專利名稱：間隙測量方法、壓印方法和壓印設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種間隙測量方法、壓印方法和壓印設備。
背景技術(shù)：
近些年來，如Stephan Y. Chou等人在Appl. Phys. Lett" Vol.67， Issue 21， pp.3114-3116 ( 1995 )中所指出的，已經(jīng)開發(fā)了一種用于將 被提供給模子的精細結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到基底上的樹脂材料的精細處理技術(shù)， 該技術(shù)已經(jīng)得到關(guān)注。這一技術(shù)被稱為納米壓印或納米壓模，這是因 為其具有幾個納米級別的分辨力。通過采用這種技術(shù)，除了半導體制
造之外，還可共同地以晶片級處理三維結(jié)構(gòu)。為此，可期望將該技術(shù) 不僅應用于半導體基底的處理，還應用于更廣泛的領域，包括諸如光 子晶體的光學裝置以及諸如p-TAS (微型全分析系統(tǒng))的生物芯片的 生產(chǎn)技術(shù)。
將描述稱為光壓印方法的技術(shù)被用于半導體制造技術(shù)等的情況。 首先，在基底(例如，半導體晶片)上，形成可光致固化的樹脂 材料層。
然后，其上形成期望的壓印結(jié)構(gòu)的模子被按壓到樹脂材料層，隨 后用紫外線來照射以固化樹脂材料。結(jié)果，壓印結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)印到樹脂材 料層上。
然后，通過將樹脂材料層用作掩模來實現(xiàn)蝕刻等處理，從而模子 的壓印結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)印到基底上。
接下來，將描述模子與基底之間的間隙的測量在所述納米壓印技 術(shù)中非常重要的原因。
在壓印操作期間，期望在模子與基底之間沒有間隙，即，模子與 基底完全彼此接觸。這相當于在傳統(tǒng)曝光裝置中進行顯影之后可令人滿意地完全去除在非必要部分的(光敏)抗蝕劑。
然而，在納米壓印技術(shù)中，難以確保以上描述的模子與基底之間 的完全接觸，從而殘留稱為殘留膜層的層。
當在沒有間隙控制的狀態(tài)下執(zhí)行壓印操作時，在同步(共同)轉(zhuǎn) 印方法中，多個基底之間出現(xiàn)殘留膜(層)的厚度不規(guī)則。此外，在 分步重復方法(其中，在一個基底上多次執(zhí)行壓印操作，而壓印位置 發(fā)生改變)中，在單個壓印操作中形成的基片之間出現(xiàn)殘留膜厚度不 規(guī)則現(xiàn)象。
在壓印方法中，如上所述，通過將樹脂材料層用作掩模來使得基 底經(jīng)過蝕刻處理。蝕刻時間是恒定的，從而當存在殘留膜的厚度不規(guī) 則時，在基底與芯片之間還出現(xiàn)突起與凹進以及將被轉(zhuǎn)印到基底上的 結(jié)構(gòu)的形狀的不規(guī)則現(xiàn)象。這些不規(guī)則給裝置的生產(chǎn)帶來嚴重的負面 影響。為了實現(xiàn)對模子與基底之間的間隙的控制，有必要執(zhí)行間隙的 測量。
為了測量兩個部件之間的間隙，已經(jīng)提出這樣一種方法，其中， 以測量光源的波長，從一個部件側(cè)利用光來照射所述兩個部件。然而，
在這一方法中，難以測量不超過1/4測量光源波長的間隙。
為了解決這一問題，第6，696，220號美國專利提出一種用于測量
模子與基底之間的間隙的間隙測量方法，其中，給模子設置靠近基底
的第一表面(處理表面)和與基底間隔開的第二表面，并測量所述第
一表面與第二表面之間的間隙。
根據(jù)這一方法，在測量期間，利用具有第一表面與第二表面之間
的、不少于用于測量的光源波長的1/4的厚度的模子。
然而，在第6,696,220號美國專利中提出的間隙測量方法并不一
定會令人滿意，而是涉及以下問題。
在模子的處理(第一 )表面的轉(zhuǎn)印圖案的突起和凹進以及處理表 面與第二表面之間的梯級部分并不一定彼此一致。
