JP2018206974A - Imprint device and article manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus and an article manufacturing method.
インプリント技術では、まず、基板（例えば、ウエハ）の上にインプリント材を供給（塗布）する。次いで、基板上のインプリント材と、微細なパターン（凹凸構造）が形成されたモールドとを接触させる。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態で、例えば、紫外線などの光をインプリント材に照射することでインプリント材を硬化させる。次に、基板上の硬化したインプリント材からモールドを引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンを形成する。 In the imprint technique, first, an imprint material is supplied (applied) onto a substrate (for example, a wafer). Next, the imprint material on the substrate is brought into contact with a mold on which a fine pattern (uneven structure) is formed. Then, in a state where the imprint material and the mold are in contact, for example, the imprint material is cured by irradiating the imprint material with light such as ultraviolet rays. Next, a pattern of the imprint material is formed on the substrate by pulling the mold away from the cured imprint material on the substrate.
このようなインプリント技術では、基板上のインプリント材とモールドとを接触させた後に、モールドと基板とのアライメントを行う。かかるアライメントには、アライメントスコープとして、モールドに形成されたアライメントマークと基板に形成されたアライメントマークとを同時に検出することができるスルー・ザ・モールド（ＴＴＭ）検出系が用いられている。 In such an imprint technique, the mold and the substrate are aligned after the imprint material on the substrate is brought into contact with the mold. For such alignment, a through-the-mold (TTM) detection system capable of simultaneously detecting an alignment mark formed on a mold and an alignment mark formed on a substrate is used as an alignment scope.
また、水銀ランプなどの紫外線の光源を備える露光装置では、かかる光源の寿命を予測する技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術によれば、光源の寿命を管理者（ユーザ）に通知したり、光源の寿命を把握しながら露光を行ったりすることが可能である。 Further, in an exposure apparatus having an ultraviolet light source such as a mercury lamp, a technique for predicting the lifetime of such a light source has been proposed (see Patent Document 1). According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to notify the administrator (user) of the lifetime of the light source or to perform exposure while grasping the lifetime of the light source.
しかしながら、インプリント技術を採用するインプリント装置では、光源だけではなく、モールドも寿命を有する部品となる。モールドは、露光装置でのレチクル又はマスクと異なり、基板上のインプリント材に接触したり、硬化したインプリント材から引き離されたりする。このようなモールドとインプリント材との直接的な接触及び引き離しは、モールドのパターンの破損や摩耗の原因となる。また、基板上の硬化したインプリント材からモールドを引き離す際には、かかるインプリント材の一部が基板から剥がれ、モールド（のパターン）に付着することがある。 However, in the imprint apparatus that employs the imprint technique, not only the light source but also the mold is a component having a lifetime. Unlike the reticle or mask used in the exposure apparatus, the mold contacts the imprint material on the substrate or is separated from the cured imprint material. Such direct contact and separation between the mold and the imprint material cause damage to the mold pattern and wear. Further, when the mold is pulled away from the cured imprint material on the substrate, a part of the imprint material may peel off from the substrate and adhere to the mold (pattern).
モールドのパターンの破損や摩耗、及び、モールドへのインプリント材の付着は、それ以降のインプリント処理において、基板上に形成されるパターンに影響を与える。特に、モールドにインプリント材が付着した状態でインプリント処理が行われると、モールドと基板との間に異物が挟まった場合と同様に、モールドのパターンの破損の原因となる。そこで、モールドに付着したインプリント材を除去するために、モールドは、定期的又は非定期的に洗浄される。 The damage or wear of the mold pattern and the imprint material adhering to the mold affect the pattern formed on the substrate in the subsequent imprint process. In particular, if the imprint process is performed with the imprint material attached to the mold, the pattern of the mold may be damaged, as in the case where foreign matter is caught between the mold and the substrate. Therefore, in order to remove the imprint material adhering to the mold, the mold is periodically or irregularly cleaned.
モールドのアライメントマークには、一般的に、アライメント光を反射する反射材料層が形成されている。モールドの洗浄は、モールドに付着したインプリント材と反射材料層とを区別せずに行われるため、インプリント材に加えて、反射材料層も洗浄される（薄くなる）ことになる。従って、モールドの洗浄を繰り返していると、アライメントに必要な反射光量が得られなくなるため、アライメントを正常に行うことが困難になる。アライメントが正常に行われなくなると、インプリント装置に搬入される前に基板上に形成されたパターン（下地）と、インプリント装置で形成するパターンとを正しく重ね合わせることができない（即ち、重ね合わせ精度が低下する）。 A reflection material layer that reflects alignment light is generally formed on the alignment mark of the mold. Since the cleaning of the mold is performed without distinguishing the imprint material attached to the mold and the reflective material layer, the reflective material layer is also cleaned (thinned) in addition to the imprint material. Therefore, if the mold cleaning is repeated, the amount of reflected light necessary for alignment cannot be obtained, and it becomes difficult to perform alignment normally. If the alignment is not performed normally, the pattern (base) formed on the substrate before being carried into the imprint apparatus and the pattern formed by the imprint apparatus cannot be correctly superimposed (that is, overlay). Accuracy decreases).
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、モールドと基板とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証するモールドの使用可能期間を決定するのに有利なインプリント装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem of the prior art, and is an imprint apparatus that is advantageous for determining a usable period of a mold that ensures that the mold and the substrate can be properly aligned. For illustrative purposes.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、前記モールドに形成されたマークからの光を検出して、前記モールドと前記基板とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部と、前記アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、前記アライメントを正常に行うことが可能であることを保証する前記モールドの使用可能期間を決定する制御部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imprint apparatus according to an aspect of the present invention is an imprint apparatus that performs an imprint process for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold. The alignment is normally performed based on a change in the contrast of the alignment signal and an alignment detection unit that detects light from the formed mark and generates an alignment signal used for alignment between the mold and the substrate. And a control unit for determining a usable period of the mold that guarantees that the mold can be used.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、モールドと基板とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証するモールドの使用可能期間を決定するのに有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprint apparatus that is advantageous for determining a mold usable period that ensures that alignment between a mold and a substrate can be performed normally.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うリソグラフィ装置である。インプリント装置１００は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールド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。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imprint apparatus 100 according to one aspect of the present invention. The imprint apparatus 100 is a lithography apparatus that performs an imprint process for forming an imprint material pattern on a substrate using a mold. The imprint apparatus 100 contacts the imprint material supplied on the substrate with the mold, and applies curing energy to the imprint material, thereby forming a cured product pattern to which the concave / convex pattern of the mold is transferred. .
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることによって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、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。 As the imprint material, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when given energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like is used. As the electromagnetic wave, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays, whose wavelength is selected from a range of 10 nm to 1 mm is used.
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって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、非重合性化合物又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. The photocurable composition that is cured by light irradiation 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.
