JP2005116978A - Nano imprint equipment and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナノインプリント装置及び方法に関し、特に被転写基板と型との位置合わせを行って、被転写基板に型を転写するナノインプリント装置及び方法に関する。 The present invention relates to a nanoimprint apparatus and method, and more particularly, to a nanoimprint apparatus and method for transferring a mold to a transfer substrate by aligning the transfer substrate and the mold.
半導体装置の製造において、100nm以下の微細なパターンの形成と、量産性とを両立させる技術としてナノインプリント法が注目されている。ナノインプリント法は、転写すべきパターンを形成した型(モールド)を、基板上に塗布されているレジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることにより、レジスト層にパターンを転写する方法である。熱可塑性レジストを用いる熱インプリント法(例えば、米国特許第5,772,905号、S.Y.Chou et al., Appl. Phys. Lett., vol.67, p.3314(1995)、特開2003−77807号公報)や光硬化性レジストを用いる光インプリント法(例えば、XiaY. et al., Adv. Mate., vol.9 p.147、特開2001−68411号公報、特開2000−194142号公報)が知られている。その他に、加工すべき基板に型を押し付けた状態で、型越しにレーザパルスを照射し、基板表層部を溶融させて型を転写するレーザ支援インプリント法が知られている。 In the manufacture of semiconductor devices, the nanoimprint method has attracted attention as a technique for achieving both formation of a fine pattern of 100 nm or less and mass productivity. The nanoimprint method is a method of transferring a pattern to a resist layer by pressing a mold (mold) on which a pattern to be transferred is pressed against a resist layer applied on a substrate and curing the resist layer. Thermal imprinting using a thermoplastic resist (for example, US Pat. No. 5,772,905, SYChou et al., Appl. Phys. Lett., Vol. 67, p. 3314 (1995), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-2003 77807) and a photoimprint method using a photocurable resist (for example, XiaY. Et al., Adv. Mate., Vol.9 p.147, JP 2001-68411 A, JP 2000-194142 A). Publication) is known. In addition, there is known a laser-assisted imprint method in which a die is transferred by irradiating a laser pulse through the die while the die is pressed against the substrate to be processed, thereby melting the surface layer portion of the substrate.
型を転写する際には、型と基板との位置合わせを行う必要がある。特許文献1に、型と基板との位置合わせ方法が開示されている。 When transferring the mold, it is necessary to align the mold and the substrate. Patent Document 1 discloses a method for aligning a mold and a substrate.
図6を参照して、特許文献1に記載された位置合わせ方法について説明する。ウエハ100の表面にアライメントマーク103が形成されている。ウエハ100の表面は、レジスト膜105で覆われている。型101が、ウエハ100に、ある間隔を隔てて配置されている。型101の、ウエハ100に対向する面に、アライメントマーク104が形成されている。
With reference to FIG. 6, the alignment method described in Patent Document 1 will be described. An
ウエハアライメントマーク103及び型アライメントマーク104の近傍にレーザ光を照射し、受光装置102で反射信号を検出し、その強度変化を観察することにより、マークの位置確認を行うことができる。
The position of the mark can be confirmed by irradiating the vicinity of the
Molecular Imprints,Inc.のナノインプリント装置に採用されている位置合わせ方法について説明する。ウエハと型との基本的な配置は、図6に示した配置と同様である。ウエハ100と型101との間の間隙内に低粘性の液体が充填される。型101の上方から、ウエハ表面に対して垂直な光軸に沿って、2つのアライメントマーク103および104を観測する。観測結果に基づいて、ウエハ100と型101との位置合わせを行う。
An alignment method employed in the molecular imprints, Inc. nanoimprint apparatus will be described. The basic arrangement of the wafer and the mold is the same as that shown in FIG. The gap between the
図7を参照して、SUSS MicroTecInc.のナノインプリンと装置に採用されている位置合わせ方法について説明する。ウエハ110と型111とが、間隔を隔てて対向配置されている。両者の間に2つのCCDカメラ112及び113を挿入する。一方のCCDカメラ112はウエハ110に形成されているアライメントマーク114を検出し、他方のCCDカメラ113は、型111に形成されているアライメントマーク115を検出する。この状態で、ウエハ110と型111との位置合わせを行った後、その面内方向の相対位置を保持しながら両者を近づける。
With reference to FIG. 7, the nanoimprint of SUSS MicroTecInc. And the positioning method employed in the apparatus will be described. The
図6に示したような位置合わせ装置では、位置合わせ時に、受光装置102が型101のアライメントマーク104の直上に配置される。型101の上方からウエハ100の表面へ光を照射するとき、または型101の上方からウエハ100を加熱するときに、受光装置102を型101の上方から脇に退避させる必要がある。図7に示した位置合わせ装置では、型111をウエハ110に押し付ける時に、CCDカメラ114及び115を、ウエハ110と型111との間の空間から退避させなければならない。このように、受光装置やCCDカメラを退避させる必要があるため、スループットが低下してしまう。
In the alignment apparatus as shown in FIG. 6, the
受光装置やCCDカメラを退避させると、アライメントマークの位置検出ができなくなる。このため、実際に型がウエハに接触した状態で、アライメントマークの位置ずれを測定することができない。 If the light receiving device or the CCD camera is retracted, the position of the alignment mark cannot be detected. For this reason, it is impossible to measure the displacement of the alignment mark in a state where the mold is actually in contact with the wafer.
