压印方法、压印装置和物品制造方法
压印方法、压印装置和物品制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压印方法、一种压印装置以及一种物品制造方法。
【背景技术】
[0002]压印装置开始作为光刻技术而用于磁储存介质和半导体装置的批量生产。压印技术是通过使得模具(微电路图形已形成于该模具上)和树脂(该树脂施加在基片上)相互接触而在基片(例如硅晶片或玻璃板)上形成图形的方法。
[0003]例如，在形成半导体装置的电路图形时，在已经形成于基片上的电路图形与从现在开始要形成的电路图形之间的重叠(对齐)精度非常重要。使用压印技术的压印装置采用逐模对齐方法作为基片和模具之间的对齐方法。在逐模对齐方法中，对于各压印区域(在该压印区域中，在基片上执行压印处理)，对基片侧标记和模具侧标记进行光学检测，以便校正模具和基片之间的位置偏离。
[0004]日本专利申请公开N0.2012-084732公开了一种在模具和基片上的树脂相互接触之后根据基片侧标记和模具侧标记的检测结果来驱动基片台架，以便调节模具和基片的压印区域的相对位置的方法。
[0005]与普通的投射光学系统的图形形成技术不同，压印技术执行逐模对齐，使得当形成图形时，基片上的树脂和模具相互接触，基片和模具的相对位置通过驱动基片台架而变小。因为基片上的树脂和模具相互接触，因此模具可能在逐模对齐的过程中由于基片台架的驱动而被拖动，并可能偏离它相对于压印头部(模具保持单元)的位置。随着模具的位置偏离增大，在下一压射的逐模对齐过程中，基片和模具之间的对齐驱动量变大。而且，因为基片和模具相互接触，因此在逐模对齐的过程中基片和模具能够对齐的量有限，并将花费大量的时间用于对齐。
[0006]因此，基片和模具之间的位置偏离由于重复在基片上形成图形的压印处理而增大。因此，在逐模对齐的过程中将不能执行对齐，或者即使能够执行对齐也花费大量时间。而且，随着基片和模具之间的位置偏离增大，模具侧标记或基片侧标记落在对齐观测设备的视野外部。因此，不能测量模具和压印区域的相对位置。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种压印装置，该压印装置有利于处理能力以及模具和基片之间的重叠精度。
[0008]在第一方面，本发明提供了一种执行压印处理的压印方法，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印方法包括:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理；其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。
[0009]在第二方面，本发明提供了一种用于执行压印处理的压印装置，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印装置包括:测量装置，所述测量装置构造成测量所述模具和所述多个压射区域的各压射区域之间的相对位置；校正单元，所述校正单元构造成校正所述压射区域和模具的相对位置；以及控制器，所述控制器设置成控制:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前通过驱动所述校正单元执行的、目标压射区域和模具之间的第一对齐；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后通过驱动所述校正单元执行的、模具和目标压射区域之间的第二对齐；以及在执行第二对齐之后在目标压射区域上执行的压印处理；其中，所述控制器构造成基于由所述测量装置测量的目标压射区域的相对位置和所述校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量来执行第一对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。
[0010]在第三方面，本发明提供了一种制造物品的方法，该方法用于在第二方面中所述的压印装置中。
[0011]通过下面参考附图对示例实施例的介绍，将清楚本发明的其它特征。
【附图说明】
[0012]图1A和1B是示出压印装置的视图；
[0013]图2A至2C是用于解释压印处理的视图；
[0014]图3是用于解释本发明的压印处理的流程图；
[0015]图4示出了在本发明的压印处理中基片和模具的位置的视图；以及
[0016]图5示出了在现有技术的压印处理中基片和模具的位置的视图。
【具体实施方式】
[0017]下面将参考附图详细介绍本发明的实施例。
[0018][压印装置]
[0019]下面将介绍压印装置的实例，该压印装置通过在供给至基片上的多个压射区域当中的各压射区域的树脂(压印材料)上使用模具而执行模制图形的压印处理。图1A是示出压印装置的总体轮廓的视图。根据该实施例的压印装置是这样一种处理装置，该处理装置通过将模具(模板)的三维图形转印至基片上而形成模具(模板)的三维图形，该基片用作在半导体装置制造步骤中使用的目标处理物品。根据该实施例的压印装置采用光固化方法。应当知道，说明将这样进行，即，通过在图1A中将Z轴线设置成与紫外线相对于模具的照射轴线平行，将Y轴线设置成基片台架在与Z轴线垂直的平面中朝向涂覆单元(后面将介绍)运动所沿的方向，而将X轴线设置成与Y轴线垂直的方向。首先，压印装置包括:照射单元42 ;压印头部(模具保持单元)13，该压印头部13保持模具11 ;基片台架6，该基片台架6保持基片1 ;以及涂覆单元(分配器)21。
[0020]照射单元42在压印处理中利用紫外线照射模具11。照射单元42包括:光源41 ;反射镜43，该反射镜43构造成使得由光源发射的紫外线转向，以便照射模具11 ;以及多个光学元件(未示出)，这些光学元件构造成将紫外线调节成适合用于压印的光。模具11在与基片1相对的表面上包括图形区域11a，三维图形(例如电路图形)已经形成于图形区域11a中。三维图形的表面被处理成具有较高平面度，以便保持与基片1的表面的紧密接触。模具11由能够透射紫外线的材料(例如石英)制造。
[0021]压印头部(模具保持单元)13包括:形状校正机构12 (模具校正机构)，该形状校正机构12能够通过向模具11的各侧(侧表面)施加力来改变模具的形状；多个观测设备14 ;头部(未示出)，该头部保持和固定模具11 ;以及驱动机构(模具驱动机构)，该驱动机构驱动压印头部13。驱动机构能够沿Ζ、ωΧ和ωΥ的相应方向驱动压印头部13，以便使得模具11的图形区域11a与施加在基片1上的紫外线固化树脂接触。作为用于驱动机构的致动器，能够采用线性马达或气缸。可选地，当执行使得模具11与紫外线固化树脂分离的模具释放操作时，可以使用能够分开地执行粗糙操作和精细操作的致动器，以便以不会损坏固化的树脂的方式精确地执行模具释放操作。图1B示出了形状校正机构12的布置。图1B是当从底表面看时模具11的视图。模具11包括图形区域11a，三维图形已形成于图形区域11a中。
[0022]所述多个形状校正机构12布置在模具11的相应侧部。各形状校正机构12是致动器，该致动器能够通过在与模具11接触的表面上施加力而改变整个模具11和图形区域11a的形状(例如放大率)。作为这里采用的致动器，能够采用线性马达、气缸、压电致动器等。图1B示出了四个致动器布置成用于模具11的每侧的实例。不过，被布置用于实际压印装置的每侧的致动器的数目并不特别限制。各观测设备14是光学地观察模具侧标记63和基片侧标记62并且测量它们的相对位置的测量装置。因为各观测设备14足以能够测量模具11和基片1的相对位置，因此它可以是内部布置有观察它们的图像的成像光学系统的观测设备，或者可以是能够检测它们的干涉信号或者通过协同效应(例如莫尔效应(干涉条纹))获得的信号的观测设备。