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（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 may be applied in a film form on the substrate by a spin coater or a slit coater. Further, the imprint material may be applied onto the substrate in the form of droplets by the liquid ejecting head, or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The imprint material has a viscosity (viscosity at 25 ° C.) of, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.
基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。 For the substrate, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin, or the like is used, and a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface of the substrate, if necessary. Specifically, the substrate includes a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass, and the like.
インプリント装置１００は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。なお、図１に示すように、基板上のインプリント材に照射する光の進行方向に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。 In the present embodiment, the imprint apparatus 100 employs a photocuring method as a method for curing the imprint material. As shown in FIG. 1, the direction parallel to the traveling direction of the light irradiated to the imprint material on the substrate is defined as the Z axis, and the directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the Z axis are defined as the X axis and the Y axis. To do.
図１を参照するに、基板１は、搬送ハンドなどを含む基板搬送部２２によって、インプリント装置１００の外部から搬入され、チャック２に保持される。基板ステージ３は、ベース定盤４に支持され、基板１を所定の位置に位置決めするために、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。 Referring to FIG. 1, the substrate 1 is carried in from the outside of the imprint apparatus 100 and held by the chuck 2 by a substrate carrying unit 22 including a carrying hand. The substrate stage 3 is supported by the base surface plate 4 and moves in the X-axis direction and the Y-axis direction in order to position the substrate 1 at a predetermined position.
モールド１１は、基板１に転写すべきパターンを有し、モールドチャック１２に保持される。モールドチャック１２は、モールドステージ１３に支持され、モールド１１のＺ軸周りの傾きを補正する機能を有する。モールドチャック１２及びモールドステージ１３のそれぞれは、光源２４からコリメータレンズを介して照射される光（紫外線）を通過させる開口（不図示）を含む。また、モールドチャック１２又はモールドステージ１３には、基板上のインプリント材に対するモールド１１の押し付け力（押印力）を計測するためのロードセルが配置されている。 The mold 11 has a pattern to be transferred to the substrate 1 and is held by the mold chuck 12. The mold chuck 12 is supported by the mold stage 13 and has a function of correcting the inclination of the mold 11 around the Z axis. Each of the mold chuck 12 and the mold stage 13 includes an opening (not shown) through which light (ultraviolet light) irradiated from the light source 24 through the collimator lens passes. The mold chuck 12 or the mold stage 13 is provided with a load cell for measuring the pressing force (imprinting force) of the mold 11 against the imprint material on the substrate.
ガイドバー８は、天板６を貫通し、一端がガイドバープレート７に固定され、他端がモールドステージ１３に固定される。モールド昇降部９は、ガイドバー８をＺ軸方向に駆動して、モールドチャック１２に保持されたモールド１１を基板上のインプリント材に接触させたり、基板上のインプリント材から引き離したりする。アライメント棚１４は、支柱１０を介して天板６に懸架される。アライメント棚１４には、ガイドバー８が貫通している。また、アライメント棚１４には、例えば、斜入射像ずれ方式を用いて、チャック２に保持された基板１の高さ（平坦度）を計測するための高さ計測系（不図示）が配置されている。 The guide bar 8 passes through the top plate 6, one end is fixed to the guide bar plate 7, and the other end is fixed to the mold stage 13. The mold lifting / lowering unit 9 drives the guide bar 8 in the Z-axis direction to bring the mold 11 held by the mold chuck 12 into contact with the imprint material on the substrate or to separate it from the imprint material on the substrate. The alignment shelf 14 is suspended from the top plate 6 via the column 10. The guide bar 8 passes through the alignment shelf 14. Further, the alignment shelf 14 is provided with a height measurement system (not shown) for measuring the height (flatness) of the substrate 1 held on the chuck 2 by using, for example, an oblique incident image shift method. ing.
モールドアライメント用のアライメントスコープ２３は、ＴＴＭ（スルー・ザ・モールド）検出系で構成され、基板１に形成されたアライメントマークとモールド１１に形成されたアライメントマークとを観察するための光学系及び撮像系を有する。アライメントスコープ２３は、基板上のショット領域ごとに、基板１及びモールド１１のそれぞれに形成されたアライメントマークの相対位置を計測し、その位置ずれを補正する、所謂、ダイバイダイ方式のアライメントに用いられる。
このように、アライメントスコープ２３は、モールド１１及び基板１のそれぞれに形成されたアライメントマークを検出して、モールド１１と基板１とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部として機能する。
The alignment scope 23 for mold alignment is composed of a TTM (through-the-mold) detection system, and an optical system and an imaging system for observing the alignment mark formed on the substrate 1 and the alignment mark formed on the mold 11. Has a system. The alignment scope 23 is used for so-called die-by-die alignment in which the relative positions of the alignment marks formed on the substrate 1 and the mold 11 are measured for each shot region on the substrate and the positional deviation is corrected.
As described above, the alignment scope 23 functions as an alignment detection unit that detects alignment marks formed on the mold 11 and the substrate 1 and generates an alignment signal used for alignment between the mold 11 and the substrate 1.
供給部２０は、基板１に未硬化のインプリント材を吐出する吐出口（ノズル）を含むディスペンサヘッドで構成され、基板上の複数のショット領域のそれぞれにインプリント材を供給（塗布）する。供給部２０は、例えば、ピエゾジェット方式やマイクロソレノイド方式などを採用し、基板上に１ｐＬ（ピコリットル）程度の微小な容積のインプリント材を供給することができる。また、供給部２０における吐出口の数は、限定されるものではなく、１つ（シングルノズル）であってもよいし、１００を超えてもよい（即ち、リニアノズルアレイでもよいし、複数のリニアノズルアレイを組み合わせてもよい）。 The supply unit 20 includes a dispenser head including a discharge port (nozzle) that discharges an uncured imprint material onto the substrate 1, and supplies (applies) the imprint material to each of a plurality of shot regions on the substrate. The supply unit 20 employs, for example, a piezo jet method or a micro solenoid method, and can supply an imprint material having a minute volume of about 1 pL (picoliter) on the substrate. In addition, the number of discharge ports in the supply unit 20 is not limited, and may be one (single nozzle) or more than 100 (that is, a linear nozzle array or a plurality of nozzles). A linear nozzle array may be combined).
オフアクシスアライメント（ＯＡ）スコープ２１は、アライメント棚１４に支持される。ＯＡスコープ２１は、基板上の複数のショット領域に形成されたアライメントマークを検出し、複数のショット領域のそれぞれの位置を決定するグローバルアライメント処理に用いられる。アライメントスコープ２３によってモールド１１と基板ステージ３との位置関係を求め、ＯＡスコープ２１によって基板ステージ３と基板１との位置関係を求めることでモールド１１と基板１との相対的なアライメントを行うことができる。 The off-axis alignment (OA) scope 21 is supported by the alignment shelf 14. The OA scope 21 is used for global alignment processing that detects alignment marks formed in a plurality of shot areas on the substrate and determines the positions of the plurality of shot areas. Relative alignment between the mold 11 and the substrate 1 can be performed by obtaining the positional relationship between the mold 11 and the substrate stage 3 with the alignment scope 23 and obtaining the positional relationship between the substrate stage 3 and the substrate 1 with the OA scope 21. it can.
