JP2012142327A - Imprint apparatus, method, and template for imprint - Google Patents

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章義 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imprint apparatus, a method, and a template for imprint, capable of solving a problem in which conventional alignment systems are not capable of performing a good alignment, because a resin for imprinting flows into recesses and projections of an alignment mark on a template side, preventing a signal of the mark from being detected.SOLUTION: At a position apart from a mesa part where an imprinting pattern is formed, a minute mesa, having the same height as an imprinting pattern part, is provided for forming an alignment mark on a template side. With the alignment mark, an alignment is performed by observing an alignment mark on the wafer side of a shot different from an imprinting shot.

Description

本発明は、インプリント装置および方法並びにインプリント用テンプレートに関する。   The present invention relates to an imprint apparatus and method, and an imprint template.

インプリント技術、特にナノインプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産向けナノリソグラフィ技術の1つとして実用化されつつある。ナノインプリントでは、転写するべきショットのパターンをテンプレートのメサ上に形成すべく、電子線描画装置等の装置が用いられる。電子線描画装置等の装置を用いて微細パターンが形成された型を原版として該パターンを転写すべきシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に押印して転写することで微細パターンが形成される。この微細パターンは、基板上にナノインプリント用の樹脂を塗布し、その樹脂を介して基板に型のパターンを押し付けた状態でその樹脂を硬化させることによって形成される。   Imprint technology, particularly nanoimprint technology, is a technology that enables transfer of nanoscale fine patterns, and is being put into practical use as one of nanolithography technologies for mass production of magnetic storage media and semiconductor devices. In nanoimprinting, an apparatus such as an electron beam drawing apparatus is used to form a pattern of a shot to be transferred on a mesa of a template. A fine pattern is formed by imprinting and transferring a pattern on a substrate such as a silicon wafer or a glass plate to which the pattern is transferred, using a mold on which a fine pattern is formed using an apparatus such as an electron beam drawing apparatus as an original plate. This fine pattern is formed by applying a resin for nanoimprinting on a substrate and curing the resin in a state where a mold pattern is pressed against the substrate through the resin.

現在実用化されている主なナノインプリント技術としては、熱サイクル法および光硬化法をあげることができる。熱サイクル法では、熱可塑性のナノインプリント樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付ける。そして、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。一方、光硬化法では、紫外線硬化型のナノインプリント樹脂を使用する。基板上に塗布された樹脂に、石英などの光透過性材料で作られた型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。熱サイクル法は、温度制御による転写時間の増大および温度変化による寸法精度、あるいは位置精度の低下を伴うが、光硬化法には、そのような問題が存在しないため、光硬化法がナノスケールの半導体デバイスの量産において有利である。   The main nanoimprint technologies that are currently in practical use include the thermal cycling method and the photocuring method. In the thermal cycle method, a thermoplastic nanoimprint resin is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature, and the mold is pressed against the substrate through the resin in a state where the fluidity of the resin is enhanced. And after cooling, a pattern is formed by pulling the mold away from the resin. On the other hand, in the photocuring method, an ultraviolet curable nanoimprint resin is used. The resin is applied on the substrate, and a pattern made by separating the mold from the cured resin after the resin is cured by irradiating with UV light while pressing a mold made of a light-transmitting material such as quartz. Is done. The thermal cycle method is accompanied by an increase in transfer time due to temperature control and a decrease in dimensional accuracy or position accuracy due to temperature change. However, since the photocuring method does not have such a problem, the photocuring method is nanoscale. This is advantageous in mass production of semiconductor devices.

これまで樹脂の硬化方法や用途に応じて多様なナノインプリント装置が実現されてきた。半導体デバイス等の量産向け装置を前提とした場合、ジェット・アンド・フラッシュ式インプリントリソグラフィ(以下JFIL)を応用した装置が有効である。JFILに適合したナノインプリント装置が特許文献1に開示されている。このようなナノインプリント装置は、基板ステージ、ナノインプリント樹脂の塗布機構、インプリントヘッド、光照射系および位置決め用のアライメントマーク検出機構を有する。インプリント動作は1回の押印するショットの面積が限られているため、光露光装置のようにステップ・アンド・リピート形式で行われる。   Various nanoimprint apparatuses have been realized so far depending on the curing method and application of the resin. When an apparatus for mass production such as a semiconductor device is assumed, an apparatus to which jet and flash imprint lithography (hereinafter referred to as JFIL) is applied is effective. A nanoimprint apparatus suitable for JFIL is disclosed in Patent Document 1. Such a nanoimprint apparatus has a substrate stage, a nanoimprint resin application mechanism, an imprint head, a light irradiation system, and an alignment mark detection mechanism for positioning. The imprint operation is performed in a step-and-repeat manner like an optical exposure apparatus because the area of a shot to be stamped once is limited.

ナノインプリントの半導体応用では先ずメモリー素子への適用が考えられている。メモリー素子は大量生産によるコスト削減が第一の課題であり、コスト削減の最も効果的なのが微細化であった。ナノインプリント技術はよく知られているように微細加工能力に優れており、メモリー素子の要求に最もマッチしている。   First, nanoimprint semiconductor applications are considered to be applied to memory devices. For memory devices, cost reduction by mass production was the primary challenge, and the most effective cost reduction was miniaturization. As is well known, nanoimprint technology is excellent in microfabrication capability, and is most suitable for the requirements of memory devices.

従来のナノインプリント(以下、単にインプリントと呼ぶことにする)装置におけるアライメント動作は以下のようにして行われていた。ウェハーと型であるテンプレート(以降本発明ではテンプレートと呼ぶことにする)には予め押印時に重なる配置でアライメントマークが形成されている。ウェハーの各ショットにおける位置合わせ計測は該ショットのウェハー・アライメントマークとテンプレート上のアライメントマークを重ね合わせた状態で行う。即ち、位置合わせ状態を光学的に観察し、ずれ量を補正駆動した後、露光光を照射して樹脂を硬化させる方式を採用していた。   An alignment operation in a conventional nanoimprint (hereinafter simply referred to as imprint) apparatus is performed as follows. An alignment mark is previously formed on a template that is a wafer and a mold (hereinafter referred to as a template in the present invention) so as to be overlapped at the time of stamping. The alignment measurement in each shot of the wafer is performed in a state where the wafer alignment mark of the shot and the alignment mark on the template are overlapped. That is, a method of optically observing the alignment state, correcting and driving the shift amount, and then irradiating exposure light to cure the resin.

テンプレートとウェハーの所定部分に予め形成されているアライメントマークは半導体素子チップ製造のコスト削減のため、できる限り小型化することが求められており、従来の光露光機ではチップとチップの間のスクライブラインの中に収納される。半導体用のインプリント装置ではスクライブに隣接してモートと呼ばれる大きなアライメントマーク専用領域を各ショットに用意する方式が提案されていた。理由は後述のインデックス・マッチング効果を回避するためである。インプリント技術がまだ実験レベルの場合はモートでもよかった。しかしながら、インプリント技術を実際の量産に用いようとするとなると、モートのような大きな専用領域を各ショットに設けるのは、ウェハー上の有効領域を減らしてしまう問題がある。また、モート部にインプリント用の樹脂が塗布されないため、インプリント後のエッチングプロセスとの整合性にも問題があった。   The alignment marks formed in advance on the template and a predetermined portion of the wafer are required to be as small as possible in order to reduce the cost of manufacturing the semiconductor element chip. In conventional optical exposure machines, the scribe between the chip and the chip is required. It is stored in the line. In a semiconductor imprint apparatus, a method has been proposed in which a large alignment mark dedicated area called mote is prepared for each shot adjacent to a scribe. The reason is to avoid an index matching effect described later. If the imprint technology is still at the experimental level, it could be mote. However, if the imprint technique is to be used for actual mass production, providing a large dedicated area such as a mote for each shot has a problem of reducing the effective area on the wafer. Further, since the imprinting resin is not applied to the moat portion, there is a problem in the consistency with the etching process after imprinting.

上記の理由によりアライメントマークも半導体製造で用いられる他のTEGマークと同じくらいの大きさにし、スクライブラインの中に格納することが、求められるようになってきた。   For the above reasons, it has become necessary to make the alignment mark as large as other TEG marks used in semiconductor manufacturing and store it in a scribe line.

特許第4185941号公報Japanese Patent No. 4185941

しかしながら、スクライブラインの中にアライメントマークを入れようとすると以下のような問題が生じる。第1の問題はインデックス・マッチングによりテンプレート信号検出が困難になることである。テンプレート側のアライメントマークは石英などでできたテンプレートをエッチングして作られるため、ガラスの上に単純な凹凸が形成された構造をしている。   However, the following problems occur when an alignment mark is placed in the scribe line. The first problem is that it is difficult to detect a template signal due to index matching. Since the alignment mark on the template side is made by etching a template made of quartz or the like, it has a structure in which simple irregularities are formed on glass.

押印時、凹凸構造のアライメントマーク部にインプリント用の樹脂が入り込むと、両者(石英等とインプリント用の樹脂)の屈折率が殆ど同じであるために、テンプレートのアライメントマークが見えなくなってしまう現象が生じる。インデックス・マッチングと呼ばれる現象である。このためテンプレート側のアライメントマークに薄膜を付けて光学的にマークが見えるようにする手段が提案されている。例えばアライメントマークの凹凸部の一方に選択的に金属薄膜を付ける手法である。   When imprinting resin enters the alignment mark part of the concavo-convex structure at the time of stamping, the refractive index of both (quartz or the like and imprinting resin) is almost the same, so the alignment mark of the template becomes invisible. A phenomenon occurs. This is a phenomenon called index matching. For this reason, means has been proposed for attaching a thin film to the alignment mark on the template side so that the mark can be seen optically. For example, a metal thin film is selectively attached to one of the uneven portions of the alignment mark.

しかしながらインプリントの場合、何回も押印を繰り返すとテンプレートが汚れるので定期的な洗浄が要求される。一般的に金属薄膜は洗浄に耐久性がなく、数回洗浄するとなくなってしまい、テンプレートの寿命に制限を与える。インデックス・マッチング対策は必須なのであるが、アライメントマークに金属薄膜付着という細工をするとテンプレート寿命に制限が付くというのが第1の問題である。   However, in the case of imprinting, the template is soiled if the stamp is repeated many times, so that periodic cleaning is required. In general, a metal thin film has no durability in cleaning, and will be lost after cleaning several times, thus limiting the life of the template. Although index matching measures are indispensable, the first problem is that the template life is limited when the metal mark is attached to the alignment mark.

