一种压印板、检测方法及检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种压印板、检测方法及检测装置。其中压印板包括：第一区域和位于该第一区域周边的第二区域；所述第一区域上设置有第一压印结构，用于将目标基板产品区上的基材压印成第一膜层图形；所述第二区域设置有第二压印结构，用于将目标基板产品区周边的基材压印成第二膜层图形，所述第二膜层图形用于评估所述第一膜层图形的压印质量。本发明的方案可以通过检测第二膜层图形，来进一步评估出第一膜层图形的压印质量。由于该第二膜层图形不作为基板的产品图形，因此测量过程中，即便对第二膜层图形造成损伤也不会影响到基板产品质量，特别适用于评估纳米级别的超精细压印图形。
【专利说明】
一种压印板、检测方法及检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及压印技术，特别是涉及一种压印板、检测方法及检测装置。
【背景技术】
[0002]半导体业朝着不断缩小特征尺寸的方向发展，随之而来的技术进步导致了设备的成本以指数增长。由于成本的增长，人们对纳米压印光刻这一低成本图形转移技术的关注越来越多。通过避免使用昂贵的光源和投影光学系统，纳米压印光刻比传统光刻方法大大降低了成本。
[0003]纳米压印光刻技术的研究始于普林斯顿大学纳米结构实验室的StephenY.Chou教授，将一具有纳米图案的模版以机械力(高温、高压)在涂有高分子材料的硅基板上等比例压印复制纳米图案，其加工分辨力只与模版图案的尺寸有关，而不受光学光刻的最短曝光波长的物理限制，目前该技术已经可以制作线宽在5nm以下的图案。由于省去了光学光刻掩模版和使用光学成像设备的成本。因此纳米压印光刻技术具有低成本、高产出的经济优势。
[0004]而目前，纳米压印大面积的均匀性成为了该技术能否大面积推广的关键性问题，由于图形尺度的微型化，当线宽在纳米尺度范围时，均匀性的监控与检测显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种针对纳米级别的压印图形的质量检测方案。
[0006]为实现上述目的，一方面，本发明提供一种压印板，包括:
[0007]第一区域和位于该第一区域周边的第二区域；
[0008]所述第一区域上设置有第一压印结构，用于将目标基板产品区上的基材压印成第一膜层图形；
[0009]所述第二区域设置有第二压印结构，用于将目标基板产品区周边的基材压印成第二膜层图形，所述第二膜层图形用于评估所述第一膜层图形的压印质量。
[0010]可选地，所述第一压印结构具有对应所述第一膜层图形的第一压印图形，所述第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形；
[0011]所述第一压印图形的凹槽深度小于所述第二压印图形的凹槽深度。
[0012]可选地，所述第二膜层图形的压印图形的面积大于所述第一压印结构的压印图形的面积。
[0013]可选地，在所述第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的。
[0014]可选地，所述第二压印图形为锥形。
[0015]另一方面，本发明还一种压印质量的检测方法，应用于上述压印板进行压印的目标基板，包括:
[0016]测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据；
[0017]基于测量到的所述形状数据，确定所述第二膜层图形的压印完成度；
[0018]根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。
[0019]可选地，所述压印板的第一压印结构具有对应第一膜层图形的第一压印图形，所述压印板的第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形，所述第一压印图形的凹槽深度大于所述第二压印图形的凹槽深度；
[0020]所述形状数据为所述第二膜层图形的高度；
[0021]根据测量到的所述形状数据确定所述第二膜层图形的压印完成度，包括:
[0022]将测量到的所述第二膜层图形的高度，与所述第二压印图形的凹槽深度进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。
[0023]可选地，在所述压印板的第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的；
[0024]所述形状数据为所述第二膜层图形的顶部的横截面积；
[0025]根据测量到的所述形状数据确定所述第二膜层图形的压印完成度，包括:
[0026]将测量到的所述第二膜层图形的顶部的横截面积，与所述第二压印图形的开口面积进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。
