间隙测量方法、压印方法和压印设备的制作方法

专利名称：间隙测量方法、压印方法和压印设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种间隙测量方法、压印方法和压印设备。
背景技术：
近些年来，如Stephan Y. Chou等人在Appl. Phys. Lett" Vol.67， Issue 21， pp.3114-3116 ( 1995 )中所指出的，已经开发了一种用于将 被提供给模子的精细结构转印到基底上的树脂材料的精细处理技术， 该技术已经得到关注。这一技术被称为納米压印或纳米压模，这是因 为其具有几个纳米级别的分辨力。通过采用这种技术，除了半导体制
造之外，还可共同地以晶片级处理三维结构。为此，可期望将该技术 不仅应用于半导体基底的处理，还应用于更广泛的领域，包括诸如光 子晶体的光学装置以及诸如p-TAS (微型全分析系统)的生物芯片的 生产技术。
将描述称为光压印方法的技术被用于半导体制造技术等的情况。 首先，在基底(例如，半导体晶片)上，形成可光致固化的树脂 材料层。
然后，其上形成期望的压印结构的模子被按压到树脂材料层，随 后用紫外线来照射以固化树脂材料。结果，压印结构被转印到树脂材 料层上。
然后，通过将树脂材料层用作掩模来实现蚀刻等处理，从而模子 的压印结构被转印到基底上。
接下来，将描述模子与基底之间的间隙的测量在所述纳米压印技 术中非常重要的原因。
在压印操作期间，期望在模子与基底之间没有间隙，即，模子与 基底完全彼此接触。这相当于在传统曝光装置中进行显影之后可令人满意地完全去除在非必要部分的(光敏)抗蚀剂。
然而，在纳米压印技术中，难以确保以上描述的模子与基底之间 的完全接触，从而残留称为残留膜层的层。
当在没有间隙控制的状态下执行压印操作时，在同步(共同)转 印方法中，多个基底之间出现残留膜(层)的厚度不规则。此外，在 分步重复方法(其中，在一个基底上多次执行压印操作，而压印位置 发生改变)中，在单个压印操作中形成的基片之间出现残留膜厚度不 规则现象。
在压印方法中，如上所述，通过将树脂材料层用作掩模来使得基 底经过蚀刻处理。蚀刻时间是恒定的，从而当存在残留膜的厚度不规 则时，在基底与芯片之间还出现突起与凹进以及将被转印到基底上的 结构的形状的不规则现象。这些不规则给装置的生产带来严重的负面 影响。为了实现对模子与基底之间的间隙的控制，有必要执行间隙的 测量。
为了测量两个部件之间的间隙，已经提出这样一种方法，其中， 以测量光源的波长，从一个部件侧利用光来照射所述两个部件。然而，
在这一方法中，难以测量不超过1/4测量光源波长的间隙。
为了解决这一问题，第6，696，220号美国专利提出一种用于测量
模子与基底之间的间隙的间隙测量方法，其中，给模子设置靠近基底
的第一表面(处理表面)和与基底间隔开的第二表面，并测量所述第
一表面与第二表面之间的间隙。
根据这一方法，在测量期间，利用具有第一表面与第二表面之间
的、不少于用于测量的光源波长的1/4的厚度的模子。
然而，在第6,696,220号美国专利中提出的间隙测量方法并不一
定会令人满意，而是涉及以下问题。
在模子的处理(第一 )表面的转印图案的突起和凹进以及处理表 面与第二表面之间的梯级部分并不一定彼此一致。
准备具有多个这种梯级部分的模子的步骤是复杂的。此外，有必 要精确地测量用于测量所述间隙的梯级部分。具体说来，在以高的精度测量非常小的间隙长度(例如，不超过测量光源波长的1/4)的情 况下，有必要以高的精度来形成上述梯级部分本身。

发明内容
针对上述问题，本发明的一个主要目的在于提供一种解决所述问 题的间隙测量方法。
本发明的另一目的在于提供一种解决所述问题的压印设备和压 印方法。
根据本发明的一个方面，提供一种用于通过用光照射两个部件来 测量所述两个部件之间的间隙的间隙测量方法，所述间隙测量方法包 括
