壓印設(shè)備的制造方法
【專利說明】壓印設(shè)備
[0001]本申請是基于申請?zhí)枮?01210153656.8、申請日為2012年5月17日、發(fā)明名稱為“壓印設(shè)備、壓印方法和裝置制造方法”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]實施例的一個公開的方面涉及在被配置為將模子的圖案轉(zhuǎn)印到襯底上的壓印材料上的壓印設(shè)備中的標(biāo)記檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]壓印技術(shù)是用于使在模子上形成的微細(xì)圖案與供應(yīng)在襯底上的壓印材料彼此接觸(壓印該圖案)以便由此形成圖案的技術(shù)。
[0004]現(xiàn)在將描述光學(xué)壓印方法作為壓印技術(shù)的一個示例。首先，由光可固化樹脂(在下文中稱為“壓印樹脂”)構(gòu)成的層被形成在襯底(例如，半導(dǎo)體晶片(wafer))上。隨后，使壓印樹脂和其上形成有期望的微細(xì)的不平坦結(jié)構(gòu)(圖案)的模子彼此接觸。隨后，在使壓印樹脂與模子保持彼此接觸的同時，通過照射紫外光使壓印樹脂固化。在壓印樹脂被固化之后，使壓印樹脂與模子彼此分離，由此在襯底上形成圖案。
[0005]壓印設(shè)備在使模子與壓印樹脂彼此接觸之前對于每個曝光場(shot)執(zhí)行對準(zhǔn)。通過使用透過模子(through-the-mold)的檢測系統(tǒng)(在下文中稱為“TTM檢測系統(tǒng)”)來實現(xiàn)壓印設(shè)備的對準(zhǔn)，該TTM檢測系統(tǒng)可以通過同時檢測在模子和晶片上形成的標(biāo)記來執(zhí)行對準(zhǔn)。日本專利申請公開N0.2005-286062討論了一種壓印設(shè)備，在其中用于利用紫外光照射樹脂層的照明系統(tǒng)被布置在模子之上，并且以使得TTM檢測系統(tǒng)避開照明系統(tǒng)的方式布置TTM檢測系統(tǒng)。
[0006]要求將TTM檢測系統(tǒng)布置為相對于照明系統(tǒng)的光軸傾斜，以便防止TTM檢測系統(tǒng)干涉照明系統(tǒng)和照明光束。為了使得能夠通過被布置為相對于照明系統(tǒng)的光軸傾斜的TTM檢測系統(tǒng)來進(jìn)行晶片對準(zhǔn)，TTM檢測系統(tǒng)根據(jù)利特羅(Litt1W)布置而被布置，并且通過獲取以利特羅角度衍射的光來檢測信號。然而，由于配置的限制，根據(jù)利特羅布置而布置的TTM檢測系統(tǒng)不能具有TTM檢測系統(tǒng)的足夠大的檢測數(shù)值孔徑(在下文中稱為“NA”)，導(dǎo)致檢測光量降低的問題，由此導(dǎo)致低對準(zhǔn)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實施例的一個公開的方面涉及通過增大TTM檢測系統(tǒng)的檢測數(shù)值孔徑來提高襯底與模子之間的對準(zhǔn)精度。
[0008]根據(jù)實施例的一個方面，一種壓印設(shè)備被配置為通過使用其上形成有圖案的模子來將所述圖案轉(zhuǎn)印到供應(yīng)在襯底上的壓印材料，所述壓印設(shè)備包括:光接收元件；檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)被配置為照射在所述襯底上形成的標(biāo)記和在所述模子上形成的標(biāo)記，并且將從在所述襯底上形成的標(biāo)記和在所述模子上形成的標(biāo)記反射的光引導(dǎo)到所述光接收元件；以及中繼光學(xué)系統(tǒng)。所述中繼光學(xué)系統(tǒng)被配置為在所述中繼光學(xué)系統(tǒng)與所述檢測系統(tǒng)之間形成從在所述襯底上形成的標(biāo)記和在所述模子上形成的標(biāo)記反射的光的圖像。所述檢測系統(tǒng)被配置為將由所述中繼光學(xué)系統(tǒng)成像的光引導(dǎo)到所述光接收元件。
[0009]從以下參考附圖的示例性實施例的詳細(xì)描述中本公開的更多的特征和方面將變得清晰。
【附圖說明】
[0010]被加入說明書且構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本實施例的示例性實施例、特征和方面，并且與描述一起用來解釋本公開的原理。
