KR20230161363A - 검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230161363A
KR20230161363A KR1020230062843A KR20230062843A KR20230161363A KR 20230161363 A KR20230161363 A KR 20230161363A KR 1020230062843 A KR1020230062843 A KR 1020230062843A KR 20230062843 A KR20230062843 A KR 20230062843A KR 20230161363 A KR20230161363 A KR 20230161363A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical system
detection
substrate
pattern
light beams
Prior art date
Application number
KR1020230062843A
Other languages
English (en)
Inventor
료 나카야마
다카히로 마츠모토
다카후미 미야하루
히로노부 후지시마
유이치 후지타
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20230161363A publication Critical patent/KR20230161363A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/04036Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7042Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/254Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049Technique, e.g. interferometric
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/04018Image composition, e.g. adding or superposing informations on the original image
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • G03G15/0435Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure by introducing an optical element in the optical path, e.g. a filter
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1605Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

검출 장치는 제1 주기 구조를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자; 및 제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함하는 검출 대상물을 조명하고 검출 대상물로부터의 광의 화상을 촬상면 상에 형성하도록 구성된 광학계를 포함한다. 촬상면에 입사한 광은 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시킨다. 촬상면의 법선은 광학계의 광축이 복수의 회절광 빔 중 1차 이상의 인접한 차수의 회절광 빔 사이에 위치하도록 광축에 대해 기울어져 있다.

Description

검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법{DETECTION APPARATUS, LITHOGRAPHY APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2021-004940호는, 촬상 소자가 몰드 상에 제공된 몰드 마크 및 기판 상에 제공된 기판 마크에 의해서 발생된 무아레 무늬를 감지하고, 몰드 마크와 기판 마크 사이의 상대 위치가 무아레 무늬의 화상에 기초하여 획득되는 것을 설명한다.
촬상 소자는 복수의 화소의 주기적 어레이에 의해 형성된 화소 어레이를 포함한다. 따라서, 촬상 소자의 촬상면은 주기 구조(periodic structure)를 갖는다. 주기 구조는 회절광을 발생시키고, 회절광은 촬상 소자에 의해 감지된 화상에 노이즈 성분을 야기한다. 노이즈 성분은 검출 장치의 검출 정확도를 저하시킬 수 있다.
본 발명은 촬상 소자의 주기 구조에 의해 야기되는 검출 정확도의 저하를 억제하는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 양태 중 하나는 제1 주기 구조를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자; 및 상기 제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함하는 검출 대상물을 조명하고 상기 검출 대상물로부터의 광의 화상을 상기 촬상면 상에 형성하도록 구성된 광학계를 포함하고, 상기 촬상면에 입사한 광은 상기 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시키며, 상기 촬상면의 법선은 상기 광학계의 광축이 상기 복수의 회절광 빔 중 1차 이상의 인접한 차수의 회절광 빔 사이에 위치하도록 상기 광축에 대해 기울어져 있는 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 배치를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 제1 실시예에 따른 검출 장치의 배치를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 주기 구조를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자로부터 반사된 회절광 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 촬상 소자를 기울이는 경우에 촬상 소자로부터 반사된 회절광 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 검출 광학계의 NA를 고려하여 경사각을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 검출 장치의 배치를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 물품 제조 방법을 예시적으로 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 다음의 실시예는 청구된 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것에 유의한다. 다수의 특징이 실시예에서 설명되지만, 모든 그러한 특징을 요구하는 발명으로 제한되지 않고, 다수의 그러한 특징이 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서, 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 제1 주기 구조를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자, 및 제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함하는 검출 대상물을 조명하고 검출 대상물으로부터의 광의 화상을 촬상면 상에 형성하도록 구성된 광학계를 포함하는 검출 장치에 관한 것이다. 검출 대상물의 제2 주기 구조는 예를 들어 제1 물체 상에 제공된 제1 패턴 및 제1 물체와 중첩하도록 배치되는 제2 물체 상에 제공된 제2 패턴에 의해 형성될 수 있다. 제1 패턴 및 제2 패턴은 제1 패턴 및 제2 패턴의 상대 위치에 대응하는 무아레 무늬를 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 검출 대상물의 제2 주기 구조는 물체 상에 제공된 정렬 마크에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 원판의 패턴을 기판 상에 전사하는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 리소그래피 장치는 원판과 기판 사이의 정렬을 위해 제공된 전술된 검출 장치 및 검출 장치의 출력에 기초하여 원판과 기판 사이의 정렬을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함할 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 임프린트 장치, 노광 장치, 또는 전자빔 묘화 장치와 같은 묘화 장치일 수 있다. 이하의 설명에서, 임프린트 장치 및 임프린트 장치에 통합될 수 있는 검출 장치가 본 발명의 적용예로서 예시적으로 설명될 것이다.
임프린트 장치는, 기판 상에 배치된 임프린트재와 몰드(원판)를 서로 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여하여 임프린트재를 경화시킴으로써, 임프린트재의 경화물로 형성된 패턴을 기판 상에 형성하도록 구성될 수 있다.
임프린트재로서, 경화 에너지를 받음으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 지칭됨)이 사용된다. 경화 에너지의 예는 전자기파, 열 등이다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선일 수 있다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 조성물 중, 광 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은 적어도 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용매를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내부 이형제, 계면활성제, 산화방지제 및 폴리머 성분을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다. 임프린트재는 임프린트재 공급 장치(도시되지 않음)에 의해 액적의 형태 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 또는 막의 형태로 기판에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s(포함)일 수 있다. 기판의 재료로서, 예를 들어, 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 기판과는 상이한 재료로 이루어진 부재가 필요에 따라 기판의 표면 상에 제공될 수 있다. 기판은 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 또는 실리카 유리이다.
