TWI601619B - 壓印設備及物件製造方法 - Google Patents

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Description

壓印設備及物件製造方法
本發明係關於一種壓印設備,更具體地,關於一種壓印設備,其中在其上形成圖案的模具和設置在基板表面上的壓印材料相互壓靠,從而模具的圖案被轉印到壓印材料上。
奈米壓印作為在半導體裝置或微機電系統(MEMS)等中形成精細圖案的方法是已知的。奈米壓印是用於使得在其上由電子束曝光等形成精細圖案的模具與由在其上施加壓印材料(諸如光阻之類的樹脂材料)的晶片或玻璃等形成的基板接觸,從而將圖案轉印到作為壓印材料的樹脂上的技術。
當執行奈米壓印時,必須使得形成在晶片上的圖案的倍率(大小)與要被轉印到模具上的圖案的倍率一致。但是,整個晶片在諸如膜形成或濺射之類的加熱處理的過程中會擴大或縮小,結果圖案在X方向和Y方向之間的倍率可能不同。在實際的半導體處理中,發生±10 ppm的數量級的整個晶片的可變倍率,並且發生10 ppm的數量級的X方向和Y方向之間的倍率差。
在諸如步進器或掃描器之類的傳統平版印刷中,藉由在曝光期間依照晶片的變形改變每個曝光場(shot)大小來解決可變倍率。例如,在掃描器的情況下,依照晶片的 倍率以幾ppm的數量級改變投影光學系統的縮小倍率,此外依照晶片的倍率改變掃描速度幾ppm。以這種方式,甚至當在X方向和Y方向之間發生倍率差時,也藉由校正倍率來實現高覆蓋精度。
但是,由於在奈米壓印中不像在傳統的平版印刷中那樣存在投影光學系統,並且模具和晶片經由樹脂彼此直接接觸,因此不能進行這樣的校正。
因而,在奈米壓印中,另一種方法被用於校正如上所述的在半導體處理期間產生的圖案的可變倍率。為了使形成在模具上的圖案與晶片的圖案的倍率一致,採用在物理上使模具變形的倍率校正機構。作為在物理上使模具變形的方法,採用藉由從模具的外周邊施加外力來變形的方法或藉由加熱模具來擴大模具的方法。
作為壓印設備的應用示例,考慮以半節距32 nm的數量級的半導體裝置的平版印刷。此時,根據半導體國際技術準則(ITRS),覆蓋精度是6.4 nm。因此,還必須以幾奈米或更小的精度控制倍率校正。
在使用如上所述的壓印設備的平版印刷中,必須校正要被轉印的圖案的形狀。例如,在要被轉印的圖案上可能發生失真。原因包括以下幾點。例如,圖案側在製造期間面向上,而圖案側在使用期間(在按壓期間)面向下,即模具具有不同的朝向。因此,圖案受重力等的影響而變形。此外,當圖案藉由電子束等形成在模具上時,由於電子束成像設備的光學系統的失真像差,在模具上可能發生圖 案圖像的失真。此外,即使假定能夠在沒有失真的情況下製造模具的圖案,但如果基板上的圖案發生失真的話,則覆蓋精度也將變得更壞。已經形成在基板上的圖案和形成在模具上的圖案之間的形狀的差別被稱為失真(像差),其將導致覆蓋精度的這樣的惡化。
在壓印設備中,安裝倍率校正機構以校正這些失真。在倍率校正機構中,在X-Y平面之內使模具在物理上變形以便以目標形狀校正模具。但是,當模具的形狀係如圖5A所示予以校正時,圖案區域亦會因它自身重量及類此者而在按壓方向(Z方向)變形。此外,在Z方向的變形量係根據模具的要被校正的形狀而變化。模具的這樣的在Z方向的變形在按壓期間引起圖案失真的發生,並且覆蓋精度變得更壞。
日本專利申請公開No.2010-080714討論用於抑制模具的這樣的變形的控制方法。根據日本專利申請公開No.2010-080714,模具夾具(chuck)包括用於固持模具的多個周邊部分的固持部分和底座部分以及用於相對於底座部分定位固持部分的驅動機構,並且藉由驅動固持部分來校正模具的形狀以便遵循晶片的形狀,從而提高覆蓋精度。
但是,為了獲得如上所述的甚至在倍率校正中也需要幾奈米或更小的精度的壓印,存在另外的問題。該問題包括在壓印設備中當形成在模具上的圖案藉由壓靠基板而被轉印時圖案將變形的事實。當如圖5B所示壓靠基板模具時,如果使模具和基板之間的間隔變得太小,則在模具的 圖案外部發生大的失真。此外,如果使模具和基板之間的間隔變得太大,則類似地在模具的圖案外部發生大的失真。結果,甚至當在藉由倍率校正機構校正以使得失真變小之後被按壓時,當模具被按壓時因變形導致發生失真。在這種情況下,覆蓋精度變得顯著地更壞,特別是在圖案的外周邊部分附近。因此,必須適當地確定當圖案被轉印時模具和基板之間的距離,以使得在模具的圖案的外周邊部分中失真變小。