[0023]例如，基片1是由单晶娃制造的基片，压印处理将在基片上执彳丁。基片1的目标处理表面涂覆有未固化的紫外线固 化树脂。基片台架6是可沿X、Y和Z方向驱动的台架，并包括精细运动台架2和粗糙运动台架4。精细运动台架2能够通过精细运动致动器3而沿Χ、Υ、Ζ、ωΧ、ωΥ和ωΖ的相应方向被精细地驱动，并经由基片夹盘(未示出)保持基片1。粗糙运动台架4能够通过粗糙运动致动器5而沿X、Υ和ωΖ的相应方向被驱动，同时保持精细运动台架2，粗糙运动台架4安装在布置于底板表面上的台架台板7上。为了简化基片台架6的布置同时保证它的刚性，还能够将精细运动台架2和粗糙运动台架4集成化，并只将Χ、Υ和ωΖ方向设置为驱动方向。
[0024]涂覆单元21利用紫外线固化树脂(压印材料)22来涂覆基片1上的预定区域。紫外线固化树脂22是具有通过接收紫外线来固化的特性的树脂(压印材料)。在压印处理中使用的树脂(压印材料)的类型根据要制造的半导体装置的类型而合适地选择。由照射单元42发射的光的波长将根据树脂的类型而合适地确定。压印装置包括:对齐检测器31，该对齐检测器31构造成定位基片1 ;传送系统，该传送系统构造成向压印装置装载模具11和基片1以及从压印装置卸载模具11和基片1 ;以及控制器40。对齐检测器31是测量基片1等沿X和Υ方向的位置偏离的测量装置。传送系统包括:模具传送系统(未示出)，该模具传送系统构造成装载和卸载模具11 ;以及基片传送系统51，该基片传送系统51构造成装载和卸载基片1。模具传送系统包括传送机器人，并执行在压印头部13和安装在预定位置的模具储料器之间的传送。模具储料器是内部储存多个模具11的载体。基片传送系统51通过传送机器人来执行在基片台架6和布置在预定基片入口中的基片载体(未示出)之间的传送。
[0025]控制器40控制压印装置的各部件的操作、调节处理等。控制器40由计算机或序列器等(未示出)构成，包括磁储存介质等，通过电路而与压印装置的各部件连接，控制器40通过程序或指令序列来控制各部件。
[0026][压印处理]
[0027]下面将简要介绍通过使得基片上的树脂22和模具11相互接触而在基片上形成图形的压印处理。首先，基片传送系统51将处理目标基片1从基片载体传送给基片夹盘。模具传送系统将指定批次(lot)的模具11从模具储料器传送给压印头部3并将模具固定在头部上。
[0028]然后，控制器40执行对齐前测量，以便测量模具11与基片1内的各压射区域的相对位置。控制器40通过使用对齐检测器31和观测设备14测量基片1和模具11分别相对于装置坐标系的相应位置。各观测设备14通过观察模具侧标记63而利用观测设备14的位置基准来测量模具11的位置。另一方面，保持基片1的基片台架6运动至对齐检测器31的正下方，对齐检测器31通过测量基片1上的多个标记来测量基片1内的各压射区域关于基片台架6的位置。
[0029]然后，基片台架6运动至涂覆单元21的正下方，涂覆单元21使得基片1上的各压射区域(压印处理将在压射区域中执行)涂覆有树脂22。然后，基片1上的、涂覆有树脂22的各压射区域通过驱动基片台架6而布置在压印头部13正下方的预定位置。图2A示出了这时的位置关系。通过沿Z方向驱动模具11，压印头部13使得布置在模具11上的图形区域11a与基片1上的树脂22接触(模具按压操作)。这时，通过按压模具11，树脂22沿在模具11上的图形区域11a中形成的三维图形流动。图2B示出了这时的位置关系。而且，基片侧标记62和模具侧标记63同时由观测设备14观察，驱动基片台架6和形状校正机构12来校正这些标记的相对位置偏离，执行对齐，以使得相对位置偏离量落在预定公差内。
[0030]这种对齐操作称为逐模对齐。在模具11和树脂22相互接触的状态中，照射单元42从模具11的后表面(压印装置的上表面)发射紫外线，树脂22通过穿过模具11的紫外线而固化。在树脂22固化后，压印头部12使得基片1和模具11之间的间距加宽，从而使得模具11与固化的树脂22分离(模具释放操作)。因此，在基片1的表面上形成具有三维形状的树脂22层，该三维形状与图形区域11a的图形一致。图2C示出了这时的位置关系。然后，压印装置继续驱动基片台架6，对于指定批次的全部压射区域都重复压印处理，从而将三维图形转印至基片1的整个表面上。
[0031][逐模对齐]
[0032]基片1和模具11之间的对齐通过在压印处理中执行的逐模对齐进行。不过，因为模具11和基片1上的树脂22在逐模对齐过程中相互接触，因此能够执行对齐的量受到限制，并且要花费大量时间用于对齐。因此需要减小在逐模对齐过程中基片1和模具11之间对齐的量。为此，日本专利申请公开N0.2012-084732中的方法用于从基片1和模具11的对齐前测量结果来确定在模具按压之前基片台架6和形状校正机构12的驱动量，并在模具按压之前驱动基片台架6和形状校正机构12。这能够在逐模对齐过程中减小对齐量。
[0033]不过，仅由对齐前测量结果来确定在模具按压之前基片台架6的驱动量并不足够。因为在逐模对齐过程中基片台架6在模具11和基片1上的树脂22相互接触的状态中被驱动，模具11由基片11拖曳，从而导致在压印头部13和模具11之间的相对位置偏离。在这种情况下，压印头部13和模具11的相对位置在对齐前测量时与在压印处理后之间不同。因此，如果只从基片1的对齐前测量结果来计算基片台架6的用于下一压射区域的预驱动量，则基片1和模具11之间的对齐量将在逐模对齐时变大。
[0034](现有技术)
[0035]下面将介绍模具11相对于压印头部13偏离的现有技术。图5示出了在现有技术中在压印处理时基片1和模具11的位置的视图。在下面的介绍中，使得Z轴线是压印头部13的驱动方向，XY轴线是相互垂直的方向，且基片台架6沿所述相互垂直的方向被驱动。基片台架6保持基片1，压印头部13保持模具11。
[0036]状态11表示在第一压射区域的模具按压操作之前的状态。模具11和基片1上的树脂22处于非接触状态。基片1和模具11的对齐前测量结果包含测量误差。因此，当基片1被预先驱动至模具11下面时，在基片1和模具11之间产生相对位置偏离。在图5的实例中，基片1沿-Y方向相对于模具11偏离d。通过沿-Z方向驱动压印头部13，状态从状态11变化成状态12。在状态12中，基片1和模具11通过树脂22而相互接触。通过执行逐模对齐以便使得基片1运动，状态从状态12变化成状态13。
[0037]假定在逐模对齐过程中通过使基片1运动，模具11相对于压印头部13偏离基片1的运动量的50%。当状态从状态12变化成状态13时，通过在逐模对齐过程中使得基片1沿+Y方向运动2d，模具11相对于压印头部13偏离d。因此，当状态从状态12变化成状态13时，模具11和基片1的相对位置被校正d( = 2d-d)。在逐模对齐之前在基片1和模具11之间的相对位置沿-Y方向偏离d。通过逐模对齐，基片1和模具11的相对位置沿+Y方向被校正d。因此，基片1和模具11之间的相对位置偏离消除。
[0038]通过沿+Z方向驱动压印头部13以便执行模具释放，状态从状态13变化成状态14。通过将基片1驱动至第二压射区域的模具按压位置，状态从状态14变化成状态15。在图5的实例中，由基片1的对齐前结果确定第一压射区域的Y位置和第二压射区域的Y位置彼此相等。因此，在状态11中(在第一压射区域的模具按压之前)基片台架6沿Y方向的位置和在状态15中(在第二压射区域的模具按压之前)基片台架6沿Y方向的位置彼此相等。另一方面，与状态11相比，模具11在状态15中相对于压印头部13偏离d。因此，在状态15中，基片1和模具11的相对位置偏尚量为2d，而在状态11中相对位置偏尚量为d。通过执行模具按压，状态从状态15变化成状态16。类似的，在状态16中，基片1和模具11的相对位置偏1?量为2d，而在状态12中相对位置偏尚量为d。
[0039]通过执行逐模对齐以便使得基片1沿Y方向运动，状态从状态16变化成状态17。因为在逐模对齐之前基片1和模具11之间的相对位置偏离为2d，因此通过执行逐模对齐，基片1将沿+Y方向运动4d，以便校正相对位置偏离。这时，模具11相对于压印头部13进一步偏离2d。因此，在压印头部13和模具11之间的相对位置偏 离变成3d。也就是，为了通过逐模对齐而使得模具11和基片1对齐，基片1在第二压射区域中运动4d，而它在第一压射区域中运动2d。基片1的运动量在第二压射区域中更大。