准备第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件被布置为彼 此相对；
用来自一个部件侧的光来照射第一部件和第二部件，以获得关于 来自另一部件侧的反射光或透射光的强度的镨数据；以及
通过将获得的谱数据与数据库进行比较来确定第一部件与第二 部件之间的间隙，其中，在所述数据库中，间隙长度与强度语彼此关 联。
根据本发明的另 一方面，提供一种用于通过在两个部件之间插入 图案形成材料并固化所述图案形成材料来形成图案的压印方法，所述 压印方法包括
准备第一部件，该第一部件在其表面具有压印图案；
准备被布置为与第一部件相对的第二部件；
通过上述间隙测量方法来测量第一部件与第二部件之间的间隙；
减少第 一部件与第二部件之间的间隙，直到通过间隙测量方法测
量的间隙长度与预设间隙长度之间的差在可接受的误差范围之内；以
及
在通过间隙测量方法测量的间隙长度与预设间隙长度之间的差 位于可接受的误差范围之内的状态下，固化被插入在第一部件与第二部件之间的图案形成材料。
根据本发明的另 一方面，提供一种用于将形成在模子的处理表面
上的图案转印到将被处理的部件上的压印设备，所述压印设备包括 物理量测量装置，用于测量根据模子与将被处理的部件之间的距
离变化的物理量；以及
距离估计装置，用于通过将测量的物理量与预先存储在数据库中
的数据进行比较来估计模子与将被处理的部件之间的距离。
通过考虑以下结合附图对本发明的优选实施例进行的描述，本发
明的这些和其它目的、特征和优点将会变得更加清楚。


图1是用于示出根据本发明的间隙测量方法的流程图。
图2是用于示出根据本发明的压印方法的流程图。
图3是示出在本发明的实施例1中使用的处理设备(压印设备)
的构造的示意图。
图4 (a)和图4 (b)是用于示出在本发明的实施例1中的距离
估计方法的示意图，其中，图4 (a)示出获得的谱，图4 (b)示出
数据库。
图5是用于示出在本发明的实施例1中的距离控制过程的流程图。
图6 (a)和图6 (b)是用于示出在本发明的实施例2中的距离 估计方法的示意图，其中，图6 (a)示出荻得的谱和参考数据，图6 (b)示出用于极值和参考数据的数据库。
图7是用于示出在本发明的实施例2中的距离控制过程的流程图。
具体实施例方式
(第一实施例间隙测量方法)
将参照图1来描述根据本发明的用于通过用光照射两个部件来
7测量所述部件之间的间隙的间隙测量方法。
参照图l，首先，准备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为彼此相对。
接下来，用来自第一部件侧和第二部件侧之一的光来照射第一和 第二部件，以获得关于来自另 一部件侧的反射光或来自所述另 一部件 侧的透射光相对于照射光的强度的谱数据(S1- (b))。例如，所述 另 一 部件可以是基底。可在用于测量的光源的波长范围之内获得谱数 据。稍后将描述其细节。
然后，通过将获得的谱数据与数据库进行比较来测量第一部件与 第二部件之间的间隙(Sl-(c))，其中，在所述数据库中，间隙长 度与强度镨彼此关联。关于强度的谱数据可以是如稍后参照图4(a) 描述的反射光的强度i脊数据，当透射光可被测量时，所述谱数据也可 以是透射光的强度谱数据。
此外，只要能够通过与数据库进行比较来估计间隙长度，就不必 具体限制关于强度的镨数据。关于强度的谱数据不仅可以是如图4(a) 所示的连续改变的数据，而且可以是在预定波长的强度数据或关于两 个测量波长之间的强度镨差的斜率(倾度)数据。
通过仿真或实际测量来预先收集存储在数据库中的数据。存储在 数据库中的信息可以是如图4(b)所示的连续改变的数据，在预定波 长或多个预定波长的强度数据、或关于两个测量波长之间的强度谱差 的斜率数据。