根據本發明的一方面,一種使用模具在基板上模製壓印材料並且在基板上形成圖案的壓印設備,該壓印設備包括:模具固持單元,其被建構來固持該模具,其包括包含圖案區域的表面;基板固持單元,被建構來固持該基板;第一獲得單元,其被建構來獲得關於圖案區域和已經形成在基板上的曝光場之間的形狀的差別的資訊;及控制單元,其被建構來在圖案區域和壓印材料彼此接觸的狀態下,根據由第一獲得單元獲得的關於形狀的差別的資訊,控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一個以調整該模具和該基板之間的間隔。
本發明的進一步的特徵和方面藉由參考附圖對示範性實施例的以下詳細描述將變得清楚。
下面將參考附圖詳細描述本發明的各個示範性實施例、特徵和態樣。
圖1是根據本發明的示範性實施例的壓印設備1的配置圖。在本示範性實施例中的壓印設備是將模具的凹的和凸的圖案轉印到已被提供到諸如晶片或玻璃之類的基板上的壓印材料上的壓印設備,基板是用在半導體裝置製造步驟中要被處理的底板。此外,壓印設備係採用壓印技術當中的在模具的凹的和凸的圖案被轉印時由光固化樹脂的方法。
如圖1所示,一與該模具以紫外光照射的方向平行的軸被當作Z軸,並且X軸和Y軸被定義為與Z軸正交的方向。Z軸也是與如下所述的方向平行的軸,即在模具和基板之間的間隔變窄時模具和基板的至少一個移動在該方向中以便使得模具的圖案區域與基板上的壓印材料接觸。
根據本發明的壓印設備1包括模具3、照明單元4、模具固持單元5、基板固持單元6、分配器7、對準測量單元8、基板和模具之間的距離測量單元9和控制單元10。
基板2是要被處理的基板,其使用例如單晶矽晶片或絕緣體矽(SOI)晶片、玻璃基板,並且由基板固持單元6固持。作為變成模製部分的壓印材料的紫外線可固化樹脂(在下文中,簡單地寫為“樹脂”)被提供給基板2的處理後的表面。壓印材料在半導體裝置的製造領域中也稱為光阻。
模具3在外周邊部分中且與基板2相對的矩形表面上具有以三維形狀形成的凹的和凸的圖案。凹的和凸的圖案將要被轉印到已被提供給基板2的樹脂上。模具3在與基板2相對的表面上具有周邊部分和從周邊部分突出的圖案區域P(形成如上所述的凹的和凸的圖案的區域)。諸如石英之類的發射紫外光的原材料用作為模具3的材料。
當執行壓印處理時,照明單元4利用紫外光照射模具3。照明單元4包括光源11和用來將從光源11照射的紫外光調整到適合於壓印的光的多個光學元件12。在本示範性實施例中,可使用光固化樹脂作為壓印材料,但是它不必侷限於光固化樹脂。例如,熱固化樹脂可被使用,並且在該情況下,用於固化樹脂的熱源單元(沒有示出)變成必需的,而不是照明單元4。
模具固持單元5保持和固定模具3,並且用於將模具3的凹的和凸的圖案壓印到基板2上。模具固持單元5包括模具夾具13、模具平台(stage)14和作為用來讓模具3經受變形的變形單元的倍率校正機構15。模具夾具13藉由機械固持單元(沒有示出)保持和固定模具3。此外,模具夾具13藉由機械固持單元(沒有示出)而被固持在模具平台14中。此外,模具夾具13固持具有圖案區域P和它的面向基板側的周邊部分的表面。
模具平台14是用來在形成在模具3的圖案區域P上的凹的和凸的圖案被轉印到基板2時定位基板2和模具3之間的間隔的驅動系統,並且在Z軸方向執行驅動。此外 ,模具平台14可以是用於確定模具3的傾斜度的驅動系統,並且可以在ω x(繞著X軸旋轉)方向或在ω y(繞著Y軸旋轉)方向驅動模具3。以這種方式,由於在圖案轉印期間需要高度準確的定位,因此模具平台14可以由諸如粗略運動驅動系統和精細運動驅動系統之類的多個驅動系統構成。
此外,模具3可以不僅在Z軸方向具有位置調整功能,而且在X軸方向、Y軸方向或θ(繞著Z軸旋轉)方向具有位置調整功能,以及用於校正模具3的傾斜度的傾斜功能。例如,藉由包括在Z方向執行驅動的多個致動器,模具平台14能夠根據各個致動器的驅動量來控制驅動量和Z軸方向的傾斜度。
在模具夾具13中設置有用於校正模具3的形狀的倍率校正機構(變形機構)15。倍率校正機構15可以是藉由向模具3的側表面施加力或位移來使模具3的形狀變形的變形機構。
