轉換及模板18對基片12的接觸力可以受控制，以在模板18與基片12之間提供一實質上穩定的互動，而同時實現一相對快速的響應。
印刷頭30可提供模板18在自由空間移動，其中模板18與基片12可由一距離d分離。當模板18向基片12移動時，模板18與基片12之間的壓力可能增加，因為氣體流動速率可能會受到模板18與基片12之間的距離的限制。由印刷頭30檢測到的力可能取決於壓力分佈，該壓力分佈是印刷頭30的速度與模板18與基片12之間的距離之一函數。如果模板18與基片12之間的該距離d大於大約10μm，則由空氣產生的阻力可能具有一相對較小的量值，這樣，即使模板18以大約3mm/s的速度向基片12移動，也不能檢測到該力。
印刷頭30以一速度v(例如，3mm/s)向基片12移動模板18，且減少模板18與基片12之間的距離為小於大約10μm。在此階段，若干牛頓的力(例如，空氣阻力)可能會遭量測。該力可以透過減少印刷頭30的移動速度而減少。
在第2階段期間，如第3B圖中所說明，模板18與基片12接觸。例如，印刷頭30可以提供模板18到基片12的接觸。模板18的Z移動會受到剛性環境的限制。例如，印刷頭30的移動範圍可能會受到力F的量值的限制，除模板18與基片12之柔度(例如，剛性)之外，該力F可能由該印刷頭30產生。如第4圖的圖式中所說明，該接觸力F從零逐漸增加到1N/μm，然後快速增加到9N/μm。該接觸力F可能與模板18及/或基片12之剛性成比例。
反壓力可以施加於模板18及/或基片12。例如，如第3B圖及第3C圖中說明，反壓可分別由卡盤28施加到模板18及/或反壓力可由基片卡盤14施加到基片12。如在第5圖中所說明，當印刷頭30增加力F的量值時，由卡盤28及/或卡盤14所提供的反壓力可能減少。
參考第3B圖，接觸平面60是模板18與基片12的表面彼此相符的位置。接觸平面60的邊緣可由接觸線61界定。例如，該接觸平面60是平台20與基片12的表面相接觸的位置，其中該接觸線61界定該接觸平面60的邊緣。該接觸線61大體區分其中模板18與基片12接觸的一區域63與模板18與基片12不接觸的一區域65。
參考第3B圖，一即時多變數追蹤策略可用來控制接觸線61的移動速度以及與該接觸線61相鄰的一高度剖面。該高度剖面可以由區域65中的模板18與基片12之間的該變化距離d界定。大體上，接觸線61在聚合材料34散佈期間的移動是基片12的撓度與由印刷頭30所提供的力F之一非線性函數。
在印刷期間，接近接觸線61的氣體分子可以透過減少模板18的撓度所產生的差壓及/或印刷頭30所施的力F而減少。分子間引力也可以幫助在接觸線61的移動方向上將能量傳送給氣體分子。例如，當該距離小於作用的分子球體的半徑(例如，大約50nm)時，分子間引力可以幫助在接觸線61的方向上將能量傳送給氣體分子。接近接觸線61的高度剖面可以模型化為：
h(r)=h 0 +a(r-r 0 ) 2
其中a是剖面係數，h0 是殘餘層48的厚度，r0 是半徑散佈區域，而r是到中心的距離。大體上，沿該半徑方向的壓力可如下決定：
該壓力分佈p可以透過對上述方程式的兩邊積分而獲得，以提供：
因此，該壓力分佈可以是模板18與基片12之間的距離d與氣體流動速率之一函數(例如，接近接觸線61的高度剖面越陡，則壓力下降的越快)。
接近接觸線61可能會有一壓力梯度。氣體分子及聚合材料34可能會遭受該壓力梯度。大體上，氣體具有相對較低的密度及黏度，這樣，由於力F及壓力梯度，氣體可能從接近接觸線61的空隙擠出。另一方面，液體大體上特徵在於較高的密度及黏度，這樣，透過聚合材料34之微滴之間的自結合，體積易於保持恆定。在聚合材料34與基片12之間的氣體壓力梯度與分子間引力可以驅使聚合材料34在模板18與基片12之間橫向或垂直散佈，以填充模板18之特徵。隨氣體分子以一高速度擠出，氣體分子的某些動能可以傳送給聚合材料34的分子。