[0027]可选地，根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量，包括:
[0028]若所述第二膜层图形的压印完成度达到目标阈值，则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量合格，否则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量不合格。
[0029]此外，本发明还提供一种压印质量的检测装置，应用于使用上述压印板进行压印的目标基板，其特征在于，包括:
[0030]测量模块，用于测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据；
[0031]确定模块，用于基于测量到的所述形状数据，确定所述第二膜层图形的压印完成度；
[0032]评估模块，用于根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。
[0033]可选地，所述压印板的第一压印结构具有对应第一膜层图形的第一压印图形，所述压印板的第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形，所述第一压印图形的凹槽深度大于所述第二压印图形的凹槽深度；
[0034]所述形状数据为所述第二膜层图形的高度；
[0035]所述确定模块包括:
[0036]第一确定单元，用于将测量到的所述第二膜层图形的高度，与所述第二压印图形的凹槽深度进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。
[0037]可选地，在所述第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的；
[0038]所述形状数据为所述第二膜层图形的顶部的横截面积；
[0039]所述确定模块包括:
[0040]第二确定单元，用于将测量到的所述第二膜层图形的顶部的横截面积，与所述第二压印图形的开口面积进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。
[0041]可选地，所述评估模块用于，若所述第二膜层图形的压印完成度达到目标阈值，则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量合格，否则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量不合格。
[0042]本发明的上述方案具有如下有益效果:
[0043]本发明的方案可以通过检测第二膜层图形，来进一步评估出第一膜层图形的压印质量。由于该第二膜层图形不作为基板的产品图形，因此测量过程中，即便对第二膜层图形造成损伤也不会影响到基板产品质量，特别适用于评估纳米级别的超精细压印图形。
【附图说明】
[0044]图1为本发明的压印板的结构示意图；
[0045]图2为使用图1所示压印板对基板进行压印后，在基板形成的结构示意图；
[0046]图3为本发明的压印板的详细结构图；
[0047]图4为使用图3所示压印板对基板进行压印的示意图；
[0048]图5为使用图3所示压印板对基板进行压印后，在基板形成的结构示意图；
[0049]图6为基板的结构不意图；
[0050]图7为本发明的检测装置的结构示意图。
[0051]附图标记:
[0052]11-压印板的第一区域，12-压印板的第二区域，13-第一压印结构，14-第二压印结构，21-由第一压印结构压印出的第一膜层图形，22-由第二压印结构压印出的第二膜层图形，23-基板上待压印的基材;6-基板，61 -产品区。
【具体实施方式】
[0053]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0054]本发明针对纳米级别的压印产品，提供一种质量检测的方案。
[0055]一方面，本发明提供一种压印板，包括:
[0056]第一区域11和位于该第一区域周边的第二区域12。
[0057]其中，第一区域11上设置有第一压印结构13，用于将目标基板产品区上的基材压印成第一膜层图形;第二区域12设置有第二压印结构14，用于将目标基板产品区周边的基材压印成第二膜层图形。
[0058]作为示例性介绍，针对图1所示的压印板结构，最终可以在基板上形成如图2所示的基板结构。在图2中，基板包括有产品区上的第一膜层图形21和位于产品区周边的第二膜层图形22。
[0059]显然，基于本实施例的设计，第二膜层图形可以代替第一膜层图形进行检测，从而避免在测量过程中，损伤到作为基板产品一部分的第一膜层图形，进而提高基板的良品率。
[0060]在实际应用中，如图1所示，本实施例的第一压印结构11具有对应第一膜层图形的第一压印图形，第二压印结构12具有对应第二膜层图形的第二压印图形。其中，该第一压印图形的凹槽深度要大于第二压印图形的凹槽深度，从而保证压印完成后，图2中的第二膜层图形22的高度h2要大于第一膜层图形21的高度hi。