因此,圖案區域P的形狀被變形,並且形成在圖案區域P上的凹的和凸的圖案可被校正,以與已經形成在基板上的曝光場區域的圖案的形狀對準。在這種情況下,如上所述,Z軸方向也是與模具3和基板之間的間隔變窄時模具和基板的至少一個移動以便使得模具3的圖案區域P與基板2上的壓印材料接觸的方向平行的軸。換句話說,倍率校正機構15用來在一相對於一方向(變窄方向)垂直的表面中從彼此正交的兩個方向施加力或位移,其中介於 模具3和基板2之間的間隔係在該方向(變窄方向)上相對於模具3被調整。
基板固持單元6在壓印時固持基板並且執行基板2和模具3之間的對準。基板固持單元6包括基板夾具16和基板平台17。基板夾具16藉由機械固持單元(沒有示出)固持基板2。此外,基板夾具16藉由機械固持單元(沒有示出)被固持在基板平台17中。
基板平台17是在X軸方向和Y軸方向執行驅動以執行基板2和模具3之間的對準的驅動系統。此外,在X軸方向和Y軸方向的驅動系統可以由諸如粗略運動驅動系統和精細運動驅動系統之類的多個驅動系統構成。此外,基板平台17可以包括用於Z軸方向的位置調整、在基板2的θ(繞著Z軸旋轉)方向的位置調整功能、或用於校正基板2的傾斜度的傾斜功能的驅動系統。
分配器7是用來將樹脂提供到基板2上的提供單元。分配器包括樹脂排出噴嘴(沒有示出),且該分配器將樹脂從樹脂排出噴嘴滴落到基板2上。需要使用具有利用紫外光照射而固化的性質的樹脂。此外,要被排出的樹脂的量可以由樹脂的必需厚度或要被轉印的圖案密度等來決定。
在此示範性實施例中,在Z軸方向驅動模具固持單元5或基板固持單元6的驅動系統中的至少一個驅動系統被稱為間隔調整機構。自然地,基板2和模具3之間的間隔可以由模具固持單元5和基板固持單元6二者來調整。此 外,用於調整模具固持單元5和基板固持單元6的傾斜度的驅動系統的至少一個驅動系統被稱為傾斜度調整機構。類似地,基板2和模具3的傾斜度可以由模具固持單元5和基板固持單元6二者來調整。此外,間隔調整機構可以具有用於調整傾斜度的功能。
對準測量單元8測量在形成在基板2上的對準標記和形成在模具3上的對準標記之間在X軸方向和Y軸方向的位置偏差。換句話說,對準測量單元8係作為獲得關於圖案區域P和形成在基板上的曝光場之間的形狀的差別的資訊的單元(第一獲得單元)。更具體地,對準測量單元8獲得關於包括在形成在圖案區域P上的凹的和凸的圖案中的多個標記與包括在與包括在多個標記對應的曝光場中的多個標記之間的相對位置的資訊,以獲得該資訊作為關於圖案的形狀的差別的資訊。
測量基板2和模具3之間的間隔的距離測量單元9是藉由測量基板2和模具3之間的間隔以獲得關於基板2和模具3之間的間隔的資訊的第二獲得單元。例如,距離測量單元9可以被配置為鐳射干涉儀,鐳射干涉儀包括測量部分9a和反射部分9b,測量部分9a包括光發射部分和光接收部分(沒有示出),反射部分9b包括反射鏡。在這種情況下,測量單元9a藉由使用鐳射的干涉測量反射單元9b的位置來測量相對於測量單元9a的距離(高度)。
關於此點,基板固持單元6和基板2在Z軸方向相對 於測量部分9a的距離(高度)的資訊是已知的。此外,反射部分9b或測量部分9a與圖案區域P(特別是,與基板2相對的表面)和圖案區域P的周邊部分(特別是,接近於倍率校正機構15的部分)之間的距離(高度)的資訊也是已知的。如果這些距離的資訊可用,則變得可以藉由根據將被使用的配置的計算等來獲得關於基板2和模具3之間的間隔的資訊。
在此過程中,用上述資訊所產生之介於圖案區域P的周邊部分(特別是,接近於倍率校正機構15的部分)和基板2之間的間隔(距離或高度)係被用作為關於基板2和模具3之間的間隔的資訊。此外,距離測量單元9可以測量模具3的傾斜度。模具3的傾斜度可以藉由距離測量單元9在多個位置處測量模具3和基板2之間的間隔來測量。在本文中模具3的傾斜度被用來標示模具3相對於基板2的平面的傾斜度。
控制單元10控制壓印設備1的每個組成元件的操作和調整。例如,控制單元10執行構成模具固持單元5的模具平台14和倍率校正機構15的控制。
另外,壓印設備1包括用於將模具3傳送到模具固持單元5的模具傳送單元(沒有示出)和用於將基板2傳送到基板固持單元6的基板傳送單元(沒有示出)。此外,壓印設備1包括用於固持基板固持單元6的底座表面板20、用於固持模具固持單元5的橋表面板21和用於支持橋表面板21的支持柱22。此外,基板夾具16包括在執 行模具3的對準時使用的附圖標記23。
