JP6818522B2 - Imprint equipment and article manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、インプリント装置、および物品製造方法に関する。 The present invention relates to an imprinting apparatus and a method for manufacturing an article.

例えば数ナノメートルオーダーの微細なパターンを基板上に形成するインプリント装置が知られている。インプリント装置は、基板上のインプリント材に型を接触させてパターンを形成する。基板上の領域(インプリント領域またはショット領域)とパターンとの間の正確な重ね合わせのため、インプリント装置は、当該領域と型との正確なアライメントを要する。特許文献1は、ステージの位置を検出するエンコーダと、型と基板との間の相対位置を得るための光学システムとを用いて型と基板とのアライメントを行うインプリント装置を開示している。 For example, an imprint device for forming a fine pattern on the order of several nanometers on a substrate is known. The imprint device forms a pattern by bringing the mold into contact with the imprint material on the substrate. For accurate superposition between the area on the substrate (imprint area or shot area) and the pattern, the imprinting device requires accurate alignment of the area with the mold. Patent Document 1 discloses an imprint device that aligns a mold and a substrate by using an encoder for detecting the position of a stage and an optical system for obtaining a relative position between the mold and the substrate.

特表2012−507173Special table 2012-507173

インプリント装置は、エンコーダによる基板ステージの制御の周波数帯域に対して、型とそれを支持する部材とを含む系の固有振動数が比較的または相対的に高い場合、床振動等の外乱振動によって型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。特許文献1は、エンコーダを使用せず、光学システムを使用して型と基板とのアライメントを行いうることを開示している。そのようなアライメントにおいて基板ステージの広帯域での位置決め制御を行えば、上述のような外乱振動による型と基板との間の大きな相対変位を低減するのに有利となりうる。しかし、インプリント材は、接触している型と基板との間の相対位置の変化により弾性が変化する非線形な特性を呈しうる。そのような特性を呈する場合、上述のような基板ステージの広帯域での位置決め制御を行うと、当該非線形性により基板ステージ(の制御系)が発振しうる。 When the natural frequency of the system including the mold and the member supporting it is relatively or relatively high with respect to the frequency band controlled by the board stage by the encoder, the imprint device is subjected to disturbance vibration such as floor vibration. Large relative displacements can occur between the mold and the substrate. Patent Document 1 discloses that the mold and the substrate can be aligned by using an optical system without using an encoder. Performing wideband positioning control of the substrate stage in such alignment can be advantageous in reducing the large relative displacement between the mold and the substrate due to the above-mentioned disturbance vibration. However, the imprint material can exhibit a non-linear property in which the elasticity changes due to a change in the relative position between the contacting mold and the substrate. In the case of exhibiting such characteristics, if the positioning control of the substrate stage in a wide band as described above is performed, the substrate stage (control system) can oscillate due to the non-linearity.

本発明は、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is, for example, to provide an imprinting apparatus which is advantageous in terms of robustness of alignment between a mold and a substrate.

本発明の一つの側面は、基板上のインプリント材への型の接触により前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記基板および前記型のうち一方を保持する保持部と、
前記保持部を移動させる駆動部と、
前記保持部の位置を計測する第1計測部と、
前記基板と前記型との間の位置ずれ量を計測する第2計測部と、
を含む制御系を有し、
前記制御系は、前記接触中において前記位置ずれ量が閾値を超える第1期間は、前記第1計測部の出力と第1目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第1制御と、前記第2計測部の出力と第2目標値とに基づいて前記第1目標値に加えるオフセット値を制御する第2制御とを行うように、かつ前記接触中において前記位置ずれ量が前記閾値以下となる第2期間は、前記第1制御および前記第2制御を行うのに替えて、前記第2計測部の出力と前記第2目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第3制御を行うように構成されていることを特徴とするインプリント装置である。
One aspect of the present invention is an imprinting apparatus that forms a pattern on the substrate by contacting a mold with the imprinting material on the substrate.
A holding portion that holds one of the substrate and the mold,
A drive unit that moves the holding unit and
The first measuring unit that measures the position of the holding unit and
A second measuring unit that measures the amount of misalignment between the substrate and the mold,
Has a control system including
The control system includes the first control that controls the drive unit based on the output of the first measurement unit and the first target value during the first period in which the displacement amount exceeds the threshold value during the contact. The second control for controlling the offset value to be added to the first target value based on the output of the second measurement unit and the second target value is performed, and the misalignment amount is equal to or less than the threshold value during the contact. In the second period, instead of performing the first control and the second control, a third control for controlling the drive unit is performed based on the output of the second measurement unit and the second target value. It is an imprinting apparatus characterized by being configured as described above.

本発明によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprinting apparatus which is advantageous in terms of robustness of alignment between a mold and a substrate.

実施形態1に係るインプリント装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the imprint apparatus which concerns on Embodiment 1. 実施形態1に係るインプリント装置の変形例を示す図The figure which shows the modification of the imprint apparatus which concerns on Embodiment 1. 実施形態2に係るインプリント装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the imprint apparatus which concerns on Embodiment 2. 実施形態2に係るインプリント装置の変形例を示す図The figure which shows the modification of the imprint apparatus which concerns on Embodiment 2. 物品製造方法に係る実施形態を例示する図The figure which illustrates the embodiment which concerns on the article manufacturing method.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための全図を通して、原則として(断りのない限り)、同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In principle (unless otherwise noted), the same members and the like are designated by the same reference numerals throughout the drawings for explaining the embodiments, and the repeated description thereof will be omitted.

〔実施形態1〕
本実施形態に係るインプリント装置1aについて説明する。図1は、実施形態1に係るインプリント装置の構成例を示す図である。インプリント装置1aは、物品としての半導体デバイスなどの製造に使用され、基板10上のインプリント材14をモールド8(型)で成形して基板10にパターンを形成する装置である。ここでは、インプリント材14は、光硬化樹脂(紫外線硬化樹脂等)とし、光硬化法(紫外線硬化法等)を適用したインプリント装置について説明するが、インプリント材の硬化法は、それには限定されない。なお、インプリント材に光を照射する照射部2の光軸7に平行にZ軸をとり、Z軸に垂直な平面内に互いに直交するX軸およびY軸をとるものとする。インプリント装置1aは、本体構造体27と、光照射部2と、モールドステージ15(保持部または型保持部)と、基板ステージ4(基板保持部)と、供給部5(ディスペンサ)と、スコープ6(第2計測部)とを含みうる。本体構造体27は、マウント29を介して床100(またはペデスタル)に支持されている。ここで、保持部は、モールド(型)を保持するものとしたが、型および基板のうち一方を保持するものとしうる。なお、基板を保持する保持部(基板保持部)を含む制御系の構成例(課題を解決するための構成例)は、実施形態2で述べる。
[Embodiment 1]
The imprint device 1a according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an imprint device according to the first embodiment. The imprint device 1a is a device used for manufacturing a semiconductor device or the like as an article, and forms an imprint material 14 on a substrate 10 with a mold 8 (mold) to form a pattern on the substrate 10. Here, the imprint material 14 is a photocurable resin (ultraviolet curable resin, etc.), and an imprint device to which a photocuring method (ultraviolet curable method, etc.) is applied will be described. Not limited. It is assumed that the Z axis is taken parallel to the optical axis 7 of the irradiation unit 2 that irradiates the imprint material with light, and the X axis and the Y axis that are orthogonal to each other are taken in a plane perpendicular to the Z axis. The imprint device 1a includes a main body structure 27, a light irradiation unit 2, a mold stage 15 (holding unit or mold holding unit), a substrate stage 4 (board holding unit), a supply unit 5 (dispenser), and a scope. 6 (second measuring unit) may be included. The main body structure 27 is supported by the floor 100 (or pedestal) via the mount 29. Here, the holding portion is intended to hold the mold, but may hold one of the mold and the substrate. A configuration example of the control system (configuration example for solving the problem) including the holding portion (board holding portion) for holding the substrate will be described in the second embodiment.

光照射部2は、モールド8を介してインプリント材14に光9(紫外線等)を照射する。光照射部2は、光源と、当該光源からの光9をインプリント材14に照射するための光学素子とを含む。モールド8は、外形を矩形としうる。モールド8は、基板10に対向する面に、例えば回路を形成するためのパターンなどの基板に形成すべきパターンに対応したパターンを有するパターン部8a(メサ部)を含む。モールド8は、光9を透過しうる材質で構成され、例えば石英としうる。モールド8は、後述するようにパターン部8aを基板10に向かって凸に変形させるため、基板10とは反対側にキャビティ(凹部)が形成された形状としうる。 The light irradiation unit 2 irradiates the imprint material 14 with light 9 (ultraviolet rays or the like) via the mold 8. The light irradiation unit 2 includes a light source and an optical element for irradiating the imprint material 14 with light 9 from the light source. The outer shape of the mold 8 may be rectangular. The mold 8 includes a pattern portion 8a (mesa portion) having a pattern corresponding to a pattern to be formed on the substrate, such as a pattern for forming a circuit, on a surface facing the substrate 10. The mold 8 is made of a material capable of transmitting light 9, and may be quartz, for example. Since the mold 8 deforms the pattern portion 8a convexly toward the substrate 10 as described later, the mold 8 may have a shape in which a cavity (recess) is formed on the opposite side of the substrate 10.

モールドステージ15は、モールド8を保持するためのモールドチャック11を有し、モールド駆動部12を介して本体構造体27に支持されている。モールド駆動部12は、モールドチャック11とともにモールド8を移動させることができる。モールド駆動部12aは、基板10上のインプリント材14へのモールド8の接触(押型)またはインプリント材14からのモールド8の引き離し(離型)を選択的に行えるように構成されている。よって、モールド駆動部12aは、例えば、モールド8のZ軸方向の移動、θx軸方向の移動(X軸周りの回転)、θy軸方向の移動(Y軸周りの回転)を行いうる。モールド駆動部12aに採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたはエアシリンダである。また、モールド駆動部12bは、モールド8と基板10との間の位置合わせを行うため、モールドチャック11を、例えば、X軸方向、Y軸方向、およびθz軸方向(Z軸周り)に移動しうる。このモールド駆動部12bに採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたはボイスコイルモータである。モールド駆動部12bの構成は、後述する。モールドチャック11は、モールド8の外周に沿った領域を、例えば真空吸着力や静電力により、引き付けてモールド8を保持する。モールドチャック11が真空吸着力によりモールド8を保持する場合、モールドチャック11は、不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプによる真空吸着力のON/OFFにより、モールド8の着脱(着/脱)を切り替えうる。また、モールドチャック11は、光照射部2からの光9で基板10上のインプリント材14を照射できるよう、開口領域13が形成されている。開口領域13には、開口領域13の少なくとも一部とモールド8とで囲まれた空間を密閉するための光透過部材(例えばガラス板)が設置され、当該空間内の圧力は、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整部により調整されうる。当該圧力調整部は、例えば、モールド8と基板10上のインプリント材14との間の接触を、当該空間内の圧力をその外部の圧力より高くした状態で行いうる。すなわち、パターン部8aを基板10に向かって凸の形状に撓ませた状態で、パターン部8aの中心部からインプリント材14にモールド8を接触させうる。そして、つづいて、パターン部8aの中心部から徐々に周辺部に向かって、インプリント材14にモールド8を接触させうる。よって、パターン部8aとインプリント材14との間に雰囲気の気体が残留し難くなり、パターン部8aと基板との間へのインプリント材14の充填に有利となりうる。 The mold stage 15 has a mold chuck 11 for holding the mold 8 and is supported by the main body structure 27 via a mold drive unit 12. The mold drive unit 12 can move the mold 8 together with the mold chuck 11. The mold driving unit 12a is configured so that the mold 8 can be selectively brought into contact with the imprint material 14 on the substrate 10 (mold release) or the mold 8 is separated from the imprint material 14 (mold release). Therefore, the mold driving unit 12a can, for example, move the mold 8 in the Z-axis direction, move in the θx-axis direction (rotation around the X-axis), and move in the θy-axis direction (rotation around the Y-axis). The actuator that can be used in the mold drive unit 12a is, for example, a linear motor or an air cylinder. Further, the mold driving unit 12b moves the mold chuck 11 in, for example, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz-axis direction (around the Z-axis) in order to align the mold 8 with the substrate 10. sell. The actuator that can be used in the mold drive unit 12b is, for example, a linear motor or a voice coil motor. The configuration of the mold drive unit 12b will be described later. The mold chuck 11 holds the mold 8 by attracting a region along the outer circumference of the mold 8 by, for example, a vacuum suction force or an electrostatic force. When the mold chuck 11 holds the mold 8 by a vacuum suction force, the mold chuck 11 is connected to a vacuum pump (not shown), and the mold 8 is attached / detached (attached / detached) by turning on / off the vacuum suction force by the vacuum pump. ) Can be switched. Further, the mold chuck 11 is formed with an opening region 13 so that the imprint material 14 on the substrate 10 can be irradiated with the light 9 from the light irradiation unit 2. In the opening region 13, a light transmitting member (for example, a glass plate) for sealing a space surrounded by at least a part of the opening region 13 and the mold 8 is installed, and the pressure in the space is determined by a vacuum pump or the like. It can be adjusted by a pressure adjusting unit (not shown) including. The pressure adjusting unit may, for example, make contact between the mold 8 and the imprint material 14 on the substrate 10 in a state where the pressure in the space is higher than the pressure outside the mold 8. That is, the mold 8 can be brought into contact with the imprint material 14 from the central portion of the pattern portion 8a in a state where the pattern portion 8a is bent toward the substrate 10 in a convex shape. Then, the mold 8 can be brought into contact with the imprint material 14 gradually from the central portion of the pattern portion 8a toward the peripheral portion. Therefore, the gas in the atmosphere is less likely to remain between the pattern portion 8a and the imprint material 14, which may be advantageous for filling the imprint material 14 between the pattern portion 8a and the substrate.

基板10は、例えば、単結晶シリコン基板またはSOI(Silicon on Insulator)基板としうる。基板10の表面には、モールド8のパターン部8aによりパターンを形成するためのインプリント材14が供給(ディスペンス)される。基板ステージ4は、基板10を保持し、モールド8と基板10上のインプリント材14との間の接触中(押型中)に、モールド8と基板10との間のアライメント(位置合わせ)のための移動を制御される。基板ステージ4は、例えば真空吸着力や静電力により、基板10を引き付けて保持する基板チャック16を含み、基板チャック16を保持する。基板ステージ駆動部17は、基板ステージ4をX軸方向、Y軸方向、およびθz軸方向(Z軸周り)に移動しうる。基板ステージ駆動部17に採用可能なアクチュエータは、例えばリニアモータまたは平面モータである。 The substrate 10 may be, for example, a single crystal silicon substrate or an SOI (Silicon on Insulator) substrate. An imprint material 14 for forming a pattern is supplied (dispensed) to the surface of the substrate 10 by the pattern portion 8a of the mold 8. The substrate stage 4 holds the substrate 10 and for alignment (alignment) between the mold 8 and the substrate 10 during contact (during stamping) between the mold 8 and the imprint material 14 on the substrate 10. The movement of is controlled. The substrate stage 4 includes a substrate chuck 16 that attracts and holds the substrate 10 by, for example, a vacuum attraction force or an electrostatic force, and holds the substrate chuck 16. The board stage drive unit 17 can move the board stage 4 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz-axis direction (around the Z-axis). The actuator that can be used in the substrate stage drive unit 17 is, for example, a linear motor or a flat motor.

スコープ6は、モールド8(のパターン部8a等)に形成されたアライメントマークと基板(のショット領域またはインプリント領域)に形成されたアライメントマークとの間の位置ずれ量を計測する。すなわち、スコープ6は、モールド8と基板と間のX軸およびY軸方向における位置ずれ量を計測する計測部(第2計測部)を構成する。 The scope 6 measures the amount of misalignment between the alignment mark formed on the mold 8 (pattern portion 8a or the like) and the alignment mark formed on the substrate (shot region or imprint region). That is, the scope 6 constitutes a measuring unit (second measuring unit) for measuring the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate in the X-axis and Y-axis directions.

供給部5は、モールドステージ15の近傍に設置され、基板10上(のショット領域またはインプリント領域)にインプリント材14を供給またはディスペンスする。ここで、インプリント材14は、半導体デバイス製造工程における各種処理条件(例えばエッチング条件)により適宜選択されうる。また、供給部5のノズル5aから基板10上(のショット領域またはインプリント領域)に供給(吐出)されるインプリント材14の量または分布は、基板10上に形成されるべきパターンの特徴(例えば、残膜厚または密度等)により適宜設定されうる。 The supply unit 5 is installed in the vicinity of the mold stage 15 and supplies or dispenses the imprint material 14 on (the shot area or the imprint area) of the substrate 10. Here, the imprint material 14 can be appropriately selected depending on various processing conditions (for example, etching conditions) in the semiconductor device manufacturing process. Further, the amount or distribution of the imprint material 14 supplied (discharged) from the nozzle 5a of the supply unit 5 onto the substrate 10 (shot region or imprint region) is a characteristic of the pattern to be formed on the substrate 10. For example, it can be appropriately set depending on the residual film thickness or density).

ここで、モールド駆動部12bを含むモールドステージ15の制御系について説明する。モールドステージ15の制御系は、モールド8と基板10との間の位置ずれ量に応じて、後述の第1制御および第2制御と第3制御との間で切り替えられるように構成されている。第1制御は、モールドステージセンサ20(第1計測部)の出力信号201a(モールドステージ15の位置)と第1目標値21aと間の差分を第1補償器22aで増幅して得られた信号202a(操作量)をモールド駆動部12bの操作量205aとしている。これにより、モールドステージ15を本体構造体27に対して位置決めすることができる。第1補償器22aは、例えば、PI制御(PID制御を含む)のためのPI補償器(PID補償器を含む)としうる。また、第2制御は、スコープ6(第2計測部)の出力信号301(モールド8と基板10との間の位置ずれ量)と第2目標値61との間の差分を第2補償器62aで増幅して得られた信号302a(オフセット値)を第1目標値21aに加える。これにより、モールド8と基板20との間の位置ずれを低減することができる。第2補償器62aは、例えば、PI制御のためのPI補償器としうる。第1制御および第2制御は、第1制御をマイナーループとし、第2制御をメジャーループとするいわゆるカスケード制御を構成している。 Here, the control system of the mold stage 15 including the mold drive unit 12b will be described. The control system of the mold stage 15 is configured to be switched between the first control and the second control and the third control, which will be described later, according to the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10. The first control is a signal obtained by amplifying the difference between the output signal 201a (position of the mold stage 15) of the mold stage sensor 20 (first measuring unit) and the first target value 21a with the first compensator 22a. 202a (operation amount) is defined as the operation amount 205a of the mold drive unit 12b. As a result, the mold stage 15 can be positioned with respect to the main body structure 27. The first compensator 22a may be, for example, a PI compensator (including a PID compensator) for PI control (including PID control). In the second control, the difference between the output signal 301 (the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10) of the scope 6 (second measuring unit) and the second target value 61 is set as the second compensator 62a. The signal 302a (offset value) obtained by amplification in is added to the first target value 21a. Thereby, the misalignment between the mold 8 and the substrate 20 can be reduced. The second compensator 62a can be, for example, a PI compensator for PI control. The first control and the second control constitute a so-called cascade control in which the first control is a minor loop and the second control is a major loop.

そして、第3制御は、スコープ6の出力信号301と第2目標値61との間の差分を第3補償器63aで増幅して得られた信号303a(操作量)をモールド駆動部12bの操作量205aとしている。これにより、モールド8を基板10に対して直接位置決めすることができる。第3補償器63aは、例えば、PI制御のためのPI補償器としうる。 Then, in the third control, the difference between the output signal 301 of the scope 6 and the second target value 61 is amplified by the third compensator 63a, and the obtained signal 303a (operation amount) is operated by the mold drive unit 12b. The amount is 205a. As a result, the mold 8 can be directly positioned with respect to the substrate 10. The third compensator 63a can be, for example, a PI compensator for PI control.

ここで、基板ステージ4を位置決めする制御系(第2制御系)について説明する。当該制御系は、基板ステージ4、基板ステージセンサ18、第4補償器42a、基板ステージ駆動部17aおよび第4目標値41aを含んで構成されている。これにより、基板ステージ4を本体構造体27に対して位置決めすることができる。第4補償器42aは、基板ステージセンサ18の信号101a(基板ステージ4の位置)に基づいて、基板ステージ駆動部17への操作量102aを得る。第4補償器42aは、例えば、PID制御のためのPID補償器としうる。本実施形態では、モールドステージ15の制御系のサーボ帯域(制御の周波数帯域)は、基板ステージ4の制御系のサーボ帯域より高い周波数を含むものとする。 Here, a control system (second control system) for positioning the substrate stage 4 will be described. The control system includes a substrate stage 4, a substrate stage sensor 18, a fourth compensator 42a, a substrate stage drive unit 17a, and a fourth target value 41a. As a result, the substrate stage 4 can be positioned with respect to the main body structure 27. The fourth compensator 42a obtains an operation amount 102a to the substrate stage drive unit 17 based on the signal 101a (position of the substrate stage 4) of the substrate stage sensor 18. The fourth compensator 42a can be, for example, a PID compensator for PID control. In the present embodiment, the servo band (control frequency band) of the control system of the mold stage 15 includes a frequency higher than the servo band of the control system of the substrate stage 4.

モールドステージ15に係るカスケード制御(第1制御および第2制御)は、第1制御をマイナーループとしているため、上述したインプリント材14の非線形な特性の影響を受け難く、モールド8と基板10との間のアライメントを安定して行える利点がある。しかし、第1制御は、床振動等の外乱振動がインプリント装置に伝わった場合、不利な点がある。すなわち、エンコーダによる基板ステージの制御(第2制御系)の周波数帯域に対して、第1制御の周波数帯域が比較的または相対的に高い(より高い周波数を含む)場合、床振動等の外乱振動によって型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。 Since the cascade control (first control and second control) related to the mold stage 15 has the first control as a minor loop, it is not easily affected by the non-linear characteristics of the imprint material 14 described above, and the mold 8 and the substrate 10 There is an advantage that the alignment between the two can be performed stably. However, the first control has a disadvantage when a disturbance vibration such as a floor vibration is transmitted to the imprint device. That is, when the frequency band of the first control is relatively or relatively high (including higher frequencies) with respect to the frequency band of the substrate stage control (second control system) by the encoder, disturbance vibration such as floor vibration Can cause large relative displacements between the mold and the substrate.

他方、モールドステージ15に係る第3制御は、基板10に対してモールド8を直接位置決めするため、比較的高いサーボ帯域で制御を行うことにより、上述のような外乱振動による相対変位を低減できる利点がある。ところが、カスケード制御の場合とは異なり、マイナーループ(第1制御)が無いため、インプリント材14の非線形な特性の影響は受け易い。よって、当該影響下では、制御系が発振し易くなって不利である。 On the other hand, in the third control related to the mold stage 15, since the mold 8 is directly positioned with respect to the substrate 10, the relative displacement due to the above-mentioned disturbance vibration can be reduced by controlling in a relatively high servo band. There is. However, unlike the case of cascade control, since there is no minor loop (first control), it is easily affected by the non-linear characteristics of the imprint material 14. Therefore, under the influence, the control system tends to oscillate, which is disadvantageous.

そこで、本実施形態は、第1制御および第2制御の長所と第3制御の長所とを生かすため、当該2つの制御(態様)の間で切り替えを行うための切替手段25を有している。そして、型と硬化開始前のインプリント材とが接触している期間(接触中または硬化開始前接触期間)において、型と基板との間の位置ずれ量が閾値(予め定められた小量)を超える(超えうる)始めの期間(第1期間)は、第1制御および第2制御を行う。これにより、インプリント材の非線形な特性の影響下であっても、型と基板とのアライメントを安定的に行えるようにする。そして、型と基板との間の位置ずれ量が閾値以下になってからの期間(第2期間)は、第1制御および第2制御を行うのに替えて、第3制御を行うことにより、外乱振動の影響下であっても、基板に対して型を高精度に位置決めすることができる。なお、第1期間および第2期間は、インプリント材の硬化を開始する前の期間である。そして、インプリント材14の特性(弾性等)は、モールド8と基板10との間の位置ずれ量に依存して変化する非線形性を呈しうるところ、当該位置ずれ量が閾値以下になってから第3制御を行うため、制御系の発振も生じ難い。ここで、第1制御および第2制御(カスケード制御)から第3制御への制御の切り替えは、アライメント開始からの経過時間に基づくものとしうる。図1において、切替手段25は、タイマ27の計時により得られる当該経過時間に基づいて、上記のような制御の切り替えを行う構成となっている。当該切り替えのタイミングは、例えば、モールドと基板との間の位置ずれ量が50nm以下、より望ましくは10nm以下となるような経過時間の閾値を実験等により予め得て切替手段25(に含まれるコンパレータ等)に設定しておけばよい。切替手段25は、そのための設定部を含みうる。ここで、上記硬化開始前接触期間における以上に説明した3つの制御、すなわち、カスケード制御(第1制御および第2制御)のみ、第3制御のみ、それらの間で切り替えを行う本実施形態に係る制御の優劣をまとめると、下表のようになる。○は、非線形性に対する耐性および外乱に対する耐性の各項目に関して、△より相対的に有利であることを示す。本表は、本実施形態に係る制御が型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利であることを端的に示すものである。 Therefore, the present embodiment has a switching means 25 for switching between the two controls (modes) in order to utilize the advantages of the first control and the second control and the advantages of the third control. .. Then, during the period in which the mold and the imprint material before the start of curing are in contact (during contact or the contact period before the start of curing), the amount of misalignment between the mold and the substrate is a threshold value (a predetermined small amount). During the first period (first period) that exceeds (can exceed) the first control and the second control are performed. This makes it possible to stably align the mold and the substrate even under the influence of the non-linear characteristics of the imprint material. Then, during the period (second period) after the amount of misalignment between the mold and the substrate becomes equal to or less than the threshold value, the third control is performed instead of the first control and the second control. The mold can be positioned with high accuracy with respect to the substrate even under the influence of disturbance vibration. The first period and the second period are periods before the start of curing of the imprint material. Then, the characteristics (elasticity, etc.) of the imprint material 14 may exhibit non-linearity that changes depending on the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10, but after the amount of misalignment becomes equal to or less than the threshold value. Since the third control is performed, oscillation of the control system is unlikely to occur. Here, the switching of control from the first control and the second control (cascade control) to the third control can be based on the elapsed time from the start of alignment. In FIG. 1, the switching means 25 is configured to switch the control as described above based on the elapsed time obtained by the timing of the timer 27. As for the timing of the switching, for example, a threshold value of the elapsed time such that the amount of misalignment between the mold and the substrate is 50 nm or less, more preferably 10 nm or less is obtained in advance by an experiment or the like, and the comparator included in the switching means 25 (includes). Etc.). The switching means 25 may include a setting unit for that purpose. Here, the present embodiment relates to the three controls described above in the contact period before the start of curing, that is, only cascade control (first control and second control), only third control, and switching between them. The table below summarizes the superiority and inferiority of control. ◯ indicates that it is relatively more advantageous than Δ for each item of resistance to non-linearity and resistance to disturbance. This table simply shows that the control according to this embodiment is advantageous in terms of robustness of alignment between the mold and the substrate.

なお、制御の切り替えにあたり、モールド駆動部12bへの操作量205aがゼロからステップ的に変化すると、制御系が発振しうる。そこで、制御の切り替えにあたっては、その直前の操作量202aをホールドし、当該ホールドされた操作量202aを初期値として第3制御を開始するのがよい。 When switching the control, the control system can oscillate when the operation amount 205a to the mold drive unit 12b changes stepwise from zero. Therefore, when switching the control, it is preferable to hold the manipulated variable 202a immediately before that and start the third control with the held manipulated variable 202a as the initial value.

第3制御によるアライメント状態が許容範囲内にあることを条件に光9の照射がなされ、インプリント材14が硬化される。その後、硬化により得られたパターンからモールド8を引き離す(離型する)。なお、硬化に伴い、インプリント材14の光学的な特性が変化してスコープ6でのアライメント計測ができなくなったり、アライメント自体ができなくなったりしうる。そのため、インプリント材14の硬化開始後の適当な時点から操作量205aを所定値にホールドするのが好ましい。 Light 9 is irradiated on the condition that the alignment state by the third control is within the permissible range, and the imprint material 14 is cured. Then, the mold 8 is separated (released) from the pattern obtained by curing. As the imprint material 14 is cured, the optical characteristics of the imprint material 14 may change, making it impossible to perform alignment measurement with the scope 6, or making alignment itself impossible. Therefore, it is preferable to hold the operation amount 205a at a predetermined value from an appropriate time point after the start of curing of the imprint material 14.

ここで、図2は、実施形態1に係るインプリント装置の変形例を示す図である。図1の構成例においては、切替手段25は、タイマ27の計時により得られるアライメント開始からの経過時間に基づいて、制御の切り替えを行う構成であった。本変形例においては、切替手段25は、スコープ6の出力信号301に基づいて、制御の切り替えを行う構成としている。すなわち、当該切替のタイミング(第1期間から第2期間へ切り替わるタイミング)は、例えば、出力信号301(モールドと基板との間の位置ずれ量)が50nm以下、より望ましくは10nm以下となったタイミングとしうる。そのためには、予め定められた位置ずれ量の閾値を切替手段25(に含まれるコンパレータ等)に設定しておけばよい。切替手段25は、そのための設定部を含みうる。 Here, FIG. 2 is a diagram showing a modified example of the imprinting apparatus according to the first embodiment. In the configuration example of FIG. 1, the switching means 25 is configured to switch the control based on the elapsed time from the start of the alignment obtained by the timing of the timer 27. In this modification, the switching means 25 is configured to switch the control based on the output signal 301 of the scope 6. That is, the timing of the switching (the timing of switching from the first period to the second period) is, for example, the timing when the output signal 301 (the amount of misalignment between the mold and the substrate) is 50 nm or less, more preferably 10 nm or less. It can be. For that purpose, a predetermined threshold value for the amount of misalignment may be set in the switching means 25 (comparator or the like included in the switching means 25). The switching means 25 may include a setting unit for that purpose.

以上の説明から理解されるように、本実施形態によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。 As understood from the above description, the present embodiment can provide, for example, an imprinting apparatus that is advantageous in terms of robustness of alignment between the mold and the substrate.

〔実施形態2〕
実施形態2に係るインプリント装置1bについて説明する。図2は、実施形態2に係るインプリント装置の構成例を示す図である。実施形態1では、モールドステージ15がX軸方向、Y軸方向、およびθz軸方向(Z軸周り)に移動可能であってアライメントの機能を担っていたが、それに替えて本実施形態では、基板ステージ4がその機能を担っている。本実施形態では、基板ステージ4は、微動ステージ50と粗動ステージ53とを含んでいる。粗動ステージ53は、微動ステージ50を搭載し、モールド8と基板10との間の粗い(粗大な)アライメントの機能に用いられる。そのため、粗動ステージ53をX軸方向およびY軸方向において移動させる粗動ステージ駆動部55と、本体構造体27に対する粗動ステージ53の位置を計測する粗動ステージセンサ54とを有している。粗動ステージ駆動部55に採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたは平面モータである。粗動ステージ53は、粗動ステージセンサ54、第4補償器42b、粗動ステージ駆動部55および第4目標値41bを含む制御系により、本体構造体27に対して位置決めされる。第4補償器42bは、例えば、PID制御のためのPID補償器としうる。微動ステージ50は、モールド8と基板10との間の細かい(微細な)アライメントの機能に用いられる。そのため、粗動ステージ53に対して微動ステージ50を位置決めする微動ステージ駆動部52と、本体構造体27に対する微動ステージ53の位置を計測する微動ステージセンサ51(第1計測部を構成)とを有している。微動ステージ駆動部52に採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたは平面モータである。
[Embodiment 2]
The imprint device 1b according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the imprint device according to the second embodiment. In the first embodiment, the mold stage 15 is movable in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz-axis direction (around the Z-axis) and has an alignment function. Instead, in the present embodiment, the substrate is used. Stage 4 is responsible for that function. In the present embodiment, the substrate stage 4 includes a fine movement stage 50 and a coarse movement stage 53. The coarse movement stage 53 mounts the fine movement stage 50 and is used for the function of coarse (coarse) alignment between the mold 8 and the substrate 10. Therefore, it has a coarse movement stage drive unit 55 that moves the coarse movement stage 53 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a coarse movement stage sensor 54 that measures the position of the coarse movement stage 53 with respect to the main body structure 27. .. The actuator that can be used in the coarse movement stage drive unit 55 is, for example, a linear motor or a flat motor. The coarse movement stage 53 is positioned with respect to the main body structure 27 by a control system including a coarse movement stage sensor 54, a fourth compensator 42b, a coarse movement stage drive unit 55, and a fourth target value 41b. The fourth compensator 42b can be, for example, a PID compensator for PID control. The fine movement stage 50 is used for the function of fine (fine) alignment between the mold 8 and the substrate 10. Therefore, it has a fine movement stage drive unit 52 that positions the fine movement stage 50 with respect to the coarse movement stage 53, and a fine movement stage sensor 51 (constituting the first measurement unit) that measures the position of the fine movement stage 53 with respect to the main body structure 27. doing. The actuator that can be used in the fine movement stage drive unit 52 is, for example, a linear motor or a flat motor.

ここで、微動ステージ駆動部52を含む微動ステージ50の制御系について説明する。微動ステージ50の制御系は、実施形態1におけるモールドステージ15の制御系と同様に、モールド8と基板10との間の位置ずれ量に応じて、後述の第1制御および第2制御と第3制御との間で切り替えられるように構成されている。第1制御は、微動ステージセンサ51(第1計測部)の出力信号201b(微動ステージ15の位置)と第1目標値21bと間の差分を第1補償器22bで増幅して得られた信号202b(操作量)を微動ステージ駆動部52の操作量205bとしている。これにより、微動ステージ15を本体構造体27(粗動ステージ53)に対して位置決めすることができる。第1補償器22bは、例えば、PI制御(PID制御を含む)のためのPI補償器(PID補償器を含む)としうる。粗動ステージ駆動部55を含む粗動ステージ53の制御系の構成は、上述のように、実施形態1における基板ステージ駆動部17を含む基板ステージ4の制御系の構成と同様としうる。微動ステージ50を含む制御系の制御の帯域(サーボ帯域)は、粗動ステージ53を含む制御系のそれより高い周波数を含むものとする。 Here, the control system of the fine movement stage 50 including the fine movement stage drive unit 52 will be described. Similar to the control system of the mold stage 15 in the first embodiment, the control system of the fine movement stage 50 has the first control, the second control, and the third control described later according to the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10. It is configured to switch between control and control. The first control is a signal obtained by amplifying the difference between the output signal 201b (position of the fine movement stage 15) of the fine movement stage sensor 51 (first measurement unit) and the first target value 21b with the first compensator 22b. 202b (operation amount) is the operation amount 205b of the fine movement stage drive unit 52. As a result, the fine movement stage 15 can be positioned with respect to the main body structure 27 (coarse movement stage 53). The first compensator 22b can be, for example, a PI compensator (including a PID compensator) for PI control (including PID control). As described above, the configuration of the control system of the coarse motion stage 53 including the coarse motion stage drive unit 55 can be the same as the configuration of the control system of the substrate stage 4 including the substrate stage drive unit 17 in the first embodiment. The control band (servo band) of the control system including the fine movement stage 50 includes a higher frequency than that of the control system including the coarse movement stage 53.

第2制御は、スコープ6(第2計測部)の出力信号301(モールド8と基板10との間の位置ずれ量)と第2目標値61との間の差分を第2補償器62bで増幅して得られた信号302b(オフセット値)を第1目標値21bに加える。これにより、モールド8と基板20との間の位置ずれを低減することができる。第2補償器62bは、例えば、PI制御のためのPI補償器としうる。第1制御および第2制御は、第1制御をマイナーループとし、第2制御をメジャーループとするいわゆるカスケード制御を構成している。 In the second control, the difference between the output signal 301 (the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10) of the scope 6 (second measuring unit) and the second target value 61 is amplified by the second compensator 62b. The signal 302b (offset value) thus obtained is added to the first target value 21b. Thereby, the misalignment between the mold 8 and the substrate 20 can be reduced. The second compensator 62b can be, for example, a PI compensator for PI control. The first control and the second control constitute a so-called cascade control in which the first control is a minor loop and the second control is a major loop.

そして、第3制御は、スコープ6の出力信号301と第2目標値61との間の差分を第3補償器63bで増幅して得られた信号303b(操作量)を微動ステージ駆動部52の操作量205bとしている。これにより、モールド8に対して基板10を直接位置決めすることができる。第3補償器63bは、例えば、PI制御のためのPI補償器としうる。 Then, in the third control, the signal 303b (operation amount) obtained by amplifying the difference between the output signal 301 of the scope 6 and the second target value 61 with the third compensator 63b is used by the fine movement stage drive unit 52. The operation amount is 205b. As a result, the substrate 10 can be directly positioned with respect to the mold 8. The third compensator 63b can be, for example, a PI compensator for PI control.

微動ステージ50に係るカスケード制御(第1制御および第2制御)は、第1制御をマイナーループとしているため、上述したインプリント材14の非線形な特性の影響を受けにくく、モールド8と基板10との間のアライメントを安定して行える利点がある。しかし、第1制御は、床振動等の外乱振動がインプリント装置に伝わった場合、不利な点がある。すなわち、微動ステージセンサによる微動ステージの制御(第1制御)の周波数帯域に対して、型と型保持部とを含む系の固有振動数が比較的または相対的に高い(当該周波数帯域の上限の周波数を超えている)場合、型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。 Since the cascade control (first control and second control) related to the fine movement stage 50 has the first control as a minor loop, it is not easily affected by the non-linear characteristics of the imprint material 14 described above, and the mold 8 and the substrate 10 There is an advantage that the alignment between the two can be performed stably. However, the first control has a disadvantage when a disturbance vibration such as a floor vibration is transmitted to the imprint device. That is, the natural frequency of the system including the mold and the mold holder is relatively or relatively high with respect to the frequency band of the fine movement stage control (first control) by the fine movement stage sensor (the upper limit of the frequency band). If it exceeds the frequency), a large relative displacement can occur between the mold and the substrate.

他方、微動ステージ50に係る第3制御は、モールド8に対して基板10を直接位置決めするため、比較的高いサーボ帯域で制御を行うことにより、上述のような外乱振動による相対変位を低減できる利点がある。ところが、カスケード制御の場合とは異なり、マイナーループ(第1制御)が無いため、インプリント材14の非線形な特性の影響は受け易い。よって、当該影響下では、制御系が発振し易くなって不利である。 On the other hand, in the third control related to the fine movement stage 50, since the substrate 10 is directly positioned with respect to the mold 8, the relative displacement due to the above-mentioned disturbance vibration can be reduced by controlling in a relatively high servo band. There is. However, unlike the case of cascade control, since there is no minor loop (first control), it is easily affected by the non-linear characteristics of the imprint material 14. Therefore, under the influence, the control system tends to oscillate, which is disadvantageous.

そこで、本実施形態は、第1制御および第2制御の長所と第3制御の長所とを生かすため、当該2つの制御(態様)の間で切り替えを行うための切替手段25を有している。そして、型と硬化開始前のインプリント材とが接触している期間(接触中または硬化開始前接触期間)において、型と基板との間の位置ずれ量が閾値(予め定められた小量)を超える(超えうる)始めの期間(第1期間)は、第1制御および第2制御を行う。これにより、インプリント材の非線形な特性の影響下であっても、型と基板との間のアライメントを安定的に行えるようにする。そして、型と基板との間の位置ずれ量が閾値以下になってからの期間(第2期間)は、第1制御および第2制御を行うのに替えて、第3制御を行うことにより、外乱振動の影響下であっても、基板に対して型を高精度に位置決めすることができる。なお、第1期間および第2期間は、インプリント材の硬化を開始する前の期間である。そして、インプリント材14の特性(弾性等)は、モールド8と基板10との間の位置ずれ量に依存して変化する非線形性を呈しうるところ、当該位置ずれ量が閾値以下になってから第3制御を行うため、制御系の発振も生じ難い。ここで、第1制御および第2制御(カスケード制御)から第3制御への制御の切り替えは、アライメント開始からの経過時間に基づくものとしうる。図3において、切替手段25は、タイマ27の計時により得られる当該経過時間に基づいて、上記のような制御の切り替えを行う構成となっている。当該切り替えのタイミングは、例えば、モールドと基板との間の位置ずれ量が50nm以下、より望ましくは10nm以下となるような経過時間の閾値を実験等により予め得て切替手段25(に含まれるコンパレータ等)に設定しておけばよい。切替手段25は、そのための設定部を含みうる。ここで、上記硬化開始前接触期間における以上に説明した3つの制御、すなわち、カスケード制御(第1制御および第2制御)のみ、第3制御のみ、それらの間で切り替えを行う本実施形態に係る制御の優劣をまとめると、下表のようになる。○は、非線形性に対する耐性および外乱に対する耐性の各項目に関して、△より相対的に有利であることを示す。本表は、本実施形態に係る制御が型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利であることを端的に示すものである。 Therefore, the present embodiment has a switching means 25 for switching between the two controls (modes) in order to utilize the advantages of the first control and the second control and the advantages of the third control. .. Then, during the period in which the mold and the imprint material before the start of curing are in contact (during contact or the contact period before the start of curing), the amount of misalignment between the mold and the substrate is a threshold value (a predetermined small amount). During the first period (first period) that exceeds (can exceed) the first control and the second control are performed. This makes it possible to stably align the mold and the substrate even under the influence of the non-linear characteristics of the imprint material. Then, during the period (second period) after the amount of misalignment between the mold and the substrate becomes equal to or less than the threshold value, the third control is performed instead of the first control and the second control. The mold can be positioned with high accuracy with respect to the substrate even under the influence of disturbance vibration. The first period and the second period are periods before the start of curing of the imprint material. Then, the characteristics (elasticity, etc.) of the imprint material 14 may exhibit non-linearity that changes depending on the amount of misalignment between the mold 8 and the substrate 10, but after the amount of misalignment becomes equal to or less than the threshold value. Since the third control is performed, oscillation of the control system is unlikely to occur. Here, the switching of control from the first control and the second control (cascade control) to the third control can be based on the elapsed time from the start of alignment. In FIG. 3, the switching means 25 is configured to switch the control as described above based on the elapsed time obtained by the timing of the timer 27. As for the timing of the switching, for example, a threshold value of the elapsed time such that the amount of misalignment between the mold and the substrate is 50 nm or less, more preferably 10 nm or less is obtained in advance by an experiment or the like, and the comparator included in the switching means 25 (includes). Etc.). The switching means 25 may include a setting unit for that purpose. Here, the present embodiment relates to the three controls described above in the contact period before the start of curing, that is, only cascade control (first control and second control), only third control, and switching between them. The table below summarizes the superiority and inferiority of control. ◯ indicates that it is relatively more advantageous than Δ for each item of resistance to non-linearity and resistance to disturbance. This table simply shows that the control according to this embodiment is advantageous in terms of robustness of alignment between the mold and the substrate.

なお、制御の切り替えにあたり、微動ステージ駆動部52への操作量205bがゼロからステップ的に変化すると、制御系が発振しうる。そこで、制御の切り替えにあたっては、その直前の操作量202bをホールドし、当該ホールドされた操作量202bを初期値として第3制御を開始するのがよい。 When switching the control, the control system can oscillate when the operation amount 205b to the fine movement stage drive unit 52 changes stepwise from zero. Therefore, when switching the control, it is preferable to hold the manipulated variable 202b immediately before that and start the third control with the held manipulated variable 202b as the initial value.

第3制御によるアライメント状態が許容範囲内にあることを条件に光9の照射がなされ、インプリント材14が硬化される。その後、硬化により得られたパターンからモールド8を引き離す(離型する)。なお、硬化に伴い、インプリント材14の光学的な特性が変化してスコープ6でのアライメント計測ができなくなったり、アライメント自体ができなくなったりしうる。そのため、インプリント材14の硬化開始後の適当な時点から操作量205bを所定値にホールドするのが好ましい。 Light 9 is irradiated on the condition that the alignment state by the third control is within the permissible range, and the imprint material 14 is cured. Then, the mold 8 is separated (released) from the pattern obtained by curing. As the imprint material 14 is cured, the optical characteristics of the imprint material 14 may change, making it impossible to perform alignment measurement with the scope 6, or making alignment itself impossible. Therefore, it is preferable to hold the operation amount 205b at a predetermined value from an appropriate time point after the start of curing of the imprint material 14.

ここで、図4は、実施形態2に係るインプリント装置の変形例を示す図である。図3の構成例においては、切替手段25は、タイマ27の計時により得られるアライメント開始からの経過時間に基づいて、制御の切り替えを行う構成であった。本変形例においては、切替手段25は、スコープ6の出力信号301に基づいて、制御の切り替えを行う構成としている。すなわち、当該切替のタイミング(第1期間から第2期間へ切り替わるタイミング)は、例えば、出力信号301(モールドと基板との間の位置ずれ量)が50nm以下、より望ましくは10nm以下となったタイミングとしうる。そのためには、予め定められた位置ずれ量の閾値を切替手段25(に含まれるコンパレータ等)に設定しておけばよい。切替手段25は、そのための設定部を含みうる。 Here, FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the imprinting apparatus according to the second embodiment. In the configuration example of FIG. 3, the switching means 25 is configured to switch the control based on the elapsed time from the start of the alignment obtained by the timing of the timer 27. In this modification, the switching means 25 is configured to switch the control based on the output signal 301 of the scope 6. That is, the timing of the switching (the timing of switching from the first period to the second period) is, for example, the timing when the output signal 301 (the amount of misalignment between the mold and the substrate) is 50 nm or less, more preferably 10 nm or less. It can be. For that purpose, a predetermined threshold value for the amount of misalignment may be set in the switching means 25 (comparator or the like included in the switching means 25). The switching means 25 may include a setting unit for that purpose.

以上の説明から理解されるように、本実施形態によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。 As understood from the above description, the present embodiment can provide, for example, an imprinting apparatus that is advantageous in terms of robustness of alignment between the mold and the substrate.

〔物品製造方法に係る実施形態〕
インプリント装置1(1a、1b)を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは、各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型などである。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。
[Embodiment of Article Manufacturing Method]
The pattern of the cured product formed by using the imprint device 1 (1a, 1b) is used permanently for at least a part of various articles or temporarily when manufacturing various articles. The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include a mold for imprinting.

硬化物のパターンは、上述の物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工(処理)工程においてエッチング又はイオン注入などの処理が行われた後、レジストマスクは除去される。 The cured product pattern is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after a process such as etching or ion implantation is performed in the process of processing the substrate.

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。ここで、図5は、物品製造方法に係る実施形態を例示する図である。図5(a)に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板10を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材が基板上に付与された様子を示している。 Next, a specific manufacturing method of the article will be described. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment related to an article manufacturing method. As shown in FIG. 5A, a substrate 10 such as a silicon wafer on which a material to be processed such as an insulator is formed on the surface is prepared, and subsequently, an imprint material is applied to the surface of the material to be processed by an inkjet method or the like. Is given. Here, a state in which a plurality of droplet-shaped imprint materials are applied onto the substrate is shown.

図5(b)に示すように、インプリント用のモールド8を、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材に向け、対向させる。図5(c)に示すように、インプリント材が付与された基板10とモールド8とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド8と被加工材との隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を、モールド8を透して照射すると、インプリント材は硬化する。 As shown in FIG. 5B, the imprint mold 8 is opposed to the imprint material on the substrate with the side on which the uneven pattern is formed facing the imprint material. As shown in FIG. 5C, the substrate 10 to which the imprint material is applied is brought into contact with the mold 8 to apply pressure. The imprint material is filled in the gap between the mold 8 and the material to be processed. In this state, when light is irradiated through the mold 8 as energy for curing, the imprint material is cured.

図5(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド8と基板10を引き離すと、基板上にインプリント材の硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、モールド8の凹部が硬化物の凸部に、モールド8の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材の硬化物にモールド8の凹凸パターンが転写されたことになる。 As shown in FIG. 5D, when the mold 8 and the substrate 10 are separated from each other after the imprint material is cured, a pattern of the cured product of the imprint material is formed on the substrate. The pattern of the cured product has a shape in which the concave portion of the mold 8 corresponds to the convex portion of the cured product and the convex portion of the mold 8 corresponds to the concave portion of the cured product, that is, the cured product of the imprint material is formed by the mold 8. This means that the uneven pattern has been transferred.

図5(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチング処理を行うと、被加工材の表面のうち、硬化物が無いか、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。なお、当該エッチング処理とは異種のエッチング処理により当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図5(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝が形成された物品を得ることができる。ここでは、硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。 As shown in FIG. 5 (e), when the etching process is performed using the cured product pattern as an etching resistant mask, the portion of the surface of the material to be processed that has no cured product or remains thin is removed and a groove is formed. It becomes. It is also preferable to remove the remaining portion in advance by an etching treatment different from the etching treatment. As shown in FIG. 5 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article having grooves formed on the surface of the material to be processed can be obtained. Here, the pattern of the cured product is removed, but it may be used as a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article, without being removed even after processing.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

1a インプリント装置
6 第2計測部
12b 駆動部(型保持部用)
15 (型)保持部
20 第1計測部(型保持部用)
1a Imprint device 6 2nd measurement unit 12b Drive unit (for mold holder)
15 (Mold) holding part 20 1st measuring part (for mold holding part)

Claims (12)

基板上のインプリント材への型の接触により前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記基板および前記型のうち一方を保持する保持部と、
前記保持部を移動させる駆動部と、
前記保持部の位置を計測する第1計測部と、
前記基板と前記型との間の位置ずれ量を計測する第2計測部と、
を含む制御系を有し、
前記制御系は、前記接触中において前記位置ずれ量が閾値を超える第1期間は、前記第1計測部の出力と第1目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第1制御と、前記第2計測部の出力と第2目標値とに基づいて前記第1目標値に加えるオフセット値を制御する第2制御とを行うように、かつ前記接触中において前記位置ずれ量が前記閾値以下となる第2期間は、前記第1制御および前記第2制御を行うのに替えて、前記第2計測部の出力と前記第2目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第3制御を行うように構成されていることを特徴とするインプリント装置。
An imprinting apparatus that forms a pattern on the substrate by contacting a mold with the imprint material on the substrate.
A holding portion that holds one of the substrate and the mold,
A drive unit that moves the holding unit and
The first measuring unit that measures the position of the holding unit and
A second measuring unit that measures the amount of misalignment between the substrate and the mold,
Has a control system including
The control system includes the first control that controls the drive unit based on the output of the first measurement unit and the first target value during the first period in which the displacement amount exceeds the threshold value during the contact. The second control for controlling the offset value to be added to the first target value based on the output of the second measurement unit and the second target value is performed, and the misalignment amount is equal to or less than the threshold value during the contact. In the second period, instead of performing the first control and the second control, a third control for controlling the drive unit is performed based on the output of the second measurement unit and the second target value. An imprinting device characterized in that it is configured in such a manner.
前記制御系は、前記第2計測部の出力に基づいて前記第1期間から前記第2期間へ切り替えることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 1, wherein the control system switches from the first period to the second period based on the output of the second measurement unit. 前記閾値を設定する設定部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 1 or 2, further comprising a setting unit for setting the threshold value. 前記制御系は、予め定められた時間だけ前記第1期間とした後に前記第2期間とすることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 1, wherein the control system is set to the first period for a predetermined time and then to the second period. 前記第1制御は、PI制御を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 The imprint device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first control includes PI control. 前記第1期間から前記第2期間への切り替えは、前記第1期間における前記駆動部への操作量を保持してなされることを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 One of claims 1 to 5, wherein the switching from the first period to the second period is performed while maintaining the amount of operation on the drive unit in the first period. The imprinting device described in. 前記保持部は、前記型を保持し、
前記保持部とは異なる、前記基板を保持する第2保持部と、前記第2保持部を移動させる第2駆動部と、前記第2保持部の位置を計測する第3計測部とを含み、前記第3計測部の出力に基づいて前記第2駆動部を制御する第2制御系を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
The holding part holds the mold and
A second holding unit that holds the substrate, a second driving unit that moves the second holding unit, and a third measuring unit that measures the position of the second holding unit, which are different from the holding unit, are included. It has a second control system that controls the second drive unit based on the output of the third measurement unit.
The imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the imprinting apparatus is characterized.
前記第1制御の周波数帯域は、前記第2制御系の制御の周波数帯域より高い周波数を含むことを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 7, wherein the frequency band of the first control includes a frequency higher than the frequency band of the control of the second control system. 前記保持部は、前記基板を保持し、
前記保持部とは異なる、前記型を保持する第2保持部を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
The holding portion holds the substrate and holds the substrate.
It has a second holding part that holds the mold, which is different from the holding part.
The imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the imprinting apparatus is characterized.
前記第2保持部と前記型とを含む系の固有振動数が前記第1制御の周波数帯域の上限の周波数を超えていることを特徴とする請求項9に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 9, wherein the natural frequency of the system including the second holding portion and the mold exceeds the upper limit frequency of the frequency band of the first control. 前記第1期間および前記第2期間は、前記インプリント材の硬化を開始する前の期間であることを特徴とする請求項1ないし請求項10のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 The imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the first period and the second period are periods before the start of curing of the imprint material. 請求項1ないし請求項11のうちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板上に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。
A step of forming a pattern on a substrate by using the imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 11.
A step of processing the substrate on which the pattern is formed in the step and a step of processing the substrate.
A method for manufacturing an article, which comprises.
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