KR100848983B1 - 패턴전사장치, 임프린트 장치 및 패턴전사방법 - Google Patents

패턴전사장치, 임프린트 장치 및 패턴전사방법 Download PDF

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Abstract

얼라인먼트 마크가 구비된 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 얼라인먼트 마크가 구비된 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사방법은 상기 몰드에 구비된 얼라인먼트 마크와 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 제 1 물체 위치에 배치해서, 이들 얼라인먼트 마크를 제 1 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 1 화상을 취득하는 제 1 공정; 상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에 배치해서, 이 얼라인먼트 마크를 제 2 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 2 화상을 취득하는 제 2 공정; 및 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하는 제 3 공정을 포함한다.

Description

패턴전사장치, 임프린트 장치 및 패턴전사방법{PATTERN TRANSFER APPARATUS, IMPRINT APPARATUS, AND PATTERN TRANSFER METHOD}
도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 기준 기판에 의해 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법을 예시한 개략도로, 도 1(a)는 기준 기판을 제 1 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이고, 도 1(b)는 기준 기판을 제 2 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이며, 도 1(c)는 상기 기판을 제 2 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이고, 도 1(d)는 기판을 제 1 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면;
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 기준 기판의 구성을 예시한 개략도;
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 계측용 광학계를 예시한 개략도;
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가공 장치를 예시한 개략도;
도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 기준 기판에 의해서 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법을 예시한 개략도로, 도 5(a)는 상기 기판을 소정 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이고, 도 5(b)는 상기 기판을 제 2 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이며, 도 5(c)는 기판을 제 1 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면;
도 6(a) 내지 도 6(d)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 신호 처리 방법을 설명하는 개략도로, 도 6(a)는 기준 기판을 제 1 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이고, 도 6(b)는 기준 기판을 제 2 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이며, 도 6(c)는 상기 기판을 제 2 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면이고, 도 6(d)는 상기 기판을 제 1 물체 위치에 배치한 상태에서 관찰을 행한 경우를 예시한 도면;
도 7(a) 내지 도 7(f)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 위치 맞춤 마크를 예시한 개략도로, 도 7(a)는 1축 계측용의 제 1 마크를 예시한 도면이고, 도 7(b)는 1축 계측용의 제 2 마크를 예시한 도면이며, 도 7(c)는 1축 계측용의 합성상을 예시한 도면이고, 도 7(d)는 XYθ계측용의 제 1 마크를 예시한 도면이고, 도 7(e)는 XYθ계측용의 제 2 마크를 예시한 도면이며, 도 7(f)는 XYθ계측용의 합성상을 예시한 도면;
도 8(a) 및 도 8(b)는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 계측용 광학계를 예시한 개략도로, 도 8(a)는 광학 소자에 의해 촬상 소자에 들어가는 광을 조정하는 구성을 예시한 도면이고, 도 8(b)는 광학 소자에 의해 촬상 소자의 각각의 위치에 도달하는 광을 조정하는 구성을 예시한 도면;
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 계측용 광학계를 예시한 개략도로, 도 9(a)는 광량 제어장치에 의해 광을 조정하는 구성을 예시한 도면 이고, 도 9(b)는 회전식 셔터에 의해 광을 조정하는 구성을 예시한 도면;
도 10(a) 내지 도 10(d)는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 마크를 예시한 개략도로, 도 10(a)는 몰드 마크를 나타내고, 도 10(b)는 기판 마크를 나타내며, 도 10(c)는 주기 구조를 가진 몰드 마크를 나타내고, 도 10(d)는 주기 구조를 가진 기판 마크를 나타낸 도면;
도 11(a) 및 도 11(b)는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 신호 처리 방법을 예시한 순서도로, 도 11(a)는 배율 보정이 수행되지 않은 경우를 예시한 순서도이고, 도 11(b)는 배율 보정이 수행된 경우를 예시한 순서도;
도 12 및 도 13은 각각 촬상부에 입력되는 광의 파장과 강도와의 관계를 나타낸 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101, 313, 501, 601：제 1 물체 위치
102, 314, 503, 603：제 2 물체 위치
103, 309, 411, 502, 602：몰드 104, 310, 507, 604：몰드 마크
105：중심 위치의 차이 106, 509, 605：제 1 관찰 범위
107, 511, 607：제 2 관찰 범위 108, 510：제 1 촬상 범위
109, 512：제 2 촬상 범위
110, 201, 204, 207, 505, 613：기준 기판
111, 203, 614：기준 기판 마크
112, 207, 312, 412, 513, 618：기판
113, 311, 619：기판 마크 202, 208：패턴 영역
205：기준 기판 마크가 구비되어 있는 패턴 영역
206：기준 기판 마크가 구비되어 있지 않은 패턴 영역
301：광원 302：조명 광학계
303：제 1 빔 분할기 304：제 1 결상 광학계
305：제 2 빔 분할기 306：제 2 결상 광학계
307：제 1 촬상 소자 308：제 2 촬상 소자
401：광원 402：경통
403：몰드 유지부 404：기판 유지부
405：기판 승강기구 406：면내 이동 기구
407：계측용 광학계 408：촬상 소자
409：해석 기구 410：임프린트 제어 기구
504：제 2 기준 기판 마크 506：제 1 기준 기판 마크
508：촬상 범위의 중심 위치 간의 차이
514：제 1 기판 마크 515：제 2 기판 마크
606：촬상 범위의 중심 위치 간의 차이
608：제 1 촬상 영역 609：제 2 촬상 영역
610：제 1 영역 A 611：제 1 영역 B
612：제 1 영역 C 615：제 2 영역 A
616：제 2 영역 B 617：제 2 영역 C
703：제 1 마크 704：제 2 마크
705：모아레 줄무늬 706：합성상
707：피치 P3의 패턴 708：피치 P4의 패턴
709：XYθ계측용의 제 1 마크
710：마크의 제 1 영역 711：마크의 제 2 영역
712：마크의 제 3 영역 713：마크의 제 4 영역
714：XYθ계측용의 제 2 마크 715：XYθ계측용의 모아레 줄무늬
716：XYθ계측용의 합성상
801, 803：제 1 광학 소자 802, 804：제 2 광학 소자
901：광량 제어장치 902：회전식 셔터
본 발명은 패턴전사장치, 임프린트 장치 및 패턴전사방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 몰드의 형상을 피가공 부재에 전사해서 가공하기 위한 패턴전사장치, 임프린트 장치 및 패턴전사방법에 관한 것이다.
근년, 예를 들면 Stephan Y. Chou 등에 의한 문헌 "Appl. Phys. Lett., Vol. 67, Issue 21, pp. 3114 - 3116 (1995)"에 기재되어 있는 바와 같이, 몰드 에 구비된 미세한 구조를 반도체, 유리, 수지 또는 금속 등의 워크(work)(또는 가공 부품)에 가압 전사하는 미세 가공 기술이 개발되어 주목을 끌고 있다. 이러한 기술은 수 나노미터 오더에 대한 분해능을 지니므로 나노임프린트(nanoimprint) 혹은 나노엠보싱(nanoembossing)으로 불린다. 이 기술은, 반도체 제조에 가세해서, 3차원 구조를 웨이퍼 레벨로 일괄 가공하는 것이 가능하다. 이 때문에, 상기 기술은 광자 결정 등과 같은 광학 소자, μ－TAS(Micro　Total Analysis　System), 바이오 칩 등의 제조 기술 등으로서 폭넓은 분야에의 응용이 기대되고 있다.
이러한 나노 임프린트 가운데, 예를 들면, 광임프린트 방식을 반도체 제조 기술에 이용하는 경우에 대해 이하에 설명한다.
우선, 기판(예를 들면 반도체 웨이퍼) 위에 광경화 수지 재료의 층을 형성한다. 다음에, 수지층에 대해서 소망의 요철 구조가 형성된 몰드를 가압하고 나서, 자외선을 조사함으로써 광경화 수지 재료를 경화시킨다. 그 결과, 상기 수지층에 상기 요철 구조가 전사된다. 다음에, 이 수지층을 마스크로 해서 에칭 등을 수행해서, 기판에 상기 요철구조를 전사한다.
또한, 이러한 반도체 제조에 있어서, 몰드와 기판의 위치 맞춤을 수행할 필요가 있다. 예를 들면, 반도체의 프로세스 룰이 100 ㎚ 이하로 되는 현상황에 있어서, 장치에 기인하는 위치 맞춤 오차의 허용 범위는 수 ㎚ 내지 수 십 ㎚라고 말해질 정도로 심각한 정도로 되고 있다.
이러한 위치 맞춤 방법으로서 예를 들면, 미국 특허 제 6,696,220호 공보에는, 몰드와 기판을 이들 사이에 수지 재료를 삽입시킨 상태에서 서로 접촉시켜, 위치 맞춤을 수행하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법에서는, 우선 기판에 구비된 마크 이외의 기판 부분에 광경화 수지 재료를 선택적으로 도포한다. 다음에, 상기 기판을 상기 몰드와는 반대쪽의 위치로 이동시킨다. 이 상태에서, 상기 몰드와 워크(광경화성 재료가 구비된 기판) 간의 거리를 줄여 상기 마크가 수지 재료로 메워지지 않을 것 같은 거리까지 근접시킨다. 이 방법에 있어서, 이 상태에서 위치 맞춤을 수행하고, 그 후 최종적인 가압을 수행한다. 또, 이 방법에 있어서, 광학계는 몰드의 마크 부근의 얕은 초점심도를 가진 부분만을 관찰하는 관찰방식을 이용하고 있다.
한편, 위치 맞춤의 대상이 되는 2개의 물체를 서로 떼어 놓은 상태에서 위치 맞춤을 수행하는 방법으로서, 예를 들면, 일본국 공개특허(JP-A) 평10-335241호 공보에 개시된 바와 같이 2개의 촬상 소자를 이용하는 방법이 제안되어 있다.
이 방법에서는, 제 1 물체로서의 마스크와 제 2 물체로서의 웨이퍼의 상대 위치 검출을 수행할 때, 제 1 및 제 2 물체 각각 상에 구비된 위치 검출 마크에 대면해서, 양면에 별개의 2개의 기준 위치 맞춤 마크가 구비된 제 3 물체를 조명 광학계 위에 배치한다. 따라서, 이 방법은 제 3 물체 위의 기준 위치 맞춤 마크의 광학상과 상기 제 1 및 제 2 물체 위의 위치 검출 마크의 광학상을 촬상 소자에 의해 검출해서, 상기 제 1 물체와 제 2 물체 간의 위치 어긋남을 검출하도록 구성되어 있다.
몰드와 기판의 위치 맞춤을 수행할 경우에, 몰드와 기판 간을 직접 혹은 간접적으로 접촉한 상태에서, 면내 방향의 위치 맞춤을 수행하면, 이들 몰드와 기판에 악영향을 미칠 수 있다.