此外,壓印設備1可以包括在模具3的後表面上的用於使模具3變形的腔25。腔25中的壓力可以根據需要變化,並且腔25可以由控制單元10控制,可替換地可以藉由提供單獨的腔壓力控制單元(沒有示出)來控制。壓力控制機構由控制單元10和腔25構成。例如,當在使得腔壓力高於外部並且圖案在向下(凸的)方向偏轉的狀態下模具3被壓靠基板2時,模具3從圖案的中間部分開始與基板2上的樹脂接觸。結果,防止在樹脂和模具3之間俘獲空氣,並且可以減少由於未充滿所引起的圖案缺陷。
在本示範性實施例中,一個重要的焦點是,在圖案區域P和基板2彼此接觸同時將壓印材料夾在其間的情況下,表面張力非常強。由於圖案區域P藉由非常強的力與基板2接觸,因此接觸部分不會被小的力分開。換句話說,一旦圖案區域P已經與基板2接觸同時將壓印材料夾在其間,在預定的壓印材料的預定厚度的間隔下狀態應該變得穩定。藉由在此狀態下調整模具3和基板2之間的間隔,圖案區域P的變形會發生。
第一示範性實施例將被描述。將參考圖1、圖2A到2D和圖3來描述壓印設備1的操作。圖3是當對於多片基板使用相同的模具壓印特定層的圖案時的操作序列。在多片基板的每個基板上,存在具有已經形成的圖案的多個曝光場區域,並且藉由模具的壓印當然是根據曝光場執行的。
在圖3中,在步驟S101中,模具3藉由模具傳送單元18(沒有示出)被安裝在模具夾具13上。
在步驟S102中,對準測量單元8測量在X軸方向和Y軸方向及θ(繞著Z軸旋轉)方向的附圖標記23和模具3的對準標記之間的偏差。然後,根據測量結果,對準測量單元8執行附圖標記23和模具3的對準標記的對準。
在步驟S103中,基板2係藉由基板傳送單元19(沒有示出)而附著於基板夾具16。
在步驟S104中,基板2被基板平台17移動到分配器7的施加位置。
在步驟S105中,藉由分配器7將液體樹脂施加在基板2上。
在步驟S106中,其上被施加樹脂的基板2被基板平台17移動到按壓位置。
在步驟S107中,藉由模具平台14讓模具3和被施加在基板2上的樹脂彼此接觸。此時,模具3和基板2之間的間隔在被距離測量單元9測量的同時藉由模具平台14的控制以獲得讓覆蓋精度變得最佳的間隔。藉由預先執行圖案化並實施覆蓋檢查,模具3和基板2之間的間隔只需要根據覆蓋檢查的結果和圖案的失真資訊予以計算即可使得覆蓋精度變為最高。
在此,已經描述了測量模具3和基板2之間的間隔的示例,但是可以使用距離測量單元9來確定模具3的傾斜 度。或者,可以同時測量模具3的間隔和傾斜度。當樹脂和模具彼此接觸時,模具3的傾斜度在被距離測量單元9測量的同時可藉由模具平台14的控制以獲得讓覆蓋精度變為最佳的傾斜度。
或者,在不提前執行覆蓋檢查的情況下,可在執行按壓操作的同時在每次模具3被按壓時由對準測量單元8測量模具3和基板2之間的位置偏差,並且可以確定按壓位置以使得覆蓋精度變為最佳。在這種情況下,只需要執行例如如下所述的控制。首先,根據由測量單元8測量的模具3和基板2之間的位置偏差,按壓位置和傾斜度變化非常小的量以便提高覆蓋精度。再次由測量單元8測量位置偏差,並且按壓位置和傾斜度根據位置偏差的量值而變化。藉由重複上述操作,直到覆蓋精度變成期望的值為止,確定最終的按壓位置和傾斜度。
此外,可以藉由在Z軸方向驅動基板固持單元6或模具固持單元5和基板固持單元6二者來使得模具3壓靠塗覆在基板2上的樹脂。此外,可以藉由驅動基板固持單元6或模具固持單元5和基板固持單元6二者來執行壓印操作同時改變傾斜度。
此外,在按壓期間在一旦已經按壓到比為使覆蓋精度變為最佳而定義的模具3和基板2之間的間隔窄的間隔之後,模具3可以被返回到定義的間隔。將參考圖2A到2D描述此時模具3的變形。圖2A示出了在模具3被壓靠基板2之前的狀態。如圖2A所示,模具3的圖案區域由於 重力或在該過程期間產生的殘餘應力而變形,並且因為模具3和基板2之間的間隔在此狀態下變窄,所以認為該圖案從圖案的中間與樹脂接觸。因為模具3和基板2之間的間隔像這樣逐漸變窄,所以模具的圖案區域和樹脂之間的接觸區域從中央逐漸擴大。
在此過程中,當按壓停止在如圖2C所示的最佳間隔時,存在該過程進行到下一步驟的可能性,同時樹脂保持不完全與圖案的外周邊部分接觸。於是,一旦已經使得模具3和基板2之間的間隔小於最佳狀態,如圖2B所示,樹脂確定地與圖案的外周邊部分接觸。一旦施加在基板2上的樹脂和模具3已經彼此接觸,表面張力就起作用,並且甚至當基板2和模具3彼此隔開時,圖案區域和基板2上的樹脂在表面張力的作用下也變得難以彼此分開。因此,在那之後,藉由返回到最佳間隔(間隔d2),如圖2C所示,在樹脂和圖案確定地彼此接觸的狀態下,該過程可以進行到下一步驟。