当间隙长度不超过测量光源波长的1/4时，可优选地应用上述间 隙测量方法。也可在间隙长度不少于测量光源波长的1/4的情况下， 通过与数据库的比较来测量所述间隙。
在该实施例中的间隙测量方法不仅可应用于稍后描述的压印设 备，而且还可以应用于需要测量几十纳米的级别的间隙的各种设备， 诸如接合设备和校准设备。
将被测量的物理量不仅可以是光量，而且可以是力学、电学、磁 力学等的量。通过测压元件等来测量力学的量。通过静电容量等来测量电学的量。通过孔装置等来测量磁力学的量。
(第二实施例压印方法)
接下来，将参照图2来描述根据本发明的压印方法。更具体地说， 所述压印方法涉及这样一种压印方法，其中，图案形成材料被插入在 两个部件之间并#_固化以形成图案。
参照图2，首先，准备在其表面具有压印图案的第一部件以及被 布置为与第一部件相对的第二部件(S2- (a))。
然后，通过在第一实施例中描述的间隙测量方法来测量第一部件 与第二部件之间的间隙(S2- (b))。
调整第一部件与第二部件之间的间隙，直到通过测量获得的间隙 长度与预设的间隙长度之间的差位于预设间隙长度的可接受误差范 围之内(S2- (c)和S2- (e))。
当所述差超出可接受误差范围时，减少或增加第一部件与第二部 件之间的间隙。
在预设间隙长度与第一部件和第二部件之间的间隙之间的差位 于可接受误差范围之内的状态下，固化被插入在第一部件与第二部件 之间的图案形成材料(S2- (d))。
因此，在对所述间隙进行严格调整的状态下，可将提供到第一部 件的压印图案转印到图案形成材料上。
在根据本发明的压印方法中，还可合并两种类型的间隙测量方 法。例如，在可通过对反射光强度的谱数据本身进行傅立叶变换等来 估计所述间隙长度的情况下，从i普数据直接估计间隙长度。在这种情 况下，还可采用已知的方法来代替傅立叶变换。在所述间隙长度不超 过预定的间隙长度(例如，不超过测量光源波长的1/4)的情况下， 将间隙测量方法切换到上述基于与数据库的比较的间隙测量方法。
A:第一部件(模子)
通过以下材料来构造作为第 一部件的模子诸如石英等的玻璃、 金属、硅等。例如，通过电子束光刻来形成提供到模子的处理表面的 压印图案。此外，在将脱离剂施加到提供到模子的压印图案上之后，还可通过脱离剂来间接地使第二部件和模子接触。
此外，通常，通过包括突起和凹进的压印结构来形成提供到模子 的校准标记。然而，在模子构造材料和图案形成材料(树脂材料)具 有彼此接近的折射率的情况下，校准标记在树脂材料与模子彼此接触 的某些情况下比较不明显。为了避免这种现象，可优选地在校准标记
区域中的例如石英制成的模子的表面提供诸如SiN的高折射率材料。 B:第二部件(基底或晶片)
作为第二部件，可使用Si基底、诸如GaAs基底的半导体基底、 树脂基底、石英基底、玻璃基底等。 C:图案形成材料
为了固化作为被施加到基底上的图案形成材料的树脂材料，例 如，用来自模子侧的紫外线来照射树脂材料。这种可光致固化的树脂 材料的示例可包括尿烷型(urethane-type )、环氧型(epoxy-type)、 丙烯酸型(acrylic-type)等的树脂材料。还可使用热硬化性的树脂材 料(诸如酚醛树脂(phenolic resin )、环氧树脂、有机硅树脂(silicone resin)或聚酰亚胺树脂(polyimide resin))和热塑性树脂材料(诸 如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )树月旨(polymethyl methacrylate (PMMA) resin )、聚碳酸酉旨(PC )树脂(polycarbonate (PC) resin )、 聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET )树脂(polyethylene terephthalate (PET) resin)或丙烯酸类树月旨(acrylic resin ))。
