KR102266264B1 - 정렬 장치, 정렬 방법, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

정렬 장치에서, 계측 장치는 원판 및 원판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 원판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 원판측 마크와 기판 및 기판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 기판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 기판측 마크를 조명하는 조명부를 포함한다. 계측 장치는 상기 조명부가 제1 조건 하에서 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 조 계측을 행하며, 상기 조명부가 제2 조건 하에서 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 정밀 계측을 행한다.

Description

정렬 장치, 정렬 방법, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법
본 발명은 정렬 장치, 정렬 방법, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
원판의 패턴을 기판에 전사하는 리소그래피 장치로서, 예를 들어 노광 장치 및 임프린트 장치가 있다. 노광 장치는, 감광재가 도포된 기판에 투영 광학계를 통해서 원판의 패턴을 투영함으로써 원판의 패턴에 대응하는 잠상 패턴을 감광재에 형성한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 배치된 임프린트재에 원판(몰드)을 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킴으로써 임프린트재를 원판의 패턴에 대응하는 패턴으로 성형한다.
리소그래피 장치에서는 원판과 기판이 정렬될 필요가 있다. 특허문헌 1은, 임프린트 장치에 관하여, 몰드와 기판을 그들 사이에 임프린트재를 개재시킨 상태에서 서로 접촉시키고, 이 상태에서 몰드와 기판의 정렬을 행하는 방법을 개시하고 있다.
일본 특허 공개 제2011-181944호 공보
정렬에 사용되는 정렬 마크로서, 계측 범위 및 계측 정밀도가 서로 상이한 복수 종류의 정렬 마크를 사용하는 경우가 있다. 이러한 경우, 마크는 상이한 재료로 구성될 수 있고, 상이한 패턴 형상을 가질 수 있으며, 상이한 두께 등을 가질 수 있다. 또는, 마크 위에 형성된 프로세스층 등으로 인해 각각의 마크의 반사율이 상이할 수 있다. 각각의 마크의 반사율이 상이한 경우, 복수 종류의 마크로부터의 광의 검출 광량 사이에 차이가 발생할 것이다. 이는 원판과 기판의 상대 위치의 계측 정밀도가 저하되게 할 수 있어, 정렬을 고정밀도로 행할 수 없을 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 원판과 기판의 정렬의 정밀도를 증가시키는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 원판과 기판을 정렬시키는 정렬 장치로서, 상기 원판을 보유지지하도록 구성되는 원판 보유지지부, 상기 기판을 보유지지하도록 구성되는 기판 보유지지부, 및 상기 원판과 상기 원판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측(coarse measurement)용의 제1 원판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 원판측 마크와, 상기 기판과 상기 기판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 기판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 기판측 마크를 조명하는 조명부를 포함하고, 상기 원판과 상기 기판 간의 위치 어긋남을 계측하도록 구성되는 계측 장치를 포함하며, 상기 계측 장치는, 상기 조명부가 제1 조건 하에서 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 조 계측을 행하며, 상기 조명부가 제2 조건 하에서 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 정밀 계측을 행하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 원판과 기판의 정렬 정밀도를 증가시키는데 유리한 기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 제공되는 설명으로부터 명확해질 것이다. 동일한 참조 번호는 첨부 도면에서 동일한 또는 유사한 구성요소를 나타낸다는 것에 유의한다.
명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시형태를 예시하며 그 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 계측 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 계측 장치의 구성의 변형을 도시하는 도면이다.
도 4는 계측 장치에서의 광원 유닛의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 계측 장치에서의 조명 광학계의 퓨필면에서의 광강도 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 무아레를 이용한 회절 격자 사이의 상대 위치를 검출하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 7은 X 및 Y의 2개의 방향에서 상대 위치를 검출하기 위한 마크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 실시형태에서 사용되는 마크의 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 기판에 제공된 마크의 회절 격자의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 각각의 마크로부터의 각각의 파장마다의 광량의 일례를 도시하는 차트이다.
도 11은 광원으로부터의 광량을 조정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 회절 격자로부터의 광량의 시뮬레이션 파형을 도시하는 도면이다.
도 13은 광원 전환 타이밍의 일례를 설명하는 차트이다.
도 14는 광원의 구성의 변형을 도시하는 도면이다.
도 15는 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시형태를 첨부의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 정렬 장치는 임프린트 장치 및 노광 장치 같은 리소그래피 장치에서 원판과 기판을 정렬하기 위한 장치에 적용될 수 있지만, 가공 장치, 검사 장치, 현미경 등과 같은 장치에도 적용 가능하다. 이하에서는, 본 발명에 따른 정렬 장치가 임프린트 장치에 적용된 예를 설명한다.
[제1 실시형태]
먼저, 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)의 대표적인 구성을 도시하는 도면이다. 임프린트 장치(1)는, 기판 상에 공급된 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시키고 임프린트재에 경화용 에너지를 부여함으로써 몰드의 오목-볼록 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 기판 상에 형성하는 장치이다.
임프린트재로서는, 경화 에너지를 받는 것에 의해 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 칭함)이 사용된다. 경화용 에너지의 예는 전자기파, 열 등이 있다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광이다. 전자기파의 예는 적외선, 가시광선, 및 자외선일 수 있다.
경화성 조성물은 광의 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 조성물 중, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다.
임프린트재는 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막의 형태로 공급될 수 있다. 또는, 임프린트재는 액체 분사 헤드에 의해 공급되는 액적의 형태 또는 복수의 액적이 연결되어 획득되는 섬 또는 막의 형태로 기판 상에 부여될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는 예를 들어 1 mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s(포함)이다.
기판 재료의 예는 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등일 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에는 기판과 상이한 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 및 실리카 유리이다.
본 실시형태에 따른 임프린트 장치에서는 광경화법이 채용될 것이라는 것에 유의한다. 또한, 도 1에서는, X 축 및 Y 축은 기판면에 평행한 면 내에 서로 직교하도록 설정되며, Z 축은 X 축 및 Y 축에 수직한 방향으로 설정된다. 임프린트 장치(1)는, 광 조사를 행하는 조사 유닛(2), 원판인 몰드와 기판을 정렬시키기 위해 계측을 행하는 계측 장치(3), 몰드를 보유지지하는 몰드 보유지지부(4), 기판을 보유지지하는 기판 스테이지(5), 임프린트재를 공급하는 공급 유닛(6), 및 제어부(12)를 포함한다.
조사 유닛(2)은, 몰드(7)와 기판(8) 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 몰드 가압 처리 후에, 임프린트재를 경화시키기 위해서 몰드(7) 및 임프린트재에 자외선을 조사한다. 조사 유닛(2)은, 자외선을 사출하는 광원과, 해당 광원으로부터 사출되는 자외선을 몰드(7) 및 임프린트재에 대하여 미리결정된 형상으로 균일하게 조사하기 위한 복수의 광학 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조사 유닛(2)의 광 조사 영역(조사 범위)은, 몰드(7)의 오목-볼록 패턴(7a)의 표면적과 거의 동일한 크기의 면적 또는 오목-볼록 패턴(7a)의 표면적보다 약간 큰 면적을 가질 수 있다. 이렇게 필요 최소 조사 범위를 설정함으로써 조사로부터의 열에 기인하는 기판(8) 또는 몰드(7)의 팽창에 의해 발생할 수 있는 임프린트재 패턴의 위치 어긋남 및 왜곡의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이는 기판(8)에 의해 반사되고 공급 유닛(6)에 도달하는 자외선 빔에 의해 공급 유닛(6) 내에 잔류하는 임프린트재가 경화될 때 공급 유닛에 의한 후속 동작에서 이상이 발생하는 상태를 방지할 수 있다. 예를 들어, 광원으로서는, 고압 수은 램프, 각종 엑시머 램프, 엑시머 레이저, 발광 다이오드 등이 채용될 수 있다. 이 광원은 수광체인 임프린트재의 특성에 따라서 적절히 선택될 수 있지만, 광원의 종류 또는 파장 또는 광원의 수는 한정되지 않는다는 것에 유의한다.
몰드(7)의 기판(8)에 대면하는 면에는, 미리결정된 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 오목-볼록 패턴(7a))이 3차원적으로 형성된다. 몰드(7)의 재료는 자외선을 투과시킬 수 있는 석영 등이라는 것에 유의한다.
몰드 보유지지부(4)는 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(7)를 끌어 당겨서 보유지지하는 원판 보유지지부이다. 이 몰드 보유지지부(4)는, 몰드(7)를 흡착 및 보유지지하는 척, 해당 척을 Z 축 방향으로 구동하는 몰드 구동 기구, 및 몰드(7)를 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 변형시킴으로써 임프린트재 패턴의 왜곡을 보정하는 배율 보정 기구를 포함할 수 있다. 몰드 구동 기구는, 기판(8) 위에 공급된 임프린트재에 몰드(7)를 접촉시키기 위해서 제공된다. 임프린트 장치(1)에 의해 행해지는 몰드 가압 및 몰드 분리 등의 동작은 이렇게 몰드(7)를 Z 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있지만, 예를 들어 기판 스테이지(5)(즉, 기판(8))를 Z 방향으로 이동시키거나 몰드 및 기판 스테이지 양자 모두를 이동시킴으로써 실현될 수도 있다는 것에 유의한다.
기판 스테이지(5)는, 기판(8)을 예를 들어 진공 흡착에 의해 보유지지하며, X-Y 평면 내에서 이동시킬 수 있는 기판 보유지지부이다. 이 경우, 기판(8)은, 예를 들어 단결정 실리콘으로 이루어지는 처리 대상물이며, 처리 대상면에는 몰드(7)에 의해 성형되는 임프린트재(9)가 공급된다.
