CN104166306A - 压印设备、装置制造方法以及压印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压印设备、装置制造方法以及压印方法。一种通过使用模子将图案压印在衬底上的树脂上的压印设备包括：检测器，被配置为检测模子标记和衬底标记；驱动单元，被配置为改变模子和衬底的相对位置；固化单元，被配置为使树脂固化；以及控制器，被配置为控制检测器、驱动单元和固化单元。控制器执行：对准步骤，根据所检测的模子标记和衬底标记来控制驱动单元从而执行对准，固化步骤，在对准步骤之后使得固化单元使树脂在与模子接触的情况下固化，以及检测步骤，在固化步骤之后使得检测器检测模子标记和衬底标记，以确定在已经使树脂固化之后的模子和衬底之间的相对错位的量。

Description

压印设备、装置制造方法以及压印方法
技术领域
在此公开的实施例涉及被配置为通过使用模子在衬底上的树脂上形成图案的压印设备、用于通过使用压印设备来制造装置的装置制造方法、以及压印方法。
背景技术
已知压印技术作为用于制造诸如半导体装置之类的装置的技术。压印技术使得能够通过将未固化的树脂供应到衬底上并且在与模子(对应于分划板(reticle))接触的情况下使树脂固化而在树脂上形成图案。对于压印技术，存在一些压印方法，诸如基于树脂的热变形的热压印和通过光使树脂固化的光压印。
在装置的制造期间，使用在树脂上形成的图案作为掩模重复地执行刻蚀下层或将离子注入到衬底中的处理。因此，为了确保装置的规格(specs)，将上层图案相对于下层图案精确地对准是必要的。
通常，光刻设备具有用于校正分划板上的图案与衬底上的图案之间的相对错位(misalignment)(对准误差)的对准功能。
也期望压印设备具有光刻设备的这种对准功能。光刻设备不使分划板与衬底接触，而压印设备在模子与衬底之间置有树脂的情况下使模子与衬底接触。因此，日本专利公开No.2006-165371公开了在使模子接触布置在衬底上的树脂之后测量衬底与模子之间的相对错位并且通过在固化树脂之前校正这个错位来执行衬底与模子的对准。
然而，已发现，即使在使模子与树脂接触之后校正衬底与模子之间的相对错位并且随后使树脂固化，也仍然发生布置在衬底上的固化的树脂上的图案与下层上的图案之间的相对错位。这个相对错位的主要原因中的至少一个与树脂的收缩有关。在树脂的固化开始之后，树脂持续收缩直到它被完全地固化(直到固化结束)，并且因此随着树脂收缩，应力被施加到模子。已发现施加于模子的这个应力引起衬底与模子之间的相对错位。
为此，需要检查(重合(overlay)检查)布置在衬底上的固化的树脂上的图案与下层上的图案之间的相对错位。在相关技术中，以下面的方式检查相对错位。在图案被压印设备转印到衬底上的所有曝光区(shot region)之后，衬底被传输到与压印设备不同的重合检查设备中以进行检查。因为在图案被转印到所有曝光区并且随后衬底被传输到重合检查设备中之后执行检查，所以对相对错位的检查花费时间，导致生产率降低。
发明内容
本发明的实施例提供能够通过减少用于检查在树脂固化期间引起的相对错位所花费的时间来减少生产率的降低的压印设备。
本公开的实施例提供了一种压印设备，其通过使用模子将图案压印在衬底上的树脂上，所述压印设备包括：检测器，被配置为检测设置在模子上的模子标记和设置在衬底上的衬底标记；驱动单元，被配置为改变模子和衬底的相对位置；固化单元，被配置为使树脂固化；以及控制器，被配置为控制由检测器、驱动单元和固化单元执行的操作，其中控制器被配置为执行：对准步骤，根据由检测器检测的模子标记和衬底标记来控制驱动单元从而执行对准，固化步骤，在对准步骤之后使得固化单元使树脂在与模子接触的情况下固化，以及检测步骤，在固化步骤之后使得检测器检测模子标记和衬底标记，从而确定在已经使树脂固化之后的模子和衬底之间的相对错位的量。
从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出压印设备的配置的图。
图2是示出根据第一实施例的压印操作和对准操作的图。
图3A和图3B是示出在第一实施例中如何测量在曝光步骤期间引起的相对错位的图。
图4A和图4B是示出在第一实施例中如何校正在曝光步骤期间引起的相对错位的图。
图5是示出根据第一实施例的压印处理的流程的图。
图6是示出根据第二实施例的压印操作和对准操作的图。
图7是示出在第二实施例中检测器如何被移动以及对准标记的图。
图8是示出在第二实施例中如何测量在曝光步骤期间引起的相对错位的图。
图9是示出根据第二实施例的压印设备的配置的图。
图10是示出在第二实施例中使用的标记和模子的图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在整个附图中，类似的组件由类似的附图标记表示，使得省略重复的描述。
第一实施例
关于压印设备
将参考图1描述压印设备100。在此，将描述采用其中通过紫外光的照射使衬底W上布置的树脂固化的光压印方法的压印设备100。
压印设备100执行压印操作以使得在衬底W上形成图案。压印设备100能够通过重复地执行压印操作在衬底W上的多个曝光区中形成图案。在单个压印操作中，布置在衬底W上的树脂在与其上具有图案的模子M(对应于分划板)接触的情况下被固化，并且随后模子M与衬底W之间的间隔增大，从而在衬底W上形成图案。
