压印设备的制造方法
【专利说明】压印设备
[0001]本申请是基于申请号为201210153656.8、申请日为2012年5月17日、发明名称为“压印设备、压印方法和装置制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]实施例的一个公开的方面涉及在被配置为将模子的图案转印到衬底上的压印材料上的压印设备中的标记检测系统。
【背景技术】
[0003]压印技术是用于使在模子上形成的微细图案与供应在衬底上的压印材料彼此接触(压印该图案)以便由此形成图案的技术。
[0004]现在将描述光学压印方法作为压印技术的一个示例。首先，由光可固化树脂(在下文中称为“压印树脂”)构成的层被形成在衬底(例如，半导体晶片(wafer))上。随后，使压印树脂和其上形成有期望的微细的不平坦结构(图案)的模子彼此接触。随后，在使压印树脂与模子保持彼此接触的同时，通过照射紫外光使压印树脂固化。在压印树脂被固化之后，使压印树脂与模子彼此分离，由此在衬底上形成图案。
[0005]压印设备在使模子与压印树脂彼此接触之前对于每个曝光场(shot)执行对准。通过使用透过模子(through-the-mold)的检测系统(在下文中称为“TTM检测系统”)来实现压印设备的对准，该TTM检测系统可以通过同时检测在模子和晶片上形成的标记来执行对准。日本专利申请公开N0.2005-286062讨论了一种压印设备，在其中用于利用紫外光照射树脂层的照明系统被布置在模子之上，并且以使得TTM检测系统避开照明系统的方式布置TTM检测系统。
[0006]要求将TTM检测系统布置为相对于照明系统的光轴倾斜，以便防止TTM检测系统干涉照明系统和照明光束。为了使得能够通过被布置为相对于照明系统的光轴倾斜的TTM检测系统来进行晶片对准，TTM检测系统根据利特罗(Litt1W)布置而被布置，并且通过获取以利特罗角度衍射的光来检测信号。然而，由于配置的限制，根据利特罗布置而布置的TTM检测系统不能具有TTM检测系统的足够大的检测数值孔径(在下文中称为“NA”)，导致检测光量降低的问题，由此导致低对准精度。
【发明内容】
[0007]实施例的一个公开的方面涉及通过增大TTM检测系统的检测数值孔径来提高衬底与模子之间的对准精度。
[0008]根据实施例的一个方面，一种压印设备被配置为通过使用其上形成有图案的模子来将所述图案转印到供应在衬底上的压印材料，所述压印设备包括:光接收元件；检测系统，所述检测系统被配置为照射在所述衬底上形成的标记和在所述模子上形成的标记，并且将从在所述衬底上形成的标记和在所述模子上形成的标记反射的光引导到所述光接收元件；以及中继光学系统。所述中继光学系统被配置为在所述中继光学系统与所述检测系统之间形成从在所述衬底上形成的标记和在所述模子上形成的标记反射的光的图像。所述检测系统被配置为将由所述中继光学系统成像的光引导到所述光接收元件。
[0009]从以下参考附图的示例性实施例的详细描述中本公开的更多的特征和方面将变得清晰。
【附图说明】
[0010]被加入说明书且构成说明书一部分的附图示出了本实施例的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用来解释本公开的原理。
[0011]图1示意性地示出根据第二示例性实施例的压印设备。
[0012]图2示意性地示出根据第三示例性实施例的压印设备。
[0013]图3示意性地示出根据第一示例性实施例的压印设备。
[0014]图4A示意性地示出根据第四示例性实施例的压印设备。
[0015]图4B示意性地示出根据第四示例性实施例的压印设备。
[0016]图5A示意性地示出根据第五示例性实施例的压印设备。
[0017]图5B示意性地示出根据第五示例性实施例的压印设备。
[0018]图5C示意性地示出根据第五示例性实施例的压印设备。
[0019]图6A示意性地示出根据第六示例性实施例的压印设备。
[0020]图6B示意性地示出根据第六示例性实施例的压印设备。
[0021]图6C示意性地示出根据第六示例性实施例的压印设备。
[0022]图7A示出衬底和对准标记。
[0023]图7B示出衬底和对准标记。
[0024]图8A示意性地示出压印技术。
[0025]图8B示意性地示出压印技术。
[0026]图8C示意性地示出压印技术。
[0027]图8D示意性地示出压印技术。
[0028]图9示意性地示出传统的压印设备。
【具体实施方式】
[0029]下面将参考附图来详细描述实施例的各个示例性实施例、特征以及方面。
[0030]在下文中，将参考附图描述这些实施例的示例性实施例。在所有附图中由相同的附图标记标识相同的部件，并且将省略重复的描述。
