一种将提供给模具的图案压印到衬底或衬底上的元件上的压印装置，包括：光源，其用光辐照与所述衬底相对布置的所述模具的表面和所述衬底的表面；光学系统，其用于将来自所述光源的光导引到所述模具的表面和所述衬底的表面并且将来自这些表面的反射光导引到分光镜；分光镜，其用于将所述光学系统导引的反射光散射成光谱；和分析器，其用于分析所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离。所述分析器通过测量所述模具的表面和在远离所述模具的表面的位置形成的表面之间的距离计算所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将提供给模具的图案压印到衬底或衬底上的元件 上的压印装置和压印方法，并且也涉及压印模具。
技术介绍
近年来，如Stephan Y. Chou等人在Appl. Phys. Lett.，第67巻， 第21期，第3114-3116页(1995)中所提出的， 一种用于将设在模具 上的精细图案转印到半导体、玻璃、树脂、金属或类似物上的技术已 被开发并且受到关注。该技术被称为纳米压印或纳米压紋，原因是它 具有大约几纳米的分辨能力。通过利用该技术，可以同时处理晶片级 的三维结构。为此，希望该技术应用于诸如光子晶体这样的光学设备 的生产技术和诸如ji-TAS (微全分析系统)和生物芯片这样的结构的 生产技术。在使用这样的纳米压印的处理技术中，当它用于例如半导体制造 技术等中时，模具上的精细图案以下列方式被转印到衬底或衬底上的 元件上。首先，在衬底(例如半导体晶片)上，形成可光致固化树脂材料层。然后，将预期图案形成于其上的模具压靠在树脂层上，之后用紫 外射线辐照以固化树脂材料。结果，形成于模具上的图案被转印到树 脂层上。其后，通过使用树脂层作为掩模实施蚀刻，由此在衬底上形成模 具的图案。在压印技术中转印形成于模具上的图案期间，为了通过提高转印 精度实施高分辨率精细处理，必须测量模具和衬底之间的距离(间隙)。美国专利No. 6，696，220 B2描述了 一种通过干涉4义测量模具和衬 底之间的间隙的方法。US 6，696，220 B2也公开了 一种间隙测量方法， 其能够通过适当地设计模具的形状测量间隙，即使所述间隙(距离) 为用干涉仪进行测量的光的波长的1/4或以下的距离。该间隙测量方 法将参考图8进行描述。在模具701的第一表面702和村底的表面704之间的距离706为 测量波长的1/4或以下的情况下，难以通过干涉仪精确测量距离706。 在US 6,696,220 B2描述的间隙测量方法中，测量区设在与形成第一表 面702的位置不同的位置。在测量区中，另外提供笫二表面703。通 过这样的构造，当第二表面703和衬底表面704之间的距离为测量波 长的1/4或以上时，可以测量第二表面703和衬底表面704之间的距 离。为此，通过事先测量第一表面702和第二表面703之间的距离705， 能够测量距离706的值，即^使该距离为测量波长的1/4或以下。顺便提一句，在日益需要高分辨率精细处理的当今，在上述纳米 压印中关于压印精度需要进一步提高。 t ,然而，在US 6,696,220 B2中公开的间隙测量方法不一定满足这样 的需要。更具体而言，第一表面702和第二表面703之间的距离705不能 被测量，原因是这些表面不彼此相对。因此，距离705和第二表面703 和衬底表面704之间的距离需要通过除使用干涉仪的方法之外的方法 进行测量。然而，当这两个距离通过除使用干涉仪的方法之外的方法 测量时，产生了这样的问题，即容易发生测量误差。进一步地，US 6，696，220 B2也描述了需要在构造上与用于实施模 具和衬底之间的距离测量的光学系统不同的光学系统以便执行模具和 衬底的平面内位置的测量。在US 6,696,220 B2所述的方法中，基于通 过平面内位置测量获得的数据实施平面内对准。顺便提一句，术语"平 面内"关于平行于模具的处理表面的平面被使用，并且平面内位置由 X， Y和e表示。进一步地，模具和衬底之间的距离(间隙)由Z表示c使用纳米压印的装置是这样一种处理装置，即模具和压印图案之间的尺寸比为1:1，不同于诸如步进器或类似物的用于减少曝光的装 置。为此，在离模具的后表面的后向位置，空间约束条件与步进器或 类似物的情况相比要苛刻。例如，模具的处理表面处的图案区为 26x36mm并且用于光学系统中的物镜具有大约20mm的直径，使得 这些尺寸属于相同数量级。因此，如US 6,696,220 B2中所述，当独立地提供用于实施距离测 量的光学系统和用于实施平面内位置测量的光学系统时，难以将这些 光学系统一起布置在相同区域中。为此，存在的问题是由于温度变化、 振动等而难以防止由模具和衬底之间的位置偏差导致的距离测量误 差。
