CN112130430B - 测量装置、光刻装置和制造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测量装置、光刻装置和制造物品的方法。所述测量装置测量包括第一标记和第二标记的被检体的位置，并且包括：摄像单元，其被构造为在视场中包含第一标记和第二标记的状态下拍摄第一标记和第二标记；以及偏振元件，其被构造为在入射到摄像单元上的来自第一标记的光和来自第二标记的光中产生彼此不同的偏振方向。

Description

测量装置、光刻装置和制造物品的方法
技术领域
本发明涉及测量被检体的位置的测量装置、光刻装置以及制造物品的方法。
背景技术
作为用于批量生产半导体器件、磁存储器件等的光刻装置，通过使用模具在基板上形成压印材料图案的压印装置正备受关注。压印装置可以通过在基板上的压印材料与模具彼此接触的状态下固化压印材料并将模具与固化后的压印材料分离，在基板上形成压印材料图案。
在压印装置中，逐个管芯(die-by-die)的方法被用作用于定位模具和基板的照射区域的方法。逐个管芯的方法是对各个照射区域测量在基板的照射区域上形成的标记和在模具上形成的标记的相对位置，并基于该测量结果校正相对位置和照射区域与模具之间的形状差的方法。
日本特开第2013-102139号公报公开了一种压印装置，该压印装置包括检测器，该检测器检测在模具上形成的用于定位的标记和在基板上形成的用于定位的标记，并测量模具和基板在X方向和Y方向上的相对位置。日本特开第2013-102139号公报中公开的检测器被形成为照明用于测量X方向位置的X标记和用于测量Y方向位置的Y标记两者，并且由单个摄像元件拍摄来自两个标记的光束。
在日本特开第2013-102139号公报中公开的检测器中，有时会产生已经被用于定位的标记的边缘散射的不必要的光。由于入射到摄像元件上的这种不必要的光将成为来自标记的检测光的噪声，因此在标记位置处将会发生测量误差，并且可能变得难以精确地测量作为被检体的基板和模具的相对位置。
发明内容
本发明提供例如有利于精确地测量被检体的位置的技术。
根据本发明的一个方面，提供一种测量装置，其测量包括第一标记和第二标记的被检体的位置，所述测量装置包括：摄像单元，其被构造为在视场中包含第一标记和第二标记的状态下拍摄第一标记和第二标记；以及偏振元件，其被构造为在入射到摄像单元上的来自第一标记的光和来自第二标记的光中产生彼此不同的偏振方向。
根据本发明的一个方面，提供了一种制造物品的方法，所述方法包括：使用光刻装置在基板上形成图案；对已经形成有图案的基板进行处理，以制造物品，其中，光刻装置包括：测量装置，其被构造为检测包括第一标记和第二标记的基板的位置，以及控制单元，其被构造为基于由测量装置获得的测量结果来控制基板的位置，并且其中，测量装置包括：摄像单元，其被构造为在视场中包含第一标记和第二标记的状态下拍摄第一标记和第二标记；以及偏振元件，其被构造为在入射到摄像单元上的来自第一标记的光和来自第二标记的光中产生彼此不同的偏振方向。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出压印装置的布置的示例的示意图；
图2是示出对准标记的布置的示例的图；
图3是用于说明常规对准示波器(alignment scope)的标记照明的图；
图4A和图4B是用于说明与常规对准示波器有关的问题点的图；
图5A至图5D是用于说明与常规对准示波器有关的问题点的图；
图6是示出根据第一实施例的对准示波器的示例的示意图；
图7是示出根据第一实施例的光学元件的布置的示例的示意图；
图8A和图8B是示出由根据第一实施例的光学元件偏振的光的图；
图9A和图9B是示出由根据第一实施例的光学元件产生的光的角度分布的图；
图10是用于说明根据第一实施例的孔径光阑和偏振元件的偏振控制的图；
图11是示出由根据第一实施例的照明光学***对被检体表面进行照明的示例的概念图；
图12是用于说明根据第一实施例的对准示波器的标记检测的图；
图13是示出由根据第一实施例的对准示波器检测到的莫尔条纹信号的信号强度分布的曲线图；
图14是示出孔径光阑和偏振元件的另一种布置的示例的图；
图15是示出光学元件的另一种布置的示例的图；以及
图16A至图16F是示出制造物品的方法的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述实施例。注意，以下实施例不旨在限制要求保护的发明范围。在实施例中描述了多个特征，但是并不限制发明需要所有这些特征，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或相似的构造，并且省略其多余的描述。
尽管在以下实施例中将通过使用模具在基板上形成压印材料图案的压印装置作为光刻装置来举例说明，但是本发明不限于此。本发明还适用于其他光刻装置，例如，通过使用构件使基板上的组合物平坦化的平坦化装置，对基板曝光并将原件的图案转印到基板上的曝光装置，使用带电粒子束在基板上形成图案的光刻装置等。
