在纳米级制造中改变衬底的尺寸的装置、系统和方法转让专利
申请号 : CN200580022975.3
文献号 : CN1981236B
文献日 : 2010-04-21
发明人 : A·切罗拉 , B-J·崔 , P·K·林玛卡亚拉 , M·J·迈斯尔 , S·V·斯里万塞
申请人 : 分子制模股份有限公司
摘要 :
改变由卡盘支撑的衬底的尺寸。用执行器部件将压缩力施加于衬底，并促进执行器部件相对于衬底的运动以使响应于压缩力生成的、由所述卡盘感测的反作用力最小化。
权利要求 :
1.一种改变衬底的尺寸的装置，所述装置包括：
耦合到所述衬底的卡盘；
顺从构件；以及
通过所述顺从构件弹性地耦合于所述卡盘体的执行器子部件，所述执行器子部件包括多个控制杆子部件，所述多个控制杆子部件中的一个包括与一相对体间隔开的体，所述相对体与所述多个控制杆子部件的其余的控制杆子部件中的一个相关联，所述衬底置于所述体和所述相对体之间，并且所述多个控制杆子部件中的一个适用于改变所述体和所述相对体之间的距离，而最小化所述衬底的面外扰曲。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述体和所述相对体向所述衬底施加压缩力，并且所述顺从构件被构造成削弱由所述卡盘体所感测的、响应于所述压缩力而生成的合力大小。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括弯曲部分，并且所述卡盘体固定地附连到所述弯曲部分，并且，所述顺从构件的第一端固定地附连到所述执行器部件，所述顺从构件的第二端固定地附连到所述弯曲部分。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括弯曲部分，并且所述卡盘体固定地附连到所述弯曲部分，并且，所述顺从构件耦合于所述弯曲部分和所述执行器子部件之间以促进其间沿位于共用平面中的两个正交轴的平移运动，同时限制沿垂直于所述平面延伸的另外的轴的平移运动。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述顺从构件促进围绕所述另外的轴的旋转运动。
6.一种可改变衬底的尺寸的系统，所述系统包括：
框架；
耦合到所述框架的卡盘体；
具有第一端的第一体；
耦合于所述框架的所述第一端的连杆；以及
执行系统，其耦合到所述框架的第二端，和所述第一端相对向；
控制杆臂，在所述连杆和所述执行系统之间延伸，并具有第一和第二相对端；
耦合到所述连杆的第二体，其具有一个和所述第一端间隔开一段距离的接触面，其中所述连杆将所述控制杆臂绕着轴的角运动转化为所述第二体沿着一个方向的运动以改变所述距离，而允许在所述第二体和所述控制杆臂间的角运动，其中所述执行系统传递所述角运动。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连杆还包括耦合于所述控制杆臂和所述第二体之间的连杆系统，以促进所述控制杆臂相对于所述第二体围绕平行于所述轴延伸的另外的轴的角运动。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连杆还包括耦合于所述控制杆臂和所述第二体之间的连杆系统，以促进所述控制杆臂相对于所述第二体围绕垂直于所述轴延伸的另外的轴的角运动。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连杆还包括耦合于所述控制杆臂和所述第二体之间的连杆系统，以促进所述控制杆臂相对于所述第二体围绕两个另外的轴的角运动，所述两个另外的轴中的一个垂直于所述轴延伸，而所述两个另外的轴中的另一个轴平行于所述轴延伸。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述方向在所述控制杆臂的运动范围上基本恒定。
11.一种改变由卡盘支撑的衬底的尺寸的方法，所述衬底具有面向执行器部件的多个体的边缘，所述方法包括：用所述执行器部件将压缩力施加于所述衬底；以及
促进所述执行器部件相对于所述卡盘的运动以使响应于所述压缩力生成的、由所述卡盘感测的反作用力最小化；
将所述多个体安排在限定一个区域的周边的周围，在所述区域中定位所述衬底，并将所述体的子组耦合到不同的控制杆臂，施加力的步骤还包括沿横过轴延伸的方向将角运动传递到所述多个体中的一个以减小所述区域，所述方向在所述控制杆臂绕所述轴运动的范围上基本恒定。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，施加压缩力还包括使所述边缘接触所述体，以将多个力施加于所述边缘。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括利用卡盘力将所述衬底固定到所述卡盘上，并且所述卡盘力有足够的强度，以在所述压缩力存在时使所述衬底相对于所述卡盘的旋转和平移运动最小化。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述衬底包括图案，并且施加力的步骤还包括确定力差以改变所述图案和所述压缩力的特性，用以确立所述衬底的尺寸，以满足预定标准。
说明书 :
本发明的领域一般涉及刻印平板印刷。更具体而言，本发明涉及在刻印平板印刷过程中减小图案变形。
微制造包括很小的结构的制造，例如，具有微米数量级或更小的特征。其中微制造具有相当大的影响的一个领域是集成电路加工。随着半导体加工工业继续力求更高的产品成品率同时增加形成于衬底每单位面积上的电路，微制造变得愈加重要。微制造提供更大的工艺控制同时允许形成的结构的最小特征尺寸的进一步降低。其中采用了微制造的其他领域的发展包括生物技术、光技术、机械系统等。
一种事例性微制造技术通常称为刻印平板印刷，并在大量的出版物中有详细描述，如美国已公开专利申请第2004/0065976号，名为METHOD AND A MOLDTO ARRANGE FEATURES ON A SUB STRATE TO REPLICATE FEATURESHAVING MINIMAL DIMENSIONAL VARIABILITY；第2004/0065252号，名为METHOD OF FORMING A LAYER ON A SUB STRATE TO FACILITATEFABRICATION OF METROLOGY STANDARDS；以及第2004/0046271号，名为METHOD AND A MOLD TO ARRANGE FEATURES ON A SUB STRATE TOREPLICATE FEATURES HAVING MINIMAL DIMENSIONAL VARIABILITY，它们全部受让于本发明的受让人。如上述已公开专利申请中的每一个所示的基本刻印平板印刷技术包括在聚合物层上凸起图案的形成以及将对应于凸起图案的图案转移到下面的衬底。为此，采用了模板，该模板以存在于模板和衬底之间的可成形的液体与衬底间隔开。使该液体凝固以形成具有在其中记录了图案的固化层，该图案与和液体接触的模板的表面的形状一致。然后将衬底和固化层进行处理以将对应于固化层中的图案的凸起图像转移到衬底中。
其中将可聚合液体设置在模板和衬底之间的一种方法是通过在衬底上沉积该液体的多滴液体。其后，由模板和衬底两者同时接触可聚合液体以在衬底的表面上展开可聚合液体。期望恰当地对准模板和衬底，以获得衬底和模板之间的恰当的方向。为此，模板和衬底两者都包括对准标记。这些工艺的关注点包括从刻印层和/或衬底中的很小的变化引起的图案的变形、以及模板相对于衬底的移位。
因此，期望提供一种系统，它可减小利用刻印平板印刷技术形成的由于放大和对准变化引起的图案的变形。
发明内容
本发明涉及改变诸如具有图案化模具的模板之类的衬底的尺寸的装置、系统和方法。为此，该装置包括适用于在一个区域中定位衬底的衬底卡盘；顺从构件；以及通过顺从构件弹性地耦合到衬底卡盘的执行器子部件。执行器部件包括多个控制杆子部件，其中的一个包括一个体，该体位于该区域中并与多个控制杆子部件的其余的控制杆子部件中的一个相关联的相对体间隔开。多个控制杆部件中的一个适用于改变体和相对体之间的距离。如此，可将压缩力施加到模板以去除模型上的图案中的、不需要的放大和其它变形。顺从构件被构造成可削弱由衬底卡盘所感测的、响应于压力而生成的合力的大小。
该系统包括适用于在区域中定位衬底的衬底卡盘；顺从构件；以及通过顺从构件弹性地耦合到衬底卡盘的执行器子部件。执行器部件包括多个控制杆子部件，其中的一个包括一个体，该体位于该区域中并与多个控制杆子部件的其余的控制杆子部件中的一个相关联的相对体间隔开。多个控制杆部件中的一个适用于改变体和相对体之间的距离。如此，可将压力施加到模板以去除模型上的图案中的不需要的、放大和其它变形。顺从构件被构造成可削弱由衬底卡盘所感测的响应于压力而生成的合力的大小。
该方法包括用执行器部件将压缩力施加到衬底，同时促进执行器部件相对于衬底移动，以使并由卡盘所感测的、响应于压缩力而生成的反作用力最小化。以下将更全面地讨论这些或其它实施例。
附图简述
图1是根据本发明的平板印刷系统的立体图；
图2是图1所示的平版印刷系统的简化正视图；
图3是刻印层图案化之后与图1所示的刻印层间隔开的模具的简化正视图；
图4是第一刻印层中的图案被转移到其中之后位于图3所示的衬底的顶上的另外的刻印层的简化正视图；
图5是根据本发明的刻印头、执行器子部件和模板的分解图；
图6是根据本发明的卡盘系统的横截面图；
图7是示出根据本发明的模板卡盘和模板的定向台的分解立体图；
图8是图7所示的定向台的立体图；
图9是包含于图7所示的定向台中的、根据本发明的第一实施例的被动顺从装置连同模板固定器和模板的分解立体图；
图10是图9所示的被动顺从装置的详细立体图；
图11是图10所示的被动顺从装置的侧视图，示出包含于其中的弯曲接合点的细节；
图12是图10所示的被动顺从装置的侧视图；
图13是图12所示的顺从装置旋转90度的侧视图；
图14是图10所示的顺从装置旋转180度的侧视图；
图15是图10所示的顺从装置旋转270度的侧视图；
图16是图6所示的卡盘基体的仰视图；
图17是图5所示用于改变模板尺寸的装置的仰视立体图；
图18是图17所示装置的俯视立体图；
图19是根据本发明的、图17和18所示的控制杆子部件的详细侧视图；
图20是示出根据本发明图5的、具有枢轴的执行器子部件、弯曲装置的分解立体图；
图21是图20所示的枢轴中的一个的详细立体图；
图22是图2、3和4所示的、其上布置印刻层的晶片的俯视图；
图23是图22详细视图，示出印刻区中的一个中的模具的位置；
图24是根据另一个实施例的、图16所示的卡盘体的仰视图；
图25是根据又一个实施例的、图17所示的卡盘体的横截面图；
图26是示出根据本发明的减小利用刻印平板印刷技术来形成的图案中的变形的方法的流程图；
图27是示出根据本发明的另一个实施例的减小利用刻印平板印刷技术来形成的图案中的变形的方法的流程图；
本发明的详细描述
图1描述了根据本发明的一个实施例的平板印刷系统10，它包括具有在其间延伸的桥14和台式支架16的一对间隔开的桥式支架12。桥14和台式支架16是间隔开的。耦合到桥14的是刻印头18，它从桥14延伸向台式支架16。置于台式支架16上以面对刻印头18的是运动台20。运动台20被构造成相对于台式支架16沿X和Y轴运动，但也可沿Z轴运动。在2002年7月11日提交的名为“Step andRepeat Imprint Lithography Systems”的美国专利申请第10/194,414号中公开了一种示例性运动台，它受让给本发明的受让人。将能源22耦合到系统10以将光化学能照射到运动台20。系统10的工作受到与包含定义指令的计算机可读代码的存储器33数据通信的处理器31的控制，以调节系统10的各组件的工作。
参考图1和2，连接到刻印头18的是具有在其上的模具28的模板26。模具28包括由多个间隔开的凹槽27和凸起29限定的多个特征。多个特征限定了形成将转移到位于运动台20上的晶片30的图案的基础的原图案。为此，刻印头18适用于沿Z轴运动并改变模具28和晶片30之间的距离“d”，但也可沿X和Y轴运动。如此，可将模具28上的特征刻印到晶片30的可流动区，以下将更全面地讨论。设置能源22使得模具28位于能源22和晶片30之间。结果，模具28由使其对由能源22产生的能量充分透明的材料形成。
