JP2018018988A - Alignment device, alignment method, position detection device, lithography device, and method for manufacturing object - Google Patents

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康平 鈴木
Kohei Suzuki
康平 鈴木
貴光 古巻
Takamitsu Komaki
貴光 古巻
宇梶 隆夫
Takao Ukaji
隆夫 宇梶
卓 芝山
Taku Shibayama
卓 芝山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alignment device capable of achieving both the accuracy improvement and the responsiveness improvement of alignment control.SOLUTION: An alignment device includes a first measurement part and a second measurement part for measuring the position of a mark of an object, the first measurement part and the second measurement part respectively include a light-receiving element array and an optical system, the second measurement part is configured to have a measurement time being a time from the reception of light by the light-receiving element array until the conversion of the light into a signal to be shorter than in the first measurement part, first position information of the object is acquired from the position of the mark measured by the first measurement part, second position information of the object is acquired from the position of the mark measured by the second measurement part, and the alignment of the object is performed by using an element other than a differentiation element of a deviation between the first position information and an alignment target value, and a differentiation element of a deviation between the second position information and the alignment target value as inputs.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、位置合せ装置、位置合せ方法、位置検出装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法に関する。   The present invention relates to an alignment apparatus, an alignment method, a position detection apparatus, a lithography apparatus, and an article manufacturing method.

半導体デバイスやMEMSなどの微細化の要求が進み、ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等の基板上のインプリント材を型で成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。   The demand for miniaturization of semiconductor devices, MEMS, and the like has progressed, and there is a fine processing technology for forming an imprint material on a substrate such as a wafer, a glass plate, or a film-like substrate with a mold and forming a pattern of the imprint material on the substrate. It attracts attention. This technique is also called an imprint technique, and can form a fine structure on the order of several nanometers on a substrate.

特許文献1では、インプリント技術を用いたインプリント装置において、デバイス等の製造の点で有利なステップアンドフラッシュ式インプリントリソグラフィを応用した装置が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 discloses an apparatus that applies step-and-flash imprint lithography, which is advantageous in terms of manufacturing devices and the like, in an imprint apparatus using an imprint technique.

インプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域にインプリント材を塗布する。次に、型のパターン領域と前記ショット領域の位置合せを行いながら、前記パターン領域を前記インプリント材に接触(押印)させ、前記インプリント材を前記パターン領域に充填させる。そして、紫外線を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで引き離すことにより、前記インプリント材のパターンが基板上に形成される。   In the imprint apparatus, first, an imprint material is applied to a shot area which is an imprint area on a substrate. Next, while aligning the pattern area of the mold and the shot area, the pattern area is brought into contact with (imprinted with) the imprint material, and the imprint material is filled into the pattern area. And the pattern of the said imprint material is formed on a board | substrate by irradiating an ultraviolet-ray and hardening the said imprint material, and then separating.

また、インプリント装置でナノメートルオーダーの微細パターン形成を量産工程へ適用するには、前記位置合せの精度の向上が求められており、そのためには、型のパターン領域と基板上のショット領域とのアライメントが重要である。   Further, in order to apply nanometer order fine pattern formation in an imprint apparatus to a mass production process, it is required to improve the alignment accuracy. For this purpose, a pattern region of a mold and a shot region on a substrate are required. The alignment is important.

また、インプリント装置では、型のパターン領域と基板上のショット領域とのアライメントに、ダイバイダイアライメント方式を用いることができる。この方式では、基板上のショット領域ごとに、型に設けられたアライメントマークおよび基板に設けられたアライメントマークを光学的に検出して、型のパターン領域と基板上のショット領域間の、位置ずれおよび形状差を補正する。   In the imprint apparatus, a die-by-die alignment method can be used for alignment between a pattern region of a mold and a shot region on a substrate. In this method, for each shot area on the substrate, the alignment mark provided on the mold and the alignment mark provided on the substrate are optically detected, and the positional deviation between the pattern area of the mold and the shot area on the substrate is detected. And correct the shape difference.

特許文献2には、型と基板との相対的な位置合せのためのマークを検出する位置検出装置等が記載されている。特許文献2において、位置検出装置は、照明光学系により光源からの光を導き、検出光学系により型側マークと、基板側マークとからの回折光により発生するモアレ縞を検出する。そして、モアレ縞を電気信号へ変換して出力し、出力結果をもとに、基板が配置される駆動機構を駆動し、型と基板とのアライメント制御を行う。このアライメント制御において高い応答性を実現すれば、前記位置合せにかかる時間を短縮することができる。また、位置合せ精度の向上の要求に伴い、より高い精度のアライメント制御が求められている。これらの観点から、アライメント制御はより高い応答性かつ高い精度であることが望まれている。   Patent Document 2 describes a position detection device that detects a mark for relative alignment between a mold and a substrate. In Patent Document 2, a position detection device guides light from a light source by an illumination optical system, and detects moire fringes generated by diffracted light from a mold side mark and a substrate side mark by a detection optical system. Then, the moire fringes are converted into an electrical signal and output, and based on the output result, the drive mechanism on which the substrate is arranged is driven to perform alignment control between the mold and the substrate. If high responsiveness is realized in this alignment control, the time required for the alignment can be shortened. In addition, with a demand for improvement in alignment accuracy, alignment control with higher accuracy is required. From these viewpoints, alignment control is desired to have higher responsiveness and higher accuracy.

特許第4185941号公報Japanese Patent No. 4185941 特開2013−30757号公報JP 2013-30757 A

従来のアライメント制御はウエハとモールドそれぞれに形成されたマークの計測結果からウエハとモールドの相対位置情報を得る。この相対位置情報とウエハとモールドの位置合せの目標値との偏差を演算し、第1補償器、及び第2補償器を介してウエハを搭載したウエハステージの制御を行う。ここで、第1補償器は、前記偏差の微分要素以外の要素、つまり前記偏差の比例要素と前記偏差の積分要素との一方または両方の要素によって入力信号(入力)を求める。また、第2補償器は前記相対位置情報の微分要素によって入力信号を求める。   Conventional alignment control obtains relative position information of a wafer and a mold from measurement results of marks formed on the wafer and the mold, respectively. A deviation between the relative position information and a target value for alignment of the wafer and the mold is calculated, and the wafer stage on which the wafer is mounted is controlled via the first compensator and the second compensator. Here, the first compensator obtains an input signal (input) by an element other than the differential element of the deviation, that is, one or both of the proportional element of the deviation and the integral element of the deviation. The second compensator obtains an input signal based on the differential element of the relative position information.

ここで、入力信号Inを求める式(1)は、比例ゲインをK、前記偏差の比例値から求める比例項をP、積分ゲインをK、前記偏差の積分値から求める積分項をI、微分ゲインをK、前記偏差の微分値から求める微分項をDとすると、
In=K×P+K×I+K×D・・・(1)
で表される。
Here, the equation (1) for obtaining the input signal In has a proportional gain K p , a proportional term obtained from the deviation proportional value P, an integral gain K i , an integral term obtained from the deviation integrated value I, When the differential gain is K d and the differential term obtained from the differential value of the deviation is D,
In = Kp * P + Ki * I + Kd * D (1)
It is represented by

前記偏差の比例要素とは、式(1)における比例ゲインKと比例項Pからなる項である。比例要素により前記偏差の大きさに比例した入力信号を求めることができるので、徐々に前記偏差を0に近づけていくことができる。また、前記偏差の積分要素とは、式(1)における積分ゲインKと積分項Iからなる項である。積分要素により前記偏差の累積値に応じた入力信号を求めることができるので、比例項だけでは制御できない残留した前記偏差を0に近づけていくことができる。また、前記偏差の微分要素とは、式(1)における微分ゲインKと微分項Dからなる項である。微分要素により単位時間における前記偏差の変化に応じて入力信号を調整できるので、外乱等により前記偏差が急激に変化した時に制御のむだ時間を短くすることができ、短時間で前記残差を0に近づけていくことができる。ここで、むだ時間とは、制御対象に入力信号を与えてから、入力信号に応じた出力信号が現れるまでに生じる時間のことである。 The proportional element of the deviation is a term composed of a proportional gain Kp and a proportional term P in Equation (1). Since the input signal proportional to the magnitude of the deviation can be obtained by the proportional element, the deviation can be gradually brought close to zero. Further, the integral element of the deviation is a term composed of the integral gain K i and the integral term I in the equation (1). Since an input signal corresponding to the accumulated value of the deviation can be obtained by the integral element, the remaining deviation that cannot be controlled only by the proportional term can be made closer to zero. The differential element of the deviation is a term composed of the differential gain Kd and the differential term D in the equation (1). Since the input signal can be adjusted according to the change of the deviation in unit time by the differential element, the control dead time can be shortened when the deviation changes suddenly due to disturbance or the like, and the residual can be reduced to 0 in a short time. You can get closer to. Here, the dead time is the time that elapses after the input signal is given to the controlled object until the output signal corresponding to the input signal appears.

