JP4854357B2 - Transfer apparatus and transfer method - Google Patents
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Description
本発明は、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを基板に転写する転写装置および転写方法に係り、特に、転写の際に前記基板を前記型に対して移動位置決めするものに関する。 The present invention relates to a transfer apparatus and transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a transfer mold to a substrate, and more particularly to a device for moving and positioning the substrate with respect to the mold during transfer.
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型(テンプレート、スタンパ)を作製し、被成形品(基板)として被転写基板表面に形成されたレジスト膜に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(非特許文献1参照)。 In recent years, a mold (template, stamper) is formed by forming an ultrafine transfer pattern on a quartz substrate or the like by an electron beam drawing method, and the resist film formed on the surface of the transfer substrate as a molded product (substrate) Research and development has been conducted on nanoimprint technology for pressing a mold with a predetermined pressure to transfer a transfer pattern formed on the mold (see Non-Patent Document 1).
また、前記ナノインプリントを実行するための装置としてたとえば特許文献1に記載の転写装置が知られている。この転写装置は、L字型のフレームの下部水平部にXステージ、Yステージを設けてその上に被成形品の支持部である基板テーブルを搭載し、フレームの垂直部の上部に上下方向の移動機構を介して型支持部(型保持体)を設けている。型保持体は、転写用の微細な転写パターンを形成されている型を保持するものである。 Further, as a device for executing the nanoimprint, for example, a transfer device described in Patent Document 1 is known. In this transfer device, an X stage and a Y stage are provided at the lower horizontal portion of an L-shaped frame, and a substrate table as a support portion for a molded product is mounted thereon, and an upper and lower direction is placed above the vertical portion of the frame. A mold support (mold holder) is provided via a moving mechanism. The mold holder holds a mold on which a fine transfer pattern for transfer is formed.
そして、基板テーブルを、Xステージ、Yステージを用いてX軸方向Y軸方向で適宜位置決めし、型保持体を下降し型で基板を押圧することで、基板への微細転写パターンの転写を行うようになっている。
ところで、特許文献1に記載の従来の転写装置では、型保持体を下降し型で基板を押圧するときに、転写装置のわずかな精度の誤差により、基板テーブルの位置がごくわずかにずれる場合がある。たとえば、基板を押圧する型に面は、型保持体の移動方向に対して直角であることが理想であるが、実際にはごくわずかであるが傾いている。このごくわずかに傾いている状態で基板を押圧すると、X軸方向やY軸方向の小さな分力が発生し、この分力で、基板テーブルの位置がわずかにずれる場合がある。 By the way, in the conventional transfer apparatus described in Patent Document 1, when the mold holder is lowered and the substrate is pressed by the mold, the position of the substrate table may be slightly shifted due to a slight accuracy error of the transfer apparatus. is there. For example, the surface of the mold that presses the substrate is ideally perpendicular to the direction of movement of the mold holder, but is actually slightly inclined. When the substrate is pressed in such a slightly tilted state, a small component force in the X-axis direction or the Y-axis direction is generated, and the position of the substrate table may be slightly shifted by this component force.
そこで、特許文献1に記載の従来の転写装置では、磁石の保持力を利用して前記位置ずれを防止しているが、磁石を用いることで構成が煩雑になっている。磁石を使用しない従来の転写装置では、基板テーブルを駆動するサーボモータを用いて、基板テーブルの位置を保持するようになっている。したがって、転写の際に前記サーボモータに多くの電流が流れ、サーボモータやXステージ、Yステージが発熱しやすいという問題がある。 Therefore, in the conventional transfer apparatus described in Patent Document 1, the displacement is prevented by using the holding force of the magnet, but the configuration is complicated by using the magnet. In a conventional transfer apparatus that does not use a magnet, the position of the substrate table is held using a servo motor that drives the substrate table. Therefore, there is a problem that a large amount of current flows through the servomotor during transfer, and the servomotor, the X stage, and the Y stage tend to generate heat.
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、基板を保持し位置決めがされている基板テーブルに、型を保持した型保持体を近づけて、前記型に形成されている微細な転写パターンを前記基板に転写する転写装置および転写方法において、前記転写をする際に、前記基板テーブルの位置決めによる発熱を抑制することができる転写装置および転写方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a fine transfer formed on the mold by bringing the mold holder holding the mold close to the substrate table holding and positioning the substrate. It is an object of the present invention to provide a transfer apparatus and a transfer method for transferring a pattern onto the substrate, which can suppress heat generation due to positioning of the substrate table during the transfer.