参考图2，可流动区形成于呈现充分平坦的外形的表面32的部分上。可流动区可利用任何已知的技术形成，如美国专利第5,772,905号中公开的热压工艺、或Chou等人在Ultrafast and Direct Imprint of Nanostructures in Silicon，Nature，417，第835-837页，2002年6月中描述的类型的激光辅助直接刻印(LADI)工艺。然而，可流动区由晶片30上的刻印材料的多个间隔开的离散液滴36组成，以下将详细讨论。在2002年9月提交的名为“System and Methodfor Dispensing Liquids”的美国专利申请第10/191,749号中公开了用于沉积液滴36的示例性系统、它受让给本发明的受让人。液滴36包括可选择地聚合和交联的刻印材料以记录对应于其中的原图案的图案，限定形成于刻印层34中的记录图案。在2003年6月16日提交的名为“Method to Reduce Adhesion Betweena Conformable Region and a Pattern of a Mold”的美国专利申请第10/463,396号美国专利申请中公开了一种用于刻印材料的示例性组成。
参考图2和3，通过与模具28的相互作用(例如，机械接触、电接触等)部分地形成了记录于刻印层34中的图案。在本示例中，减小距离“d”以允许微滴36可以和模具28机械接触，并在表面32上形成刻印材料的接壤的结构，它随后凝固以形成刻印层34。在一个实施例中，减小距离“d”以允许刻印层34的子部分进入并填充凹槽27。
为了促进凹槽27的填充，所采用的刻印材料拥有期望的性能以完全地填充凹槽27同时以刻印材料的接壤结构覆盖表面32。在本实施例中，与凸起29重叠的刻印层34的子部分37在期望的且通常是最小距离“d”达到后保持不变，留下具有厚度t1的子部分35和具有厚度t2的子部分37。厚度“t1”和“t2”可以是任何期望的厚度，这取决于应用。
参考图2和3，期望的距离“d”达到后，能源22产生使刻印材料聚合并交联的光化学能，形成交联聚合物材料。结果，刻印材料的组成从液态转变为固态。具体而言，使刻印材料固化以提供具有与模具28的表面39的形状一致的一侧的刻印层34，更加清楚地示于图3中。固化刻印层34形成后，增加距离“d”使得模具28和固化刻印层34间隔开。
参考图3，可采用另外的处理以完成晶片30的图案化。例如，可蚀刻晶片30和固化刻印层34以将固化刻印层34的图案转移到晶片30中，提供图案化表面294，示于图4中。再次参考图3，为了促进蚀刻，可改变形成固化刻印层34的材料以根据需要限定关于晶片30的相对蚀刻速率。选择地或除此之外，可设置固化刻印层34具有相对于选择地置于其上的光刻胶材料(未示出)的蚀刻差别。可设置光刻胶材料(未示出)以利用已知的技术进一步形成固化刻印层34的图案。可采用任何蚀刻工艺，这取决于期望的蚀刻速率和在下面形成晶片30和固化刻印层34的组成部分。示例性蚀刻工艺可包括等离子体蚀刻、反应离子蚀刻、化学湿法蚀刻等。应该理解晶片30用于一般的意义，并可包括适用于以期望的工艺形成图案的任何类型的衬底。例如，晶片30可以是有或没有其上的自然氧化物的裸半导体晶片34，例如，硅晶片。或者，晶片30可具有置于其上的一或多层，如由密苏里州Rolla，Brewer Science公司的商品名为DUV30J-6的材料形成的底层。
参考图1和2，示例性能源22可产生紫外线能量。可采用诸如热、电磁等其它能源。所采用的用于发起刻印材料的聚合的能量的选择对于本领域的技术人员是已知的并且取决于期望的具体应用。此外，模具28上的多个特征示为沿平行于凸起29的方向延伸的凹槽27，这提供了具有城垛形状的模具28的横截面。然而，凹槽27和凸起29可对应于实际上任何期望的特征，包括用于形成集成电路的特征，且可小至几纳米。结果期望由热稳定材料制造系统10的组件，例如在室温下(例如，25摄氏度)具有小于约10ppm/℃的热膨胀系数。在一些实施例中，构成材料可具有小于10ppm/℃的热膨胀系数或小于1ppm/℃的热膨胀系数。为此，桥式支架12、桥14和/或台式支架16可由以下材料中的一种或多种制造：商品名为或名为SUPER INVARTM的铁合金；陶瓷，包括但不限于陶瓷和碳化硅。此外，工作台24可被构造成将系统10的其余的组件与周围环境的振动隔离。一种示例性工作台24可从加利福尼亚州Irvine的Newport公司获得。
参考图5和6，模板26(模具28在其上)经由卡盘体42耦合于图1所示的刻印头28。体42耦合于弯曲部分41。弯曲部分41耦合于控制模板26的运动的定向系统43。
参考图7，示出了定向系统43具有紧邻外框架46设置的内框架44、以及弯曲环48，以下将更全面地讨论。体42通过弯曲部分41耦合于定向系统43，更清楚地示于图8中。具体而言，体42利用诸如位于连接到最靠近体42的四个角的弯曲部分41的四个角的体42的四个角处的螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的装置来连接到弯曲部分41。最靠近内框架44的表面45的弯曲部分41的四个角47利用诸如未示出的螺纹紧固件之类的任何适当的装置连接到那里。
参考图7和8，内框架44具有中心通路50，二外框架46具有与中心通路50重叠的中心开口52。弯曲环48具有环形，例如，圆形或椭圆形，并耦合于内框架44和外框架46，并位于中心通路50和中心开口52两者的外部。具体而言，弯曲环48利用诸如螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的装置在区域54、56和58耦合于内框架44，在区域60、62和64耦合于外框架46。区域60置于区域54和56之间并与它们等距；区域62置于区域56和区域58之间并与它们等距；而区域64置于区域54和58之间并于它们等距。由此，弯曲环48围绕弯曲部分41、体42、和模板26，并将内框架44固定地附连到外框架46。
应该理解定向系统43和弯曲部分41可由任何适当的材料组成，例如，铝、不锈钢等。此外，弯曲部分41可利用任何适当的装置耦合到定向系统43。在本示例中，弯曲部分41采用位于体42的四个角上的螺纹紧固件(未示出)耦合到表面45。
定向系统43被构造成用于控制模板26的运动并将其相对于基准表面(未示出)以期望的空间关系放置。为此，多个执行器66、68和70连接于外框架46和内框架44之间以关于定向系统43间隔。执行器66、68和70中的每一个都具有第一端72和第二端74。第一端72面向外框架46，而第二端74面向内框架44。执行器66、68和70通过促进内框架44沿三个轴Z1、Z2和Z3的平移运动来使内框架44关于外框架46倾斜。定向系统43可提供关于轴Z1、Z2和Z3的约±1.2mm的运动范围。照这样，执行器66、68和70使内框架44将围绕多个轴T1、T2和T3中的一个或多个的角运动传递到弯曲部分41以及模板26和体42。具体而言，通过减小内框架44和外框架46之间沿轴Z2和Z3的距离并增加其间沿轴Z1的距离，在第一方向上发生了围绕倾斜轴T2的角运动。增加内框架44和外框架46之间沿轴Z2和Z3的距离并减小其间沿轴Z1的距离，在与第一方向相反的第二方向上发生了围绕倾斜轴T2的角运动。以类似的方式，通过内框架44沿轴Z1和Z2以同一方向和大小的运动同时内框架44沿轴Z3以与沿轴Z1和Z2的运动相反方向两倍大小的运动来改变内框架44和外框架46之间的距离，围绕轴T1的运动可发生。类似地，通过内框架44沿轴Z1和Z3以同一方向和大小的运动同时内框架44沿轴Z2以与沿轴Z1和Z3的运动相反方向两倍大小的运动来改变内框架44和外框架46之间的距离，围绕轴T3的运动可发生。执行器66、68和70可具有±200N的最大工作力。定向系统43可提供围绕轴T1、T2和T3约±0.15°的运动范围。
选择执行器66、68和70以使机械部件最小化，并由此使不平均的机械顺从性、以及可能导致微粒的摩擦最小化。执行器66、68和70的例子包括音圈执行器、压力执行器以及线形执行器。用于执行器66、68和70的示例性实施例可从加利福尼亚州的Sylmar，BEI技术获得，其商品名为LA24-20-000A，并且它可利用如螺纹紧固件之类的任何适当的装置耦合到内框架44。此外，执行器66、68和70耦合于内框架44和外框架46之间以在那里对称地放置，并位于中心通路50和中心开口52的外部。以此构造，在外框架46和弯曲部分41之间构造了无阻碍的通路。此外，对称排列使动态振动和不平均的热漂移最小化，由此提供内框架44的精细运动校正。
内框架44、外框架46、弯曲环48和执行器66、68和70的组合提供弯曲部分41以及由此的体42和模板26围绕倾斜轴T1、T2和T3的角运动。然而，期望将平移运动沿位于横过(如果不是正交的话)轴Z1、Z2和Z3的平面中的轴传递给模板26。这通过提供具有功能性的弯曲部分41来实现，以传递弯曲部分41上围绕示为C1和C2的多个顺从轴中的一个或多个的角运动，该多个顺从轴在组装模板、模板卡盘和顺从装置时与倾斜轴T1、T2和T3间隔开并存在于模板的表面上。
参考图9和10，弯曲部分41包括支撑体76以及耦合到面对多个弯曲臂80、82、84和86的支撑体76的浮体78。体42被设计为安装到浮体78，如以上所讨论的，而模板26由卡盘利用传统的方法保持，以下将更全面地讨论，示于图6中。
再次参考图9和10，弯曲臂80、82、84和86中的每一个包括第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94。为了便于讨论起见，参考弯曲臂88讨论第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94，但该讨论同样适用于与弯曲臂80、84和86相关联的几组弯曲接合点。尽管未必一定如此，但弯曲部分41由固体形成。结果，支撑体76、浮体78和弯曲臂80、82、84和86整体地形成，并面对第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94旋转地耦合在一起。支撑体76包括置于中心的通路96。浮体78包括与通路96重叠的置于中心的孔98。每一个弯曲臂80、82、84和86都包括相对的末端99和100。每一个弯曲臂80、82、84和86的末端99通过弯曲接合点92和94连接于支撑体76。末端99位于通路96的外部。每一个弯曲臂80、82、84和86末端100通过弯曲接合点88和90连接到浮体78。末端100位于孔98的外部。
参考图9，10和11，接合点88、90、92和94中的每一个通过从紧邻末端99和100(即，支撑体76或浮体78中的任一个与弯曲臂80、82、84和86中的一个的接口处)的弯曲部分41减少材料来形成。为此，弯曲接合点88、90、92和94通过弯曲部分41的机械加工、激光切割或其它适当的处理来形成。具体而言，接合点90和92由具有两相对表面104和106以及两个孔108和110的弯曲构件102形成。孔108远离孔110放置，而孔110远离孔108。从孔110延伸远离表面104的是终止于弯曲臂82的外围中的开口的间隙112。接合点94也由具有两相对表面116和118以及两个孔120和122的弯曲构件114形成。孔122面对表面118设置。从孔122延伸远离表面116的是间隙123，而从孔120延伸的是间隙125。间隙112、123和125的间距S1、S2和S3分别限定了支撑体76和浮体78中的任一个之间可发生的相对运动的运动范围。
参考图9和11，与弯曲臂82和84的接合点88相关联的弯曲构件114促进围绕轴124的旋转，而与弯曲臂82和84的接合点92相关联的弯曲构件102促进围绕轴126的旋转。与弯曲臂80和86的接合点88相关联的弯曲构件114促进围绕轴128的旋转，而与弯曲臂80和86的接合点92相关联的弯曲构件102促进围绕轴130的旋转。与弯曲臂80和82的接合点90相关联的弯曲构件102促进围绕轴132的旋转，而与弯曲臂80和82的接合点94相关联的弯曲构件114促进围绕轴134的旋转。与弯曲臂84和86的接合点90相关联的弯曲构件102促进围绕轴136的旋转，而与弯曲臂84和86的接合点94相关联的弯曲构件114促进围绕轴138的旋转。
结果，每一个弯曲臂80、82、84和86位于其中旋转轴的组重叠的弯曲部分41的区域中。例如，弯曲臂80的末端99位于轴130和134重叠的位置，而末端100位于轴128和132重叠的位置。弯曲臂82的末端99位于轴126和134重叠的位置，而末端100位于轴124和132重叠的位置。弯曲臂84的末端99位于轴138和126重叠的位置，而末端100位于轴124和136重叠的位置。类似地，弯曲臂86的末端98位于轴130和138重叠的位置，而末端100位于轴136和128重叠的位置。
作为该构造的结果，将每一个弯曲臂80、82、84和86耦合以提供相对于支撑体76和浮体78围绕两组重叠轴的相对旋转运动，这两组重叠轴中，第一组横向地延伸到余下的一组。这向弯曲臂80、82、84和86中的每一个提供了关于两组正交轴的运动同时使其覆盖区最小化。弯曲部分41可提供约±0.04°的倾斜运动范围，约±0.02°的有效倾斜运动范围，关于上述轴的约±0.0005°的有效θ运动范围。此外，具有每一个弯曲臂80、82、84和86的减小的覆盖区可允许在通路96和孔98之间留下不被弯曲臂80、82、84和86阻碍的空位。这使弯曲部分41适用于刻印平板印刷系统，以下将更全面地讨论。
