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JP2007305647A - Nano-imprint system and nano-imprint method - Google Patents

Nano-imprint system and nano-imprint method

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JP2007305647A
JP2007305647A JP2006129979A JP2006129979A JP2007305647A JP 2007305647 A JP2007305647 A JP 2007305647A JP 2006129979 A JP2006129979 A JP 2006129979A JP 2006129979 A JP2006129979 A JP 2006129979A JP 2007305647 A JP2007305647 A JP 2007305647A
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JP
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holding
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light
nano
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JP2006129979A
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Inventor
Kentaro Ogawa
健太郎 小川
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
凸版印刷株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable accurate positioning while considering the parallelism between a die and a substrate to be transferred, and to improve throughput.
SOLUTION: A nano-imprint system 1 comprises: a first holding stand 10 for holding the substrate 3 to be transferred on which a first alignment mark is formed; a second holding stand 13 for holding the die 2 in which a second alignment mark and an irregular pattern are formed; a displacement mechanism 25 for displacing both the holding stands independently; an alignment optical system 6 for irradiating both the alignment marks with irradiation light to observe the gray image of both the marks obtained by applying the irradiation light; a control unit 9 for alignment by calculating the relative positions of both the alignment marks based on the observation result, and controlling the displacement mechanism so that the die is pressed against the substrate to be transferred after the alignment; and a photoirradiation apparatus 8 for applying light L for curing a resist film. The alignment optical system is arranged outside the optical path of light applied by the photoirradiation apparatus.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被転写基板と予め凹凸が形成された型との位置合わせを精密に行い、被転写基板に凹凸を転写するナノインプリント装置及びナノインプリント方法に関するものである。 The present invention is, precisely aligns the mold in advance unevenness and the transfer substrate is formed, to a nanoimprint device and nanoimprint method for transferring irregularities on the transfer substrate.

半導体製造において、100nm以下の超微細パターンを形成し、量産性を安価に提供する技術としてナノインプリント法が注目されている。 In semiconductor manufacturing, to form the following ultrafine pattern 100 nm, nanoimprint method has attracted attention as a technology that provides low cost mass productivity. このナノインプリント法は、転写すべきパターンが予め形成された型(モールドやテンプレート等)を、被転写基板上に塗布した光硬化樹脂或いは熱硬化樹脂からなるレジスト膜に押し付け、光を照射或いは熱を加えながらレジスト膜を硬化させることによってパターンを被転写基板に転写する方法である。 The nanoimprint method is a type of pattern to be transferred is previously formed (such as mold or template), pressed against the resist film made of a photocurable resin or a thermosetting resin coated on the transfer substrate, the irradiation of light or heat is a method for transferring to a transfer substrate a pattern by curing the resist film while applying. この際、光硬化樹脂を用いた転写法を光ナノインプリント法、熱硬化樹脂を用いた転写法を熱インプリント法として知られている。 In this case, the optical nanoimprinting transfer method using a photocurable resin, a transfer method using a thermosetting resin is known as thermal imprinting method.

いずれにしても被転写基板に型を転写するためには、型と被転写基板との位置合わせを行う必要がある。 In order to transfer the mold to the transfer substrate in any event, it is necessary to align the mold and the transferred substrate.
この位置合わせの方法としては、幾つかの方法が知られているが、その1つとして、「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。 The method of alignment, although several methods are known, as one of them, "Molecular Imprints, Inc." alignment method adopted in the nanoimprint apparatus will be described. この方法は、まず、被転写基板の被転写面と、型の凹凸が形成された転写面とを対向して配置すると共に、その間の間隙に低粘性の液体を満たしている。 This method first meets with the transferred surface of the transfer substrate, as well as arranged opposite the transfer surface types of irregularities are formed, a liquid low viscosity during the gap. そして、被転写面及び型の上方から、被転写面に対して垂直な光軸を持つアライメント光学系によって2つのアライメントマーク(被転写面及び転写面に設けられているマーク)を読みとり、その観測結果を用いて型と被転写基板との位置合わせを行う方法である。 Then, from the upper side of the transferred surface and the mold, and read two alignment marks by the alignment optical system having an optical axis perpendicular to the transferred surface (mark provided on the transfer surface and the transfer surface), the observation result is a method for aligning the mold and the transferred substrate used.

また、「SUSS MicroTec 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。 Further, described alignment method adopted in the nanoimprint apparatus "SUSS MicroTec Inc.". この方法は、まず、被転写基板と型とを所定間隙を持って対向に配置すると共に、両者の間に2つのCCDカメラを挿入する。 This method, first, the placed facing with a predetermined gap between the transfer substrate and the mold, inserting the two CCD cameras therebetween. そして、一方のCCDカメラにより被転写基板に形成されているアライメントマークを検出すると共に、他方のCCDカメラにより、型に形成されているアライメントマークを検出する。 Then, while detecting the alignment mark formed on the transfer substrate by one CCD camera, by the other CCD camera, for detecting the alignment mark formed on the mold. 最後に、この状態で型と被転写基板との位置合わせを行い、面内方向の相対位置関係を変えないように両者を近づけてパターンを転写する方法である。 Finally, the alignment of the mold and the transferred substrate in this state is a method of transferring a pattern close to each other so as not to change the plane direction of the relative positional relationship.
特開2005−101201号公報 JP 2005-101201 JP

しかしながら、上述した従来の位置合わせ方法では、以下の課題が残されていた。 However, in the conventional alignment method described above, the following problems have been left.
即ち、従来の位置合わせ方法では、位置合わせ時にアライメントマークを検出するためのアライメントマーク検出用受光装置を、型の直上若しくは被転写基板と型との間に挿入する必要があった。 That is, in the conventional alignment method, the alignment mark detection light-receiving device for detecting the alignment mark at the time of registration, it is necessary to insert between the right above or the transfer substrate and the mold of the mold. そのため、型の上方から光を照射する際に、アライメント検出用受光装置を露光の妨げにならないように待避する必要がある。 Therefore, when irradiating a light from above the mold, it is necessary to retract so as not to alignment detection light-receiving device to interfere with the exposure. その結果、スループットが低下してしまっていた。 As a result, throughput has fallen into reduced.
また、重ね合わせを厳密に行うためには、型と被転写基板との平行度が出ている事が必要である。 Further, in order to overlay exactly, it is necessary that the parallelism between the mold and the transferred substrate are out. ところが、従来の位置合わせ方法では、型と被転写基板との平行度を考慮していないので、正確な位置合わせを行うことが難しかった。 However, in the conventional alignment method does not consider the parallelism between the mold and the transferred substrate, it is difficult to perform accurate alignment.

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、型と被転写基板との平行度を考慮しながら正確な位置合わせを行うことができると共に、スループットが向上したナノインプリント装置及びナノインプリント方法を提供することである。 This invention has been made in view of the problems of the prior art, an object of, it is possible to perform accurate alignment taking into account the parallelism between the mold and the transferred substrate, improves throughput it is to provide a nanoimprint device and nanoimprint method.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。 To achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明に係るナノインプリント装置は、表面に凹凸パターンが形成された型を被転写基板に押し付けて、凹凸パターンを被転写基板の表面に塗布されたレジスト膜に転写するナノインプリント装置であって、濃淡像を形成する第1のアライメントマークが表面上に形成された前記被転写基板を保持する第1の保持台と、濃淡像を形成する第2のアライメントマーク及び前記凹凸パターンが表面上に形成された前記型を、該凹凸パターンが前記被転写基板の表面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の保持台を、水平面に平行なXY軸及び該XY軸に直交するZ軸方向と、これらXYZ軸回りとにそれぞれ独立に変位可能な変位機構と、前記第2の保持台の上方に設けられ、該位置から前記第1及び第2の Nanoimprint apparatus according to the present invention, the type uneven pattern formed on the surface against the transfer target substrate, an uneven pattern a nanoimprint apparatus for transferring the resist film coated on the surface of the transfer substrate, gray image first and holding table first alignment mark holds the transfer substrate which is formed on a surface to form a second alignment mark and the concave-convex pattern to form a gray-scale image is formed on the surface the type, and a second holder for holding such uneven patterns is opposed to the surface of the transfer substrate, the first holder and the second holder, XY axis parallel to the horizontal plane and and Z-axis direction orthogonal to the XY axis, and the displaceable displacement mechanism to independently and these XYZ axis, provided above the second holding base, from the position the first and second ライメントマークに照明光を照射すると共に、該照明光の照射によって得られた両アライメントマークの前記濃淡像をそれぞれ観察するアライメント光学系と、該アライメント光学系による観察結果に基づいて前記第1及び第2のアライメントマークの相対位置を算出し、前記Z軸方向に沿って両アライメントマークを位置合わさせると共に、位置合わせ後、前記被転写基板と前記型とをZ軸方向に沿って相対的に接近させて型を被転写基板に押し付けるように前記変位機構を制御する制御装置と、前記被転写基板の表面に向けて、前記レジスト膜を硬化させる光を照射する光照射装置とを備え、前記アライメント光学系が、前記光照射装置が照射する前記光の光路外に配置されていることを特徴とするものである。 Irradiates illumination light to the line placement marks, 該照 an alignment optical system for observing each said gray-scale image of the two alignment marks obtained by the irradiation of bright light, the first and second based on the observation result by the alignment optical system calculating a relative position of the two alignment marks, with causes fit position both the alignment marks along the Z-axis direction, after the positioning, relative approaching the and the mold and the transferred substrate along the Z-axis direction a control device for controlling the displacement mechanism to press allowed to mold is to be transferred substrate, said toward the surface of the transfer substrate, and a light irradiation device for irradiating light to cure the resist film, the alignment optical system, the light irradiation apparatus is characterized in that it is arranged outside the optical path of the light to be irradiated.

また、本発明に係るナノインプリント方法は、表面に凹凸パターンが形成された型を被転写基板に押し付けて、凹凸パターンを被転写基板の表面に塗布されたレジスト膜に転写するナノインプリント方法であって、濃淡像を形成する第1のアライメントマークが表面上に形成された前記被転写基板と、濃淡像を形成する第2のアライメントマーク及び前記凹凸パターンが表面上に形成された前記型とを、該凹凸パターンを被転写基板の表面に対向させると共に両者間を所定距離だけ離間させた状態で配置する配置工程と、該配置工程後、水平面に対して直交するZ軸方向に光軸を有する照明光を、前記第1及び前記第2のアライメントマークに照射すると共に、該照明光の照射によって得られた両アライメントマークの前記濃淡像をそれぞれ Further, nanoimprint method according to the present invention, the type uneven pattern formed on the surface against the transfer target substrate, an uneven pattern a nanoimprint method for transferring the resist film coated on the surface of the transfer substrate, said transfer substrate where the first alignment mark is formed on a surface to form a gray image, and the type of second alignment mark and the concave-convex pattern is formed on a surface to form a gray-scale image, the a placement step of placing in a state of being spaced apart by a predetermined distance therebetween causes facing an uneven pattern on the surface of the transfer substrate, after the disposing step, the illumination light having an optical axis in the Z axis direction perpendicular to the horizontal plane the irradiates the first and the second alignment mark, the gray-scale image of the two alignment marks obtained by the irradiation of the illumination light, respectively 察する観察工程と、該観察工程による観察結果に基づいて、前記第1及び第2のアライメントマークの相対位置を算出し、前記Z軸方向に沿って両アライメントマークを位置合わせさせる位置合わせ工程と、該位置合わせ工程後、前記被転写基板と前記型とを前記Z軸方向に沿って相対的に接近させ、型を被転写基板に押し付ける押し付け工程と、該押し付け工程後、前記被転写基板の表面に向けて前記レジスト膜を硬化させる光を照射し、前記凹凸パターンを前記レジスト膜に転写させる転写工程と、該転写工程後、前記型を前記被転写基板から離間させる離間工程とを備え、前記照明光が、前記転写工程時に照射される前記光の光路外から照射されることを特徴とするものである。 An observation step of Judging, based on the observation result by the observation step, and the first and calculates the relative position of the second alignment mark, the Z-axis direction positioning step to align the two alignment marks along, after the positioning process, the and said mold and the transferred substrate by relatively closer along the Z-axis direction, a step pressing pressing the mold onto a transfer substrate, after said pressing step, the surface of the transfer substrate irradiating light to cure the resist film toward said comprising a transfer step of the concavo-convex pattern is transferred to the resist film, after said transfer step, and a spacing step of separating the mold from the transfer substrate, wherein illumination light is characterized in that irradiated from the outside of the optical path of the light emitted during the transfer step.

この発明に係るナノインプリント装置及びナノインプリント方法においては、まず、第1の保持台と第2の保持台とを変位機構により離間した状態にしておき、それぞれに被転写基板及び型を保持させる。 In this nanoimprint apparatus and nanoimprint method according to the invention, first, it leaves a state of the first holder and the second holder spaced by the displacement mechanism, thereby holding the transfer substrate and the mold, respectively. この配置工程によって、被転写基板及び型は、それぞれ表面が対向すると共に所定距離だけ離間した状態で配置される。 This arrangement step, the transfer substrate and the mold, the surface respectively are disposed in spaced by a predetermined distance while facing.
次いで、第2の保持台の上方に設けられたアライメント光学系から、水平面に対して直交するZ軸方向に光軸を有する照明光を、被転写基板及び型に向けて照射する。 Then, from the alignment optical system provided above the second holder, an illumination light having an optical axis in the Z-axis direction orthogonal to the horizontal plane, is irradiated toward the transfer substrate and the mold. 照射された照明光は、被転写基板の表面に形成された第1のアライメントマーク及び型の表面に形成された第2のアライメントマークを照明する。 Illumination light emitted illuminates the second alignment mark formed on the surface of the first alignment mark and the type formed on the surface of the transfer substrate. アライメント光学系は、この照明光の照明によって得られた両アライメントマークの濃淡像をそれぞれ観察する。 Alignment optical system observes the gray image of both the alignment marks obtained by the illumination of the illumination light, respectively.

制御装置は、アライメント光学系による観察工程の結果に基づいて、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相対位置を算出する。 Controller, based on the results of the observation process by the alignment optical system, calculates the relative position of the first alignment mark and the second alignment mark. 相対位置の算出後、制御装置は、変位機構を制御して第1の保持台及び第2の保持台を適宜変位させて、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を、Z軸方向に沿って位置合わせさせる位置合わせ工程を行う。 After calculating the relative position, the control device, the first holder and the second holding base by appropriately displaced by controlling the displacement mechanism, the first alignment mark and a second alignment mark, Z-axis direction an alignment step to align along to do.
次いで、制御装置は、被転写基板と型とをZ軸方向に沿って相対的に接近するように変位機構を制御すると共に、型を被転写基板に押し付ける押し付け工程を行う。 Then, the control unit controls the displacement mechanism for relative approaching along the transfer substrate and the mold in the Z-axis direction, a step pushing pressing the mold onto a transfer substrate. この押し付け工程によって、レジスト膜は凹凸パターンの形状にならって変形する。 This pressing step, the resist film is deformed according to the shape of the uneven pattern. 次いで、光照射装置は、被転写基板の表面に向けてレジスト膜を硬化させる光(紫外線等)を照射し、レジスト膜の露光を行う転写工程を行う。 Then, the light irradiation device irradiates light to cure the resist film toward the surface of the transfer substrate (ultraviolet rays), a transfer step of performing exposure of the resist film. この転写工程によって、レジスト膜は凹凸パターンの形状にならった状態で硬化する。 This transfer process, the resist film is cured in a state of following the shape of the uneven pattern. 最後に、制御装置は、被転写基板と型とがZ軸方向に沿って相対的に離間するように変位機構を制御する離間工程を行う。 Finally, the control device performs the separation step of the transfer target substrate and the mold to control the displacement mechanism so as to relatively spaced apart along the Z-axis direction.
その結果、レジスト膜に凹凸パターンが転写された被転写基板を得ることができる。 As a result, it is possible uneven pattern on the resist film to obtain a transferred substrate that has been transferred.

特にアライメント光学系は、光照射装置が照射する光の光路外に配置されているので、観察工程時に照射する照明光は転写工程時に照射される光の光路外から照射されるようになっている。 In particular the alignment optical system, the light irradiation device is disposed outside the optical path of the light irradiation, the illumination light irradiated at the time of observation process are irradiated from the outside of the optical path of light irradiated during the transfer process . そのため、レジスト膜に光を照射して露光を行う際に、アライメント光学系が露光の妨げにならず、従来のようにアライメント光学系を退避操作する必要がない。 Therefore, when the exposure is performed by irradiating light to the resist film, not alignment optical system in the way of exposure, it is not necessary to save operating the alignment optical system as in the prior art. 従って、スループットの向上化を図ることができる。 Therefore, it is possible to increasing the throughput.

また、本発明のナノインプリント装置は、上記本発明のナノインプリント装置において、前記制御装置が、前記アライメント光学系による観察結果に基づいて、前記被転写基板及び前記型の表面をそれぞれ前記水平面に一致させるように前記変位機構を制御することを特徴とするものである。 Further, nanoimprint apparatus of the present invention, in the nanoimprint apparatus of the present invention, wherein the controller, based on the observation result by the alignment optical system, so as to match the transfer substrate and the type of surface on each of said horizontal surface it is characterized in that controlling the displacement mechanism.

また、本発明のナノインプリント方法は、上記本発明のナノインプリント方法において、前記観察工程と前記位置合わせ工程との間に、観察工程による観察結果に基づいて、前記被転写基板及び前記型の表面をそれぞれ水平面に一致させるように傾斜補正を行う補正工程を備えていることを特徴とするものである。 Further, nanoimprint method of the present invention is a nano-imprint method of the present invention, the during the observation process and the alignment process, based on the observation result by the observation step, the transfer substrate and the type of surface, respectively and it is characterized in that it comprises a correction step of performing inclined correction to match the horizontal plane.

この発明に係るナノインプリント装置及びナノインプリント方法においては、観察工程後、位置合わせを行う前に、制御装置がアライメント光学系による観察結果に基づいて、被転写基板及び型の表面が水平面に一致するように変位機構を適宜制御して、傾斜補正を行う。 In the nanoimprint apparatus and nanoimprint method according to the present invention, after the observation step, before performing the alignment, the control device is based on the observation result by the alignment optical system, as the transfer substrate and the surface of the mold coincides with the horizontal plane controlled to the displacement mechanism appropriately performs inclination correction. この補正工程によって、被転写基板及び型の表面が水平面に一致するので、被転写基板と型とが互いに確実に平行した位置関係となる。 This correction process, the transfer substrate and the surface of the mold because matches the horizontal plane, the positional relationship and the transfer target substrate and the mold are parallel securely to each other. よって、より正確な位置合わせを行うことができ、凹凸パターンの転写を高精度に行うことができる。 Therefore, it is possible to perform a more accurate alignment, it is possible to effect transfer of the uneven pattern with high precision.

本発明に係るナノインプリント装置及びナノインプリント方法によれば、型と被転写基板との平行度を考慮しながら正確な位置合わせを行うことができると共に、スループットの向上化を図ることができる。 According to the nanoimprint apparatus and nanoimprint method according to the present invention, taking into account the parallelism between the mold and the transferred substrate it is possible to carry out accurate alignment, it is possible to increasing the throughput.

以下、本発明に係るナノインプリント装置及びナノインプリント方法の一実施形態について、図1から図6を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a nanoimprint device and nanoimprint method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態のナノインプリント装置1は、表面2aに図示しない凹凸パターンが形成された型2をウエハ(被転写基板)3の表面3aに塗布された紫外線硬化型のレジスト膜4に転写する装置である。 Nanoimprint apparatus 1 of the present embodiment is a device for transferring a mold 2 having an uneven pattern formed thereon (not shown) on the surface 2a wafer resist film 4 of an ultraviolet curable applied to (the transfer substrate) 3 of the surface 3a .
即ち、ナノインプリント装置1は、図1に示すように、保持部5と、アライメント光学系6と、これら保持部5及びアライメント光学系6を収納するチャンバ7と、チャンバ7の外部に配置された光照射装置8及び制御装置9とを備えている。 That is, nano-imprint apparatus 1, as shown in FIG. 1, the holding part 5, and the alignment optical system 6, a chamber 7 for accommodating these holding portions 5 and the alignment optical system 6, the light is placed outside the chamber 7 and a radiation device 8, and a control unit 9.
なお、図1において、紙面に対して左右方向をX軸、紙面に対して垂直方向をY軸、紙面に対して上下方向をZ軸として、以下説明する。 Incidentally, in FIG. 1, X axis in the lateral direction to the paper surface, Y axis direction perpendicular to the paper surface, the vertical direction Z-axis to the plane, is described below.

上記保持部5は、ウエハ保持台(第1の保持台)10と、ウエハ保持台駆動機構11、12と、型保持台(第2の保持台)13と、型保持台駆動機構14、15とにより構成されている。 The holding portion 5, the wafer holder 10 (first holder of) a wafer holder driving mechanism 11 and 12, the mold holder (second holder) 13, the mold holder driving mechanism 14, 15 It is constituted by the. ウエハ保持台10及び型保持台13は、それぞれ位置合わせ時において、ウエハ保持台10の上面にウエハ3の表面(被転写面)3a側が上側なるようにウエハ3を保持し、型保持台13の下面に型2の凹凸パターンが形成された表面(転写面)2aが下側になるようにして型2を保持している。 Wafer holder 10 and the die holder 13, at the time of each registration, the surface of the wafer 3 on the upper surface of the wafer holder 10 holding the wafer 3 so that (transferred surface) 3a side is the upper side, the mold holder 13 the lower surface to the mold 2 of the concavo-convex pattern formed surface (transfer surface) 2a holds the mold 2 so as to become lower. つまり、ウエハ保持台10及び型保持台13は、ウエハ3の表面3aと型2の表面2aとが互いに対向するように、ウエハ3及び型2をそれぞれ保持している。 In other words, the wafer holder 10 and the die holder 13, so that the surface 2a of the surface 3a and the mold 2 of the wafer 3 are opposed to each other, holding the wafer 3 and mold 2, respectively.

また、ウエハ3の表面3aには、濃淡像を形成する第1のアライメントマークM1が形成されている。 The surface 3a of the wafer 3, the first alignment mark M1 to form a gray-scale image is formed. この第1のアライメントマークM1は、図2に示すように、微細なアライメントを行うための位置合わせマークであるウエハアライメントマーク20と、図3に示すように、ウエハアライメントマーク20を顕微鏡の視野に導入するための粗調用アライメントマーク21a、21bとから構成されている。 The first alignment mark M1, as shown in FIG. 2, the wafer alignment marks 20 are alignment marks for performing fine alignment, as shown in FIG. 3, the wafer alignment marks 20 on the visual field of the microscope the coarse tuning alignment marks 21a for introducing, and a 21b.

同様に型2の表面2aには、凹凸パターンに加え、濃淡像を形成する第2のアライメントマークM2が形成されている。 The surface 2a similarly mold 2, in addition to the uneven pattern, the second alignment mark M2 to form a gray-scale image is formed. この第2のアライメントマークM2は、図2に示すように、微細なアライメントを行うための位置合わせマークである型アライメントマーク22a、22bと、図3に示すように、型アライメントマーク22a、22bを顕微鏡の視野に導入するための粗調用アライメントマーク21a、21bとから構成されている。 The second alignment marks M2, as shown in FIG. 2, the mold alignment mark 22a is alignment marks for performing fine alignment, and 22b, as shown in FIG. 3, the mold alignment marks 22a, 22b, the coarse tuning alignment marks 21a for introducing the visual field of the microscope, and a 21b.
つまり、粗調用アライメントマーク21a、21bは、ウエハ2及び型3の両方に形成されている。 In other words, coarse tuning alignment marks 21a, 21b are formed on both the wafers 2 and type 3.

ウエハアライメントマーク20は、図2に示すように、例えばY軸方向に延びているL/Sパターンであり、その線幅は被合わせ工程の最小デザインルールで作成されたもので、図の例ではピッチが200nmであり、25本のラインで構成されている。 Wafer alignment mark 20, as shown in FIG. 2, for example, L / S pattern that extends in the Y-axis direction, the line width has been created with a minimum design rule of the combined process, in the example of FIG. pitch is 200 nm, are composed of 25 lines. なお、L/Sパターンの長さは、図の例では5μmである。 The length of the L / S pattern is 5μm in the example of FIG.
同様に型アライメントマーク22a、22bは、例えばY軸方向に延びているL/Sパターンであり、その線幅は型2に形成されているパターンの最小デザインルールで作成されたもので、図の例ではピッチが200nmであり、それぞれ10本のラインで構成されている。 Similarly the mold alignment marks 22a, 22b is, for example, L / S pattern that extends in the Y-axis direction, the line width has been created with a minimum design rule of the pattern formed on the mold 2, in FIG. in the example a 200nm pitch is constituted by ten each line. なお、L/Sパターンの長さは、図の例では5μm、中心間距離は15μmである。 The length of the L / S pattern in the example of FIG. 5 [mu] m, the center distance is 15 [mu] m.

また、図2は、ウエハアライメントマーク20及び型アライメントマーク22a、22bの相対位置関係を示す一例であり、X軸方向の重ね合わせ量を測定するためのものである。 Also, FIG. 2 is an example showing the wafer alignment marks 20 and the mold alignment marks 22a, the relative positional relationship of 22b, is used to measure the amount of superposition of the X-axis direction. これら両アライメントマーク20、22a、22bは、アライメント光学系6において検出可能である。 These two alignment marks 20, 22a, 22b is detectable in the alignment optical system 6. この際、ウエハアライメントマーク20及び型アライメントマーク22a、22bとしてそれぞれ形成されたラインは、アライメント光学系6を構成する顕微鏡で解像できる線幅ではないが、図4に示すように、全体の形状を示す矩形の図形として検出が可能とされている。 At this time, the wafer alignment marks 20 and the mold alignment marks 22a, lines formed respectively as 22b, but not the line width can be resolved by the microscope constituting the alignment optical system 6, as shown in FIG. 4, the overall shape It is possible to detect as a rectangular shape showing the.
なお、両アライメントマーク20、22a、22bをデザインされた最小寸法で形成するのは、露光操作、離型操作の際に発生する合わせずれをより厳密に計測できるようにするためである。 Incidentally, to form the minimum size that is designed both alignment marks 20, 22a, and 22b are exposed operation is so that the misalignment that occurs during the release operation can be more precisely measured. また、両アライメントマーク20、22a、22bは、パターン形成領域の複数の位置に形成可能であり、その配置位置は制約されるものではない。 Further, both the alignment marks 20, 22a, 22b is capable of forming a plurality of positions of the pattern formation region, its position is not to be restricted. 但し、型アライメントマーク22a、22bは、対応するウエハアライメントマーク20と設計レベルで同一の位置にあるものとする。 However, the mold alignment marks 22a, 22b is intended in the corresponding wafer alignment mark 20 and the design level in the same position.

上述したウエハアライメントマーク20は、図5に示すように、例えばウエハ3上に被覆したSiO膜、SiN膜、ポリシリコン膜等をパターニングして形成される。 Wafer alignment marks 20 described above, as shown in FIG. 5, SiO film coated on e.g. a wafer 3, SiN film, is formed by patterning the polysilicon film. なお、ウエハ3の表面3a上には図示したように、レジスト膜4が塗布されている。 Note that on the surface 3a of the wafer 3, as shown, the resist film 4 is applied. また、図5では、凸状のウエハアライメントマーク20を示したが、ウエハ3状に刻印した凹状のマークでも良い。 Further, in FIG. 5 shows a convex wafer alignment marks 20 may be a mark of concave engraved on the wafer 3 form.
一方、型アライメントマーク22a、22bは、石英ガラス面上にパターニングして形成される。 On the other hand, the mold alignment marks 22a, 22b are formed by patterning on the quartz glass surface. この際、型アライメントマーク22a、22bの立体的な構造は、型2のパターン部と同一であることが望ましいが、アライメント光学系6における観察波長に対して、不透明な物質(SiO やCr等)が堆積している場合もある。 At this time, the mold alignment mark 22a, the three-dimensional structure of 22b, but it is desirable that the same as the pattern of the mold 2, with respect to the observation wavelength in the alignment optical system 6, an opaque material (SiO X and Cr, ) in some cases it is deposited.

上記ウエハ保持台駆動機構11、12のうち、一方の駆動機構11は、図1に示すようにウエハ保持台10のX軸、Y軸方向の平行成分及びZ軸に平行な軸を中心とした回転成分(θ )を調整している。 Among the wafer holder driving mechanism 11 and 12, one of the driving mechanism 11, X-axis of the wafer holder 10 as shown in FIG. 1, around the axis parallel to the parallel component and the Z axis of the Y-axis direction rotation component (theta Z) is adjusted. また、他方の駆動機構12は、ウエハ保持台10のZ軸方向の平行成分、X軸に平行な軸を中心とした回転成分(θ )及びY軸に平行な軸を中心とした回転成分(θ )を調整している。 The other drive mechanism 12, the rotation component parallel component of the Z-axis direction of the wafer holder 10, about the axis parallel to the rotational component (theta X) and Y-axis around the axis parallel to the X axis It is adjusted (theta Y).
一方、型保持台駆動機構14、15のうち、一方の駆動機構14は、型保持台13のX軸、Y軸の平行成分及びZ軸に平行な軸を中心とした回転成分(T )を調整している。 On the other hand, of the type holding table driving mechanism 14 and 15, one of the driving mechanism 14, X-axis of the mold holder 13, the rotational component around the axis parallel to the parallel component and the Z axis of the Y-axis (T Z) It has been adjusted. また、他方の駆動機構15は、型保持台13のZ軸方向の平行成分、X軸に平行な軸を中心とした回転成分(T )及びY軸に平行な軸を中心とした回転成分(T )を調整している。 The other drive mechanism 15, the rotational component around the Z-axis parallel component direction, rotational component (T x) around the axis parallel to the X axis and the axis parallel to the Y axis of the mold holder 13 It is adjusted the (T y).
つまり、ウエハ保持台駆動機構11、12及び型保持台駆動機構14、15は、ウエハ3及び型2を、水平面に平行なXY軸及び該XY軸に直交するZ軸と、これらXYZ軸回りとにそれぞれ独立に変位可能とする変位機構25を構成している。 That is, the wafer holding table driving mechanism 11 and 12 and the mold holding table driving mechanism 14 and 15, the wafer 3 and the mold 2, and Z axis orthogonal to parallel XY axis and the XY axes in the horizontal plane, and these XYZ axis constitute the displacement mechanism 25 to be displaced independently to each.

上記アライメント光学系6は、図示しない顕微鏡、照明装置及びアライメントマーク検出装置から構成されており、型保持台13の上方に設けられ、該位置から第1のアライメントマークM1及び第2のアライメントマークM2に照明光を照明すると共に、該照明光の照明によって得られた両アライメントマークの濃淡像をそれぞれ観察するようになっている。 The alignment optical system 6, a microscope (not shown) is constituted by a lighting device and an alignment mark detector is provided above the mold holder 13, the first alignment mark from the position M1 and the second alignment mark M2 while illuminating the illumination light, so the shading image of both the alignment marks obtained by the illumination of the illumination light to be observed respectively in.
アライメント光学系6から照射された照明光は、少なくとも一部が透明な型2を通過した後、型2の表面2aに形成された型アライメントマーク22a、22bに照明されるようになっている。 Illumination light emitted from the alignment optical system 6 is adapted to at least after a part has passed the transparent mold 2, the mold alignment mark 22a formed on the surface 2a of the mold 2, it is illuminated 22b. 更に、この照明光は、型2を通過した後、ウエハ3の表面3aに形成されたウエハアライメントマーク20にも到達するようになっている。 Further, the illumination light passes through the mold 2, and reaches to the wafer alignment marks 20 formed on the surface 3a of the wafer 3. そして、アライメント光学系6は、顕微鏡及びアライメントマーク検出装置を介して、両アライメントマーク20、22a、22bを検出している。 The alignment optical system 6, via the microscope and the alignment mark detector, both alignment marks 20, 22a, and detects the 22b. そして、アライメント光学系6は、両アライメントマーク20、22a、22bの観察結果を電子的な情報である画像信号として制御装置9に出力している。 The alignment optical system 6, both alignment marks 20, 22a, and outputs the 22b observations to the controller 9 as an image signal which is electronic information.

制御装置9は、アライメント光学系6から入力された画像信号を処理し、ウエハ3及び型2の表面2a、3aにそれぞれ形成された第1及び第2のアライメントマークM1、M2の相対位置を算出する。 Controller 9 calculates processes the image signal input from the alignment optical system 6, the surface 2a of the wafer 3 and the mold 2, the first and the relative position of the second alignment marks M1, M2 respectively formed in 3a to. また、制御装置9は、相対位置を算出した後、両アライメントマークM1、M2をZ軸方向に沿って位置合わせさせるように、ウエハ保持台駆動機構11、12及び型保持台駆動機構14、15にそれぞれ制御信号を送る。 Further, the control unit 9, after calculating the relative position, both alignment marks M1, M2 as to align along the Z-axis direction, wafer holder driving mechanism 11, 12 and the mold holding table driving mechanism 14 and 15 each sends a control signal to. ウエハ保持台駆動機構11、12及び型保持台駆動機構14、15は、この制御信号に基づいてウエハ保持台10及び型保持台13をそれぞれ、XY方向及びθ 、θ 、θ 、T 、T 、T 方向に駆動させるようになっている。 Wafer holder driving mechanism 11, 12 and the mold holding table driving mechanism 14 and 15, respectively wafer holder 10 and the die holder 13 on the basis of the control signal, XY direction and θ X, θ Y, θ Z , T X, T Y, and is adapted to drive the T Z direction.
また、制御装置9は、ウエハ3と型2との位置合わせを行った後、ウエハ3と型2とをZ軸方向に沿って相対的に接近させて、型2をウエハ3に押し付けるようにウエハ保持台駆動機構11、12及び型保持台駆動機構14、15を制御するようになっている。 Further, the control unit 9, after the alignment of the wafer 3 and the die 2, the wafer 3 and the die 2 by relatively closer along the Z-axis direction, so as to press the mold 2 to the wafer 3 It has thus to control the wafer holder driving mechanism 11, 12 and the mold holding table driving mechanism 14 and 15.

更に、本実施形態では、上述した位置合わせを行う前に、制御装置9がアライメント光学系6による観察結果に基づいて、型2及びウエハ3の表面2a、3aをそれぞれ水平面に一致させるように、ウエハ保持台駆動機構11、12及び型保持台駆動機構14、15をそれぞれ制御するようになっている。 Further, in the present embodiment, before performing alignment as described above, the control device 9 is based on the observation result by the alignment optical system 6, the surface 2a of the mold 2 and the wafer 3, 3a and to match the horizontal plane, respectively, the wafer holder driving mechanism 11, 12 and the mold holding table driving mechanism 14 and 15 is adapted to control, respectively.

上記光照射装置8は、型保持台13の上方に配置されており、ウエハ3の表面に向けてレジスト膜4を硬化させるための光Lを照射している。 The light irradiation device 8 is arranged above the mold holder 13 is irradiated with light L for curing the resist film 4 toward the surface of the wafer 3. この際、光照射装置8から照射された光Lは、チャンバ7に取り付けられた窓26及び型2を通過した後、ウエハ3に入射するようになっている。 At this time, the light L emitted from the light irradiation device 8, after passing through the window 26 and the mold 2 attached to the chamber 7, are incident on the wafer 3.
また、アライメント光学系6は、光照射装置8が照射する光Lの光路外に配置されており、該光路外から照明光を照射するようになっている。 Further, alignment optical system 6 has the light irradiation device 8 is arranged outside the optical path of the light L to be irradiated, so as to irradiate the illumination light from the light path outside.

次に、上述したように構成されたナノインプリント装置1を用いて、光ナノインプリント法におけるアライメント方式によるナノインプリント方法について説明する。 Next, using the nanoimprint apparatus 1 configured as described above will be described nanoimprint method according to the alignment method in the optical nanoimprinting method.

本実施形態のナノインプリント方法は、ウエハ3と型2とを、互いに表面3a、2aを向けて対向させると共に両者間を所定距離だけ離間させた状態で配置する配置工程と、該配置工程後、Z軸方向に光軸を有する照明光を第1及び第2のアライメントマークM1、M2に照射すると共に、該照明光の照射によって得られた両アライメントマークM1、M2の濃淡像をそれぞれ観察する観察工程と、該観察工程による観察結果に基づいて、ウエハ3及び型2の表面3a、2aをそれぞれ水平面に一致させるように傾斜補正を行う補正工程と、観察結果に基づいて第1及び第2のアライメントマークM1、M2の相対位置を算出し、Z軸方向に沿って両アライメントマークM1、M2を位置合わせさせる位置合わせ工程と、該位置合わせ工程後 Nanoimprint method of this embodiment, the wafer 3 and the mold 2, the arrangement step of arranging in a state of being spaced apart by a predetermined distance therebetween along with to face towards the surface 3a, 2a with each other, after said disposing step, Z observation step irradiates the illumination light in the axial direction having an optical axis in the first and second alignment marks M1, M2, observed 該照 both alignment marks M1 obtained by irradiation of bright light, M2 of the gray image, respectively If, based on the observation result by the observation step, the surface 3a of the wafer 3 and the mold 2, 2a and a correction step of performing inclined correction to match the horizontal plane, respectively, first and second alignment based on the observation marks M1, the relative position of M2 is calculated, and the alignment process to align the two alignment marks M1, M2 along the Z-axis direction, the aligning step after ウエハ3と型2とをZ軸方向に沿って相対的に接近させ、型2をウエハ3に押し付ける押し付け工程と、該押し付け工程後、ウエハ3の表面3aに向けてレジスト膜4を硬化させる光Lを照射し、凹凸パターンをレジスト膜4に転写させる転写工程と、該転写工程後、型2をウエハ3から離間させる離間工程とを行う方法である。 The wafer 3 and the mold 2 are relatively close along the Z-axis direction, a step pressing pressing the mold 2 to the wafer 3, after the pressing step, curing the resist film 4 toward the surface 3a of the wafer 3 lights irradiating the L, and a method for performing a transfer step for transferring the concavo-convex pattern on the resist film 4, after said transfer step, and a spacing step of separating the mold 2 from the wafer 3. これら各工程について、以下に詳細に説明する。 These steps will be described in detail below.

初めに、ウエハ保持台10と型保持台13とを、ウエハ保持台駆動機構12及び型保持台駆動機構15により離間した状態にしておく。 First, a wafer holder 10 and the mold holder 13, keep the separated state by the wafer holding table driving mechanism 12 and the mold holding table driving mechanism 15. なお実施形態では、この後、先に型2について観察工程及び補正工程を行い、その後、ウエハ3について観察工程及び補正工程をそれぞれ行う。 In yet embodiment, after this, it performed the observation step and correction step for the type 2 first, and then, performs each observation step and correction step for the wafer 3.
まず、型2を型保持台13に保持した後、型2に形成した粗調用アライメントマーク21a、21bを用いて型2単体の位置決めを行う。 First, after holding the mold 2 to the mold holder 13, the mold 2 to form the coarse adjustment for the alignment mark 21a, the type 2 single positioning using 21b performs. 図3に示した粗調用アライメントマーク21a、21bのうち、一方のマーク21aはY方向及びT 方向の位置合わせを行い、他方のマーク21bはX方向の位置合わせを行う。 A coarse adjustment for the alignment mark 21a showing, among 21b 3, one of the marks 21a performs alignment in the Y direction and the T Z direction, and the other mark 21b to position the X-direction.

なお、粗調アライメントにおいては、粗調用アライメントマーク21a、21bを視野に導入して検出できるようにするために、型2を保持する際の機械的な位置精度よりも大きな視野を持つ低い倍率で観察する必要があり、それに応じて観察可能な大きさである必要がある。 In the coarse adjustment alignment, coarse tuning alignment marks 21a, 21b and in order to be able to detect and introduced into the field of view, than mechanical positioning accuracy in holding the mold 2 at a low magnification with a large field of view must be observed, there must be observable size accordingly. この計測の結果を用いて、XY方向の位置調整及びT 方向の回転補正を、型保持台駆動機構14を用いて行う。 Using the results of this measurement, the position adjustment and T Z direction of the rotation correction of the XY direction is performed using the mold holding table driving mechanism 14.
これにより微調用の型アライメントマーク22a、22bを、高倍率のアライメント光学系6の視野内に導入することができるようになる。 Accordingly type alignment marks 22a for fine adjustment, a 22b, it is possible to introduce a high magnification within the field of view of the alignment optical system 6. なお、粗調用アライメントマーク21a、21bは、上記の手順で位置を計測できればどのような形状のものでも良い。 Incidentally, the coarse alignment mark 21a, 21b may be of any shape as long measure the position in the above procedure.

続いて、型2のパターニング面の平行だしを行う。 Subsequently, a parallel out of the patterned surface of the mold 2. 微調用の型アライメントマーク22a、22bをアライメント光学系6の顕微鏡の視野に導入した後、型保持台駆動機構15を用いてZ軸方向に型2を駆動する。 Type alignment marks 22a for fine adjustment, after introducing 22b to the microscope field of view of the alignment optical system 6 to drive the mold 2 in the Z-axis direction by using the mold holding table driving mechanism 15. この際、型アライメントマーク22a、22bの長手方向の寸法は、Z軸方向に駆動されることにより、図6に示すように長さが変化する。 At this time, the mold alignment mark 22a, the longitudinal dimension of 22b, by being driven in the Z-axis direction, is changed length as shown in FIG. これにより、Z軸方向の駆動量の関数としてアライメントマークの長さが得られる。 Thus, the length of the alignment mark is obtained as a function of the Z-axis direction of the driving amount. そして、このとき長さの極値となるZ駆動量「a」を記録する。 At this time records the Z driving amount "a" as the extreme length.

ここで、平行だしには一直線に並んでいない少なくとも3点の計測が必要であるため、少なくとも3回同様の操作を繰り返す。 Here, in parallel out due to the need for measuring at least three points that are not in alignment, and the same operation is repeated at least 3 times. そして、制御装置9は、型アライメントマーク22a、22bの座標と計測して得られたZ駆動量とから、型2の傾斜を計算して型保持台駆動機構15を用いてT 、T 方向の回転補正、即ち、傾斜補正を行う。 Then, the control unit 9, T X type alignment mark 22a, and a Z drive amount obtained by measuring the 22b coordinates using a mold holder driving mechanism 15 calculates the inclination of the mold 2, T Y direction of rotation correction, i.e., performs a tilt compensation. その結果、型2の表面2aが水平面に一致した状態となり、型2の平行だしが完了する。 As a result, a state in which the surface 2a of the mold 2 coincides with the horizontal plane, parallel out type 2 is completed.

次に、ウエハ3をウエハ保持台10に保持した後、ウエハ3に形成した粗調用アライメントマーク21a、21bを用いて、ウエハ3単体の位置決めを行う。 Then, the wafer 3 after holding the wafer holder 10, alignment coarse adjustment was formed on the wafer 3 marks 21a, with 21b, it performs wafer 3 alone positioning. 図3に示した粗調用アライメントマーク21a、21bのうち、一方のマーク21aはY方向、θ 方向の位置合わせを行い、他方のマーク21bはX方向の位置合わせを行う。 A coarse adjustment for the alignment mark 21a showing, among 21b 3, one of the marks 21a performs Y direction, alignment of the theta Z-direction, and the other mark 21b to position the X-direction.

なお、粗調アライメントにおいては、粗調用アライメントマーク21a、21bを視野に導入して検出できるようにするために、ウエハ3を保持する際の機械的な位置精度よりも大きな視野を持つ低い倍率で観察する必要があり、それに応じて観察可能な大きさである必要がある。 In the coarse adjustment alignment, coarse tuning alignment marks 21a, 21b and in order to be able to detect and introduced into the field of view at low magnification with a large field of view than mechanical positioning accuracy in holding the wafer 3 must be observed, there must be observable size accordingly. この計測の結果を用いて、XY方向の位置調整及びθ 方向の回転補正を、ウエハ保持台駆動機構11を用いて行う。 Using the results of this measurement, the rotation correction of the position adjustment and theta Z direction XY direction is performed using the wafer holder driving mechanism 11.
これにより、微調用のウエハアライメントマーク20を高倍率のアライメント光学系6の視野内に導入することができるようになる。 Thus, it is possible to introduce the wafer alignment marks 20 of the fine tuning in high magnification in the field of view of the alignment optical system 6. なお、粗調用アライメントマーク21a、21bは、上記の手順で位置を計測できればどのような形状のものでも良い。 Incidentally, the coarse alignment mark 21a, 21b may be of any shape as long measure the position in the above procedure.

続いて、ウエハ3のパターニング面の平行だしを行う。 Subsequently, a parallel out of the patterned surface of the wafer 3. 微調用のウエハアライメントマーク20をアライメント光学系6の顕微鏡の視野に導入した後、ウエハ保持台駆動機構12を用いてZ軸方向にウエハ3を駆動する。 After introducing the wafer alignment marks 20 for fine adjustment to the microscope field of the alignment optical system 6, to drive the wafer 3 in the Z-axis direction using a wafer holder driving mechanism 12. なお、このとき型2の位置は、アライメント光学系6の視野に対して完全に型2が透明な領域に移動して待避しておく。 The position of the time the mold 2 is kept retracted to move completely the mold 2 in the transparent area relative to the field of the alignment optical system 6. また、ウエハアライメントマーク20の長手方向の寸法は、Z軸方向に駆動されることにより、図6に示すように長さが変化する。 Further, the longitudinal dimension of the wafer alignment marks 20 can be driven in the Z-axis direction, it is changed length as shown in FIG. これにより、Z軸方向の駆動量の関数としてアライメントマークの長さが得られる。 Thus, the length of the alignment mark is obtained as a function of the Z-axis direction of the driving amount. そして、このとき長さの極値となるZ駆動量「a」を記録する。 At this time records the Z driving amount "a" as the extreme length.

ここで、平行だしには、ウエハ3の任意のウエハアライメントマーク20に対して少なくとも一直線に並んでいない3点の計測が必要であるため、少なくとも3回同様の操作を繰り返す。 Here, the parallel out, for measuring the three points not arranged in at least one straight line relative to any of the wafer alignment marks 20 of the wafer 3 is required to repeat the same operation at least three times. そして、制御装置9は、ウエハアライメントマーク20の座標と計測して得られたZ駆動量とから、ウエハ3の傾斜を計算してウエハ保持台駆動機構12を用いてθ 、θ 方向の回転補正、即ち、傾斜補正を行う。 Then, the control unit 9, and a Z drive amount obtained by measuring the coordinates of the wafer alignment marks 20, the inclination of the wafer 3 are calculated by using the wafer holder driving mechanism 12 θ X, θ Y direction rotation correction, i.e., performs a tilt compensation. その結果、ウエハ3の表面3aが水平面に一致した状態となり、ウエハ3の平行だしが完了する。 As a result, a state in which the surface 3a of the wafer 3 matches the horizontal plane, parallel out of the wafer 3 is completed.

上述した一連の工程により、ウエハ3と型2のパターン面との平行度が追い込まれ、互いに平行した位置関係となる。 Through the series of steps, the parallelism between the pattern surface of the wafer 3 and the mold 2 is forced, a parallel positional relationship to each other. また、この時点で配置工程及び補正工程が終了する。 The arrangement step and the correction step is finished at this point. 続いて、観察工程、位置合わせ工程、押し付け工程、転写工程及び離間工程を順次行う。 Subsequently, the observation step, the positioning step, the pressing step are sequentially carried out the transfer step and separation step.