压印设备100包括照明器IL(固化单元)和检测器AS，照明器IL被配置为辐射紫外光，检测器AS中的每一个被配置为检测形成在模子M上的标记和形成在衬底W上的标记。压印设备100还包括布置为支撑检测器AS的结构120、布置为保持模子M的模子保持器(holder)130和布置为保持衬底W的衬底保持器140。
压印设备100还包括模子台131(模子驱动单元)，模子台131被布置为至少沿与衬底W正交的z轴方向移动模子保持器130。模子台131保持模子保持器130并且沿z轴方向移动模子保持器130，由此能够使模子M与布置在衬底W上的树脂接触。模子台131可以沿x轴或y轴方向或者相对于每个轴执行旋转驱动。
压印设备100还包括衬底台141(衬底驱动单元)，衬底台141被布置为至少沿与衬底W平行的x轴和y轴方向移动衬底保持器140。衬底台141保持衬底保持器140并且被设置在结构110上。衬底台141可以沿z轴方向或者相对于每个轴执行旋转驱动。
压印设备100包括结构110和供应器160(分配器(dispenser))，结构110被布置为支撑衬底保持器140，供应器160被配置为将树脂R供应到衬底W上。模子M由诸如石英之类的可透光材料制成，从而允许来自照明器IL的紫外光照射树脂R。
压印设备100还包括控制器CNT、计算器CAL、以及存储单元DB，控制器CNT被配置为控制模子保持器130和衬底保持器140的操作，计算器CAL被配置为使用由检测器AS获得的检测结果计算模子M和衬底W的相对位置，存储单元DB被配置为存储由检测器AS获得的检测结果和由计算器CAL获得的计算结果。
这里，已经描述了其中控制器CNT、计算器CAL和存储单元DB被包括在压印设备100内的情况；然而，这些组件可以被设置在压印设备100外部。在这种情况下，压印设备100例如经由网络与计算机(包括控制器CNT、计算器CAL和存储单元DB)交换信息。计算机可以是被配置为通过与多个压印设备交换信息来控制多个压印设备的压印操作的压印系统。控制器CNT包括存储用于控制压印设备100的操作的程序的存储器MRY以及被配置为执行存储在存储器MRY中的程序的处理器PRC。根据执行的程序，控制器CNT输出用于控制压印设备100的各个组件的信号。
可以将存储单元DB单独设置在压印设备100外部，并且存储单元DB可以被包括在其中为多个压印设备提供一个存储单元DB的压印系统内。设置在压印设备100外部的存储单元DB可以与多个光刻设备和压印设备100连接。设置在压印设备100外部的服务器可以被用作存储单元DB以便收集关于曝光条件的信息并且管理与要使用的衬底和模子对应的适当的设备参数。
对准操作
形成在衬底W上的对准标记(衬底标记150)和形成在模子M上的对准标记(模子标记151)被用于模子M和衬底W的对准。衬底W和模子M被布置为使得衬底标记150和对应的模子标记151彼此重叠。在该状态下，例如，由检测器AS(诸如对准用观测仪器(scope))检测由衬底标记150和模子标记151之间的干涉所引起的干涉图案或者模子标记151和衬底标记150的图像。由包括检测器AS和控制器CNT的对准单元(稍后描述)执行对准。检测器AS中的每一个是对准用观测仪器，其包括被配置为照射标记的照明系统和被配置为接收标记的干涉图案或者图像的光电检测器元件。
基于由检测器AS获得的检测结果，计算器CAL确定树脂R的固化之前的衬底W和模子M之间的相对错位(对准误差)。由包括在对准单元内的计算器CAL基于检测器AS通过检测衬底标记150和模子标记151获得的检测结果将树脂R的固化之前的模子M和衬底W之间的相对错位定量地确定为数值。控制器CNT接收由计算器CAL获得的计算结果作为它的输入值，并且输出用于驱动包括在对准单元内的衬底台141或者模子台131的信号。根据从控制器CNT输出的信号来移动模子台131或者衬底台141。以这种方式，改变衬底W和模子M的相对位置，并且因此使模子M和衬底W对准。注意，可以同时或者顺序地驱动衬底台141和模子台131两者。
以这种方式通过驱动模子台131和衬底台141减少(降低)树脂R的固化之前引起的模子M和衬底W之间的相对错位。除了改变模子M和衬底W的相对位置之外，压印设备100还可以使模子M变形。通过根据衬底W的压印区域(曝光区)调节模子M上的图案的形状和尺寸(倍率)，来执行对准。如上所述，对准单元可以包括被配置为使模子M变形的变形机构。也就是说，对准操作可以包括通过模子保持器130上的变形机构使模子M的形状和尺寸变形。
由包括在压印设备100内的供应器160将树脂R供应到衬底W的曝光区。控制器CNT控制要由供应器160供应的树脂R的量以及要供应树脂R的定时。如上所述，控制器CNT接收由计算器CAL获得的计算结果作为它的输入值。关于根据由检测器AS获得的检测结果确定的在树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位的信息可以被用于至少在树脂R要被供应到衬底W上的下一个曝光区时控制供应器160或者衬底保持器140。供应到衬底W的树脂R的量变得越大，树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位有时变得越大。因此，根据树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位的量，控制器CNT控制要由供应器160供应的树脂R的量或者要使用的喷嘴的位置，并且移动衬底保持器140从而将曝光区定位在供应器160之下。