参考图10、12和13，关于支撑体76和浮体78的弯曲臂80、82、84和86的构造促进了弯曲部分41中的负载的平行传递。例如，如果负载力传递到支撑体76上，则每一个弯曲臂80、82、84和86将基本等量的力F1传递到浮体78。此外，这促进了在以力F1或力F2负载时获得期望的结构刚度的弯曲部分41。为此，接合点88、90、92和94是旋转接合点，它使弯曲部分和支撑体76或浮体78之间除旋转运动外在所有方向上的运动最小化。具体而言，接合点88、90、92和94使弯曲臂80、82、84和86、支撑体76和浮体78之间的平移运动最小化，同时促进了围绕轴124、126、128、130、132、134、136和138的旋转运动。
参考图10、11、12和13，轴124、126、128和130的相对位置向浮体78提供与浮体78间隔开、相对于孔98以及轴124、126、128和130来定中心的位置140处的第一间接中心顺从性(RCC)。类似地，轴122、124、126和128的相对位置向浮体78提供充分接近于位置140且期望地位于位置140处的第二RCC，第二RCC基本相对于轴132、134、136和138来定中心而与位置140等距地放置。一组轴124、126、128和130中的每一个轴平行于该组其余的轴124、126、128和130延伸。类似地，一组轴132、134、136和138中的每一个轴平行于该组其余的轴132、134、136和138延伸并与每一个轴132、134、136和138正交。轴130沿第一方向以距离d1并沿第二正交方向以距离d2与轴128间隔开。轴124沿第二方向以距离d3并沿第一方向以距离d4与轴126间隔开。轴132沿与第一和第二两个方向正交的第三方向以距离d5并沿第二方向以距离d6与轴134间隔开。轴136沿第二方向以距离d7并沿第三方向以距离d8与轴138间隔开。距离d1、d4、d6和d7基本相等。距离d2、d3、d5和d8基本相等。
参考图12、13、14和15，两组横向延伸的轴可充分地紧密接近，使得可通过适当的确立距离d1-d8而认为RCC位于其交叉点上。第一组包括的四个轴示为144、146、148和150。弯曲臂80的接合点88和92沿轴144放置，而弯曲臂82的接合点88和92沿轴146放置。弯曲臂84的接合点88和92沿轴148放置，而弯曲臂86的接合点88和92沿轴150放置。第二组四个轴示为152、154、156和158。弯曲臂82的接合点90和94沿轴152放置，而弯曲臂84的接合点90和94沿轴154放置。弯曲臂86的接合点90和94沿轴156放置，而弯曲臂80的接合点90和94沿轴158放置。以该构造，浮体78相对于RCC围绕一组轴144、146、148、150、152、154、156和158中的任一个的运动可与围绕其余的轴144、146、148、150、152、154、156和158的运动脱离。这提供了浮体78相对于RCC的平衡环的移动。以结构刚度来抵抗(如果不是防止的话)浮体关于轴144、146、148、150、152、154、156和158的平移运动。
参考图6和16，卡盘体42适用于利用真空技术保持附连模具28的模板26。为此，卡盘体42包括第一160和第二162相的对侧。一侧(或边缘)表面164在第一侧160和第二侧162之间延伸。第一侧160包括第一凹槽166和与第一凹槽166间隔开的第二凹槽168，限定了第一170和第二172间隔开的支撑区。第一支撑区170环绕第二支撑区172以及第一166和第二168凹槽。第二支撑区172环绕第二凹槽168。与第二凹槽168重叠的卡盘体42的部分174对于诸如上述光化学能的波长之类的具有预定波长的能量是可透过的。为此，部分174由诸如玻璃之类的透明材料的薄层来形成。然而，形成部分174的材料取决于由图2示所的能源22产生的能的波长。
再次参考图6和16，部分174从第二侧162延伸并紧邻第二凹槽168终止，并可至少限定和模具28的面积一样大的面积，使得模具28与其重叠。形成于卡盘体42中的是示为176和178的一个或多个通路。通路中的一个(如通路176)使第一凹槽166与侧面164流体相通。其余的通路(如通路178)使第二凹槽168与侧面164流体相通。
应该理解，通路176也可在第二侧162和第一凹槽166之间延伸。类似地，通路178可在第二侧162和第二凹槽168之间延伸。期望的是通路176和178分别促进凹槽166和168与诸如泵系统180之类的压力控制系统流体相通。
泵系统180可包括一个或多个泵以互相独立地控制紧邻凹槽166和168的压力。具体而言，当安装到卡盘体42时，模板16靠在第一170和第二172支撑区上，覆盖第一166和第二168凹槽。第一凹槽166和与其重叠的模板26的部分182限定第一室184。第二凹槽168和与其重叠的模板26的部分186限定第二室188。操作泵系统180以控制第一184和第二188室中的压力。具体而言，在第一室184中确立压力以维持模板26与卡盘体42的位置，并减小(如果不能避免的话)模板26在重力g的作用下从卡盘体42分离。第二室188中的压力与第一室184中的压力不同，尤其用于通过调节模板26的形状减小模板26在刻印期间发生的变形。例如，泵系统180可在室188中施加正压力以补偿作为图2中所示的刻印层34接触模具38的结果产生的任何向上的力R。由此，产生的是侧边160不同区域之间的压差，以减小(如果不能消除的话)模板26以及模具28在力R的作用下的弯曲。耦合到模板26的是用于改变其在X和Y方向的尺寸的装置，同时应理解Y方向是进入图6的平面的方向。用于改变尺寸的装置示意地示为耦合于卡盘体42的执行器子部件190，示于图5的分解图中。泵系统180和执行器子部件190在处理器31的控制下工作，示于图1中。
参考图17-19，在本示例中，执行器子部件190被构造成使模板26受到单一的压缩力，以使平面外的弯曲力极小化(如果不能完全避免的话)。导致模板26弯曲的力的问题在于它导致图案变形。为此，执行器子部件190包括安装到具有中心孔194的框架192的多个控制杆子部件，以指导沿模板26的中性轴的压缩力。控制杆子部件196中的每一个包括耦合于控制杆臂200的体198、执行系统202以及连杆系统204。控制杆臂200通过连杆系统204耦合于体198。典型地，控制杆臂200、体198和连杆系统204由诸如铝、不锈钢等固体材料整体地形成。执行系统202的活塞206通过弯曲接合点212耦合于控制杆臂200的端区208，并可靠着端区208推或拉。控制杆臂200的第二端区210耦合于连杆系统204以传递其上的力。
控制杆子部件196中的每一个安装于框架192，以使连杆系统204位于框架192的第一侧214。如果不是所有的也是大部分的子部件190的金属组件框架192由铝、不锈钢等形成。执行系统202位于框架192的第二侧215，与第一侧214相对的设置，同时控制杆臂200在其间延伸。虽然执行系统202可以是诸如气动、压电、磁致伸缩、音圈等本领域中已知的任何力或位移执行器，但在本示例中，执行系统是从位于印第安纳州印第安纳波利斯市的美国SMC公司获得的产品编号为11-CUJB10-4D的执行器。
控制杆子部件196的每一个体198从连杆系统204远离控制杆臂200朝向孔194延伸，并在与其重叠处终止，虽然未必一定如此，但期望具有耦合于框架192的多个控制杆子部件196，使得与其相关联的多个体198相对于孔194对称地设置。此外，期望具有耦合于框架192的多个控制杆子部件196，使得其在共用框架(即框架192)上传递上述力。或者，子部件可耦合于不同的框架，但期望相对的子部件耦合于共用框架。虽然孔194可具有任何期望的形状，但通常孔194具有与模板26的形状互补的形状。为此，如图所示，孔194是正方形。此外，期望多个体198中的每一个与多个体198的其余体198中的一个相对设置。为此，在孔194的相对的侧有相等数量的体198。虽然示出了四个控制杆子部件196，向孔194的一侧提供四个体198，但可提供任何数量。更具体而言，可使每一个控制杆子部件196更小，以采用更大数量的控制杆子部件196，以提供模板26的变形控制的更高的精度。如此，在多个体198之间限定了一个区域，模板26可居于其中。本设计的优点是整个执行器子部件190位于模具28的一侧以从图3中所示的模具表面39所在的平面间隔开。这有益于防止图5中所示的执行器子部件190的组件和图3中所示的晶片30之间在刻印过程中的接触。
再次参考图17-19，在工作中，执行器子部件190将力施加到端区208以向孔194提供适当的尺寸来接收模板26。例如，在中性状态中，即，没有由执行器子部件190施加的力的情况，孔194可具有小于模板26的尺寸的尺寸。结果，可操作执行器子部件190，以靠着端区208拉，并导致体198收缩远离相对体198以增加用于加载模板26的孔194的尺寸。模板26置于194中并经由卡盘系统40固定在一个位置，示于图6中。再次参考图5、17、18、和19，允许体198在没有由执行系统202生成的力的情况下压向模板26。或者，孔194的尺寸可大于模板26的尺寸，需要由执行系统202所产生的力来实现模板26和体198之间的接触。
安排体198使得接触面220包含于体198中，以接触模板26的一侧边218。具体而言，接触面220被构造成平行于侧边218延伸并与其接触。为此，执行系统202耦合于图6中示出的泵系统180，以使执行系统202传递控制杆臂200的角运动。活塞206通过弯曲接合点212将力FIN传递到控制杆臂200的一端。这导致控制杆臂200进行旋转运动，导致体198朝向模板26进行平移运动，从而减小由多个体198限定的面积。由此，力FOUT传递到模板26的一侧边218。通过从一个或多个体198沿模板26的侧边218的不同的部分适当地传递FOUT，可实现模板26的尺寸变化。模板26的尺寸变化传递给所采用的模具28，可用来补偿放大误差，以下将详细讨论。
在改变模板26的尺寸时一个重要的考虑因素是使模板26上的局部力集中和模板26的弯曲最小化(如果不能避免的话)，它们两者将导致模具28的图案的变形。为此，连杆204被设计为控制体198和控制杆臂200的移动的方向。此外，当与诸如卡盘体42以及模板26之类的其它组件相对时，子部件196与共用框架192的结构连接确保较高的力作用于框架192。
连杆204包括连杆构件224以及示为226、228、230、232、234和236的多个弯曲接合点。弯曲接合点226、228、230、232、234和236中的每一个是大量减少了材料的连杆构件224的材料的区域。弯曲接合点226限定了旋转轴238，控制杆臂200响应于通过端区208处的执行系统202的活塞206传递到控制杆臂200的力FIN来进行围绕旋转轴238的旋转/角运动。控制杆臂200围绕旋转轴238的旋转/角运动导致体198沿横过(如果不是正交的话)旋转轴238的方向240运动。期望精确地控制方向240使得其偏移最小化。这减小(如果不能避免的话)模板26在受到多个体198的力FOUT的作用下的向平面外的弯曲。力FOUT沿控制杆臂200的端区210指向连杆系统204。
弯曲接合点228、230和232加上弯曲接合点226促进控制杆臂200和体198之间的旋转/角运动同时确保体198从方向240的偏离最小化。具体而言，弯曲接合点228、230和232中的每一个都分别限定了旋转轴242、244和246，可在控制杆臂200和体198之间发生围绕这些旋转轴的旋转/角运动。轴238、242、244和246平行地延伸，同时轴238和242基本互相重叠，而轴244和246基本互相重叠。轴238和244位于一公共平面上，而轴242和246位于一公共平面上。
此外，通过恰当的放置端区208和210之间的轴238，控制杆臂200和连杆204可用作放大器。具体而言，当侧边218和接触面220之间的接触存在时，施加到连杆系统204的力FOUT是力FIN与端区208和210之间的轴238的位置的函数。FOUT的大小可定义如下：
FOUT＝FIN(l1/l2)
其中l1是轴212与端区208的距离，而l2是轴238与端区210的距离。
参考图19和20，为了促进维持模板26上的单一压缩，连杆系统204包括接合点234和236。接合点234和236促进体198相对于控制杆构件224沿两个横向延伸的轴248和250的旋转/角运动。通过向体198提供围绕轴248和250的旋转自由度，体198可改变位置以补偿侧边218关于接触面220的倾斜。由此，接触面220将维持与侧边218的接触以减小(如果不能防止的话)由尤其是具有接触面220接触侧边218的角导致的局部应力。为了进一步减小接触面220和模板26之间的局部应力，接触面220可由顺从材料形成，以使由接触面220与侧边218的非一致性导致的侧边218上的局部应力最小化。可形成接触面的示例性材料包括氟硅氧烷、氨基甲酸乙酯和聚甲醛树酯/AF。对于侧边218的表面异常的进一步的顺从性可通过允许对多个体198中的一个体198以及接触面220的独立控制来实现。