技术实现思路
本专利技术的目标是解决上述问题。本专利技术的具体目标是提供能够更精确地测量模具表面和衬底表面 之间的距离(间隙)的压印装置、压印方法和压印模具。根据本专利技术的 一个方面，提供了 一种将提供给模具的图案压印到 衬底或衬底上的元件上的压印装置，所述压印装置包括光源，其用光辐照与所述衬底相对布置的所述模具的表面和所述 衬底的表面；光学系统，其用于将来自所述光源的光导引到所述模具的表面和 所述衬底的表面并且将来自这些表面的反射光导引到分光镜；分光镜，其用于将所述光学系统导引的反射光散射成光谱；和 分析器，其用于分析所述模具的表面和所述村底的表面之间的距离；其中所述分析器通过测量所述模具的表面和在远离所述模具的表 面的位置形成的表面之间的距离计算所述模具的表面和所述衬底的表 面之间的if巨离。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种将提供给模具的图案压印到衬底或衬底上的元件上的压印方法，所述压印方法包括第一测量步骤，其通过光学测量方法测量所述模具的表面和在远离所述模具的表面的位置形成的表面之间的距离；第二测量步骤，其通过光学测量方法测量在远离所述模具的表面的位置形成的所述表面和所述衬底的表面之间的距离；和计算步骤，其通过从在第二测量步骤中测量的距离减去在第一测量步骤中测量的距离计算所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离。根据本专利技术的进一步方面，提供了一种用在包括光学测量设备的压印装置中的模具，其包括构成所述模具的表面的第一元件；和 折射率不同于第一元件的第二元件；其中第一元件具有用于光学测量的光的波长的1/4或以上的光学 厚度。根据本专利技术的更进一步方面，提供了一种将提供给模具的图案压 印到衬底或衬底上的元件上的压印装置，所述压印装置包括光源，其用光辐照与所述衬底相对布置的所述模具的表面和所述 衬底的表面；第 一光学系统，其用于将来自所述光源的光导引到所述模具的表 面和所述衬底的表面并且将来自这些表面的反射光导引到分光镜以测量所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离；和第二光学系统，其用于将来自所述光源的光导引到所述模具的表面和所述衬底的表面并且将来自这些表面的反射光导引到图像拾取设备以测量所述模具的表面和所述衬底的表面的平面内位置；其中第一光学系统和第二光学系统共用它们的光轴的一部分。 通过考虑结合附图的本专利技术的优选实施例的以下描述将更显而易见本专利技术的这些和其他目标、特征和优点。附图说明图l是显示用在本专利技术的实施例1中的压印装置的构造例子的示 意图。图2 (a) -2(c)是当宽带光源用在本专利技术的实施例1中时用于 示出测量原理的示意图，其中图2 (a)显示了在测量波数范围中有三 个波峰和三个波谷的状态，图2 (b)显示了在测量波数范围中有两个 波峰和两个波谷的状态，图2 (c)显示了在测量波数范围中只有一个 波峰和一个波谷的状态。图3 (a)和3 (b)是用于示出在本专利技术的实施例1中使用模具的 后表面的测量方法的示意图，其中图3 (a)显示了模具的第一表面和 树脂材料的表面被定位成彼此分离的状态，图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将提供给模具的图案压印到衬底或衬底上的元件上的压印装置，所述压印装置包括： 光源，其用光辐照与所述衬底相对布置的所述模具的表面和所述衬底的表面； 光学系统，其用于将来自所述光源的光导引到所述模具的表面和所述衬底的表面并且将来自这些表面的反射光导引到分光镜； 分光镜，其用于将所述光学系统导引的反射光散射成光谱；和 分析器，其用于分析所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离； 其中所述分析器通过测量所述模具的表面和在远离所述模具的表面的位置形成的表面之间的距离计算所述模具的表面和所述衬底的表面之间的距离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：末平信人，关淳一，稻秀树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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