準備具有多個這種梯級部分的模子的步驟是復雜的。此外，有必 要精確地測量用于測量所述間隙的梯級部分。具體說來，在以高的精度測量非常小的間隙長度(例如，不超過測量光源波長的1/4)的情 況下，有必要以高的精度來形成上述梯級部分本身。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的一個主要目的在于提供一種解決所述問 題的間隙測量方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種解決所述問題的壓印設備和壓 印方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于通過用光照射兩個部件來 測量所述兩個部件之間的間隙的間隙測量方法，所述間隙測量方法包 括
準備第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件被布置為彼 此相對；
用來自一個部件側(cè)的光來照射第一部件和第二部件，以獲得關(guān)于 來自另一部件側(cè)的反射光或透射光的強度的鐠數(shù)據(jù)；以及
通過將獲得的譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行比較來確定第一部件與第二 部件之間的間隙，其中，在所述數(shù)據(jù)庫中，間隙長度與強度語彼此關(guān) 聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種用于通過在兩個部件之間插入 圖案形成材料并固化所述圖案形成材料來形成圖案的壓印方法，所述 壓印方法包括
準備第一部件，該第一部件在其表面具有壓印圖案；
準備被布置為與第一部件相對的第二部件；
通過上述間隙測量方法來測量第一部件與第二部件之間的間隙；
減少第 一部件與第二部件之間的間隙，直到通過間隙測量方法測
量的間隙長度與預設間隙長度之間的差在可接受的誤差范圍之內(nèi)；以
及
在通過間隙測量方法測量的間隙長度與預設間隙長度之間的差 位于可接受的誤差范圍之內(nèi)的狀態(tài)下，固化被插入在第一部件與第二部件之間的圖案形成材料。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種用于將形成在模子的處理表面
上的圖案轉(zhuǎn)印到將被處理的部件上的壓印設備，所述壓印設備包括 物理量測量裝置，用于測量根據(jù)模子與將被處理的部件之間的距
離變化的物理量；以及
距離估計裝置，用于通過將測量的物理量與預先存儲在數(shù)據(jù)庫中
的數(shù)據(jù)進行比較來估計模子與將被處理的部件之間的距離。
通過考慮以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行的描述，本發(fā)
明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點將會變得更加清楚。


圖1是用于示出根據(jù)本發(fā)明的間隙測量方法的流程圖。
圖2是用于示出根據(jù)本發(fā)明的壓印方法的流程圖。
圖3是示出在本發(fā)明的實施例1中使用的處理設備(壓印設備)
的構(gòu)造的示意圖。
圖4 (a)和圖4 (b)是用于示出在本發(fā)明的實施例1中的距離
估計方法的示意圖，其中，圖4 (a)示出獲得的譜，圖4 (b)示出
數(shù)據(jù)庫。
圖5是用于示出在本發(fā)明的實施例1中的距離控制過程的流程圖。
圖6 (a)和圖6 (b)是用于示出在本發(fā)明的實施例2中的距離 估計方法的示意圖，其中，圖6 (a)示出荻得的譜和參考數(shù)據(jù)，圖6 (b)示出用于極值和參考數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。
圖7是用于示出在本發(fā)明的實施例2中的距離控制過程的流程圖。
具體實施例方式
(第一實施例間隙測量方法)
將參照圖1來描述根據(jù)本發(fā)明的用于通過用光照射兩個部件來
7測量所述部件之間的間隙的間隙測量方法。
參照圖l，首先，準備第一部件和第二部件(S1-(a))，其中， 所述第一部件和第二部件被布置為彼此相對。
接下來，用來自第一部件側(cè)和第二部件側(cè)之一的光來照射第一和 第二部件，以獲得關(guān)于來自另 一部件側(cè)的反射光或來自所述另 一部件 側(cè)的透射光相對于照射光的強度的譜數(shù)據(jù)(S1- (b))。例如，所述 另 一 部件可以是基底?？稍谟糜跍y量的光源的波長范圍之內(nèi)獲得譜數(shù) 據(jù)。稍后將描述其細節(jié)。