スプレッドカメラ２５は、モールド１１を俯瞰する位置に配置され、基板上のインプリント材に接触したモールド１１と基板１とを同じ画角上で重ね合わせて観察する。スプレッドカメラ２５は、基板上に供給されたインプリント材がモールド１１に押し広げられる様子を撮像することで、インプリント材がモールド１１のパターン（凹部）に充填される様子を観察する。 The spread camera 25 is disposed at a position overlooking the mold 11 and observes the mold 11 and the substrate 1 that are in contact with the imprint material on the substrate in an overlapping manner on the same angle of view. The spread camera 25 observes the state in which the imprint material is filled in the pattern (concave portion) of the mold 11 by imaging the state in which the imprint material supplied on the substrate is spread on the mold 11.
距離計測部２６は、基板ステージ３に配置されている。距離計測部２６は、基板ステージ３とモールド１１とを相対的に移動させている状態において、モールドチャック１２に保持されたモールド１１と基板ステージ３との間の距離を複数回計測する。距離計測部２６によって計測されたモールド１１と基板ステージ３との間の距離に基づいて、モールド１１がモールドチャック１２に正常に保持されているかどうかを判定することができる。モールド１１がモールドチャック１２に正常に保持されていない場合、モールド１１が意図せずに落下して破損したり、モールド１１が意図しない角度で基板上のインプリント材と接触して基板上に形成されるパターンの精度が低下したりする。このような場合には、インプリント処理を停止して、モールド１１をモールドチャック１２に正常に保持させるための復旧処理を行うとよい。 The distance measuring unit 26 is disposed on the substrate stage 3. The distance measuring unit 26 measures the distance between the mold 11 held by the mold chuck 12 and the substrate stage 3 a plurality of times in a state where the substrate stage 3 and the mold 11 are relatively moved. Based on the distance between the mold 11 and the substrate stage 3 measured by the distance measuring unit 26, it can be determined whether the mold 11 is normally held by the mold chuck 12. When the mold 11 is not normally held by the mold chuck 12, the mold 11 is unintentionally dropped and damaged, or the mold 11 contacts the imprint material on the substrate at an unintended angle and is formed on the substrate. The accuracy of the pattern to be reduced. In such a case, the imprint process may be stopped and a recovery process for normally holding the mold 11 on the mold chuck 12 may be performed.
制御部ＣＮは、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１００の全体を制御する。制御部ＣＮは、インプリント装置１００の各部を制御してインプリント処理を行う。インプリント処理では、基板１とモールド１１とのアライメントが完了したら、光源２４からモールド１１を介して基板上のインプリント材に光を照射し、基板上のインプリント材を硬化させる。インプリント材の硬化が完了したら、モールド昇降部９によって、基板上の硬化したインプリント材からモールド１１を引き離す。このようにして、モールド１１のパターンに対応するインプリント材のパターンが基板上に形成される。また、制御部ＣＮは、後述するように、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定する。ここで、モールド１１の使用可能期間とは、かかるモールド１１と基板１とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証する期間であり、所謂、モールド１１の寿命に相当する。 The control unit CN includes a CPU, a memory, and the like, and controls the entire imprint apparatus 100. The control unit CN controls each unit of the imprint apparatus 100 to perform imprint processing. In the imprint process, when the alignment between the substrate 1 and the mold 11 is completed, the imprint material on the substrate is irradiated with light from the light source 24 through the mold 11 to cure the imprint material on the substrate. When the curing of the imprint material is completed, the mold 11 is pulled away from the cured imprint material on the substrate by the mold lifting unit 9. In this way, a pattern of the imprint material corresponding to the pattern of the mold 11 is formed on the substrate. Further, as will be described later, the control unit CN determines the usable period of the mold 11 based on the change in contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23. Here, the usable period of the mold 11 is a period for guaranteeing that the alignment between the mold 11 and the substrate 1 can be normally performed, and corresponds to a so-called life of the mold 11.
図２を参照して、基板１とモールド１１とのアライメントについて詳細に説明する。図２は、基板１とモールド１１とのアライメントの様子を示している。図２に示すように、モールド１１及び基板１のそれぞれには、アライメントで観察するアライメントマーク３１及び３２が形成されている。基板１とモールド１１とのアライメントでは、上述したように、基板１とモールド１１とを重ね合わせて観察可能な位置、本実施形態では、モールド１１の上方に配置されたアライメントスコープ２３が用いられる。アライメントスコープ２３は、基板１に形成されたアライメントマーク３２とモールド１１に形成されたアライメントマーク３１とを１つの画角で重ねて検出して、基板１とモールド１１との相対位置を求める。 The alignment between the substrate 1 and the mold 11 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows how the substrate 1 and the mold 11 are aligned. As shown in FIG. 2, alignment marks 31 and 32 to be observed by alignment are formed on the mold 11 and the substrate 1, respectively. In the alignment between the substrate 1 and the mold 11, as described above, the alignment scope 23 disposed above the mold 11 is used in a position where the substrate 1 and the mold 11 can be superposed and observed. The alignment scope 23 detects the alignment mark 32 formed on the substrate 1 and the alignment mark 31 formed on the mold 11 in a single angle of view, and obtains the relative position between the substrate 1 and the mold 11.
本実施形態では、アライメント光源２３ａからの光は、アライメントマーク３１及び３２で回折され、モアレ（モアレ縞）としてアライメントスコープ２３の撮像系（撮像素子）に結像する。かかる撮像系で検出されるモアレに基づいて、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置を求める。制御部ＣＮは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置に基づいて、モールド１１に対して基板ステージ３を駆動することで、基板１とモールド１１とのアライメントが行われる。 In the present embodiment, the light from the alignment light source 23a is diffracted by the alignment marks 31 and 32 and forms an image on the imaging system (imaging device) of the alignment scope 23 as moire (moire fringes). Based on the moire detected by the imaging system, the relative position between the alignment mark 31 and the alignment mark 32 is obtained. The controller CN drives the substrate stage 3 with respect to the mold 11 based on the relative position between the alignment mark 31 and the alignment mark 32, thereby aligning the substrate 1 and the mold 11.
また、図２に示すように、アライメントスコープ２３は、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光の照度を計測する計測部２３ｂを含む。計測部２３ｂは、例えば、アライメント光源２３ａとアライメントマーク３１及び３２との間に配置されたハーフミラーを介して、アライメントマーク３１及び３２に照射される光の一部を抽出し、その照度を計測する。 As shown in FIG. 2, the alignment scope 23 includes a measurement unit 23b that measures the illuminance of light emitted from the alignment light source 23a to the alignment marks 31 and 32. For example, the measurement unit 23b extracts a part of the light emitted to the alignment marks 31 and 32 through a half mirror disposed between the alignment light source 23a and the alignment marks 31 and 32, and measures the illuminance thereof. To do.
