間隙測量方法、壓印方法和壓印設備的製作方法

2023-12-06 13:19:46

專利名稱：間隙測量方法、壓印方法和壓印設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種間隙測量方法、壓印方法和壓印設備。
背景技術：
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，已經開發了一種用於將 被提供給模子的精細結構轉印到基底上的樹脂材料的精細處理技術， 該技術已經得到關注。這一技術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。通過採用這種技術，除了半導體制
造之外，還可共同地以晶片級處理三維結構。為此，可期望將該技術 不僅應用於半導體基底的處理，還應用於更廣泛的領域，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)的生物晶片的 生產技術。
將描述稱為光壓印方法的技術被用於半導體製造技術等的情況。 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。
然後，其上形成期望的壓印結構的模子被按壓到樹脂材料層，隨 後用紫外線來照射以固化樹脂材料。結果，壓印結構被轉印到樹脂材 料層上。
然後，通過將樹脂材料層用作掩模來實現蝕刻等處理，從而模子 的壓印結構被轉印到基底上。
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。這相當於在傳統曝光裝置中進行顯影之後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下執行壓印操作時，在同步(共同)轉 印方法中，多個基底之間出現殘留膜(層)的厚度不規則。此外，在 分步重複方法(其中，在一個基底上多次執行壓印操作，而壓印位置 發生改變)中，在單個壓印操作中形成的基片之間出現殘留膜厚度不 規則現象。
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 底經過蝕刻處理。蝕刻時間是恆定的，從而當存在殘留膜的厚度不規 則時，在基底與晶片之間還出現突起與凹進以及將被轉印到基底上的 結構的形狀的不規則現象。這些不規則給裝置的生產帶來嚴重的負面 影響。為了實現對模子與基底之間的間隙的控制，有必要執行間隙的 測量。
為了測量兩個部件之間的間隙，已經提出這樣一種方法，其中， 以測量光源的波長，從一個部件側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於測量
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，並測量所述第
一表面與第二表面之間的間隙。
根據這一方法，在測量期間，利用具有第一表面與第二表面之間
的、不少於用於測量的光源波長的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並不一
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並不一定彼此一致。
準備具有多個這種梯級部分的模子的步驟是複雜的。此外，有必 要精確地測量用於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。

發明內容
針對上述問題，本發明的一個主要目的在於提供一種解決所述問 題的間隙測量方法。
本發明的另一目的在於提供一種解決所述問題的壓印設備和壓 印方法。
根據本發明的一個方面，提供一種用於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；
用來自一個部件側的光來照射第一部件和第二部件，以獲得關於 來自另一部件側的反射光或透射光的強度的鐠數據；以及
通過將獲得的譜數據與資料庫進行比較來確定第一部件與第二 部件之間的間隙，其中，在所述資料庫中，間隙長度與強度語彼此關 聯。
根據本發明的另 一方面，提供一種用於通過在兩個部件之間插入 圖案形成材料並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範圍之內；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 位於可接受的誤差範圍之內的狀態下，固化被插入在第一部件與第二部件之間的圖案形成材料。
根據本發明的另 一方面，提供一種用於將形成在模子的處理表面
上的圖案轉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，用於測量根據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，用於通過將測量的物理量與預先存儲在資料庫中
的數據進行比較來估計模子與將被處理的部件之間的距離。
通過考慮以下結合附圖對本發明的優選實施例進行的描述，本發
明的這些和其它目的、特徵和優點將會變得更加清楚。


圖1是用於示出根據本發明的間隙測量方法的流程圖。
圖2是用於示出根據本發明的壓印方法的流程圖。
圖3是示出在本發明的實施例1中使用的處理設備(壓印設備)
的構造的示意圖。
圖4 (a)和圖4 (b)是用於示出在本發明的實施例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
資料庫。
圖5是用於示出在本發明的實施例1中的距離控制過程的流程圖。
圖6 (a)和圖6 (b)是用於示出在本發明的實施例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據，圖6 (b)示出用於極值和參考數據的資料庫。
圖7是用於示出在本發明的實施例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來描述根據本發明的用於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，用來自第一部件側和第二部件側之一的光來照射第一和 第二部件，以獲得關於來自另 一部件側的反射光或來自所述另 一部件 側的透射光相對於照射光的強度的譜數據(S1- (b))。例如，所述 另 一 部件可以是基底。可在用於測量的光源的波長範圍之內獲得譜數 據。稍後將描述其細節。