然后，通過將獲得的譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行比較來測量第一部件與 第二部件之間的間隙(Sl-(c))，其中，在所述數(shù)據(jù)庫中，間隙長 度與強度鐠彼此關(guān)聯(lián)。關(guān)于強度的譜數(shù)據(jù)可以是如稍后參照圖4(a) 描述的反射光的強度i脊數(shù)據(jù)，當透射光可被測量時，所述譜數(shù)據(jù)也可 以是透射光的強度譜數(shù)據(jù)。
此外，只要能夠通過與數(shù)據(jù)庫進行比較來估計間隙長度，就不必 具體限制關(guān)于強度的鐠數(shù)據(jù)。關(guān)于強度的譜數(shù)據(jù)不僅可以是如圖4(a) 所示的連續(xù)改變的數(shù)據(jù)，而且可以是在預定波長的強度數(shù)據(jù)或關(guān)于兩 個測量波長之間的強度鐠差的斜率(傾度)數(shù)據(jù)。
通過仿真或?qū)嶋H測量來預先收集存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。存儲在 數(shù)據(jù)庫中的信息可以是如圖4(b)所示的連續(xù)改變的數(shù)據(jù)，在預定波 長或多個預定波長的強度數(shù)據(jù)、或關(guān)于兩個測量波長之間的強度譜差 的斜率數(shù)據(jù)。
當間隙長度不超過測量光源波長的1/4時，可優(yōu)選地應用上述間 隙測量方法。也可在間隙長度不少于測量光源波長的1/4的情況下， 通過與數(shù)據(jù)庫的比較來測量所述間隙。
在該實施例中的間隙測量方法不僅可應用于稍后描述的壓印設 備，而且還可以應用于需要測量幾十納米的級別的間隙的各種設備， 諸如接合設備和校準設備。
將被測量的物理量不僅可以是光量，而且可以是力學、電學、磁 力學等的量。通過測壓元件等來測量力學的量。通過靜電容量等來測量電學的量。通過孔裝置等來測量磁力學的量。
(第二實施例壓印方法)
接下來，將參照圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的壓印方法。更具體地說， 所述壓印方法涉及這樣一種壓印方法，其中，圖案形成材料被插入在 兩個部件之間并#_固化以形成圖案。
參照圖2，首先，準備在其表面具有壓印圖案的第一部件以及被 布置為與第一部件相對的第二部件(S2- (a))。
然后，通過在第一實施例中描述的間隙測量方法來測量第一部件 與第二部件之間的間隙(S2- (b))。
調(diào)整第一部件與第二部件之間的間隙，直到通過測量獲得的間隙 長度與預設的間隙長度之間的差位于預設間隙長度的可接受誤差范 圍之內(nèi)(S2- (c)和S2- (e))。
當所述差超出可接受誤差范圍時，減少或增加第一部件與第二部 件之間的間隙。
在預設間隙長度與第一部件和第二部件之間的間隙之間的差位 于可接受誤差范圍之內(nèi)的狀態(tài)下，固化被插入在第一部件與第二部件 之間的圖案形成材料(S2- (d))。
因此，在對所述間隙進行嚴格調(diào)整的狀態(tài)下，可將提供到第一部 件的壓印圖案轉(zhuǎn)印到圖案形成材料上。
在根據(jù)本發(fā)明的壓印方法中，還可合并兩種類型的間隙測量方 法。例如，在可通過對反射光強度的譜數(shù)據(jù)本身進行傅立葉變換等來 估計所述間隙長度的情況下，從i普數(shù)據(jù)直接估計間隙長度。在這種情 況下，還可采用已知的方法來代替傅立葉變換。在所述間隙長度不超 過預定的間隙長度(例如，不超過測量光源波長的1/4)的情況下， 將間隙測量方法切換到上述基于與數(shù)據(jù)庫的比較的間隙測量方法。
A:第一部件(模子)
通過以下材料來構(gòu)造作為第 一部件的模子諸如石英等的玻璃、 金屬、硅等。例如，通過電子束光刻來形成提供到模子的處理表面的 壓印圖案。此外，在將脫離劑施加到提供到模子的壓印圖案上之后，還可通過脫離劑來間接地使第二部件和模子接觸。
此外，通常，通過包括突起和凹進的壓印結(jié)構(gòu)來形成提供到模子 的校準標記。然而，在模子構(gòu)造材料和圖案形成材料(樹脂材料)具 有彼此接近的折射率的情況下，校準標記在樹脂材料與模子彼此接觸 的某些情況下比較不明顯。為了避免這種現(xiàn)象，可優(yōu)選地在校準標記
區(qū)域中的例如石英制成的模子的表面提供諸如SiN的高折射率材料。 B:第二部件(基底或晶片)
作為第二部件，可使用Si基底、諸如GaAs基底的半導體基底、 樹脂基底、石英基底、玻璃基底等。 C:圖案形成材料