기판(8)과 몰드(7)의 상대 위치를 정렬시키기 위해 계측을 행하는 계측 장치(3)는, 몰드(7) 또는 몰드 보유지지부(4)에 배치된 마크(10), 및 기판(8) 또는 기판 스테이지(5)에 배치된 마크(11)를 검출하고 마크의 상대 위치를 계측한다. 이하에서는, 마크(10)는 몰드(7)에 배치되고, 마크(11)는 기판에 배치되어 있는 것으로서 상정한다. 계측 장치(3)는, 몰드(7) 또는 기판(8)에 배치된 마크의 정렬에 따라 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 구동을 행할 수 있도록 형성된다. 계측 장치(3)는 마크의 위치에 초점을 정렬시키기 위해서 Z 축 방향으로도 구동할 수 있도록 형성된다.
제어부(12)는, 조사 유닛(2), 계측 장치(3), 몰드 보유지지부(4), 기판 스테이지(5) 및 공급 유닛(6)에 전기적으로 연결되고, 이들 각각의 구성요소에 제어 명령어를 송신하며, 이들 각각의 구성요소로부터 정보를 취득한다. 예를 들어, 제어부(12)는, 계측 장치(3)에 의해 계측된 마크의 상대 위치의 정보를 취득하고, 취득된 정보에 기초하여 기판 스테이지(5) 및 몰드 보유지지부(4)의 배율 보정 기구를 포함하는 구동 유닛의 구동을 제어한다. 계측 장치(3)와 마크(10 및 11)에 대해서는 상세히 후술한다. 본 실시형태에 따른 정렬 장치는, 예를 들어 몰드 보유지지부(4), 기판 스테이지(5), 계측 장치(3), 및 제어부(12)를 포함할 수 있다.
공급 유닛(6)은 기판(8) 위에 임프린트재(9)를 공급한다. 임프린트재(9)는, 자외선을 수광함으로써 경화되는 성질을 갖는 광경화성 임프린트재이며, 임프린트재는 반도체 디바이스의 종류 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 도 1에서는 임프린트 장치(1)의 내부에 공급 유닛(6)이 있지만, 공급 유닛(6)을 임프린트 장치(1)의 내부에 설치하는 대신에 공급 유닛을 임프린트 장치(1)의 외부에 배치할 수 있다. 공급 유닛(6)이 외부에 설치되는 경우, 공급 유닛(6)에 의해 임프린트재가 공급된 기판(8)을 임프린트 장치(1) 안으로 반입하도록 구성될 것이다. 이 구성에 따르면, 임프린트 장치(1)의 내부에서 임프린트재를 기판(8) 위에 공급하는 단계가 제거되기 때문에, 임프린트 장치(1)에서의 처리를 고속화할 수 있다.
이어서, 임프린트 장치(1)에 의해 행해지는 임프린트 처리에 대해서 설명할 것이다. 먼저, 기판 반송 유닛(도시되지 않음)이 기판(8)을 기판 스테이지(5) 위에 반송하고, 기판(8)을 적재 및 고정시킨다. 이어서, 기판 스테이지(5)가 공급 유닛(6)의 임프린트재 공급 위치로 이동되고, 그 후 공급 유닛(6)은 기판(8)의 임프린트 대상 샷 영역에 임프린트재(9)를 공급한다(공급 단계). 이어서, 기판(8)의 샷 영역이 몰드(7)의 바로 아래에 위치하도록 기판 스테이지(5)를 이동시킨다. 이어서, 몰드 구동 기구를 구동시켜, 기판(8) 상의 임프린트재(9)에 몰드(7)를 접촉시킨다(몰드 가압 단계). 결과적으로, 임프린트재(9)는 몰드(7)에 형성된 오목-볼록 패턴(7a)을 따라 유동한다. 그 후, 몰드(7) 및 기판(8)에 각각 배치된 마크(10 및 11)를 계측 장치(3)에 의해 검출하고, 기판 스테이지(5)의 구동에 의해 몰드(7)의 패턴면과 기판(8)의 샷 영역의 정렬을 행하며, 배율 보정 기구에 의한 몰드(7)의 배율 보정을 행한다. 임프린트재(9)는 오목-볼록 패턴(7a)에 충분히 유동하였고, 몰드(7)와 기판(8)의 정렬 및 몰드의 배율 보정은 충분히 행해진 상태가 된 것으로 상정한다. 이 상태에서, 조사 유닛(2)은, 몰드(7)의 배면(상면)에 자외선을 조사하고, 몰드(7)를 투과한 자외선에 의해 임프린트재(9)를 경화시킨다(경화 단계). 이때, 계측 장치(3)는 자외선의 광로를 가로막지 않는 위치에 배치된다. 이어서, 몰드 구동 기구를 다시 구동시켜, 경화된 임프린트재(9)로부터 몰드(7)를 분리한다(몰드 분리 단계). 상술한 단계에 의해, 기판(8) 상의 임프린트재(9)에 몰드(7)의 오목-볼록 패턴(7a)이 전사된다.
계속해서, 계측 장치(3)와, 몰드(7) 및 기판(8)에 각각 배치된 정렬용의 마크(10 및 11)(정렬 마크)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는, 본 실시형태에 따른 계측 장치(3)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 계측 장치(3)는, 검출 광학계(21)(검출부), 조명 광학계(22)(조명부), 처리부(26) 및 제어부(37)를 포함한다. 조명 광학계(22)는 광원 유닛(23)으로부터의 광을 프리즘(24)을 사용하여 검출 광학계(21)와 동일한 광축 상에 유도하고, 마크(10 및 11)를 조명한다. 광원 유닛(23)으로서는 예를 들어 할로겐 램프, LED, 반도체 레이저(LD), 고압 수은 램프, 또는 메탈 할라이드 램프가 사용될 수 있으며, 광원 유닛은 임프린트재를 경화시킬 수 있는 자외선을 포함하지 않는 가시광선 또는 적외선을 사출하도록 구성된다. 제어부(37)는 광원 유닛(23)의 구동을 제어한다. 검출 광학계(21) 및 조명 광학계(22)는 이들 시스템을 형성하는 광학 부재의 일부를 공유하도록 형성되며, 프리즘(24)은 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 퓨필면 또는 그 근방에 배치된다. 마크(10 및 11)는, 예를 들어 회절 격자를 포함하고, 검출 광학계(21)는 조명 광학계(22)에 의해 조명된 마크(10 및 11)로부터의 회절광 사이의 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬(무아레 무늬)의 상을 이미지 센서(25)(촬상 장치) 위에 형성한다. 이미지 센서(25)로서는 CCD, CMOS 등이 사용된다. 처리부(26)는 이미지 센서(25)에 의해 촬상된 화상 데이터를 취득하고 처리한다. 몰드(7) 및 기판(8) 상의 마크의 회절광에 의해 간섭 무늬(무아레 무늬)가 발생하기 때문에, 획득될 수 있는 무아레 무늬의 광량은 몰드(7) 및 기판(8)의 회절 효율에 따라 변화한다. 특히, 회절 효율은 파장에 대하여 주기적으로 변화하기 때문에, 효율적으로 무아레 무늬를 검출할 수 있는 파장과 무아레 무늬의 검출이 어려운 파장이 있다. 이 경우, 무아레 무늬의 검출이 어려운 파장의 광은, 이미지 센서(25)에 의해 검출되는 계측 신호를 대하여 노이즈가 될 수 있다. 처리부(26)는, 예를 들어 제어부(12)의 일부이며, 이미지 센서(25)에 의해 촬상된 화상의 정보를 취득하며, 그 화상에 기초하여 마크(10)와 마크(11)의 상대 위치를 구한다. 계측 장치(3)의 제어부(12)는, 구해진 상대 위치에 기초하여 정렬 유닛을 제어하고, 적어도 마크(10)와 마크(11)를 포함하는 영역 사이의 상대 위치 어긋남을 저감시키도록 정렬을 행한다. 이에 의해, 기판의 패턴과 몰드의 패턴을 고정밀도로 중첩시킬 수 있다.
프리즘(24)의 접합면에는, 조명 광학계의 퓨필면의 주변 부분으로부터의 광을 반사하기 위한 반사막(24a)이 구성된다. 또한, 반사막(24a)은 검출 광학계(21)의 퓨필의 크기 또는 검출 NA를 규정하는 개구 조리개로서도 작용한다. 여기서, 프리즘(24)은, 그 접합면에 반투명 막을 갖는 하프 프리즘이거나, 또는 프리즘 대신에 표면에 반사막이 형성된 판상 광학 소자일 수 있다. 프리즘(24)의 주변에 있는 반사막(24a)의 영역을 투과부로 함으로써 프리즘(24)의 중심 부분을 반사부로서 설정하도록 구성될 수 있는데, 즉 광원 유닛(23)의 위치와 이미지 센서(25)의 위치를 전환한 구성을 가질 수 있다는 것에 유의한다.
본 실시형태에 따른 조명 광학계의 퓨필면에서의 광강도 분포 및 검출 광학계의 검출 NA를 결정하는 위치는 프리즘(24)의 위치일 필요는 없다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)에 대해 개별적인 개구 조리개(27 및 28)를 배치할 수 있다. 이 구성에서는, 개구 조리개(27)의 개구의 형상에 의해 검출 광학계의 검출 NA가 결정되며, 개구 조리개(28)의 개구의 형상에 의해 조명 광학계의 퓨필면에서의 광강도 분포가 결정된다. 또한, 프리즘(24)의 접합면에 반투명 막을 포함하는 하프 프리즘이 사용될 수 있다.
