位置檢測裝置、壓印裝置和用于制造器件的方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了位置檢測裝置、壓印裝置和用于制造器件的方法。一種用來自光源的光照射形成在兩個物體上的衍射光柵并從所述衍射光柵接收衍射光以獲取所述兩個物體的相對位置的位置檢測裝置包括：光學系統(tǒng)，其被構(gòu)造為使來自所述衍射光柵中的每一個的+n級衍射光和-n級衍射光彼此干涉，其中，n為自然數(shù)；光接收單元；和處理單元，其中，所述光接收單元從所述衍射光柵中的每一個接收雙束干涉光，并且其中，所述處理單元通過使用來自所述衍射光柵中的每一個的衍射光的雙束干涉光之中的、下述區(qū)域處的雙束干涉光來獲取所述兩個物體的相對位置，在所述區(qū)域，來自各個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光彼此不重疊。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
作為將模具上的微細結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到工件(諸如樹脂或半導體基板)的技術(shù)的壓印技術(shù)近年來受到了關注。壓印技術(shù)能以低成本大量生產(chǎn)半導體器件，而無需諸如真空處理的大型設備等。在壓印技術(shù)中，制備通過預先將樹脂涂覆到基板上而形成的工件。作為樹脂，例如，可使用可光固化樹脂或熱固性樹脂。基板上的樹脂與具有所希望的不均勻圖案的模具接觸，以用樹脂填充該不均勻圖案。在樹脂和模具彼此接觸時，通過紫外光輻射或加熱來使樹脂固化。此后，使固化的樹脂和模具彼此脫離，結(jié)果，所述不均勻圖案被轉(zhuǎn)印到工件。作為基板和模具的對準方法，日本專利申請公開(PCT申請的譯文)N0.2006-516065中所討論的方法是已知的。檢測被形成在模具上的衍射光柵和形成在基板上的衍射光柵衍射的光來測量基板與模具之間的相對位置。然而，在日本專利申請公開(PCT申請的譯文)N0.2006-516065中所討論的位置檢測裝置中，被模具的衍射光柵衍射的光被晶圓上的衍射光柵衍射。傳感器接收到的光強度由于兩次衍射而降低。特別地，因為晶圓上的衍射光柵是通過晶圓處理(wafer process)形成的，所以表面臺階不存在，或者形成微細臺階，甚至可在標記的上層形成吸收對準光的層，并且衍射效率顯著劣化。因為對準光的強度是通過將模具的衍射光柵的衍射效率乘以劣化的衍射效率來確定的，所以傳感器接收到的對準光的強度劣化。當對準檢測光的強度降低時，檢測器的電噪聲等的影響使對準的測量精度劣化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對提高檢測兩個物體之間的相對位置的位置檢測裝置的檢測精度。根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，一種用來自光源的光照射形成在兩個物體上的衍射光柵并接收來自這些衍射光柵的衍射光以獲取這兩個物體的相對位置的位置檢測裝置包括:光學系統(tǒng)，其被構(gòu)造為使來自所述衍射光柵中的每一個的+η級衍射光和-η級衍射光彼此干涉，其中，η為自然數(shù)；光接收單元；和處理單元，其中，所述光接收單元接收來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個的+η級衍射光和-η級衍射光的雙束干擾光，并且其中，所述處理單元通過使用所述光接收單元接收到的、來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個的衍射光的雙束干涉光之中的、在來自各個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光彼此不重疊的區(qū)域處的雙束干涉光束來獲取所述兩個物體的相對位置。從以下參照附圖對示例性實施例的詳細描述，本專利技術(shù)的其它特征和方面將會變得清晰。附圖說明合并在說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本專利技術(shù)的示例性實施例、特征和方面，并與描述一起用于解釋本專利技術(shù)的原理。圖1A、圖1B和圖1C是示出根據(jù)第一示例性實施例的位置檢測裝置的示圖。圖2A、圖2B、圖2C和圖2D是示出將被位置檢測裝置檢測的衍射光柵的示圖。圖3A、圖3B、圖3C和圖3D是示出根據(jù)第二示例性實施例的位置檢測裝置的示圖。圖4A、圖4B和圖4C是示出信號處理方法的示圖。圖5A和圖5B是不出衍射光柵的衍射效率和光學系統(tǒng)的像差的波長依賴性的不圖。