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JP2021048191A - Imprint device and manufacturing method of article - Google Patents

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JP2021048191A
JP2021048191A JP2019168730A JP2019168730A JP2021048191A JP 2021048191 A JP2021048191 A JP 2021048191A JP 2019168730 A JP2019168730 A JP 2019168730A JP 2019168730 A JP2019168730 A JP 2019168730A JP 2021048191 A JP2021048191 A JP 2021048191A
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JP
Japan
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mark
substrate
mold
unit
imprint
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Pending
Application number
JP2019168730A
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Japanese (ja)
Inventor
憲司 八重樫
Kenji Yaegashi
憲司 八重樫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】モールドと基板との位置合わせを精度よく制御するために有利な技術を提供する。【解決手段】モールドを用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント装置は、前記モールドの型マークと前記基板の基板マークとで形成される像を検出する検出部と、前記型マークを模した第1マークを有する第1部材と前記基板マークを模した第2マークを有する第2部材とを含む機構と、前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第1部材と前記第2部材とを相対的に駆動して前記第1マークと前記第2マークとの相対位置を変更しながら、前記第1マークと前記第2マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an advantageous technique for accurately controlling the alignment between a mold and a substrate. An imprinting apparatus for molding an imprint material on a substrate using a mold has a detection unit for detecting an image formed by a mold mark of the mold and a substrate mark of the substrate, and the mold mark. It includes a mechanism including a first member having a first mark imitated and a second member having a second mark imitating the substrate mark, and a control unit for controlling the alignment of the mold and the substrate. The control unit relatively drives the first member and the second member to change the relative positions of the first mark and the second mark, while using the first mark and the second mark. By causing the detection unit to detect the reference image formed by, information indicating the relationship between the change in the relative position and the change in the detection result of the reference image by the detection unit is generated, and the information and the detection unit are generated. The alignment is controlled based on the detection result of the image. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprinting apparatus and a method for manufacturing an article.

基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置の1つとして、インプリント装置が注目されている。インプリント装置は、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。 An imprint device is attracting attention as one of the lithography devices for forming a pattern on a substrate. The imprint device cures the imprint material in a state where the mold and the imprint material on the substrate are in contact with each other, and peels the mold from the cured imprint material to form a pattern of the imprint material on the substrate. can do.

インプリント装置では、例えば、モールドに設けられたマーク(型マーク)と基板に設けられたマーク(基板マーク)とで形成されるモアレ像を検出部で検出し、その検出結果に基づいてモールドと基板との位置合わせが行われうる。引用文献1には、型マークと基板マークとによるモアレ像と同様な正弦波信号を生じさせる基準マークを基板ステージ上に設け、当該基準マークを検出部に検出(撮像)させた結果に基づいて検出部の性能を評価する方法が開示されている。 In the imprinting apparatus, for example, a moiré image formed by a mark (mold mark) provided on a mold and a mark (board mark) provided on a substrate is detected by a detection unit, and the mold is formed based on the detection result. Alignment with the substrate can be performed. In Reference 1, a reference mark for generating a sine wave signal similar to a moire image formed by a mold mark and a substrate mark is provided on the substrate stage, and the reference mark is detected (imaged) by a detection unit based on the result. A method for evaluating the performance of the detection unit is disclosed.

特開2015−154008号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-15408

型マークと基板マークとで形成される像についての検出部での検出結果は、例えば検出部の検出誤差や製造プロセスなどにより、それらのマークの設計どおりにならないことが多い。そのため、型マークと基板マークとの相対位置の変化と検出部による像の検出結果の変化との関係を事前に求めておき、当該関係を示す情報に基づいてモールドと基板との位置合わせを行うことが好ましい。しかしながら、典型的なインプリント装置では、モールドと基板上のインプリント材とが接触していない状態においてはモールドと基板との相対位置を精度よく制御することが困難である。そのため、当該関係の取得において型マークと基板マークとを用いてしまうと、当該関係を精度よく求めることができず、モールドと基板との位置合わせ精度が低下しうる。また、引用文献1に記載された方法では、1つの正弦波信号を生じさせる基準マークを用いており、正弦波信号を変化させることができないため、当該関係を求めることができない。 The detection result of the image formed by the mold mark and the substrate mark by the detection unit often does not match the design of those marks due to, for example, a detection error of the detection unit or a manufacturing process. Therefore, the relationship between the change in the relative position between the mold mark and the substrate mark and the change in the image detection result by the detection unit is obtained in advance, and the mold and the substrate are aligned based on the information indicating the relationship. Is preferable. However, in a typical imprinting apparatus, it is difficult to accurately control the relative position between the mold and the substrate when the mold and the imprint material on the substrate are not in contact with each other. Therefore, if the mold mark and the substrate mark are used in the acquisition of the relationship, the relationship cannot be obtained accurately, and the alignment accuracy between the mold and the substrate may decrease. Further, in the method described in Cited Document 1, a reference mark for generating one sine wave signal is used, and the sine wave signal cannot be changed, so that the relationship cannot be obtained.

そこで、本発明は、モールドと基板との位置合わせを精度よく制御するために有利な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an advantageous technique for accurately controlling the alignment between the mold and the substrate.

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のインプリント材を成形するインプリント装置であって、前記モールドに設けられた型マークと前記基板に設けられた基板マークとで形成される像を検出する検出部と、前記型マークを模した第1マークを有する第1部材と前記基板マークを模した第2マークを有する第2部材とを含み、前記第1部材と前記第2部材とを相対的に駆動可能な機構と、前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第1部材と前記第2部材とを相対的に駆動して前記第1マークと前記第2マークとの相対位置を変更しながら、前記第1マークと前記第2マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the imprinting apparatus as one aspect of the present invention is an imprinting apparatus for molding an imprint material on a substrate by using a mold, and the mold mark provided on the mold and the above. A detection unit that detects an image formed by a substrate mark provided on a substrate, a first member having a first mark imitating the mold mark, and a second member having a second mark imitating the substrate mark. The first member includes a mechanism capable of relatively driving the first member and the second member, and a control unit for controlling the alignment of the mold and the substrate. While relatively driving the member and the second member to change the relative positions of the first mark and the second mark, the reference image formed by the first mark and the second mark is displayed. By causing the detection unit to detect, information indicating the relationship between the change in the relative position and the change in the detection result of the reference image by the detection unit is generated, and the information and the detection result of the image by the detection unit are obtained. It is characterized in that the alignment is controlled based on the above.

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 or other aspects of the invention will be manifested in 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位置合わせを精度よく制御するために有利な技術を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous technique for accurately controlling the alignment between the mold and the substrate.

第1実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of the imprinting apparatus of the first embodiment 検出部の構成例を示す図The figure which shows the configuration example of the detection part 検出部の変形例を示す図The figure which shows the modification of the detection part 光源部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the light source part 光源部の変形例を示す図The figure which shows the deformation example of a light source part 検出部の照明部の瞳強度分布と、撮像部の開口数との位置関係の例を示す図The figure which shows the example of the positional relationship between the pupil intensity distribution of the illumination part of a detection part, and the numerical aperture of an image pickup part. 回折格子の構成例を示す図The figure which shows the structural example of a diffraction grating 型マークMmおよび基板マークMwの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the mold mark Mm and the substrate mark Mw. 型マークMmおよび基板マークMwの他の構成例を示す図The figure which shows the other structural example of the mold mark Mm and the substrate mark Mw. 基板マークMwの1次回折効率のシミュレーション結果を例示した図The figure which illustrated the simulation result of the primary diffraction efficiency of the substrate mark Mw. インプリント処理を示すフローチャートFlowchart showing imprint processing 校正機構を用いて校正情報を生成する処理を示すフローチャートFlow chart showing the process of generating calibration information using the calibration mechanism 検出部から取得される検出信号と、校正情報とを示す図The figure which shows the detection signal acquired from the detection part, and the calibration information. 第2実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図The schematic diagram which shows the structure of the imprint apparatus of 2nd Embodiment 物品の製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of an article

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the attached drawings, the same or similar configurations are designated by the same reference numbers, and duplicate explanations are omitted.

<第1実施形態>
インプリント装置は、部材上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギを与えることにより、型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。例えば、インプリント装置は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド(型)を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離(離型)することで、基板上にインプリント材のパターン層を形成することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれる。
<First Embodiment>
The imprint device is a device that forms a pattern of a cured product to which the uneven pattern of the mold is transferred by bringing the imprint material supplied on the member into contact with the mold and applying energy for curing to the imprint material. Is. For example, an imprinting apparatus supplies an imprint material onto a substrate and cures the imprint material in a state where a mold having an uneven pattern is brought into contact with the imprint material on the substrate. Then, by widening the distance between the mold and the substrate and peeling (releasing) the mold from the cured imprint material, a pattern layer of the imprint material can be formed on the substrate. Such a series of processes is called "imprint process".

インプリント材には、硬化用のエネルギ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、紫外線などの光である。 As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves, heat, etc. are used as the energy for curing. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less.

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、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。 The curable composition is a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by light may contain at least a polysynthetic compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-heavy synthetic compound or a solvent, if necessary. The non-heavy synthetic compound is at least one selected from the group of sensitizers, hydrogen donors, internal release mold release agents, surfactants, antioxidants, polymer components and the like.

インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって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 is applied in the form of a film on the substrate by a spin coater or a slit coater. Alternatively, the liquid injection head may be applied on the substrate in the form of droplets or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.

本明細書および添付図面では、基板の表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX、θY、θZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および/または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および/または姿勢の制御を含みうる。 In the present specification and the accompanying drawings, the direction is shown in the XYZ coordinate system in which the direction parallel to the surface of the substrate is the XY plane. The directions parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the XYZ coordinate system are the X-direction, Y-direction, and Z-direction, and the rotation around the X-axis, the rotation around the Y-axis, and the rotation around the Z-axis are θX and θY, respectively. , ΘZ. Control or drive with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis means control or drive with respect to a direction parallel to the X-axis, a direction parallel to the Y-axis, and a direction parallel to the Z-axis, respectively. Further, the control or drive regarding the θX axis, the θY axis, and the θZ axis relates to the rotation around the axis parallel to the X axis, the rotation around the axis parallel to the Y axis, and the rotation about the axis parallel to the Z axis, respectively. Means control or drive. The position is information that can be specified based on the coordinates of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and the posture is information that can be specified by the values of the θX-axis, θY-axis, and θZ-axis. Positioning means controlling position and / or posture. Alignment can include control of the position and / or orientation of at least one of the substrate and mold.

[インプリント装置の構成]
次に、本発明に係る第1実施形態のインプリント装置100について説明する。図1は、第1実施形態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、例えば、モールドMを保持するインプリントヘッド10(型保持機構)と、基板Wを保持して移動可能な基板ステージ20(基板保持機構)と、供給部30と、硬化部40と、検出部50と、制御部CNTとを含みうる。
[Configuration of imprint device]
Next, the imprinting apparatus 100 of the first embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the imprinting apparatus 100 of the first embodiment. The imprint device 100 includes, for example, an imprint head 10 (mold holding mechanism) for holding the mold M, a substrate stage 20 (board holding mechanism) for holding and moving the substrate W, a supply unit 30, and a curing unit. 40, a detection unit 50, and a control unit CNT may be included.

モールドMは、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面において基板側に突出した一部の領域(パターン領域)には、基板上のインプリント材に転写されるべき凹凸のパターンが形成される。また、基板Wとしては、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。基板Wとしては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。 The mold M is usually made of a material capable of transmitting ultraviolet rays such as quartz, and a part of the area (pattern area) protruding toward the substrate on the surface on the substrate side is an imprint material on the substrate. A pattern of irregularities to be transferred to is formed. Further, as the substrate W, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin or the like is used, and if necessary, a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface thereof. Specific examples of the substrate W include a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, and quartz glass. Further, before applying the imprint material, if necessary, an adhesion layer may be provided in order to improve the adhesion between the imprint material and the substrate.