図３（ａ）乃至図３（ｄ）を参照して、アライメントマーク３１及び３２からの回折光によるモアレの発生の原理、及び、かかるモアレを用いたアライメントマーク３１（モールド１１）とアライメントマーク３２（基板１）との相対位置の検出を説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すマーク（格子パターン）は、計測方向の格子ピッチが互いに僅かに異なっている。例えば、図３（ａ）に示すマークは、アライメントマーク３１として用いられ、図３（ｂ）に示すマークは、アライメントマーク３２として用いられる。図３（ａ）に示すアライメントマーク３１と図３（ｂ）に示すアライメントマーク３２とを重ねると、アライメントマーク３１及び３２からの回折光が重なり合うことで、図３（ｃ）に示すように、格子ピッチの差を反映した周期を有するモアレが発生する。モアレは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置によって明暗の位置（モアレ縞の位相）が変化する。例えば、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置がＸ方向に僅かに変化すると、図３（ｃ）に示すモアレは、図３（ｄ）に示すモアレに変化する。このように、モアレは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対的な位置ずれ量を拡大し、大きな周期の縞として発生する。従って、アライメントスコープ２３の解像力が低くても、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置を高精度に検出することができる。 3A to 3D, the principle of generation of moire due to diffracted light from alignment marks 31 and 32, and the alignment mark 31 (mold 11) and alignment mark 32 using such moire. The detection of the relative position with respect to (substrate 1) will be described. The marks (lattice patterns) shown in FIGS. 3A and 3B have slightly different grid pitches in the measurement direction. For example, the mark shown in FIG. 3A is used as the alignment mark 31, and the mark shown in FIG. 3B is used as the alignment mark 32. When the alignment mark 31 shown in FIG. 3A and the alignment mark 32 shown in FIG. 3B are overlapped, the diffracted lights from the alignment marks 31 and 32 overlap, as shown in FIG. Moire having a period reflecting the difference in lattice pitch is generated. In the moire, the light / dark position (the phase of moire fringes) changes depending on the relative position between the alignment mark 31 and the alignment mark 32. For example, when the relative position between the alignment mark 31 and the alignment mark 32 slightly changes in the X direction, the moire shown in FIG. 3C changes to the moire shown in FIG. As described above, the moire is generated as a stripe having a large cycle by enlarging the amount of relative displacement between the alignment mark 31 and the alignment mark 32. Therefore, even if the resolving power of the alignment scope 23 is low, the relative position between the alignment mark 31 and the alignment mark 32 can be detected with high accuracy.
図４は、図３（ａ）に示すアライメントマーク３１の拡大断面図である。アライメントマーク３１は、格子パターンで構成され、モールド１１の表面に対して凹形状となる複数の溝４１として形成される。基板１とモールド１１とのアライメントにおいて、モールド１１と基板上のインプリント材とが接触すると、モールド１１とインプリント材との間の屈折率差が小さいため、アライメントマーク３１を検出（観察）することが困難となる。そこで、アライメントマーク３１（モアレ）を検出できるようにするために、アライメントマーク３１には、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１に照射される光を反射するための反射層４２が形成されている。本実施形態では、複数の溝４１のそれぞれの底部に、アライメント光源２３ａからの光を反射する材料からなる反射層４２を設けている。反射層４２は、モールド１１を製造する際に、原子層堆積法やイオンインプラ法などによって形成され、反射層４２が複数の溝４１のそれぞれの底部だけに残存するようにエッチングされる。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the alignment mark 31 shown in FIG. The alignment mark 31 is formed of a lattice pattern and is formed as a plurality of grooves 41 having a concave shape with respect to the surface of the mold 11. When the mold 11 and the imprint material on the substrate come into contact with each other in the alignment between the substrate 1 and the mold 11, the alignment mark 31 is detected (observed) because the difference in refractive index between the mold 11 and the imprint material is small. It becomes difficult. Therefore, in order to be able to detect the alignment mark 31 (moire), the alignment mark 31 is formed with a reflective layer 42 for reflecting the light irradiated to the alignment mark 31 from the alignment light source 23a. In the present embodiment, a reflective layer 42 made of a material that reflects light from the alignment light source 23 a is provided at the bottom of each of the plurality of grooves 41. The reflective layer 42 is formed by an atomic layer deposition method, an ion implantation method, or the like when the mold 11 is manufactured, and is etched so that the reflective layer 42 remains only at the bottoms of the plurality of grooves 41.
インプリント装置１００では、基板上のインプリント材とモールド１１とが接触するため、基板１とモールド１１との間の空間に存在する異物を挟み込むことがある。また、基板上の硬化したインプリント材からモールド１１を引き離す際には、かかるインプリント材の一部が基板１から剥がれ、モールド１１に付着することがある。モールド１１への異物やインプリント材の付着は、それ以降のインプリント処理において、基板上に形成されるパターンに影響を与える。 In the imprint apparatus 100, since the imprint material on the substrate and the mold 11 are in contact with each other, a foreign matter existing in the space between the substrate 1 and the mold 11 may be sandwiched. Further, when the mold 11 is pulled away from the cured imprint material on the substrate, a part of the imprint material may peel off from the substrate 1 and adhere to the mold 11. The adhesion of foreign matter or imprint material to the mold 11 affects the pattern formed on the substrate in the subsequent imprint process.
そこで、異物やインプリント材が付着したモールド１１は、インプリント装置１００から搬出され、かかるモールド１１の洗浄が行われる。モールド１１の洗浄は、ＳＰＭと呼ばれる溶剤を用いたウエット洗浄やプラズマを用いたドライ洗浄を含む。 Therefore, the mold 11 to which foreign matter or imprint material adheres is unloaded from the imprint apparatus 100, and the mold 11 is cleaned. The cleaning of the mold 11 includes wet cleaning using a solvent called SPM and dry cleaning using plasma.