[0061]可以知道的是，基于上述结构设计，当第二膜层图形22能够被完整压印出来，那么第一膜层图形21也必然能够被完整的压印，基于这一特点，在检测过程中，只要确定出第二压印图形22的完整度，即可判出基板上的第一膜层图形的压印是否合格。
[0062]下面结合一个实现方式对本实施例的压印板进行介绍。
[0063]参考图3，在本实现方式中，压印板包括第一压印结构13和第二压印结构14。第一压印结构13对应基板的产品区，第二压印结构14则设置在产品区的周边位置。
[0064]其中，第二压印结构14所对应的第二压印图形的凹槽深度h4要大于第一压印结构所对应的第一压印图形的凹槽深度h3，且该第二压印图形凹槽的开口面积K2也要大于第一压印图形凹槽的开口面积Kl，从而使得该第二膜层图形的压印图形的面积大于第一压印结构的压印图形的面积。基于该结构设计，在压印完成后，基板上形成的第二膜层图形的尺寸要大于第一膜层图形，方便后续进行检测。
[0065]在具体压印过程中，参考图4，使用图3所示的压印板，对涂布有基材23的基板进行压印，从而使基板最终形成图5所示的结构，包括由第一压印结构13压印成型的第一膜层图形21，以及由第二压印结14压印成型的第二膜层图形22。
[0066]通过上文描述可以知道，若第二膜层图形22被完整压印出来，则呈锥形结构，作为示例性介绍，假设图2中，只有右下方的第二膜层图形22未能够完整压印出来，则本实施例可以确定出靠近该位置的第一膜层图形21也未能得到完整压印。
[0067]具体地，对应上述方案，本发明的另一实施例还提供一种压印质量的检测方法，应用于上述压印板进行压印的目标基板，包括:
[0068]步骤SI，测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据；
[0069]步骤S2，基于测量到的形状数据，确定第二膜层图形的压印完成度；
[0070]步骤S3，根据第二膜层图形的压印完成度，评估目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。
[0071]显然，本实施例的检测方法只需要通过检测第二膜层图形的压印完成度，即可评估出产品区第一膜层图形的压印质量。在实际应用中，第二膜层图形可以被制作成更大体积的形状，从而更方便的测量形状数据。且在检测过程中，对第二膜层图形造成的损坏也不会对基板产品区的第一膜层图形造成影响，从而保证了基板的良品率。
[0072]下面对本实施例的检测方法进行详细介绍。
[0073]示例性地，本发明可以根据基板上的第二膜层图形的高度，来确定第一膜层图形的压印质量。
[0074]参考图4所示的已经完成压印的基板，假设只有右下角第二膜层图形22存在残缺，本实现方式二可以检测该第二膜层图形22的高度数值，之后与图3所示的压印板的第二压印图形的凹槽深度h4进行对比(若第二膜层图形的能够被完整地压印出来，其高度值应接近第二压印图形的凹槽深度)。作为示例性介绍，假设残缺的第二膜层图形22的高度仅为第二压印图形的凹槽深度h4的1/2，则可以推断出该残缺的第二膜层图形22的完整度只有一半，即压印板在该位置进行压印时，力度小于其他位置。
[0075]假设，当压印板的压印力度刚好能够压印出完整的第一膜层图形21时，对应的第二膜层图形22的完整度为60%，则该完整度为60%即可作为判断第一膜层图形21压印质量的评估标准。
[0076]在实际应用中，可以将60%作为一个预设的标志阈值，图4中完整度只有一半的第二膜层图形22要低于该标准阈值60%，因此则可以确定其附近的第一膜层图形21未能压印完整，该情况可直接确定基板上第一膜层图形21的压印质量不合格。
[0077]同理，若压印板恰好压印出完整的第一膜层图形21时，第二膜层图形22的完整度为40%，则将该40%即作为为判断第一膜层图形21压印质量的预设标志阈值。参考图4，即便右下角的第二膜层图形22的完整度只有正常的一半，但依然要高于标准阈值40%，S卩，表示其附近的第一膜层图形21压印完整，该情况可以直接确定出第一膜层图形的压印质量合格。
[0078]此外作为其他可行的检测方案，本发明可以根据基板上的第二膜层图形的顶部的横截面积，来确定第一膜层图形的压印质量。
[0079]同理，本实施例可以先测量出残缺的第二膜层图形22顶部的横截面积，之后与图3中第二压印图形的开口面积K2进行对比，显然，该比值与也同样能够反映出残缺的第二膜层图形的完成度。
[0080]之后，根据确定出第二膜层图形的完成度，再进一步评估第一膜层图形的压印质量。
[0081]可见，基于本发明的压印板以及检测方法，具有如下有意效果:
[0082]I)当第一膜层图形为纳米级别的结构时，难以对其压印完整度进行测量，而本发明是通过第二膜层图形压印的完整度来间接推断出第一膜层图形压印的完整度，因此第二膜层图形可以适当制作成更大的体积，方便检测过程中进行测量；
