位置检测装置、位置检测方法、压印装置及物品的制造方法_3

文档序号:9469633阅读:来源:国知局
的光。在Y方向上衍射的光具有X方向上的相对位置信息,入射到检测光学系统21的光瞳上的检测区域(NA。),并且被图像传感器25检测。使用它能够获得两个衍射光栅的相对位置。
[0050]在图3中所不的光瞳强度分布与图5A和图5B中所不的衍射光栅之间的关系中,来自第三极IL3和第四极IL4的光束不被用于检测衍射光栅的相对位置。然而,当检测图5C和图中所示的衍射光栅的相对位置时,来自第三极IL3和第四极IL4的光束用于检测衍射光栅的相对位置,并且来自第一极ILl和第二极IL2的光束不被用于检测衍射光栅的相对位置。此外,当通过将图5A和图5B中所示的一对衍射光栅以及图5C和图中所示的一对衍射光栅布置在检测光学系统21的相同视场中来同时检测两个方向上的相对位置时,图3中所示的光瞳强度是非常有效的。
[0051]下面将说明在不被用于检测衍射光栅的相对位置的方向上光的影响。例如,来自第三极IL3和第四极IL4的光束在图5A和图5B中所示的一对衍射光栅的各个的端部(各个衍射光栅的图案的两端)被散射或衍射。图6A示出了在这种情况下通过光学模拟获得的莫尔信号(其截面)。参照图6A,在衍射光栅的图案的两端生成大信号(光)。也能够确认生成了微小的次峰。这些信号能够被视为由于关于衍射光栅的连续图案(光栅条件)停止继续而生成的大信号。尽管当通过明视场来检测衍射光栅时发生这种现象,但是当通过暗视场来检测衍射光栅时该现象变得特别明显。当将在各个衍射光栅的图案的两端生成的这种信号(不必要光)和次峰混合到莫尔信号中时,在衍射光栅的相对位置的检测中发生误差。
[0052]因此,该实施例通过详细描述模具2和基板I配设的标志(即,衍射光栅的设计)来降低该影响。图7A是示出包括在第一方向上周期排列的图案的衍射光栅的端部的图。图7A示出了在衍射光栅的两端的图案的一个端部的图案GPl (在右端的图案)、最接近图案GPl的图案GP2以及最接近图案GP2的图案GP3。图7A示出了在图5B中所示的衍射光栅的右端上的3个图案。在图案GP3的左侧周期地形成图案。假设衍射光栅的各个图案的线宽和图案之间的间隔都是I μπι。
[0053]图8示出了当通过光学模拟获得的、在图7Α中所示的衍射光栅的端部(图案GPl)莫尔信号随着衍射光栅的图案GPl的线宽变化而变化时获得的结果。参照图8,在图案GPl的线宽和图案之间的间隔都是I μπι的情况下,当在衍射光栅的端部莫尔信号的强度是I时,纵坐标代表相对比(信号强度比),横坐标代表图案GPl的线宽。
[0054]参照图8,显然,通过使在衍射光栅的端部的图案GPl的线宽小于包括图案GP2和GP3的剩余图案的线宽,能够减小在衍射光栅的端部的莫尔信号的强度。此外,显然,通过将图案GPl的线宽减小到包括图案GP2和GP3的剩余图案的线宽的1/2 (在本实施例中为500nm),能够使衍射光栅的端部的莫尔信号的强度最小化。
[0055]因此,在本实施例中,如图7B中所示,将衍射光栅的端部的图案GPl的线宽设置为小于包括图案GP2和GP3的剩余图案的线宽。图6B示出了当将衍射光栅的端部的图案GPl的线宽设置为500nm(即,包括图案GP2和GP3的剩余图案的线宽的1/2)时,通过光学模拟获得的莫尔信号(其截面)。注意,包括图案GP2和GP3的剩余图案具有相同的线宽。
[0056]参照图6B,显然,随着衍射光栅的图案的两端的莫尔信号的强度减小,次峰也减小。然而,注意,用于检测衍射光栅的相对位置的莫尔信号没有变化。假设这是因为当将衍射光栅的两端的图案的线宽设置为小于剩余图案的线宽时,从两端的图案以及剩余图案生成具有不同相位的光束,减少(抵消)了来自两端的图案的光束。与此相反,当将衍射光栅的两端的图案的线宽设置为大于剩余图案的线宽时,获得的结果表示来自衍射光栅的各个端部的信号的强度增大。如上所述,通过使衍射光栅中包括的图案中的、针对相对位置测量所需的信号生成不必要光的图案具有比剩余图案小的线宽,来减少不必要光的生成。
[0057]该实施例例示了图5B中所示的衍射光栅。然而,通过使用具有如图5A中所示的棋盘状图案的衍射光栅,也能获得类似结果。在一些情况下,如图9中所示,衍射光栅的端部的图案GPl与包括图案GP2和GP3的剩余图案中的各个由多段SGP(由一组细线构成的所谓的段标志)构成。在这种情况下,可以将构成一个图案的一组多段SGP的宽度视为图案的线宽,可以将构成一个图案的一组多段SGP与构成其他图案的一组多段SGP之间的间隔视为图案之间的间隔。此外,在一些情况下,在衍射光栅的图案之间形成细微的虚拟图案。然而,这种虚拟图案是与衍射光栅的相对位置的检测不直接相关联的图案,因此,不必考虑。