예를 들면, 미국 특허 제 6,696,220호 공보에 개시된 바와 같은 방법에서 몰드와 기판이 수지 재료를 개입시켜 접촉한 상태에서만 위치 맞춤을 수행하는 것에서는 몰드와 기판 사이에 큰 위치 차이가 발생한 경우에, 몰드와 기판이 크게 고속으로 이동되면 몰드 및 기판을 파괴시킬 가능성이 더욱 증가된다. 한편, 몰드와 기판 사이를 떼어 놓은 상태에서 위치 맞춤을 수행할 수 있다면, 몰드와 기판을 파괴시키지 않고, 몰드가 수지 재료와 접촉한 후의 위치 어긋남의 정도를 더욱 줄일 수 있게 된다. 그 결과, 고속으로 위치 맞춤을 수행하는 것이 가능해진다.
한편, 이러한 떨어진 상태에서 위치 맞춤을 수행할 경우, 일본국 공개특허 평10-335241호 공보에 개시된 바와 같은 방법에서는 조명 광학계가 복잡해서, 양면에 고정밀도의 패턴을 필요로 하는 제 3 물체가 필요하게 된다.
발명의 개요
본 발명의 주된 목적은 상기 과제에 비추어 고속으로 위치 맞춤을 수행하는 것이 가능한 패턴전사장치 및 임프린트 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고속 위치 맞춤을 수행할 수 있는 패턴전사방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 얼라인먼트 마크(alignment mark)가 구비된 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴(imprint pattern)을 얼라인먼트 마크가 구비된 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사장치에 있어서,
제 1 물체 위치에서 화상을 취득하는 제 1 촬상 수단; 및
상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 화상을 취득하는 제 2 촬상 수단을 포함하고,
상기 제 1 물체 위치에 상기 몰드의 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 얼라인먼트 마크 또는 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있고, 상기 제 2 물체 위치에 상기 기판 또는 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있으며,
상기 제 1 및 제 2 물체 위치에 배치된 얼라인먼트 마크들을 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해서 관찰하여, 이들 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해 관찰된 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하고,
상기 취득된 정보에 의거해서 상기 몰드와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행해서, 상기 기판 또는 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치가 제공된다.
본 발명에 의한 패턴전사장치에 있어서, 상기 화상 위치의 차이에 관한 정보는 바람직하게는 상기 제 2 물체 위치에서의 상기 기준 기판의 화상과 상기 제 1 물체 위치에서의 상기 기준 기판의 화상을 비교함으로써 취득될 수 있다. 또, 상기 제 1 물체 위치와 제 2 물체 위치 간의 거리는 바람직하게는 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴과 상기 기판이 상기 수지 재료를 통해 서로 간접적으로 접촉하는 거리와 동일하거나 또는 그보다 크게 되어 있을 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 기준 기판은 상기 기판과 대면하는 면에 있어서의 얼라인먼트 마 크와 상기 몰드와 대면하는 면에 있어서의 얼라인먼트 마크를 구비하고, 상기 제 1 물체 위치와 제 2 물체 위치 간의 거리와 동일한 두께를 갖는다. 상기 기준 기판에 구비되어 있는 얼라인먼트 마크는 바람직하게는 상기 몰드의 패턴 영역과 같은 크기를 지닌 영역에 배치될 수 있다. 상기 기준 기판은 바람직하게는 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴이 상부에 전사될 기판 자체에 의해 구성될 수 있다. 본 발명의 패턴전사장치에 있어서, 바람직하게는 제 2 물체 위치에서 상기 몰드와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행함과 동시에, 당해 위치 맞춤된 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시킴으로써, 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철패턴을 전사 가능하게 할 수 있다. 상기 패턴전사장치는 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단에 들어가는 광량을 조정하는 광량 조정 기구를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광량 조정 기구는 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단의 복수 영역에서 광량을 조정 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 얼라인먼트 마크가 구비된 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 얼라인먼트 마크가 구비된 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사방법이 제공된다. 상기 패턴전사방법은 상기 몰드에 구비된 얼라인먼트 마크와 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 제 1 물체 위치에 배치해서, 상기 얼라인먼트 마크들을 제 1 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 1 화상을 취득하는 제 1 공정; 상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에 배치해서, 이 얼라인먼트 마크를 제 2 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 2 화상을 취득하는 제 2 공정; 및 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하는 제 3 공정을 포함한다. 본 발명의 패턴전사방법에 있어서, 바람직하게는 상기 제 1 공정에 있어서, 상기 몰드와 상기 기준 기판 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 또, 바람직하게는 상기 제 1 공정과 제 2 공정 사이에서 상기 기준 기판의 면내 방향의 위치를 유지할 수 있다. 상기 제 3 공정에 있어서, 상기 화상 위치의 차이에 관한 정보는 바람직하게는 상기 제 2 화상을 상기 제 2 물체 위치에 배치된 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크와 비교함으로써 취득될 수 있다. 본 발명의 패턴전사방법에 있어서, 상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크는 바람직하게는 상기 몰드의 패턴 영역과 같은 크기를 지닌 영역에 배치될 수 있다. 또, 상기 기준 기판은 바람직하게는 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴이 전사될 기판 자체에 의해 구성될 수 있다. 상기 패턴전사방법은 바람직하게는 상기 제 3 공정 이후에, 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시켜, 상기 제 1 물체 위치에서 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 수행함으로써 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사하는 제 4 공정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시킴으로써 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사할 때, 바람직하게는 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치로부터 상기 몰드와 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 간의 거리를 좁히면서 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 수행함으로써, 상기 요철 패턴의 전사를 수행할 수 있다. 또, 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득할 때, 상기 제 3 공정은 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 촬상부에 의해 취득된 상기 제 1 및 제 2 화상으로부터 복수의 영역을 선택하는 공정; 상기 복수의 영역 각각에서 제 1 신호 처리를 수행하는 공정; 및 상기 제 1 신호 처리의 결과에 근거해서 제 2 신호 처리를 수행하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득할 때, 상기 제 3 공정은 바람직하게는 상기 얼라인먼트 마크들로서 상이한 피치를 가진 격자(grating)들을 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부에 의해 취득된 데이터를 중첩시켜 신호 처리를 수행함으로써 모아레 줄무늬(Moire fringe)들을 발생시키고, 이 발생된 모아레 줄무늬들을 이용하는 공정을 포함할 수 있다. 본 발명의 패턴전사방법에 있어서, 바람직하게는 상기 패턴전사장치의 광량 조정 기구를 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부의 광량 조정을 수행할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 광량 조정 기구를 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부의 복수 영역에서 광량 조정을 수행할 수 있다. 본 발명의 패턴전사방법에 있어서, 상기 제 1 공정은 바람직하게는 제 1 광량으로 상기 제 1 촬상부를 통해서 상기 얼라인먼트 마크들을 관찰함으로써 상기 제 1 화상을 취득하는 공정을 포함할 수 있고, 또, 상기 제 2 공정은 바람직하게는 제 2 광량으로 상기 제 2 촬상부를 통해서 상기 얼라인먼트 마크를 관찰함으로써 상기 제 2 화상을 취득하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 3 공정에서 상기 복수의 영역 각각에서 제 1 신호 처리를 수행하는 공정 전에, 바람직하게는 상기 몰드 또는 상기 기판의 높이 변화에 따라 배율 보정을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사장치가 제공된다. 이 패턴전사장치는 바람직하게는 제 1 초점심도에서 화상을 취득하기 위한 제 1 촬상부; 및 제 2 초점심도에서 화상을 취득하기 위한 제 2 촬상부를 포함하고, 상기 몰드에 구비된 제 1 얼라인먼트 마크와 상기 기판에 구비된 제 2 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 초점심도 내에 배치하여, 상기 제 1 촬상부를 통해서 관찰해서 제 1 화상을 취득하며, 상기 몰드 혹은 상기 기판에 구비된 제 3 얼라인먼트 마크를 상기 제 2 초점심도 내에 배치하여, 상기 제 2 촬상부를 통해서 관찰해서 제 2 화상을 취득하고, 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 제 1 촬상부와 제 2 촬상부 간의 관찰 범위의 차이에 관한 정보를 취득할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 얼라인먼트 마크가 구비된 기판과 얼라인먼트 마크가 구비된 판형상 물체 간에 위치 맞춤을 수행하는 얼라인먼트 장치가 제공된다. 이 얼라인먼트 장치는 바람직하게는 제 1 물체 위치에서 화상을 취득하기 위한 제 1 촬상수단; 및 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 화상을 취득하기 위한 제 2 촬상수단을 포함하고, 상기 제 1 물체 위치에 상기 판형상 물체의 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 얼라인먼트 마크 또는 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있고, 상기 제 2 물체 위치에 상기 기판 또는 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 물체 위치에 배치된 얼라인먼트 마크들을 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해서 관찰하여, 이들 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해 관찰된 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하고, 상기 취득된 정보에 의거해서 상기 판형상 물체와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 얼라인먼트 마크가 구비된 기판과 얼라인먼트 마크가 구비된 판형상 물체 간에 위치 맞춤을 수행하는 위치맞춤 방법이 제공된다. 이 위치맞춤 방법은 바람직하게는 상기 판형상 물체에 구비된 얼라인먼트 마크와 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 제 1 물체 위치에 배치해서, 이들 얼라인먼트 마크들을 제 1 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 1 화상을 취득하는 제 1 공정; 상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에 배치해서, 당해 얼라인먼트 마크를 제 2 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 2 화상을 취득하는 제 2 공정; 및 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하는 제 3 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 제 1 얼라인먼트 마크가 구비된 제 1 부재와 제 2 얼라인먼트 마크가 구비된 제 2 부재 간에 위치 맞춤, 특히, 서로 대향해서 배치된 상기 두 부재 사이에 면내 방향에 대한 위치 맞춤을 수행하는 위치맞춤 방법이 제공된다. 상기 위치 맞춤 방법에 있어서는, 우선, 상기 제 1 물체 위치에서 물체를 관찰하기 위한 제 1 촬상부 및 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 물체를 관찰하기 위한 제 2 촬상부를 준비한다. 다음 에, 상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부 간의 관찰 범위의 차이에 관한 정보를 취득한다. 상기 정보는 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 촬상부 각각에 의해 관찰될 관찰 위치의 중심부 간의 상호의 어긋남 정도에 대한 정보일 수 있다. 다음에, 상기 제 1 부재의 제 1 얼라인먼트 마크와 제 2 부재의 제 2 얼라인먼트 마크가 상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부에 의해 각각 관찰가능하도록 배치된 상태에서 상기 정보를 이용하면서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 간의 위치맞춤을 수행한다. 그 결과, 상기 두 부재가 소정의 거리로 서로 공간을 두고 떨어져 있는 상태에서 이들 두 부재 간에 엄격한 면내 위치 맞춤을 수행하는 것이 가능해진다. 또, 상기 제 1 부재의 제 1 얼라인먼트 마크와 제 2 부재의 제 2 얼라인먼트 마크가 상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부에 의해 각각 관찰가능하도록 배치된 상태에서 위치맞춤을 수행한 후, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 간의 거리를 감소시키는 것도 가능해진다. 또한, 상기 두 부재는 서로 접촉시킬 수 있다. 상기 위치 맞춤 방법은 임프린트 장치뿐만 아니라, 위치맞춤을 필요로 하는 다양한 장치에도 적용가능하다.