通过如希望的那样实现加热处理来转印压印图案。 该实施例的压印方法包括光压印方法和热压印方法。 在没有用树脂材料来构成将被处理的部件的情况下，仅通过按压 力，而在物理上使将被处理的部件变形。
此外，上述压印方法还包括在第一部件与第二部件之间不插入图
案形成材料(诸如可光致固化的树脂材料)的情况，即，提供到第一 部件的压印图案被直接转印到第二部件上的情况。
(第三实施例压印设备)
根据该实施例的压印设备是这样一种压印设备，其中，在模子的
10处理表面上形成的图案被转印到将^:处理的部件上。
更具体地说，所述压印设备包括物理量测量装置，用于测量根
据模子与将被处理的部件之间的距离而变化的物理量。所述压印设备
还包括距离估计装置，用于通过将测量的物理量与预先存储在数据 库中的数据进行比较来估计模子与将被处理的部件之间的距离。
图3是作为根据本发明的压印设备的示例的示意图。
参照图3，本发明的压印设备包括曝光光源101、模子支撑部 分102、基底支撑部分103、基底升降机构104、平面内移动机构105、 光学系统106、测量光源107、波束分离器108、分光镜109、图像拾 取装置110 (诸如电荷耦合器件(CCD))、分析机构111、压印控 制机构112、模子(模板)113、可光致固化的树脂材料114和基底 115。将在以下给出的实施例1中更加具体地描述用于所述压印设备 的这些构成部件。
在该实施例中，作为处理设备，使用包括模子支撑装置、基底支 撑装置、基底升降装置、用于基底的平面内移动机构等的压印设备。
此外，可将处理设备构造为通过用于测量根据模子与将被处理的 部件之间的距离而变化的物理量的装置与用于将测量的物理量与数 据库进行比较的装置的組合来估计模子与将被处理的部件之间的距 离。
此外，可通过基于数据库和根据模子与将被处理的部件之间的距 离而变化的物理量来估计模子与将被处理的部件之间的距离，在不考 虑存在还是不存在模子的梯级部分的情况下，测量模子与基底之间的 间隙。结果，甚至当所述间隙不超过测量光源波长的1/4时，也可直 接测量所述间隙。此外，还能够以高精度在从纳米到几十微米的范围 之内连续测量模子与基底之间的间隙。
上述处理设备可应用于包括具有处理表面的模子的压印设备。所 述压印设备采用光压印方法或热压印方法，其中，在所述光压印方法 中，通过利用紫外线进行照射来固化树脂材料，所述热压印方法用于 在加热的条件下执行到树脂材料上的图案转印。
ii以下，将描述本发明的示例。 [实施例1
在实施例l中，将描述使用应用本发明的模子的处理方法。
图3示出在本发明中使用的处理设备(压印设备)的构造。 在图3所示的坐标系中，与模子的处理表面平行的平面作为xy
平面，与模子的处理表面垂直的方向作为z方向。
如上所述，由以下项来构建处理设备曝光光源101、模子支撑
部分102、基底支撑部分103、基底升降机构104 (沿着z方向)、平
面内移动机构105 (在xy平面内)、压印控制机构112、间隙测量才几构等。
模子支撑部分102通过真空夹紧方法等来夹紧模子113。基底115 可通过平面内移动机构105而移动到期望的位置。基底升降机构104 沿着z方向调整基底115的位置，从而可在模子113与基底115之间 进行4妾触并施加压力。
此外，可通过编码器来监控基底升降机构114沿着高度方向的位 置。通过压印控制机构112来实现相对于基底115的位置移动、压力 施加和膝光的控制。
此外，处理设备还包括用于实现平面内校准的检测系统(未示出)。
将基底115布置在与模子113相对的位置，并将可光致固化的树 脂材料114施加在基底115之上。此外，在该实施例中通过旋涂来施 加可光致固化的树脂材料。
接下来，将描述在该实施例中的间隙测量机构。