しかし、アライメント制御の応答性及び精度は、計測部の処理時間及び取得するデータ量にそれぞれ依存する。アライメント制御の精度向上を目的として、計測部で取得するデータ量を増やすと、データ処理に必要な時間が増えアライメント制御の応答性が低下する。また、アライメント制御の応答性向上を目的として、計測部で取得するデータ量を減らしてデータ処理の時間を短縮すると、アライメント制御の精度が低下する。このため、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが困難になる。   However, the responsiveness and accuracy of alignment control depend on the processing time of the measurement unit and the amount of data to be acquired. If the amount of data acquired by the measuring unit is increased for the purpose of improving the accuracy of alignment control, the time required for data processing increases and the alignment control response decreases. Further, if the data processing time is reduced by reducing the amount of data acquired by the measurement unit for the purpose of improving the responsiveness of the alignment control, the accuracy of the alignment control is lowered. For this reason, it becomes difficult to achieve both the precision and responsiveness of alignment control.

そこで、本発明は、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが可能な、位置合せ装置、位置合せ方法、位置検出装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法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 apparatus, an alignment method, a position detection apparatus, a lithographic apparatus, and an article manufacturing method capable of achieving both alignment control accuracy and responsiveness.

上記課題を解決する本発明の一側面としての位置合せ装置は、物体の位置合せをする位置合せ装置であって、前記物体のマークの位置を検出する位置検出部と、前記物体を移動させる移動部と、制御部と、を有し、前記位置検出部は、前記マークからの光を受光して前記マークの位置を計測する第1計測部と第2計測部とを備え、前記第1計測部と前記第2計測部はそれぞれ、前記光を受光するための受光素子アレイと前記光を前記受光素子アレイに結像する光学系とを備え、前記位置検出部は、前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短いか、前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭いか、前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短く且つ前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭くなるように、構成してあり、前記制御部は、前記第1計測部により計測した前記マークの位置から前記物体の第1位置情報を取得し、前記第2計測部により計測した前記マークの位置から前記物体の第2位置情報を取得し、前記第1位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素以外の要素と前記第2位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素とを入力として用いて前記物体の位置合せをするように前記移動部を制御する。   An alignment apparatus according to one aspect of the present invention that solves the above-described problem is an alignment apparatus that aligns an object, a position detection unit that detects a position of a mark of the object, and a movement that moves the object A first measurement unit and a second measurement unit that receive light from the mark and measure the position of the mark, and the first measurement unit And the second measuring unit each include a light receiving element array for receiving the light and an optical system that forms an image of the light on the light receiving element array. The second measurement unit has a shorter measurement time, which is a time from when the light is received by the light receiving element array to when the light is converted into a signal, or the second measurement unit than the first measurement unit. The light is received by the light receiving element array and the light is received. The measurement range, which is a range to be converted into a signal, is narrow, or the time from when the second measurement unit receives the light by the light receiving element array to the time when the light is converted into a signal than the first measurement unit And the control unit is configured to narrow the measurement range, which is a range in which the light is received by the light receiving element array and converted into a signal. The first position information of the object is acquired from the position of the mark measured by the unit, the second position information of the object is acquired from the position of the mark measured by the second measurement unit, and the first position information and The object is aligned using the elements other than the differential element of deviation from the alignment target value and the differential element of deviation between the second position information and the alignment target value as inputs. Control the moving part.

本発明によれば、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが可能な、位置合せ装置、位置合せ方法、位置検出装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an alignment apparatus, an alignment method, a position detection apparatus, a lithographic apparatus, and an article manufacturing method capable of achieving both alignment control accuracy and responsiveness.

インプリント装置を示す図である。It is a figure which shows an imprint apparatus. アライメントスコープの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an alignment scope. 実施例1に係るアライメント制御におけるブロック図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram in the alignment control which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るアライメント制御におけるブロック図を示す図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating alignment control according to the second embodiment. アライメントスコープの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an alignment scope. モアレ縞の信号処理により求める第1積算量を示す図である。It is a figure which shows the 1st integration amount calculated | required by the signal processing of a moire fringe. モアレ縞の信号処理により求める第2積算量を示す図である。It is a figure which shows the 2nd integration amount calculated | required by the signal processing of a moire fringe. 物品の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of articles | goods.

以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、リソグラフィ装置としてインプリント装置を用いた例について説明する。各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, an example in which an imprint apparatus is used as a lithography apparatus will be described. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

インプリント装置について説明する。図1は、インプリント装置を示す図である。インプリント装置1は、ウエハ9上に供給されたインプリント材15をモールド7と接触させ、インプリント材15に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールド7の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。   The imprint apparatus will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an imprint apparatus. The imprint apparatus 1 brings the imprint material 15 supplied on the wafer 9 into contact with the mold 7 and applies energy for curing to the imprint material 15, whereby the cured product to which the uneven pattern of the mold 7 is transferred is transferred. An apparatus for forming a pattern.

ここで、インプリント材15には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が150nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光であってよい。   Here, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used for the imprint material 15. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like is used. The electromagnetic wave may be, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays, the wavelength of which is selected from a range of 150 nm to 1 mm.

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。   A curable composition is a composition which hardens | cures by irradiation of light or by heating. Among these, the photocurable composition cured by light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-polymerizable compound or a solvent as necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component.

インプリント材15は、スピンコーターやスリットコーターによりウエハ9上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となってウエハ9上に付与されてもよい。インプリント材15の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下である。   The imprint material 15 is applied in a film shape on the wafer 9 by a spin coater or a slit coater. Alternatively, it may be applied onto the wafer 9 in the form of droplets or an island or film formed by connecting a plurality of droplets by a liquid ejecting head. The viscosity of the imprint material 15 (viscosity at 25 ° C.) is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.

なお、インプリント装置1は光硬化法を採用したインプリント装置として説明するが、インプリント装置1は、熱など他のエネルギーでインプリント材15を硬化する方法を採用したインプリント装置でも良い。   Although the imprint apparatus 1 is described as an imprint apparatus that employs a photocuring method, the imprint apparatus 1 may be an imprint apparatus that employs a method of curing the imprint material 15 with other energy such as heat.

インプリント装置1は、光照射部2、モールド保持機構3、ステージ4、塗布部5、ウエハ加熱機構24、制御部6、及びアライメントスコープ22(位置検出部)等を備える。   The imprint apparatus 1 includes a light irradiation unit 2, a mold holding mechanism 3, a stage 4, a coating unit 5, a wafer heating mechanism 24, a control unit 6, and an alignment scope 22 (position detection unit).

光照射部2は、インプリント処理の際に、モールド7に対して光8を照射する。この光照射部2は、不図示であるが、光源と、この光源から照射された光8をインプリントに適切な光の状態(光の強度分布、照明領域など)に調整するための光学素子(レンズ、ミラー、遮光板など)と、光量制御手段とを含む。   The light irradiation unit 2 irradiates the mold 7 with light 8 during the imprint process. Although not shown, the light irradiation unit 2 is a light source and an optical element for adjusting the light 8 emitted from the light source to a light state suitable for imprinting (light intensity distribution, illumination region, etc.). (Lens, mirror, light shielding plate, etc.) and light quantity control means.

モールド7(第1物体)は、ウエハ9(第2物体)に対する面に3次元状に形成されたパターン部10を含む。パターン部10は、例えば、回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンである。また、モールド7の材質は、石英など光8を透過させることが可能な材料である。また、後述するモールド保持機構3内の開口領域12に、この開口領域12の一部とモールド7とで囲まれる空間13を密閉空間とする光透過部材14を設置し、圧力調整装置(不図示)により空間13内の圧力を制御する構成もあり得る。例えば、モールド7とウエハ9上のインプリント材15との押し付けに際し、前記圧力調整装置により空間13内の圧力をその外部よりも高く設定する。これにより、パターン部10は、ウエハ9に向かい凸形に撓み、インプリント材15に対してパターン部10の中心部から接触する。よって、パターン部10とインプリント材15との間に気体(空気)が閉じ込められるのを抑え、パターン部10の凹凸部にインプリント材15を隅々まで充填させることができる。   The mold 7 (first object) includes a pattern portion 10 formed in a three-dimensional shape on the surface with respect to the wafer 9 (second object). The pattern part 10 is, for example, a concavo-convex pattern to be transferred such as a circuit pattern. The material of the mold 7 is a material that can transmit light 8 such as quartz. Further, a light transmitting member 14 having a space 13 enclosed by a part of the opening region 12 and the mold 7 as a sealed space is installed in an opening region 12 in the mold holding mechanism 3 to be described later, and a pressure adjusting device (not shown). ) May be used to control the pressure in the space 13. For example, when the mold 7 and the imprint material 15 on the wafer 9 are pressed, the pressure in the space 13 is set higher than the outside by the pressure adjusting device. As a result, the pattern portion 10 bends in a convex shape toward the wafer 9 and comes into contact with the imprint material 15 from the center portion of the pattern portion 10. Therefore, it is possible to prevent the gas (air) from being confined between the pattern portion 10 and the imprint material 15 and fill the uneven portion of the pattern portion 10 with the imprint material 15 to every corner.