第2の問題はアライメントマークが押印するごとにつぶれてしまい、マークの個数が沢山必要とされることである。従来の光ステッパーではグローバルアライメント方式が取られていたために、ウェハー上のアライメントマーク位置に相当するレチクルの部分を遮光部にしておけば、ポジレジストの場合、マーク上にレジストが残って、以降の工程でマークの保護を行うことができた。ネガレジストの場合は逆に開口部にすれば同様の効果が得られる。   The second problem is that each time the alignment mark is stamped, it is crushed, and a large number of marks are required. Since the conventional optical stepper has adopted the global alignment method, if the reticle portion corresponding to the alignment mark position on the wafer is made a light shielding portion, in the case of a positive resist, the resist remains on the mark, and the subsequent steps The mark could be protected in the process. In the case of a negative resist, the same effect can be obtained if the opening is reversed.

しかしながら、従来のインプリントではウェハーマークの上にテンプレート上のマークを重ね、相互のずれ量をチェックした後、露光が行われる。これは押印に伴うテンプレートとウェハーの接触に伴い、両者が物理的に動く可能性があるためで、露光前に位置合わせ状態を直接チェックしているのである。このため、露光時にはウェハーのアライメントマークの上にテンプレートのアライメントマークがインプリントされてしまう。   However, in the conventional imprint, the mark on the template is overlaid on the wafer mark, and the amount of mutual displacement is checked, and then exposure is performed. This is because both the template and the wafer accompanying the stamping may physically move together, so the alignment state is directly checked before exposure. For this reason, the alignment mark of the template is imprinted on the alignment mark of the wafer during exposure.

アライメントマークは各工程で使い捨てとなり、前の工程で使ったアライメントマークを次の工程で使うことができない。即ち、使用する工程分の数のアライメントマークが必要なことになる。インプリント工程が多いほどアライメントマークの占有領域は大きくなり、半導体素子の設計上大きな制約となる。   The alignment mark is disposable in each process, and the alignment mark used in the previous process cannot be used in the next process. That is, as many alignment marks as the number of steps to be used are required. As the number of imprint processes increases, the area occupied by the alignment mark increases, which is a great restriction on the design of the semiconductor element.

第3の問題はコストである。インデックス・マッチングを回避するために、テンプレート上のアライメントマークに金属等の薄膜を適用するのは、テンプレート作成工程で余分な工程が必要とされる。インプリントの場合、テンプレートには接触に伴う寿命があるため、テンプレート価格がランニングコストに大きな影響を持つ。即ち、薄膜の適用はインプリントに特に要求されるテンプレートのコストダウンという要求に矛盾しているのである。   The third problem is cost. In order to avoid index matching, applying a thin film such as a metal to the alignment mark on the template requires an extra step in the template creation process. In the case of imprinting, since the template has a life due to contact, the template price has a great influence on the running cost. That is, the application of the thin film is inconsistent with the requirement for cost reduction of the template particularly required for imprinting.

このため、本発明では高いアライメント精度を保ったまま、薄膜を必要とせずにテンプレート上のアライメントマークの信号を得ることができ、ウェハー上のマーク保護が可能なアライメント方式を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an alignment method that can obtain an alignment mark signal on a template without requiring a thin film while maintaining high alignment accuracy, and can protect a mark on a wafer. To do.

本課題を達成するため、本発明では本来押印するべきショットの外側の領域にテンプレート用のアライメントマークを配置し、該アライメントマークとウェハーのアライメントマークを観察することによって位置合わせを行うことを特徴とする。なお、本明細書では実際に押印されてパターンを転写する領域全体をショットと言うことにする。ショットの中には複数個のチップが入ることもあるし、大きいと1つのチップしか入らないこともある。チップとは最終的に切り離されるICそのものである。   In order to achieve this object, the present invention is characterized in that an alignment mark for a template is arranged in a region outside a shot to be originally imprinted, and alignment is performed by observing the alignment mark and the alignment mark of a wafer. To do. In this specification, the entire region where the pattern is actually imprinted and transferred is referred to as a shot. A shot may contain a plurality of chips, and if it is large, it may contain only one chip. The IC is the IC itself that is finally separated.

テンプレート用のアライメントマークが実際に押印するショット部と物理的に分離された位置にあることにより、アライメント時、テンプレートとウェハーのアライメントマークの間には未露光の流動性あるインプリント用樹脂が存在しない。従って、従来のようにテンプレート側のアライメントマークの凹凸を樹脂が埋めていくことがなく、インデックス・マッチング問題が起こらず、高精度なアライメントを行うことが可能となる。   Because the alignment mark for the template is physically separated from the shot part that is actually imprinted, there is an unexposed fluid imprint resin between the template and the wafer alignment mark during alignment. do not do. Accordingly, the resin does not fill the unevenness of the alignment mark on the template side as in the prior art, and index matching problems do not occur, and high-precision alignment can be performed.

本発明では実際に押印してパターンを形成させるメサと言われる部分と同面(同じ高さ)でテンプレート用のアライメントマークをメサ部と分離して選択的に形成したテンプレートを用いることを特徴とする。メサ部とテンプレート用のアライメントマークの高さを同一にすることによってテンプレート上にEBでパターン形成する時に同時描画が可能となり、高精度なアライメント精度を達成することが可能となる。   The present invention is characterized by using a template that is selectively formed by separating an alignment mark for a template from a mesa portion on the same surface (the same height) as a portion called a mesa that is actually stamped to form a pattern. To do. By making the height of the mesa portion and the alignment mark for the template the same, simultaneous drawing can be performed when a pattern is formed by EB on the template, and high-precision alignment accuracy can be achieved.

本発明にはいくつかの実施形態が考えられるが、好ましい実施形態の一つではテンプレートが押印状態にある時、テンプレート上に設けられたアライメントマークの位置を、ウェハー上にあらかじめ形成されている押印ショット以外のスクライブラインに入っているアライメントマークの位置と対応させる。スクライブラインはショットの一番外側に存在するスクライブラインでもよいし、露光するショットが複数個のチップで構成されているときには、チップ間を区切るスクライブラインであっても構わない。   Although several embodiments of the present invention are conceivable, in one of the preferred embodiments, when the template is in a stamped state, the position of the alignment mark provided on the template is changed to a stamp formed in advance on the wafer. Correspond to the position of the alignment mark in the scribe line other than the shot. The scribe line may be a scribe line that exists on the outermost side of the shot, or may be a scribe line that separates chips when the shot to be exposed is composed of a plurality of chips.

この場合、押印動作中にテンプレートのアライメントマークとウェハー上のアライメントマークは同時に観察可能となる。押印動作中も観察可能であることから、アライメント精度向上が可能となる。更に、押印対象ショットを挟む複数個の位置でアライメント状態をモニターし平均化等の処理をすることで、アライメント精度のさらなる高精度化を図ることも可能である。   In this case, the alignment mark on the template and the alignment mark on the wafer can be observed simultaneously during the stamping operation. Since observation is possible even during the stamping operation, the alignment accuracy can be improved. Furthermore, it is possible to further increase the alignment accuracy by monitoring the alignment state at a plurality of positions sandwiching the stamp target shot and performing processing such as averaging.

本発明の別の実施形態では、予めテンプレート側のアライメントマークとウェハー側のアライメントマークを合わせて計測した後に所定量ステップしてから押印動作に入ることを特徴とする。この場合、テンプレート上のアライメントマークの位置は必ずしもウェハーのスクライブラインの位置と合致する必要はなく、素子の特徴に応じて決めることが好ましい。特に本発明の場合、押印時にテンプレート側のアライメントマークがウェハーと接触する可能性がある。接触しても素子の損傷が起こりにくい箇所にテンプレート側のアライメントマークの位置をあらかじめ選んでおけば、接触に伴うダメージ発生のリスクを最小化することができる。   Another embodiment of the present invention is characterized in that a stamping operation is started after a predetermined amount of step is performed after the alignment mark on the template side and the alignment mark on the wafer side are measured in advance. In this case, the position of the alignment mark on the template does not necessarily coincide with the position of the scribe line of the wafer, and is preferably determined according to the feature of the element. Particularly in the case of the present invention, the alignment mark on the template side may come into contact with the wafer at the time of stamping. If the position of the alignment mark on the template side is selected in advance at a location where damage to the element is unlikely to occur even if contact is made, the risk of occurrence of damage due to contact can be minimized.

本発明ではウェハー上のアライメントマークが実際にアライメント信号を検出される時間と、押印される時間が異なっている。従って本発明では押印時、ウェハー・アライメントマークに対応するテンプレート側の部分にマークを刻まないことを特徴とする。この結果、押印後もウェハー・アライメントマークの上には表面がフラットな形状の樹脂がのっているだけとなり、マーク保護が可能となる。   In the present invention, the time when the alignment mark on the wafer is actually detected is different from the time when the alignment mark is stamped. Therefore, the present invention is characterized in that, at the time of stamping, the mark is not engraved on the template side portion corresponding to the wafer alignment mark. As a result, even after the stamping, only the resin having a flat surface is placed on the wafer alignment mark, so that the mark can be protected.

本発明ではアライメント計測を行う場合、テンプレート上のアライメントマークとウェハー側のアライメントマークの間には未露光の樹脂を挟まず、押印してパターンを形成するいわゆるメサ部分にのみ未露光の樹脂を挟んでいる。このため、本発明では樹脂の塗布において、メサ部と同じ高さにあるテンプレート側のアライメントマークに相当する部分に未露光の樹脂が塗布されないようにして、インデックス・マッチング問題を回避する。   In the present invention, when performing alignment measurement, an unexposed resin is not inserted between the alignment mark on the template and the alignment mark on the wafer side, but only an unexposed resin is inserted only in a so-called mesa portion to be stamped to form a pattern. It is out. For this reason, in the present invention, in the application of the resin, an unexposed resin is not applied to a portion corresponding to the alignment mark on the template side at the same height as the mesa portion, thereby avoiding the index matching problem.

本発明では押印メサとは離れた場所にアライメント用のメサ部を作ることにより、アライメントマークの保護が可能なアライメントを行うことができる。   In the present invention, alignment that can protect the alignment mark can be performed by forming the mesa portion for alignment in a place away from the stamped mesa.

本発明の第1実施形態のナノインプリント方法の個性を示した図である。It is the figure which showed the individuality of the nanoimprint method of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態と従来例の観察光学系の配置図である。FIG. 3 is a layout diagram of observation optical systems according to a first embodiment of the present invention and a conventional example. 本発明の第1実施形態の別の実施形態のナノインプリント方法を示した図である。It is the figure which showed the nanoimprint method of another embodiment of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の観察光学系の別の配置図である。It is another arrangement drawing of the observation optical system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態のナノインプリント方法の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the nanoimprint method of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態のナノインプリント方法の手順を示した図である。It is the figure which showed the procedure of the nanoimprint method of 1st Embodiment of this invention.

《第1の実施形態》
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。まず、インプリント装置とは、テンプレートに形成された凹凸パターンをウエハやガラスなどの基板上に配された(塗布された)インプリント用の樹脂に転写するものである。より具体的には凹凸パターンと光硬化機能を有するインプリント用の樹脂を接触させて、インプリント用の樹脂が凹凸パターンの間に入り込んだ状態で、紫外光を照射してインプリント用樹脂を硬化させる。硬化後のインプリント用の樹脂から、凹凸パターンが形成されているテンプレートを引き剥がすことで、転写が完了する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the imprint apparatus is a device for transferring a concavo-convex pattern formed on a template to an imprint resin disposed (applied) on a substrate such as a wafer or glass. More specifically, the imprint resin having a photo-curing function and the concavo-convex pattern is brought into contact, and the imprint resin is irradiated between the concavo-convex patterns by irradiating ultraviolet light. Harden. The transfer is completed by peeling off the template on which the concavo-convex pattern is formed from the resin for imprinting after curing.

図1(A)は本発明を適用した場合の押印ショット1と隣接ショット1R、1U、1L、1D及びアライメントマークの位置を示した図である。前述したようにショットとは一回に押印してパターンを形成するエリアを言う。また、チップとは最終的に切り離されてICとなるエリアと定義する。ショット内には整数個のチップが配列されているのが普通で、図1(A)の場合には一つのショットが2x3の6チップで構成されている。   FIG. 1A is a diagram showing the positions of an imprint shot 1 and adjacent shots 1R, 1U, 1L, 1D and alignment marks when the present invention is applied. As described above, a shot is an area where a pattern is formed by imprinting at once. Further, it is defined as an area that is finally separated from the chip and becomes an IC. In general, an integer number of chips are arranged in a shot. In the case of FIG. 1A, one shot is composed of 6 chips of 2 × 3.

ショット内のチップの間には最終的にチップを切り離すための切りしろであるスクライブラインが形成されている。また、ショットの周辺部も隣りで押印されるショットにあるチップと隣接する。従ってショット周辺部にもスクライブラインが形成されている。インプリントが最も適用されやすいメモリー素子ではショット内に複数個のチップが存在する場合が多いが、ロジックでは素子のサイズが大きいため1チップしか入らない場合もある。   A scribe line as a margin for finally separating the chips is formed between the chips in the shot. Further, the peripheral portion of the shot is adjacent to the chip in the shot imprinted next. Therefore, a scribe line is also formed in the shot periphery. In a memory device to which imprint is most easily applied, there are many cases where a plurality of chips exist in a shot. However, in logic, since the size of the device is large, only one chip may be inserted.

図1(A)では押印ショットを1とし、1に隣接するショットの右側を1R、上側を1U、左側を1L、下側を1Dとネーミングしている。ネーミングの仕方は以降の図でも同様である。インプリント装置はステップ・アンド・リピートでパターン形成が行われていくので、基本的に各ショット内に形成されるパターンは同一である。本図の場合、押印される対象のウェハー上には予め前の工程でパターンが形成されている。   In FIG. 1A, the shot shot is 1 and the right side of the shot adjacent to 1 is named 1R, the upper side is 1U, the left side is 1L, and the lower side is named 1D. The naming method is the same in the following drawings. Since the imprint apparatus performs pattern formation by step-and-repeat, the pattern formed in each shot is basically the same. In the case of this figure, a pattern is formed in advance on the wafer to be stamped in the previous step.

前の工程でパターンを形成する露光装置としては液浸スキャナーが想定される。本実施形態の場合、1つのショットの大きさは液浸スキャナーが1ショットで露光できるエリアと同一であるように設定されているが、異なる大きさの場合にも本発明の考え方は適用可能である。   As an exposure apparatus for forming a pattern in the previous process, an immersion scanner is assumed. In the case of this embodiment, the size of one shot is set to be the same as the area that the immersion scanner can expose in one shot, but the concept of the present invention can be applied to different sizes. is there.

最近の液浸スキャナーはダブルパターニングへの適用が考えられているため、ショット間の精度が1nmからサブnmオーダーの値で形成されるようになってきた。本発明ではあるショットを押印する際、押印対象となるショットのウェハー・アライメントマークを用いず、隣接するショットのウェハー・アライメントマークを用いることを特徴とする。隣接ショットのアライメントマークを用いるとショットが異なるため、同一ショット内のテンプレートのパターニング誤差にステージ誤差がのってアライメント精度が劣化するように思われる。   Since recent immersion scanners are considered to be applied to double patterning, the accuracy between shots has been formed with a value on the order of 1 nm to sub-nm. The present invention is characterized in that, when a certain shot is imprinted, the wafer alignment mark of the adjacent shot is used instead of the wafer alignment mark of the shot to be imprinted. Since the shots are different when the alignment marks of the adjacent shots are used, it seems that the alignment accuracy deteriorates due to the stage error on the patterning error of the template in the same shot.

しかしながら、発明者の分析によると最近の液浸スキャナーのステージ精度向上に伴い、ステージ起因のアライメント精度の劣化は無視できるようになってきた。インプリントでは押印するテンプレート上のパターンが等倍であるため、スキャナーにおける4倍レチクルのように、倍率による描画精度緩和の恩恵が受けられない。むしろ、等倍パターン内部のパターン間の描画による位置誤差はショット間のステージ誤差より大きくなってしまった。   However, according to the analysis by the inventors, with the recent improvement of the stage accuracy of the immersion scanner, the deterioration of the alignment accuracy due to the stage can be ignored. In imprinting, since the pattern on the template to be imprinted is the same size, it is not possible to receive the benefit of reducing the drawing accuracy due to the magnification as in the case of the 4 × reticle in the scanner. Rather, the position error due to drawing between patterns inside the same-size pattern is larger than the stage error between shots.

従って、押印対象ショット内にあるウェハー・アライメントマークを用いても、隣接ショットにあるウェハー・アライメントマークを用いてもトータルのアライメント精度は殆ど変わらなくなってしまったというのが発明者の分析である。本発明はこのような状況の変化を取り入れて初めて可能となった。   Therefore, according to the inventor's analysis, the total alignment accuracy has hardly changed even if the wafer alignment mark in the shot to be stamped is used or the wafer alignment mark in the adjacent shot is used. The present invention becomes possible only when such changes in the situation are taken into account.

図1では各ショットのスクライブラインの中の3か所にXYの計測が可能なマークが3個入っている。この3個は隣接ショットにも同じように作られている。本実施形態では隣接ショットのウェハー・アライメントマークが、押印対象ショットを押印する状態でテンプレートのアライメントマークと重ねて観察できる位置関係にあることを特徴としている。   In FIG. 1, there are three marks that can measure XY at three locations in the scribe line of each shot. These three are made in the same way for adjacent shots. The present embodiment is characterized in that the wafer alignment marks of adjacent shots are in a positional relationship in which they can be observed in an overlapping manner with the alignment marks of the template in a state where the shots to be imprinted are imprinted.

即ち、テンプレートのメサ上のパターンから分離した位置でテンプレートと基板双方のアライメントマークを重ねた状態で観察する。そして、アライメント観察において、テンプレート側の個々のアライメントマークに対してそれぞれ2つのパラメータを持たせる。   That is, observation is performed with the alignment marks on both the template and the substrate being overlapped at a position separated from the pattern on the template mesa. In alignment observation, two parameters are given to each alignment mark on the template side.

具体的には右側の隣接ショット1R では1Rxy、上の隣接ショット1U では1Uxy、左側の隣接ショット1Lでは1Lxy、下側の隣接ショット1Dでは1Dxyというマークを使う。ここでxyという添字はそのマーク一つでXとY両方向の計測が可能であるという意味である。   Specifically, the mark 1Rxy is used for the right adjacent shot 1R, 1Uxy is used for the upper adjacent shot 1U, 1Lxy is used for the left adjacent shot 1L, and 1Dxy is used for the lower adjacent shot 1D. Here, the subscript xy means that measurement in both X and Y directions is possible with one mark.

本発明では押印対象ショット1が押印位置にある時、隣接ショットでアライメント計測を行うため上述のマーク1Rxy〜1Dxyの対応する位置にテンプレート側のアライメントマークを設ける。テンプレート側のアライメントマークは1Rxy〜1Dxyに対応して1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytで示した位置に設ける。添字tはテンプレート側のマークであることを示す。   In the present invention, when the target shot 1 is in the stamp position, alignment marks on the template side are provided at positions corresponding to the above-described marks 1Rxy to 1Dxy in order to perform alignment measurement on adjacent shots. The alignment marks on the template side are provided at positions indicated by 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, and 1Dxyt corresponding to 1Rxy to 1Dxy. The subscript t indicates a mark on the template side.

従ってテンプレートを押印されるウェハー側から眺めたのが図1(B)で、四角で囲ってある1及び1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytの部分がメサとなって出っ張っている。図1(A)と図1(B)は観察方向が異なるところから、はんこうの関係でミラー像のように反転した関係になっていることに注意が必要である。
ウェハー・アライメントマークはスクライブラインの中に入れるのが量産時の要求である。
Therefore, when the template is viewed from the wafer side to be imprinted, FIG. 1B shows the portions 1 and 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, and 1Dxyt surrounded by the squares protruding as mesas. It should be noted that since FIGS. 1A and 1B are different in the observation direction, the relationship is reversed like a mirror image due to the relationship of agitation.
It is a requirement at the time of mass production to put the wafer alignment mark in the scribe line.

従って、本実施形態でのテンプレート側のアライメントマークは隣接ショットにおけるスクライブ線上の位置に配置することを特徴としている。スクライブ線上にあるということは、テンプレート側のアライメントマーク観察の位置の少なくとも一方の座標がショット周辺部からチップの整数倍離れた位置にあることを意味する。なお、ここで言う座標とはメサ部1tの周辺部に沿って設定できるXY座標を意味している。なお、テンプレート25のメサ部1t上には転写するデバイスのパターン(凹凸パターン)が形成されいてることは言うまでもない。   Therefore, the alignment mark on the template side in this embodiment is characterized by being arranged at a position on the scribe line in the adjacent shot. Being on the scribe line means that at least one coordinate of the alignment mark observation position on the template side is at a position separated from the shot peripheral portion by an integral multiple of the chip. The coordinates referred to here mean XY coordinates that can be set along the periphery of the mesa portion 1t. Needless to say, a pattern of the device to be transferred (uneven pattern) is formed on the mesa portion 1t of the template 25.