间隙测量机构主要由以下项构成光学系统106、测量光源107、 波束分离器108、分光镜109、图像拾取装置IIO和分析机构111。
作为测量光源107， ^吏用用于发射具有例如400nm-800nm的波 长的宽带光的光源。此外，在如稍后描述的实施例2中那样使用几个 数据点的情况下，光源107还可以是与所述几个数据点相应的LED 光源。从测量光源107发射的光经过光学系统106而到达模子113、可 光致固化的树脂材料114和基底115。光在模子113、可光致固化的 树脂材料114和基底115之间干涉。干涉光随后返回光学系统106以 到达分光镜109。通过图像拾取装置110来观察由分光镜109分散的 光。
通过具有足够分辨率和足够灵敏度的线传感器等来构建图像拾 取装置110。
分析机构预先存储与间隙相应的谱的数据库，并具有在将数据库 与来自线传感器的数据进行比较时执行搜索的功能。
在该实施例中，基底升降机构被提供到基底侧，但是也可将其提 供到模子侧或基底侧与模子侧两者。在这些情况下，基底升降机构还 可实现相对于六个轴(x、 y、 z、 "、 / 、 6)的控制。
此外，通过提供多个间隙测量机构，能够以高精度来控制模子和 基底的姿态。
接下来，将描述该实施例中用于测量模子与基底之间的间隙的间 隙测量方法。
在该实施例中，通过使用逆向问题方法来执行间隙测量方法。
这里，从输入(测量的谱)获得输出(间隙)的问题被称为"正 向问题"，从输出估计输入的问题被称为"逆向问题"。
在传统的间隙测量方法中，已经通过利用傅里叶变换方法等从语 检测与间隙相应的峰来确定间隙。
在该实施例中的间隙测量方法中，预先准备取决于输出(间隙) 的输入(测量的镨)，通过定位与测量的谱一致的数据来估计间隙。
将参照图4来描述所述距离估计方法。
图4 (a)示意性示出当模子与基底之间的间隙是特定值时由线 传感器获得的镨。
横坐标表示范围从400nm到800nm的波长，纵坐标表示光的强度。
图4 (b)示出预先存储在分析机构的数据库中的数据，其中，示出用于从10nm到lOOOnm的间隙的16个数据。
在数据库中，准备以足够的精度执行估计的数据。例如，当需要 10nm的精度时，预先准备以2nm等的增量的数据。可通过计算或预 先测量的数据来创建所述数据库。在计算的情况下，可通过使用例如 菲涅耳(Fresnel)反射及其多次反射来准备数据表。
此外，光源的光强和折射率取决于波长，从而还可考虑这些因素 来执行计算。此外，在根据偏振光改变折射率的情况下，可进行校正。
在数据库中，可存储用于在模子与基底之间仅插入树脂材料的情
况的数据、用于在模子与基底之间插入空气和树脂材料的情况的数 据、以及用于基底具有多层(膜)结构的情况的数据。
在测量期间，首先在由线传感器获得的谱与数据库进行比较时， 定位一致的数据。
例如，当波长为义时，可通过以下公式来表示获得的谱
可通过以下的公式来表示数据库中在间隙d的数据
少，= ^/(义)
将描述用于确认是否存在一致数据的过程的示例。 在从400nm到800nm的每个波长，根据以下公式，在减去从数 据库的数据获得的谱之后，获得均方根值
该值是最小值，当所述值小于预定值时的间隙d是期望的值。 在某些情况下，获得的i脊受到在光量等影响下的系数的影响，或
受到相对于数据库的数据的偏移的影响。
为了满足所述情况，还可预先执行用于确定所述系数和偏移的运算。
例如，可通过以下7>式来获得系数A:
凡=/ W」=廳(卿-m-"(/(;l)) —Mox(g,(;i))-M"(g，
在该公式中，Max(f(;i))表示f(A)的最大值，Min(f(义))表示f(义) 的最小值。
当通过7^来表示f(^)的平均值时，通过下面的公式来表示偏移
B:
丑=顶_爿函
所述系数和偏移在许多情况下基本上取决于光量和反射，从而可 在这些情况下执行用于获得所述系数和偏移的至少一种计算。