<第一实施例>
压印装置是使模具和供应到基板上的压印材料彼此接触并且将固化能量施加到压印材料以形成固化被检体图案的装置，在该固化被检体图案上已经转印有模具的带凹凸部的图案。例如，压印装置将压印材料供应到基板上，并且在具有带凹凸部的图案的模具与基板上的压印材料接触的状态下固化压印材料。可以通过增加模具和基板之间的间隔而将模具与固化的压印材料分离(释放)，来将模具的图案转印到基板上的压印材料上。这一系列处理称为“压印处理”，并且在基板上的多个照射区域中的各个照射区域上进行。
使用通过接收固化能量而固化的可固化组合物(也称为未固化状态的树脂)，作为压印材料。固化能量的示例是电磁波、热等。电磁波是选自10nm(含)至1mm(含)的波长范围内的光，例如，红外光、可见光束、紫外光等。
可固化组合物可以是通过光照射或加热固化的组合物。在这些组合物中，通过光照射固化的光可固化组合物至少包含可聚合组合物和光聚合引发剂，并且根据需要还可以包含不可聚合的化合物或溶剂。不可聚合的化合物是选自由敏化剂、氢供体、内脱模剂、表面活性剂、抗氧化剂和聚合物组分构成的组中的至少一种材料。
可以通过旋涂机或狭缝涂布机以膜的形式在基板上供应压印材料。或者，可以以液滴的形式或者通过连接由液体注入头供应的多个液滴获得的岛或膜的形式在基板上施加压印材料。压印材料的粘度(25℃时的粘度)例如为1mPa·s(含)至100mPa·s(含)。
[压印装置的布置]
图1是示出压印装置10的布置的示例的示意图。压印装置10可以包括例如固化单元20、模具保持单元30、模具校正单元40、基板保持单元、供应单元60、观察单元70、测量单元100(测量装置)和控制单元CNT。控制单元CNT由例如包括CPU、存储器等的计算机形成，并且控制单元CNT控制压印装置10的各个单元(控制压印处理)。另外，压印装置10包括用于支撑模具保持单元30的桥接板BS和用于可移动地支撑基板保持单元50的基底板(未示出)。在图1中，在与基板W的表面平行的平面上彼此不同的两个方向(例如，彼此垂直的两个方向)分别被设置为X方向和Y方向，并且垂直于X方向和Y方向的方向被设置为Z方向。
例如，模具M是三维地形成有诸如器件的电路图案等带凹凸部的图案的模具。模具M通过使用诸如石英的能够透射紫外光的材料来制造。另外，玻璃、陶瓷、金属、半导体、树脂等可以用作基板W。可以根据需要在基板W的表面上形成由与基板不同的材料制成的构件。基板W的更具体示例是硅晶片、化合物半导体晶片、石英玻璃等。另外，可以在供应压印材料之前根据需要布置用于改善压印材料对基板的粘附力的粘合剂层。
固化单元20通过经由模具M用光(例如，紫外光)照射基板上的压印材料R来固化压印材料R(树脂、抗蚀剂等)。在本实施例中，压印材料R是具有通过紫外照射而固化的性质的紫外固化树脂。固化单元20包括例如光源单元21和光学***22。光源单元21可以包括例如发射用于固化压印材料R的固化光(例如，红外光、γ射线等)的诸如汞灯的光源和使从光源发射的固化光会聚的椭圆镜。光学***22可以包括透镜、光圈等，其用于形成固化光，使得从光源单元21发射的固化光照射在照射区域上的压印材料R。光圈可以用于控制用固化光照射作为压印处理的目标的照射区域(目标照射区域)的视角，用于执行***光屏蔽控制以限制固化光照射到基板W的照射区域之外的区域等。光学***22可以包括光学积分器，以均匀地照明模具M。从光学***22发射的光被半反射镜HM1反射，并且经由半反射镜HM2和模具M入射到基板上的压印材料R上。
模具保持单元30也称为压印头，并且可以包括，例如，保持模具M的模具吸盘31和通过驱动模具吸盘31驱动模具M的模具驱动单元32。模具保持单元30包括相对于六个轴控制模具M的位置的定位机构，以及用于将模具M压靠基板W或基板W上的压印材料R并将模具M与固化后的压印材料R分离的机构。在这种情况下，除了X轴、Y轴和Z轴之外，六个轴还可以包括绕这些轴的各自旋转。
模具校正单元40布置在例如模具保持单元30上，并且通过使用诸如气缸等的致动器来校正模具M的形状，该致动器通过空气、诸如油的流体等来操作，以沿周向方向向模具M施加压力。另外，模具校正单元40可以包括例如控制模具M的温度的温度控制机构，并且可以形成为通过控制模具M的温度来校正模具M的形状。在经历诸如退火等的处理之后，基板W的形状可能会变形(通常，膨胀或缩小)。模具校正单元40可以根据基板W的这种变形来校正模具M的形状，使得模具M的图案与基板上的图案(照射区域)之间的重叠误差差异将落入在允许的范围内。
基板保持单元50也被称为基板台，并且可以形成为能够在保持基板W的同时移动。基板保持单元50可以包括例如吸住基板W的基板吸盘51，以及通过驱动基板吸盘51来驱动基板W的基板驱动单元52。基板驱动单元52可以包括通过相对于上述六个轴控制基板W的位置来控制基板W的位置的定位机构。