モールド保持機構3は、真空吸着力や静電力によりモールド7を引き付けて保持するモールドチャック16を有する。また、モールド保持機構3は、このモールドチャック16を保持し、モールドチャック16、及びモールドチャック16に保持されたモールド7を移動させるモールド駆動機構17を有する。モールドチャック16及びモールド駆動機構17は、光照射部2の光源から照射された光8がウエハ9に向けて照射されるように、中心部(内側)に開口領域12を有する。さらに、モールド保持機構3は、モールドチャック16におけるモールド7の保持側に、モールド7の側面から外力を与え変位させることによりパターン部10の形状を補正する倍率補正機構18を有する。この倍率補正機構18は、モールド7の形状を変形させることで、ウエハ9上に予め形成されている基板側パターンの形状に対してモールド7に形成されているパターン部10の形状を合わせることができる。モールド駆動機構17は、モールド7とウエハ9上のインプリント材15との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド7をZ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構17に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。   The mold holding mechanism 3 has a mold chuck 16 that attracts and holds the mold 7 by a vacuum suction force or an electrostatic force. The mold holding mechanism 3 includes a mold driving mechanism 17 that holds the mold chuck 16 and moves the mold chuck 16 and the mold 7 held by the mold chuck 16. The mold chuck 16 and the mold driving mechanism 17 have an opening region 12 at the center (inside) so that the light 8 emitted from the light source of the light irradiation unit 2 is irradiated toward the wafer 9. Further, the mold holding mechanism 3 has a magnification correction mechanism 18 that corrects the shape of the pattern portion 10 by applying an external force from the side surface of the mold 7 and displacing it on the mold chuck 16 holding side of the mold 7. The magnification correction mechanism 18 deforms the shape of the mold 7 to match the shape of the pattern portion 10 formed on the mold 7 with the shape of the substrate-side pattern previously formed on the wafer 9. it can. The mold driving mechanism 17 moves the mold 7 in the Z-axis direction so as to selectively press or separate the mold 7 and the imprint material 15 on the wafer 9. As an actuator that can be employed in the mold drive mechanism 17, for example, there is a linear motor or an air cylinder.

ウエハ9は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面にウエハ9とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。ウエハ9としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。   The wafer 9 is made of glass, ceramics, metal, semiconductor, resin, or the like, and a member made of a material different from that of the wafer 9 may be formed on the surface as necessary. Specifically, the wafer 9 is a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass, or the like.

ステージ4は、ウエハ9を保持し、モールド7とウエハ9上のインプリント材15との押し付けに際し、モールド7とウエハ9との位置合わせを実施する。ステージ4は、ウエハ9を、吸着力により保持するウエハチャック19と、このウエハチャック19を機械的手段により保持し、XY平面内で移動可能とするステージ駆動機構20(移動部)とを有する。また、ウエハチャック19は、ウエハ9の裏面を複数の領域で吸着保持可能とする複数の吸着部(不図示)を備える。前記複数の吸着部は、それぞれ別の圧力調整装置に接続されており、各吸着部にてそれぞれ独立して圧力値(吸着力)を変更可能とする。また、ウエハチャック19は、その表面上にモールド7をアライメントする際に利用する基準マーク21を有する。ステージ駆動機構20は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。ステージ駆動機構20は、X軸およびY軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。ステージ駆動機構20が駆動して、ウエハ9が移動することにより、モールド7とウエハ9との位置合わせを実施する。なお、モールド駆動機構17(移動部)がX軸およびY軸の各方向に対して駆動するように構成され、モールド駆動機構17が駆動して、モールド7が移動することにより、モールド7とウエハ9との位置合わせを実施しても良い。また、ステージ駆動機構20とモールド駆動機構17とが駆動して、ウエハ9とモールド7とが移動することにより、モールド7とウエハ9との位置合わせを実施しても良い。   The stage 4 holds the wafer 9 and performs alignment between the mold 7 and the wafer 9 when the mold 7 and the imprint material 15 on the wafer 9 are pressed. The stage 4 includes a wafer chuck 19 that holds the wafer 9 by an attractive force, and a stage drive mechanism 20 (moving unit) that holds the wafer chuck 19 by mechanical means and is movable in the XY plane. Further, the wafer chuck 19 includes a plurality of suction portions (not shown) that can hold the back surface of the wafer 9 by suction in a plurality of regions. The plurality of suction units are respectively connected to different pressure adjusting devices, and the pressure values (suction force) can be changed independently at each suction unit. The wafer chuck 19 has a reference mark 21 that is used when aligning the mold 7 on the surface thereof. The stage drive mechanism 20 can employ, for example, a linear motor as an actuator. The stage drive mechanism 20 may be composed of a plurality of drive systems such as a coarse motion drive system and a fine motion drive system in each direction of the X axis and the Y axis. The stage drive mechanism 20 is driven to move the wafer 9 so that the mold 7 and the wafer 9 are aligned. The mold driving mechanism 17 (moving unit) is configured to be driven in each of the X-axis and Y-axis directions, and the mold driving mechanism 17 is driven to move the mold 7 so that the mold 7 and the wafer are moved. Alignment with 9 may be performed. Further, the positioning of the mold 7 and the wafer 9 may be performed by driving the stage driving mechanism 20 and the mold driving mechanism 17 to move the wafer 9 and the mold 7.

塗布部5は、ウエハ9上にインプリント材15を塗布する。塗布部5の吐出ノズルから吐出されるインプリント材15の量も、ウエハ9上に形成されるインプリント材15の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。   The application unit 5 applies the imprint material 15 onto the wafer 9. The amount of the imprint material 15 discharged from the discharge nozzle of the application unit 5 is also appropriately determined depending on the desired thickness of the imprint material 15 formed on the wafer 9 and the density of the pattern to be formed.

ウエハ加熱機構24は、ステージ4上に載置されたウエハ9の形状、具体的には、ウエハ9上に存在するショット領域の形状を補正するために、ウエハ9を加熱する。ウエハ加熱機構24としては、例えば、図1に示すように、光照射部2と同様にモールド7を透過してウエハ9に向けて光を照射することでウエハ9を加熱する加熱用光源(不図示)を採用し得る。前記加熱用光源が照射する光は、赤外線など、ウエハ9に吸収され、光硬化性を有するインプリント材が感光(硬化)しない特定の波長帯域に波長が存在する光である。また、ウエハ加熱機構24は、前記加熱用光源から照射された光を加熱に適切な光の状態(光の強度分布、照明領域など)に調整するための複数の光学素子(レンズ、ミラー、遮光板など)と光量制御手段(不図示)とを含み得る。   The wafer heating mechanism 24 heats the wafer 9 in order to correct the shape of the wafer 9 placed on the stage 4, specifically, the shape of the shot area existing on the wafer 9. As the wafer heating mechanism 24, for example, as shown in FIG. (Shown) can be adopted. The light emitted from the heating light source is light having a wavelength in a specific wavelength band such as infrared rays that is absorbed by the wafer 9 and is not exposed (cured) by the photocurable imprint material. The wafer heating mechanism 24 also has a plurality of optical elements (lenses, mirrors, light shields) for adjusting the light emitted from the heating light source to a light state suitable for heating (light intensity distribution, illumination region, etc.). Plate and the like) and light amount control means (not shown).

制御部6は、インプリント装置1の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部6は、例えばコンピュータで構成され、インプリント装置1の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。また、制御部6は1台のコンピュータで構成されても良いし、複数のコンピュータで構成されても良い。   The control unit 6 can control operation and adjustment of each component of the imprint apparatus 1. The control unit 6 is configured by a computer, for example, is connected to each component of the imprint apparatus 1 via a line, and can control each component according to a program. Moreover, the control part 6 may be comprised with one computer, and may be comprised with several computer.