為了固化作為被施加到基底上的圖案形成材料的樹脂材料，例 如，用來自模子側(cè)的紫外線來照射樹脂材料。這種可光致固化的樹脂 材料的示例可包括尿烷型(urethane-type )、環(huán)氧型(epoxy-type)、 丙烯酸型(acrylic-type)等的樹脂材料。還可使用熱硬化性的樹脂材 料(諸如酚醛樹脂(phenolic resin )、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂(silicone resin)或聚酰亞胺樹脂(polyimide resin))和熱塑性樹脂材料(諸 如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )樹月旨(polymethyl methacrylate (PMMA) resin )、聚碳酸酉旨(PC )樹脂(polycarbonate (PC) resin )、 聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET )樹脂(polyethylene terephthalate (PET) resin)或丙烯酸類樹月旨(acrylic resin ))。
通過如希望的那樣實現(xiàn)加熱處理來轉(zhuǎn)印壓印圖案。 該實施例的壓印方法包括光壓印方法和熱壓印方法。 在沒有用樹脂材料來構(gòu)成將被處理的部件的情況下，僅通過按壓 力，而在物理上使將被處理的部件變形。
此外，上述壓印方法還包括在第一部件與第二部件之間不插入圖
案形成材料(諸如可光致固化的樹脂材料)的情況，即，提供到第一 部件的壓印圖案被直接轉(zhuǎn)印到第二部件上的情況。
(第三實施例壓印設備)
根據(jù)該實施例的壓印設備是這樣一種壓印設備，其中，在模子的
10處理表面上形成的圖案被轉(zhuǎn)印到將^:處理的部件上。
更具體地說，所述壓印設備包括物理量測量裝置，用于測量根
據(jù)模子與將被處理的部件之間的距離而變化的物理量。所述壓印設備
還包括距離估計裝置，用于通過將測量的物理量與預先存儲在數(shù)據(jù) 庫中的數(shù)據(jù)進行比較來估計模子與將被處理的部件之間的距離。
圖3是作為根據(jù)本發(fā)明的壓印設備的示例的示意圖。
參照圖3，本發(fā)明的壓印設備包括曝光光源101、模子支撐部 分102、基底支撐部分103、基底升降機構(gòu)104、平面內(nèi)移動機構(gòu)105、 光學系統(tǒng)106、測量光源107、波束分離器108、分光鏡109、圖像拾 取裝置110 (諸如電荷耦合器件(CCD))、分析機構(gòu)111、壓印控 制機構(gòu)112、模子(模板)113、可光致固化的樹脂材料114和基底 115。將在以下給出的實施例1中更加具體地描述用于所述壓印設備 的這些構(gòu)成部件。
在該實施例中，作為處理設備，使用包括模子支撐裝置、基底支 撐裝置、基底升降裝置、用于基底的平面內(nèi)移動機構(gòu)等的壓印設備。
此外，可將處理設備構(gòu)造為通過用于測量根據(jù)模子與將被處理的 部件之間的距離而變化的物理量的裝置與用于將測量的物理量與數(shù) 據(jù)庫進行比較的裝置的組合來估計模子與將被處理的部件之間的距 離。
此外，可通過基于數(shù)據(jù)庫和根據(jù)模子與將被處理的部件之間的距 離而變化的物理量來估計模子與將被處理的部件之間的距離，在不考 慮存在還是不存在模子的梯級部分的情況下，測量模子與基底之間的 間隙。結(jié)果，甚至當所述間隙不超過測量光源波長的1/4時，也可直 接測量所述間隙。此外，還能夠以高精度在從納米到幾十微米的范圍 之內(nèi)連續(xù)測量模子與基底之間的間隙。
上述處理設備可應用于包括具有處理表面的模子的壓印設備。所 述壓印設備采用光壓印方法或熱壓印方法，其中，在所述光壓印方法 中，通過利用紫外線進行照射來固化樹脂材料，所述熱壓印方法用于 在加熱的條件下執(zhí)行到樹脂材料上的圖案轉(zhuǎn)印。
ii以下，將描述本發(fā)明的示例。 [實施例1
在實施例l中，將描述使用應用本發(fā)明的模子的處理方法。
圖3示出在本發(fā)明中使用的處理設備(壓印設備)的構(gòu)造。 在圖3所示的坐標系中，與模子的處理表面平行的平面作為xy
平面，與模子的處理表面垂直的方向作為z方向。
如上所述，由以下項來構(gòu)建處理設備曝光光源101、模子支撐
