[发明专利]图案转印设备、压印设备和图案转印方法

说明书

技术领域

本发明涉及图案转印设备、压印设备和图案转印方法。具体地说，本发明涉及把印模的形状转印到待处理的部件上，从而实现加工的设备和方法。

背景技术

近年来，如Stephan Y.Chou等在Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue 21，pp.3114-3116(1995)中所述，已开发一种把在印模(mold)上形成的微细结构通过压力转印到诸如半导体、玻璃、树脂或金属之类加工件(或工件)上的精细加工技术，并且该技术已受到关注。这种技术称为纳米压印或纳米凹凸压印，因为它具有大约几纳米级的分辨力。除了半导体制造之外，该技术能够实现晶片级的三维结构的同时加工。为此，作为诸如光子晶体之类的光学器件，μ-TAS(微全分析系统)、生物芯片等的制造技术等，该技术已被预期适合于各种各样的领域。

下面说明在半导体制造中使用这种纳米压印，例如光压印方法的情况。

首先，在基板(例如，半导体晶片)上形成一层可光致固化的树脂材料。随后，把其上形成有所需的压印图案的印模压在树脂层上，之后用紫外线照射，以固化可光致固化的树脂材料。从而，压印结构被转印到树脂层上。随后，实现以树脂层作为掩膜的蚀刻等，从而把压印结构转印到基板上。

顺便提及，在半导体制造中，必须实现印模与基板的(位置)对准。例如，在目前的半导体制程(process rule)不大于100纳米的情况下，归因于设备的对准误差的容许量达到一般认为为几纳米到几十纳米的严格程度。

作为这样的对准方法，美国专利No.6696220提出一种方法，其中在印模和基板之间插入树脂质材料的状态下，使印模和基板相互接触，从而实现对准。在这种方法中，首先，可光致固化的树脂材料被有选择地涂到除设置到基板上的标记之外的一部分基板上。随后，印模被移动到与印模相对的位置。在这种状态下，减小印模与加工件(具有可光致固化材料的基板)之间的距离，以使印模接近到保证标记不被充满树脂材料的距离。在该方法中，在这种状态下实现对准，之后进行最终的施压。在该方法中，光学系统采用只观察在印模的标记附近具有较小聚焦深度的一部分的观察方法。

作为在待对准的两个物体处于分离状态下对准这两个物体的方法，提出了如日本专利申请公开(JP-A)Hei 10-335241中描述的使用两个图像拾取装置的方法。

在这种方法中，当实现作为第一物体的掩膜和作为第二物体的晶片的相对位置探测时，在照明光学系统一侧设置第三物体，分别在第三物体的与设置在第一和第二物体上的位置探测标记面对的两个表面上，向所述第三物体提供两个独立的参考对准标记。在这种方法中，第三物体上的参考对准标记和第一及第二物体上的位置探测标记的光学图像由图像拾取装置探测，从而探测第一物体与第二物体之间的位置偏差。

就印模与基板的对准来说，当在印模与基板直接或间接接触的状态下实现面内方向的对准时，这些印模和基板会受到不利影响。

例如，在如美国专利No.6696220描述的只有印模和基板通过树脂材料相互接触的状态下实现对准的方法中，在印模和基板之间产生较大位置偏差的情况下，当以高速较大地移动印模和基板时，印模和基板的破损可能性被进一步增大。另一方面，如果能够在印模和基板分离的状态下实现对准，那么印模和基板不会被破坏，从而进一步降低在印模接触树脂材料之后印模和基板之间的位置偏差的程度。从而，能够实现高速对准。

当在这样的分离状态下实现对准时，在如JP-A Hei 10-335241中所述的方法中，照明光学系统复杂，并且需要在其两个表面上具有高精度图案的第三物体。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的是提供一种能够高速实现对准的图案转印设备的压印设备。

本发明的另一目的是提供一种能够实现高速对准的图案转印方法。

根据本发明的一个方面，提供一种把在具备对准标记的印模上形成的压印图案转印到具备对准标记的基板上，或者转印到置于基板和印模之间的树脂材料上的图案转印设备，所述图案转印设备包括

在第一物体位置获得图像的第一图像拾取装置；和

在与第一物体位置隔开的第二物体位置获得图像的第二图像拾取装置，

其中印模的对准标记和基板的对准标记，或者参考基板的对准标记可放置在第一物体位置，基板的对准标记或参考基板的对准标记可放置在第二物体位置，

其中通过第一和第二图像拾取装置观察放置在第一和第二物体位置的对准标记，从而获得与通过第一和第二图像拾取装置观察的对准标记之间图像位置方面的差异有关的信息，和