請求項1に記載の発明は、転写用の型を基板テーブルに対向させて保持可能であると共に、前記基板テーブルに対し接近・離反する方向で相対的に移動自在な型保持体と、基板を前記型保持体に対向させて保持可能であると共に、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対し相対的に移動自在な前記基板テーブルと、前記型保持体を前記接近・離反する方向で相対的に移動するための型保持体駆動手段と、前記基板テーブルを前記交差する方向で相対的に移動するための基板テーブル駆動手段と、前記基板テーブル駆動手段で所定の位置に移動位置決めされた前記基板テーブルに前記型保持体を接近させて前記型で前記基板を押圧するときに、この押圧力で前記基板テーブルが前記所定の位置から前記交差する方向で変位するように、前記基板テーブル駆動手段による保持力を低減するべく前記基板テーブル駆動手段を制御する制御手段とを有する転写装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a mold holding body capable of holding a transfer mold facing a substrate table, and relatively movable in a direction approaching and separating from the substrate table, and a substrate. The substrate table that can be held opposite to the mold holder and that is movable relative to the mold holder in a direction intersecting the approaching / separating direction of the mold holder, and the mold holder Mold holding body driving means for relatively moving a body in the approaching / separating direction, substrate table driving means for relatively moving the substrate table in the intersecting direction, and the substrate table driving means When the mold holder is brought close to the substrate table moved and positioned at a predetermined position and the substrate is pressed by the mold, the substrate table intersects from the predetermined position by the pressing force. To be displaced in direction, a transfer device and a control means for controlling the substrate table drive means in order to reduce the holding force by the substrate table drive means.
請求項2に記載の発明は、転写用の型を基板テーブルに対向させて保持可能であると共に、前記基板テーブルに対し接近・離反する方向で相対的に移動自在な型保持体と、基板を前記型保持体に対向させて保持可能であると共に、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対し相対的に移動自在な前記基板テーブルと、前記型保持体を前記接近・離反する方向で相対的に移動するための型保持体駆動手段と、前記基板テーブルを前記交差する方向で相対的に移動するためのサーボモータと、前記サーボモータで相対的に移動する前記基板テーブルの位置を検出する基板テーブル位置検出手段と、前記サーボモータで前記基板テーブルを相対的に所定の位置に移動位置決め可能であると共に、前記所定の位置に移動位置決めされた前記基板テーブルに前記型保持体を相対的に接近させて前記型で前記基板を押圧するときに変化する前記基板テーブルの位置を、前記基板テーブル位置検出手段で検出し、この検出値が目標値になるように前記サーボモータを制御して前記基板テーブルを相対的に移動位置決めする制御手段とを有する転写装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a mold holding body capable of holding a transfer mold facing a substrate table, and relatively movable in a direction approaching or moving away from the substrate table, and a substrate. The substrate table that can be held opposite to the mold holder and that is movable relative to the mold holder in a direction intersecting the approaching / separating direction of the mold holder, and the mold holder A mold holding body driving means for relatively moving the body in the approaching / separating direction, a servo motor for relatively moving the substrate table in the intersecting direction, and a relative movement by the servo motor The substrate table position detecting means for detecting the position of the moving substrate table and the servo motor can relatively move the substrate table to a predetermined position and move to the predetermined position. The substrate table position detecting means detects the position of the substrate table that changes when the mold holder is relatively approached to the placed substrate table and the substrate is pressed with the mold, and this detection is performed. And a control unit that controls the servo motor to relatively move and position the substrate table so that the value becomes a target value.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の転写装置において、前記型で前記基板を押圧するときの押圧力を検出する押圧力検出手段を有し、前記制御手段は、前記押圧力検出手段の検出結果に応じて、前記サーボモータを制御し、前記基板テーブルの相対的な移動位置決めをする手段である転写装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the transfer device according to the second aspect of the present invention, the transfer device includes a pressing force detecting unit that detects a pressing force when pressing the substrate with the mold, and the control unit includes the pressing force. It is a transfer device which is a means for controlling the servo motor in accordance with the detection result of the detection means and positioning the relative movement of the substrate table.
請求項4に記載の発明は、転写用の型を基板テーブルに対向させて型保持体で保持する工程と、基板を前記型保持体に対向させて前記基板テーブルで保持する工程と、前記型の転写パターンを前記基板の所定の位置へ転写するために、サーボモータを用いて前記基板テーブルを前記型保持体に対して所定の位置に位置決めする工程と、前記型の転写パターンを前記基板の所定の位置へ転写すべく前記型で前記基板を押圧する工程とを有し、前記押圧をしているときに、前記サーボモータによる前記基板テーブルの保持力を低減する転写方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a step of holding a transfer mold facing a substrate table by a mold holder, a step of holding a substrate opposite the mold holder and holding the substrate by the substrate table, and the mold Positioning the substrate table at a predetermined position with respect to the mold holder using a servo motor to transfer the transfer pattern of the mold to a predetermined position of the substrate; and And a step of pressing the substrate with the mold to transfer it to a predetermined position, and the holding method of the substrate table by the servo motor is reduced when the pressing is performed.
