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JP5247777B2 - Imprint apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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JP5247777B2 JP2010191617A JP2010191617A JP5247777B2 JP 5247777 B2 JP5247777 B2 JP 5247777B2 JP 2010191617 A JP2010191617 A JP 2010191617A JP 2010191617 A JP2010191617 A JP 2010191617A JP 5247777 B2 JP5247777 B2 JP 5247777B2
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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、モールドに形成されたパターンを被転写物に転写する転写装置に関するものである。   The present invention relates to a transfer apparatus that transfers a pattern formed on a mold to a transfer object.

半導体プロセスにおける微細加工技術として、従来はフォトリソグラフィ技術が普及している。しかし、フォトリソグラフィでは、所望の形状を被転写物に転写するために投影露光工程や現像工程が必要である。   As a microfabrication technique in a semiconductor process, a photolithography technique has been widely used. However, in photolithography, a projection exposure process and a development process are required to transfer a desired shape to a transfer object.

これに対し、微細な立体パターンを持つモールドを被転写物に押し付けることで、投影露光や現像工程を行うことなく立体パターンを転写するナノインプリント技術が提案されている(非特許文献1参照)。さらに、このナノインプリント技術において、モールドを被転写物に強く押し付けることなく立体パターンを転写する方式が特許文献1等にて提案されている。   On the other hand, a nanoimprint technique has been proposed in which a three-dimensional pattern is transferred without performing projection exposure or a development process by pressing a mold having a fine three-dimensional pattern against a transfer object (see Non-Patent Document 1). Furthermore, in this nanoimprint technology, a method of transferring a three-dimensional pattern without strongly pressing a mold against an object to be transferred is proposed in Patent Document 1 and the like.

この方式では、被転写物としての液状の光硬化性樹脂を基板上に塗布し、その光硬化性樹脂にモールドを接触させる。そして、モールドを通して光を照射することにより光硬化性樹脂を硬化させ、モールドの立体パターンを転写する。この場合、モールドが光を透過する必要があるため、モールドを構成する材料として、例えばガラスが用いられる。   In this method, a liquid photocurable resin as a transfer object is applied onto a substrate, and a mold is brought into contact with the photocurable resin. Then, the photocurable resin is cured by irradiating light through the mold, and the three-dimensional pattern of the mold is transferred. In this case, since the mold needs to transmit light, for example, glass is used as a material constituting the mold.

この方式の利点は、モールドを被転写物に強く押し付ける必要がないため、モールドや被転写物を破損する危険性が低いことと、パターン転写に要する時間が比較的短いことである。この方式では、数十nmの線幅を持つパターンの転写が可能とされている。   The advantage of this method is that it is not necessary to press the mold strongly against the transfer object, so that the risk of damaging the mold or transfer object is low and the time required for pattern transfer is relatively short. In this method, a pattern having a line width of several tens of nm can be transferred.

さらに、この方式の応用として、被転写物に対してパターン転写位置を順次変えながら行うステップアンドフラッシュ方式の転写技術が提案されている。   Further, as an application of this method, a step-and-flash type transfer technique has been proposed in which the pattern transfer position is sequentially changed with respect to the transfer object.

特開2000−194142号公報(段落0012〜0020、図1,2等)JP 2000-194142 A (paragraphs 0012 to 0020, FIGS. 1 and 2 etc.)

Applied Physics Letters, vol.67(1995)Applied Physics Letters, vol. 67 (1995)

このようなナノインプリント技術を用いる場合、モールドと基板等の被転写物とを平行に保つ必要がある。非平行な状態でパターン転写を行うと、転写圧や転写高さが不均一となったり、モールドの一端が基板に接触するいわゆる片当たり状態になってモールドの一部が損傷したりする可能性がある。   When such a nanoimprint technique is used, it is necessary to keep the mold and the transferred object such as the substrate parallel. If pattern transfer is performed in a non-parallel state, the transfer pressure and transfer height may be non-uniform, or one end of the mold may come into contact with the substrate, causing a part of the mold to be damaged. There is.

しかしながら、ナノインプリント技術を半導体チップの製造に用いる場合、モールドの大きさは少なくとも1個のチップと同程度の大きさ、すなわち数mm角から数cm角程度の大きさとなる。このような大きさのモールドを被転写物に対して正確に平行を保ちながら押し付けることは非常に困難である。   However, when the nanoimprint technique is used for manufacturing a semiconductor chip, the size of the mold is at least as large as that of one chip, that is, about several mm square to several cm square. It is very difficult to press the mold having such a size while keeping it exactly parallel to the transfer object.

また、半導体チップなどの製造においては、通常複数回のパターン転写が必須であり、当然のことながらそれらすべての転写パターンが正確に重なる必要がある。したがって、パターン転写ごとにモールドと基板とのアライメントを高精度で行う必要がある。   Further, in the manufacture of semiconductor chips and the like, it is usually essential to transfer a pattern a plurality of times, and it is natural that all these transfer patterns need to be accurately overlapped. Therefore, it is necessary to perform alignment between the mold and the substrate with high accuracy for each pattern transfer.

従来用いられている光露光による半導体露光装置においては、パターンを有するフォトマスクを所定の位置に固定し、被転写物を載せた精密ステージの位置を制御することでフォトマスクと被転写物を高精度で位置合わせしていた。   In a conventional semiconductor exposure apparatus using light exposure, a photomask having a pattern is fixed at a predetermined position, and the position of a precision stage on which the transfer object is placed is controlled to increase the height of the photomask and transfer object. It was aligned with accuracy.

ところが、ナノインプリント技術においては、モールドと被転写物が接触するので、例えばモールドを被転写物に押し付ける際に、モールドに被転写物に対して押し付ける方向と水平方向に位置をずらす力が加わる。また、前述したような片当たりが発生した場合にも、モールドの保持機構が変形するなどしてモールドの位置ずれを生じることがある。   However, in the nanoimprint technique, the mold and the transferred object come into contact with each other, and thus, for example, when pressing the mold against the transferred object, a force is applied to shift the position in the horizontal direction with respect to the pressing direction against the transferred object. In addition, even when the above-described piece contact occurs, the mold holding mechanism may be deformed, and the mold may be displaced.

つまり、モールドを被転写物に押し付ける前に該モールドと被転写物との位置合わせを高精度に行ったとしても、押し付けた状態でモールドと被転写物とがその位置関係にあるとは必ずしも言えない。   That is, even if the mold and the transferred object are aligned with high accuracy before pressing the mold against the transferred object, it can be said that the mold and the transferred object are in a positional relationship in the pressed state. Absent.

本発明は、モールドと基板との間のアライメントの精度の点で有利なインプリント装置を提供することを目的の一つとする。   An object of the present invention is to provide an imprint apparatus that is advantageous in terms of alignment accuracy between a mold and a substrate.

上記の目的を達成するために、1側面としての本発明は、立体パターンを含むパターン面を有するモールドを基板上の未硬化樹脂に接触させて該未硬化樹脂を硬化させ、硬化した樹脂のパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、前記モールドを保持して移動するモールドチャックと、前記基板を保持して移動する基板ステージと、前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行うアライメント手段と、を有し、前記アライメント手段は、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触していない状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第1のアライメント手段と、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第2のアライメント手段とを含み、前記第1のアライメント手段と前記第2のアライメント手段とは、前記モールドと前記基板とを相対的に移動させる駆動手段において互いに異なる構成を有し、前記第2のアライメント手段は、前記駆動手段として、前記モールドチャックに接続されたモールドステージを駆動する駆動手段および前記基板ステージを駆動する駆動手段の少なくとも一方と、前記少なくとも一方の駆動力を補う補助アクチュエータを含み、前記第1のアライメント手段は、前記駆動手段として、前記補助アクチュエータを含まず、前記少なくとも一方を含み、前記補助アクチュエータは、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態での摩擦力を超える駆動力を前記第2のアライメント手段における前記駆動手段が発生するように、前記少なくとも一方の駆動力を補うことを特徴とする。
また、他の側面としての本発明は、立体パターンを含むパターン面を有するモールドを基板上の未硬化樹脂に接触させて該未硬化樹脂を硬化させ、硬化した樹脂のパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、前記モールドを保持して移動するモールドチャックと、前記基板を保持して移動する基板ステージと、前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行うアライメント手段と、を有し、前記アライメント手段は、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触していない状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第1のアライメント手段と、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第2のアライメント手段とを含み、前記第1のアライメント手段と前記第2のアライメント手段とは、前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測手段において互いに異なる構成を有し、前記第1のアライメント手段は、前記計測手段として、前記モールドに形成されたアライメントマークと前記基板に形成されたアライメントマークとの間のアライメント状態を計測するためのアライメントスコープを含み、前記第2のアライメント手段は、前記計測手段として、前記アライメントスコープを含まず、前記モールドの前記基板に対する位置を計測するための干渉計を含む、ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention as one side surface is a cured resin pattern in which a mold having a pattern surface including a three-dimensional pattern is brought into contact with an uncured resin on a substrate to cure the uncured resin. On the substrate, a mold chuck that holds and moves the mold, a substrate stage that holds and moves the substrate, and alignment between the mold and the substrate. Alignment means to perform, the alignment means, the first alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the mold and the uncured resin are not in contact with each other, Second alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the mold and the uncured resin are in contact with each other The first alignment means and the second alignment means have different configurations in the drive means for relatively moving the mold and the substrate, and the second alignment means The first alignment includes at least one of a drive unit that drives the mold stage connected to the mold chuck and a drive unit that drives the substrate stage, and an auxiliary actuator that supplements the at least one drive force as the drive unit. The means does not include the auxiliary actuator as the driving means, but includes at least one of the auxiliary actuators, and the auxiliary actuator has a driving force exceeding a frictional force in a state where the mold and the uncured resin are in contact with each other. As the driving means in the second alignment means occurs, Serial, characterized in that to compensate for at least one of the driving force.
In another aspect of the present invention, a mold having a pattern surface including a three-dimensional pattern is brought into contact with an uncured resin on a substrate to cure the uncured resin, and a cured resin pattern is formed on the substrate. An imprint apparatus that holds and moves the mold, a substrate stage that holds and moves the substrate, and alignment means that aligns the mold and the substrate. And the alignment means includes: first alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the mold and the uncured resin are not in contact with each other; and the mold and the uncured Second alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the resin is in contact with each other, and the first alignment means The lining means and the second alignment means have different configurations in the measuring means for measuring the relative position between the mold and the substrate, and the first alignment means serves as the measuring means on the mold. Including an alignment scope for measuring an alignment state between the formed alignment mark and the alignment mark formed on the substrate, and the second alignment unit does not include the alignment scope as the measurement unit, An interferometer for measuring the position of the mold relative to the substrate is included.