インプリントヘッド10は、例えば、真空力などによりモールドMを保持する型保持部11と、モールドMと基板Wとの間隔を変更するようにモールドM(型保持部11)をZ方向に駆動する型駆動部12とを含みうる。型駆動部12は、複数のアクチュエータを含みうる。本実施形態の場合、インプリントヘッド10によりモールドMをZ方向に駆動することで、モールドMと基板上のインプリント材とを接触させる接触工程、および、硬化したインプリント材からモールドMを剥離する離型工程を行うことができる。また、インプリントヘッド10(型駆動部12)は、Z方向にモールドMを駆動する機能に限られず、XY方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)にモールドMを駆動する機能や、モールドMの傾き(チルト)を変更する機能を有するように構成されてもよい。即ち、型駆動部12は、モールドMを複数の軸(例えば、Z軸、θX軸、θY軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されてもよい。 The imprint head 10 drives the mold M (mold holding portion 11) in the Z direction so as to change the distance between the mold M and the substrate W, for example, the mold holding portion 11 that holds the mold M by a vacuum force or the like. The mold drive unit 12 may be included. The mold drive unit 12 may include a plurality of actuators. In the case of the present embodiment, the imprint head 10 drives the mold M in the Z direction to bring the mold M into contact with the imprint material on the substrate, and to peel the mold M from the cured imprint material. The mold removal process can be performed. Further, the imprint head 10 (mold drive unit 12) is not limited to the function of driving the mold M in the Z direction, but also has a function of driving the mold M in the XY direction and the θ direction (rotational direction around the Z axis) and the mold. It may be configured to have a function of changing the inclination (tilt) of M. That is, the mold driving unit 12 has the mold M on a plurality of axes (for example, three axes of Z axis, θX axis, and θY axis, preferably X axis, Y axis, Z axis, θX axis, θY axis, and θZ axis. It may be configured to drive about 6 axes).

基板ステージ20は、例えば、真空力などにより基板Wを保持する基板チャック21と、XY方向に基板Wを駆動する基板駆動部22とを含みうる。基板駆動部22は、複数のアクチュエータを含みうる。本実施形態の場合、基板ステージ20により基板WをXY方向に駆動することで、モールドMに対する基板Wの位置決め、および、供給部30に対する基板Wの位置決めを行うことができる。また、基板ステージ20(基板駆動部22)は、XY方向に基板Wを駆動する機能に限られず、Z方向およびθ方向に基板を駆動する機能や、基板Wの傾き(チルト)を変更する機能を有するように構成されてもよい。即ち、基板駆動部22は、基板Wを複数の軸(例えば、X軸、Y軸、θZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されてもよい。 The substrate stage 20 may include, for example, a substrate chuck 21 that holds the substrate W by a vacuum force or the like, and a substrate driving unit 22 that drives the substrate W in the XY directions. The substrate drive unit 22 may include a plurality of actuators. In the case of the present embodiment, by driving the substrate W in the XY directions by the substrate stage 20, the substrate W can be positioned with respect to the mold M and the substrate W can be positioned with respect to the supply unit 30. Further, the substrate stage 20 (board driving unit 22) is not limited to the function of driving the substrate W in the XY direction, but also has a function of driving the substrate in the Z direction and the θ direction and a function of changing the inclination (tilt) of the substrate W. May be configured to have. That is, the substrate driving unit 22 uses the substrate W as a plurality of axes (for example, three axes of X-axis, Y-axis, and θZ-axis, preferably X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, θY-axis, and θZ-axis. It may be configured to drive about 6 axes).

ここで、本実施形態のインプリント装置100では、接触工程および離型工程におけるモールドMと基板Wとの間隔の変更は、インプリントヘッド10でモールドMをZ方向に駆動することにより行われうるが、それに限られるものではない。例えば、基板ステージ20で基板WをZ方向に駆動することにより行われてもよいし、インプリントヘッド10および基板ステージ20の双方でモールドMおよび基板WをZ方向に相対駆動することにより行われてもよい。また、本実施形態のインプリント装置100では、XY方向におけるモールドMと基板Wとの位置合わせは、基板ステージ20で基板WをXY方向に駆動することにより行われうるが、それに限られるものではない。例えば、インプリントヘッド10でモールドMをXY方向に駆動することにより行われてもよいし、インプリントヘッド10および基板ステージ20の双方でモールドMおよび基板WをXY方向に相対駆動することにより行われてもよい。 Here, in the imprinting apparatus 100 of the present embodiment, the distance between the mold M and the substrate W in the contact step and the mold release step can be changed by driving the mold M in the Z direction with the imprint head 10. However, it is not limited to that. For example, the substrate W may be driven in the Z direction by the substrate stage 20, or the mold M and the substrate W may be driven relative to each other in the Z direction by both the imprint head 10 and the substrate stage 20. You may. Further, in the imprinting apparatus 100 of the present embodiment, the alignment of the mold M and the substrate W in the XY direction can be performed by driving the substrate W in the XY direction on the substrate stage 20, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, the imprint head 10 may drive the mold M in the XY direction, or both the imprint head 10 and the substrate stage 20 may drive the mold M and the substrate W relative to each other in the XY direction. You may be imprinted.

供給部30(吐出部、ディスペンサ)は、基板上にインプリント材R(例えば未硬化樹脂)を供給する。本実施形態では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材Rとして用いられうる。また、硬化部40(照射部)は、インプリント処理の際、モールドMと基板上のインプリント材Rとが接触している状態で、基板上のインプリント材RにモールドMを介して光(例えば紫外線)を照射することにより当該インプリント材を硬化させる。 The supply unit 30 (discharge unit, dispenser) supplies the imprint material R (for example, uncured resin) on the substrate. In the present embodiment, an ultraviolet curable resin having a property of being cured by irradiation with ultraviolet rays can be used as the imprint material R. Further, the cured portion 40 (irradiated portion) emits light through the mold M to the imprint material R on the substrate in a state where the mold M and the imprint material R on the substrate are in contact with each other during the imprint process. The imprint material is cured by irradiating it with (for example, ultraviolet rays).

検出部50は、モールドMに設けられた型マークMmと基板Wに設けられた基板マークMwとで形成される像(例えばモアレ縞、干渉縞)を検出するアライメントスコープを含み、当該像の光強度に応じた信号(検出信号)を出力する。例えば、検出部50は、複数設けられ、型マークMmと基板マークMwとを含むマーク対の位置(XY方向)に応じて移動可能に構成されうる。これにより、制御部CNTは、各検出部50からの検出信号に基づいて、型マークMmと基板マークMwとの相対位置(XY方向)を求め、モールドMと基板Wとの位置合わせを制御することができる。各検出部50の具体的な構成については後述する。 The detection unit 50 includes an alignment scope for detecting an image (for example, moire fringes, interference fringes) formed by the mold mark Mm provided on the mold M and the substrate mark Mw provided on the substrate W, and the light of the image. Outputs a signal (detection signal) according to the intensity. For example, a plurality of detection units 50 may be provided and may be configured to be movable according to the position (XY direction) of the mark pair including the mold mark Mm and the substrate mark Mw. As a result, the control unit CNT obtains the relative position (XY direction) between the mold mark Mm and the substrate mark Mw based on the detection signals from each detection unit 50, and controls the alignment between the mold M and the substrate W. be able to. The specific configuration of each detection unit 50 will be described later.

制御部CNTは、例えば、CPUなどに代表される処理部PRCやメモリMRYなどを有するコンピュータによって構成され、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制御する。インプリント処理は、例えば、供給工程、接触工程、位置合わせ工程、硬化工程、離型工程などを含みうる。 The control unit CNT is composed of, for example, a computer having a processing unit PRC represented by a CPU or the like, a memory MRY, or the like, and controls each unit of the imprint device 100 to control the imprint processing. The imprint process may include, for example, a supply process, a contact process, an alignment process, a curing process, a mold release process, and the like.

供給工程は、基板駆動部22(基板ステージ20)により基板WをXY方向に駆動しながら供給部30により基板上にインプリント材Rを供給する処理である。接触工程は、型駆動部12(インプリントヘッド10)によりモールドMを駆動してモールドMと基板Wとの間隔を狭めることで、モールドMと基板上のインプリント材Rとを接触させる処理である。位置合わせ工程は、型マークMmと基板マークMwとで形成される像を検出部50に検出させながら、その検出結果に基づいて、型駆動部12および/または基板駆動部22によりモールドMと基板Wとの位置合わせ(XY方向)を行う処理である。硬化工程は、硬化部40により基板上のインプリント材Rに硬化用のエネルギを与える(例えば光を照射する)ことで当該インプリント材Rを硬化させる処理である。離型工程は、型駆動部12によりモールドMを駆動してモールドMと基板Wとの間隔を広げることで、硬化したインプリントRからモールドMを剥離する処理である。 The supply step is a process of supplying the imprint material R onto the substrate by the supply unit 30 while driving the substrate W in the XY directions by the substrate drive unit 22 (board stage 20). The contact process is a process in which the mold M is driven by the mold driving unit 12 (imprint head 10) to narrow the distance between the mold M and the substrate W, so that the mold M and the imprint material R on the substrate are brought into contact with each other. is there. In the alignment step, the detection unit 50 detects an image formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw, and based on the detection result, the mold M and / or the substrate drive unit 22 causes the mold M and the substrate to detect the image. This is a process for aligning with W (XY direction). The curing step is a process of curing the imprint material R on the substrate by applying energy for curing (for example, irradiating light) to the imprint material R on the substrate by the curing unit 40. The mold release step is a process of peeling the mold M from the cured imprint R by driving the mold M by the mold driving unit 12 to widen the distance between the mold M and the substrate W.

ここで、位置合わせ工程は、モールドMのパターン領域と基板Wのショット領域との相対位置を調整する処理に限られず、パターン領域とショット領域との形状差が低減するようにモールドMおよび基板Wの少なくとも一方を変形する処理を含んでもよい。この場合、インプリント装置100には、モールドMおよび基板Wの少なくとも一方を変形させる変形機構(不図示)が設けられうる。変形機構は、例えば、モールドMの側面に力を加えることでモールドMを変形させる型変形機構、および/または、光の照射などにより基板Wを加熱することで基板Wを変形させる基板変形機構を含みうる。 Here, the alignment step is not limited to the process of adjusting the relative position between the pattern region of the mold M and the shot region of the substrate W, and the mold M and the substrate W are reduced so that the shape difference between the pattern region and the shot region is reduced. It may include a process of transforming at least one of the above. In this case, the imprinting apparatus 100 may be provided with a deformation mechanism (not shown) that deforms at least one of the mold M and the substrate W. The deformation mechanism includes, for example, a mold deformation mechanism that deforms the mold M by applying a force to the side surface of the mold M, and / or a substrate deformation mechanism that deforms the substrate W by heating the substrate W by irradiation with light or the like. Can include.

[検出部の構成]
次に、各検出部50の具体的な構成について説明する。図2は、各検出部50の構成例を示す図である。各検出部50は、型マークMmと基板マークMwとで形成される像を撮影する撮像部51と、型マークMmと基板マークMwとを照明光で照明する照明部52とを含みうる。
[Configuration of detector]
Next, a specific configuration of each detection unit 50 will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of each detection unit 50. Each detection unit 50 may include an imaging unit 51 that captures an image formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw, and an illumination unit 52 that illuminates the mold mark Mm and the substrate mark Mw with illumination light.

照明部52は、光源部53と、光源部53を駆動する駆動回路54と、光学系56aを含みうる。光源部53は、例えば、レーザ(例えば、半導体レーザ)、ハロゲンランプ、発光ダイオード(LED)、高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプの少なくとも1つを含みうるが、好ましくは、レーザを含む。光源部53が発生する照明光の波長は、インプリント材Rを硬化させない波長であるとよい。駆動回路54は、例えば、交流成分を含む駆動信号を光源部53に供給して光源部53を駆動する。 The illumination unit 52 may include a light source unit 53, a drive circuit 54 for driving the light source unit 53, and an optical system 56a. The light source unit 53 may include, for example, at least one of a laser (eg, a semiconductor laser), a halogen lamp, a light emitting diode (LED), a high pressure mercury lamp and a metal halide lamp, but preferably includes a laser. The wavelength of the illumination light generated by the light source unit 53 is preferably a wavelength that does not cure the imprint material R. The drive circuit 54, for example, supplies a drive signal including an AC component to the light source unit 53 to drive the light source unit 53.