이어서, 광원 유닛(23)에 대해서 설명한다. 도 4는 광원 유닛(23)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다. 광원 유닛(23)은 복수의 광원(30a, 30b, 30c 및 30d)(30a 내지 30d)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(30a 내지 30d)으로서 반도체 레이저(LD)를 사용할 수 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. LED, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프 또는 나트륨 램프가 사용될 수 있거나 이들의 조합이 광원으로서 사용될 수 있다. 또한, 복수의 광원(30a 내지 30d)으로부터 사출되는 광 빔은 서로 상이한 파장을 갖도록 구성된다. 예를 들어, 제1 광원(30a)은 제1 파장의 광을 사출하고, 제2 광원(30b)은 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 사출한다. 또한, 제1 광원(30a)은 제1 파장 대역의 광을 사출하고, 제2 광원(30b)은 제1 파장 대역과 상이한 제2 파장 대역의 광을 사출한다. 그러나, 특정한 파장(대역)의 광량을 증가시키기 위해서, 특정한 복수의 광원이 동일한 파장(대역)의 광 빔을 사출하도록 구성될 수 있다. 광원과 파장(대역)의 수 각각은 4개로 제한되지 않는다는 것에 유의한다.
광학계(31a, 31b, 31c, 및 31d)(31a 내지 31d)는 예를 들어 렌즈이며, 복수의 광원(30a 내지 30d)에 대응하여 배치된다. 광학계(31a 내지 31d) 각각은, 복수의 광원(30a 내지 30d) 중 대응하는 하나로부터 사출된 광 빔을 원하는 상태(형상)로 성형한다. 광학계(31a 내지 31d) 각각을 통과한 광 빔은 광학 소자(32a, 32b, 32c, 및 32d)(32a 내지 32d) 중 대응하는 하나에 의해 반사 또는 투과하고, 광 빔은 단일 광 빔으로 합성된다. 광학 소자(32a 내지 32d)는, 예를 들어 다이크로익 미러, 하프 미러 등이다. 합성에 사용되는 복수의 광원(30a 내지 30d)의 파장 대역이, 예를 들어 약 50 nm 이상의 차이를 갖는 경우, 합성에 다이크로익 미러를 사용할 수 있다. 합성을 위한 복수의 광원의 파장이 서로 동일하거나 또는 유사하기 때문에, 다이크로익 미러에 의해 합성을 효율적으로 행할 수 없는 경우에는, 합성에 하프 미러를 사용한다. 도 4에서는 복수의 광원(30a 내지 30d)을 직렬로 배치함으로써 합성을 행하지만, 2개의 광원의 세트를 병렬로 배치하여 합성을 행할 수 있다. 제1 광원(30a 내지 30d)의 종류, 파장 및 공간을 고려하여 합성 방법을 선택할 수 있다. 복수의 광원(30a 내지 30d)에는 광원을 구동하는 제어부(37)가 연결되어 있다. 제어부(37)는, 복수의 광원(30a 내지 30d)의 구동 전류 및 인가 전압을 변경함으로써, 각 광원의 출력 에너지(광원으로부터의 광량)를 개별적으로 변경할 수 있다. 각각의 광원에 제어부를 제공할 수 있다는 것에 유의한다.
광학 소자(32a 내지 32d)에 의해 합성된 광은 ND 필터(34)를 통과하여 광량이 조정된다. ND 필터(34)는 필터를 통과하는 광의 강도를 조정할 수 있는 소자이며, 예를 들어 석영에 부여된 금속막의 종류 및 막 두께에 따라 투과된 광량이 변경된다. 광원 유닛(23)의 광량을 조정하기 위해서, ND 필터(34)로서 투과율이 서로 다른 복수 종류의 필터를 준비하고, 필요한 광량에 따라서 필터를 전환해서 광로에 삽입한다. 광이 필터를 통과하는 위치에 따라 투과율이 연속적으로 변화하는 방식의 필터를 사용할 수도 있다. ND 필터(34)는, 광원(30a 내지 30d)으로부터의 광 빔을 합성합으로서 획득되는 광의 광량을 조정한다.
ND 필터(34)를 통과한 광은 확산판(35)을 통과하고 파이버(36)에 유도된다. 반도체 레이저는 수 nm의 좁은 파장 대역을 갖기 때문에, 간섭에 의해 관찰되는 상에 노이즈(스페클(speckle) 노이즈)가 발생할 것이다. 따라서, 확산판(35)을 회전시켜서 일시적으로 파형의 상태를 변화시킴으로써 관찰가능한 스페클 노이즈를 저감한다. 파이버(36)로부터 사출된 광은 광원 유닛(23)으로부터 사출되는 광이 된다.
복수의 광원(30a 내지 30d)의 각각에 대응하여, 각각의 광원으로부터 사출된 광 빔이 다른 광 빔과 합성되기 전의 각각의 광로 내에, 투과 광량을 변경할 수 있는 ND 필터(변경 유닛)를 배치할 수 있다는 것에 유의한다. 이 ND 필터로서, 광이 필터를 통과하는 위치에 따라 투과율이 연속적으로 변화하는 방식의 필터를 사용할 수 있다. 또한, 투과율이 서로 다른 파장의 광 빔을 투과시키는 복수의 파장 필터를 준비할 수 있고, 이들 필터 중에서 선택된 파장 필터를 광원과 몰드(7) 사이의 광로에 배치하는 파장 선택부를 제공할 수 있다. 또한, 광학 소자(32a 내지 32d)에 의해 합성된 광을 회절 격자에 의해 분광할 수 있고, 분광된 광의 광량 분포에 대하여, 위치에 따라 투과 광량이 변화하는 ND 필터에 의해 광량 분포를 조정함으로써 각각의 파장의 광량을 조정할 수 있다.
도 5는, 계측 장치(3)의 조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광강도 분포(IL1, IL2, IL3, 및 IL4)와 검출 광학계(21)의 퓨필면에서의 검출 개구(NA0) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5에서는, 조명 광학계(22)의 퓨필면(개구 조리개(28))와 검출 광학계(21)의 퓨필면의 개구(개구 조리개(27))를 서로 중첩하여 표시한다. 본 실시형태에서는, 조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광강도 분포는 원형 광강도 분포인 제1 극(IL1), 제2 극(IL2), 제3 극(IL3), 및 제4 극(IL4)을 포함한다. 각 극은 극 내에 광강도의 피크를 포함한다. 조명 광학계(22)는, 이들 극을 통해, 마크(10) 및 마크(11)의 회절 격자의 주기 방향(제1 방향)에 대해 수직인 방향으로부터 사입사하는 광과 주기 방향에 평행한 방향으로부터 사입사하는 광에 의해 마크(10) 및 마크(11)를 조명한다. 상술한 바와 같이, 개구 조리개(28)를 조명 광학계(22)의 퓨필면에 배치함으로써, 단일 광원 유닛(23)으로부터 복수의 극, 즉 제1 극(IL1) 내지 제4 극(IL4)을 형성할 수 있다. 이와 같이 1개의 광원으로부터의 광으로부터 복수의 극(피크)을 갖는 광강도 분포를 형성하는 경우에는, 계측 장치(3)를 간략화 또는 소형화할 수 있다.
도 6을 참조하여, 회절 격자 마크 각각으로부터의 회절광에 의한 무아레의 발생 원리 및 무아레를 사용한 마크(몰드(7)와 기판(8))의 상대 위치의 계측에 대해서 설명한다. 회절 격자(41)는 마크(10)에 대응하며 몰드(7)에 배치되는 회절 격자이다. 회절 격자(42)는 마크(11)에 대응하며 기판(8)에 배치되는 회절 격자이다. 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 주기적인 패턴(격자)의 주기(격자 피치)는 서로 약간 상이하다. 격자 피치가 서로 상이한 2개의 회절 격자를 함께 접근시키고 중첩시키면, 패턴, 즉 2개의 회절 격자로부터의 회절 광 빔의 간섭에 의해 회절 격자 사이의 주기 차를 반영한 주기를 갖는 패턴인 소위 무아레가 나타난다. 이때, 회절 격자 사이의 상대 위치에 따라 무아레의 위상이 변화하기 때문에, 무아레를 검출함으로써 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치, 즉 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치를 구할 수 있다.
더 구체적으로는, 격자 피치가 약간 다른 회절 격자(41)와 회절 격자(42)가 서로 중첩하면, 회절 격자(41) 및 회절 격자(42)로부터의 회절광 빔이 서로 중첩함으로써, 주기 차를 반영한 주기를 갖는 무아레(43)가 발생한다. 무아레의 명부 및 암무의 위치(무늬의 위상)는 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치에 따라 변화한다. 예를 들어, 회절 격자(41 및 42) 중 하나의 회절 격자가 X 방향으로 이동하는 경우, 무아레(43)는 무아레(44)로 변화한다. 무아레는 회절 격자(41)와 회절 격자(42) 사이의 실제 위치 어긋남량을 증가시키고 큰 주기를 갖는 무늬로서 발생하기 때문에, 검출 광학계(21)가 낮은 해상력을 갖는 경우에도, 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.
이러한 무아레를 검출하기 위해서, 회절 격자(41 및 42)를 명시야에서 검출하는(회절 격자(41 및 42)를 수직 방향으로부터 조명하고, 회절 격자(41 및 42)에 의해 수직 방향에서 회절되는 광 빔을 검출하는) 경우를 생각한다. 이 경우, 검출 광학계(21)는 회절 격자(41 및 42) 로부터의 0차 광도 검출할 것이다. 0차 광은 무아레의 콘트라스트가 저하되게 한다. 따라서, 계측 장치(3)는, 0차 광을 검출하지 않는, 즉 회절 격자(41 및 42)를 사입사 광 빔에 의해 조명하는 암시야 구성을 갖는다.