然後，通過將獲得的譜數據與資料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，在所述資料庫中，間隙長 度與強度鐠彼此關聯。關於強度的譜數據可以是如稍後參照圖4(a) 描述的反射光的強度i脊數據，當透射光可被測量時，所述譜數據也可 以是透射光的強度譜數據。
此外，只要能夠通過與資料庫進行比較來估計間隙長度，就不必 具體限制關於強度的鐠數據。關於強度的譜數據不僅可以是如圖4(a) 所示的連續改變的數據，而且可以是在預定波長的強度數據或關於兩 個測量波長之間的強度鐠差的斜率(傾度)數據。
通過仿真或實際測量來預先收集存儲在資料庫中的數據。存儲在 資料庫中的信息可以是如圖4(b)所示的連續改變的數據，在預定波 長或多個預定波長的強度數據、或關於兩個測量波長之間的強度譜差 的斜率數據。
當間隙長度不超過測量光源波長的1/4時，可優選地應用上述間 隙測量方法。也可在間隙長度不少於測量光源波長的1/4的情況下， 通過與資料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於稍後描述的壓印設 備，而且還可以應用於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來描述根據本發明的壓印方法。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 兩個部件之間並#_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))。
然後，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於預設間隙長度的可接受誤差範 圍之內(S2- (c)和S2- (e))。
當所述差超出可接受誤差範圍時，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 於可接受誤差範圍之內的狀態下，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整的狀態下，可將提供到第一部 件的壓印圖案轉印到圖案形成材料上。
在根據本發明的壓印方法中，還可合併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據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普數據直接估計間隙長度。在這種情 況下，還可採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於與資料庫的比較的間隙測量方法。
A:第一部件(模子)
通過以下材料來構造作為第 一部件的模子諸如石英等的玻璃、 金屬、矽等。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後，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構來形成提供到模子 的校準標記。然而，在模子構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。為了避免這種現象，可優選地在校準標記
區域中的例如石英製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 )、環氧樹脂、有機矽樹脂(silicone resin)或聚醯亞胺樹脂(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加熱處理來轉印壓印圖案。 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印到第二部件上的情況。
(第三實施例壓印設備)
根據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，用於測量根
據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，用於通過將測量的物理量與預先存儲在數據 庫中的數據進行比較來估計模子與將被處理的部件之間的距離。
圖3是作為根據本發明的壓印設備的示例的示意圖。
參照圖3，本發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104、平面內移動機構105、 光學系統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111、壓印控 制機構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於所述壓印設備 的這些構成部件。
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、用於基底的平面內移動機構等的壓印設備。
此外，可將處理設備構造為通過用於測量根據模子與將被處理的 部件之間的距離而變化的物理量的裝置與用於將測量的物理量與數 據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，可通過基於資料庫和根據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範圍 之內連續測量模子與基底之間的間隙。
上述處理設備可應用於包括具有處理表面的模子的壓印設備。所 述壓印設備採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，所述熱壓印方法用於 在加熱的條件下執行到樹脂材料上的圖案轉印。
ii以下，將描述本發明的示例。 [實施例1
在實施例l中，將描述使用應用本發明的模子的處理方法。
圖3示出在本發明中使用的處理設備(壓印設備)的構造。 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104 (沿著z方向)、平
面內移動機構105 (在xy平面內)、壓印控制機構112、間隙測量才幾構等。
模子支撐部分102通過真空夾緊方法等來夾緊模子113。基底115 可通過平面內移動機構105而移動到期望的位置。基底升降機構104 沿著z方向調整基底115的位置，從而可在模子113與基底115之間 進行4妾觸並施加壓力。