検出部50は、照明部52および撮像部51によって共有される光学系として、プリズム55と、光学系56bとを含みうる。光源部53からの照明光は、プリズム55および光学系56bを介して、撮像部51の撮像視野を照明しうる。これにより、型マークMmおよび基板マークMwが照明光によって照明されうる。 The detection unit 50 may include a prism 55 and an optical system 56b as an optical system shared by the illumination unit 52 and the imaging unit 51. The illumination light from the light source unit 53 can illuminate the imaging field of view of the imaging unit 51 via the prism 55 and the optical system 56b. As a result, the mold mark Mm and the substrate mark Mw can be illuminated by the illumination light.

撮像部51は、撮像素子(イメージセンサ)57と、光学系58とを含みうる。照明部52によって照明された型マークMmおよび基板マークMwからの反射光は、光学系56b、プリズム55および光学系58を介して撮像素子57に入射しうる。撮像素子57は、型マークMmと基板マークMwとによって撮像素子57の撮像面に形成される像を撮影し、検出信号を出力する(画像データを出力してもよい)。照明部52の瞳面および撮像部51の瞳面は同一面に配置され、プリズム55の反射面は、当該瞳面またはその近傍に配置されうる。 The image pickup unit 51 may include an image pickup element (image sensor) 57 and an optical system 58. The reflected light from the mold mark Mm and the substrate mark Mw illuminated by the illumination unit 52 can enter the image pickup device 57 via the optical system 56b, the prism 55, and the optical system 58. The image pickup device 57 captures an image formed on the image pickup surface of the image pickup device 57 by the mold mark Mm and the substrate mark Mw, and outputs a detection signal (image data may be output). The pupil surface of the illumination unit 52 and the pupil surface of the imaging unit 51 may be arranged on the same surface, and the reflection surface of the prism 55 may be arranged at or near the pupil surface.

一例として、型マークMmおよび基板マークMwはそれぞれ、格子パターンを含む回折格子で構成される。そして、照明光で照明された型マークMmからの回折光と基板マークMwからの回折光とによる像、即ちモアレ像(干渉縞、モアレ縞)が撮像素子57の撮像面に形成される。モアレ像の光量は、モールドMおよび基板W(より具体的には、型マークMm、基板マークMw)の回折効率に依存する。回折効率は、波長に対して周期的に変化するため、モアレ像を効率よく形成することができる波長と、モアレ像を形成しにくい波長とがある。モアレ像の形成が困難な波長の光は、ノイズとなりうる。 As an example, the mold mark Mm and the substrate mark Mw are each composed of a diffraction grating including a lattice pattern. Then, an image of the diffracted light from the mold mark Mm illuminated by the illumination light and the diffracted light from the substrate mark Mw, that is, a moire image (interference fringes, moire fringes) is formed on the imaging surface of the image pickup element 57. The amount of light of the moire image depends on the diffraction efficiency of the mold M and the substrate W (more specifically, the mold mark Mm and the substrate mark Mw). Since the diffraction efficiency changes periodically with respect to the wavelength, there are a wavelength at which a moire image can be efficiently formed and a wavelength at which a moire image is difficult to form. Light with a wavelength at which it is difficult to form a moire image can be noise.

一例として、プリズム55は、2つの光学部材を貼り合わせて構成され、貼り合わせ面に反射膜55aが配置される。反射膜55aは、照明部52の瞳における周辺領域の光を反射する。また、反射膜55aは、撮像部51の瞳の大きさ(あるいは検出NA:NAo)を規定する開口絞りとして機能する開口を有する。プリズム55は、貼り合せ面に半透膜を有するハーフプリズムであってもよい。あるいは、プリズム55に代えて、表面に反射膜を有する板状の光学素子が採用されてもよい。ここで、図2に示された構成に代えて、照明部52の瞳における中央領域の光を反射し、周辺領域の光を透過させるように反射膜55aを構成し、照明部52および撮像部51の配置を入れ替えてもよい。 As an example, the prism 55 is configured by laminating two optical members, and the reflective film 55a is arranged on the laminating surface. The reflective film 55a reflects light in the peripheral region of the pupil of the illumination unit 52. Further, the reflective film 55a has an aperture that functions as an aperture diaphragm that defines the size of the pupil (or detection NA: NAo) of the imaging unit 51. The prism 55 may be a half prism having a semipermeable membrane on the bonded surface. Alternatively, instead of the prism 55, a plate-shaped optical element having a reflective film on the surface may be adopted. Here, instead of the configuration shown in FIG. 2, the reflective film 55a is configured so as to reflect the light in the central region in the pupil of the illumination unit 52 and transmit the light in the peripheral region, and the illumination unit 52 and the imaging unit 52. The arrangement of 51 may be exchanged.

図3は、検出部50の変形例を示す図である。図3に示す例では、照明部52の瞳がプリズム55の反射面から離れた位置に配置され、照明部52の瞳面に絞り59aが配置されている。また、撮像部51の瞳がプリズム55の反射面から離れた位置に配置され、撮像部51の瞳面に絞り59bが配置されている。プリズム55は、2つの光学部材を貼り合わせて構成され、貼り合わせ面に半透膜が配置されたハーフプリズムでありうる。 FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the detection unit 50. In the example shown in FIG. 3, the pupil of the illumination unit 52 is arranged at a position away from the reflection surface of the prism 55, and the diaphragm 59a is arranged on the pupil surface of the illumination unit 52. Further, the pupil of the imaging unit 51 is arranged at a position away from the reflecting surface of the prism 55, and the diaphragm 59b is arranged on the pupil surface of the imaging unit 51. The prism 55 may be a half prism in which two optical members are bonded together and a semipermeable membrane is arranged on the bonded surface.

図4は、光源部53の詳細な構成例を示す図である。光源部53は、複数の光源60a〜60dを有しうる。複数の光源60a〜60dは、レーザ(例えば、半導体レーザ)で構成されうる。しかしながら、複数の光源60a〜60dは、レーザ、ハロゲンランプ、発光ダイオード(LED)、高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプ等の複数種類の光源から選択される少なくとも2種類の光源を含んでもよい。駆動回路54は、複数の光源60a〜60dをそれぞれ駆動する複数の駆動素子を含みうる。 FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration example of the light source unit 53. The light source unit 53 may have a plurality of light sources 60a to 60d. The plurality of light sources 60a to 60d may be composed of a laser (for example, a semiconductor laser). However, the plurality of light sources 60a to 60d may include at least two types of light sources selected from a plurality of types of light sources such as lasers, halogen lamps, light emitting diodes (LEDs), high pressure mercury lamps and metal halide lamps. The drive circuit 54 may include a plurality of drive elements that each drive a plurality of light sources 60a to 60d.

光源部53は、複数の光源60a〜60dにそれぞれ対応する複数の光学系61a〜61dを含みうる。複数の光学系61a〜61dの各々は、例えば、1又は複数のレンズで構成されうる。複数の光源60a〜60dから出射された光は、複数の光学系61a〜61dを通過した後に、複数の光学素子62a〜62dで合成される。一例において、光学素子62aはミラーであり、光学素子62b〜62dはダイクロイックミラーまたはハーフミラーである。光源60a〜60dが発生する光の波長帯域が、例えば50nm程度以上異なる場合、ダイクロイックミラーを用いて合成することができる。光源60a〜60dが発生する光の波長が同じまたは近傍で、ダイクロイックミラーで効率よく合成できない場合は、ハーフミラーを用いて合成することができる。図4に示された構成では、複数の光源60a〜60dからの光が1つずつ合成されているが、例えば、複数の光源60a〜60dからの光が2つずつ合成されて複数の合成光が生成された後に、複数の合成光が1つずつ合成されてもよい。 The light source unit 53 may include a plurality of optical systems 61a to 61d corresponding to the plurality of light sources 60a to 60d, respectively. Each of the plurality of optical systems 61a to 61d may be composed of, for example, one or a plurality of lenses. The light emitted from the plurality of light sources 60a to 60d passes through the plurality of optical systems 61a to 61d and is then combined by the plurality of optical elements 62a to 62d. In one example, the optical elements 62a are mirrors and the optical elements 62b-62d are dichroic mirrors or half mirrors. When the wavelength bands of the light generated by the light sources 60a to 60d differ by, for example, about 50 nm or more, they can be combined using a dichroic mirror. If the wavelengths of the light generated by the light sources 60a to 60d are the same or close to each other and cannot be efficiently combined by the dichroic mirror, they can be combined by using a half mirror. In the configuration shown in FIG. 4, the lights from the plurality of light sources 60a to 60d are combined one by one. For example, two lights from the plurality of light sources 60a to 60d are combined and the plurality of combined lights are combined. After the is generated, a plurality of synthetic lights may be synthesized one by one.

複数の光学素子62a〜62dによって合成された光は、NDフィルタ64によって強度が調整されうる。NDフィルタ64は、通過させる光の強度を調整可能な素子であり、例えば、石英に付与した金属膜の種類および厚さによってNDフィルタ64の透過率が決定されうる。透過率が互いに異なる複数のNDフィルタ64を備え、それらから選択される1つのNDフィルタ64を光路に配置することによって透過率が調整されてもよい。あるいは、1つのNDフィルタ64が光の通過位置に応じて透過率が異なる構成を有していて、目的とする光強度に応じて光の通過位置が変更されてもよい。光源部53から出射される光の強度は、NDフィルタ64による変更に代えて、複数の光源60a〜60dの駆動電流を調整することによって調整されてもよい。あるいは、光源部53から出射される光の強度は、NDフィルタ64による変更と複数の光源60a〜60dの駆動電流の調整との組み合わせによって調整されてもよい。 The intensity of the light synthesized by the plurality of optical elements 62a to 62d can be adjusted by the ND filter 64. The ND filter 64 is an element whose intensity of light to be passed can be adjusted. For example, the transmittance of the ND filter 64 can be determined by the type and thickness of the metal film applied to quartz. The transmittance may be adjusted by providing a plurality of ND filters 64 having different transmittances and arranging one ND filter 64 selected from them in the optical path. Alternatively, one ND filter 64 may have a configuration in which the transmittance differs depending on the light passing position, and the light passing position may be changed according to the target light intensity. The intensity of the light emitted from the light source unit 53 may be adjusted by adjusting the drive currents of the plurality of light sources 60a to 60d instead of changing by the ND filter 64. Alternatively, the intensity of the light emitted from the light source unit 53 may be adjusted by a combination of the change by the ND filter 64 and the adjustment of the drive currents of the plurality of light sources 60a to 60d.

NDフィルタ64を通過した光は、拡散板65を通過した後にファイバー66に供給されうる。半導体レーザ等のレーザが発生する光は、波長帯域が数nmと狭く、ベクトルが揃ったコヒーレンス光を発生する光源である場合があるため、干渉によって観察される像にノイズ(スペックルノイズ)が発生する可能性がある。拡散板65を回転させて時間的に波形の状態を変化させることによって、観察されるスペックルノイズが低減される。ファイバー66から射出される光は、光源部53から射出される光となる。 The light that has passed through the ND filter 64 can be supplied to the fiber 66 after passing through the diffuser plate 65. The light generated by a laser such as a semiconductor laser has a narrow wavelength band of several nm and may be a light source that generates coherence light with a uniform vector, so noise (speckle noise) is generated in the image observed by interference. It can occur. By rotating the diffuser plate 65 to change the state of the waveform over time, the observed speckle noise is reduced. The light emitted from the fiber 66 becomes the light emitted from the light source unit 53.

図4に示す例では、1本のファイバー66からのみ光が射出される。このような例に代えて、図5に例示されるように、光路にハーフミラー63a〜63cを配置することによって光が分割され、複数のファイバー66a〜66dを介して複数本の光が射出されるように構成されてもよい。この場合、複数のファイバー66a〜66dのそれぞれに対してNDフィルタ64および拡散板65が設けられうる。具体的には、図5に示すように、複数のNDフィルタ64a〜64dおよび複数の拡散板65a〜65dが設けられうる。 In the example shown in FIG. 4, light is emitted from only one fiber 66. Instead of such an example, as illustrated in FIG. 5, the light is divided by arranging the half mirrors 63a to 63c in the optical path, and a plurality of lights are emitted through the plurality of fibers 66a to 66d. It may be configured to be. In this case, the ND filter 64 and the diffuser plate 65 may be provided for each of the plurality of fibers 66a to 66d. Specifically, as shown in FIG. 5, a plurality of ND filters 64a to 64d and a plurality of diffusion plates 65a to 65d may be provided.