본 실시형태에서는, 암시야 구성에서도 무아레를 검출하도록, 마크(10) 및 마크(11) 중, 하나를 도 7에 도시된 체커보드 패턴을 갖는 제1 회절 격자(71)로서 설정하고, 다른 것을 도 7에 도시한 것과 같은 제2 회절 격자(72)로서 설정한다. 제1 회절 격자(71)는 X 방향(제1 방향) 및 X 방향에 대해 수직한 Y 방향(제2 방향)에서 주기를 갖는 회절 격자이다. 제2 회절 격자(72)는, 제1 회절 격자의 주기와 상이한 주기인 X 방향(제1 방향)의 주기를 갖는 회절 격자이다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직한 방향으로 한정되지 않고, 이들이 서로 상이한 방향인 한은 계측될 수 있다는 것에 유의한다.
도 5에 도시하는 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)으로부터의 광 빔은 Y 방향 측으로부터 사입사하여 제1 회절 격자를 조사하며, 이 광 빔은 제1 회절 격자에 의해 Y 방향 및 X 방향에서 회절하고, 주기(격자 피치)가 약간 상이한 제2 회절 격자에 의해 X 방향에서 회절한다. 이와 같이 회절된 광은 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자의 X 방향 상대 위치 정보를 포함하고, 도 5에 도시하는 검출 광학계(21)의 퓨필 상의 검출 영역(NA0)에 입사하며, 이미지 센서(25)에 의해 무아레로서 검출된다. 처리부(26)는, 이미지 센서(25)에 의해 촬상된 무아레의 화상으로부터 X 방향(계측 방향)에서의 2개의 회절 격자의 상대 위치를 구할 수 있다.
도 5에 도시하는 제3 극(IL3) 및 제4 극(IL4)으로부터의 광 빔은, 도 7에 나타내는 회절 격자(71) 및 회절 격자(72)의 상대 위치를 계측하는데 사용되지 않는다. 그러나, 도 7에 나타내는 회절 격자(73)와 회절 격자(74)의 상대 위치를 검출하는 경우에는, 제3 극(IL3) 및 제4 극(IL4)으로부터의 광 빔을 사용한다. 도 7에 나타내는 체커보드 패턴의 제3 회절 격자(73)는, X 방향과 X 방향에 수직한 Y 방향에서 주기를 갖는 회절 격자이다. 도 7에 나타내는 제4 회절 격자(74)는, Y 방향에서 주기를 갖고, 제3 회절 격자(73)의 Y 방향에서의 주기와 상이한 주기를 갖는 회절 격자이다. 제3 극(IL3) 및 제4 극(IL4)으로부터의 광 빔은 X 방향 측으로부터 사입사하고 제3 회절 격자(73)를 조사하며, 이 광 빔은 제3 회절 격자(73)에 의해 Y 방향 및 X 방향에서 회절되고 주기가 약간 다른 제4 회절 격자(74)에 의해 Y 방향에서 회절된다. 이렇게 회절된 광은, 제3 회절 격자(73)와 제4 회절 격자(74)의 Y 방향 상대 위치 정보를 포함하며, 도 5에 도시하는 검출 광학계(21)의 퓨필 상의 검출 영역(NA0)에 입사하며, 이미지 센서(25)에 의해 무아레로서 검출된다. 처리부(26)는, 이미지 센서(25)에 의해 촬상된 무아레의 화상으로부터 Y 방향(계측 방향)에서의 제3 회절 격자(73)와 제4 회절 격자(74)의 상대 위치를 구할 수 있다. 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)으로부터의 광은 제3 회절 격자(73)와 제4 회절 격자(74)의 상대 위치를 계측하는데 사용되지 않는다는 것에 유의한다. 본 실시형태에서는, 2개의 방향(X, Y)의 상대 위치를 동시에 검출하기 위해서 회절 격자(71 및 72)의 세트와 회절 격자(73 및 74)의 세트를 검출 광학계(21)(이미지 센서(25))의 동일한 시야에 배치한다. 이 경우에는, 도 5에 도시하는 조명 광학계의 퓨필면에서의 광강도 분포에서 이들 4개의 회절 격자를 조명하는 것이 매우 효과적이다.
이어서, 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치를 계측하기 위한 정렬 마크에 대해서 상세하게 설명한다. 도 8은 몰드(7)와 기판(8)을 함께 근접시킬 때에 계측되는 정렬 마크의 상을 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 실시형태에서는, 무아레를 형성하는 회절 격자의 정밀 계측용의 마크 이외에, 조 계측용의 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)를 사용할 것이다. 제1 원판측 마크(51a-1)가 마크(10)로서 포함되며, 제1 기판측 마크(52a-1)가 마크(11)로서 포함된다.
계측 장치(3)는, 도 8의 외측 프레임 내의 범위를, 이미지 센서(25)의 촬상면에서 한 번에 계측(촬상)할 수 있다. 즉, 촬상 장치로서의 이미지 센서(25)는, 도 8의 외측 프레임의 범위 내에 있는 복수의 마크를 그 시야 내에 수용해서 촬상할 수 있다. 단, 이미지 센서는 1개의 센서로 한정되지 않고, 복수의 센서를 사용할 수 있다. 계측 장치(3)의 처리부(26)는, 이미지 센서(25)에 의해 촬상된 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)의 화상을 취득한다. 그리고, 처리부(26)는, 그 화상에 기초하여, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)(몰드(7) 및 기판(8))의 각각의 기하적인 중심 위치를 기준으로 하여 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)(몰드(7)와 기판(8))의 위치 어긋남량(D1)을 구한다. 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)는 미리 미리결정된 기준 거리로 Y 방향으로 서로 이격되도록 설계되기 때문에, 이 기준 거리와 위치 어긋남량(D1) 사이의 차이가 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)의 상대 위치 사이의 차이가 된다. 이렇게 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)를 사용하여 조 계측이 행해진다.
제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)는 소형화될 수 있기 때문에 마크에 의해 점유되는 영역이 최소화될 수 있다는 것에 유의한다. 한편, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)를 사용하여 구해지는 상대 위치의 계측 정밀도는 회절 격자에 의한 무아레를 계측함으로써 얻어지는 상대 위치의 계측 정밀도보다 낮다. 또한, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)의 반사율의 차이에 의해 검출되는 마크의 광량에 차이가 발생할 수 있다. 광량이 작은 마크를 검출할 수 있는 정도의 밝기의 광을 사용해서 조사가 행해지기 때문에, 광량이 큰 마크의 신호가 포화되게 함으로써 계측 오차가 발생한다. 따라서, 마크로부터의 광량 차이를 억제할 필요가 있다.
또한, 제1 원판측 마크(51a-1) 및 제1 기판측 마크(52a-1)에는 종류(재료, 형상, 두께 등)가 다른 정렬 마크가 배치된다. 이들은 정밀 계측용의 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2)이다. 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2)가 서로 중첩되면 무아레 무늬가 관찰된다. 예를 들어, 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2) 중, 하나는 도 7에 나타내는 주기적인 패턴을 갖는 제3 회절 격자(73)이며, 다른 것은 도 7에 나타내는 주기적인 패턴을 갖는 제4 회절 격자(74)이다. 2개의 패턴의 계측 방향(Y 방향)의 주기가 서로 약간 상이하기 때문에, Y 방향에서 광량이 변화하는 무아레 무늬가 발생한다. 회절 격자의 상대 위치의 변화에 따라 무아레 무늬가 이동하지만, 무아레 무늬의 이동량은 회절 격자의 상대 위치의 변화량보다 크다. 따라서, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)를 사용한 상대 위치의 계측 정밀도에 비해 회절 격자의 상대 위치를 더 높은 정밀도로 계측할 수 있다.
또한, 제2 원판측 마크와 제2 기판측 마크의 회절 격자의 주기 사이의 크기 관계에 따라, 회절 격자의 상대 위치가 변화했을 때의 무아레 무늬(광량 분포)의 이동 방향이 상이하다. 예를 들어, 제2 원판측 마크의 주기가 제2 기판측 마크의 주기보다 큰 경우, 기판(8)이 상대적으로 +Y 방향으로 시프트하면, 무아레 무늬도 +Y 방향으로 시프트한다. 한편, 제2 원판측 마크의 주기가 제2 기판측 마크의 주기보다 작은 경우, 기판(8)이 +Y 방향으로 상대적으로 시프트하면, 무아레 무늬는 -Y 방향으로 시프트한다. 따라서, 무아레 무늬의 시프트 방향과, 제2 원판측 마크와 제2 기판측 마크의 주기 사이의 크기 관계에 기초하여, 회절 격자의 상대 위치 어긋남의 방향을 알 수 있다.
또한, 다른 세트의 회절 격자인 제2 원판측 마크(51a-2')와 제2 기판측 마크(52a-2')가 배치되고, 계측 방향의 주기 사이의 크기 관계가 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2) 사이의 크기 관계로 전환되었다. 따라서, 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치가 변화되면, 2개의 세트의 회절 격자에 의해 발생하는 2개의 세트의 무아레 무늬는 서로 반대 방향으로 이동한다. 따라서, 이들 2개의 무아레 무늬의 위치 어긋남량(D2)을 구함으로써 회절 격자의 상대 위치를 고정밀도로 계측할 수 있다.