도 1은 일 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 배치를 예시적으로 도시한다. 명세서 및 도면에서, 방향은 수평면이 x-y면으로서 설정되는 xyz 좌표계에 의해 지시될 것이다. 일반적으로, 웨이퍼와 같은 기판(W)은 기판(W)의 표면이 수평면(x-y면)에 평행하도록 기판 스테이지(162) 상에 배치된다. 따라서, 명세서 및 도면에서, 기판(W)의 표면을 따르는 면에서 서로 직교하는 방향은 x축 및 y축이고, x축 및 y축에 수직인 방향은 z축이다. 또한, xyz 좌표계의 x축, y축 및 z축에 평행한 방향을 각각 x 방향, y 방향 및 z 방향으로 지칭하고, x축 주위의 회전 방향, y축 주위의 회전 방향 및 z축 주위의 회전 방향을 각각 θx 방향, θy 방향 및 θz 방향으로 지칭한다.
일 예에서, 임프린트 장치(100)는 UV 광(자외선)의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 UV 광경화 임프린트 장치이다. 그러나, 임프린트 장치(100)는, 다른 파장 범위의 광의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 임프린트 장치일 수 있거나, 또는 다른 에너지(예를 들어, 열)에 의해 임프린트재를 경화시키는 임프린트 장치일 수 있다.
임프린트 장치(100)는 임프린트 처리를 반복함으로써 기판(W) 상의 복수의 샷 영역 각각에 패턴을 형성하도록 구성될 수 있다. 임프린트 처리는, 몰드(M)의 패턴 영역이 기판(W) 상에 배치된 임프린트재(R)와 접촉된 상태에서 임프린트재(R)를 경화시킴으로써 기판(W) 상의 하나의 샷 영역에 패턴을 형성하는 처리일 수 있다.
임프린트 장치(100)는, 예를 들어 경화 유닛(120), 몰드 조작 기구(130), 몰드 형상 보정 기구(140), 기판 구동 유닛(160), 검출 장치(170), 공급 유닛(190), 관찰 스코프(193), 및 제어 유닛(180)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 임프린트 장치(100)는 몰드 조작 기구(130)를 지지하는 브리지 플레이트, 기판 구동 유닛(160)을 지지하는 베이스 플레이트 등을 포함할 수 있다.
경화 유닛(120)은, 몰드(M)를 통해 기판(W) 상의 임프린트재(R)에 자외선을 조사함으로써 임프린트재(R)를 경화시킬 수 있다. 이 경우, 임프린트재(R)는 UV 경화 수지일 수 있다. 경화 유닛(120)은, 예를 들어 광원 유닛(121), 광학계(122), 및 하프 미러(123)를 포함할 수 있다. 광원 유닛(121)은, 예를 들어 자외선(예를 들어, i-선 또는 g-선)을 발생시키는 수은 램프와 같은 광원 및 광원에 의해 발생된 광을 집광하는 타원 미러를 포함할 수 있다.
광학계(122)는, 예를 들어 임프린트재(R)를 경화시키기 위한 광을 샷 영역 상의 임프린트재(R)에 부여하기 위해서 사용되는 렌즈, 애퍼처, 및 기타를 포함할 수 있다. 광학계(122)를 통과한 광은 하프 미러(123)에 의해 반사되어 임프린트재(R)에 부여될 수 있다. 애퍼처는 화각을 제어하고 주변 광 차폐를 제어하는 데 사용된다. 화각 제어는 목표 샷 영역만의 조명을 가능하게 한다. 주변 광 차폐의 제어는 목표 샷 영역을 넘는 자외선의 조사의 제한을 가능하게 한다. 광학계(122)는 몰드(M)를 균일하게 조명하기 위한 광학 적분기를 포함할 수 있다. 그 범위가 애퍼처에 의해 규정되는 광은 광학계(122) 및 몰드(M)를 통해 기판(W) 상의 임프린트재(R)에 부딪친다. 몰드(M)의 패턴 영역에는, 예를 들어 디바이스의 회로 패턴 등과 같은 패턴이 형성되어 있다. 몰드(M)의 재료는, 예를 들어 자외선을 투과시킬 수 있는 석영 등이다.
몰드 조작 기구(130)는, 예를 들어 몰드(M)를 보유지지하는 몰드 척(131), 몰드 척(131)을 구동함으로써 몰드(M)를 구동하는 몰드 구동 기구(132), 및 몰드 구동 기구(132)를 지지하는 몰드 베이스(133)를 포함할 수 있다. 몰드 구동 기구(132)는, 6축에 대한 몰드(M)의 위치를 제어하는 위치결정 기구, 및 몰드(M)를 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 접촉시키고 경화된 임프린트재(R)로부터 몰드(M)를 분리하는 기구를 포함할 수 있다. 6축은 x, y, z, θx, θy 및 θz 방향이다.
몰드 형상 보정 기구(140)는 몰드 척(131) 상에 장착될 수 있다. 몰드 형상 보정 기구(140)는, 예를 들어 공기 또는 오일 등의 유체에 의해 동작되는 실린더 또는 피에조 소자 등의 액추에이터를 사용하여 몰드(M)의 외주측면에 압력을 인가함으로써 몰드(M)(그 패턴 영역)의 형상을 보정할 수 있다. 대안적으로, 몰드 형상 보정 기구(140)는 몰드(M)의 온도를 제어하는 온도 제어 유닛을 포함하고, 몰드(M)의 온도를 제어함으로써 몰드(M)(패턴 영역)의 형상을 보정할 수 있다. 기판(W)은 어닐링과 같은 처리를 통해 변형(전형적으로, 팽창 또는 수축)될 수 있다. 기판(W)의 이러한 변형에 따라서, 몰드 형상 보정 기구(140)는 몰드(M)의 패턴과 기판(W) 상의 기존 패턴 사이의 중첩 오차가 허용 범위 내에 있도록 몰드(M)의 형상을 보정할 수 있다.