본 발명의 이들 및 기타 목적과, 특성 및 이점은 첨부 도면과 관련하여 취한 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
바람직한 실시형태의 상세한 설명
상기 구성에 의하면, 본 발명의 목적들을 달성할 수 있다. 이것은 본 발명자들이 검토한 결과 각각의 촬상 소자(또는 촬상부) 간의 관찰 화상의 차이에 관한 정보를 취득하기 위해 신규한 패턴전사를 실현하기 위한 구성을 찾아낸 것에 기초 를 둔 것이다. 보다 구체적으로는, 나노임프린트 동안, 기준 기판을 이용해서, 몰드와 기판을 서로 위치 맞춤하는 구성을 채용함으로써, 몰드와 기판 간의 위치 맞춤을 보다 저비용으로 수행할 수 있다. 본 발명의 상기 구성의 이용은, 기판 자체에 요철 패턴을 전사하는 경우로 제한되지 않고, 몰드와 기판 사이에 수지 재료를 개입시켜 패턴전사를 수행하는 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 있어서는 상기 패턴전사에 의한 가공 장치를 실현하기 위해, 다음과 같은 구성을 채용하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로는, 몰드의 가공면에 있는 제 1 물체 위치와 상기 가공면보다 피가공 부재에 가까운 부분에 있는 제 2 물체 위치를 관찰하는 광학계를 이용하고, 상기 제 1 물체 위치를 관찰하는 제 1 촬상 소자와 상기 제 2 물체 위치를 관찰하는 제 2 촬상 소자 간의 상대적인 관찰 위치 관계(또는 관찰 위치의 차이)를 인식하는 수단을 이용함으로써 상기 몰드와 상기 피가공 부재 간의 위치 맞춤을 수행하는 구성을 채용하는 것이 가능하다. 그 경우, 상기 관찰 위치의 차이를 인식하는 수단으로서 기준 기판을 이용하는 구성을 채용하는 것이 가능하다. 또, 상기 제 1 및 제 2 촬상 소자에 의해 (현재) 취득한 데이터와 제 1 및 제 2 촬상 소자에 의해 미리 취득한 데이터를 비교함으로써, 상기 몰드와 상기 피가공 부재 간의 위치 맞춤을 수행하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 촬상 소자의 촬상 범위 내에 있는 몇 개의 영역 각각의 비교를 행함으로써 상기 몰드와 상기 피가공 부재 간의 위치 맞춤을 수행하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
또, 상기 패턴전사에 의한 가공 방법을 실현하기 위해서, 다음과 같은 구성 을 채용할 수 있다.
상기 가공 방법에 있어서는, 상기 몰드의 가공면에 있는 제 1 물체 위치와 상기 몰드의 가공면에 대해 피가공 부재에 가까운 부분에 있는 제 2 물체 위치를 관찰하는 광학계를 이용한다. 상기 가공 방법은 상기 제 1 물체 위치를 관찰하는 제 1 촬상 소자와 상기 제 2 물체 위치를 관찰하는 제 2 촬상 소자와의 사이의 상대적인 관찰 위치 관계(또는 관찰 위치의 차이)를 인식하는 수단을 이용함으로써, 상기 몰드와 상기 피가공 부재 간의 위치 맞춤을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 관찰 위치의 차이를 인식하는 수단으로서 기준 기판을 이용하는 구성을 채용할 수 있다. 또, 상기 가공 방법이 상기 기준 기판에 의해 관찰 위치의 차이를 인식하는 공정 및 상기 제 2 물체 위치에서 상기 피가공 부재와 상기 몰드 간의 위치 맞춤을 수행하는 공정을 포함하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 촬상 소자에 의해 미리 취득한 데이터와 제 1 및 제 2 촬상 소자에 의해 (현재) 취득한 데이터를 비교함으로써 상기 몰드와 상기 피가공 부재 간의 위치 맞춤을 수행하는 구성을 채용할 수 있다. 또, 상기 가공 방법이 상기 촬상 소자에 의해 취득한 화상으로부터 복수의 영역을 선택하는 공정, 상기 복수의 영역 각각에서 제 1 신호 처리를 수행하는 공정, 상기 제 1 신호 처리 결과에 근거해서 제 2 신호 처리를 행하는 공정을 포함하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 상기 위치 맞춤용 마크로서 상이한 피치를 가진 격자를 이용해서 제 1 및 제 2 촬상 소자에 의해 취득한 데이터를 겹치거나 중첩시키고, 신호 처리를 행함으로써 모아레 줄무늬를 발생하고, 이 발생된 모아레 줄무늬를 이용하는 구성을 채용할 수 있다.
본 발명의 전술한 실시형태에 있어서는, 상기 몰드와 상기 기판의 두 물체 위치를 공축으로 관찰하는 광학계를 이용함으로써 2개의(제 1 및 제 2) 물체 위치에 있어서의 각각의 촬상 범위 간의 상대적 위치 관계를 기준 기판에 의해 계측하거나 결정한다. 이 계측 결과를 이용해서, 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 그 결과, 상기 몰드와 상기 기판이 떨어진 상태에서 위치 맞춤이 수행될 수 있으므로, 상기 몰드와 상기 기판에 손상을 주는 일 없이 고속으로, 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 몰드의 마크와 상기 기판의 마크를 법선 방향으로부터 보았을 때 상이한 영역에 배치함으로써, 상기 몰드의 마크와 상기 기판의 마크 간의 간섭이 일어나지 않게 되고, 그 결과, 신호 처리가 용이해진다.
또, 본 발명에 의한 패턴전사장치는 이하에 기재된 바와 같이 구성할 수도 있다. 여기서, 장치란, 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 기판 혹은 당해 기판과 몰드 사이에 개재하는 수지 재료 위에 전사하기 위한 패턴전사장치를 의미한다. 상기 패턴전사장치는 제 1 초점심도에 있어서의 화상을 취득하기 위한 제 1 촬상부와 제 2 초점심도에 있어서의 화상을 취득하기 위한 제 2 촬상부를 포함한다. 상기 몰드에 구비된 제 1 얼라인먼트 마크와 상기 기판에 구비된 제 2 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 초점심도 내에 배치하고, 상기 제 1 촬상부를 통해 관찰해서 제 1 화상을 취득한다. 또, 상기 몰드 혹은 상기 기판에 구비된 제 3 얼라인먼트 마크를 상기 제 2 초점심도 내에 배치하고, 제 2 촬상부를 통해 관찰해서 제 2 화상을 취득한다. 상기 패턴전사장치는 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서, 상기 제 1 및 제 2 촬상부 간의 관찰 범위의 차이에 관한 정보를 취득하도록 구성된다. 상기 제 3 얼라인먼트 마크는 상기 제 1 얼라인먼트 마크 또는 상기 제 2 얼라인먼트 마크와 동일하거나, 다를 수 있다.
또, 상기 제 1 초점심도 내에 상기 몰드용의 얼라인먼트 마크를 배치하고, 상기 제 2 초점심도 내에 상기 기판용의 얼라인먼트 마크를 배치한 상태에서, 상기 마크와 상기 기판(상부에 요철 패턴이 전사될 기판) 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 제 2 초점심도 내에 상기 몰드용의 얼라인먼트 마크를 배치하고, 상기 제 1 초점심도 내에 상기 기판용의 얼라인먼트 마크를 배치한 상태에서, 상기 몰드와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행할 수도 있다.
이하에, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 의거해서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
( 실시예 1)
실시예 1에 있어서는, 본 발명의 몰드와 기판의 위치 맞춤 방법에 대해 설명한다.
도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 실시예에 있어서 기준 기판을 이용하여 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법을 예시한 개략도이다.
도 1(a) 내지 도 1(d)를 참조하면, (101)은 제 1 물체 위치, (102)는 제 2 물체 위치, (103)은 몰드, (104)는 몰드 마크이다. 또, (110)은 기준 기판, (111) 은 기준 기판 마크, (112)는 기판, (113)은 기판 마크이다.
본 실시예의 위치 맞춤 방법에 있어서는, 몰드(103)의 가공면에 있는 제 1 물체 위치(101)와 상기 가공면에 대해서 기판(112) 쪽에 위치된 제 2 물체 위치(102)를 관찰하는 광학계를 이용한다. 이 광학계에 의해서, 각각 몰드 마크(104)와 기판 마크(113)를 동시에 관찰할 수 있다.
또한, 상기 제 1 물체 위치(101)와 제 2 물체 위치(102)는 예를 들면 수 나노미터 이상 간격을 두고 떨어져 있으므로, 가공면에 대해 평행한 면내에 기판을 고속으로 이동시킬 경우에도, 몰드와 기판은 접촉하지 않는 위치 관계에 있다.
도 1(a) 내지 도 1(d)의 각각에 있어서, 중앙의 도면은 제 1 물체 위치(101)에서의 제 1 관찰 범위(106)을 나타내고 있다. 또, 오른쪽에 있는 도면은 제 2 물체 위치(102)에서의 제 2 관찰 범위(107)를 나타내고 있다. 덧붙여, 제 1 관찰 범위(106)는 촬상 부분으로서 제 1 촬상 범위(108)를 포함하고, 제 2 관찰 범위(107)는 촬상 부분으로서 제 2 촬상 범위(109)를 포함한다. 또, 왼쪽의 도면은 도 1(a)의 중앙부의 도면에 표시된 A－A'선과 같은 수직 이등분선으로 따라 취한 몰드(103) 및 기준기판(110) 또는 기판(112)의 단면을 나타내고 있다.
일반적으로, 이들 2개의(제 1 및 제 2) 물체 위치를 관찰하는 촬상 소자를, 나노미터 오더의 정밀도로 공축에 배치하는 것은 용이하지 않아서, 제 1 관찰 범위(106)와 제 2 관찰 범위(107) 간의 중심 위치에 차이가 발생한다. 또, 각각의 관찰 범위와 관련된 촬상 범위 간의 중심 위치에도 차이가 발생한다. 게다가, 제 1 관찰 범위와 몰드 마크 간의 중심 위치에도 차이가 있다. 최종적으로 서로 위치 맞춤을 수행하고자 하는 대상은 몰드와 기판이므로, 본 실시예에서는 몰드 마크의 중심에 기판 마크의 중심을 일치시킨다. 설명의 간단화를 위해서, 제 1 관찰 범위와 제 1 촬상 범위는 일치하고, 제 2 관찰 범위와 제 2 촬상 범위는 일치하고 있는 것으로 가정한다. 이 가정을 해도, 설명의 일반성은 없어지지 않는다. 또, 설명의 간단화를 위해서, 제 1 관찰 범위와 제 2 관찰 범위의 중심 위치는 y-방향만 어긋나 있는 것으로 가정한다. 또, 제 2 물체 위치로부터 제 1 물체 위치로 향하는 방향을 z-방향의 양의 방향으로 취한다.
본 실시예의 위치 맞춤 방법을 간략하게 설명한다. 본 위치 맞춤 방법에서는 몰드와 기판 간의 위치 맞춤을 위해서, 기준 기판(110)을 이용한다.
그 위치 맞춤 방법의 절차는 다음과 같다.
(1) 몰드와 기준 기판을 제 1 물체 위치에서 면내 이동 기구를 이용해서 맞춘다(도 1(a)).
(2) 기준 기판을 z-방향의 음의 방향으로 이동시켜, 제 2 물체 위치에서 그의 화상을 구성하여 취득한다(도 1(b)).