図6は、検出部50の照明部52の瞳強度分布(IL1〜IL4)と、撮像部51の開口数NAoとの位置関係の例を示す図である。図6に示す例では、照明部52の瞳強度分布は、第1極IL1と、第2極IL2と、第3極IL3と、第4極IL4とを含む。この構成により、型マークMmおよび基板マークMwを、第1極IL1および第2極IL2からの光によって±Y方向から照明するとともに、第3極IL3および第4極IL4からの光によって±X方向から照明することができる。図2に示すように、開口絞りとして機能する反射膜55aを照明部52の瞳面に配置したり、図3に示すように、絞り59aを照明部52の瞳面に配置したりすることで、1つの光源部53から複数の極(第1極IL1〜第4極IL4)を形成することができる。このように複数の極(ピーク)を有する瞳強度分布を形成する場合には、複数の光源部を必要としないため、検出部50を簡略化又は小型化することができる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the positional relationship between the pupil intensity distribution (IL1 to IL4) of the illumination unit 52 of the detection unit 50 and the numerical aperture NAo of the imaging unit 51. In the example shown in FIG. 6, the pupil intensity distribution of the illumination unit 52 includes a first pole IL1, a second pole IL2, a third pole IL3, and a fourth pole IL4. With this configuration, the mold mark Mm and the substrate mark Mw are illuminated from the ± Y direction by the light from the first pole IL1 and the second pole IL2, and in the ± X direction by the light from the third pole IL3 and the fourth pole IL4. Can be illuminated from. By arranging the reflective film 55a that functions as an aperture diaphragm on the pupil surface of the illumination unit 52 as shown in FIG. 2, or by arranging the diaphragm 59a on the pupil surface of the illumination unit 52 as shown in FIG. A plurality of poles (first pole IL1 to fourth pole IL4) can be formed from one light source unit 53. When forming a pupil intensity distribution having a plurality of poles (peaks) in this way, the detection unit 50 can be simplified or miniaturized because a plurality of light source units are not required.

[マークの検出原理]
次に、型マークMmと基板マークMwとで形成されるモアレ像の発生原理、および、モアレ像を用いて型マークMmと基板マークMwとの相対位置を求める方法について説明する。図7(a)〜(b)は、互いに格子パターンの周期(格子ピッチ)が僅かに異なる回折格子G1、G2の構成例を示す図である。回折格子G1は、例えば型マークMmに採用され、Y方向に延びるライン要素が第1格子ピッチでX方向に複数配列された格子パターンを有している。また、回折格子G2は、例えば基板マークMwに採用され、Y方向に延びるライン要素が、第1格子ピッチとは異なる第2格子ピッチでX方向に複数配列された格子パターンを有している。
[Mark detection principle]
Next, the principle of generating a moire image formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw, and a method of obtaining the relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw using the moire image will be described. 7 (a) to 7 (b) are diagrams showing a configuration example of diffraction gratings G1 and G2 having slightly different lattice pattern periods (lattice pitches) from each other. The diffraction grating G1 is adopted for, for example, the type mark Mm, and has a lattice pattern in which a plurality of line elements extending in the Y direction are arranged in the X direction at the first lattice pitch. Further, the diffraction grating G2 is adopted for, for example, the substrate mark Mw, and has a lattice pattern in which a plurality of line elements extending in the Y direction are arranged in the X direction at a second lattice pitch different from the first lattice pitch.

これらの回折格子G1、G2を重ね合わせると、2つの回折格子からの回折光同士の干渉により、図7(c)に示すように、回折格子間の周期差を反映した周期を有するパターン(モアレ像)が発生する。モアレ像の位相(明暗の位置)は、回折格子同士の相対位置に応じて変化する。例えば、回折格子G1、G2の相対位置をX方向に少しだけずらすと、図7(c)に示すモアレ像は、図7(d)に示すように変化する。このモアレ像の位相は、2つの回折格子が実際に変化した相対位置の大きさよりも大きな周期で変化するため、検出部50(撮像部51)の解像力が低くても、2つの回折格子の相対的な位置ずれを拡大して検出することができる。 When these diffraction gratings G1 and G2 are superposed, a pattern (moire) having a period reflecting the periodic difference between the diffraction gratings is caused by the interference between the diffracted lights from the two diffraction gratings, as shown in FIG. 7 (c). Image) occurs. The phase (bright and dark positions) of the moire image changes according to the relative positions of the diffraction gratings. For example, when the relative positions of the diffraction gratings G1 and G2 are slightly shifted in the X direction, the moire image shown in FIG. 7 (c) changes as shown in FIG. 7 (d). Since the phase of this moire image changes at a period larger than the size of the relative position where the two diffraction gratings actually changed, even if the resolution of the detection unit 50 (imaging unit 51) is low, the relative of the two diffraction gratings It is possible to magnify and detect the target misalignment.

ここで、モアレ像を検出するために、回折格子G1、G2を明視野で検出する(回折格子G1、G2を垂直方向から照明し、回折格子G1、G2で垂直方向に回折される回折光を検出する)場合について説明する。この場合、検出部50(撮像部51)は、回折格子G1、G2からの0次光も検出してしまう。0次光は、モアレ像のコントラストを低下させる要因となるため、検出部50は、0次光を検出しない(即ち、回折格子G1、G2を斜入射で照明する)構成、即ち、回折格子G1、G2を暗視野で検出する構成を有することが好ましい。暗視野の構成でもモアレ像を検出できるように、回折格子G1、G2のうち、一方の回折格子を図8(a)に示すようなチェッカーボード状の回折格子とし、他方の回折格子を図8(b)に示すような回折格子とすることが好ましい。図8(a)に示す回折格子は、計測方向(X方向)に周期的に配列されたパターンと、計測方向に直交する方向(Y方向)に周期的に配列されたパターンとを含む。 Here, in order to detect the moire image, the diffraction gratings G1 and G2 are detected in a bright field (the diffraction gratings G1 and G2 are illuminated from the vertical direction, and the diffracted light diffracted in the vertical direction by the diffraction gratings G1 and G2 is emitted. The case of (detection) will be described. In this case, the detection unit 50 (imaging unit 51) also detects the 0th-order light from the diffraction gratings G1 and G2. Since the 0th-order light causes a factor of lowering the contrast of the moire image, the detection unit 50 does not detect the 0th-order light (that is, illuminates the diffraction gratings G1 and G2 with oblique incidence), that is, the diffraction grating G1. , It is preferable to have a configuration for detecting G2 in a dark field. Of the diffraction gratings G1 and G2, one of the diffraction gratings G1 and G2 is a checkerboard-shaped diffraction grating as shown in FIG. 8A, and the other diffraction grating is shown in FIG. 8 so that the moire image can be detected even in the dark field configuration. It is preferable to use a diffraction grating as shown in (b). The diffraction grating shown in FIG. 8A includes a pattern periodically arranged in the measurement direction (X direction) and a pattern periodically arranged in the direction orthogonal to the measurement direction (Y direction).

図6および図8(a)〜(b)を参照するに、第1極IL1および第2極IL2からの光は、回折格子に照射され、チェッカーボード状の回折格子によってY方向に回折するとともにX方向にも回折する。さらに、周期が僅かに異なる回折格子によってX方向に回折した光は、X方向の相対位置情報を有して撮像部51の瞳上の検出領域(NAo)に入射し、撮像素子57で検出(撮像)される。 With reference to FIGS. 6 and 8 (a) to 8 (b), the light from the first pole IL1 and the second pole IL2 is applied to the diffraction grating and diffracted in the Y direction by the checkerboard-shaped diffraction grating. It also diffracts in the X direction. Further, the light diffracted in the X direction by the diffraction gratings having slightly different periods is incident on the detection region (NAo) on the pupil of the image pickup unit 51 with the relative position information in the X direction, and is detected by the image pickup device 57 (). (Imagine).

図6に示す瞳強度分布と図8(a)〜(b)に示す回折格子との関係においては、第3極IL3および第4極IL4からの光は、回折格子の相対位置の検出には使用されない。但し、図8(c)〜(d)に示す回折格子の相対位置を検出する場合には、第3極IL3および第4極IL4からの光を回折格子の相対位置の検出に使用し、第1極IL1および第2極IL2からの光を回折格子の相対位置の検出に使用しない。また、図8(a)〜(b)に示す回折格子の組と、図8(c)〜(d)に示す回折格子の組とを、撮像部51の同一視野内に配置して同時に2つの方向の相対位置を検出する場合には、図6に示す瞳強度分布は有用である。 In the relationship between the pupil intensity distribution shown in FIG. 6 and the diffraction grating shown in FIGS. 8 (a) to 8 (b), the light from the third pole IL3 and the fourth pole IL4 is used for detecting the relative position of the diffraction grating. Not used. However, when detecting the relative position of the diffraction grating shown in FIGS. 8C to 8D, the light from the third pole IL3 and the fourth pole IL4 is used to detect the relative position of the diffraction grating, and the second pole is detected. Light from the 1st pole IL1 and the 2nd pole IL2 is not used to detect the relative position of the diffraction grating. Further, the set of the diffraction gratings shown in FIGS. 8 (a) to 8 (b) and the set of the diffraction gratings shown in FIGS. 8 (c) to 8 (d) are arranged in the same field of view of the imaging unit 51 and simultaneously 2 The pupil intensity distribution shown in FIG. 6 is useful when detecting relative positions in one direction.

図9は、型マークMmおよび基板マークMwの他の構成例を示す図である。図9における外枠Aが検出部50(撮像部51)の撮像視野であり、その外枠Aの範囲内を検出部50で一度に検出(観察)することが可能であるものとする。例えば、型マークMmは、マーク要素として、任意の形状で構成された粗検マークMmと、回折格子で構成された精検マークMm、Mmとを含みうる。また、基板マークMwは、マーク要素として、任意の形状で構成された粗検マークMwと、回折格子で構成された精検マークMw、Mwとを含みうる。 FIG. 9 is a diagram showing other configuration examples of the mold mark Mm and the substrate mark Mw. It is assumed that the outer frame A in FIG. 9 is the imaging field of view of the detection unit 50 (imaging unit 51), and the detection unit 50 can detect (observe) the range of the outer frame A at once. For example, the mold mark Mm may include, as mark elements, a rough inspection mark Mm 1 having an arbitrary shape, and detailed inspection marks Mm 2 and Mm 3 having a diffraction grating. Further, the substrate mark Mw may include, as mark elements, a rough inspection mark Mw 1 having an arbitrary shape, and detailed inspection marks Mw 2 and Mw 3 having a diffraction grating.

型マークMmと基板マークMwとの大まかな(ラフな)相対位置D1は、型マークMmの粗検マークMmにおける幾何学的な中心位置と基板マークMwの粗検マークMwにおける幾何学的な中心位置とに基づいて求めることができる。粗検マークMm、Mwは小型化できるため、占有領域の小さいマークを用いた粗い位置合わせが可能となる。粗検マークMmの反射率と粗検マークMwの反射率との違いによって撮像されるマーク画像に強度比が生じうる。強度比が大きい場合、強度が弱いマーク画像が適正な強度を有するように照明光の強度を調整すると、強度が強いマーク画像が飽和してしまい計測誤差が生じうる。そのため、2つのマーク画像の間の強度比を抑えるべきである。 The rough (rough) relative position D1 between the mold mark Mm and the substrate mark Mw is the geometric center position of the mold mark Mm at the rough inspection mark Mm 1 and the geometrical position of the substrate mark Mw at the rough inspection mark Mw 1 . It can be obtained based on the central position. Since the rough inspection marks Mm 1 and Mw 1 can be miniaturized, rough alignment using marks having a small occupied area is possible. An intensity ratio may occur in the mark image captured by the difference between the reflectance of the rough inspection mark Mm 1 and the reflectance of the rough inspection mark Mw 1. When the intensity ratio is large, if the intensity of the illumination light is adjusted so that the mark image having a weak intensity has an appropriate intensity, the mark image having a high intensity is saturated and a measurement error may occur. Therefore, the intensity ratio between the two mark images should be suppressed.

