压印设备

摘要

本发明涉及一种压印设备，其执行印模和基片之间的对准并将印模的图案压印到基片的层上，该压印设备包括：支撑部，被配置为支撑印模；工作台，被配置为与支撑部支撑的印模相对地支撑基片；和显微镜，包含图像拾取装置，显微镜被配置为经由图像拾取装置的第一图像拾取区域检测具有第一周期性结构并且形成在印模中的第一对准标记，以及经由图像拾取装置的第二图像拾取区域检测具有第二周期性结构并且形成在印模中的第二对准标记，第一和第二图像拾取区域彼此不重叠，其中，压印设备被配置为使得通过将经由第一图像拾取区域检测到的第一对准标记的基频分量与经由第二图像拾取区域检测到的第二对准标记的基频分量数值相乘而获得莫尔条纹的相位。

权利要求

1.一种压印设备，用于执行印模和基片之间的对准以及将所述印模的图案压印到所述基片的层上，所述压印设备包括：

支撑部，被配置为支撑所述印模；

工作台，被配置为与由所述支撑部支撑的印模相对地支撑所述基片；以及显微镜，包含图像拾取装置，所述显微镜被配置为经由所述图像拾取装置的第一图像拾取区域检测具有第一周期性结构并且形成在所述印模中的第一对准标记，以及经由所述图像拾取装置的第二图像拾取区域检测具有第二周期性结构并且形成在所述基片中的第二对准标记，所述第一图像拾取区域和所述第二图像拾取区域彼此不重叠；以及控制器，被配置为执行控制，使得通过将经由所述第一图像拾取区域检测到的第一对准标记的基频分量与经由所述第二图像拾取区域检测到的第二对准标记的基频分量进行数值相乘而获得莫尔条纹的相位，并且，通过基于所获得的所述相位来改变所述支撑部和所述工作台的相对位置，执行所述对准。

2.如权利要求1所述的压印设备，其中，所述控制器被配置为执行控制，使得对于所述第一图像拾取区域和所述第二图像拾取区域中的每一个，调整由所述图像拾取装置获得的信号的对比度。

3.如权利要求2所述的压印设备，其中，所述显微镜包括被配置为对于所述第一图像拾取区域和所述第二图像拾取区域中的每一个调整所述对比度的光学元件，所述光学元件包括彩色滤光器、干涉滤光器、ND滤光器、偏振器及波长过滤器中的至少一个。

4.如权利要求2所述的压印设备，其中，所述控制器被配置为执行控制，使得通过改变所述图像拾取装置的曝光时间或增益而对于所述第一图像拾取区域和所述第二图像拾取区域中的每一个调整所述对比度。

5.如权利要求2所述的压印设备，其中，所述控制器被配置为执行控制，使得通过信号处理而对于所述第一图像拾取区域和所述第二图像拾取区域中的每一个调整所述对比度。

6.如权利要求2所述的压印设备，其中，所述控制器被配置为执行控制，使得将所述印模压到作为所述基片的所述层的未固化树脂材料上，并且，在所述印模被压在所述未固化树脂材料上的情况下固化所述未固化树脂材料，以将所述图案压印到所述层上。

说明书

压印设备

[0001] 本申请是国际申请日为2007年4月18日、申请号为200780013834.4、发明名称为“对准方法、压印方法、对准设备和位置测量方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及压印设备、对准方法、对准设备以及位置测量方法。

背景技术

[0003] 近年来，如作者为Stephan Y.Chou等在Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue 21，pp.3114-3116(1995)中所述，已经研发出了用于将配置在印模(mold)上的精细结构压力转印到诸如半导体、玻璃、树脂或金属的工件(或加工件)上的精细处理技术，并引起了关注。由于其具有几纳米量级的分辨力，因此该技术被称为纳米压印(nanoimprint)或纳米模压(nanoembossing)。除半导体制造外，该技术还可以实现晶片级的三维结构的同步处理。为此，期望将该技术应用于广泛的各种领域，作为诸如光子晶体等的光学器件、微全分析系统(μ-TAS，micro total analysis system)、生物芯片等的制造技术等。

[0004] 下面将说明将这样的纳米压印，例如光学压印方法，用于半导体制造中的情况。

[0005] 首先，在基片(例如，半导体晶片)上形成可光固化树脂(photocurable resin)材料的树脂层。接着，将其上形成有期望的压印图案的印模压在该树脂层上，然后利用紫外线进行照射，以使可光固化树脂材料固化。结果，压印结构被转印到树脂层上。然后，进行以该树脂层作为掩模的蚀刻等，以在基片上形成期望的结构。

[0006] 顺便提及的是，在半导体制造中，必须实现印模与基片的(位置)对准。例如，在半导体制程(process rule)为不大于100nm的当前情况下，由于设备而造成的对准误差的限度为非常严格的程度，一般说来为几纳米到几十纳米。

[0007] 作为这样的对准方法，例如，美国专利No.6696220已经提出了这样的方法：在该方法中，在印模和基片之间插入树脂材料的状态下，使印模和基片相互接触以进行对准。在该方法中，首先，将可光固化树脂材料选择性地涂在基片的除配置到基片上的对准标记之外的部分。接着，将基片移到与印模相对的位置。在这种状态下，缩小印模和工件(配置有可光固化材料的基片)之间的距离，使得印模靠近到对准标记没被树脂材料填充的距离。在该方法中，在这种状态下进行对准，之后执行最终的压力施加。在该方法中，用于对准的光学系统采用只观察印模侧的对准标记的临近区域中具有小景深的部分的观察方法。

[0008] 更具体地，通过利用色像差，在单一图像拾取装置中使配置到印模上的标记和配置到基片上的标记分别成像。

[0009] 但是，在许多情况下，印模和基片的参考实际上相互不同。在当在垂直方向上投影标记时，由高透射率的石英形成的配置到印模上的标记与由高反射率的硅形成的配置到基片上的标记相互重叠的情况下，在所拾取的图像中，印模侧标记可被基片侧标记光学地挡住。

[0010] 在这样的状态下，不能以足够的灰度范围拾取分别配置到印模和基片上的对准标记的图像，从而使得在一些情况下不能获得高的检测分辨率。

发明内容

[0011] 考虑到上述问题，本发明的主要目的是提供能够解决上述问题的对准方法和压印方法。

[0012] 本发明的另一目的是提供能够执行该对准方法和该压印方法的对准设备和压印设备。

[0013] 本发明的又一目的是提供用于测量两个物体的相对位置关系或两个物体之间的相对移动量的位置测量方法。

[0014] 根据本发明的第一方面，提供一种对准方法，用于通过使用光源和图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准，所述对准方法包括：

[0015] 将配置有第一对准标记的第一板状物和配置有第二对准标记的第二板状物相互相对放置；

[0016] 将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

[0017] 从基本上与第一板状物和第二板状物的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置拾取第一对准标记和第二对准标记的图像；

[0018] 通过使用第一对准标记相对于第一区域内的预定位置的偏移的第一信息以及第二对准标记相对于第二区域内的预定位置的偏移的第二信息，进行用于在所述平面内方向上使第一板状物的位置和第二板状物的位置相互对准的对准控制；以及

[0019] 通过在进行所述对准控制时减小第一板状物和第二板状物之间的间隙，来调整所述间隙，使得所述间隙为3μm或更小。

[0020] 在该对准方法中，优选地可以调节通过图像拾取装置所拾取的第一对准标记和第二对准标记的各图像的对比度。

[0021] 另外，通过使第一区域和第二区域具有相同的平面面积，或者具有图像拾取装置的相同的像素数，便于在随后的步骤中进行诸如傅立叶变换的信号处理。可以根据由于第一板状物和第二板状物的高度而导致的放大倍率的变化，来进行对在第一和第二区域中所观察的图像的放大倍率校正。

[0022] 根据本发明的第二方面，提供一种用于实现上述对准方法的对准设备。

[0023] 该对准设备包括：第一可移动部件，用于沿着所述平面内方向，移动所述第一板状物和所述第二板状物中的至少一个；以及第二可移动部件，用于沿着垂直于所述平面内方向的方向，移动所述第一板状物和所述第二板状物中的至少一个。

[0024] 根据本发明的第三方面，提供一种压印方法，用于通过使用光源和图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准，以将配置到两个板状物之一上的压印图案压印到另一个板状物上，或者压印到形成在另一个板状物上的图案形成层上，所述压印方法包括：

[0025] 将作为第一板状物的配置有第一对准标记的印模和作为第二板状物的配置有第二对准标记的基片相互相对放置；

[0026] 将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

[0027] 从基本上与第一板状物和第二板状物的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置检测第一对准标记和第二对准标记；

[0028] 通过使用第一对准标记相对于第一区域内的预定位置的偏移的第一信息以及第二对准标记相对于第二区域内的预定位置的偏移的第二信息，进行用于在所述平面内方向上使第一板状物的位置和第二板状物的位置相互对准的对准控制；以及

[0029] 将配置到作为第一板状物的印模上的压印图案压印到作为第二板状物的基片上，或者压印到形成在基片上的图案形成层上。

[0030] 根据本发明的第四方面，提供用于实现根据本发明的第三方面的压印方法的压印设备。该压印设备包括：第一可移动部件，用于沿着所述平面内方向，移动所述第一板状物和所述第二板状物中的至少一个；以及第二可移动部件，用于沿着与所述平面内方向垂直的方向，移动所述第一板状物和所述第二板状物中的至少一个。

[0031] 根据本发明的第五方面，提供一种对准方法，用于通过使用图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准，所述对准方法包括：

[0032] 将配置有作为对准标记的具有间距P1的第一周期性结构的第一板状物和配置有作为对准标记的具有间距P2的第二周期性结构的第二板状物相互相对放置；

[0033] 将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

[0034] 从基本上与第一板状物和第二板状物的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置，在第一区域和第二区域中分别拾取第一周期性结构和第二周期性结构的图像；