本発明によれば、例えば、モールドと基板との間のアライメントの精度の点で有利なインプリント装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprint apparatus that is advantageous in terms of alignment accuracy between a mold and a substrate.

本発明の実施例1であるナノインプリントリソグラフィ装置の概略構成を示す図。1 shows a schematic configuration of a nanoimprint lithography apparatus that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1におけるモールドステージ周辺の詳細図。FIG. 3 is a detailed view around the mold stage in the first embodiment. 実施例1におけるウェハ上での転写ショット位置の配置を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining an arrangement of transfer shot positions on a wafer in Embodiment 1. 実施例1におけるパターン転写手順を説明するフローチャート。5 is a flowchart for explaining a pattern transfer procedure according to the first embodiment. 実施例1におけるパターン転写手順を説明するフローチャート。5 is a flowchart for explaining a pattern transfer procedure according to the first embodiment. 本発明の実施例2であるナノインプリントリソグラフィ装置におけるパターン転写手順を説明する図。The figure explaining the pattern transfer procedure in the nanoimprint lithography apparatus which is Example 2 of this invention. 本発明の実施例3であるナノインプリントリソグラフィ装置におけるパターン転写手順を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a pattern transfer procedure in a nanoimprint lithography apparatus that is Embodiment 3 of the present invention. 実施例2,3におけるアライメントマーク間距離とアライメント計測誤差との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the alignment mark distance in Example 2, 3, and alignment measurement error. 実施例1におけるパターン転写手順の概要を説明するフローチャート。5 is a flowchart for explaining an outline of a pattern transfer procedure in the first embodiment. 図8のステップ4での処理例を説明するフローチャート。9 is a flowchart for explaining an example of processing in step 4 of FIG. 図8のステップ4での他の処理例を説明するフローチャート。FIG. 9 is a flowchart for explaining another processing example in step 4 of FIG. 8. FIG. グローバルアライメントの概要を説明するフローチャート。The flowchart explaining the outline | summary of global alignment. 本発明の実施例4である半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャート。9 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device that is Embodiment 4 of the present invention.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例1であるナノインプリントリソグラフィ装置(転写装置)の構成を示している。   FIG. 1 shows the configuration of a nanoimprint lithography apparatus (transfer apparatus) that is Embodiment 1 of the present invention.

図1において、Mはその下面に微細立体パターンを持つモールドで、モールドチャックMCの下部に真空吸着などの方法で保持されている。   In FIG. 1, M is a mold having a fine three-dimensional pattern on its lower surface, and is held under the mold chuck MC by a method such as vacuum suction.

モールドステージMSは、装置本体のフレーム(不図示)に支えられており、X,Y,Z軸方向およびそれぞれの軸回りでの回転駆動が可能である。   The mold stage MS is supported by a frame (not shown) of the apparatus main body, and can be driven to rotate in the X, Y, Z axis directions and around the respective axes.

モールドステージMSとモールドチャックMCは、弾性部材により構成された低弾性接合部MEを介して接続されている。低弾性接合部MEは、微小ストロークのバネ部材として働くことにより、変位や変形を弾性的に吸収する。モールドMがウェハWと片当たりしたような場合に、低弾性接合部MEが変形することにより、モールドMに加わる不均一な圧力が軽減される。   The mold stage MS and the mold chuck MC are connected to each other via a low elastic joint ME formed of an elastic member. The low elastic joint part ME elastically absorbs displacement and deformation by acting as a spring member having a small stroke. When the mold M comes into contact with the wafer W, the non-elastic pressure applied to the mold M is reduced by the deformation of the low elastic joint ME.

低弾性接合部MEに必要とされるストロークはきわめて小さいため、コイルバネや板バネのように形状の制御によって所望の性能を実現することはむずかしい。したがって、材料そのものが周囲の部材に比べて著しく低弾性であることにより、特別に形状に工夫を施さなくても変位や変形を弾性的に吸収することが望ましい。このような性質の部材としては、例えば、ゴムメタル(商標名)等と称されるニオブ、タンタル、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム、酸素を含み、体心立方構造を持つベータ型チタン合金を用いることができる。   Since the stroke required for the low elastic joint ME is extremely small, it is difficult to achieve desired performance by controlling the shape like a coil spring or a leaf spring. Therefore, it is desirable that the material itself has a remarkably low elasticity as compared with the surrounding members, and therefore, it is desirable to elastically absorb the displacement and deformation without specially modifying the shape. As the member having such a property, for example, a beta-type titanium alloy containing niobium, tantalum, vanadium, zirconium, hafnium, oxygen, which is called rubber metal (trade name) or the like, and having a body-centered cubic structure can be used. .

モールドステージMS、低弾性接合部MEおよびモールドチャックMCは、その上方からモールドMまで光を導入できるように中空構造を有する。   The mold stage MS, the low elastic joint ME, and the mold chuck MC have a hollow structure so that light can be introduced from above to the mold M.

ウェハWは、ウェハチャックWC上に真空吸着などの方法で保持されている。ウェハステージWSは定盤B上に設置され、X,Y,Z軸方向およびそれぞれの軸回りで回転駆動可能である。ウェハステージWSの位置決め精度は、転写すべき最小のパターンに十分見合うものである。   The wafer W is held on the wafer chuck WC by a method such as vacuum suction. The wafer stage WS is installed on the surface plate B and can be driven to rotate in the X, Y, Z axis directions and around the respective axes. The positioning accuracy of the wafer stage WS is sufficiently commensurate with the minimum pattern to be transferred.

ウェハステージWS上には、ウェハステージ基準マーク台WKが設置されている。ウェハステージ基準マーク台WKには、モールドMの初期位置決め時などに必要な複数の光学的マークがウェハWと略同じ高さに備えられている。ウェハステージ基準マーク台WKは、その高さを変更可能とすることが望ましい。   A wafer stage reference mark base WK is installed on the wafer stage WS. On the wafer stage reference mark base WK, a plurality of optical marks necessary for the initial positioning of the mold M are provided at substantially the same height as the wafer W. It is desirable that the height of the wafer stage reference mark base WK can be changed.

ウェハステージWSの駆動範囲としては、ウェハWの全面に対応する範囲に加えて、ウェハステージ基準マーク台WKをモールドMと対向させるのに十分な広さが必要である。   The driving range of the wafer stage WS needs to be wide enough to make the wafer stage reference mark base WK face the mold M in addition to the range corresponding to the entire surface of the wafer W.

Tは被転写物又はレジストとしての光硬化性樹脂LPが充填されたタンクである。該タンクTには、バルブVを介して導入路Cが接続されており、該導入路Cの開口部は、モールドMのエッジ付近に位置する。   T is a tank filled with an object to be transferred or a photocurable resin LP as a resist. An introduction path C is connected to the tank T via a valve V, and the opening of the introduction path C is located near the edge of the mold M.

LUは光源ユニットである。この光源ユニットLUは、ランプLMとレンズLSとを備え、光硬化性樹脂LPを硬化させるための硬化用紫外線UVを発生する。ランプLMはオン/オフ(点灯/消灯)が可能である。モールドMは、石英ガラスなどの材料を用いて作成され、硬化用紫外線UVを透過する。   LU is a light source unit. The light source unit LU includes a lamp LM and a lens LS, and generates curing ultraviolet UV for curing the photocurable resin LP. The lamp LM can be turned on / off (lighted / extinguished). The mold M is made using a material such as quartz glass and transmits the ultraviolet ray UV for curing.

BCはモールドMに印刷されたバーコード、MR1はモールドM上に設置された反射鏡である。バーコードBCには、モールドMを識別するための識別情報が含まれている。バーコードBCは、バーコードリーダBCRで読み取られる。データベースDBには、モールドMの識別情報に対応するモールド固有データMDATが格納されている。モールド固有データMDATには、パターン転写に必要とされる読取専用のデータと、パターン転写後に更新される転写履歴に関するデータがある。このようなバーコードBCをモールドM上に設置することにより、該モールドMに固有の情報の管理を容易に行うことができる。   BC is a bar code printed on the mold M, and MR1 is a reflecting mirror installed on the mold M. The barcode BC includes identification information for identifying the mold M. The barcode BC is read by a barcode reader BCR. The database DB stores mold specific data MDAT corresponding to the identification information of the mold M. The mold-specific data MDAT includes read-only data required for pattern transfer and data related to transfer history updated after pattern transfer. By installing such a barcode BC on the mold M, it is possible to easily manage information unique to the mold M.

IF1は干渉計であり、干渉計測光L1を発生する。干渉計測光L1は、反射鏡MR1によって反射される。なお、図1には、干渉計IF1と反射鏡MR1のみが示されているが、実際にはモールドMの位置と姿勢を把握するために十分な数(複数)の干渉計と反射鏡とが設置されている。   IF1 is an interferometer and generates interference measurement light L1. The interference measurement light L1 is reflected by the reflecting mirror MR1. FIG. 1 shows only the interferometer IF1 and the reflecting mirror MR1, but actually, a sufficient number (a plurality) of interferometers and reflecting mirrors for grasping the position and posture of the mold M are provided. is set up.

CTRはコントローラであり、プロセサPRCとデータベースDBとを備え、装置各部と接続されている。プロセサPRCは装置全体を制御するために必要なソフトウェアを内蔵している。   The CTR is a controller, which includes a processor PRC and a database DB, and is connected to each part of the apparatus. The processor PRC incorporates software necessary for controlling the entire apparatus.

ASは半導体レーザと観測光学系とを備えたアライメントスコープであり、モールドMを装置上の所定位置に対して位置決めする際の計測と、モールドMとウェハW上の各ショット位置との相対位置を計測する際に用いられる。なお、アライメントスコープASは、装置本体のフレーム(不図示)に支えられた駆動機構により移動可能に構成されている。   AS is an alignment scope including a semiconductor laser and an observation optical system, and measures the positioning of the mold M relative to a predetermined position on the apparatus and the relative position between the mold M and each shot position on the wafer W. Used when measuring. The alignment scope AS is configured to be movable by a drive mechanism supported by a frame (not shown) of the apparatus main body.

WHは複数の静電容量センサからなるウェハ高さセンサであり、ウェハWの全面をスキャンすることでウェハWの高さ分布を計測する。   WH is a wafer height sensor including a plurality of capacitance sensors, and the height distribution of the wafer W is measured by scanning the entire surface of the wafer W.