[0011]圖1示意性地示出根據(jù)第二示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0012]圖2示意性地示出根據(jù)第三示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0013]圖3示意性地示出根據(jù)第一示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0014]圖4A示意性地示出根據(jù)第四示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0015]圖4B示意性地示出根據(jù)第四示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0016]圖5A示意性地示出根據(jù)第五示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0017]圖5B示意性地示出根據(jù)第五示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0018]圖5C示意性地示出根據(jù)第五示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0019]圖6A示意性地示出根據(jù)第六示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0020]圖6B示意性地示出根據(jù)第六示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0021]圖6C示意性地示出根據(jù)第六示例性實施例的壓印設(shè)備。
[0022]圖7A示出襯底和對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0023]圖7B示出襯底和對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0024]圖8A示意性地示出壓印技術(shù)。
[0025]圖8B示意性地示出壓印技術(shù)。
[0026]圖8C示意性地示出壓印技術(shù)。
[0027]圖8D示意性地示出壓印技術(shù)。
[0028]圖9示意性地示出傳統(tǒng)的壓印設(shè)備。
【具體實施方式】
[0029]下面將參考附圖來詳細(xì)描述實施例的各個示例性實施例、特征以及方面。
[0030]在下文中，將參考附圖描述這些實施例的示例性實施例。在所有附圖中由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相同的部件，并且將省略重復(fù)的描述。
[0031]將描述第一示例性實施例。圖9示意性地示出傳統(tǒng)的壓印設(shè)備I的配置。如圖9中所示出的，壓印設(shè)備I包括被配置為發(fā)射用于使壓印樹脂固化的照明光3(主要為紫外光)的照明系統(tǒng)2、被配置為保持模子5的壓印頭4以及被配置為保持作為襯底的晶片8的晶片臺9。此外，壓印設(shè)備I包括TTM檢測系統(tǒng)7、樹脂涂敷機(jī)構(gòu)6以及控制單元10。如圖9中所示出地設(shè)定壓印設(shè)備I的X軸、Y軸和Z軸。
[0032]TTM檢測系統(tǒng)7可以檢測在模子5上形成的模子對準(zhǔn)標(biāo)記(未示出)和在晶片8上形成的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記(未示出)?？梢曰趯?zhǔn)標(biāo)記的檢測結(jié)果來使模子5和晶片8彼此對準(zhǔn)。TTM檢測系統(tǒng)7利用在TTM檢測系統(tǒng)7中設(shè)置的光源向模子對準(zhǔn)標(biāo)記和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記發(fā)射測量光11 (主要為可見光或者紅外光)，并且隨后檢測從其反射的光。TTM檢測系統(tǒng)7被設(shè)置有例如光電轉(zhuǎn)換元件(例如，電荷耦合器件(CCD))以作為用于檢測反射光的光接收元件。