(3) 제 2 물체 위치에서, 관찰된 화상과 기판을 면내 이동 기구를 이용해서 맞춘다(도 1(c)).
(4) 기판을 z-방향의 양의 방향으로 이동시키는 것만으로, 제 1 물체 위치에서 몰드에 기판을 맞춘다(도 1(d)).
동일한 기판 상의 많은 지점에서 소정의 패턴을 반복해서 전사하는 스텝-앤드-리피트 방법에 있어서는, 기판의 최초의 한 지점에서만 위치 맞춤을 수행하면 된다. 그 후에는 면내 이동 기구의 정밀도(서브 나노미터 오더)에 의해 반복 전사를 수행하는 것이 가능하다.
다음에, 상세한 설명을 행한다.
제 1 물체 위치에서 기판 마크를 원하는 위치에 맞추기 위해서, 상기 제 1 물체 위치에서의 상기 원하는 위치에 상당하는 위치, 즉, 제 2 물체 위치에서 기판 마크를 배치해야 할 위치를 결정할 필요가 있다. 이 작업은 예를 들어 몰드를 교환하는 동안에만 수행된다. 도 1(a)는 제 1 물체 위치(101)에서 기준 기판 마크(111)를 몰드 마크에 대응시킨 상태를 나타낸다. 이 상태는 다음과 같은 방법으로 실현된다. 몰드 마크(104)가 제 1 촬상 범위의 중심에 위치되어 있는 것으로 가정해서, 기판을 기판 유지부에 배치하고, 면내 이동 기구를 사용해서, 기준 기판 마크(111)의 중심을 몰드 마크(104)(의 중심)에 대응시킬 수 있다. 이때의 얼라인먼트(즉, 위치 맞춤)는 면내 이동 기구를 이용함으로써 나노미터 오더의 정밀도로 수행하는 것이 가능하다. 이 위치 맞춤 동안, 제 2 물체 위치(102)에서의 화상을 특별히 사용할 필요는 없다.
다음에, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 기준 기판을 기판 승강기구를 사용해서 z-방향의 음의 방향으로 이동시켜서, 기준 기판 마크(111)가 제 2 물체 위치(102)에 도달하도록 한다. 그 이동 동안, 기준 기판은 xy-방향으로 어긋나지 않는다. 얻어진 이 상태에서는 제 2 물체 위치(102)에서 기준 기판 마크(111)가 관찰되고, 이 상태에서의 화상을 촬상해서 기억한다. 이때, 제 1 물체 위치(101)에서의 화상을 특별히 사용할 필요는 없다.
다음에, 도 1(c) 및 (d)를 참조해서, 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법을 설명한다. 이 조작은 새로운 기판을 배열(또는 배치)할 때마다 실시된다.
도 1(c)에 표시된 바와 같이, 기판(112)을 유지하는 기판 유지부를 면내 이동 기구에 의해 몰드(103)에 대향하는 지정 위치("F1－1"이라 칭함)에 배치한다. 이때, 제 2 물체 위치(102)에서 기판 마크(113)가 관찰된다. 다음에, 이 기판 마크(113)의 중심이 도 1(b)에 표시된 제 2 물체 위치(102)에서 관찰된 기준 기판 마크(111)의 중심과 일치하도록 면내 이동 기구를 사용해 위치 맞춤을 수행한다. 이 위치 맞춤은 몰드와 기판이 떨어진 상태에 놓여 있기 때문에 고속으로 수행할 수 있다. 이때의 기판 유지부의 지정 위치(F1－1)와 위치 맞춤 완료 후의 기판 유지부의 지정 위치("S1－1"이라 칭함) 간의 차이("E1－1"이라 칭함)를 기억한다. 이 경우, 특히 제 1 물체 위치(101)의 화상을 특별히 사용할 필요는 없다.
다음에, 도 1(d)에 표시된 바와 같이, 기판(112)을 z-방향의 양의 방향으로 올려, 기판(112)을 제 1 물체 위치(101)에 배치한다. 이때, 기본적으로 몰드와 기판은 위치 맞춤 완료 상태에 놓이게 된다. 그 후, 동일한 기판 위에의 전사에 대해서 이 차이(어긋남)(E1－1)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정함으로써 임프린트를 수행한다. 이때, 특히 제 2 물체 위치(102)에서의 화상을 사용할 필요는 없다.
몰드와 기판이 서로 어긋나서 허용 범위 밖에 위치되어 있는 경우, 몰드와 기판 간의 위치맞춤을 더욱 수행하는 것도 가능하다. 이 조작은 예를 들어 몰드와 기판이 수지를 개입시켜 접촉하는 것에 의해 작용해서 초래된 응력을 받아 몰드와 기판의 위치가 서로 어긋나 있는 경우에 필요할 수 있다. 몰드와 기판 간의 위치 어긋남이 발생한 경우, 몰드와 기판 간의 어긋남량이 기판의 위치에 관계없이 동일하다면, 다음의 처리를 수행한다. 더욱 구체적으로는, 이때의 기판 유지부의 지정 위치(F1－1)와 위치 맞춤을 완료했을 때의 기판 유지부의 지정 위치("S1－2"라 칭함) 간의 차이("E1－2"라 칭함)를 기억한다. 이 경우, 도 1(c)에 나타낸 바와 같이 제 2 물체 위치에서 이미 위치 맞춤이 수행되었으므로, 이 차이(E1-2) 값은 크지 않다. 그 후, 동일한 기판 위에 대한 후속의 전사에 대해서 이 차이(어긋남)(E1－2)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정해서 임프린트를 수행한다.
이상 설명한 위치 맞춤은 기판의 소정 지점에서 몰드와 기판 간의 위치 어긋남에 관한 정보에 근거한 기판의 전체 면에 대해서 수행했지만, 기판 전체 면에서의 위치 어긋남에 관한 정보를 위치 맞춤 전에 미리 취득하고, 이 취득한 정보에 근거해서 몰드와 기판 간의 위치 맞춤을 수행하는 것도 가능하다.
다음에, 본 실시예에서 이용하는 기준 기판의 구성에 대해서, 당해 기준 기판의 구성을 나타낸 도 2(a) 내지 도 2(c)를 참조해서 설명한다.
기준 기판으로서는, 요철 패턴이 상부에 전사될 기판 그 자체를 사용하는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우, 프로세스 동안의 기판의 변형 및 개별 기판 간의 차이가 생길 염려도 있다. 이 때문에, 안정된 기준 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2(a)에 도시된 기준 기판(201)은 당해 기준 기판(2010 상에 몰드의 패턴 영역과 동일한 크기를 가진 영역(202)이 배치되고, 그 영역(202)의 네 귀퉁이에 기 준 기판 마크(203)가 배치되도록 구성되어 있다.
도 2(b)에 도시된 기준 기판(204)은 원형의 형상을 가지며, 요철 패턴이 상부에 전사될 기판과 같은 크기를 갖도록 구성되어 있다. 이 기준 기판(204) 상에는 기준 기판 마크가 구비되어 있는 패턴 영역(205)과 기준 기판 마크가 구비되어 있지 않은 패턴 영역(206)이 있다. 이 구성에 있어서, 기준 기판 마크가 구비되어 있는 몇몇 위치에서 위치 어긋남의 보정을 수행할 수 있다.
도 2(c)에 도시된 기준 기판(207)은 요철 패턴이 상부에 전사될 기판 그 자체에 의해서 구성된다. 이 경우, 패턴 영역(208)의 모든 위치에서 혹은 도 2(b)에 도시된 몇몇 위치에서 보정을 수행해도 된다.
다음에, 광학계의 구성을 도시한 도 3을 참조해서 본 실시예에서 이용되는 계측용 광학계에 대해 설명한다.
본 실시예의 광학계에 있어서는, 광원(301)으로부터 나온 광은 조명 광학계(302), 제 1 빔 분할기(303) 및 제 1 결상 광학계(304)를 통과해서, 몰드(309) 및 기판(312)에 도달한다. 몰드(309) 및 기판(312)에 의해 반사된 광은 제 1 결상 광학계(304), 제 1 빔 분할기(303), 제 2 결상 광학계(306) 및 제 2 빔 분할기(305)를 통과해서 제 1 촬상 소자(307) 및 제 2 촬상 소자(308)에 결상된다. 제 1 물체 위치(313)의 화상은 제 1 촬상 소자(307)에 결상되고, 제 2 물체 위치(314)의 화상은 제 2 촬상 소자(308)에 결상된다. 본 실시예에서는, 제 1 촬상 소자(307) 위의 화상으로서 제 1 몰드 마크(310)가 결상되고, 제 2 촬상 소자(308) 위의 화상으로서 기판 마크(311)가 결상된다.
다음에, 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 기판 혹은 당해 기판과 상기 몰드 사이에 개재하는 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사장치를 구성하는, 본 실시예에 있어서 사용되는 가공 장치에 대해서, 본 실시예 1에 있어서의 가공 장치의 구성예를 나타낸 도 4를 참조해서 설명한다.
도 4를 참조하면, 가공장치는 노광 광원(401), 경통(402), 몰드 유지부(403), 기판 유지부(404), 기판 승강기구(z-방향)(405), 면내 이동 기구(xy-방향)(406), 도 3에 도시한 계측용 광학계(407), 촬상 소자(408) 및 해석 기구(409)를 포함한다.
몰드 유지부(403)는 진공 척 방식 등에 의해 몰드(411)의 처킹(chucking)을 수행한다. 기판(412)은 면내 이동 기구(406)에 의해 원하는 위치로 이동가능하다. 또, 기판 승강기구(405)에 의해 기판(412)의 높이의 조정 및 압력 인가를 수행할 수 있다. 또한, 면내 이동 기구(406) 및 기판 승강기구(405)는 간섭계 등에 의한 거리계측을 받고 있고 제어 정밀도는 서브나노미터 오더로 되고 있다. 기판의 위치 이동, 압력 인가, 노광 등의 제어는 임프린트 제어 기구(410)에 의해 이루어진다.
( 실시예 2)
실시예 2에 있어서는 실시예 1의 위치 맞춤과는 다른 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 도 1(a) 내지 도 1(d)와 공통되는 부분의 설명은 생략하고, 오로지 다른 구성 부분에 대해서만 설명한다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 몰드(502)와 기판(513) 간의 위치 맞춤 방법을 예시한 개략도를 포함한다.
본 실시예에 있어서는, 기준 기판(505)의 양면에 각각 제 1 기준 기판 마크(506) 및 제 2 기준 기판 마크(504)를 배치하고 있다. 기준 기판(505)의 광학적인 두께를 제 1 물체 위치(501)와 제 2 물체 위치(503)간의 거리와 같게 하고 있다. 이들 특성에 의거해서, 제 1 물체 위치에서 몰드 마크의 원하는 위치에 기판 마크를 맞추기 위해서는, 제 2 물체 위치에서 기판 마크를 이동해야할 위치를 이하에 설명한 바와 같이 한 번에 결정하는 것이 가능하다.