本発明によれば、基板を保持し位置決めがされている基板テーブルに、型を保持した型保持体を近づけて、前記型に形成されている微細な転写パターンを前記基板に転写する転写装置および転写方法において、前記転写をする際に、前記基板テーブルの位置決めによる発熱を抑制することができるという効果を奏する。 According to the present invention, a transfer apparatus for transferring a fine transfer pattern formed on the mold to the substrate by bringing the mold holder holding the mold close to a substrate table that holds and positions the substrate, and In the transfer method, there is an effect that heat generation due to positioning of the substrate table can be suppressed during the transfer.
図1は、本発明の実施形態に係る転写装置1の概略構成を示す正面図であり、図2は、転写装置1の概略構成を示す側面図であり、図1におけるII矢視図である。 FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a transfer device 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of the transfer device 1, and is a view taken in the direction of arrow II in FIG. .
転写装置1は、型保持体7と基板テーブル15とを備えている。型保持体7は、転写用の型(以下、単に「型」という場合がある。)Mを基板テーブル15に対向させて保持することができるようになっている。転写用の型Mは、平板状に形成されており、厚さ方向の一方の面に、微細な転写パターンが形成されている。また、型Mは、微細な転写パターンが形成されている側の面が、基板テーブル15の上面の平面に対して平行で対向するようにして、型保持体7に着脱自在に保持されるようになっている。型保持体7は、基板テーブル15に対して接近・離反する方向(たとえば、基板テーブル15の上面の平面や微細な転写パターンが形成されている型Mの面に直交する方向)で相対的に移動自在になっている。
The transfer device 1 includes a
基板テーブル15は、基板(被成形材料である基板)Wを型保持体7に対向させて着脱自在に保持することができるようになっている。また、基板テーブル15は、型保持体7の接近・離反方向に対して交差する方向(たとえば直交する方向;基板テーブル15の上面の平面や微細な転写パターンが形成されている型Mの面が展開している方向)で、型保持体7に対し相対的に移動自在になっている。
The substrate table 15 can detachably hold a substrate (substrate that is a material to be molded) W facing the
転写装置1には、型保持体7を前記接近・離反する方向で相対的に移動する型保持体駆動手段21と、基板テーブル15を、前記交差する方向で型保持体7に対し相対的に移動するサーボモータ13、19とが設けられている。
The transfer apparatus 1 includes a mold holder driving means 21 that relatively moves the
また、転写装置1には、サーボモータ13、19で相対的に移動する基板テーブル15の位置を検出する基板テーブル位置検出手段(図示せず)と、制御手段(制御装置)23(図3参照)と、型Mで基板Wを押圧するときの押圧力を検出する押圧力検出手段(たとえばロードセル25)とが設けられている。
Further, the transfer device 1 includes a substrate table position detecting means (not shown) for detecting the position of the substrate table 15 that is relatively moved by the
制御装置23は、前記基板テーブル位置検出手段の検出結果をフィードバックすることにより、サーボモータ13、19で基板テーブル15を相対的に所定の位置に移動位置決めするものである。
The
また、制御装置23は、前記所定の位置に移動位置決めされた基板テーブル15に型保持体7を相対的に接近させて型Mで基板Wを押圧するときに変化する基板テーブル15の位置を、前記基板テーブル位置検出手段で検出し、この検出値が目標値になるようにサーボモータ13、19を制御して基板テーブル15を相対的に移動位置決めするものである。
Further, the
さらに、制御装置23は、ロードセル25の検出結果に応じて、サーボモータ13、19を制御し、基板テーブル15の相対的な移動位置決めをするものである。
Further, the
転写装置1について、より詳しく説明する。 The transfer device 1 will be described in more detail.
以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をX軸方向とし、水平方向の他の一方向であってX軸方向に垂直な方向をY軸方向とし、X軸方向およびY軸方向に垂直な方向(上下方向;鉛直方向)をZ軸方向とする。また、本件明細書のサーボモータは、ACサーボモータ、DCサーボモータ等の出力軸が回転するモータに加えてリニアモータもこの範疇に含むものとする。 Hereinafter, for convenience of explanation, one horizontal direction is defined as an X-axis direction, another horizontal direction that is perpendicular to the X-axis direction is defined as a Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction. A direction perpendicular to (vertical direction; vertical direction) is taken as the Z-axis direction. The servo motor in this specification includes a linear motor in this category in addition to a motor whose output shaft rotates, such as an AC servo motor or a DC servo motor.