根据供应到衬底W上的树脂R的量和种类改变从照明器IL辐射的光的辐射量和辐射持续时间。控制器CNT控制照明器IL的辐射量和辐射持续时间。关于根据由检测器AS获得的检测结果确定的在树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位的信息可以被用于至少在衬底W上的下一个曝光区中的树脂R被固化时控制照明器IL。用于固化供应到衬底W上的树脂R的曝光时段变得越长，树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位有时变得越大。因此，根据树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位的量，控制器CNT可以改变从照明器IL辐射的光的辐射量和辐射持续时间。
压印操作
将参考图2描述压印操作。图2是示出单个压印操作(对于一个曝光区)的处理的图。在对于衬底W上的多个曝光区执行压印的情况下，重复地执行图2中示出的压印操作。这里描述的压印操作作为处理器PRC执行存储在控制器CNT中包括的存储器MRY中的程序的结果由压印设备100执行。
在步骤S1中，树脂R由供应器160供应到衬底W上的曝光区(树脂供应步骤)。关于要被供应到衬底W上的树脂液滴的布置的布置信息被预先存储在控制器CNT的存储器MRY中。供应器160被控制以便根据布置信息供应树脂R。考虑使用的模子M上的图案的布置和残余的层厚度(RLT)来决定树脂液滴的布置信息。例如，在使得RLT大的情况下，根据使得液滴之间的间隔窄且液滴的密度高的布置信息来供应树脂R。这里，RLT指的是压印时的衬底W的表面与通过固化的树脂R形成的凹凸图案的凹部的表面(底面)之间的树脂R的厚度。
在步骤S2中，使模子M上形成的图案与布置在衬底W上的树脂R接触(模压(mold press)步骤)。在树脂供应步骤(S1)中树脂R被供应到衬底W上的曝光区之后，衬底台141被驱动以便移动衬底W以使得衬底W上的曝光区与在模子M上形成的对应的曝光区相对。在衬底W被移动之后，模子台131被驱动从而使模子台131接近衬底台141并且因此使模子M上的图案与布置在衬底W上的树脂R接触(模压步骤)。如果检测器AS可以在图案与树脂R接触之前检测对准标记，则可以在接触之前开始对准。
在步骤S3中，模子M上的图案用树脂R填充(填充步骤)。填充步骤经常花费一定时段以便用树脂R充分地填充(浸没)模子M上的图案。在填充步骤中，调节衬底W与模子M的相对位置并且用树脂R填充模子M上的图案，从而在树脂R被固化时避免用树脂R不充分地填充模子M上的图案。通过适当地设定填充步骤所花费的时段，可以减少图案的不充分的填充。在模子M与衬底W之间置有树脂R的情况下使模子M与衬底W接触之后，持续地执行对准以便校正在树脂R的固化之前由模子M与树脂R的接触所引起的相对错位。
在步骤S4中，照明器IL(固化单元)辐射紫外光(曝光光)到树脂R以便使树脂R固化(曝光步骤)。通常认为树脂R的固化在紫外光从用作固化单元的照明器IL到达树脂R时开始。因此，假设树脂R的固化开始的定时是曝光光的辐射开始的定时。在树脂R的固化开始之后，不执行衬底W与模子M的对准，这是因为对准可能导致图案上的损伤或者用树脂R不充分地填充图案。此外，即使检测器AS企图在曝光步骤(固化步骤)中检测对准标记，检测器AS也不能检测对准标记，这是因为曝光光作为噪声，并且在一些情况下不能确定在树脂R的固化之前的相对错位。
在步骤S4中树脂R的固化完成之后，模子台131被驱动从而增大模子M与衬底W之间的间隔并且因此在步骤S5(模子分离步骤)中使模子M与固化的树脂R分离。可替代地，可以通过同时或者顺序地驱动模子台131和衬底台141两者来执行模子分离步骤。通过模子分离步骤，在衬底W上形成(转印)期望的图案，并且压印操作的序列完成。
在压印期间的对准
将参考图2－4B描述根据本发明第一实施例的对准操作。图3A和图3B是示出如何在第一衬底上的第一曝光区中形成图案时执行对准的图。图4A和图4B是示出如何在第一衬底上的第二和后续的曝光区中的每一个中形成图案时执行对准的图。
图3A示出如何在开始曝光步骤(S4)之前执行对准。在树脂供应步骤(S1)中供应有树脂R的衬底W被移动从而被定位在模子M之下。在模压步骤(S2)之前开始对准操作(对准步骤)。具体地，对准单元中包括的检测器AS检测模子标记151和衬底标记150。在执行模子M和衬底W的对准的同时使模子M上的图案与布置在衬底W上的树脂R接触。当执行压印操作时，如图2中所示出的，在模压步骤(S2)和填充步骤(S3)期间持续对准直到开始曝光光的辐射(树脂R的固化)。可以与开始曝光光的辐射(树脂R的固化)时同时地停止对准步骤。