기판 구동 유닛(160)은, 예를 들어 기판 척(161), 기판 스테이지(162), 기준 마크 테이블(191), 및 스테이지 구동 기구(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 기판 척(161)은 흡인에 의해 기판(W)을 보유지지할 수 있다. 기판 스테이지(162)는 기판 척(161)을 지지하고, 기판 척(161)을 구동함으로써 기판(W)을 이동시킨다. 기준 마크(192)가 기준 마크 테이블(191) 상에 배치된다. 스테이지 구동 기구(도시되지 않음)는 기판 스테이지(162)의 위치를 전술한 6축에 대해 제어함으로써 기판(W)의 위치를 제어하는 위치결정 기구를 포함할 수 있다.
검출 장치(170)는 몰드(M)와 기판(W) 상의 샷 영역 사이의 상대 위치(위치 어긋남)를 검출하도록 구성되는 장치로서 형성될 수 있다. 다른 관점에서, 검출 장치(170)는 몰드(M)에 제공된 정렬 마크와 기판(W) 상의 샷 영역에 제공된 정렬 마크 사이의 상대 위치(위치 어긋남)를 검출하도록 구성된 장치로서 형성될 수 있다. 검출 장치(170)는, 예를 들어 몰드(M) 상에 제공된 정렬 마크(182) 및 기판(W) 상에 제공된 정렬 마크(183)를 조명하고 2개의 정렬 마크에 의해서 회절된 광에 의해 형성된 간섭 무늬(무아레 무늬)를 감지(검출)하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(180)은 검출 장치(170)에 의해 감지된 화상에 기초하여 2개의 정렬 마크의 상대 위치를 검출할 수 있다. 제어 유닛(180)의 이 기능은 검출 장치(170)에 통합될 수 있다. 검출 장치(170)는 몰드(M)에 제공된 마크의 위치 및 기판(W) 상의 샷 영역에 제공된 마크의 위치 중 적어도 하나를 검출하는 데 사용될 수 있다.
공급 유닛(190)은 기판(W) 상에 임프린트재(R)를 공급하는 디스펜서로서 형성될 수 있다. 공급 유닛(190)은, 임프린트재(R)를 저장하는 탱크, 탱크로부터 공급로를 통해 공급된 임프린트재(R)를 기판(W) 상에 토출하는 노즐, 공급로에 제공된 밸브, 및 공급량 제어 유닛을 포함할 수 있다.
관찰 스코프(193)는 샷 영역을 관찰하기 위한 스코프이고, 샷 영역을 감지하는 촬상 소자를 포함한다. 관찰 스코프(193)는, 예를 들어, 몰드(M)와 임프린트재(R) 사이의 접촉 상태 및 몰드(M)의 패턴 영역에 제공된 패턴의 오목부 내로의 임프린트재(R)의 충전의 진행을 확인하기 위해 사용될 수 있다.
임프린트 장치(100)에 의해 행해지는 임프린트 처리를 설명한다. 먼저, 제어 유닛(180)의 제어 하에, 기판 반송 장치(도시되지 않음)가 기판 척(161) 상에 기판(W)을 반송하고, 기판(W)이 기판 척(161) 상에 고정된다. 이어서, 제어 유닛(180)의 제어 하에서, 샷 영역이 몰드(M) 바로 아래에 위치하도록 스테이지 구동 기구가 기판 스테이지(162)를 이동시킨다. 이어서, 제어 유닛(180)의 제어 하에서, 몰드 구동 기구(132)는 몰드(M)를 하강시켜 몰드(M)를 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 접촉시킨다(접촉 단계). 몰드(M)가 임프린트재(R)와 접촉할 때, 임프린트재(R)는 몰드(M)의 패턴 영역의 표면을 따라 유동하고, 패턴 영역과 기판(W) 사이의 공간 및 패턴 영역에 제공된 패턴의 오목부 내에 충전된다. 또한, 몰드(M) 및 임프린트재(R)가 서로 접촉하는 상태에서, 검출 장치(170)는 몰드(M) 상의 정렬 마크(182) 및 기판(W) 상의 정렬 마크(183)로부터 반사된 회절광에 의해 형성된 화상을 검출(감지)할 수 있다. 검출 장치(170)의 출력(화상)에 기초하여, 제어 유닛(180)은 기판 스테이지(162)의 구동에 의한 몰드(M)와 기판(W) 사이의 정렬, 몰드 형상 보정 기구(140)에 의한 몰드(M)의 패턴 영역의 형상 보정 등을 행할 수 있다. 그 후, 제어 유닛(180)의 제어 하에, 경화 유닛(120)은 몰드(M)의 이면(상면)으로부터 자외선을 부여하고, 몰드(M)를 투과한 자외선에 의해 임프린트재(R)를 경화시킨다(경화 단계). 후속하여, 제어 유닛(180)의 제어 하에서, 몰드 구동 기구(132)는 몰드(M)를 상향으로 구동하여 경화된 임프린트재(R)로부터 몰드(M)를 분리한다(몰드 분리 단계). 따라서, 몰드(M)의 패턴은 기판(W) 상의 임프린트재(R)에 전사된다.
도 2a는 제1 실시예에 따른 검출 장치(170)의 배치를 도시하는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시되는 검출 장치(170)의 y-z 단면도이다. 광학계의 설명을 단순화하기 위해, 도 2a는 단일 방향(예를 들어, x 방향)으로 측정을 행하는 광학계만을 도시한다. 도 1에서, 검출 장치(170)로부터 방출된 광의 방향은 미러(179)에 의해 변경되고, 그 후 광은 정렬 마크(182, 183)를 조명한다. 그러나, 설명의 편의를 위해, 미러(179)는 도2a 및 도2b에 도시되어 있지 않다.