接著,除了上述間隔的控制之外,將描述控制基板2和模具3的傾斜度的情況。當模具3和基板2在傾斜狀態下被彼此壓靠時,模具3從圖案區域P的一端與基板2(基板上的樹脂)接觸。以這種方式,當模具在傾斜狀態下與基板接觸時,表面張力在接觸的部分中起作用,並且圖案處於被應力失真的風險。因此,當調整模具3的傾斜度時,在模具3和基板2保持彼此平行的狀態下,使得模具3和基板2之間的間隔小於最佳狀態(間隔d1),如圖 2B所示。在那之後,期望調整間隔d3和調整模具3的傾斜度ω y,如圖2D所示。
雖然在上述示範性實施例中係藉由改變模具3和基板2之間的距離來執行控制以獲得最佳的按壓狀態,但是可以藉由改變模具3壓靠基板2的力來執行控制以獲得最佳的按壓狀態。在那種情況下,模具固持單元5或基板固持單元6需要包括按壓力測量機構(沒有示出)。按壓力測量機構27可以藉由負載單元等直接測量力,或可以由電動機等的電流的測量值計算按壓力。或者,在由空氣壓力驅動的情況下,按壓力測量機構27可以藉由閥壓力測量值計算按壓力。此外,如果模具平台14由多個致動器構成,則模具平台14可以藉由每個致動器的輸出力比率控制模具3的傾斜度。
在步驟S108中,樹脂被模具3按壓並且樹脂由從照明單元4照射的UV光固化。
在步驟S109中,模具3被模具平台14提起,並且模具3與基板2上的固化樹脂分離開。
在步驟S110中,執行是否存在圖案被隨後轉印到的曝光場的決定。如果存在要被轉印的曝光場的話,則該過程返回到步驟S104。如果不存在要被轉印的曝光場的話,則該除理前進到步驟S111。
在步驟S111中,用晶片傳送單元從基板固持單元6恢復基板3。
在步驟S112中,執行是否存在對其隨後執行圖案轉 印的基板的決定。如果存在圖案將被轉印於其上的基板的話,則該過程返回到步驟S103。如果不存在圖案將被轉印於其上的基板的話,則該過程前進到下一步驟S113。
在步驟S113中,用模具傳送單元18從模具固持單元5恢復模具3,並且所有步驟結束。
第二示範性實施例將被描述。將參考圖1、圖3和圖4描述包括倍率校正機構15和腔壓力控制單元的壓印設備的操作。圖4是與圖3中的步驟S107對應的部分被重寫到包括倍率校正機構15的壓印設備中的序列的流程圖。
在經歷圖3中從步驟S101到步驟S106的處理之後,該過程前進到圖4中的步驟S201,然後在經歷步驟S203中的處理之後,該過程前進到步驟S108。從步驟S101到步驟S106和從步驟S108到步驟S113的處理與第一示範性實施例中的相同,因而將不重複其描述。
在步驟S201中,倍率校正機構15根據作為預先實施圖案化操作和進行覆蓋檢查的結果獲得的倍率校正資料和圖案的失真資訊,使模具3變形為期望的形狀。
在步驟S202中,使用被獲得的腔壓力資料來實施腔壓力的控制,其中該被獲得的結果係藉由改變腔壓力和進行覆蓋檢查所預先實施之圖案化操作的結果。腔壓力控制單元根據腔壓力資料和圖案的失真資訊藉由向模具3的後表面施加壓力來使模具3變形為期望的形狀。
在步驟S203中,模具3被模具平台14壓靠在被施加 於該基板2的樹脂上。當樹脂和模具3彼此接觸時,預先執行圖案化操作同時改變模具3和基板2之間的間隔,並且積累從覆蓋檢查的結果獲得的基板2和模具3之間的間隔資料。除了模具3和基板2之間的間隔資料之外,得自於改變傾斜度和倍率的結果的資料以及腔壓力可被累積作為積累的資料,。此外,基板2的圖案的失真資訊亦被提前測量。根據上述積累的資料和基板2的圖案的失真資訊執行控制。根據按壓的間隔資料和相應的圖案的失真資訊,模具3和基板2之間的間隔被距離測量單元9測量,並且被作為間隔調整機構的模具平台14控制以獲得使得覆蓋精度變為最佳的此間隔。如果使用從改變傾斜度、倍率和腔壓力的結果中獲得的資料的話,則可以根據積累的資料和失真資訊控制傾斜度、倍率和腔壓力,以使得覆蓋精度變為最佳。
而且,在上述示範性實施例中,類似於第一示範性實施例,在臨時按壓到比為使得覆蓋精度在按壓期間變為最佳而定義的模具3和基板2之間的間隔窄的間隔之後,模具3和基板2之間的間隔可以被返回到定義的間隔或傾斜度。此外,模具3和基板2之間的位置關係也可以藉由按壓力而不是距離或傾斜度來控制。
在圖4中的步驟S203的處理結束之後,該過程前進到步驟S108。
步驟S201、步驟S202和步驟S203的順序不限於此。例如,在步驟S202中,由腔壓力控制單元使模具3的 形狀變形,然後在步驟S203中,模具平台14將模具3壓靠基板2,並且在那之後,在步驟S201中,可以用倍率校正機構15使模具3再次變形。