그러나, 무아레 무늬는 제2 원판측 마크와 제2 기판측 마크의 상대 위치 어긋남량이 증가함에 따라서 주기적으로 동일한 광량 분포로서 드러나기 때문에, 상대 위치의 계측 범위는 작고 1 주기의 범위 내에 있다. 따라서, 계측 범위가 더 넓은 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)를 사용하여, 이 1 주기보다 넓은 범위에서 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치 어긋남을 확인할 수 있다. 즉, 계측에 상술한 복수 종류의 정렬 마크를 사용함으로써, 이미지 센서(25)에 의해 촬상되는 영역 내에서의 몰드(7)의 부분과 기판(8)의 부분 사이의 상대 위치 어긋남을 계측할 수 있다. 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)의 마크로부터의 광 빔을 검출함으로써 획득되는 상대 위치 어긋남이 상술한 1 주기의 위치 오차를 발생시키지 않으면, 무아레 무늬를 발생시키는 다른 회절 격자를 설정할 수 있다는 것에 유의한다. 그러나, 회절 격자는 상이한 재료, 형상, 두께 등을 가질 수 있다.
이어서 상술한 정렬 마크를 조명하는 조명광에 대해서 설명한다. 몰드(7)와 기판(8)에 제공된 각각의 정렬 마크의 반사율은 재료, 패턴 형상, 두께, 기판의 프로세스 구조 등에 따라 상이하며 파장에 따라 상이할 수 있다.
도 9는 기판에 배치된 마크의 1차 회절 효율의 일례를 나타낸다. 이 예는 프로세스 형성을 위해서 이미 형성된 패턴 위에 재료(S)의 층이 형성되어 있는 구조를 갖는 기판 상의 마크를 시뮬레이션함으로써 획득되는 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 재료(S)의 층은 마크의 패턴면 상에 있기 때문에, 재료(S)를 통과해서 마크의 패턴면에 의해 반사되고, 또한 재료(S)를 통과한 광이 1차 회절광으로서 검출된다. 이 예에서는, 500 nm의 파장 부근에서 회절 효율이 낮고, 750 nm의 파장 부근에서 회절 효율이 높다. 이것은 재료(S)에 의한 광의 흡수와 재료(S)의 두께에 의한 것이다. 따라서, 이 기판의 마크를 관찰하기 위해서는, 750 nm의 파장 부근의 광을 사용하는 것이 유리하다.
도 10은 제1 원판측 마크(51a-1)로부터의 광의 광량, 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광의 광량 및 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2)에 의해 발생하는 무아레 무늬의 광량의 예를 나타낸다. 종축의 광량은 마크를 동일한 광량으로 조명한 경우의 각 마크로부터의 광량을 나타내며, 무아레 무늬의 광량은 무아레 무늬의 최대 광량을 나타낸다. 무아레 무늬는 회절 격자의 상대 위치의 정보를 포함하는 광량 분포를 나타내며, 회절 격자의 에지에서 발생하는 노이즈 광을 포함하지 않는다는 것에 유의한다. 도 10에서, 제1 원판측 마크(51a-1)에 착안하면, 540 nm의 파장 부근의 광량이 높고, 780 nm의 파장 부근의 광량이 작은 것을 관찰할 수 있다. 제1 기판측 마크(52a-1)는 540 nm의 파장 부근에서 광량이 작고, 720 nm의 파장 부근에서 광량이 최대가 되는 것을 알 수 있다. 무아레 무늬에 관해서도, 540 nm의 파장 부근에서 광량이 작고, 720 nm의 파장 부근에서 광량이 최대가 되는 것을 알 수 있다.
540 nm의 파장에서는, 제1 원판측 마크(51a-1)로부터의 광의 광량이 크지만, 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광의 광량과 무아레 무늬의 광량은 상대적으로 작다. 따라서, 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광과 무아레 무늬 사이의 콘트라스트(S/N 비)가 낮고, 이미지 센서(25)에 의한 검출시에 검출 정밀도가 원치않게 저하될 수 있다. 따라서, 이들 정렬 마크를 조명할 경우에는, 조명 광 빔 중 540 nm의 파장 부근의 광 빔을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 광원(30a 내지 30d) 중, 540 nm의 파장 부근의 광을 사출하는 광원의 출력 에너지(광량)를 감소시킬 것이다.
후속하여, 이미지 센서(25)에 의해 검출되는 제1 원판측 마크(51a-1)로부터의 광량, 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광량, 및 무아레 무늬로부터의 광량의 상대값이 미리결정된 범위 내에 들어오도록 조정을 행한다. 이 조정은 광원 유닛(23)으로부터 사출되는 복수의 파장(제1 파장과 제2 파장)의 광 빔의 광량의 상대량을 조정함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 여기서, 미리결정된 범위는 예를 들어 동일한 정도의 광량이다. 이는, 마크 사이의 광량 차이가 크면, 이미지 센서(25)가 마크를 검출할 때에, 소정 종류의 마크의 계측 신호가 포화되어, 다른 종류의 마크의 계측 신호의 검출을 방해하고, 마크의 상대 위치를 정밀하게 계측하는 것이 어려워지기 때문이다. 또한, 단일 파장의 조명광을 사용할 때 마크 사이에서 광량 차이가 큰 경우에, 다른 파장의 조명광을 사용한 경우에 획득되는 마크 사이의 광량 차이를 더함으로써 마크 사이의 광량 차이를 저감할 수 있다. 특히, 이미지 센서(25)에 의해 검출되는, 제1 원판측 마크(51a-1)로부터의 광량, 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광량, 및 무아레 무늬로부터의 광량의 상대값이 미리결정된 범위 내에 들어오도록, 제1 파장의 광량과 제2 파장의 광량의 상대량을 조정하는 것이 바람직하다. 제1 광원(30a 내지 30d)으로서 상이한 파장 대역의 상이한 광원을 사용하는 경우에는, 마크 사이의 검출 광량 차이가 작아지도록, 제어부(37)(조정 유닛)가, 각 광원으로부터 사출되는 광량(출력 에너지)을 개별적으로 조정함으로써 광원 유닛(23)의 복수의 파장의 상대 광량을 조정한다. 경우에 따라서는, 주어진 파장의 광원으로부터의 출력을 정지해도 된다. 즉, 제1 광원으로부터 사출되는 제1 파장 광량과 제2 광원으로부터 사출되는 제2 파장 광량의 상대량을 조정한다. 또한, 상술한 바와 같이, 각 광원의 광로에 제공된 ND 필터(조정 유닛)를 사용하여, 제1 광원으로부터 사출되는 제1 파장 광량과 제2 광원으로부터 사출되는 제2 파장 광량의 상대량을 조정할 수 있다. 여기서, 광량의 상대량은 광량 차이 및 광량비 등의 광량 사이의 상대적인 차이를 나타낸다. 몰드 측 및 기판 측의 각 마크로부터의 광량을 동등한 양만큼만 변경하고자 하는 경우에는, 복수의 파장의 광 빔을 합성한 후에 광로에 배치되는 ND 필터(34)를 사용하여 원하는 광량을 설정하도록 제어를 행할 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 광원(30a 내지 30d) 및 ND 필터(34)의 양자 모두를 제어하므로써 광량 조정을 행할 수 있다.
이어서 광원 유닛(23)으로부터의 광량을 조정하는 방법에 대해서 설명한다. 도 11은 광원 유닛(23)으로부터의 광량을 조정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 몰드 및 기판에 배치된 복수의 마크의 종류 및 조합에 따라 마크 사이의 광량 차이가 상이하기 때문에, 몰드 및 기판에 제공된 마크에 대응하여 광 조정을 행한다.
먼저, 복수의 광원(30a 내지 30d) 중 1개의 광원 이외의 광원을 오프시키거나 또는 1개의 광원으로부터의 광 빔 이외의 광 빔을 차광한다. 그리고, 1개의 광원으로부터 사출되는 제1 파장의 광만으로 몰드 및 기판에 배치된 복수 종류의 마크를 조명하고, 복수 종류의 마크 각각으로부터의 광의 광량을 이미지 센서(25)에 의해 검출한다(단계 S1). 이미지 센서(25)에 의해 검출된 복수 종류의 마크 각각의 광량의 데이터는 이미지 센서(25)에 연결되는 처리부(26)의 메모리에 저장된다(단계 S2). 이어서, 단계 S1 및 S2의 공정을 다른 광원, 예를 들어 제1 파장과 상이한 제2 파장에 대해 행한다(단계 S3). 이에 의해, 모든 광원(30a 내지 30d)(복수의 파장)에 의해 각 마크를 조명한 경우에 검출되는 각 마크로부터의 광의 광량에 대한 각 파장의 기여율이 결정된다. 따라서, 메모리에 저장된 데이터에 기초하여 검출 광량을 억제할 필요가 있는 마크를 특정하고, 검출 광량에 대한 기여율이 큰 파장을 결정한다(단계 S4). 후속하여, 제어부(37)는 결정된 파장의 광량을 감소시키도록 광원 유닛(23)을 제어한다(단계 S5). 이 경우, 사출 광량이 조정되는 각 광원에 관하여, 검출 광량에 대한 기여율이 큰 광원으로부터 차례로 조정을 행하는 것이 바람직하다. 단계 S1 내지 S5의 공정은 제어부(12)에 의해 자동 제어될 수 있다는 것에 유의한다.