执行器子部件190促进以两个尺寸改变模板26的尺寸。这在克服Poisson效应方面十分有用。Poisson效应可导致在模板26的在正交方向上应变的线形耦合。具体而言，Poisson比是模板26中沿Y和Z方向引起的拉伸应变和沿X方向传递到模板26的的压缩应变之间的比。典型的数量在0.1-0.4范围内。如果模板26由熔融石英形成，则比约是0.16。仅沿X方向的尺寸变化，即没有期望地沿Y方向的尺寸变化必须激活执行器子部件190，以改变d1和d2两个距离，来补偿Poisson效应。采用上述的执行器子部件190的构造中的任一个，就可将力施加到模板26以改变其尺寸并减小记录于刻印层34中的图案的变形，示于图2中。
参考图1、5、18、20和21，当改变模板尺寸时另一个重要的考虑因素是使所采用的力的有害影响最小化。例如，当改变模板尺寸时，可施加几百磅数量级的力。期望使作用在诸如定向系统43之类的系统10的其它单元上的这些力的量最小化。此外，期望诸如在由体198施加到侧边218的不均衡的压缩力存在的情况下，模板26既不相对于卡盘体42围绕Z轴旋转也不相对于体42沿X和Y方向移位。为此，执行器子部件190作为枢轴/弹性地耦合于弯曲部分41，以响应于执行器子部件压缩模板26时生成的反作用力在沿X和Y方向的平面中运动并围绕Z方向旋转。具体而言，将模板靠着卡盘体42固定的力在压缩力存在的情况下使模板26相对于卡盘体42的整体和旋转运动最小化或禁止。这通过将执行器子部件190的每一个角252、254、256和258通过顺从构件利用诸如螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的紧固装置耦合于弯曲部分41的角260、262、264和266来实现。
如图所述，每一个顺从构件268包括相对的末端270和272，同时双支点控制杆系统274从末端270向末端272延伸，终止于支点276。支点276位于相对的末端270和272之间。支点控制杆系统274包括从支点276沿方向Z朝向末端270延伸终止于基座280的控制杆278。基座280耦合于控制杆278并在那里限定了支点282。基座280从支点282延伸，横过方向Z。从支点276延伸的是终止于基座285的支撑284。支撑284从支点276向末端270延伸并设置为与控制杆278相对且间隔开。基座285从支撑284延伸远离控制杆278、并与基座280重叠且间隔开地放置。
基座280固定地附连到执行器子部件190，而基座285固定地附连到弯曲部分41。为此，多个螺纹紧固件(未示出)耦合于基座285和282中的每一个。以此构造，促进了执行器子部件190和弯曲部分41之间的相对运动。具有将每一对角(即弯曲部分41的角中的一个与执行器子部件190的角中的一个)耦合在一起的一个顺从构件268允许每一个控制杆278用作空间中平行的四个连杆机构。这向执行器子部件190提供相对于弯曲部分41沿X和Y方向的相对平移运动以及围绕Z方向的旋转运动。具体而言，支点276促进关于轴288的相对运动，而支点282促进关于轴290的相对运动。此外，控制杆278促进围绕轴Z的相对旋转运动。控制杆278的刚度使沿Z方向的平移运动最小化或防止该运动。提供执行器子部件190和弯曲部分41之间的上述的相对运动使由如弯曲部分41和系统42等系统10的其它装置感测的放大力的量值最小化。
此外，执行器子部件190用于适应模板26与执行器子部件190之间的负载容限和不平衡的力。例如，如果模板26以θ误差负载于体42上，例如未恰当的对准而相对于卡盘体42围绕Z方向旋转，则执行器子部件190可围绕Z方向旋转以适应移位。此外，如果由相对体198施加到模板26的力的和未抵消，则执行器子部件190通过在X和/或Y方向的运动和/或围绕Z方向的旋转来适应所施加的力的不平衡性。例如，期望多个控制杆子部件196中的每一个独立于其余的控制杆子部件196工作。可将大量的合力施加到模板26以改变放大和变形误差。
在另一个实施例中，为了提供模板26的更好的变形控制，可增加模板26的面积，使得可采用大量的控制杆子部件196以将压缩力施加到模板26。大量的控制杆子部件196允许模板26的变形控制的更高精度。为此，控制杆子部件196的子组或每一个可被构造成具有较小大的尺寸的体198以增加其耦合于侧边218的数量。如此，由于由侧边218上增加的数量的体198提供增高的校正分辨力，可实现改进的变形校正。或者，可增加侧边218的面积，需要适当地放大执行器子部件190以适应尺寸增加的模板26。增加模板26的尺寸的另一个优点在于模具28外部的模板26的面积滤除(例如，削弱)侧边218上的体198的应力集中的有害效应。应力集中会引起模具28处的应变变化，这导致模具28上的图案中的图案变形。简而言之，可得知侧边218每单位面积的体198的数量与变形校正的分辨力成比例。此外，减小模具28相对于模板26的其余区域的面积可使由体198接触侧边218引起的图案变形减小。
参考图1和2，记录到刻印层34的图案中的变形可起因于刻印层34和晶片30的尺寸变化。部分地由于热起伏引起的这些尺寸变化以及先前的加工步骤中的不精确性所生成一般称之为放大/偏离误差。当其中记录原图案的晶片30的区域超过原图案的区域时发生放大/偏离误差。此外，当其中记录图案的晶片30的区域具有小于原图案的面积时可发生放大/偏离误差。当形成多层刻印图案时，放大/偏离误差的有害影响加剧，示为与图案化表面294重叠的刻印层292，示于图4中。当面对放大/偏离误差时在单步骤全晶片刻印和重复步骤刻印两种工艺中两个重叠的图案之间的恰当的对准是困难的。为了实现恰当的对准，可进行干涉仪分析以生成由处理器31操作的控制信号，示于图1中，如发明人Pawan K.Nimmakayala，Tom H.Rafferty，Alireza Aghili，Byung-JinChoi，Philip D.Schumaker，Daniel A.Babbs和Sidlgata V.Sreenivasan所著的2004年11月4日提交的名为“Interferometric Analysis For Manufacture OfNano-Scale Devices”的美国共同待审批专利申请第11/000,331号中所公开的。
参考图22和23，重复步骤工艺包括在晶片30上定义多个区域，示为a-1，其中将记录对应于模具28上的原图的图案。模具28上的原图可与模具28的整个表面的共同扩张，或者仅仅位于其子部分上。本发明将参考与模具28面向晶片30的表面共同扩张的原图来讨论。重复步骤的刻印平板印刷工艺可以多种方式实现。例如，可用刻印材料的液滴36覆盖晶片30的整个表面，示于图2中，使得与其接触的模具28可顺序地放置在每一个区域a-1。为此，每一个区域a-1应包括必须的量的刻印材料使得在由模具28图案化以及的凝固时它不会流入邻近的区域a-1，如以上所讨论的。在该技术中，在凝固和刻印区域a-1中的任一个中的材料之前，用于图案化区域a-1的所需的所有刻印材料沉积在晶片的整个表面上。或者，可在向a-1的其余的区域提供任何刻印材料之前，向区域a-1的子部分(例如，区域a-1中的一个)提供刻印材料，随后图案化并凝固。在另一个实施例中，可向晶片的整个表面提供刻印材料，采用旋涂技术来沉积，然后，在区域a-1中的每一个中将刻印材料顺序地图案化并固化。
重复步骤工艺的适当的执行包括将模具28与区域a-1中的每一个适当地对准。为此，模具28包括对准标记298，示为“+”符号。区域a-1中的一个或多个包括基准标记296。通过确定对准标记298与基准标记296恰当的对准，确保了模具28与与其重叠的区域a-1中的一个的适当地对准。为此，可采用机械视觉装置(未示出)以感测对准标记和基准标记之间的相对对准。在本示例中，在对准标记298与基准标记296重叠时指示出恰当的对准。当引入放大/偏离误差时，恰当的对准变得十分困难。
然而，根据本发明的一个实施例，可通过在模具28和晶片30之间形成相对尺寸变化来减小(如果不能避免的话)放大/偏离误差。具体而言，确立模具28和晶片30的相对尺寸使得区域a-1中的至少一个限定了略小于模具28上的原图案的面积的一个面积。其后，对于放大/偏移误差的最后的补偿可通过利用执行器子部件190使示于图17中的模板26受到机械压缩力来实现，它反过来转移到由箭头F1和F2、F3、F4-F6所示的模具28，示于图23。由此，使得原图案的面积与与其重叠的区域a-1的面积共同扩张。确保放大校正主要是通过模具28的尺寸的减小来实现，由模具28限定的图案可生成得略大于标称的，例如，略大于期望的。由此，可以说由模具28限定的原图案与期望记录于区域a-1中的一个的图案的标称尺寸相比具有与其相关联的固定的放大率。然后采用执行器子部件190压缩模板26以提供具有零放大率的原图案。然而，形成热变化以改变晶片30的尺寸使得区域a-1中的一个具有略小于模具28的尺寸的尺寸是可能的。
再次参考图6，当用执行器子部件190压缩模板26时，模板26和支撑区170和172之间的相对运动沿X和Y轴发生。结果，在一个实施例中，支撑区170和172分别具有由适用于适应所述模板26的外形并对模板26沿X和Y轴的体运动有抵抗力的材料的组合形成于其上的表面区300和302，例如，Buna-N、Viton、有机硅、FEP、氟硅氧烷、聚氨脂、Kalrez、Simriz、Buna-n、镜面抛光阳极氧化Al、Ni镀层、或SiC表面、或抛光的涂层、规则的O环、管、涂层或可用于在净化室环境中密封真空的任何耐用材料。如此，表面区域300和302阻止模板26相对于卡盘体42在X和Y方向的相对运动。
参考图2和24，卡盘体304设有墙/隔板306、308、310和312促进了向子区314、316、318和320同时提供不同的压力水平。结果，当模板26从刻印层34拉开时，施加到模板26上的力的量值可横截模板26的表面而改变。这允许模板26从刻印层34伸出悬臂或剥离，这减小了在模具28从其分离期间在刻印层34中形成的变形和缺陷。例如，子区316可具有确立于其中的压力，它大于与其余的子区314、318和320相关联的压力。结果，当增加距离“d”时，模板26与子区314、318和320重叠的部分受到的拉力大于模板26与子区316重叠的部分受到的拉力。因此，假如上述的伸出悬臂有作用的话，则对于模板26与子区314、318和320重叠的部分的“d”增加的速率与模板26与子区316重叠的部分的“d”增加的速率相比是加速的。
在又一个实施例中，示于图25，卡盘体322可包括从外凹槽328的最低表面326凸出的多个针324。针324为经由真空保持在卡盘体322上并分别靠在支撑区334和336的表面330和332上的模板(未示出)提供机械支撑。表面区330和332以模板(未示出)来提供不透液体的密封。为此，将表面330和332抛光为光学上的平坦、且针324从凹槽328延伸终止于表面区330和332的公共平面。模板(未示出)在Z方向的机械支撑由支撑区334和336以及针324提供，同时针324一般为具有圆形或正方形横截面的刚性柱。针324排列为墁，而使模板(未示出)上的模具(未示出)在施加标定真空压力时充分平坦。
参考图22、23和26，在工作中，在步骤400中进行晶片30在X-Y平面中的精确测量。这可通过利用机械视觉装置(未示出)和已知的信号处理技术感测晶片30上的总的对准基准338来实现。在步骤402中，将区域a-1中的一个的面积确立为略小于模具28上的原图案的面积。这可通过制造具有在其上略大于区域a-1中的一个的面积的图案的模具28来实现、和/或通过改变其温度来扩大模具28而实现，例如，使模具28和晶片30在控温环境中(未示出)并改变所述环境的温度导致尺寸的变化，这尤其是由于制造模具28和晶片30的材料的热膨胀系数的差产生的。作为选择，或与其结合，可改变晶片30的温度，即升高或降低，使得区域a-1中的一个的面积略小于模具28上的原图案的面积。温度变化可利用晶片30靠于其上的控温卡盘或基座(未示出)来实现。当处理热问题时固有的假设是晶片30的±0.01摄氏度数量级的精良的温度控制是可能的，这导致了±0.03ppm变形，认为可以忽略。或者，晶片30和模具28两者的温度变化可通过将其放置在控温室中(未示出)来实现。如果晶片30和模具28由具有不同的热膨胀系数的材料制造，则这尤其有利。区域a-1中的每一个的面积可通过在两个共线的总对准基准338之间的距离的变化的测量来确定。
具体而言，确定沿X或Y轴中的一个共线的两个总对准基准338之间的距离的变化。其后，将距离的变化除以晶片30上沿X轴的邻近的区域a-1的数量。这就可提供由于晶片30沿X轴的尺寸变化所引起的区域a-1的面积的尺寸变化。如果必要的话，可对其进行测量以确定由于晶片30沿Y轴的尺寸变化引起的区域a-1的面积的变化。然而，可假设晶片30中的尺寸变化在两个正交轴X和Y中是一致的。
