TWI625219B - 壓印設備、壓印方法、偵測方法及製造裝置的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種壓印設備，其係配置成藉由使在基板上的壓印材料與模具的圖案相互接觸來以壓印材料形成圖案，壓印設備包括驅動單元、干涉條紋偵測單元以及狀態偵測單元，驅動單元係使模具的圖案的部分與壓印材料接觸，且使圖案與壓印材料接觸，使模具的圖案與壓印材料之間的接觸表面區域增加，干涉條紋偵測單元係偵測由來自模具的圖案之反射光和來自基板的反射光所產生的干涉條紋，狀態偵測單元係在干涉條紋的基礎上去偵測模具的圖案及壓印材料之間的接觸狀態。

Description

壓印設備、壓印方法、偵測方法及製造裝置的方法
本發明關於一種配置來偵測用於壓印的模具和供應到基板上的壓印材料之間的接觸狀態的壓印設備、壓印方法以及製造裝置的方法。
壓印技術係為一種用於將形成於模具上的圖案轉移到供應到基板上的壓印材料的技術，且其係被提議作為用於製造半導體裝置或磁性儲存媒介(magnetic storage medium)的微影技術之一。壓印設備係配置來使在基板上的壓印材料(例如，光固化樹脂(photo-curing resin))和模具相互接觸，並使壓印材料在接觸狀態下固化。固化的壓印材料和模具之間的距離被增加，且模具被從壓印材料分離，使得模具的圖案被轉移到在基板上的壓印材料。
氣泡可能殘留在與壓印材料接觸之模具的圖案之凹部中。若在氣泡殘留在凹部中的情況下固化壓印材 料，壓印材料被模製成不同於凹部的形狀之形狀。因此，所欲的圖案不會形成在基板上。因此，為了幫助壓印材料填滿圖案的凹部，已知一種彎曲(變形)模具的圖案表面以使其朝基板突出並使彎曲的突出部與壓印材料接觸的方法(PCT日本翻譯專利公開第2009-536591號)。藉由從圖案的中心部分朝外地來使模具的圖案與壓印材料接觸，壓印材料可被輕易地填入到模具的圖案之凹部中，且可降低氣泡殘留的可能性。
已知的是，當模具與壓印材料(或基板)相互接觸時，接觸狀態對圖案轉移的結果產生影響。接觸狀態包括模具的姿態(傾角)以及灰塵存在或不存在於模具和基板之間。模具及壓印材料較佳地係相互接觸，以使模具和壓印材料之間的接觸部分從中心朝向圖案的周圍部分以同心的方式擴散出去。因此，需要觀察模具與壓印材料之間的接觸狀態的技術。PCT日本翻譯專利公開第2006-514428號係提出了一種弄清楚模具與壓印材料之間的接觸狀態的方法，其係藉由觀察供應到基板上的複數個獨立的液滴(珠)在模具及壓印材料相互接觸時是如何擴散的來達成。
在壓印技術中所使用的許多壓印材料具有低的黏性。供應到基板上的壓印材料之液滴擴散在基板上且相互結合，使得一層壓印材料係形成在基板上。因此，當模具及壓印材料相互接觸時，實際上是無法偵測到壓印材料之獨立的液滴是如何擴散的。
本發明提供一種壓印設備，其配置成藉由使在基板上的壓印材料與模具的圖案相互接觸來以壓印材料形成圖案，壓印設備包括：驅動單元，配置來使模具的圖案之部分與壓印材料接觸，並接著使圖案與壓印材料接觸，以使得模具的圖案與壓印材料之間的接觸表面區域增加；干涉條紋偵測單元，配置來偵測干涉條紋，該干涉條紋係由來自模具的圖案之反射光和來自基板的反射光所產生，且在模具的圖案與壓印材料之間的接觸表面區域增加時改變；以及狀態偵測單元，配置來在干涉條紋的基礎上去偵測模具的圖案和壓印材料之間的接觸狀態。
從以下參照所附圖式對例示性實施例的描述，本發明的進一步特徵將變得清楚。
1‧‧‧基板夾具
2‧‧‧基板階台
3‧‧‧模具夾具
4‧‧‧模具階台
5‧‧‧調正示波器
6‧‧‧基板側標記
7‧‧‧模具側標記
8‧‧‧曝露光
9‧‧‧鏡
10‧‧‧偵測單元
11‧‧‧壓印材料
13‧‧‧光源
14‧‧‧偏光元件
15‧‧‧透鏡
16‧‧‧校正機構
16a‧‧‧接觸部分
16b‧‧‧致動器
17‧‧‧光學元件
18‧‧‧偏光元件
19‧‧‧影像拾取元件
20‧‧‧偵測單元
21‧‧‧平板
A‧‧‧長側
B‧‧‧短側
C‧‧‧位置
C’‧‧‧位置
D‧‧‧供應單元
d‧‧‧距離