通过持续地执行对准操作直到紧挨着树脂R的固化响应于曝光光的辐射而开始之前，减少在树脂R的固化之前的衬底W和模子M之间的相对错位。在树脂R的固化之前的相对错位变得小于或者等于允许值之后停止对准操作(停止对准)。
如在前所述的，从图案填充树脂R开始被曝光于曝光光时起到树脂R的固化完成时停止对准。在树脂R正在固化的同时，树脂R收缩。因此，由于在树脂R正在固化的同时树脂R收缩，因此应力被施加到模子M。衬底W和模子M的相对位置由于由树脂R的收缩所引起的应力的影响而改变，并且因此可以引起在树脂R的固化之后的相对错位。为此，在完成树脂R的固化之后的相对错位可以大于在开始树脂R的固化之前(停止对准时)确定的相对错位。不能在曝光步骤期间以及在树脂R的固化完成之后执行对准；然而，可以在开始模子分离步骤之前由检测器AS检测对准标记。
图3B示出如何在曝光步骤(S4)完成之后检测对准标记。根据第一实施例的压印处理包括跟在曝光步骤(固化步骤)之后的确定衬底W和模子M之间的相对错位的步骤。在确定相对错位的步骤中，在树脂R的固化完成之后检测器AS检测对准标记。如图2中所示出的，在曝光步骤和模子分离步骤之间执行对准标记的检测，并且由相对错位确定单元将树脂R的固化之后的相对错位定量地确定为数值。注意，可以与曝光步骤的完成或者树脂R的固化的完成同时地执行对准标记的检测。
这里，相对错位确定单元包括计算器CAL，该计算器CAL被配置为基于由检测器AS获得的对准标记的检测结果来确定在树脂R的固化之后的模子M和衬底W之间的相对错位。对准单元和相对错位确定单元包括相同的计算器CAL。相对错位确定单元还包括检测器AS。对准单元和相对错位确定单元可以包括相同的或者不同的检测器AS。假设由计算器CAL确定的在树脂R被固化之后的模子M和衬底S之间的相对错位由在曝光步骤期间引起的误差量Δ表示。可替代地，在曝光步骤之前(在停止对准时)和在曝光步骤之后确定的相对错位之间的差值可以由在曝光步骤期间引起的误差量Δ表示。通过确定曝光步骤之前的相对错位与曝光步骤之后的相对错位之间的差值，可以精确地确定由树脂R的固化所引起的(在曝光步骤期间所引起的)相对错位的量。
在树脂R的固化完成之后检测对准标记的定时可以在模子分离步骤完成之后。
实验已经确认了要固化的树脂R的量越大，在曝光步骤期间引起的误差量Δ越大。在曝光步骤中使树脂R固化所花费的曝光时段越长，在曝光步骤期间引起的误差量Δ越大。使树脂R固化所需要的曝光的量(照射的量)与来自光源的光的强度和曝光时段成比例。因此，从光源辐射的光的强度越低，曝光时段越长；光的强度越高，曝光时段越短。
照射的所需量取决于供应到衬底W上的树脂R的量而改变。具体地，树脂R的量越大，照射的所需量越大。树脂R的量取决于在模子M上形成的图案的密度和残余的层厚度而改变。此外，照射的所需量取决于用于压印的树脂R的种类而改变。
参考图4A和图4B，将描述用于使用在曝光步骤期间在第一曝光区中引起的误差量Δ改善对准精度的方法。已经发现在树脂R的固化期间引起的相对错位根据使用的树脂R和衬底W的种类沿类似方向发生。因此，可以认为与通过检测第一曝光区中的对准标记获得的误差量Δ基本上相同的误差量将在曝光步骤期间发生在第二和后续的曝光区中。因此，如图4A中所示出的，在曝光步骤期间将发生基本上等于对于第一曝光区确定的误差量Δ的错位的假设之下对于第二和后续的曝光区设定对准目标值，并且执行对准。具体地，执行对准以使得模子M相对于衬底W在与引起误差量Δ的方向相反的方向上偏移(达-1×误差量Δ的量)。在该情况下衬底台141被移动的距离等于在开始对准操作时由检测器AS在第二曝光区中检测的树脂R的固化之前的模子M和衬底W之间的相对错位与对于第一曝光区确定的在树脂R被固化之后的模子M和衬底W之间的相对错位之间的差值。衬底台141被移动以使得在树脂R被固化之前的第二曝光区中的相对错位等于对于第一曝光区确定的误差量Δ。
在根据误差量Δ执行对准之后，树脂R在曝光步骤中被固化。假设在曝光步骤期间在第二和后续的曝光区中的每一个中引起的误差量基本上等于在曝光步骤期间在第一曝光区中引起的误差量Δ。在该情况下，如图4B中所示出的，可以改善固化后对准精度。
还认为在曝光步骤期间引起的误差量Δ可以取决于衬底W上的曝光区的位置而改变。因为模子M上形成的图案部分地接触在诸如晶片(wafer)上的边缘曝光区之类的曝光区中的树脂R，所以在模压期间在这些区域中施加于模子M和衬底W的应力不同于其它曝光区。为此，由于由树脂R的收缩所引起的应力以及其它因素，在诸如边缘曝光区之类的曝光区中可以发生大误差量。已经发现这种误差取决于晶片上的曝光区的位置沿类似方向发生。在这种情况下，对于在第一衬底上形成的每个曝光区确定在曝光步骤期间引起的误差量。可以通过将对于第一衬底的每个曝光区确定的误差量Δ用于第二和后续的衬底的对应的曝光区来执行对准。例如，对于第一衬底的第一曝光区确定的误差量Δ被用在对于第二和后续的衬底的第一曝光区的对准中。此外，对于第一衬底的第二曝光区确定的误差量Δ被用在对于第二和后续的衬底的第二曝光区的对准中。类似地，对于第一衬底的第N个曝光区确定的误差量Δ被用在对于第二和后续的衬底的第N个曝光区的对准中。
此外，由于衬底W的翘曲(warp)等的影响，与在衬底W的中心附近的曝光区相比，在曝光步骤期间在衬底W的周边附近的曝光区中引起的误差量Δ可能更大。在这种情况下，在周边附近的曝光区中形成图案时，在曝光步骤期间引起的误差量Δ可以被用在对准中。