在步骤404中，将压缩力F1-8施加到模具28以确立原图案的面积和与该图案重叠的区域a-1中的一个的面积共同延伸，以及模具28上的图案和区域a-1中的一个之间的恰当的对准。这可采用机械视觉装置(未示出)和已知的信号处理技术来实时地实现，以确定对准标记298中的两个或多个与基准标记296中的两个或多个的对准的时候。在步骤406，在实现恰当的对准并减小(如果不是消除的话)放大/偏离误差后，将原图案记录于与模具28重叠的区域a-1中，形成记录图案。压缩力不必具有相同的大小，因为在晶片30或模具28中的尺寸变化在所有的方向上可能不是一致的。此外，放大/偏离误差在X-Y两个方向上可能不是相等的。结果，压缩力F1-8可以不同以补偿这些异常。具体而言，如上所述，执行器子部件190的每一个控制杆子部件196可独立地工作。这向模具28提供了不同的力的组合F1-8以补偿放大变形、以及模具上的图案中呈现的变形，例如，正交变形，诸如歪斜变形和梯形变形之类。此外，为了保证放大/偏离误差的较大程度的减小，在模具28接触图4中的刻印层(未示出)后，可进行模具28的尺寸变化，然而，这并非一定必要的。
再次参考图6、22和23，模具28和与其重叠的区域a-1的对准可发生，同时模具28与刻印层(未示出)间隔开。如果发现放大/偏离误差在整个晶片30上是恒定的，则可维持用于原图案记录于其中的每一个区域a-1的力F1-8的大小。然而，如果确定放大/偏离误差对于一个或多个区域a-1是不同的，则可对其中记录原图案的每一个区域a-1进行示于图26中的步骤402和404。应该注意，晶片30和模具28之间可发生的相对尺寸变化有一个极限。例如，区域a-1的面积应为适当的尺寸以使当模具28受到压缩力F1-8时模具28上的图案能够限定与其共同延伸的面积，而不危及模具28的结构整体性。
参考图22、23和27，根据本发明的另一个实施例，在步骤500中进行晶片30在X-Y平面上的精确测量。在步骤502中，确定模具28上的原图案是否有任何变形，例如，歪斜变形、梯形变形等。在步骤504中，如果有原图案变形，确立力差以形成力F1-8中大小的所需差，来去除原图案变形，限定力差。如此，可减小或者完全地去除歪斜变形、梯形变形等以提供具有期望的原图案的模具28。如果在原图案中没有变形，在步骤506中，确定与模具28重叠的区域a-1中的一个的面积是否大于模具28上的图案的面积。如果是这样的话，该过程进行到步骤508，否则该过程进行到步骤510。在步骤510中，模具28被放置为和与其重叠的区域a-1接触，并确定所需大小的压缩力F1-8以施加到模具28来保证图案的面积与区域a-1的面积共同延伸，同时压缩力包括力差。在步骤512中，将压缩力F1-8施加到模具28并且图案记录于晶片30中。在步骤514中，将图案记录于晶片30中。其后，模具28从与模具28重叠的区域a-1间隔开并且该过程进行到步骤516，在那里确定在晶片30上是否剩留有其中记录图案的任何区域a-1。如果有，则过程进行到步骤518，其中将模具28放置为与下一个区域重叠，然后该过程进行到步骤506。否则，该过程在步骤520结束。
如果在步骤506中确定与模具28重叠的区域a-1具有比图案的面积大的面积，则该过程进行到步骤508，其中改变模具28和/或晶片30的温度，以使其膨胀。在本实施例中，在步骤508中加热模具28，使得图案略大于与其重叠的区域a-1的面积。然后该过程在步骤512继续。
以上所述的实施例是示例性的。可对以上所述的公开内容进行很多改变和修改，同时仍落在本发明的范围内。例如，通过用正液体压力加压所有由卡盘体-衬底组合形成的室，衬底可从卡盘体快速地释放。此外，以上讨论的很多实施例可实现于不采用通过可聚合材料的液滴的沉积来形成刻印层的现有的刻印平板印刷工艺中。因此，本发明的范围不应由以上描述限制，而是参考所附权利要求书连同其全范围的等效技术方案来确定。
关于联邦政府赞助研究或开发的声明
美国政府具有本发明的已支付的许可证以及要求专利所有者在如由国防部高级研究计划局(DARPA)授予的项目N66001-01-1-8964和N66001-02-C-8011提供的合理的项目上许可其他人的有限环境中的权利。
该系统包括适用于在区域中定位衬底的衬底卡盘；顺从构件；以及通过顺从构件弹性地耦合到衬底卡盘的执行器子部件。执行器部件包括多个控制杆子部件，其中的一个包括一个体，该体位于该区域中并与多个控制杆子部件的其余的控制杆子部件中的一个相关联的相对体间隔开。多个控制杆部件中的一个适用于改变体和相对体之间的距离。如此，可将压力施加到模板以去除模型上的图案中的不需要的、放大和其它变形。顺从构件被构造成可削弱由衬底卡盘所感测的响应于压力而生成的合力的大小。
该方法包括用执行器部件将压缩力施加到衬底，同时促进执行器部件相对于衬底移动，以使并由卡盘所感测的、响应于压缩力而生成的反作用力最小化。以下将更全面地讨论这些或其它实施例。
附图简述
图1是根据本发明的平板印刷系统的立体图；
图2是图1所示的平版印刷系统的简化正视图；
图3是刻印层图案化之后与图1所示的刻印层间隔开的模具的简化正视图；
图4是第一刻印层中的图案被转移到其中之后位于图3所示的衬底的顶上的另外的刻印层的简化正视图；
图5是根据本发明的刻印头、执行器子部件和模板的分解图；
图6是根据本发明的卡盘系统的横截面图；
图7是示出根据本发明的模板卡盘和模板的定向台的分解立体图；
图8是图7所示的定向台的立体图；
图9是包含于图7所示的定向台中的、根据本发明的第一实施例的被动顺从装置连同模板固定器和模板的分解立体图；
图10是图9所示的被动顺从装置的详细立体图；
图11是图10所示的被动顺从装置的侧视图，示出包含于其中的弯曲接合点的细节；
图12是图10所示的被动顺从装置的侧视图；
图13是图12所示的顺从装置旋转90度的侧视图；
图14是图10所示的顺从装置旋转180度的侧视图；
图15是图10所示的顺从装置旋转270度的侧视图；
图16是图6所示的卡盘基体的仰视图；
图17是图5所示用于改变模板尺寸的装置的仰视立体图；
图18是图17所示装置的俯视立体图；
图19是根据本发明的、图17和18所示的控制杆子部件的详细侧视图；
图20是示出根据本发明图5的、具有枢轴的执行器子部件、弯曲装置的分解立体图；
图21是图20所示的枢轴中的一个的详细立体图；
图22是图2、3和4所示的、其上布置印刻层的晶片的俯视图；
图23是图22详细视图，示出印刻区中的一个中的模具的位置；
图24是根据另一个实施例的、图16所示的卡盘体的仰视图；
图25是根据又一个实施例的、图17所示的卡盘体的横截面图；
图26是示出根据本发明的减小利用刻印平板印刷技术来形成的图案中的变形的方法的流程图；
图27是示出根据本发明的另一个实施例的减小利用刻印平板印刷技术来形成的图案中的变形的方法的流程图；
本发明的详细描述
图1描述了根据本发明的一个实施例的平板印刷系统10，它包括具有在其间延伸的桥14和台式支架16的一对间隔开的桥式支架12。桥14和台式支架16是间隔开的。耦合到桥14的是刻印头18，它从桥14延伸向台式支架16。置于台式支架16上以面对刻印头18的是运动台20。运动台20被构造成相对于台式支架16沿X和Y轴运动，但也可沿Z轴运动。在2002年7月11日提交的名为“Step andRepeat Imprint Lithography Systems”的美国专利申请第10/194,414号中公开了一种示例性运动台，它受让给本发明的受让人。将能源22耦合到系统10以将光化学能照射到运动台20。系统10的工作受到与包含定义指令的计算机可读代码的存储器33数据通信的处理器31的控制，以调节系统10的各组件的工作。
参考图1和2，连接到刻印头18的是具有在其上的模具28的模板26。模具28包括由多个间隔开的凹槽27和凸起29限定的多个特征。多个特征限定了形成将转移到位于运动台20上的晶片30的图案的基础的原图案。为此，刻印头18适用于沿Z轴运动并改变模具28和晶片30之间的距离“d”，但也可沿X和Y轴运动。如此，可将模具28上的特征刻印到晶片30的可流动区，以下将更全面地讨论。设置能源22使得模具28位于能源22和晶片30之间。结果，模具28由使其对由能源22产生的能量充分透明的材料形成。
参考图2，可流动区形成于呈现充分平坦的外形的表面32的部分上。可流动区可利用任何已知的技术形成，如美国专利第5,772,905号中公开的热压工艺、或Chou等人在Ultrafast and Direct Imprint of Nanostructures in Silicon，Nature，417，第835-837页，2002年6月中描述的类型的激光辅助直接刻印(LADI)工艺。然而，可流动区由晶片30上的刻印材料的多个间隔开的离散液滴36组成，以下将详细讨论。在2002年9月提交的名为“System and Methodfor Dispensing Liquids”的美国专利申请第10/191,749号中公开了用于沉积液滴36的示例性系统、它受让给本发明的受让人。液滴36包括可选择地聚合和交联的刻印材料以记录对应于其中的原图案的图案，限定形成于刻印层34中的记录图案。在2003年6月16日提交的名为“Method to Reduce Adhesion Betweena Conformable Region and a Pattern of a Mold”的美国专利申请第10/463,396号美国专利申请中公开了一种用于刻印材料的示例性组成。
参考图2和3，通过与模具28的相互作用(例如，机械接触、电接触等)部分地形成了记录于刻印层34中的图案。在本示例中，减小距离“d”以允许微滴36可以和模具28机械接触，并在表面32上形成刻印材料的接壤的结构，它随后凝固以形成刻印层34。在一个实施例中，减小距离“d”以允许刻印层34的子部分进入并填充凹槽27。
为了促进凹槽27的填充，所采用的刻印材料拥有期望的性能以完全地填充凹槽27同时以刻印材料的接壤结构覆盖表面32。在本实施例中，与凸起29重叠的刻印层34的子部分37在期望的且通常是最小距离“d”达到后保持不变，留下具有厚度t1的子部分35和具有厚度t2的子部分37。厚度“t1”和“t2”可以是任何期望的厚度，这取决于应用。
参考图2和3，期望的距离“d”达到后，能源22产生使刻印材料聚合并交联的光化学能，形成交联聚合物材料。结果，刻印材料的组成从液态转变为固态。具体而言，使刻印材料固化以提供具有与模具28的表面39的形状一致的一侧的刻印层34，更加清楚地示于图3中。固化刻印层34形成后，增加距离“d”使得模具28和固化刻印层34间隔开。
参考图3，可采用另外的处理以完成晶片30的图案化。例如，可蚀刻晶片30和固化刻印层34以将固化刻印层34的图案转移到晶片30中，提供图案化表面294，示于图4中。再次参考图3，为了促进蚀刻，可改变形成固化刻印层34的材料以根据需要限定关于晶片30的相对蚀刻速率。选择地或除此之外，可设置固化刻印层34具有相对于选择地置于其上的光刻胶材料(未示出)的蚀刻差别。可设置光刻胶材料(未示出)以利用已知的技术进一步形成固化刻印层34的图案。可采用任何蚀刻工艺，这取决于期望的蚀刻速率和在下面形成晶片30和固化刻印层34的组成部分。示例性蚀刻工艺可包括等离子体蚀刻、反应离子蚀刻、化学湿法蚀刻等。应该理解晶片30用于一般的意义，并可包括适用于以期望的工艺形成图案的任何类型的衬底。例如，晶片30可以是有或没有其上的自然氧化物的裸半导体晶片34，例如，硅晶片。或者，晶片30可具有置于其上的一或多层，如由密苏里州Rolla，Brewer Science公司的商品名为DUV30J-6的材料形成的底层。
参考图1和2，示例性能源22可产生紫外线能量。可采用诸如热、电磁等其它能源。所采用的用于发起刻印材料的聚合的能量的选择对于本领域的技术人员是已知的并且取决于期望的具体应用。此外，模具28上的多个特征示为沿平行于凸起29的方向延伸的凹槽27，这提供了具有城垛形状的模具28的横截面。然而，凹槽27和凸起29可对应于实际上任何期望的特征，包括用于形成集成电路的特征，且可小至几纳米。结果期望由热稳定材料制造系统10的组件，例如在室温下(例如，25摄氏度)具有小于约10ppm/℃的热膨胀系数。在一些实施例中，构成材料可具有小于10ppm/℃的热膨胀系数或小于1ppm/℃的热膨胀系数。为此，桥式支架12、桥14和/或台式支架16可由以下材料中的一种或多种制造：商品名为或名为SUPER INVARTM的铁合金；陶瓷，包括但不限于陶瓷和碳化硅。此外，工作台24可被构造成将系统10的其余的组件与周围环境的振动隔离。一种示例性工作台24可从加利福尼亚州Irvine的Newport公司获得。
参考图5和6，模板26(模具28在其上)经由卡盘体42耦合于图1所示的刻印头28。体42耦合于弯曲部分41。弯曲部分41耦合于控制模板26的运动的定向系统43。