部分102、基底支撐部分103、基底升降機構(gòu)104 (沿著z方向)、平
面內(nèi)移動機構(gòu)105 (在xy平面內(nèi))、壓印控制機構(gòu)112、間隙測量才幾構(gòu)等。
模子支撐部分102通過真空夾緊方法等來夾緊模子113?；?15 可通過平面內(nèi)移動機構(gòu)105而移動到期望的位置?；咨禉C構(gòu)104 沿著z方向調(diào)整基底115的位置，從而可在模子113與基底115之間 進行4妾觸并施加壓力。
此外，可通過編碼器來監(jiān)控基底升降機構(gòu)114沿著高度方向的位 置。通過壓印控制機構(gòu)112來實現(xiàn)相對于基底115的位置移動、壓力 施加和膝光的控制。
此外，處理設備還包括用于實現(xiàn)平面內(nèi)校準的檢測系統(tǒng)(未示出)。
將基底115布置在與模子113相對的位置，并將可光致固化的樹 脂材料114施加在基底115之上。此外，在該實施例中通過旋涂來施 加可光致固化的樹脂材料。
接下來，將描述在該實施例中的間隙測量機構(gòu)。
間隙測量機構(gòu)主要由以下項構(gòu)成光學系統(tǒng)106、測量光源107、 波束分離器108、分光鏡109、圖像拾取裝置IIO和分析機構(gòu)111。
作為測量光源107， ^吏用用于發(fā)射具有例如400nm-800nm的波 長的寬帶光的光源。此外，在如稍后描述的實施例2中那樣使用幾個 數(shù)據(jù)點的情況下，光源107還可以是與所述幾個數(shù)據(jù)點相應的LED 光源。從測量光源107發(fā)射的光經(jīng)過光學系統(tǒng)106而到達模子113、可 光致固化的樹脂材料114和基底115。光在模子113、可光致固化的 樹脂材料114和基底115之間干涉。干涉光隨后返回光學系統(tǒng)106以 到達分光鏡109。通過圖像拾取裝置110來觀察由分光鏡109分散的 光。
通過具有足夠分辨率和足夠靈敏度的線傳感器等來構(gòu)建圖像拾 取裝置110。
分析機構(gòu)預先存儲與間隙相應的譜的數(shù)據(jù)庫，并具有在將數(shù)據(jù)庫 與來自線傳感器的數(shù)據(jù)進行比較時執(zhí)行搜索的功能。
在該實施例中，基底升降機構(gòu)被提供到基底側(cè)，但是也可將其提 供到模子側(cè)或基底側(cè)與模子側(cè)兩者。在這些情況下，基底升降機構(gòu)還 可實現(xiàn)相對于六個軸(x、 y、 z、 "、 / 、 6)的控制。
此外，通過提供多個間隙測量機構(gòu)，能夠以高精度來控制模子和 基底的姿態(tài)。
接下來，將描述該實施例中用于測量模子與基底之間的間隙的間 隙測量方法。
在該實施例中，通過使用逆向問題方法來執(zhí)行間隙測量方法。
這里，從輸入(測量的譜)獲得輸出(間隙)的問題被稱為"正 向問題"，從輸出估計輸入的問題被稱為"逆向問題"。
在傳統(tǒng)的間隙測量方法中，已經(jīng)通過利用傅里葉變換方法等從語 檢測與間隙相應的峰來確定間隙。
在該實施例中的間隙測量方法中，預先準備取決于輸出(間隙) 的輸入(測量的鐠)，通過定位與測量的譜一致的數(shù)據(jù)來估計間隙。
將參照圖4來描述所述距離估計方法。
圖4 (a)示意性示出當模子與基底之間的間隙是特定值時由線 傳感器獲得的鐠。
橫坐標表示范圍從400nm到800nm的波長，縱坐標表示光的強度。
圖4 (b)示出預先存儲在分析機構(gòu)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，其中，示出用于從10nm到lOOOnm的間隙的16個數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)庫中，準備以足夠的精度執(zhí)行估計的數(shù)據(jù)。例如，當需要 10nm的精度時，預先準備以2nm等的增量的數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^計算或預 先測量的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建所述數(shù)據(jù)庫。在計算的情況下，可通過使用例如 菲涅耳(Fresnel)反射及其多次反射來準備數(shù)據(jù)表。
此外，光源的光強和折射率取決于波長，從而還可考慮這些因素 來執(zhí)行計算。此外，在根據(jù)偏振光改變折射率的情況下，可進行校正。