装置側も図2(A)に示すように、押印ショット部から離れた位置にあるマークを観察する位置に観察系を配置し、該観察結果に基づいて位置合わせすることを特徴としている。このため観察系の観察位置座標の少なくとも一方は、ショット周辺部からチップの整数倍離れた座標位置を観察する状態にあることを特徴としている。また、観察系の配置は押印ショットのメサ部1tを挟みこむように設けられる。挟み込むことによって、ステージ精度棟の平均化を図ってアライメント精度の向上を期待することができる。   As shown in FIG. 2A, the apparatus side is also characterized in that an observation system is arranged at a position for observing a mark at a position distant from the stamp shot portion, and alignment is performed based on the observation result. For this reason, at least one of the observation position coordinates of the observation system is characterized in that it is in a state of observing a coordinate position that is an integer multiple of the chip away from the shot periphery. The arrangement of the observation system is provided so as to sandwich the mesa portion 1t of the stamp shot. By sandwiching, it is possible to expect an improvement in alignment accuracy by averaging the stage accuracy building.

図中、20はテンプレート、21がウェハーである。テンプレート側のアライメントマークが記されている1Rxyt、1Lxytの位置がICパターンを記したメサ部1tから離れているために、露光光束22と観察光学系23、24との分離が容易になる。これは図2(B)の従来例の構成と比べると一目瞭然であろう。図2(B)では観察位置がテンプレート25のメサ1tの端に設定されるので、観察光学系26、27と露光光束22との分離がギリギリで観察光学系に対する設計上の制約が厳しくなる。   In the figure, 20 is a template and 21 is a wafer. Since the positions of 1Rxyt and 1Lxyt on which the template-side alignment marks are written are separated from the mesa portion 1t on which the IC pattern is written, the exposure light beam 22 and the observation optical systems 23 and 24 can be easily separated. This is obvious when compared with the configuration of the conventional example of FIG. In FIG. 2B, since the observation position is set at the end of the mesa 1t of the template 25, the separation of the observation optical systems 26 and 27 and the exposure light beam 22 is very limited, and design restrictions on the observation optical system become severe.

図1(C)は図1(A)のA−A’断面におけるテンプレートの構造を示したものである。テンプレートは先に述べたように押印するショット部分1が台地状にもりあがったメサ構造1tとなっている。もりあがり量は10〜数10umの範囲の値が一般的である。これに対しテンプレート側のアライメントマーク部1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytもメサ部1tと同じ高さのメサ構造になっていることを特徴としている。   FIG. 1C shows a template structure in the A-A ′ cross section of FIG. As described above, the template has a mesa structure 1t in which the shot portion 1 to be imprinted is raised in a plateau shape. The lift amount is generally in the range of 10 to several tens of um. On the other hand, the alignment mark portions 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, and 1Dxyt on the template side are also characterized by a mesa structure having the same height as the mesa portion 1t.

図1(C)はA−A’断面であるので1Rxytと1Lxytがメサ部1tと同じ高さになる様子を示している。同じ高さにした結果、テンプレートを作る際にメサ部1tとアライメントマーク部1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytを一回の電子ビーム(EB)描画で露光することができ、パターンの高精度描画が可能となった。メサ部と同じ高さにしないと複数回のEB描画を繰り返すことになり、テンプレートの実素子が描画される1tとアライメントマーク部にあるパターン間の位置合わせ精度を出すことが困難である。   Since FIG. 1C is an A-A ′ cross section, 1Rxyt and 1Lxyt have the same height as the mesa portion 1t. As a result of the same height, when creating a template, the mesa part 1t and the alignment mark parts 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, 1Dxyt can be exposed with a single electron beam (EB) drawing, enabling high-precision pattern drawing. It became. If the height is not the same as the mesa portion, EB drawing is repeated a plurality of times, and it is difficult to obtain alignment accuracy between 1t on which the actual element of the template is drawn and the pattern in the alignment mark portion.

テンプレートの製作には2つの段階が考えられる。一つはEB描画で原版となるマザーテンプレートを作る工程、もう一つはそのマザーテンプレートにインプリントするレプリカ法によって子テンプレートを沢山作る工程である。マザーテンプレートを実際のウェハーの押印に用いてもよいが、EB描画に時間がかかり高価なので、通常は子テンプレートがウェハーの押印に用いられる。子テンプレート作成においても、図1(C)のようにICパターンの形成されているメサ部1tとアライメントマーク部1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytのメサ部の高さがそろっていることが望ましい。   There are two stages in template production. One is a process of creating a mother template as an original plate by EB drawing, and the other is a process of creating many child templates by a replica method imprinted on the mother template. The mother template may be used for actual wafer stamping, but since the EB drawing takes time and is expensive, a child template is usually used for wafer stamping. Also in the creation of the child template, it is desirable that the mesa portions 1t on which the IC pattern is formed and the mesa portions of the alignment mark portions 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, and 1Dxyt are aligned as shown in FIG.

テンプレート側のアライメントマーク用に分離されているメサ部1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytには基本的にはアライメントマークの部分のみあればよい。しかしながら、アライメントマーク部のメサエリアの大きさは子テンプレート形成プロセスの関係から、アライメントマークの占める領域より大きくしてもよい。例えばメサ部1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxytに形成するテンプレートのアライメントマークの深さ方向のエッチングを実素子部と同じように行うには、エッチング時、実素子部とアライメントマーク部の上の樹脂の厚さを同一にする必要がある。   The mesa portions 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, and 1Dxyt separated for the template side alignment mark basically need only have an alignment mark portion. However, the size of the mesa area of the alignment mark portion may be larger than the area occupied by the alignment mark because of the child template formation process. For example, in order to carry out the etching in the depth direction of the alignment mark of the template formed on the mesa portions 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, 1Dxyt in the same manner as the actual element portion, the resin on the actual element portion and the alignment mark portion is etched. The thickness must be the same.

厚さを揃えるためにテンプレート側のアライメントマーク領域のメサの面積を調整する。JFILのような液滴を使う塗布方法では、液滴の量とメサ部の面積、パターンの占める割合で樹脂の厚さが決まるため、アライメントマーク部のメサの面積を調整して厚みを制御する必要がある。   In order to make the thickness uniform, the mesa area of the alignment mark region on the template side is adjusted. In a coating method using droplets such as JFIL, the thickness of the resin is determined by the amount of droplets, the area of the mesa portion, and the ratio of the pattern, so the thickness is controlled by adjusting the mesa area of the alignment mark portion. There is a need.

テンプレート側のアライメントマークのメサ部の面積を大きくする場合はスクライブ線に沿って大きくすることが好ましい。スクライブ線に沿って大きくするということは、テンプレート側のアライメントマーク部の占める領域がウェハー側のスクライブ線の中に納まるという幾何学的関係が成立することを意味する。テンプレート側のアライメントマークを隣接ショットのウェハー・アライメントマークに合致する位置に設ける場合、押印時にアライメントマーク同士が接触する可能性がある。これを回避するためにスクライブ線方向に大きくするのであるが、本件については後述する。   When increasing the area of the mesa portion of the alignment mark on the template side, it is preferable to increase the area along the scribe line. Increasing the size along the scribe line means that a geometrical relationship is established that the area occupied by the alignment mark portion on the template side fits in the scribe line on the wafer side. When the alignment mark on the template side is provided at a position that matches the wafer alignment mark of the adjacent shot, the alignment marks may come into contact with each other at the time of stamping. In order to avoid this, it is increased in the scribe line direction, but this case will be described later.

一方、ウェハー側のアライメントマークはこれまで何回も説明に出てきたように、ショットの一番周辺の部分も含めチップ間のスクライブ線上に形成されている。最も極端な1ショット1チップ構成の場合には、アライメントマークは周辺部に配置される。図1の例では1つのショットが2x3の6チップ構成となっており、XY方向を検出するアライメントマークが両方ともスクライブ線の幅の中に入る場合を示した。   On the other hand, the alignment mark on the wafer side is formed on the scribe line between the chips including the most peripheral portion of the shot, as has been described many times. In the case of the most extreme one-shot one-chip configuration, the alignment mark is arranged at the peripheral portion. In the example of FIG. 1, one shot has a 2 × 3 6-chip configuration, and the alignment marks for detecting the XY directions are both included in the width of the scribe line.

もし、アライメントマークの領域が大きくて、一方向がスクライブ線の中に入りきらない場合には図3に示すように、X方向検出用マーク、Y方向検出用マークを別々に配置していく必要がある。図3は各ショットのスクライブラインの中の2か所にX計測用、2か所にY計測用マークが入っている例である。各2個、計4個のアライメントマークはウェハー上の各ショットに同じように予め形成されている。押印ショット3のアライメントは押印状態で隣接ショットのウェハー・アライメントマークをテンプレートのアライメントマークと重ねて観察することによって行われる。   If the alignment mark area is large and one direction cannot fit in the scribe line, as shown in FIG. 3, it is necessary to separately arrange the X direction detection mark and the Y direction detection mark. There is. FIG. 3 shows an example in which marks for X measurement are included in two places in the scribe line of each shot and marks for Y measurement are included in two places. A total of four alignment marks, two each, are formed in advance in the same manner on each shot on the wafer. The alignment of the stamp shot 3 is performed by observing the wafer alignment mark of the adjacent shot with the alignment mark of the template in the stamped state.

具体的には右側の隣接ショット3Rでは3Rxと3Ry、上の隣接ショット3U では3Uxと3Uy、左側の隣接ショット3Lでは3Lxと3Ly、下側の隣接ショット3Dでは3Dxと3Dyというマークを使う。ここでxとyという添字はそのマークでそれぞれXとY方向を計測に使用するという意味である。   More specifically, the right adjacent shot 3R uses 3Rx and 3Ry, the upper adjacent shot 3U uses 3Ux and 3Uy, the left adjacent shot 3L uses 3Lx and 3Ly, and the lower adjacent shot 3D uses 3Dx and 3Dy. Here, the subscripts x and y mean that the X and Y directions are used for measurement at the mark, respectively.

本実施形態では押印対象ショット3が押印位置にある時、隣接ショットでアライメント計測を行う。そのため上述のマーク3Rx〜3Dyに対応してテンプレート側のアライメントマークを3Rxt、3Ryt、3Uxt、3Uyt、3Lxt、3Lyt、3Dxt、3Dytで示した位置に設ける。添字tはテンプレート側のマークであることを示す。従ってテンプレートを押印されるウェハー側から眺めたのが図3(B)で、四角で囲ってある実素子部3t及び3Rxt〜3Dytの部分がメサとなって出っ張っている。   In this embodiment, when the target shot 3 is at the stamp position, alignment measurement is performed on adjacent shots. Therefore, template-side alignment marks are provided at positions indicated by 3Rxt, 3Ryt, 3Uxt, 3Uyt, 3Lxt, 3Lyt, 3Dxt, and 3Dyt corresponding to the above-described marks 3Rx to 3Dy. The subscript t indicates a mark on the template side. Accordingly, FIG. 3B shows the template as viewed from the side of the wafer to be imprinted, and the real element portions 3t and 3Rxt to 3Dyt surrounded by the squares protrude as mesas.