M‧‧‧模具
P‧‧‧圖案
S‧‧‧光源
W‧‧‧基板
CAL‧‧‧計算單元
CNT‧‧‧控制單元
IMP‧‧‧壓印設備
圖1為繪示第一實施例的壓印設備之圖式。
圖2為繪示第一實施例的偵測單元之圖式。
圖3為繪示第一實施例的模具之校正機構的圖式。
圖4為繪示使模具與壓印材料相互接觸的狀態之剖視圖。
圖5A到5F為繪示模具與壓印材料之間的接觸區域以及在其周圍的干涉條紋之圖式。
圖6為繪示干涉條紋被見於接觸區域的周圍之現象的說明圖。
圖7A到7D為繪示第一實施例之所偵測到的干涉條紋、模具及基板之間的接觸狀態的圖式。
圖8為繪示第二實施例的偵測單元之圖式。
圖9A及9B為模具及平板的剖視圖，以及繪示第三實施例的接觸狀態之圖式。
以下將參照附圖詳細描述本發明的實施例。在各個圖式中，同樣的構件由同樣的標號表示，且重複的描述被省略。
第一實施例
圖1顯示第一實施例的壓印設備IMP。第一實施例的壓印設備IMP包括配置來保持基板W的基板夾具1(基板保持部分)、以及配置來保持模具M的模具夾具3(模具保持單元)。壓印設備IMP還包括配置來支撐和移動模具夾具3的模具階台4(模具驅動單元)、以及調正示波器5，調正示波器5係固定到模具階台4且配置來偵測形成在基板W上的對位標記(基板側標記6)和形成在模具M上的對位標記(模具側標記7)。壓印設備IMP還包括配置來支撐和移動基板夾具1的基板階台2、以及配置來控制壓印動作的控制單元CNT。
調正示波器5偵測形成在基板W上的拍攝區域中的基板側標記6以及形成在模具M的圖案P上的模具側標記7。控制單元CNT(狀態偵測單元)的計算單元CAL從由調正示波器5所偵測到的基板側標記6和模具側標記7的偵測結果去取得模具M和基板W之間的相對位置偏差。控制單元CNT在所得到的相對位置偏差結果的基礎上去驅動基板階台2和模具階台4，並校正模具M和基板W之間的相對位置偏差。相對位置偏差並不侷限於偏移分量(shift component)，且包括放大率和旋轉分量的誤差。模具M之圖案P(圖案區域)的形狀可被校正，以匹配形成在基板W上的拍攝區域。作為偵測基板側標記6和模具側標記7的方法，可使用反射兩標記之間的相對位置之雲紋信號(moiré signal)。兩標記的相對位置可藉由偵測標記的個別影像來取得。
壓印設備IMP係設有供應單元D(分配器)，其配置來將壓印材料11供應到基板W上。在第一實施例中，將描述使用藉由以紫外線照射而被固化的紫外線固化樹脂(UV-cured resin)來作為壓印材料11的情形。在壓印材料11以不同於壓印設備IMP之外部設備被供應到的基板W被裝載以執行壓印的情況下，供應單元D不需要被設置在壓印設備IMP中。
壓印設備IMP還包括鏡9、配置來發射曝露光(紫外線)8的光源S、以及配置成藉由使用偵測光(例如，可見光)來觀察拍攝區域(圖案P)的偵測單元 10，該偵測光具有與曝露光不同的波長。鏡9為二向分光鏡(dichroic mirror)，且包括反射曝露光8和允許偵測光從其通過的特性。來自光源S的曝露光8被鏡9反射，且照射壓印材料11。來自偵測單元10(干涉條紋偵測單元)的偵測光(可見光)通過鏡9、模具階台4及模具夾具3，並照射基板W上的拍攝區域。照射拍攝區域的可見光被基板W的表面和模具M的圖案之表面所反射，且由偵測單元10偵測為包括相互重疊之來自基板W的反射光和來自模具M的反射光之偵測光(干涉光)。偵測光由偵測單元10偵測為干涉條紋。壓印設備IMP藉由使用偵測到的干涉條紋來觀察模具M和壓印材料11之間的接觸狀態。將被供應到基板上之壓印材料的液滴的量為數皮升(picoliter)，且液滴的直徑為數微米。如同相關技術一般，為了偵測供應到基板上的壓印材料之獨立的液滴是如何擴散的，需要具有對於一範圍之高光學性能的光學系統(檢測系統)。因此，導致具有相關技術配置之壓印設備在成本上的增加。然而，第一實施例的偵測單元10僅需要具有偵測干涉條紋的光學系統，而不需要具有高光學性能之高成本的光學系統。
圖2顯示第一實施例的偵測單元10。來自偵測單元10的照明光和由偵測單元10所偵測到的偵測光分別通過圖1中的鏡9、模具階台4以及模具夾具3。然而，模具夾具3、模具階台4和鏡9在圖2中被省略。偵測單元10為能夠觀察模具M(或圖案P)和壓印材料11 之間的接觸狀態的示波器(scope)。偵測單元10係設計來觀察模具M的圖案P被轉移到其上之整個或部分的拍攝區域。偵測單元10係設置有光源13，其配置成以可見光去照射模具M及基板W。來自光源13的可見光被光學元件17(分光鏡)反射、通過透鏡15並作為照明光去照射基板W。由基板W所反射的照明光通過透鏡15及光學元件17作為偵測光，且由影像拾取元件19(成像單元)來偵測。在藉由偵測光而形成於影像拾取元件19上的影像之基礎上，在基板W上的模具M之接觸狀態可被觀察。
相對於模具M的圖案P及基板W接觸壓印材料11之表面，影像拾取元件19的光接收表面為光學共軛表面(optically conjugated surface)，且透鏡15係配置來在光接收表面上形成模具M的圖案P和基板W的表面之影像。
來自光源13的照明光已被說明為可見光。然而，照明光並不侷限於可見光。在第一實施例中，偵測單元10偵測干涉條紋，以觀察模具M(的圖案P之表面)與壓印材料11之間的接觸狀態，此將於稍後說明。因此，可藉由使用具有窄波長範圍的光(單色光)來作為從光源13發射的照明光而更容易地偵測到干涉條紋。然而，當偵測光被固定為具有窄波長範圍時，由於對模具M或基板W的干涉條件，偵測光的可見性可能受到損害。因此，波長較佳地係維持為可變的。若可被影像拾取元件 19偵測到的干涉條紋可被以具有寬波長範圍的光(具有大的帶寬(bandwidth)之光)來產生，可使用具有寬波長範圍的光。
例如，藉由安排配置來發射具有不同的波長之光的複數個LED並選擇發射具有使干涉條紋為最佳地可見的波長之光的一LED，從光源13發射的光之波長可被決定。來自配置為發射具有寬波長範圍之燈光的光可被得到。藉由提供具有不同的帶頻率之複數個波長截止濾光器(wavelength cut filter)並於需要時在這些波長截止濾光器之間切換，具有用於偵測干涉條紋之最佳的波長範圍的光可被產生。
圖3顯示配置來校正(變形構件)模具M的形狀之校正機構16(變形單元)。校正機構16係配置成從平行於模具M的圖案之表面的方向來施加力以變形圖案P(圖案P的表面)。例如，各校正機構16包括接觸部分16a及致動器16b，接觸部分16a配置來與模具M的側表面接觸，致動器16b配置來於朝向模具M的側表面或從模具M的側表面離開的方向去驅動接觸部分16a，如圖3所示。校正機構16可各具有配置來提供模具M或基板W熱的加熱裝置，且藉由以各包括加熱裝置的校正機構16來控制模具M的溫度，圖案P可被變形。此外，基板W的拍攝區域可藉由控制基板W的溫度而被變形。接觸部分16a可為吸附機構，其係吸附模具M的側表面。
圖4顯示模具M(圖案的表面)被彎曲以朝 向基板W突出的狀態。作為彎曲模具M(圖案的表面)的方法，舉例說明一種從保持模具M的模具夾具3對模具M施加壓力的方法。模具M及模具夾具3之間的空間為封閉的空間，且模具夾具3係設置有配置來變化在該空間中的壓力(氣壓)的機構。第一實施例的壓印設備使圖案P的部分在如圖4所示之模具M被彎曲的狀態下與在基板上的壓印材料11接觸。在圖案P的部分已與壓印材料11接觸之後，壓印材料11被與圖案P的整個表面接觸，以增加圖案P和壓印材料11之間的接觸表面區域，同時將被彎曲成凸出形狀的的模具M拉直(取消曲度)。藉由使模具M在彎曲狀態下與壓印材料11接觸，氣泡難以殘留在圖案P的凹部中。
圖5A到5F為顯示模具M在彎曲狀態下與壓印材料11接觸的接觸狀態之圖式。圖5A到5F顯示無異物(粒子)存在於模具M和基板W之間的狀態。圖5A、5C和5E分別顯示當圖案P與壓印材料11接觸時，由偵測單元10的影像拾取元件19所偵測到的觀察影像。圖5B、5D和5F分別顯示圖案P和基板W的剖面。
圖5A顯示模具M被彎曲(變形)且圖案P被與壓印材料11第一次接觸的狀態。圖案P在凸出形狀中的最高點與壓印材料11接觸。此時，由偵測單元10所觀察到的觀察影像包括圖案P與壓印材料11相互接觸的區域(在中心的實心區域)，且由光的干涉所造成之干涉條紋在其周圍。圖5B顯示圖案P和基板W在此時的剖 面。