在树脂R被固化之后残留的相对错位取决于供应到衬底W上的树脂R的种类和量以及在模压时衬底W和模子M的相对位置以及衬底W上的曝光区的位置而改变。此外，这种相对错位可以取决于填充步骤所花费的时间、曝光光的强度、曝光光的照射持续时间等而改变。
因此，可能有效的是在树脂供应步骤的控制和照射的量的控制以及对准中使用误差量Δ的信息，从而将误差量Δ的信息用于第二和后续的曝光区。例如，要被供应到衬底W上的树脂R的量可以被减少或者曝光光的强度可以被增大从而缩短曝光时段。此外，为了确认误差量Δ和曝光条件之间的相关性，关于由压印设备100产生的曝光条件的参数信息和在树脂R的固化之后残留的相对错位可以被存储在存储单元DB中从而确定最佳的曝光条件的参数。
在树脂R的固化完成(曝光步骤完成)时，决定衬底W上的曝光区和树脂R上形成的图案的相对位置。也就是说，在树脂R的固化完成之后获得的模子M和衬底W之间的相对错位很可能与在模子分离操作完成之后由设置在压印设备100外部的重合检查设备获得的相对错位具有高的相关性。为此，在树脂R的固化之后残留的相对错位可以代替相关技术中由外部的重合检查设备执行的用于检查相对错位的工作。具体地，可以通过将在树脂R的固化之后残留的相对错位与预定的确定基准(基准值)进行比较来确定其中形成有图案的曝光区是否有缺陷。
如果在树脂R的固化之后的相对错位超过要求的装置制造的允许值，则结果得到的装置变得有缺陷。因此，需要对其上形成有图案的衬底执行重合检查。在相关技术中，在图案被形成在衬底的曝光区中之后衬底被从压印设备传输到用于检查的外部的重合检查设备。为此，防止压印设备形成图案直到关于其中有图案的曝光区是否有缺陷的确定完成，从而导致压印设备的生产率降低。此外，如果曝光区包括有缺陷的图案，则有时去除衬底上的树脂并且再次形成图案。在该情况下，在相关技术中必须在重新形成图案之后将衬底传输到外部的重合设备并且执行检查。在本发明的第一实施例中，可以在形成图案之后紧接着由压印设备100执行重合检查。因此，可以缩短重合检查所花费的时间。此外，可以在曝光区中形成图案之后紧接着在每个曝光区中执行重合检查。因此，可以在晶片的其它曝光区中形成图案时使用检查结果。结果，可以对衬底执行高精度图案转印。
图5是示出根据第一实施例的压印处理的流程的流程图。由压印设备100执行这个压印处理。作为图1中示出的控制器CNT中包括的存储器MRY中存储的程序的执行的结果执行图5中示出的压印处理。此外，控制器CNT中包括的处理器PRC处理存储器MRY中存储的程序。如上所述，根据控制器CNT中包括的存储器MRY中存储的程序执行根据本发明第一实施例的上述的压印操作。
在开始压印处理之后，衬底W被传输到压印设备100中(S51)。具体地，衬底传输单元(未示出)将衬底W从压印设备100外部安装到衬底保持器140上。
在传输衬底W之后，测量衬底W上形成的曝光区的布置(S52)。具体地，检测器AS检测在衬底W上形成的对准标记从而确定在衬底W上形成的曝光区的布置(位置)。可以使用被配置为在不经由模子M的情况下检测对准标记的轴外的对准用观测仪器来代替检测器AS。
在测量曝光区的布置之后，衬底台141被移动从而供应树脂R到要转印图案的曝光区(S53)。通过移动衬底台141，要施加树脂R的曝光区被定位在供应器160之下。
在移动衬底W之后，执行根据第一实施例的上述的压印操作和对准操作(S54)。在压印操作中，执行图2中描述的步骤(S1到S5)。在图2中示出的定时处执行对准操作(标记的检测和对准的开始/停止)。
在执行对准操作和压印操作之后，确定是否已经完成衬底W上的曝光区中的图案的形成(S55)。如果图案的形成没有完成，则处理回到步骤S53，在该步骤S53中衬底台141被移动从而将树脂R施加到接下来要形成图案的曝光区。再次在S54中执行对准操作和压印操作。
在图案的形成已经完成之后，从压印设备100传输衬底W(S56)。具体地，衬底传输单元(未示出)将衬底W从衬底保持器140传输到压印设备100外部。然后，压印处理结束。
第二实施例
在上述第一实施例中，在曝光步骤(S4)之后由检测器AS检测的标记与在对准操作(对准步骤)期间检测的衬底标记150和模子标记151相同；然而，在树脂R的固化完成之后检测的标记不限于这些标记并且可以是不同的标记。
图6示出根据第二实施例的压印操作和对准操作。在检测器AS在曝光步骤(S4)之后检测标记之前，检测器AS被移动(观测仪器的驱动)。具体地，检测器AS被移动为使得可以检测与在对准步骤中检测的标记不同的标记。
图7示出根据第二实施例的在模子M和衬底W上形成的标记以及如何移动检测器AS。如图7中所示出的，通过沿x轴和y轴方向驱动检测器AS，检测器AS的测量视场(field of view)170被移动到模子M上的形成有其它标记的位置。通过移动检测器AS，可以检测与在曝光步骤之前的对准操作期间检测的对准标记不同的衬底标记150a和模子标记151a。