アライメントスコープ22は開口領域12内に配置され、ウエハ9に形成されたアライメントマーク(第2マーク)と、モールド7に形成されたアライメントマーク(第1マーク)とのX軸およびY軸の各方向への位置ずれを計測する。アライメントスコープ22は位置決め機構23(駆動部)に搭載され、位置決め機構23が駆動することによって、アライメントマークをアライメントスコープ22の計測範囲内に入れることができる。位置決め機構23のアクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。また、アライメント光源11から光をアライメントスコープ22に入射させ、アライメントスコープ22を介してアライメントマークを照明する。アライメントスコープ22は、アライメント光源11から入射された光を計測に適切な光の状態(光の強度分布、照明領域など)に調整するための光学素子(レンズ、ミラー、遮光板など)と光量及び波長制御手段とを含む光学系(不図示)を含み得る。   The alignment scope 22 is disposed in the opening region 12, and the X axis and Y axis directions of the alignment mark (second mark) formed on the wafer 9 and the alignment mark (first mark) formed on the mold 7. Measure the displacement to The alignment scope 22 is mounted on the positioning mechanism 23 (driving unit), and the alignment mark 23 can be driven to place the alignment mark within the measurement range of the alignment scope 22. As an actuator of the positioning mechanism 23, for example, a linear motor can be adopted. Further, light is incident on the alignment scope 22 from the alignment light source 11, and the alignment mark is illuminated through the alignment scope 22. The alignment scope 22 includes an optical element (lens, mirror, light-shielding plate, etc.) for adjusting the light incident from the alignment light source 11 to a light state suitable for measurement (light intensity distribution, illumination region, etc.), light quantity, And an optical system (not shown) including wavelength control means.

次に、実施例1に係るアライメント制御について図2〜図3を用いて説明する。まず、アライメントスコープ22aの構成について説明する。図2はアライメントスコープ22aの構成を示す図である。アライメントスコープ22aは、第1計測部227aと第2計測部227bを構成する。第1計測部227a及び第2計測部227bはそれぞれ、光を受光するための受光素子アレイと、光を受光素子アレイに結像するための光学系を有する。   Next, alignment control according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the alignment scope 22a will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the alignment scope 22a. The alignment scope 22a constitutes a first measurement unit 227a and a second measurement unit 227b. Each of the first measurement unit 227a and the second measurement unit 227b includes a light receiving element array for receiving light and an optical system for imaging light on the light receiving element array.

アライメント光源11から照射された光は、ファイバー221、照明部レンズ222を介して分離プリズム225に導光される。さらに前記光は、分離プリズム225内のミラー223で反射し、対物レンズ224を介して、モールド7に形成されたアライメントマークと、ウエハ9に形成されたアライメントマークとへ導光される。ウエハ9のアライメントマークと、モールド7のアライメントマークとからの光は、対物レンズ224を介して、第2分離プリズム225b(分離部)で分離される。そして、分離された光の一方は第1リレーレンズ226aを介し、他方は第2リレーレンズ226bを介して、それぞれ第1計測部227aと第2計測部227bの受光素子アレイによって前記光が受光され、アライメントマークの像が結像される。第1計測部227aと第2計測部227bのそれぞれの受光素子アレイは、前記マークからの光を光電変換によって電気信号へ変換する。そして、制御部6が光電変換された電気信号からモールド7とウエハ9の相対位置情報を取得する。   The light emitted from the alignment light source 11 is guided to the separation prism 225 via the fiber 221 and the illumination unit lens 222. Further, the light is reflected by the mirror 223 in the separation prism 225 and guided to the alignment mark formed on the mold 7 and the alignment mark formed on the wafer 9 via the objective lens 224. Light from the alignment mark on the wafer 9 and the alignment mark on the mold 7 is separated by the second separation prism 225 b (separation unit) via the objective lens 224. Then, one of the separated lights is received by the light receiving element arrays of the first measuring unit 227a and the second measuring unit 227b through the first relay lens 226a, and the other through the second relay lens 226b, respectively. An image of the alignment mark is formed. The respective light receiving element arrays of the first measurement unit 227a and the second measurement unit 227b convert light from the mark into an electrical signal by photoelectric conversion. And the control part 6 acquires the relative position information of the mold 7 and the wafer 9 from the electric signal photoelectrically converted.

また、実施例1では、第2計測部227bの計測時間を、第1計測部227aの計測時間よりも短くするために、第2計測部227bの受光素子アレイとして、第1計測部227aの受光素子アレイより高速な受光素子アレイを用いる。例えば、第1計測部227aの受光素子アレイにCCDやCMOSセンサを採用する場合、第2計測部227bの受光素子アレイには、APD(アバランシェフォトダイオード)を受光素子として採用し得る。一般に、APDは受光感度が高いため光を受光してから電気信号に変換するまでの時間が短く、CCDやCMOSセンサより高速に光を信号に変換することができる。ただし、APDのような受光素子を採用した場合、解像度を十分に高くすることができないことがある。よって、解像度を十分に高くすることができる受光素子アレイを用いた第1計測部227aと併用する。これにより、第1計測部227aにより計測精度を維持したままで、第2計測部227bにより計測時間を短くすることができる。ここで計測時間は、アライメントマークからの光が第1計測部227aまたは第2計測部227bの受光素子アレイで受光されてから、前記光が光電変換によって電気信号へ変換されるまでの時間とすることができる。また計測範囲は、アライメントマークからの光を第1計測部227aまたは第2計測部227bの受光素子アレイで受光して、前記光を光電変換によって電気信号に変換する範囲とすることができる。   Moreover, in Example 1, in order to make the measurement time of the 2nd measurement part 227b shorter than the measurement time of the 1st measurement part 227a, light reception of the 1st measurement part 227a is used as a light receiving element array of the 2nd measurement part 227b. A light receiving element array faster than the element array is used. For example, when a CCD or a CMOS sensor is employed for the light receiving element array of the first measuring unit 227a, an APD (avalanche photodiode) may be employed as the light receiving element for the light receiving element array of the second measuring unit 227b. In general, since APD has high light receiving sensitivity, the time from receiving light to converting it into an electric signal is short, and light can be converted into a signal faster than a CCD or CMOS sensor. However, when a light receiving element such as an APD is employed, the resolution may not be sufficiently high. Therefore, it is used together with the first measurement unit 227a using the light receiving element array capable of sufficiently increasing the resolution. Thereby, measurement time can be shortened by the 2nd measurement part 227b, with the measurement precision maintained by the 1st measurement part 227a. Here, the measurement time is a time from when the light from the alignment mark is received by the light receiving element array of the first measurement unit 227a or the second measurement unit 227b until the light is converted into an electric signal by photoelectric conversion. be able to. The measurement range may be a range in which light from the alignment mark is received by the light receiving element array of the first measurement unit 227a or the second measurement unit 227b and the light is converted into an electric signal by photoelectric conversion.

ここで、ウエハ9のアライメントマークとモールド7のアライメントマークは、格子パターンのマークを含み得る。格子パターンのマークは、モールド7とウエハ9とにそれぞれ配置されている。モールド7側のマークは計測方向に格子ピッチをもつ格子パターンを含み、ウエハ9側のマークは計測方向と計測方向に直交する方向(非計測方向)とにそれぞれ格子ピッチをもつチェッカーボード状の格子パターンを含む。モールド7側のマークとウエハ9側のマークとの計測方向の格子ピッチは互いに僅かに異なっている。このような格子ピッチが互いに異なる格子パターンを重ねると、2つの格子パターンからの回折光同士の干渉により、格子パターン間の格子ピッチの差を反映した周期を有する干渉縞(モアレ縞)が現れる。このとき、格子パターン相互の位置関係によってモアレ縞の位相が変化するので、モアレ縞の位相を観察することによりそれぞれのマーク間の相対位置を検出することができる。   Here, the alignment mark of the wafer 9 and the alignment mark of the mold 7 may include a lattice pattern mark. The marks of the lattice pattern are arranged on the mold 7 and the wafer 9, respectively. The mark on the mold 7 side includes a lattice pattern having a lattice pitch in the measurement direction, and the mark on the wafer 9 side is a checkerboard-like lattice having lattice pitches in the measurement direction and the direction orthogonal to the measurement direction (non-measurement direction). Includes patterns. The grating pitch in the measurement direction between the mark on the mold 7 side and the mark on the wafer 9 side is slightly different from each other. When such grating patterns having different grating pitches are overlapped, interference fringes (moire fringes) having a period reflecting the difference in the grating pitch between the grating patterns appear due to interference between the diffracted lights from the two grating patterns. At this time, since the phase of the moire fringe changes depending on the positional relationship between the lattice patterns, the relative position between the marks can be detected by observing the phase of the moire fringe.

または、ウエハ9のアライメントマークとモールド7のアライメントマークは、円形、十字、L字、棒、角型、ハの字、山型などその他の特定の形状のマークを含み得る。この場合、アライメントマークの中心などの特定の位置間の距離を観察することによりマーク間の相対位置を検出することもできる。   Alternatively, the alignment mark of the wafer 9 and the alignment mark of the mold 7 may include marks of other specific shapes such as a circle, a cross, an L shape, a bar, a square shape, a square shape, and a mountain shape. In this case, the relative position between marks can be detected by observing the distance between specific positions such as the center of the alignment mark.