モールド１１の洗浄は、モールド１１に付着した異物やインプリント材と反射層４２とを区別せずに行われる。従って、モールド１１を洗浄することで、モールド１１に付着した異物やインプリント材とともに、反射層４２も洗浄されることになるため、反射層４２の厚さが薄くなったり、反射層４２が部分的又は全体的に除去されたりする。このような場合、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２とを重ね合わせることで得られるモアレの強度（明暗）が弱くなる。また、反射層４２の大部分が除去された場合には、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２とを重ね合わせてもモアレを得ることができなくなる。このため、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号の強度が低くなる。具体的には、モールド１１を洗浄する前には、図６（ａ）に示すようなアライメント信号がアライメントスコープ２３で得られるが、モールド１１を洗浄するにつれて、図６（ａ）に示すようなアライメント信号がアライメントスコープ２３で得られる。図６（ａ）及び図６（ｂ）では、縦軸は、アライメント信号の強度を示し、横軸は、アライメントマーク３１及び３２の計測方向の位置を示している。従って、アライメントマーク３１及び３２から発生するノイズや周辺部からのノイズの影響が相対的に大きくなり、アライメント信号のコントラストが低下するため、基板１とモールド１１とのアライメントを正常に行うことができない。アライメントが正常に行われなくなると、基板上に形成されたパターン（下地）と、モールド１１から転写するパターンとを正しく重ね合わせることができないため、その領域はデバイスとして正常に動作せず、歩留まりが低下してしまう。また、アライメント信号のコントラストが得られない場合には、インプリント処理を停止し、ユーザの指示を待つことになるため、生産性を低下させる要因となる。 The cleaning of the mold 11 is performed without distinguishing the foreign material or imprint material attached to the mold 11 from the reflective layer 42. Accordingly, by cleaning the mold 11, the reflective layer 42 is cleaned together with the foreign matter and the imprint material adhering to the mold 11. Therefore, the thickness of the reflective layer 42 is reduced or the reflective layer 42 is partially Or totally removed. In such a case, the intensity (brightness) of the moire obtained by overlapping the alignment mark 31 and the alignment mark 32 is weakened. When most of the reflective layer 42 is removed, moire cannot be obtained even if the alignment mark 31 and the alignment mark 32 are overlapped. For this reason, the intensity of the alignment signal generated by the alignment scope 23 is lowered. Specifically, before cleaning the mold 11, an alignment signal as shown in FIG. 6A is obtained by the alignment scope 23. As the mold 11 is cleaned, as shown in FIG. An alignment signal is obtained by the alignment scope 23. 6A and 6B, the vertical axis indicates the intensity of the alignment signal, and the horizontal axis indicates the position of the alignment marks 31 and 32 in the measurement direction. Therefore, the influence of the noise generated from the alignment marks 31 and 32 and the noise from the peripheral portion becomes relatively large, and the contrast of the alignment signal is lowered, so that the alignment between the substrate 1 and the mold 11 cannot be performed normally. . If the alignment is not performed normally, the pattern (base) formed on the substrate and the pattern transferred from the mold 11 cannot be correctly superimposed, so that the region does not operate normally as a device, and the yield is high. It will decline. In addition, when the contrast of the alignment signal cannot be obtained, the imprint process is stopped and the user's instruction is waited, which causes a decrease in productivity.
ここで、基板１とモールド１１とのアライメントが正常に行われるように、アライメントマーク３１に反射層４２を再形成することが考えられる。但し、この場合、モールド１１を製造する際に行う処理を再度行うことになるため、時間やコストの観点から現実的ではない。従って、アライメントを正常に行うことが不可能となったモールド１１は、かかるモールド１１の使用可能期間（寿命）を越えたものとして破棄されることになる。 Here, it is conceivable to re-form the reflective layer 42 on the alignment mark 31 so that the alignment between the substrate 1 and the mold 11 is normally performed. However, in this case, since the processing performed when manufacturing the mold 11 is performed again, it is not realistic from the viewpoint of time and cost. Therefore, the mold 11 in which the alignment cannot be normally performed is discarded as a product that has exceeded the usable period (life) of the mold 11.
そこで、本実施形態では、制御部ＣＮは、アライメントが正常に行われなくなったら、具体的には、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号のコントラストが閾値よりも低下したら、モールド１１が使用可能期間を越えたと決定する。かかる閾値は、インプリント装置１００で製造するデバイスなどに応じて任意に設定することが可能であり、具体的に規定するものではない。例えば、アライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストが僅かでもある場合には、モールド１１が使用可能期間を越えたとは決定せずに、かかるモールド１１の使用を継続してもよい。また、歩留まりへの影響を考慮して、アライメント信号のコントラストが初期のコントラストの１０％以下になったら、モールド１１が使用可能期間を越えたと決定してもよい。 Therefore, in the present embodiment, the controller CN can use the mold 11 when the alignment is not normally performed, specifically, when the contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23 is lower than the threshold. It is determined that Such a threshold can be arbitrarily set according to a device manufactured by the imprint apparatus 100, and is not specifically defined. For example, when the contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23 is slight, the use of the mold 11 may be continued without determining that the mold 11 has exceeded the usable period. Further, in consideration of the influence on the yield, when the contrast of the alignment signal becomes 10% or less of the initial contrast, it may be determined that the mold 11 has exceeded the usable period.
また、制御部ＣＮは、アライメントが正常に行われなくなる前に、アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定（予測）することもできる。図５は、アライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストと、モールド１１の洗浄の回数との関係の一例を示す図である。図５では、モールド１１を洗浄した後、かかるモールド１１に対してアライメントスコープ２３で最初に生成されるアライメント信号のコントラストを抽出してプロットしている。図５に示すように、アライメント信号のコントラストを数点プロットすると、そのプロット結果から、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。近似直線５１が得られれば、例えば、モールド１１を２８回洗浄すると、アライメント信号のコントラストがゼロになることがわかる。従って、モールド１１をあと何回洗浄すればモールド１１の使用可能期限を越えるのかを予測したり、モールド１１の洗浄頻度とアライメント信号のコントラストの変化とに基づいてモールド１１が使用可能期限を越える時期を予測したりすることができる。このように、制御部ＣＮは、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定することができる。 Further, the control unit CN can determine (predict) the usable period of the mold 11 based on the change in the contrast of the alignment signal before the alignment is not normally performed. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23 and the number of times the mold 11 is cleaned. In FIG. 5, after cleaning the mold 11, the contrast of the alignment signal first generated by the alignment scope 23 for the mold 11 is extracted and plotted. As shown in FIG. 5, when the contrast of the alignment signal is plotted at several points, an approximate straight line 51 indicating the change in the contrast of the alignment signal with respect to the number of cleanings of the mold 11 can be obtained from the plotted result. If the approximate straight line 51 is obtained, it can be seen that, for example, when the mold 11 is washed 28 times, the contrast of the alignment signal becomes zero. Accordingly, it is predicted how many times the mold 11 will be washed more than the expiration date of the mold 11, and the timing when the mold 11 exceeds the expiration date based on the cleaning frequency of the mold 11 and the change in the contrast of the alignment signal. Can be predicted. Thus, the control unit CN can determine the usable period of the mold 11 based on the change in the contrast of the alignment signal with respect to the number of times the mold 11 is cleaned.
モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求める手法について説明する。制御部ＣＮは、アライメントスコープ２３がアライメント信号を生成すると、かかるアライメント信号に関する情報を記憶部ＳＵに記憶させる。ここで、アライメント信号に関する情報は、アライメント信号のコントラスト及びアライメント信号の波形の少なくとも一方を含み、モールド１１を洗浄した後に最初に生成された第１アライメント信号であるか否かを示す洗浄情報と関連付けられている。そして、制御部ＣＮは、洗浄情報に基づいて、記憶部ＳＵに記憶されたアライメント信号に関する情報から第１アライメント信号に関する情報を抽出し、かかる第１アライメント信号に関する情報から第１アライメント信号のコントラストを求める。これにより、図５に示すようなモールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。 A method for obtaining the approximate straight line 51 indicating the change in contrast of the alignment signal with respect to the number of times the mold 11 is cleaned will be described. When the alignment scope 23 generates an alignment signal, the control unit CN causes the storage unit SU to store information regarding the alignment signal. Here, the information on the alignment signal includes at least one of the contrast of the alignment signal and the waveform of the alignment signal, and is associated with the cleaning information indicating whether or not the first alignment signal is generated first after cleaning the mold 11. It has been. Then, the control unit CN extracts information on the first alignment signal from the information on the alignment signal stored in the storage unit SU based on the cleaning information, and calculates the contrast of the first alignment signal from the information on the first alignment signal. Ask. Thereby, the approximate straight line 51 which shows the change of the contrast of the alignment signal with respect to the frequency | count of washing | cleaning of the mold 11 as shown in FIG. 5 can be calculated | required.
また、制御部ＣＮは、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号の全てについて、かかるアライメント信号に関する情報を記憶部ＳＵに記憶させるのではなく、第１アライメント信号に関する情報のみを記憶部ＳＵに記憶させてもよい。この場合、制御部ＣＮは、第１アライメント信号に関する情報を抽出することなく、記憶部ＳＵに記憶された第１アライメント信号から第１アライメント信号のコントラストを求めることができる。従って、図５に示すようなモールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。 Further, the control unit CN does not store the information related to the alignment signal in the storage unit SU for all the alignment signals generated by the alignment scope 23, but stores only the information related to the first alignment signal in the storage unit SU. May be. In this case, the control unit CN can obtain the contrast of the first alignment signal from the first alignment signal stored in the storage unit SU without extracting information regarding the first alignment signal. Therefore, an approximate straight line 51 indicating the change in contrast of the alignment signal with respect to the number of times the mold 11 is cleaned as shown in FIG. 5 can be obtained.
本実施形態では、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が近似直線５１で示される場合について説明した。但し、反射層４２は、その材料や表面コーティングなどに依存してモールド１１の洗浄に対する耐性が変わるため、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が曲線（近似曲線）となる場合もある。このような場合には、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が直線である場合よりも多くのプロットが必要となるが、上述したのと同様にして近似曲線を求めることができる。従って、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似曲線に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定することができる。 In the present embodiment, the case where the relationship between the number of cleanings of the mold 11 and the change in the contrast of the alignment signal is indicated by the approximate straight line 51 has been described. However, since the reflection layer 42 changes its resistance to cleaning of the mold 11 depending on the material, surface coating, and the like, the relationship between the number of times of cleaning the mold 11 and the change in contrast of the alignment signal is a curve (approximate curve). Sometimes it becomes. In such a case, more plots are required than when the relationship between the number of cleanings of the mold 11 and the change in contrast of the alignment signal is a straight line, but an approximate curve is obtained in the same manner as described above. be able to. Therefore, the usable period of the mold 11 can be determined based on the approximate curve indicating the change in the contrast of the alignment signal with respect to the number of times the mold 11 is cleaned.
また、反射層４２の材料や表面コーティングが過去と同じ場合には、アライメント信号のコントラストをプロットして近似曲線を求める代わりに、過去での実プロットによる近似曲線を用いてもよい。これにより、モールド１１の使用可能期間をより正確に決定することができる。これは、反射層４２の材料や表面コーティングが同じであれば、反射層４２の厚さによってアライメント信号のコントラストの変化の開始点は異なるが、アライメント信号のコントラストの変化は同様であるという経験的法則を利用している。 When the material of the reflective layer 42 and the surface coating are the same as those in the past, instead of plotting the contrast of the alignment signal to obtain the approximate curve, an approximate curve based on the actual plot in the past may be used. Thereby, the usable period of the mold 11 can be determined more accurately. It is empirically that if the material and surface coating of the reflective layer 42 are the same, the starting point of the change in the alignment signal contrast differs depending on the thickness of the reflective layer 42, but the change in the alignment signal contrast is the same. The law is used.
また、インプリント装置１００では、一般的に、複数のモールド１１が交換可能に用いられている。従って、制御部ＣＮは、複数のモールド１１のそれぞれについて、その使用可能期間を決定するとよい。複数のモールド１１のそれぞれには、個々のモールド１１を識別するための識別子（バーコードなど）が形成されている。従って、モールドチャック１２にモールド１１を保持させる前に、かかるモールド１１の識別子を検出することで、複数のモールド１１のうち、どのモールド１１がモールドチャック１２に保持されたのかを判別することができる。これにより、制御部ＣＮは、モールド１１ごとに、その使用可能期間を決定することが可能である。 In the imprint apparatus 100, a plurality of molds 11 are generally used interchangeably. Therefore, the control unit CN may determine the usable period for each of the plurality of molds 11. Each of the plurality of molds 11 is formed with an identifier (bar code or the like) for identifying each mold 11. Therefore, before the mold chuck 12 holds the mold 11, by detecting the identifier of the mold 11, it is possible to determine which mold 11 of the plurality of molds 11 is held by the mold chuck 12. . Thereby, the control unit CN can determine the usable period for each mold 11.
アライメント信号のコントラストは、モールド１１のアライメントマーク３１に形成された反射層４２の状態だけではなく、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光の照度の影響も受ける。アライメント光源２３ａは、例えば、ハロゲンランプ又はメタルハライドランプを含む。 The contrast of the alignment signal is influenced not only by the state of the reflective layer 42 formed on the alignment mark 31 of the mold 11 but also by the illuminance of light emitted from the alignment light source 23 a to the alignment marks 31 and 32. The alignment light source 23a includes, for example, a halogen lamp or a metal halide lamp.
アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光は、図７に示すように、アライメント光源２３ａの点灯時間に応じて、その照度が低下（変化）する。図７では、縦軸は、アライメント光源２３ａからの光の照度を示し、横軸は、アライメント光源２３ａの点灯時間を示している。また、図７では、計測部２３ｂがアライメント光源２３ａからの光の照度を一定時間間隔で計測した結果をプロットしている。 As shown in FIG. 7, the illuminance of the light emitted from the alignment light source 23a to the alignment marks 31 and 32 decreases (changes) according to the lighting time of the alignment light source 23a. In FIG. 7, the vertical axis represents the illuminance of light from the alignment light source 23a, and the horizontal axis represents the lighting time of the alignment light source 23a. Moreover, in FIG. 7, the measurement part 23b plots the result of having measured the illumination intensity of the light from the alignment light source 23a at a fixed time interval.
基板１とモールド１１とのアライメントに必要なアライメント光源２３ａからの光の照度は、一般的に、初期の照度を１００％とした場合、初期の照度から７０％までの低下であれば許容される。但し、モールド１１の使用可能期間を正確に決定するためには、アライメント信号のコントラストの変化からアライメント光源２３ａからの光の照度の変化分を除去する必要がある。 The illuminance of light from the alignment light source 23a necessary for the alignment between the substrate 1 and the mold 11 is generally acceptable if the initial illuminance is 100% and the initial illuminance is reduced to 70%. . However, in order to accurately determine the usable period of the mold 11, it is necessary to remove the change in the illuminance of the light from the alignment light source 23a from the change in the contrast of the alignment signal.
アライメント光源２３ａの点灯時間及び照度（の変化）は、一般的に、アライメント光源２３ａの交換時期を予測するために、記憶部ＳＵに記憶されている。例えば、アライメントを開始する前に、アライメント光源２３ａからの光の照度を計測部２３ｂで計測して調光処理が行われる。かかる調光処理を行う前に計測部２３ｂで計測した照度がアライメント光源２３ａからの光の照度である。制御部ＣＮは、アライメント光源２３ａからの光の照度が適正範囲であるか、アライメント光源２３ａの点灯時間が適正範囲であるかを判定し、アライメント光源２３ａの劣化度や交換時期を決定する。従って、記憶部ＳＵに記憶された照度を用いることで、制御部ＣＮは、アライメント信号のコントラストから、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響を除去することが可能である。 The lighting time and the illuminance (change) of the alignment light source 23a are generally stored in the storage unit SU in order to predict the replacement time of the alignment light source 23a. For example, before the alignment is started, the illuminance of light from the alignment light source 23a is measured by the measurement unit 23b, and the light control process is performed. The illuminance measured by the measurement unit 23b before performing the light control processing is the illuminance of light from the alignment light source 23a. The controller CN determines whether the illuminance of the light from the alignment light source 23a is in an appropriate range or whether the lighting time of the alignment light source 23a is in an appropriate range, and determines the degree of deterioration and the replacement time of the alignment light source 23a. Therefore, by using the illuminance stored in the storage unit SU, the control unit CN can remove the influence of the change in the illuminance of the light from the alignment light source 23a on the contrast of the alignment signal from the contrast of the alignment signal. It is.
アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響は、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射された光の照度の変化と予め定められた係数との積として求められる。かかる係数は、アライメント光源２３ａからの光の光路に配置された光学部品の特性やアライメント光源２３ａとアライメント信号のコントラストの変化を実際に計測することで求められる。従って、制御部ＣＮは、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化と予め定められた係数との積をアライメント信号のコントラストから差し引くことで、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響を除去する。このように、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化の影響が除去されたコントラストの変化を用いることで、モールド１１の使用可能期限をより正確に決定することができる。 The influence of the change in the illuminance of the light from the alignment light source 23a on the contrast of the alignment signal is obtained as the product of the change in the illuminance of the light irradiated from the alignment light source 23a to the alignment marks 31 and 32 and a predetermined coefficient. . Such a coefficient is obtained by actually measuring the characteristics of the optical components arranged in the optical path of the light from the alignment light source 23a and the change in contrast between the alignment light source 23a and the alignment signal. Therefore, the control unit CN subtracts the product of the change in the illuminance of the light from the alignment light source 23a and the predetermined coefficient from the contrast of the alignment signal, so that the change in the illuminance of the light from the alignment light source 23a Remove the effect on contrast. In this way, by using the change in contrast from which the influence of the change in the illuminance of light from the alignment light source 23a is removed, it is possible to determine the usable period of the mold 11 more accurately.
また、モールド１１の洗浄は、上述したように、ウエット洗浄やドライ洗浄を含む。ウエット洗浄は、溶剤によって洗浄性が変化し、ドライ洗浄は、ガスによって洗浄性が変わる。ウエット洗浄及びドライ洗浄は、モールド１１の状態に応じて選択的に用いられる。この際、モールド１１をウエット洗浄するべきなのにモールド１１をドライ洗浄してしまったり、モールド１１をドライ洗浄するべきなのにモールド１１をウエット洗浄してしまったりすることがある。本実施形態では、このようなモールド１１の洗浄の異常を検知することが可能である。 Moreover, the cleaning of the mold 11 includes wet cleaning and dry cleaning as described above. In wet cleaning, the cleaning properties vary depending on the solvent, and in dry cleaning, the cleaning properties vary depending on the gas. Wet cleaning and dry cleaning are selectively used according to the state of the mold 11. At this time, the mold 11 may be wet cleaned while the mold 11 should be wet cleaned, or the mold 11 may be wet cleaned while the mold 11 should be dry cleaned. In this embodiment, it is possible to detect such a cleaning abnormality of the mold 11.
例えば、モールド１１を洗浄する前に得られるアライメント信号のコントラストと、モールド１１をウエット洗浄した後にアライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストとの差分（変化率）は、ほぼ一定である。同様に、モールド１１を洗浄する前に得られるアライメント信号のコントラストと、モールド１１をドライ洗浄した後にアライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストとの差分（変化率）は、ほぼ一定である。但し、モールド１１をウエット洗浄する場合とモールド１１をドライ洗浄する場合とでは、その洗浄の前後のアライメント信号の差分が異なる。一般的には、ウエット洗浄によるアライメント信号の差分の方がドライ洗浄によるアライメント信号の差分よりも大きい。即ち、ウエット洗浄の方がドライ洗浄よりも洗浄力が強い。従って、モールド１１をウエット洗浄する場合及びモールド１１をドライ洗浄する場合のそれぞれに対して、その洗浄の前後のアライメント信号の差分を予め求める。これにより、制御部ＣＮは、モールド１１を洗浄する前のアライメント信号のコントラストと、モールド１１を洗浄した後のアライメント信号のコントラストとの差分に基づいて、モールド１１の洗浄の異常（モールド１１の洗浄方式）を検知することが可能となる。また、制御部ＣＮは、モールド１１の洗浄の異常を検知した場合には、インプリント装置１００に備えられた表示部などを介して、かかる異常をユーザに通知するとよい。 For example, the difference (change rate) between the contrast of the alignment signal obtained before cleaning the mold 11 and the contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23 after wet cleaning of the mold 11 is substantially constant. Similarly, the difference (change rate) between the contrast of the alignment signal obtained before cleaning the mold 11 and the contrast of the alignment signal generated by the alignment scope 23 after dry-cleaning the mold 11 is substantially constant. However, the difference between the alignment signals before and after the cleaning differs between when the mold 11 is wet cleaned and when the mold 11 is dry cleaned. In general, the difference between the alignment signals due to wet cleaning is larger than the difference between the alignment signals due to dry cleaning. In other words, wet cleaning has a stronger cleaning power than dry cleaning. Therefore, for each of the case where the mold 11 is wet cleaned and the case where the mold 11 is dry cleaned, the difference between the alignment signals before and after the cleaning is obtained in advance. Accordingly, the control unit CN performs an abnormality in cleaning the mold 11 (cleaning of the mold 11) based on the difference between the contrast of the alignment signal before cleaning the mold 11 and the contrast of the alignment signal after cleaning the mold 11. System) can be detected. In addition, when detecting an abnormality in cleaning the mold 11, the control unit CN may notify the user of the abnormality via a display unit provided in the imprint apparatus 100.