在所述数据的定位中，可通过仅对于靠近基于编码器等的值当前 估计的间隙的数据执行定位来减少时间。具体说来，在压印操作中， 以高精度来控制基底升降机构，从而在许多情况下提供期望的残留膜 厚度，从而上述逆向问题方法是适合的。
在存在一致数据的情况下，所述数据为当在模子与基底之间形成 特定间隙时产生的语，从而可估计模子与基底之间的间隙。例如，在 图4 (a)所示的情况下，可以用40nm估计所述间隙。此外，可唯一 地估计所述间隙的原因在于用于模子、基底和树脂材料的材料被指 定，从而它们的光学常数等可被指定。然而，在用于模子、基底和树 脂材料的材料被改变的情况下，可每次都准备数据库。
接下来，将描述在该实施例中的距离控制过程。
图5是用于解释距离控制过程的流程图。
首先，在步骤Sl-l，基底被移动，并被布置在与模子相对的期 望位置。此时，通过平面内移动机构来执行位置校准。
接下来，在步骤Sl-2，通过基底升降机构来促使基底靠近模子 表面(Z移动(1))。此时，基底与模子之间的距离是微米级的。
在步骤Sl-3，执行镨测量以获得根据模子与基底之间的间隙而 改变的镨。
在步骤Sl-4，从数据库(DB)定位与在步骤Sl-3获得的谱一致 的数据。
15在步骤S1-5,所述过程根据在数据库中是否存在与获得的语一 致的数据而被划分为两种情况。
在存在一致数据的情况下，过程进行到步骤Sl-6，其中，与一 致数据相应的间隙被估计为模子与基底之间的距离。
在不存在一致数据的情况下，在步骤Sl-7，执行诸如重新测量 等的误差处理。
在步骤Sl-8，根据所述间隙是否是期望的值来将所述过程划分 为两种情况。
在间隙不是期望的值的情况下，过程进行到步骤Sl-9，其中， 通过基底升降机构来执行Z移动(2)。
在间隙是期望的值的情况下，在步骤S1-10，所述过程完成。
如上所述，通过在估计间隙时，借助于基底升降机构来控制模子 与基底之间的间隙，可精确地控制残留膜厚度。
在存在多个间隙测量机构的情况下，可同时地或独立地控制这些机构。
[实施例2
在实施例2中，与实施例l不同，数据库所需的容量显著减少。 例如，在实施例1的数据库中，存储的是相对于特定间隙在从 400nm到800nm的波长范围中划分成大约1000个点的基本连续的数 据。另一方面，在本实施例中，相对于特定间隙，可使用包括几个点 的离散数据。
图6 (a)和图6 (b)是用于示出在本实施例中的距离估计方法 的示意图。
图6 U)示意性示出当在模子与基底之间形成特定间隙时通过 线传感器获得的镨的示例。
在图6 (a)中，由白方块点(□)指示的两个点分别是在500nm 波长的数据和在700nm波长的数据。
图6 ( b )包括作为数据库的一部分的用于从10nm到1000nm的 间隙的16个数据，其中，横坐标表示波长，纵坐标表示光强度。各个曲线之外的值是间隙长度。
在数据库中，准备用于以足够的精度执行估计的数据。在图6(b) 中，由白点(o)指示的点表示诸如最大值和最小值的极值。此外， 由黑点( )指示的点是在没有极值的情况下，在波长500nm或700nm 处的光强度的参考点数据。
即使在没有极值的情况下，当间隙在不超过用于测量的光源波长 的1/4的波长处逐渐减小时，光强度的数据单调地增加。为此，可指 定间隙。
此外，在图6 (a)所示的情况下，可以用40nm估计所述间隙。 在图6 (a)中，通过两个方块点的线表示图4(a)所示的参考数据。 然而，实际存储在存储装置中的数据是包括各种间隙中由白点(o) 和黑点( )指示的几个点的数据。
接下来，将描述在该实施例中的距离控制过程。
图7是用于示出距离控制过程的流程图。
首先，在步骤S2-1，执行测量。
接下来，在步骤S2-2，判断获得的谱是否具有极值。在所述谱 具有极值的情况下，过程进行到步骤S2-3。在所述谱没有极值的情况 下，过程进行到步骤S2-6.