[0040]在上述实例中，假定在逐模对齐中通过使基片1运动，模具11相对于压印头部13偏离上述运动量的50%。模具11通过逐模对齐的实际偏离量根据例如模具的三维图形或阻抗(resist)特性或者压印头部13吸附模具11的吸附压力而变化。当与模具11的偏离量无关地，模具11通过逐模对齐而相对于压印头部13偏离时，在下一压射的逐模对齐过程中基片1和模具11之间的对齐量根据模具11的位置偏离量而增加。也就是，在现有技术中，每次重复压印处理，基片1和模具11之间的对齐量增加。如果对齐量增加，则不能通过逐模对齐来执行对齐，或者对齐花费太多时间。
[0041](本发明的逐模对齐)
[0042]下面将参考图3介绍包括本发明的逐模对齐的压印处理，它解决了上述现有技术的逐模对齐的问题。首先，在步骤S1中开始处理。在步骤S2中，控制器40通过分别参考装置坐标系来独立地测量基片1和模具11而预先对齐和测量基片1和模具11。更具体地说，通过观测设备14来观察模具11上的标记，且利用观测设备14的位置基准或基片台架6上的标记基准来测量标记位置。通过观察模具11上的所述多个标记，不仅能够测量模具11的位置，还能够测量模具11的放大分量(component)。然后，执行统计处理，用于通过对齐检测器31观察基片1上的一些压射区域(采样压射区域)中的一个或多个标记并且估计基片1上的全部压射区域的位置坐标(总体对齐)。使用基片台架6上的基准标记的粗糙对齐(预对齐)或基线测量可以预先进行，以便增加总体对齐测量的效率和精确性。
[0043]在步骤S3中，控制器40计算基片台架6的预驱动位置。假定(X(n)、Y(n))是基片台架6在第η次压射中的预驱动位置。假定(Χρ(η)、Υρ(η))是从步骤S2中对齐前测量结果获得的、用于将基片1的第η个压射区域驱动至模具11下面的基片台架6的位置。假定(Xr (n)、Yr (η))是在步骤S8中记录的、基片台架6在第η个压射区域的逐模对齐中的驱动结果。因此，以下等式(1)和(2)通过使用在同一基片1上的紧前顺序的压印处理的压射区域(第(n-Ι)个压射区域)的结果来保持。
[0044]X (n) = Xp (n) +Xr (n-1) -Xp (n-1)(1)
[0045]Y (n) = Yp (n) +Yr (n-1) -Yp (n-1)(2)
[0046]当计算基片台架6在第一压射区域中的预驱动位置(X⑴、Y(l))时，能够运用Xp(0)、Yp(0)、Xr(0)和Yr(0)作为0，或者使用先前已经处理的基片1的最后一个压射区域的值。在步骤S4中，控制器40执行例如使得压印处理目标区域涂覆有树脂22的准备操作。更具体地说，控制器40使得压印处理目标压射区域的整个表面涂覆有树脂22，这通过将基片台架6驱动至涂覆单元21正下方的涂覆开始位置并同时执行树脂22的分配以及基片台架6的扫描驱动来进行。在完成树脂22的涂覆之后，控制器40驱动基片台架6，以便使得目标压射区域运动至模具11的正下方。这时，控制器40通过使用在步骤S2中的测量结果来校正基片台架6的驱动位置以及模具11的位置和形状。这时，控制器40通过XY驱动基片台架6来执行沿X和Y方向的对齐，并通过旋转驱动基片台架6来执行模具11和压射区域之间的旋转对齐。
[0047]在步骤S5中，控制器40将基片台架6驱动至预先在步骤S3中计算的位置。在图3中，步骤S4和S5分别介绍。不过，在步骤S3中的计算结果可以反映在步骤S4中的基片台架6的最终驱动位置中，以便减少用于对齐所需的时间以及提高装置的生产率。这能够省略步骤S5中基片台架6的预驱动，并减少压印处理时间。
[0048]在步骤S6中，控制器40通过沿Z方向向下驱动压印头部13而使得基片1和模具11经由树脂22而相互接触。在该实施例中，基片台架6可以在模具11和基片1接触之前被预先驱动，或者基片台架6可以在模具11和基片1刚接触之后被驱动至在步骤S3中计算的位置。这时基片台架6的驱动量是用于校正对齐的驱动量。在步骤S7中，控制器40同时观察模具侧标记63和基片侧标记62，测量相对位置偏离量，并通过驱动基片台架6和形状校正机构12而执行对齐，也就是逐模对齐，使得相对位置偏离量落在预定公差内。如果模具11在逐模对齐过程中相对于压印头部13偏离，则控制器40进一步驱动基片台架6，以便校正偏呙量。
[0049]在步骤S8中，控制器40在结束第η个压射区域的逐模对齐之后记录基片台架6的位置，作为驱动结果(Xr(n)、Yr(n))。在随后的第(n+1)个压射区域的步骤S3中，控制器40通过使用基片台架6的记录驱动结果(Xr (n)、Yr(n))来计算基片台架6的预驱动位置(X(n+1)、Y(n+1))0基片台架6的驱动结果(Xr (n)、Yr(n))也包括通过校正模具11相对于压印头部13的偏离量而获得的量。因此，即使发生模具11相对于压印头部13的位置偏离，控制器40也能够在下一压射中将基片1驱动至这样的位置，在该位置，模具11的位置偏离已经在步骤S5中被校正。
[0050]在步骤S9中，控制器40通过用紫外线照射树脂22而使得树脂22固化，并将模具11的三维图形转印至基片1上。然后，控制器40沿Z方向向上驱动保持模具11的压印头部13，以便使得基片1和模具11之间的间距加宽，从而使得基片1与模具11分离(模具释放操作)。在步骤S10中，控制器40确定是否完成基片上的全部压射区域中的图形形成。如果对于全部压射区域的压印处理还没有完成，则处理返回至步骤S3，并继续对于下一压射区域的压印处理。如果对于全部压射区域的压印处理完成，则处理前进至步骤S11，并结束对于一个基片1的压印处理。
[0051]下面将参考图4介绍当使用本发明中的逐模对齐时基片1和模具11之间的位置关系。与图5中相同，在下面的介绍中，使得Z轴线是压印头部13的驱动方向，XY轴线是两个相互垂直的方向，基片台架6沿所述两个相互垂直的方向被驱动。基片台架6保持基片1，压印头部13保持模具11。在图4中的状态1至状态4与图5中的状态11至状态14相同。状态1表示在第一压射区域的模具按压之前的状态。在状态1中，模具11和基片1上的树脂22处于非接触状态。状态2通过从状态1的状态沿-Z方向(沿Z方向向下)驱动压印头部13和执行模具按压而获得。在状态2中，模具11和基片1经由树脂22而相互物理接触。
[0052]通过执行逐模对齐以便驱动基片1，状态从状态2转变成状态3。假定在逐模对齐过程中通过驱动基片1，模具11相对于压印头部13偏离基片1的驱动量的50%。当状态从状态2转变成状态3时，通过在逐模对齐过程中使得基片1沿+Y方向驱动2d，模具11相对于压印头部13偏离d。因此，模具11和基片1的相对位置被校正d( = 2d-d)。在逐模对齐之前在基片1和模具11之间的相对偏离存在沿-Y方向的d，通过逐模对齐，基片1和模具11的相对位置沿+Y方向被校正d。因此，基片1和模具11之间的相对偏离消除。
[0053]通过沿+Z方向(沿Z方向向上)驱动压印头部13以便执行模具释放，状态从状态3变化成状态4。通过将基片1驱动至第二压射区域的模具按压位置，状态从状态4变化成状态5。通过使用由对齐前测量结果计算的第一压射区域和第二压射区域的基片台架位置以及在第一压射区域的逐模对齐中基片台架6的驱动结果，能够从以下公式获得基片台架6在第二压射区域中的预驱动位置:
[0054]X(2) = Xp(2)+Xr(l)-Xp(l)(3)
[0055]Y(2) = Yp(2)+Yr(l)-Yp(l)(4)
[0056]其中，假定(X⑵、Y(2))是基片台架6在第二压射区域中的预驱动位置，(Xp⑴、Yp(l))是第一压射区域的基片台架位置，(Xp(2)、Yp(2))是第二压射区域的基片台架位置，而(Xr(l)、Yr(l))是在第一压射区域的逐模对齐中基片台架的驱动结果。