なお、本実施形態では、モールド１１の洗浄の異常として、モールド１１の洗浄方式の間違いを例に説明したが、これに限定されるものではない。モールド１１の洗浄の異常は、例えば、モールド１１の洗浄中に意図せずに反射層４２が除去された場合やモールド１１が意図した通りに洗浄されなかった場合なども含む。このような場合には、モールド１１の洗浄の前後において、アライメントし信号のコントラストが大きく変化したり、殆ど変化しなかったりするため、上述したのと同様にして、モールド１１の異常として検知することが可能である。 In the present embodiment, an error in cleaning the mold 11 has been described as an example of an abnormality in cleaning the mold 11, but the present invention is not limited to this. Abnormalities in cleaning the mold 11 include, for example, a case where the reflective layer 42 is unintentionally removed during the cleaning of the mold 11 and a case where the mold 11 is not cleaned as intended. In such a case, before and after the cleaning of the mold 11, alignment and signal contrast change greatly or hardly change. Therefore, it is detected as an abnormality of the mold 11 in the same manner as described above. Is possible.
インプリント装置１００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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。 The pattern of the cured product formed using the imprint apparatus 100 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 element 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、上述の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などが行われた後、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 above-described article or temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation 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、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板１を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。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 1 such as a silicon wafer on which a workpiece such as an insulator is formed is prepared, and then an imprint material is applied to the surface of the workpiece by an inkjet method or the like. Is granted. Here, a state is shown in which a plurality of droplet-shaped imprint materials are applied onto the substrate.
図８（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド１１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に向け、対向させる。図８（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板１とモールド１１とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド１１と被加工材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モールド１１を介して照射すると、インプリント材は硬化する。 As shown in FIG. 8B, the imprint mold 11 is opposed to the imprint material on the substrate with the side on which the concavo-convex pattern is formed facing. As shown in FIG.8 (c), the board | substrate 1 with which the imprint material was provided, and the mold 11 are made to contact, and a pressure is applied. The imprint material is filled in the gap between the mold 11 and the workpiece. In this state, when light is irradiated as energy for curing through the mold 11, the imprint material is cured.
図８（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド１１と基板１を引き離すと、基板上にインプリント材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、モールド１１の凹部が硬化物の凸部に、モールド１１の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材にモールド１１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 is cured and then the mold 11 and the substrate 1 are separated, a pattern of a cured product of the imprint material is formed on the substrate. This cured product pattern has a shape in which the concave portion of the mold 11 corresponds to the convex portion of the cured product, and the convex portion of the mold 11 corresponds to the concave portion of the cured product. It has been transcribed.
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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図８（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。 As shown in FIG. 8E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an anti-etching mask, a portion of the surface of the workpiece that has no cured product or remains thin is removed to form a groove. . As shown in FIG. 8 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article having grooves formed on the surface of the workpiece can be obtained. Here, although the pattern of the cured product is removed, it may be used as, for example, an interlayer insulating film included in a semiconductor element, 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及び変更が可能である。例えば、本実施形態では、モアレを想定し、モールド及び基板のそれぞれに形成されたマークからの光を検出してアライメント信号を生成する場合について説明したが、モールドに形成されたマークからの光を検出してアライメント信号を生成してもよい。 As mentioned above, although preferable 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, in the present embodiment, the case where moire is assumed and light from marks formed on the mold and the substrate is detected to generate an alignment signal has been described. However, light from marks formed on the mold is generated. An alignment signal may be generated by detection.
１００：インプリント装置 １：基板 １１：モールド ２３：アライメントスコープ ３１：アライメントマーク ＣＮ：制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Imprint apparatus 1: Board | substrate 11: Mold 23: Alignment scope 31: Alignment mark CN: Control part
Claims (14)
前記モールドに形成されたマークからの光を検出して、前記モールドと前記基板とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部と、
前記アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、前記アライメントを正常に行うことが可能であることを保証する前記モールドの使用可能期間を決定する制御部と、
を有することを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that performs an imprint process for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
An alignment detection unit that detects light from a mark formed on the mold and generates an alignment signal used for alignment between the mold and the substrate;
Based on a change in the contrast of the alignment signal, a control unit that determines a usable period of the mold that ensures that the alignment can be performed normally;
An imprint apparatus comprising:
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記アライメント信号に関する情報から、前記モールドを洗浄した後に当該モールドに対して前記アライメント検出部で最初に生成される第１アライメント信号に関する情報を抽出し、当該第１アライメント信号に関する情報から前記第１アライメント信号のコントラストの変化を求めることで、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。 A storage unit for storing information on the alignment signal;
The control unit extracts information on the first alignment signal first generated by the alignment detection unit for the mold after cleaning the mold from the information on the alignment signal stored in the storage unit, 5. The usable period of the mold is determined by obtaining a change in contrast of the first alignment signal from information on the first alignment signal. 6. Imprint device.
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記第１アライメント信号に関する情報から前記第１アライメント信号のコントラストの変化を求めることで、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。 A storage unit that stores information about a first alignment signal that is first generated by the alignment detection unit for the mold after cleaning the mold;
The said control part determines the usable period of the said mold by calculating | requiring the change of the contrast of the said 1st alignment signal from the information regarding the said 1st alignment signal memorize | stored in the said memory | storage part. The imprint apparatus according to any one of 1 to 4.
前記制御部は、前記アライメント信号のコントラストから、前記光源から前記マークに照射された光の照度の変化が前記アライメント信号のコントラストに与える影響を除去することで得られるコントラストの変化に基づいて、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。 The alignment detection unit includes a light source that irradiates light to the mark,
The control unit, based on the contrast change obtained by removing the influence of the change in the illuminance of the light emitted from the light source to the mark on the contrast of the alignment signal from the contrast of the alignment signal, The imprint apparatus according to claim 1, wherein a usable period of the mold is determined.
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
処理された前記基板から物品を製造する工程と、
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 imprint apparatus according to claim 1;
Processing the substrate on which the pattern is formed in the step;
Producing an article from the treated substrate;
A method for producing an article comprising:
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