供应单元60将压印材料R供应(施加)到基板上。供应单元60可包括，例如，储存压印材料R的罐，将通过供应路径从该罐供应的压印材料R排放到基板W的多个排出口，布置在与各个排出口连通的供应路径上的压电元件，以及供应量控制单元。例如，供应量控制单元可以调节要供应到压电元件的信号值，以控制要从一个排出口作为液滴排出的压印材料R的量。
观察单元70可以包括用于观察正在经历压印处理的基板W的目标照射区域的示波器。例如，观察单元70包括具有包含整个目标照射区域的视场的摄像元件，并且由摄像元件拍摄正在经历压印处理的目标照射区域。观察单元70用于确认模具M和压印材料R的压印状态，用压印材料R填充模具M的图案的凹部而进行的操作的进度等。
测量单元100(测量装置)可以包括，例如，对准示波器110、驱动机构120和光学***130。对准示波器110检测配设在模具M上的对准标记(以下有时称为模具标记)和配设在基板W上的对准标记(以下有时称为基板标记)。虽然稍后将描述更具体的布置，但是对准示波器110可以基于通过由摄像传感器拍摄模具标记和基板标记而获得的图像来测量这些标记的相对位置(即，模具M和基板W之间的相对位置)。可以将多个对准示波器110布置成与由模具标记和基板标记形成的标记对的数量相对应。此外，例如，驱动机构120针对各个对准示波器110布置，并且根据要检测的标记对的位置在X和Y方向上驱动相应的对准示波器。光学***130可以包括用于调节对准示波器110的光学片的透镜、光圈、反射镜、半反射镜等。
[压印处理]
将描述由上述压印装置10进行的压印处理。控制单元CNT可以控制压印处理。首先，模具输送单元(未示出)将模具M输送至模具保持单元30，并且模具保持单元30通过真空吸盘(模具吸盘31)等保持模具M。基板输送单元(未示出)将基板W输送到基板保持单元50，并且基板保持单元50通过真空吸盘(基板吸盘51)等保持基板W。接下来，将要经历压印处理的照射区域(目标照射区域)移动到供应单元60下方，并且供应单元60将压印材料R(例如，液滴)供应到目标照射区域上(供应步骤)。
在将压印材料供应到目标照射区域上之后，将目标照射区域移动到模具M的下方，并且通过在Z方向上相对地驱动模具M和基板W使得模具M与基板W之间的间隔减小，使模具M与基板上的压印材料R接触(接触步骤)。在接触步骤中，压印材料R在模具M和基板W之间逐渐散布并填充在模具M上形成的图案的凹部。此外，在接触步骤中，基于测量单元100的测量结果，进行模具M和基板W的定位(对准)。定位操作可以包括由模具驱动单元32和基板驱动单元52进行的校正模具M和基板W的相对位置(X和Y方向)的操作，以及由模具校正单元40进行的校正模具M的形状的操作。
在压印材料R已经填充模具M的图案的凹部并且完成了模具M和基板W的定位之后，固化单元20用光照射压印材料R以固化压印材料R(固化步骤)。通过在Z方向上相对地驱动模具M和基板W以增大模具M和基板W之间的间隔，将模具M与固化后的压印材料R分离(分离步骤)。结果，可以在目标照射区域上形成已经转印有模具M的带凹凸部的图案的压印材料R的图案层。在基板W上的多个照射区域中的各个照射区域上进行这种压印处理。
[对准标记的布置]
接下来将描述对准标记(模具标记2和基板标记3)的布置的示例。图2是示出由各个对准示波器110拍摄的对准标记的示例的图。对准标记被布置在被检体(模具M和基板W)上，从而落在对准示波器110(摄像单元115)的摄像视场内。图2示出了在对准示波器110的摄像视场4中模具标记2和基板标记3已经交叠的状态。
模具标记2可以包括用于测量X方向上的位置的标记(用于X测量的模具标记2a)和用于测量Y方向上的位置的标记(用于Y测量的模具标记2b)。在图2所示的示例中，用于X测量的模具标记2a和用于Y测量的模具标记2b分别包括X方向上的格栅间距P1和Y方向上的格栅间距P2。各个模具标记都有棋盘格栅图案。
另一方面，基板标记3还包括与模具标记2相对应的用于测量X方向上的位置的标记(用于X测量的基板标记3a)和用于测量Y方向上的位置的标记(用于Y测量的基板标记3b)。在图2所示的示例中，用于X测量的基板标记3a包括格栅图案，该格栅图案具有的格栅间距P3不同于用于X测量的模具标记2a的格栅间距P1。另外，用于Y测量的基板标记3b包括格栅图案，该格栅图案具有的格栅间距P4不同于用于Y测量的模具标记2b的格栅间距P2。
当以这种方式形成的模具标记2和基板标记3交叠时，来自这些标记(格栅图案)的衍射光束将发生干涉并产生莫尔条纹(干涉条纹)。各个对准示波器110可以拍摄以这种方式产生的莫尔条纹，并且从拍摄的图像中测量模具标记2和基板标记3的相对位置(模具M和基板W的相对位置)。
[常规对准示波器的问题点]