次に、型マークMmの精検マークMmと基板マークMwの精検マークMwとで形成されるモアレ像(左側のモアレ像)について説明する。精検マークMm、Mwは、図8(c)〜(d)に示すように周期的な格子パターンで構成され、計測方向(Y方向)の周期(格子ピッチ)が互いに微小に異なるため、重ね合わせるとY方向にモアレ像が形成される。また、精検マークMmの周期と精検マークMwの周期との違いによって、それらのマークの相対位置が変化したときのモアレ像のシフト方向が異なる。例えば、型マークMmの精検マークMmの周期の方が基板マークMwの精検マークMwの周期よりも微小に大きい場合、モールドMに対して基板Wが相対的に+Y方向へシフトすると、モアレ像(明暗の位置)は+Y方向へシフトする。逆に、型マークMmの精検マークMmの周期の方が基板マークMwの精検マークMwの周期よりも微小に小さい場合、モールドMに対して基板Wが相対的に+Y方向へシフトすると、モアレ像(明暗の位置)は−Y方向へシフトする。 Next, a moire image (moire image on the left side) formed by the detailed examination mark Mm 2 of the mold mark Mm and the detailed examination mark Mw 2 of the substrate mark Mw will be described. The close examination marks Mm 2 and Mw 2 are composed of periodic grid patterns as shown in FIGS. 8 (c) to 8 (d), and the cycles (grid pitch) in the measurement direction (Y direction) are slightly different from each other. When superimposed, a moire image is formed in the Y direction. Further, the shift direction of the moire image when the relative position of these marks changes differs depending on the difference between the period of the detailed examination mark Mm 2 and the period of the detailed examination mark Mw 2. For example, when the period of the detailed examination mark Mm 2 of the mold mark Mm is slightly larger than the period of the detailed examination mark Mw 2 of the substrate mark Mw, the substrate W shifts relatively in the + Y direction with respect to the mold M. , The moire image (bright and dark position) shifts in the + Y direction. On the contrary, when the period of the detailed examination mark Mm 2 of the mold mark Mm is slightly smaller than the period of the detailed examination mark Mw 2 of the substrate mark Mw, the substrate W shifts relatively in the + Y direction with respect to the mold M. Then, the moire image (the position of light and dark) shifts in the −Y direction.

次に、型マークMmの精検マークMmと基板マークMwの精検マークMwとで形成されるモアレ像(右側のモアレ像)について説明する。精検マークMm、Mwは、精検マークMm、Mwの計測方向の周期を入れ替えたものである。そのため、モールドMと基板Wとの相対位置が変化すると、左側のモアレ像および右側のモアレ像における明暗の位置が互いに反対方向に変化する。このように構成された2つのモアレ像を用いることにより、当該2つのモアレ像の相対的な位置ずれD2(例えば、暗部の位置の差)から、型マークMmと基板マークMwとの相対位置(モールドMと基板Wとの相対位置)を精度よく求めることができる。 Next, a moire image (moire image on the right side) formed by the detailed examination mark Mm 3 of the mold mark Mm and the detailed examination mark Mw 3 of the substrate mark Mw will be described. The close examination marks Mm 3 and Mw 3 are obtained by exchanging the cycles of the close examination marks Mm 2 and Mw 2 in the measurement direction. Therefore, when the relative positions of the mold M and the substrate W change, the positions of light and dark in the moiré image on the left side and the moiré image on the right side change in opposite directions. By using the two moire images configured in this way, the relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw (for example, the difference in the position of the dark part) from the relative positional deviation D2 (for example, the difference in the position of the dark part) of the two moire images ( The relative position between the mold M and the substrate W) can be obtained accurately.

ここで、型マークMmの精検マークMm、Mmと基板マークMwの精検マークMw、Mwとの相対位置がモアレ像の周期分ずれていても、精検マークからは、その周期分のずれを認識(検出)することはできない。そのため、図9に示す例では、精検マークより低い精度でモールドMと基板との相対位置を求めることができる粗検マークMm、Mwが用いられている。粗検マークMm、Mwを用いることにより、精検マークの位置を特定し、精検マークにおけるモアレ像の周期分の位置ずれを確認することができる。精検マークおよび粗検マークを概念的に説明すると、例えば、型マークMmと基板マークMwとの相対位置が2桁の値で表される場合、十の位は粗検マークの検出結果に基づいて求められ、一の位は精検マークの検出結果に基づいて求められうる。 Here, even if the relative positions of the detailed examination marks Mm 2 and Mm 3 of the mold mark Mm and the detailed examination marks Mw 2 and Mw 3 of the substrate mark Mw are deviated by the period of the moire image, the detailed examination mark can be used. It is not possible to recognize (detect) the deviation for the cycle. Therefore, in the example shown in FIG. 9, the rough inspection marks Mm 1 and Mw 1 that can determine the relative position between the mold M and the substrate with a lower accuracy than the detailed inspection mark are used. By using the rough inspection marks Mm 1 and Mw 1 , the position of the close inspection mark can be specified, and the positional deviation of the moire image on the close inspection mark can be confirmed. Conceptually explaining the detailed inspection mark and the rough inspection mark, for example, when the relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw is represented by a two-digit value, the tens digit is based on the detection result of the rough inspection mark. The first digit can be determined based on the detection result of the close examination mark.

また、型マークMmおよび基板マークMwの反射率は、マークを構成する材料、マークを構成するパターンの形状、マークの厚さ、下地の構造等によって波長ごとに異なりうる。図10は、基板マークMwの1次回折効率のシミュレーション結果を例示した図である。ここでは、基板マークMwが形成された第1層の上に、新たにパターンを形成するための第2層が配置された構造を有する基板Wを想定した。基板マークMwが形成された第1層の上に新たな第2層があるため、検出部50の照明部52からの照明光は、第2層を通過して基板マークMwで反射し、更に第2層を通過した光が反射光として撮像部51(撮像素子57)で検出される。図10に示すシミュレーション結果では、波長500nm付近において回折効率が低く、波長750nm付近で回折効率が高くなる傾向となった。この結果では、第2層を構成する物質による光の吸収、第2層の厚さが寄与している。そのため、この基板Wにおける基板マークMwを検出するためには、波長750nmまたはこれ以上の波長の光を用いると有利である。 Further, the reflectances of the mold mark Mm and the substrate mark Mw may differ for each wavelength depending on the material constituting the mark, the shape of the pattern constituting the mark, the thickness of the mark, the structure of the substrate, and the like. FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result of the primary diffraction efficiency of the substrate mark Mw. Here, a substrate W having a structure in which a second layer for newly forming a pattern is arranged on the first layer on which the substrate mark Mw is formed is assumed. Since there is a new second layer on the first layer on which the substrate mark Mw is formed, the illumination light from the illumination unit 52 of the detection unit 50 passes through the second layer and is reflected by the substrate mark Mw, and further. The light that has passed through the second layer is detected by the image pickup unit 51 (imaging element 57) as reflected light. In the simulation results shown in FIG. 10, the diffraction efficiency tends to be low near a wavelength of 500 nm, and the diffraction efficiency tends to be high near a wavelength of 750 nm. In this result, the absorption of light by the substances constituting the second layer and the thickness of the second layer contribute to it. Therefore, in order to detect the substrate mark Mw on the substrate W, it is advantageous to use light having a wavelength of 750 nm or more.

[モールドと基板との位置合わせ]
次に、モールドMと基板Wとの位置合わせ工程について説明する。例えば、制御部CNTは、型マークMm(精検マーク)と基板マークMw(精検マーク)で形成されるモアレ像を検出部50に検出させ、その検出結果(検出部50から得られる検出信号)に基づいて、型マークMmと基板マークMwとの相対位置を求める。これにより、制御部CNTは、求めた相対位置に基づいて、モールドMと基板Wとの位置合わせを制御することができる。
[Alignment of mold and substrate]
Next, a step of aligning the mold M and the substrate W will be described. For example, the control unit CNT causes the detection unit 50 to detect a moire image formed by the mold mark Mm (detailed inspection mark) and the substrate mark Mw (detailed examination mark), and the detection result (detection signal obtained from the detection unit 50). ), The relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw is obtained. As a result, the control unit CNT can control the alignment between the mold M and the substrate W based on the obtained relative position.

ここで、型マークMmと基板マークMwとで形成されるモアレ像についての検出部50での検出結果は、例えば検出部50の検出誤差や製造プロセスなどにより、それらのマークの設計どおりにならないことが多い。そのため、型マークMmと基板マークMwとの相対位置の変化と検出部50によるモアレ像の検出結果の変化との関係を示す情報(校正情報)を事前に求めておき、校正情報に基づいてモールドMと基板Wとの位置合わせを行うことが好ましい。しかしながら、典型的なインプリント装置では、モールドMと基板上のインプリント材Rとが接触していない状態においてはモールドMと基板Wとの相対位置を精度よく制御することが困難である。そのため、校正情報の取得において型マークMmと基板マークMwとを用いてしまうと、相対位置の変化とモアレ像の検出結果の変化との関係を精度よく求めることが困難になりうる。 Here, the detection result of the moire image formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw by the detection unit 50 does not match the design of those marks due to, for example, the detection error of the detection unit 50 or the manufacturing process. There are many. Therefore, information (calibration information) indicating the relationship between the change in the relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw and the change in the detection result of the moire image by the detection unit 50 is obtained in advance, and the mold is molded based on the calibration information. It is preferable to align the M with the substrate W. However, in a typical imprinting apparatus, it is difficult to accurately control the relative position between the mold M and the substrate W when the mold M and the imprint material R on the substrate are not in contact with each other. Therefore, if the mold mark Mm and the substrate mark Mw are used in the acquisition of the calibration information, it may be difficult to accurately obtain the relationship between the change in the relative position and the change in the detection result of the moire image.

例えば、典型的なインプリント装置では、モールドMと基板Wとの相対位置を直接計測しているのではなく、インプリントヘッド10と基板ステージ20との相対位置を計測している。そのため、インプリントヘッド10に対するモールドMの位置ずれ(置き誤差)や、基板ステージ20に対する基板Wの位置ずれ(置き誤差)などが生じている場合、型マークMmと基板マークMwとの相対位置を精度よく計測することが困難になりうる。また、典型的なインプリント装置では、モールドMと基板上のインプリント材Rとが接触した状態において、インプリント材に微弱な光を照射してインプリント材Rの粘度を僅かに高めることで、モールドMと基板Wとの相対的な位置決め精度を向上させている。つまり、モールドMと基板上のインプリント材Rとが接触していない状態では、モールドMと基板Wとの相対位置、即ち、型マークMmと基板マークMwとの相対位置を精度よく制御することが困難になりうる。 For example, in a typical imprinting apparatus, the relative position between the imprint head 10 and the substrate stage 20 is measured instead of directly measuring the relative position between the mold M and the substrate W. Therefore, when the mold M is misaligned with respect to the imprint head 10 (placement error) or the board W is misaligned with respect to the board stage 20 (placement error), the relative positions of the mold mark Mm and the board mark Mw are set. It can be difficult to measure accurately. Further, in a typical imprinting apparatus, in a state where the mold M and the imprinting material R on the substrate are in contact with each other, the imprinting material is irradiated with weak light to slightly increase the viscosity of the imprinting material R. , The relative positioning accuracy between the mold M and the substrate W is improved. That is, when the mold M and the imprint material R on the substrate are not in contact with each other, the relative position between the mold M and the substrate W, that is, the relative position between the mold mark Mm and the substrate mark Mw is controlled with high accuracy. Can be difficult.

そこで、本実施形態のインプリント装置100は、校正情報を取得するための専用の機構(校正機構70)を有する。校正機構70は、例えば、図1(a)〜(b)に示すように、第1マーク71aを有する第1部材71と、第2マーク72aを有する第2部材72と、駆動部73と、計測部74と、移動部75とを含みうる。 Therefore, the imprint device 100 of the present embodiment has a dedicated mechanism (calibration mechanism 70) for acquiring calibration information. The calibration mechanism 70 includes, for example, as shown in FIGS. 1A to 1B, a first member 71 having a first mark 71a, a second member 72 having a second mark 72a, a drive unit 73, and the like. The measuring unit 74 and the moving unit 75 may be included.

第1部材71は、例えば、モールドMおよび基板Wより小さいサイズのガラス板に第1マーク71aを形成(描画)することによって構成されうる。第1マーク71aは、型マークMmを模したマークであり、例えば、型マークMmと同様の格子ピッチ(第1格子ピッチ)を有する格子パターンによって構成されうる。また、第2部材72は、例えば、モールドMおよび基板Wより小さいサイズのガラス板に第2マーク72aを形成(描画)することによって構成されうる。第2マーク72aは、基板マークMwを模したマークであり、例えば、基板マークMwと同様の格子ピッチ(第2格子ピッチ)を有する格子パターンによって構成されうる。ここで、第1マーク71aおよび第2マーク72aは、モールドMおよび基板Wと同様の製造工程を経ることにより第1部材71および第2部材72にそれぞれ形成されてもよい。 The first member 71 may be formed, for example, by forming (drawing) the first mark 71a on a glass plate having a size smaller than that of the mold M and the substrate W. The first mark 71a is a mark imitating the mold mark Mm, and may be composed of, for example, a grid pattern having the same grid pitch (first grid pitch) as the mold mark Mm. Further, the second member 72 may be formed, for example, by forming (drawing) the second mark 72a on a glass plate having a size smaller than that of the mold M and the substrate W. The second mark 72a is a mark imitating the substrate mark Mw, and may be configured by, for example, a lattice pattern having a lattice pitch (second lattice pitch) similar to that of the substrate mark Mw. Here, the first mark 71a and the second mark 72a may be formed on the first member 71 and the second member 72, respectively, by undergoing the same manufacturing process as the mold M and the substrate W.

第1部材71および第2部材72は、第1マーク71aと第2マーク72aとでモアレ像(参照像)を形成することができる間隔で配置されうる。例えば、第1部材71および第2部材72は、モールドMと基板Wとの間に形成される最大の間隔(即ち、モールドMと基板WとをZ方向に最も離隔したときの間隔)より狭い間隔で配置されるとよい。より好ましくは、モールドMと基板上のインプリント材Rとが互いに接触した状態でのモールドMと基板Wとの間隔以下の間隔で配置されるとよい。これにより、モールドMと基板Wとの位置合わせにおいて検出部50により検出される型マークMmと基板マークMwとの位置関係(Z方向)を、第1マーク71aと第2マーク72aとで再現することができる。 The first member 71 and the second member 72 may be arranged at intervals at which a moire image (reference image) can be formed between the first mark 71a and the second mark 72a. For example, the first member 71 and the second member 72 are narrower than the maximum distance formed between the mold M and the substrate W (that is, the distance when the mold M and the substrate W are most separated in the Z direction). It is preferable to arrange them at intervals. More preferably, the mold M and the imprint material R on the substrate are arranged at a distance equal to or less than the distance between the mold M and the substrate W in a state where they are in contact with each other. As a result, the positional relationship (Z direction) between the mold mark Mm and the substrate mark Mw detected by the detection unit 50 in the alignment between the mold M and the substrate W is reproduced by the first mark 71a and the second mark 72a. be able to.

駆動部73は、例えばアクチュエータを含み、第1部材71と第2部材72とを相対的に駆動可能に構成されうる。本実施形態の場合、駆動部73は、第1部材71に対して第2部材72を駆動可能に構成される。駆動部73は、第1部材71と第2部材72との相対位置の位置決め精度が、モールドMと基板Wとの相対位置の位置決め精度より高くなるように構成されるとよい。即ち、駆動部73は、型駆動部12および基板駆動部22に用いられるアクチュエータより位置決め精度が高いアクチュエータを含みうる。例えば、駆動部73は、nmオーダーで第1部材71と第2部材72との相対位置を変更可能なアクチュエータを含みうる。 The drive unit 73 includes, for example, an actuator, and may be configured to relatively drive the first member 71 and the second member 72. In the case of the present embodiment, the drive unit 73 is configured to be able to drive the second member 72 with respect to the first member 71. The drive unit 73 may be configured so that the positioning accuracy of the relative positions of the first member 71 and the second member 72 is higher than the positioning accuracy of the relative positions of the mold M and the substrate W. That is, the drive unit 73 may include an actuator having higher positioning accuracy than the actuators used for the mold drive unit 12 and the board drive unit 22. For example, the drive unit 73 may include an actuator that can change the relative positions of the first member 71 and the second member 72 on the order of nm.

計測部74は、第1部材71(第1マーク71a)と第2部材72(第2マーク72a)との相対位置を計測する。計測部74は、モールドM(インプリントヘッド10)と基板W(基板ステージ20)との相対位置を計測する計測機構より計測精度が高いことが好ましい。本実施形態の計測部74は、第1部材71および第2部材72の少なくとも一方(図1に示す例では両方)に設けられたスケール76を読み取ることにより、第1部材71と第2部材72との相対位置を計測するエンコーダ(エンコーダヘッド)である。しかしながら、計測部74は、エンコーダに限られるものではなく、例えば、第1部材71および第2部材72の少なくとも一方に光(レーザ光)を照射し、反射された光に基づいて、第1部材71と第2部材72との相対位置を計測する干渉計であってもよい。 The measuring unit 74 measures the relative position between the first member 71 (first mark 71a) and the second member 72 (second mark 72a). It is preferable that the measuring unit 74 has higher measurement accuracy than the measuring mechanism that measures the relative position between the mold M (imprint head 10) and the substrate W (board stage 20). The measuring unit 74 of the present embodiment reads the scale 76 provided on at least one of the first member 71 and the second member 72 (both in the example shown in FIG. 1), thereby causing the first member 71 and the second member 72. It is an encoder (encoder head) that measures the relative position with. However, the measuring unit 74 is not limited to the encoder, and for example, at least one of the first member 71 and the second member 72 is irradiated with light (laser light), and the first member is based on the reflected light. It may be an interferometer that measures the relative position between the 71 and the second member 72.

移動部75は、校正機構70の各部(第1部材71、第2部材72、駆動部73、計測部74)を保持し、基板ステージ20が移動する定盤1の上(定盤上)を移動可能に構成される。移動部75は、例えば、図1(b)に示すように、校正情報を生成する際に、検出部50(撮像部51)の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように移動しうる。例えば、複数の検出部50がインプリント装置100に設けられている場合、各検出部50(撮像部51)の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように移動可能に構成されうる。 The moving unit 75 holds each part (first member 71, second member 72, driving unit 73, measuring unit 74) of the calibration mechanism 70, and sits on the surface plate 1 (on the surface plate) on which the substrate stage 20 moves. It is configured to be movable. For example, as shown in FIG. 1B, the moving unit 75 arranges the first mark 71a and the second mark 72a in the imaging field of view of the detecting unit 50 (imaging unit 51) when generating calibration information. Can move like. For example, when a plurality of detection units 50 are provided in the imprint device 100, the first mark 71a and the second mark 72a can be moved so as to be arranged in the imaging field of view of each detection unit 50 (imaging unit 51). Can be configured.

制御部CNTは、上記のように構成された校正機構70を用いて校正情報を生成する。例えば、制御部CNTは、複数の検出部50のうち校正情報を生成する対象の検出部50の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように、移動部75を制御する。このとき、制御部CNTは、校正機構70(移動部75)だけでなく検出部50自体を移動させてもよいし、校正機構70(移動部75)の代わりに検出部50を移動させてもよい。そして、制御部CNTは、駆動部73で第1部材71と第2部材72とを相対的に駆動して第1マーク71aと第2マーク72aとの相対位置を変更しながら、第1マーク71aと第2マーク72aとで形成される参照像(モアレ像)を検出部50に検出させる。このとき、制御部CNTは、第1部材71(第1マーク71a)と第2部材72(第2マーク72a)との相対位置を計測部74に計測させる。これにより、第1マーク71aと第2マーク72aとの相対位置の変化と検出部50による参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を、校正情報として生成することができる。 The control unit CNT generates calibration information using the calibration mechanism 70 configured as described above. For example, the control unit CNT controls the moving unit 75 so that the first mark 71a and the second mark 72a are arranged in the imaging field of view of the detection unit 50 of the plurality of detection units 50 for generating calibration information. .. At this time, the control unit CNT may move not only the calibration mechanism 70 (moving unit 75) but also the detection unit 50 itself, or may move the detection unit 50 instead of the calibration mechanism 70 (moving unit 75). Good. Then, the control unit CNT relatively drives the first member 71 and the second member 72 by the drive unit 73 to change the relative positions of the first mark 71a and the second mark 72a, while changing the relative position of the first mark 71a. The detection unit 50 is made to detect the reference image (moire image) formed by the second mark 72a and the second mark 72a. At this time, the control unit CNT causes the measuring unit 74 to measure the relative position between the first member 71 (first mark 71a) and the second member 72 (second mark 72a). As a result, information indicating the relationship between the change in the relative position between the first mark 71a and the second mark 72a and the change in the detection result of the reference image by the detection unit 50 can be generated as calibration information.

[インプリント処理]
本実施形態のインプリント処理について説明する。図11は、本実施形態のインプリント処理を示すフローチャートであり、図12は、校正機構70を用いて校正情報を生成する処理を示すフローチャートである。図11〜図12に示すフローチャートの各工程は、制御部CNTによって制御されうる。
[Imprint processing]
The imprint process of this embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing the imprint process of the present embodiment, and FIG. 12 is a flowchart showing the process of generating the proof information by using the proofreading mechanism 70. Each step of the flowchart shown in FIGS. 11 to 12 can be controlled by the control unit CNT.

まず、インプリント処理について図11を参照しながら説明する。
S1では、制御部CNTは、校正情報を生成するか否かを判断する。例えば、制御部CNTは、製造プロセスの条件が変更される場合や、ロットが変更される場合、モールドMの種類が変更される場合などに、校正情報を生成すると判断しうる。また、制御部CNTは、最後に校正情報を生成してから所定の時間が経過した場合に、校正情報を新たに生成すると判断してもよい。校正情報を生成しないと判断した場合にはS2に進み、校正情報を生成すると判断した場合には図12のフローチャートのS11に進む。図12のフローチャートで示す校正情報の生成処理については後述する。
First, the imprint process will be described with reference to FIG.
In S1, the control unit CNT determines whether or not to generate the calibration information. For example, the control unit CNT can determine that the calibration information is generated when the conditions of the manufacturing process are changed, the lot is changed, the type of the mold M is changed, and the like. Further, the control unit CNT may determine that the calibration information is newly generated when a predetermined time has elapsed since the last generation of the calibration information. If it is determined that the calibration information is not generated, the process proceeds to S2, and if it is determined that the calibration information is generated, the process proceeds to S11 in the flowchart of FIG. The process of generating the calibration information shown in the flowchart of FIG. 12 will be described later.

S2では、制御部CNTは、型搬送機構(不図示)によりモールドMをインプリントヘッド10に搬入する(型搬入工程)。S3では、制御部CNTは、基板搬送機構(不図示)により基板Wを基板ステージ20に搬入する(基板搬入工程)。S4では、制御部CNTは、基板ステージ20により供給部30と基板Wとを相対的に移動させながら供給部30にインプリント材Rを吐出させることにより、基板Wの対象ショット領域上にインプリント材Rを供給する(供給工程)。S5では、制御部CNTは、モールドMの下方に対象ショット領域が配置されるように基板ステージ20を移動させ、インプリントヘッド10によりモールドMと基板Wとの間隔を狭めてモールドMと基板上のインプリント材とを接触させる(接触工程)。S6では、制御部CNTは、モールドMのパターン凹部にインプリント材が充填されるまで待機する(充填工程)。 In S2, the control unit CNT carries the mold M into the imprint head 10 by a mold transfer mechanism (not shown) (mold transfer step). In S3, the control unit CNT carries the board W into the board stage 20 by a board transfer mechanism (not shown) (board carry-in step). In S4, the control unit CNT imprints on the target shot region of the substrate W by discharging the imprint material R to the supply unit 30 while relatively moving the supply unit 30 and the substrate W by the substrate stage 20. Material R is supplied (supply process). In S5, the control unit CNT moves the substrate stage 20 so that the target shot area is arranged below the mold M, and the imprint head 10 narrows the distance between the mold M and the substrate W so that the mold M and the substrate W are on the substrate. Contact with the imprint material of (contact process). In S6, the control unit CNT waits until the imprint material is filled in the pattern recess of the mold M (filling step).