此外,在用模具平台14控制基板2和模具3之間的間隔或傾斜度的同時,模具3的形狀可以由倍率校正機構15或腔壓力控制單元並行地改變。此外,可以由倍率校正機構15和腔壓力控制單元中的僅僅一個使模具3變形。換句話說,可以藉由步驟S201和步驟S202中的任一個使模具3變形。在這些情況中的任何一個情況下,僅僅需要預先執行各個覆蓋檢查,並且根據其結果和圖案的失真資訊,確定模具和基板之間的腔壓力、距離和傾斜度以及倍率校正量,以使得覆蓋精度提高。
此外,代替在提前執行圖案化之後根據覆蓋檢查的結果確定控制量,可以執行按壓操作同時在每次模具3被按壓時由對準測量單元8測量模具3和基板2之間的位置偏差。在這種情況下,確定模具平台14的按壓位置和傾斜度以及倍率校正機構15或控制單元10(或腔壓力控制單元)的倍率校正的校正量,以使得提高覆蓋精度。
換句話說,控制單元10根據關於形狀的差別的資訊執行倍率校正機構15(變形機構)的控制。此外,控制單元10可以根據關於形狀的差別的資訊和關於間隔的資訊同時執行間隔調整機構的控制。控制單元10也可以根據關於形狀的差別的資訊和關於傾斜度的資訊同時執行傾斜度調整機構的控制。此外,控制單元10可以根據關於 形狀的差別的資訊一起執行壓力調整機構的控制。為了在藉由執行這四個控制中的任何一個的控制使圖案區域P變形的狀態下縮小圖案區域P和已經形成的曝光場之間的形狀的剩餘差別,執行這四個控制中的另一個控制。
考慮四個控制的並行可執行性,本示範性實施例產生諸如校正量、間隔(距離)、傾斜度和壓力值之類的控制資料供上述控制使用。當然,如果形狀的差別藉由上述四個控制中的一個控制幾乎消除,則不必要執行其他控制。此外,可接受的是,執行一個控制,特別是上述四個控制的兩個控制中的一個控制,然後即使如此也藉由另一個控制縮小剩餘的形狀的殘餘差別。如上所述,可以使用檢查設備提前創建控制資料。此外,如果在圖案區域P與壓印材料接觸的狀態下對準測量單元8可以測量圖案區域P的多個標記和曝光場的多個標記之間的相對位置並且可以獲得關於形狀的差別的資訊,則可以在接觸狀態期間允許形狀匹配。
例如,可以根據模具3的圖案的校正後的形狀確定模具3和基板2之間的間隔。具體地,可以根據當模具3的形狀由倍率校正機構15校正時產生的在模具3的按壓方向的變形,來確定模具3和基板2之間的間隔。在這種情況下,必須提前確定由倍率校正機構15產生的模具3的圖案區域的變形和由模具3和基板2之間的間隔導致的模具3的圖案區域的變形之間的關係。
將描述第三示範性實施例。一種作為物品的裝置的製 造方法包括使用壓印設備1將圖案轉印(形成)到基板(例如,晶片、玻璃板、膜狀基板)上的步驟。這樣的製造方法進一步包括蝕刻其上已被轉印了圖案的基板的步驟。當製造諸如圖案點媒介(記錄媒介)或光學元件之類的其他物品時,這樣的製造方法包括用來處理其上已被轉印了圖案的基板的其他處理步驟,代替蝕刻步驟。
在上文中,已經描述了本發明的示範性實施例,但是本發明當然不侷限於這些示範性實施例,並且在本精神的範圍內的各種變化和修改是可能的。
雖然已經參考示範性實施例描述了本發明,但是應當理解,本發明不侷限於公開的示範性實施例。以下申請專利範圍的範圍與最寬的解釋一致以便涵蓋所有修改、等效結構和功能。
1‧‧‧壓印設備
3‧‧‧模具
4‧‧‧照明單元
5‧‧‧模具固持單元
6‧‧‧基板固持單元
7‧‧‧分配器
8‧‧‧對準測量單元
9‧‧‧模具測量單元
10‧‧‧控制單元
2‧‧‧基板
11‧‧‧光源
13‧‧‧模具夾具
14‧‧‧模具平台
15‧‧‧倍率校正機構
P‧‧‧圖案區域
16‧‧‧基板夾具
17‧‧‧基板平台
9a‧‧‧測量部分(單元)
9b‧‧‧反測部分(單元)
20‧‧‧底座表面板
21‧‧‧橋表面板
22‧‧‧支撐柱
25‧‧‧腔
18‧‧‧模具傳送單元
12‧‧‧光學元件
併入本說明書且構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的示範性實施例、特徵和方面,並且與說明書一起用來說明本發明的原理。
圖1是示出了根據本發明的示範性實施例的壓印設備的示意性圖。
圖2A、2B、2C和2D示出了在壓印期間基板和模具之間的位置關係。
圖3示出了根據本發明的第一示範性實施例的壓印的流程。