接下来，将参照图3至图5D描述与通过常规对准示波器检测上述对准标记(模具标记2和基板标记3)的情况有关的问题点。在常规对准示波器内，通过照明光学***的光瞳平面上的照明光分布IL1至Il4(即，所有的照明光束IL1至IL4)来照明模具标记2(2a和2b)和基板标记3(3a和3b)。模具标记2和基板标记3经由照明光学***的光瞳平面上的检测孔D1被摄像元件同时拍摄。也就是说，如图4A所示，分别由模具标记2和基板标记3衍射的光束经由照明光学***的光瞳平面上的检测孔D1被摄像元件检测为莫尔条纹信号。
在这种情况下，通过照明光束IL1和IL2的照明来产生用于X测量的模具标记2a和基板标记3a的莫尔条纹信号，并且不使用照明光束IL3和IL4来产生莫尔条纹信号。因此，如果用于X测量的模具标记2a和基板标记3a被照明光束IL3和IL4照明，则照明光束IL3和IL4将在这些标记的边缘处散射，并且散射的光束将作为耀斑(flare)混入莫尔条纹信号。例如，图4B示出了在图4A所示的莫尔条纹信号(用于X测量)在X方向上的信号强度分布(摄像元件的光接收表面上的光强度分布)。如图4B所示，如果用于X测量的模具标记2a和基板标记3a被照明光束IL3和IL4照明，则由于来自这些标记的边缘的散射光束的影响，在信号强度分布的边缘处的峰值信号的强度将变得高于在中心部分处的峰值信号的强度。在图4B所示的示例中，存在的四个周期的峰值信号的两端处的两个周期的峰值信号可能会受到散射光束的影响，并且标记位置的测量精度可能会降低。尽管这里已经描述了莫尔条纹信号具有四个周期的峰值信号的情况，但是峰值信号的周期可以是任意的。
以类似的方式，当用于Y测量的模具标记2b和基板标记3b被照明光束IL3和IL4照明时，产生莫尔条纹信号，并且照明光束IL1和IL2不用于产生莫尔条纹信号。因此，如果用于Y测量的模具标记2b和基板标记3b被照明光束IL1和IL2照明，则照明光束IL1和IL2将在这些标记的边缘处散射，并且散射的光束将作为耀斑混合进莫尔条纹信号。结果，它会降低标记位置的测量精度。
此外，通常，即使在要检测未产生莫尔条纹信号的标记的情况下，在标记位置的测量中未使用的光束也可能会以类似的方式成为散射光束，并且影响标记位置的测量精度。将参照图5A至图5D描述该现象。图5A是示出用于测量X方向上的位置的标记(X测量标记)和用于测量Y方向上的位置的标记(Y测量标记)的布置的示例的图。此外，图5B至图5D中的各个图是示出当标记被预定照明光分布照明时由摄像元件获得的检测图像的图。黑色粗线表示来自图5B至图5D所示的各个检测图像中的各个标记的反射光。
图5B示出了当各个标记由照明光束IL1和IL2(Y方向角度分布)照明时由摄像元件获得的检测图像。在这种情况下，由于摄像元件将检测由各个标记在Y方向上的边缘反射的光，因此可以通过使用各个Y测量标记来测量Y方向上的相应位置。此外，图5C示出当各个标记由照明光束IL3和IL4(X方向角度分布)照明时由摄像元件获得的检测图像。在这种情况下，由于摄像元件将检测由各个标记在X方向上的边缘反射的光，因此可以通过使用各个X测量标记来测量X方向上的相应位置。另一方面，图5D示出了当各个标记以常规对准示波器的方式由所有照明光束IL1至IL4照明时由摄像元件获得的检测图像。在这种情况下，各个照明光束在非测量方向上被各个标记的边缘散射，并且在检测图像中产生了对于标记位置的测量不必要的散射光束作为噪声分量。结果，它会降低标记位置的检测精度。
[根据实施例的对准示波器的布置]
接下来将描述根据本实施例的对准示波器110。图6是示出根据本实施例的对准示波器110的布置的示例的示意图。根据本实施例的对准示波器110包括，例如，使用来自光源LS的光来照明布置在检测表面S(被检体)上的标记的照明光学***和检测来自标记的光的检测光学***。
除非另有说明，以下将描述将产生莫尔条纹信号的标记(模具标记2和基板标记3)用作布置在检测表面S上的标记的示例。此外，以下将在描述中使用的X方向和Y方向被定义为垂直于光轴的方向，并且已经通过使用检测表面S上的方向作为基准而被转换为检测表面S上的方向。即，在检测表面S上定义的X方向和Y方向分别被定义为在后述的光学元件111、孔径光阑112和偏振元件113上的X方向和Y方向。作为示例，检测表面S上的X偏振光和Y偏振光被定义为偏振元件113上的X偏振光和Y偏振光。
照明光学***包括，例如，光学元件111、孔径光阑112、偏振元件113、棱镜114(分束器)以及多个透镜116a和116b。孔径光阑112和偏振元件113可以布置在照明光学***的光瞳平面上。此外，检测光学***包括棱镜114、包括光接收表面的摄像单元115以及在摄像单元115的光接收表面上形成来自各个标记的光的图像的多个透镜116b和116c，并且与照明光学***共用棱镜114和透镜116b。摄像单元115包括，例如，诸如CCD图像传感器、CMOS图像传感器等的二维图像传感器(摄像元件)，并且具有包含X测量标记(模具标记2a和基板标记3a)和Y测量标记(模具标记2b和基板标记3b)的摄像视场4。