검출 장치(170)는 광원(200), 조명 광학계(IL), 및 검출 광학계(DL)를 포함할 수 있다. 조명 광학계(IL)는, 예를 들어 몰드(M)에 배치된 정렬 마크(182)와 기판(W)에 배치된 정렬 마크(183)를 조명하도록 구성될 수 있다. 본 예에서, 정렬 마크(182, 183)는 검출 대상물로서 기능한다. 검출 대상물은 화상 감지의 대상물 이외에도 상대 위치 검출 또는 위치 검출의 대상물로서 기능한다. 조명 광학계(IL)는, 검출 대상물이 조명 광학계(IL)의 동공면에 2개의 극을 포함하는 조명광으로 조명되는 이중극 조명을 행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 광학계(IL)는 회절 광학 소자(171), 렌즈(173), 이중극 조명을 구현하기 위한 2개의 개구를 포함하는 구경 조리개(174), 2개의 편광 소자(185), 및 빔 스플리터(175)를 포함할 수 있다. 회절 광학 소자(171)는 광원(200)으로부터의 광을 구경 조리개(174)의 2개의 개구를 향해 회절시킬 수 있다. 2개의 편광 소자(185)는 각각 구경 조리개(174)의 2개의 개구에 대응하도록 제공될 수 있으며, 2개의 편광 소자로부터의 광 빔의 편광 방향이 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 편광자가 편광 소자로서 사용될 때, 편광자는 편광자의 투과축이 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 검출 광학계(DL)는, 예를 들어 렌즈(176), 빔 스플리터(175), 렌즈(177), 및 촬상 소자(178)를 포함할 수 있다.
도 3b에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 촬상 소자(178)는 제1 주기 구조를 포함하는 촬상면(IS)을 갖는다. 제1 주기 구조는, 예를 들어 마이크로렌즈 어레이, 광 차폐 필름 등에 의해 불가피하게 형성될 수 있다. 도 3b에 도시되는 예에서, 제1 주기 구조는 x 방향 및 y 방향의 각각에서 주기(피치)(p)를 갖는다. 조명 광학계(IL) 및 결상 광학계(DL)는 검출 대상물을 조명하고 검출 대상물로부터의 광의 화상을 촬상 소자(178)의 촬상면(IS) 상에 형성하도록 구성된 광학계를 형성한다. 검출 대상물은 제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함할 수 있다. 이 예에서, 검출 대상물의 제2 주기 구조는 기판(W) 상에 제공된 정렬 마크(183)(제1 패턴) 및 정렬 마크(183)와 중첩하도록 배치된 몰드(M) 상에 제공된 정렬 마크(182)(제2 패턴)에 의해 형성된다. 기판(W)은 제1 물체의 일 예이고, 몰드(M)는 제2 물체의 일 예이다. 정렬 마크(183)는 제1 주기 구조와는 상이한 주기 구조를 포함할 수 있으며, 정렬 마크(182)는 또한 제1 주기 구조와는 상이한 주기 구조를 포함할 수 있다.
촬상 소자(178)의 촬상면(IS)에 입사한 광은 촬상면(IS)의 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시킨다. 촬상면(IS)의 법선(N)은 광학계(여기에서는, 검출 광학계(DL)에만 주목하면 된다)의 광축(AX)이 복수의 회절광 빔 중에서 인접한 차수의 회절광 빔 사이에 위치하도록 광축(AX)에 대하여 경사각(θ)으로 기울어진다. 일 예에서, 광축(AX)에 대한 촬상면(IS)의 법선(N)의 경사각(θ)은 x-z면에서 광축(AX)과 촬상면(IS)의 법선(N) 사이의 각도이다.
경사각(θ)을 결정하는 방법에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다. 도 3a는 경사각(θ)=0인 경우의 검출 광학계(DL) 중 렌즈(177)와 촬상 소자(178)를 포함하는 부분의 개략적인 확대도이다. 도 3b에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 촬상 소자(178)의 촬상면(IS)은 제1 주기 구조를 포함한다. 도 3a에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 렌즈(177)를 통해 촬상 소자(178)의 촬상면(IS)에 입사한 광은 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시킨다. 이들 회절광 빔의 일부는 검출 광학계(DL)로 복귀하고, 간섭 무늬 및/또는 플레어(flare)를 발생시킬 수 있다. 광원(200)에 의해 발생된 조명광의 파장을 λ로 하고, 제1 주기 구조의 주기(피치)를 p로 하면, n차 회절광 빔의 회절각(θdifn)은 이하와 같이 표현된다:
...(1)
여기서, n은 정수이고, 음의 값을 포함할 수 있다. 도 3a에서, 반시계 방향이 양의 방향으로서 규정되지만, 시계 방향이 양의 방향으로서 규정되더라도 일반성은 상실되지 않는다. 전술된 바와 같은 회절광 빔이 촬상 소자(178)의 화상 감지 대상으로서의 화상(무아레 무늬)에 추가되기 때문에, 정렬 마크(183, 182)의 상대 위치의 검출 정확도, 즉 정렬 측정 정확도가 저하될 수 있다. 따라서, 경사각(θ)은 회절광 빔이 촬상면(IS)으로부터 검출 광학계(DL)로 복귀하는 것을 방지하도록 결정된다. 도 4a는 경사각(θ)이 0보다 큰 경우의 0차 회절광 빔을 도시한다. 도 4b는 다수의 차수의 회절광 빔을 도시한다. n차 회절광 빔의 진행 방향은 다음 식에 의해 표현된다:
...(2)
촬상면(IS)에 의해 회절된 회절광 빔이 검출 광학계(DL)로 복귀하는 것을 방지하기 위해서, 복수의 회절광 빔 중에서 인접한 차수의 회절광 빔(여기에서, -n차 회절광 빔 및 -(n+1)차 회절광 빔) 사이에 검출 광학계(DL)의 광축(AX)이 위치하도록 경사각(θ)이 결정된다. 여기서, 경사각(θ)은 인접한 차수의 회절광 빔(여기서, -n차 회절광 빔 및 -(n+1)차 회절광 빔)의 광로 사이의 이등분선이 광학계의 광축(AX)에 중첩하도록 결정되는 것이 바람직하다. 즉, -n차 회절광 빔의 회절각과 -(n+1)차 회절광 빔의 회절각의 평균 각도는 경사각(θ)과 일치하는 것이 바람직하다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다.