図3(A)と図3(B)では観察方向が異なるところから、はんこうの関係でミラー像のように反転した関係になっている。ウェハー・アライメントマークはスクライブラインの中に入れるのが普通である。従って、本実施形態でのテンプレート側のアライメントマークは隣接ショットにおけるスクライブ線の中に納まるように配置する。スクライブ線上にあるということは、テンプレート側のアライメントマークの位置座標の少なくとも一方がショット周辺部からチップの整数倍離れた位置にあることを意味する。   In FIGS. 3A and 3B, since the observation directions are different, the relationship is reversed like a mirror image due to the relationship of the solder. The wafer alignment mark is usually placed in a scribe line. Therefore, the alignment marks on the template side in this embodiment are arranged so as to fit in the scribe lines in the adjacent shots. Being on the scribe line means that at least one of the position coordinates of the alignment mark on the template side is at a position separated from the shot peripheral portion by an integral multiple of the chip.

図中のSxとSyはチップのX及びY方向の大きさを示しており、Y方向を計測するマークはSxの整数倍、X方向を計測するマークはSyの整数倍だけメサ3tの周辺部から離れている。対象ショットの押印を行う場合、隣接ショットの上にはインプリント用の樹脂の液滴が塗布されていない。従って隣接ショットのウェハー・アライメントマークとテンプレート上のアライメントマークの間には未露光状態の樹脂が存在しないので安定したアライメント信号を得ることができる。   In the figure, Sx and Sy indicate the sizes of the chip in the X and Y directions, the mark for measuring the Y direction is an integral multiple of Sx, and the mark for measuring the X direction is the peripheral portion of the mesa 3t by an integral multiple of Sy. Away from. When the target shot is stamped, no imprinting resin droplet is applied on the adjacent shot. Therefore, since there is no unexposed resin between the wafer alignment mark of the adjacent shot and the alignment mark on the template, a stable alignment signal can be obtained.

従来のように押印するショット1tあるいは3t部内にテンプレート側のアライメントマークがあると、押印するメサ部とウェハーの間に未露光状態の樹脂が液滴状態で散布され、押印によって広げられていた。未露光状態の樹脂は流動性があり、押印によって流れ込み、テンプレート側のアライメントマークの凹凸部に侵入して該凹凸構造を埋めてしまう。テンプレート材質には通常石英が用いられるので屈折率は約1.5、一方樹脂の屈折率も約1.5である。   If there is an alignment mark on the template side in the shot 1t or 3t portion to be imprinted as in the prior art, the unexposed resin is sprayed in a droplet state between the mesa portion to be imprinted and the wafer and spread by the imprint. Resin in an unexposed state has fluidity, flows in by imprinting, enters the concavo-convex portion of the alignment mark on the template side, and fills the concavo-convex structure. Since quartz is usually used as the template material, the refractive index is about 1.5, while the refractive index of the resin is about 1.5.

テンプレートのアライメントマークの凹凸が未露光の樹脂によって埋められると光学的にいうインデックス・マッチング効果が起こる。テンプレート側の凹凸は屈折率が同じため屈折力を失い、本来のアライメントマークとしての作用を失ってしまう。
初期のインプリント装置ではテンプレートとウェハーアライメントにおいてモートと呼ばれる特別な領域をアライメント専用に作り、該モート部に未露光樹脂が回らないようにしていた。
When the unevenness of the alignment mark of the template is filled with unexposed resin, an optical index matching effect occurs. Since the unevenness on the template side has the same refractive index, it loses its refractive power and loses its original function as an alignment mark.
In the initial imprint apparatus, a special area called mote is created exclusively for alignment in the template and wafer alignment so that unexposed resin does not rotate around the mote portion.

モート部で観察すればテンプレートのアライメントマーク部に未充填樹脂が回り込んでこないので、アライメント信号を検出することができた。しかしながら、メモリー素子のようにコストが重要な製品を作る際は、モートのような素子機能に関係ない領域がデッドスペースとなってウェハーの有効領域を小さくしてしまう。従って、これまでの実施形態で説明してきたように、もともとチップを切り離すために設けられていたスクライブ線の中にアライメントマークを収納する必要性が生まれた。   When observed at the moat portion, the unfilled resin does not enter the alignment mark portion of the template, so that the alignment signal can be detected. However, when manufacturing a product such as a memory device in which cost is important, an area not related to the element function such as mote becomes a dead space, and the effective area of the wafer is reduced. Therefore, as described in the embodiments so far, it has become necessary to store the alignment mark in the scribe line originally provided for separating the chip.

スクライブ線は実素子に隣接しているので、押印時に未露光樹脂が流れ込みインデックス・マッチング効果が発生してしまう。そこにテンプレート側のアライメントマークに光学的な薄膜を付けて、故意にコントラストを生成させるような手段を取ってきた。しかしながら、そのような薄膜は洗浄耐久性が問題であるだけでなく、製作に余分な工程を必要とするため、安価に作るべきインプリント用テンプレートを高価にしてしまう副作用も持っていた。   Since the scribe line is adjacent to the actual element, unexposed resin flows in at the time of stamping and an index matching effect occurs. There has been a means of intentionally generating contrast by attaching an optical thin film to the alignment mark on the template side. However, such a thin film not only has a problem of cleaning durability, but also has an adverse effect of making an imprint template to be manufactured inexpensively because an extra process is required for manufacture.

本実施形態による隣接ショットアライメントでは未露光樹脂による充填問題がないため、インデックス・マッチング現象が起こらず、テンプレート側のアライメントマークの凹凸は本来の役目を果たすことができる。従って余分な膜形成というプロセスが不要で、テンプレートのコストアップを最小限にすることができる。   In the adjacent shot alignment according to the present embodiment, since there is no filling problem due to unexposed resin, the index matching phenomenon does not occur, and the unevenness of the alignment mark on the template side can play the original role. Therefore, an extra film forming process is unnecessary, and the cost increase of the template can be minimized.

本実施形態の露光装置では押印ショット内にあるウェハー・アライメントマークは自ショットを押印する時の位置合わせには使用せず、隣接ショットを押印する時に位置合わせに使用する。従ってウェハー・アライメントマークの観察に関しては2つの状態がある。一つは押印前の状態で観察される状態、もう一つは押印された後、ウェハー・アライメントマークの上に露光後の樹脂が存在した状態である。前者の場合はウェハー・アライメントマークが最初の状態のまま観察されるので問題ないが、後者の場合はマーク上にのった露光後樹脂上に余分なパターンが存在すると誤信号を与える恐れがある。   In the exposure apparatus of this embodiment, the wafer alignment mark in the stamp shot is not used for positioning when stamping the own shot, but is used for positioning when stamping the adjacent shot. Therefore, there are two states regarding the observation of the wafer alignment mark. One is a state observed in the state before the stamping, and the other is a state in which the resin after the exposure exists on the wafer alignment mark after the stamping. In the former case, there is no problem because the wafer alignment mark is observed as it is in the initial state, but in the latter case, there is a possibility of giving an erroneous signal if there is an extra pattern on the resin after exposure on the mark. .

そのため本発明では、押印時、ウェハー・アライメントマークに対応する位置にあるテンプレートの部分のパターンが余分な信号を与えない形状、例えば平坦なパターンであることを特徴とする。樹脂自体は観察光に対して透明なので、表面形状がフラットであればもともと形成されているウェハー・アライメントマークを歪なく観察することができる。ただし、光学的な信号検出の観点からは、ウェハー・アライメントマーク部の上に例えフラットな形状でも樹脂の有無による出力差がある。   Therefore, the present invention is characterized in that, at the time of stamping, the pattern of the template portion at the position corresponding to the wafer alignment mark is a shape that does not give an extra signal, for example, a flat pattern. Since the resin itself is transparent to the observation light, if the surface shape is flat, the originally formed wafer alignment mark can be observed without distortion. However, from the viewpoint of optical signal detection, there is an output difference depending on the presence or absence of resin even if the wafer alignment mark is flat.

よって、装置側ではアライメント観察において、テンプレート側の個々のアライメントマークに対してそれぞれ2つのパラメータを持ち、この2つのパラメータが基板側のアライメントマークの上のインプリント用の樹脂の有無に対応したパラメータとする。即ち、装置側では上記2つの状態に対し別々のオフセット、あるいは観察光学系の状態制御、例えば最適波長選択などの制御を可能とする必要がある。   Therefore, in the alignment observation, the apparatus side has two parameters for each alignment mark on the template side, and these two parameters correspond to the presence or absence of the imprinting resin on the alignment mark on the substrate side. And That is, on the apparatus side, it is necessary to enable separate offsets for the above two states or control of the state of the observation optical system, such as optimal wavelength selection.

押印時、ウェハー・アライメントマークに余分な信号成分を与えないということは、このマークが後続する工程でも使用可能であることを意味する。従来方式では押印ショット内にあるウェハー・アライメントマークとテンプレート・アライメントマークを同時観察した後、マーク同士がアライメントされた状態で紫外線照射が行われる。   The fact that an extra signal component is not given to the wafer alignment mark at the time of stamping means that this mark can be used in subsequent processes. In the conventional method, after simultaneously observing the wafer alignment mark and the template alignment mark in the stamp shot, ultraviolet irradiation is performed with the marks aligned.

従って、押印後、ウェハー・アライメントマークの上の樹脂にはテンプレート・アライメントマークの凹凸パターンがしっかりインプリントされてしまい、後続する工程で使用することができない。本特許はウェハー・アライメントマークの保護を可能とし、アライメントマークの個数を削減することを可能とした。   Therefore, after the stamping, the concave / convex pattern of the template alignment mark is firmly imprinted on the resin on the wafer alignment mark and cannot be used in the subsequent process. This patent made it possible to protect wafer alignment marks and reduce the number of alignment marks.

本発明のテンプレート側のアライメントマークは押印ショットに対して対称の位置に配置することが望ましい。点対称の位置に配置するのが最も好ましいが、IC素子の配置に制約があるため、線対称でも効果がある。押印ショットに関して対称なアライメント検出位置の測定結果を平均化処理することによって、先に述べた前工程でウェハーを作成した際のステップ誤差を平均化して、アライメント精度を向上させることができる。   The alignment mark on the template side of the present invention is desirably arranged at a position symmetrical to the stamp shot. Although it is most preferable to arrange at a point-symmetrical position, line symmetry is also effective because there are restrictions on the arrangement of IC elements. By averaging the measurement results of the alignment detection positions that are symmetric with respect to the stamp shot, it is possible to average the step error when the wafer is created in the previous process described above, and to improve the alignment accuracy.