在根据本实施例的对准示波器110中，来自布置在检测表面上的各个标记的光透射过棱镜114的透射部分(在光轴附近)并入射在摄像单元115上。另外，X测量标记(模具标记2a和基板标记3a)和Y测量标记(模具标记2b和基板标记3b)可以包含在摄像单元115的同一视场中。即，来自X测量标记的光束和来自Y测量标记的光束将穿过棱镜114以及透镜116b和116c，并入射在同一摄像单元115上。
光学元件111使来自光源LS的光偏振，并产生具有期望的角度分布的光。光学元件111可以布置在一个照明光学***的光路上，该照明光学***用来自光源LS的光照射检测表面S(成像平面)。光学元件111还如图6所示连接到驱动单元117(致动器)，并且可以被形成为能够切换(改变)要产生的角度分布。尽管例如衍射光学元件、微透镜阵列、空间光调制器等中的至少一种可用作光学元件111，但是在下文中将描述使用衍射光学元件的示例。DMD(数字镜阵列、数字微镜设备)可以用作空间光调制器。
如图7所示，根据本实施例的光学元件111包括A区域(第一区域)和B区域(第二区域)，该A区域(第一区域)和B区域(第二区域)以彼此不同的角度衍射来自光源LS的光。如图8A所示，A区域通过在Y方向上以衍射角衍射从光源LS垂直入射到A区域上的光而产生第一光LA。如图8B所示，B区域通过在X方向上以衍射角/>衍射从光源LS垂直入射到B区域上的光而产生第二光LB。尽管光学元件111可以具有A区域和B区域配设在单个玻璃板(一个光学构件)上的布置，但是可以布置成使得形成有A区域的玻璃板和形成有B区域的玻璃板彼此相邻布置。
另外，以最大入射角θ/2入射在光学元件111的A区域上的光束，将在照明光学***的光瞳平面的位置(例如，偏振元件113的位置)上形成通过在Y方向上的角度θ和衍射角的卷积而获得的角度分布(图9A所示的第一光LA的分布)。具有这样的角度分布(第一角度分布)的第一光LA照明与检测表面S的A区域相对应(共轭)的第一部分的各个标记(第一标记)。以类似的方式，以最大入射角θ/2入射在光学元件111的B区域上的光束，将在照明光学***的光瞳平面的位置上形成通过在X方向上的角度θ和衍射角/>的卷积而获得的角度分布(图9B所示的第二光LB的分布)。具有这样的角度分布(第二角度分布)的第二光LB照明与检测表面S的B区域相对应(共轭)的第二部分的各个标记(第二标记)。
例如，在要产生莫尔条纹信号的情况下，可以将X测量标记(模具标记2a和基板标记3a)用作要布置在检测表面S的第一部分上的第一标记。在不产生莫尔条纹信号的情况下，可以将Y测量标记用作第一标记。另一方面，例如，在要产生莫尔条纹信号的情况下，可以将Y测量标记(模具标记2b和基板标记3b)用作要布置在检测表面S的第二部分上的第二标记。在不产生莫尔条纹信号的情况下，可以将X测量标记用作第二标记。
孔径光阑112布置在相对于光学元件111具有傅里叶变换关系的位置处，并且阻挡来自光学元件111的不必要的光和0阶光。孔径光阑112包括透射要用于照明布置在检测表面S上的各个标记的部分的光的孔径部分，并被形成为阻挡其他光束。透射过孔径光阑112的孔径部分的光被棱镜114反射并入射到检测表面S上。
偏振元件113被布置在相对于光学元件111具有傅立叶变换关系的位置上，并且调节来自光学元件111的光的偏振方向(偏振状态)。偏振元件113可以包括，例如，提取来自光学元件111的光中的线性偏振光的偏振器、旋转偏振方向的旋光器、1/4波片和1/2波片中的至少一个。偏振元件113如图6所示连接到驱动单元118(致动器)，并且可以形成为能够切换(改变)要调整的偏振方向。
在这种情况下，孔径光阑112和偏振元件113不必严格地布置在相对于光学元件111具有傅立叶变换关系的位置处，而是布置在与光学元件基本上将具有傅立叶变换关系的位置处就足够了。此外，在本实施例中，尽管偏振元件113包括在照明光学***中并且布置在光学元件111和孔径光阑112之间，但是本发明不限于此。例如，偏振元件113可以布置在光源LS和摄像单元115之间的光路上的任意位置，只要可以对摄像单元115上的从X测量标记入射的光束和摄像单元115上的从Y测量标记入射的光束产生不同的偏振方向即可。
图10是用于说明由孔径光阑112和偏振元件113进行的偏振控制的图。孔径光阑112通过孔径部分IL1A至IL4A透射要用于照明布置在检测表面上的标记的光，并阻挡其他光束。在本实施例中，由于孔径部分IL1A和IL2A将透射由光学元件111产生的第一光LA，因此透射过孔径部分IL1A和IL2A的照明光(第一光LA)将以第一角度分布来照明检测表面S的第一部分。另一方面，由于孔径部分IL3A和IL4A将透射由光学元件111产生的第二光LB，因此透射过孔径部分IL3A和IL4A的照明光(第二光LB)将以第二角度分布来照明检测表面S的第二部分。