図2は、モールドMとその周辺を詳細に説明する図である。図2に示すように、モールドチャックMCの下面には、圧力センサPS1,PS2が備えられ、モールドMがウェハWに押し付けられたときに加わる圧力を監視する。   FIG. 2 is a diagram illustrating the mold M and its periphery in detail. As shown in FIG. 2, pressure sensors PS1 and PS2 are provided on the lower surface of the mold chuck MC, and the pressure applied when the mold M is pressed against the wafer W is monitored.

なお、実際にはモールドMと基板としてのウェハWとの間には、被転写物としての光硬化性樹脂LPが配置されるので、モールドMとウェハWとは直接接触しない。しかし、モールドMが光硬化性樹脂LPを介してウェハWに押し付けられることを、本実施例では、「モールドMがウェハWに押し付けられる」という場合がある。   Actually, since the photo-curable resin LP as the transfer object is disposed between the mold M and the wafer W as the substrate, the mold M and the wafer W are not in direct contact with each other. However, the fact that the mold M is pressed against the wafer W via the photocurable resin LP may be referred to as “the mold M is pressed against the wafer W” in this embodiment.

モールドMの下面のパターン面PTには、立体パターンPTRとともに、モールド基準位置マークMBおよびモールドアライメントマークMKが形成されている。   A mold reference position mark MB and a mold alignment mark MK are formed on the pattern surface PT of the lower surface of the mold M together with the three-dimensional pattern PTR.

立体パターンPTRには、次回以降の転写時に必要となるアライメントマークをウェハW上の光硬化性樹脂LPに転写するためのパターンが含まれている。   The three-dimensional pattern PTR includes a pattern for transferring an alignment mark necessary for the next and subsequent transfer onto the photocurable resin LP on the wafer W.

AC10とAC11は圧電素子からなる補助アクチュエータである。AC10とAC11は、モールドMをウェハWに押し付けた状態で、モールドステージMSを駆動してモールドMをXY方向に駆動する際に、その駆動力がモールドMとウェハWとの間の摩擦力に打ち勝つよう駆動力を補う働きをする。   AC10 and AC11 are auxiliary actuators composed of piezoelectric elements. When the mold M is pressed against the wafer W and the mold stage MS is driven to drive the mold M in the XY direction, the AC 10 and AC 11 are driven by the frictional force between the mold M and the wafer W. It works to supplement the driving force to overcome it.

図3には、本装置によって複数回のパターン転写ショットを受けた状態のウェハWを示している。ウェハW上のSH1,SH2は、複数回のパターン転写ショットを受けることにより整列形成された転写ショット位置である。それぞれの転写ショット位置に隣接する位置には、前回のナノインプリントあるいはフォトリソグラフィによるパターン転写によりウェハライメントマークAM11,AM12などが形成されている。   FIG. 3 shows the wafer W in a state where a plurality of pattern transfer shots have been received by this apparatus. SH1 and SH2 on the wafer W are transfer shot positions formed in alignment by receiving a plurality of pattern transfer shots. Wafer alignment marks AM11 and AM12 are formed at positions adjacent to the respective transfer shot positions by pattern transfer by the previous nanoimprint or photolithography.

モールドMを装置に装着する際には、バーコードリーダBCRによってバーコードBCが読み取られ、コントローラCTRは、データベースDB中から該モールドMの識別情報に対応するモールド固有データMDATを抽出する。モールド固有データMDATには、モールドMが持つ立体パターンに関する情報などが含まれる。コントローラCTRは、本装置の識別情報をモールド固有データMDATに書き加える。   When the mold M is mounted on the apparatus, the barcode BC is read by the barcode reader BCR, and the controller CTR extracts the mold specific data MDAT corresponding to the identification information of the mold M from the database DB. The mold specific data MDAT includes information on the three-dimensional pattern of the mold M. The controller CTR writes the identification information of this apparatus in the mold specific data MDAT.

モールドMは、装置内に搬入されると、モールドチャックMC上に保持される。図1に示したウェハステージ基準マーク台WK上の光学的マークとモールドM上のモールド基準位置マークMBを合わせる基準アライメント操作が行われ、モールドMは装置上での所定位置に位置決めされる。このアライメント操作にはアライメントスコープASが用いられる。   When the mold M is carried into the apparatus, it is held on the mold chuck MC. A reference alignment operation for aligning the optical mark on the wafer stage reference mark base WK shown in FIG. 1 and the mold reference position mark MB on the mold M is performed, and the mold M is positioned at a predetermined position on the apparatus. An alignment scope AS is used for this alignment operation.

また、ウェハ高さセンサWHにより予めウェハWの高さ分布が計測され、その結果に基づいてウェハWの各部における傾きが推定される。この後に行われるパターン転写動作においては、この推定された傾きに応じてウェハW又はモールドMの傾きが調整される。   Further, the height distribution of the wafer W is measured in advance by the wafer height sensor WH, and the inclination of each part of the wafer W is estimated based on the result. In the pattern transfer operation performed thereafter, the inclination of the wafer W or the mold M is adjusted according to the estimated inclination.

なお、該調整には、モールドMの取り付け面PBとパターン面PTとの平行度のデータが必要であり、その値はモールド固有データMDATに含まれる。   The adjustment requires data on the parallelism between the mounting surface PB of the mold M and the pattern surface PT, and the value is included in the mold specific data MDAT.

以下に、本実施例のナノインプリントリソグラフィ装置によるパターン転写の手順を述べる。まず図8のフローチャートを用いてパターン転写の概要を述べる。該フローチャートに示す動作は、コントローラCTRによりコンピュータプログラムに従って制御される。   Hereinafter, a pattern transfer procedure by the nanoimprint lithography apparatus of this embodiment will be described. First, an outline of pattern transfer will be described using the flowchart of FIG. The operation shown in the flowchart is controlled by the controller CTR according to the computer program.

ステップ(図ではSと略す)1においては、ウェハW上の目標ショット位置、すなわち次回のパターン転写位置の近傍がモールドMと相対するようにウェハステージWSが駆動される。   In step (abbreviated as S in the figure) 1, the wafer stage WS is driven so that the target shot position on the wafer W, that is, the vicinity of the next pattern transfer position, faces the mold M.

次にステップ2では、第1の計測手段としてのアライメントスコープASを用いて、ウェハWの目標ショット位置とモールドMとを正確に対向させる(第1のアライメント操作)。   Next, in step 2, the target shot position of the wafer W and the mold M are accurately opposed using the alignment scope AS as the first measuring means (first alignment operation).

次にステップ3では、ウェハWとモールドMとの間に光硬化性樹脂LPを導入する。光硬化性樹脂LPを導入する量は、モールドMのパターン面PTの面積に応じて決定される。なお、光硬化性樹脂LPは、予め(ステップ2に先だって)ウェハW上に塗布しておいてもよい。この時点までは、図4A(a),(b)に示すように、ウェハWとモールドMは第1の距離h1の間隔に保たれている。   Next, in step 3, a photocurable resin LP is introduced between the wafer W and the mold M. The amount of the photocurable resin LP introduced is determined according to the area of the pattern surface PT of the mold M. The photocurable resin LP may be applied on the wafer W in advance (prior to step 2). Up to this point, as shown in FIGS. 4A (a) and 4 (b), the wafer W and the mold M are maintained at the first distance h1.

次にステップ4では、モールドMがウェハWにほぼ密着するように押し付けられる。「ほぼ」とは、これらの間に配置された光硬化性樹脂LPの最小部分の厚みが0にならないようにという意味である。   Next, in step 4, the mold M is pressed so as to be in close contact with the wafer W. “Substantially” means that the thickness of the minimum portion of the photo-curable resin LP disposed between them does not become zero.

また、ステップ4では、第2の計測手段としての干渉計IF1を用いて、モールドMのウェハWに対するXY方向(XY面上)での位置およびXY面又はウェハWに対する傾きが計測される。なお、以下、本実施例では、これらの位置および傾きをまとめて、XY面に関する「位置」と称する。また、この計測は、第2の計測手段を用いてのモールドMの位置に関する計測に相当する。そして、その計測結果に基づいて、必要な場合には補助アクチュエータAC10,AC11を駆動しながら、モールドMとウェハWとの相対位置や平行度が修正される(第2のアライメント操作)。   In step 4, the position of the mold M in the XY direction (on the XY plane) with respect to the wafer W and the tilt with respect to the XY plane or the wafer W are measured using the interferometer IF1 as the second measuring means. In the following, in the present embodiment, these positions and inclinations are collectively referred to as “positions” with respect to the XY plane. Further, this measurement corresponds to the measurement related to the position of the mold M using the second measuring means. Based on the measurement result, the relative position and the parallelism between the mold M and the wafer W are corrected while driving the auxiliary actuators AC10 and AC11 if necessary (second alignment operation).

なお、本実施例では、第2の計測手段として干渉計IF1を用いる場合について説明するが、本発明においては他の計測手段を用いてもよい。また、第1の計測手段と同様のアライメントスコープを用いてもよい。但し、この場合、モールドMとウェハWとのXY方向での相対位置およびXY面を基準とした傾きを計測できるような形態で用いられる。   In this embodiment, the case where the interferometer IF1 is used as the second measuring means will be described. However, in the present invention, other measuring means may be used. Moreover, you may use the alignment scope similar to a 1st measurement means. However, in this case, the relative position in the XY direction between the mold M and the wafer W and the inclination based on the XY plane can be measured.

次にステップ5においては、光源ユニットLUから光硬化性樹脂LPに紫外線が照射される。これにより、光硬化性樹脂LPが硬化する。   Next, in step 5, the light curable resin LP is irradiated with ultraviolet rays from the light source unit LU. Thereby, the photocurable resin LP is cured.

次にステップ6においては、モールドMがウェハW(硬化した光硬化性樹脂LP)から引き離される。   Next, in step 6, the mold M is pulled away from the wafer W (cured photocurable resin LP).

そして、ステップ7においては、現在の転写ショットが最終ショットであるかが確かめられ、最終ショットであれば処理を終了し、最終ショットでなければステップ1に戻って次の転写ショットの処理が行われる。   In step 7, it is confirmed whether or not the current transfer shot is the final shot. If it is the final shot, the process ends. If not, the process returns to step 1 to process the next transfer shot. .

以下、図4A,4Bを用いて、本実施例におけるアライメント方法について説明する。図4は、転写ショット位置SH1への転写の手順を示す図であり、モールドステージMSなどは省略されている。   Hereinafter, the alignment method in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. FIG. 4 is a diagram showing a transfer procedure to the transfer shot position SH1, and the mold stage MS and the like are omitted.