そして、複数個のアライメントマーク観察位置の転写するべきショットパターンのメサ部に対する配置の非対称性を補正して計算し、アライメント動作を行う。即ち、対称位置からずれた時は、幾何学的な配置に応じて内挿時に重みをかけるように、非対称性の処理を導入して対処することができる。   Then, the asymmetry of the arrangement with respect to the mesa portion of the shot pattern to be transferred at a plurality of alignment mark observation positions is corrected and calculated, and the alignment operation is performed. That is, when it deviates from the symmetrical position, it is possible to deal with it by introducing an asymmetry process so that a weight is applied at the time of interpolation according to the geometric arrangement.

対称配置による計測が行えないのは、ウェハーのエッジ部に来て、一方しかウェハーのアライメントマークが存在しない場合である。その場合は片方のショットの結果からエッジショットのずれを類推する。隣接ショットからエッジショットのずれを類推する場合、以下が好ましい。即ち、ロットの1枚目のウェハーは全ての隣接ショットのあるショットの押印から始めて、各テンプレート側のアライメントマークの測定値と、各ショットの最終補正値との相関を学習してから、エッジショットの押印に行くことが好ましい。このような学習を1枚もしくは数枚行った後、エッジショット押印時のくせをオフセット値として記憶すれば、以降はスループットの最も早い順序で押印することが可能である。   The measurement by the symmetrical arrangement cannot be performed when the wafer comes to the edge portion of the wafer and only one of the wafer alignment marks exists. In that case, the deviation of the edge shot is inferred from the result of one shot. When analogizing the deviation of the edge shot from the adjacent shot, the following is preferable. That is, the first wafer of a lot starts with the imprinting of a shot with all adjacent shots, learns the correlation between the measured value of the alignment mark on each template side and the final correction value of each shot, and then takes the edge shot. It is preferable to go to the seal. If one or several such learnings are performed and the habit at the time of edge shot imprinting is stored as an offset value, the imprinting can be performed in the order of the earliest throughput thereafter.

隣接ショットアライメントにおける他の特徴は位置合わせの高速化が可能なことである。従来の押印ショット内に配置した位置合わせマークを用いる場合、ウェハーとテンプレートの間を未露光の樹脂が充填してから計測を開始することが前提であった。JFILの場合、予め樹脂の液滴をウェハーの上に置き、押印動作によって延ばして樹脂を一様に分布させる。この延ばしの過程で、ウェハー・アライメントマークとテンプレート・アライメントマークの構造の中に未露光樹脂が入っていく。樹脂が入っていく過程はアライメントマーク部を観察すると接液部がだんだん拡がっていく時間であり、その間、アライメント信号は極めて不安定である。   Another feature in the adjacent shot alignment is that the alignment can be speeded up. When using the alignment mark arranged in the conventional stamp shot, it was assumed that measurement was started after unexposed resin was filled between the wafer and the template. In the case of JFIL, resin droplets are placed on a wafer in advance and spread by a stamping operation to uniformly distribute the resin. In the process of extending, unexposed resin enters the structure of the wafer alignment mark and the template alignment mark. The process of the resin entering is the time when the wetted part gradually expands when the alignment mark part is observed, and the alignment signal is extremely unstable during that time.

一方、本実施形態の隣接ショットでアライメント信号を検出する場合はウェハーとテンプレート側のアライメントマークの間に流動性の未露光樹脂が存在しないため、最初から安定した信号が取得できる。従って、本発明では複数個のアライメント位置における観察を、次のショットにステップ移動し押印ショット部で未だ樹脂が充填過程にある時点からアライメント信号を取って位置合わせする。具体的には複数個のアライメント位置における観察を、基板がテンプレートのメサ部に対して相対的にステップ移動した時点から、押印が終了するまで行うことを特徴としている。充填には数秒かかることもある。   On the other hand, when the alignment signal is detected in the adjacent shot of the present embodiment, since a fluid unexposed resin does not exist between the wafer and the alignment mark on the template side, a stable signal can be acquired from the beginning. Therefore, in the present invention, the observation at a plurality of alignment positions is stepped to the next shot, and alignment is performed by taking an alignment signal from the point when the resin is still in the filling process at the stamping shot portion. Specifically, the observation at a plurality of alignment positions is performed from the time when the substrate moves stepwise relative to the mesa portion of the template until the stamping is completed. Filling can take several seconds.

しかも従来の押印部にアライメントマークがある場合、マークの位置が最外周部にあって充填が最後となるため、充填完了までは待ち時間となってしまう。本発明では充填期間中からアライメント信号をモニターできるため、アライメント時間を大幅に短縮できる。また、押印完了まで計測し続けることによって、押印する際のテンプレートとウェハーの接触時に起こる不測の事態にも対応することができる。例えば、押印時にゴミなどを挟んで押印動作がうまくいかない場合は、アライメント信号に異常値が出やすい。   In addition, when there is an alignment mark in the conventional stamped portion, the mark is located at the outermost peripheral portion and filling is the last, so that there is a waiting time until filling is completed. In the present invention, since the alignment signal can be monitored from the filling period, the alignment time can be greatly shortened. Further, by continuing the measurement until the completion of the stamping, it is possible to cope with an unexpected situation that occurs at the time of contact between the template and the wafer at the time of stamping. For example, if the stamping operation is not successful with dust or the like sandwiched during stamping, an abnormal value is likely to appear in the alignment signal.

アライメント観察中に異常値が出た時は警告信号を装置本体の制御部に出力し、状態に応じて装置を止める、あるいはインプリント動作を中止して、次のショットに移るといった判断を行う。異常値の検出としては、ショットを挟んだ関係にある2つのアライメント信号の計測値が、次ショットへステップした時に得られると予測した値からある閾値以上ずれることを検出するなどといった基準が適用される。   When an abnormal value appears during alignment observation, a warning signal is output to the control unit of the apparatus main body, and a determination is made that the apparatus is stopped or the imprint operation is stopped depending on the state and the next shot is started. For detecting an abnormal value, a criterion such as detecting that a measured value of two alignment signals having a relationship between shots deviates from a value predicted to be obtained when stepping to the next shot is more than a certain threshold is applied. The

本発明では図1(C)に示すようにテンプレート側のアライメントマークと押印部のメサ部を同面にするために、押印時ウェハーとテンプレート側のアライメントマークが接触する恐れがある。従来は接触を恐れて、隣接ショット側のアライメントマークの高さを押印部のメサパターンよりわずかに低くして対応しようという考えがあった。しかしながら前述のようにこの方法は、EB描画を別々に行う必要があるため、テンプレート側でアライメントマーク部と実素子マーク部の位置関係をnmレベルで高精度に保つことは不可能である。   In the present invention, as shown in FIG. 1C, the template side alignment mark and the mesa portion of the stamped portion are flush with each other, so that the wafer at the time of stamping and the template side alignment mark may come into contact with each other. Conventionally, there has been an idea that the height of the alignment mark on the adjacent shot side is slightly lower than the mesa pattern on the stamped portion in order to cope with the contact. However, as described above, since this method needs to perform EB drawing separately, it is impossible to maintain the positional relationship between the alignment mark part and the actual element mark part on the template side with high accuracy at the nm level.

本発明では両者を同面に保ってEB描画を同時に行って位置精度を確保するとともに、接触を許容することを特徴とする。接触による破壊に強ければ、接触は許容されると考えるのである。接触するのであれば接触部は実素子部ではない方が望ましい。これが前に述べたテンプレート側アライメントマークのメサ部の領域を大きくする時、スクライブライン領域内に延ばす理由である。インプリント装置も露光装置の一つなので少なくともum程度のステージ精度は持っている。   The present invention is characterized in that both are kept on the same surface and EB drawing is simultaneously performed to ensure positional accuracy and contact is allowed. If it is strong to destruction by contact, contact is considered acceptable. If they are in contact, it is desirable that the contact portion is not an actual element portion. This is the reason why the mesa portion area of the template side alignment mark described above is extended into the scribe line area. Since the imprint apparatus is also an exposure apparatus, it has a stage accuracy of at least about um.

従ってテンプレート側のアライメントマークのメサ部が接触するメサ側とウェハー側のパターンは予め設計することが可能である。従って、テンプレート側のアライメントマークの領域を対応するウェハーのスクライブラインの中に納めることも可能である。これに加え接触時にかかる圧力も計算可能である。たまたま接触した時もテンプレートとウェハーが1um以上の幅を持つ線の状態で接触し結果的に両者が面で接触するような形式にパターンを設計すれば、接触時の障害発生は無視することができる。   Therefore, the mesa side and wafer side patterns with which the mesa portions of the alignment marks on the template side come into contact can be designed in advance. Accordingly, it is possible to fit the alignment mark area on the template side into the corresponding scribe line of the wafer. In addition to this, the pressure applied upon contact can be calculated. If a pattern is designed in such a way that the template and the wafer come into contact with each other in the state of a line having a width of 1 μm or more when they come into contact with each other, as a result, the occurrence of failure during contact can be ignored. it can.

接触はウェハーやテンプレートの面精度起因で発生するため、ピンポイントでは接触せず、領域として接触する。従ってパターン部の接触面積が大きく、太いパターンであれば破損の可能性が少なくなる。また、テンプレート自体も弾性力があるため、押し付ける力もそれほど強くない。   Since the contact occurs due to the surface accuracy of the wafer or the template, it does not contact at a pinpoint but contacts as a region. Therefore, if the contact area of the pattern portion is large and the pattern is thick, the possibility of breakage is reduced. Further, since the template itself has an elastic force, the pressing force is not so strong.

本実施形態の構成だと、隣接ショットからの類推のためショット間のステップ方向と、チップの回転誤差や、ショット内で生じているスキューや台形歪のような非線形な歪は補正することができない。しかしこれらの誤差はウェハーを作る前工程までの露光装置やプロセス機器の誤差である。例えばステップ方向とチップ回転誤差はインプリント前の露光装置起因の誤差である。これらの補正量は予めオフラインでグローバルな項目として入力しておけば、インプリント装置側で補正可能である。   With the configuration of this embodiment, because of analogy from adjacent shots, it is impossible to correct non-linear distortion such as step direction between shots, chip rotation error, skew generated in the shot, and trapezoidal distortion. . However, these errors are errors in the exposure apparatus and process equipment up to the previous process for making a wafer. For example, the step direction and the chip rotation error are errors caused by the exposure apparatus before imprinting. These correction amounts can be corrected on the imprint apparatus side if they are previously input as global items offline.

以上述べてきたように、本実施形態では最近の液浸等の光学露光装置のオーバーレイ精度の向上により、従来、精度が落ちるものと考えられていた隣接ショットアライメントに新たな可能性を作りだすことができた。しかも、隣接ショットでの接触を許容して、実素子に当たらないようにマークを工夫することによって、問題画素の発生も無視することが可能となった。   As described above, this embodiment can create new possibilities for adjacent shot alignment, which has been considered to be less accurate, by improving the overlay accuracy of recent optical exposure devices such as immersion. did it. In addition, by allowing the contact in adjacent shots and devising the mark so as not to hit the actual element, the occurrence of the problem pixel can be ignored.