参考图7，示出了定向系统43具有紧邻外框架46设置的内框架44、以及弯曲环48，以下将更全面地讨论。体42通过弯曲部分41耦合于定向系统43，更清楚地示于图8中。具体而言，体42利用诸如位于连接到最靠近体42的四个角的弯曲部分41的四个角的体42的四个角处的螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的装置来连接到弯曲部分41。最靠近内框架44的表面45的弯曲部分41的四个角47利用诸如未示出的螺纹紧固件之类的任何适当的装置连接到那里。
参考图7和8，内框架44具有中心通路50，二外框架46具有与中心通路50重叠的中心开口52。弯曲环48具有环形，例如，圆形或椭圆形，并耦合于内框架44和外框架46，并位于中心通路50和中心开口52两者的外部。具体而言，弯曲环48利用诸如螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的装置在区域54、56和58耦合于内框架44，在区域60、62和64耦合于外框架46。区域60置于区域54和56之间并与它们等距；区域62置于区域56和区域58之间并与它们等距；而区域64置于区域54和58之间并于它们等距。由此，弯曲环48围绕弯曲部分41、体42、和模板26，并将内框架44固定地附连到外框架46。
应该理解定向系统43和弯曲部分41可由任何适当的材料组成，例如，铝、不锈钢等。此外，弯曲部分41可利用任何适当的装置耦合到定向系统43。在本示例中，弯曲部分41采用位于体42的四个角上的螺纹紧固件(未示出)耦合到表面45。
定向系统43被构造成用于控制模板26的运动并将其相对于基准表面(未示出)以期望的空间关系放置。为此，多个执行器66、68和70连接于外框架46和内框架44之间以关于定向系统43间隔。执行器66、68和70中的每一个都具有第一端72和第二端74。第一端72面向外框架46，而第二端74面向内框架44。执行器66、68和70通过促进内框架44沿三个轴Z1、Z2和Z3的平移运动来使内框架44关于外框架46倾斜。定向系统43可提供关于轴Z1、Z2和Z3的约±1.2mm的运动范围。照这样，执行器66、68和70使内框架44将围绕多个轴T1、T2和T3中的一个或多个的角运动传递到弯曲部分41以及模板26和体42。具体而言，通过减小内框架44和外框架46之间沿轴Z2和Z3的距离并增加其间沿轴Z1的距离，在第一方向上发生了围绕倾斜轴T2的角运动。增加内框架44和外框架46之间沿轴Z2和Z3的距离并减小其间沿轴Z1的距离，在与第一方向相反的第二方向上发生了围绕倾斜轴T2的角运动。以类似的方式，通过内框架44沿轴Z1和Z2以同一方向和大小的运动同时内框架44沿轴Z3以与沿轴Z1和Z2的运动相反方向两倍大小的运动来改变内框架44和外框架46之间的距离，围绕轴T1的运动可发生。类似地，通过内框架44沿轴Z1和Z3以同一方向和大小的运动同时内框架44沿轴Z2以与沿轴Z1和Z3的运动相反方向两倍大小的运动来改变内框架44和外框架46之间的距离，围绕轴T3的运动可发生。执行器66、68和70可具有±200N的最大工作力。定向系统43可提供围绕轴T1、T2和T3约±0.15°的运动范围。
选择执行器66、68和70以使机械部件最小化，并由此使不平均的机械顺从性、以及可能导致微粒的摩擦最小化。执行器66、68和70的例子包括音圈执行器、压力执行器以及线形执行器。用于执行器66、68和70的示例性实施例可从加利福尼亚州的Sylmar，BEI技术获得，其商品名为LA24-20-000A，并且它可利用如螺纹紧固件之类的任何适当的装置耦合到内框架44。此外，执行器66、68和70耦合于内框架44和外框架46之间以在那里对称地放置，并位于中心通路50和中心开口52的外部。以此构造，在外框架46和弯曲部分41之间构造了无阻碍的通路。此外，对称排列使动态振动和不平均的热漂移最小化，由此提供内框架44的精细运动校正。
内框架44、外框架46、弯曲环48和执行器66、68和70的组合提供弯曲部分41以及由此的体42和模板26围绕倾斜轴T1、T2和T3的角运动。然而，期望将平移运动沿位于横过(如果不是正交的话)轴Z1、Z2和Z3的平面中的轴传递给模板26。这通过提供具有功能性的弯曲部分41来实现，以传递弯曲部分41上围绕示为C1和C2的多个顺从轴中的一个或多个的角运动，该多个顺从轴在组装模板、模板卡盘和顺从装置时与倾斜轴T1、T2和T3间隔开并存在于模板的表面上。
参考图9和10，弯曲部分41包括支撑体76以及耦合到面对多个弯曲臂80、82、84和86的支撑体76的浮体78。体42被设计为安装到浮体78，如以上所讨论的，而模板26由卡盘利用传统的方法保持，以下将更全面地讨论，示于图6中。
再次参考图9和10，弯曲臂80、82、84和86中的每一个包括第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94。为了便于讨论起见，参考弯曲臂88讨论第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94，但该讨论同样适用于与弯曲臂80、84和86相关联的几组弯曲接合点。尽管未必一定如此，但弯曲部分41由固体形成。结果，支撑体76、浮体78和弯曲臂80、82、84和86整体地形成，并面对第一和第二组弯曲接合点88、90、92和94旋转地耦合在一起。支撑体76包括置于中心的通路96。浮体78包括与通路96重叠的置于中心的孔98。每一个弯曲臂80、82、84和86都包括相对的末端99和100。每一个弯曲臂80、82、84和86的末端99通过弯曲接合点92和94连接于支撑体76。末端99位于通路96的外部。每一个弯曲臂80、82、84和86末端100通过弯曲接合点88和90连接到浮体78。末端100位于孔98的外部。
参考图9，10和11，接合点88、90、92和94中的每一个通过从紧邻末端99和100(即，支撑体76或浮体78中的任一个与弯曲臂80、82、84和86中的一个的接口处)的弯曲部分41减少材料来形成。为此，弯曲接合点88、90、92和94通过弯曲部分41的机械加工、激光切割或其它适当的处理来形成。具体而言，接合点90和92由具有两相对表面104和106以及两个孔108和110的弯曲构件102形成。孔108远离孔110放置，而孔110远离孔108。从孔110延伸远离表面104的是终止于弯曲臂82的外围中的开口的间隙112。接合点94也由具有两相对表面116和118以及两个孔120和122的弯曲构件114形成。孔122面对表面118设置。从孔122延伸远离表面116的是间隙123，而从孔120延伸的是间隙125。间隙112、123和125的间距S1、S2和S3分别限定了支撑体76和浮体78中的任一个之间可发生的相对运动的运动范围。
参考图9和11，与弯曲臂82和84的接合点88相关联的弯曲构件114促进围绕轴124的旋转，而与弯曲臂82和84的接合点92相关联的弯曲构件102促进围绕轴126的旋转。与弯曲臂80和86的接合点88相关联的弯曲构件114促进围绕轴128的旋转，而与弯曲臂80和86的接合点92相关联的弯曲构件102促进围绕轴130的旋转。与弯曲臂80和82的接合点90相关联的弯曲构件102促进围绕轴132的旋转，而与弯曲臂80和82的接合点94相关联的弯曲构件114促进围绕轴134的旋转。与弯曲臂84和86的接合点90相关联的弯曲构件102促进围绕轴136的旋转，而与弯曲臂84和86的接合点94相关联的弯曲构件114促进围绕轴138的旋转。
结果，每一个弯曲臂80、82、84和86位于其中旋转轴的组重叠的弯曲部分41的区域中。例如，弯曲臂80的末端99位于轴130和134重叠的位置，而末端100位于轴128和132重叠的位置。弯曲臂82的末端99位于轴126和134重叠的位置，而末端100位于轴124和132重叠的位置。弯曲臂84的末端99位于轴138和126重叠的位置，而末端100位于轴124和136重叠的位置。类似地，弯曲臂86的末端98位于轴130和138重叠的位置，而末端100位于轴136和128重叠的位置。
作为该构造的结果，将每一个弯曲臂80、82、84和86耦合以提供相对于支撑体76和浮体78围绕两组重叠轴的相对旋转运动，这两组重叠轴中，第一组横向地延伸到余下的一组。这向弯曲臂80、82、84和86中的每一个提供了关于两组正交轴的运动同时使其覆盖区最小化。弯曲部分41可提供约±0.04°的倾斜运动范围，约±0.02°的有效倾斜运动范围，关于上述轴的约±0.0005°的有效θ运动范围。此外，具有每一个弯曲臂80、82、84和86的减小的覆盖区可允许在通路96和孔98之间留下不被弯曲臂80、82、84和86阻碍的空位。这使弯曲部分41适用于刻印平板印刷系统，以下将更全面地讨论。
参考图10、12和13，关于支撑体76和浮体78的弯曲臂80、82、84和86的构造促进了弯曲部分41中的负载的平行传递。例如，如果负载力传递到支撑体76上，则每一个弯曲臂80、82、84和86将基本等量的力F1传递到浮体78。此外，这促进了在以力F1或力F2负载时获得期望的结构刚度的弯曲部分41。为此，接合点88、90、92和94是旋转接合点，它使弯曲部分和支撑体76或浮体78之间除旋转运动外在所有方向上的运动最小化。具体而言，接合点88、90、92和94使弯曲臂80、82、84和86、支撑体76和浮体78之间的平移运动最小化，同时促进了围绕轴124、126、128、130、132、134、136和138的旋转运动。
参考图10、11、12和13，轴124、126、128和130的相对位置向浮体78提供与浮体78间隔开、相对于孔98以及轴124、126、128和130来定中心的位置140处的第一间接中心顺从性(RCC)。类似地，轴122、124、126和128的相对位置向浮体78提供充分接近于位置140且期望地位于位置140处的第二RCC，第二RCC基本相对于轴132、134、136和138来定中心而与位置140等距地放置。一组轴124、126、128和130中的每一个轴平行于该组其余的轴124、126、128和130延伸。类似地，一组轴132、134、136和138中的每一个轴平行于该组其余的轴132、134、136和138延伸并与每一个轴132、134、136和138正交。轴130沿第一方向以距离d1并沿第二正交方向以距离d2与轴128间隔开。轴124沿第二方向以距离d3并沿第一方向以距离d4与轴126间隔开。轴132沿与第一和第二两个方向正交的第三方向以距离d5并沿第二方向以距离d6与轴134间隔开。轴136沿第二方向以距离d7并沿第三方向以距离d8与轴138间隔开。距离d1、d4、d6和d7基本相等。距离d2、d3、d5和d8基本相等。
参考图12、13、14和15，两组横向延伸的轴可充分地紧密接近，使得可通过适当的确立距离d1-d8而认为RCC位于其交叉点上。第一组包括的四个轴示为144、146、148和150。弯曲臂80的接合点88和92沿轴144放置，而弯曲臂82的接合点88和92沿轴146放置。弯曲臂84的接合点88和92沿轴148放置，而弯曲臂86的接合点88和92沿轴150放置。第二组四个轴示为152、154、156和158。弯曲臂82的接合点90和94沿轴152放置，而弯曲臂84的接合点90和94沿轴154放置。弯曲臂86的接合点90和94沿轴156放置，而弯曲臂80的接合点90和94沿轴158放置。以该构造，浮体78相对于RCC围绕一组轴144、146、148、150、152、154、156和158中的任一个的运动可与围绕其余的轴144、146、148、150、152、154、156和158的运动脱离。这提供了浮体78相对于RCC的平衡环的移动。以结构刚度来抵抗(如果不是防止的话)浮体关于轴144、146、148、150、152、154、156和158的平移运动。
参考图6和16，卡盘体42适用于利用真空技术保持附连模具28的模板26。为此，卡盘体42包括第一160和第二162相的对侧。一侧(或边缘)表面164在第一侧160和第二侧162之间延伸。第一侧160包括第一凹槽166和与第一凹槽166间隔开的第二凹槽168，限定了第一170和第二172间隔开的支撑区。第一支撑区170环绕第二支撑区172以及第一166和第二168凹槽。第二支撑区172环绕第二凹槽168。与第二凹槽168重叠的卡盘体42的部分174对于诸如上述光化学能的波长之类的具有预定波长的能量是可透过的。为此，部分174由诸如玻璃之类的透明材料的薄层来形成。然而，形成部分174的材料取决于由图2示所的能源22产生的能的波长。
再次参考图6和16，部分174从第二侧162延伸并紧邻第二凹槽168终止，并可至少限定和模具28的面积一样大的面积，使得模具28与其重叠。形成于卡盘体42中的是示为176和178的一个或多个通路。通路中的一个(如通路176)使第一凹槽166与侧面164流体相通。其余的通路(如通路178)使第二凹槽168与侧面164流体相通。