在數(shù)據(jù)庫中，可存儲用于在模子與基底之間僅插入樹脂材料的情
況的數(shù)據(jù)、用于在模子與基底之間插入空氣和樹脂材料的情況的數(shù) 據(jù)、以及用于基底具有多層(膜)結(jié)構(gòu)的情況的數(shù)據(jù)。
在測量期間，首先在由線傳感器獲得的譜與數(shù)據(jù)庫進行比較時， 定位一致的數(shù)據(jù)。
例如，當波長為義時，可通過以下公式來表示獲得的譜
可通過以下的公式來表示數(shù)據(jù)庫中在間隙d的數(shù)據(jù)
少，= ^/(義)
將描述用于確認是否存在一致數(shù)據(jù)的過程的示例。 在從400nm到800nm的每個波長，根據(jù)以下公式，在減去從數(shù) 據(jù)庫的數(shù)據(jù)獲得的譜之后，獲得均方根值
該值是最小值，當所述值小于預定值時的間隙d是期望的值。 在某些情況下，獲得的i脊受到在光量等影響下的系數(shù)的影響，或
受到相對于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的偏移的影響。
為了滿足所述情況，還可預先執(zhí)行用于確定所述系數(shù)和偏移的運算。
例如，可通過以下7>式來獲得系數(shù)A:
凡=/ W」=廳(卿-m-"(/(;l)) —Mox(g,(;i))-M"(g，
在該公式中，Max(f(;i))表示f(A)的最大值，Min(f(義))表示f(義) 的最小值。
當通過7^來表示f(^)的平均值時，通過下面的公式來表示偏移
B:
丑=頂_爿函
所述系數(shù)和偏移在許多情況下基本上取決于光量和反射，從而可 在這些情況下執(zhí)行用于獲得所述系數(shù)和偏移的至少一種計算。
在所述數(shù)據(jù)的定位中，可通過僅對于靠近基于編碼器等的值當前 估計的間隙的數(shù)據(jù)執(zhí)行定位來減少時間。具體說來，在壓印操作中， 以高精度來控制基底升降機構(gòu)，從而在許多情況下提供期望的殘留膜 厚度，從而上述逆向問題方法是適合的。
在存在一致數(shù)據(jù)的情況下，所述數(shù)據(jù)為當在模子與基底之間形成 特定間隙時產(chǎn)生的語，從而可估計模子與基底之間的間隙。例如，在 圖4 (a)所示的情況下，可以用40nm估計所述間隙。此外，可唯一 地估計所述間隙的原因在于用于模子、基底和樹脂材料的材料被指 定，從而它們的光學常數(shù)等可被指定。然而，在用于模子、基底和樹 脂材料的材料被改變的情況下，可每次都準備數(shù)據(jù)庫。
接下來，將描述在該實施例中的距離控制過程。
圖5是用于解釋距離控制過程的流程圖。
首先，在步驟Sl-l，基底被移動，并被布置在與模子相對的期 望位置。此時，通過平面內(nèi)移動機構(gòu)來執(zhí)行位置校準。
接下來，在步驟Sl-2，通過基底升降機構(gòu)來促使基底靠近模子 表面(Z移動(1))。此時，基底與模子之間的距離是微米級的。
在步驟Sl-3，執(zhí)行鐠測量以獲得根據(jù)模子與基底之間的間隙而 改變的鐠。
在步驟Sl-4，從數(shù)據(jù)庫(DB)定位與在步驟Sl-3獲得的譜一致 的數(shù)據(jù)。
15在步驟S1-5,所述過程根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中是否存在與獲得的語一 致的數(shù)據(jù)而被劃分為兩種情況。
在存在一致數(shù)據(jù)的情況下，過程進行到步驟Sl-6，其中，與一 致數(shù)據(jù)相應的間隙被估計為模子與基底之間的距離。
在不存在一致數(shù)據(jù)的情況下，在步驟Sl-7，執(zhí)行諸如重新測量 等的誤差處理。
在步驟Sl-8，根據(jù)所述間隙是否是期望的值來將所述過程劃分 為兩種情況。
在間隙不是期望的值的情況下，過程進行到步驟Sl-9，其中， 通過基底升降機構(gòu)來執(zhí)行Z移動(2)。
在間隙是期望的值的情況下，在步驟S1-10，所述過程完成。
如上所述，通過在估計間隙時，借助于基底升降機構(gòu)來控制模子 與基底之間的間隙，可精確地控制殘留膜厚度。
在存在多個間隙測量機構(gòu)的情況下，可同時地或獨立地控制這些機構(gòu)。
[實施例2
在實施例2中，與實施例l不同，數(shù)據(jù)庫所需的容量顯著減少。 例如，在實施例1的數(shù)據(jù)庫中，存儲的是相對于特定間隙在從 400nm到800nm的波長范圍中劃分成大約1000個點的基本連續(xù)的數(shù) 據(jù)。另一方面，在本實施例中，相對于特定間隙，可使用包括幾個點 的離散數(shù)據(jù)。