[0035] 通过从所拾取的图像的信息中分别提取与第一周期性结构和第二周期性结构相对应的基础频率，利用所述基础频率执行计算以提取莫尔条纹分量，并使用从所述莫尔条纹分量获得的第一板状物和第二板状物在所述平面内方向上的位置偏移信息，来在所述平面内方向上进行第一板状物和第二板状物之间的对准。

[0036] 根据本发明的第六方面，提供一种位置测量方法，用于通过使用图像拾取装置来测量两个物体的位置。所述位置测量方法包括：

[0037] 将配置有作为对准标记的具有间距P1的第一周期性结构的第一物体和配置有作为对准标记的具有间距P2的第二周期性结构的第二物体相互相对放置；

[0038] 将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

[0039] 从基本上与第一物体和第二物体的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置，在第一区域和第二区域中分别拾取第一周期性结构和第二周期性结构的图像；

[0040] 通过从所拾取的图像的信息中分别提取与第一周期性结构和第二周期性结构相对应的基础频率，并利用所述基础频率执行计算以提取莫尔条纹分量，来在所述平面内方向上进行第一物体和第二物体的位置测量。

[0041] 根据本发明的第七方面，提供一种压印方法，包括：

[0042] 通过固化配置在基片表面上的树脂材料，将形成在印模的处理表面上的图案转印到所述树脂材料上，

[0043] 其中，当通过图像拾取装置观察配置到印模上的对准标记时，根据印模和基片之间的间隙或者构成对准标记的构件的厚度，来控制进入图像拾取装置的光的波长。

[0044] 根据本发明的第八方面，提供一种对准方法，用于通过使用图像拾取装置来进行两构件之间的对准。所述对准方法包括：

[0045] 将配置有第一对准标记的第一构件和配置有第二对准标记的第二构件相互相对放置；

[0046] 在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中的第一区域中，获取有关第一对准标记的第一图像信息；

[0047] 在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中不同于第一区域的第二区域中，获取有关第二对准标记的第二图像信息；

[0048] 对第一图像信息和第二图像信息执行计算；以及

[0049] 通过使用第一图像信息和第二图像信息，来进行所述两个构件之间的对准。在该对准方法中，可以通过使用在第一区域和第二区域相互不重叠的部分处所获得的第一图像信息和第二图像信息，来执行所述计算。

[0050] 根据本发明的第九方面，提供一种对准方法，用于通过使用图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准。所述对准方法包括：

[0051] 将配置有作为对准标记的具有间距P1的第一周期性结构的第一板状物和配置有作为对准标记的具有间距P2的第二周期性结构的第二板状物相互相对放置；

[0052] 将第一区域和第二区域布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处；

[0053] 从基本上与第一板状物和第二板状物的平面内方向垂直的方向，通过图像拾取装置，在第一区域和第二区域中分别拾取第一周期性结构和第二周期性结构的图像；

[0054] 通过对从图像拾取装置所拾取的图像中获得的图像信息执行计算，来获取第一板状物和第二板状物之间的相对位置的位置信息；以及

[0055] 通过使用所述位置信息，来在所述平面内方向上进行第一板状物和第二板状物之间的对准。

[0056] 在考虑下面结合附图对本发明的优选实施例的说明之后，本发明的这些和其它的目的、特征以及优点将变得更加清楚。

附图说明

[0057] 图1(a)至1(c)是示出用于说明本发明的对准标记之间的关系的示意图。

[0058] 图2(a)和图2(b)是示出本发明中的测量光学系统的示意图，其中，图2(a)是示出通过光学装置来调整到达图像拾取装置的各位置的光的构造的图，图2(b)是示出通过光源侧的光学装置来调整到达图像拾取装置的各位置的光的构造的图。

[0059] 图3(a)和图3(b)是示出对本发明中的测量光学系统进行设定(rating)的示意图，其中，图3(a)是示出通过光量控制设备来调整光的构造的图，图3(b)是示出通过旋转的遮光器来调整光的构造的图。

[0060] 图4(a)至图4(d)是示出本发明中所使用的标记的示意图，其中，图4(a)示出印模标记，图4(b)示出基片标记，图4(c)示出具有周期性结构的印模标记，图4(d)示出具有周期性结构的基片标记。

[0061] 图5是示出可应用于本发明的印模的结构的实施例的示意图。

[0062] 图6(a)和图6(b)是示出本发明中的信号处理方法的流程图，其中图6(a)是示出不实施放大倍率校正的情况的流程图，图6(b)是示出实施放大倍率校正的情况的流程图。

[0063] 图7是示出用于执行根据本发明的压印方法的压印设备的构造的实施例的示意图。

[0064] 图8是示出在通过图像拾取装置观察配置到印模和基片上的对准标记的情况下的图像的例子的示意图。

[0065] 图9(a)和图9(b)是示出两个区域中的光栅图像的示意图。

[0066] 图10是示出本发明中的信号处理的实施例的示意图。

[0067] 图11是示出相位偏移的示意图。

[0068] 图12(a)至图12(d)是示出本发明的参考实施例1中的借助于参考基片在印模和基片之间进行对准的方法的示意图，其中，图12(a)包括示出在将参考基片置于第一目标位置的状态下进行观察的情况的图，图12(b)包括示出在将参考基片置于第二目标位置的状态下进行观察的情况的图，图12(c)包括示出在将基片置于第二目标位置的状态下进行观察的情况的图，图12(d)包括示出在将基片置于第一目标位置的状态下进行观察的情况的图。

[0069] 图13(a)至图13(c)是示出参考实施例1中的参考基片的结构的示意图。

[0070] 图14是示出参考实施例1中的测量光学系统的示意图。

[0071] 图15是示出参考实施例1中的处理设备的示意图。

[0072] 图16(a)至图16(c)是示出本发明的参考实施例2中的借助于参考基片在印模和基片之间进行对准的方法的示意图，其中，图16(a)包括示出在将参考基片置于预定位置处的状态下进行观察的情况的图，图16(b)包括示出在将基片置于第二目标位置的状态下进行观察的情况的图，图16(c)包括示出在将基片置于第一目标位置的状态下进行观察的情况的图。

[0073] 图17(a)至图17(d)是示出本发明的参考实施例3中的信号处理方法的示意图，其中，图17(a)包括示出在将参考基片置于第一目标位置的状态下进行观察的情况的图，图17(b)包括示出在将参考基片置于第二目标位置的状态下进行观察的情况的图，图17(c)包括示出在将基片置于第二目标位置的状态下进行观察的情况的图，图17(d)包括示出在将基片置于第一目标位置的状态下进行观察的情况的图。

[0074] 图18(a)至图18(f)是示出实施例3中的对准标记的示意图，其中，图18(a)是示出用于单轴测量的第一对准标记的图，图18(b)是示出用于单轴测量的第二标记的图，图18(c)是示出用于单轴测量的合成图像的图，图18(d)是示出用于XYθ测量的第一对准标记的图，图18(e)是示出用于XYθ测量的第二对准标记的图，图18(f)是示出用于XYθ测量的合成图像的图。

[0075] 图19和图20均是示出进入图像拾取部的光的波长与强度之间的关系的图。

具体实施方式

[0076] (第一实施例)

[0077] 将参考图1(a)、图1(b)和图1(c)，来说明根据本发明的通过使用光源和图像拾取装置来实现两个板状物之间的对准的对准方法。

[0078] 图1(a)是示出位于显微镜镜筒中的可视范围1999中的、通过图像拾取装置所观察到的图像拾取区域1995的图像的俯视图。图1(b)是示出当沿着与两个板状物的平面内方向(in-plane direction)平行的方向观察这些板状物时两个板状物相互相对放置的状态的截面图。图1(c)包括后面特别说明的标记的线分布(line profile)图。

[0079] 在该对准方法中，首先，将配置有第一对准标记104的第一板状物309和配置有第二对准标记113的第二板状物312相互相对放置。在这种情况下，将第一区域610和第二区域611布置在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域1995中相互不重叠的位置处。这两个区域已经位于图像拾取区域之内。

[0080] 当从基本上垂直于第一和第二板状物的平面内方向的方向，通过图像拾取装置拾取第一对准标记和第二对准标记的图像时，获得如图1(a)所示的图像。

[0081] 这里，进行设置，使得当第一板状物309的第一对准标记104位于第一区域610的重心或中心位置处，并且第二板状物312的第二对准标记113位于第二区域611的重心或中心位置处时，第一和第二板状物之间的对准完成。对准的完成意味着关于两个板状物的平面内方向的这两个板状物之间的对准的期望条件(或程度)被满足。以下列方式来进行实际的对准。

[0082] 获取第一对准标记相对于第一区域中的预定位置(例如，第一区域的中心)的偏移的第一信息。另外，获取第二对准标记相对于第二区域中的预定位置(例如，第二区域的中心)的偏移的第二信息。不特别限定获取第一信息和第二信息的顺序。也可以同时获取第一信息和第二信息。基于这两个信息，执行用于在平面内方向上使第一板状物和第二板状物相互对准的对准控制。

[0083] 例如可以以下列方式来执行对准控制。

[0084] 首先，在提供有用于沿着平面内方向分别驱动(移动)第一和第二板状物的驱动机构的情况下，进行对准，以使得第一和第二板状物的各对准标记位于预定位置。

[0085] 可选地，固定两个板状物中的任一个，并考虑包括另一板状物的位置偏移信息和固定板状物的位置偏移信息在内的两个信息，来移动沿着平面内方向可移动的另一板状物。例如，在固定的第一板状物的位置在第一区域中相对于预定位置向右偏移5刻度，并且第二板状物的位置在第二区域中相对于预定位置向左偏移2刻度的情况下，以下列方式来进行对准。

[0086] 将第二板状物的位置不是向右移动2刻度，而是向右移动7刻度((2+5)刻度)。这仅仅是一个例子。

[0087] 在仅对第一和第二板状物之一配置关于平面内方向的驱动机构的情况下，通过上述方式来进行位置调整。

[0088] 另外，在光学系统的光轴可以移动的情况下，在对准控制中也可以采用通过移动包括透镜等的光学系统的对光轴的校正。

[0089] 当将第一和第二板状物的位置调整到期望的位置时，在执行对准控制(例如，反馈控制)的同时，使第一板状物和第二板状物之间的距离(间隙)逐渐减小，以在平面内方向上维持第一板状物和第二板状物之间的通过调整得到的位置关系。使第一板状物和第二板状物相互靠近，使得间隙为3μm或更小。在将本实施例的对准方法应用到压印方法的情况下，间隙可以优选为1μm或更小。