圍繞聚合材料34之遭捕集的氣體分子可能對於聚合材料34之微滴的散佈具有一強影響，因為在沒有適當的排氣通道以排出氣體分子的情況下，氣體對聚合材料34施加阻礙散佈的一高壓。在聚合材料34之散佈期間，這可能導致較長的散佈時間。
氣體的排氣可以透過使該模板18與該基片12逐漸相符來改進。例如，排氣動作可以透過自接觸平面60的中心向外使模板18與基片12相符來改進。
在第3階段期間，如第3D圖中所說明，由印刷頭30提供的力F及由卡盤28及/或基片卡盤14提供的反壓力的量值可逐漸減小。例如，由印刷頭30提供的力F及由卡盤28及/或基片卡盤14提供的反壓力的量值可以使用回授控制實質上逐漸減少為零。透過減小力F及反壓力，可以使可能產生額外力的重疊變形最小化。例如，已經證明在印刷實質上很薄的模板18期間，一1牛頓的力F可以產生5nm的重疊變形，而10kPa的模板反壓力可以產生7nm的重疊變形。在聚合材料34的固化及/或交鏈之前或其期間，這些重疊變形可以透過減少力F及反壓力最小化。
第6圖說明一種用於控制接觸轉換及模板18與基片12相符的示範性方法100之一流程圖。大體上，在第102步驟，可將模板18調整到一位置z，以在模板18與基片12之間提供一合適的距離d，其中在該基片12的表面46上具有聚合材料34。在第104步驟，施加於模板18以提供在模板18與基片12之間的接觸之力及壓力的一預定數量可遭決定。在第106步驟，力及壓力的該預定數量可施加於模板18，以提供模板18與基片12之間的接觸。在第108步驟，施加於模板18的之力及壓力的該預定數量可遭調整，以提供力及壓力的一經調整數量。力及壓力的該經調整數量可以提供合適的接觸線速度及/或合適的高度剖面。在第110步驟，可調整模板18的方向，藉此由印刷頭30施加的力在一預定誤差窗內。在第112步驟，力及壓力的該經調整數量可遭減少。例如，力及壓力的該經調整數量可減少為零。在第114步驟，聚合材料34可遭固化及/或交鏈。以下對上述步驟提供一更詳細的解釋。
調整印刷頭
參考第3A圖，模板18與基片12之間的距離可以遭調整，藉此模板18遭移動到一位置z，以在模板18與基片12之間提供一合適距離d。位置z大體上高於接觸平面60且在模板18與基片12之間提供少許接觸或不接觸。位置z可如下計算：
z=z CONTACT -Δz p -Δz
其中Δz是接觸平面60的誤差窗，Δz p 是所估計的撓度，而z CONTACT 是所估計的接觸平面60。接觸平面60之誤差窗Δz 可以透過估計接觸平面60的精確度來決定。接觸平面60的該所估計精確度大體上是模板18基片與12厚度的組合變化之估計精確度。大體上，當模板18在印刷頭30的位置控制下移動到鄰近基片12時，接觸平面60的誤差窗Δz 可以足夠大以避免任何接觸。然而，應該注意到的是，如果在模板18停止向基片12移動時有一大的間隔距離，可增加接觸轉換，估計偏轉Δz p 可以基於施加到模板18的反壓力。例如，該Δz p 可以基於對使用一校正的模板撓度模型的模板18所施加的反壓力。
所估計接觸平面z CONTACT 可首先透過使用機械設計的機械尺寸來決定。然後透過逐漸減小模板18與基片12之間的空隙，直到透過一散佈照相機70觀察到干涉條紋，可實現更精確的估計。例如，當用能量(例如白光)照射時，大體不會觀察到條紋，直到該間隔距離小於該能量的干涉長度(例如，<1μm)。當在接觸轉換期間保持所期望的接觸力數量時，接觸平面z CONTACT 可以透過記錄位置z量測。
控制系統
第7圖說明可以用來減少印刷頭30的移動速度以提供模板18與基片12之間的受控接觸的一控制系統72之一方塊圖。接觸力F與接觸線61之長度之間的映射可以使用散佈照相機70來校正，以提供接觸力軌跡。大體上，透過追蹤接觸力的剖面，接觸線61之一實質上恆定的速度可以受到保持，以在模板18接觸基片12時提供一平滑轉換。這可以使可能影響殘餘層48(在第2圖中所顯示)之均勻性的潛時無效。