転写装置1は、ベース部材3を備えている。型保持体7は、ベース部材3の上方で、たとえば、リニアガイドベアリング(図示せず)により支持されベース部材3に対しZ軸方向で移動自在になっている。型保持体7は、ACサーボモータ(もしくはDCサーボモータ)5とボールネジ6とにより、Z軸方向で移動することができるようになっている。なお、DCサーボモータやACサーボモータとボールネジとを用いる代わりに、リニアモータを用いて、型保持体7を移動するようにしてもよい。また、転写用に型Mは、型保持体7の下面に配置され固定されるようになっている。
The transfer device 1 includes a
ベース部材3の下方には、板状の基板テーブル支持部材9が設けられている。基板テーブル支持部材9は、たとえば、リニアガイドベアリング11により支持されベース部材3に対しY軸方向に移動自在になっている。基板テーブル支持部材9は、リニアモータ(Y軸用のリニアモータ;ACサーボモータ等を用いてもよい。)13により、Y軸方向に移動することができるようになっている。なお、Y軸用のリニアモータ13の固定子がベース部材3に一体的に設けられており、Y軸用のリニアモータの可動子が基板テーブル支持部材9に一体的に設けられている。
A plate-like substrate
基板テーブル支持部材9の上側であって型保持体7の下側には、板状の基板テーブル15が設けられている。基板テーブル15は、たとえば、リニアガイドベアリング17により支持され基板テーブル支持部材9に対しX軸方向で移動自在になっている。また、基板テーブル15は、X軸用のリニアモータ(ACサーボモータ等を用いてもよい。)19により、X軸方向に移動することができるようになっている。なお、X軸用のリニアモータ19の固定子が基板テーブル支持部材9に一体的に設けられており、X軸用のリニアモータ19の可動子が基板テーブル15に一体的に設けられている。
A plate-like substrate table 15 is provided above the substrate
ベース部材3と基板テーブル支持部材9との間には、ベース部材3に対する基板テーブル支持部材9のY軸方向における位置を検出するためのY軸用のリニアスケール(基板テーブル位置検出手段の例であるリニアスケール;図示せず)が設けられている。すなわち、Y軸用のリニアスケールは、Y軸用のリニアモータ13の固定子が設置されている部材と、Y軸用のリニアモータ13の可動子が設置されている部材との間の相対的な位置を検出するものであるといえる。また、同様にして、基板テーブル支持部材9と基板テーブル15との間には、基板テーブル支持部材9に対する基板テーブル15のX軸方向における位置を検出するためのX軸用のリニアスケール(基板テーブル位置検出手段の例であるリニアスケール;図示せず)が設けられている。なお、ベース部材3と型保持体7との間に、ベース部材3に対する型保持体7のZ軸方向における位置を検出するためのZ軸用のリニアスケールが設けられていてもよい。
Between the
ベース部材3の上方には、前述したように、型Mで基板Wを押圧するときの押圧力を検出する押圧力検出手段の例であるロードセル25が設けられている。
Above the
次に、制御手段(制御装置)23等について説明する。 Next, the control means (control device) 23 and the like will be described.
図3は、制御装置23の概略構成を示すブロック図であり、図4は、サーボドライバ27の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
転写装置1の制御装置23は、図3に示すように、コントローラ部29を備えており、このコントローラ部29には、HMI(ヒューマン・マシン・インタフェース)31が接続されており、たとえば、転写のためのプログラムを、タッチスイッチ等を介して入力し、転写の進行状況を、LCD(液晶表示装置)を介してオペレータに示すことができるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
ロードセル25で検出した押圧力は、コントローラ部29に入力されるようになっている。また、コントローラ部29の制御の下、各サーボドライバ27(27A、27B、27C)により、各サーボモータ5、13、19が駆動するようになっている。各サーボモータ5、13、19による基板テーブル15等の移動速度や位置は、リニアスケールを用いてフィードバックされるようになっている。
The pressing force detected by the
また、図4に示すように、サーボドライバ27は、サーボアンプ33と、サーボモータに流れる電流を検出しフィードバックすることにより、サーボモータのトルク制限を行う部位35と、サーボモータの速度(たとえば基板テーブルの移動速度)を検出しフィードバックして、サーボモータの速度制御を行う部位37と、サーボモータの移動距離(たとえば、基板テーブル15の位置)を検出しフィードバックして、基板テーブル15の位置を制御する位置制御部39とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
そして、制御装置23は、X軸用のリニアスケール、Y軸用のリニアスケールの検出結果をフィードバックすることにより、各リニアモータ13、19を適宜駆動し、型Mの微細な転写パターンを基板Wへ転写するための所定の位置に、基板テーブル15を位置決めするようになっている。
Then, the
また、制御装置23は、転写するための所定の位置に移動位置決めされた基板テーブル15に型保持体7を接近させて型Mで基板Wを押圧するときに変化する基板テーブル15の位置(X軸方向、Y軸方向にわずかにずれた位置)を前記各リニアスケールで検出し、この検出値が目標値になるように各リニアモータ13、19を制御して基板テーブル15を移動位置決めするようになっている。
Further, the
さらに、制御装置23は、ロードセル25が所定の値の押圧力(たとえば「0」より大きい押圧力)を検出したときに、前述したように、基板テーブル15のわずかに変化した位置を前記各リニアスケールで検出し、この検出値が目標値になるように各リニアモータ13、19を制御して基板テーブル15を移動位置決めするようになっている。
Further, as described above, when the
図5(基板Wに転写をする際の基板テーブル15の挙動を示す図)を用いてより詳しく説明する。 This will be described in more detail with reference to FIG. 5 (a diagram showing the behavior of the substrate table 15 when transferring to the substrate W).