まず、型保持台駆動機構14により型保持台13を動かし、退避していた型2に形成された型アライメントマーク22a、22bをアライメント光学系6の顕微鏡の視野内に導入する。 First, move the mold holder 13 by the mold holding table driving mechanism 14, retracted have type 2 the formed mold alignment marks 22a, introducing 22b into the microscope field of view of the alignment optical system 6. 次いで、ウエハ保持台駆動機構11により、型アライメントマーク22a、22bに対応するウエハアライメントマーク20を顕微鏡の視野内に入るように移動する。 Then, the wafer holder driving mechanism 11 moves the mold alignment mark 22a, the wafer alignment marks 20 corresponding to 22b to fall within the field of view of the microscope. 次いで、ウエハ保持台駆動機構12を用いてZ軸方向にウエハ3を駆動し、型2とウエハ3とを密着しない程度に十分に近づける。 Then, the wafer 3 is driven in the Z-axis direction using a wafer holder driving mechanism 12, sufficiently close so as not to contact the mold 2 and the wafer 3.

次いで、アライメント光学系6でウエハアライメントマーク20及び型アライメントマーク22a、22bを観察すると、いずれのパターンに対してもピントが合っている状態にはならない。 Then, when observing the wafer alignment marks 20 and the mold alignment marks 22a, 22b in the alignment optical system 6, not a state that is in focus for any pattern. そのため、ウエハ3と型2との相対距離が変化しないように、ウエハ保持台10と型保持台13とを共にZ方向に駆動することにより、両アライメントマーク20、22a、22bの長手方向の長さが変動する。 Therefore, as the relative distance between the wafer 3 and the mold 2 is not changed, by driving the wafer holder 10 and the mold holder 13 together in the Z direction, both the alignment marks 20, 22a, the longitudinal length of 22b of it varies. そして、極値を取るZ位置でピントがあっていると判断して、画像(濃淡像)を取り込む。 Then, it is judged that in focus at the Z position to take the extreme values, capturing an image (gray image). この際、図4に示すように、矩形形状として観察されるアライメントマーク20、22a、22bの重心を算出する。 At this time, as shown in FIG. 4, calculates the alignment marks 20,22a observed as rectangular, the center of gravity of 22b. 合わせのずれ量は、型アライメントマーク22a、22bの重心とウエハアライメントマーク20重心のとの距離として算出される。 Shift amount of the combined will depend on the type alignment marks 22a, is calculated as the distance between the center of gravity and the wafer alignment marks 20 the center of gravity of 22b.

そして、合わせずれ量が最も小さくなるように合わせ補正量を算出し、ウエハ保持台駆動機構11を駆動して、XY方向及びθ 方向の回転補正を行う。 Then, a correction amount is calculated tailored to the amount of misalignment is minimized, by driving the wafer holder driving mechanism 11 performs the XY directions and theta Z direction of the rotation correction. この位置合わせ工程により、ウエハ3と型2との位置合わせが終了する。 This alignment process, the alignment between the wafer 3 and the mold 2 is completed.
次いで、制御装置9は、ウエハ3と型2とをZ軸方向に沿って相対的に接近させるようにウエハ保持台駆動機構12及び型保持台駆動機構15を制御すると共に、型2をウエハ3に押し付ける押し付け工程を行う。 Then, the control device 9, the wafer 3 and the mold 2 and controls the wafer holder drive mechanism 12 and the mold holding table driving mechanism 15 so as to relatively approach each other along the Z-axis direction, the mold 2 the wafer 3 performing the pressing step presses a. この押し付け工程によって、レジスト膜4は凹凸パターンの形状にならって変形する。 This pressing step, the resist film 4 is deformed according to the shape of the uneven pattern.

次いで、光照射装置8は、ウエハ3の表面に向けてレジスト膜4を硬化させる光(紫外線等)Lを照射し、レジスト膜4の露光を行う転写工程を行う。 Then, the light irradiation device 8 toward the surface of the wafer 3 lights to cure the resist film 4 (ultraviolet rays) irradiated L, and the effect transcription step of performing exposure of the resist film 4. この転写工程によって、レジスト膜4は凹凸パターンの形状にならった状態で硬化する。 This transfer step, resist film 4 is cured in a state of following the shape of the uneven pattern. 最後に制御装置9は、ウエハ3と型2とがZ軸方向に沿って相対的に離間するように、ウエハ保持台駆動機構12と型保持台駆動機構15とを制御する離間工程を行う。 Finally the control unit 9, so that the wafer 3 and the mold 2 is relatively spaced apart along the Z-axis direction to perform the separation step of controlling the wafer holder drive mechanism 12 and the mold holding table driving mechanism 15. その結果、レジスト膜4に凹凸パターンが転写されたウエハ3を得ることができる。 As a result, it is possible uneven pattern on the resist film 4 to obtain a wafer 3 that has been transferred.

特に本実施形態のアライメント光学系6は、光照射装置8が照射する光Lの光路外、即ち、露光領域の外側に配置されている。 In particular the alignment optical system 6 of this embodiment, the outside of the optical path of the light L which the light irradiation device 8 is irradiated, i.e., are disposed outside the exposure area. そのため、レジスト膜4に光を照射する露光時に、アライメント光学系6が露光の妨げにならず、従来のようにアライメント光学系6を退避操作する必要がない。 Therefore, at the time of exposure for irradiating light to the resist film 4, not alignment optical system 6 is in the way of exposure, it is not necessary to save operating the alignment optical system 6 as in the conventional. この待避操作は、保持台を駆動することにより行われることになるが、保持台の移動速度、位置決め精度は半導体露光装置において最も精度が高い物であり且つ高速度に駆動できる物であるため、高いスループットを期待することができる。 Since this retraction operation is thus carried out by driving the holding table, the moving speed of the holder, the positioning accuracy are the ones that can be driven most accurate is the high ones and speed in a semiconductor exposure device, it can be expected a high throughput. よって、スループットの向上化を図ることができる。 Therefore, it is possible to increasing the throughput.
また、補正工程によって、ウエハ3と型2との平行だしを行って、互いの位置関係を平行状態にした後に位置合わせを行うので、より正確な位置あわせを行うことができ、凹凸パターンの転写を高精度に行うことができる。 Further, the correction process, performed in parallel out of the wafer 3 and the mold 2, since the position is aligned after the parallel state of mutual positional relation, it is possible to perform a more accurate alignment, transfer of the uneven pattern it can be performed with high accuracy.

このように本実施形態のナノインプリント装置1及びナノインプリント方法によれば、型2とウエハ3との平行度を考慮しながら正確な位置合わせを行うことができると共に、スループットの向上化を図ることができる。 Thus, according to the nanoimprint apparatus 1 and nanoimprint method of this embodiment, it is possible to perform accurate alignment taking into account the parallelism between the mold 2 and the wafer 3 can be improved of throughput .

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, it is possible to add various modifications without departing from the scope of the present invention.

例えば、型2をウエハ3に押し付けた状態で、上述した手順で重ね合わせを観察することも可能である。 For example, in a state of pressing the mold 2 to the wafer 3, it is also possible to observe the superposition with the procedure described above. また、離型したあとにも重ね合わせを観察することが可能である。 Further, it is possible to observe the alignment also superimposed after demolding. また、露光、離型処理は、両保持台を露光光が照射される領域に移動して行う。 The exposure, the release process is performed by moving the two holding base in a region where the exposure light is irradiated.

また、上記実施形態では、一括露光における方法を示したが、この場合に限られず、一般的なステップ・アンド・リピート露光においても、同様の動作操作で露光前に予め必要な重ね合わせ量を算出すると共に、位置合わせ補正量を参照して位置合わせを行いながら露光を行うことができる。 In the above embodiment, although the method in batch exposure is not limited to this case, even in a general step-and-repeat exposure, calculated previously required superposition amount before exposure in the same operation Operation while, it is possible to perform the exposure while positioning with reference to the alignment correction amount.