[0058]如上所述,在本实施例中,使得模具2配设的衍射光栅(标志4)和基板I配设的衍射光栅(标志5)中的至少一者的两端的图案、具有比剩余图案小的线宽。这样使得能够减少(防止)由模具2或基板I配设的衍射光栅的端部(两端的图案)生成强衍射光和散射光,并且使得位置检测装置6精确地检测衍射光栅的相对位置。因此,压印装置100能够基于位置检测装置6获得的检测结果,精确地将模具2和基板I对准,并且能够减少图案转印失败(广品瑕疯)。
[0059]<第二实施例>
[0060]能够通过改变衍射光栅的端部的图案GPl与最接近图案GPl (即,位于一个图案内侧附近)的图案GP2之间的间隔,来改变来自图7A中所示的衍射光栅的图案的两端的信号。图10示出了通过来自衍射光栅的端部(图案GPl)的信号随着图7A所示的衍射光栅的图案GPl与图案GP2之间的间隔变化而变化的光学模拟所获得的结果。参照图10,衍射光栅的包括图案GP2与GP3的剩余图案之间的间隔是I μ m,横坐标代表图案GPl与GP2之间的间隔与I μπι的差分(间隔差)。在横坐标上,负方向表示图案GPl与图案GP2之间的间隔减小的方向,正方向表示图案GPI与图案GP2之间的间隔增大的方向。此外,纵坐标代表当衍射光栅的图案GPl和图案GP2之间的间隔为I ym、并且来自衍射光栅的端部的信号的强度为I时的相对比(信号强度比)。
[0061]参照图10,在图案GPl或图案GP2的线宽的范围内,使衍射光栅的图案GPl与图案GP2之间的间隔大于的剩余图案之间的间隔。具体而言,能够通过将衍射光栅的图案GPl与图案GP2之间的间隔设置为剩余图案之间的间隔的1.3倍或更小倍数的间隔,来减小来自衍射光栅的端部的信号的强度。显然,通过将衍射光栅的图案GPl与图案GP2之间的间隔设置为剩余图案之间的间隔的1.15倍(即,在本实施例中,间隔差为+150nm),使得来自衍射光栅的端部的信号的强度最小化。如上所述,假设这是因为由衍射光栅的两端的图案以及剩余图案生成具有不同相位的光束,来减少(抵消)来自两端的图案的光束。
[0062]因此,在本实施例中,如图11中所示,将衍射光栅的端部的图案GPl与最接近图案GPl的图案GP2之间的间隔设置为大于剩余图案之间的间隔(例如,图案GP2与图案GP2之间的间隔)。注意,衍射光栅的包括图案GP2和图案GP3的剩余图案之间的间隔相同。这样使得能够减少(防止)由模具2或基板I配设的衍射光栅的端部(两端的图案)生成衍射光和散射光,并且使得位置检测装置6精确地检测衍射光栅的相对位置。因此,压印装置100能够基于位置检测装置6获得的检测结果,精确地将模具2和基板I对准,并且能够减少图案转印失败(产品瑕疵)。
[0063]<第三实施例>
[0064]为了减小来自衍射光栅的各个端部的信号的强度,可以从衍射光栅的两端的图案和剩余图案分别生成具有不同相位的光束。因此,模具2和基板I分别配设的衍射光栅中的至少一个可以具有如下结构:当具有相同相位的光入射衍射光栅时,使来自两端的图案的光和来自剩余图案的光具有不同相位。
[0065]通过针对衍射光栅的两端的图案和剩余图案使用具有不同折射率的材料,可以形成使得来自衍射光栅的两端的图案的光和来自剩余图案的光具有不同相位的结构。此外,通过针对衍射光栅的两端的图案和剩余图案使用具有不同厚度的材料,可以形成这种结构。此外,通过使形成衍射光栅的两端图案的台阶具有与形成剩余图案的台阶不同的深度,可以形成这种结构。
[0066]〈第四实施例〉
[0067]如上所述,在第一和第二实施例中,通过减小衍射光栅的两端的图案的线宽而不扩大衍射光栅(标志4和标志5)的规模,来减小在衍射光栅的图案的两端生成的信号(不必要光)。
[0068]本实施例将说明通过扩大衍射光栅的规模而减少由衍射光栅的图案生成的不必要光的衍射光栅的图案。如上所述,认为由于衍射光栅的连续图案停止延续而从衍射光栅的端部(两端的图案)生成不必要光。
[0069]在本实施例中,为了缓和在端部的衍射光栅的连续图案的延续的停止,如图12A中所示,将包括至少衍射光栅的端部的图案的多个图案的线宽设置为小于衍射光栅的剩余图案的线宽。这能够更有效地减少来自衍射光栅的端部的光。在图1
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