...(3)
식 (3)을 변환함으로써, 경사각(θ)은 다음과 같이 표현된다:
...(4)
여기서, 도 3b에 예시적으로 도시되는 바와 같이, 촬상 소자(178)는 서로 직교하는 2개의 방향에서 전형적으로 주기적이다. 이를 고려하면, 촬상면(IS)의 법선(N)은 촬상 소자(178)가 도 3b의 대각 방향(예를 들어, y축 및 z축에 대해 45°의 방향)에 평행한 축을 중심으로 피봇하도록 광축(AX)에 대해 경사질 수 있다. 이 경우, 식 (1) 내지 (3)의 p는 (√2)p로 대체될 수 있다.
또한, 촬상 소자(178)의 촬상면(IS)이 2차원의 제1 주기 구조를 갖는다는 것을 고려하면, 경사각(θ)은 다음과 같이 결정될 수 있다. 우선, 제1 주기 구조는 법선(N)에 직교하는 제1 방향(예를 들어, y 방향)으로 주기성을 갖는 제1 구조, 및 법선(N) 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향(예를 들어, z 방향)으로 주기성을 갖는 제2 구조를 포함하는 것으로 규정된다. 이 경우, 촬상면(IS)에 입사한 광은 제1 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 제1 회절광 빔을 발생시키고, 제2 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 제2 회절광 빔을 발생시킬 수 있다. 따라서, 촬상면(IS)의 법선(N)의 경사각(θ)은, 검출 광학계(DL)의 광축(AX)이 복수의 제1 회절광 빔 중 인접한 차수의 제1 회절광 빔 사이에 그리고 복수의 제2 회절광 빔 중 인접한 차수의 제2 회절광 빔 사이에 위치하도록 결정될 수 있다.
또한, 촬상 소자(178)의 촬상면(IS)으로부터의 회절광 빔은 검출 광학계(DL)의 NA(즉, 검출 광학계(DL)의 동공 영역) 내에 복귀하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 검출 광학계(DL)의 광축(AX)에 대한 촬상면(IS)의 법선(N)의 경사각(θ)은, 촬상면(IS)에 의해 발생된 다수의 차수의 회절광 빔 중 인접한 차수의 회절광 빔이 결상 광학계(DL)의 NA의 외부를 향해 진행하도록 결정될 수 있다. 검출 광학계(DL)의 NA는, 예를 들어 검출 광학계(DL)에 제공되는 구경 조리개(도시되지 않음)에 의해 규정될 수 있다. 구경 조리개는 빔 스플리터(175) 내에 제공될 수 있거나 또는 빔 스플리터(175)와 렌즈(177) 사이에 배치될 수 있다.
촬상면(IS)에 의해 발생된 회절광 빔이 결상 광학계(DL)의 NA 내에 복귀하는 것을 방지하기 위한 조건이 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 이하에 설명될 것이다. 도 5a는 -n차 회절광 빔과 -(n+1)차 회절광 빔 사이의 이등분선이 광축(AX) 상에 위치하는 상태, 즉 식 (4)가 성립하는 상태를 도시한다. 검출 광학계(DL)의 NA를 NAdet로 하면, 이에 대응하는 각도(θdet)는 다음과 같이 표현된다:
...(5)
도 5b는 광축(AX)이 -n차 회절광 빔과 -(n+1)차 회절광 빔 사이에 위치하게 하고 회절광 빔이 검출 광학계(DL)의 NA 내로 복귀하는 것을 방지하는 경사각(θ)의 최소값을 나타낸다. 이때의 경사각(θ)은 다음과 같이 표현된다:
...(6)
도 5c는 광축(AX)이 -n차 회절광 빔과 -(n+1)차 회절광 빔 사이에 위치하게 하고 회절광 빔이 검출 광학계(DL)의 NA 내에 복귀하는 것을 방지하는 경사각(θ)의 최대값을 도시한다. 이때의 경사각(θ)은 다음과 같이 표현된다:
...(7)
식 (6) 및 식 (7)로부터, 촬상면(IS)에 의해 발생된 회절광 빔이 결상 광학계(DL)의 NA 내에 복귀하는 것을 방지하기 위한 조건을 설명하는 부등식 (8)이 획득될 수 있다:
...(8)
광원(200)으로부터의 광은 회절 광학 소자(171)를 조명한다. 회절 광학 소자(171)에 의해 발생된 회절광 빔은 렌즈(173), 구경 조리개(174), 2개의 편광 소자(185), 빔 스플리터(175) 및 렌즈(176)를 통과하고, 몰드(M) 상의 정렬 마크(182) 및 기판(W) 상의 정렬 마크(183)에 대해 이중극 조명을 행한다. 2개의 편광 소자(185)는 2개의 극으로부터 각각 방출되어 기판에 부딪히는 광 빔의 편광 방향이 서로 직교하도록 배치된다. 구경 조리개(174)는 조명 광학계(IL)의 동공면 내에 또는 그 부근에 배치된다. 2개의 편광 소자(185)는 바람직하게는 동공면에 대해 광원 측에 배치된다.