另外，偏振元件113被布置为对于透射过孔径光阑112的孔径部分IL1A和IL2A的第一光LA和透射通过孔径光阑112的孔径部分IL3A和IL4A的第二光LB产生不同的偏振方向(偏振状态)。例如，在将X测量标记布置在检测表面S的由第一光LA照明的第一部分上的情况下，产生在X方向上具有振幅的偏振状态(第一偏振方向)的偏振器可以被包括在偏振元件113的、第一光LA穿过的区域中。此外，在将Y测量标记布置在检测表面S的由第二光LB照明的第二部分上的情况下，产生在Y方向上具有振幅的偏振状态(第二偏振方向)的偏振器可以被包括在偏振元件113的、第二光LB穿过的区域中。这种布置将减少如下状态：在该状态下，具有在标记位置的检测中不使用的偏振方向的光将被标记散射，并且散射的光将被生成为检测信号中的噪声分量。因此，可以提高标记位置的检测精度。
图11是示出由包括上述的光学元件111和偏振元件113的照明光学***对检测表面S进行照明的示例的概念图。在这种情况下，将描述在检测表面S中布置产生莫尔条纹信号的标记的示例。穿过光学元件111的A区域的光在Y方向上偏振并且变成具有第一角度分布的第一光LA。第一光LA由偏振元件113形成为在X方向上具有振幅的偏振状态，并照明检测表面S的布置有X测量标记(模具标记2a和基板标记3a)的第一部分。另一方面，穿过光学元件111的B区域的光在X方向上偏振并且变成具有第一角度分布的第二光LB。第二光LB由偏振元件113形成为在Y方向上具有振幅的偏振状态，并照明检测表面S的布置有Y测量标记(模具标记2b和基板标记3b)的第二部分。
如图12所示，在根据本实施例的对准示波器110中，在Y方向上具有角度分布并且是X偏振光的第一光LA照明布置在检测表面S的第一部分上的X测量标记。即，由于X测量标记没有被在X方向上具有分布角度的光(例如，第二光LB)照明，因此可以减少如下状态：在该状态下，光将被标记的边缘散射，并且散射的光将作为噪声分量混入检测信号(莫尔条纹信号)。另外，如通过布鲁斯特角一般所知，已知X偏振光与Y偏振光之间的反射率差(reflectance difference)随着反射角的增大而增大。即，对于在X方向上具有衍射图案(即，在Y方向上延伸的多个线元件在X方向上进行布置的图案)的各个X测量标记，可以通过使用X偏振光和Y方向上的角度分布执行照明来提高衍射效率，精确地检测各个X测量标记。
类似的布置适用于布置在检测表面S的第二部分中的Y测量标记。在X方向上具有角度分布且是Y偏振光的第二光LB照明Y测量标记。即，由于Y测量标记没有被在Y方向上具有分布角度的光(例如，第一光LA)照明，因此可以减少如下状态：在该状态下，光将被标记的边缘散射，并且散射的光将作为噪声分量混入检测信号(莫尔条纹信号)。此外，对于在Y方向上具有衍射图案的各个Y测量标记，可以通过使用Y偏振光和x方向上的角度分布执行照明来提高衍射效率，精确地检测各个Y测量标记。
图13是示出由根据本实施例的对准示波器110中的摄像单元115检测到的莫尔条纹信号(用于X测量)在X方向上的信号强度分布的曲线图。由于在根据本实施例的对准示波器110中，上述布置能够减少X测量标记的边缘引起的散射光的产生，并且能够减少信号强度分布的末端的峰值信号的强度的增加，因此，可以提高标记位置的检测精度。
此外，即使在使用不产生莫尔条纹信号的标记的情况下(图5A至图5D所示的标记)，也可以通过以上述方式照明标记来减小散射光的影响。例如，当如图5B所示在Y方向上具有角度分布的光要照明Y测量标记时，可以通过将光改变为Y偏振光来提高标记检测时的对比度。以类似的方式，当如图5C所示在X方向上具有角度分布的光要照明X测量标记时，可以通过将光变为X偏振光来提高标记检测时的对比度。
如上所述，在根据实施例的对准示波器110中，光学元件111对于用于照明X测量标记的光和用于照明Y测量标记的光产生不同的角度分布，并且偏振元件113对于用于照明X测量标记的光和用于照明Y测量标记的光产生不同的偏振方向。结果，可以防止产生不用于标记检测的不必要的光(散射光)，并且可以精确地测量标记的位置。
X测量标记和Y测量标记被同时包含在摄像单元115的视场中并被拍摄。即，摄像单元115同时拍摄由用于X测量的模具标记2a和基板标记3a生成的莫尔条纹信号以及由用于Y测量的模具标记2b和基板标记3b生成的莫尔条纹信号。由于通过使用上述照明方法减少了散射光(不必要的光)，所以在由摄像单元115获得的莫尔条纹信号的数据(图像)中，S/N比高。因此，控制单元CNT可以基于莫尔条纹信号的数据来指定峰值位置，并且可以高精度地获得模具M和基板W(照射区域)在X方向和Y方向上的相对位置。另外，控制单元CNT可以基于所获得的相对位置通过模具保持单元30和基板保持单元50相对地驱动模具M和基板W来精确地定位模具M和基板W。
<第二实施例>
取决于布置在检测表面S上的各个标记的位置的测量方向，可能期望改变透射过孔径光阑112的各个孔径部分IL1A至IL4A的光的偏振状态。例如，在如图5A至图5D所示要使用不产生莫尔条纹的标记的情况下，可能期望为第一光LA和第二光LB产生如图14所示的偏振方向。因此，对准示波器110可以包括如图10和图14所示的多种类型的偏振元件113，并且根据布置在检测表面S上的各个标记的位置的测量方向，通过驱动单元118(切换单元或第二改变单元)，切换(改变)要布置在光路上的偏振元件113。