なお、この説明では、理解を容易にするために基板テーブル15のX軸方向の挙動を例に掲げて説明するが、Y軸方向の挙動についても同様に理解されるものである。 In this description, the behavior in the X-axis direction of the substrate table 15 will be described as an example for easy understanding, but the behavior in the Y-axis direction can be similarly understood.
まず、図5(a)に示す状態では、型Mの微細な転写パターンを基板Wへ転写するための所定の位置に、基板テーブル15が位置決めされているものとする。この状態では、リニアモータ19により、基板テーブル15の前記所定の位置は保持されているものとする。
First, in the state shown in FIG. 5A, it is assumed that the substrate table 15 is positioned at a predetermined position for transferring the fine transfer pattern of the mold M to the substrate W. In this state, it is assumed that the predetermined position of the substrate table 15 is held by the
図5(a)に示す状態から、型保持体7を下降して(基板テーブル15に接近させて)型Mが基板Wに面接触すると、この面接触をしたときから基板テーブル15(基板W)には押圧力Fがかかる。
From the state shown in FIG. 5A, when the
前記押圧力Fは、押圧開始直後の状態(図5(b)に示す状態)では、小さな値F1であるが、その後時刻の経過によって徐々に増えていく(たとえば経過時刻にほぼ比例して増えていく)。そして、図5(c)に示すように、やがて最大値Ffになる。この最大値Ffに達してから所定の時間だけ、前記最大値Ffが維持され、この維持されている間に、基板Wに設けられている被成形層(紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で構成されている被成形層)の硬化が行われる。 The pressing force F is a small value F1 in a state immediately after the start of pressing (the state shown in FIG. 5B), but gradually increases with the passage of time thereafter (for example, increases substantially in proportion to the elapsed time). To go). Then, as shown in FIG. 5C, the maximum value Ff is eventually reached. The maximum value Ff is maintained for a predetermined time after reaching the maximum value Ff, and while the maximum value Ff is maintained, a layer to be molded (consisting of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin) provided on the substrate W. Curing of the molding layer).
前記最大値Ffが所定の時間維持された後、型保持体7が上昇して型Mが基板Wから離れると、前記押圧力Fは「0」になる。
After the maximum value Ff is maintained for a predetermined time, when the
ところで前述したように、転写装置1の精度のわずかなくるいにより、転写のときに基板テーブル15にZ軸方向の押圧力がかかると、基板テーブル15がX軸方向に移動し始める。すなわち、転写する際、押圧力Fにより基板テーブル15の位置が、型保持体7と共にごくわずかな距離ΔXずれるものである。前記ずれ量ΔXは、たとえば、押圧力Fの値にほぼ比例して大きくなる。
By the way, as described above, the substrate table 15 starts to move in the X-axis direction when a pressing force in the Z-axis direction is applied to the substrate table 15 at the time of transfer due to a slight loss of accuracy of the transfer device 1. That is, at the time of transfer, the position of the substrate table 15 is shifted by a very small distance ΔX together with the
すなわち、図5(b)に示すように、押圧力Fの値が小さいとき(F1のとき)は、ずれ量(変位量)ΔXはΔX1であり小さいが、(図5(c)に示すように、押圧力Fの値が大きいとき(たとえば最大値Ffのとき)は、ずれ量ΔXは最大値ΔXfとなり、ΔX1より大きくなる。 That is, as shown in FIG. 5B, when the value of the pressing force F is small (in the case of F1), the deviation amount (displacement amount) ΔX is as small as ΔX1, but as shown in FIG. 5C. In addition, when the value of the pressing force F is large (for example, at the maximum value Ff), the deviation amount ΔX becomes the maximum value ΔXf, which is larger than ΔX1.
制御装置23は、X軸用のリニアスケールにより、ずれ量ΔXを読み取り、このずれ量ΔXを、初期値(型Mの微細な転写パターンを基板Wへ転写するための所定の位置;転写のための押圧が開始される直前の位置)X0に加える。そして、「X0+ΔX」の位置を新たな位置決めの目標値として、リニアモータ19で基板テーブル15を移動位置決めするようになっている。より詳しくは、たとえば、型Mによる基板Wへの押圧が開始された時点から、押圧力が最大値Ffになるまでの間に、短い時間間隔で多数回、前記目標値の補正がなされ基板テーブル15の位置決めがなされるようになっている。
The
押圧力Fが最大値Ffになっているときも、同様にして、前記目標値の補正がなされるようになっている。 Similarly, when the pressing force F is the maximum value Ff, the target value is corrected.