圖6A、圖6B、圖6C、圖6D、圖6E和圖6F是示出從衍射光柵獲取的雙束干涉條紋的波長依賴性的示圖。圖7A、圖7B、圖7C和圖7D是示出根據(jù)第五示例性實施例的位置檢測裝置的示圖。圖8A和圖8B是示出根據(jù)第六示例性實施例的位置檢測裝置的示圖。圖9A和圖9B是示出根據(jù)第七示例性實施例的位置檢測裝置的示圖。圖1OA和圖1OB是示出形成在模具和晶圓上的衍射光柵的截面的示圖。圖11是示出根據(jù)第八示例性實施例的壓印裝置的示圖。具體實施例方式下面將參照附圖來詳細描述本專利技術(shù)的各種示例性實施例、特征和方面。首先，將參照圖1A、圖1B和圖1C以及圖2A、圖2B、圖2C和圖2D來描述本專利技術(shù)的第一示例性實施例。圖1A、圖1B和圖1C是示出根據(jù)第一示例性實施例的位置檢測裝置100的構(gòu)造的示圖，并示出了本專利技術(shù)應用于壓印裝置的對準檢測設備的例子。在以下所述的本示例性實施例中，將描述通過使用模具和晶圓作為兩個不同物體來獲取相對位置的位置檢測裝置和位置檢測方法。將參照圖1A來描述位置檢測裝置100的構(gòu)造。從光源I發(fā)射的光通過光纖2被引導到照射光學系統(tǒng)3。光源I包括具有寬帶波長寬度的低相干光源，諸如鹵素光源等。光纖2可以是通過將多個光纖捆綁成束而形成的束狀光纖。來自光源I的光在照射光學系統(tǒng)3中形成光強度輪廓(profile)，并被反射鏡4偏轉(zhuǎn)，其后，通過構(gòu)成檢測光學系統(tǒng)5的透鏡5a入射到模具6和晶圓8上。厚度在幾nm到50nm范圍內(nèi)的薄樹脂7置于模具6與晶圓8之間。衍射光柵MA和衍射光柵WA分別形成在模具6和晶圓8上,模具6和晶圓8被來自光源I的光照射。反射光(零級衍射光)、+1級衍射光和-1級衍射光從衍射光柵MA和衍射光柵WA產(chǎn)生，并入射到透鏡5a上。以如下這樣的方式設計透鏡5a的數(shù)值孔徑(NA)，即，在整個照射波長帶中2級或更高級的高級衍射光不被接收。此外，如圖1C所示，模具6的衍射光柵MA和晶圓8的衍射光柵WA被設置為在與位置測量方向(X方向)垂直的非測量方向(Y方向)上移位。衍射光柵MA和衍射光柵WA被以在從上方查看時彼此不重疊這樣的方式設置。模具6的衍射光柵MA和晶圓8的衍射光柵WA的+1級衍射光和-1級衍射光入射到透鏡5b上。因為來自模具6的衍射光柵MA和晶圓8的衍射光柵WA的零級衍射光被遮光板9阻擋，所以零級衍射光不入射到透鏡5b上。透鏡5a和5b構(gòu)成檢測光學系統(tǒng)5，并且模具6的底部(與晶圓8的頂部基本類似的位置)可以被在電荷耦合器件(CCD) 10 (光接收單元)的光接收表面上形成圖像。檢測光學系統(tǒng)5的成像倍率在大約10倍到50倍的范圍內(nèi)。檢測光學系統(tǒng)5使來自模具6的衍射光柵MA的+1級衍射光和_1級衍射光在CCD10的光接收表面上彼此重疊。晶圓8的衍射光柵WA的+1級衍射光和-1級衍射光在CCD10的光接收表面上也類似地彼此重疊。圖1B示意性地示出CXD 10上的干涉條紋的強度分布。由于雙束干涉光束的干涉條紋，獲取正弦型強度分布。此外，圖1B示出了 CCD 10接收到的一行(MT或WT )的光強度分布的例子。就這點而論，檢測光學系統(tǒng)5是通過來自衍射光柵的衍射光形成雙束干涉光的光學系統(tǒng)。在這種情況下，如圖1B所示，在從CCD 10接收到的、被衍射光柵衍射的干涉光獲得的圖像中，來自衍射光柵MA的干涉條紋麗’和來自衍射光柵WA的干涉條紋WW’在非測量方向上彼此移位。因為來自衍射光柵的干涉條紋(其由CCD 10成像)由因+1級衍射光和-1級衍射光而產(chǎn)生的雙束干涉光形成，所以該干涉條紋變?yōu)槿鐖D1B所示的雙束干涉條紋。也就是說，當衍射光柵MA和衍射光柵WA的光柵間距都被設置為P時，干涉條紋變?yōu)闂l帶圖案(stripped pattern)，該條帶圖案具有通過將檢測光學系統(tǒng)5的成像倍率乘以光柵間距P的一半而獲得的周期。信號處理單元11對如上所述那樣形成的干涉條紋進行處理，并獲取衍射光柵MA與衍射光柵WA之間的相對位置偏差。在干涉條紋的實際處理中，使用強度分布，在該強度分布中，整合與衍射光柵MA和衍射光柵WA的非測量方向上的大小對應的幾行到許多行。在這種情況下，使用在各個衍射光柵的圖像彼此不重疊的區(qū)域的雙束干涉光束。