在圖案P與壓印材料11已相互接觸之後，藉由將模具M逐漸地拉直為平坦表面，圖案P和壓印材料11之間的接觸表面區域被增加。圖5C及5E顯示圖案P和壓印材料11之間的接觸表面區域被增加的狀態。圖案P和壓印材料11之間的接觸表面區域從圖案部分的中心朝向周圍部分被均勻地(同心地)增加的狀態被顯示出來。
圖5D和5F顯示圖案P及基板W之分別對應於圖5C和5E的剖面。要了解的是，當模具M(圖案P)的曲度被逐漸地拉直時，圖案P和壓印材料11之間的接觸表面區域增加。可見於圖案P和壓印材料11相互接觸的區域之周圍的干涉條紋亦對應於接觸表面區域的增加而擴散。干涉條紋係藉由反射自圖案P的表面之光和反射自基板W的表面之光之間的干涉而產生。最後，圖案P和壓印材料11在壓印區域(拍攝區域)的整個表面上相互接觸，干涉條紋不再可見。當圖案P和壓印材料11相互接觸時，由於圖案P和壓印材料11在折射率方面的差異不大，光不會由圖案P的表面反射，且因此干涉條紋無法再被見到。
參照圖6將說明干涉條紋因光的干涉而可見於接觸區域的周圍之現象。當模具M相對於基板W被彎曲且接觸(印在)壓印材料11時，從偵測單元10發射到模具M和基板W上的照射光被基板W的表面反射，且被 相對於基板W之模具M(圖案P)的表面反射。干涉條紋由來自基板W的反射光和來自模具M的反射光之間的干涉所產生。在各自位置之範圍從基板和模具M的中心朝向其周圍的距離由d表示、在偵測單元10中所使用的偵測光之波長由λ表示、且基板W和模具M之間的介質之折射率由n表示，干涉條紋的產生之條件係以下列公式表示
在模具M和壓印材料11相互接觸的部分中，壓印材料存在於模具M和基板W之間。如上所述，由於圖案P和壓印材料11之間在折射率方面的差異不大，光不會由圖案P的表面所反射。因此，干涉條紋不會產生在模具M和壓印材料11相互接觸的區域中。亮和暗的環形圖案類似於牛頓環(Newton's ring)，其中，數個亮和暗的環形以同心的方式重覆，出現在模具M和壓印材料11之間的接觸部分的周圍。基板W和模具M之間的接觸狀態係藉由使用干涉條紋來觀察。
參照圖7A到7D將描述接觸狀態中的差異。圖7A到7D中各別的圖式顯示由偵測單元10所取得之接觸區域以及在其周圍的干涉條紋的影像，並顯示由於任何事件之不同於圖5A到5F所顯示之接觸狀態(理想接觸狀態)的接觸狀態的情形。
圖7A顯示當模具M和壓印材料11相互接觸 時所觀察到的接觸區域，以及在其周圍的干涉條紋係形成為橢圓形的情形。這顯示彎曲的模具M在垂直方向和橫向方向之間的曲度不同的情形。若藉由與圖3一起描述的校正機構16之模具M的校正量在垂直方向和橫向方向之間明顯地不同，模具M在垂直方向的彎曲之曲度在垂直方向和橫向方向之間可為不同的。如圖5A、5C和5E所示，接觸區域與在其周圍的干涉條紋較佳地係接近為圓形。由於藉由以在垂直方向和橫向方向上相同的曲度來抵壓模具M，模具M和壓印材料11可根據方向無差異的相互接觸，圖案的凹部可輕易地被樹脂填滿。
據此，當模具M和壓印材料相互接觸時，從由偵測單元10所取得之橢圓形的干涉條紋之影像得到長側A和短側B的長度。據此，可偵測到橢圓形的形狀。例如，橢圓率(ellipticity)可從短側B相對於長側A的比例來得到，如以下所給予之公式。扁率(flattening)和偏心率(eccentricity)可從長側和短側的值來得到。
模具M的變形量(彎曲量)和橢圓形形狀之 間的關係事先被得到，且被與由偵測單元10所偵測到的橢圓形形狀比較，從而可得到模具M的變形量。校正機構16的校正量在所得到的變形量的基礎上來優化，變形量的調整係達成。接觸狀態藉由調整模具M的變形量而被校正。為了彎曲模具M以使其朝向基板W突出，存在於位在相反於模具M的圖案P被形成的面之側的空間中的氣體之壓力被增加供調整之用。這是因為若由校正機構16所施加的力之差異在橫向方向和垂直方向之間為顯著的，則產生模具M的變形量之差異。因此，模具M的變形量之差異藉由從兩個方向去調整校正機構16的力而被調整。然而，若校正機構16被調整，可能影響到重合的精密度(圖案轉移的精密度)。因此，藉由校正機構16之圖案P的校正量和在圖案P與壓印材料之間接觸時的彎曲量之一者(對圖案轉移具有較大的影響者)可根據干涉條紋的橢圓率等來加以調整。