[0057]在图4中，与图5中相同，由 基片1的对齐前测量结果确定第一压射区域在基片上的Y位置和第二压射区域在基片上的Y位置彼此相等。因此，保持Yp(l) =Υρ(2)，等式(4)将为Υ(2) = Yr (1)。也就是，基片台架6在状态5中的Y位置和在状态4中的Y位置彼此相等。实际上，当状态从状态4转变成状态5时，基片台架6沿X方向被驱动，随着该驱动，基片台架6也出现沿Y方向几nm至几百nm的驱动误差。因此，基片台架6在状态5中的Y位置与在状态4中的Y位置偏离几nm至几百nm。
[0058]通过执行模具按压，状态从状态5转变成状态6。通过执行逐模对齐以便驱动基片1，状态从状态6转变成状态7。在图4的状态7中，基片台架在逐模对齐过程中的驱动量未示出。不过实际上，基片台架6被驱动以便校正当状态从状态4转变成状态5时基片台架6的几nm至几百nm的驱动误差。另一方面，通过预先将基片台架6驱动至第二压射区域的模具按压位置，还校正了包括模具11相对于压印头部13的位置偏离(该位置偏离在第一压射区域的逐模对齐时产生)的位置偏离。因此，在第二压射区域的逐模对齐过程中在基片1和模具11之间的对齐量不会由于模具11相对于压印头部13的位置偏离量而变大。
[0059]当如上所述执行本发明的压印处理时，即使在逐模对齐的过程中产生模具11相对于压印头部13的位置偏离，基片1和模具11在模具按压之前的相对位置能够通过在下一压射中预先驱动基片台架6而变得更小。因此能够降低在逐模对齐过程中的对齐量，并能够在并不降低生产率的情况下形成图形，同时即使在重复进行压印处理时也保持良好的重叠精度。
[0060]下面将介绍压印方法的另一实例。在上述实施例中，介绍了当产生位置偏离时通过预先驱动基片台架6来校正模具11相对于压印头部13的位置偏离的方法。类似的，基片1相对于基片台架6的位置偏离能够通过预先驱动基片台架6校正(即使该位置偏离发生时)。而且，通过预先驱动基片台架6，不仅能够校正基片1和模具11之间沿平移分量的位置偏离，还能够校正沿旋转分量的位置偏移。
[0061]而且，为了校正在压印处理时由于紫外线照射的热等引起的、基片1和模具11之间的形状变化，也能够通过预先驱动形状校正机构12来校正放大分量。在这种情况下，不仅对于基片台架6，而且对于形状校正机构12，在步骤S3中，控制器40从前一压射区域在逐模对齐过程中的驱动量来计算下一压射的预驱动量，并且在步骤S5中执行预驱动。当校正在基片1和模具11之间的放大变化时，可以通过使用由形状校正机构12向模具11施加力的方法(图2B中所示)或者通过向基片1或模具11施加热而改变基片1或模具11的形状的方法而执行校正。而且，当产生模具11相对于压印头部13的位置偏离时，可以不驱动基片台架6，而是驱动压印头部13。在本发明中，基片台架6的驱动机构、压印头部13的驱动机构以及形状校正机构12构成校正目标压射区域和模具11之间的位置偏离的校正单
J L.ο
[0062]在前面的说明中，控制器40从基片台架6和形状校正机构12在前一压射中的驱动结果来确定基片台架6和形状校正机构12在下一压射中的驱动量。不过，控制器40可以从基片台架6和形状校正机构12在前一压射之前的多个压射中的驱动结果来执行统计处理，并可以确定基片台架6和形状校正机构12在下一压射中的驱动量。
[0063][物品制造方法]
[0064]作为物品的装置(半导体集成电路装置、液晶显示装置、MEMS等)的制造方法包括使用上述压印装置将图形转印(形成)至基片(晶片、玻璃板、膜状基片等)上的步骤。制造方法还能够包括蚀刻图形已经转印至其上的基片的步骤。应当知道，当制造另外的物品例如图形化介质(储存介质)或光学元件时，制造方法能够包括处理图形已经转印至其上的基片的另外处理步骤(代替蚀刻步骤)。
[0065]尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当知道，本发明并不局限于所述的示例实施例。下面的权利要求的范围将根据最广义的解释，以便包含所有这些变型以及等效的结构和功能。
【主权项】
1.一种执行压印处理的压印方法，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印方法包括: 在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置； 在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及 在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理； 其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中:所述另外的压射区域是在与目标压射区域相同的基片上的压射区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中:所述另外的压射区域是沿压印处理的顺序在目标压射区域紧前面的压射区域。4.根据权利要求1所述的方法，其中:所述另外的压射区域是属于相同批次的、另外的基片上的压射区域。5.根据权利要求4所述的方法，其中:所述另外的基片上的压射区域是在所述另外的基片上最后执行压印处理的压射区域。6.根据权利要求1所述的方法，其中:第一对齐包括仅基于所获得的相对位置执行的对齐。7.根据权利要求1所述的方法，其中:所述校正单元包括以下至少一个:基片驱动机构，所述基片驱动机构构造成驱动保持基片的基片台架；模具驱动机构，所述模具驱动机构构造成驱动保持模具的模具保持单元；基片校正机构，所述基片校正机构构造成校正基片的形状；以及模具校正机构，所述模具校正机构构造成校正模具的形状。8.根据权利要求1所述的方法，其中:获得相对位置包括执行从所述多个压射区域当中的一些压射区域的位置的测量结果来估计所述多个压射区域的各位置的统计处理。9.一种用于执行压印处理的压印装置，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印装置包括: 测量装置，所述测量装置构造成测量所述模具和所述多个压射区域的各压射区域之间的相对位置； 校正单元，所述校正单元构造成校正所述压射区域和模具的相对位置；以及 控制器，所述控制器设置成控制:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前通过驱动所述校正单元执行的、目标压射区域和模具之间的第一对齐；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后通过驱动所述校正单元执行的、模具和目标压射区域之间的第二对齐；以及在执行第二对齐之后在目标压射区域上执行的压印处理； 其中，所述控制器构造成基于由所述测量装置测量的目标压射区域的相对位置和所述校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量来执行第一对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。10.一种制造物品的方法，所述方法包括:通过根据权利要求1至8中任意一项所述的压印方法在基片上形成图形；以及处理已经在上面形成图形的所述基片，以便制造物品。
【专利摘要】一种压印方法包括：在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理；其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。以及一种压印装置和制造物品的方法。
【IPC分类】G03F7/00
【公开号】CN105487335
【申请号】CN201510638839
【发明人】薄井义行
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月29日
【公告号】US20160096313
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压印方法、一种压印装置以及一种物品制造方法。
【背景技术】