本発明の目的は、光学装置を退避させることなく、かつ位置合わせすべき2つの対象物が接触した状態でも位置検出を行うことができるナノインプリント装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a nanoimprint apparatus capable of performing position detection without retracting an optical apparatus and in a state where two objects to be aligned are in contact with each other.
本発明の一観点によると、光を散乱させる第1のアライメントマークが表面上に形成された被転写基板を保持する第1の保持台と、光を散乱させる第2のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成された型を、凹凸パターンが形成されている面を、前記第1の保持台に保持される被転写基板に対向させて保持する第2の保持台と、前記第1の保持台及び前記第2の保持台の少なくとも一方を他方に対して変位させる変位機構と、前記第1の保持台に保持された被転写基板と、前記第2の保持台に保持された型とが接触するまで両者が近づくように、前記第1の保持台及び前記第2の保持台の少なくとも一方を移動させる昇降機構と、前記第1の保持台に保持された被転写基板の表面に対して光軸が傾斜した対物レンズを含み、該第1の保持台に保持された被転写基板の第1のアライメントマーク及び前記第2の保持台に保持された型の第2のアライメントマークからの散乱光により、第1のアライメントマーク及び第2のアライメントマークの像を得る受光装置と、前記受光装置の観測結果に基づいて、前記第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの相対位置を求め、前記変位機構を制御して、前記第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの位置合わせを行う制御装置とを有するナノインプリント装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a first holding table for holding a transfer substrate on which a first alignment mark for scattering light is formed, a second alignment mark for scattering light, and an uneven pattern. A second holding table for holding the formed mold so that the surface on which the concavo-convex pattern is formed is opposed to a transfer target substrate held by the first holding table; the first holding table; Until a displacement mechanism for displacing at least one of the second holding tables with respect to the other, a transfer substrate held by the first holding table, and a mold held by the second holding table come into contact with each other An elevating mechanism that moves at least one of the first holding table and the second holding table so that the two approach each other, and an optical axis with respect to the surface of the transfer target substrate held by the first holding table. Including a tilted objective lens, the first holding Images of the first alignment mark and the second alignment mark by scattered light from the first alignment mark of the substrate to be transferred and the second alignment mark of the mold held on the second holding table. And obtaining a relative position between the first alignment mark and the second alignment mark based on an observation result of the light receiving device, controlling the displacement mechanism, and There is provided a nanoimprint apparatus including a control device that performs alignment with a second alignment mark.
本発明の他の観点によると、(a)表面に第1のアライメントマークが形成された被転写基板と、表面に第2のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成されている型とを、該型の凹凸パターンが付された面を該被転写基板に対向させて、ある間隔を隔てて配置する工程と、(b)前記被転写基板の表面に対して斜めの光軸を持った対物レンズを含む受光装置で、前記第1のアライメントマーク及び第2のアライメントマークを観測する工程と、(c)観測結果に基づいて、前記被転写基板と型との位置合わせを行う工程と、(d)前記被転写基板と前記型とを徐々に近づけ、前記型を前記被転写基板に押し付けて、前記被転写基板の表面に該型の凹凸を転写する工程と、(e)前記型を前記被転写基板から離す工程とを有するナノインプリント方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, (a) a transfer substrate on which a first alignment mark is formed on a surface, and a mold on which a second alignment mark and an uneven pattern are formed on the surface, A step of arranging a surface with a concavo-convex pattern facing the substrate to be transferred and disposing it at a certain interval; and (b) an objective lens having an optical axis oblique to the surface of the substrate to be transferred. A step of observing the first alignment mark and the second alignment mark with a light receiving device; (c) a step of aligning the transferred substrate with a mold based on the observation result; Gradually transferring the substrate to be transferred and the mold, pressing the mold against the substrate to be transferred, and transferring the unevenness of the mold to the surface of the substrate to be transferred; and (e) transferring the mold to the substrate to be transferred. Having a step of separating from the nanoimpedance Cement method is provided.
受光装置の光軸が被転写基板の表面に対して傾斜しているため、受光装置を、被転写基板の上方の空間の脇に配置することができる。このため、受光装置を退避させることなく、容易に被転写基板に光を照射したり、被転写基板を加熱したりすることが可能になる。受光装置を退避させる必要がないため、型を被転写基板に押し付けた状態でも、アライメントマークを検出することができる。 Since the optical axis of the light receiving device is inclined with respect to the surface of the transferred substrate, the light receiving device can be disposed beside the space above the transferred substrate. For this reason, it is possible to easily irradiate the transfer substrate with light or heat the transfer substrate without retracting the light receiving device. Since it is not necessary to retract the light receiving device, the alignment mark can be detected even when the mold is pressed against the transfer substrate.
変位機構が、第1の保持台及び第2の保持台の一方を他方に対して、被転写基板の表面に平行な方向に変位させることにより、被転写基板と型との位置合わせが行われる。 The displacement mechanism displaces one of the first holding table and the second holding table with respect to the other in a direction parallel to the surface of the transfer substrate, thereby aligning the transfer substrate and the mold. .
図1に、本発明の実施例によるナノインプリント装置の概略図を示す。このナノインプリント装置は、真空チャンバ1内に収納された保持部10、斜光軸受光装置21a、21b、21c、光照射装置35、及び制御装置30により構成されている。
FIG. 1 is a schematic view of a nanoimprint apparatus according to an embodiment of the present invention. The nanoimprint apparatus includes a
保持部10は、ウエハ保持台15、型保持台16、駆動機構17及び18を含んで構成される。位置合わせ時には、ウエハ保持台15の上面にウエハ11を保持し、型保持台16の下面に型12を保持する。ウエハ11の被転写面と、型12の凹凸パターンが形成された転写面との間に一定の間隙が形成されるように、ウエハ11と型12とがほぼ平行に配置される。ウエハ11の被転写面には、ウエハアライメントマークが形成され、型12の転写面には、型アライメントマークが形成されている。
The
図1の横方向をX軸、紙面に垂直な方向をY軸とするXYZ直交座標系を考える。左から右向きの方向をX軸の正の向き、紙面の表面から裏面に向かう方向をY軸の正の向きとする。ウエハ11の被転写面及び型12の転写面は、XY面にほぼ平行になる。駆動機構17は、ウエハ11と型12とのX軸方向、Y軸方向、及びZ軸に平行な軸を中心とした回転方向(θz方向)に関する相対位置を調整し、駆動機構18は、Z軸方向、X軸に平行な軸を中心とした回転方向(θx方向)、及びY軸に平行な軸を中心とした回転方向(θy方向)の相対位置を調整する。
Consider an XYZ orthogonal coordinate system in which the horizontal direction in FIG. 1 is the X axis and the direction perpendicular to the paper surface is the Y axis. The direction from left to right is the positive direction of the X axis, and the direction from the front side to the back side of the paper is the positive direction of the Y axis. The transfer surface of the
斜光軸受光装置21a、21b及び21cは、ウエハ11及び型12に形成されたアライメントマークに照明光を照射するとともに、これらのマークで散乱された散乱光による像を得る。型12の少なくとも一部は透明材料で形成されており、この透明部分を通ってウエハ11に照明光が到達する。斜光軸受光装置21a、21b及び21cの各々の受光面に結ばれたアライメントマークの像が画像信号に変換され、制御装置30に入力される。
The oblique light bearing
斜光軸受光装置21a及び21bの対物レンズの光軸は、それぞれウエハ11の被転写面の法線方向から、X軸の正の向き及び負の向きに傾いている。斜光軸受光装置21cの対物レンズの光軸は、ウエハ11の被転写面の法線方向からY軸の正の向きに傾いている。3つの斜光軸受光装置21a〜21cにより、X軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置検出、ウエハ11と型12との間隔、及び両者の平行度を検出することができる。これらの検出原理については、後述する。
The optical axes of the objective lenses of the oblique light bearing
光照射装置35は、型保持台16の上方に配置されており、光硬化型レジストを硬化させるための光を、真空チャンバ1に取り付けられた窓2及び型12を介してウエハ11に照射する。
The
制御装置30は、斜光軸受光装置21a〜21cから入力された画像信号を処理して、ウエハ11に形成されたアライメントマークと型12に形成されたアライメントマークとの位置を検出する。さらに、位置検出情報に基づいて、ウエハ11と型12とが所定の相対位置関係になるように、駆動機構17及び18に対して制御信号を送出する。駆動機構17は、この制御信号に基づいてウエハ保持台15をX軸、Y軸及びθz方向に変位させる。駆動機構18は、この制御信号に基づいて、ウエハ保持台15をZ軸方向、θx方向及びθy方向に変位させる。
The
図2(A)は、図1のウエハ11に形成された位置合わせ用のウエハアライメントマーク13A、13B、及び型12に形成された型アライメントマーク14の相対位置関係の一例を示す平面図である。図2(A)に示したアライメントマークは、図1の斜光軸受光装置21aで観測される。他の2つの斜光軸受光装置21b及び21cで観測されるアライメントマークも、他の位置に形成されている。
FIG. 2A is a plan view showing an example of the relative positional relationship between the alignment wafer alignment marks 13A and 13B formed on the
長方形パターンをY軸方向に3個、X軸方向に14個、行列状に配列して各ウエハアライメントマーク13A及び13Bが構成されている。同様の長方形パターンをY軸方向に3個、X軸方向に5個、行列状に配置して1つの型アライメントマーク14が構成されている。位置合わせが完了した状態では、型アライメントマーク14は、Y軸方向に関してウエハアライメントマーク13Aと13Bとのほぼ中央に配置される。
The wafer alignment marks 13A and 13B are configured by arranging three rectangular patterns in the Y-axis direction and 14 in the X-axis direction in a matrix. One
ウエハアライメントマーク13A、13B、及び型アライメントマーク14の各長方形パターンの長辺はX軸と平行にされ、短辺はY軸と平行にされている。各長方形パターンの長辺の長さは例えば2μm、短辺の長さは例えば1μmであり、各マーク内における長方形パターンのX軸及びY軸方向の配列ピッチは4μmである。ウエハアライメントマーク13Aと13Bとの中心間距離は、56μmである。
The long side of each rectangular pattern of the wafer alignment marks 13A and 13B and the
図2(B)は、図2(A)の一点鎖線B2−B2における断面図を示す。ウエハアライメントマーク13A及び13Bは、例えば被転写面上に形成したSiN膜、ポリシリコン膜等をパターニングして形成される。ウエハ15の被転写面にはレジストが塗布されている。図2(B)では、凸状のウエハアライメントマークを示したが、ウエハの表面に刻印した凹状のパターンでウエハアライメントマークを構成してもよい。型アライメントマーク14は、例えば石英ガラス等の透明材料からなる基板の転写面に形成された凹凸で構成される。
2B is a cross-sectional view taken along dashed-dotted line B2-B2 in FIG. The wafer alignment marks 13A and 13B are formed, for example, by patterning a SiN film, a polysilicon film, or the like formed on the transfer surface. A resist is applied to the transfer surface of the
図2(C)は、図2(A)の一点鎖線C2−C2における断面図を示す。ウエハアライメントマーク13A、13B及び型アライメントマーク14に入射した照明光は、図2(C)の各長方形パターンの短辺側のエッジで散乱される。エッジ以外の領域に照射された光は正反射し、図1の斜光軸受光装置21aには入射しない。従って、斜光軸受光装置21aでアライメントマークからの散乱光のみを検出することができる。
FIG. 2C illustrates a cross-sectional view taken along one-dot chain line C2-C2 in FIG. The illumination light incident on the wafer alignment marks 13A and 13B and the
図1の斜光軸光学装置21aの対物レンズの物空間において光軸25に垂直な1つの平面上の複数の点からの散乱光が、斜光軸受光装置21aの受光面上に同時に結像する。受光面上に結像している物空間内の物点の集合した平面を「物面」と呼ぶこととする。
Scattered light from a plurality of points on one plane perpendicular to the
図2(C)において、ウエハアライメントマーク13A、13B及び型アライメントマーク14の各エッジのうち、物面27上にあるエッジからの散乱光は受光面上に合焦するが、物面上にないエッジからの散乱光は合焦せず、エッジが物面から遠ざかるに従って、当該エッジからの散乱光による像のピントがぼける。従って、各マークのエッジのうち物面に最も近い位置にあるエッジからの散乱光による像が最も鮮明になり、物面から離れた位置にあるエッジからの散乱光による像はぼける。
In FIG. 2C, scattered light from an edge on the
図3は、ウエハアライメントマーク13A、13B及び型アライメントマーク14のエッジからの散乱光による受光面上の像をスケッチした図である。図3のu軸が図2(C)における物面27とXZ面との交線方向に相当し、v軸が図2(C)におけるY軸に相当する。ウエハアライメントマーク13A及び13Bからの散乱光による像40A及び40Bが、v軸方向に離れて現れ、その間に型アライメントマーク14からの散乱光による像41が現れる。
FIG. 3 is a sketch of images on the light receiving surface due to scattered light from the edges of the wafer alignment marks 13A and 13B and the
各長方形パターンの前方のエッジと後方のエッジによる散乱光が観測されるため、1つの長方形パターンに対して2つの点状の像が現れる。各像において、図2(C)の物面27近傍のエッジからの散乱光による像がはっきりと現れ、それからu軸方向に離れるに従ってぼけた像となる。また、図2(C)に示すように、観測光軸25が露光面に対して傾いているため、ウエハアライメントマークからの散乱光による像40A及び40Bの最もピントの合っている位置u0と型アライメントマークからの散乱光による像41の最もピントの合っている位置u1とは、u軸方向に関して一致しない。
Since scattered light from the front edge and the rear edge of each rectangular pattern is observed, two dot images appear for one rectangular pattern. In each image, an image due to scattered light from an edge in the vicinity of the
型アライメントマークからの散乱光による像41が、v軸方向に関して像40Aと40Bとの中央に位置するように、図1のウエハ保持台15を移動させることにより、Y軸方向、即ち物面と被転写面との交線方向に関してウエハ11と型12との位置合わせを行うことができる。
By moving the
図4は、斜光軸受光装置21aにより得られた画像信号の一例を示す。横軸は図3のv軸に対応し、縦軸は光強度を表す。なお、この画像信号は、図3に示す受光面を走査して得られた画像信号のうち、像40A及び40Bの最もピントの合っている位置の走査線と像41の最もピントの合っている位置の走査線に対応する画像信号を合成したものである。ほぼ中央に型アライメントマークに対応する3本のピークが現れ、その両側にウエハアライメントマークに対応する3本のピークが現れている。
FIG. 4 shows an example of an image signal obtained by the oblique light bearing
以下、図4に示す波形から、型アライメントマークとウエハアライメントマークとの相対位置を検出する方法の一例を簡単に説明する。まず、型アライメントマークに対応するピーク波形をv軸方向にずらせながら2つのウエハアライメントマークの各々に対応するピーク波形との相関係数を計算する。最大の相関係数を与えるずらし量が、ウエハアライメントマークと型アライメントマークとの中心間距離に対応する。 Hereinafter, an example of a method for detecting the relative position between the mold alignment mark and the wafer alignment mark from the waveform shown in FIG. 4 will be briefly described. First, the correlation coefficient with the peak waveform corresponding to each of the two wafer alignment marks is calculated while shifting the peak waveform corresponding to the mold alignment mark in the v-axis direction. The shift amount that gives the maximum correlation coefficient corresponds to the center-to-center distance between the wafer alignment mark and the mold alignment mark.
型アライメントマークに対応するピーク波形とその両側のウエハアライメントマークの各々に対応するピーク波形との間隔が等しくなるように、ウエハと型とを移動させることにより、図1のY軸方向に関して位置合わせを行うことができる。 By moving the wafer and the mold so that the intervals between the peak waveform corresponding to the mold alignment mark and the peak waveform corresponding to each of the wafer alignment marks on both sides thereof are equal, alignment is performed with respect to the Y-axis direction in FIG. It can be performed.
同様に、斜光軸受光装置21cを用いて、X軸方向の位置合わせを行うことができる。さらに、斜光軸受光装置21a及び21bによるアライメントマークの検出結果から、θz方向の位置合わせを行うことができる。
Similarly, alignment in the X-axis direction can be performed using the oblique light bearing
なお、図3に示す2次元の画像信号を、u軸方向及びv軸方向に平行移動し、型アライメントマークの像とウエハアライメントマークの像との相似性パターンマッチングを行うことにより、ウエハと型との相対位置を求めてもよい。2次元画像のパターンマッチングを行うことにより、u軸方向とv軸方向に関する像間の距離を求めることができる。 The two-dimensional image signal shown in FIG. 3 is translated in the u-axis direction and the v-axis direction, and similarity pattern matching between the image of the mold alignment mark and the image of the wafer alignment mark is performed, so that the wafer and the mold are matched. The relative position may be obtained. By performing pattern matching of a two-dimensional image, the distance between images in the u-axis direction and the v-axis direction can be obtained.
次に、図2(C)に示したウエハ11と型12との間隔δを測定する方法について説明する。
Next, a method for measuring the distance δ between the
図3の2次元画像から、ウエハアライメントマークの像40A、40Bの最もピントが合っている位置u0と、型アライメントマークの像41の最もピントが合っている位置u1とのu軸方向に関する距離を求める。この距離は、図2(C)において、物面27とウエハ11の被転写面との交線と、物面27と型12の転写面との交線との間隔wに対応する。光軸25と被転写面の法線とのなす角がθであるとき、ウエハ11と型12との間隔δは、δ=w×sinθと表される。さらに、斜光軸受光装置21a〜21cを用いてそれぞれ間隔δを求めることにより、ウエハ11と型12との相対的な傾きを知ることができる。
From the two-dimensional image of FIG. 3, the image 40A of the wafer alignment mark, the position u 0 that matches
次に、図1に示したナノインプリント装置を用いた光ナノインプリント法について説明する。 Next, an optical nanoimprint method using the nanoimprint apparatus shown in FIG. 1 will be described.
図5(A)に示すように、ウエハ11と型12とが、それぞれ図1に示したウエハ保持台15及び型保持台16に保持され、ウエハ11の被転写面と型12の転写面とを対向させるように、ある間隔を隔てて配置されている。ウエハ11の被転写面上に、斜光軸受光装置21a及び21b用のウエハアライメントマーク13a及び13bが形成されている。斜光軸受光装置21cで観測されるウエハアライメントマークは図5(A)の断面内には現れていない。1つのウエハアライメントマーク13aは、図2(A)に示したように、一対のマーク13Aと13Bとで構成される。他のウエハアライメントマークの構成も、ウエハアライメントマーク13aの構成と同様である。ウエハ11の被転写面上に光硬化型レジストが塗布され、レジスト層11Aが形成されている。
As shown in FIG. 5A, the
型12の転写面に、転写すべき凹凸パターンが形成されている。さらに、斜光軸受光装置21a及び21b用の型アライメントマーク14a及び14bが形成されている。斜光軸受光装置21cで観測される型アライメントマークは図5(A)の断面内には現れていない。1つの型アライメントマーク14aは、図2(A)に示した型アライメントマーク14と同じ構成である。他の型アライメントマークの構成も、型アライメントマーク14aの構成と同様である。
An uneven pattern to be transferred is formed on the transfer surface of the
ウエハ11及び型12を保持した後、真空チャンバ1内を所定の真空度まで排気する。
After holding the
斜光軸受光装置21a〜21cが、アライメントマークの画像信号を生成し、図1に示した制御装置30に送出する。制御装置30は、画像処理を行い、各アライメントマークの相対位置ずれ量を求める。この位置ずれ量に基づいて、駆動機構17及び18を作動させる。
The oblique light bearing
図5(B)に示すように、駆動装置17及び18の作動が完了すると、ウエハ11の被転写面と型12の転写面とが平行になるとともに、XY面内に間しての位置合わせが完了する。
As shown in FIG. 5B, when the operations of the driving
図5(C)に示すように、ウエハ11と型12との平行度、及び両者のXY面内方向の相対位置を維持したまま、ウエハ11を型12に近づけ、型12をウエハ11に押し付ける。ウエハ11を型12に近づけている期間中も、斜光軸受光装置21a〜21cでアライメントマークを観測し、アライメントマークの相対位置関係を検出する。位置ずれが検出されたら、駆動機構17及び18を駆動し、位置ずれを修正する。なお、位置ずれの修正を行うことは必須ではなく、相対位置関係の検出のみを行ってもよい。
As shown in FIG. 5C, the
型12をマスク11に押し付けた状態で、光照射装置35によりウエハ11の被転写面に光を照射する。これにより、レジスト層11Aが硬化し、型12の転写パターンがレジスト層11Aに転写される。ウエハ11と型12とが接触した状態でも、斜光軸受光装置21a〜21cで、アライメントマークを観測する。これにより、パターン転写時における位置ずれの有無により、転写結果の良否を判定することができる。
In a state where the
図5(D)に示すように、ウエハ11と型12とを離す。両者を遠ざける期間中も、斜光軸受光装置21a〜21cによりアライメントマークを観察することにより、ウエハ11と型12とのXY面内方向及び傾き方向の相対位置を維持することができる。これにより、離型の再現性を高めることができ、離型性の向上に有益である。
As shown in FIG. 5D, the
上記実施例では、アライメントマークの位置検出に斜光軸受光装置21a〜21cを用いている。斜光軸受光装置21a〜21cは、型12の上方の空間の脇に配置されるため、ウエハ11にレジスト硬化のための光照射を行うときに退避させる必要がない。また、型12がウエハ11に密着した状態でも位置検出ができるため、実際に転写されたパターンの位置合わせ状態の良否を容易に判定することができる。
In the above embodiment, the oblique bearing
上記実施例では光硬化型レジストを用いたナノインプリント技術について説明したが、上記位置合わせ技術は、熱可塑性レジストを用いた熱ナノインプリント技術にも適用することができる。この場合には、図1に示した光照射装置35の代わりに、型12の上方に加熱装置が配置される。この加熱装置により、型12を通してウエハ11を加熱することにより、レジスト層を硬化させることができる。
In the above embodiment, the nanoimprint technique using a photo-curable resist has been described. However, the alignment technique can also be applied to a thermal nanoimprint technique using a thermoplastic resist. In this case, a heating device is disposed above the
また、上記実施例では、1回の転写工程により、ウエハの全面にパターンを転写したが、大面積のウエハの被転写面にステップアンドリピート法を用いてパターンを転写する場合にも、1回の転写ステップごとに上記実施例による位置合わせ方法を適用することができる。大面積のウエハに反りが生じている場合にも、転写ステップごとに平行度を調節し位置合わせを行うことにより、位置合わせ精度の向上及び歩留まりの向上を図ることができる。また、位置検出を行う際に、斜光軸受光装置を退避させる必要がないため、スループットの低下を抑制することができる。また、型がウエハに接触した状態においてもアライメントマークの位置を検出することにより、ウエハ内の位置合わせ不良チップを容易に特定することができる。 In the above embodiment, the pattern is transferred to the entire surface of the wafer by a single transfer process. However, the pattern transfer is also performed once by using the step-and-repeat method on the transfer surface of the large-area wafer. The alignment method according to the above embodiment can be applied for each transfer step. Even when a large-area wafer is warped, alignment accuracy and yield can be improved by adjusting the parallelism for each transfer step. Further, since it is not necessary to retract the oblique light bearing light device when performing position detection, a decrease in throughput can be suppressed. Further, by detecting the position of the alignment mark even when the mold is in contact with the wafer, it is possible to easily identify the misaligned chip in the wafer.
上記実施例では、型を固定し、ウエハを移動させることにより、位置合わせ及び押し付けを行う場合を説明したが、逆にウエハを固定し、型を移動させてもよい。また、ウエハをXY面内方向に移動させ、型をZ方向に移動させてもよい。このように、少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させればよい。 In the above embodiment, the case where the alignment and pressing are performed by fixing the mold and moving the wafer has been described, but conversely, the wafer may be fixed and the mold may be moved. Further, the wafer may be moved in the XY plane, and the mold may be moved in the Z direction. In this way, at least one may be moved relative to the other.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1 真空チャンバ
2 窓
10 保持部
11 ウエハ
11A レジスト層
12 型
13A、13B ウエハアライメントマーク
14 型アライメントマーク
15 ウエハ保持台
16 型保持台
17、18 駆動機構
21a、21b、21c 斜光軸受光装置
25 光軸
27 物面
30 制御装置
35 光照射装置
40A、40B ウエハアライメントマークの像
41 型アライメントマークの像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
光を散乱させる第2のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成された型を、凹凸パターンが形成されている面が前記第1の保持台に保持される被転写基板に対向するように保持する第2の保持台と、
前記第1の保持台及び前記第2の保持台の少なくとも一方を他方に対して変位させる変位機構と、
前記第1の保持台に保持された被転写基板と、前記第2の保持台に保持された型とが接触するまで両者が近づくように、前記第1の保持台及び前記第2の保持台の少なくとも一方を移動させる昇降機構と、
前記第1の保持台に保持された被転写基板の表面に対して光軸が傾斜した対物レンズを含み、該第1の保持台に保持された被転写基板の第1のアライメントマーク及び前記第2の保持台に保持された型の第2のアライメントマークからの散乱光により、第1のアライメントマーク及び第2のアライメントマークの像を得る受光装置と、
前記受光装置の観測結果に基づいて、前記第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの相対位置を求め、前記変位機構を制御して、前記第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの位置合わせを行う制御装置と
を有するナノインプリント装置。 A first holding table for holding a transfer substrate on which a first alignment mark for scattering light is formed;
A second holding a mold on which a second alignment mark that scatters light and a concavo-convex pattern is formed, such that a surface on which the concavo-convex pattern is formed faces a transfer substrate held on the first holding stand. A holding stand,
A displacement mechanism for displacing at least one of the first holding table and the second holding table with respect to the other;
The first holding table and the second holding table so that the transfer target substrate held on the first holding table and the mold held on the second holding table come close to each other until they come into contact with each other. Elevating mechanism for moving at least one of
An objective lens having an optical axis inclined with respect to the surface of the substrate to be transferred held by the first holding table, the first alignment mark of the substrate to be transferred held by the first holding table, and the first A light receiving device that obtains an image of the first alignment mark and the second alignment mark by scattered light from the second alignment mark of the type held on the holding base of 2;
Based on the observation result of the light receiving device, the relative position between the first alignment mark and the second alignment mark is obtained, the displacement mechanism is controlled, and the first alignment mark and the second alignment mark are A nanoimprint apparatus having a control apparatus for performing alignment of
(b)前記被転写基板の表面に対して斜めの光軸を持った対物レンズを含む受光装置で、前記第1のアライメントマーク及び第2のアライメントマークを観測する工程と、
(c)観測結果に基づいて、前記被転写基板と型との位置合わせを行う工程と、
(d)前記被転写基板と前記型とを徐々に近づけ、前記型を前記被転写基板に押し付けて、前記被転写基板の表面に該型の凹凸を転写する工程と、
(e)前記型を前記被転写基板から離す工程と
を有するナノインプリント方法。 (A) a transfer substrate having a first alignment mark formed on the surface and a mold having a second alignment mark and a concavo-convex pattern formed on the surface; A step of facing the substrate to be transferred and disposing it at a certain interval;
(B) observing the first alignment mark and the second alignment mark with a light receiving device including an objective lens having an optical axis oblique to the surface of the transfer substrate;
(C) a step of aligning the transferred substrate and the mold based on the observation result;
(D) gradually bringing the transferred substrate and the mold closer together, pressing the mold against the transferred substrate, and transferring irregularities of the mold onto the surface of the transferred substrate;
(E) A nanoimprint method including a step of separating the mold from the transfer substrate.
さらに、前記工程(e)の後、前記型を前記被転写基板に押し付けた状態で観測された前記第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの位置情報に基づいて、凹凸パターンの転写結果の良否を判定する工程を含む請求項4〜6のいずれかに記載のナノインプリント方法。 The step (d) includes a step of observing the first alignment mark and the second alignment mark with the light receiving device in a state where the mold is pressed against the transfer substrate,
Further, after the step (e), the result of transferring the concavo-convex pattern based on the positional information of the first alignment mark and the second alignment mark observed in a state where the mold is pressed against the transfer substrate. The nanoimprint method according to any one of claims 4 to 6, further comprising a step of determining whether the quality is good.
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