此外，可通過編碼器來監控基底升降機構114沿著高度方向的位 置。通過壓印控制機構112來實現相對於基底115的位置移動、壓力 施加和膝光的控制。
此外，處理設備還包括用於實現平面內校準的檢測系統(未示出)。
將基底115布置在與模子113相對的位置，並將可光致固化的樹 脂材料114施加在基底115之上。此外，在該實施例中通過旋塗來施 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。
間隙測量機構主要由以下項構成光學系統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111。
作為測量光源107， ^吏用用於發射具有例如400nm-800nm的波 長的寬帶光的光源。此外，在如稍後描述的實施例2中那樣使用幾個 數據點的情況下，光源107還可以是與所述幾個數據點相應的LED 光源。從測量光源107發射的光經過光學系統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之間幹涉。幹涉光隨後返回光學系統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。
通過具有足夠解析度和足夠靈敏度的線傳感器等來構建圖像拾 取裝置110。
分析機構預先存儲與間隙相應的譜的資料庫，並具有在將資料庫 與來自線傳感器的數據進行比較時執行搜索的功能。
在該實施例中，基底升降機構被提供到基底側，但是也可將其提 供到模子側或基底側與模子側兩者。在這些情況下，基底升降機構還 可實現相對於六個軸(x、 y、 z、 "、 / 、 6)的控制。
此外，通過提供多個間隙測量機構，能夠以高精度來控制模子和 基底的姿態。
接下來，將描述該實施例中用於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行間隙測量方法。
這裡，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"。
在傳統的間隙測量方法中，已經通過利用傅立葉變換方法等從語 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，預先準備取決於輸出(間隙) 的輸入(測量的鐠)，通過定位與測量的譜一致的數據來估計間隙。
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。
橫坐標表示範圍從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的資料庫中的數據，其中，示出用於從10nm到lOOOnm的間隙的16個數據。
在資料庫中，準備以足夠的精度執行估計的數據。例如，當需要 10nm的精度時，預先準備以2nm等的增量的數據。可通過計算或預 先測量的數據來創建所述資料庫。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據表。
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 來執行計算。此外，在根據偏振光改變折射率的情況下，可進行校正。
在資料庫中，可存儲用於在模子與基底之間僅插入樹脂材料的情
況的數據、用於在模子與基底之間插入空氣和樹脂材料的情況的數 據、以及用於基底具有多層(膜)結構的情況的數據。
在測量期間，首先在由線傳感器獲得的譜與資料庫進行比較時， 定位一致的數據。
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資料庫中在間隙d的數據
少，= ^/(義)
將描述用於確認是否存在一致數據的過程的示例。 在從400nm到800nm的每個波長，根據以下公式，在減去從數 據庫的數據獲得的譜之後，獲得均方根值
該值是最小值，當所述值小於預定值時的間隙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係數的影響，或
受到相對於資料庫的數據的偏移的影響。
為了滿足所述情況，還可預先執行用於確定所述係數和偏移的運算。
例如，可通過以下7>式來獲得係數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:
醜=頂_爿函
所述係數和偏移在許多情況下基本上取決於光量和反射，從而可 在這些情況下執行用於獲得所述係數和偏移的至少一種計算。
在所述數據的定位中，可通過僅對於靠近基於編碼器等的值當前 估計的間隙的數據執行定位來減少時間。具體說來，在壓印操作中， 以高精度來控制基底升降機構，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。
在存在一致數據的情況下，所述數據為當在模子與基底之間形成 特定間隙時產生的語，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於用於模子、基底和樹脂材料的材料被指 定，從而它們的光學常數等可被指定。然而，在用於模子、基底和樹 脂材料的材料被改變的情況下，可每次都準備資料庫。
接下來，將描述在該實施例中的距離控制過程。
圖5是用於解釋距離控制過程的流程圖。
首先，在步驟Sl-l，基底被移動，並被布置在與模子相對的期 望位置。此時，通過平面內移動機構來執行位置校準。
接下來，在步驟Sl-2，通過基底升降機構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，執行鐠測量以獲得根據模子與基底之間的間隙而 改變的鐠。
在步驟Sl-4，從資料庫(DB)定位與在步驟Sl-3獲得的譜一致 的數據。
15在步驟S1-5,所述過程根據在資料庫中是否存在與獲得的語一 致的數據而被劃分為兩種情況。
在存在一致數據的情況下，過程進行到步驟Sl-6，其中，與一 致數據相應的間隙被估計為模子與基底之間的距離。
在不存在一致數據的情況下，在步驟Sl-7，執行諸如重新測量 等的誤差處理。
在步驟Sl-8，根據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， 通過基底升降機構來執行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，藉助於基底升降機構來控制模子 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的情況下，可同時地或獨立地控制這些機構。