S7では、制御部CNTは、型マークMmと基板マークMwとで形成される像を検出部50に検出させ、その検出結果に基づいてモールドMと基板Wとの位置合わせを制御する(位置合わせ工程)。例えば、制御部CNTは、校正情報に基づいて、検出部50による像の検出結果(検出信号)から型マークMmと基板マークMwとの相対位置(XY方向)を求める。当該相対位置は、型マークMmと基板マークMwとをそれぞれ含む複数のマーク対の各々について求められる。これにより、制御部CNTは、求めた相対位置に基づいて、型マークMmと基板マークMwとが目標相対位置になるように、モールドMと基板Wとの位置合わせを行う。位置合わせ工程は、モールドMのパターン領域と基板Wのショット領域との相対位置を調整する処理、および、パターン領域とショット領域との形状差が低減するようにモールドMおよび基板Wの少なくとも一方を変形する処理を含みうる。また、位置合わせ工程は、接触工程(S5)および充填工程(S6)と並行して行われてもよい。 In S7, the control unit CNT causes the detection unit 50 to detect an image formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw, and controls the alignment between the mold M and the substrate W based on the detection result (alignment). Process). For example, the control unit CNT obtains the relative position (XY direction) between the mold mark Mm and the substrate mark Mw from the image detection result (detection signal) by the detection unit 50 based on the calibration information. The relative position is obtained for each of a plurality of mark pairs including the mold mark Mm and the substrate mark Mw. As a result, the control unit CNT aligns the mold M and the substrate W so that the mold mark Mm and the substrate mark Mw are at the target relative positions based on the obtained relative positions. The alignment step is a process of adjusting the relative position between the pattern region of the mold M and the shot region of the substrate W, and at least one of the mold M and the substrate W so as to reduce the shape difference between the pattern region and the shot region. It may include a process of deformation. Further, the alignment step may be performed in parallel with the contact step (S5) and the filling step (S6).

S8では、制御部CNTは、モールドMと基板上のインプリント材Rとが接触している状態において、硬化部40によりインプリント材Rに光を照射して、当該インプリント材Rを硬化させる(硬化工程)。S9では、制御部CNTは、インプリントヘッド10によりモールドMと基板Wとの間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールドMを剥離する(離型工程)。S10では、制御部CNTは、次にインプリント処理を行うべきショット領域(次のショット領域)が基板上にあるか否かを判断する。次のショット領域がある場合にはS4に進み、次のショット領域がない場合には終了する。 In S8, the control unit CNT irradiates the imprint material R with light by the curing unit 40 in a state where the mold M and the imprint material R on the substrate are in contact with each other to cure the imprint material R. (Curing step). In S9, the control unit CNT widens the distance between the mold M and the substrate W by the imprint head 10 and peels the mold M from the cured imprint material (mold release step). In S10, the control unit CNT determines whether or not the shot area (next shot area) to be imprinted next is on the substrate. If there is a next shot area, the process proceeds to S4, and if there is no next shot area, the process ends.

次に、校正機構70を用いた校正情報の生成処理について図12を参照しながら説明する。図12のフローチャートの各工程は、図11のフローチャートにおけるS1の工程で、校正情報を生成すると判断された場合に実行されうる。また、図12のフローチャートの各工程は、インプリントヘッド10にモールドMが保持されていない状態で行われうる。 Next, the process of generating calibration information using the calibration mechanism 70 will be described with reference to FIG. Each step of the flowchart of FIG. 12 can be executed when it is determined in the step of S1 of the flowchart of FIG. 11 that calibration information is to be generated. Further, each step of the flowchart of FIG. 12 can be performed in a state where the mold M is not held by the imprint head 10.

S11では、制御部CNTは、検出部50の下方から基板ステージ20を退避させ、図1(b)に示すように、検出部50(撮像部51)の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように校正機構70を移動させる。このとき、制御部CNTは、検出部50の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように、校正機構70に加えて(または代わりに)検出部50自体を移動させてもよい。S12では、制御部CNTは、検出部50(照明部52)の照明条件を設定する。例えば、制御部CNTは、インプリント処理の位置合わせ工程で使用するために、製造プロセスなどに基づいて事前に決定された照明条件を取得し、その照明条件を検出部50(照明部52)に設定する。 In S11, the control unit CNT retracts the substrate stage 20 from below the detection unit 50, and as shown in FIG. 1 (b), the first mark 71a and the second mark 71a and the second mark 71a and the second mark 71a and the second mark 71a and the second The calibration mechanism 70 is moved so that the mark 72a is arranged. At this time, the control unit CNT moves the detection unit 50 itself in addition to (or instead of) the calibration mechanism 70 so that the first mark 71a and the second mark 72a are arranged in the imaging field of view of the detection unit 50. May be good. In S12, the control unit CNT sets the illumination conditions of the detection unit 50 (illumination unit 52). For example, the control unit CNT acquires a predetermined lighting condition based on a manufacturing process or the like for use in the alignment process of the imprint process, and transmits the lighting condition to the detection unit 50 (illumination unit 52). Set.

S13では、制御部CNTは、第1マーク71aと第2マーク72aとで形成されるモアレ像(参照像)を検出部50に検出させ、その検出結果として、検出部50から検出信号を取得する。S14では、制御部CNTは、第1部材71(第1マーク71a)と第2部材72(第2マーク72a)との相対位置を校正機構70の計測部74に計測させる。S15では、制御部CNTは、S13で得られた検出信号と、S14で得られた相対位置(計測部74の計測結果)とを、互いに対応付けて記憶する(データ保存する)。ここで、制御部CNTは、S13におけるモアレ像の検出結果に基づいて、モアレ像のコントラストが許容範囲に収まっていないと判断した場合には、照明光の強度などの照明条件を変更してもよい。 In S13, the control unit CNT causes the detection unit 50 to detect a moire image (reference image) formed by the first mark 71a and the second mark 72a, and acquires a detection signal from the detection unit 50 as the detection result. .. In S14, the control unit CNT causes the measurement unit 74 of the calibration mechanism 70 to measure the relative position between the first member 71 (first mark 71a) and the second member 72 (second mark 72a). In S15, the control unit CNT stores (saves data) the detection signal obtained in S13 and the relative position (measurement result of the measurement unit 74) obtained in S14 in association with each other. Here, if the control unit CNT determines that the contrast of the moire image is not within the permissible range based on the detection result of the moire image in S13, even if the illumination conditions such as the intensity of the illumination light are changed. Good.

S16では、制御部CNTは、第1マーク71aと第2マーク72aとの相対位置が互いに異なる複数の状態の全てにおいて、モアレ像の検出(S13)および相対位置の計測(S14)を行ったか否かを判断する。複数の状態は、校正情報の精度および形成されうるモアレ像の周期(設計値)などに応じて、相対位置のずらし量などにより事前に設定されうる。複数の状態の全てにおいてモアレ像の検出(S13)および相対位置の計測(S14)を行っていないと判断した場合にはS17に進む。S17では、制御部CNTは、校正機構70の駆動部73により第1部材71(第1マーク71a)と第2部材72(第2マーク72a)との相対位置を所定のずらし量だけ変更する。S17の終了後はS13に進む。一方、S16において、複数の状態の全てにおいてモアレ像の検出(S13)および相対位置の計測(S14)を行ったと判断した場合にはS18に進む。S18では、制御部CNTは、S13〜S17の工程での結果に基づいて、第1マーク71aおよび第2マーク72aについての相対位置の変化と検出信号の変化との対応関係を示す情報を、校正情報として生成する(更新する)。 In S16, whether or not the control unit CNT has detected the moire image (S13) and measured the relative position (S14) in all of a plurality of states in which the relative positions of the first mark 71a and the second mark 72a are different from each other. To judge. The plurality of states can be set in advance by the amount of relative position shift or the like according to the accuracy of the calibration information and the period (design value) of the moire image that can be formed. If it is determined that the moire image detection (S13) and the relative position measurement (S14) are not performed in all of the plurality of states, the process proceeds to S17. In S17, the control unit CNT changes the relative positions of the first member 71 (first mark 71a) and the second member 72 (second mark 72a) by a predetermined shift amount by the drive unit 73 of the calibration mechanism 70. After the end of S17, the process proceeds to S13. On the other hand, in S16, when it is determined that the moire image is detected (S13) and the relative position is measured (S14) in all of the plurality of states, the process proceeds to S18. In S18, the control unit CNT calibrates the information indicating the correspondence between the change in the relative position of the first mark 71a and the second mark 72a and the change in the detection signal based on the results in the steps S13 to S17. Generate (update) as information.

ここで、S18における校正情報の生成について、図13を参照しながら説明する。図13は、検出部50から取得される検出信号と、それに基づいて生成された校正情報とを示す図である。図13(a)は、従来の方法により生成された校正情報を示しており、図13(b)は、本実施形態の方法により生成された校正情報を示している。また、図13(a)〜(b)において、左図は、検出信号を示しており、右図は、2つのマーク(回折格子)の相対位置と指標値との関係を示している。指標値とは、左図に示す検出信号を1つの値として表したものであり、例えば、検出信号から計測される値であるため「計測値」と呼ぶこともできる。一例として、制御部CNTは、基準信号と検出信号との位相差(例えば、基準信号のピークと検出信号のピークとの間のピクセル数)を指標値として求めてもよい。基準信号は、例えば図9において、左側のモアレ像と右側のモアレ像とで明暗の位置が一致したときに検出部50で得られる信号に設定されうる。 Here, the generation of the calibration information in S18 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing a detection signal acquired from the detection unit 50 and calibration information generated based on the detection signal. FIG. 13 (a) shows the calibration information generated by the conventional method, and FIG. 13 (b) shows the calibration information generated by the method of the present embodiment. Further, in FIGS. 13 (a) to 13 (b), the left figure shows the detection signal, and the right figure shows the relationship between the relative positions of the two marks (diffraction gratings) and the index value. The index value represents the detection signal shown in the left figure as one value, and can be called a “measured value” because it is a value measured from the detection signal, for example. As an example, the control unit CNT may obtain the phase difference between the reference signal and the detection signal (for example, the number of pixels between the peak of the reference signal and the peak of the detection signal) as an index value. For example, in FIG. 9, the reference signal can be set as a signal obtained by the detection unit 50 when the light and dark positions of the moiré image on the left side and the moiré image on the right side match.

従来の方法では、例えば、インプリント処理を経て基板上のインプリント材Rに型マークMmを転写し、基板マークMwとインプリント材Rに転写された型マークMmとで形成されるモアレ像を検出部50に検出させることにより、校正情報を生成する。このような従来の方法では、図13(a)の左図に示すように、検出部50から1つの検出信号201が得られるだけであるため、1つの指標値211を求めることができるだけである。この場合、図13(a)の右図に示すように、1つの指標値からは、2つのマークの相対位置の変化と指標値の変化(検出信号の変化)との関係を求めることができない。即ち、当該関係が直線であるのか曲線であるのか、或いは切片を持つのかを判断することができない。また、2つのマークの相対位置を変更して複数回のインプリント処理を行うことも考えられるが、それは煩雑であり、その間、装置を停止することとなるためスループットの点で不利である。 In the conventional method, for example, the mold mark Mm is transferred to the imprint material R on the substrate through the imprint process, and a moire image formed by the substrate mark Mw and the mold mark Mm transferred to the imprint material R is formed. Calibration information is generated by causing the detection unit 50 to detect it. In such a conventional method, as shown in the left figure of FIG. 13A, only one detection signal 201 can be obtained from the detection unit 50, so that only one index value 211 can be obtained. .. In this case, as shown in the right figure of FIG. 13A, the relationship between the change in the relative position of the two marks and the change in the index value (change in the detection signal) cannot be obtained from one index value. .. That is, it is not possible to determine whether the relationship is straight, curved, or has an intercept. Further, it is conceivable to change the relative positions of the two marks to perform the imprint processing a plurality of times, but this is complicated and the device is stopped during that time, which is disadvantageous in terms of throughput.