图8示出如何在曝光步骤(S4)完成之后检测衬底标记150a和模子标记151a。根据第二实施例的压印处理包括在曝光步骤(固化步骤)之后移动检测器AS(驱动观测仪器)的步骤和在驱动观测仪器之后确定模子M和衬底W之间的相对错位的步骤。在确定相对错位的步骤中，在树脂R的固化完成之后检测器AS检测模子标记151a和衬底标记150a。可替代地，可以与树脂的固化的完成同时地检测标记。
在图1中示出的压印设备100中，除非在曝光步骤之后执行驱动，否则在观测仪器被驱动时从照明器IL辐射的曝光光可能会被阻挡。相对照地，在图9中示出的压印设备200中，可以在曝光步骤之前和之后执行观测仪器的驱动。在图9中示出的压印设备200中，从照明器IL辐射的曝光光传播的光路和用于检测在模子M和衬底W上形成的对准标记的光路被半反射镜HM分离。用于检测对准标记的光路包括光学系统180，该光学系统180包括诸如透镜和反射镜之类的光学元件。检测器AS能够经由光学系统180检测在模子M和衬底W上形成的对准标记。因为从照明器IL辐射的曝光光不被阻挡，所以可以在曝光步骤期间移动检测器AS。
在图6中示出的曝光步骤之后执行的标记的检测中，通过驱动观测仪器来移动检测器AS的测量视场170，并且检测器AS检测与在对准操作期间检测的衬底标记150和模子标记151不同的衬底标记150a和模子标记151a。
图10为示出在第二实施例中使用的模子M上形成的模子标记151a和对准标记(模子标记151)的布置以及包括其中形成有图案的芯片区域153的曝光区152的图。如图10中所示出的，在模子M上形成的模子标记151a被布置在曝光区152的芯片区域153之间的划片线内。此外，在衬底W上，衬底标记150和150a被形成在与模子标记151和151a的位置对应的位置(在衬底W上的对应曝光区中)处。检测器AS能够同时检测模子标记151a和衬底标记150a并且测量相对错位。如第一实施例中一样，在对于后续的曝光区或者后续的衬底的压印处理期间相对错位的测量结果在曝光步骤被执行之前的对准操作中被使用。以这种方式，可以执行高次(high-order)校正。
此外，通过重复地执行根据第二实施例的检测器AS的上述的驱动和标记的检测多次，可以增加检测的标记的数量。此外，如下的配置也是可能的，即在该配置中如在第一实施例中一样在曝光步骤之后检测衬底标记150和模子标记151并且如在第二实施例中一样驱动检测器AS以便在不同的位置处检测模子标记151a和衬底标记150a。通过配置每个检测器AS以便以这种方式在两个或更多个位置处检测模子标记151和衬底标记150，可以执行高次校正。
在第二实施例中，在每个曝光区的四个角处布置对准标记(模子标记151和衬底标记150)，并且在芯片区域之间的划片线内布置其它标记(模子标记151a和衬底标记150a)；然而，标记的布置不限于此示例。此外，在第二实施例中，使用各具有其中形成六个芯片区域153的曝光区152的衬底W和模子M；然而，芯片区域153的数量不限于六个。
通过以这种方式在树脂R被固化在衬底W上之后检测与对准标记不同的标记，可以测量每个曝光区的高次分量的相对错位并且因此可以通过校正这个错位来形成图案。诸如畸变之类的高次错位(对准误差)可以被校正并且对准误差的量在压印时可以被降低。
其它事项
在本发明的实施例中，关于通过在树脂R的固化完成之后检测对准标记确定的相对错位的信息或者关于表示从树脂R的固化开始时起到树脂R的固化完成时引起的相对错位的改变的量(误差量Δ)的信息被存储在存储单元DB中。当在具有与用于测量目标衬底W的压印条件相同或者类似的压印条件的曝光区上执行压印时，存储在存储单元DB中的信息被使用。存储单元DB可以与多个压印设备连接。可以使用关于由其它压印设备确定的在树脂R的固化之后的相对错位的量的信息。
在多个曝光区的曝光步骤期间引起的误差量Δ可以被存储，并且多个误差Δ可以被统计地处理从而确定对准校正值。此外，在引起的误差量Δ取决于使用的树脂R的种类而改变的情况下，信息被蓄积以使得树脂R的种类和引起的误差量Δ彼此关联。要供应到衬底W上的树脂R的量取决于在模子M上形成的图案而改变。在引起的误差量Δ取决于模子M的种类和供应的树脂R的量而改变的情况下，信息被蓄积以使得模子M的种类、供应的树脂R的量和引起的误差量Δ彼此关联。
通过组合地使用蓄积的多条信息(诸如由压印设备100设定的衬底W的种类和曝光条件、关于衬底W的布局信息、使用的树脂R的种类、以及通过层厚度测量设备测量的树脂层的厚度)来执行分析。根据对于接下来经受压印的曝光区的分析结果设定适当的对准操作目标值。以这种方式，可以减少在树脂R的固化之后的相对错位。
通过检测器AS对于每个曝光区检测对准标记。因此，通过计算器CAL对于每个曝光区确定模子M和衬底W的相对位置。因此，对于每个曝光区确定在树脂R的固化之后的模子M和衬底W之间的错位。确定的错位与预设的基准值(确定值)进行比较。以这种方式，可以确定在曝光区中转印的图案是否有缺陷。
根据本发明实施例的压印设备可以执行图案的形成和重合检查，消除了通过压印设备100将其上形成有图案的衬底W传输到压印设备100外部以及通过重合检查设备执行检查的必要性。可以在树脂R的固化已经完成之后对于其中形成有图案的每个曝光区测量相对错位。因此，可以逐个曝光区地管理树脂R的固化之后的相对错位并且快速地检测允许范围外的异常曝光区。
