检测器、压印装置以及物品制造方法制造方法及图纸

一种检测器、压印装置以及物品制造方法，该检测器用于检测由形成在第一和第二物体上的标记衍射的衍射光分量的干涉光，该检测器包括：照明光学系统，被配置为形成包括第一极和第二极的强度分布，第一极和第二极对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的光分量的干涉光。检测光学系统检测当第一极的光被照射在第一标记和第二标记上并被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量的干涉光。检测光学系统不检测当第二极的光被照射在第一标记和第二标记上并被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量。

【技术实现步骤摘要】
检测器、压印装置以及物品制造方法本申请是基于申请号为201210392532.5，申请日为2012年10月16日，专利技术名称为“检测器、压印装置以及物品制造方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于检测两个不同物体的相对位置的检测器、压印装置、以及物品制造方法。
技术介绍
随着对半导体器件的微构图(micropatterning)的需求演进，除了常规的光刻法技术，通过使用铸模在基板上模制未固化树脂来在基板上形成树脂图案的微构图技术正引起注意。微构图技术也被称为压印技术，并且能够在基板上形成几nm量级的微结构。压印技术的一个例子是光固化法。在使用这种光固化法的压印装置中，首先使用未固化的紫外线固化树脂(压印树脂或可光固化树脂)来涂覆基板上的作为压印区域的冲击区(shot)(树脂被分配在冲击区上)。然后，通过使用铸模来模制该树脂。在通过紫外线照射使树脂固化后，释放铸模，从而在基板上形成树脂图案。符合这种光固化法的压印装置在例如日本专利公开No.2008-522412中进行了公开。该压印装置包括基板保持台、树脂涂覆机构、压印头、紫外线照射单元和对准标记检测器。在该压印装置中，通过使用所谓的逐级压模法(die-by-diemethod)来对准基板与铸模，通过该方法，当将基板与铸模彼此压在一起时，针对每个冲击区来同时观测在基板和铸模上形成的标记，并且校正标记之间的偏移。在日本专利公开No.2008-522412中公开的压印装置中，在铸模和基板上形成对准标记。在铸模上的标记包括在测量方向上具有格栅间距的格栅图案。在基板上的标记包括在测量方向和垂直于该测量方向的方向(非测量方向)中的每一个上都具有格栅间距的棋盘格栅图案。用于对标记进行照明的照明光学系统和用于检测来自标记的衍射光的检测光学系统相对于垂直于铸模和基板的方向朝着非测量方向倾斜。也就是说，照明光学系统被设计为在非测量方向上倾斜地对标记进行照明。倾斜地入射到标记上的光被形成在基板上的棋盘格栅图案在非测量方向上进行衍射，并且检测光学系统仅检测在非测量方向上具有除了第0级之外的指定级的衍射光。此外，在铸模上形成的格栅图案的格栅间距与在基板上形成的格栅图案的格栅间距在测量方向上仅有轻微地不同。当具有不同格栅间距的这些格栅图案交叠时，来自两种格栅图案的衍射光分量之间的干涉形成具有反映格栅图案的格栅间距之间的差的周期的干涉条纹(所谓的莫尔条纹)。由于该莫尔条纹的相位根据格栅图案之间的位置关系而改变，因此通过观测莫尔条纹的相位可以对准基板和铸模。通过使用上述的莫尔条纹来检测相对位置的方法具有这样的优点：即使在使用具有低分辨能力的检测光学系统时，也可以高精度地执行对准。在日本专利公开No.2008-522412中公开的检测器通过形成于基板上的棋盘格栅图案来在不垂直于铸模或基板的方向上检测在非测量方向上衍射的光。因此，单个的检测器(照明光学系统和检测光学系统)不能在多个方向上获取关于铸模和基板的相对位置的信息。
技术实现思路
本专利技术通过使用单个检测器来精确地检测两个物体在两个方向上的相对位置。本专利技术在其第一方面提供一种用于检测第一物体和第二物体在x方向和y方向上的相对位置的检测器，该检测器包括：照明光学系统，被配置为对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的衍射光分量的干涉光，其中，第一标记和第二标记中的一个包括在y方向上具有格栅间距P1并在x方向上具有格栅间距P2的格栅图案，第一标记和第二标记中的另一个包括在x方向上具有格栅间距P3的格栅图案，所述照明光学系统在其光瞳面中形成包括y方向上的第一极(pole)和x方向上的第二极的光强度分布，在从第一极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到所述检测光学系统在光瞳面中的孔径上，并且在从第二极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到与所述检测光学系统在光瞳面中的孔径不同的位置上。