一方、本実施形態の方法では、校正機構70を用いることにより、図13(b)の左図に示すように複数の検出信号221〜224を容易に取得し、複数の検出信号221〜224から複数の指標値231〜234をそれぞれ求めることができる。したがって、図13(b)の右図に示すように、複数の指標値231〜234に対して近似線を求める等により、2つのマーク(第1マーク71a、第2マーク72a)の相対位置の変化と指標値の変化(検出信号の変化)との関係を求めることができる。これにより、当該関係を示す情報を校正情報として生成することができる。 On the other hand, in the method of the present embodiment, by using the calibration mechanism 70, a plurality of detection signals 221 to 224 are easily acquired as shown in the left figure of FIG. 13 (b), and a plurality of detection signals 221 to 224 are used. A plurality of index values 231 to 234 can be obtained respectively. Therefore, as shown in the right figure of FIG. 13B, the relative positions of the two marks (first mark 71a and second mark 72a) are located by obtaining approximate lines for a plurality of index values 231 to 234. The relationship between the change and the change in the index value (change in the detection signal) can be obtained. As a result, information indicating the relationship can be generated as calibration information.

上述したように、本実施形態のインプリント装置100は、型マークMmを模した第1マーク71aを有する第1部材71と、基板マークMwを模した第2マーク72aを有する第2部材72とを含む校正機構70を有する。このような校正機構70を用いることにより校正情報を精度よく且つ容易に生成することができる。したがって、当該校正情報に基づいて、モールドMと基板Wとの位置合わせを精度よく行うことができる。 As described above, the imprinting apparatus 100 of the present embodiment includes a first member 71 having a first mark 71a imitating a mold mark Mm and a second member 72 having a second mark 72a imitating a substrate mark Mw. It has a calibration mechanism 70 including. By using such a calibration mechanism 70, calibration information can be generated accurately and easily. Therefore, the alignment between the mold M and the substrate W can be performed accurately based on the calibration information.

<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態について説明する。第1実施形態では、校正機構を用いて校正情報を生成する場合に基板ステージ20を退避させる必要があるため、インプリント処理と並行して校正情報を生成することが困難であった。そこで、本実施形態では、インプリント処理(例えば位置合わせ工程以外の工程)と並行して校正情報を生成することができる装置構成について説明する。なお、本実施形態は、特に言及がない限り第1実施形態を基本的に引き継ぐものである。
<Second Embodiment>
A second embodiment according to the present invention will be described. In the first embodiment, when the proofreading mechanism is used to generate the proofreading information, it is necessary to retract the substrate stage 20, so that it is difficult to generate the proofreading information in parallel with the imprint processing. Therefore, in the present embodiment, a device configuration capable of generating calibration information in parallel with the imprint process (for example, a process other than the alignment process) will be described. It should be noted that this embodiment basically inherits the first embodiment unless otherwise specified.

図14は、第2実施形態のインプリント装置200の構成を示す概略図である。本実施形態のインプリント装置200は、第1実施形態のインプリント装置100と比べ、光学系80およびハーフミラーHMが追加され、検出部50は、型マークMmと基板マークMwとで形成される像を光学系80およびハーフミラーHMを介して検出する。また、本実施形態のインプリント装置200では、校正機構70は、例えば、インプリントヘッド10を支持する支持部材2の上に配置される。 FIG. 14 is a schematic view showing the configuration of the imprinting apparatus 200 of the second embodiment. Compared with the imprinting apparatus 100 of the first embodiment, the imprinting apparatus 200 of the present embodiment has an optical system 80 and a half mirror HM added, and the detection unit 50 is formed by the mold mark Mm and the substrate mark Mw. The image is detected via the optical system 80 and the half mirror HM. Further, in the imprint device 200 of the present embodiment, the proofreading mechanism 70 is arranged on, for example, the support member 2 that supports the imprint head 10.

制御部CNTは、校正情報を生成する場合、検出部50(撮像部51)の撮像視野に第1マーク71aおよび第2マーク72aが配置されるように検出部50を移動させる。このとき、制御部CNTは、支持部材2の上で校正機構70(移動部75)を移動させてもよい。このような構成により、校正情報を生成する場合に、インプリントヘッド10からモールドMを搬出したり、基板ステージ20を退避させたりする必要がなくなるため、より効率よく校正情報を生成することができる。 When generating calibration information, the control unit CNT moves the detection unit 50 so that the first mark 71a and the second mark 72a are arranged in the imaging field of view of the detection unit 50 (imaging unit 51). At this time, the control unit CNT may move the calibration mechanism 70 (moving unit 75) on the support member 2. With such a configuration, when generating the calibration information, it is not necessary to carry out the mold M from the imprint head 10 or retract the substrate stage 20, so that the calibration information can be generated more efficiently. ..

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給(塗布)されたインプリント材に上記のインプリント装置(インプリント方法)を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンが形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of manufacturing method of goods>
The method for manufacturing an article according to the embodiment of the present invention is suitable for producing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure, for example. The method for manufacturing an article of the present embodiment includes a step of forming a pattern on an imprint material supplied (coated) to a substrate by using the above-mentioned imprint device (imprint method), and a pattern is formed by such a step. Includes the process of processing the substrate. Further, such a manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, flattening, etching, resist peeling, dicing, bonding, packaging, etc.). The method for producing an article of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

インプリント装置を用いて成形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。 The pattern of the cured product formed by using the imprint device is used permanently for at least a part of various articles or temporarily in manufacturing various articles. The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile 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 a mold for imprinting.

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 above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after etching, ion implantation, or the like in the substrate processing process.

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図15(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ェハ等の基板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 manufacturing method of the article will be described. As shown in FIG. 15A, a substrate 1z such as a silicon wafer on which a work material 2z such as an insulator is formed on the surface is prepared, and subsequently, a substrate 1z such as a silicon wafer is introduced into the surface of the work material 2z by an inkjet method or the like. The printing material 3z is applied. Here, a state in which a plurality of droplet-shaped imprint materials 3z are applied onto the substrate is shown.

図15(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15(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1z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を通して照射すると、インプリント材3zは硬化する。 As shown in FIG. 15B, the imprint mold 4z is opposed to the imprint material 3z on the substrate with the side on which the uneven pattern is formed facing. As shown in FIG. 15C, the substrate 1z to which the imprint material 3z is applied is brought into contact with the mold 4z, and pressure is applied. The imprint material 3z is filled in the gap between the mold 4z and the work material 2z. In this state, when light is irradiated through the mold 4z as energy for curing, the imprint material 3z is cured.

図15(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. 15D, when the mold 4z and the substrate 1z are separated from each other after the imprint material 3z is cured, a pattern of the cured product of the imprint material 3z is formed on the substrate 1z. The pattern of the cured product has a shape in which the concave portion of the mold corresponds to the convex portion of the cured product and the convex portion of the mold corresponds to the concave portion of the cured product, that is, the uneven pattern of the mold 4z is transferred to the imprint material 3z. It will be done.

図15(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15(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. 15E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the work material 2z that has no cured product or remains thin is removed, and the groove 5z is formed. Become. As shown in FIG. 15 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article in which the groove 5z is formed on the surface of the work material 2z can be obtained. Here, the pattern of the cured product is removed, but it may be used as a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article, without being removed even after processing.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to make the scope of the invention public.

10:インプリントヘッド、20:基板ステージ、50:検出部、70:校正機構、71:第1部材、71a:第1マーク、72:第2部材、72a:第2マーク、73:駆動部、74:計測部、100:インプリント装置 10: Imprint head, 20: Board stage, 50: Detection unit, 70: Calibration mechanism, 71: First member, 71a: First mark, 72: Second member, 72a: Second mark, 73: Drive unit, 74: Measuring unit, 100: Imprinting device

Claims (12)

モールドを用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
前記モールドに設けられた型マークと前記基板に設けられた基板マークとで形成される像を検出する検出部と、
前記型マークを模した第1マークを有する第1部材と前記基板マークを模した第2マークを有する第2部材とを含み、前記第1部材と前記第2部材とを相対的に駆動可能な機構と、
前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記第1部材と前記第2部材とを相対的に駆動して前記第1マークと前記第2マークとの相対位置を変更しながら、前記第1マークと前記第2マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、
前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
An imprinting device that molds an imprint material on a substrate using a mold.
A detection unit that detects an image formed by a mold mark provided on the mold and a substrate mark provided on the substrate, and a detection unit.
The first member having the first mark imitating the mold mark and the second member having the second mark imitating the substrate mark are included, and the first member and the second member can be relatively driven. Mechanism and
A control unit that controls the alignment of the mold and the substrate,
Including
The control unit
A reference formed by the first mark and the second mark while relatively driving the first member and the second member to change the relative positions of the first mark and the second mark. By causing the detection unit to detect the image, information indicating the relationship between the change in the relative position and the change in the detection result of the reference image by the detection unit is generated.
An imprint device characterized in that the alignment is controlled based on the information and the detection result of the image by the detection unit.
前記型マークおよび前記第1マークは、第1格子ピッチを有する格子パターンをそれぞれ含み、
前記基板マークおよび前記第2マークは、前記第1格子ピッチとは異なる第2格子ピッチを有する格子パターンをそれぞれ含む、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
The type mark and the first mark each include a grid pattern having a first grid pitch.
The imprinting apparatus according to claim 1, wherein the substrate mark and the second mark each include a grid pattern having a second grid pitch different from the first grid pitch.
前記機構における前記第1部材と前記第2部材との相対位置の位置決め精度は、前記モールドと前記基板との相対位置の位置決め精度より高い、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。 The imprint according to claim 1 or 2, wherein the positioning accuracy of the relative position between the first member and the second member in the mechanism is higher than the positioning accuracy of the relative position between the mold and the substrate. Printing device. 前記第1部材および前記第2部材は、前記モールドと前記基板との間に形成される最大の間隔より狭い間隔で配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。 Any one of claims 1 to 3, wherein the first member and the second member are arranged at a distance narrower than the maximum distance formed between the mold and the substrate. The imprinting device described in. 前記第1部材および前記第2部材は、前記モールドと前記基板上のインプリント材とが互いに接触した状態での前記モールドと前記基板との間隔以下の間隔で配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The first member and the second member are arranged at a distance equal to or less than the distance between the mold and the substrate in a state where the mold and the imprint material on the substrate are in contact with each other. The imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記第1部材および前記第2部材はそれぞれ、前記モールドおよび前記基板より小さい、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the first member and the second member are smaller than the mold and the substrate, respectively. 前記機構は、前記第1部材と前記第2部材との相対位置を計測する計測部を含み、
前記制御部は、前記計測部での計測結果に基づいて前記情報を生成する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。
The mechanism includes a measuring unit that measures a relative position between the first member and the second member.
The imprint device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit generates the information based on the measurement result of the measurement unit.
前記計測部は、前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方に設けられたスケールを読み取ることにより、前記第1部材と前記第2部材との相対位置を計測する、ことを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。 A claim characterized in that the measuring unit measures a relative position between the first member and the second member by reading a scale provided on at least one of the first member and the second member. Item 7. The imprinting apparatus according to item 7. 前記計測部は、前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方に光を照射し、反射された光に基づいて前記第1部材と前記第2部材との相対位置を計測する、ことを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。 The measuring unit is characterized in that at least one of the first member and the second member is irradiated with light, and the relative position between the first member and the second member is measured based on the reflected light. The imprinting apparatus according to claim 7. 前記機構は、前記第1部材および前記第2部材を保持して移動可能な移動部を含み、
前記制御部は、前記情報を生成する際、前記移動部により前記第1部材および前記第2部材を前記検出部の下方に移動させる、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインプリント装置。
The mechanism includes a moving portion that can hold and move the first member and the second member.
One of claims 1 to 9, wherein the control unit moves the first member and the second member below the detection unit by the moving unit when generating the information. The imprinting device described in.
前記基板を保持して定盤上を移動可能なステージを更に含み、
前記機構は、前記移動部により前記定盤上を移動可能に構成されている、ことを特徴とする請求項10に記載のインプリント装置。
It further includes a stage that holds the substrate and can move on the surface plate.
The imprint device according to claim 10, wherein the mechanism is configured to be movable on the surface plate by the moving portion.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
A forming step of forming a pattern on a substrate by using the imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 11.
Including a processing step of processing the substrate on which a pattern is formed in the forming step.
A method for producing an article, which comprises producing an article from the substrate processed in the processing step.
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