도 5(a)는 제 1 물체 위치(501)에 기준 기판(505)의 제 1 기준 기판 마크(506)가 위치되어 있는 경우를 표시한 개략도를 포함한다. 또, 제 2 기준 기판 마크(504)는 제 2 물체 위치(503)에 위치되어 있다. 제 1 기준 기판마크(506)는 제 1 관찰 범위(509)에 구비된 제 1 촬상 범위(510)에 배치되어 있다. 또한, 제 2 기준 기판 마크(504)는 제 2 관찰 범위(511)에 구비된 제 2 촬상 범위(512)에 배치되어 있다. (508)은 제 1 및 제 2 촬상 범위(510), (512)의 중심 위치 간의 차이를 나타낸다.
먼저, 기준 기판(505)을 기판 유지부(도시 생략)에 배치하고, 면내 이동 기구에 의해 몰드 마크(507)를 기준으로 해서 제 1 물체 위치(501)에서 제 1 기준 기판 마크(506)의 얼라인먼트(위치 맞춤)를 수행한다. 더욱 구체적으로는, 예를 들면, 제 1 기준 기판 마크(507)의 중심과 몰드 마크(506)의 중심이 서로 일치하도록 위치 맞춤을 수행한다. 이때, 제 2 물체 위치(503)에는 제 2 기준 기판 마크(504) 가 위치되어 있고, 그 상을 기억한다.
그 후, 기준 기판(505)을 기판 유지부로부터 제거한다.
다음에, 기판의 위치 맞춤 방법을 설명한다. 이 방법은 기본적으로는 실시예 1의 것과 동일하다.
더욱 구체적으로는, 도 5(b)에 표시된 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 유지부를 면내 이동 기구에 의해 몰드에 대향하는 지정 위치("F2－1"이라 칭함)에 배치한다. 이때, 제 2 물체 위치에서 제 1 기판 마크(514) 및 제 2 기판 마크(515)가 관찰된다. 다음에, 이 제 1 기판 마크의 중심을 도 5(a)에 도시된 제 2 물체 위치(503)에서 관찰된 기준 기판 마크(504)의 중심과 일치되도록 위치 맞춤을 수행한다. 이때의 기판 유지부의 지정 위치(F2－1)와 위치 맞춤 완료 후의 기판 유지부의 지정 위치("S2－1"이라 칭함) 간의 차이("E2－1"이라 칭함)를 기억한다.
도 5(c)는 기판을 유지하는 기판 유지부를 상승시켜, 제 1 및 제 2 기판 마크(514), (515)가 제 1 물체 위치(501)에 배치된 상태이다. 이 상태에서, 통상 몰드와 기판 간의 위치 맞춤은 완료된다. 그 후, 동일한 기판 위에의 후속의 전사에 대해서는 이 차이(어긋남)(E2－1)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정해서 임프린트를 수행한다.
실시예 1과 마찬가지로, 몰드와 기판이 서로 어긋나서 허용 범위 밖에 위치되어 있는 경우, 도 5(c)에 도시된 제 1 물체 위치(501)에서 면내 이동 기구를 사용하여 몰드 마크(507)를 기준으로 해서 제 2 기판 마크(515)를 위치 맞춤한다. 이 경우, 도 5(b)에 도시된 제 2 물체 위치(503)에서의 위치 맞춤은 이미 수행되어 있으므로, 위치 어긋남의 정도는 크지 않다. 기판 유지부의 지정 위치(F2－1)와 위치 맞춤 완료 후의 기판 유지부의 지정 위치("S2－2"라 칭함) 간의 차이("E2－2"라 칭함)를 기억한다. 그 후, 동일한 기판 위에의 후속의 전사에 대해서는 이 차이(어긋남)(E2－2)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정해서 임프린트를 수행한다.
( 실시예 3)
실시예 3에 있어서는 실시예 1의 위치 맞춤 방법과는 화상의 처리 방법이 다른 몰드와 기판 간의 위치 맞춤 방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 있어서는 도 1(a) 내지 도 1(d)와 공통되는 위치 맞춤 방법의 설명은 생략하고, 차이가 있는 구성만을 설명한다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 본 실시예에 있어서의 신호 처리 방법을 예시한 개략도를 포함한다.
우선, 기준 기판(613)을 제 1 물체 위치(601)에서 관찰한 경우를 설명한다. 도 6(a)는 기준 기판(613)의 기준 기판 마크(614)가 제 1 물체 위치(601)에 위치되어 있는 상태를 나타낸다. 본 실시예에서는, 제 1 관찰 범위(605) 내의 제 1 촬상 영역(608)에 있어서, 몰드 마크(604)를 기준으로 해서 제 1 영역 A(610)가 몰드(602)의 몰드 마크(604)를 포함하는 영역으로서 지정된다. 그 후, 제 1 영역 B(611) 및 제 1 영역 C(612)는 인접 영역 간에 소정 거리(간격)로 지정된다. 기준 기판 마크(614)는 제 1 영역 C(613)에 대해서, 면내 이동 기구로 이동시킴으로써 위치 맞춤을 수행한다. 이때, 예를 들어, 제 1 영역 A(610)와 제 1 영역 C(612)를 화상으로부터 선택하거나 추출해서, 각 추출된 화상의 콘트라스트 조정을 수행하고, 이들 두 추출된 화상을 중첩시키도록 신호 처리를 수행함으로써 원하는 위치에 제 1 영역 C(612)를 배치한다. 기준 기판 마크(614)와 제 1 영역 C(612) 간의 위치 맞춤이 완료된 후에, 기판 승강기구에 의해서 기준 기판(613)을 제 2 물체 위치(603)까지 내려, 거기에서 기준 기판 마크(614)를 관찰한다. (606)은 제 1 및 제 2 촬상 범위(608), (609)에 있어서의 중심 위치 간의 차이를 나타낸다. 도 6(b)는 기준 기판(613)의 기준 기판 마크(604)가 제 2 물체 위치(603)에 위치되어 있는 상태를 나타낸다. 이 상태에서, 제 2 관찰 범위(607) 내의 제 2 촬상 영역(609)에 있어서는, 기준 기판 마크(604)를 기준으로 해서 제 2 영역 C(617)이 기준 기판 마크(604)를 포함하도록 지정된다. 그 후, 제 2 영역 B(616) 및 제 2 영역 A(615)은 인접 영역 간에 소정 거리(간격)로 지정된다. 그 후, 기준 기판(505)을 기판 유지부로부터 제거한다.
다음에, 기판의 위치 맞춤 방법을 설명한다. 도 6(c)는 기판(618)을 제 2 물체 위치(603)에서 관찰했을 경우를 예시한 도면을 포함한다.
더욱 구체적으로는, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 유지부를 면내 이동 기구에 의해 몰드에 대향하는 지정 위치("F3－1"이라 칭함)에 배치한다. 이때, 제 2 물체 위치에서 기판 마크(619)가 관찰된다. 이 상태에서, 제 2 영역 B(616)를 화상으로부터 선택하거나 추출하여, 도 6(b)를 참조해서 설명한 조작에서 취득한 제 2 영역 C(617)의 화상에 중첩하여 위치 맞춤을 수행한다. 이 때 몰드와 기판간의 접촉이 발생되지 않으므로, 이 위치 맞춤은 고속으로 수행될 수 있다. 또한, 각각의 화상은 미리 콘트라스트 조정 등의 신호 처리를 수행한다.
다음에, 기판(618)을 제 1 물체 위치(601)에서 관찰한 경우를 설명한다.
도 6(d)는 기판 승강기구에 의해 기판(618)을 z-방향의 양의 방향으로 상승시켜, 기판 마크(619)가 제 1 물체 위치(601)에 배치된 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서, 통상 몰드(602)와 기판(618)의 위치 맞춤은 완료되어 있으므로, 그 위치 차이는 허용 범위 내의 수준인 것으로 예상된다. 이때의 기판 유지부의 지정 위치(F3－1)와 위치 맞춤 완료 후의 기판 유지부의 지정 위치("S3－1"이라 칭함) 간의 차이("E3－1"이라 칭함)를 기억한다. 그 후, 동일한 기판 위에서의 후속의 전사에 대해서는 이 차이(어긋남)(E3－1)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정하여 임프린트를 수행한다.
실시예 1과 마찬가지로, 몰드와 기판이 서로 어긋나 허용 범위 밖에 위치되는 경우, 제 1 물체 위치(601)에서 몰드(602)와 기판(618) 간의 위치 맞춤이 최종적으로 수행된다. 이 경우, 도 6(c)에 도시된 제 2 물체 위치(603)에서의 위치 맞춤은 이미 수행되어 있으므로, 위치 어긋남의 정도는 크지 않다. 기판 유지부의 지정 위치(F3－1)와 위치 맞춤 완료 후의 기판 유지부의 지정 위치("S3－2"라 칭함) 간의 차이("E3－2"라 칭함)를 기억한다. 이 후, 동일한 기판 위에서의 후속의 전사에 대해서는 이 차이(어긋남)(E3－2)가 있는 것을 전제로 해서 지정 위치를 설정하여 임프린트를 수행한다.
이상 설명한 바와 같이, 촬상 소자의 촬상 범위 내의 다른 영역을 이용하는 효과는, 몰드 및 기판의 반사율이 서로 다르기 때문에 몰드와 기판의 화상을 독립 적으로 신호 처리할 수 있어, 위치 맞춤의 정밀도를 증가시키기 쉬워지는 점이다. 또, 몰드와 기판이 상하 방향으로 서로 중첩되지 않기 때문에 상호 간섭의 영향을 고려할 필요가 없고, 따라서, 마크의 자유도를 증가시킬 수 있다.
다음에, 이러한 마크 중에서 모아레 줄무늬를 화상 처리에 의해 발생시킴으로써 고정밀도의 위치 맞춤을 수행하는 방법에 대해 설명한다.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 본 실시예 3에 있어서의 모아레 줄무늬를 화상 처리해서 위치 맞춤을 수행할 경우 이용하는 위치 맞춤 마크를 예시한 개략도이다.
도 7(a)은 피치(P1)를 지닌 바 패턴(701)과 피치(P2)를 지닌 바 패턴(702)을 포함하는 제 1 마크를 나타낸다. 도 7(b)는 피치(P1)를 지닌 바 패턴(701)과 피치(P2)를 지닌 바 패턴(702)을 포함하는 제 2 마크를 나타내며, 이때의 바 패턴(701), (702)은 도 7(a)에 도시된 제 1 마크에서의 바 패턴(701), (702)과 반대의 배열을 지닌다. 제 1 마크와 제 2 마크를 상호 중첩함으로써, 도 7(c)에 도시된 바와 같은 합성상(706)이 형성된다. 이 합성상(706)에 있어서는 좌우의 모아레 줄무늬의 위상이 서로 같다. 도 7(c)는 마크와 기판 간의 위치 맞춤이 완료하고 있는 상태를 나타내고 있다.
또한, 마크와 기판 간의 위치 맞춤이 완료되어 있지 않은 상태에 대해서는 좌우의 모아레 줄무늬의 위상이 서로 다르다. 모아레 줄무늬의 주기는 이하의 수식 [1]로 표시되는 피치 PM과 동일하다:
Figure 112007029348366-pat00001
...[1].
전술한 바와 같이, 광학 배율을 사용하지 않아도 몰드와 기판 간의 위치 어긋남이 확대된다.