さらに、前記最大値Ffが所定の時間維持された後に、型Mが基板Wから離れるときには、基板テーブル15にかかる押圧力Fは最大値Ffから「0」まで減少する。この減少に伴って、ΔXfだけ変位していた基板テーブル15は、基板テーブル15の復元力等により、変位ΔXfがたとえば「0」になる位置(位置X0)に戻ろうとするが、制御装置23は、押圧力Fが最大値Ffから減少して「0」になるときも、同様にして、前記目標値の補正をして基板テーブル15を移動位置決めするようになっている。 Further, when the mold M leaves the substrate W after the maximum value Ff is maintained for a predetermined time, the pressing force F applied to the substrate table 15 decreases from the maximum value Ff to “0”. With this decrease, the substrate table 15 that has been displaced by ΔXf tries to return to a position (position X0) where the displacement ΔXf becomes “0”, for example, due to the restoring force of the substrate table 15, etc. Similarly, when the pressing force F decreases from the maximum value Ff to “0”, the substrate table 15 is moved and positioned by correcting the target value in the same manner.
すなわち、転写がなされる間、前記目標値の補正をして基板テーブル15の移動位置決めをするようになっている。 That is, during the transfer, the target value is corrected and the substrate table 15 is moved and positioned.
ところで、前述した目標値の補正は、型Mによる基板Wの押圧力が「0」を少しでも超えたことをロードセル25が検出したときに開始され、押圧力Fが「0」になったときに終了するようになっているが、必ずしもこのようになっている必要はなく、ロードセル25の検出値が所定の値(「0」よりも大きい所定の値;たとえば最大押圧力の10%)を超えたときに、前述した目標値の補正を開始し、ロードセル25の検出値が所定の値(「0」よりも大きい所定の値;前記開始のときの値と同じでもよいし異なっていてもよい)よりも小さくなったときに、前述した目標値の補正を終了してもよい。
By the way, the correction of the target value described above is started when the
なお、前記ロードセル25の前記所定の値は、制御装置内メモリ(図示せず)に設定されるようになっており、たとえば、パスワードで保護されており、通常のオペレータは変更することができないようになっている。
The predetermined value of the
次に、転写装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the transfer device 1 will be described.
まず、初期状態として、型保持体7は基板テーブル15から離れて上方に位置し、型保持体7には型Mが設置されており、基板テーブル15には基板Wが設置されており、転写のための所定の位置に基板テーブル15が位置決めされているものとする(図5(a)参照)。
First, as an initial state, the
この初期状態において、型保持体7を下降させて型Mで基板Wを押圧し、この押圧後、型保持体7を上昇させて型Mを基板Wから離すことにより基板Wへの転写を行う。このように基板Wへの転写を行っているときに、基板テーブル15の位置の変化を検出し、この検出した値を目標値として基板テーブル15を移動位置決めする(図5(b)、(c)参照)。
In this initial state, the
転写が終了したら、転写がされた基板Wを次の基板Wに交換し、基板テーブル15を所定の位置に位置決めし次の基板Wへの転写を同様に行う。 When the transfer is completed, the transferred substrate W is replaced with the next substrate W, the substrate table 15 is positioned at a predetermined position, and the transfer to the next substrate W is similarly performed.
転写装置1によれば、転写をする際、基板テーブル15の位置の変化を検出し、この検出値が目標値になるようにサーボモータ13、19を制御して基板テーブル15を移動位置決めするので、すなわち、転写の際に基板テーブル15を無理に保持(拘束)していないことになるので、リニアモータ13、19に流れる電流が小さくなっている。したがって、転写をする際に、基板テーブル15の位置決めによるリニアモータ13、19からの発熱を抑制することができる。また、磁石等を用いてないので、転写装置1の構成が簡素になっている。
According to the transfer apparatus 1, when transferring, the change in the position of the substrate table 15 is detected, and the
なお、転写装置1において、型Mで基板Wを押圧した後型Mを基板Wから相対的に離すときに、この離す前(たとえば直前)における基板テーブル15の位置を保持すべく、制御装置23でサーボモータ13、19を制御してもよい。
In the transfer apparatus 1, when the mold M is relatively separated from the substrate W after the substrate W is pressed with the mold M, the
また、ロードセル25に代えて、タイマを用いもしくは型保持体7の位置に応じて、基板テーブル15の位置制御を行ってもよい。
Further, instead of the
たとえば、型保持体7の下降開始時刻(型保持体7の基板テーブル15の方向への移動開始時刻)T0から所定時間経過後の時刻T1において、前記目標値の補正を開始し、前記時刻補正開始時刻T1から所定時間経過後の時刻T2において、前記目標値の補正を終了するようにしてもよい。
For example, the correction of the target value is started at a time T1 after a predetermined time has elapsed from the time when the
なお、前記説明では、型Mによる押圧力が時刻の経過により徐々に増え所定の値になったときに所定の時間この値を維持し、この後、押圧力が除去される場合を例に掲げているが、必ずしも押圧力がこのように変化する必要はない。押圧力の値が時刻の経過と共に増減をするようにしてもよい。このように押圧力が増減する場合には、図5に示す位置ずれ量ΔXも増減するものである。なお、図5(b)、(c)において位置ずれ量ΔXが型保持体7や基板テーブル15に比較して大きく描かれているが、これはずれ量ΔXを誇張して描いているからである。実際のずれ量Δxは、サブミクロンオーダーである。したがって、図5(b)、(c)では、型Mの右側の一部が基板Wからはずれているが、実際にはこのようにはずれることはない。
In the above description, when the pressing force by the mold M gradually increases with time and reaches a predetermined value, this value is maintained for a predetermined time, and thereafter the pressing force is removed as an example. However, the pressing force does not necessarily change in this way. The value of the pressing force may be increased or decreased with the passage of time. When the pressing force increases or decreases in this way, the positional deviation amount ΔX shown in FIG. 5 also increases or decreases. 5B and 5C, the positional deviation amount ΔX is drawn larger than that of the
さらに、転写装置1においては、基板テーブル15をX軸方向およびY軸方向で移動位置決めしているが、いずれか一方の位置決め機構を削除してもよい。 Furthermore, in the transfer apparatus 1, the substrate table 15 is moved and positioned in the X-axis direction and the Y-axis direction, but either one of the positioning mechanisms may be deleted.