[0031]将描述第一示例性实施例。图9示意性地示出传统的压印设备I的配置。如图9中所示出的，压印设备I包括被配置为发射用于使压印树脂固化的照明光3(主要为紫外光)的照明系统2、被配置为保持模子5的压印头4以及被配置为保持作为衬底的晶片8的晶片台9。此外，压印设备I包括TTM检测系统7、树脂涂敷机构6以及控制单元10。如图9中所示出地设定压印设备I的X轴、Y轴和Z轴。
[0032]TTM检测系统7可以检测在模子5上形成的模子对准标记(未示出)和在晶片8上形成的晶片对准标记(未示出)。可以基于对准标记的检测结果来使模子5和晶片8彼此对准。TTM检测系统7利用在TTM检测系统7中设置的光源向模子对准标记和晶片对准标记发射测量光11 (主要为可见光或者红外光)，并且随后检测从其反射的光。TTM检测系统7被设置有例如光电转换元件(例如，电荷耦合器件(CCD))以作为用于检测反射光的光接收元件。
[0033]在这时候，可以通过使模子对准标记和晶片对准标记的位置和焦点彼此对准来将模子5和晶片8设定在彼此对准的相对位置(X、Y和Ζ)中。TTM检测系统7的检测结果被输出到控制单元10，并且控制单元10可以通过基于TTM检测系统7的检测结果在X和Y方向上控制晶片台9或者压印头4来调节模子5或者晶片8在X和Y方向上的位置。
[0034]在通过TTM检测系统7检测模子5和晶片8的对准标记期间，由于在晶片对准标记上供应有压印树脂，因此在单色光的情况下出现干涉条纹。因此，在该情况下，TTM检测系统7检测出添加有干涉条纹的信号的对准信号，使得不可能进行精确的检测。此外，使用紫外线区域中的光作为测量光11导致供应在晶片对准标记上的压印树脂曝光。因此，通常，期望的是，使用具有非曝光的光的波长的宽带光作为TTM检测系统7的照明光源，以便检测出更少被干涉条纹污染的信号。术语“非曝光的光”被用来指的是具有与被发射为使压印树脂固化的光不同的波长的光。
[0035]在模子5与晶片8之间的对准结束之后，在模子5上形成的图案被转印。利用树脂涂敷机构6向晶片8供应压印树脂。压印头4在保持模子5的同时移动，并且使供应在晶片8上的压印树脂与在模子5上形成的图案彼此接触(压印)。在使模子5与晶片8保持在该状态的同时，从照明系统2发射照明光3 (紫外光)以便使压印树脂固化。在压印树脂被固化之后，将模子5与固化的压印树脂彼此分离(脱模)。
[0036]将参考图8Α?8D描述如何通过利用压印设备I的压印技术转印图案。在模子5上形成要被转印到在衬底上的压印树脂上的图案13。
[0037]首先，如图8Α中所示出的，树脂涂敷机构6将压印树脂14作为压印材料供应到晶片8上。将在假设压印树脂14是通过被光照射而被固化的光可固化树脂的情况下描述该示例。晶片台9移动使得供应有压印树脂14的晶片8位于模子5正下方，如图SB中所示出的。在供应有压印树脂14的晶片8位于模子5正下方之后，将模子5压在晶片8上的压印树脂14上，如图SC中所示出的。在该示例中，模子5被压在压印树脂14上。然而，作为替代，晶片夹具可以移动以便将向晶片8供应的压印树脂14压在模子5上。可替代地，模子5和晶片8可以被彼此挤压。
[0038]在使模子5保持压在压印树脂14上的同时，从照明系统2发射紫外光15以便使压印树脂14固化。在压印树脂14被固化之后，模子5与压印树脂14分离，如图8D中所示出的。结果，形成在模子5上的图案13被转印到压印树脂14上，并且由此作为图案13的反转图案的图案16可以被形成。
[0039]然后，晶片台9被移动，并且压印树脂14被供应给下一个曝光场以便向其转印图案。以这种方式重复地对晶片8上的曝光场应用模子压印和脱模可以使得在晶片8上的所有曝光场上形成图案16。
[0040]然而，由于模子5的压印和脱模而对晶片8施加力。力的施加可能导致晶片8的位置相对于晶片台9移位(displace)，如图7Α中所示出的。这是因为，与传统的光学曝光设备不同，模子5接触在衬底(晶片)8上供应的压印树脂14。如果以如图7A中所示出地晶片8相对于晶片台9移位的这种状态将模子5压印在下一个曝光场上，则图案与基础(foundat1n)的图案未对准，由此使得装置的成品率降低。这导致在其中模子压印和脱模被应用于曝光场并且在模子被压印在下一个曝光场上之前测量下一个曝光场的对准标记12由此校正晶片8的未对准的对准方法(管芯间对准(die-by-die alignment))的必要性。根据管芯间对准方法，对于每个曝光场测量曝光场的对准标记12，并且校正晶片8的未对准，由此可以减少由于模子压印和脱模而可能发生的晶片8的未对准的影响，并且由此可以以高精度将模子5与基础的图案对准。
[0041]然而，在