[實施例2
在實施例2中，與實施例l不同，資料庫所需的容量顯著減少。 例如，在實施例1的資料庫中，存儲的是相對於特定間隙在從 400nm到800nm的波長範圍中劃分成大約1000個點的基本連續的數 據。另一方面，在本實施例中，相對於特定間隙，可使用包括幾個點 的離散數據。
圖6 (a)和圖6 (b)是用於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 波長的數據和在700nm波長的數據。
圖6 ( b )包括作為資料庫的一部分的用於從10nm到1000nm的 間隙的16個數據，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。
在資料庫中，準備用於以足夠的精度執行估計的數據。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據。
即使在沒有極值的情況下，當間隙在不超過用於測量的光源波長 的1/4的波長處逐漸減小時，光強度的數據單調地增加。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)所示的參考數據。 然而，實際存儲在存儲裝置中的數據是包括各種間隙中由白點(o) 和黑點( )指示的幾個點的數據。
接下來，將描述在該實施例中的距離控制過程。
圖7是用於示出距離控制過程的流程圖。
首先，在步驟S2-1，執行測量。
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，通過將用於所述極值的波長和光強度用作鍵值 (key)來進行數據定位(DB搜索(1))。
接下來，在步驟S2-4，判斷是否存在一致數據。在存在一致數 據的情況下，過程進行到步驟S2-8。在沒有一致數據的情況下，在步 驟S2-5，執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 長獲得的參考點數據用作鍵值來執行數據定位(DB搜索(2))。
在步驟S2-7，判斷是否存在一致數據。在存在一致數據的情況 下，過程進行到步驟S2-8，其中，相對於一致數據的間隙可被估計為 模子與基底之間的距離。在沒有一致數據的情況下，在步驟S2-5，執 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中的連續數據和如
實施例2中的離散數據。
在資料庫中的數據具有lOnm的增量且增量小於10nm的數據沒 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波長的測量數據是0.2 (強度)時，基 於算法的一致數據是用於圖6(b)所示的30nm (強度0.196)的間 隙的數據。或者，還可通過30nm的強度數據(0.196)與20nm的強 度數據(0.225)之間的線性內插而在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s和t時，可通過以下所示的公式來表示間隙d。
4w
整數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據來 估計所述間隙。此外，在某間隙的數據與另一間隙的數據一致時，可 通過增加參考點的數量來實現間隙測量。
在本發明中，參考點數據不僅可以是光強度，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。 工業可應用小生
上述根據本發明的間隙測量方法、壓印方法和壓印設備可應用於 半導體製造技術以及諸如光子晶體的光學裝置以及諸如u-TAS的生 物晶片的生產技術。
權利要求
1、一種用於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；用來自一個部件側的光來照射第一部件和第二部件，以獲得關於來自另一部件側的反射光或透射光的強度的譜數據；以及通過將獲得的譜數據與資料庫進行比較來確定第一部件與第二部件之間的間隙，其中，在所述資料庫中，間隙長度與強度譜彼此關聯。
2、 如權利要求1所述的方法，其中，以小於照射光波長的1/4 的間隙來布置第 一部件與第二部件。
3、 一種用於通過在兩個部件之間插入圖案形成材料並固化所述 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範圍之 內；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範圍之內的狀態下，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、 一種用於將形成在模子的處理表面上的圖案轉印到將被處理 的部件上的壓印設備，所述壓印設備包括物理量測量裝置，用於測量根據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，用於通過將測量的物理量與預先存儲在資料庫中 的數據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，用於測量來自模子和將被處理的部件的光強度語。
6、 如權利要求4或5所述的設備，其中，所述物理量測量裝置 包括資料庫存儲裝置，用於預先存儲資料庫，所述資料庫包含關於 根據模子與將被處理的部件之間的距離的測量譜的數據。
7、 如權利要求4到6中的任何一個所述的設備，其中，所述壓 印設備還包括姿態控制裝置，用於基於所述距離估計裝置的距離估 計結果來控制模子和/或將被處理的部件的姿態。
全文摘要
一種用於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的光來照射被布置為彼此相對的所述兩個部件，以獲得關於來自另一部件側的反射光或透射光的強度的譜數據；通過將獲得的譜數據與資料庫進行比較來確定第一部件與第二部件之間的間隙，其中，在所述資料庫中，間隙長度與強度譜彼此關聯。該間隙測量方法用於在壓印方法和用於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 優先權日2006年5月31日
發明者關淳一, 古川幸生, 末平信人, 稻秀樹 申請人:佳能株式會社