本発明に係るナノインプリント装置の一実施形態を示す構成図である。 Is a block diagram showing an embodiment of a nanoimprint apparatus according to the present invention. 図1に示すウエハ及び型の表面に形成された微調用のアライメントマークを示す平面図である。 Is a plan view showing an alignment mark for fine adjustment, which is formed on the surface of the wafer and the mold shown in FIG. 図1に示すウエハ及び型の表面に形成された粗調用のアライメントマークを示す平面図である。 Is a plan view showing an alignment mark for rough tuning formed on the surface of the wafer and the mold shown in FIG. 図2に示す微調用のアライメントマークをアライメント光学系で観察した状態の濃淡像である。 A gray image of the observation state by the alignment optical system an alignment mark for fine adjustment shown in FIG. 図2に示す微調用のアライメントマークがそれぞれウエハ及び型の表面に形成された状態を示す断面図である。 Alignment marks for fine adjustment shown in FIG. 2 is a sectional view showing a state of being formed on the surface of the wafer and the mold, respectively. 非合わせ方向におけるアライメントマークの長さの変動例を示す図であり、長さ寸法とZ駆動量との関係図である。 It is a diagram showing a variation example of the length of the alignment mark in the non-mating direction, illustrates the relationship between the length dimension and the Z driving amount.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

L レジスト膜を硬化させる光 M1 第1のアライメントマーク M2 第2のアライメントマーク 1 ナノインプリント装置 2 型 3 ウエハ(被転写基板) L resist film light M1 curing the first alignment mark M2 the second alignment mark 1 nanoimprint apparatus type 2 3 wafer (the transfer substrate)
4 レジスト膜 6 アライメント光学系 8 光照射装置 9 制御装置 10 ウエハ保持台(第1の保持台) 4 the resist film 6 alignment optical system 8 light irradiation device 9 control unit 10 wafer holder (a first holder)
13 型保持台(第2の保持台) 13 type holder (second holder)
25 変位機構 25 displacement mechanism




Claims (4)

  1. 表面に凹凸パターンが形成された型を被転写基板に押し付けて、凹凸パターンを被転写基板の表面に塗布されたレジスト膜に転写するナノインプリント装置であって、 A mold uneven pattern formed on the surface against the transfer target substrate, an uneven pattern a nanoimprint apparatus for transferring the resist film coated on the surface of the transfer substrate,
    濃淡像を形成する第1のアライメントマークが表面上に形成された前記被転写基板を保持する第1の保持台と、 A first holder in which the first alignment mark to form a gray-scale image to hold the transfer substrate which is formed on the surface,
    濃淡像を形成する第2のアライメントマーク及び前記凹凸パターンが表面上に形成された前記型を、該凹凸パターンが前記被転写基板の表面に対向するように保持する第2の保持台と、 The type in which the second alignment mark and the concave-convex pattern to form a gray-scale image is formed on the surface, and a second holder for holding such uneven patterns is opposed to the surface of the transfer substrate,
    前記第1の保持台及び前記第2の保持台を、水平面に平行なXY軸及び該XY軸に直交するZ軸方向と、これらXYZ軸回りとにそれぞれ独立に変位可能な変位機構と、 The first holder and the second holder, and Z-axis direction orthogonal to the parallel XY axis and the XY axes in the horizontal plane, and displaceable displacement mechanism to independently and these XYZ axis,
    前記第2の保持台の上方に設けられ、該位置から前記第1及び第2のアライメントマークに照明光を照射すると共に、該照明光の照射によって得られた両アライメントマークの前記濃淡像をそれぞれ観察するアライメント光学系と、 Provided above the second holder, irradiates illumination light from the position in the first and second alignment marks, the gray-scale image of the two alignment marks obtained by the irradiation of the illumination light, respectively and the alignment optical system of observation,
    該アライメント光学系による観察結果に基づいて前記第1及び第2のアライメントマークの相対位置を算出し、前記Z軸方向に沿って両アライメントマークを位置合わさせると共に、位置合わせ後、前記被転写基板と前記型とをZ軸方向に沿って相対的に接近させて型を被転写基板に押し付けるように前記変位機構を制御する制御装置と、 Based on the observation result by the alignment optical system to calculate a relative position of the first and second alignment marks, with causes fit position both the alignment marks along the Z-axis direction, after the positioning, the transfer substrate a control device for controlling the displacement mechanism so as to press the mold by relatively approaching along the Z-axis direction on the transfer substrate and the mold and,
    前記被転写基板の表面に向けて、前記レジスト膜を硬化させる光を照射する光照射装置とを備え、 Toward the surface of the transfer substrate, and a light irradiation device for irradiating light to cure the resist film,
    前記アライメント光学系は、前記光照射装置が照射する前記光の光路外に配置されていることを特徴とするナノインプリント装置。 The alignment optical system, nanoimprint apparatus, characterized in that the light irradiating device is arranged outside the optical path of the light to be irradiated.
  2. 請求項1に記載のナノインプリント装置において、 In nanoimprint apparatus according to claim 1,
    前記制御装置は、前記アライメント光学系による観察結果に基づいて、前記被転写基板及び前記型の表面をそれぞれ前記水平面に一致させるように前記変位機構を制御することを特徴とするナノインプリント装置。 The control device, the alignment based on the observation by the optical system, the nanoimprint apparatus characterized by controlling the displacement mechanism so as to match the transfer substrate and the type of surface on each of the horizontal plane.
  3. 表面に凹凸パターンが形成された型を被転写基板に押し付けて、凹凸パターンを被転写基板の表面に塗布されたレジスト膜に転写するナノインプリント方法であって、 A mold uneven pattern formed on the surface against the transfer target substrate, an uneven pattern a nanoimprint method for transferring the resist film coated on the surface of the transfer substrate,
    濃淡像を形成する第1のアライメントマークが表面上に形成された前記被転写基板と、濃淡像を形成する第2のアライメントマーク及び前記凹凸パターンが表面上に形成された前記型とを、該凹凸パターンを被転写基板の表面に対向させると共に両者間を所定距離だけ離間させた状態で配置する配置工程と、 Said transfer substrate where the first alignment mark is formed on a surface to form a gray image, and the type of second alignment mark and the concave-convex pattern is formed on a surface to form a gray-scale image, the a placement step of placing in a state of being spaced apart by a predetermined distance therebetween causes facing an uneven pattern on the surface of the transfer substrate,
    該配置工程後、水平面に対して直交するZ軸方向に光軸を有する照明光を、前記第1及び前記第2のアライメントマークに照射すると共に、該照明光の照射によって得られた両アライメントマークの前記濃淡像をそれぞれ観察する観察工程と、 After the placement step, the illumination light having an optical axis in the Z-axis direction orthogonal to the horizontal plane, while irradiating the first and the second alignment mark, both the alignment marks obtained by the irradiation of the illumination light an observation step of observing the gray scale image, respectively,
    該観察工程による観察結果に基づいて、前記第1及び第2のアライメントマークの相対位置を算出し、前記Z軸方向に沿って両アライメントマークを位置合わせさせる位置合わせ工程と、 Based on the observation result by the observation step, and the first and calculates the relative position of the second alignment mark, the Z-axis direction positioning step to align the two alignment marks along,
    該位置合わせ工程後、前記被転写基板と前記型とを前記Z軸方向に沿って相対的に接近させ、型を被転写基板に押し付ける押し付け工程と、 After the positioning process, the and said mold and the transferred substrate by relatively closer along the Z-axis direction, a step pressing pressing the mold onto a transfer substrate,
    該押し付け工程後、前記被転写基板の表面に向けて前記レジスト膜を硬化させる光を照射し、前記凹凸パターンを前記レジスト膜に転写させる転写工程と、 After the pressing step, a transferring step of said toward the surface of the transfer substrate is irradiated with light to cure the resist film, thereby transferring the unevenness pattern on the resist film,
    該転写工程後、前記型を前記被転写基板から離間させる離間工程とを備え、 After the transfer process, and a spacing step of separating the mold from the transfer substrate,
    前記照明光は、前記転写工程時に照射される前記光の光路外から照射されることを特徴とするナノインプリント方法。 The illumination light is nanoimprint method characterized by being irradiated from the outside of the optical path of the light emitted during the transfer step.
  4. 請求項3に記載のナノインプリント方法において、 In nanoimprint method according to claim 3,
    前記観察工程と前記位置合わせ工程との間に、観察工程による観察結果に基づいて、前記被転写基板及び前記型の表面をそれぞれ水平面に一致させるように傾斜補正を行う補正工程を備えていることを特徴とするナノインプリント方法。 Between the observation step and the positioning step, based on the observation result by the observation step, said has a correction step of performing inclined correction so as to match the transfer substrate and the type of the surface to the horizontal plane, respectively nanoimprint method according to claim.


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