図4A(a)には、第1のアライメント操作(工程)を示している。この図に示すように、ウェハWとモールドMとを上記第1の距離離れた状態で、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKとを第1の計測手段としてのアライメントスコープASを用いて観測する。この観測により、モールドMの位置に関する計測、具体的にはモールドMとウェハWとの相対位置関係の計測が行われ、これら2つのマークが重なるようにウェハステージWSを制御することで、モールドMとウェハWとの位置合わせが行われる。アライメントスコープAS、ウェハステージWSおよびこれを制御するコントローラCTRにより第1のアライメント手段が構成される。   FIG. 4A (a) shows a first alignment operation (step). As shown in this figure, the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK are observed using the alignment scope AS as the first measuring means in a state where the wafer W and the mold M are separated from each other by the first distance. . By this observation, measurement related to the position of the mold M, specifically measurement of the relative positional relationship between the mold M and the wafer W is performed, and the mold M is controlled by controlling the wafer stage WS so that these two marks overlap. And wafer W are aligned. The alignment scope AS, the wafer stage WS, and the controller CTR that controls the alignment scope AS constitute a first alignment means.

ここで、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12は両者の距離が、第1の距離h1だけ離れているときに最も精度よく測定が行えるように設計されている。この時点では、まだウェハW上に光硬化性樹脂LPは導入されておらず、当然、モールドMは光硬化性樹脂LPに接触していない。   Here, the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 are designed so that the most accurate measurement can be performed when the distance between the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 is the first distance h1. At this time, the photocurable resin LP is not yet introduced on the wafer W, and the mold M is naturally not in contact with the photocurable resin LP.

なお、図示していないが、実際の第1のアライメント操作においては、さらに少なくとももう一組のウェハライメントマークとモールドアライメントマークを観測して、ウェハWとモールドMとのアライメントを行う必要がある。   Although not shown, in the actual first alignment operation, it is necessary to observe at least another set of wafer alignment marks and mold alignment marks to align the wafer W and the mold M.

また、モールド基準位置マークMBを基準としたモールドアライメントマークMKの位置の情報はこの第1のアライメント操作に必要であり、モールド固有データMDATに含まれる。   Information on the position of the mold alignment mark MK with respect to the mold reference position mark MB is necessary for the first alignment operation, and is included in the mold specific data MDAT.

ここまでの手順は、フォトマスクとウェハとを狭い間隔で対向させるプロキシミティ型の半導体露光装置のアライメント操作と同様である。   The procedure so far is the same as the alignment operation of the proximity type semiconductor exposure apparatus in which the photomask and the wafer are opposed to each other at a narrow interval.

ここで、先に述べたモールドMを装置内に搬入した後に所定位置に位置決めする基準アライメント操作と、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKの位置合わせを行う第1のアライメント操作について補足する。   Here, the reference alignment operation for positioning the mold M to the predetermined position after carrying the mold M into the apparatus, and the first alignment operation for aligning the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK will be supplemented.

これらのアライメント操作においては、2つのアライメントマークが上下に離れた状態で高精度のアライメントを行う必要があるため、これらのアライメント操作に関わるアライメントマークとしては回折格子を用いるのが望ましい。   In these alignment operations, since it is necessary to perform high-precision alignment in a state where the two alignment marks are separated from each other in the vertical direction, it is desirable to use a diffraction grating as the alignment marks related to these alignment operations.

アライメントマークに回折格子を用いる方法は、主としてプロキシミティX線露光におけるアライメント方法として研究され、特開昭62−261003号公報、特開平11−150063号公報および特開平11−162835号公報などに開示されている。   A method of using a diffraction grating as an alignment mark has been mainly studied as an alignment method in proximity X-ray exposure, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-261003, 11-150063, and 11-162835. Has been.

まず、モールドMを装置上の所定位置に位置決めする基準アライメント操作において、アライメントスコープASからのアライメント計測光AL1は、モールドMの中を進み、モールド基準位置マークMBを通過する。そして、上記所定位置に形成されたマーク(図示せず)によって反射され、再びモールド基準位置マークMBを通過してアライメントスコープASに戻る。   First, in the reference alignment operation for positioning the mold M at a predetermined position on the apparatus, the alignment measurement light AL1 from the alignment scope AS travels through the mold M and passes through the mold reference position mark MB. Then, the light is reflected by a mark (not shown) formed at the predetermined position, passes through the mold reference position mark MB again, and returns to the alignment scope AS.

同様に、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKとのアライメントにおいては、アライメントスコープASからのアライメント計測光AL1は、モールドMの中を進み、モールドアライメントマークMKを通過する。そして、ウェハライメントマークAM12により反射され、再びモールドアライメントマークMKを通過してアライメントスコープASに戻る。なお、アライメントスコープASは必要に応じて位置が変更される。   Similarly, in alignment between the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK, the alignment measurement light AL1 from the alignment scope AS travels through the mold M and passes through the mold alignment mark MK. Then, it is reflected by the wafer alignment mark AM12, passes through the mold alignment mark MK again, and returns to the alignment scope AS. Note that the position of the alignment scope AS is changed as necessary.

また、本実施例では、アライメント計測光AL1はアライメントマークに対して垂直に入射しているが、アライメント計測光AL1をアライメントマークに対して斜めに入射させて計測を行うようにしてもよい。   In this embodiment, the alignment measurement light AL1 is incident on the alignment mark perpendicularly, but the alignment measurement light AL1 may be incident on the alignment mark obliquely to perform measurement.

このようにして、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKとをアライメントスコープASによって観測する。そして、これら2つのマークが重なった状態で干渉計IF1を動作させ、干渉計測光L1を反射鏡MR1に反射させて反射鏡MR1までの距離を計測する。さらに、図示していない他の干渉計およびモールドM上の他の反射鏡を用いた同様の計測の結果を併せ用いて、モールドMの位置(位置および傾き)を求め、コントローラCTR内のメモリMRY(図1参照)に記憶する。   In this way, the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK are observed by the alignment scope AS. Then, the interferometer IF1 is operated in a state where these two marks overlap each other, and the interference measurement light L1 is reflected by the reflecting mirror MR1 to measure the distance to the reflecting mirror MR1. Further, the position (position and inclination) of the mold M is obtained by using the result of the same measurement using another interferometer (not shown) and another reflecting mirror on the mold M, and the memory MRY in the controller CTR is obtained. (See FIG. 1).

モールド基準位置マークMBを基準とした反射鏡MR1の位置情報はこれらの操作に必要であり、モールド固有データMDATに含まれる。   The position information of the reflecting mirror MR1 with reference to the mold reference position mark MB is necessary for these operations, and is included in the mold specific data MDAT.

また、アライメントを最も高い精度で行うために必要なモールドMとウェハWの最適間隔は、アライメントマークの設計により異なるため、モールドアライメントマークMKなどの種別を示すデータが必要であり、この情報もモールド固有データMDATに含まれる。   In addition, since the optimum distance between the mold M and the wafer W required for performing the alignment with the highest accuracy differs depending on the design of the alignment mark, data indicating the type of the mold alignment mark MK is necessary. It is included in the unique data MDAT.

次に図4A(b)に示すように、導入路Cから光硬化性樹脂LPをウェハWとモールドMの間に導入する(図8のステップ3)。これにより、モールドMは光硬化性樹脂LPに接触する。但し、モールドMとウェハWとの距離は、第1の距離h1のままである。   Next, as shown in FIG. 4A (b), the photocurable resin LP is introduced from the introduction path C between the wafer W and the mold M (step 3 in FIG. 8). Thereby, the mold M contacts the photocurable resin LP. However, the distance between the mold M and the wafer W remains the first distance h1.

なお、前述したように、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKとの位置合わせに先だって光硬化性樹脂LPをウェハW上(今回のショット位置)に滴下しておいてもよい。但し、この場合は、ウェハライメントマークAM12とモールドアライメントマークMKとの間は空気ではなく光硬化性樹脂LPで満たされている。したがって、光硬化性樹脂LPの屈折率を考慮して両アライメントマークおよびアライメントスコープASを設計する必要がある。   As described above, the photocurable resin LP may be dropped onto the wafer W (the current shot position) prior to the alignment between the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK. However, in this case, the space between the wafer alignment mark AM12 and the mold alignment mark MK is filled with the photocurable resin LP instead of air. Therefore, it is necessary to design both the alignment mark and the alignment scope AS in consideration of the refractive index of the photocurable resin LP.

次に、図4A(c)に示すように、モールドMをウェハWに押し付ける。実際には、モールドMとウェハWとの間の距離が、上記第1の距離h1よりも短い第2の距離h2に設定される。この状態で、モールドチャックMC内に設けられた圧力センサPS1,PS2の出力を観測し、該圧力が所定圧力に達したところで押し付け動作を終了する。   Next, the mold M is pressed against the wafer W as shown in FIG. Actually, the distance between the mold M and the wafer W is set to a second distance h2 that is shorter than the first distance h1. In this state, the outputs of the pressure sensors PS1 and PS2 provided in the mold chuck MC are observed, and the pressing operation is terminated when the pressure reaches a predetermined pressure.

ここにいう「所定圧力」は、モールドMの破損を防ぐ観点から、モールドMの材質、パターン面PTの大きさ、立体パターンPTRの高さから定められ、これらのデータはモールド固有データMDATに含まれる。   The “predetermined pressure” here is determined from the material of the mold M, the size of the pattern surface PT, and the height of the three-dimensional pattern PTR from the viewpoint of preventing the mold M from being damaged. These data are included in the mold specific data MDAT. It is.

なお、押し付けの際には、モールドステージMSをウェハWに向かって駆動してもよいし、ウェハステージWSをモールドMに向かって駆動してもよい。   At the time of pressing, the mold stage MS may be driven toward the wafer W, or the wafer stage WS may be driven toward the mold M.

ここで、仮にモールドMがウェハWに傾いた状態で押し付けられたとしても、低弾性接合部MEが片当たりによる圧力を分散させるので、モールドMの破損が防止される。   Here, even if the mold M is pressed against the wafer W in a tilted state, the low elastic joint portion ME disperses the pressure caused by one piece, so that the mold M is prevented from being damaged.

そして、図4A(c)に示す状態で第2のアライメント操作(工程)が行われる。ここでは、第2の計測手段としての干渉計IF1および図示しない他の干渉計を動作させて、モールドMの現在の位置を求め、図4A(a)に示した押し付け前(光硬化性樹脂LPの導入前)において計測し記憶された位置と比較する。XY方向に位置ずれがある場合には、モールドステージMSを駆動して該位置ずれをなくする方向にモールドMを移動させることで、位置補正を行う。干渉計IF1(+反射鏡MR1)、モールドステージMSおよびこれを制御するコントローラCTRにより第2のアライメント手段が構成される。   Then, the second alignment operation (step) is performed in the state shown in FIG. 4A (c). Here, the interferometer IF1 as the second measuring means and another interferometer (not shown) are operated to determine the current position of the mold M, and before pressing (photocurable resin LP shown in FIG. 4A). Compared with the measured and memorized position before the introduction). If there is a positional shift in the XY directions, the position is corrected by driving the mold stage MS and moving the mold M in a direction to eliminate the positional shift. The interferometer IF1 (+ reflecting mirror MR1), the mold stage MS, and the controller CTR for controlling the mold stage constitute second alignment means.

なお、第2のアライメント操作において、モールドステージMSに代えて、又はこれとともにウェハステージWSを駆動してもこれと等価な補正が可能である。   In the second alignment operation, equivalent correction is possible even if the wafer stage WS is driven instead of or together with the mold stage MS.

また、このとき、モールドステージMSの駆動力が不足する場合には、補助アクチュエータAC10,AC11を駆動してもよい。   At this time, if the driving force of the mold stage MS is insufficient, the auxiliary actuators AC10 and AC11 may be driven.

ここで、上記の押し付けと位置補正の処理について補足する。これらの押し付けと位置補正の処理は、図8のフローチャートのステップ4において行われ、該ステップ4での処理の内容を詳細に説明したのが図9のフローチャートである。   Here, a supplementary description will be given of the above-described pressing and position correction processing. These pressing and position correction processes are performed in step 4 of the flowchart of FIG. 8, and the contents of the process in step 4 are described in detail in the flowchart of FIG.

図9のステップ11においては、モールドMの押し付け圧力が所定圧力に達しているか否かを判断する。所定圧力に達していればステップ13に進み、達していなければステップ12に進む。   In step 11 of FIG. 9, it is determined whether or not the pressing pressure of the mold M has reached a predetermined pressure. If the pressure has reached the predetermined pressure, the process proceeds to step 13, and if not, the process proceeds to step 12.

ステップ12においては、モールドステージMSをZ方向に駆動する。これにより、モールドMがウェハWに対して第1の距離h1の位置から第2の距離h2の位置に近づけられる。そして、再びステップ11に戻る。   In step 12, the mold stage MS is driven in the Z direction. As a result, the mold M is brought closer to the position of the second distance h2 from the position of the first distance h1 with respect to the wafer W. And it returns to step 11 again.

ステップ13においては、上述したように、干渉計IF1等により計測したモールドMの現在の位置と押し付け前において計測してメモリMRYに記憶した位置とを比較して、モールドMが所定位置、すなわち押し付け前の位置にあるか否かを判断する。所定位置にあれば処理を終了し、所定位置になければステップ14に進む。   In step 13, as described above, the current position of the mold M measured by the interferometer IF1 or the like is compared with the position measured before pressing and stored in the memory MRY, and the mold M is pressed to a predetermined position, that is, pressed. Determine if it is in the previous position. If it is at the predetermined position, the process is terminated.

ステップ14においては、モールドステージMSを駆動してモールドMの位置を補正し、ステップ13に戻る。   In step 14, the mold stage MS is driven to correct the position of the mold M, and the process returns to step 13.

なお、本実施例においては、モールドMをウェハWに押し付けた後にモールドMの位置補正を行う場合について説明した。しかし、押し付け動作中、すなわち第1の距離h1の位置から第2の距離h2の位置への移動中に、干渉計IF1等による計測を連続して行い、該押し付け動作を行いながらモールドMの位置補正を行ってもよい。これは、モールドMをウェハWに押し付けた後に位置補正を行う場合、押し付けに伴うモールドMの位置ずれが大きいと、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12とが互いに遠く離れてしまうからである。そのような場合、位置補正動作が十分に行えない可能性がある。しかし、押し付け動作を行いながら位置補正を行うことで、このような不具合を防ぐことができる。   In the present embodiment, the case where the position of the mold M is corrected after the mold M is pressed against the wafer W has been described. However, during the pressing operation, that is, during the movement from the position of the first distance h1 to the position of the second distance h2, the measurement by the interferometer IF1 or the like is continuously performed, and the position of the mold M is performed while performing the pressing operation. Correction may be performed. This is because when the position correction is performed after the mold M is pressed against the wafer W, the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 are far away from each other if the positional deviation of the mold M accompanying the pressing is large. In such a case, the position correction operation may not be performed sufficiently. However, such a problem can be prevented by performing the position correction while performing the pressing operation.

この場合の押し付けと位置補正の処理について、図10のフローチャートを用いて補足する。これらの押し付けと位置補正の処理も図8のフローチャートのステップ4において行われるものである。   The pressing and position correction processing in this case will be supplemented using the flowchart of FIG. These pressing and position correction processes are also performed in step 4 of the flowchart of FIG.

処理を開始すると、まずステップ20からステップ21とステップ23に分岐して進み、これらのステップでの処理をほぼ同時に並列して行う。   When the process is started, the process first branches from step 20 to step 21 and step 23, and the processes in these steps are performed almost simultaneously in parallel.

ステップ21においては、モールドMの押し付け圧力が所定圧力に達しているか否かを判断し、所定圧力に達していればステップ29に進み、達していなければステップ22に進む。   In step 21, it is determined whether or not the pressing pressure of the mold M has reached a predetermined pressure. If the pressure has reached the predetermined pressure, the process proceeds to step 29. If not, the process proceeds to step 22.

ステップ22においては、モールドステージMSがZ方向に駆動され、モールドMがウェハWに近づけられる。そして、ステップ21に戻る。   In step 22, the mold stage MS is driven in the Z direction, and the mold M is brought close to the wafer W. Then, the process returns to step 21.

一方、ステップ23においては、モールドMが、上述したように干渉計IF1等により計測したモールドMの現在の位置と押し付け前において計測してメモリMRYに記憶した位置とを比較する。そして、モールドMが所定位置、すなわち押し付け前の位置にあるか否かを判断する。所定位置にあれば処理を終了し、ステップ25に進み、所定位置になければステップ24に進む。   On the other hand, in step 23, the mold M compares the current position of the mold M measured by the interferometer IF1 as described above with the position measured before pressing and stored in the memory MRY. Then, it is determined whether or not the mold M is at a predetermined position, that is, a position before pressing. If it is at the predetermined position, the process is terminated, and the process proceeds to step 25. If not, the process proceeds to step 24.

ステップ25においては、並行して行われている押し付け処理が終了しているかを判断し、終了していればステップ29に進み、終了していなければステップ23に戻る。   In step 25, it is determined whether the pressing process being performed in parallel has been completed. If completed, the process proceeds to step 29. If not completed, the process returns to step 23.

ステップ24においては、モールドステージMSを駆動してモールドMの位置を補正し、ステップ23に戻る。   In step 24, the mold stage MS is driven to correct the position of the mold M, and the process returns to step 23.

ステップ29においては、分岐していた2系統の処理が完了したことを確認し、全体の処理を終了する。   In step 29, it is confirmed that the two branched processes have been completed, and the entire process is terminated.

こうして図4A(c)に示す状態での第2のアライメント操作が完了すると、図4B(d)に示すように、光源ユニットLU(図1参照)からの硬化用紫外線UVを所定の時間照射して、光硬化性樹脂LPを硬化させる。LPSは硬化した光硬化性樹脂である。   When the second alignment operation in the state shown in FIG. 4A (c) is thus completed, as shown in FIG. 4B (d), the curing ultraviolet ray UV from the light source unit LU (see FIG. 1) is irradiated for a predetermined time. Then, the photocurable resin LP is cured. LPS is a cured photocurable resin.

上述した「所定時間」の決定には、モールドMの光透過率が必要であり、その値はモールド固有データMDATに含まれる。また、「所定時間」を、モールドMの材質と厚さから求めてもよく、この場合、モールドMの厚さの値がモールド固有データMDATに含まれる。   The determination of the “predetermined time” described above requires the light transmittance of the mold M, and the value is included in the mold specific data MDAT. The “predetermined time” may be obtained from the material and thickness of the mold M. In this case, the value of the thickness of the mold M is included in the mold specific data MDAT.

次に、図4B(e)に示すように、モールドMをウェハW(硬化した光硬化性樹脂LPS)から引き離し、モールド固有データMDAT中におけるモールドMの使用回数の値に1を加え、その転写ショット位置SH1でのパターン転写動作を終了する。   Next, as shown in FIG. 4B (e), the mold M is separated from the wafer W (cured photocurable resin LPS), and 1 is added to the value of the number of times the mold M is used in the mold specific data MDAT. The pattern transfer operation at the shot position SH1 is completed.

以上の操作をすべての転写ショットについて繰り返すことで、ウェハWのほぼ全面にモールドMのパターンPTRを転写することができる。   By repeating the above operation for all transfer shots, the pattern PTR of the mold M can be transferred to almost the entire surface of the wafer W.

なお、図4B(e)においてモールドMが引き離されたウェハW上には、硬化した光硬化性樹脂LPSのうち不要な層が残存している。すべての転写ショットへのパターン転写終了後、ウェハWの全面に対してエッチング処理を施すことにより、この残存した不要な光硬化性樹脂の層を取り除く。そのことにより、図4B(f)に示すように、必要な部分のみを持つ光硬化性樹脂のパターンLPS1を得ることができる。   In FIG. 4B (e), an unnecessary layer of the cured photocurable resin LPS remains on the wafer W from which the mold M has been separated. After the pattern transfer to all transfer shots is completed, the entire surface of the wafer W is etched to remove the remaining unnecessary photocurable resin layer. As a result, as shown in FIG. 4B (f), a photo-setting resin pattern LPS1 having only necessary portions can be obtained.

こうして得られた光硬化性樹脂のパターンLPS1をレジスト層として用い、従来の半導体製造プロセスと同様に、ウェハWに対してエッチングなどの処理を施すことで、ウェハW上に回路パターンが形成される。この回路パターンの幅(線幅)としては、100nm以下、さらには10nmレベルも実現可能である。   Using the photo-setting resin pattern LPS1 thus obtained as a resist layer, a circuit pattern is formed on the wafer W by performing a process such as etching on the wafer W as in the conventional semiconductor manufacturing process. . As the width (line width) of this circuit pattern, a level of 100 nm or less, and even a 10 nm level can be realized.

また、先に説明したように、モールドMによって次回以降のパターン転写時に必要となるアライメントマークを転写することができるので、半導体製造に不可欠な複数パターンの重ね合わせ露光が可能である。したがって、本実施例のナノインプリントリソグラフィ装置を半導体製造に用いることができる。   Further, as described above, since the alignment mark necessary for the next and subsequent pattern transfer can be transferred by the mold M, it is possible to carry out the overlay exposure of a plurality of patterns indispensable for semiconductor manufacturing. Therefore, the nanoimprint lithography apparatus of this embodiment can be used for semiconductor manufacturing.

以上の説明では、転写ショットごとにモールドMとウェハWの双方に形成されたアライメントマークが一致することを検出している。この方法は、ダイバイダイアライメントとして知られる方法であり、確実に高い精度が得られる一方、転写のスループットを高めることがむずかしい。   In the above description, it is detected that the alignment marks formed on both the mold M and the wafer W match for each transfer shot. This method is known as die-by-die alignment, and it is difficult to increase the transfer throughput while reliably obtaining high accuracy.

最近では、縮小投影型やプロキシミティ型の半導体露光装置では、グローバルアライメント方式と呼ばれるアライメント方式が用いられることが多い。本実施例のナノインプリントリソグラフィ装置においても、この方式を採用することで、スループットを高めることができる。   Recently, an alignment method called a global alignment method is often used in a reduction projection type or proximity type semiconductor exposure apparatus. Also in the nanoimprint lithography apparatus of this embodiment, the throughput can be increased by adopting this method.

以下、本実施例のナノインプリントリソグラフィ装置でのグローバルアライメント方式によるアライメント方法について説明する。   Hereinafter, an alignment method using the global alignment method in the nanoimprint lithography apparatus of the present embodiment will be described.

この方式では、まず、予め定められた理想的な転写ショット位置とウェハライメントマーク位置の情報がデータベースDBに記憶されているものとする。実際に転写を行う前に、図4A(a)を用いて説明したアライメント計測をウェハW上の数ヶ所の転写ショットについて行う。これらの計測によって得られた、実際の上記数ヶ所の転写ショット位置の情報と、予め定められた理想的な転写ショット位置の情報とを比較し、すべての転写ショットの実際位置を推定する。   In this method, first, it is assumed that predetermined ideal transfer shot position and wafer alignment mark position information is stored in the database DB. Prior to actual transfer, the alignment measurement described with reference to FIG. 4A is performed on several transfer shots on the wafer W. The actual transfer shot position information obtained by these measurements is compared with predetermined ideal transfer shot position information, and the actual positions of all transfer shots are estimated.

ここで、グローバルアライメント方式について図11のフローチャートを用いて補足する。まず、ステップ51においては、計測対象である転写ショット位置(サンプルショット位置)を数個選ぶ。計測対象の転写ショット位置をあらかじめ決めておき、その番号をデータベースDBに格納しておくこともできる。   Here, the global alignment method will be supplemented using the flowchart of FIG. First, in step 51, several transfer shot positions (sample shot positions) to be measured are selected. It is also possible to determine the transfer shot position to be measured in advance and store the number in the database DB.

ステップ52においては、ウェハステージWSを駆動し、モールドMを上記複数個のサンプルショット位置のうち、1つの位置の近傍に移動させる。   In step 52, the wafer stage WS is driven to move the mold M to the vicinity of one position among the plurality of sample shot positions.

ステップ53においては、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12とを合致させる。その際のモールドステージMSとウェハステージWSの位置から当該サンプルショット位置を求めてコントローラCTR内のメモリMRYに記憶する。   In step 53, the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 are matched. The sample shot position is obtained from the positions of the mold stage MS and the wafer stage WS at that time, and stored in the memory MRY in the controller CTR.

なお、先に説明した回折格子を用いたアライメント計測においては、アライメント対象間のずれの絶対量を知ることができる。したがって、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12とを合致させなくても、両者のずれ量を計測することによって当該サンプルショット位置を求めることができる。   In the alignment measurement using the diffraction grating described above, it is possible to know the absolute amount of deviation between alignment targets. Therefore, even if the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 do not coincide with each other, the sample shot position can be obtained by measuring the shift amount between them.

ステップ54においては、すべてのサンプルショットの計測が終了したかを判断し、終了していればステップ55に進み、終了していなければステップ52に戻って次のサンプルショット位置の計測を行う。   In step 54, it is determined whether measurement of all sample shots has been completed. If completed, the process proceeds to step 55. If not completed, the process returns to step 52 to measure the next sample shot position.

ステップ55においては、記憶したすべてのサンプルショット位置の情報と、予め定められている理想的な転写ショット位置の情報とから、すべての転写ショット位置を推定し、処理を終了する。   In step 55, all the transfer shot positions are estimated from the stored information of all the sample shot positions and the information of the ideal transfer shot position determined in advance, and the process is terminated.

こうして推定されたそれぞれの転写ショットの位置へ直接的に移動する。また、それぞれの転写ショット位置において、先に説明したように、反射鏡MR1と干渉計IF1による干渉計測、光硬化性樹脂LPの導入および硬化用紫外線UVの照射などの処理を行う。そうすれば、高いスループットで立体パターンPTRを転写することができる。   It moves directly to the position of each transfer shot estimated in this way. Further, at each transfer shot position, as described above, processing such as interference measurement by the reflecting mirror MR1 and the interferometer IF1, introduction of the photocurable resin LP, and irradiation of the curing ultraviolet ray UV is performed. Then, the three-dimensional pattern PTR can be transferred with high throughput.

上記実施例1では、第2の計測手段として、モールドMに備えられた反射鏡を用いる干渉計を使用するナノインプリントリソグラフィ装置について説明した。本実施例では、第2の計測手段として段として干渉計以外のものを用いるナノインプリントリソグラフィ装置について、図5を用いて説明する。   In the first embodiment, the nanoimprint lithography apparatus using the interferometer using the reflection mirror provided in the mold M as the second measuring unit has been described. In this embodiment, a nanoimprint lithography apparatus using a step other than an interferometer as the step as the second measuring means will be described with reference to FIG.

図5には、実施例1における図4Aおよび図4Bに示したパターン転写手順と、ほぼ同様のパターン転写の手順を示しているが、干渉計が存在しない点とモールドMに反射鏡が設けられていない点とが実施例1とは異なっている。   FIG. 5 shows a pattern transfer procedure that is almost the same as the pattern transfer procedure shown in FIGS. 4A and 4B in the first embodiment, except that an interferometer does not exist and a mold M is provided with a reflecting mirror. This is different from the first embodiment.

また、図5において、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12は、実施例1と同様に回折格子で構成されている。ただし、両アライメントマークMK,AM12はお互いがほぼ密着しているとき、言い換えれば、モールドMが光硬化性樹脂LPを介してウェハWに押し付けられた状態で最も高い精度でアライメント計測が行えるよう設計されている。   In FIG. 5, the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 are formed of diffraction gratings as in the first embodiment. However, the alignment marks MK and AM12 are designed so that the alignment measurement can be performed with the highest accuracy when the molds M are almost in close contact with each other, in other words, the mold M is pressed against the wafer W through the photocurable resin LP. Has been.

図7(a)には、本実施例におけるモールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12との組み合わせによるアライメント計測誤差と、両アライメントマークのZ方向(垂直方向)での距離との関係を示す。ここで、両アライメントマークMK,AM12がとり得る距離の全域において、アライメント計測誤差の値は、予め定められた所定の許容誤差TE以下でなければならない。ここで、第2の距離h2は図5(c)に示すように、モールドMとウェハWとがほぼ密着したときの両アライメントマークMK,AM12間の距離である。また、第1の距離h1は図5(a)に示すように、モールドMをウェハWに押し付ける前にアライメントを行う際の両アライメントマークMK,AM12間の距離である。図7(a)に示すように、両アライメントマークMK,AM12間の距離が第2の距離h2であるときに、アライメント計測誤差の値は最小となる。   FIG. 7A shows the relationship between the alignment measurement error due to the combination of the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 in this embodiment and the distance between the alignment marks in the Z direction (vertical direction). Here, the value of the alignment measurement error must be less than or equal to a predetermined tolerance TE in a whole range of distances that can be taken by both alignment marks MK and AM12. Here, as shown in FIG. 5C, the second distance h2 is a distance between the alignment marks MK and AM12 when the mold M and the wafer W are substantially in close contact with each other. The first distance h1 is a distance between the alignment marks MK and AM12 when alignment is performed before the mold M is pressed against the wafer W, as shown in FIG. As shown in FIG. 7A, when the distance between the alignment marks MK and AM12 is the second distance h2, the value of the alignment measurement error is minimum.

まず、図5(a)に示すように、モールドMをウェハWから第1の距離h1の位置に保った状態で、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12に対し、アライメントスコープASからアライメント計測光AL1を照射する。そして、アライメント状態の観測(計測)を行う。その後、モールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12が重なり合致するようにモールドステージMS又はウェハステージWSを駆動する。   First, as shown in FIG. 5A, with the mold M held at the first distance h1 from the wafer W, the alignment measurement light from the alignment scope AS to the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12. Irradiate AL1. Then, the alignment state is observed (measured). Thereafter, the mold stage MS or the wafer stage WS is driven so that the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 overlap and match.

次に、図5(b)に示すように、実施例1と同様にしてモールドMとウェハWの間に光硬化性樹脂LPを導入する。   Next, as shown in FIG. 5B, a photocurable resin LP is introduced between the mold M and the wafer W in the same manner as in the first embodiment.

そして、図5(c)に示すように、モールドM又はウェハWを垂直に移動させ、モールドMを所定圧力でウェハWに押し付ける。   Then, as shown in FIG. 5C, the mold M or the wafer W is moved vertically, and the mold M is pressed against the wafer W with a predetermined pressure.

さらに、アライメントスコープASからアライメント計測光AL1を照射しながらモールドアライメントマークMKとウェハライメントマークAM12とが合致するようにアライメント状態を計測する。そして、モールドステージMS又はウェハステージWSを駆動して(必要であれば補助アクチュエータAC10,AC11も駆動して)、モールドMをウェハW上の所定位置に合わせる。   Further, the alignment state is measured so that the mold alignment mark MK and the wafer alignment mark AM12 coincide with each other while irradiating the alignment measurement light AL1 from the alignment scope AS. Then, the mold stage MS or the wafer stage WS is driven (and the auxiliary actuators AC10 and AC11 are also driven if necessary) to align the mold M with a predetermined position on the wafer W.

このように、本実施例では、両アライメントマークMK,AM12はほぼ密着しているときに最も精度よく計測が行えるよう設計されている。そのため、図5(a)の状態でのアライメント計測よりも、図5(c)の状態でのアライメント計測の方が精度が高く、所望のアライメント精度が得られる。   As described above, in this embodiment, the alignment marks MK and AM12 are designed so that the most accurate measurement can be performed when the alignment marks MK and AM12 are in close contact with each other. Therefore, the alignment measurement in the state of FIG. 5C has higher accuracy than the alignment measurement in the state of FIG. 5A, and a desired alignment accuracy can be obtained.

なお、本実施例において、硬化用紫外線UVを照射して光硬化性樹脂LPを硬化させるなどの手順は、実施例1において図4Bを用いて説明した手順と同様である。   In this example, the procedure of irradiating the curing ultraviolet ray UV to cure the photocurable resin LP is the same as the procedure described in Example 1 with reference to FIG. 4B.

また、本実施例において、実施例1にて説明したのと同様に、モールドMとウェハWとが第1の距離h1離れた状態におけるアライメント操作に、グローバルアライメント方式を適用することも可能である。   Further, in the present embodiment, as described in the first embodiment, the global alignment method can be applied to the alignment operation in the state where the mold M and the wafer W are separated from each other by the first distance h1. .

さらに本実施例において、実施例1と同様に、モールドMをウェハWに押し付けていく過程で、モールドアライメントマークMK(モールドM)とウェハライメントマークAM12(ウェハW)との位置合わせを行うことも可能である。   Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the alignment of the mold alignment mark MK (mold M) and the wafer alignment mark AM12 (wafer W) may be performed in the process of pressing the mold M against the wafer W. Is possible.

以上説明した本実施例によれば、実施例1の場合よりも簡単な構成で、高精度のパターン転写を実現できる。   According to the present embodiment described above, highly accurate pattern transfer can be realized with a simpler configuration than in the first embodiment.

図6には、本発明の実施例3であるナノインプリントリソグラフィ装置におけるパターン転写手順を示している。このパターン転写手順は、実施例2における図5に示したパターン転写手順と、ほぼ同様のパターン転写の手順を示しているが、モールドM上およびウェハW上にアライメントマークが追加されている点が実施例2と異なる。   FIG. 6 shows a pattern transfer procedure in the nanoimprint lithography apparatus that is Embodiment 3 of the present invention. This pattern transfer procedure is substantially the same pattern transfer procedure as the pattern transfer procedure shown in FIG. 5 in the second embodiment, except that alignment marks are added on the mold M and the wafer W. Different from the second embodiment.

図6において、モールドアライメントマークMK1,MK2とウェハライメントマークAM13,AM14は、実施例1,2と同様に、回折格子で構成されている。ただし、モールドアライメントマークMK1とこれに対応するウェハライメントマークAM13は、互いの距離が第1の距離h1だけ離れているときに最も高い精度で計測が行えるように設計されている。   In FIG. 6, the mold alignment marks MK1 and MK2 and the wafer alignment marks AM13 and AM14 are formed of diffraction gratings as in the first and second embodiments. However, the mold alignment mark MK1 and the wafer alignment mark AM13 corresponding to the mold alignment mark MK1 are designed so that measurement can be performed with the highest accuracy when the distance between them is a first distance h1.

一方、モールドアライメントマークMK2とこれに対応するウェハライメントマークAM14は、互いがほぼ密着しているとき、すなわち第2の距離h2だけ離れているときに最も高い精度で計測が行えるように設計されている。この様子を、図7(b)と図7(c)に示す。   On the other hand, the mold alignment mark MK2 and the wafer alignment mark AM14 corresponding to the mold alignment mark MK2 are designed so that measurement can be performed with the highest accuracy when they are in close contact with each other, that is, when they are separated by the second distance h2. Yes. This state is shown in FIGS. 7B and 7C.

図7(b)は、モールドアライメントマークMK1とウェハライメントマークAM13との組み合わせによるアライメント計測誤差と、両アライメンとマークMK1,AM13のZ方向(垂直方向)での距離との関係を示す。同様に、図7(c)は、モールドアライメントマークMK2とウェハライメントマークAM14の組み合わせによるアライメント計測誤差と両アライメンとマークMK2,AM14のZ方向での距離との関係を示す。   FIG. 7B shows the relationship between the alignment measurement error due to the combination of the mold alignment mark MK1 and the wafer alignment mark AM13, and the distance between the alignment and the marks MK1 and AM13 in the Z direction (vertical direction). Similarly, FIG. 7C shows the relationship between the alignment measurement error due to the combination of the mold alignment mark MK2 and the wafer alignment mark AM14, and the distance between both alignments and the marks MK2 and AM14 in the Z direction.

なお、モールドアライメントマークMK1とウェハライメントマークAM13の組み合わせおよびモールドアライメントマークMK2とウェハライメントマークAM14の組み合わせによる計測精度に関しては、図5で説明した実施例2とは異なる。これは、それぞれが用いられるアライメントマーク間の距離の近傍においてのみ高い精度が得られればよい(言い換えれば、他の距離では許容誤差の範囲でなくてもよい)からである。   The measurement accuracy by the combination of the mold alignment mark MK1 and the wafer alignment mark AM13 and the combination of the mold alignment mark MK2 and the wafer alignment mark AM14 is different from that of the second embodiment described with reference to FIG. This is because it is only necessary to obtain a high accuracy only in the vicinity of the distance between the alignment marks to be used (in other words, other distances may not be within the allowable error range).

まず、図6(a)に示すように、モールドMをウェハWから第1の距離h1の位置に保った状態で、モールドアライメントマークMK1とウェハライメントマークAM13に対し、アライメントスコープASからアライメント計測光AL1を照射する。そして、アライメント状態の計測を行う。そして、モールドアライメントマークMK1とウェハライメントマークAM12とが重なり合致するようにモールドステージMS又はウェハステージWSを駆動する。   First, as shown in FIG. 6A, with the mold M kept at the position of the first distance h1 from the wafer W, the alignment measurement light from the alignment scope AS to the mold alignment mark MK1 and the wafer alignment mark AM13. Irradiate AL1. Then, the alignment state is measured. Then, the mold stage MS or the wafer stage WS is driven so that the mold alignment mark MK1 and the wafer alignment mark AM12 overlap and match.

次に、図6(b)に示すように、実施例1,2と同様にして、モールドMとウェハWとの間に光硬化性樹脂LPを導入する。   Next, as shown in FIG. 6B, a photocurable resin LP is introduced between the mold M and the wafer W in the same manner as in the first and second embodiments.

次に、図6(c)に示すように、モールドM又はウェハWを垂直に移動させ、モールドMを所定圧力でウェハWに押し付ける。   Next, as shown in FIG. 6C, the mold M or the wafer W is moved vertically, and the mold M is pressed against the wafer W with a predetermined pressure.

そして、アライメントスコープASをモールドアライメントマークMK2の側に移動させ、アライメント計測光AL1を照射する。それにより、モールドアライメントマークMK2とウェハライメントマークAM14とが重なり合致するようにアライメント状態を計測することができる。そして、モールドステージMS又はウェハステージWSを駆動して(必要であれば補助アクチュエータAC10,AC11も駆動して)、モールドMをウェハW上の所定位置に合わせる。   Then, the alignment scope AS is moved to the mold alignment mark MK2 side, and the alignment measurement light AL1 is irradiated. Thereby, the alignment state can be measured so that the mold alignment mark MK2 and the wafer alignment mark AM14 overlap and match. Then, the mold stage MS or the wafer stage WS is driven (and the auxiliary actuators AC10 and AC11 are also driven if necessary) to align the mold M with a predetermined position on the wafer W.

これ以下、硬化用紫外線を照射して光硬化性樹脂LPを硬化させるなどの手順は、実施例1において図4Bを用いて説明したものと同様である。   Hereinafter, the procedure of irradiating the curing ultraviolet ray to cure the photocurable resin LP is the same as that described with reference to FIG. 4B in the first embodiment.

また、本実施例においても、実施例1と同様に、モールドMとウェハWとが第1の距離h1離れた状態におけるアライメント操作に、グローバルアライメント方式を適用することも可能である。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the global alignment method can be applied to the alignment operation in a state where the mold M and the wafer W are separated from each other by the first distance h1.

さらに本実施例において、実施例1と同様に、モールドMをウェハWに押し付けていく過程で、モールドアライメントマークMK2(モールドM)とウェハライメントマークAM14(ウェハW)との位置合わせを行うことも可能である。   Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the alignment of the mold alignment mark MK2 (mold M) and the wafer alignment mark AM14 (wafer W) may be performed in the process of pressing the mold M against the wafer W. Is possible.

以上説明した本実施例によれば、実施例1の場合よりも簡単な構成で、高精度のパターン転写を実現できる。ただし、この場合は、モールドMとウェハW間の距離を変えながらアライメントを行うため、広い距離範囲で高い計測精度が得られるようにアライメントマークを設計する必要がある。   According to the present embodiment described above, highly accurate pattern transfer can be realized with a simpler configuration than in the first embodiment. However, in this case, since alignment is performed while changing the distance between the mold M and the wafer W, it is necessary to design the alignment mark so as to obtain high measurement accuracy over a wide distance range.

以上説明した本実施例によれば、モールドMとウェハWとの間の距離に応じて、使用するアライメントマークを変更することにより、比較的簡単な構成で、高い精度のアライメントを行うことができる。   According to the present embodiment described above, high-precision alignment can be performed with a relatively simple configuration by changing the alignment mark to be used according to the distance between the mold M and the wafer W. .

また、上記実施例1において説明したナノインプリントリソグラフィ装置においては、モールド固有データMDATをデータベースDB中に保持していた。しかし、本発明はこれに限らず、他の記憶手段を用いても実施例1と同様なナノインプリントリソグラフィ装置を構成できる。例えばモールドMに取り付けられた無線タグにモールド固有データを保持し、非接触にて無線タグ上のデータを読み書きする送受信機をコントローラCTRにより制御するようなナノインプリントリソグラフィ装置である。   Further, in the nanoimprint lithography apparatus described in the first embodiment, the mold specific data MDAT is held in the database DB. However, the present invention is not limited to this, and a nanoimprint lithography apparatus similar to that of the first embodiment can be configured using other storage means. For example, it is a nanoimprint lithography apparatus in which a wireless tag attached to the mold M holds mold-specific data, and a transceiver that reads and writes data on the wireless tag in a non-contact manner is controlled by a controller CTR.

この場合、モールド固有データMDAT中にモールドの識別情報を含めれば、モールドの識別が容易になるので、より好ましい。   In this case, it is more preferable to include mold identification information in the mold specific data MDAT because the mold can be easily identified.

また、上記送受信機は必ずしもコントローラCTRにより制御する必要はなく、例えばネットワークで結合されたホストコンピュータなどによって送受信機を制御し、該ネットワークを経由してモールド固有データMDATを授受するよう構成することもできる。   The transceiver does not necessarily need to be controlled by the controller CTR. For example, the transceiver may be controlled by a host computer or the like coupled via a network, and the mold specific data MDAT may be exchanged via the network. it can.

また、ここまで説明したすべての実施例においては、被転写物として光硬化性樹脂を用いるため、モールドMが光透過性を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、金属などガラスよりも高強度の材料で作成したモールドを、熱可塑性樹脂を加熱して軟化させた物等の加工対象に押し付け、該加工対象を塑性変形させる方式のナノインプリントリソグラフィ装置においても本発明を適用することができる。   In all of the embodiments described so far, since the photocurable resin is used as an object to be transferred, the mold M has optical transparency, but the present invention is not limited to this. For example, in a nanoimprint lithography apparatus of a type in which a mold made of a material having strength higher than that of glass such as metal is pressed against a processing target such as a material softened by heating a thermoplastic resin, and the processing target is plastically deformed. The invention can be applied.

この場合、例えば、モールドの側面に透明部材を取り付け、その透明部材にアライメントマークを備えることにより、先に説明した各実施例と同様の手順でアライメントを行うことができる。また、モールドの一部を上下に貫くように透明な部材で構成し、この透明部材にアライメントマークを備えることによっても、先に説明した各実施例と同様の手順でアライメントを行うことができる。   In this case, for example, by attaching a transparent member to the side surface of the mold and providing the transparent member with an alignment mark, alignment can be performed in the same procedure as in the above-described embodiments. Moreover, it can comprise by the procedure similar to each Example demonstrated previously also by comprising with a transparent member so that a part of mold may penetrate up and down, and providing this transparent member with an alignment mark.

次に、先に説明した各実施例のナノインプリントリソグラフィ装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスについて、図12のフローチャートを用いて説明する。ステップ101(回路設計)では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ102(モールド作成)ではステップ101で設計した回路に基づいて、必要な個数のモールドを作成する。一方、ステップ103(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。   Next, a semiconductor device manufacturing process using the nanoimprint lithography apparatus of each embodiment described above will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 101 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 102 (mold creation), a necessary number of molds are created based on the circuit designed in step 101. On the other hand, in step 103 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

次のステップ104(ウェハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記モールドとウェハを用い、上記各実施例のナノインプリントリソグラフィ装置を用いて、ウェハ上に実際の回路を作成する。なお、ステップ104は必要に応じてモールドを交換して必要な回数繰り返される。また、この繰り返しの一部に、縮小投影露光装置など、ナノインプリントリソグラフィ方式以外の方式のリソグラフィ装置を使用することもできる。   The next step 104 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is created on the wafer by using the mold and the wafer and using the nanoimprint lithography apparatus of each of the above embodiments. Note that step 104 is repeated as many times as necessary by replacing the mold as necessary. In addition, a lithography apparatus of a system other than the nanoimprint lithography system such as a reduction projection exposure apparatus can be used as a part of this repetition.

次のステップ105(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ104によって処理されたウェハを半導体チップ化する工程である。この後工程は、アセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)などの組立工程を含む。   The next step 105 (assembly) is called a post-process, and is a process for converting the wafer processed in step 104 into a semiconductor chip. This post-process includes assembly processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation).

次のステップ106(検査)では、ステップ105で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ107でこれを出荷する。   In the next step 106 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 105 are performed. A semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in Step 107.

上記ステップ104のウェハプロセスでは、以下のステップのいずれかを有する。すなわち、ウェハの表面を酸化させる酸化ステップ。または、ウェハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ。または、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ。また、ウェハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ。または、ウェハに光硬化性樹脂を塗布するレジスト処理ステップ。または、上記ナノインプリントリソグラフィ装置によってレジスト処理ステップ後のウェハに回路パターンを転写する転写ステップ。または、転写ステップで処理したウェハから転写パターン以外の部分の光硬化性樹脂を除くエッチングステップ。または、不要となった光硬化性樹脂を除くレジスト剥離ステップのうちいずれかである。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンを形成する。   The wafer process in step 104 includes any of the following steps. That is, an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer. Alternatively, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface. Alternatively, an electrode forming step of forming electrodes on the wafer by vapor deposition. Also, an ion implantation step for implanting ions into the wafer. Alternatively, a resist processing step of applying a photocurable resin to the wafer. Alternatively, a transfer step of transferring the circuit pattern to the wafer after the resist processing step by the nanoimprint lithography apparatus. Alternatively, an etching step of removing a portion of the photocurable resin other than the transfer pattern from the wafer processed in the transfer step. Alternatively, it is one of the resist stripping steps excluding the photocurable resin that is no longer necessary. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

以上説明したように、上記実施例1〜3によれば、精密なモールドを破損しにくくすることができる。また、モールドを被転写物を介して基板に押し付ける際に生じた位置ずれを補正することにより、モールドと基板とのアライメントを高精度に行うことができる。   As described above, according to the first to third embodiments, it is possible to make it difficult to damage a precise mold. Further, by correcting the positional deviation that occurs when the mold is pressed against the substrate through the transfer object, the alignment between the mold and the substrate can be performed with high accuracy.

M モールド
MS モールドステージ
MC モールドチャック
ME 低弾性接合部
W ウェハ
WC ウェハチャック
WK ウェハステージ基準マーク台
MB モールド基準位置マーク
MK,MK1,MK2 モールドアライメントマーク
AM12,AM13,AM14 ウェハライメントマーク
AS アライメントスコープ
MR1 反射鏡
AC10,AC11 補助アクチュエータ
PS1,PS2 圧力センサ
LP 光硬化性樹脂
C 導入路
UV 紫外線
IF1 干渉計
WH ウェハ高さセンサ
CTR コントローラ
PT パターン面
M mold MS mold stage MC mold chuck ME low elastic joint W wafer WC wafer chuck WK wafer stage reference mark stand MB mold reference position mark MK, MK1, MK2 mold alignment mark AM12, AM13, AM14 Wafer alignment mark AS alignment scope MR1 reflection Mirror AC10, AC11 Auxiliary actuator PS1, PS2 Pressure sensor LP Photo-curing resin C Introduction path UV UV IF1 interferometer WH Wafer height sensor CTR controller PT Pattern surface

Claims (4)

立体パターンを含むパターン面を有するモールドを基板上の未硬化樹脂に接触させて該未硬化樹脂を硬化させ、硬化した樹脂のパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、
前記モールドを保持して移動するモールドチャックと、
前記基板を保持して移動する基板ステージと、
前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行うアライメント手段と、を有し、
前記アライメント手段は、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触していない状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第1のアライメント手段と、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第2のアライメント手段とを含み、前記第1のアライメント手段と前記第2のアライメント手段とは、前記モールドと前記基板とを相対的に移動させる駆動手段において互いに異なる構成を有し、前記第2のアライメント手段は、前記駆動手段として、前記モールドチャックに接続されたモールドステージを駆動する駆動手段および前記基板ステージを駆動する駆動手段の少なくとも一方と、前記少なくとも一方の駆動力を補う補助アクチュエータとを含み、前記第1のアライメント手段は、前記駆動手段として、前記補助アクチュエータを含まず、前記少なくとも一方を含み、前記補助アクチュエータは、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態での摩擦力を超える駆動力を前記第2のアライメント手段における前記駆動手段が発生するように、前記少なくとも一方の駆動力を補うことを特徴とするインプリント装置。
An imprint apparatus for bringing a mold having a pattern surface including a three-dimensional pattern into contact with an uncured resin on a substrate to cure the uncured resin and forming a cured resin pattern on the substrate,
A mold chuck that holds and moves the mold; and
A substrate stage that holds and moves the substrate;
Alignment means for performing alignment between the mold and the substrate ,
The alignment means includes a first alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the mold and the uncured resin are not in contact with each other, and the mold and the uncured resin. Second alignment means for aligning the mold and the substrate in contact with each other, wherein the first alignment means and the second alignment means are the mold and the substrate. The second alignment means drives the drive stage for driving the mold stage connected to the mold chuck and the substrate stage as the drive means. Including at least one of driving means for assisting, and an auxiliary actuator for supplementing the driving force of at least one of the driving means. The first alignment means does not include the auxiliary actuator as the driving means but includes the at least one, and the auxiliary actuator includes a frictional force in a state where the mold and the uncured resin are in contact with each other. The imprint apparatus supplements at least one of the driving forces so that the driving means in the second alignment means generates a driving force exceeding .
前記補助アクチュエータは、前記モールドに力を加える、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインプリント装置。The imprint apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary actuator applies a force to the mold. 立体パターンを含むパターン面を有するモールドを基板上の未硬化樹脂に接触させて該未硬化樹脂を硬化させ、硬化した樹脂のパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、An imprint apparatus for bringing a mold having a pattern surface including a three-dimensional pattern into contact with an uncured resin on a substrate to cure the uncured resin and forming a cured resin pattern on the substrate,
前記モールドを保持して移動するモールドチャックと、A mold chuck that holds and moves the mold; and
前記基板を保持して移動する基板ステージと、A substrate stage that holds and moves the substrate;
前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行うアライメント手段と、を有し、Alignment means for performing alignment between the mold and the substrate,
前記アライメント手段は、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触していない状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第1のアライメント手段と、前記モールドと前記未硬化樹脂とが互いに接触している状態で前記モールドと前記基板との間の位置合わせを行う第2のアライメント手段を含み、前記第1のアライメント手段と前記第2のアライメント手段とは、前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測手段において互いに異なる構成を有し、前記第1のアライメント手段は、前記計測手段として、前記モールドに形成されたアライメントマークと前記基板に形成されたアライメントマークとの間のアライメント状態を計測するためのアライメントスコープを含み、前記第2のアライメント手段は、前記計測手段として、前記アライメントスコープを含まず、前記モールドの前記基板に対する位置を計測するための干渉計を含む、ことを特徴とするインプリント装置。The alignment means includes a first alignment means for performing alignment between the mold and the substrate in a state where the mold and the uncured resin are not in contact with each other, and the mold and the uncured resin. Second alignment means for aligning the mold and the substrate in contact with each other, wherein the first alignment means and the second alignment means include the mold, the substrate, and the second alignment means. The measurement means for measuring the relative position of the first alignment means has a configuration different from each other, and the first alignment means serves as the measurement means between an alignment mark formed on the mold and an alignment mark formed on the substrate. An alignment scope for measuring an alignment state; and the second alignment means includes the meter As means, said free of alignment scope, the comprises an interferometer for measuring the position relative to the substrate of the mold, the imprint apparatus characterized by.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板上に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を処理する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
Forming a resin pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 3 ;
And a step of processing the substrate on which the pattern is formed in the step.
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