圖7B顯示一範例，其中，當模具M和壓印材料11相互接觸時所觀察到的接觸區域的中心和在其周圍生成的干涉條紋係從圖案P的中心(拍攝區域)偏移。原因可能在於，模具M的圖案P和基板W上的拍攝區域係偏移，或者模具M以傾斜的方式與壓印材料11接觸。在圖案P和基板W上之拍攝區域係偏移的情形下，接觸狀態可藉由再次測量在模具M和基板W上的對位標記並再次執行對位來校正。在模具M甚至在對位後被傾斜且干涉條紋的中心偏移的情形下，模具M和基板W之間的 相對傾角之方向和量在干涉條紋的中心之位置偏差之方向和量的基礎上被偵測。模具M或基板W的傾角被調整，使得干涉條紋的中心對齊於圖案P(或基板W上的拍攝區域)的中心。
偵測單元10係配置來，與接觸區域和在其周圍的干涉條紋同時地，取得圍繞拍攝區域或模具M的圖案P被形成的區域之末端的刻劃線(scribe line)的影像。拍攝區域可被取自藉由影像所取得之刻劃線或模具M的圖案P形成之區域的末端。作為指定相對於拍攝區域之接觸位置的方法，與同心圖案匹配之指示接觸區域的圖案在由偵測單元10所取得之影像結果的基礎上被執行，使得接觸區域的中心(接觸位置)可從拍攝區域的中心來得到。
干涉條紋的中心之傾角量和位置偏差量之間的關係式可藉由事先的計算或實驗來得到，以使得校正可在此關係式的基礎上被執行。配置來保持模具M的模具夾具3係設有傾角調整機構，其配置來調整模具M的傾角，以使得可從由偵測單元所取得的影像結果得到的中心之位置偏差量、事先得到的傾角量、以及干涉條紋的中心之位置偏差量之間的關係式來校正傾角。
當圖案被轉移到基板的周圍部分(包括邊緣的拍攝區域)時，如圖7C所示，部分地欠缺之圖案被轉移到基板。在這樣的情形下，有模具M被傾斜以使模具M和壓印材料11從特定位置，例如，拍攝區域的重力中 心的位置或中心(圖7C中的位置C)、或是接近基板的中心的部份(圖7C中的位置C’)，相互接觸的情形。無論模具M和壓印材料11是否先在特定位置相互接觸，係可從干涉條紋所產生的位置加以檢查。以此方式，偵測單元10偵測在接觸區域和在其周圍所產生的干涉條紋的中心之位置(干涉條紋的位置)，從而能夠校正作為接觸狀態的接觸位置。
在圖7D中，當模具M與壓印材料11相互接觸時，觀察到的接觸區域和在其周圍所產生的干涉條紋具有與圓形形狀喪失關聯的形狀(變形形狀)。這可能是因為氣泡或異物(粒子)存在於模具M和基板W之間。通常情況下，基板W和模具M之間的距離d(圖6)係藉由模具M的傾角(變形量)來連續地判定。因此，接觸區域和在其周圍的干涉條紋從拍攝區域的中心以同心的方式擴散到周圍部分，如圖5A到5F所示。然而，由於氣泡或異物存在於模具M和基板W之間，干涉條紋可能不具有同心圓形狀。
作為偵測從同心圓形狀變形的干涉條紋的方法，其包括從當使模具M與壓印材料11相互接觸時的接觸區域或由偵測單元10所偵測到的干涉條紋之影像得到在邊界上的切線之傾角的方法。在圖5A到5F所示之正常狀態下，圓形形狀表示接觸區域或干涉條紋的形狀之切線的傾角並未改變。當接觸區域或干涉條紋的部分從同心圓形狀變形時，如圖7D所示，所得到的切線之傾角對應 地改變。經受改變的部分可被識別為干涉條紋的變形。在如圖5A到5F所示之正常圖案轉移之時亦能夠事先得到干涉條紋的變化，並比較在每個圖案轉移的變化。由於干涉條紋從同心圓形狀的變形被感測到，從在正常的拍攝所得到的干涉條紋之差異的計算是可想而知的。藉由與在每個圖案轉移的圖案相比較，可得到接觸狀態，亦即，對於壓印材料從第一次接觸到擴散至圖案被形成的整個區域所需的時間(擴散時間)。在從接觸於圖5A至5F所示之正常圖案轉移開始到經過預定時間之後的接觸區域的尺寸可事先被得到。因此，當在第一次接觸之後已經經過預定時間時，由偵測單元所取得的影像結果和事先取得的圖案被比較，且接觸區域擴散所需的時間無論是長的或短的可從相較於在正常圖案轉移時之尺寸上的差異來得到。若氣泡殘留在模具和基板之間，造成有缺陷的圖案轉移。因此，對應的拍攝成為有缺陷的拍攝。由於有缺陷的拍攝之可能性可事先被指出，對應的拍攝區域在壓印過程後的缺陷檢查可被密集地檢查。若異物存在於模具和基板之間，模具M可能損壞，例如，圖案P可能會被附著到模具M的異物破壞。若圖案在異物附著於模具M的情況下被轉移到另一個拍攝區域，有缺陷的轉移圖案可能反覆地發生。