应该理解，通路176也可在第二侧162和第一凹槽166之间延伸。类似地，通路178可在第二侧162和第二凹槽168之间延伸。期望的是通路176和178分别促进凹槽166和168与诸如泵系统180之类的压力控制系统流体相通。
泵系统180可包括一个或多个泵以互相独立地控制紧邻凹槽166和168的压力。具体而言，当安装到卡盘体42时，模板16靠在第一170和第二172支撑区上，覆盖第一166和第二168凹槽。第一凹槽166和与其重叠的模板26的部分182限定第一室184。第二凹槽168和与其重叠的模板26的部分186限定第二室188。操作泵系统180以控制第一184和第二188室中的压力。具体而言，在第一室184中确立压力以维持模板26与卡盘体42的位置，并减小(如果不能避免的话)模板26在重力g的作用下从卡盘体42分离。第二室188中的压力与第一室184中的压力不同，尤其用于通过调节模板26的形状减小模板26在刻印期间发生的变形。例如，泵系统180可在室188中施加正压力以补偿作为图2中所示的刻印层34接触模具38的结果产生的任何向上的力R。由此，产生的是侧边160不同区域之间的压差，以减小(如果不能消除的话)模板26以及模具28在力R的作用下的弯曲。耦合到模板26的是用于改变其在X和Y方向的尺寸的装置，同时应理解Y方向是进入图6的平面的方向。用于改变尺寸的装置示意地示为耦合于卡盘体42的执行器子部件190，示于图5的分解图中。泵系统180和执行器子部件190在处理器31的控制下工作，示于图1中。
参考图17-19，在本示例中，执行器子部件190被构造成使模板26受到单一的压缩力，以使平面外的弯曲力极小化(如果不能完全避免的话)。导致模板26弯曲的力的问题在于它导致图案变形。为此，执行器子部件190包括安装到具有中心孔194的框架192的多个控制杆子部件，以指导沿模板26的中性轴的压缩力。控制杆子部件196中的每一个包括耦合于控制杆臂200的体198、执行系统202以及连杆系统204。控制杆臂200通过连杆系统204耦合于体198。典型地，控制杆臂200、体198和连杆系统204由诸如铝、不锈钢等固体材料整体地形成。执行系统202的活塞206通过弯曲接合点212耦合于控制杆臂200的端区208，并可靠着端区208推或拉。控制杆臂200的第二端区210耦合于连杆系统204以传递其上的力。
控制杆子部件196中的每一个安装于框架192，以使连杆系统204位于框架192的第一侧214。如果不是所有的也是大部分的子部件190的金属组件框架192由铝、不锈钢等形成。执行系统202位于框架192的第二侧215，与第一侧214相对的设置，同时控制杆臂200在其间延伸。虽然执行系统202可以是诸如气动、压电、磁致伸缩、音圈等本领域中已知的任何力或位移执行器，但在本示例中，执行系统是从位于印第安纳州印第安纳波利斯市的美国SMC公司获得的产品编号为11-CUJB10-4D的执行器。
控制杆子部件196的每一个体198从连杆系统204远离控制杆臂200朝向孔194延伸，并在与其重叠处终止，虽然未必一定如此，但期望具有耦合于框架192的多个控制杆子部件196，使得与其相关联的多个体198相对于孔194对称地设置。此外，期望具有耦合于框架192的多个控制杆子部件196，使得其在共用框架(即框架192)上传递上述力。或者，子部件可耦合于不同的框架，但期望相对的子部件耦合于共用框架。虽然孔194可具有任何期望的形状，但通常孔194具有与模板26的形状互补的形状。为此，如图所示，孔194是正方形。此外，期望多个体198中的每一个与多个体198的其余体198中的一个相对设置。为此，在孔194的相对的侧有相等数量的体198。虽然示出了四个控制杆子部件196，向孔194的一侧提供四个体198，但可提供任何数量。更具体而言，可使每一个控制杆子部件196更小，以采用更大数量的控制杆子部件196，以提供模板26的变形控制的更高的精度。如此，在多个体198之间限定了一个区域，模板26可居于其中。本设计的优点是整个执行器子部件190位于模具28的一侧以从图3中所示的模具表面39所在的平面间隔开。这有益于防止图5中所示的执行器子部件190的组件和图3中所示的晶片30之间在刻印过程中的接触。
再次参考图17-19，在工作中，执行器子部件190将力施加到端区208以向孔194提供适当的尺寸来接收模板26。例如，在中性状态中，即，没有由执行器子部件190施加的力的情况，孔194可具有小于模板26的尺寸的尺寸。结果，可操作执行器子部件190，以靠着端区208拉，并导致体198收缩远离相对体198以增加用于加载模板26的孔194的尺寸。模板26置于194中并经由卡盘系统40固定在一个位置，示于图6中。再次参考图5、17、18、和19，允许体198在没有由执行系统202生成的力的情况下压向模板26。或者，孔194的尺寸可大于模板26的尺寸，需要由执行系统202所产生的力来实现模板26和体198之间的接触。
安排体198使得接触面220包含于体198中，以接触模板26的一侧边218。具体而言，接触面220被构造成平行于侧边218延伸并与其接触。为此，执行系统202耦合于图6中示出的泵系统180，以使执行系统202传递控制杆臂200的角运动。活塞206通过弯曲接合点212将力FIN传递到控制杆臂200的一端。这导致控制杆臂200进行旋转运动，导致体198朝向模板26进行平移运动，从而减小由多个体198限定的面积。由此，力FOUT传递到模板26的一侧边218。通过从一个或多个体198沿模板26的侧边218的不同的部分适当地传递FOUT，可实现模板26的尺寸变化。模板26的尺寸变化传递给所采用的模具28，可用来补偿放大误差，以下将详细讨论。
在改变模板26的尺寸时一个重要的考虑因素是使模板26上的局部力集中和模板26的弯曲最小化(如果不能避免的话)，它们两者将导致模具28的图案的变形。为此，连杆204被设计为控制体198和控制杆臂200的移动的方向。此外，当与诸如卡盘体42以及模板26之类的其它组件相对时，子部件196与共用框架192的结构连接确保较高的力作用于框架192。
连杆204包括连杆构件224以及示为226、228、230、232、234和236的多个弯曲接合点。弯曲接合点226、228、230、232、234和236中的每一个是大量减少了材料的连杆构件224的材料的区域。弯曲接合点226限定了旋转轴238，控制杆臂200响应于通过端区208处的执行系统202的活塞206传递到控制杆臂200的力FIN来进行围绕旋转轴238的旋转/角运动。控制杆臂200围绕旋转轴238的旋转/角运动导致体198沿横过(如果不是正交的话)旋转轴238的方向240运动。期望精确地控制方向240使得其偏移最小化。这减小(如果不能避免的话)模板26在受到多个体198的力FOUT的作用下的向平面外的弯曲。力FOUT沿控制杆臂200的端区210指向连杆系统204。
弯曲接合点228、230和232加上弯曲接合点226促进控制杆臂200和体198之间的旋转/角运动同时确保体198从方向240的偏离最小化。具体而言，弯曲接合点228、230和232中的每一个都分别限定了旋转轴242、244和246，可在控制杆臂200和体198之间发生围绕这些旋转轴的旋转/角运动。轴238、242、244和246平行地延伸，同时轴238和242基本互相重叠，而轴244和246基本互相重叠。轴238和244位于一公共平面上，而轴242和246位于一公共平面上。
此外，通过恰当的放置端区208和210之间的轴238，控制杆臂200和连杆204可用作放大器。具体而言，当侧边218和接触面220之间的接触存在时，施加到连杆系统204的力FOUT是力FIN与端区208和210之间的轴238的位置的函数。FOUT的大小可定义如下：
FOUT＝FIN(l1/l2)
其中l1是轴212与端区208的距离，而l2是轴238与端区210的距离。
参考图19和20，为了促进维持模板26上的单一压缩，连杆系统204包括接合点234和236。接合点234和236促进体198相对于控制杆构件224沿两个横向延伸的轴248和250的旋转/角运动。通过向体198提供围绕轴248和250的旋转自由度，体198可改变位置以补偿侧边218关于接触面220的倾斜。由此，接触面220将维持与侧边218的接触以减小(如果不能防止的话)由尤其是具有接触面220接触侧边218的角导致的局部应力。为了进一步减小接触面220和模板26之间的局部应力，接触面220可由顺从材料形成，以使由接触面220与侧边218的非一致性导致的侧边218上的局部应力最小化。可形成接触面的示例性材料包括氟硅氧烷、氨基甲酸乙酯和聚甲醛树酯/AF。对于侧边218的表面异常的进一步的顺从性可通过允许对多个体198中的一个体198以及接触面220的独立控制来实现。
执行器子部件190促进以两个尺寸改变模板26的尺寸。这在克服Poisson效应方面十分有用。Poisson效应可导致在模板26的在正交方向上应变的线形耦合。具体而言，Poisson比是模板26中沿Y和Z方向引起的拉伸应变和沿X方向传递到模板26的的压缩应变之间的比。典型的数量在0.1-0.4范围内。如果模板26由熔融石英形成，则比约是0.16。仅沿X方向的尺寸变化，即没有期望地沿Y方向的尺寸变化必须激活执行器子部件190，以改变d1和d2两个距离，来补偿Poisson效应。采用上述的执行器子部件190的构造中的任一个，就可将力施加到模板26以改变其尺寸并减小记录于刻印层34中的图案的变形，示于图2中。
参考图1、5、18、20和21，当改变模板尺寸时另一个重要的考虑因素是使所采用的力的有害影响最小化。例如，当改变模板尺寸时，可施加几百磅数量级的力。期望使作用在诸如定向系统43之类的系统10的其它单元上的这些力的量最小化。此外，期望诸如在由体198施加到侧边218的不均衡的压缩力存在的情况下，模板26既不相对于卡盘体42围绕Z轴旋转也不相对于体42沿X和Y方向移位。为此，执行器子部件190作为枢轴/弹性地耦合于弯曲部分41，以响应于执行器子部件压缩模板26时生成的反作用力在沿X和Y方向的平面中运动并围绕Z方向旋转。具体而言，将模板靠着卡盘体42固定的力在压缩力存在的情况下使模板26相对于卡盘体42的整体和旋转运动最小化或禁止。这通过将执行器子部件190的每一个角252、254、256和258通过顺从构件利用诸如螺纹紧固件(未示出)之类的任何适当的紧固装置耦合于弯曲部分41的角260、262、264和266来实现。
如图所述，每一个顺从构件268包括相对的末端270和272，同时双支点控制杆系统274从末端270向末端272延伸，终止于支点276。支点276位于相对的末端270和272之间。支点控制杆系统274包括从支点276沿方向Z朝向末端270延伸终止于基座280的控制杆278。基座280耦合于控制杆278并在那里限定了支点282。基座280从支点282延伸，横过方向Z。从支点276延伸的是终止于基座285的支撑284。支撑284从支点276向末端270延伸并设置为与控制杆278相对且间隔开。基座285从支撑284延伸远离控制杆278、并与基座280重叠且间隔开地放置。
基座280固定地附连到执行器子部件190，而基座285固定地附连到弯曲部分41。为此，多个螺纹紧固件(未示出)耦合于基座285和282中的每一个。以此构造，促进了执行器子部件190和弯曲部分41之间的相对运动。具有将每一对角(即弯曲部分41的角中的一个与执行器子部件190的角中的一个)耦合在一起的一个顺从构件268允许每一个控制杆278用作空间中平行的四个连杆机构。这向执行器子部件190提供相对于弯曲部分41沿X和Y方向的相对平移运动以及围绕Z方向的旋转运动。具体而言，支点276促进关于轴288的相对运动，而支点282促进关于轴290的相对运动。此外，控制杆278促进围绕轴Z的相对旋转运动。控制杆278的刚度使沿Z方向的平移运动最小化或防止该运动。提供执行器子部件190和弯曲部分41之间的上述的相对运动使由如弯曲部分41和系统42等系统10的其它装置感测的放大力的量值最小化。
此外，执行器子部件190用于适应模板26与执行器子部件190之间的负载容限和不平衡的力。例如，如果模板26以θ误差负载于体42上，例如未恰当的对准而相对于卡盘体42围绕Z方向旋转，则执行器子部件190可围绕Z方向旋转以适应移位。此外，如果由相对体198施加到模板26的力的和未抵消，则执行器子部件190通过在X和/或Y方向的运动和/或围绕Z方向的旋转来适应所施加的力的不平衡性。例如，期望多个控制杆子部件196中的每一个独立于其余的控制杆子部件196工作。可将大量的合力施加到模板26以改变放大和变形误差。