また、アライメントマーク部が1tや3tのメサ部と離れたことで、観察光学系の構成が図4の41〜44の配置に見られるように自由度も大幅に増した。観察光学系のNAの増大、照明系のフレクシブルな配置を図ることができ、アライメントの高精度化にも寄与させることができる。   Further, since the alignment mark part is separated from the 1t or 3t mesa part, the degree of freedom is greatly increased so that the configuration of the observation optical system can be seen in the arrangement of 41 to 44 in FIG. It is possible to increase the NA of the observation optical system and to flexibly arrange the illumination system, which can contribute to higher alignment accuracy.

なお、本実施形態では隣接ショットの位置として上下左右のショットを用いる例を示したが、隣接として対角位置にあるショットを用いることも同様に可能である。   In the present embodiment, an example of using shots in the upper, lower, left, and right directions as the positions of adjacent shots has been described, but it is also possible to use shots at diagonal positions as adjacent positions.

《第2の実施形態》
ロジックの場合のように1チップ1ショットのようになると、隣接チップとは言え、テンプレート側アライメントマークの位置は、押印部のメサからかなり距離があいてしまう。極端な例としてスキャナーのショットサイズ26x33mmを丸ごと1チップにした場合には、テンプレート側のアライメントマークの一方は33mmも離れた位置となる。これで良い場合も精度によっては勿論存在するが、もう少し近い位置でアライメントをモニターする方式が第2実施形態である。
<< Second Embodiment >>
When one chip has one shot as in the case of logic, the position of the template side alignment mark is considerably far from the mesa of the stamped portion, although it is an adjacent chip. As an extreme example, when the entire shot size 26 × 33 mm 2 of the scanner is set to one chip, one of the alignment marks on the template side is located 33 mm away. Of course, there are cases where this is acceptable depending on the accuracy, but the second embodiment is a method of monitoring alignment at a slightly closer position.

図5(A)は先ずウェハーの配置図である。図に示したようにきちんと配列ができており、これまでの例と同じく2x3のチップ配列が1ショットとした。今回は隣接ショットではなく自ショットのアライメントマークと、テンプレート上に設けたアライメントマークで位置合わせを行う例となっている。本実施形態ではテンプレート側のアライメントマークは押印のメサ5tから離れた任意の位置に設定することができる。また本実施形態でも、実施形態1の図1(C)のようにアライメントマークのメサ部の高さは押印部のメサ5tと同一とする。   FIG. 5A is a layout diagram of wafers. As shown in the figure, the arrangement is complete, and the 2 × 3 chip arrangement is one shot as in the previous examples. In this example, the alignment is performed using the alignment mark of the own shot, not the adjacent shot, and the alignment mark provided on the template. In this embodiment, the alignment mark on the template side can be set at an arbitrary position away from the stamp mesa 5t. Also in this embodiment, as shown in FIG. 1C of the first embodiment, the height of the mesa portion of the alignment mark is the same as the mesa 5t of the stamp portion.

図5(B)はウェハー側の1ショット内のレイアウト、図5(C)はテンプレート側のレイアウト図である。ここではウェハー側の周辺のスクライブ線上にアライメントマーク5Rxy、5Uxy、5Lxy、5Dxyが形成されている。一方、テンプレート側には5Rxyt、5Uxyt、5Lxyt、5Dxytがパターンのメサ部5tとともに形成されている。   FIG. 5B is a layout in one shot on the wafer side, and FIG. 5C is a layout diagram on the template side. Here, alignment marks 5Rxy, 5Uxy, 5Lxy, and 5Dxy are formed on a scribe line around the wafer side. On the other hand, 5Rxyt, 5Uxyt, 5Lxyt, and 5Dxyt are formed on the template side together with the mesa portion 5t of the pattern.

本実施形態では5Rxyt、5Uxyt、5Lxyt、5Dxytの位置が必ずしもスクライブ線状に対応しているわけではない。このため、アライメントのシーケンスは図6に示されている。順番は任意であるが、先ず図6(A)で5Rxyと5Rxytを重ねてアライメント計測をする。ついで5Uxyと5Uxyt、5Lxyと5Lxyt、5Dxyと5Dxytの順に合わせてアライメント計測を行い、これらの計測値を用いて5tのアライメントを決定するシーケンスとなる。   In the present embodiment, the positions of 5Rxyt, 5Uxyt, 5Lxyt, and 5Dxyt do not necessarily correspond to the scribe line shape. For this reason, the alignment sequence is shown in FIG. The order is arbitrary, but first, alignment measurement is performed by superimposing 5Rxy and 5Rxyt in FIG. Next, alignment measurement is performed in the order of 5Uxy, 5Uxyt, 5Lxy, 5Lxyt, 5Dxy, and 5Dxyt, and a sequence for determining 5t alignment using these measurement values.

この場合、5tとテンプレート上の各アライメントマーク間の距離は予め設計値として分かっているので、不図示ではあるが干渉計あるいはエンコーダー等の計測系を別途設け、該干渉計の値をモニターしながらアライメント計測と、位置合わせ駆動が行う。この場合、テンプレートとウェハーの接触に伴うずれをモニターするため、計測系はウェハー、テンプレート双方に設けられる。   In this case, since the distance between 5t and each alignment mark on the template is known in advance as a design value, a measurement system such as an interferometer or an encoder is provided separately, while monitoring the value of the interferometer. Alignment measurement and alignment drive are performed. In this case, in order to monitor the displacement accompanying the contact between the template and the wafer, the measurement system is provided on both the wafer and the template.

本実施形態でも第1の実施形態が持っていたテンプレートとウェハーの間に未充填の樹脂が入らないなどの特徴は同一である。ただし、第1の実施形態のように押印時にリアルタイムでモニターすることはできないので、干渉計の精度を信用することになる。またR→U→L→Dと4回計測しなければならないので、時間がかかる。従って、学習を積むことによっていくつかの計測を省略して高速化を図ることができる。   The present embodiment also has the same characteristics such as that the unfilled resin does not enter between the template and the wafer that the first embodiment has. However, since it cannot be monitored in real time at the time of stamping as in the first embodiment, the accuracy of the interferometer is trusted. In addition, since R → U → L → D must be measured four times, it takes time. Therefore, by accumulating learning, it is possible to speed up by omitting some measurements.

本実施形態もウェハー上のアライメントマークの保護を行うことができる。押印時のウェハーアライメントマークに対応するテンプレートのパターンは押印後も余分なアライメント信号を与えない形状、例えば平坦なパターンとすればよい。   This embodiment can also protect the alignment marks on the wafer. The pattern of the template corresponding to the wafer alignment mark at the time of stamping may be a shape that does not give an extra alignment signal after the stamping, for example, a flat pattern.

また、本実施形態でも押印時にテンプレート側のアライメントマークがウェハーと接触する可能性がある。接触しても素子の損傷が起こりにくい箇所にテンプレート側のアライメントマークの位置をあらかじめ選んでおけば、接触に伴うダメージ発生のリスクを最小化することができる。   Also in this embodiment, there is a possibility that the alignment mark on the template side contacts the wafer at the time of stamping. If the position of the alignment mark on the template side is selected in advance at a location where damage to the element is unlikely to occur even if contact is made, the risk of occurrence of damage due to contact can be minimized.

以上述べてきた実施形態では、押印メサとは離れた場所にアライメント用のメサ部を同じ高さで作ることにより、高精度でアライメントマークの保護が可能なアライメントを行うことができる。   In the embodiment described above, alignment that can protect the alignment mark with high accuracy can be performed by forming the mesa portion for alignment at the same height in a place away from the stamp mesa.

また、以上述べてきた実施形態ではテンプレート側のアライメントマークに特別な薄膜を付けることなくテンプレート側のアライメントマークの信号の取得が可能である。そして、ウェハー側のアライメントマークの保護が可能なため同一のアライメントマークを複数回使うことができてアライメントマークの占有領域を小さくすることが可能である。また、特別な薄膜工程を必要としないので低コストでなテンプレートを提供することが可能である。また、テンプレートのアライメントマークと、実際に押印する実素子部のパターンを電子ビームで同時描画できるため、テンプレート内のパターンの相対位置精度を保証できる。   Further, in the embodiment described above, it is possible to acquire a template-side alignment mark signal without attaching a special thin film to the template-side alignment mark. Since the wafer side alignment mark can be protected, the same alignment mark can be used a plurality of times, and the area occupied by the alignment mark can be reduced. Further, since a special thin film process is not required, it is possible to provide a low-cost template. In addition, since the alignment mark of the template and the pattern of the actual element portion to be actually imprinted can be drawn simultaneously with an electron beam, the relative position accuracy of the pattern in the template can be guaranteed.

従ってテンプレート内部のパターン間の位置関係を高精度に保つことができ高精度なアライメントが期待できる。テンプレート内部の位置関係が高精度の保たれない場合はオフセット処理を行うことが考えられるが、オフセットの計測精度の問題、インプリントで頻繁にテンプレートを交換する必要があることを考えると、オフセット処理は実用的ではない。   Therefore, the positional relationship between the patterns inside the template can be maintained with high accuracy, and high-precision alignment can be expected. If the positional relationship within the template cannot be maintained with high accuracy, offset processing may be performed. However, considering the problem of offset measurement accuracy and the need to frequently replace the template during imprinting, offset processing is possible. Is not practical.

好ましい実施形態の一つでは押印時に両者のアライメント状態をモニターしながら押印できるため、アライメントの高精度化につながる。また、従来のJFIL方式は未露光の樹脂を液滴としてウェハー上に離散的に散布し、それを押印時に広げてつなげることによって樹脂の塗布を行う。このため、離散的な液滴として塗布された樹脂がウェハー上のアライメントマーク上に流れて行って全体をカバーするまでアライメント信号を取得することは不可能であった。   In one of the preferred embodiments, the stamping can be performed while monitoring the alignment state of the two at the time of stamping, leading to higher alignment accuracy. In the conventional JFIL system, unexposed resin is dispersed as droplets on the wafer and spread and connected at the time of stamping to apply the resin. For this reason, it is impossible to acquire an alignment signal until the resin applied as discrete droplets flows on the alignment marks on the wafer and covers the whole.

本発明ではテンプレートとウェハーのアライメントマーク間には未露光で流動性のある樹脂が存在しないため、樹脂の充填を待つことなく計測を始めることができる。このため、装置のスループットを高めることができ、処理能力の向上に効果が大きい。   In the present invention, since there is no unexposed and fluid resin between the template and the wafer alignment mark, measurement can be started without waiting for resin filling. For this reason, the throughput of the apparatus can be increased, and the effect of improving the processing capability is great.