还可以基于在树脂R的固化之后的相对错位的测量结果来识别经受详细的测量的芯片或者曝光区并且通过使用具有更高精度的重合检查设备执行测量。也就是说，可以由压印设备执行简易的检查并且可以由重合检查设备基于简易的检查的结果执行详细的检查。不对于所有曝光区而是对于预先选择的有限数量的曝光区执行检查，并且因此，可以缩短检查设备执行重合检查所花费的时间。
如果由压印设备100通过检查获得的在树脂R的固化之后的模子M和衬底W之间的相对错位在允许范围之内，则通过使用由对准操作获得的测量结果在其它曝光区上执行压印。另一方面，如果在树脂R的固化之后的衬底W和模子M之间的相对错位在允许范围外，则通过使用压印设备100外部的重合检查设备测量布置在衬底W上的树脂R上形成的图案与衬底W之间的相对错位。外部检查设备被用来测量在树脂R的固化之后的精确的相对错位。当在与经受测量的衬底不同的衬底上形成图案时，可以通过使用由外部检查设备获得的测量结果执行衬底W与模子M的对准。
在上面描述的任一实施例中，已经描述了使用紫外光的光压印。上面描述的照明器IL用作被配置为使树脂固化的固化单元。在本发明的实施例中，可以使用其它波长范围的光。可以根据照射的光的波长适当地决定供应到衬底W上的树脂R的种类。此外，本发明的实施例可以被应用于其中通过热使树脂固化的热压印以及光压印。在该情况下，使用被配置为将热供应到树脂的加热器(热源)来代替用作固化单元的照明器。
装置制造方法
用于制造装置(诸如半导体集成电路装置、液晶显示装置或者微机电系统(MEMS))的方法包括通过使用上述的压印设备将图案转印(形成)在衬底(诸如晶片、玻璃板或者膜衬底)上的步骤。该制造方法可以包括对其上转印有图案的衬底进行刻蚀的步骤。在制造其它类型物品(诸如图案化的介质(记录介质)或者光学元件)的情况下，该制造方法可以包括对其上转印有图案的衬底进行加工的加工步骤来代替刻蚀步骤。
通过其中在晶片上形成集成电路的预处理和其中将通过预处理在晶片上形成的集成电路芯片进行加工和完成作为产品的后处理，来制造半导体集成电路装置。预处理包括通过使用上述的压印方法或者压印设备将模子上的图案转印到衬底上的树脂的步骤。后处理包括组装步骤(划片(dice)或者接合)以及封装步骤(密封)。通过形成透明电极的步骤来制造液晶显示装置。形成透明电极的步骤包括将树脂施加到其上气相沉积有透明的导电膜的玻璃衬底上的步骤以及通过使用上述的压印方法或者压印设备将模子上的图案转印到其上施加有树脂的玻璃衬底的步骤。根据实施例的装置制造方法使得能够以比相关技术的装置更低的成本制造更高质量的装置。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。

Claims (19)

1.一种压印设备，通过使用模子将图案压印在衬底上的树脂上，所述压印设备包括：
检测器，被配置为检测设置在模子上的模子标记和设置在衬底上的衬底标记；
驱动单元，被配置为改变模子和衬底的相对位置；
固化单元，被配置为使树脂固化；以及
控制器，被配置为控制由检测器、驱动单元和固化单元执行的操作，其中
控制器被配置为执行
对准步骤，根据由检测器检测的模子标记和衬底标记来控制驱动单元从而执行对准，
固化步骤，在对准步骤之后使得固化单元使树脂在与模子接触的情况下固化，以及
检测步骤，在固化步骤之后使得检测器检测模子标记和衬底标记，从而确定在已经使树脂固化之后的模子和衬底之间的相对错位的量。
2.根据权利要求1所述的压印设备，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，以及
在控制器对于所述多个曝光区中的每一个执行对准步骤、固化步骤和检测步骤以便顺序地在所述多个曝光区上执行压印的情况下，
所述控制器被配置为在对于第二曝光区执行的对准步骤中使用在检测步骤中对于第一曝光区确定的相对错位的量，使得通过使用相对错位的量以及在对于第二曝光区执行的对准步骤中使用的模子标记和衬底标记的检测结果来执行对准。
3.根据权利要求1所述的压印设备，其中在所述控制器对于多个衬底中的每一个执行对准步骤、固化步骤和检测步骤以便顺序地在所述多个衬底上执行压印的情况下，所述多个衬底包括第一衬底和在第一衬底之后经受压印的第二衬底，
所述控制器被配置为在对于第二衬底执行的对准步骤中使用在检测步骤中对于第一衬底确定的相对错位的量，使得通过使用相对错位的量以及在对于第二衬底执行的对准步骤中使用的模子标记和衬底标记的检测结果来执行对准。
4.根据权利要求1-3中的任何一个所述的压印设备，其中所述控制器还被配置为通过将检测步骤中确定的相对错位的量与预设的基准值进行比较来确定压印的图案是否有缺陷。
5.根据权利要求1所述的压印设备，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，以及
在所述控制器对所述多个曝光区中的每一个执行对准步骤、固化步骤和检测步骤从而顺序地在所述多个曝光区上执行压印的情况下，
如果在检测步骤中对于来自所述多个曝光区之中的任何曝光区确定的相对错位的量不在允许范围内，则所述控制器被配置为停止在该曝光区之后的曝光区上执行压印。
6.根据权利要求1所述的压印设备，所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，所述压印设备还包括