在另一个实施例中，为了提供模板26的更好的变形控制，可增加模板26的面积，使得可采用大量的控制杆子部件196以将压缩力施加到模板26。大量的控制杆子部件196允许模板26的变形控制的更高精度。为此，控制杆子部件196的子组或每一个可被构造成具有较小大的尺寸的体198以增加其耦合于侧边218的数量。如此，由于由侧边218上增加的数量的体198提供增高的校正分辨力，可实现改进的变形校正。或者，可增加侧边218的面积，需要适当地放大执行器子部件190以适应尺寸增加的模板26。增加模板26的尺寸的另一个优点在于模具28外部的模板26的面积滤除(例如，削弱)侧边218上的体198的应力集中的有害效应。应力集中会引起模具28处的应变变化，这导致模具28上的图案中的图案变形。简而言之，可得知侧边218每单位面积的体198的数量与变形校正的分辨力成比例。此外，减小模具28相对于模板26的其余区域的面积可使由体198接触侧边218引起的图案变形减小。
参考图1和2，记录到刻印层34的图案中的变形可起因于刻印层34和晶片30的尺寸变化。部分地由于热起伏引起的这些尺寸变化以及先前的加工步骤中的不精确性所生成一般称之为放大/偏离误差。当其中记录原图案的晶片30的区域超过原图案的区域时发生放大/偏离误差。此外，当其中记录图案的晶片30的区域具有小于原图案的面积时可发生放大/偏离误差。当形成多层刻印图案时，放大/偏离误差的有害影响加剧，示为与图案化表面294重叠的刻印层292，示于图4中。当面对放大/偏离误差时在单步骤全晶片刻印和重复步骤刻印两种工艺中两个重叠的图案之间的恰当的对准是困难的。为了实现恰当的对准，可进行干涉仪分析以生成由处理器31操作的控制信号，示于图1中，如发明人Pawan K.Nimmakayala，Tom H.Rafferty，Alireza Aghili，Byung-JinChoi，Philip D.Schumaker，Daniel A.Babbs和Sidlgata V.Sreenivasan所著的2004年11月4日提交的名为“Interferometric Analysis For Manufacture OfNano-Scale Devices”的美国共同待审批专利申请第11/000,331号中所公开的。
参考图22和23，重复步骤工艺包括在晶片30上定义多个区域，示为a-1，其中将记录对应于模具28上的原图的图案。模具28上的原图可与模具28的整个表面的共同扩张，或者仅仅位于其子部分上。本发明将参考与模具28面向晶片30的表面共同扩张的原图来讨论。重复步骤的刻印平板印刷工艺可以多种方式实现。例如，可用刻印材料的液滴36覆盖晶片30的整个表面，示于图2中，使得与其接触的模具28可顺序地放置在每一个区域a-1。为此，每一个区域a-1应包括必须的量的刻印材料使得在由模具28图案化以及的凝固时它不会流入邻近的区域a-1，如以上所讨论的。在该技术中，在凝固和刻印区域a-1中的任一个中的材料之前，用于图案化区域a-1的所需的所有刻印材料沉积在晶片的整个表面上。或者，可在向a-1的其余的区域提供任何刻印材料之前，向区域a-1的子部分(例如，区域a-1中的一个)提供刻印材料，随后图案化并凝固。在另一个实施例中，可向晶片的整个表面提供刻印材料，采用旋涂技术来沉积，然后，在区域a-1中的每一个中将刻印材料顺序地图案化并固化。
重复步骤工艺的适当的执行包括将模具28与区域a-1中的每一个适当地对准。为此，模具28包括对准标记298，示为“+”符号。区域a-1中的一个或多个包括基准标记296。通过确定对准标记298与基准标记296恰当的对准，确保了模具28与与其重叠的区域a-1中的一个的适当地对准。为此，可采用机械视觉装置(未示出)以感测对准标记和基准标记之间的相对对准。在本示例中，在对准标记298与基准标记296重叠时指示出恰当的对准。当引入放大/偏离误差时，恰当的对准变得十分困难。
然而，根据本发明的一个实施例，可通过在模具28和晶片30之间形成相对尺寸变化来减小(如果不能避免的话)放大/偏离误差。具体而言，确立模具28和晶片30的相对尺寸使得区域a-1中的至少一个限定了略小于模具28上的原图案的面积的一个面积。其后，对于放大/偏移误差的最后的补偿可通过利用执行器子部件190使示于图17中的模板26受到机械压缩力来实现，它反过来转移到由箭头F1和F2、F3、F4-F6所示的模具28，示于图23。由此，使得原图案的面积与与其重叠的区域a-1的面积共同扩张。确保放大校正主要是通过模具28的尺寸的减小来实现，由模具28限定的图案可生成得略大于标称的，例如，略大于期望的。由此，可以说由模具28限定的原图案与期望记录于区域a-1中的一个的图案的标称尺寸相比具有与其相关联的固定的放大率。然后采用执行器子部件190压缩模板26以提供具有零放大率的原图案。然而，形成热变化以改变晶片30的尺寸使得区域a-1中的一个具有略小于模具28的尺寸的尺寸是可能的。
再次参考图6，当用执行器子部件190压缩模板26时，模板26和支撑区170和172之间的相对运动沿X和Y轴发生。结果，在一个实施例中，支撑区170和172分别具有由适用于适应所述模板26的外形并对模板26沿X和Y轴的体运动有抵抗力的材料的组合形成于其上的表面区300和302，例如，Buna-N、Viton、有机硅、FEP、氟硅氧烷、聚氨脂、Kalrez、Simriz、Buna-n、镜面抛光阳极氧化Al、Ni镀层、或SiC表面、或抛光的涂层、规则的O环、管、涂层或可用于在净化室环境中密封真空的任何耐用材料。如此，表面区域300和302阻止模板26相对于卡盘体42在X和Y方向的相对运动。
参考图2和24，卡盘体304设有墙/隔板306、308、310和312促进了向子区314、316、318和320同时提供不同的压力水平。结果，当模板26从刻印层34拉开时，施加到模板26上的力的量值可横截模板26的表面而改变。这允许模板26从刻印层34伸出悬臂或剥离，这减小了在模具28从其分离期间在刻印层34中形成的变形和缺陷。例如，子区316可具有确立于其中的压力，它大于与其余的子区314、318和320相关联的压力。结果，当增加距离“d”时，模板26与子区314、318和320重叠的部分受到的拉力大于模板26与子区316重叠的部分受到的拉力。因此，假如上述的伸出悬臂有作用的话，则对于模板26与子区314、318和320重叠的部分的“d”增加的速率与模板26与子区316重叠的部分的“d”增加的速率相比是加速的。
在又一个实施例中，示于图25，卡盘体322可包括从外凹槽328的最低表面326凸出的多个针324。针324为经由真空保持在卡盘体322上并分别靠在支撑区334和336的表面330和332上的模板(未示出)提供机械支撑。表面区330和332以模板(未示出)来提供不透液体的密封。为此，将表面330和332抛光为光学上的平坦、且针324从凹槽328延伸终止于表面区330和332的公共平面。模板(未示出)在Z方向的机械支撑由支撑区334和336以及针324提供，同时针324一般为具有圆形或正方形横截面的刚性柱。针324排列为墁，而使模板(未示出)上的模具(未示出)在施加标定真空压力时充分平坦。
参考图22、23和26，在工作中，在步骤400中进行晶片30在X-Y平面中的精确测量。这可通过利用机械视觉装置(未示出)和已知的信号处理技术感测晶片30上的总的对准基准338来实现。在步骤402中，将区域a-1中的一个的面积确立为略小于模具28上的原图案的面积。这可通过制造具有在其上略大于区域a-1中的一个的面积的图案的模具28来实现、和/或通过改变其温度来扩大模具28而实现，例如，使模具28和晶片30在控温环境中(未示出)并改变所述环境的温度导致尺寸的变化，这尤其是由于制造模具28和晶片30的材料的热膨胀系数的差产生的。作为选择，或与其结合，可改变晶片30的温度，即升高或降低，使得区域a-1中的一个的面积略小于模具28上的原图案的面积。温度变化可利用晶片30靠于其上的控温卡盘或基座(未示出)来实现。当处理热问题时固有的假设是晶片30的±0.01摄氏度数量级的精良的温度控制是可能的，这导致了±0.03ppm变形，认为可以忽略。或者，晶片30和模具28两者的温度变化可通过将其放置在控温室中(未示出)来实现。如果晶片30和模具28由具有不同的热膨胀系数的材料制造，则这尤其有利。区域a-1中的每一个的面积可通过在两个共线的总对准基准338之间的距离的变化的测量来确定。
具体而言，确定沿X或Y轴中的一个共线的两个总对准基准338之间的距离的变化。其后，将距离的变化除以晶片30上沿X轴的邻近的区域a-1的数量。这就可提供由于晶片30沿X轴的尺寸变化所引起的区域a-1的面积的尺寸变化。如果必要的话，可对其进行测量以确定由于晶片30沿Y轴的尺寸变化引起的区域a-1的面积的变化。然而，可假设晶片30中的尺寸变化在两个正交轴X和Y中是一致的。
在步骤404中，将压缩力F1-8施加到模具28以确立原图案的面积和与该图案重叠的区域a-1中的一个的面积共同延伸，以及模具28上的图案和区域a-1中的一个之间的恰当的对准。这可采用机械视觉装置(未示出)和已知的信号处理技术来实时地实现，以确定对准标记298中的两个或多个与基准标记296中的两个或多个的对准的时候。在步骤406，在实现恰当的对准并减小(如果不是消除的话)放大/偏离误差后，将原图案记录于与模具28重叠的区域a-1中，形成记录图案。压缩力不必具有相同的大小，因为在晶片30或模具28中的尺寸变化在所有的方向上可能不是一致的。此外，放大/偏离误差在X-Y两个方向上可能不是相等的。结果，压缩力F1-8可以不同以补偿这些异常。具体而言，如上所述，执行器子部件190的每一个控制杆子部件196可独立地工作。这向模具28提供了不同的力的组合F1-8以补偿放大变形、以及模具上的图案中呈现的变形，例如，正交变形，诸如歪斜变形和梯形变形之类。此外，为了保证放大/偏离误差的较大程度的减小，在模具28接触图4中的刻印层(未示出)后，可进行模具28的尺寸变化，然而，这并非一定必要的。
再次参考图6、22和23，模具28和与其重叠的区域a-1的对准可发生，同时模具28与刻印层(未示出)间隔开。如果发现放大/偏离误差在整个晶片30上是恒定的，则可维持用于原图案记录于其中的每一个区域a-1的力F1-8的大小。然而，如果确定放大/偏离误差对于一个或多个区域a-1是不同的，则可对其中记录原图案的每一个区域a-1进行示于图26中的步骤402和404。应该注意，晶片30和模具28之间可发生的相对尺寸变化有一个极限。例如，区域a-1的面积应为适当的尺寸以使当模具28受到压缩力F1-8时模具28上的图案能够限定与其共同延伸的面积，而不危及模具28的结构整体性。
参考图22、23和27，根据本发明的另一个实施例，在步骤500中进行晶片30在X-Y平面上的精确测量。在步骤502中，确定模具28上的原图案是否有任何变形，例如，歪斜变形、梯形变形等。在步骤504中，如果有原图案变形，确立力差以形成力F1-8中大小的所需差，来去除原图案变形，限定力差。如此，可减小或者完全地去除歪斜变形、梯形变形等以提供具有期望的原图案的模具28。如果在原图案中没有变形，在步骤506中，确定与模具28重叠的区域a-1中的一个的面积是否大于模具28上的图案的面积。如果是这样的话，该过程进行到步骤508，否则该过程进行到步骤510。在步骤510中，模具28被放置为和与其重叠的区域a-1接触，并确定所需大小的压缩力F1-8以施加到模具28来保证图案的面积与区域a-1的面积共同延伸，同时压缩力包括力差。在步骤512中，将压缩力F1-8施加到模具28并且图案记录于晶片30中。在步骤514中，将图案记录于晶片30中。其后，模具28从与模具28重叠的区域a-1间隔开并且该过程进行到步骤516，在那里确定在晶片30上是否剩留有其中记录图案的任何区域a-1。如果有，则过程进行到步骤518，其中将模具28放置为与下一个区域重叠，然后该过程进行到步骤506。否则，该过程在步骤520结束。
如果在步骤506中确定与模具28重叠的区域a-1具有比图案的面积大的面积，则该过程进行到步骤508，其中改变模具28和/或晶片30的温度，以使其膨胀。在本实施例中，在步骤508中加热模具28，使得图案略大于与其重叠的区域a-1的面积。然后该过程在步骤512继续。
以上所述的实施例是示例性的。可对以上所述的公开内容进行很多改变和修改，同时仍落在本发明的范围内。例如，通过用正液体压力加压所有由卡盘体-衬底组合形成的室，衬底可从卡盘体快速地释放。此外，以上讨论的很多实施例可实现于不采用通过可聚合材料的液滴的沉积来形成刻印层的现有的刻印平板印刷工艺中。因此，本发明的范围不应由以上描述限制，而是参考所附权利要求书连同其全范围的等效技术方案来确定。
关于联邦政府赞助研究或开发的声明
美国政府具有本发明的已支付的许可证以及要求专利所有者在如由国防部高级研究计划局(DARPA)授予的项目N66001-01-1-8964和N66001-02-C-8011提供的合理的项目上许可其他人的有限环境中的权利。