前記アライメントマークの像を第1計測部227a及び第2計測部227bにて観察を行うために、第1計測部227a及び第2計測部227bは同一のアライメントスコープ22a内に設けられる。   In order to observe the image of the alignment mark by the first measurement unit 227a and the second measurement unit 227b, the first measurement unit 227a and the second measurement unit 227b are provided in the same alignment scope 22a.

図3は、実施例1に係るアライメント制御におけるブロック図を示す図である。第1計測部227aは計測範囲31で前記アライメントマークを計測し、モールド7とウエハ9の相対位置情報(第1相対位置情報)を検出する。前記相対位置情報を第1補償器に入力して、前記第1相対位置情報とウエハ9とモールド7の位置合せの目標値との偏差に基づいて入力信号を求める。ここで、第1補償器は、前記偏差の微分要素以外の要素、つまり前記偏差の比例要素と前記偏差の積分要素との一方または両方の要素によって入力信号(入力)を求める。第1計測部227aは、高い応答性が要求されない前記偏差の微分要素以外の要素による入力信号を求めるための計測を行う。また、第2計測部227bは計測範囲32で前記アライメントマークを計測し、モールド7とウエハ9の相対位置情報(第2相対位置情報)を取得する。前記相対位置情報を第2補償器に入力して、第2補償器は前記第2相対位置情報とウエハ9とモールド7の位置合せの目標値との偏差の微分要素によって入力信号を求める。このような入力信号を用いる制御は、相対位置と目標値との偏差をゼロにするようなフィードバック制御である。また、比例要素、積分要素及び微分要素を用いるPID制御だけでなく、比例要素及び微分要素を用いるPD制御などがある。   FIG. 3 is a block diagram of the alignment control according to the first embodiment. The first measurement unit 227a measures the alignment mark in the measurement range 31, and detects relative position information (first relative position information) between the mold 7 and the wafer 9. The relative position information is input to a first compensator, and an input signal is obtained based on a deviation between the first relative position information and a target value for alignment of the wafer 9 and the mold 7. Here, the first compensator obtains an input signal (input) by an element other than the differential element of the deviation, that is, one or both of the proportional element of the deviation and the integral element of the deviation. The 1st measurement part 227a performs the measurement for calculating | requiring the input signal by elements other than the differential element of the said deviation for which high responsiveness is not requested | required. The second measurement unit 227b measures the alignment mark in the measurement range 32, and acquires relative position information (second relative position information) between the mold 7 and the wafer 9. The relative position information is input to a second compensator, and the second compensator obtains an input signal by a differential element of a deviation between the second relative position information and a target value for alignment of the wafer 9 and the mold 7. Control using such an input signal is feedback control that makes the deviation between the relative position and the target value zero. In addition to PID control using proportional elements, integral elements, and differential elements, PD control using proportional elements and differential elements is also available.

第1計測部227aの計測範囲31と第2計測部227bの計測範囲32は同一であるが、第1計測部227aの受光素子アレイより第2計測部227bの受光素子アレイは高速な受光素子アレイを採用している。また、アライメント制御の制御周期は、第2計測部227bの計測から第2補償器が前記微分要素を求めるまでの時間に合わせて設定する。これにより、前記微分要素は、第2計測部227bの最新の計測結果から求める。一方、前記比例要素、前記積分要素は、第1計測部227aの最新の計測結果から求められない場合は、過去に計測した計測結果から求める。   The measurement range 31 of the first measurement unit 227a and the measurement range 32 of the second measurement unit 227b are the same, but the light receiving element array of the second measurement unit 227b is faster than the light receiving element array of the first measurement unit 227a. Is adopted. In addition, the control cycle of the alignment control is set according to the time from the measurement by the second measurement unit 227b until the second compensator obtains the differential element. Thereby, the differential element is obtained from the latest measurement result of the second measurement unit 227b. On the other hand, when the proportional element and the integral element cannot be obtained from the latest measurement result of the first measurement unit 227a, they are obtained from the measurement results measured in the past.

第2計測部227bによりモールド7とウエハ9の相対位置を短い間隔で検出することができるので、前記相対位置から求めた前記微分要素は短い間隔で値が更新される。例えば、前記相対位置が急激に変化した場合、前記微分要素は短い間隔でその値が大きく更新されるため、短い時間で入力信号に反映することで制御の応答性が向上する。一方、前記比例要素の値と前記積分要素の値を入力信号に反映して、前記偏差を0に近づけるように制御するまで一定の時間を要するため、短い時間で入力信号に反映しても制御の応答性の向上は少ない。したがって、第1計測部227aの受光素子アレイより第2計測部227bの受光素子アレイは高速な受光素子アレイを採用している。   Since the relative position between the mold 7 and the wafer 9 can be detected at a short interval by the second measuring unit 227b, the value of the differential element obtained from the relative position is updated at a short interval. For example, when the relative position changes abruptly, the value of the differential element is greatly updated at short intervals. Therefore, the response of control is improved by reflecting the value in the input signal in a short time. On the other hand, since it takes a certain time to reflect the value of the proportional element and the value of the integral element in the input signal and to control the deviation to be close to 0, the control is performed even if it is reflected in the input signal in a short time. There is little improvement in responsiveness. Therefore, the light receiving element array of the second measuring unit 227b employs a light receiving element array that is faster than the light receiving element array of the first measuring unit 227a.

前述の通り、第2計測部227bは、第1計測部227aより短い計測時間でモールド7とウエハ9の相対位置計測を行うことができる。そして、前記偏差の微分値から求める前記微分要素を算出し、前記微分要素をステージ4のアライメント制御の入力信号に反映する。これにより、制御対象であるモールド7とウエハ9との相対位置の急激に変化した場合であっても、むだ時間を短くすることができ、短時間でモールド7とウエハ9間のアライメント制御をすることが可能になる。   As described above, the second measurement unit 227b can measure the relative position between the mold 7 and the wafer 9 in a shorter measurement time than the first measurement unit 227a. Then, the differential element obtained from the differential value of the deviation is calculated, and the differential element is reflected in the input signal of the alignment control of the stage 4. Thereby, even when the relative position between the mold 7 and the wafer 9 to be controlled changes suddenly, the dead time can be shortened, and the alignment control between the mold 7 and the wafer 9 is performed in a short time. It becomes possible.

なお、本実施例では、モールド7とウエハ9との相対位置を位置合せする実施形態について説明したが、アライメントマークが形成された、モールド7、ウエハ9、またはその他の物体位置合せする(位置決めする)形態にも適用可能である。例えば、ウエハ9(物体)に形成されたアライメントマークを計測してウエハ9の現在位置を求め、ウエハ9の位置を目標の位置に合わせるようにウエハ9を位置合せするといった実施形態にも適用可能である。   In the present embodiment, the embodiment in which the relative position between the mold 7 and the wafer 9 is aligned has been described. However, the alignment of the mold 7, the wafer 9, or other object on which the alignment mark is formed is aligned (positioned). ) Applicable to form. For example, the present invention can be applied to an embodiment in which the alignment mark formed on the wafer 9 (object) is measured to obtain the current position of the wafer 9, and the wafer 9 is aligned so that the position of the wafer 9 matches the target position. It is.

したがって、前記偏差の微分要素を短時間で入力信号Inに反映することにより、アライメント制御の応答性が向上する。   Therefore, the responsiveness of the alignment control is improved by reflecting the differential element of the deviation in the input signal In in a short time.

以上より、実施例1に係るインプリント装置により、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが可能となる。   As described above, the imprint apparatus according to the first embodiment can achieve both the accuracy of alignment control and the responsiveness.

実施例2に係るインプリント装置について説明する。なお、実施例2におけるアライメントスコープは、図2のアライメントスコープ22aと同一である。また、図4のアライメント制御におけるブロック図は、図3と同一の構成要素については同一の符号を付して、説明は省略する。実施例2では、アライメントスコープ22aにおいて、第2計測部227bの計測範囲42を、前記アライメントマークの像を計測可能な範囲で、第1計測部227aの計測範囲41よりも狭くする。例えば、受光素子をライン上に並べたラインセンサを採用し得る。ラインセンサを採用した場合、計測範囲を狭くし少ない受光素子アレイで光を受光するため、高速に光を信号に変換することができる。ラインセンサの受光素子として、例えば、CCD、CMOS等の受光素子を採用し得るが、更なる高速化のために実施例1に記載のAPDの受光素子を採用することが望ましい。また、ラインセンサではなくエリアセンサを採用して、第2分離プリズム225bから第2計測部227bまでの光路上に絞り(不図示)を配置して受光素子アレイで受光する範囲を狭くしても良い。また、受光素子アレイで受光した光を信号に変換する範囲を狭くしても良い。ただし、第2計測部227bの計測範囲42を狭くした場合、解像度を十分に高くすることができないことがある。よって、解像度を十分に高くすることができる受光素子アレイを用いた第1計測部227aと併用する。これにより、第1計測部227aにより計測精度を維持したままで、第2計測部227bにより計測時間が短くすることができる。   An imprint apparatus according to the second embodiment will be described. The alignment scope in the second embodiment is the same as the alignment scope 22a in FIG. In the block diagram of the alignment control in FIG. 4, the same components as those in FIG. In the second embodiment, in the alignment scope 22a, the measurement range 42 of the second measurement unit 227b is narrower than the measurement range 41 of the first measurement unit 227a within a range in which the image of the alignment mark can be measured. For example, a line sensor in which light receiving elements are arranged on a line can be employed. When a line sensor is employed, light is received by a light receiving element array with a narrow measurement range, so that light can be converted into a signal at high speed. As the light receiving element of the line sensor, for example, a light receiving element such as a CCD or a CMOS can be adopted, but it is desirable to adopt the APD light receiving element described in the first embodiment for further speeding up. Further, by adopting an area sensor instead of a line sensor, a diaphragm (not shown) may be arranged on the optical path from the second separation prism 225b to the second measurement unit 227b to narrow the light receiving element array. good. Further, the range in which the light received by the light receiving element array is converted into a signal may be narrowed. However, when the measurement range 42 of the second measurement unit 227b is narrowed, the resolution may not be sufficiently increased. Therefore, it is used together with the first measurement unit 227a using the light receiving element array capable of sufficiently increasing the resolution. Thereby, measurement time can be shortened by the 2nd measurement part 227b, with the measurement precision maintained with the 1st measurement part 227a.