圖6 (a)和圖6 (b)是用于示出在本實施例中的距離估計方法 的示意圖。
圖6 U)示意性示出當在模子與基底之間形成特定間隙時通過 線傳感器獲得的鐠的示例。
在圖6 (a)中，由白方塊點(□)指示的兩個點分別是在500nm 波長的數(shù)據(jù)和在700nm波長的數(shù)據(jù)。
圖6 ( b )包括作為數(shù)據(jù)庫的一部分的用于從10nm到1000nm的 間隙的16個數(shù)據(jù)，其中，橫坐標表示波長，縱坐標表示光強度。各個曲線之外的值是間隙長度。
在數(shù)據(jù)庫中，準備用于以足夠的精度執(zhí)行估計的數(shù)據(jù)。在圖6(b) 中，由白點(o)指示的點表示諸如最大值和最小值的極值。此外， 由黑點( )指示的點是在沒有極值的情況下，在波長500nm或700nm 處的光強度的參考點數(shù)據(jù)。
即使在沒有極值的情況下，當間隙在不超過用于測量的光源波長 的1/4的波長處逐漸減小時，光強度的數(shù)據(jù)單調(diào)地增加。為此，可指 定間隙。
此外，在圖6 (a)所示的情況下，可以用40nm估計所述間隙。 在圖6 (a)中，通過兩個方塊點的線表示圖4(a)所示的參考數(shù)據(jù)。 然而，實際存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)是包括各種間隙中由白點(o) 和黑點( )指示的幾個點的數(shù)據(jù)。
接下來，將描述在該實施例中的距離控制過程。
圖7是用于示出距離控制過程的流程圖。
首先，在步驟S2-1，執(zhí)行測量。
接下來，在步驟S2-2，判斷獲得的譜是否具有極值。在所述譜 具有極值的情況下，過程進行到步驟S2-3。在所述譜沒有極值的情況 下，過程進行到步驟S2-6.
在步驟S203，通過將用于所述極值的波長和光強度用作鍵值 (key)來進行數(shù)據(jù)定位(DB搜索(1))。
接下來，在步驟S2-4，判斷是否存在一致數(shù)據(jù)。在存在一致數(shù) 據(jù)的情況下，過程進行到步驟S2-8。在沒有一致數(shù)據(jù)的情況下，在步 驟S2-5，執(zhí)行諸如重新測量等的誤差處理。
當過程進行到步驟S2-6時，通過將在500nm波長和700nm波 長獲得的參考點數(shù)據(jù)用作鍵值來執(zhí)行數(shù)據(jù)定位(DB搜索(2))。
在步驟S2-7，判斷是否存在一致數(shù)據(jù)。在存在一致數(shù)據(jù)的情況 下，過程進行到步驟S2-8，其中，相對于一致數(shù)據(jù)的間隙可被估計為 模子與基底之間的距離。在沒有一致數(shù)據(jù)的情況下，在步驟S2-5，執(zhí) 行誤差處理。此夕卜，還可按照組合的方式來使用如實施例1中的連續(xù)數(shù)據(jù)和如
實施例2中的離散數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有l(wèi)Onm的增量且增量小于10nm的數(shù)據(jù)沒 有被存儲的情況下，可估計更加精確的值。
當不存在極值且在500nm波長的測量數(shù)據(jù)是0.2 (強度)時，基 于算法的一致數(shù)據(jù)是用于圖6(b)所示的30nm (強度0.196)的間 隙的數(shù)據(jù)?；蛘撸€可通過30nm的強度數(shù)據(jù)(0.196)與20nm的強 度數(shù)據(jù)(0.225)之間的線性內(nèi)插而在28.6nm估計所述間隙。
進一步考慮存在極值的情況。
當在最小值的波長是^，在最大值的波長是A^，折射率是n， 且使用整數(shù)s和t時，可通過以下所示的公式來表示間隙d。
4w
整數(shù)s和t的幾個值在圖6 (b)中示為極值。 因此，通過測量的譜的極值數(shù)量以及它們的波長，可獲得間隙。 具體說來，在獲得間隙的近似值的情況下，可實現(xiàn)高速處理。 例如，當測量的譜在500nm與600nm之間的波長具有一個極值 (最小值)時，可在80nm與100nm之間的值估計間隙。在這種情況 下，s-l，從而可通過代換在最小值的波長來測量期望的間隙。此外， 還是在存在極值的情況下，可通過在特定波長的光強度的參考數(shù)據(jù)來 估計所述間隙。此外，在某間隙的數(shù)據(jù)與另一間隙的數(shù)據(jù)一致時，可 通過增加參考點的數(shù)量來實現(xiàn)間隙測量。