在步骤S203，通过将用于所述极值的波长和光强度用作键值 (key)来进行数据定位(DB搜索(1))。
接下来，在步骤S2-4，判断是否存在一致数据。在存在一致数 据的情况下，过程进行到步骤S2-8。在没有一致数据的情况下，在步 骤S2-5，执行诸如重新测量等的误差处理。
当过程进行到步骤S2-6时，通过将在500nm波长和700nm波 长获得的参考点数据用作键值来执行数据定位(DB搜索(2))。
在步骤S2-7，判断是否存在一致数据。在存在一致数据的情况 下，过程进行到步骤S2-8，其中，相对于一致数据的间隙可被估计为 模子与基底之间的距离。在没有一致数据的情况下，在步骤S2-5，执 行误差处理。此夕卜，还可按照组合的方式来使用如实施例1中的连续数据和如
实施例2中的离散数据。
在数据库中的数据具有lOnm的增量且增量小于10nm的数据没 有被存储的情况下，可估计更加精确的值。
当不存在极值且在500nm波长的测量数据是0.2 (强度)时，基 于算法的一致数据是用于图6(b)所示的30nm (强度0.196)的间 隙的数据。或者，还可通过30nm的强度数据(0.196)与20nm的强 度数据(0.225)之间的线性内插而在28.6nm估计所述间隙。
进一步考虑存在极值的情况。
当在最小值的波长是^，在最大值的波长是A^，折射率是n， 且使用整数s和t时，可通过以下所示的公式来表示间隙d。
4w
整数s和t的几个值在图6 (b)中示为极值。 因此，通过测量的谱的极值数量以及它们的波长，可获得间隙。 具体说来，在获得间隙的近似值的情况下，可实现高速处理。 例如，当测量的谱在500nm与600nm之间的波长具有一个极值 (最小值)时，可在80nm与100nm之间的值估计间隙。在这种情况 下，s-l，从而可通过代换在最小值的波长来测量期望的间隙。此外， 还是在存在极值的情况下，可通过在特定波长的光强度的参考数据来 估计所述间隙。此外，在某间隙的数据与另一间隙的数据一致时，可 通过增加参考点的数量来实现间隙测量。
在本发明中，参考点数据不仅可以是光强度，而且可以是强度曲 线的斜率等。此外，所述极值还可以是拐点(infection point)等。 工业可应用小生
上述根据本发明的间隙测量方法、压印方法和压印设备可应用于 半导体制造技术以及诸如光子晶体的光学装置以及诸如u-TAS的生 物芯片的生产技术。
权利要求
1、一种用于通过用光照射两个部件来测量所述两个部件之间的间隙的间隙测量方法，所述间隙测量方法包括准备第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件被布置为彼此相对；用来自一个部件侧的光来照射第一部件和第二部件，以获得关于来自另一部件侧的反射光或透射光的强度的谱数据；以及通过将获得的谱数据与数据库进行比较来确定第一部件与第二部件之间的间隙，其中，在所述数据库中，间隙长度与强度谱彼此关联。
2、 如权利要求1所述的方法，其中，以小于照射光波长的1/4 的间隙来布置第 一部件与第二部件。
3、 一种用于通过在两个部件之间插入图案形成材料并固化所述 图案形成材料来形成图案的压印方法，所述压印方法包括准备第一部件，该第一部件在其表面具有压印图案；准备被布置为与第一部件相对的第二部件；通过如权利要求1或2所述的间隙测量方法来测量第 一部件与第 二部件之间的间隙；减少第 一部件与第二部件之间的间隙，直到通过所迷间隙测量方 法测量的间隙长度与预设间隙长度之间的差在可接受的误差范围之 内；以及在通过所述间隙测量方法测量的间隙长度与预设间隙长度之间 的差在可接受的误差范围之内的状态下，固化被插入在第一部件与第 二部件之间的图案形成材料。
4、 一种用于将形成在模子的处理表面上的图案转印到将被处理 的部件上的压印设备，所述压印设备包括物理量测量装置，用于测量根据模子与将被处理的部件之间的距 离变化的物理量；以及距离估计装置，用于通过将测量的物理量与预先存储在数据库中 的数据进行比较来估计模子与将被处理的部件之间的距离。
5、 如权利要求4所述的设备，其中，所述物理量测量装置包括: 测量光源，用于测量来自模子和将被处理的部件的光强度语。
6、 如权利要求4或5所述的设备，其中，所述物理量测量装置 包括数据库存储装置，用于预先存储数据库，所述数据库包含关于 根据模子与将被处理的部件之间的距离的测量谱的数据。
7、 如权利要求4到6中的任何一个所述的设备，其中，所述压 印设备还包括姿态控制装置，用于基于所述距离估计装置的距离估 计结果来控制模子和/或将被处理的部件的姿态。
全文摘要
一种用于通过如下方式来测量两个部件之间的间隙的间隙测量方法，其中，利用来自一个部件侧的光来照射被布置为彼此相对的所述两个部件，以获得关于来自另一部件侧的反射光或透射光的强度的谱数据；通过将获得的谱数据与数据库进行比较来确定第一部件与第二部件之间的间隙，其中，在所述数据库中，间隙长度与强度谱彼此关联。该间隙测量方法用于在压印方法和用于纳米压印的设备中控制模子与基底之间的间隙。
文档编号G01B11/14GK101454636SQ20078001986
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月30日 优先权日2006年5月31日
发明者关淳一, 古川幸生, 末平信人, 稻秀树 申请人:佳能株式会社