圖4示出了根據本發明的第二示範性實施例的壓印的流程。
圖5A和5B示出了在描述現有技術的壓印期間基板和模具之間的位置關係。
2‧‧‧基板
3‧‧‧模具
13‧‧‧模具夾具
15‧‧‧倍率校正機構
25‧‧‧腔

Claims (13)

  1. 一種被建構來使用模具在基板上模製一壓印材料並且在該基板上形成圖案的壓印設備,該壓印設備包含:模具固持單元,其被建構來固持該模具,該模具包括包含圖案區域的表面;基板固持單元,其被建構來固持該基板;第一獲得單元,其被建構來獲得該圖案區域的形狀和已經形成在該基板上的曝光場區域的形狀之間的形狀的差別;和控制單元,其被建構來在該圖案區域和該壓印材料彼此接觸的狀態下,根據由該第一獲得單元獲得的該形狀的差別以及一間隔和依據該間隔而改變的該模具的圖案區域的形狀之間的關係的資訊來控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者以調整該模具和該基板之間的間隔,用以減小該圖案區域的形狀和曝光場區域的形狀之間的形狀的差別。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,進一步包含第二獲得單元,其被建構來獲得關於該模具和該基板之間的間隔的資訊;及其中該控制單元被建構來根據由該第二獲得單元獲得的關於該模具和該基板之間的該間隔的該資訊,控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一個以調整該模具和該基板之間的該間隔。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的壓印設備,其中該 關於該間隔的資訊是藉由測量該模具和該基板之間的距離獲得的值以及在該圖案區域和該壓印材料彼此接觸的狀態下在該模具和該基板之間產生的力的值的至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的壓印設備,其中該圖案區域和已經形成在該基板上的該曝光場區域之間的形狀的差別是形成在該圖案區域上的多個標記和形成在該曝光場區域上的多個標記之間的相對位置的資訊。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的壓印設備,其中該模具固持單元被建構為包括變形機構,該變形機構被建構為即使是在該模具不與該壓印材料接觸的狀態下,也能夠使該模具的該圖案區域變形;及其中該控制單元被建構來執行以下多個控制中的至少一個:根據該形狀的差別對該變形機構的控制以及根據該形狀的差別和關於該間隔的資訊對該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者的控制,及其中該變形機構將該力施壓至該模具上或藉由加熱該模具來將該模具的圖案區域變形。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的壓印設備,其中該控制單元被建構為在藉由執行對該變形機構的控制以及對模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者的控制的多個控制中的一者使該圖案區域變形的狀態下,執行對該變形機構的控制以及對該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者的控制的多個控制中的另一個控制,以便縮小該圖案區域和該已經形成的曝光場區域之間的形狀的剩餘 差別。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的壓印設備,其中該變形機構是一在與藉由控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一個調整該模具和該基板之間的間隔的方向垂直的平面中,從彼此正交的兩個方向施加力至該模具的側表面的機構,其中該模具包括用來在該平面的背面使該模具變形的腔,並且包括被建構來調整該腔中的壓力的壓力調整機構,及其中該控制單元被建構來實施以下多個控制中的任何一個:根據該形狀的差別對該變形機構的控制、根據該形狀的差別和該關於該間隔的資訊對該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者的控制、及根據該關於形狀的該差別的資訊對該壓力調整機構的控制。