以类似的方式，取决于布置在检测表面S上的标记的尺寸或标记的测量方向，可能期望改变由光学元件111产生的光的角度分布。例如，可能期望使用具有根据各个标记的尺寸和各个标记的位置的测量方向具有彼此不同的衍射角和区域尺寸的A区域、B区域、C区域和D区域的光学元件111。因此，对准示波器110可以包括如图7和图15所示的多种类型的光学元件111，并且根据布置在检测表面S上的各个标记的尺寸或各个标记的位置的测量方向，通过驱动单元117(切换单元或第一改变单元)来切换(改变)要布置在光路上的光学元件111。
另外，优选的是将光学元件111布置在与检测表面S共轭的位置处。因此，对准示波器110可以使驱动单元117在照明光学***的光轴方向(Z方向)上驱动光学元件111，以将照明光(的图像形成位置)聚焦在检测表面S上。此外，对准示波器110可以使驱动单元117在与照明光学***的光轴方向垂直的方向上驱动光学元件111，以执行检测表面S上的各个标记的位置(例如，中心位置)和光学元件111的照明区域的定位(在X和Y方向上)。
另外，在要将空间调制器用作光学元件111的情况下，可以根据时间改变照明光的角度分布。例如，可以在不同的时间进行由具有第一角度分布的第一光LA对标记(例如，X测量标记)的照明和由具有第二角度分布的第二光LB对标记(例如，Y测量标记)的照明。在这种情况下，对准示波器110可以根据时间由驱动单元118切换多种类型的偏振元件113当中的要布置在光路上的偏振元件113。另外，液晶或空间光相位调制器可以用作光学元件111，以根据时间在由第一光LA对标记的照明和由第二光LB对标记的照明之间进行切换。
<制造物品的方法的实施例>
根据本发明实施例的制造物品的方法适于制造物品，例如，诸如半导体器件的微器件或具有微结构的元件。根据本实施例的制造物品的方法包括通过使用上述压印装置(压印方法)将图案形成到在基板上供应(施加)的压印材料的步骤，以及对在前一步骤中已经形成有图案的基板进行处理的步骤。此外，该制造方法可以包括其他众所周知的步骤(例如，氧化、沉积、气相沉积、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂去除、切割、粘合和封装等)。根据实施例的制造物品的方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面优于传统方法。
使用压印装置形成的固化后的材料的图案永久地用于各种物品中的至少一些或在制造各种物品时暂时使用。物品是电路元件、光学元件、MEMS、记录元件、传感器、模具等。电路元件的示例是诸如DRAM、SRAM、闪速存储器和MRAM的易失性或非易失性半导体存储器以及诸如LSI、CCD、图像传感器和FPGA的半导体元件。模具的示例是用于压印的模具。
固化后的材料的图案直接用作上述物品中的至少一些的组成构件或暂时用作抗蚀剂掩模。在基板处理步骤中进行蚀刻或离子注入之后，去除抗蚀剂掩模。
接下来将描述制造物品的详细方法。如图16A所示，制备诸如硅晶片的基板1z，其在表面上形成有诸如绝缘体的待处理的目标材料2z。接下来，通过喷墨方法等将压印材料3z施加到目标材料2z的表面。这里示出了将压印材料3z作为多个液滴施加到基板上的状态。
如图16B所示，使用于压印的模具4z面对基板1z，使得具有在模具4z中形成的带凹凸部的图案指向基板1z上的压印材料3z。如图16C所示，使模具4z和施加在基板1z上的压印材料3z彼此接触，并承受压力。模具4z和目标材料2z之间的间隙被压印材料3z填充。在该状态下，通过穿过模具4z将用于固化的能量照射压印材料3z，使压印材料3z固化。
如图16D所示，在压印材料3z被固化之后，将模具4z与基板1z分离。然后，在基板1z上形成压印材料3z的固化后的材料的图案。在固化后的材料的图案中，模具的凹部对应于固化后的材料的凸部，并且模具的凸部对应于固化后的材料的凹部。即，模具4z中的带凹凸部的图案被转印到压印材料3z上。
如图16E所示，通过使用固化后的材料的图案作为抗蚀刻掩模进行蚀刻时，目标材料2z的、固化后的材料不存在或保持薄的表面部分被去除以形成凹槽5Z。如图16F所示，通过去除固化后的材料的图案，可以获得在目标材料2z的表面上形成有凹槽5z的物品。在此，去除固化后的材料的图案。然而，代替处理或去除固化后的材料的图案，它可以用作例如包括在半导体元件等中的层间介电膜，即，物品的组成构件。
<其它实施例>