[0002]压印装置开始作为光刻技术而用于磁储存介质和半导体装置的批量生产。压印技术是通过使得模具(微电路图形已形成于该模具上)和树脂(该树脂施加在基片上)相互接触而在基片(例如硅晶片或玻璃板)上形成图形的方法。
[0003]例如，在形成半导体装置的电路图形时，在已经形成于基片上的电路图形与从现在开始要形成的电路图形之间的重叠(对齐)精度非常重要。使用压印技术的压印装置采用逐模对齐方法作为基片和模具之间的对齐方法。在逐模对齐方法中，对于各压印区域(在该压印区域中，在基片上执行压印处理)，对基片侧标记和模具侧标记进行光学检测，以便校正模具和基片之间的位置偏离。
[0004]日本专利申请公开N0.2012-084732公开了一种在模具和基片上的树脂相互接触之后根据基片侧标记和模具侧标记的检测结果来驱动基片台架，以便调节模具和基片的压印区域的相对位置的方法。
[0005]与普通的投射光学系统的图形形成技术不同，压印技术执行逐模对齐，使得当形成图形时，基片上的树脂和模具相互接触，基片和模具的相对位置通过驱动基片台架而变小。因为基片上的树脂和模具相互接触，因此模具可能在逐模对齐的过程中由于基片台架的驱动而被拖动，并可能偏离它相对于压印头部(模具保持单元)的位置。随着模具的位置偏离增大，在下一压射的逐模对齐过程中，基片和模具之间的对齐驱动量变大。而且，因为基片和模具相互接触，因此在逐模对齐的过程中基片和模具能够对齐的量有限，并将花费大量的时间用于对齐。
[0006]因此，基片和模具之间的位置偏离由于重复在基片上形成图形的压印处理而增大。因此，在逐模对齐的过程中将不能执行对齐，或者即使能够执行对齐也花费大量时间。而且，随着基片和模具之间的位置偏离增大，模具侧标记或基片侧标记落在对齐观测设备的视野外部。因此，不能测量模具和压印区域的相对位置。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种压印装置，该压印装置有利于处理能力以及模具和基片之间的重叠精度。
[0008]在第一方面，本发明提供了一种执行压印处理的压印方法，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印方法包括:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理；其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。
[0009]在第二方面，本发明提供了一种用于执行压印处理的压印装置，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印装置包括:测量装置，所述测量装置构造成测量所述模具和所述多个压射区域的各压射区域之间的相对位置；校正单元，所述校正单元构造成校正所述压射区域和模具的相对位置；以及控制器，所述控制器设置成控制:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前通过驱动所述校正单元执行的、目标压射区域和模具之间的第一对齐；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后通过驱动所述校正单元执行的、模具和目标压射区域之间的第二对齐；以及在执行第二对齐之后在目标压射区域上执行的压印处理；其中，所述控制器构造成基于由所述测量装置测量的目标压射区域的相对位置和所述校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量来执行第一对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。
[0010]在第三方面，本发明提供了一种制造物品的方法，该方法用于在第二方面中所述的压印装置中。
[0011]通过下面参考附图对示例实施例的介绍，将清楚本发明的其它特征。
【附图说明】
[0012]图1A和1B是示出压印装置的视图；
[0013]图2A至2C是用于解释压印处理的视图；
[0014]图3是用于解释本发明的压印处理的流程图；
[0015]图4示出了在本发明的压印处理中基片和模具的位置的视图；以及
[0016]图5示出了在现有技术的压印处理中基片和模具的位置的视图。
【具体实施方式】
[0017]下面将参考附图详细介绍本发明的实施例。
[0018][压印装置]
[0019]下面将介绍压印装置的实例，该压印装置通过在供给至基片上的多个压射区域当中的各压射区域的树脂(压印材料)上使用模具而执行模制图形的压印处理。图1A是示出压印装置的总体轮廓的视图。根据该实施例的压印装置是这样一种处理装置，该处理装置通过将模具(模板)的三维图形转印至基片上而形成模具(模板)的三维图形，该基片用作在半导体装置制造步骤中使用的目标处理物品。根据该实施例的压印装置采用光固化方法。应当知道，说明将这样进行，即，通过在图1A中将Z轴线设置成与紫外线相对于模具的照射轴线平行，将Y轴线设置成基片台架在与Z轴线垂直的平面中朝向涂覆单元(后面将介绍)运动所沿的方向，而将X轴线设置成与Y轴线垂直的方向。首先，压印装置包括:照射单元42 ;压印头部(模具保持单元)13，该压印头部13保持模具11 ;基片台架6，该基片台架6保持基片1 ;以及涂覆单元(分配器)21。
[0020]照射单元42在压印处理中利用紫外线照射模具11。照射单元42包括:光源41 ;反射镜43，该反射镜43构造成使得由光源发射的紫外线转向，以便照射模具11 ;以及多个光学元件(未示出)，这些光学元件构造成将紫外线调节成适合用于压印的光。模具11在与基片1相对的表面上包括图形区域11a，三维图形(例如电路图形)已经形成于图形区域11a中。三维图形的表面被处理成具有较高平面度，以便保持与基片1的表面的紧密接触。模具11由能够透射紫外线的材料(例如石英)制造。
[0021]压印头部(模具保持单元)13包括:形状校正机构12 (模具校正机构)，该形状校正机构12能够通过向模具11的各侧(侧表面)施加力来改变模具的形状；多个观测设备14 ;头部(未示出)，该头部保持和固定模具11 ;以及驱动机构(模具驱动机构)，该驱动机构驱动压印头部13。驱动机构能够沿Ζ、ωΧ和ωΥ的相应方向驱动压印头部13，以便使得模具11的图形区域11a与施加在基片1上的紫外线固化树脂接触。作为用于驱动机构的致动器，能够采用线性马达或气缸。可选地，当执行使得模具11与紫外线固化树脂分离的模具释放操作时，可以使用能够分开地执行粗糙操作和精细操作的致动器，以便以不会损坏固化的树脂的方式精确地执行模具释放操作。图1B示出了形状校正机构12的布置。图1B是当从底表面看时模具11的视图。模具11包括图形区域11a，三维图形已形成于图形区域11a中。
[0022]所述多个形状校正机构12布置在模具11的相应侧部。各形状校正机构12是致动器，该致动器能够通过在与模具11接触的表面上施加力而改变整个模具11和图形区域11a的形状(例如放大率)。作为这里采用的致动器，能够采用线性马达、气缸、压电致动器等。图1B示出了四个致动器布置成用于模具11的每侧的实例。不过，被布置用于实际压印装置的每侧的致动器的数目并不特别限制。各观测设备14是光学地观察模具侧标记63和基片侧标记62并且测量它们的相对位置的测量装置。因为各观测设备14足以能够测量模具11和基片1的相对位置，因此它可以是内部布置有观察它们的图像的成像光学系统的观测设备，或者可以是能够检测它们的干涉信号或者通过协同效应(例如莫尔效应(干涉条纹))获得的信号的观测设备。
[0023]例如，基片1是由单晶娃制造的基片，压印处理将在基片上执彳丁。基片1的目标处理表面涂覆有未固化的紫外线固 化树脂。基片台架6是可沿X、Y和Z方向驱动的台架，并包括精细运动台架2和粗糙运动台架4。精细运动台架2能够通过精细运动致动器3而沿Χ、Υ、Ζ、ωΧ、ωΥ和ωΖ的相应方向被精细地驱动，并经由基片夹盘(未示出)保持基片1。粗糙运动台架4能够通过粗糙运动致动器5而沿X、Υ和ωΖ的相应方向被驱动，同时保持精细运动台架2，粗糙运动台架4安装在布置于底板表面上的台架台板7上。为了简化基片台架6的布置同时保证它的刚性，还能够将精细运动台架2和粗糙运动台架4集成化，并只将Χ、Υ和ωΖ方向设置为驱动方向。
[0024]涂覆单元21利用紫外线固化树脂(压印材料)22来涂覆基片1上的预定区域。紫外线固化树脂22是具有通过接收紫外线来固化的特性的树脂(压印材料)。在压印处理中使用的树脂(压印材料)的类型根据要制造的半导体装置的类型而合适地选择。由照射单元42发射的光的波长将根据树脂的类型而合适地确定。压印装置包括:对齐检测器31，该对齐检测器31构造成定位基片1 ;传送系统，该传送系统构造成向压印装置装载模具11和基片1以及从压印装置卸载模具11和基片1 ;以及控制器40。对齐检测器31是测量基片1等沿X和Υ方向的位置偏离的测量装置。传送系统包括:模具传送系统(未示出)，该模具传送系统构造成装载和卸载模具11 ;以及基片传送系统51，该基片传送系统51构造成装载和卸载基片1。模具传送系统包括传送机器人，并执行在压印头部13和安装在预定位置的模具储料器之间的传送。模具储料器是内部储存多个模具11的载体。基片传送系统51通过传送机器人来执行在基片台架6和布置在预定基片入口中的基片载体(未示出)之间的传送。
[0025]控制器40控制压印装置的各部件的操作、调节处理等。控制器40由计算机或序列器等(未示出)构成，包括磁储存介质等，通过电路而与压印装置的各部件连接，控制器40通过程序或指令序列来控制各部件。
[0026][压印处理]
[0027]下面将简要介绍通过使得基片上的树脂22和模具11相互接触而在基片上形成图形的压印处理。首先，基片传送系统51将处理目标基片1从基片载体传送给基片夹盘。模具传送系统将指定批次(lot)的模具11从模具储料器传送给压印头部3并将模具固定在头部上。
[0028]然后，控制器40执行对齐前测量，以便测量模具11与基片1内的各压射区域的相对位置。控制器40通过使用对齐检测器31和观测设备14测量基片1和模具11分别相对于装置坐标系的相应位置。各观测设备14通过观察模具侧标记63而利用观测设备14的位置基准来测量模具11的位置。另一方面，保持基片1的基片台架6运动至对齐检测器31的正下方，对齐检测器31通过测量基片1上的多个标记来测量基片1内的各压射区域关于基片台架6的位置。
[0029]然后，基片台架6运动至涂覆单元21的正下方，涂覆单元21使得基片1上的各压射区域(压印处理将在压射区域中执行)涂覆有树脂22。然后，基片1上的、涂覆有树脂22的各压射区域通过驱动基片台架6而布置在压印头部13正下方的预定位置。图2A示出了这时的位置关系。通过沿Z方向驱动模具11，压印头部13使得布置在模具11上的图形区域11a与基片1上的树脂22接触(模具按压操作)。这时，通过按压模具11，树脂22沿在模具11上的图形区域11a中形成的三维图形流动。图2B示出了这时的位置关系。而且，基片侧标记62和模具侧标记63同时由观测设备14观察，驱动基片台架6和形状校正机构12来校正这些标记的相对位置偏离，执行对齐，以使得相对位置偏离量落在预定公差内。
[0030]这种对齐操作称为逐模对齐。在模具11和树脂22相互接触的状态中，照射单元42从模具11的后表面(压印装置的上表面)发射紫外线，树脂22通过穿过模具11的紫外线而固化。在树脂22固化后，压印头部12使得基片1和模具11之间的间距加宽，从而使得模具11与固化的树脂22分离(模具释放操作)。因此，在基片1的表面上形成具有三维形状的树脂22层，该三维形状与图形区域11a的图形一致。图2C示出了这时的位置关系。然后，压印装置继续驱动基片台架6，对于指定批次的全部压射区域都重复压印处理，从而将三维图形转印至基片1的整个表面上。
[0031][逐模对齐]
[0032]基片1和模具11之间的对齐通过在压印处理中执行的逐模对齐进行。不过，因为模具11和基片1上的树脂22在逐模对齐过程中相互接触，因此能够执行对齐的量受到限制，并且要花费大量时间用于对齐。因此需要减小在逐模对齐过程中基片1和模具11之间对齐的量。为此，日本专利申请公开N0.2012-084732中的方法用于从基片1和模具11的对齐前测量结果来确定在模具按压之前基片台架6和形状校正机构12的驱动量，并在模具按压之前驱动基片台架6和形状校正机构12。这能够在逐模对齐过程中减小对齐量。
[0033]不过，仅由对齐前测量结果来确定在模具按压之前基片台架6的驱动量并不足够。因为在逐模对齐过程中基片台架6在模具11和基片1上的树脂22相互接触的状态中被驱动，模具11由基片11拖曳，从而导致在压印头部13和模具11之间的相对位置偏离。在这种情况下，压印头部13和模具11的相对位置在对齐前测量时与在压印处理后之间不同。因此，如果只从基片1的对齐前测量结果来计算基片台架6的用于下一压射区域的预驱动量，则基片1和模具11之间的对齐量将在逐模对齐时变大。
[0034](现有技术)
[0035]下面将介绍模具11相对于压印头部13偏离的现有技术。图5示出了在现有技术中在压印处理时基片1和模具11的位置的视图。在下面的介绍中，使得Z轴线是压印头部13的驱动方向，XY轴线是相互垂直的方向，且基片台架6沿所述相互垂直的方向被驱动。基片台架6保持基片1，压印头部13保持模具11。
[0036]状态11表示在第一压射区域的模具按压操作之前的状态。模具11和基片1上的树脂22处于非接触状态。基片1和模具11的对齐前测量结果包含测量误差。因此，当基片1被预先驱动至模具11下面时，在基片1和模具11之间产生相对位置偏离。在图5的实例中，基片1沿-Y方向相对于模具11偏离d。通过沿-Z方向驱动压印头部13，状态从状态11变化成状态12。在状态12中，基片1和模具11通过树脂22而相互接触。通过执行逐模对齐以便使得基片1运动，状态从状态12变化成状态13。
[0037]假定在逐模对齐过程中通过使基片1运动，模具11相对于压印头部13偏离基片1的运动量的50%。当状态从状态12变化成状态13时，通过在逐模对齐过程中使得基片1沿+Y方向运动2d，模具11相对于压印头部13偏离d。因此，当状态从状态12变化成状态13时，模具11和基片1的相对位置被校正d( = 2d-d)。在逐模对齐之前在基片1和模具11之间的相对位置沿-Y方向偏离d。通过逐模对齐，基片1和模具11的相对位置沿+Y方向被校正d。因此，基片1和模具11之间的相对位置偏离消除。
[0038]通过沿+Z方向驱动压印头部13以便执行模具释放，状态从状态13变化成状态14。通过将基片1驱动至第二压射区域的模具按压位置，状态从状态14变化成状态15。在图5的实例中，由基片1的对齐前结果确定第一压射区域的Y位置和第二压射区域的Y位置彼此相等。因此，在状态11中(在第一压射区域的模具按压之前)基片台架6沿Y方向的位置和在状态15中(在第二压射区域的模具按压之前)基片台架6沿Y方向的位置彼此相等。另一方面，与状态11相比，模具11在状态15中相对于压印头部13偏离d。因此，在状态15中，基片1和模具11的相对位置偏尚量为2d，而在状态11中相对位置偏尚量为d。通过执行模具按压，状态从状态15变化成状态16。类似的，在状态16中，基片1和模具11的相对位置偏1?量为2d，而在状态12中相对位置偏尚量为d。
[0039]通过执行逐模对齐以便使得基片1沿Y方向运动，状态从状态16变化成状态17。因为在逐模对齐之前基片1和模具11之间的相对位置偏离为2d，因此通过执行逐模对齐，基片1将沿+Y方向运动4d，以便校正相对位置偏离。这时，模具11相对于压印头部13进一步偏离2d。因此，在压印头部13和模具11之间的相对位置偏 离变成3d。也就是，为了通过逐模对齐而使得模具11和基片1对齐，基片1在第二压射区域中运动4d，而它在第一压射区域中运动2d。基片1的运动量在第二压射区域中更大。