よって、計測精度を維持したまま、高い応答性のアライメント制御が可能となる。そして、前記相対位置情報とウエハ9とモールド7の位置合せの目標値との偏差を微分することにより微分要素を算出し、その微分要素をステージ4のアライメント制御の入力信号に反映する。これにより、むだ時間が少なく短い制御周期でモールド7とウエハ9間のアライメント制御をすることができる。よって、計測精度を維持したまま、第2計測部227bでのデータ処理の時間を短縮することができる。   Therefore, highly responsive alignment control is possible while maintaining measurement accuracy. Then, a differential element is calculated by differentiating the deviation between the relative position information and the target value for alignment of the wafer 9 and the mold 7, and the differential element is reflected in the input signal for the alignment control of the stage 4. Thereby, alignment control between the mold 7 and the wafer 9 can be performed with a short control time with a short dead time. Therefore, it is possible to shorten the data processing time in the second measurement unit 227b while maintaining the measurement accuracy.

図4は、実施例2に係るアライメント制御におけるブロック図を示す図である。第1計測部227aの計測範囲41は、前記アライメントマークの全体を含む範囲に設定され、第1計測部227aは前記アライメントマークの像の全体を計測する。また、第2計測部227bの計測範囲42は、前記アライメントマークの像を計測することが可能な範囲で、前記アライメントマークの一部に限定して設定され、第2計測部227bは前記アライメントマークの像を計測する。なお、第2計測部227bの計測範囲42を限定した場合、前記アライメントマークの像が第2計測部227bの計測範囲42から外れてしまう可能性がある。この場合、第1計測部227aの計測結果に基づき、第2計測部227bの計測範囲42内に前記アライメントマークの像が結像されるように位置決め機構23を駆動する。これにより、第2計測部227bの計測範囲42内に前記アライメントマークの像が結像される。   FIG. 4 is a block diagram illustrating the alignment control according to the second embodiment. The measurement range 41 of the first measurement unit 227a is set to a range including the entire alignment mark, and the first measurement unit 227a measures the entire image of the alignment mark. In addition, the measurement range 42 of the second measurement unit 227b is set within a range in which the image of the alignment mark can be measured, and is limited to a part of the alignment mark, and the second measurement unit 227b Measure the image. When the measurement range 42 of the second measurement unit 227b is limited, there is a possibility that the image of the alignment mark is out of the measurement range 42 of the second measurement unit 227b. In this case, based on the measurement result of the first measurement unit 227a, the positioning mechanism 23 is driven so that the image of the alignment mark is formed in the measurement range 42 of the second measurement unit 227b. As a result, an image of the alignment mark is formed in the measurement range 42 of the second measurement unit 227b.

以上より、実施例2に係るインプリント装置により、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが可能となる。   As described above, the imprint apparatus according to the second embodiment can achieve both alignment control accuracy and responsiveness.

実施例3に係るインプリント装置について説明する。なお、実施例3におけるアライメント制御におけるブロック図は、図3または図4と同一である。まず、アライメントスコープ22bの構成について説明する。図5は、アライメントスコープ22bの構成を示す図である。図2と同一の構成要素については同一の符号を付して、説明は省略する。アライメントスコープ22aとの違いは、リレーレンズ226bと第2計測部227bとの間に光を切り替える空間光変調器29(空間光変調部)、第1エレクタレンズ228a、第2エレクタレンズ228bを構成している点である。また、空間光変調器29を制御するコントローラ30も構成している。空間光変調器29は、ピクセルに対応した複数の光変調素子を有し、前記光変調素子ごとに光の投射のON/OFFを切替えることができる。例えば、空間光変調器29として、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)や液晶素子アレイが採用され得る。   An imprint apparatus according to Embodiment 3 will be described. In addition, the block diagram in the alignment control in Example 3 is the same as FIG. 3 or FIG. First, the configuration of the alignment scope 22b will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the alignment scope 22b. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The difference from the alignment scope 22a is that a spatial light modulator 29 (spatial light modulation unit) that switches light between the relay lens 226b and the second measurement unit 227b, a first erector lens 228a, and a second erector lens 228b are configured. It is a point. A controller 30 that controls the spatial light modulator 29 is also configured. The spatial light modulator 29 has a plurality of light modulation elements corresponding to the pixels, and can switch ON / OFF of light projection for each light modulation element. For example, a DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal element array can be adopted as the spatial light modulator 29.

次に、空間光変調器29を用いた場合のモアレ縞の信号処理を図6及び図7を用いて説明する。図6は、モアレ縞の信号処理により求める第1積算量を示す図である。ウエハ9のアライメントマークと、モールド7のアライメントマークとからの光を空間光変調器29の前記光変調素子まで導光する。そして、空間光変調器29の全ピクセルをON状態にした場合、第2計測部227bに結像された前記モアレ縞の像を元に、計測方向に信号強度を抽出すると、モアレ信号61がサイン波として得られる。なお、横軸はピクセル、縦軸は信号強度である。次に、空間光変調器29に対し切替信号62を入力し、第2計測部227bに結像する前記モアレ縞の範囲をピクセル毎に指定する。例えば、切替信号62のONとOFFの幅は、モアレ信号61の半周期の幅とし得る。これにより、空間光変調器29の光変調素子においてONのピクセルのみ第2計測部227bに結像されることになり、結像信号63として得られる。結像信号63を積分することにより第1積算量Dが得られる。 Next, moire fringe signal processing when the spatial light modulator 29 is used will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating a first integrated amount obtained by signal processing of moire fringes. Light from the alignment mark on the wafer 9 and the alignment mark on the mold 7 is guided to the light modulation element of the spatial light modulator 29. When all the pixels of the spatial light modulator 29 are turned on, when the signal intensity is extracted in the measurement direction based on the moire fringe image formed on the second measurement unit 227b, the moire signal 61 is a sign. Obtained as a wave. The horizontal axis represents pixels, and the vertical axis represents signal intensity. Next, the switching signal 62 is input to the spatial light modulator 29, and the range of the moire fringe imaged on the second measuring unit 227b is designated for each pixel. For example, the ON / OFF width of the switching signal 62 can be the width of the half cycle of the moire signal 61. As a result, only the ON pixel in the light modulation element of the spatial light modulator 29 is imaged on the second measurement unit 227 b, and is obtained as the imaging signal 63. The first integrated amount D 1 is obtained by integrating the imaging signal 63.

図7は、モアレ縞の信号処理により求める第2積算量を示す図である。空間光変調器29に対し切替信号62とは逆相の切替信号72を入力し、第2計測部227bに結像する前記モアレ縞の範囲を切替える。これにより、空間光変調器29の光変調素子においてONのピクセルのみ第2計測部227bに結像されることになり、結像信号73として得られる。得られた結像信号73を積分することにより光の第2積算量Dが得られる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a second integrated amount obtained by signal processing of moire fringes. A switching signal 72 having a phase opposite to that of the switching signal 62 is input to the spatial light modulator 29 to switch the range of the moire fringes that are imaged on the second measuring unit 227b. As a result, only pixels that are ON in the light modulation element of the spatial light modulator 29 are imaged on the second measurement unit 227 b, and an image formation signal 73 is obtained. Second cumulative amount D 2 of light is obtained by integrating the imaging signal 73 obtained.