[0083]2)在实际应用中，可以使用测量工具测量第二膜层图形的形状数据，特别是一些需要与第二膜层图形进行物理接触的才能测量的工具，由于第二膜层图形并不作为基板产品的一部分，即便在于测量工具接触过程中造成损伤，也不影响产品区的第一膜层图形。
[0084]3)如图6所示，在实际生产过程中，一个基板上包括有多个待进行压印的产品区，一般情况下，这些产品区所对应的位置最后需要被切割出来，成为一个一个的产品，显然，在切割前，基板上的产品区之间都会保留一定的间距，该位置即本发明的压印板需要压印第二膜层图形的位置;可见，本发明的方案在基板侧并不需要进行改进，仅仅是利用了基板上的现有空间，因此整个方案很容易在实际生生产线中实施。
[0085]此外，本发明的另一实施例还提供一种压印质量的检测装置，应用于本发明的压印板进行压印的目标基板，如图7所示，本实施例的检测装置包括:
[0086]测量模块，用于测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据；
[0087]确定模块，用于基于测量到的所述形状数据，确定所述第二膜层图形的压印完成度；
[0088]评估模块，用于根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。
[0089]显然，本实施例的检测装置只需要通过检测第二膜层图形的压印完成度，即可评估出产品区第一膜层图形的压印质量。在实际应用中，第二膜层图形可以被制作成更大体积的形状，从而更方便的测量形状数据。且在检测过程中，对第二膜层图形造成的损坏也不会对基板产品区的第一膜层图形造成影响，从而保证了基板的良品率。
[0090]具体地，本实施例可以根据第二膜层图形的压印出的高度，评估第一压印图形的质量。
[0091]即上述压印板的第一压印结构具有对应第一膜层图形的第一压印图形，第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形，其中，第一压印图形的凹槽深度大于第二压印图形的凹槽深度；
[0092]在检测过程中，上述测量模块具体测量第二膜层图形的高度；
[0093]上述确定模块包括有第一确定单元，用于将测量到的第二膜层图形的高度，与第二压印图形的凹槽深度进行比对，确定第二膜层图形的压印完成度。
[0094]之后，评估模块子再进一步根据第二膜层图形的压印完成度，确定出第一膜层图形的压印质量。
[0095]或者，本实施例也可以根据第二膜层图形的压印出的顶部横截面积，评估第一压印图形的质量。
[0096]其中，在第二压印图形的深度方向上，本实施例的第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的；
[0097]在检测过程中，上述测量模块具体测量第二膜层图形的顶部的横截面积；
[0098]上述确定模块具体包括有第二确定单元，用于将测量到的第二膜层图形的顶部的横截面积，与第二压印图形的开口面积进行比对，确定第二膜层图形的压印完成度。
[0099]之后，评估模块子再进一步根据第二膜层图形的压印完成度，确定出第一膜层图形的压印质量。
[0100]其中，本实施例可以根据针对第二膜层图形的压印完成度设置一个目标阈值，该目标阈值是压印板刚好能够完整压印出第一膜层图形下，第二膜层图形的压印完成度。
[0101]在本实施例评估模块具体工作中，若基板上的第二膜层图形的实际压印完成度达到该目标阈值，则可以确定目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量合格，否则确定目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量不合格。
[0102]基于本实施例的原理，在具体应用中，本发明的评估模块并不局限与评估第一膜层图形的压印质量合格与否，还能确定出压印过程中的压力的分布状态。即，根据目标基板上的所有第二膜层图形的完成度，进一步评估出压印过程中的压力均匀性。例如，在压印完成后，目标基板一侧的第二膜层图形的完成度在57%至65%之间，另一侧第二膜层图形的完成度在15至25%之间，显然第二膜层图形完成度较高的侧边在压印过程中受到了更高压力，即，反映出印设备在出现异常的工作情况，本实施例的评估模块将这一分析结果作为警示提供给相关的技术人员，以便能够及时对压印设备进行检查。
[0103]显然，本实施例的检测装置与本发明的压印质量的检测方法相对应，因此能够实现相同的技术效果。