다음에, 모아레 줄무늬는 도 7(d)에 도시된 바와 같은 XYθ 계측용의 제 1 마크(709)를 구성하도록 배열되고, 이때, 제 1 마크(709)는 제 1 영역(710), 제 2 영역(711), 제 3 영역(712), 제 4 영역(713), 피치(P3)를 지닌 패턴(707) 및 피치(P4)를 지닌 패턴(708)을 포함한다. 또한, 모아레 줄무늬는 도 7(e)에 도시된 바와 같은 XYθ 계측용의 제 2 마크(714)를 구성하도록 배열되고, 이때, 제 2 마크는 도 7(d)에 도시된 것과 반대로 배열된 제 1 내지 제 4 영역(710) 내지 (713) 및 패턴(707), (708)을 포함한다. 도 7(d)에 도시된 제 1 마크(709) 및 도 7(e)에 도시된 제 2 마크(714)에 관해서는, 제 1 영역(710) 및 제 3 영역(712)에서 y-방향 및 θ의 위치 맞춤을 수행할 수 있고, 제 2 영역(711) 및 제 4 영역(713)에서 x-방향 및 θ의 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 도 7(f)는 위치 맞춤이 완료된 후의 XYθ 계측용의 모아레 줄무늬(715)를 포함하는 XYθ 계측용의 합성상이다.
이상 설명한 본 발명에 의한 장치 및 방법은 반도체, 광자결정 등의 광학 소자나 μ－TAS 등의 바이오 칩의 제조 기술 등에 활용될 수 있다.
( 실시예 4)
실시예 4에 있어서는 실시예 1에서 설명한 광학계의 다른 실시형태에 대해 설명한다. 특히, 본 실시예는 실시예 3에서 설명한 콘트라스트 조정에 매우 적합하다. 그 이유는 반사율이 다른 몰드의 마크와 기판의 마크를 동일 시야각에서 촬상하면 콘트라스트가 충분히 확보되지 않아, 정확한 계측을 방해하는 경우도 있다.
따라서, 마크를 수직 방향에서 볼 경우 마크가 광학적으로 서로 영향을 미치지 않게 하는 위치에 배치하여 독립적으로 콘트라스트를 조정하도록 하는 것이 중요하다.
수직 방향인 이유는 마크 또는 기판을 z-방향으로 이동시키므로, 마크 또는 기판의 이동에 의한 촬상 소자 중의 마크들의 위치 변화를 방지할 필요가 있기 때문이다. 이 때문에, 마크를 비스듬하게 관찰하는 경우에는, 마크의 위치 변화에 대응한 신호 처리 방법을 필요로 한다.
몰드 마크는 투과율이 높기 때문에, 몰드 마크의 콘트라스트가 기판 마크의 콘트라스트보다 낮은 경향이 있다.
일반적으로 콘트라스트가 높을수록 계측 정밀도가 향상하므로, 몰드의 콘트라스트와 기판의 콘트라스트가 각각 최대값이 되는 것 같은 조정이 요구된다.
다음에, 본 실시예의 계측용 광학계에 대해 설명한다. 도 8(a) 및 도 8(b)는 각각 상기 계측용 광학계의 구성을 나타내고 있다.
도 8(a)는 제 1 촬상 소자(307) 및 제 2 촬상 소자(308)의 앞쪽에 각각 제 1 광학 소자(801) 및 제 2 광학 소자(802)를 배치한 구성을 나타내고 있다. 각각의 광학 소자는 색필터, 간섭 필터, ND(Neutral-Density) 필터, 편광기 및 이들의 조합에 의해 구성된다. 제 1 광학 소자 및 제 2 광학 소자는 반사율에 따라 적절하 게 선택된다. 또, 컬러 CCD(Charge Coupled Device)의 색필터를 그대로 사용하는 것도 가능하다.
도 8(b)는 촬상 소자의 각각의 위치에 도달하는 광을 제 1 및 제 2 광학소자(803), (804)에 의해 조정하는 구성을 나타내고 있다. 이 경우, 제 1 촬상 소자(307) 및 제 2 촬상 소자(308)의 촬상 영역 내에 각각 위치에 따라 콘트라스트를 조정할 수 있도록, 위치에 따라 특성이 다른 제 1 광학 소자(803) 및 제 2 광학 소자(804)가 배치되어 있다. 이 구성에 있어서는, 제 1 물체 위치 및 제 2 물체 위치에서 위치 맞춤을 수행할 수 있다. 나아가서는, 제 1 물체 위치에 기판 마크가 위치될 경우에, 몰드의 반사율과 기판의 반사율이 차이가 나더라도 몰드 마크와 기판 마크를 직접 이용해서 용이하게 위치 맞춤을 수행할 수 있다.
도 9(a)는 콘트라스트 조정을 수행하기 위해 몰드용의 마크 및 기판용의 마크에 각각 대응해서 광량을 조정하는 광량 제어 기구(901)를 이용하는 광학계의 구성을 나타내고 있다.
또, 도 9(b)에 도시한 구성에서는, 광원(301)으로부터 광량을 변화시키기 위해서 회전식 셔터(902)를 이용하고 있다. 몰드 및 기판의 반사율에 따라서, 회전식 셔터(902)의 셔터 위치를 바꾼다.
또한, 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시한 광학계에는, 몰드 마크 및 기판 마크를 제 1 광량 및 제 2 광량으로 각각 촬상하므로, 촬상 조작을 제 1 조작 및 제 2 조작으로 나누어서 2회 촬상을 행한다.
이와 같이 광량을 변화시키거나 또는 몰드의 특성 및 기판의 특성에 따라 촬 상 소자의 노광 시간이나 이득을 변화시킴으로써 촬상 조작을 수행해도 된다.
도 10(a) 및 도 10 (b)는 몰드와 기판 간의 위치 맞춤을 위해서 박스-인-박스(box-in-box) 방식의 위치 맞춤 방법에 이용하는 마크의 실시형태를 나타내고 있다. 이들 도면에 있어서, 촬상 소자의 제 1 영역 A(610)에는 몰드에 대해서 몰드 마크(104)가 구비되고, 제 2 영역 B(611)에는 기판에 대해서 기판 마크(113)가 구비되어 있다. 이 실시예의 광학계를 이용하고 있으므로, 몰드 마크(104) 위치의 반사율 및 기판 마크(113) 위치의 반사율이 최적으로 되고 있다.
다음에, 도 10(c) 및 도 10(d)는 몰드의 제 1 영역 A(610)에 있어서의 격자형 몰드 마크(701)의 구성 및 기판의 제 2 영역 B(611)에 있어서의 격자형 기판 마크(702)의 구성을 나타내고 있다. 이들 구성은 특히 나노미터 오더의 위치 맞춤을 수행하는 경우에 특히 적합하다. 본 실시예(실시예 4)의 광학계를 이용하고 있으므로, 몰드의 반사율 및 기판의 반사율이 최적으로 되고 있다.
다음에, 본 실시예의 신호 처리 방법에 대해 신호 처리 방법을 예시한 순서도를 표시한 도 11(a) 및 도 11(b)를 참조해서 설명한다.
도 11(a)는 배율 보정을 수행하지 않은 경우를 예시한 순서도이다.
도 11(a)를 참조하면, 공정 S－1에서 제 1 영역 A의 화상과 제 2 영역 B의 화상을 취득한다. 이때 제 1 영역 A와 제 2 영역 B는 같은 크기(면적)를 갖는 것이 바람직하다. 그 이유는 FFT(Fast Fourier Transform) 해석을 위한 샘플링 수가 제 2 영역 B에서와 같은 경우가 많기 때문이다.
또, 제 1 영역 A의 면적이 제 2 영역 B의 면적과 다른 경우에는, 제 1 영역 A 및 제 2 영역 B가 같은 면적을 갖도록 주변부의 데이터를 그대로 확장하는 등의 처리를 행할 필요가 있다.
다음에, 공정 S－2에 있어서, 제 1 영역 A에서는 신호 처리 A를 행하고 제 2 영역 B에서는 신호 처리 B를 행한다. 이들 신호 처리 A 및 B의 각각은 저역통과필터, 고역통과필터, 대역통과필터, FFT-필터, 평활화 필터, 차분 필터 등을 이용한 일반적인 필터 처리이다. 또, 몰드의 반사율 및 기판의 반사율 등의 인자에 의해 콘트라스트를 최적으로 하기 위해 이득 조정을 수행한다.
다음에, 공정 S－3에서 연산 처리를 수행한다. 연산 처리는 화상들의 가산, 화상들의 승산, 화상 간의 차이분의 산출 또는 다른 함수를 이용한 화상들의 계산을 행함으로써 수행될 수 있다.
다음에, 공정 S－4에서, 공정 S－2에서 사용된 것과 마찬가지의 필터를 이용해서 신호 처리 C를 수행한다.
최종적으로, 공정 S－5에서 위치 검출을 수행한다.
도 11(b)는 도 11(a)에 표시된 경우에 있어서의 공정 S－2가 배율 보정을 수행하는 공정 S－21과 신호처리 A와 신호처리 B를 수행하는 공정 S-22로 분리되어 있는 경우를 표시한 순서도이다. 특히 임프린트에 있어서, 몰드 또는 기판의 높이가 변화된다. 이에 대응해서 광학 배율도 변화된다. 이러한 경우에, 배율 보정을 수행하지 않으면 고정밀의 위치 맞춤을 수행할 수 없는 가능성이 있다. 배율 보정을 수행하는 방법은 예를 들어 인접한 바 간의 거리를 그의 설계치와 비교해서, 그 거리가 설계치와 일치하도록 계수를 변화시키는 방법 등일 수 있다. 덧붙여, 공정 S－2 이후의 공정에서의 신호 처리는 2 차원 데이터를 이용해서 수행되고 되고, 2 차원 데이터를 1 차원 데이터로 변환함으로써 수행해도 된다.
본 실시예에서는 2개의(제 1 및 제 2) 영역을 이용하는 경우를 설명했지만, 3개 이상의 영역을 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 본 실시예의 상기 설명한 신호 처리에 있어서 도 10(a)에 도시한 몰드 마크와 도 10(b)에 도시한 기판 마크를 이용한 경우의 신호 처리의 예에 대해 설명한다.
우선, 공정 S－1에서 영역 A의 화상과 영역 B의 화상을 취득한다. 다음에, 공정 S－2에서, 배율 보정 및 영역 A와 영역 B의 각각에 평활화 필터를 이용한 필터 처리를 수행하여 노이즈를 저감시킨다. 또한, 영역 A의 콘트라스트와 영역 B의 콘트라스트를 조정한다. 공정 S－3에서, 신호 처리 후의 영역 A의 화상과 영역 B의 화상을 가산한다. 이 상황은 광학적 겹침(중첩)의 경우의 것과 유사하다. 공정 S－4에서, 평활화 필터 등을 이용해서 더욱 신호 처리를 수행한다. 공정 S－5에서 위치를 검출한다.
또한, 신호 처리의 방법으로서, 상기 설명한 방법 이외에, 공정 S-2에 있어서, 영역 A와 영역 B에 있어서의 마크의 무게 중심을 직접 구하는 것도 가능하다. 또한, 공정 S－3에서, 그 무게 중심간의 차이분을 산출한다. 공정 S－4에서는, 특히 신호 처리를 수행하지 않는다. 공정 S－5에서, 그 차이분을 몰드와 기판 간의 거리로 변환한다. 위치 맞춤의 완료 조건은 이 차이분이 0이 되는 때이다. 상기 설명한 방법은 본 실시예에도 적용가능하다.