次に、取得した第1積算量Dと第2積算量Dとの比を算出することでモアレ信号61の位相情報が算出可能になる。つまり、モアレ信号61の位相情報はモールド7とウエハ9の相対位置関係により変化するので、モールド7とウエハ9の相対位置情報が算出することができる。 Next, the phase information of the moire signal 61 is enabled calculated by calculating the ratio of the first integrated quantity D 1 with the acquired second integrated amount D 2. That is, since the phase information of the moire signal 61 changes depending on the relative positional relationship between the mold 7 and the wafer 9, the relative position information between the mold 7 and the wafer 9 can be calculated.

また、第2計測部227bの受光素子を、モアレ信号61の半周期毎に1個の割合で配置すれば良く、少ない数の受光素子によってモールド7とウエハ9の相対位置計測を行うことができる。また、受光素子の受光面積を大きくして、高感度にすることができる。よって、第2計測部227bは、短い計測時間でモールド7とウエハ9との相対位置を計測することが可能となる。   In addition, the light receiving elements of the second measuring unit 227b may be arranged at a ratio of one for each half cycle of the moire signal 61, and the relative position between the mold 7 and the wafer 9 can be measured with a small number of light receiving elements. . In addition, the light receiving area of the light receiving element can be increased to achieve high sensitivity. Therefore, the second measurement unit 227b can measure the relative position between the mold 7 and the wafer 9 in a short measurement time.

例えば、アライメントスコープ22bを実施例2に係るインプリント装置に適用した場合を考える。第1計測部227aの計測範囲を計測範囲41とし、受光素子としてCCDを採用する。また、第2計測部227bの計測範囲を計測範囲42とし、受光素子としてAPDを採用する。この場合、第1計測部227aの計測時間は、第2計測部227bの計測時間の約28.6倍となる。よって、従来のアライメント制御の制御周期が350Hzだとすると、アライメントスコープ22bを実施例2に係るインプリント装置に適用するとアライメント制御の制御周期を約10KHzに向上することができ、アライメント制御の応答性が向上する。   For example, consider a case where the alignment scope 22b is applied to the imprint apparatus according to the second embodiment. The measurement range of the first measurement unit 227a is a measurement range 41, and a CCD is employed as the light receiving element. Further, the measurement range of the second measurement unit 227b is set as the measurement range 42, and APD is adopted as the light receiving element. In this case, the measurement time of the first measurement unit 227a is approximately 28.6 times the measurement time of the second measurement unit 227b. Therefore, assuming that the control cycle of the conventional alignment control is 350 Hz, when the alignment scope 22b is applied to the imprint apparatus according to the second embodiment, the alignment control control cycle can be improved to about 10 KHz, and the alignment control response is improved. To do.

以上より、実施例3に係るインプリント装置により、アライメント制御の精度と応答性とを両立させることが可能となる。   As described above, the imprint apparatus according to the third embodiment can achieve both the accuracy of alignment control and the responsiveness.

(物品の製造方法)
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
(Product manufacturing method)
The pattern of the cured product formed using the imprint apparatus is used permanently on at least a part of various articles or temporarily used when manufacturing various articles. The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, or a mold. Examples of the electric circuit elements include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include an imprint mold.

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

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図8(a)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3zを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材3zが基板上に付与された様子を示している。   Next, a specific method for manufacturing an article will be described. As shown in FIG. 8A, a substrate 1z such as a silicon wafer on which a workpiece 2z such as an insulator is formed is prepared. Subsequently, the substrate 1z is formed on the surface of the workpiece 2z by an inkjet method or the like. A printing material 3z is applied. Here, a state is shown in which the imprint material 3z in the form of a plurality of droplets is applied on the substrate.

図8(b)に示すように、インプリント用の型4zを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材3zに向け、対向させる。図8(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1と型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型4zと被加工材2zとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型4zを透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。   As shown in FIG. 8B, the imprint mold 4z is opposed to the imprint material 3z on the substrate with the side having the concave / convex pattern formed thereon. As shown in FIG. 8C, the substrate 1 provided with the imprint material 3z is brought into contact with the mold 4z, and pressure is applied. The imprint material 3z is filled in a gap between the mold 4z and the workpiece 2z. In this state, when light is irradiated as energy for curing through the mold 4z, the imprint material 3z is cured.

図8(d)に示すように、インプリント材3zを硬化させた後、型4zと基板1zを引き離すと、基板1z上にインプリント材3zの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。   As shown in FIG. 8D, when the imprint material 3z is cured and then the mold 4z and the substrate 1z are separated, a pattern of a cured product of the imprint material 3z is formed on the substrate 1z. This cured product pattern has a shape in which the concave portion of the mold corresponds to the convex portion of the cured product, and the concave portion of the mold corresponds to the convex portion of the cured product, that is, the concave / convex pattern of the die 4z is transferred to the imprint material 3z. It will be done.

図8(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材2zの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝5zとなる。図8(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材2zの表面に溝5zが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。   As shown in FIG. 8 (e), when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the workpiece 2z where there is no cured product or remains thin is removed, and the grooves 5z and Become. As shown in FIG. 8 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article in which the groove 5z is formed on the surface of the workpiece 2z can be obtained. Although the cured product pattern is removed here, it may be used as, for example, a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, a constituent member of an article without being removed after processing.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、リソグラフィ装置は、基板の上のインプリント材を型により成形(成型)して、基板にパターン形成を行うインプリント装置に限定されるものではない。リソグラフィ装置は、基板を露光することでパターン形成を行う露光装置であっても良い。また、リソグラフィ装置は、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線(電子線やイオンビームなど)で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置などの装置であっても良い。また、実施例1、実施例2、実施例3は、単独で実施するだけでなく、実施例1、実施例2、実施例3の組合せで実施することができる。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, the lithographic apparatus is not limited to an imprint apparatus that forms (forms) an imprint material on a substrate with a mold and forms a pattern on the substrate. The lithography apparatus may be an exposure apparatus that forms a pattern by exposing a substrate. Further, the lithography apparatus may be an apparatus such as a drawing apparatus that performs drawing on a substrate with a charged particle beam (such as an electron beam or an ion beam) via a charged particle optical system and forms a pattern on the substrate. Moreover, Example 1, Example 2, and Example 3 can be implemented not only independently, but also in combination of Example 1, Example 2, and Example 3.

Claims (17)

