[发明专利]压印设备

说明书

本申请是国际申请日为2007年4月18日、申请号为200780013834.4、发明名称为“对准方法、压印方法、对准设备和位置测量方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及压印设备、对准方法、对准设备以及位置测量方法。

背景技术

近年来，如作者为Stephan Y.Chou等在Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue 21，pp.3114-3116(1995)中所述，已经研发出了用于将配置在印模(mold)上的精细结构压力转印到诸如半导体、玻璃、树脂或金属的工件(或加工件)上的精细处理技术，并引起了关注。由于其具有几纳米量级的分辨力，因此该技术被称为纳米压印(nanoimprint)或纳米模压(nanoembossing)。除半导体制造外，该技术还可以实现晶片级的三维结构的同步处理。为此，期望将该技术应用于广泛的各种领域，作为诸如光子晶体等的光学器件、微全分析系统(μ-TAS，micro total analysis system)、生物芯片等的制造技术等。

下面将说明将这样的纳米压印，例如光学压印方法，用于半导体制造中的情况。

首先，在基片(例如，半导体晶片)上形成可光固化树脂(photocurable resin)材料的树脂层。接着，将其上形成有期望的压印图案的印模压在该树脂层上，然后利用紫外线进行照射，以使可光固化树脂材料固化。结果，压印结构被转印到树脂层上。然后，进行以该树脂层作为掩模的蚀刻等，以在基片上形成期望的结构。

顺便提及的是，在半导体制造中，必须实现印模与基片的(位置)对准。例如，在半导体制程(process rule)为不大于100nm的当前情况下，由于设备而造成的对准误差的限度为非常严格的程度，一般说来为几纳米到几十纳米。

作为这样的对准方法，例如，美国专利No.6696220已经提出了这样的方法：在该方法中，在印模和基片之间插入树脂材料的状态下，使印模和基片相互接触以进行对准。在该方法中，首先，将可光固化树脂材料选择性地涂在基片的除配置到基片上的对准标记之外的部分。接着，将基片移到与印模相对的位置。在这种状态下，缩小印模和工件(配置有可光固化材料的基片)之间的距离，使得印模靠近到对准标记没被树脂材料填充的距离。在该方法中，在这种状态下进行对准，之后执行最终的压力施加。在该方法中，用于对准的光学系统采用只观察印模侧的对准标记的临近区域中具有小景深的部分的观察方法。

更具体地，通过利用色像差，在单一图像拾取装置中使配置到印模上的标记和配置到基片上的标记分别成像。

但是，在许多情况下，印模和基片的参考实际上相互不同。在当在垂直方向上投影标记时，由高透射率的石英形成的配置到印模上的标记与由高反射率的硅形成的配置到基片上的标记相互重叠的情况下，在所拾取的图像中，印模侧标记可被基片侧标记光学地挡住。

在这样的状态下，不能以足够的灰度范围拾取分别配置到印模和基片上的对准标记的图像，从而使得在一些情况下不能获得高的检测分辨率。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的主要目的是提供能够解决上述问题的对准方法和压印方法。

本发明的另一目的是提供能够执行该对准方法和该压印方法的对准设备和压印设备。

本发明的又一目的是提供用于测量两个物体的相对位置关系或两个物体之间的相对移动量的位置测量方法。

根据本发明的第一方面，提供一种对准方法，用于通过使用光源和图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准，所述对准方法包括：

将配置有第一对准标记的第一板状物和配置有第二对准标记的第二板状物相互相对放置；

将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

从基本上与第一板状物和第二板状物的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置拾取第一对准标记和第二对准标记的图像；

通过使用第一对准标记相对于第一区域内的预定位置的偏移的第一信息以及第二对准标记相对于第二区域内的预定位置的偏移的第二信息，进行用于在所述平面内方向上使第一板状物的位置和第二板状物的位置相互对准的对准控制；以及

通过在进行所述对准控制时减小第一板状物和第二板状物之间的间隙，来调整所述间隙，使得所述间隙为3μm或更小。

在该对准方法中，优选地可以调节通过图像拾取装置所拾取的第一对准标记和第二对准标记的各图像的对比度。