[0104]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种压印板，其特征在于，包括: 第一区域和位于该第一区域周边的第二区域； 所述第一区域上设置有第一压印结构，用于将目标基板产品区上的基材压印成第一膜层图形； 所述第二区域设置有第二压印结构，用于将目标基板产品区周边的基材压印成第二膜层图形，所述第二膜层图形用于评估所述第一膜层图形的压印质量。2.根据权利要求1所述的压印板，其特征在于， 所述第一压印结构具有对应所述第一膜层图形的第一压印图形，所述第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形； 所述第二压印图形的凹槽深度大于所述第一压印图形的凹槽深度。3.根据权利要求2所述的压印板，其特征在于， 所述第二膜层图形的压印图形的面积大于所述第一压印结构的压印图形的面积。4.根据权利要求2或3所述的压印板，其特征在于， 在所述第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的。5.根据权利要求2或3所述的压印板，其特征在于， 所述第二压印图形为锥形。6.—种压印质量的检测方法，应用于使用如权利要求1-5所述的压印板进行压印的目标基板，其特征在于，包括: 测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据； 基于测量到的所述形状数据，确定所述第二膜层图形的压印完成度； 根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于， 所述压印板的第一压印结构具有对应第一膜层图形的第一压印图形，所述压印板的第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形，所述第一压印图形的凹槽深度大于所述第二压印图形的凹槽深度； 所述形状数据为所述第二膜层图形的高度； 根据测量到的所述形状数据确定所述第二膜层图形的压印完成度，包括: 将测量到的所述第二膜层图形的高度，与所述第二压印图形的凹槽深度进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于， 在所述压印板的第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的； 所述形状数据为所述第二膜层图形的顶部的横截面积； 根据测量到的所述形状数据确定所述第二膜层图形的压印完成度，包括: 将测量到的所述第二膜层图形的顶部的横截面积，与所述第二压印图形的开口面积进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。9.根据权利要求6-8任一项所述的检测方法，其特征在于， 根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量，包括: 若所述第二膜层图形的压印完成度达到目标阈值，则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量合格，否则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量不合格。10.—种压印质量的检测装置，应用于使用如权利要求1-5任一项所述的压印板进行压印的目标基板，其特征在于，包括: 测量模块，用于测量目标基板上的第二膜层图形的形状数据； 确定模块，用于基于测量到的所述形状数据，确定所述第二膜层图形的压印完成度；评估模块，用于根据所述第二膜层图形的压印完成度，评估所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量。11.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于， 所述压印板的第一压印结构具有对应第一膜层图形的第一压印图形，所述压印板的第二压印结构具有对应所述第二膜层图形的第二压印图形，所述第一压印图形的凹槽深度大于所述第二压印图形的凹槽深度； 所述形状数据为所述第二膜层图形的高度； 所述确定模块包括: 第一确定单元，用于将测量到的所述第二膜层图形的高度，与所述第二压印图形的凹槽深度进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。12.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于， 在所述第二压印图形的深度方向上，所述第二压印图形的横截面的面积是逐渐变小的； 所述形状数据为所述第二膜层图形的顶部的横截面积； 所述确定模块包括: 第二确定单元，用于将测量到的所述第二膜层图形的顶部的横截面积，与所述第二压印图形的开口面积进行比对，确定所述第二膜层图形的压印完成度。13.根据权利要求10-12任一项所述的检测装置，其特征在于， 所述评估模块用于，若所述第二膜层图形的压印完成度达到目标阈值，则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量合格，否则确定所述目标基板产品区的第一膜层图形的压印质量不合格。
【文档编号】G03F7/00GK105974731SQ201610591504
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月25日
【发明人】关峰, 姚继开, 王英涛, 何晓龙, 周婷婷
【申请人】京东方科技集团股份有限公司