また、基板テーブル15をX軸方向で移動位置決めすると共に、基板テーブル15をZ軸方向に延びた軸を中心に回動位置決めするようにしてもよい。さらには、基板テーブル15をZ軸方向に延びた第1の軸を中心に回動位置決めすると共に、基板テーブル15をZ軸方向に延びた第2の軸(水平方向において前記第1の軸から離れている軸)を中心に回動位置決めするようにしてもよい。 Further, the substrate table 15 may be moved and positioned in the X-axis direction, and the substrate table 15 may be rotated and positioned around an axis extending in the Z-axis direction. Further, the substrate table 15 is rotated and positioned around the first axis extending in the Z-axis direction, and the substrate table 15 is positioned in the second axis extending in the Z-axis direction (from the first axis in the horizontal direction). You may make it rotationally position centering on the axis | shaft which is distant.
また、転写装置1において、型保持体7と基板テーブル15とを入れ換えてもよい。すなわち、ベース部材3の上方で基板テーブル15をZ軸方向で移動自在に設け、ベース部材3の下方に型保持体7を設け、この型保持体7をX軸方向Y軸方向で移動位置決めするようにしてもよい。
In the transfer device 1, the
さらには、転写装置1において、ベース部材3の下方に設けられている基板テーブル15をZ軸方向に移動自在に設け、ベース部材3の上方に設けられている型保持体7をX軸方向Y軸方向で移動位置決め自在にしてもよい。
Further, in the transfer apparatus 1, the substrate table 15 provided below the
また、転写装置1において、型保持体7をベース部材3に一体的に設け、基板テーブル15をZ軸方向に移動自在に設けかつX軸方向Y軸方向で移動位置決め自在に設けてもよい。逆に、基板テーブル15をベース部材3に一体的に設け、型保持体7をZ軸方向に移動自在に設けかつX軸方向Y軸方向で移動位置決め自在に設けてもよい。
In the transfer apparatus 1, the
さらには、転写装置1において、型保持体7をZ軸方向に移動自在に設けかつX軸方向Y軸方向で移動位置決め自在に設けると共に、基板テーブル15をZ軸方向に移動自在に設けかつX軸方向Y軸方向で移動位置決め自在に設けてもよい。
Further, in the transfer apparatus 1, the
要するに、型保持体7が基板テーブル15に対して相対的に移動自在になっており、基板テーブル15が型保持体7に対して相対的に移動位置決め自在になっていればよい。
In short, it is sufficient that the
前述したように、型保持体7や基板テーブル15の移動形態を変更した場合に、サーボモータの可動子に連動して移動する部材(たとえば、ACサーボモータの回転出力軸にボールネジを介して連動されている基板テーブル15)と、サーボモータの固定子が固定されている部材(たとえば、ACサーボモータの筐体が固定されている基板テーブル支持9)との間にリニアスケールが設けられて、基板テーブル支持9に対する基板テーブル15に位置を検出可能になっている。
As described above, when the movement type of the
また、転写装置1を、Z軸方向が上下方向になるようにして使用するのではなく、Z軸方向が水平方向や斜め方向になるようにして使用してもよい。 Further, the transfer device 1 may be used such that the Z-axis direction is a horizontal direction or an oblique direction, instead of using the Z-axis direction to be the vertical direction.