[0040]在上述实例中，假定在逐模对齐中通过使基片1运动，模具11相对于压印头部13偏离上述运动量的50%。模具11通过逐模对齐的实际偏离量根据例如模具的三维图形或阻抗(resist)特性或者压印头部13吸附模具11的吸附压力而变化。当与模具11的偏离量无关地，模具11通过逐模对齐而相对于压印头部13偏离时，在下一压射的逐模对齐过程中基片1和模具11之间的对齐量根据模具11的位置偏离量而增加。也就是，在现有技术中，每次重复压印处理，基片1和模具11之间的对齐量增加。如果对齐量增加，则不能通过逐模对齐来执行对齐，或者对齐花费太多时间。
[0041](本发明的逐模对齐)
[0042]下面将参考图3介绍包括本发明的逐模对齐的压印处理，它解决了上述现有技术的逐模对齐的问题。首先，在步骤S1中开始处理。在步骤S2中，控制器40通过分别参考装置坐标系来独立地测量基片1和模具11而预先对齐和测量基片1和模具11。更具体地说，通过观测设备14来观察模具11上的标记，且利用观测设备14的位置基准或基片台架6上的标记基准来测量标记位置。通过观察模具11上的所述多个标记，不仅能够测量模具11的位置，还能够测量模具11的放大分量(component)。然后，执行统计处理，用于通过对齐检测器31观察基片1上的一些压射区域(采样压射区域)中的一个或多个标记并且估计基片1上的全部压射区域的位置坐标(总体对齐)。使用基片台架6上的基准标记的粗糙对齐(预对齐)或基线测量可以预先进行，以便增加总体对齐测量的效率和精确性。
[0043]在步骤S3中，控制器40计算基片台架6的预驱动位置。假定(X(n)、Y(n))是基片台架6在第η次压射中的预驱动位置。假定(Χρ(η)、Υρ(η))是从步骤S2中对齐前测量结果获得的、用于将基片1的第η个压射区域驱动至模具11下面的基片台架6的位置。假定(Xr (n)、Yr (η))是在步骤S8中记录的、基片台架6在第η个压射区域的逐模对齐中的驱动结果。因此，以下等式(1)和(2)通过使用在同一基片1上的紧前顺序的压印处理的压射区域(第(n-Ι)个压射区域)的结果来保持。
[0044]X (n) = Xp (n) +Xr (n-1) -Xp (n-1)(1)
[0045]Y (n) = Yp (n) +Yr (n-1) -Yp (n-1)(2)
[0046]当计算基片台架6在第一压射区域中的预驱动位置(X⑴、Y(l))时，能够运用Xp(0)、Yp(0)、Xr(0)和Yr(0)作为0，或者使用先前已经处理的基片1的最后一个压射区域的值。在步骤S4中，控制器40执行例如使得压印处理目标区域涂覆有树脂22的准备操作。更具体地说，控制器40使得压印处理目标压射区域的整个表面涂覆有树脂22，这通过将基片台架6驱动至涂覆单元21正下方的涂覆开始位置并同时执行树脂22的分配以及基片台架6的扫描驱动来进行。在完成树脂22的涂覆之后，控制器40驱动基片台架6，以便使得目标压射区域运动至模具11的正下方。这时，控制器40通过使用在步骤S2中的测量结果来校正基片台架6的驱动位置以及模具11的位置和形状。这时，控制器40通过XY驱动基片台架6来执行沿X和Y方向的对齐，并通过旋转驱动基片台架6来执行模具11和压射区域之间的旋转对齐。
[0047]在步骤S5中，控制器40将基片台架6驱动至预先在步骤S3中计算的位置。在图3中，步骤S4和S5分别介绍。不过，在步骤S3中的计算结果可以反映在步骤S4中的基片台架6的最终驱动位置中，以便减少用于对齐所需的时间以及提高装置的生产率。这能够省略步骤S5中基片台架6的预驱动，并减少压印处理时间。
[0048]在步骤S6中，控制器40通过沿Z方向向下驱动压印头部13而使得基片1和模具11经由树脂22而相互接触。在该实施例中，基片台架6可以在模具11和基片1接触之前被预先驱动，或者基片台架6可以在模具11和基片1刚接触之后被驱动至在步骤S3中计算的位置。这时基片台架6的驱动量是用于校正对齐的驱动量。在步骤S7中，控制器40同时观察模具侧标记63和基片侧标记62，测量相对位置偏离量，并通过驱动基片台架6和形状校正机构12而执行对齐，也就是逐模对齐，使得相对位置偏离量落在预定公差内。如果模具11在逐模对齐过程中相对于压印头部13偏离，则控制器40进一步驱动基片台架6，以便校正偏呙量。
[0049]在步骤S8中，控制器40在结束第η个压射区域的逐模对齐之后记录基片台架6的位置，作为驱动结果(Xr(n)、Yr(n))。在随后的第(n+1)个压射区域的步骤S3中，控制器40通过使用基片台架6的记录驱动结果(Xr (n)、Yr(n))来计算基片台架6的预驱动位置(X(n+1)、Y(n+1))0基片台架6的驱动结果(Xr (n)、Yr(n))也包括通过校正模具11相对于压印头部13的偏离量而获得的量。因此，即使发生模具11相对于压印头部13的位置偏离，控制器40也能够在下一压射中将基片1驱动至这样的位置，在该位置，模具11的位置偏离已经在步骤S5中被校正。
[0050]在步骤S9中，控制器40通过用紫外线照射树脂22而使得树脂22固化，并将模具11的三维图形转印至基片1上。然后，控制器40沿Z方向向上驱动保持模具11的压印头部13，以便使得基片1和模具11之间的间距加宽，从而使得基片1与模具11分离(模具释放操作)。在步骤S10中，控制器40确定是否完成基片上的全部压射区域中的图形形成。如果对于全部压射区域的压印处理还没有完成，则处理返回至步骤S3，并继续对于下一压射区域的压印处理。如果对于全部压射区域的压印处理完成，则处理前进至步骤S11，并结束对于一个基片1的压印处理。
[0051]下面将参考图4介绍当使用本发明中的逐模对齐时基片1和模具11之间的位置关系。与图5中相同，在下面的介绍中，使得Z轴线是压印头部13的驱动方向，XY轴线是两个相互垂直的方向，基片台架6沿所述两个相互垂直的方向被驱动。基片台架6保持基片1，压印头部13保持模具11。在图4中的状态1至状态4与图5中的状态11至状态14相同。状态1表示在第一压射区域的模具按压之前的状态。在状态1中，模具11和基片1上的树脂22处于非接触状态。状态2通过从状态1的状态沿-Z方向(沿Z方向向下)驱动压印头部13和执行模具按压而获得。在状态2中，模具11和基片1经由树脂22而相互物理接触。
[0052]通过执行逐模对齐以便驱动基片1，状态从状态2转变成状态3。假定在逐模对齐过程中通过驱动基片1，模具11相对于压印头部13偏离基片1的驱动量的50%。当状态从状态2转变成状态3时，通过在逐模对齐过程中使得基片1沿+Y方向驱动2d，模具11相对于压印头部13偏离d。因此，模具11和基片1的相对位置被校正d( = 2d-d)。在逐模对齐之前在基片1和模具11之间的相对偏离存在沿-Y方向的d，通过逐模对齐，基片1和模具11的相对位置沿+Y方向被校正d。因此，基片1和模具11之间的相对偏离消除。
[0053]通过沿+Z方向(沿Z方向向上)驱动压印头部13以便执行模具释放，状态从状态3变化成状态4。通过将基片1驱动至第二压射区域的模具按压位置，状态从状态4变化成状态5。通过使用由对齐前测量结果计算的第一压射区域和第二压射区域的基片台架位置以及在第一压射区域的逐模对齐中基片台架6的驱动结果，能够从以下公式获得基片台架6在第二压射区域中的预驱动位置:
[0054]X(2) = Xp(2)+Xr(l)-Xp(l)(3)
[0055]Y(2) = Yp(2)+Yr(l)-Yp(l)(4)
[0056]其中，假定(X⑵、Y(2))是基片台架6在第二压射区域中的预驱动位置，(Xp⑴、Yp(l))是第一压射区域的基片台架位置，(Xp(2)、Yp(2))是第二压射区域的基片台架位置，而(Xr(l)、Yr(l))是在第一压射区域的逐模对齐中基片台架的驱动结果。
[0057]在图4中，与图5中相同，由 基片1的对齐前测量结果确定第一压射区域在基片上的Y位置和第二压射区域在基片上的Y位置彼此相等。因此，保持Yp(l) =Υρ(2)，等式(4)将为Υ(2) = Yr (1)。也就是，基片台架6在状态5中的Y位置和在状态4中的Y位置彼此相等。实际上，当状态从状态4转变成状态5时，基片台架6沿X方向被驱动，随着该驱动，基片台架6也出现沿Y方向几nm至几百nm的驱动误差。因此，基片台架6在状态5中的Y位置与在状态4中的Y位置偏离几nm至几百nm。