如圖1B所示，當模具6和晶圓8在測量方向(X方向)上彼此移位時，衍射光柵MA和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種位置檢測裝置，所述位置檢測裝置用來自光源的光照射形成在兩個物體上的衍射光柵，并接收來自所述衍射光柵的衍射光以獲取所述兩個物體的相對位置，所述位置檢測裝置包括：光學系統(tǒng)，其被配置為使來自所述衍射光柵中的每一個衍射光柵的+n級衍射光和?n級衍射光彼此干涉，其中，n為自然數(shù)；光接收單元；和處理單元，其中，所述光接收單元接收來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的+n級衍射光和?n級衍射光的雙束干涉光，并且其中，所述處理單元通過使用被所述光接收單元接收的、來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光之中的、在來自各個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光彼此不重疊的區(qū)域處的雙束干涉光來獲取所述兩個物體的相對位置。

【技術(shù)特征摘要】
2011.12.21 JP 2011-2797221.一種位置檢測裝置，所述位置檢測裝置用來自光源的光照射形成在兩個物體上的衍射光柵，并接收來自所述衍射光柵的衍射光以獲取所述兩個物體的相對位置，所述位置檢測裝置包括: 光學系統(tǒng)，其被配置為使來自所述衍射光柵中的每一個衍射光柵的+η級衍射光和-η級衍射光彼此干涉，其中，η為自然數(shù)； 光接收單元；和 處理單元， 其中，所述光接收單元接收來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的+η級衍射光和-η級衍射光的雙束干涉光，并且 其中，所述處理單元通過使用被所述光接收單元接收的、來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光之中的、在來自各個衍射光柵的衍射光的雙束干涉光彼此不重疊的區(qū)域處的雙束干涉光來獲取所述兩個物體的相對位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，所述處理單元通過使用來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的衍射光的雙束干涉條紋之間的相位差來獲取所述兩個物體的相對位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，所述光源輻射具有多個波長的光， 其中，所述位置檢測裝置還包括波長選擇單元，所述波長選擇單元被配置為對于具有所述多個波長的光針對不同波長中的每一個進行選擇，并且 其中，所述處理單元基于由所述波長選擇單元所選擇的波長的衍射光的雙束干涉光來獲取所述兩個物體的相 對位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其中，所述處理單元對于所述不同波長中的每一個獲取來自形成在所述兩個物體上的衍射光柵中的每一個衍射光柵的衍射光的雙束干涉條紋的相位差，并基于對于所述不同波長中的每一個獲取的相位差來獲取所述兩個物體的相對位置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其中，所述處理單元基于對所述不同波長中的每一個獲取的相位差的平均值來獲取所述兩個物體的相對位置。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其中，所述處理單元獲取對于所述不同波長中的每一個波長的雙束干涉條紋的振幅，獲取通過用所述不同波長中的每一個波長的振幅使所述雙束干涉條紋規(guī)格化而獲取的雙束干涉條紋，并基于通過整合經(jīng)規(guī)格化的雙束干涉條紋而獲取的雙束干涉條紋之間的相位差來獲取所述兩個物體的相對位置。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其中，所述處理單元獲取對于所述不同波長中的每一個波長的雙束干涉條紋的振幅和相位差，并基于使用雙束干涉條紋的振幅的加權(quán)平均值來獲取所述兩個物體的相對位置。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其中，所述光接收單元包括彩色電荷耦合器件，并且 其中，所述波長選擇單元包括所述彩色電荷耦合器件的濾色器。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其中，所述波長選擇單元包括二向色鏡。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，衍射光柵具有棋盤形狀，并且 其中，衍射光柵被來自所述光源的光在相對于衍射光柵的垂直方向傾斜的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：松本隆宏，
申請(專利權(quán))人：佳能株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：