なお、転写装置1は、型保持体7と、基板テーブル15と、前記型保持体駆動手段と、前記基板テーブル駆動手段と前記基板テーブル駆動手段で所定の位置に移動位置決めされた前記基板テーブルに前記型保持体を接近させて前記型で前記基板を押圧するときに、この押圧力で前記基板テーブルが前記所定の位置から前記交差する方向で変位するように、前記基板テーブル駆動手段による保持力(前記基板テーブルを前記所定の位置に保持しておこうとする力)を低減する(低減は、保持力を「0」にする場合も含む)するべく前記基板テーブル駆動手段を制御する制御手段とを有する転写装置の例である。
The transfer device 1 is arranged on the substrate table moved and positioned at a predetermined position by the
1 転写装置
7 型保持体
13、19 リニアモータ
23 制御装置
25 ロードセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
基板を前記型保持体に対向させて保持可能であると共に、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対し相対的に移動自在な前記基板テーブルと;
前記型保持体を前記接近・離反する方向で相対的に移動するための型保持体駆動手段と;
前記基板テーブルを前記交差する方向で相対的に移動するための基板テーブル駆動手段と;
前記基板テーブル駆動手段で所定の位置に移動位置決めされた前記基板テーブルに前記型保持体を接近させて前記型で前記基板を押圧するときに、この押圧力で前記基板テーブルが前記所定の位置から前記交差する方向で変位するように、前記基板テーブル駆動手段による保持力を低減するべく前記基板テーブル駆動手段を制御する制御手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 A mold holder capable of holding the transfer mold facing the substrate table and relatively movable in a direction approaching or moving away from the substrate table;
The substrate table capable of holding the substrate facing the mold holder and movable relative to the mold holder in a direction intersecting with the approaching / separating direction of the mold holder;
Mold holder driving means for relatively moving the mold holder in the approaching / separating direction;
Substrate table driving means for relatively moving the substrate table in the intersecting direction;
When the substrate holder is moved to a predetermined position by the substrate table driving means and the mold holder is brought close to the substrate table to press the substrate with the mold, the pressing force causes the substrate table to move from the predetermined position. Control means for controlling the substrate table driving means to reduce the holding force by the substrate table driving means so as to be displaced in the intersecting direction;
A transfer device comprising:
基板を前記型保持体に対向させて保持可能であると共に、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対し相対的に移動自在な前記基板テーブルと;
前記型保持体を前記接近・離反する方向で相対的に移動するための型保持体駆動手段と;
前記基板テーブルを前記交差する方向で相対的に移動するためのサーボモータと;
前記サーボモータで相対的に移動する前記基板テーブルの位置を検出する基板テーブル位置検出手段と;
前記サーボモータで前記基板テーブルを相対的に所定の位置に移動位置決め可能であると共に、前記所定の位置に移動位置決めされた前記基板テーブルに前記型保持体を相対的に接近させて前記型で前記基板を押圧するときに変化する前記基板テーブルの位置を、前記基板テーブル位置検出手段で検出し、この検出値が目標値になるように前記サーボモータを制御して前記基板テーブルを相対的に移動位置決めする制御手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 A mold holder capable of holding the transfer mold facing the substrate table and relatively movable in a direction approaching or moving away from the substrate table;
The substrate table capable of holding the substrate facing the mold holder and movable relative to the mold holder in a direction intersecting with the approaching / separating direction of the mold holder;
Mold holder driving means for relatively moving the mold holder in the approaching / separating direction;
A servomotor for relatively moving the substrate table in the intersecting direction;
Substrate table position detecting means for detecting the position of the substrate table relatively moved by the servo motor;
The servo motor can move and position the substrate table relatively to a predetermined position, and the mold holder is moved closer to the substrate table moved and positioned to the predetermined position to move the substrate table with the mold. The position of the substrate table that changes when the substrate is pressed is detected by the substrate table position detecting means, and the servo motor is controlled to relatively move the substrate table so that the detected value becomes a target value. Control means for positioning;
A transfer device comprising:
前記型で前記基板を押圧するときの押圧力を検出する押圧力検出手段を有し、
前記制御手段は、前記押圧力検出手段の検出結果に応じて、前記サーボモータを制御し、前記基板テーブルの相対的な移動位置決めをする手段であることを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 2,
A pressing force detecting means for detecting a pressing force when pressing the substrate with the mold;
The transfer device according to claim 1, wherein the control unit is a unit that controls the servo motor in accordance with a detection result of the pressing force detection unit and performs relative movement positioning of the substrate table.
基板を前記型保持体に対向させて前記基板テーブルで保持する工程と;
前記型の転写パターンを前記基板の所定の位置へ転写するために、サーボモータを用いて前記基板テーブルを前記型保持体に対して所定の位置に位置決めする工程と;
前記型の転写パターンを前記基板の所定の位置へ転写すべく前記型で前記基板を押圧する工程と;
を有し、前記押圧をしているときに、前記サーボモータによる前記基板テーブルの保持力を低減することを特徴とする転写方法。 Holding the transfer mold against the substrate table with a mold holder;
Holding the substrate on the substrate table so as to face the mold holder;
Positioning the substrate table at a predetermined position with respect to the mold holder using a servo motor to transfer the transfer pattern of the mold to the predetermined position of the substrate;
Pressing the substrate with the mold to transfer the transfer pattern of the mold to a predetermined position on the substrate;
And a holding method of the substrate table by the servo motor is reduced when the pressing is performed.
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