다음에, 본 실시예의 상기 신호 처리에 있어서, 도 10(c)에 도시한 주기 구조를 가진 몰드 마크 및 도 10(d)에 도시한 주기 구조를 가진 기판 마크를 이용한 경우의 신호 처리의 예에 대해 설명한다.
우선, 공정 S－1에서 영역 A의 화상과 영역 B의 화상을 취득한다. 공정 S－2에서, 배율 보정과, 평균화 처리에 의한 2 차원 데이터의 1 차원 데이터로의 변환을 수행한다. 또한, FFT 필터를 이용함으로써, 주기 구조의 기본 주파수의 성분들을 취득한다. 공정 S－3에서, 얻어진 값들을 수학적으로 승산한다. 이 승산은 이하의 수식 [2]로 표시된다:
Figure 112007029348366-pat00002
...[2].
상기 수식 [2]에 있어서, δ는 위치 어긋남을 나타내고, 우변의 제 2항은 모아레 줄무늬의 성분을 나타낸다.
공정 S－4에 있어서, FFT에 의해 우변을 저주파 성분을 나타내는 제 1항과 고주파 성분을 나타내는 제 2항으로 간단하게 나눌 수 있다. 그 결과, 모아레 줄무늬의 성분으로서 이하의 수식 [3]의 항을 추출할 수 있다:
Figure 112007029348366-pat00003
...[3].
공정 S－5에서, 이하의 위상 성분을 추출한다:
Figure 112007029348366-pat00004
.
상기 위상 성분으로부터, 위치와 관련된 δ를 검출할 수 있다.
이 얼라인먼트(위치 맞춤)에 있어서, 위치 맞춤의 완료한 조건은 위상 성분이 0이 되는 때로서 취하는 경우가 많다.
또한, 격자형 마크로서, 상이한 피치를 가진 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시한 격자형 마크(703), (704)를 사용하는 것이 가능하다. 더욱 구체적으로는, 이들 마크는 서로 병렬로 배치되어 있고, 격자의 기본적인 주파수로부터, 동일한 피치를 가진 2조의 모아레 줄무늬가 발생된다. 이들 모아레 줄무늬를 이용함으로써, 몰드와 기판 간의 위치 맞춤을 수행하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예의 신호 처리에 있어서 격자패턴 등의 패턴의 겹침(중첩)과 광학적 겹침(중첩) 간의 본질적인 차이에 대해 이하에 설명한다.
전자의 (신호 처리) 중첩은 이상적인 상태이지만, 후자의 (광학적) 중첩은 다중 반사 등에 의해 악영향을 받는다. 특히, 몰드와 기판의 반사율이 다른 경우에는 다수의 반사에 의해 광학적 중첩은 악영향을 받는다. 따라서, 검출 알고리즘에 따라서는 계측에 오차를 일으키는 경우가 발생한다. 그 때문에 본 실시예에서처럼, 수직 방향에서 패턴을 관찰했을 경우 서로 일치되지 않는 격자 패턴을 가진 마크들을 이용함으로써 이상적인 신호를 취득하여 오차의 발생을 적게 하기 위해서, 신호처리 중첩은 중요하다.
또한, 콘트라스트를 증가시키기 위해서, 몰드와 기판 간의 갭(gap)에 따라서, 광원이나 촬상 소자에 마련하는 필터의 투과 파장 대역을 바꾸는 것은 콘트라스트 향상의 관점으로부터 바람직하다.
예를 들면, 기판 표면에 배치된 수지 재료를 경화시킴으로써 몰드의 가공면에 형성된 패턴을 전사하는 임프린트 방법의 경우, 그 파장 대역의 변화는 다음과 같이 수행한다.
몰드에 구비된 얼라인먼트 마크를 촬상 소자를 통해서 관찰할 때에, 몰드와 기판 간의 갭 혹은 얼라인먼트 마크를 구성하는 부재의 두께에 따라 촬상 소자에 입사하는 광의 파장을 제어한다. 보다 구체적으로는, 임프린트 방법에 있어서는 몰드와 기판 사이에, 패턴이 상부에 전사될 수지 재료를 개재시킨다. 상기 수지 재료의 굴절률과 몰드의 굴절률이 서로 가까운 경우, 몰드에 형성되어 있는 요철을 포함하는 얼라인먼트 마크가 소실되는 인덱스 매칭(index matching)으로 불리는 현상이 발생하게 된다. 실제의 관찰에서, 몰드용의 얼라인먼트 마크의 관찰을 수행하기 곤란하다.
몰드 마크가 소실되는 인덱스 매칭을 회피하기 위해서, 고굴절률 재료로 형성된 마크를 사용하는 것이 유효하다.
그러나, 임프린트 방법에서는 몰드와 기판 간의 갭이 수십 나노미터 내지 수백 나노미터가 될 수 있다. 이러한 경우에는 광의 간섭 효과에 의해 마크의 콘트라스트가 낮아질 수 있으므로, 더 한층의 개량이 요구된다.
임프린트용의 몰드(특히 얼라인먼트 마크 부분)에 고굴절률 재료를 이용하는 것이 바람직한 이유에 대해 설명한다.
몰드 마크는 굴절률이 1.45인 SiO2, 굴절률이 1.5인 수지 재료, 굴절률이 2.0인 SiN으로 구성되고, 굴절률이 n1 및 n2인 재료들 간의 계면에서의 반사율 R은 다음 수식 [4]로 표시된다:
Figure 112007029348366-pat00005
.
따라서, SiO2와 수지 재료 간의 경계면에서의 반사율 R은 다음과 같다:
R = 2.9 × 10-4.
이 값은 매우 작다. 마크를 관찰하면 그 마크는 전술한 인덱스 매칭에 의해 관찰하기 어렵다.
한편, SiN과 수지 재료 간의 경계면에서의 반사율 R은 다음과 같다:
R = 2.0 × 10-2 .
이 값은 SiO2와 수지 재료 간의 계면에서의 것보다 약 2 자리수 크다. 여기서, SiO2와 공기 간의 계면에서의 반사율 R은 다음과 같다:
R = 3.4 × 10-2.
이상 설명한 바와 같이, 몰드 마크의 재료로서 SiN을 이용함으로써 반사율이 크게 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 임프린트 방법에서는, 몰드와 기판 간의 갭 및 고굴절률 재료의 막의 두께가 수십 나노미터 내지 수백 나노미터가 될 수 있다. 이러한 경우에는 광의 간섭 효과가 현저하게 얻어진다.
도 12는 몰드 마크가 SiO2, SiN, 수지 재료(두께(갭): 100 ㎚) 및 Si의 층을 포함하는 4층 구성을 가지고, SiN 층의 두께가 가변인 경우의 파장과 반사광 강도 간의 관계를 나타낸 그래프이다. 더욱 구체적으로는, 도 12는 무한 두께를 가진 Si 층, 이 Si 층 위에 형성된 100 ㎚ 두께의 수지층, 이 수지층 위에 형성된 SiN층(두께: 20 ㎚, 50 ㎚, 150 ㎚) 및 무한 두께를 갖고 상기 SiN 층 위에 배치된 SiO2 층을 포함하는 4층 구성으로 시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다.
값들의 계산은 프레넬 반사(Fresnel reflection)의 모델을 이용해서 행하였다. 기준으로서는, 상기 4층 구성으로부터 SiN층을 생략해서 제작된 3층(SiO2 층/수지 재료층/Si 층)을 포함하는 3층 구성을 이용하였다.
SiN 층을 포함하는 4층 구성과 SiN 층이 없는 3층 구성(기준) 간에는 차이가 큰 만큼 마크를 관찰한 때의 얻어지는 콘트라스트는 좋아진다.
예를 들면, 파장 600 ㎚에서, 반사광 강도는 SiN 층의 두께가 50 ㎚인 때에 0. 27이고, SiN 층의 두께가 150 ㎚인 때에 0.11이다. 기준 구성에서는 파장 400 내지 800 ㎚에서 0.11의 반사광 강도를 제공하므로, 600 ㎚ 파장에서의 콘트라스트는 SiN 층 두께 150 ㎚, 20 ㎚ 및 50 ㎚의 순서로 증가한다. 800 ㎚ 파장에서의 콘트라스트는 20 ㎚, 50 ㎚ 및 150 ㎚(SiN 층 두께)의 순서로 증가한다. 또, 400 ㎚ 파장에서는 콘트라스트는 SiN 층 두께가 20 ㎚일 때 가장 높다.
도 13은 몰드 마크가 SiO2, SiN(두께: 50 ㎚), 수지 재료 및 Si의 층을 포함하는 4층 구성을 가지며, 갭 층으로서의 수지 재료 층의 두께를 가변으로 한 경우의 파장과 반사광 강도 간의 관계를 나타낸 그래프이다. 더욱 구체적으로는, 두께(갭)의 값은 50 ㎚, 100 ㎚ 및 200 ㎚이다.
파장　600 ㎚에서의 반사광 강도와 비교하면, 그 강도 값은 100 ㎚의 갭(수지 재료층 두께)에 대해서는 0.273, 50 ㎚의 갭에 대해서는 0.099, 200 ㎚의 갭에 대해서는 0.033이다. 기준 구성의 강도는 파장 400 내지 800 ㎚에서 0.11이므로(도 12), 600 ㎚ 파장에서의 콘트라스트는 50 ㎚, 200 ㎚ 및 100 ㎚의 갭의 순서로 증가한다. 500 ㎚ 파장에서의 콘트라스트는 200 ㎚, 50 ㎚ 및 100 ㎚의 갭의 순서로 증가한다. 또, 800 ㎚ 파장에서는 콘트라스트는 100 ㎚, 50 ㎚ 및 200 ㎚의 갭의 순서로 증가한다.
이상 설명한 바와 같이, SiN 층 두께나 갭(수지 재료 층 두께)이 수십 나노미터 내지 수백 나노미터(관측용 광의 파장의 몇분의 일 내지 수배)인 경우에는 파장에 따라 반사율이 변화하고 있다. 이 때문에, SiN 층 두께나 갭에 따라서 촬상 소자에 들어가는 광의 파장을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 촬상 소자에 들어가는 광의 스펙트럼이 400 내지 800 ㎚의 범위인 경우에는, 이 범위의 스펙트럼의 평균과 기준(강도: 0.11) 간의 차이에 의해 콘트라스트가 결정된다.
다음에, 위치 맞춤 방법에 대해 설명한다.
위치 맞춤에 있어서, 몰드 마크의 콘트라스트가 증가할수록 위치 맞춤 정밀도는 향상된다. 여기에서는 몰드와 기판을 서로 접근시키면서 위치 맞춤을 수행할 경우의 마크의 관찰 파장에 대해 설명한다. 이 경우의 SiN 층의 두께는 50 ㎚이다. 갭이 200 ㎚인 경우에는, 400 내지 450 ㎚의 파장에서 마크를 관찰한다. 더욱 근접한 상태애서 갭이 100 ㎚인 경우, 500 내지 550 ㎚의 파장에서 마크를 관찰한다. 한층 더 근접한 상태에서 갭이 50 ㎚인 경우에는 400 내지 450 ㎚의 파장에서 마크를 관찰한다. 갭이 다른 값인 경우에도 최적 파장에서 마크를 관찰한다.