광량 조정의 목표는 예를 들어 몰드 측 및 기판 측의 마크 사이의 광량 차이가 미리결정된 규격값(허용 범위) 내에 들어오게 하는 것으로 한다. 또한, 각 마크가 약한 광량을 갖지 않는 상태를 추가 목표로서 설정할 수 있다. 각 마크의 광량 차이의 규격값은, 예를 들어 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1) 사이의 광량비가 4배 이하가 되도록 설정된다. 추가적으로, 각 마크가 약한 광량을 갖지 않는 범위는, 이미지 센서(25)에 의해 검출될 수 있으며, 예를 들어 이미지 센서(25)에 의해 검출될 수 있는 최대 광량의 40% 이상인 범위이다. 즉, 단계 S4 및 S5에서, 제1 파장의 목표 광량 및 제2 파장의 목표 광량이 결정된다. 목표 광량은, 회절 격자(51a-2 및 52a-2) 각각으로부터의 광의 검출 광량 및 제1 원판측 마크(51a-1) 및 제1 기판측 마크(52a-1) 각각으로부터의 광의 검출 광량의 상대값이 미리결정된 범위 내에 들어오도록 결정된다. 또한, 목표 광량은 이미지 센서(25)에 의해 검출될 수 있는 최대 광량에 기초하여 결정된다. 결정된 목표 광량이 되도록, 제1 파장의 광의 광량과 제2 파장의 광의 광량을 조정한다.
마크 사이의 광량 차는 몰드(7) 및 기판(8)에 배치된 마크의 종류 및 조합에 기초하여 결정된다. 따라서, 몰드(7) 및 기판(8)의 종류마다, 복수 종류의 마크 각각의 광량 데이터 또는 각 마크의 광량에 대한 각 파장의 기여율을 취득하고 미리 데이터베이스로서 메모리에 저장할 수 있다. 실제로 계측이 행해지는 경우에는, 몰드(7) 및 기판(8)의 종류와 데이터베이스에 기초하여, 마크 사이의 검출 광량의 상대값이 미리결정된 범위 내에 들어오도록, 광원 유닛(23)의 복수의 파장의 상대 광량을 조정한다. 데이터베이스로서, 몰드(7) 및 기판(8)의 종류와 광원 유닛(23)의 복수의 파장의 상대 광량 사이의 관계를 저장할 수 있다는 것에 유의한다.
상술한 광 조정 후에, 광량이 조정된 각 광원을 사용하여 복수 종류의 마크를 조명하여 이미지 센서에 의해 복수 종류의 마크를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 각 마크의 상대 위치 어긋남을 구한다(단계 S6).
도 10에 도시하는 바와 같이 마크의 종류에 따라 각 마크로부터의 광량의 파장 특성이 상이하다는 것에 유의한다. 따라서, 계측 장치(3)는 각 마크에 적합한 파장의 광을 사용하여 조명 및 검출을 행하는 것이 바람직하다. 무아레 무늬에 관해서는, 720 nm 및 780 nm의 파장에서 광량이 크다. 따라서, 회절 격자(51a-2 및 52a-2)에 대해서는 광량이 큰 720 nm 내지 780 nm의 파장 부근의 광을 검출하는 것이 바람직하다. 계측 장치(3)는, 720 nm 내지 780 nm의 파장 부근의 광만으로 회절 격자(51a-2 및 52a-2)를 조명할 수 있거나, 또는 더 넓은 대역의 파장의 광으로 회절 격자를 조명하고 회절 격자(51a-2 및 52a-2)로부터의 720 nm 내지 780 nm의 파장 부근의 광만을 검출할 수 있다. 또한, 제1 원판측 마크(51a-1)에 착안하면, 파장이 540 nm의 파장으로부터 780 nm의 파장으로 변화함에 따라 광량이 저하되는 것을 관찰할 수 있다. 제1 기판측 마크(52a-1)의 경우, 540 nm의 파장 부근에서 광량이 가장 작고, 720 nm의 파장 부근에서 광량이 가장 크다. 따라서, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)에 관해서는, 양 마크를 동일한 광량에서 검출하기 위해서, 720 nm 내지 780 nm보다 작은 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광을 검출하는 것이 바람직하다. 계측 장치(3)는, 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광만으로 제2 원판측 마크(51a-2) 및 제2 기판측 마크(52a-2)를 조명할 수 있다. 또는, 계측 장치(3)는, 더 넓은 대역의 파장의 광으로 마크를 조명할 수 있고 제2 원판측 마크(51a-2) 및 제2 기판측 마크(52a-2)로부터의 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광만을 검출할 수 있다.
또한, 노이즈 광에 착안하는 경우에도, 상대 위치의 조 계측과 정밀 계측에 대해 적절한 파장이 상이하다고 말할 수 있다. 따라서, 각 광원의 파장의 광량 조정을 행할 때 목표로서 노이즈 광의 크기를 채용할 수 있다. 노이즈 광은 없는 것이 바람직하지만, 조명광의 파장에 따라서는, 각 마크로부터의 계측 신호(S)보다 노이즈(N)가 많은 파장이 있을 수 있다. 노이즈가 크게 발생하는 상태에서는, 마크 사이의 상대 위치의 계측에 오차가 발생하기 때문에, 노이즈를 저감하도록 광량을 조정한다. 이하 이 동작에 대해서 상세하게 설명한다.
도 7에 나타내는 제1 회절 격자(71)와 제2 회절 격자(72)의 상대 위치의 계측에 사용되지 않는 극으로부터의 광 빔의 영향에 대해서 설명한다. 예를 들어, 제1 회절 격자(71) 및 제2 회절 격자(72)의 세트에서, 도 5에 도시된 제3 극(IL3)과 제4 극(IL4)으로부터 광 빔이 발생하고, 회절 격자의 세트의 주기 방향의 에지 부분(회절 격자의 세트의 패턴의 양 에지)에서 산란 또는 회절한다. 도 12는, 제1 극(IL1) 내지 제4 극(IL4)에 의해 이들 회절 격자가 조명되는 경우에, 생각할 수 있는 몰드와 기판 조건 하에서, 광학 시뮬레이션에 의해 획득된 무아레를 포함하는 회절 격자의 세트로부터 획득되는 광 계측 신호를 나타낸다. 도 12는, 540 nm, 660 nm, 및 780 nm의 파장 각각의 광으로 회절 격자의 세트를 조명하는 경우의 무아레를 포함하는 회절 격자의 세트로부터의 광 빔의 광량 분포를 나타낸다. 횡축은 회절 격자의 세트 상의 위치를 나타내고, 중앙으로부터 이격된 주변 위치는 회절 격자의 세트의 주기 방향의 에지 부분에 대응한다. 종축은 동일 광량의 각 파장에 의해 회절 격자의 세트를 조명하는 경우의 회절 격자의 세트로부터의 광의 광량을 나타낸다. 540 nm의 파장에 의해 회절 격자의 세트를 조명하는 경우, 각 회절 격자 패턴의 양 제이 부근에 큰 광량을 나타내는 피크가 있다. 또한, 작은 서브-피크가 또한 발생하였다. 이들 서브 피크는 회절 격자의 세터의 연속하는 패턴(격자 조건)이 에지 부분에 의해 중단되는 경우에 발생하는 광 빔인 것으로 생각된다. 이러한 종류의 현상은, 회절 격자의 세트가 명시야에서 검출되는 경우에 발생하지만, 회절 격자의 세트가 암시야에서 검출되는 경우에 특히 현저하게 확인할 수 있다는 것에 유의한다. 이와 같이 회절 격자 패턴의 양 에지에서 발생하는 광 빔 또는 서브 피크의 광 빔이 무아레 신호와 혼합되면, 회절 격자의 상대 위치의 정보를 포함하는 무아레 신호의 검출에서 오차를 발생시킬 수 있다. 540 nm의 파장에서는, 회절 격자의 상대 위치의 정보를 포함하는 무아레 무늬의 오목-볼록 파형이 거의 발생하지 않는다는 것을 관찰할 수 있다는 것에 유의한다. 즉, 540 nm의 파장의 광은 노이즈로서만 작용하기 때문에, 무아레 무늬의 검출에 이러한 광을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 660 nm의 파장의 광으로 회절 격자의 세트를 조명하는 경우에 회절 격자의 세트의 에지 부분은 큰 광량을 갖지만, 무아레 신호의 오목-볼록(명-암) 부분을 확인할 수 있다. 또한, 780 nm의 파장으로 회절 격자의 세트를 조명하는 경우, 회절 격자의 세트의 에지 부분에서의 광량은 무아레 신호의 광량보다 작다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 회절 격자의 상대 위치를 계측할 때에 회절 격자의 세트로부터의 광 빔의 광량 분포는 파장에 따라 상이하며, 노이즈 성분의 크기 또한 파장에 따라 상이하다.
따라서, 제어부(37)는, 회절 격자를 조명하는 광 빔 중 노이즈 광을 발생시키는 540 nm의 파장의 광의 광량을 감소시키도록 광원 유닛(23)을 제어함으로써 회절 격자로부터의 노이즈 광을 저감한다. 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광 빔과 무아레 무늬의 검출 광량을 확보하며, 이들 마크의 광량비가 예를 들어 4배 이상이 되지 않는 범위에서, 회절 격자의 세트의 에지에서 노이즈 광을 감소시키도록 각 파장의 광량을 조정할 수 있다.