在本發(fā)明中，參考點數(shù)據(jù)不僅可以是光強度，而且可以是強度曲 線的斜率等。此外，所述極值還可以是拐點(infection point)等。 工業(yè)可應用小生
上述根據(jù)本發(fā)明的間隙測量方法、壓印方法和壓印設備可應用于 半導體制造技術(shù)以及諸如光子晶體的光學裝置以及諸如u-TAS的生 物芯片的生產(chǎn)技術(shù)。
權(quán)利要求
1、一種用于通過用光照射兩個部件來測量所述兩個部件之間的間隙的間隙測量方法，所述間隙測量方法包括準備第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件被布置為彼此相對；用來自一個部件側(cè)的光來照射第一部件和第二部件，以獲得關(guān)于來自另一部件側(cè)的反射光或透射光的強度的譜數(shù)據(jù)；以及通過將獲得的譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行比較來確定第一部件與第二部件之間的間隙，其中，在所述數(shù)據(jù)庫中，間隙長度與強度譜彼此關(guān)聯(lián)。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以小于照射光波長的1/4 的間隙來布置第 一部件與第二部件。
3、 一種用于通過在兩個部件之間插入圖案形成材料并固化所述 圖案形成材料來形成圖案的壓印方法，所述壓印方法包括準備第一部件，該第一部件在其表面具有壓印圖案；準備被布置為與第一部件相對的第二部件；通過如權(quán)利要求1或2所述的間隙測量方法來測量第 一部件與第 二部件之間的間隙；減少第 一部件與第二部件之間的間隙，直到通過所迷間隙測量方 法測量的間隙長度與預設間隙長度之間的差在可接受的誤差范圍之 內(nèi)；以及在通過所述間隙測量方法測量的間隙長度與預設間隙長度之間 的差在可接受的誤差范圍之內(nèi)的狀態(tài)下，固化被插入在第一部件與第 二部件之間的圖案形成材料。
4、 一種用于將形成在模子的處理表面上的圖案轉(zhuǎn)印到將被處理 的部件上的壓印設備，所述壓印設備包括物理量測量裝置，用于測量根據(jù)模子與將被處理的部件之間的距 離變化的物理量；以及距離估計裝置，用于通過將測量的物理量與預先存儲在數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)進行比較來估計模子與將被處理的部件之間的距離。
5、 如權(quán)利要求4所述的設備，其中，所述物理量測量裝置包括: 測量光源，用于測量來自模子和將被處理的部件的光強度語。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的設備，其中，所述物理量測量裝置 包括數(shù)據(jù)庫存儲裝置，用于預先存儲數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫包含關(guān)于 根據(jù)模子與將被處理的部件之間的距離的測量譜的數(shù)據(jù)。
7、 如權(quán)利要求4到6中的任何一個所述的設備，其中，所述壓 印設備還包括姿態(tài)控制裝置，用于基于所述距離估計裝置的距離估 計結(jié)果來控制模子和/或?qū)⒈惶幚淼牟考淖藨B(tài)。
全文摘要
一種用于通過如下方式來測量兩個部件之間的間隙的間隙測量方法，其中，利用來自一個部件側(cè)的光來照射被布置為彼此相對的所述兩個部件，以獲得關(guān)于來自另一部件側(cè)的反射光或透射光的強度的譜數(shù)據(jù)；通過將獲得的譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行比較來確定第一部件與第二部件之間的間隙，其中，在所述數(shù)據(jù)庫中，間隙長度與強度譜彼此關(guān)聯(lián)。該間隙測量方法用于在壓印方法和用于納米壓印的設備中控制模子與基底之間的間隙。
文檔編號G01B11/14GK101454636SQ20078001986
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者關(guān)淳一, 古川幸生, 末平信人, 稻秀樹 申請人:佳能株式會社