大體上，控制系統72可以透過逐漸減少模板18與基片之間的空隙來提供模板18與基片12的接觸。控制系統72可以包括力感測器74，該等力感測器74能夠在不同位置量測由印刷頭30所施加的接觸力F。力感測器74可以與控制器78通訊，以及向控制器78提供一第一信號(輸入信號)。控制器78接收提供關於施加到模板18之力及壓力之資訊的該第一信號，以及使用該資訊來向印刷頭30的位置致動器76提供具有一經調整力及壓力的一第二信號(輸出信號)。
積分動作與回授控制的一組合可用來向位置致動器76提供該經調整的力及壓力。大體上，除了印刷頭30的該所量測位置以及接觸力F及壓力外，接觸線61的狀態可以基於機械設計之一機械尺寸來估計。接觸平面60的變化可透過積分動作來取消。因此，接觸力F的誤差可能實質上等於透過所量測力減少的設定點力，因為在模板18接觸基片12之前，該等接觸力可能近似為零。接觸力F可以被求積分且該致動信號可與該誤差的積分成比例。該信號可隨著印刷頭30向基片12前進而持續累積。如第3B圖中所說明，當模板18與基片12接觸時，接觸力F可收斂於一設定點值，藉此該接觸力F可以取消接觸線61的估計誤差。
第8圖說明另一個示範性控制系統72a之一方塊圖。接觸線61的移動速度及接近接觸線61的高度剖面可以透過調整印刷頭30之力F及/或卡盤28及/或基片卡盤14所提供的壓力的量值來控制。分別由印刷頭30及卡盤28提供的力F及/或壓力之量值可以基於與聚合材料34之散佈有關的一物理模型。控制器78可基於該物體模型估算所施加的力F及/或壓力，以提供力F及壓力的經調整量值。力F及/或壓力的該經調整量值可以遭提供給致動器76及/或卡盤28。例如，對力F的控制可以透過使用一級聯控制方案調整印刷頭30的位置來實現。
接觸線61及接近接觸平面60的高度剖面可以使用散佈照相機70來測量。例如，在聚合材料34流體散佈期間，接觸線61可以使用白光干涉法來測量。該白光可以包含來自照亮基片12到模板18的一發光二極體(LED)陣列之所有可見波長，λ=400nm-700nm。一些入射光束可能從基片12反射及/或偏轉離開模板18。這些經反射光束可能發生干涉，所產生的光束干涉圖案可提供於一影像(例如，一CCD螢幕上的一影像)。該影像的光強度可隨光源的相干函數變化。該所觀察到的光強度可作為模板18與基片12之間的距離d(在此也稱為空隙高度)之一函數變化，該函數如下所述：
其中，I是在該CCD上的光強度，h是模板18與基片12之間的空隙高度，λC 是白光的中心波長(例如，0.5μm)，而lC 是白光的相干長度(例如，1.2μm)。
第9圖說明一種用於使用由散佈照相機70提供的影像決定接近接觸線61的高度剖面的示範性方法200之一流程圖。在第202步，觀察到的光強度之高頻雜訊可使用一低通濾波器移除。在第204步驟，可估計光強度IO 之DC值。例如，光強度IO 之DC值可以透過求所觀察光強度I(h)的平均來估計。在第206步驟，可決定強度調變之最大值及最小值(例如，峰值及谷值)。在第208步驟，調變可以使用強度調變之最大值及最小值來估計。在第210步驟，可決定強度調變之最大值與最小值之間的高度差。在第212步驟，可估計光強度調變之鄰近最大值與最小值之間的該高度變化(或相位變化)。第10圖說明接近接觸線61的一示範性高度剖面之一圖形表示。
第11圖說明一種用於使用由散佈照相機70提供的影像獲取接觸線61之一圖像的示範性方法300之一流程圖。在第302步驟，可估計接觸線61之中心。在第304步驟，如果需要，由散佈照相機70獲得的光強度剖面可以從笛卡爾坐標轉換為極坐標。在第306步驟，所觀察到的光強度之高頻雜訊可遭移除。例如，所觀察到的光強度之高頻雜訊可以透過使用一低通濾波器來移除。在第308步驟，接觸線61之至少一個邊緣可透過確定最大及最小光強度的位置來決定。在第310步驟，可估計接觸線61的直徑。在第312步驟，如果需要，接觸線61的位置可從極坐標轉換為笛卡爾坐標。在第314步驟，可估計接觸線61的中心。在第316步驟，可提供透過由散佈照相機提供的影像所獲得的接觸線61之圖像。從散佈照相機70所獲得的接觸線61之一示範性圖像與該接觸線61之相關聯的圖像之一並列比較於第12圖中說明。