供应器，被配置为将树脂供应到所述多个曝光区中的每一个，其中
在所述控制器对于所述多个曝光区中的每一个执行对准步骤、固化步骤和检测步骤以便顺序地在所述多个曝光区上执行压印的情况下，
所述控制器被配置为使用在检测步骤中对于第一曝光区确定的相对错位的量来校正要被供应到第二曝光区的树脂的量。
7.根据权利要求1所述的压印设备，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，
所述固化单元包括被配置为辐射用于使树脂固化的光的照明器，以及
在所述控制器对所述多个曝光区中的每一个执行对准步骤、固化步骤和检测步骤从而顺序地在所述多个曝光区上执行压印的情况下，所述控制器被配置为使用在检测步骤中对于第一曝光区确定的相对错位的量来校正要被辐射到第二曝光区的光的量。
8.根据权利要求1所述的压印设备，其中在对准步骤中由检测器检测的衬底标记和模子标记分别不同于在固化步骤之后由检测器检测的衬底标记和模子标记。
9.根据权利要求8所述的压印设备，其中所述控制器被配置为在模子与树脂接触的状态中在对准步骤之后移动检测器并且随后使得检测器检测模子标记和衬底标记。
10.根据权利要求1-9中的任何一个所述的压印设备，其中所述控制器被配置为使得检测器在固化步骤之后在两个或更多个位置处检测模子标记和衬底标记。
11.一种装置制造方法，包括：
通过使用根据权利要求1-10中的任何一个所述的压印设备将图案压印在衬底上的树脂上；以及
通过使用压印的图案来处理衬底。
12.一种压印方法，用于通过使用模子将图案压印在衬底上的树脂上，所述衬底上包括含有衬底标记的图案，所述压印方法包括：
在衬底上的树脂被固化之前检测设置在模子上的模子标记和设置在衬底上的衬底标记；
通过使用在树脂被固化之前获得的模子标记和衬底标记的检测结果，来确定在树脂被固化之前的模子和衬底之间的相对错位的量；
执行对准以便减少在树脂被固化之前的相对错位的量；
在衬底上的树脂已经被固化之后检测模子标记和衬底标记；以及
通过使用在树脂已经被固化之后获得的模子标记和衬底标记的检测结果，来确定在树脂已经被固化之后的模子和衬底之间的相对错位的量。
13.根据权利要求12所述的压印方法，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，以及
在所述多个曝光区上顺序地执行压印的情况下，
在对于第二曝光区执行的对准中使用在树脂已经被固化之后对于第一曝光区确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量，使得通过使用该相对错位的量以及在树脂被固化之前对于第二曝光区获得的模子标记和衬底标记的检测结果，来执行对准。
14.根据权利要求12所述的压印方法，其中在多个衬底上顺序地执行压印的情况下，所述多个衬底包括第一衬底和在第一衬底之后经受压印的第二衬底，
在对于第二衬底执行的对准中使用在树脂已经被固化之后对于第一衬底确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量，使得通过使用该相对错位的量以及在树脂被固化之前对于第二衬底获得的模子标记和衬底标记的检测结果，来执行对准。
15.根据权利要求12-14中的任何一个所述的压印方法，其中通过将在树脂已经被固化之后确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量与预设的基准值进行比较来确定压印的图案是否有缺陷。
16.根据权利要求12所述的压印方法，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，以及
在所述多个曝光区上顺序地执行压印的情况下，
如果在树脂已经被固化之后对于来自所述多个曝光区之中的任何曝光区确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量不在允许范围内，则停止要在该曝光区之后的曝光区上执行的压印。
17.根据权利要求12所述的压印方法，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，以及
在所述多个曝光区上顺序地执行压印的情况下，在树脂已经被固化之后对于第一曝光区确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量被用来校正要被供应到第二曝光区的树脂的量。
18.根据权利要求12所述的压印方法，其中
所述衬底包括其上布置的多个曝光区，所述多个曝光区中的每一个中形成有包括衬底标记的图案，所述多个曝光区包括第一曝光区和在第一曝光区之后经受压印的第二曝光区，以及
在所述多个曝光区上顺序地执行压印的情况下，在树脂已经被固化之后对于第一曝光区确定的模子标记和衬底标记之间的相对错位的量被用来校正要被辐射到第二曝光区从而使树脂固化的光的量。
19.根据权利要求12所述的压印方法，其中在树脂被固化之后检测的衬底标记和模子标记分别不同于在树脂被固化之前确定相对错位的量时检测的衬底标记和模子标记。
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