[0090] 另外，在第一板状物和第二板状物之间插入可光固化或热硬化树脂材料，并且将配置到第一板状物或第二板状物的图案转印到树脂材料上的情况下，第一板状物和第二板状物之间的距离(间隙)可以优选减小到300nm或更小，更优选地为200nm或更小，进一步优选地为100nm或更小。这是因为，在树脂材料固化或硬化后，厚度与该距离(间隙)相对应的膜作为残留膜保留下来。

[0091] 在本实施例中，在观察分别配置到第一板状物和第二板状物上的第一标记和第二标记的情况下，也可以对第一标记和第二标记中的每一个的对比度执行调整，或者对第一标记和第二标记中的每一个的SN比执行调整。

[0092] 在下文中，将说明可通过单一图像拾取装置来观察第一和第二板状物的第一和第二对准标记的情况，即，两标记处于相同景深内的情况。

[0093] 现在，考虑反射率不同的印模和基片的标记相互重叠的情况。在这种状态下，在执行信号处理时，在一些情况下，没有确保足够的对比度，从而妨碍了精确的测量。

[0094] 例如，在第一板状物为具有压印图案的印模的情况下，配置到印模上的对准标记具有增大的透射率。例如，在印模由石英形成的情况下，对准标记由配置到石英印模上的凸起和凹坑组成。另一方面，在作为基片的配置有对准标记的第二板状物例如由硅形成的情况下，由于印模(第一板状物)的对准标记和基片(第二板状物)的对准标记之间的透射率和反射率的差异，印模的对准标记的对比度易于低于基片的对准标记的对比度。由于该原因，印模侧标记可能被基片侧标记光学地遮挡住。

[0095] 因此，如在本实施例中那样，在从垂直方向观察两标记的情况下，可以通过将各标记观察区域置于观察区域不相互光学影响的位置处，来调整关于各标记图像的对比度。

[0096] 可以通过利用光学系统调整进入图像拾取装置的光，或者通过改变图像拾取装置的曝光时间，来调整对比度。

[0097] 从垂直方向观察标记是因为：由于在进行压印时印模或基片在z(轴)方向(垂直于板状物的平面内方向的方向)上移动，因此可以消除由于印模或基片在图像拾取装置的图像拾取范围内的移动而导致的标记位置的改变。在倾斜观察的情况下，需要执行与标记位置改变相对应的信号处理方法，因此使压印方法复杂化。

[0098] 另外，在进行压印时，与传统的曝光设备不同，掩模和基片之间的间隙不是恒定的。由于该原因，放大倍率随着z方向上的运动而改变，使得在一些情况下需要依赖于放大倍率的变化的信号处理。在垂直观察的情况下，这样的信号处理更简单，因为改变是各向同性的。

[0099] 再次参考图1(a)至图1(c)，将继续进行说明。在本实施例中，布置作为第一板状物的印模和作为第二板状物的基片，使得它们不相互光学重叠。

[0100] 参考图1(a)(俯视图)和图1(b)(截面图)，图像拾取装置的第一区域A(610)和第二区域B(611)被对角地布置在角落部分。在第一区域A(610)和第二区域B(611)中，调整印模侧对准标记104和基片侧对准标记113的位置，以分别布置它们。并不特别限定对这两个区域的放置(布置)，只要它们不相互光学重叠即可。

[0101] 在图像拾取区域1995中，印模侧对准标记和基片侧对准标记之间的距离为数十微米至数百微米。另外，印模和基片之间的间隙(z方向上的距离)为数微米。由于该原因，即使考虑显微镜的数值孔径，该距离和该间隙也不对第一区域A和第二区域B造成负面影响。

[0102] 工作台(stage)的精度为亚微米或纳米级，有时为亚纳米级，使得可以容易地建立起这样的状态。图1(c)示出观察印模侧标记和基片侧标记二者时的状态。更具体地，左手侧视图示出基片侧对准标记113(图1(a))的线分布，右手侧视图示出印模侧对准标记104(图1(a))的线分布，其中，横坐标表示位置，纵坐标表示光强度。根据这些线分布，可以发现，硅基片和石英印模具有非常不同的反射率。这些标记具有例如亚纳米至数微米的线宽度，以及例如数十纳米至数微米的深度(高度)。由于该原因，标记的宽度和深度可以小于光的波长(例如，400-800nm)，使得标记的边缘与其原来的形状相比而变形，从而具有边缘的较低部分被拖曳的形状。在两标记被相互充分隔开的本实施例中，标记不相互负面影响。

[0103] 将说明如上所述将印模和基片的标记置于分离的区域中并且获取有关标记的信息的情况的其它优点。

[0104] 在进行压印的情况下，必须在减小印模和基片之间的间隙的同时进行印模和基片之间的对准。即使在标记位于景深之内的情况下，光学放大倍率也根据印模或基片的高度而改变。在需要高精度对准的压印中，费用是严重的问题。

[0105] 即使在这样的情况下，当将印模和基片相互充分隔开时，也可以便于根据放大倍率变化而校正放大倍率。可以通过，例如，将标记之间的距离与原始设计的值进行比较，来实现放大倍率校正。在垂直观察的情况下，放大倍率改变是各向同性的，使得可以容易地进行校正。在倾斜观察的情况下，近侧和远侧的图案大小观察起来互相不同，使得放大倍率的校正变得复杂。

[0106] 图2(a)示出可以根据CCD(电荷耦合装置)型或MOS(金属氧化物半导体)型的图像拾取装置307的图像拾取区域中的位置或地点来调整对比度的构造。在图像拾取装置307的前面，放置特性随位置而不同的第一光学装置308。该光学装置由下列元件组成：彩色滤光器、干涉滤光器、ND(中性，neutral density)滤光器、偏振器及其它们的组合等。顺带提及的是，如同在下文中出现的第四实施例中所要说明的，从改善对比度的角度考虑，还优选为根据印模和基片之间的间隙而改变配置在光源侧或图像拾取装置侧的滤光器的透射波长范围。图2(a)所示的构造包括光源301、照明光学系统302、第一分光器303、第一图像形成光学系统304、第二图像形成光学系统306、配置有压印图案和对准标记310的印模
309以及配置有对准标记311的诸如硅晶片的基片312以及第一目标位置313。

[0107] 图2(b)示出可以根据图像拾取装置307的图像拾取区域中的位置或地点来调整对比度的另一构造。在该构造中，将特性随位置而不同的第一光学装置置于光源侧。该光学装置由彩色滤光器、干涉滤光器、ND滤光器、偏振器以及它们的组合等组成。

[0108] 图3(a)示出光学系统的构造，在该光学系统中，为了进行对比度调整，使用用于与印模和基片的各标记相一致地来调节光量的光量控制机构901。结果，可以根据印模和基片的反射率等来进行光量控制。在该构造中，分别拾取印模标记和基片标记的图像，使得需要在第一光量和第二光量下拾取图像两次或更多次。将省略对与图2(a)和图2(b)所示的构造相同的构造的解释。

[0109] 图3(b)示出其中使用用于改变来自光源301的光量的旋转遮光器902的构造。根据印模和基片在它们的标记位置处的反射率，切换旋转遮光器902的遮光器位置。另外，在该构造中，需要拾取图像两次或更多次。可以通过根据印模和基片的特性改变图像拾取装置307的曝光时间或增益，或如上所述改变光量，来进行图像拾取操作。

[0110] 图4(a)和图4(b)示出在用于进行印模和基片之间的对准的盒中盒(box-in-box)型的对准方法中所使用的标记的例子。

[0111] 在这些图中，印模侧对准标记104布置在第一区域A(610)中，基片侧对准标记113布置在第二区域B(611)中。在使用单一图像拾取装置的情况下，例如如图1(a)所示来拾取第一区域和第二区域的图像。

[0112] 然后，从图像拾取装置获取第一区域和第二区域中的图像数据，并且如果需要，对其进行用于获取反射光的强度的分布数据的信号处理。在对准期间，调整印模和基片在它们的平面内方向上的位置，使得各对准标记位于各区域中的预定位置处(例如，重心位置或中心位置)。可选地，也可以进行对准，使得从叠置(重叠)后的图像所获得的印模和基片之间的相对偏移量减小，叠置(重叠)后的图像是通过电子叠置两图像而得到的。

[0113] 上述第一实施例的对准方法不仅适用于压印设备，还适用于接触曝光设备(contact exposure apparatus)和接近式曝光设备。另外，在能够进行转移调整(course adjustment)和细调的设备中，通过已知的对准方法进行转移调整，然后可以通过上述对准方法进行细调。

[0114] 在使用两个图像拾取装置来拾取第一区域和第二区域中的图像的情况下，为了对将通过各图像拾取装置进行图像拾取的这些区域进行补偿，通过使用如在后面说明的参考实施例中标准(参考)基片等，来预先获取有关这两个图像拾取区域的差异的信息。

[0115] (第二实施例：压印方法)

[0116] 将对第二实施例的压印方法进行说明。

[0117] 在该实施例中，通过使用与上述第一实施例中相似的图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准。

[0118] 在该实施例中，执行压印(压印图案的转印)，使得将配置给一物体的压印图案到另一物体上或到配置在另一物体上的图案形成层上。在实际的操作中，作为一物体的印模的压印图案，作为其反转的图案形成在图案形成层上。

[0119] 首先，将作为第一板状物的具有第一对准标记的印模和作为第二板状物的具有第二对准标记的基片相互相对放置。

[0120] 在通过图像拾取装置所观察的图像拾取区域中不相互重叠的位置处，布置第一区域和第二区域，然后从基本上垂直于两板状物的平面内方向的方向，通过图像拾取装置来检测第一对准标记和第二对准标记。