1・・押印するショット、1t・・押印ショットに対応するテンプレート上のメサ部、1R、1U、1L、1D・・押印ショット1に隣接するショット、1Rxy、1Uxy、1Lxy、1Dxy・・隣接ショットに存在するウェハー・アライメントマーク、1Rxyt、1Uxyt、1Lxyt、1Dxyt・・テンプレート上のテンプレート用アライメントマーク、3・・押印するショット、3t・・押印ショットに対応するテンプレート上のメサ部、3R、3U、3L、3D・・押印ショット3に隣接するショット、3Rx、3Ry、3Ux、3Uy、3Lx、3Ly、3Dx、3Dy・・押印するショットの隣接ショットに存在するウェハー・アライメントマーク、3Rxt、3Ryt、3Uxt、3Uyt、3Lxt、3Lyt、3Dxt、3Dyt・・テンプレート上のテンプレート用アライメントマーク、5・・押印するショット、5t・・押印ショットに対応するテンプレート上のメサ部、5Rxy、5Uxy、5Lxy、5Dxy・・ウェハー・アライメントマーク、5Rxyt、5Uxyt、5Lxyt、5Dxyt・・テンプレート上のテンプレート用アライメントマーク、20・・テンプレート、21・・ウェハー、22・・露光光束、23、24・・アライメント用観察系、25・・テンプレート、26、27・・アライメント用光学系、41、42、43、44・・アライメント光学系 1 ... Shot to be stamped, 1t ... Mesa on template corresponding to stamp shot, 1R, 1U, 1L, 1D ... Shot adjacent to stamp shot 1 1Rxy, 1Uxy, 1Lxy, 1Dxy ... Existing wafer alignment mark, 1Rxyt, 1Uxyt, 1Lxyt, 1Dxyt ... Template alignment mark on template, 3 .... Shot to be imprinted, 3t ... Mesa on template corresponding to imprint shot, 3R, 3U, 3L 3D ··· Shot adjacent to imprint shot 3 3Rx, 3Ry, 3Ux, 3Uy, 3Lx, 3Ly, 3Dx, 3Dy ··· Wafer alignment mark existing in shot adjacent to imprinted shot, 3Rxt, 3Ryt, 3Uxt, 3Uyt 3Lxt, 3Lyt, Dxt, 3Dyt, template alignment mark on template, 5. shot to be stamped, 5t, mesa on template corresponding to stamp shot, 5Rxy, 5Uxy, 5Lxy, 5Dxy, wafer alignment mark, 5Rxyt, 5Uxyt, 5Lxyt, 5Dxyt, template alignment mark on template, 20 ... template, 21 ... wafer, 22 ... exposure beam, 23, 24 ... alignment observation system, 25 ... template, 26, 27 ... .Alignment optical system, 41, 42, 43, 44..Alignment optical system

Claims (21)

転写するべきショットのパターンをテンプレートのメサ上に形成し、該パターンを転写すべき基板の上に押印して転写するインプリント装置において、該テンプレートの該メサ上のパターンから分離した複数個の位置で該テンプレートと該基板の双方のアライメントマークを重ねた状態で観察し、観察結果に基づいて該メサ上のパターンを該基板に押印することを特徴とするインプリント装置。   In an imprint apparatus for forming a pattern of a shot to be transferred on a template mesa and imprinting the pattern onto a substrate to be transferred, a plurality of positions separated from the pattern on the mesa of the template The imprint apparatus is characterized in that the alignment mark on both the template and the substrate is observed in an overlapping state, and the pattern on the mesa is imprinted on the substrate based on the observation result. 該複数個のアライメントマーク観察の位置の少なくとも一方の座標が、該メサの周辺部より前記ショットにあるチップの大きさの整数倍離れた位置に設定されることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。   The coordinate of at least one of the plurality of alignment mark observation positions is set at a position that is an integer multiple of the size of the chip in the shot from the periphery of the mesa. Imprint device. 該複数個のアライメント位置における観察を、該基板が該テンプレートの該メサに対して相対的にステップ移動した時点から、押印が終了するまで行うことを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。   3. The imprint apparatus according to claim 2, wherein the observation at the plurality of alignment positions is performed from when the substrate is moved stepwise relative to the mesa of the template until the stamping is completed. . 前記観察で異常値が出た場合には装置本体の制御部に警告信号を出すことを請求項3に記載のインプリント装置   The imprint apparatus according to claim 3, wherein a warning signal is output to a control unit of the apparatus main body when an abnormal value is obtained in the observation. 前記観察において、テンプレート側の個々のアライメントマークに対してそれぞれ2つのパラメータを持っていることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。   2. The imprint apparatus according to claim 1, wherein the observation has two parameters for each alignment mark on the template side. 該2つのパラメータが前記基板のアライメントマークの上のインプリント用の樹脂の有無に対応したパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のインプリント装置。   6. The imprint apparatus according to claim 5, wherein the two parameters are parameters corresponding to the presence or absence of an imprinting resin on the alignment mark of the substrate. 該複数個のアライメントマークの観察位置の該転写するべきショットパターンのメサ部に対する配置の非対称性を補正して計算し、アライメント動作を行うことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the alignment operation is performed by correcting and calculating the asymmetry of the arrangement of the observation positions of the plurality of alignment marks with respect to the mesa portion of the shot pattern to be transferred. 転写するべきショットのパターンをテンプレートのメサ上に形成し、該パターンを転写すべき基板上に押印して転写するインプリント方法において、該テンプレートの該パターンから分離したメサ上の複数個の位置に設けられた該テンプレートのアライメントマークを介して該基板上に設けられたアライメントマークを観察し、観察結果に基づいて該メサ上のパターンを該基板に押印することを特徴とするインプリント方法。   In an imprint method in which a pattern of a shot to be transferred is formed on a mesa of a template and the pattern is imprinted on a substrate to be transferred, the imprint method is performed at a plurality of positions on the mesa separated from the pattern of the template An imprint method comprising: observing an alignment mark provided on the substrate through an alignment mark of the template provided, and imprinting a pattern on the mesa on the substrate based on an observation result. メサ上に設けられた該テンプレートのアライメントマークの領域が、対応する前記基板上に設けられたスクライブ線の中に納まることを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。   9. The imprint method according to claim 8, wherein the alignment mark region of the template provided on the mesa is accommodated in a scribe line provided on the corresponding substrate. 該複数個の位置に設けられた該テンプレートのアライメントマークを介して観察する該基板上に設けられたアライメントマークが、押印されるショットとは異なるショットのアライメントマークであることを特徴とする請求項8または9に記載のインプリント方法。   The alignment mark provided on the substrate to be observed through the alignment marks of the template provided at the plurality of positions is an alignment mark of a shot different from the shot to be stamped. The imprint method according to 8 or 9. 該複数個の位置に設けられた該テンプレートのアライメントマークの位置が、押印状態において該基板上の押印ショットとは異なるショットのアライメントマークの位置と合致することを特徴とする請求項10に記載のインプリント方法。   The position of the alignment mark of the template provided in the plurality of positions matches the position of the alignment mark of a shot different from the stamp shot on the substrate in a stamped state. Imprint method. 該複数個のアライメントマーク観察の位置の少なくとも一方の座標を該メサの周辺部より前記ショットにあるチップの大きさの整数倍離れた位置に設定してアライメント動作を行うことを特徴とする請求項10に記載のインプリント方法。   The alignment operation is performed by setting at least one coordinate of the plurality of alignment mark observation positions to a position that is an integral multiple of the size of the chip in the shot from the periphery of the mesa. The imprint method according to 10. 該複数個のアライメント位置における観察を、該基板が該テンプレートの該メサに対して相対的にステップ移動した時点から、押印が終了するまで行うことを特徴とする請求項11または12に記載のインプリント方法。   13. The inspection according to claim 11 or 12, wherein the observation at the plurality of alignment positions is performed from the time when the substrate is moved stepwise relative to the mesa of the template until the stamp is completed. How to print. 該複数個のアライメントマーク観察位置の該転写するべきショットパターンのメサ部に対する配置の非対称性を補正して計算し、アライメント動作を行うことを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。   9. The imprint method according to claim 8, wherein the alignment operation is performed by correcting and calculating the asymmetry of the arrangement of the plurality of alignment mark observation positions with respect to the mesa portion of the shot pattern to be transferred. ロットの1枚目の基板は全ての隣接ショットのあるショットの押印から始め、該テンプレートの個々のアライメントマークの測定値と、各押印ショットの最終補正値との相関を学習することを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。   The first substrate of the lot is characterized by starting from the stamping of a shot of all adjacent shots and learning the correlation between the measured value of each alignment mark of the template and the final correction value of each stamped shot. The imprint method according to claim 8. 転写するべきショットのパターンをメサの上に形成し、該パターンから分離した複数個の位置にアライメントマークをメサの上に形成したことを特徴とするインプリント用テンプレート。   An imprint template, wherein a pattern of a shot to be transferred is formed on a mesa, and alignment marks are formed on the mesa at a plurality of positions separated from the pattern. 該転写すべきショットのパターンを持ったメサの高さと該複数個の位置のアライメントマークのメサの高さが等しいことを特徴とする請求項16に記載のインプリント用テンプレート。   The imprint template according to claim 16, wherein the height of the mesa having the pattern of the shot to be transferred is equal to the height of the mesa of the alignment mark at the plurality of positions. 該複数個の位置のアライメントマークの少なくとも一方の座標が、該メサの周辺部より前記ショットにあるチップの大きさの整数倍離れた位置に設定されることを特徴とする請求項17に記載のインプリント用テンプレート。   The coordinate of at least one of the alignment marks at the plurality of positions is set at a position that is an integer multiple of the size of the chip in the shot from the periphery of the mesa. Template for imprint. 該アライメントマークの形成されたメサが対応する基板のスクライブ線の中に納まる大きさであることを特徴とする請求項18に記載のインプリント用テンプレート。   19. The imprint template according to claim 18, wherein the mesa on which the alignment mark is formed is sized to fit in a scribe line of a corresponding substrate. 該転写すべきショットのパターンを持つメサ部で、押印時、基板側のアライメントマークとなる位置に対応する部分のパターンが押印後、余分な信号を与えない形状であることを特徴とする請求項16に記載のインプリント用テンプレート。   The mesa portion having a pattern of a shot to be transferred has a shape in which a pattern corresponding to a position to be an alignment mark on the substrate side at the time of imprinting has a shape that does not give an extra signal after imprinting. The imprint template according to 16. 該余分な信号を与えない形状が平坦なパターンであることを特徴とする請求項20に記載のインプリント用テンプレート。

21. The imprint template according to claim 20, wherein the shape that does not give the extra signal is a flat pattern.

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