정렬 마크(182, 183)는 측정 방향에서 상이한 피치를 갖는 회절 격자에 의해 형성된다. 기판(W) 상에 제공되는 정렬 마크(183)는 y 방향 격자 피치와 x 방향 격자 피치를 갖는 체커보드 격자 패턴에 의해 형성될 수 있다. 2개의 정렬 마크(182, 183)로부터의 회절광 빔은 측정 방향으로서 x 방향으로 주기성을 갖는 간섭 무늬(무아레 무늬)를 발생시킨다. 여기서, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대 위치가 x 방향으로 변동되는 경우, 간섭 무늬의 위상이 상대 위치의 변동에 따라 변화된다. 간섭 무늬의 화상은 렌즈(176), 빔 스플리터(175) 및 렌즈(177)로부터 형성되는 결상 광학계(DL)에 의해 촬상 소자(178)의 촬상면(IS) 상에 형성되고, 촬상 소자(178)에 의해 검출(감지)된다. 촬상 소자(178)에 의해 감지된 화상은 제어 유닛(180)에 전송된다. 간섭 무늬의 화상 내의 위상 정보에 기초하여, 제어 유닛(180)은 몰드(M) 상의 정렬 마크(182)와 기판(W) 상의 정렬 마크(183) 사이의 상대 위치(어긋남량)를 계산한다. 제어 유닛(180)은, 상대 위치에 기초하여, 몰드 구동 기구(132)와, 기판 스테이지(162)를 구동하는 스테이지 구동 기구를 제어함으로써, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 정렬을 행한다.
본 실시예에서, 검출 장치(170) 내의 조명 광학계(IL)는 조명 광학계(IL)의 동공면에 2개의 극을 포함하는 광에 의해 이중극 조명을 행하도록 구성되며, 2개의 극으로부터 각각 방출되어 기판에 부딪치는 광 빔의 편광 방향은 서로 직교한다. 2개의 편광 소자(185)에 의해 형성된 2개의 광 빔의 편광 방향은 검출 대상물 상에서 서로 직교한다. 본 실시예에서, 2개의 편광 소자(185)는 동공면에 관하여 광원 측에 배치되지만, 2개의 편광 소자(185)의 배치는 편광 방향이 검출 대상물 상에서 서로 직교하는 한 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2개의 편광 소자(185)는 이중극 조명을 구현하도록 구성된 구경 조리개(174)에 대해 화상면 측에 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 광학계는 회절 광학 소자를 조명하지만, 광학계에서 2-빔 간섭이 발생하는 한 회절 광학 소자를 사용하는 것이 항상 필요한 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는 이중극 조명이 사용되지만, 이중극 조명을 사용하는 것이 항상 필요한 것은 아니며, 단극 조명을 사용하는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우에, 대기압의 변화와 같은 장치 환경의 변화로 인해 디포커스 상태가 변화할 수 있다. 디포커스 상태가 변화하면, 비대칭 조명으로 인해 화상이 이동될 수 있고 성능이 저하될 수 있다.
아래에서 경사각의 구체예를 설명한다. 여기서, 촬상 소자(178)의 마이크로렌즈 어레이의 주기 구조의 피치(P)가 4.8μm이고, 광원(200)에 의해 발생된 조명광의 파장(λ)이 760 nm인 경우를 상정한다. 피치(P)와 파장(λ)의 수치를 대입하면서 식 (4)를 산출함으로써, 표 1에 나타낸 결과를 획득할 수 있다.
광축 위치 경사각(θ)(도)
0차 광 빔과 1차 광 빔 사이 2.3
1차 광 빔과 2차 광 빔 사이 6.9
2차 광 빔과 3차 광 빔 사이 11.7
표 1에 예시적으로 나타내는 바와 같이, 경사각(θ)에 대한 복수의 옵션이 있다. 차수가 높을수록, 회절광 빔의 영향이 작아진다. 한편, 경사각(θ)이 과도하게 증가되면, 비네팅(vignetting)이 발생한다. 이를 고려하면, 광축(AX)에 대한 촬상면(IS)의 법선(N)의 경사각(θ)은 6.9°로 설정되는 것이 바람직하다. 검출 광학계(DL)의 NA가 0.009인 경우, 식 (5)에 따라 θdet = 0.5°이다. 따라서, 부등식 (8)에 따르면, 검출 광학계(DL)의 NA를 고려한 경사각(θ)은 4.8°보다 크고 9.0°보다 작은 각도로 설정될 수 있다. 이에 의해, 광축(AX)이 촬상면(IS)으로부터의 1차 회절광과 2차 회절광 사이에 배치되는 배치에서, 1차 회절광 및 2차 회절광이 검출 광학계(DL)로 복귀하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 검출 장치(170)의 배치를 예시적으로 도시한다. 제2 실시예에서 언급되지 않은 사항은 제1 실시예를 따를 수 있다. 제2 실시예에서, x 방향에 관한 검출 및 y 방향에 관한 검출이 동시에 행해질 수 있다. 도 6은 조명 광학계(IL)의 단순화된 배치를 도시한다. 도 2a의 렌즈(173), 구경 조리개(174), 렌즈(176), 및 편광 소자(185)에 대응하는 구성요소는 도 6에 도시되어 있지 않다.