광량 조정의 목표로서 각 마크의 검출 광량 이외에 회절 격자 에지의 노이즈 광량 데이터도 메모리에 저장함으로써, 저장된 데이터에 기초하여 상술한 광량 조정을 행할 수 있다. 여기서, 노이즈 광량을 감소시키기 위해서 특정한 파장의 광량을 감소시키면, 무아레 무늬의 광량도 감소되는 것을 생각할 수 있다. 노이즈 광량의 감소보다 무아레 무늬의 광량이 더 감소되면 계측 오차가 증가할 수 있다. 더 간단하게는, 회절 격자 에지의 광량이 무아레 무늬의 광량의 2배 이상이 되는 경우에는, 회절 격자 에지에서 광량 피크가 나타나고, 회절 에지의 광량 = 무아레 무늬에 의한 광량 + 노이즈 광량이기 때문에, 회절 격자 에지의 노이즈 광량이 무아레 무늬의 광량보다 커진다. 따라서, 검출되는 회절 격자 에지로부터의 광 빔의 검출 광량이 회절 격자의 중심으로부터의 광의 검출 광량의 2배보다 작아지도록, 각 광원의 파장의 광량을 조정한다. 이와 같이, 무아레 무늬의 광량에 대한 기여보다 노이즈 광에 대한 영향이 큰 파장의 광량을 작게 함으로써, 마크의 상대 위치의 계측 오차를 감소시킬 수 있다.
상술한 처리에 따르면, 회절 격자 에지로부터의 노이즈 광의 영향을 감소시키고 조 계측 마크의 검출 광량과 정밀 계측 마크의 검출 광량의 상대량을 감소시킴으로써 마크 사이의 상대 위치를 고정밀도로 구할 수 있다.
이하, 계측 장치(3)에서의 광원 제어의 예에 대해서 설명한다. 계측 장치(3)는, 조명 광학계(22)로부터 사출되는 광의 파장 조건을 제1 조건으로 설정하고, 조명 광학계(22)가 조명을 행하게 한다. 더 구체적으로는, 제1 조건으로서, 복수의 광원(30a 내지 30d) 중, 적어도 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광을 사출하는 각 광원의 출력을 온시켜서 조명을 행한다. 제1 조건 하에서 행해지는 조명에 의해, 계측 장치(3)는, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)로부터의 광 빔을 이미지 센서(25)에 의해 검출하고, 제1 원판측 마크(51a-1)와 제1 기판측 마크(52a-1)의 상대 위치를 구한다. 이렇게 해서 계측 장치(3)에 의해 조 계측이 행해진다. 이어서, 계측 장치(3)는, 조명 광학계(22)로부터 사출되는 광의 파장 조건을 제2 조건으로 변경하고, 조명 광학계(22)가 조명을 행하게 한다. 더 구체적으로는, 제2 조건으로서, 복수의 광원(30a 내지 30d) 중, 720 nm 내지 780 nm의 파장의 광을 사출하는 각 광원만의 출력을 온시켜서 조명을 행한다. 이 제2 조건 하에서 행해지는 조명에 의해, 계측 장치(3)는, 제2 원판측 마크(51a-2) 및 제2 기판측 마크(52a-2)로부터의 무아레 무늬를 이미지 센서(25)에 의해 검출하고, 제2 원판측 마크(51a-2)와 제2 기판측 마크(52a-2)(즉, 몰드와 기판)의 상대 위치를 구한다. 이렇게 해서 계측 장치(3)에 의해 정밀 계측이 행해진다.
각 마크의 조명 타이밍을 도 13을 참조하여 설명한다. 먼저, 계측 장치(3)는, 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광을 사출하는 각 광원과 720 nm 내지 780 nm의 파장의 광을 사출하는 각 광원의 양자 모두를 온시킨다(제1 조건 하에서의 조명). 계측 장치(3)는, 이 제1 조건 하에서 행해지는 조명에 의해 얻어진 제1 원판측 마크(51a-1) 및 제1 기판측 마크(52a-1)의 상에 기초하여 조 계측을 행한다. 제어부(12)는, 조 계측 동작에 의해 계측된 위치 어긋남을 저감시키도록, 기판 스테이지(5)와 몰드 보유지지부(4)의 몰드 배율 보정 기구를 포함하는 구동 유닛의 구동을 제어한다. 계측 장치(3)는, 조 계측 결과가 위치 어긋남이 정밀 계측 동작의 계측 범위 내에 있는 것을 나타내는 경우에 정밀 계측 동작으로 이행할 수 있다. 도 13에 도시된 예에서는, 계측 장치(3)는, 조 계측 동작에 의해 계측된 위치 어긋남량이 정밀 계측 동작의 계측 범위(무아레의 1 주기의 계측 범위) 내의 충분히 작은 임계치 이하일 때에 정밀 계측 동작으로 이행한다. 동작이 정밀 계측 동작으로 이행할 때, 계측 장치(3)는 600 nm 내지 660 nm의 파장의 광을 사출하는 각 광원을 오프시킬 것이다(제2 조건 하에서의 조명). 이때, 각 마크로부터의 광 검출이 이에 따라서 온 또는 오프된다. 제어부(12)는, 정밀 계측 동작에 의해 계측된 위치 어긋남을 저감하도록, 기판 스테이지(5)와 몰드 보유지지부(4)의 몰드 배율 보정 기구를 포함하는 구동 유닛의 구동을 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 검출되는 마크의 광량의 상대값이 미리결정된 범위 내에 들어오기 때문에, 복수 종류의 마크의 검출 결과로부터 마크의 상대 위치를 정밀하게 구할 수 있다.
위에서는 광량 조정으로서 광원 유닛(23) 내에서 광원 유닛(23)으로부터 사출되는 각 파장의 광량을 조정하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 광량 조정은 검출부 측에서 행해질 수 있다. 예를 들어, 검출부 측에 색 필터를 제공할 수 있고, 센서에 의해 검출된 각 파장의 검출 광량의 상대값을 조정할 수 있다. 또한, 각 마크로부터의 광을 다이크로익 미러에 의해 각 파장마다 분할하고 광 빔이 센서에 입사하게 함으로써 각 파장의 광 빔을 복수의 센서에 의해 검출하도록 구성될 수 있다. 후속하여, ND 필터의 투과 광량을 변경함으로써 대응하는 센서에 의해 검출되는 각 파장의 검출 광량의 상대값을 조정할 수 있다.
[제2 실시형태]
상술한 제1 실시형태는, 1개의 계측 장치(3)에 대하여 1개의 광원 유닛(23)의 1개의 파이버(36)로부터 광을 사출하는 구성을 나타냈다. 본 실시형태에서, 복수의 계측 장치(3)에 1개의 광원 유닛(230)으로부터 복수의 파이버를 통해서 광 빔을 사출한다. 광원 유닛(230)은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 광로 내에 하프 미러(33a, 33b, 및 33c)를 배치하여 광로를 분기하고 분기된 광 빔이 파이버(36a, 36b, 36c, 36d)에 입사하게 함으로써 4개의 광원 광 빔을 생성한다. 예를 들어, 파이버(36a)로부터 사출되는 광 빔을 제1 계측 장치의 광원 유닛(23)의 광으로서 사용하고, 파이버(36b)로부터 사출되는 광 빔을 다른 계측 장치의 광원의 광으로서 사용할 수 있다. 하프 미러(33b)와 파이버(36a) 사이의 광로 내에는 ND 필터(34a) 및 확산판(35a)이 배치되고, 하프 미러(33c)와 파이버(36b) 사이의 광로 내에는 ND 필터(34b) 및 확산판(35b)이 배치된다. 또한, 하프 미러(33b)와 파이버(36c) 사이의 광로 내에는 ND 필터(34c) 및 확산판(35c)이 배치되며, 하프 미러(33c)와 파이버(36d) 사이의 광로 내에는 ND 필터(34d) 및 확산판(35d)이 배치된다. 결과적으로, 각 광원용의 광의 광량 조정과 스페클 노이즈 저감을 행할 수 있다.
이와 같이, 기판과 몰드의 상대 위치를 계측하기 위해서 복수의 계측 장치를 사용하면, 예를 들어 위치가 이격된 복수의 장소, 예를 들어 기판의 샷 영역 4개의 코너(4개의 영역)에서 마크의 상대 위치를 계측할 수 있다. 후속하여, 계측 결과로부터 몰드 및 기판의 회전과 배율 등의 왜곡을 구할 수 있다. 또한, 4개 영역 각각에서 마크의 상대 위치 어긋남을 최소화하도록 정렬을 행함으로써, 1개의 샷 영역의 전체에 걸쳐 기판의 패턴과 몰드의 패턴을 고정밀도로 중첩시킬 수 있다. 도 14에서는 3개의 광로 분기 요소(하프 미러(33a, 33b, 및 33c))를 사용하지만, 광로 분기 요소의 수는 이것으로 한정되지 않는다.
[물품 제조 방법의 실시형태]
임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 및 불휘발성 반도체 메모리와 LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 도 15를 참고하여 물품을 제조하는 더 구체적인 방법에 대해서 설명한다. 단계 SA에서, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 이어서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 도포한다. 여기에서는 임프린트재(3z)가 기판 상에 복수의 액적으로서 도포된 상태가 도시되어 있다.
단계 SB에서, 임프린트용 몰드(4z)의, 볼록-오목 패턴을 갖는 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해서 대향시킨다. 단계 SC에서, 임프린트재(3z)가 도시된 기판(1)을 몰드(4z)에 접촉시키고 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극을 임프린트재(3z)로 충전한다. 이 상태에서 몰드(4z)를 통해 경화용 에너지를 임프린트재(3z)에 조사하면 임프린트재는 경화한다.
단계 SD에서, 임프린트재(3z)가 경화된 후에, 몰드(4z)를 기판(1z)으로부터 분리한다. 그리고, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.
단계 SE에서, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 얇게 남아 있는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 단계 SF에서, 경화물의 패턴이 제거되면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공하거나 제거하는 대신에, 이것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
<다른 실시형태>
본 발명은 또한 상술한 실시형태의 적어도 하나의 기능을 실현하도록 구성되는 프로그램을 네트워크 또는 저장 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터의 적어도 하나의 프로세서에 의해 프로그램을 판독 및 실행하는 처리에 의해 구현될 수 있다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 기능을 구현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위를 공공에 알리기 위해서, 이하의 청구항이 이루어진다.