本专利技术在其第二方面提供一种检测由形成在第一物体和第二物体上的标记所衍射的衍射光分量的干涉光的检测器，该检测器包括：照明光学系统，被配置为形成包括第一极和第二极的强度分布，第一极和第二极对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的光分量的干涉光，其中，检测光学系统检测当第一极的光被照射在第一标记和第二标记上并被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量的干涉光，并且检测光学系统不检测当第二极的光被照射在第一标记和第二标记上并被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量。本专利技术在其第三方面提供一种压印装置，用于把铸模的图案表面压在分配给基板的树脂上，使树脂固化，并在基板上形成固化的树脂的图案，该装置包括检测器以检测布置在铸模上的第一标记和第三标记以及布置在基板上的第二标记和第四标记，其中该检测器用于检测第一物体和第二物体在x方向和y方向上的相对位置，该检测器包括：照明光学系统，被配置为对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的衍射光分量的干涉光，第一标记和第二标记中的一个包括在y方向上具有格栅间距P1并在x方向上具有格栅间距P2的格栅图案，第一标记和第二标记中的另一个包括在x方向上具有格栅间距P3的格栅图案，所述照明光学系统在其光瞳面中形成包括y方向上的第一极和x方向上的第二极的光强度分布，在从第一极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到检测光学系统在光瞳面中的孔径上，并且在从第二极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到与检测光学系统在光瞳面中的孔径不同的位置上。本专利技术在其第四方面提供一种制造物品的方法，该方法包括：使用压印装置在基板上形成图案；以及处理在形成步骤中在上面形成有图案的基板以制造物品，其中，该压印装置把铸模的图案表面压在分配给基板的树脂上，使树脂固化，并在基板上形成固化的树脂的图案，该压印装置包括检测器以检测布置在铸模上的第一标记和第三标记，以及布置在基板上的第二标记和第四标记，该检测器检测第一物体和第二物体在x方向和y方向上的相对位置，该检测器包括：照明光学系统，被配置为对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的衍射光分量的干涉光，第一标记和第二标记中的一个包括在y方向上具有格栅间距P1并在x方向上具有格栅间距P2的格栅图案，第一标记和第二标记中的另一个包括在x方向上具有格栅间距P3的格栅图案，所述照明光学系统在其光瞳面中形成包括y方向上的第一极和x方向上的第二极的光强度分布，在从第一极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到检测光学系统在光瞳面中的孔径上，并且在从第二极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到与检测光学系统在光瞳面中的孔径不同的位置上。根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的进一步特征将变得显而易见。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测器，包括：照明光学系统，被配置为对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明，第一衍射格栅具有在第一方向和与第一方向不同的第二方向中的每一个方向上的周期，第二衍射格栅具有与第一衍射格栅在第二方向上的周期不同的在第二方向上的周期；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一衍射格栅和第二衍射格栅衍射的衍射光，所述检测光学系统包括光电转换元件和布置在检测光学系统的光瞳面上的引导部分，其中，所述照明光学系统在其光瞳面上形成第一极和第二极，并且引导部分被配置为把通过用来自第一极的光在第一方向上以倾斜入射角对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明而被第一衍射格栅和第二衍射格栅衍射的光引导到光电转换元件，以及通过用来自第二极的光在第二方向上以倾斜入射角对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明而被第二衍射格栅衍射的衍射光进入与检测光学系统的光瞳面的引导部分不同的位置。