因此，當由偵測單元10所偵測之接觸區域和在其周圍的干涉條紋從同心圓形狀變形時，如圖7D所示，壓印過程較佳地係立即停止，以避免損壞模具M或 基板W。然而，由於從圖案P和壓印材料11之間的接觸到以壓印材料11填滿圖案P的整個表面之過程係在非常短的時間內執行，可能有壓印過程無法被停止的情形。
因此，當壓印過程在接觸的期間無法被停止時，異物需要藉由替換模具M和在圖案轉移後的清理來移除。由於存在有模具M的圖案P被破壞的可能性，圖案P的檢查同樣為必需的。藉由以偵測單元10來偵測接觸狀態，可能發現如上所述模具M之清理或圖案P之檢查的必要性。
根據情況，由於模具M或基板w可被異物的存在局部地彎曲，且干涉條紋可能圍繞著異物產生，異物可使用此現象來偵測。此外，供應(施加)到基板上的壓印材料的狀態可藉由觀察干涉條紋是如何擴散的來加以偵測。當壓印材料的供應量為大的時，模具M和基板W之間的距離增加，且當壓印材料的供應量為小的時，模具M和基板W之間的距離為小的。所產生的干涉條紋根據模具M和基板W之間的距離而有所不同。因此，藉由觀察干涉條紋的差異，供應到基板W上的壓印材料11的量為大或小的之情形可被偵測，以調整壓印材料11的供應量或供應的位置(分布)。
從上述的操作，模具M和基板W之間的接觸狀態可藉由偵測干涉條紋而被偵測，此干涉條紋可關聯於圖案P和壓印材料11之間的接觸而被產生。可被偵測到的接觸狀態的範例包括模具M的彎曲量、模具M和基板 W之間的相對部分、模具M和基板W之間的接觸位置、異物的存在或不存在、壓印材料的供應量以及供應的位置。
第二實施例
作為當異物存在於模具M和基板W之間時的偵測方法，另一個實施例將被說明。在第二實施例中，將說明偏振光被使用來做為照射光以觀察接觸狀態的情形。
參照圖8將說明第二實施例。圖8顯示偵測單元20和模具M及基板W的剖面。來自光源13的光(照射光)被光學元件17(半反射鏡(half mirror))反射並通過透鏡15去照射模具M和基板W的圖案P。此時，來自光源13的光(透射光)通過偏光元件14，其中僅具有平行於紙平面的偏光方向之光可從中通過。從模具M或基板W反射的光(偵測光)通過透鏡15、通過光學元件17，且由影像拾取元件19偵測。
在第二實施例中，影像拾取元件19僅偵測通過偏光元件18之通過光學元件17的部分偵測光。偏光元件18被佈置為在正交於通過偏光元件14的光之偏光方向的方向上去偏振光。若通過偏光元件14的光之偏光方向不具有變化，偵測光不會通過偏光元件18，且因此不會被影像拾取元件19所偵測。
若異物存在於基板W和模具M之間，根據模具M的形變，可能發生應力雙折射(stress birefringence)。藉由模具M的雙折射之產生，通過模具的偏振光被散射(偏光方向被改變)。因此，可藉由使用偏振光作為照射光來偵測模具M的形變。
若沒有異物存在於基板W和模具M之間，且在模具M上沒有形變產生，在已通過偏光元件14之後的光之偏光方向不會改變。由於偏光元件18係正交於偵測光的偏光方向，偵測光不會通過偏光元件18，且不會進入影像拾取元件19。
然而，若異物存在於基板W和模具M之間，模具M被形變，且應力雙折射發生，使得通過偏光元件14的光之偏光方向改變。由於具有因雙折射而改變的偏光方向的光通過偏光元件18，可藉由影像拾取元件19觀察到來自模具M的偵測光。模具M和基板W之間的接觸狀態可使用偏振光來加以偵測，且無論是否可偵測到有異物存在於模具M和基板W之間。
光學元件17和偏光元件18可形成為一體。藉由將稱為偏振分光器(polarizing beam splitter)佈置為光學元件17，可提供偏光元件18的功能，且可在上述偏光方向的基礎上建立反射和穿透的關係式。
第三實施例
參照圖9A和9B將說明偵測附著於基板W上的異物之方法。附著到基板W上的異物藉由在第三實施例中的壓印過程之前將不具有圖案形成於其上的平板21 (檢查板)壓向基板W來偵測。
在壓印過程中，若異物存在於模具M和基板W之間，可能發生形成於模具M上的圖案之破壞或模具M的汙染。因此，在壓印過程的時間中，較佳地係沒有異物存在於基板W上。因此，如圖9A所示，不具有圖案形成於其上的平板21在壓印過程之前被壓向基板W。此時，以與第一實施例和第二實施例相同的方式，平板21係以彎曲的形狀與基板W接觸，且彎曲的平板21係與基板W接觸以增加平板21和基板W之間的接觸面積，同時使平板21恢復為平坦形狀(取消曲度)。平板21必需從在與基板接觸的表面上之異物被釋放，使得清理在與基板W接觸之前被執行。
以此方式，異物是否存在於基板上係藉由使平板21與基板W接觸和偵測可能被偵測到的干涉條紋來偵測。圖9B顯示當異物被附著到基板W時，由偵測單元10所偵測到的干涉條紋之狀態。由於異物被附著於平板21和基板W之間，接觸區域不會以同心的方式擴散。在接觸區域的周圍之干涉條紋亦從同心圓形狀變形。
假設異物存在於基板W上，由於在平板21(檢查板)上沒有圖案形成，平板21可被輕易地改變。當基板W可能由於平板21和基板W之間的直接接觸而損壞時，平板21可在已供應合適的液體到基板W上之後與基板W接觸。
如第三實施例中所述，在壓印過程前，藉由 使用平板21來偵測平板21和基板W之間的接觸區域或在其周圍的干涉條紋，可偵測在基板W上之異物的附著。
在上述的任一實施例中，當發現附著到基板W上的異物的存在時，移除在基板W上之異物的過程可被執行，或是在基板W上的異物的位置可被記憶。若在基板上的異物的移除失敗，壓印過程被執行，以使模具M的圖案P不會與異物附著之基板W的區域接觸。
在上述的任一實施例中，已說明為壓印方法之光固化方法，其中，壓印材料(光固化樹脂)係藉由照射光(UV光)而被固化。然而，本發明不限於在光固化方法的基礎上之壓印方法。除了光固化方法外，習知的壓印方法之範例包括熱循環(heat cycle)方法。在熱循環方法中，熱塑性樹脂被加熱到不低於玻璃相變(glass-transition)溫度的溫度，模具被樹脂的中間物(intermediary)在樹脂的流動性增加的狀態下壓向基板，且模具在已經冷卻後被從樹脂分離，從而形成圖案。在本發明中，只要在壓印過程中可由偵測單元10偵測到供應至基板的壓印材料和模具相互接觸的接觸區域或在其周圍產生的干涉條紋，使用熱循環方法的壓印方法同樣為可適用的。
製造裝置的方法
製造作為物品之裝置(半導體積體電路裝 置、液晶顯示裝置等)的方法包括藉由使用上述的壓印設備在基板(晶圓、玻璃板和薄膜晶圓)上形成圖案的過程。此外，上述的製造方法可包括蝕刻圖案被形成於其上之基板的過程。在製造其他物品，例如，圖案化媒體(記錄媒體)或光學裝置，的情況下，製造方法可包括代替蝕刻之以機器加工圖案被形成於其上的基板之其它過程。相較於先前技術的方法，實施例之製造物品的方法在性能、質量、生產率和生產成本或物品的至少一者上為有利的。
雖然本發明已參照例示性實施例來進行描述，但是應當理解的是，本發明不限於所揭露的例示性實施例。隨後的申請專利範圍之範疇應被賦予最寬廣的解釋，以使其涵蓋所有這樣的修改及等效結構和功能。

Claims (8)

  1. 一種壓印設備，配置成藉由使模具和基板在該模具相對於該基板被變形為凸出形狀的狀態下相互接近並使該基板上的壓印材料及該模具的圖案相互接觸來形成該壓印材料的圖案，該壓印設備包括：驅動單元，配置來使該模具的該圖案的部分與該壓印材料接觸，且接著使該圖案與該壓印材料接觸，以使得該模具的該圖案和該壓印材料之間的接觸表面區域增加；干涉條紋偵測單元，配置來偵測干涉條紋，該干涉條紋係由從該模具之面對該基板的表面所反射的光及從該基板所反射的光所造成，且在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域之周圍被產生；以及狀態偵測單元，配置來基於根據該模具與該基板之間的空間而變化的該干涉條紋去偵測在該模具與該壓印材料彼此接觸的該區域之周圍之該模具的變形。
  2. 一種壓印設備，配置成藉由使基板上的壓印材料及模具的圖案相互接觸來形成該壓印材料的圖案，該壓印設備包括：驅動單元，配置來使該模具的該圖案的部分與該壓印材料接觸，且接著使該圖案與該壓印材料接觸，以使得該模具的該圖案和該壓印材料之間的接觸表面區域增加；干涉條紋偵測單元，配置來偵測干涉條紋，該干涉條紋係由從該模具之面對該基板的表面所反射的光及從該基板所反射的光所造成，且在該模具與該壓印材料彼此接觸 的區域之周圍被產生；以及狀態偵測單元，配置來藉由偵測干涉條紋如何在該模具與該壓印材料彼此接觸的該區域之圓周圍中擴散的方式以及藉由偵測該干涉條紋的擴散的該方式之變形去偵測在該模具及該基板之間的粒子。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之壓印設備，其中，當該狀態偵測單元偵測到粒子出現在該模具及該基板之間時，該驅動單元停止使該模具與該壓印材料接觸的動作。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之壓印設備，其中，該驅動單元藉由在該模具被變形為凸向該基板的凸出形狀之狀態下，移動該模具及該基板朝向彼此，來使該模具的該圖案的部分與該壓印材料接觸。
  5. 一種壓印設備，配置成藉由使基板上的壓印材料及模具的圖案相互接觸來形成該壓印材料的圖案，該壓印設備包括：驅動單元，配置來使該模具的該圖案的部分與該壓印材料接觸，且接著使該圖案與該壓印材料接觸，以使得該模具的該圖案和該壓印材料之間的接觸表面區域增加；干涉條紋偵測單元，配置來偵測干涉條紋，該干涉條紋係由從該模具之面對該基板的表面所反射的光及從該基板所反射的光所造成，且在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域之周圍被產生；以及狀態偵測單元，配置來在該干涉條紋的基礎上去偵測 該模具的該圖案與該壓印材料接觸的位置，其中，當在該模具被傾斜使得該模具的該圖案之部分和該壓印材料與拍攝區域接觸的狀態下將圖案轉移到該拍攝區域時，該驅動單元移動該模具及該基板朝向彼此，該拍攝區域包括該基板的一邊緣，且該模具的該圖案之部分係轉移到該拍攝區域，且其中，基於在被提供到包括該邊緣的該拍攝區域之該壓印材料與該模具彼此接觸的該區域的周圍所產生的該干涉條紋的中心位置，該狀態偵測單元獲得在包括該邊緣的該拍攝區域上的接觸開始位置。
  6. 一種壓印方法，配置成藉由使模具和基板在該模具相對於該基板被變形為凸出形狀的狀態下相互接近並使該基板上的壓印材料及該模具的圖案相互接觸來形成該壓印材料的圖案，該壓印方法包括：使該模具的該圖案的部分與該壓印材料接觸，且接著使該圖案與該壓印材料接觸，以使得該模具的該圖案和該壓印材料之間的接觸表面區域增加；偵測干涉條紋，該干涉條紋係由從該模具之面對該基板的表面所反射的光及從該基板所反射的光所造成，且在該模具與該壓印材料彼此接觸的區域之周圍被產生；以及基於根據該模具與該基板之間的空間而變化的該干涉條紋，偵測在該模具與該壓印材料彼此接觸的該區域之周圍之該模具的變形。
  7. 一種藉由使檢查板(inspection board)與基板相 互接觸來偵測在該基板上的粒子的方法，該方法包括：使該檢查板的部分及該基板相互接觸，並接著使該檢查板與該基板接觸，以使得該檢查板與該基板之間的接觸表面區域增加；偵測干涉條紋，該干涉條紋係由從該檢查板之面對該基板的表面所反射的光及從該基板所反射的光所造成，且在該檢查板與該壓印材料彼此接觸的區域之周圍被產生；以及藉由偵測該干涉條紋如何在該模具與該壓印材料彼此接觸的該區域之圓周圍中擴散的方式以及藉由偵測該干涉條紋的擴散的該方式之變形，偵測該檢查板與該基板之間的粒子。
  8. 一種製造裝置的方法，包括：藉由使用如申請專利範圍第1至5項任一項之壓印設備來在基板上的壓印材料上形成圖案，以及藉由使用形成在該壓印材料上的該圖案來處理該基板。
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