본 출원은 전문이 본원에 참조로 통합되는 2016년 12월 16일에 출원된 일본 특허 출원 제2016-244538호의 이익을 주장한다.

Claims (13)

  1. 원판과 기판을 정렬하는 정렬 장치에 있어서,
    상기 원판을 보유지지하도록 구성되는 원판 보유지지부;
    상기 기판을 보유지지하도록 구성되는 기판 보유지지부; 및
    상기 원판과 상기 원판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측(coarse measurement)용의 제1 원판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 원판측 마크와, 상기 기판과 상기 기판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 기판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 기판측 마크를 조명하는 조명부를 포함하고, 상기 원판과 상기 기판 간의 위치 어긋남을 계측하도록 구성되는 계측 장치를 포함하며,
    상기 계측 장치는, 상기 조명부가 제1 조건 하에서 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 조 계측을 행하며, 상기 조명부가 제2 조건 하에서 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크를 조명하게 함으로써 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터의 광 빔에 기초하여 정밀 계측을 행하도록 구성되고,
    상기 제1 조건은 상기 조명부로부터 사출되는 광의 파장 중, 상기 제1 원판측 마크로부터의 광량과 상기 제1 기판측 마크로부터의 광량의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 선택된 파장의 조건이며,
    상기 제2 조건은 상기 조명부로부터 사출되는 광의 파장 중, 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터의 광량의 크기에 기초하여 선택된 파장의 조건인 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계측 장치는, 상기 조 계측의 결과가 상기 위치 어긋남이 상기 정밀 계측의 계측 범위 내에 들어오는 것을 나타내는 경우에, 상기 정밀 계측으로 이행하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 조명부는 상이한 파장을 갖는 광 빔을 사출하는 복수의 광원을 포함하며,
    상기 계측 장치는 상기 복수의 광원의 각각으로부터의 출력을 조정함으로써 상기 제1 조건과 제2 조건 사이를 전환하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 광원은 상이한 파장을 갖는 광 빔을 출력하는 복수의 반도체 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조명부는, 광원과, 상이한 파장을 갖는 광 빔을 투과시키는 복수의 파장 필터로부터 선택된 파장 필터를 상기 광원과 상기 원판 사이의 광로에 배치하는 파장 선택부를 포함하며,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 파장 필터를 선택함으로써 상기 제1 조건과 상기 제2 조건 사이를 전환하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 계측 장치는, 상기 제1 원판측 마크, 상기 제1 기판측 마크와, 상기 제2 원판측 마크, 및 상기 제2 기판측 마크를 시야 내에 수용함으로써 상기 제1 원판측 마크, 상기 제1 기판측 마크와, 상기 제2 원판측 마크, 및 상기 제2 기판측 마크의 상을 촬상하는 촬상 장치를 포함하며, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 상에 기초하여 상기 조 계측 및 상기 정밀 계측을 행하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 조 계측은, 상기 제1 원판측 마크와 상기 제1 기판측 마크 사이의 거리에 기초하는 상기 원판과 상기 기판의 상대 위치의 계측인 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크는 상이한 격자 피치를 갖는 격자 패턴이 있는 회절 격자를 포함하며,
    상기 정밀 계측은, 상기 제2 원판측 마크와 상기 제2 기판측 마크가 중첩될 때 발생하는 무아레를 사용한 상기 원판과 상기 기판의 상대 위치의 계측인 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  10. 원판 보유지지부에 의해 보유지지된 원판과 기판 보유지지부에 의해 보유지지된 기판을 정렬시키는 정렬 방법에 있어서,
    상기 원판과 상기 원판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 원판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 원판측 마크와, 상기 기판과 상기 기판 보유지지부 중 하나에 배치된 조 계측용의 제1 기판측 마크 및 정밀 계측용의 제2 기판측 마크를 제1 조건 하에서 조명부에 의해 조명하는 단계;
    상기 제1 조건 하에서 행해진 조명에 의해 상기 제1 원판측 마크 및 상기 제1 기판측 마크로부터 획득된 광 빔에 기초하여 상기 원판과 상기 기판 간의 위치 어긋남의 조 계측을 행하는 단계;
    상기 조 계측 후에 상기 제1 조건을 제2 조건으로 변경하여 상기 조명부에 의해 조명을 행하는 단계; 및
    상기 제2 조건 하에서 행해진 조명에 의해 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터 획득된 광 빔에 기초하여 상기 위치 어긋남의 정밀 계측을 행하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 조건은 상기 조명부로부터 사출되는 광의 파장 중, 상기 제1 원판측 마크로부터의 광량과 상기 제1 기판측 마크로부터의 광량의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 선택된 파장의 조건이며,
    상기 제2 조건은 상기 조명부로부터 사출되는 광의 파장 중, 상기 제2 원판측 마크 및 상기 제2 기판측 마크로부터의 광량의 크기에 기초하여 선택된 파장의 조건인 것을 특징으로 하는 정렬 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 조건은 상기 조명부로부터 사출되는 광의 파장 중, 상기 무아레의 광량의 크기에 기초하여 선택된 파장의 조건인 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  12. 리소그래피 장치에 있어서,
    제1항, 제2항, 제4항 내지 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에서 규정된 정렬 장치를 포함하며,
    상기 정렬 장치의 기판 보유지지부에 의해 보유지지된 기판에 원판 보유지지부에 의해 보유지지된 원판의 패턴을 전사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 물품 제조 방법에 있어서,
    제12항에서 규정된 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 전사하는 단계; 및
    상기 패턴이 전사된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    상기 처리된 기판으로부터 상기 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
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US10705435B2 (en) 2018-01-12 2020-07-07 Globalfoundries Inc. Self-referencing and self-calibrating interference pattern overlay measurement
JP2020154063A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 キオクシア株式会社 アライメントマーク、インプリント方法、半導体装置の製造方法、及び位置合わせ装置
US11256177B2 (en) 2019-09-11 2022-02-22 Kla Corporation Imaging overlay targets using Moiré elements and rotational symmetry arrangements
WO2021192244A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 ギガフォトン株式会社 センサ劣化判定方法
CN111381460B (zh) * 2020-04-29 2021-07-16 中国科学院光电技术研究所 一种兼顾调焦调平和精密对准的测量系统及其测量方法
US11686576B2 (en) 2020-06-04 2023-06-27 Kla Corporation Metrology target for one-dimensional measurement of periodic misregistration
CN112570218A (zh) * 2020-12-04 2021-03-30 四川省新康意新材料科技有限公司 一种光固化压纹装置
JP2022147786A (ja) * 2021-03-23 2022-10-06 キオクシア株式会社 テンプレート、被加工部材、及びアライメント方法
CN113050395B (zh) * 2021-03-24 2022-11-04 长鑫存储技术有限公司 提高光刻设备对准性能的方法及装置
US11796927B2 (en) 2021-03-24 2023-10-24 Changxin Memory Technologies, Inc. Method and device for enhancing alignment performance of lithographic device
US11796925B2 (en) 2022-01-03 2023-10-24 Kla Corporation Scanning overlay metrology using overlay targets having multiple spatial frequencies

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005197591A (ja) 2004-01-09 2005-07-21 Nikon Corp 撮像装置
JP2011243664A (ja) 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc インプリント装置及び物品の製造方法
JP2013102139A (ja) * 2011-10-21 2013-05-23 Canon Inc 検出器、インプリント装置及び物品製造方法
JP2016201423A (ja) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 インプリント装置および物品の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08293463A (ja) * 1995-02-24 1996-11-05 Nikon Corp 投影露光装置及び投影露光方法
TW556296B (en) * 2000-12-27 2003-10-01 Koninkl Philips Electronics Nv Method of measuring alignment of a substrate with respect to a reference alignment mark
SG120949A1 (en) * 2002-09-20 2006-04-26 Asml Netherlands Bv Alignment system and methods for lithographic systems using at least two wavelengths
JP2005032889A (ja) 2003-07-10 2005-02-03 Nikon Corp Ｅｕｖ露光方法及びｅｕｖ露光装置
JP4677183B2 (ja) * 2003-12-05 2011-04-27 キヤノン株式会社 位置検出装置、および露光装置
WO2006024908A2 (en) 2004-08-10 2006-03-09 Asml Netherlands B.V. Imprint lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby
JP4795300B2 (ja) 2006-04-18 2011-10-19 キヤノン株式会社 位置合わせ方法、インプリント方法、位置合わせ装置、インプリント装置、及び位置計測方法
NL2003871A (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Asml Netherlands Bv Imprint lithography.
JP2012059853A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Nikon Corp 検出条件最適化方法、プログラム作成方法、並びに露光装置及びマーク検出装置
US10105883B2 (en) * 2013-03-15 2018-10-23 Nanonex Corporation Imprint lithography system and method for manufacturing
JP6360287B2 (ja) * 2013-08-13 2018-07-18 キヤノン株式会社 リソグラフィ装置、位置合わせ方法、および物品の製造方法
JP6097704B2 (ja) * 2014-01-06 2017-03-15 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法
JP6294680B2 (ja) * 2014-01-24 2018-03-14 キヤノン株式会社 インプリント装置、および物品の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005197591A (ja) 2004-01-09 2005-07-21 Nikon Corp 撮像装置
JP2011243664A (ja) 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc インプリント装置及び物品の製造方法
JP2013102139A (ja) * 2011-10-21 2013-05-23 Canon Inc 検出器、インプリント装置及び物品製造方法
JP2016201423A (ja) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 インプリント装置および物品の製造方法

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