第14圖說明一控制系統72b之另一示範性實施例。大體上，散佈照相機70可以提供至少一個影像。影像可遭受影像處理，以決定模板18與基片12之間的接觸線61之速度及接近接觸線61的高度剖面。例如，接觸線61的速度及高度剖面可以使用白光干涉法來決定。模板18與基片12之間的接觸線61之速度及接近接觸線61的高度剖面可以為控制器78使用來調整印刷頭30、卡盤28，及/或基片卡盤14，以提供模板18與基片12之間的受控接觸。
模板的方向
參考第7圖及第8圖，在模板18接觸基片12之後，模板18之方向可遭調整，藉此由印刷頭30施加到模板18的力位於一預定誤差窗內。大體上，從力感測器74觀察到的接觸力可以與感測位置與一中心接觸點之間的距離相組合，以在初始設定點決定模板18的方向。例如，控制器78可用來透過調整三軸z位置，直到該等力之間的差值位於一預定差視窗內，來調整模板18的方向。另外，模板18可遭調整，藉此模板18與基片12實質上共面且模板18實質上與基片12平行。這可透過用散佈照相機70的觀察來進一步驗證。
聚合材料之固化/交鏈
在模板18與基片12相符後，施加到模板18的力及壓力之量值會逐漸減少。例如，施加到模板18的力及壓力之量值可以逐漸減少為零。力及壓力之量值的減少可以基於控制系統72所提供的資訊。
隨力及壓力之量值的減少，然後基片12之表面46上的聚合材料34可固化及/或交鏈。如先前所討論，力及壓力的減少可減少重疊變形。
模板載入
應該注意的是，於此所描述的系統與方法可以應用於模板18之載入。卡盤28與模板18之間的平行誤差中的變化可在模板18之載入期間使用閉環控制來最小化。小接觸力可阻止對模板18的潛在的破壞。例如，如第13圖中所說明，卡盤28之真空陸面120可以移動到靠近模板18之表面122的一位置。該接觸平面可遭檢測，以及印刷頭30之方向可遭調整，以用最小接觸力使卡盤28之真空陸面120與模板18之表面122相符。然後模板18可透過開啟卡盤28的真空來透過卡盤28轉換及固定。
在使用於此所述之載入模板18的該等系統與方法的過程中，大體上，位置z、RX 及RY 可不需要被精確的記錄。例如，受力量測精確度限制的小接觸力可足以自動檢測模板18在何處及何時與一物件接觸。這樣，可增加載入模板18的可靠性。
10‧‧‧微影系統
12‧‧‧基片
14‧‧‧基片卡盤
16‧‧‧台
18‧‧‧模板
20‧‧‧平台
22‧‧‧圖案化表面
24、52‧‧‧凹部
26、50‧‧‧凸起
28‧‧‧卡盤
30‧‧‧印刷頭
32‧‧‧流體分配系統
34‧‧‧聚合材料
38‧‧‧能量來源
40‧‧‧能量
42‧‧‧路徑
44‧‧‧表面
46‧‧‧圖案層
48‧‧‧殘餘層
54‧‧‧處理器
56‧‧‧記憶體
60‧‧‧接觸平面
61‧‧‧接觸線
63、65‧‧‧區域
72a、72b‧‧‧控制系統
74‧‧‧力感測器
76‧‧‧位置致動器
78‧‧‧控制器
70‧‧‧散佈照相機
100、200、300‧‧‧示範性方法
102~114、202~212、302~316‧‧‧流程步驟
120‧‧‧真空陸面
122‧‧‧表面
第1圖說明依據本發明的一實施例的一微影系統之一簡化側視圖。
第2圖說明第1圖中所示的其上放置有一圖案化層之基片的一簡化側視圖。
第3A-3D圖說明在一模板及一基片之間接觸階段的簡化側視圖。
第4圖說明與模板與基片接觸期間之模板的剛性有關的由印刷頭提供的接觸力的一圖形表示。
第5圖說明在一模板上的壓力及力分佈之一圖形表示。
第6圖說明一種用於控制接觸轉換及模板與基片相符之示範性方法的一流程圖。
第7圖說明可用來提供模板與基片之間的受控接觸的一示範性控制系統的一方塊圖。
第8圖說明可用來提供模板與基片之間的受控接觸的另一示範性控制系統的一方塊圖。