파장을 선택하는 방법은 색필터를 이용하는 방법이나, 복수의 레이저빔을 이용하는 방법일 수 있다. 또, 색필터는 조명 광학계 쪽이나 촬상 소자 쪽에 배치해도 된다.
　예를 들면, 전술한 실시형태나 실시예 1 내지 4에 있어서, 파장 필터를 통해 촬상 소자에 광 정보를 입력하는 경우에, 갭에 따라 파장 필터의 투과 파장 대역을 변경함으로써 항상 콘트라스트가 높은 상에 관한 정보를 얻을 수 있다. 또, 몰드의 가공면에 형성된 패턴을 기판 표면의 수지 재료를 경화시킴으로써 전사하는 임프린트 장치에 있어서, 상기 장치는 몰드를 관찰하는 촬상 소자와, 몰드와 기판 간의 갭에 따라 상기 촬상 소자에 입사하는 파장을 제어하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 파장을 제어하는 수단은 색필터나, 복수의 광원(복수의 파장에서 광속을 출력가능함)으로 구성한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 임프린트 동안 몰드 혹은 기판을 파손시키기 어렵고, 또한 고속으로 위치 맞춤을 수행하는 것이 가능하다. 또, 조명 광학계를 간편하게 할 수 있기 때문에, 장치 비용을 줄이는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명은 본 명세서에 개시된 구성을 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 개시된 상세로 제한되는 것은 아니고, 본 출원은 이하의 청구범위의 범주 또는 개량의 목적 내에 들어갈 수 있는 그러한 변형 혹은 변경도 포함하도록 의도되어 있다.

Claims (28)

  1. 얼라인먼트 마크(alignment mark)가 구비된 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴(imprint pattern)을 얼라인먼트 마크가 구비된 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사장치에 있어서,
    제 1 물체 위치에서 화상을 취득하는 제 1 촬상 수단; 및
    상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 화상을 취득하는 제 2 촬상 수단을 포함하고,
    상기 제 1 물체 위치에 상기 몰드의 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 얼라인먼트 마크 또는 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있고, 상기 제 2 물체 위치에 상기 기판 또는 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 물체 위치에 배치된 얼라인먼트 마크들을 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해서 관찰하여, 이들 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해 관찰된 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하고,
    상기 취득된 정보에 의거해서 상기 몰드와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행해서, 상기 기판 또는 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화상 위치의 차이에 관한 정보는 상기 제 2 물체 위 치에서의 상기 기준 기판의 화상과 상기 제 1 물체 위치에서의 상기 기준 기판의 화상을 비교함으로써 취득되는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 물체 위치와 제 2 물체 위치 간의 거리는 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴과 상기 기판이 상기 수지 재료를 통해 서로 간접적으로 접촉하는 거리와 동일하거나 또는 그보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 기준 기판은 상기 기판과 대면하는 면에 있어서의 얼라인먼트 마크와 상기 몰드와 대면하는 면에 있어서의 얼라인먼트 마크를 구비하고, 상기 제 1 물체 위치와 제 2 물체 위치 간의 거리와 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  5. 제 2항 또는 제 4항에 있어서, 상기 기준 기판에 구비되어 있는 얼라인먼트 마크는 상기 몰드의 패턴 영역과 같은 크기를 지닌 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  6. 제 2항 또는 제 4항에 있어서, 상기 기준 기판은 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴이 상부에 전사될 기판 자체에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  7. 제 1항, 제 2항 및 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 물체 위치에서 상기 몰드와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행함과 동시에, 당해 위치 맞춤된 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시킴으로써, 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철패턴을 전사 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단에 들어가는 광량을 조정하는 광량 조정 기구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 광량 조정 기구는 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단의 복수 영역에서 광량을 조정 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  10. 얼라인먼트 마크가 구비된 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 얼라인먼트 마크가 구비된 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사방법에 있어서,
    상기 몰드에 구비된 얼라인먼트 마크와 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 제 1 물체 위치에 배치해서, 상기 얼라인먼트 마크들을 제 1 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 1 화상을 취득하는 제 1 공정;
    상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에 배치해서, 이 얼라인먼트 마크를 제 2 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 2 화상을 취득하는 제 2 공정; 및
    상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 공정에 있어서, 상기 몰드와 상기 기준 기판 간의 위치 맞춤을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 공정과 제 2 공정 사이에서 상기 기준 기판의 면내 방향의 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제 3 공정에 있어서, 상기 화상 위치의 차이에 관한 정보는 상기 제 2 화상을 상기 제 2 물체 위치에 배치된 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크와 비교함으로써 취득하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  14. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크는 상기 몰드의 패턴 영역과 같은 크기를 지닌 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  15. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 기판은 상기 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴이 전사될 기판 자체에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  16. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 공정 이후에, 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시켜, 상기 제 1 물체 위치에서 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 수행함으로써 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사하는 제 4 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  17. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드와 상기 기판을 서로 직접 혹은 상기 수지 재료를 개입시켜 간접적으로 접촉시킴으로써 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 위에 상기 요철 패턴을 전사할 때, 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치로부터 상기 몰드와 상기 기판 혹은 상기 수지 재료 간의 거리를 좁히면서 상기 몰드와 상기 기판 간의 위치 맞춤을 수행함으로써, 상기 요철 패턴의 전사를 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  18. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득할 때, 상기 제 3 공정은 상기 제 1 및 제 2 촬상부에 의해 취득된 상기 제 1 및 제 2 화상으로부터 복수의 영역을 선택하는 공정; 상기 복수의 영역 각각에서 제 1 신호 처리를 수행하는 공정; 및 상기 제 1 신호 처리의 결과에 근거해서 제 2 신호 처리를 수행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  19. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크들 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득할 때, 상기 제 3 공정은 상기 얼라인먼트 마크들로서 상이한 피치를 가진 격자(grating)들을 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부에 의해 취득된 데이터를 중첩시켜 신호 처리를 수행함으로써 모아레 줄무늬(Moire fringe)들을 발생시키고, 이 발생된 모아레 줄무늬들을 이용하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  20. 제 10항에 있어서, 제 8항에 의한 패턴전사장치의 광량 조정 기구를 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부의 광량 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 광량 조정 기구를 이용해서 상기 제 1 및 제 2 촬상부의 복수 영역에서 광량 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  22. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 공정은 제 1 광량으로 상기 제 1 촬상부를 통 해서 상기 얼라인먼트 마크들을 관찰함으로써 상기 제 1 화상을 취득하는 공정을 포함하고, 또, 상기 제 2 공정은 제 2 광량으로 상기 제 2 촬상부를 통해서 상기 얼라인먼트 마크를 관찰함으로써 상기 제 2 화상을 취득하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  23. 제 18항에 있어서, 상기 제 3 공정에서 상기 복수의 영역 각각에서 제 1 신호 처리를 수행하는 공정 전에, 상기 몰드 또는 상기 기판의 높이 변화에 따라 배율 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사방법.
  24. 몰드에 형성되어 있는 요철 패턴을 기판 혹은 당해 기판과 당해 몰드 사이에 삽입된 수지 재료 위에 전사하는 패턴전사장치에 있어서,
    제 1 초점심도에서 화상을 취득하기 위한 제 1 촬상부; 및
    제 2 초점심도에서 화상을 취득하기 위한 제 2 촬상부를 포함하고,
    상기 몰드에 구비된 제 1 얼라인먼트 마크와 상기 기판에 구비된 제 2 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 초점심도 내에 배치하여, 상기 제 1 촬상부를 통해서 관찰해서 제 1 화상을 취득하며,
    상기 몰드 혹은 상기 기판에 구비된 제 3 얼라인먼트 마크를 상기 제 2 초점심도 내에 배치하여, 상기 제 2 촬상부를 통해서 관찰해서 제 2 화상을 취득하고,
    상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 제 1 촬상부와 제 2 촬상부 간의 관찰 범위의 차이에 관한 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  25. 얼라인먼트 마크가 구비된 기판과 얼라인먼트 마크가 구비된 판형상 물체 간에 위치 맞춤을 수행하는 얼라인먼트 장치에 있어서,
    제 1 물체 위치에서 화상을 취득하기 위한 제 1 촬상수단; 및
    상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 화상을 취득하기 위한 제 2 촬상수단을 포함하고,
    상기 제 1 물체 위치에 상기 판형상 물체의 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 얼라인먼트 마크 또는 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있고, 상기 제 2 물체 위치에 상기 기판 또는 상기 기준 기판의 얼라인먼트 마크가 배치 가능하게 되어 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 물체 위치에 배치된 얼라인먼트 마크들을 상기 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해서 관찰하여, 이들 제 1 및 제 2 촬상 수단을 통해 관찰된 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하고,
    상기 취득된 정보에 의거해서 상기 판형상 물체와 상기 기판 간의 면내 방향의 위치 맞춤을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴전사장치.
  26. 얼라인먼트 마크가 구비된 기판과 얼라인먼트 마크가 구비된 판형상 물체 간에 위치 맞춤을 수행하는 위치맞춤 방법에 있어서,
    상기 판형상 물체에 구비된 얼라인먼트 마크와 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 제 1 물체 위치에 배치해서, 이들 얼라인먼트 마크들을 제 1 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 1 화상을 취득하는 제 1 공정;
    상기 기준 기판에 구비된 얼라인먼트 마크를 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에 배치해서, 당해 얼라인먼트 마크를 제 2 촬상부를 통해서 관찰함으로써 제 2 화상을 취득하는 제 2 공정; 및
    상기 제 1 및 제 2 화상을 이용해서 상기 얼라인먼트 마크 간의 화상 위치의 차이에 관한 정보를 취득하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤 방법.
  27. 제 1 얼라인먼트 마크가 구비된 제 1 부재와 제 2 얼라인먼트 마크가 구비된 제 2 부재 간에 위치 맞춤을 수행하는 위치맞춤 방법에 있어서,
    상기 제 1 물체 위치에서 물체를 관찰하기 위한 제 1 촬상부 및 상기 제 1 물체 위치와 간격을 두고 떨어진 제 2 물체 위치에서 물체를 관찰하기 위한 제 2 촬상부를 준비하는 공정;
    상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부 간의 관찰 범위의 차이에 관한 정보를 취득하는 공정; 및
    상기 제 1 부재의 제 1 얼라인먼트 마크와 제 2 부재의 제 2 얼라인먼트 마크가 상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부에 의해 각각 관찰가능하도록 배치된 상태에서 상기 정보를 이용하면서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 간의 위치맞춤을 수행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 제 1 부재의 제 1 얼라인먼트 마크와 제 2 부재의 제 2 얼라인먼트 마크가 상기 제 1 촬상부와 상기 제 2 촬상부에 의해 각각 관찰가능하도록 배치된 상태에서 위치맞춤을 수행한 후, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 간의 거리를 감소시키는 것을 특징으로 하는 위치맞춤 방법.
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