회절 광학 소자(171)는 검출 대상물(184)의 제1 부분(A)을 조명하기 위한 조명광을 형성하는 제1 영역(A') 및 검출 대상물(184)의 제1 부분(A)과는 상이한 제2 부분(B)을 조명하기 위한 조명광을 형성하는 제2 영역(B')을 포함한다. 회절 광학 소자(171)의 제1 영역(A')은 회절 광학 소자(171)의 표면 내에서 X 방향으로 광을 회절시킨다. X 방향으로 회절된 광은 동공면(187) 내에 위치된 편광 소자(185)를 통과한다. X 및 Y 방향의 편광 방향의 광 빔은 X 방향으로 배치된 2개의 극을 통과하고, 검출 대상물(184)의 제1 부분(A)을 조명한다. 검출 대상물(184)의 제1 부분(A)의 간섭 무늬를 평가함으로써, Y 방향의 몰드(M) 상의 정렬 마크와 기판(W) 상의 정렬 마크 사이의 상대 위치의 어긋남량을 검출하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 회절 광학 소자(171)의 제2 영역(B')은 회절 광학 소자(171)의 표면에서 Y 방향으로 광을 회절시킨다. Y 방향으로 회절된 광은 동공면(187)에 위치된 편광 소자(186)를 통과한다. X 및 Y 방향에서의 편광 방향의 광 빔은 Y 방향으로 배치된 2개의 극을 통과하고, 검출 대상물(184)의 제2 부분(B)을 조명한다. 검출 대상물(184)의 제2 부분(B)의 간섭 무늬를 평가함으로써, X 방향에서의 몰드(M) 상의 정렬 마크와 기판(W) 상의 정렬 마크 사이의 상대 위치의 어긋남량을 검출하는 것이 가능하다.
전술된 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, X 방향(제1 방향)에서의 위치 어긋남의 측정 및 Y 방향(제1 방향과 교차하는 제2 방향)에서의 위치 어긋남의 측정을 동시에 행하는 것이 가능하다.
제1 및 제2 실시예에서, 검출 대상물의 제2 주기 구조는 제1 물체에 제공된 제1 패턴과 제1 물체와 중첩하도록 배치되는 제2 물체에 제공된 제2 패턴에 의해 형성된다. 그러나, 검출 대상물의 제2 주기 구조는 물체(예를 들어, 기판 또는 몰드) 상에 제공된 정렬 마크일 수 있다. 이 경우에, 정렬 마크의 위치가 검출될 수 있다.
일 실시예에 따른 물품 제조 방법을 이하에서 설명한다. 본 실시예에 따른 물품 제조 방법은 마이크로디바이스, 예를 들어 반도체 디바이스, 또는 미세구조를 갖는 소자 같은 물품을 제조하는 데 적합하다. 본 실시예에 따른 물품 제조 방법은 전술한 리소그래피 장치(예를 들어, 임프린트 장치, 노광 장치, 묘화 장치 등)를 사용하여 원판의 패턴을 기판에 전사하는 단계, 및 이전 단계에서 패턴이 전사된 기판을 가공함으로써 물품을 획득하는 단계를 포함한다. 물품 제조 방법은 다른 공지된 단계(산화, 막 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩, 패키징 등)를 더 포함한다. 본 실시예의 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비해 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 더 유리하다.
임프린트 장치를 사용하여 형성된 경화물의 패턴은 다양한 종류의 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 다양한 종류의 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 인쇄 소자, 센서, 몰드 등을 포함한다. 전기 회로 소자는, 예를 들어 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 또는 MRAM과 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리 또는 LSI, CCD, 이미지 센서, 또는 FPGA와 같은 반도체 소자를 포함한다. 몰드는 임프린트 몰드 등을 포함한다.
경화물의 패턴은 전술한 물품의 구성 부재의 적어도 일부로서 직접 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 에칭 또는 이온 주입이 기판 처리 단계에서 행해진 후에, 레지스트 마스크는 제거된다.
임프린트 장치가 기판 상에 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 기판을 처리하며, 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법이 다음에 설명될 것이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 절연체와 같은 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼와 같은 기판(1z)이 준비된다. 이어서, 잉크젯법 등에 의해 임프린트재(3z)가 피가공재(2z)의 표면에 도포된다. 여기서, 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로서 기판 상에 도포된 상태가 도시된다.
도 7b에 도시되는 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z) 중 오목-볼록 패턴을 갖는 측이 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 지향되어 그에 대면하게 한다. 도 7c에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 도포된 기판(1z)은 몰드(4z)와 접촉되고, 압력이 인가된다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에는 임프린트재(3z)가 충전된다. 이 상태에서, 경화용 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)가 경화된다.
도 7d에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)는 기판(1z)으로부터 분리되고, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하고, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴은 임프린트재(3z)에 전사되었다.
도 7e에 도시되는 바와 같이, 경화물의 패턴을 에칭 저항 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 얇게 유지되는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 7f에 도시되는 바와 같이, 경화물의 패턴이 제거될 때, 피가공재(2z)의 표면에 형성된 홈(5z)을 갖는 물품이 획득될 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 가공 후에 경화물의 패턴을 제거하는 대신에, 이것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 유전체막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 모든 이러한 수정 및 등가의 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

Claims (14)

  1. 검출 장치이며,
    제1 주기 구조(periodic structure)를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자; 및
    상기 제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함하는 검출 대상물을 조명하고 상기 검출 대상물로부터의 광의 화상을 상기 촬상면 상에 형성하도록 구성된 광학계를 포함하고,
    상기 촬상면에 입사한 광은 상기 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시키며,
    상기 촬상면의 법선은 상기 광학계의 광축이 상기 복수의 회절광 빔 중 1차 이상의 인접한 차수의 회절광 빔 사이에 위치하도록 상기 광축에 대해 기울어져 있는 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 검출 대상물로부터의 광의 화상을 상기 촬상면 상에 형성하도록 구성된 결상 광학계를 포함하며,
    상기 촬상면의 법선은 상기 1차 이상의 인접한 차수의 상기 회절광 빔이 상기 결상 광학계의 NA의 외부를 향해 진행하도록 상기 광축에 대해 기울어져 있는 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 검출 대상물을 조명하도록 구성된 조명 광학계를 포함하며,
    상기 조명 광학계는 2개의 극을 포함하는 조명광으로 상기 검출 대상물을 조명하는 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조명 광학계는,
    2개의 개구를 포함하는 구경 조리개, 및
    광원으로부터의 광을 상기 2개의 개구를 향해 회절시키도록 구성된 회절 광학 소자를 포함하는 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 2개의 개구에 각각 대응하도록 제공된 2개의 편광 소자를 더 포함하는 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 편광 소자는 각각의 편광 소자로부터의 광 빔의 편광 방향이 서로 직교하도록 배치되는 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주기 구조는 상기 법선에 직교하는 제1 방향으로 주기성을 갖는 제1 구조, 및 상기 법선 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 주기성을 갖는 제2 구조를 포함하고,
    상기 촬상면에 입사한 광은 상기 제1 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 제1 회절광 빔을 발생시키고, 상기 제2 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 제2 회절광 빔을 발생시키며,
    상기 촬상면의 법선은, 상기 광축이 상기 복수의 제1 회절광 빔 중 인접한 차수의 제1 회절광 빔 사이 및 상기 복수의 제2 회절광 빔 중 인접한 차수의 제2 회절광 빔 사이에 위치하도록 상기 광학계의 광축에 대해 기울어져 있는 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 촬상면의 법선은 인접한 차수의 상기 회절광 빔의 광로 사이의 이등분선이 상기 광학계의 광축에 중첩하도록 상기 광축에 대하여 기울어져 있는 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 차수의 회절광 빔은 1차 회절광 빔 및 2차 회절광 빔인 검출 장치.