[0058]通过执行模具按压，状态从状态5转变成状态6。通过执行逐模对齐以便驱动基片1，状态从状态6转变成状态7。在图4的状态7中，基片台架在逐模对齐过程中的驱动量未示出。不过实际上，基片台架6被驱动以便校正当状态从状态4转变成状态5时基片台架6的几nm至几百nm的驱动误差。另一方面，通过预先将基片台架6驱动至第二压射区域的模具按压位置，还校正了包括模具11相对于压印头部13的位置偏离(该位置偏离在第一压射区域的逐模对齐时产生)的位置偏离。因此，在第二压射区域的逐模对齐过程中在基片1和模具11之间的对齐量不会由于模具11相对于压印头部13的位置偏离量而变大。
[0059]当如上所述执行本发明的压印处理时，即使在逐模对齐的过程中产生模具11相对于压印头部13的位置偏离，基片1和模具11在模具按压之前的相对位置能够通过在下一压射中预先驱动基片台架6而变得更小。因此能够降低在逐模对齐过程中的对齐量，并能够在并不降低生产率的情况下形成图形，同时即使在重复进行压印处理时也保持良好的重叠精度。
[0060]下面将介绍压印方法的另一实例。在上述实施例中，介绍了当产生位置偏离时通过预先驱动基片台架6来校正模具11相对于压印头部13的位置偏离的方法。类似的，基片1相对于基片台架6的位置偏离能够通过预先驱动基片台架6校正(即使该位置偏离发生时)。而且，通过预先驱动基片台架6，不仅能够校正基片1和模具11之间沿平移分量的位置偏离，还能够校正沿旋转分量的位置偏移。
[0061]而且，为了校正在压印处理时由于紫外线照射的热等引起的、基片1和模具11之间的形状变化，也能够通过预先驱动形状校正机构12来校正放大分量。在这种情况下，不仅对于基片台架6，而且对于形状校正机构12，在步骤S3中，控制器40从前一压射区域在逐模对齐过程中的驱动量来计算下一压射的预驱动量，并且在步骤S5中执行预驱动。当校正在基片1和模具11之间的放大变化时，可以通过使用由形状校正机构12向模具11施加力的方法(图2B中所示)或者通过向基片1或模具11施加热而改变基片1或模具11的形状的方法而执行校正。而且，当产生模具11相对于压印头部13的位置偏离时，可以不驱动基片台架6，而是驱动压印头部13。在本发明中，基片台架6的驱动机构、压印头部13的驱动机构以及形状校正机构12构成校正目标压射区域和模具11之间的位置偏离的校正单
J L.ο
[0062]在前面的说明中，控制器40从基片台架6和形状校正机构12在前一压射中的驱动结果来确定基片台架6和形状校正机构12在下一压射中的驱动量。不过，控制器40可以从基片台架6和形状校正机构12在前一压射之前的多个压射中的驱动结果来执行统计处理，并可以确定基片台架6和形状校正机构12在下一压射中的驱动量。
[0063][物品制造方法]
[0064]作为物品的装置(半导体集成电路装置、液晶显示装置、MEMS等)的制造方法包括使用上述压印装置将图形转印(形成)至基片(晶片、玻璃板、膜状基片等)上的步骤。制造方法还能够包括蚀刻图形已经转印至其上的基片的步骤。应当知道，当制造另外的物品例如图形化介质(储存介质)或光学元件时，制造方法能够包括处理图形已经转印至其上的基片的另外处理步骤(代替蚀刻步骤)。
[0065]尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当知道，本发明并不局限于所述的示例实施例。下面的权利要求的范围将根据最广义的解释，以便包含所有这些变型以及等效的结构和功能。
【主权项】
1.一种执行压印处理的压印方法，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印方法包括: 在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置； 在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及 在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理； 其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中:所述另外的压射区域是在与目标压射区域相同的基片上的压射区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中:所述另外的压射区域是沿压印处理的顺序在目标压射区域紧前面的压射区域。4.根据权利要求1所述的方法，其中:所述另外的压射区域是属于相同批次的、另外的基片上的压射区域。5.根据权利要求4所述的方法，其中:所述另外的基片上的压射区域是在所述另外的基片上最后执行压印处理的压射区域。6.根据权利要求1所述的方法，其中:第一对齐包括仅基于所获得的相对位置执行的对齐。7.根据权利要求1所述的方法，其中:所述校正单元包括以下至少一个:基片驱动机构，所述基片驱动机构构造成驱动保持基片的基片台架；模具驱动机构，所述模具驱动机构构造成驱动保持模具的模具保持单元；基片校正机构，所述基片校正机构构造成校正基片的形状；以及模具校正机构，所述模具校正机构构造成校正模具的形状。8.根据权利要求1所述的方法，其中:获得相对位置包括执行从所述多个压射区域当中的一些压射区域的位置的测量结果来估计所述多个压射区域的各位置的统计处理。9.一种用于执行压印处理的压印装置，所述压印处理是:通过使用模具在基片的多个压射区域的各压射区域上形成压印材料的图形，所述压印装置包括: 测量装置，所述测量装置构造成测量所述模具和所述多个压射区域的各压射区域之间的相对位置； 校正单元，所述校正单元构造成校正所述压射区域和模具的相对位置；以及 控制器，所述控制器设置成控制:在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前通过驱动所述校正单元执行的、目标压射区域和模具之间的第一对齐；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后通过驱动所述校正单元执行的、模具和目标压射区域之间的第二对齐；以及在执行第二对齐之后在目标压射区域上执行的压印处理； 其中，所述控制器构造成基于由所述测量装置测量的目标压射区域的相对位置和所述校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量来执行第一对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。10.一种制造物品的方法，所述方法包括:通过根据权利要求1至8中任意一项所述的压印方法在基片上形成图形；以及处理已经在上面形成图形的所述基片，以便制造物品。
【专利摘要】一种压印方法包括：在使得模具和用于压印处理的目标压射区域上的压印材料相互接触之前，获得目标压射区域和模具之间的相对位置，并通过驱动校正单元而执行目标压射区域和模具之间的第一对齐，所述校正单元构造成校正目标压射区域和模具之间的相对位置；在使得模具和目标压射区域上的压印材料相互接触之后，通过驱动校正单元执行目标压射区域和模具之间的第二对齐；以及在第二对齐之后执行目标压射区域上的压印处理；其中，第一对齐包括基于校正单元在用于另外的压射区域的第二对齐中的驱动量执行的对齐，在所述另外的压射区域中，比所述目标压射区域更早地执行了压印处理。以及一种压印装置和制造物品的方法。
【IPC分类】G03F7/00
【公开号】CN105487335
【申请号】CN201510638839
【发明人】薄井义行
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月29日
【公告号】US20160096313
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