[0121] 之后，利用第一对准标记相对于第一区域中预定位置的偏移的第一信息和第二对准标记相对于第二区域中预定位置的偏移的第二信息。更具体地，基于这两个信息，进行用于使第一板状物和第二板状物关于平面内方向相互对准的对准控制。

[0122] 然后，将作为第一板状物的印模的压印图案转印(压印)到作为第二板状物的基片上，或转印到基片上的图案形成层上。

[0123] 在压印期间，在基片和印模之间直接接触的情况下，需要压力。在基片和印模之间插入树脂材料并且树脂材料用作图案形成层的情况下，如果需要可以施加压力。

[0124] A)印模

[0125] 作为本实施例中所使用的印模，可以采用石英印模或氮化硅印模。

[0126] 另外，作为用于印模表面层的材料，还优选为以下列方式来构成该材料。

[0127] 更具体地，作为用于表面层的材料，通过利用折射率大于1.7的材料，可以基于该材料和可光固化树脂材料之间的折射率差异来检测配置到印模和基片(或工件)上的对准结构，从而允许高精度对准。

[0128] 本发明中的表面层的折射率不小于1.7，优选地，不小于1.8，更优选地，不小于1.9。另外，折射率可以，例如，不大于3.5(上限)。但是，并不限制折射率的上限，只要所产生的印模可以用于本发明即可。

[0129] 另外，在表面层部分具有上述折射率的情况下，还可以对表面层涂覆另一层。

[0130] 一般地，在折射率相互差异很大的物质之间，可以基于在它们之间的界面处的折射、反射或散射来从视觉上识别结构。因此，当印模的表面层的折射率较高时，更易于确保对比度。

[0131] 如上所述，并不特别限制折射率的上限。代表性电介质构件的紫外线光穿过的折射率的例子可以包括：对于氟化钙(CaF2)的1.43、对于石英(典型代表为SiO2)的1.45、对于氧化铝(典型代表为Al2O3)的1.78、对于氮化硅(SiN)的2.0以及对于氧化钛(典型代表为TiO2)的大约2.4。这些物质对于例如波长大约为365nm的紫外线光的透射率的例子可以包括：对于CaF2的大约97％、对于SiO2的大约90％、对于Al2O3的大约80％、对于TiO2的大约60％以及对于SiN的大约90％。表面层构成材料的折射率的上限不大于3.5，优选地，不大于3.0。折射率本身随着测量波长而改变，但是，上述关于折射率的数据是相对于可见光(波长：633nm)的折射率。

[0132] 图5示出如上所述使用高折射率材料作为印模的表面层的构造的实施例。

[0133] 参考图5，印模包括由石英(SiO2)形成的层5510(厚度：525μm)和由诸如SiN或TiO2的高折射率材料形成的表面层5000。表面层可以具有例如对于SiN来说50nm的厚度，对于TiO2来说60nm的厚度。通过使用高折射率材料，可以避免这样的现象：印模的对准印模由于印模和基片之间插入的树脂材料而更不可见。

[0134] B)基片

[0135] 在一些情况下，在压印设备中，上述基片也称为工件。

[0136] 基片的例子可以包括：诸如Si基片(Si晶片)或GaAs基片的半导体基片、树脂基片、石英基片、玻璃基片。还可以使用以下列方式而得到的多层基片：使薄膜生长在这些基片上或将薄膜结合到这些基片。还可以采用石英的光透射基片。

[0137] C)树脂材料

[0138] 为了在基片和印模之间插入树脂材料，例如，通过分配器将树脂材料应用到基片上。

[0139] 通过利用例如来自印模侧的紫外线照射基片，来固化施加到基片上的树脂材料。这样的可光固化树脂的例子可以包括：氨基甲酸乙酯型树脂、环氧型树脂和丙烯酸型树脂。

[0140] 另外，作为树脂材料，还可以使用诸如酚醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂或聚酰亚胺的热硬化树脂，以及诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或丙烯酸树脂的热塑树脂。通过使用这些树脂，如期望的那样通过热处理转印图案。

[0141] 在以不包含树脂材料的方式构成要处理的构件(基片)的情况下，仅通过压力，使要处理的构件物理上变形。

[0142] (第三实施例：莫尔条纹的电子生成)

[0143] 将对本发明的第三实施例进行说明。

[0144] 更具体地，将说明通过使用图像拾取装置来进行两个板状物之间的对准的对准方法。

[0145] 首先，将具有作为对准标记的间距为P1的第一周期性结构的第一板状物和具有作为对准标记的间距为P2的第二周期性结构的第二板状物相互相对放置。

[0146] 然后，与在第一实施例中相似，将第一区域和第二区域布置在要通过图像拾取装置观察的图像拾取区域中相互不重叠的位置处。

[0147] 通过使用图像拾取装置，从基本上垂直于第一和第二板状物的平面内方向的方向，在第一区域和第二区域中分别拾取第一周期性结构和第二周期性结构的图像。

[0148] 根据通过拾取图像所获得的图像信息，提取分别与第一周期性结构和第二周期性结构相对应的基础频率。

[0149] 另外，通过计算所提取出的基础频率，来提取莫尔条纹分量。根据所提取的莫尔条纹分量，计算关于平面内方向的第一板状物和第二板状物之间的位置偏移信息。通过使用该信息，进行关于平面内方向的第一板状物和第二板状物之间的对准。

[0150] 下面将进行详细的说明。

[0151] 在下面的说明中，将使用石英印模作为第一板状物并使用诸如硅晶片的晶片基片作为第二板状物的情况作为例子来进行说明。但是，应当理解，根据本实施例的本发明不排除这样的板状物之外的板状物。

[0152] 图4(c)和图4(d)均是示出印模或基片的对准标记由光栅构成的构造的示意图。参考图4(c)，在第一区域610中，配置具有间距P1的第一周期性结构701(例如，突起或凹坑)，作为通过图像拾取装置待观察的印模侧对准标记。另外，参考图4(d)，在第二区域611中，配置具有间距P2的第二周期性结构702(例如，突起或凹坑)，作为通过图像拾取装置待观察的基片侧对准标记。

[0153] 下面将对下列信号处理进行说明：根据从图像拾取装置所获得的图像信息提取与第一周期性结构和第二周期性结构相对应的基础频率、提取上述莫尔条纹分量以及根据莫尔条纹分量获取位置偏移信息。

[0154] 将参考图6(a)和图6(b)来说明信号处理方法，图6(a)和图6(b)示出用于示出信号处理方法的流程图。

[0155] 图6(a)是示出不进行放大倍率校正的情况的流程图。

[0156] 参考图6(a)，在步骤S-1中获取通过单一图像拾取装置观察的第一区域A和第二区域B的图像。理想地，这两个区域可以是这样的区域：这些区域中的图像不相互重叠，但是也可以部分相互重叠，只要这两个区域包括图像所位于的不同部分即可。理想地，第一区域A和第二区域B具有相同的大小(面积)。这是因为，在许多情况下，第一区域A中的TFT(快速傅立叶变换)分析的采样数等于第二区域B中的采样数。

[0157] 在第一区域A的面积与第二区域B的面积不同的情况下，可以适当地执行这样的处理：照原样延伸外围部分的数据，以使第一区域A和第二区域B具有相同的面积。

[0158] 接着在步骤S-2中，在第一区域A中进行信号处理A，并在第二区域B中进行信号处理B。信号处理A和信号处理B均为使用低通过滤器、高通过滤器、带通过滤器、FFT过滤器、平滑过滤器、差动过滤器等的普通过滤。另外，进行增益调整，从而根据印模和基片的反射率等因素使对比度最优化。也可以省略该步骤S-2。更具体地，也可以在从相互不同的区域获得图像信息后直接执行步骤S-3中的计算。

[0159] 顺带提及的是，如在下文出现的第四实施例中所要说明的，从提高对比度的观点出发，还优选为使配置在光源侧或图像拾取装置侧的过滤器的透射波长范围根据印模和基片之间的间隙而改变。

[0160] 接着，在步骤S-3中，执行计算。可以通过进行图像的相加、图像的相乘、图像之间差的计算或使用其它函数的图像计算来执行计算。

[0161] 接着，在步骤S-4中，通过使用与步骤S-2中所使用的过滤器相似的过滤器来执行信号处理C。

[0162] 最后，在步骤S-5中，进行位置的检测。

[0163] 顺带提及的是，在通过使用不同的图像拾取装置获得关于各区域的图像数据的情况下，如将在下文出现的参考实施例中所说明的，通过使用作为参考基片的标准基片，来预先获取期望的对准完成条件的信息。

[0164] 图6(b)是示出将图6(a)中所示的情况下的步骤S-2分成步骤S-21和步骤S-22的情况的流程图，其中步骤S-21用于执行放大倍率校正，步骤S-22用于执行信号处理A和信号处理B。特别是，在压印中，印模或基片的高度是改变的。与此相一致，光学放大倍率也改变。在这样的情况下，存在这样的可能：当不进行放大倍率校正时，不能实现高精度对准。进行放大倍率校正的方法可以是这样的方法，例如，将临近的条之间的距离与其设计值相比较，并改变系数，使得该距离与该设计值相符。顺带提及的是，可以通过使用二维数据或通过将二维数据转换为一维数据，来执行步骤S-2以及随后的步骤中的信号处理。

[0165] 在该实施例中，对使用两个(第一和第二)区域的情况进行了说明，但是，也可以使用三个或更多区域。

[0166] 接着，将对在使用图4(a)所示的印模标记和图4(b)所示的基片标记的情况下的信号处理的例子进行说明。

[0167] 首先，在步骤S-1中，获取区域A和区域B的图像。在步骤S-2中，进行放大倍率校正并在区域A和区域B的每一个中均进行使用平滑过滤器的过滤，以减少噪声。另外，调整区域A和区域B的对比度。在步骤S-3中，将信号处理之后的区域A的图像和区域B的图像相加。该状态与光学重叠(叠置)情况下的状态相似。在步骤S-4中，进行使用平滑过滤器等的另一信号处理。在步骤S-5中，检测位置。

[0168] 顺带提及的是，作为信号处理的方法，还可以直接在步骤S-2中确定区域A和区域B中的标记的重心。另外，在步骤S-3中，计算重心之间的差。在步骤S-4中，不特别进行信号处理。在步骤S-5中，将该差转换成印模和基片之间的距离。对准完成的条件使得该差为零。上述方法也可以适用于本实施例。

[0169] 接着，将对在使用具有图4(c)所示的周期性结构的印模标记和具有图4(d)所示的周期性结构的基片标记的情况下的信号处理的例子，进行说明。

[0170] 首先，在步骤S-1中，获取区域A和区域B的图像。在步骤S-2中，进行放大倍率校正以及通过进行平均处理的二维数据到一维数据的转换。另外，通过使用FFT过滤器，获取周期性结构的基础频率的分量。在步骤S-3中，将所得到的值数学相乘。该相乘由下面的公式来表示。

[0171]

[0172] 在上面的公式中，δ表示位置偏移，右侧的第二项表示莫尔条纹的分量。在上面的公式中，为了简单，仅示出关于周期P2将位置偏移δ加上的情况。因此，还可以关于周期P1加上位置偏移δ。顺带提及的是，在对准中，重要的是关于两物体之间的相对位置偏移的信息。另外，还可以在获取周期性结构的基础频率的分量时利用预先确定的已知值，而不从图像信息中提取间距P1和P2。

[0173] 在步骤S-4中，通过FFT，可以将右侧简单地划分成表示低频分量的第一项和表示高频分量的第二项。结果，可以提取下面的项作为莫尔条纹的分量。

[0174]

[0175] 在步骤S-5中，提取下面的相位分量。

[0176]

[0177] 根据该相位分量，可以检测与位置相关联的δ。

[0178] 在对准(位置调整)中，在许多情况下，将完成对准的条件取为相位分量为零的时刻。

[0179] 顺带提及的是，作为光栅型标记，可以使用图18(a)和图18(b)所示的具有不同间距的光栅型标记703和704。更具体地，将这些标记相互平行地布置，并且，根据光栅的每一个基础频率生成具有相同间距的两组莫尔条纹。也可以通过使用这些莫尔条纹进行印模和基片之间的对准。在这种情况下，在基片上布置具有间距P1和P2的标记，以使它们不相互重叠，并且在印模上布置具有间距P1和P2的标记，以使它们不相互重叠。优选地，通过如图8所示的具有间距P1的基片侧光栅和具有间距P2的印模侧光栅的组合，以及印模侧光栅P1和具有间距P2的基片侧光栅的组合，来生成两组莫尔条纹。这样生成两组莫尔条纹的最大优点是，可以消除图像拾取物体和图像拾取装置之间的相对位移。生成两组莫尔条纹同样在位移的值加倍的方面也是优选的。

[0180] 顺带提及的是，如从上面的公式所理解的，相位分量与位移成比例。因此，可以线性测量印模和基片之间的位置位移。这导致通常可以线性测量两个平面之间的相对位置位移。(根据上述第六方面的)本发明还包括对于两个物体的这样的位置的测量(例如，平面内方向上的相对移动量的测量，或者各位置本身的测量)。

[0181] 位置测量方法的应用的例子可以包括用于测量工作台的位置的线性刻度。

[0182] 顺带提及的是，构造普通的盒中盒型对准标记，以在零点具有高灵敏度。因此，作为用于上述位置测量方法中的标记，上述光栅型对准标记适于线性测量。另外，测量方法中所采用的两个物体通常包括板状物。但是，并不将这两个物体特别限定为板状物，只要其配置有上述对准标记即可。例如，这两个物体可以是具有曲面的物体和板状物的组合。

[0183] 另外，在该实施例中，通过两光栅的组合来生成莫尔条纹，但是，也可以通过将具有间距P1的对准标记701的图像拾取结果在数字上乘以具有间距P2的正弦波来生成。另外，还优选为将具有间距P1的对准标记701的图像拾取结果乘以具有间距P1的正弦波，并利用过滤器提取恒定分量，以检测相位。

[0184] 顺带提及的是，下面将对本实施例中所述的信号处理中的诸如光栅图案等图案的重叠(叠置)和光学重叠(叠置)之间的本质区别进行说明。

[0185] 前一(信号处理)重叠是理想状态，而后一(光学)重叠受多次反射等的负面影响。特别是，在印模和基片具有不同的反射率的情况下，光学重叠受多次反射的负面影响。因此，根据检测算法，在两标记实际上光学重叠的情况下在测量中可能发生误差。由于该原因，如在本发明中一样，当从垂直方向观察区域时，可以通过使用相互不重叠的区域来获取理想的信号，从而导致误差较少发生。

[0186] 在本实施例中，在通过FFT过滤器从与第一周期性结构和第二周期性结构相对应的图像数据中提取第一周期性结构和第二周期性结构的基础频率的分量时，可以确定印模和基片之间的位置偏移量δ。因此，还可以在不另外执行计算(图6(a)和6(b)所示的S-3)的情况下进行位置调整。

[0187] 另外，还可以在不从通过图像拾取装置所获得的图像信息中提取周期性结构的基础频率的分量的情况下，即，通过输入作为预定信息的基础频率本身，来提取印模和基片之间的相对位置偏移信息。通过使用两个正弦函数来执行步骤S-3中的相乘，但是也可以通过利用余弦函数或其它函数来执行。

[0188] 在下文中，将参考图7至图11来说明将本实施例的对准方法应用于压印设备的情况。

[0189] 图7是示出压印设备的示意图。

[0190] 压印设备包括：光源7000(卤素灯)、图像拾取装置7010(CCD：130万像素；12位)、镜头7020(放大倍率：10；数值孔径(NA)：0.28)和用于固化可光固化树脂材料的紫外线(UV)光源7030。UV光源相对于镜头7020的光轴而倾斜。

[0191] 压印设备还包括用于容纳印模的外壳7040、配置有压印图案的印模7060、由硅等形成的晶片基片7070、防震台7080以及为了进行转移调整而分别在垂直方向、横向、纵向上可操作的一组工作台7081、7082和7083。这些工作台关于XYZ方向具有±1μm或更小的对准精度，关于θ(关于轴的旋转角度)具有±1m度或更小的精度。压印设备还包括利用压电元件的细调工作台7084。

[0192] 在压印设备中，可以在XYZ的每一方向上在200μm的范围内进行精度为1nm或更小的对准调整。另外，关于α(关于x轴的旋转轴)和β(关于y轴的旋转轴)的范围为±1000μrad或更小，θ的范围为±800μrad。

[0193] 压印设备还包括用于执行信号处理并发送控制信号的计算机7050。

[0194] 印模7060由石英形成，并预先配置有矩形或十字对准标记和具有间距P1的光栅。印模具有50nm厚的SiN表面层。对准标记具有深度为166nm的凹槽。由硅晶片形成的基片7070配置有对准标记和具有间距P2的光栅。基片的对准标记具有深度为150nm的凹槽。

[0195] 图8示出通过图像拾取装置所观察的印模侧对准标记8000(被实线包围)和基片侧对准标记8500(被点线包围)相互重叠的状态。如上所述，在图8中，印模还配置有具有间距P2的光栅。另外，基片也配置有具有间距P1的光栅。对为基片和印模各自所配置的具有间距P1和P2的光栅进行布置，使得它们不相互光学重叠。另外，在不相互重叠的位置处，确定第一区域(区)8010和第二区域(区)8510。在图8中，印模和基片之间插入作为可光固化树脂的保护层(resist)。

[0196] 图9(a)示出从图8的图像数据中提取出的第一区域8010，图9(b)示出从图8的图像数据中提取出的第二区域8050。

[0197] 参考图10，将具体说明信号处理。

[0198] 首先，从第一和第二区域选择和提取图像数据(图10中的步骤2910和2920)。

[0199] 基于这些图像数据，在如期望的那样进行放大倍率校正和二维数据到一维数据的转换之后，利用FFT(快速傅立叶变换)过滤器，提取作为正弦波的周期性结构的基础频率分量(步骤2915和2925)。如上所述，将这些正弦波数学相乘(步骤2930)。顺带提及的是，在上述公式中，以可归因为基片侧的位置的公式来表示位置偏移δ。换而言之，该公式用于在假定印模侧位置处于期望位置的基础上，执行信号处理。还可以在假定基片侧位置处于期望位置的基础上来执行计算。还可以使用分别可归因于印模侧位置和基片侧位置的位置偏移d1和d2二者，来执行计算。

[0200] 通过该计算(步骤2930)，可以获得由下列项表示的莫尔条纹的分量(步骤2940)。

[0201]

[0202] 根据该项，提取相位分量(-(2π/P2)δ)。

[0203] 图11示出莫尔条纹分量的分布，其中虚线3000表示没有异相分量的情况，实线3010表示莫尔条纹分量实际上偏移了上述相位分量3500的情况。

[0204] 可以通过相对于印模移动基片来进行位置调整(对准)，以消除相位分量偏移。

[0205] 顺带提及的是，在基片和印模偏离期望位置等于或大于莫尔条纹的周期的程度的情况下，在一些情况下不能精确地确定实际的相位偏移大小。在这些情况下，优选为首先执行利用被配置为靠近光栅的十字或矩形标记的转移调整，之后执行利用光栅的细调，以检测上述相位偏移的大小。并不必须通过使用图8所示的对准标记来进行细调，而是也可以通过合适地采用已知的方法来执行。

[0206] (第四实施例)

[0207] 根据本实施例的压印方法涉及这样的压印方法：通过使布置在基片表面上的树脂材料固化，来转印形成在印模的处理表面上的图案。

[0208] 该压印方法的特征在于，当通过图像拾取装置来观察配置到印模上的对准标记时，根据印模和基片之间的间隙或者构成对准标记的构件的厚度，控制进入图像拾取装置的光的波长。更具体地，在该压印方法中，在印模和基片之间插入将要把图案转印到其上的树脂材料。在树脂材料的折射率和印模的折射率相互接近的情况下，导致产生被称为折射率匹配(index matching)的现象，使得形成在印模上的包括突起和凹坑的对准标记消失。在实际的观察中，难以执行对印模的对准标记的观察。

[0209] 为了消除导致印模标记消失的折射率匹配，使用由高折射率材料形成的标记是有效的。

[0210] 但是，在该压印方法中，印模和基片之间的间隙可以为数十纳米到几百纳米。在这样的情况下，由于光的干涉效应，可能会降低标记的对比度，因此需要进一步改进。

[0211] 将说明用于压印的印模(尤其在对准标记部分)优选使用高折射率材料的原因。

[0212] 假定印模标记由折射率为1.45的SiO2、折射率为1.5的树脂材料和折射率为2.0的SiN组成，折射率为n1的材料和折射率为n2的材料之间的界面处的反射率R由下面的公式表示。

[0213]

[0214] 因此，SiO2和树脂材料之间的界面处的反射率R为：

[0215] R＝2.9x10-4

[0216] 该值非常小。在观察标记时，由于上面所述的折射率匹配，不易观察到标记。

[0217] 另一方面，SiN和树脂材料之间的界面处的反射率R为：

[0218] R＝2.0x10-2

[0219] 该值比SiO2和树脂材料之间的界面处的反射率大大约两个数位。这里，SiO2和空气之间的界面处的反射率R为：

[0220] R＝3.4x10-2

[0221] 如上所述，发现通过使用SiN作为印模标记的材料，可以大大改善反射率。

[0222] 顺带提及的是，在该压印方法中，印模和基片之间的间隙以及高折射率材料的膜的厚度可以为数十纳米到几百纳米。在这样的情况下，可以显著获得光干涉效应。

[0223] 图19是示出在印模标记具有包括SiO2、SiN、树脂材料(厚度(间隙)：100nm)和Si层的四层结构并且SiN层的厚度可变的情况下，波长和反射光的强度之间的关系的图。更具体地，图12示出利用四层结构的仿真结果，该四层结构包括具有无限厚度的Si层、形成在Si层上的100nm厚度的树脂材料层、形成在树脂材料层上的SiN层(厚度：20nm、50nm、
150nm)以及位于SiN层上具有无限厚度的SiO2层。

[0224] 通过使用菲涅耳反射(Fresnel reflection)模型，来进行值的计算。作为参考，采用包括三层(SiO2层/树脂材料层/Si层)的三层结构，这三层是通过从上述四层结构中省略掉SiN层而制备的。

[0225] 所形成的观察标记时的对比度更好，并且包括SiN层的四层结构和缺少SiN层的三层(参考)结构之间具有较大的差异。

[0226] 例如，在波长为600nm时，当SiN层具有厚度50nm时反射光的强度为0.27，当SiN层具有厚度150nm时反射光的强度为0.11。参考结构在波长为400-800nm时所提供的反射光强度为0.11，使得波长为600nm时的对比度以150nm、20nm和50nm的SiN层厚度的顺序而增大。在波长为800nm时，对比度以20nm、50nm和150nm(SiN层厚度)的顺序而增大。另外，在波长为400nm时，对比度在SiN层厚度为20nm时为最高。

[0227] 图20是示出在印模标记具有包括SiO2、SiN(厚度：50nm)、树脂材料和Si层的四层结构并且作为间隙层的树脂材料层的厚度可变的情况下，波长和反射光的强度之间的关系的图。更具体地，厚度(间隙)的值为50nm、100nm和200nm。

[0228] 当比较波长为600nm时的反射光强度时，对于100nm的间隙(树脂材料层厚度)强度值为0.273，对于50nm的间隙强度值为0.099，对于200nm的间隙强度值为0.033。由于在波长为400-800nm时参考结构的强度为0.11(图19)，所以波长为600nm时的对比度以50nm、200nm和100nm的间隙的顺序而增大。波长为500nm时的对比度以200nm、50nm和100nm的间隙的顺序而增大。另外，波长为800nm时的对比度以100nm、50nm和200nm的间隙的顺序而增大。

[0229] 如上所述，在SiN层厚度或间隙(树脂材料层厚度)为数十纳米到几百纳米(从用于观察的光的波长的一部分到用于观察的光的波长的几倍)的情况下，反射率根据波长而改变。由于该原因，需要根据SiN层厚度或间隙来控制进入图像拾取装置的光的波长。

[0230] 顺带提及的是，当进入图像拾取装置的光的光谱在400-800nm范围内时，利用该范围内的光谱的平均值和参考值(强度：0.11)之间的差，来确定对比度。

[0231] 接着，将说明对准方法。

[0232] 在对准中，通过增大印模标记的对比度来提高对准的精度。将说明在使印模和基片相互靠近的同时进行对准的情况下对标记的观察波长。在这种情况下SiN层具有50nm的厚度。当间隙为200nm时，在400-450nm的波长下观察标记。当在进一步接近的状态下间隙为100nm时，在500-550nm的波长下观察标记。当在又进一步接近的状态下间隙为50nm时，在400-450nm的波长下观察标记。即使在间隙为另外的值时，也在最佳波长下观察标记。

[0233] 用于选择波长的方法可以是使用彩色滤光器的方法，或者使用多个激光束的方法。可以将彩色滤光器置于照明光学系统侧或图像拾取装置侧。

[0234] 在本发明的优选实施例中，将该实施例的上述构造包含在第一至第三实施例所述的构造中。

[0235] 例如，在上述第一至第三实施例中，在通过波长过滤器将光学信息输入到图像拾取装置中的情况下，通过根据间隙改变波长过滤器的透射波长范围，可以总是获得具有高对比度的图像的信息。另外，在用于通过固化基片表面的树脂材料来转印形成在印模处理表面上的图案的压印设备中，优选为该设备包括用于观察印模的图像拾取装置和用于根据印模和基片之间的间隙来控制进入图像拾取装置的光的波长的部件。用于控制波长的部件由彩色滤光器或多个光源(能够输出多个波长的光通量)构成。

[0236] (其它实施例)

[0237] 在本发明中，可以采用下列构造。

[0238] 更具体地，可以采用这样的构造：在该构造中，使用用于观察印模的处理表面处的第一目标位置和位于比处理表面更接近待处理构件的部分处的第二目标位置的光学系统，并且通过使用用于识别第一图像拾取装置和第二图像拾取装置之间的观察位置的相对关系(或观察位置的差异)的部件，来进行印模和待处理构件之间的对准，其中，第一图像拾取装置用于观察第一目标位置，第二图像拾取装置用于观察第三目标位置。在这种情况下，可以采用这样的构造：在该构造中，使用参考基片作为用于识别观察位置的差异的部件。另外，可以采用这样的构造：在该构造中，通过将通过第一图像拾取装置和第二图像拾取装置预先获得的数据与通过第一图像拾取装置和第二图像拾取装置(当前)获得的数据进行比较，来进行印模和待处理构件之间的对准。另外，还可以采用这样的构造：在该构造中，通过比较第一图像拾取装置和第二图像拾取装置的图像拾取区域中的几个区域中的各区域，来进行印模和待处理构件之间的对准。

[0239] 另外，为了实现通过上述图案转印的处理方法，可以采用下列构造。

[0240] 在该处理方法中，使用用于观察印模的处理表面处的第一目标位置和位于相对于印模的处理表面更靠近待处理构件的部分处的第二目标位置的光学系统。可以构造该处理方法，以使得通过使用用于识别第一图像拾取装置和第二图像拾取装置之间的观察位置的相对关系(或观察位置的差异)的部件，来进行印模和待处理构件之间的对准，其中，第一图像拾取装置用于观察第一目标位置，第二图像拾取装置用于观察第二目标位置。在这种情况下，可以采用这样的构造：在该构造中，使用参考基片作为用于识别观察位置的差异的部件。另外，可以采用这样的构造：在该构造中，该处理方法包括用于通过参考基片来识别观察位置的差异的步骤，以及用于进行待处理构件和位于第二目标位置处的印模之间的对准的步骤。另外，可以采用这样的构造：在该构造中，通过将由第一和第二图像拾取装置预先获得的数据与由第一和第二图像拾取装置(当前)获得的数据进行比较，来进行印模和待处理构件之间的对准。另外，可以采用这样的构造：在该构造中，该处理方法包括从通过第一图像拾取装置所获得的图像中选择多个区域的步骤，在所述多个区域中的每一个中进行第一信号处理的步骤，以及基于第一信号处理的结果进行第二信号处理的步骤。另外，可以采用这样的构造：在该构造中，重叠或叠置通过使用上面所述的作为对准标记的具有不同间距的光栅由第一和第二图像拾取装置所获得的数据，使这些数据经历信号处理，以生成莫尔条纹，并利用所生成的莫尔条纹。

[0241] 在本发明的上述实施例中，通过使用用于同轴地观察印模和基片的两个(第一和第二)目标位置的光学系统，利用参考基片，来测量或确定位于两个目标位置处的各图像拾取范围之间的相对位置关系。通过利用测量结果，可以进行印模和基片之间的对准。结果，可以在分离状态下进行印模和基片之间的对准，使得可以在不对印模和基片进行图像拾取的情况下来进行印模和基片之间的对准。另外，通过将印模标记和基片标记布置为从法向方向看时处于不同的区域中，不会发生印模标记和基片标记之间的干涉。结果，信号处理变得容易。

[0242] 另外，还可以如下面那样构造根据本发明的图案转印设备。这里，该设备是指用于将形成在印模上的压印图案转印到基片上或基片和印模之间插入的树脂材料上的图案转印设备。该图案转印设备包括用于获取第一景深处的图像的第一图像拾取部和用于获取第二景深处的图像的第二图像拾取部。将配置到印模上的第一对准标记和配置到基片上的第二对准印模布置在第一景深之内，并通过第一图像拾取部进行观察，以获得第一图像。另外，将配置到印模或基片上的第三标记布置在第二景深之内，并通过第二图像拾取部进行观察，以获得第二图像。构造图案转印设备，以通过使用第一图像和第二图像来获得第一图像拾取部和第二图像拾取部之间的观察范围的差异信息。第三对准标记可以与第一对准标记或第二对准标记相同，或者不同。

[0243] 另外，还可以在将印模的对准标记置于第一景深之内，而将基片的对准标记置于第二景深之内的状态下，在平面内方向上进行标记和基片(将把压印图案转印到该基片上)之间的对准。还可以在将印模的对准标记置于第二景深之内，而将基片的对准标记置于第一景深之内的状态下，在平面内方向上进行印模和基片之间的对准。

[0244] (参考实施例)

[0245] 下面，将参考附图来说明适用于本发明的几个参考实施例。

[0246] (参考实施例1)

[0247] 在参考实施例1中，将说明本发明中的印模和基片的对准方法。

[0248] 图12(a)至12(d)是示出本参考实施例中的使用参考基片的印模和基片的对准方法的示意图。

[0249] 参考图12(a)至12(d)，附图标记101表示第一目标位置，附图标记102表示第二目标位置，附图标记103表示印模，附图标记104表示印模标记。另外，附图标记110表示参考基片，附图标记111表示参考基片标记，附图标记112表示基片，附图标记113表示基片标记。

[0250] 在本参考实施例的对准方法中，使用用于观察印模103的处理表面处的第一目标位置101和关于处理表面位于基片112侧的第二目标位置102的光学系统。通过该光学系统，可同时观察印模标记104和基片标记113。

[0251] 第一目标位置和第二目标位置间隔开，例如几纳米或更多，使得即使基片在平行于处理表面的平面内方向上以高速移动时，印模和基片也处于非接触的位置关系。

[0252] 在图12(a)至图12(d)的各图中，中心视图示出第一目标位置101处的第一观察范围106。另外，右手侧视图示出第三目标位置102处的第二观察范围107。第一观察范围106包括作为用于图像拾取的部分的第一图像拾取范围108，第二观察范围107包括作为用于图像拾取的部分的第二图像拾取范围109。另外，左手侧视图示出沿着诸如图12(a)的中心视图中所示的AA′线的垂直平分线所得到的印模103和参考基片110或基片112的截面部分。

[0253] 一般地，以纳米级的精度同轴地布置用于观察这两个(第一和第二)目标位置的图像拾取装置是不容易的，使得产生第一观察范围和第二观察范围之间的中心位置的差异。另外，也导致产生各观察范围与相关联的图像拾取范围之间的中心位置的差异。另外，第一观察范围和印模标记之间存在中心位置的差异。最终要相互对准的物体是印模和基片，因此在本参考实施例中基片标记的中心与印模标记的中心对准。为了说明的简便，假定第一观察范围和第一图像拾取范围相互一致，第二观察范围和第二图像拾取范围相互一致。即使在做了该假定时，说明也不失其一般性。另外，为了说明的简便，假定第一观察范围和第二观察范围的中心位置仅在y方向上有偏差。将从第二目标位置朝向第一目标位置的方向作为z方向的正方向。

[0254] 将简要说明本参考实施例的对准方法。在该对准方法中，参考基片110用于印模和基片之间的对准。

[0255] 该对准方法的过程如下所示。

[0256] (1)通过使用平面内移动机构，在第一目标位置处将印模和参考基片对准(图12(a))。

[0257] (2)在z方向的负方向上移动参考基片，在第二目标位置处构成并获取参考基片的图像(图12(b))。

[0258] (3)在第二目标位置处，通过使用平面内移动机构将所观察到的图像和基片对准(图12(c))。

[0259] (4)仅通过在z方向的正方向上移动基片，使基片在第一目标位置处与印模对准(图12(d))。

[0260] 在这样将预定图案反复地转印到同一基片上的多个点处的分步重复的方法中，可以仅在基片上的第一点处进行对准。之后，可以以平面内移动机构的精度(亚纳米级)进行反复转印。

[0261] 接着，将进行详细的说明。

[0262] 为了在第一目标位置处使基片标记与期望位置相对准，必须确定与第一目标位置处的期望位置相对应的、基片标记应当布置在第二目标位置处的位置。例如，仅在替换印模期间，执行该操作。图12(a)示出使参考基片标记111在第一目标位置101处与印模标记相对应的状态。该状态以下列方式来实现。假定印模标记104位于第一图像拾取范围的中心，基片布置在基片支撑部处，并也可以通过使用平面内移动机构来使参考基片标记111的中心与印模标记104(的中心)相对应。可以通过使用平面内移动机构以纳米级的精度来进行此时的对准(位置调整)。在对准期间，并不特别需要使用第二目标位置102处的图像。

[0263] 接着，如图12(b)所示，通过使用基片提升和降低机构，在z方向的负方向上移动参考基片，使得参考基片标记111到达第二目标位置102。在该移动期间，参考基片在xy方向上不偏移。在所形成的状态下，在第二目标位置102处观察参考基片标记111，拾取并存储该状态下的图像。此时，并不特别需要使用第一目标位置101处的图像。

[0264] 接着，将参考图12(c)和12(d)来说明印模和基片之间的对准方法。每当布置(或放置)新的基片时执行该操作。

[0265] 如图12(c)所示，通过平面内移动机构，将支撑基片112的基片支撑部置于与印模103相对的指定位置(称为“F1-1”)处。这时，在第二目标位置102处观察基片标记113。
然后，进行对准，使得通过使用平面内移动机构，使基片标记113的中心与图12(b)中所示的在第二目标位置102处所观察到的参考基片标记111的中心相对准。由于以分离的状态放置印模和基片，因此可以以高速进行该对准。存储此时的基片支撑部的指定位置(F1-1)与对准完成后基片支撑部的指定位置(称为“S1-1”)之间的差异(称为“E1-1”)。在这种情况下，并不特别必须使用第一目标位置101处的图像。

[0266] 接着，如图12(d)所示，沿z方向的正方向升高基片112，使得基片112位于第一目标位置101处。此时，印模和基片基本上处于对准完成的状态下。之后，在假定对于随后的向同一基片上的转印存在差异(偏移)(E1-1)的基础上，通过设置指定位置，进行压印。在这种情况下，并不特别必须使用第二目标位置102处的图像。

[0267] 在印模和基片相互偏离，并且位于容许范围之外的情况下，还可以进行印模和基片之间的进一步的对准。例如，在由于印模和基片之间通过树脂材料相接触而导致施加于其上的应力，从而导致印模和基片的位置相互偏离的情况下，可能需要该操作。在发生印模和基片之间的位置偏移的情况下，不管基片的位置如何，当印模和基片之间的偏移量相同时，执行下列处理。更具体地，存储那时的基片支撑部的指定位置(F1-1)与对准完成时基片支撑部的位置(称为“S1-2”)之间的差异(称为“E1-2”)。在这种情况下，如图1(c)所示，已经在第二目标位置处进行了对准，因此差异(E1-2)的值不大。之后，在假定对于随后的对同一基片上的转印存在差异(偏移)(E1-2)的基础上，通过设置指定位置，进行压印。

[0268] 在基片的某点处，基于印模和基片之间的位置偏移信息，对基片的整个表面进行上述对准。但是，也可以在基片的整个表面处，基于对准之前所获得的位置偏移信息，进行印模和基片之间的对准。

[0269] 接着，将参考示出参考基片的构造的图13(a)至图13(c)，来说明本参考实施例中所使用的参考基片的构造。

[0270] 作为参考基片，也可以使用将把压印图案转印到其上的基片本身。但是，在这种情况下，存在这样的顾虑：在处理期间可能会发生基片的变形，并且各个基片之间存在差异。由于该原因，期望使用稳定的参考基片。

[0271] 图13(a)所示的参考基片201具有正方形形状，并且被构造为使得大小等于印模的图案面积的区域202位于参考基片201上，并且四个参考基片标记203位于区域202的四个角落处。

[0272] 图13(b)所示的参考基片204具有圆形形状，并被构造为大小等于将把压印图案转印到其上的基片的大小。在参考基片204上，存在图案区域205和图案区域206，在图案区域205中配置有参考基片标记，在图案区域206中没有配置参考基片标记。在该构造中，可以在配置有参考基片标记的几个位置处进行位置偏移的校正。

[0273] 图13(c)所示的参考基片207由将把压印图案转印到其上的基片本身构成。在这种情况下，可以在图案区域中的所有位置处或图13(b)所示的几个位置处进行校正。

[0274] 接着，将参考示出光学系统的构成的图14，来说明本参考实施例中所使用的用于测量的光学系统。

[0275] 在本参考实施例中的光学系统中，从光源301所发出的光经过照明光学系统302、第一分光器303、第一成像光学系统304，到达印模309和基片312。被印模309和基片312反射的光经过第一成像光学系统304、第一分光器303、第二成像光学系统306和第二分光器305，在第一图像拾取装置307和第二图像拾取装置308上成像。在本参考实施例中，印模标记310作为图像形成在第一图像拾取装置307上，第二标记311作为图像形成在第二图像拾取装置308上。第一目标位置313的图像形成在第一图像拾取装置307上，第二目标位置314的图像形成在第二图像拾取装置308上。

[0276] 接着，将参考示出参考实施例1中的处理设备的构造例的图15，来说明本参考实施例中所使用的组成图案转印设备的处理设备，该图案转印设备用于将形成在印模上的压印图案转印到基片或基片和印模之间插入的树脂材料上。

[0277] 参考图15，处理设备包括曝光光源401、镜筒(body tube)402、印模支撑部403、基片支撑部404、基片提升和降低机构(z方向)405、平面内移动机构(xy方向)406、图14所示的用于测量的光学系统、图像拾取装置408以及分析机构409。

[0278] 印模支撑部403根据真空夹持方法等进行对印模411的夹持。基片412可通过平面内移动机构406移动到期望的位置。另外，通过基片提升和降低机构405，可以进行基片412的高度的调整和压力的施加。平面内移动机构406和基片提升和降低机构405以亚纳米级的控制精度，通过干涉仪等，来进行距离的测量。通过压印控制机构410来进行对基片的位置移动、压力的施加、曝光等的控制。