[0033]在這時候，可以通過使模子對準(zhǔn)標(biāo)記和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的位置和焦點彼此對準(zhǔn)來將模子5和晶片8設(shè)定在彼此對準(zhǔn)的相對位置(X、Y和Ζ)中。TTM檢測系統(tǒng)7的檢測結(jié)果被輸出到控制單元10，并且控制單元10可以通過基于TTM檢測系統(tǒng)7的檢測結(jié)果在X和Y方向上控制晶片臺9或者壓印頭4來調(diào)節(jié)模子5或者晶片8在X和Y方向上的位置。
[0034]在通過TTM檢測系統(tǒng)7檢測模子5和晶片8的對準(zhǔn)標(biāo)記期間，由于在晶片對準(zhǔn)標(biāo)記上供應(yīng)有壓印樹脂，因此在單色光的情況下出現(xiàn)干涉條紋。因此，在該情況下，TTM檢測系統(tǒng)7檢測出添加有干涉條紋的信號的對準(zhǔn)信號，使得不可能進(jìn)行精確的檢測。此外，使用紫外線區(qū)域中的光作為測量光11導(dǎo)致供應(yīng)在晶片對準(zhǔn)標(biāo)記上的壓印樹脂曝光。因此，通常，期望的是，使用具有非曝光的光的波長的寬帶光作為TTM檢測系統(tǒng)7的照明光源，以便檢測出更少被干涉條紋污染的信號。術(shù)語“非曝光的光”被用來指的是具有與被發(fā)射為使壓印樹脂固化的光不同的波長的光。
[0035]在模子5與晶片8之間的對準(zhǔn)結(jié)束之后，在模子5上形成的圖案被轉(zhuǎn)印。利用樹脂涂敷機(jī)構(gòu)6向晶片8供應(yīng)壓印樹脂。壓印頭4在保持模子5的同時移動，并且使供應(yīng)在晶片8上的壓印樹脂與在模子5上形成的圖案彼此接觸(壓印)。在使模子5與晶片8保持在該狀態(tài)的同時，從照明系統(tǒng)2發(fā)射照明光3 (紫外光)以便使壓印樹脂固化。在壓印樹脂被固化之后，將模子5與固化的壓印樹脂彼此分離(脫模)。
[0036]將參考圖8Α?8D描述如何通過利用壓印設(shè)備I的壓印技術(shù)轉(zhuǎn)印圖案。在模子5上形成要被轉(zhuǎn)印到在襯底上的壓印樹脂上的圖案13。
[0037]首先，如圖8Α中所示出的，樹脂涂敷機(jī)構(gòu)6將壓印樹脂14作為壓印材料供應(yīng)到晶片8上。將在假設(shè)壓印樹脂14是通過被光照射而被固化的光可固化樹脂的情況下描述該示例。晶片臺9移動使得供應(yīng)有壓印樹脂14的晶片8位于模子5正下方，如圖SB中所示出的。在供應(yīng)有壓印樹脂14的晶片8位于模子5正下方之后，將模子5壓在晶片8上的壓印樹脂14上，如圖SC中所示出的。在該示例中，模子5被壓在壓印樹脂14上。然而，作為替代，晶片夾具可以移動以便將向晶片8供應(yīng)的壓印樹脂14壓在模子5上?？商娲?，模子5和晶片8可以被彼此擠壓。
[0038]在使模子5保持壓在壓印樹脂14上的同時，從照明系統(tǒng)2發(fā)射紫外光15以便使壓印樹脂14固化。在壓印樹脂14被固化之后，模子5與壓印樹脂14分離，如圖8D中所示出的。結(jié)果，形成在模子5上的圖案13被轉(zhuǎn)印到壓印樹脂14上，并且由此作為圖案13的反轉(zhuǎn)圖案的圖案16可以被形成。
[0039]然后，晶片臺9被移動，并且壓印樹脂14被供應(yīng)給下一個曝光場以便向其轉(zhuǎn)印圖案。以這種方式重復(fù)地對晶片8上的曝光場應(yīng)用模子壓印和脫?？梢允沟迷诰?上的所有曝光場上形成圖案16。
[0040]然而，由于模子5的壓印和脫模而對晶片8施加力。力的施加可能導(dǎo)致晶片8的位置相對于晶片臺9移位(displace)，如圖7Α中所示出的。這是因為，與傳統(tǒng)的光學(xué)曝光設(shè)備不同，模子5接觸在襯底(晶片)8上供應(yīng)的壓印樹脂14。如果以如圖7A中所示出地晶片8相對于晶片臺9移位的這種狀態(tài)將模子5壓印在下一個曝光場上，則圖案與基礎(chǔ)(foundat1n)的圖案未對準(zhǔn)，由此使得裝置的成品率降低。這導(dǎo)致在其中模子壓印和脫模被應(yīng)用于曝光場并且在模子被壓印在下一個曝光場上之前測量下一個曝光場的對準(zhǔn)標(biāo)記12由此校正晶片8的未對準(zhǔn)的對準(zhǔn)方法(管芯間對準(zhǔn)(die-by-die alignment))的必要性。根據(jù)管芯間對準(zhǔn)方法，對于每個曝光場測量曝光場的對準(zhǔn)標(biāo)記12，并且校正晶片8的未對準(zhǔn)，由此可以減少由于模子壓印和脫模而可能發(fā)生的晶片8的未對準(zhǔn)的影響，并且由此可以以高精度將模子5與基礎(chǔ)的圖案對準(zhǔn)。
[0041]然而，在