第9圖說明一種用於決定模板與基片之間的一接觸平面之高度剖面的示範性方法之一流程圖。
第10圖說明接近模板與基片之間的接觸平面的一高度剖面之一圖形表示。
第11圖說明一種用於獲取一接觸平面的示範性方法之一流程圖。
第12圖說明從一散佈照相機所獲得的一接觸平面之一影像與該接觸平面之一相關聯圖像的一並列比較。
第13圖說明與一模板接觸且界定一接觸平面的一卡盤之一簡化側視圖。
第14圖說明可用來實質上即時地在模板與基片之間提供受控接觸線移動之另一示範性控制系統。
10．．．微影系統
12．．．基片
14．．．基片卡盤
16．．．台
18．．．模板
20．．．平台
22．．．圖案化表面
24．．．凹部
26．．．凸起
28．．．卡盤
30．．．印刷頭
32．．．流體分配系統
34．．．聚合材料
38．．．能量來源
40．．．能量
42．．．路徑
44．．．表面
54．．．處理器
56．．．記憶體

Claims (21)

  1. 一種用於在一基片上印刷聚合材料期間控制在一模板與該基片之間的一接觸線之速度及高度剖面的控制系統，該控制系統包含：具有多個致動器的一印刷頭，該等致動器能夠為模板提供一預定數量的力；鄰近模板放置且能夠為模板提供一預定數量的壓力的一卡盤，該預定數量的力及預定數量的壓力在模板上提供一所施加力及一所施加壓力，以產生於模板與基片之間的該接觸線之一第一速度及模板與基片之間的一第一高度剖面；在模板與基片之間放置且能夠提供模板上的所施加力及所施加壓力之一第一信號的至少一個力感測器；及與該力感測器、致動器及卡盤通訊的一控制器，該控制器能夠從該力感測器接收該第一信號以及估算該第一信號，以向致動器及卡盤提供一第二信號，該第二信號具有一經調整力及一經調整壓力用以於該聚合材料之擴展期間提供模板與基片之間的該接觸線的一第二速度及模板與基片之間的一第二高度剖面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統，其進一步包含與該控制器通訊的一散佈照相機，該散佈照相機向該控制器提供該第一接觸線之至少一個影像，該控制器能夠估算該影像及該第一信號，以提供該經調整力及該經調 整壓力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統，其中該散佈照相機包括與模板重疊的一發光二極體(LED)陣列以照亮基片到模板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之控制系統，其中該散佈照相機包括提供該影像的一電荷耦合裝置(CCD)。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之控制系統，其中該控制器能夠估算該影像，以提供模板與基片之間的接觸線之該第二速度。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之控制系統，其中該控制器能夠估算該影像，以提供模板與基片之間的該第二高度剖面。
  7. 一種用於在基片之一表面上印刷聚合材料期間控制在一模板與基片之間的接觸轉移與相符之方法，該方法包含以下步驟：提供模板與基片之間的一距離；透過一印刷頭對模板施加一預定數量的力，決定該預定數量的力以提供模板與基片之間的一接觸線之一第一速度及模板與基片之間的一第一高度剖面；透過至少一力感測器，決定對模板之施加力；透過力感測器提供包含對模板的該施加力之一第一信號；透過一控制器接收包含對模板的該施加力之該第一信號； 透過控制器決定一經調整的力，以提供模板與基片之間的一第二接觸線速度及第二高度剖面；透過控制器提供包含該經調整的力的一第二信號；透過印刷頭接收包含該經調整的力的該第二信號；透過印刷頭對模板施加該調整的力，以於該聚合材料之擴展期間控制該接觸線移動的速度及鄰接該接觸線之高度剖面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其進一步包含以下步驟：透過一卡盤對模板施加一預定數量的壓力，該預定數量的壓力受決定，以提供該預定數量的力、模板與基片之間的一接觸線之該第一速度及模板與基片之間的該第一高度剖面；透過至少一個力感測器決定對模板所施加的壓力；透過力感測器提供包含對模板的該所施加的壓力之一第三信號；透過一控制器接收包含對模板的該所施加的壓力之該第三信號；透過控制器決定一經調整壓力，以提供該經調整力、該第二接觸線速度及模板與基片之間的該第二高度剖面；透過控制器提供包含該經調整壓力的一第四信號；透過卡盤接收包含該經調整壓力的該第四信號；以及， 透過卡盤對模板施加該經調整壓力。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該所施加的力及該所施加的壓力於同一信號中提供。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該經調整的力及該經調整的壓力於同一信號中提供。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該所施加的力及壓力使用放置於模板與基片之間的多個位置處的力感測器來決定。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含以下步驟：透過一散佈照相機提供模板與基片之間的該第一接觸線之至少一個影像；及透過控制器接收模板與基片之間的該第一接觸線之該影像，其中決定模板與基片之間的該第二高度剖面之步驟包括估算由散佈照相機所提供的該影像。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中估算由散佈照相機所提供的該影像之步驟包含以下步驟：從該影像中移除光強度之高頻雜訊；估算光強度之DC值；決定最大及最小光強度調變；以及，估算最大及最小光強度調變，以決定相位變化。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中決定模板與基片之間的該接觸線之該第二速度之步驟包括估算由散 佈照相機所提供的該影像。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中估算由散佈照相機所提供的該影像之步驟包含以下步驟：決定接觸線之一經估計的中心；從該影像中移除觀察到的光強度之高頻雜訊；在該影像中確定最大及最小光強度的位置，以提供接觸線之邊緣的位置；基於接觸線的該邊緣之位置決定接觸線之一經估計的直徑；及，基於接觸線之經估計的中心及接觸線之經估計的直徑，提供接觸線的圖像。
  16. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含以下步驟：調整模板的方向，藉此對模板所施加的經調整的力及壓力在一預定誤差窗內。
  17. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含以下步驟：固化聚合材料。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其進一步包含以下步驟：減小由印刷頭及卡盤所施加的經調整的力及壓力。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該調整的力及壓力實質上減少為零。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該調整的力及 壓力在固化聚合材料之前遭減少。
  21. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中模板與基片之間的該接觸轉移及符合實質上即時直接地執行。
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