  10. 원판의 패턴을 기판 상에 전사하는 리소그래피 장치이며,
    상기 원판과 상기 기판 사이의 정렬을 위해 제공된 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 규정된 검출 장치; 및
    상기 검출 장치의 출력에 기초하여 상기 원판과 상기 기판 사이의 정렬을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 리소그래피 장치.
  11. 물품 제조 방법이며,
    리소그래피 장치를 사용하여 원판의 패턴을 기판 상에 전사하는 단계; 및
    상기 패턴이 전사된 상기 기판으로부터 물품을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 리소그래피 장치는, 원판의 패턴을 기판 상에 전사하도록 구성되고, 상기 원판과 상기 기판 사이의 정렬을 위해 제공된 검출 장치, 및 상기 검출 장치의 출력에 기초하여 상기 원판과 상기 기판 사이의 정렬을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
    상기 검출 장치는,
    제1 주기 구조를 포함하는 촬상면을 갖는 촬상 소자; 및
    제1 주기 구조와는 상이한 제2 주기 구조를 포함하는 상기 기판 상의 검출 대상물을 조명하고 상기 검출 대상물로부터의 광의 화상을 상기 촬상면 상에 형성하도록 구성된 광학계를 포함하고,
    상기 촬상면에 입사한 광은 상기 제1 주기 구조에 따라 상이한 차수의 복수의 회절광 빔을 발생시키며,
    상기 촬상면의 법선은 상기 광학계의 광축이 상기 복수의 회절광 빔 중 1차 이상의 인접한 차수의 회절광 빔 사이에 위치하도록 상기 광축에 대해 기울어져 있는 물품 제조 방법.
  12. 제1항에서 규정된 검출 장치 및 제2 주기 구조를 포함하는 검출 대상물을 포함하는 검출 시스템이며,
    상기 검출 대상물의 제2 주기 구조는 제1 물체에 제공된 제1 패턴 및 상기 제1 물체와 중첩하도록 배치되는 제2 물체에 제공된 제2 패턴에 의해 형성되는 검출 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴의 상대 위치에 대응하는 무아레 무늬를 발생시키는 검출 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 검출 대상물의 제2 주기 구조는 물체 상에 제공된 정렬 마크인 검출 시스템.
KR1020230062843A 2022-05-18 2023-05-16 검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 KR20230161363A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2022-081722 2022-05-18
JP2022081722A JP2023170174A (ja) 2022-05-18 2022-05-18 検出装置、リソグラフィ装置、物品製造方法および検出システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230161363A true KR20230161363A (ko) 2023-11-27

Family

ID=88791465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230062843A KR20230161363A (ko) 2022-05-18 2023-05-16 검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230375956A1 (ko)
JP (1) JP2023170174A (ko)
KR (1) KR20230161363A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023170174A (ja) 2023-12-01
US20230375956A1 (en) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102206936B1 (ko) 패턴 형성 방법, 리소그래피 장치, 리소그래피 시스템, 및 물품의 제조 방법
TWI601619B (zh) 壓印設備及物件製造方法
KR101768749B1 (ko) 리소그래피 장치, 정렬 방법 그리고 물품을 제조하는 방법
KR101894167B1 (ko) 임프린트 장치 및 물품 제조 방법
US9921470B2 (en) Imprint method for an imprint apparatus which transfers a pattern onto a substrate by using a mold
US10303069B2 (en) Pattern forming method and method of manufacturing article
TW201838790A (zh) 壓印裝置及製造物品的方法
US10545416B2 (en) Detection apparatus, lithography apparatus, and method of manufacturing article
KR102259008B1 (ko) 임프린트 장치, 제어 데이터의 생성 방법, 및 물품의 제조 방법
KR20200011020A (ko) 패턴 제조 방법 및 물품 제조 방법
JP2023085393A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法
KR20230161363A (ko) 검출 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법
JP2020047733A (ja) インプリント方法、インプリント装置及び物品の製造方法
JP7437928B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法
US20220236650A1 (en) Detection apparatus, lithography apparatus, and article manufacturing method
US20230294351A1 (en) Object alignment method, imprint method, article manufacturing method, detection apparatus, imprint apparatus, mold, and substrate
US20230390993A1 (en) Imprint device, imprint method, article manufacturing method, and storage medium
US20240027921A1 (en) Detection device, lithography apparatus, and article manufacturing method
JP2024030557A (ja) 検出装置、リソグラフィー装置および物品製造方法
JP2023056347A (ja) 計測装置、計測方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
KR20240013057A (ko) 검출 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination