JP2007149722A - Pressurization processing equipment, pressurization processing method and pressurization processing mold - Google Patents

Pressurization processing equipment, pressurization processing method and pressurization processing mold Download PDF

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Nobuhito Suehira
信人 末平
Junichi Seki
淳一 関
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide pressurization processing equipment which can perform pressurization processing by measuring the distance between a mold and a work with high precision without relying upon the wavelength of light, and to provide pressurization processing method and pressurization processing mold. <P>SOLUTION: The pressurization processing equipment for transferring a pattern formed on the processing surface of a mold to the surface of a work by pressing the side of at least either of the mold and the work is constituted as follows. A mechanism for measuring the distance between the mold and the work observes distance measurement structures provided, respectively, on the processing surface side of the mold and the surface side of the work. Based on the observation results, the distance between the mold and the work can be measured. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、モールド(鋳型)またはワーク(被加工部材)のいずれか一方の側を加圧し、モールドの形状をワークに転写する加圧加工装置、加圧加工方法および加圧加工用モールドに関する。   The present invention relates to a pressure processing apparatus, a pressure processing method, and a pressure processing mold that pressurize one side of a mold (mold) or a work (workpiece) and transfer the shape of the mold to the work.

近年において、例えば非特許文献1に紹介されているように、モールド上の凹凸パターンによる微細構造を半導体、ガラス、樹脂や金属等のワークに加圧転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。
この技術は、数ナノメートルオーダーの分解能を持つためナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれている。
この技術は、半導体製造に加え、立体構造をウェハレベルで一括加工することが可能となる。
そのため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−TAS(Micro Total
Analysis System)、バイオチップの製造技術等として幅広い分野への応用が期待されている。
このようなナノインプリントによる加圧加工技術では、例えば、半導体製造技術等に用いるに際し、つぎのようにしてモールド上の微細構造をワークに転写する。
まず、ワークを構成する被加工部材である基板(例えば半導体ウエハ)上に光硬化型の樹脂層を形成する。
つぎに、樹脂層に所望の凹凸パターンによる微細構造が形成されたモールドを押し当てて加圧し、紫外線を照射することで樹脂を硬化させる。これにより樹脂層に上記モールド上の微細構造が転写される。
この樹脂層をマスクとしてエッチング等を行うことにより、上記基板へ上記モールドの微細構造が形成される。
In recent years, as introduced in Non-Patent Document 1, for example, a microfabrication technology that pressurizes and transfers a fine structure formed by a concavo-convex pattern on a mold to a workpiece such as a semiconductor, glass, resin, metal, etc. has been developed and attracted attention. ing.
This technique is called nanoimprint or nanoembossing because it has a resolution of several nanometers.
This technology makes it possible to collectively process a three-dimensional structure at the wafer level in addition to semiconductor manufacturing.
Therefore, optical elements such as photonic crystals, μ-TAS (Micro Total
Analysis System) and biochip manufacturing technology are expected to be applied to a wide range of fields.
In such a pressure processing technique using nanoimprinting, for example, when used in a semiconductor manufacturing technique or the like, the microstructure on the mold is transferred to the workpiece as follows.
First, a photo-curing resin layer is formed on a substrate (for example, a semiconductor wafer) that is a workpiece to constitute a workpiece.
Next, a mold in which a fine structure having a desired uneven pattern is formed on the resin layer is pressed and pressed, and the resin is cured by irradiating ultraviolet rays. Thereby, the fine structure on the mold is transferred to the resin layer.
By performing etching or the like using this resin layer as a mask, the microstructure of the mold is formed on the substrate.

以上のインプリント技術において、モールド上の凹凸パターンによる微細構造を転写するに際し、転写精度を高めて高精細な微細加工を行うため、モールドと上記被加工部材である基板間の距離(ギャップ)の計測が必要となる。
そのため、例えば、特許文献1では、モールド上の微細構造を転写するに当たり、光の干渉を用いてモールドとワーク間の距離を計測し、モールドとワーク間の距離を制御する提案がなされている。
米国特許第6696220号明細書 Stephan Y.Chou et.al., Appl.Phys.Lett,Vol.67,Issue 21,pp. 3114−3116(1995)
In the above imprint technique, when transferring the fine structure by the uneven pattern on the mold, the distance (gap) between the mold and the substrate as the workpiece is increased in order to increase the transfer accuracy and perform high-definition fine processing. Measurement is required.
For this reason, for example, Patent Document 1 proposes to control the distance between the mold and the workpiece by measuring the distance between the mold and the workpiece using light interference when transferring the fine structure on the mold.
US Pat. No. 6,696,220 Stephan Y. Chou et. al. , Appl. Phys. Lett, Vol. 67, Issue 21, pp. 3114-3116 (1995)

ところで、昨今の高精細な微細加工に対する要求がより一層高まる中、上記インプリントによる加圧加工においても転写精度の更なる向上が求められている。しかしながら、上記した従来例の特許文献1のものでは、モールドとワーク間の距離の計測に光の干渉が用いられているため、波長以下の計測を精度よく行うことが難しく、転写精度の向上を図る上で、必ずしも満足の得られるものではなかった。   By the way, with the recent increase in demand for high-definition microfabrication, further improvement in transfer accuracy is demanded even in the pressurization by imprint. However, in the above-described conventional example of Patent Document 1, since interference of light is used to measure the distance between the mold and the workpiece, it is difficult to accurately perform measurement below the wavelength, and the transfer accuracy can be improved. Satisfaction was not necessarily obtained in planning.

本発明は、上記課題に鑑み、モールドとワーク間の距離を光の波長に依存することなく、高精度に計測して加圧加工することが可能となる加圧加工装置、加圧加工方法および加
圧加工用モールドを提供することを目的とするものである。
In view of the above problems, the present invention provides a pressure processing apparatus, a pressure processing method, and a pressure processing apparatus capable of measuring and pressing with high accuracy the distance between a mold and a workpiece without depending on the wavelength of light. The object is to provide a mold for pressure processing.

本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成した加圧加工装置、加圧加工方法および加圧加工用モールドを提供するものである。
本発明は、モールドまたは被加工部材の少なくともいずれか一方の側を加圧し、モールドの加工面に形成されたパターンを、前記被加工部材の表面に転写する加圧加工装置を、つぎのように構成したことを特徴としている。
すなわち、前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測する距離計測機構を有し、前記距離計測機構は、前記モールドの加工面側と前記被加工部材の表面側とにそれぞれ設けられた距離計測構造を観測する。
そして、前記観測結果に基づいて、前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測可能に構成したことを特徴としている。
また、本発明の加圧加工装置は、前記距離計測機構が前記モールドの加工面の法線に対して傾いた光軸を持つ光学系を備えていることを特徴としている。
また、本発明の加圧加工装置は、前記距離計測機構が前記モールドおよび前記被加工部材に対する3次元6軸の位置関係を計測可能に構成したことを特徴としている。
また、本発明は、モールドまたは被加工部材の少なくともいずれか一方の側を加圧し、モールドの加工面に形成されたパターンを、前記被加工部材の表面に転写する加圧加工方法を、つぎのように構成したことを特徴としている。
すなわち、前記モールドの加工面側と前記被加工部材の表面側とにそれぞれ設けられた距離計測構造を観測し、前記観測結果に基づいて、前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測する距離計測工程を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工方法は、前記距離計測工程が、前記モールドの加工面の法線に対し、傾いた光軸方向からの光学観測によって前記距離計測構造を計測する工程を含むことを特徴としている。
また、本発明の加圧加工方法は、前記距離計測工程が、前記モールドおよび前記被加工部材に対する3次元6軸の位置関係を計測する工程を含むことを特徴としている。
また、本発明の加圧加工用モールドは、上記したいずれかに記載の加圧加工装置、または上記したいずれかに記載の加圧加工方法に用いられる加圧加工用モールドを、つぎのように構成したことを特徴としている。
すなわち、前記モールドの加工面側に、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造と対応して設けられた距離計測構造を有することを特徴としている。また、本発明の加圧加工用モールドは、前記距離計測構造が、短冊形の構造を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工用モールドは、前記距離計測構造が、周期構造を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工用モールドは、前記距離計測構造が、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造を構成する周期構造と、異なる周期の周期構造を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工用モールドは、前記距離計測構造が、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造を構成する周期構造と重なることによって、モアレ縞を発生する周期構造を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工装置は、凹凸パターンを有するモールドの該パターンを、基板上の部材に転写するための加圧加工装置を、つぎの(1)乃至(2)の保持部と、(3)の光学観測部を備えた構成を有している。
(1)前記モールドを保持するための第1の保持部。
(2)前記モールドの該凹凸パターンが形成されている第1の表面と平行になるように、前記基板の第2の表面を保持するための第2の保持部。
(3)前記第1の表面の法線方向に対して傾斜した光軸を有し、且つ前記モールドと前記
基板とにそれぞれ形成されているアライメントマークを観測するための、光学観測部。
そして、前記光学観測部からの情報を用いて、前記モールドと前記基板との間の距離を、前記モールドの前記第1の表面に平行な平面情報に置き替えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a pressure processing apparatus, a pressure processing method, and a pressure processing mold configured as follows.
The present invention provides a pressure processing apparatus that pressurizes at least one side of a mold or a member to be processed and transfers a pattern formed on the processing surface of the mold to the surface of the member to be processed as follows. It is characterized by the construction.
That is, it has a distance measuring mechanism for measuring the distance between the mold and the workpiece, and the distance measuring mechanism is provided on the processing surface side of the mold and the surface side of the processing member, respectively. Observe the distance measurement structure.
And based on the said observation result, it comprised so that the distance between the said mold and the said to-be-processed member could be measured.
The pressure processing apparatus of the present invention is characterized in that the distance measuring mechanism includes an optical system having an optical axis inclined with respect to the normal line of the processing surface of the mold.
The pressure processing apparatus of the present invention is characterized in that the distance measuring mechanism is configured to measure a three-dimensional six-axis positional relationship with respect to the mold and the workpiece.
Further, the present invention provides a pressure processing method in which at least one side of a mold or a workpiece is pressed and a pattern formed on the processing surface of the mold is transferred to the surface of the workpiece. It is characterized by being configured as described above.
That is, the distance measurement structures provided on the processing surface side of the mold and the surface side of the workpiece are observed, and the distance between the mold and the workpiece is measured based on the observation result. And a distance measuring step.
Further, in the pressure processing method of the present invention, the distance measuring step includes a step of measuring the distance measuring structure by optical observation from a tilted optical axis direction with respect to a normal line of the processing surface of the mold. It is a feature.
In the pressurizing method according to the present invention, the distance measuring step includes a step of measuring a three-dimensional six-axis positional relationship with respect to the mold and the workpiece.
Moreover, the mold for pressure processing of the present invention is the mold for pressure processing used in the pressure processing apparatus described in any of the above or the pressure processing method described in any of the above as follows. It is characterized by the construction.
That is, the distance measuring structure provided corresponding to the distance measuring structure provided in the surface side of the said to-be-processed member is provided in the process surface side of the said mold. The pressure processing mold of the present invention is characterized in that the distance measuring structure has a strip-shaped structure.
In the pressure processing mold according to the present invention, the distance measurement structure has a periodic structure.
Moreover, the mold for pressure processing of the present invention is characterized in that the distance measurement structure has a periodic structure having a different period from a periodic structure constituting the distance measurement structure provided on the surface side of the workpiece. Yes.
Further, the mold for pressure processing according to the present invention has a periodic structure that generates moire fringes when the distance measuring structure overlaps with a periodic structure constituting the distance measuring structure provided on the surface side of the workpiece. It is characterized by having.
Further, the pressure processing apparatus of the present invention includes a pressure processing apparatus for transferring the pattern of the mold having the concavo-convex pattern to a member on the substrate, the following holding parts (1) to (2), (3) It has the structure provided with the optical observation part.
(1) A first holding unit for holding the mold.
(2) A second holding unit for holding the second surface of the substrate so as to be parallel to the first surface on which the uneven pattern of the mold is formed.
(3) An optical observation unit for observing alignment marks each having an optical axis inclined with respect to the normal direction of the first surface and formed on the mold and the substrate.
And using the information from the said optical observation part, the distance between the said mold and the said board | substrate is replaced with the plane information parallel to the said 1st surface of the said mold.

本発明によれば、モールドとワーク間の距離を光の波長に依存することなく、高精度に計測して加圧加工することが可能となる加圧加工装置、加圧加工方法および加圧加工用モールドを実現することができる。   According to the present invention, the pressure processing apparatus, the pressure processing method, and the pressure processing that enable high-precision measurement and pressure processing without depending on the wavelength of the light between the mold and the workpiece. Mold can be realized.

上記構成により、モールドとワーク間の距離を光の波長に依存することなく、高精度に計測することが可能となるが、それは本発明者らのつぎのような知見に基づくものである。
本発明者らは、鋭意研究した結果、モールドとワークの間の距離を、モールドの加工面と平行な平面の情報に置き換えて計測することが可能となる計測手法を見出した。
以下に、これらの計測手法を明らかにするため、モールドとワークの距離計測原理について説明する。
図1に、本実施の形態におけるモールドとワーク間の距離計測の原理を説明する概念図を示す。
座標はモールドとワークが所望の位置で接触している時のワーク側を系全体の原点とし、この位置においてモールドの原点と系全体の原点は一致している。
xy平面はワーク表面に平行で、z軸はワークの法線方向である。
ここで、面内位置合わせとはxy平面上での位置合わせとし、距離計測とはモールドとワークのz軸における距離とする。
モールドには、モールドの距離計測構造101、ワークにはワークの距離計測構造102が、それぞれ設けられている。
このモールドの距離計測構造には、短冊形の構造がx軸を境にy軸の正方向にあり、x方向に周期的に並んでいる。
また、ワークには、短冊形の構造がx軸を境にy軸の負方向にあり、それが単独で存在している。そのためモールドとワークの距離計測構造をzx平面上の軸から観察した時に、それぞれの構造が重ならないようになっている。
With the above configuration, the distance between the mold and the workpiece can be measured with high accuracy without depending on the wavelength of light. This is based on the following knowledge of the present inventors.
As a result of intensive studies, the present inventors have found a measurement technique that enables measurement by replacing the distance between the mold and the workpiece with information on a plane parallel to the processed surface of the mold.
Hereinafter, in order to clarify these measurement methods, the principle of measuring the distance between the mold and the workpiece will be described.
In FIG. 1, the conceptual diagram explaining the principle of the distance measurement between the mold in this Embodiment and a workpiece | work is shown.
In the coordinates, the workpiece side when the mold and the workpiece are in contact at a desired position is the origin of the entire system, and at this position, the origin of the mold is coincident with the origin of the entire system.
The xy plane is parallel to the workpiece surface, and the z-axis is the normal direction of the workpiece.
Here, the in-plane alignment is alignment on the xy plane, and the distance measurement is the distance between the mold and the workpiece on the z-axis.
The mold is provided with a mold distance measuring structure 101, and the workpiece is provided with a workpiece distance measuring structure 102.
In this distance measurement structure of the mold, a strip-shaped structure is in the positive direction of the y-axis with the x-axis as a boundary, and is periodically arranged in the x-direction.
In addition, the work has a strip-shaped structure in the negative direction of the y-axis with respect to the x-axis, and it exists alone. Therefore, when the distance measurement structure between the mold and the workpiece is observed from the axis on the zx plane, the structures do not overlap.

図1(a)、(c)、(e)は、モールドおよびワークをzx平面で切った状態を示す図である。
顕微鏡103はzx平面上にあり、顕微鏡の光軸は原点で交わりz軸とθの角度である。図1(b)、(d)、(f)は、それらの構造を顕微鏡の光軸から観察した時に、x軸を境にy軸の正の領域にモールドの構造、負の領域にワークの構造が観察された状態を示す図である。
ここで、モールドの短冊形構造A,B,Cとワークの短冊形構造Wを使って説明する。
まず、モールドの原点と系全体の原点が一致する位置にこれらを設定する。
この位置おいて、これらを顕微鏡で観察すると、モールドのAとワークのWが一致している。
つぎに、上記したAとワークのWが一致している位置から、モールドをz方向へ移動して、図1(a)に示す位置になったとする。その際、光軸がz軸とθの角度を有する顕微鏡103では、図1(b)に示されるようにモールドのBとワークのWが一致して観察される。
ここで、図1(a)からモールドの位置がzの正方向に移動して、図1(c)になったとする。この場合には、顕微鏡では図1(d)に示されるようにモールドのCとワークのWが一致して観察される。
ただし、図1(c)と同じ高さであっても、モールドとワークの位置関係がx方向にずれ
た図1(e)のような場合、顕微鏡では図1(f)に示されるようにモールドのBとワークのWが一致して観察される。
FIGS. 1A, 1C, and 1E are views showing a state in which a mold and a work are cut along a zx plane.
The microscope 103 is on the zx plane, and the optical axes of the microscope intersect at the origin and are the angle of the z axis and θ. 1 (b), (d) and (f) show the structure of the mold in the positive region of the y-axis and the workpiece in the negative region when the structure is observed from the optical axis of the microscope. It is a figure which shows the state by which the structure was observed.
Here, a description will be given using the strip-shaped structures A, B, and C of the mold and the strip-shaped structure W of the workpiece.
First, these are set at a position where the origin of the mold coincides with the origin of the entire system.
When these are observed with a microscope at this position, A of the mold and W of the workpiece coincide.
Next, it is assumed that the mold is moved in the z direction from the position where A and W of the workpiece coincide with each other to reach the position shown in FIG. At that time, in the microscope 103 whose optical axis has an angle of θ with respect to the z-axis, the B of the mold and the W of the workpiece are observed to coincide with each other as shown in FIG.
Here, it is assumed that the position of the mold is moved in the positive direction of z from FIG. 1A to become FIG. 1C. In this case, in the microscope, as shown in FIG. 1D, the mold C and the workpiece W are observed to coincide with each other.
However, even if the height is the same as in FIG. 1C, in the case of FIG. 1E in which the positional relationship between the mold and the workpiece is shifted in the x direction, as shown in FIG. The mold B and the workpiece W are observed to coincide with each other.

以上のことから明らかなように、顕微鏡で観察した場合にモールドのAからワークのWの長さLは、モールドの高さとx方向の移動距離の二つの情報を含むことになる。
つまり、モールドのAが(x,y,z)の位置にある時、顕微鏡で観察されるLは、次の式で表すことができる。

Figure 2007149722
As is clear from the above, the length L from the mold A to the workpiece W when observed with a microscope includes two pieces of information, that is, the mold height and the movement distance in the x direction.
That is, when the mold A is at the position (x, y, z), L observed with a microscope can be expressed by the following equation.
Figure 2007149722

ただし、z方向から観察する光軸を追加することにより、xの位置情報を分離することができ、モールドとワークの間の距離を計測することが可能となる。
このような原理を適用することで、モールドとワークの間の距離を、モールドと平行な平面の情報に置き換えて計測することができる。
これにより、光の波長に依存せず、全ての領域をリニアに検出することが可能になる。
なお、距離計測構造は、周期的構造と単独構造がモールドとワークで、上記した本実施の形態の構造と逆になってもよい。
さらに、両方が周期的構造であっても良いし、単独の構造であっても良い。
両方が周期的に並ぶ場合、その周期は同じであっても良いし、違っても良い。
また、それらの位置関係は重ならない位置であっても良いし、重なっても良い。このように距離計測構造に周期構造を用いることによって、より高精度なモールドとワークの間の距離計測が可能となる。
特に、異なるピッチのものが重なり合う場合にはモアレ縞を発生し、この現象を利用することにより高精度のモールドとワークの間の距離計測をすることができる。
また、距離計測構造は上記したように短冊形構造である必要はなく、円、十字、ボックスなどであっても良い。
さらに、上記した原理を適用し、モールドとワークの3次元6軸の姿勢を計算する手法を用いることにより、モールドの構造を転写する精度を向上することができる。
また、このような距離計測構造をモールドとワークによる加圧加工に利用することで、特に微細な構造を転写する時の精度を向上することが可能となる。
また、以上の技術は、半導体製造技術、フォトニッククリスタル等の光学素子やμ−TAS等のバイオチップの製造技術等として利用することができる。
However, by adding the optical axis to be observed from the z direction, the position information of x can be separated, and the distance between the mold and the workpiece can be measured.
By applying such a principle, the distance between the mold and the workpiece can be measured by replacing it with information on a plane parallel to the mold.
This makes it possible to detect all regions linearly without depending on the wavelength of light.
The distance measurement structure may be the reverse of the structure of the present embodiment described above, with the periodic structure and the single structure being a mold and a workpiece.
Furthermore, both may have a periodic structure or a single structure.
When both are arranged periodically, the period may be the same or different.
Further, the positional relationship may be a position where they do not overlap or may overlap. Thus, by using a periodic structure for the distance measurement structure, it is possible to measure the distance between the mold and the workpiece with higher accuracy.
In particular, when different pitches are overlapped, moire fringes are generated, and by using this phenomenon, it is possible to measure the distance between the mold and the workpiece with high accuracy.
Further, the distance measurement structure does not have to be a strip structure as described above, and may be a circle, a cross, a box, or the like.
Furthermore, the accuracy of transferring the mold structure can be improved by applying the above-described principle and using a method of calculating the three-dimensional six-axis posture of the mold and the workpiece.
In addition, by using such a distance measurement structure for pressure processing with a mold and a workpiece, it is possible to improve accuracy particularly when transferring a fine structure.
Moreover, the above technique can be used as a semiconductor manufacturing technique, a manufacturing technique of an optical element such as a photonic crystal, or a biochip such as μ-TAS.

以下に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1においては、本発明を適用したモールドとワーク間の距離計測方法について説明する。
図2に、それらを説明する図を示す。
図2(a)〜(d)は、モールドとワークが接触し、系全体の原点が一致している時の距離計測光学系による観察例である。
201の点線はその撮像範囲であり、xy軸は撮像範囲の中心にあり、z軸は紙面に対して裏から表向きである。
x軸を境にy軸の正方向がモールドの構造、負の方向がワークの構造である。
図2(a)は、距離計測構造を短冊形の構造とした構成例である。
すなわち、モールド側に短冊形の構造202、ワーク側に短冊形の構造203がそれぞれ単独で、顕微鏡で観察した時に重ならない位置関係となるように設けられている。
この、図2(a)の構成例について説明すると、まず、モールドとワークが接触している原点でのモールドおよびワークの距離計測構造を計測し、予め記憶させておく。
つぎに、モールドをz方向に移動させた所定位置で、光軸がz軸とθの角度を有する距離計測光学系によって、モールドの短冊形の構造202とワークの短冊形の構造203の、それぞれの長辺を計測する。
この計測結果の構造と、予め記憶させた構造とを比較することによってそれぞれの位置を検出する。
これらに基づいて上記したモールドの距離計測構造における位置(前述したモールドのA)と、ワークの距離計測構造の位置(前述したワークW)との間の長さLを求めることができる。
この長さLに基づいて、前述のモールドとワークの距離計測原理を適用することで、モールドとワークの間の距離を計測することが可能となる。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
In Example 1, a method for measuring a distance between a mold and a workpiece to which the present invention is applied will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining them.
2A to 2D are observation examples using the distance measuring optical system when the mold and the workpiece are in contact with each other and the origins of the entire system are coincident with each other.
The dotted line 201 is the imaging range, the xy axis is at the center of the imaging range, and the z axis is facing from the back to the paper surface.
The positive direction of the y-axis with respect to the x-axis is the mold structure, and the negative direction is the work structure.
FIG. 2A is a configuration example in which the distance measurement structure is a strip-shaped structure.
That is, the strip-shaped structure 202 on the mold side and the strip-shaped structure 203 on the workpiece side are provided so as to have a positional relationship that does not overlap when observed with a microscope.
The configuration example of FIG. 2A will be described. First, the mold and workpiece distance measurement structure at the origin where the mold and the workpiece are in contact is measured and stored in advance.
Next, at a predetermined position where the mold is moved in the z direction, the mold strip structure 202 and the workpiece strip structure 203 are respectively measured by a distance measuring optical system in which the optical axis has an angle of θ with respect to the z axis. Measure the long side of.
Each position is detected by comparing the structure of the measurement result with the structure stored in advance.
Based on these, the length L between the position in the distance measurement structure of the mold (A of the mold described above) and the position of the distance measurement structure of the workpiece (work W described above) can be obtained.
By applying the above-described principle of measuring the distance between the mold and the workpiece based on the length L, the distance between the mold and the workpiece can be measured.

図2(b)は、距離計測構造を短冊形の構造が周期で並ぶようにした構成例である。
すなわち、モールド側の距離計測構造204は短冊形の構造がP1の周期で並び、ワーク側の距離計測構造205は短冊形の構造がP2の周期で並ぶようにされている。ただし、x=0となる位置の短冊構造はそれと認識できるように、他の構造より長く形成されている。
この構成例においても、上記図2(a)の構成例と同様に上記長さLを求めることができる。
すなわち、モールドおよびワークの距離計測構造をあらかじめ記憶させておき、観察した構造と比較(パターン認識)することで、それぞれの位置を検出し、それらを差し引くことでLを計測する。
この方法によれば、図2(a)に比べ周期構造を用いることから計測対象が多くなり、精度を向上させることができる。
FIG. 2B is a configuration example in which the distance measuring structure is formed by arranging strip-shaped structures in a cycle.
That is, the distance measuring structure 204 of the mold-side alignment structure of the strip-shaped with a period of P 1, distance measurement structure 205 of the workpiece-side structure of the strip-shaped is to be aligned with a period of P 2. However, the strip structure at the position where x = 0 is formed longer than the other structures so that it can be recognized.
Also in this configuration example, the length L can be obtained as in the configuration example of FIG.
That is, the distance measurement structure of the mold and the workpiece is stored in advance, and each position is detected by comparing with the observed structure (pattern recognition), and L is measured by subtracting them.
According to this method, since the periodic structure is used as compared with FIG. 2A, the number of measurement objects increases, and the accuracy can be improved.

図2(c)は、距離計測構造をモールド側及びワーク側に短冊形の構造による周期が複数で並ぶようにした構成例である。
すなわち、モールド側の距離計測構造に短冊構造がP3の周期206とP4の周期207で並ぶ物が用いられる。
一方、ワーク側の距離計測構造に短冊構造がP5の周期208とP6の周期209で並ぶ物が用いられる。
これらをパターン認識によってP3,4の位置を計測し、モールドの位置を計算する。
また、P5,6をそれぞれ計測し、ワークの位置を計算する。
この方法では、距離計測光学系の撮像範囲内に基準点が入っていなくても上記したLを計測することができる。
FIG. 2C is a configuration example in which the distance measurement structure is arranged in a plurality of periods with a strip-shaped structure on the mold side and the workpiece side.
That is, those which strip structure on the distance measuring structure of the mold side are arranged at a period 207 of cycle 206 and P 4 of the P 3 are used.
Meanwhile, those strip structure on the distance measuring structure of the work side are arranged at a period 209 of cycle 208 and P 6 of P 5 is used.
The positions of P 3 and P 4 are measured by pattern recognition, and the position of the mold is calculated.
Further, measured P 5, P 6, respectively, to calculate the position of the workpiece.
With this method, L described above can be measured even if the reference point is not within the imaging range of the distance measuring optical system.

図2(d)は、モアレ縞を発生するようにした構成例である。
この構成例では、P9の周期のモアレ縞210とモアレ縞211が並んでおり、モアレ縞210はモールドの短冊形構造がP7の周期で並び、ワークの短冊形構造がP8の周期で並んでいて、それらが重なることによって発生する。
一方、モアレ縞211はモールドの短冊形構造がP8の周期で並び、ワークの短冊形構造がP7の周期で並んでいて、それらが重なることによって発生する。
画像は図2(a)〜図2(c)は矩形の強度変化をするのに対し、図2(d)はなだらかに変化するため画素数より小さい分解能の計測をすることが可能になる。
まず、画像からP9の周期成分のみをフィルターによって抽出し、その信号を規格化した信号

Figure 2007149722
とP9の周期を持つ基準信号
Figure 2007149722
を掛けることにより次式を得る。
Figure 2007149722
右辺の周期に関係ない成分
Figure 2007149722
をフィルターによって抽出することにより位相を検出することができる。
なお、以上の計測方法はお互いに組み合わせて使うことにより、互いの利点を利用することができる。 FIG. 2D is a configuration example in which moire fringes are generated.
In this configuration example, is a sequence of periodic moire fringes 210 and moire fringes 211 of the P 9, moiré fringes 210 are aligned strip-shaped structure of the mold in a cycle of P 7, a strip-shaped structure of the work in a period of P 8 It occurs when they are in line and overlap.
On the other hand, the moire fringes 211 strip-shaped structure of the mold arrangement with a period of P 8, a strip-shaped structure of the workpiece is lined with a period of P 7, generated by that they overlap.
2A to 2C change the intensity of the rectangle, whereas FIG. 2D changes gently, so that it is possible to measure with a resolution smaller than the number of pixels.
First, only the periodic component of the P 9 extracted by the filter from the image, obtained by normalizing the signal signal
Figure 2007149722
Reference signal having a the period of P 9
Figure 2007149722
To obtain the following equation:
Figure 2007149722
Components not related to the period of the right side
Figure 2007149722
Can be detected by a filter to detect the phase.
Note that the above-described measurement methods can be used in combination with each other to take advantage of each other.

[実施例2]
(装置構成)
実施例1においては、本発明を適用したモールドとワーク間の距離計測手段を有する加圧加工装置について説明する。
図3に、本実施例における加圧加工装置の構成を示す。
図3において、301は光源、302は距離計測光学系である。
303はモールド、304はモールドの距離計測構造、305はワークの距離計測構造、306はワークである。
307は加圧機構、308は面内移動機構、309は撮像素子、310は撮像素子、311は面内位置合わせ光学系である。
312はモールド側の面内位置合わせ構造、313はワーク側の面内位置合わせ構造である。
314は露光制御システム、315はプロセス制御システム、316は姿勢制御システム、317は距離計測システムである。ワーク306の表面をxy平面とし、ワークの法線をz軸とする。
モールド303とワークが対向する位置に配置される。モールド側には距離計測構造304および面内位置合わせ構造312があり、ワーク側には距離計測構造305および面内位置合わせ構造313がある。
ワークは部材を介して加圧機構307、面内移動機構308に接続している。
これらの機構は姿勢制御システム316によって制御される。加圧機構は調整されており、高さ方向に移動する間に、モールドとワークがずれない。
モールドの裏側には光源301があり、露光制御システム314によって制御される。
また、モールドとワークの距離を計測するために距離計測光学系302、撮像素子309、面内位置合わせ光学系311、撮像素子310がある。
[Example 2]
(Device configuration)
In Example 1, a pressure processing apparatus having a distance measuring means between a mold and a workpiece to which the present invention is applied will be described.
In FIG. 3, the structure of the pressurization processing apparatus in a present Example is shown.
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a light source, and 302 denotes a distance measuring optical system.
Reference numeral 303 denotes a mold, 304 denotes a mold distance measuring structure, 305 denotes a work distance measuring structure, and 306 denotes a work.
Reference numeral 307 denotes a pressurizing mechanism, 308 denotes an in-plane moving mechanism, 309 denotes an image sensor, 310 denotes an image sensor, and 311 denotes an in-plane alignment optical system.
312 is an in-plane alignment structure on the mold side, and 313 is an in-plane alignment structure on the workpiece side.
314 is an exposure control system, 315 is a process control system, 316 is an attitude control system, and 317 is a distance measurement system. The surface of the workpiece 306 is the xy plane, and the normal of the workpiece is the z axis.
The mold 303 and the work are arranged at positions facing each other. There is a distance measurement structure 304 and an in-plane alignment structure 312 on the mold side, and a distance measurement structure 305 and an in-plane alignment structure 313 on the workpiece side.
The workpiece is connected to a pressurizing mechanism 307 and an in-plane moving mechanism 308 through members.
These mechanisms are controlled by the attitude control system 316. The pressurizing mechanism is adjusted so that the mold and the workpiece do not shift while moving in the height direction.
There is a light source 301 on the back side of the mold, which is controlled by an exposure control system 314.
Further, in order to measure the distance between the mold and the workpiece, there are a distance measurement optical system 302, an image sensor 309, an in-plane alignment optical system 311 and an image sensor 310.

これらは距離計測システム317によって制御される。面内位置合わせ光学系はxy平面内の位置を検出し、距離計測光学系はz方向のモールドとワークの間の距離を計測する。
面内位置合わせ光学系はzの法線に平行な光軸であるのに対し、距離計測光学系はθの角度をなしている。
露光制御システム、位置制御システムおよび距離計測システムはプロセス制御システム315に接続し、プロセス制御システムが全体の制御をする。
加圧加工のプロセスは、光硬化樹脂を塗布されかつ距離計測構造を有するワークがモールドに対向する位置に面内位置合わせ光学系および面内移動機構によって配置される。
前記距離計測方法によってモールドとワークの距離を計測しながら加圧し、光硬化樹脂の膜厚を制御する。
所望の膜厚になったところで光を照射し、光硬化樹脂を硬化させる。
その後、モールドとワークを剥離する。
These are controlled by the distance measurement system 317. The in-plane alignment optical system detects the position in the xy plane, and the distance measurement optical system measures the distance between the mold and the workpiece in the z direction.
The in-plane alignment optical system has an optical axis parallel to the z normal, whereas the distance measurement optical system forms an angle θ.
The exposure control system, the position control system, and the distance measurement system are connected to the process control system 315, and the process control system performs overall control.
In the pressurizing process, an in-plane alignment optical system and an in-plane moving mechanism are arranged at a position where a work coated with a photo-curing resin and having a distance measurement structure faces the mold.
Pressure is applied while measuring the distance between the mold and the workpiece by the distance measuring method, and the film thickness of the photo-curing resin is controlled.
When the desired film thickness is reached, light is irradiated to cure the photocurable resin.
Thereafter, the mold and the workpiece are peeled off.

[実施例3]
実施例3においては、本発明を適用したモールド側及びワーク側への距離計測構造の作製方法について説明する。
図4(a)に、本実施例のモールド側への距離計測構造の作製方法の手順を説明する工程図を示す。
モールド側への作成に際しては、転写するための加工構造404を作り、次に距離計測構造406を、つぎのような手順により作成する。
(1)石英基板402にEBレジスト401をコーティングする。
(2)EB描画装置によって加工構造を描画し、現像する。
(3)エッチング装置を用いてエッチングを行い、更にレジストを剥離する。
(4)加工構造のついた石英基板にレジスト405をスピンコートにより塗布する。
(5)位置合わせ構造403を参照しながらマスクとの位置を合わせ、露光、現像をすることによって、距離計測構造406を転写する。
(6)エッチング装置を用いてエッチングを行い、更にレジストを剥離することによって所望のモールドを得ることができる。
図4(b)に、本実施例のワーク側への距離計測構造の作製方法の手順を説明する工程図を示す。
ワーク側への作成に際しては、つぎのように手順で作製する。
(1)シリコンウエハにレジストをコーティングする。
(2)光露光機によって露光し、距離計測構造409を転写し、現像する。
(3)エッチング装置を用いてエッチングを行い、更にレジストを剥離するとによって所望の距離計測構造409を得ることができる。
なお、モールドには、パイレックス(登録商標)、サファイヤ等の光を透過する物質であればよく、また加工方法は光露光機、EB露光機、FIB、X線リソグラフィー装置を使っても良い。またNi電鋳等でそのレプリカを取ることも可能である。
さらに、加工構造と距離計測構造の幅と深さが同程度であれば加工構造と距離計測構造の順番は同時に作っても良い。また、距離計測構造の方が加工構造より小さければ逆に距離計測構造を先に作り、加工構造を後に行っても良い。
また、ワークの基板としては、樹脂板、ガラス基板であってもよい。
また、距離計測構造は凹凸だけでなく、光学的に特性の違う膜によって作製しても良い。
[Example 3]
In Example 3, a method for producing a distance measuring structure to the mold side and the workpiece side to which the present invention is applied will be described.
FIG. 4A is a process diagram for explaining the procedure of the method for producing the distance measuring structure to the mold side according to this embodiment.
At the time of creation on the mold side, a processing structure 404 for transfer is created, and then a distance measurement structure 406 is created by the following procedure.
(1) The quartz substrate 402 is coated with an EB resist 401.
(2) The processed structure is drawn and developed by the EB drawing apparatus.
(3) Etching is performed using an etching apparatus, and the resist is further removed.
(4) A resist 405 is applied to a quartz substrate having a processed structure by spin coating.
(5) The distance measurement structure 406 is transferred by aligning the position with the mask while referring to the alignment structure 403, and performing exposure and development.
(6) A desired mold can be obtained by performing etching using an etching apparatus and further stripping off the resist.
FIG. 4B is a process diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing the structure for measuring the distance to the workpiece in this embodiment.
When creating on the workpiece side, the workpiece is prepared as follows.
(1) A silicon wafer is coated with a resist.
(2) Exposure is performed by a light exposure machine, and the distance measurement structure 409 is transferred and developed.
(3) A desired distance measurement structure 409 can be obtained by performing etching using an etching apparatus and further peeling the resist.
The mold may be a material that transmits light, such as Pyrex (registered trademark) or sapphire, and the processing method may be an optical exposure machine, an EB exposure machine, FIB, or an X-ray lithography apparatus. It is also possible to take a replica by Ni electroforming or the like.
Further, if the width and depth of the machining structure and the distance measurement structure are approximately the same, the order of the machining structure and the distance measurement structure may be made simultaneously. If the distance measurement structure is smaller than the machining structure, the distance measurement structure may be made first and the machining structure may be performed later.
Further, the work substrate may be a resin plate or a glass substrate.
In addition, the distance measurement structure may be formed not only with unevenness but also with films having optically different characteristics.

[実施例4]
実施例4においては、本発明を適用した3次元6軸の距離計測方法について説明する。図5に、モールドとワークが接触し、モールドと系の原点が一致している状態の2次元の距離計測構造を示す。
モールド上にはx軸に対しy軸の正方向の領域で短冊形の構造が周期的に並んでいる501と、y軸に対しx軸の正方向の領域で短冊形の構造が周期的に並んでいる503が存在する。
ワーク上にはx軸からy軸の負方向の領域で短冊形の構造502、x軸に平行な短冊形構造504それぞれ単独で存在する。
モールドがワークの原点から(x0,y0,z0)の位置にある場合、zx平面上の計測用光軸505から観察すると、つぎの距離を計測することができる。
すなわち、周期構造501と短冊形構造502により、f(x0,z0)で表される距離と、周期構造503と短冊形構造504からy0を計測することができる。
[Example 4]
In the fourth embodiment, a three-dimensional six-axis distance measuring method to which the present invention is applied will be described. FIG. 5 shows a two-dimensional distance measurement structure in a state where the mold and the work are in contact with each other and the origin of the mold and the system coincide with each other.
On the mold, strip-shaped structures are periodically arranged in a region in the positive direction of the y-axis with respect to the x-axis, and a strip-shaped structure is periodically arranged in the region in the positive direction of the x-axis with respect to the y-axis. There are 503 lined up.
A strip structure 502 and a strip structure 504 parallel to the x-axis exist in the negative direction region from the x-axis to the y-axis on the workpiece.
When the mold is at a position (x 0 , y 0 , z 0 ) from the workpiece origin, the next distance can be measured by observing from the measurement optical axis 505 on the zx plane.
That is, the periodic structure 501 and the strip-shaped structure 502, the distance represented by f (x 0, z 0) , it is possible to measure the y 0 from the periodic structure 503 and the strip-shaped structure 504.

つぎに、図6を用いて、本実施例のモールドとワークの3次元6軸の姿勢制御方法について説明する。計測領域が601,603,605の3箇所あり、それぞれの位置におけるワークの距離計測構造の原点を系全体の座標でA(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),C(x3,y3,z3)とする。
モールドが移動し、距離計測構造の原点がA’,B’,C’になっている時に、それぞれ距離計測構造の座標系で表したものを、つぎのように表記する。
すなわち、A’(x1d,y1d,z1d),B’(x2d,y2d,z2d),C’(x3d,y3d,z3d)と表記する。
ただし、それぞれを系全体の座標系で表すとA’(x1+x1d,y1+y1d,z1+z1d),B’(x2+x2d,y2+y2d,z2+z2d),C’(x3+x3d,y3+y3d,z3+z3d)となる。
それぞれの計測領域は、zx平面に平行な計測系602、xy平面に平行な計測系604、yz平面に平行な計測系606によって観察する。
その際、距離計測システム607で以下の6つの物理量を計測する。

Figure 2007149722
Next, a three-dimensional six-axis attitude control method for the mold and workpiece according to this embodiment will be described with reference to FIG. There are three measurement areas 601, 603, and 605, and the origin of the workpiece distance measurement structure at each position is represented by A (x 1 , y 1 , z 1 ), B (x 2 , y 2 , z 2 ) and C (x 3 , y 3 , z 3 ).
When the mold moves and the origin of the distance measurement structure is A ′, B ′, C ′, the distance measurement structure represented in the coordinate system is expressed as follows.
That is, they are expressed as A ′ (x 1d , y 1d , z 1d ), B ′ (x 2d , y 2d , z 2d ), C ′ (x 3d , y 3d , z 3d ).
However, A ′ (x 1 + x 1d , y 1 + y 1d , z 1 + z 1d ), B ′ (x 2 + x 2d , y 2 + y 2d , z 2 + z 2d ), C ′ (x 3 + x 3d , y 3 + y 3d , z 3 + z 3d ).
Each measurement region is observed by a measurement system 602 parallel to the zx plane, a measurement system 604 parallel to the xy plane, and a measurement system 606 parallel to the yz plane.
At that time, the distance measurement system 607 measures the following six physical quantities.
Figure 2007149722

モールドは剛体であることから、モールドの距離計測構造の三角形ABCと三角形A’B’C’の頂点の距離は変化しない。したがって、次の3つの等式を得ることができる。

Figure 2007149722
Since the mold is a rigid body, the distance between the vertices of the triangle ABC and the triangle A′B′C ′ of the distance measurement structure of the mold does not change. Thus, the following three equations can be obtained.
Figure 2007149722

未知数は9つで、計測した物理量6つ、さらに等式3つである。
姿勢計算システム608では、計測した物理量を等式に代入することで、モールドのワークに対する姿勢が3次元6軸で計算する。
これによりモールドの原点位置および法線ベクトルが計算できることから、これが所望の姿勢になるように姿勢制御システム609で姿勢の制御をする。
ただし、ここでは姿勢を制御するための機構は省かれている。
なお、モールドはワークに対してほぼ平行であることを利用し、まずy1d,y2d,x3dを計測し、それらを小さくするようにステージを制御する。
次に、L1≒z1dtan(θ),L2≒z2dtan(θ),L3≒z3dtan(θ)を計測し、それぞれを所望の値になるようにステージを制御する。
この操作を繰り返すことによってモールドとワークを所望の姿勢にしてもよい。
There are nine unknowns, six measured physical quantities, and three equations.
The posture calculation system 608 calculates the posture of the mold with respect to the workpiece in three dimensions by substituting the measured physical quantity into an equation.
As a result, the origin position and normal vector of the mold can be calculated, and the attitude is controlled by the attitude control system 609 so that the mold has a desired attitude.
However, the mechanism for controlling the posture is omitted here.
Note that, using the fact that the mold is substantially parallel to the workpiece, first, y 1d , y 2d , and x 3d are measured, and the stage is controlled to reduce them.
Next, L 1 ≈z 1d tan (θ), L 2 ≈z 2d tan (θ), and L 3 ≈z 3d tan (θ) are measured, and the stage is controlled so that each becomes a desired value.
By repeating this operation, the mold and the workpiece may be in a desired posture.

本発明の実施の形態におけるモールドとワーク間の距離計測の原理を説明する概念図。(a)、(c)、(e)はモールドおよびワークをzx平面で切った状態を示す図。(b)、(d)、(f)は距離計測構造を顕微鏡の光軸から観察した時に、x軸を境にy軸の正の領域にモールドの構造、負の領域にワークの構造が観察された状態を示す図。The conceptual diagram explaining the principle of the distance measurement between the mold and workpiece | work in embodiment of this invention. (A), (c), (e) is a figure which shows the state which cut the mold and the workpiece | work in the zx plane. (B), (d), and (f) show the structure of the mold in the positive region of the y axis and the structure of the workpiece in the negative region when the distance measurement structure is observed from the optical axis of the microscope. The figure which shows the state made. 本発明の実施例1におけるモールドとワーク間の距離計測方法を説明する図。(a)は距離計測構造を短冊形の構造とした構成例を示す図。(b)は距離計測構造を短冊形の構造が周期で並ぶようにした構成例を示す図。(c)は距離計測構造をモールド側及びワーク側に短冊形の構造による周期が複数で並ぶようにした構成例を示す図。(d)はモアレ縞を発生するようにした構成例を示す図。The figure explaining the distance measuring method between the mold and the workpiece | work in Example 1 of this invention. (A) is a figure which shows the structural example which made the distance measurement structure the strip-shaped structure. (B) is a figure which shows the structural example which made the distance measurement structure the strip-shaped structure arranged in a period. (C) is a diagram showing a configuration example in which a distance measuring structure is arranged in a plurality of periods with a strip-shaped structure on the mold side and the workpiece side. FIG. 6D is a diagram illustrating a configuration example in which moire fringes are generated. 本発明の実施例2における加圧加工装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pressure processing apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3におけるモールドおよびワークの作製方法を説明する図。(a)はモールド側への距離計測構造の作製方法の手順を説明する工程図を示す図。(b)はワーク側への距離計測構造の作製方法の手順を説明する工程図を示す図。The figure explaining the production method of the mold in Example 3 of this invention, and a workpiece | work. (A) is a figure which shows the process drawing explaining the procedure of the production method of the distance measurement structure to the mold side. (B) is a figure which shows the process drawing explaining the procedure of the production method of the distance measurement structure to the workpiece | work side. 本発明の実施例4を説明するモールドと系の原点が一致している状態の2次元構造の距離計測構造を説明する図。The figure explaining the distance measurement structure of the two-dimensional structure of the state which the mold explaining the Example 4 of this invention and the origin of a system correspond. 本発明の実施例4におけるモールドとワークの間の3次元6軸の姿勢制御を説明する図。The figure explaining the attitude | position control of the three-dimensional 6 axis | shaft between the mold and the workpiece | work in Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101:モールドの距離計測構造(断面)
102:ワークの距離計測構造(断面)
103:顕微鏡
104:モールド側の距離計測構造(上面)
105:ワーク側の距離計測構造(上面)
201:撮像範囲
202:モールドの短冊構造
203:ワークの短冊構造
204:モールドのP1の周期構造
205:ワークのP2の周期構造
206:モールドのP3の周期構造
207:モールドのP4の周期構造
208:ワークのP5の周期構造
209:ワークのP6の周期構造
210:モールドのP7の周期構造と,ワークのP8の周期構造によるモアレ縞
211:モールドのP8の周期構造と,ワークのP7の周期構造によるモアレ縞
301:光源
302:距離計測光学系
303:モールド
304:モールド側の距離計測構造
305:ワーク側の距離計測構造
306:ワーク
307:加圧機構
308:面内移動機構
309:撮像素子
310:撮像素子
311:面内位置合わせ光学系
312:モールドの面内位置合わせ構造
313:ワークの面内位置合わせ構造
314:露光制御システム
315:プロセス制御システム
316:姿勢制御システム
317:距離計測システム
401:EB用レジスト
402:石英基板
403:面内位置合わせ構造
404:加工構造
405:レジスト
406:モールドの距離計測構造
407:シリコン基板
408:レジスト
409:ワークの距離計測構造
501:モールド上のy軸に平行な周期構造
502:ワーク上のy軸に平行な短冊形構造
503:モールド上のx軸に平行な周期構造
504:ワーク上のx軸に平行な短冊形構造
505:zx平面上の計測用光軸
601:領域1
602:zx平面と平行な計測系
603:領域2
604:zx平面と平行な計測系
605:領域3
606:yz平面と平行な計測系
607:距離計測システム
608:姿勢計算システム
609:姿勢制御システム
101: Mold distance measurement structure (cross section)
102: Workpiece distance measurement structure (cross section)
103: Microscope 104: Mold side distance measurement structure (top surface)
105: Distance measurement structure on the workpiece side (top surface)
201: imaging range 202: mold strip structures 203: a strip of the workpiece structure 204: the cycle of the mold of P 1 Structure 205: workpiece P 2 of the periodic structure 206: the mold P 3 periodic structure 207: the mold P 4 periodic structure 208: the periodic structure 209 P 5 of the work: periodic structure 210 of the P 6 of the workpiece: the periodic structure of the P 7 of the mold, moire fringes due to the periodic structure of the P 8 of the workpiece 211: period of mold P 8 structure When moire fringes due to the periodic structure of the P 7 of the work 301: light source 302: distance measuring optical system 303: mold 304: mold side distance measuring structure 305: workpiece-side distance measuring structure 306: work 307: pressing mechanism 308: In-plane moving mechanism 309: imaging device 310: imaging device 311: in-plane alignment optical system 312: mold in-plane alignment structure 313: workpiece surface Alignment structure 314: Exposure control system 315: Process control system 316: Attitude control system 317: Distance measurement system 401: EB resist 402: Quartz substrate 403: In-plane alignment structure 404: Processing structure 405: Resist 406: Mold Distance measurement structure 407: Silicon substrate 408: Resist 409: Work distance measurement structure 501: Periodic structure parallel to the y-axis on the mold 502: Strip structure 503 parallel to the y-axis on the work 503: On the x-axis on the mold Parallel periodic structure 504: strip structure parallel to the x-axis on the workpiece 505: measurement optical axis 601 on the zx plane: region 1
602: Measurement system parallel to the zx plane 603: Region 2
604: Measurement system parallel to zx plane 605: Region 3
606: Measurement system 607 parallel to yz plane: Distance measurement system 608: Attitude calculation system 609: Attitude control system