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的壓印設備,其中該控制單元被建構來在藉由執行實施根據該形狀的差別對該變形機構的控制、根據該形狀的差別和該關於該間隔的資訊對該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一個者的控制、及根據該形狀的差別對該壓力調整機構的控制的多個控制中的一個控制使圖案區域變形的狀態下,實施根據該形狀的差別對該變形機構的控制、根據該形狀的差別和該關於間隔的資訊對該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者的控制、及根據該形狀的差別對該壓力調整機構的控制的多個控制中的另一個控制,以便縮小該圖案區 域和該已經形成的曝光場區域之間的形狀的剩餘差別。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的壓印設備,其中該第一獲得單元被建構來在藉由實施根據該形狀的差別對該變形機構的控制、根據該形狀的差別和該關於間隔的資訊對一間隔調整機構的控制、及根據該形狀的差別對該壓力調整機構的控制的多個控制中的任何一個控制使該圖案區域變形的狀態下,能夠獲得該圖案區域和該已經形成的曝光場區域之間的形狀的剩餘差別。
  10. 一種被建構來使用模具在基板上模製壓印材料並且在該基板上形成圖案的壓印設備,該壓印設備包含:模具固持單元,其被建構來固持該模具,該模具包括包含圖案區域的表面;基板固持單元,其被建構來固持該基板;第一獲得單元,其被建構來獲得該圖案區域的形狀和已經形成在該基板上的曝光場區域的形狀之間的形狀的差別;及控制單元,其被建構來在該圖案區域和該壓印材料彼此接觸的狀態下,根據由該第一獲得單元獲得的該形狀的差別以及一傾斜度和依據該傾斜度而改變的該模具的圖案區域的形狀之間的關係的資訊來控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者以調整該模具和該基板之間的傾斜度,用以減小該圖案區域的形狀和曝光場區域的形狀之間的形狀的差別。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的壓印設備,進一 步包含第二獲得單元,其被建構來獲得關於該模具和該基板之間的傾斜度的資訊;及其中該控制單元被建構來根據由該第二獲得單元獲得的該關於該模具和該基板之間的傾斜度的資訊,控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者以調整該模具和該基板之間的傾斜度。
  12. 一種物件製造方法,包含:使用如申請專利範圍第1到11項中的任何一項所述的壓印設備在基板上形成圖案;及處理其上已經藉由該形成而形成有該圖案的該基板,其中該壓印設備被建構來使用模具在基板上模製一壓印材料並且在該基板上形成圖案,該壓印設備包含:模具固持單元,其被建構來固持該模具,該模具包括包含圖案區域的表面;基板固持單元,其被建構來固持該基板;第一獲得單元,其被建構來獲得該圖案區域的形狀和已經形成在該基板上的曝光場區域的形狀之間的形狀的差別;和控制單元,其被建構來在該圖案區域和該壓印材料彼此接觸的狀態下,根據由該第一獲得單元獲得的該形狀的差別,控制該模具固持單元和該基板固持單元中的至少一者以調整該模具和該基板之間的間隔,用以減小該圖案區域的形狀和曝光場區域的形狀之間的形狀的差別。
  13. 一種被建構來使用模具在基板上模製壓印材料並 且在該基板上形成圖案的壓印設備,該壓印設備包含:模具固持單元,其被建構來固持該模具,該模具包括包含圖案區域的表面且包括在該表面的背面上用來使該模具變形的腔;基板固持單元,其被建構來固持該基板;壓力調整機構,其被建構來調整該腔的壓力;第一獲得單元,其被建構來獲得關於該模具的圖案區域的形狀因該壓力調整機構調整該腔的壓力而被變形的資訊;及控制單元,其被建構來在該圖案區域和該壓印材料彼此接觸的狀態下,根據該第一獲得單元所獲得之該圖案區域的形狀的差異以及一間隔和依據該間隔而改變的該模具的圖案區域的形狀之間的關係的資訊來控制該模具固持單元和該基板固持單元的至少一者,用以調整該模具和該基板之間的間隔。
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