本发明的(多个)实施例也可以通过如下实现：一种***或装置的计算机，该***或装置读出并执行在存储介质(其也可被更充分地称为“非暂态计算机可读存储介质”)上记录的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，该***或装置包括用于执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))；以及由该***或者装置的计算机执行的方法，例如，从存储介质读出并执行计算机可执行指令，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，控制所述一个或多个电路以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。例如，存储介质可以包括如下中的一个或多个：硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，分布式计算***的存储器，光盘(例如，压缩盘(CD)，数字多功能光盘(DVD)，或蓝光光盘(BD)TM)，闪速存储器装置，存储卡，等等。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种测量装置，其测量包括第一标记和第二标记的被检体的位置，所述第一标记用于测量被检体在第一方向上的位置，所述第二标记用于测量被检体在与第一方向不同的第二方向上的位置，所述测量装置包括：
摄像单元，其被构造为在视场中包含第一标记和第二标记的状态下拍摄第一标记和第二标记；以及
偏振元件，其被构造为在第一偏振方向上产生第一偏振光和在第二偏振方向上产生第二偏振光，第二偏振方向与第一偏振方向不同，
其中，第一偏振光照明第一标记，并且来自用第一偏振光照明的第一标记的光入射在摄像单元上，并且
其中，第二偏振光照明第二标记，并且来自用第二偏振光照明的第二标记的光入射在摄像单元上。
2.根据权利要求1所述的测量装置，所述测量装置还包括：
照明光学***，其被构造为照明第一标记和第二标记，
其中，偏振元件包括在照明光学***中。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，偏振元件布置在照明光学***的光瞳平面上。
4.根据权利要求2所述的测量装置，其中，
照明光学***包括光学元件，该光学元件被构造为通过使用来自光源的光来产生第一光和第二光，并且
光学元件产生第一光以按第一角度分布照明第一标记，并且产生第二光以按不同于第一角度分布的第二角度分布照明第二标记。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其中，光学元件由一个构件形成，所述一个构件包括用于产生第一光的区域和用于产生第二光的区域。
6.根据权利要求4所述的测量装置，其中，偏振元件被布置在光学元件与被检体之间的光路上。
7.根据权利要求4所述的测量装置，其中，偏振元件被构造为根据由所述光学元件以第一角度分布形成的第一光产生第一偏振光，并且根据由所述光学元件以第二角度分布形成的第二光产生第二偏振光。
8.根据权利要求4所述的测量装置，其中，光学元件包括衍射光学元件、微透镜阵列和空间光调制器中的至少一个。
9.根据权利要求4所述的测量装置，其中，所述测量装置还包括：多种类型的光学元件；以及改变单元，其被构造为改变所述多种类型的光学元件当中的要布置在光路上的光学元件。
10.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述测量装置还包括：多种类型的偏振元件；以及第二改变单元，其被构造为改变所述多种类型的偏振元件当中的要布置在光路上的偏振元件。
11.根据权利要求1所述的测量装置，其中，偏振元件包括偏振器、旋光器和波片中的至少一个。
12.一种在基板上形成图案的光刻装置，包括：
权利要求1至11中的任一项中所限定的测量装置，其被构造为测量作为被检体的基板的位置；以及
控制单元，其被构造为基于由所述测量装置获得的测量结果来控制基板的位置。
13.一种制造物品的方法，所述方法包括：
使用光刻装置在基板上形成图案；
对已经形成有图案的基板进行处理，以制造物品，
其中，光刻装置包括：
测量装置，其被构造为测量包括第一标记和第二标记的基板的位置，所述第一标记用于测量基板在第一方向上的位置，所述第二标记用于测量基板在与第一方向不同的第二方向上的位置，以及
控制单元，其被构造为基于由测量装置获得的测量结果来控制基板的位置，并且
其中，测量装置包括：
摄像单元，其被构造为在视场中包含第一标记和第二标记的状态下拍摄第一标记和第二标记；以及
偏振元件，其被构造为在第一偏振方向上产生第一偏振光和在第二偏振方向上产生第二偏振光，第二偏振方向与第一偏振方向不同，其中，第一偏振光照明第一标记，并且来自用第一偏振光照明的第一标记的光入射在摄像单元上，并且
其中，第二偏振光照明第二标记，并且来自用第二偏振光照明的第二标记的光入射在摄像单元上。
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