Claims (12)

モールドまたは被加工部材の少なくともいずれか一方の側を加圧し、モールドの加工面に形成されたパターンを、前記被加工部材の表面に転写する加圧加工装置であって、
前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測する距離計測機構を有し、
前記距離計測機構は、前記モールドの加工面側と前記被加工部材の表面側とにそれぞれ設けられた距離計測構造を観測し、
前記観測結果に基づいて、前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測可能に構成されていることを特徴とする加圧加工装置。
A pressure processing apparatus that pressurizes at least one side of a mold or a workpiece, and transfers a pattern formed on the processing surface of the mold to the surface of the workpiece,
A distance measuring mechanism for measuring a distance between the mold and the workpiece;
The distance measuring mechanism observes a distance measuring structure provided on each of the processing surface side of the mold and the surface side of the workpiece,
A pressure processing apparatus configured to be able to measure a distance between the mold and the member to be processed based on the observation result.
前記距離計測機構は、前記モールドの加工面の法線に対して傾いた光軸を持つ光学系を備えていることを特徴とする請求項1に記載の加圧加工装置。   The pressure processing apparatus according to claim 1, wherein the distance measuring mechanism includes an optical system having an optical axis inclined with respect to a normal line of a processing surface of the mold. 前記距離計測機構は、前記モールドおよび前記被加工部材に対する3次元6軸の位置関係を計測可能に構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加圧加工装置。   The pressure processing apparatus according to claim 1, wherein the distance measuring mechanism is configured to be able to measure a three-dimensional six-axis positional relationship with respect to the mold and the workpiece. モールドまたは被加工部材の少なくともいずれか一方の側を加圧し、モールドの加工面に形成されたパターンを、前記被加工部材の表面に転写する加圧加工方法であって、
前記モールドの加工面側と前記被加工部材の表面側とにそれぞれ設けられた距離計測構造を観測し、
前記観測結果に基づいて、前記モールドと前記被加工部材との間の距離を計測する距離計測工程を有することを特徴とする加圧加工方法。
A pressure processing method in which at least one side of a mold or a workpiece is pressed, and a pattern formed on the processing surface of the mold is transferred to the surface of the workpiece.
Observe the distance measurement structures provided on the processing surface side of the mold and the surface side of the workpiece,
A pressure processing method comprising a distance measuring step of measuring a distance between the mold and the workpiece based on the observation result.
前記距離計測工程は、前記モールドの加工面の法線に対し、傾いた光軸方向からの光学観測によって前記距離計測構造を計測する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の加圧加工方法。   5. The pressurization according to claim 4, wherein the distance measuring step includes a step of measuring the distance measuring structure by optical observation from an optical axis direction inclined with respect to a normal line of a processing surface of the mold. Processing method. 前記距離計測工程は、前記モールドおよび前記被加工部材に対する3次元6軸の位置関係を計測する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の加圧加工方法。   The pressure processing method according to claim 4, wherein the distance measuring step includes a step of measuring a three-dimensional six-axis positional relationship with respect to the mold and the workpiece. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の加圧加工装置、または請求項4〜6のいずれか1項に記載の加圧加工方法に用いられる加圧加工用モールドであって、
前記モールドの加工面側に、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造と対応して設けられた距離計測構造を有することを特徴とする加圧加工用モールド。
It is a mold for pressure processing used for the pressure processing apparatus of any one of Claims 1-3, or the pressure processing method of any one of Claims 4-6,
A pressure processing mold having a distance measurement structure provided on the processing surface side of the mold in correspondence with the distance measurement structure provided on the surface side of the workpiece.
前記距離計測構造が、短冊形の構造を有することを特徴とする請求項7に記載の加圧加工用モールド。   The pressure processing mold according to claim 7, wherein the distance measuring structure has a strip-shaped structure. 前記距離計測構造が、周期構造を有することを特徴とする請求項7に記載の加圧加工用モールド。   The mold for pressure processing according to claim 7, wherein the distance measuring structure has a periodic structure. 前記距離計測構造が、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造を構成する周期構造と、異なる周期の周期構造を有することを特徴とする請求項7に記載の加圧加工用モールド。   The pressure processing mold according to claim 7, wherein the distance measurement structure has a periodic structure constituting a distance measurement structure provided on a surface side of the workpiece and a periodic structure having a different period. . 前記距離計測構造が、前記被加工部材の表面側に設けられた距離計測構造を構成する周期構造と重なることによって、モアレ縞を発生する周期構造を有することを特徴とする請求項7に記載の加圧加工用モールド。   The said distance measurement structure has a periodic structure which produces | generates a moire fringe by overlapping with the periodic structure which comprises the distance measurement structure provided in the surface side of the said to-be-processed member. Mold for pressure processing. 凹凸パターンを有するモールドの該パターンを、基板上の部材に転写するための加圧加工装置であって、
前記モールドを保持するための第1の保持部と、
前記モールドの該凹凸パターンが形成されている第1の表面と平行になるように、前記基板の第2の表面を保持するための第2の保持部と、
前記第1の表面の法線方向に対して傾斜した光軸を有し、且つ前記モールドと前記基板とにそれぞれ形成されているアライメントマークを観測するための、光学観測部とを備え、
前記光学観測部からの情報を用いて、前記モールドと前記基板との間の距離を、前記モールドの前記第1の表面に平行な平面情報に置き替えることを特徴とする加圧加工装置。
A pressure processing apparatus for transferring the pattern of a mold having a concavo-convex pattern to a member on a substrate,
A first holding unit for holding the mold;
A second holding part for holding the second surface of the substrate so as to be parallel to the first surface on which the uneven pattern of the mold is formed;
An optical observation unit for observing alignment marks formed on the mold and the substrate, respectively, having an optical axis inclined with respect to the normal direction of the first surface;
A pressure processing apparatus, wherein information from the optical observation unit is used to replace the distance between the mold and the substrate with plane information parallel to the first surface of the mold.
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