[0279] (参考实施例2)

[0280] 在参考实施例2中，将说明不同于参考实施例1的对准方法的印模和基片之间的对准方法。

[0281] 在本参考实施例中，将省略对与图12(a)至图12(d)相同的对准方法的说明，而仅对其不同的构造进行说明。

[0282] 图16(a)至图16(c)包括示出印模502和基片513之间的对准方法的示意图。

[0283] 在本参考实施例中，在参考基片505的两表面处分别布置第一参考基片标记506和第二参考基片标记504。另外，使参考基片505的光学厚度等于第一目标位置501和第二目标位置503之间的距离。基于这些特征，可以如下所述一次确定在第二目标位置处基片标记应当移动到的位置，以使在第一目标位置处基片标记与印模标记的期望位置对准。

[0284] 图16(a)包括示出参考基片505的第一参考基片标记506位于第一目标位置501处的情况的示意图。另外，第二参考基片标记504位于第二目标位置503处。第一参考基片标记506位于配置在第一观察区域509中的第一图像拾取区域510中。另外，第二参考基片标记504位于配置在第二观察区域511中的第二图像拾取区域512中。附图标记508表示第一图像拾取范围510和第二图像拾取范围512中的中心位置之间的差异。

[0285] 首先，将参考基片505置于基片支撑部(未示出)上，基于印模标记507，通过平面内移动机构，在第一目标位置501处进行第一参考基片标记506的对准(位置调整)。更具体地，例如，进行对准，使得第一参考基片标记507的中心和印模标记506的中心相互一致。此时，在第二目标位置503处，定位第二参考基片标记504，并存储其图像。

[0286] 之后，将参考基片505从基片支撑部移除。

[0287] 接着将说明基片的对准方法。该方法与参考实施例1中的方法基本上相同。

[0288] 更具体地，如图16(b)所示，通过平面内移动机构，使支撑基片的基片支撑部位于与印模相对的指定位置(称为“F2-1”)。此时，在第二目标位置处观察第一基片标记514和第二基片标记515。然后，进行对准，使得通过使用平面内移动机构，使第一基片标记514的中心与图16(a)所示的在第二目标位置503处所观察到的参考基片标记504的中心对准。存储此时的基片支撑部的指定位置(F2-1)与对准完成后基片支撑部的指定位置(称为“S2-1”)之间的差异(称为“E2-1”)。

[0289] 图16(c)示出升高支撑基片的基片支撑部，使得第一基片标记514和第二基片标记515位于第一目标位置501处的状态。在该状态下，普通地完成印模和基片之间的对准。之后，在假定对于到同一基片上的随后的转印存在差异(偏差)(E2-1)的基础上，通过设置指定位置，进行压印。

[0290] 在印模和基片相互偏离并位于容许范围之外的情况下，与参考实施例1相似，通过使用平面内移动机构，基于图16(c)所示的第一目标位置501处的印模标记507，使第二基片标记515位置对准。在这种情况下，已经进行了图16(b)所示的第二目标位置503处的对准，因此位置偏移的程度不大。存储基片支撑部的指定位置(F2-1)与对准完成时的基片支撑部的位置(称为“S2-2”)之间的差异(称为“E2-2”)。之后，在假定对于到同一基片上的随后的转印存在差异(偏差)(E2-2)的基础上，通过设置指定位置，进行压印。

[0291] (参考实施例3)

[0292] 在参考实施例3中，将对在图像处理方法上不同于参考实施例1的对准方法的印模和基片之间的对准方法进行说明。

[0293] 在本参考实施例中，将省略对与图12(a)至图12(d)相同的对准方法的说明，而仅对其不同的构造进行说明。

[0294] 图17(a)至图17(c)包括示出本参考实施例中的图像处理方法的示意图。

[0295] 首先，将说明在第一目标位置601处观察参考基片613的情况。图17(a)示出参考基片613的参考基片标记614位于第一目标位置601处的状态。在该参考实施例中，在第一图像拾取范围605的第一图像拾取区域608中，基于印模标记604，将第一区域A 610指定为包括印模602的印模标记604的区域。之后，在相邻区域之间具有一定距离(间隔)的情况下，指定第一区域B 611和第一区域C 613。通过使用平面内移动机构进行移动，关于第一区域C 613对参考基片标记614进行位置调整。此时，例如，通过进行信号处理，使得从图像中选择或提取第一区域A 610和第一区域C 612，对所提取的各图像进行对比度调整，并叠置所提取的两个图像，第一区域C位于期望的位置。在完成参考基片标记604和第一区域C 612之间的对准之后，通过基片提升和降低机构将参考基片613降低到第二目标位置603处，其中，在该第二目标位置603处参考基片标记604被观察。附图标记606表示第一图像拾取范围608和第二图像拾取范围609的中心位置之间的差异。图17(b)示出参考基片613的参考基片标记604位于第二目标位置603处的状态。在该状态下，在第二图像拾取范围607中的第二图像拾取区域609中，基于参考基片标记604指定第二区域C617，以使第二区域C 617包括参考基片标记604。之后，在相邻区域之间具有一定距离(间隔)的情况下，指定第二区域B 616和第二区域A 615。之后，将参考基片505从基片支撑部移除。

[0296] 接着，将说明基片的对准方法。图17(c)包括示出在第二目标位置603处观察基片618的情况的图。

[0297] 更具体地，如图17(c)所示，通过平面内移动机构，使支撑基片的基片支撑部位于与印模相对的指定位置(称为“F3-1”)处。此时，在第二目标位置处观察基片标记619。在这种状态下，从图像中选择或提取第二区域B 616，并将其叠置到在参考图17(b)所述的操作中所获得的第二区域C 617的图像上，以进行位置调整。由于此时印模和基片之间没有产生接触，因此可以以高速执行该位置调整。顺带提及的是，使各图像预先经历诸如对比度调整等的信号处理。

[0298] 接着，将对在第一目标位置601处观察基片618的情况进行说明。

[0299] 图17(d)示出通过提升和降低机构在z方向的正方向上升高基片618，以使基片标记619位于第一目标位置601处的状态。在该状态下，普通地完成印模602和基片618之间的对准，使得所形成的位置偏差被期望为容许范围之内的水平。存储此时的基片支撑部的指定位置(F3-1)与对准完成后基片支撑部的指定位置(称为“S3-1”)之间的差异(称为“E3-1”)。之后，在假定对于到同一基片上的随后的转印存在差异(偏差)(E3-1)的基础上，通过设置预定位置，进行压印。

[0300] 在印模和基片相互偏离并位于容许范围之外的情况下，与参考实施例1相似，在第一目标位置601处最终进行印模602和基片618之间的对准。在这种情况下，已经进行了图17(c)所示的第二目标位置603处的对准，使得位置偏差的程度不大。存储基片支撑部的指定位置(F3-1)与对准完成时的基片支撑部的位置(称为“S3-2”)之间的差异(称为“E3-2”)。之后，在假定对于到同一基片上的随后的转印存在差异(偏差)(E3-2)的基础上，通过设置指定位置，进行压印。

[0301] 如上所述，在图像拾取装置的图像拾取区域中使用不同的区域的效果是，印模和基片的反射率相互不同，因此可以对印模的图像和基片的图像独立地进行信号处理，以便于增大对准精度。另外，由于印模和基片并不相互垂直重叠，因此并不必须考虑相互干涉的影响，从而使得可以增大标记的自由度。

[0302] 接着，将对通过图像处理而生成标记中的莫尔条纹、从而进行高精度对准的方法进行说明。

[0303] 图18(a)至18(f)是示出参考实施例3中在通过图像处理莫尔条纹进行对准时所使用的对准标记的示意图。

[0304] 图18(a)示出包括具有间距P1的条图案701和具有间距P2的条图案702的第一标记。图18(b)示出包括具有间距P1的条图案701和具有间距P2的条图案的第二标记，其中条图案701和702具有与图18(a)所示的第一标记中的条图案701和702相反的布置。通过相互重叠第一标记和第二标记，形成如图18(c)所示的合成图像706。在该合成图像
706中，左手侧和右手侧的莫尔条纹相互同相。图18(c)示出完成了标记和基片之间的对准的状态。

[0305] 顺带提及的是，在没有完成标记和基片之间的对准的状态下，左手侧和右手侧的莫尔条纹相互不同相。莫尔条纹具有等于由下面的公式表示的间距PM的周期。

[0306]

[0307] 如上所述，在不使用光学放大的情况下，印模和基片之间的位置偏差被增大。

[0308] 然后，如图18(d)所示布置莫尔条纹，以构成用于XYθ测量的第一标记709，其中，第一标记709包括第一区域710、第二区域711、第三区域712、第四区域713、具有间距P3的图案707以及具有间距P4的图案708。另外，如图18(e)所示布置莫尔条纹，以构成用于XYθ测量的第二标记714，其中，第二标记714包括第一至第四区域710-713以及被布置为与图18(d)的图案707和708相反的图案707和708。关于图18(d)所示的第一标记709和图18(e)所示的第二标记714，可以在第一区域710和第三区域712中进行y方向和θ的对准，在第二区域711和第四区域713中进行x方向和θ的对准。图18(f)示出对准完成之后的包括用于XYθ测量的莫尔条纹715的用于XYθ测量的合成图像716。

[0309] 可以在半导体、诸如光子晶体等的光学装置以及诸如μ-TAS的生物芯片等的制造技术等中，使用根据本发明的上述设备和方法。

[0310] 工业实用性

[0311] 如上所述，根据本发明，可以提供解决了传统对准方法中的上述问题的对准方法、压印方法、对准设备、压印设备和位置测量方法。

[0312] 虽然已经参考这里所公开的结构对本发明进行了说明，但是，本发明并不限于所提出的细节，并且本申请意图覆盖为了改进而进行的修改或改变，或者所附权利要求的范围。