物体の位置合せをする位置合せ装置であって、
前記物体のマークの位置を検出する位置検出部と、
前記物体を移動させる移動部と、
制御部と、を有し、
前記位置検出部は、前記マークからの光を受光して前記マークの位置を計測する第1計測部と第2計測部とを備え、
前記第1計測部と前記第2計測部はそれぞれ、前記光を受光するための受光素子アレイと前記光を前記受光素子アレイに結像する光学系とを備え、
前記位置検出部は、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短く且つ前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭くなるように、構成してあり、
前記制御部は、前記第1計測部により計測した前記マークの位置から前記物体の第1位置情報を取得し、前記第2計測部により計測した前記マークの位置から前記物体の第2位置情報を取得し、前記第1位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素以外の要素と前記第2位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素とを入力として用いて前記物体の位置合せをするように前記移動部を制御する
ことを特徴とする位置合せ装置。
An alignment device for aligning an object,
A position detector for detecting the position of the mark of the object;
A moving unit for moving the object;
A control unit,
The position detection unit includes a first measurement unit and a second measurement unit that receive light from the mark and measure the position of the mark,
Each of the first measurement unit and the second measurement unit includes a light receiving element array for receiving the light and an optical system for imaging the light on the light receiving element array.
The position detector is
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array until the light is converted into a signal,
The second measurement unit has a narrower measurement range than the first measurement unit, in which the light is received by the light receiving element array and the light is converted into a signal.
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array until the light is converted into a signal, and the light is received by the light receiving element The measurement range, which is a range in which the light is received by the array and converted into a signal, is configured to be narrow,
The control unit acquires first position information of the object from the position of the mark measured by the first measurement unit, and obtains second position information of the object from the position of the mark measured by the second measurement unit. Using the elements other than the differential element of the deviation between the first position information and the target value for alignment and the differential element of the deviation between the second position information and the target value for alignment as inputs. An alignment apparatus that controls the moving unit to align an object.
前記第1位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素以外の要素は、比例要素と、積分要素の一方又は両方を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の位置合せ装置。
2. The alignment apparatus according to claim 1, wherein an element other than a differential element of a deviation between the first position information and the alignment target value includes one or both of a proportional element and an integral element. .
前記位置検出部は、光を分離する分離部を有し、
前記分離部で前記マークからの光を複数の光に分離し、前記第1計測部が前記複数の光のひとつを計測し、前記第2計測部が前記複数の光の他のひとつを計測する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の位置合せ装置。
The position detection unit has a separation unit for separating light,
The separation unit separates light from the mark into a plurality of lights, the first measurement unit measures one of the plurality of lights, and the second measurement unit measures another one of the plurality of lights. The alignment apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
前記位置検出部を搭載して駆動する駆動部を有し、
前記駆動部が、前記第1計測部の計測結果に基づき、前記第2計測部の計測範囲が前記マークを計測できる範囲になるように前記位置検出部を駆動する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の位置合せ装置。
Having a drive unit mounted and driven by the position detection unit;
The drive unit drives the position detection unit based on a measurement result of the first measurement unit so that a measurement range of the second measurement unit is within a range in which the mark can be measured. The alignment apparatus according to any one of claims 3 to 3.
第1物体と第2物体の位置合せをする位置合せ装置であって、
前記第1物体の第1マークと前記第2物体の第2マークとのマーク間の相対位置を検出する位置検出部と、
前記第1物体又は前記第2物体を移動させる移動部と、
制御部と、を有し、
前記位置検出部は、前記第1マークと前記第2マークからの光を受光して前記第1マークの位置と前記第2マークの位置とを計測する第1計測部と第2計測部とを備え、
前記第1計測部と前記第2計測部はそれぞれ、前記光を受光するための受光素子アレイと前記光を前記受光素子アレイに結像する光学系とを備え、
前記位置検出部は、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短く且つ前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭くなるように、構成してあり、
前記制御部は、前記第1計測部により計測した前記マーク間の相対位置から前記第1物体と前記第2物体の第1相対位置情報を取得し、前記第2計測部により計測した前記マーク間の相対位置から前記第1物体と前記第2物体の第2相対位置情報を取得し、前記第1相対位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素以外の要素と、前記第2相対位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素とを入力として用いて前記移動部を制御する
ことを特徴とする位置合せ装置。
An alignment device for aligning a first object and a second object,
A position detection unit for detecting a relative position between the first mark of the first object and the second mark of the second object;
A moving unit for moving the first object or the second object;
A control unit,
The position detection unit includes a first measurement unit and a second measurement unit that receive light from the first mark and the second mark and measure the position of the first mark and the position of the second mark. Prepared,
Each of the first measurement unit and the second measurement unit includes a light receiving element array for receiving the light and an optical system for imaging the light on the light receiving element array.
The position detector is
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array until the light is converted into a signal,
The second measurement unit has a narrower measurement range than the first measurement unit, in which the light is received by the light receiving element array and the light is converted into a signal.
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array until the light is converted into a signal, and the light is received by the light receiving element The measurement range, which is a range in which the light is received by the array and converted into a signal, is configured to be narrow,
The control unit obtains first relative position information of the first object and the second object from a relative position between the marks measured by the first measurement unit, and between the marks measured by the second measurement unit. Second relative position information of the first object and the second object is obtained from the relative position of the first object, elements other than the differential element of the deviation between the first relative position information and the target value of the alignment, and the second An alignment apparatus that controls the moving unit by using relative position information and a differential element of deviation between the alignment target values as inputs.
前記第1相対位置情報と前記位置合せの目標値との偏差の微分要素以外の要素は、比例要素と、積分要素の一方又は両方を有する
ことを特徴とする、請求項5に記載の位置合せ装置。
6. The alignment according to claim 5, wherein the elements other than the differential element of the deviation between the first relative position information and the alignment target value include one or both of a proportional element and an integral element. apparatus.
前記位置検出部は、光を分離する分離部を有し、
前記分離部で前記第1マークと前記第2マークとからの光を複数の光に分離し、前記第1計測部が前記複数の光のひとつを計測し、前記第2計測部が前記複数の光の他のひとつを計測する
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の位置合せ装置。
The position detection unit has a separation unit for separating light,
The separation unit separates light from the first mark and the second mark into a plurality of lights, the first measurement unit measures one of the plurality of lights, and the second measurement unit includes the plurality of lights. The alignment apparatus according to claim 5, wherein the other one of the lights is measured.
前記位置検出部を搭載して駆動する駆動部を有し、
前記駆動部が、前記第1計測部の計測結果に基づき、前記第2計測部の計測範囲が前記第1マークと前記第2マークとを計測できる範囲になるように前記位置検出部を駆動する
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の位置合せ装置。
Having a drive unit mounted and driven by the position detection unit;
The drive unit drives the position detection unit based on the measurement result of the first measurement unit so that the measurement range of the second measurement unit is within a range in which the first mark and the second mark can be measured. The alignment apparatus according to any one of claims 5 to 7, characterized in that:
前記第1マークと前記第2マークとは、モアレ縞を生じさせる格子パターンのマークであることを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の位置合せ装置。   The alignment apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the first mark and the second mark are marks having a lattice pattern that generates moire fringes. 前記位置検出部は、前記第1マークと前記第2マークとからの光を変調する空間光変調部を有し、
前記第2計測部が前記空間光変調部により変調した光を計測して、前記光を変換した信号を積分して得られた値から前記第1マークと前記第2マークとの相対位置を検出する
ことを特徴とする請求項9に記載の位置合せ装置。
The position detection unit includes a spatial light modulation unit that modulates light from the first mark and the second mark,
The second measurement unit measures the light modulated by the spatial light modulation unit, and detects the relative position between the first mark and the second mark from a value obtained by integrating the signal obtained by converting the light. The alignment apparatus according to claim 9, wherein:
前記第2計測部の受光素子アレイは、前記第1マークと前記第2マークとからの光を変換した信号の半周期毎に受光素子を有することを特徴とする請求項10に記載の位置合せ装置。   11. The alignment according to claim 10, wherein the light receiving element array of the second measurement unit includes a light receiving element for each half cycle of a signal obtained by converting light from the first mark and the second mark. apparatus. 前記第2計測部の受光素子アレイは、受光素子としてアバランシェフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の位置合せ装置。   The alignment apparatus according to claim 1, wherein the light receiving element array of the second measurement unit includes an avalanche photodiode as a light receiving element. 前記第2計測部の受光素子アレイは、受光素子をライン上に並べたラインセンサを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の位置合せ装置。   The alignment apparatus according to claim 1, wherein the light receiving element array of the second measurement unit includes a line sensor in which the light receiving elements are arranged on a line. 前記移動部を制御するための制御周期は、前記第2計測部の受光素子アレイが前記光を受光してから前記制御部が前記微分要素を求めるまでの時間とすることを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の位置合せ装置。   The control period for controlling the moving unit is a time from when the light receiving element array of the second measuring unit receives the light until the control unit obtains the differential element. The alignment apparatus according to any one of claims 1 to 13. 物体のマークの位置を検出する位置検出装置であって、
前記マークからの光を計測する第1計測部と第2計測部と、
前記光を分離する分離部と、
前記光を変調する空間光変調部と、を有し、
前記第1計測部と前記第2計測部はそれぞれ、前記光を受光するための受光素子アレイと前記光を前記受光素子アレイに結像する光学系とを備え、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭いか、
前記第1計測部より前記第2計測部の方が、前記光を前記受光素子アレイで受光してから前記光を信号に変換するまでの時間である計測時間が短く且つ前記光を前記受光素子アレイで受光して前記光を信号に変換する範囲である計測範囲が狭くなるように、構成してあり、
前記分離部で前記光を複数の光に分離し、前記第1計測部が前記複数の光のひとつを計測し、前記第2計測部が前記複数の光の他のひとつを計測し、
前記マークは、モアレ縞を生じさせる格子パターンのマークであって、
前記第2計測部は、前記光を変換した信号の半周期毎に受光素子を有し、前記空間光変調部により変調した光を計測して、前記光を変換した信号を積分して得られた値から前記マークの位置を検出する
ことを特徴とする位置検出装置。
A position detection device for detecting the position of an object mark,
A first measurement unit and a second measurement unit for measuring light from the mark;
A separation unit for separating the light;
A spatial light modulator that modulates the light,
Each of the first measurement unit and the second measurement unit includes a light receiving element array for receiving the light and an optical system for imaging the light on the light receiving element array.
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array to when the light is converted into a signal,
The second measurement unit has a narrower measurement range than the first measurement unit, in which the light is received by the light receiving element array and the light is converted into a signal.
The second measurement unit is shorter than the first measurement unit in the measurement time, which is the time from when the light is received by the light receiving element array until the light is converted into a signal, and the light is received by the light receiving element The measurement range, which is a range in which the light is received by the array and converted into a signal, is configured to be narrow,
The light is separated into a plurality of lights by the separation unit, the first measurement unit measures one of the plurality of lights, the second measurement unit measures the other one of the plurality of lights,
The mark is a mark of a lattice pattern that causes moire fringes,
The second measurement unit has a light receiving element for each half cycle of the signal obtained by converting the light, is obtained by measuring the light modulated by the spatial light modulation unit, and integrating the signal obtained by converting the light. A position detecting device for detecting the position of the mark from the obtained value.
基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の位置合せ装置を有する
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate,
A lithographic apparatus, comprising the alignment apparatus according to claim 1.
請求項16に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
Forming a pattern on a substrate using the lithographic apparatus according to claim 16;
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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