【技术特征摘要】
2011.10.21 JP 2011-232121;2012.10.02 JP 2012-220711.一种检测器，包括：照明光学系统，被配置为对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明，第一衍射格栅具有在第一方向和与第一方向垂直的第二方向中的每一个方向上的周期，第二衍射格栅具有与第一衍射格栅在第二方向上的周期不同的在第二方向上的周期；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一衍射格栅和第二衍射格栅衍射的衍射光，所述检测光学系统包括图像感测元件和布置在检测光学系统的光瞳面上的孔径，其中，所述照明光学系统在其光瞳面上形成第一极和第二极，并且孔径被配置为把通过用来自第一极的光在第一方向上以倾斜入射角对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明而被第一衍射格栅和第二衍射格栅衍射的光引导到图像感测元件，以及通过用来自第二极的光在第二方向上以倾斜入射角对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明而被第二衍射格栅衍射的衍射光进入与检测光学系统的光瞳面的孔径不同的位置。2.根据权利要求1所述的检测器，其中，设光瞳面上的坐标由第一方向上的位置和第二方向上的位置表示，第一极在所述照明光学系统的光瞳面中具有直径NAP1并以坐标(0，NAil1)作为中心位置，第二极在所述照明光学系统的光瞳面中具有直径NAP2并以坐标(NAil2，0)作为中心位置，以及所述检测光学系统的孔径在检测光学系统的光瞳面中具有半径NAo并以坐标(0，0)作为中心位置。3.根据权利要求2所述的检测器，其中，还满足由NAil1＞NAo+NAP1/2和NAil2＞NAo+NAP2/2表示的关系。4.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述照明光学系统使用具有多个波长的光来对第一衍射格栅和第二衍射格栅进行照明。5.根据权利要求1所述的检测器，其中，孔径的半径、第一极的直径、第二极的直径和从照明光学系统发射的光的波长中的至少一个是能够变化的。6.根据权利要求2所述的检测器，其中，以下至少一项是基于由所述检测光学系统检测的衍射光的强度或对比度而被确定的：第一衍射格栅的格栅间距、第二衍射格栅的格栅间距，孔径的半径，第一极的中心位置，第二极的中心位置，所述照明光学系统的照明光的中心波长，以及照明光的波长范围。7.根据权利要求2所述的检测器，其中，所述照明光学系统在其光瞳面中形成第三极和第四极，其中，第三极具有直径NAP1并以坐标(0，-NAil1)作为中心位置，第四极具有直径NAP2并以坐标(-NAil2，0)作为中心位置。8.根据权利要求7所述的检测器，其中，所述检测光学系统在其光瞳面中还包括具有半径NAo并且以坐标(NAil1，NAil2)、(-NAil1，NAil2)、(-NAil1，-NAil2)和(NAil1，-NAil2)作为中心位置并且把衍射光引导到图像感测元件的四个孔径。9.根据权利要求7所述的检测器，其中，所述检测光学系统在其光瞳面中还包括：在具有半径NAo并且以坐标(NAil1，NAil2)、(-NAil1，NAil2)、(-NAil1，-NAil2)和(NAil1，-NAil2)作为中心位置的四个圆形内部的区域中，在以坐标(0，0)作为中心位置并且以(NAil1+NAP1/2)与(NAil2+NAP2/2)中的较大一个作为半径的圆形内部的孔径，该孔径把衍射光引导到图像感测元件。10.根据权利要求1所述的检测器，其中，该检测器被配置为基于检测到的衍射光来获得第一衍射格栅和第二衍射格栅在第二方向上的相对位置。11.根据权利要求1所述的检测器，其中，检测光学系统被配置为检测由被第一衍射格栅和第二衍射格栅衍射的衍射光所生成的莫尔条纹。12.根据权利要求2所述的检测器，其中，设λ为从所述照明光学系统发射的光的波长，P1是第一衍射格栅在第一方向上的周期，P2是第一衍射格栅在第二方向上的周期，P3是第二衍射格栅在第二方向上的周期，则满足由|λ/P3-NAil2|≥NAo+NAP2/2、|λ/P2-NAil2|≥NAo+NAP2/2、和|NAil1-λ/P1|＜NAo+NAP1/2表示的关系。13.根据权利要求12所述的检测器，其中，还满足由λ/P2＞NAo+NAP1/2和λ/P3＞NAo+NAP1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井俊树，三岛和彦，前田普教，箕田贤，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP