JP2018206815A - Mold, imprint apparatus, and manufacturing method of article - Google Patents

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勝田 健
Takeshi Katsuta
健 勝田
敬恭 長谷川
Takayasu Hasegawa
敬恭 長谷川
哲司 岡田
Tetsuji Okada
哲司 岡田
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Abstract

To provide a mold capable of suppressing the manufacturing cost of a mold and improving the overlay accuracy of a pattern.SOLUTION: There is provided a mold 201 that is used in an imprint apparatus 101 and in which a chip portion having a concavo-convex pattern 203 is formed and a support portion that supports the chip portion are joined together, and the material of the support portion has a smaller Young's modulus than the material of the chip portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

インプリント装置で用いられる型は従来の半導体露光装置で用いるレチクルと比較して高精度な物が要求される。インプリント装置は、縮小投影での転写ではなく、型を直接基板に塗布されたインプリント材に押し付ける等倍での転写となるからである。よって、使用する型は高精度な加工が必要となるため高価になる傾向がある。さらに、インプリント装置で使われる型は一般的に高純度の石英ガラスで作られているため、石英ガラス自体の材料の価格自体が型を高価にしている要因である。   The mold used in the imprint apparatus is required to have a higher accuracy than the reticle used in the conventional semiconductor exposure apparatus. This is because the imprint apparatus does not perform transfer by reduction projection, but performs transfer at an equal magnification by pressing the mold directly onto the imprint material applied to the substrate. Therefore, the mold to be used tends to be expensive because high-precision processing is required. Furthermore, since the mold used in the imprint apparatus is generally made of high-purity quartz glass, the price of the material of the quartz glass itself is a factor that makes the mold expensive.

型の加工において特に難しい場所の一つにキャビティの加工がある。キャビティとは凹凸パターンが形成された面と逆側の面に設けられた凹部(くぼみ)であり、キャビティの空間を加圧して、凹部のある面に圧力をかける事でパターン面を基板に対して凸形状に変形させることができる。パターン面を凸形状に変形させることで、押印時には凹凸パターンの凹部へインプリント材の充填性を高め、離型時には凹凸パターンとインプリント材の剥離を補助する役割を果たす。キャビティは型の厚み方向のほとんどを彫り込むので、パターンが形成された領域は薄い為に高精度な加工が必要となっている。キャビティの加工精度が低いと基板上に形成されるパターンの厚みムラに繋がる為に変形量にばらつきが生じ、重ね合わせ精度を低下させてしまう懸念がある。   Cavity machining is one of the most difficult places in mold machining. A cavity is a recess (indentation) provided on the opposite side of the surface on which the concave / convex pattern is formed. Pressing the space of the cavity and applying pressure to the surface with the concave portion causes the pattern surface to face the substrate. Can be deformed into a convex shape. By deforming the pattern surface into a convex shape, the imprint material can be filled into the concave portion of the concave / convex pattern at the time of stamping, and assists the peeling of the concave / convex pattern and the imprint material at the time of release. Since the cavity engraves most of the thickness direction of the mold, the area where the pattern is formed is thin, so high-precision processing is required. If the processing accuracy of the cavities is low, it leads to uneven thickness of the pattern formed on the substrate, so that there is a concern that the deformation amount varies and the overlay accuracy is lowered.

そこで特許文献1では型に用いる基板を、所定の形状の孔が形成された基材を含む、少なくとも2枚の基材を接合することで形成している。特許文献1の型は、2枚の基材を接合することで所定の形状の孔が凹部(キャビティ)となり、孔が形成された基材とは異なる基材であって、凹部が形成されている面とは反対側の面には凹凸パターンが形成される。こうする事で加工が困難な型の離型(剥離)を容易にするための凹部を精度良く形成できる為、加工の工程負荷が小さくなる技術が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, a substrate used for a mold is formed by joining at least two base materials including a base material in which a hole having a predetermined shape is formed. The mold of Patent Document 1 is a base material different from the base material in which a hole having a predetermined shape becomes a concave portion (cavity) by joining two base materials, and the concave portion is formed. A concavo-convex pattern is formed on the surface opposite to the surface on which it is present. In this way, a technique for reducing the process load of processing is disclosed because a concave portion for facilitating mold release (peeling) of a mold that is difficult to process can be formed with high accuracy.

特開2014−179630号公報JP 2014-179630 A

インプリント装置には型の側面を押圧する事で型全体を変形させて、型の凹凸パターンが形成された領域の形状を変え得る装置がある。   There is an imprint apparatus that can deform the entire mold by pressing the side surface of the mold and change the shape of the region where the concave / convex pattern of the mold is formed.

特許文献1の接合タイプの型は、2枚の基材にシリコンが使われている。シリコンは石英ガラスよりもヤング率が大きいため、特許文献1の型は、全てを石英ガラスで作成された型と比べて外力に対して変形し難くなる。従って、特許文献1の型の側面を押圧する事で型全体を変形させるときは押圧用のアクチュエータの出力を大きくしなければならなくなる。型が変形し難くなると、アクチュエータの出力を最大にしても、凹凸パターンが形成された領域の最大の変形量が小さくなる。凹凸パターンが形成された領域の変形範囲が狭くなる為に形状補正の効果が下がり、重ね合わせ精度が低下する恐れがある。   In the joining type mold of Patent Document 1, silicon is used for two substrates. Since silicon has a higher Young's modulus than quartz glass, the mold of Patent Document 1 is less likely to be deformed by external force than a mold made entirely of quartz glass. Therefore, when the entire mold is deformed by pressing the side surface of the mold of Patent Document 1, the output of the pressing actuator must be increased. When the mold is difficult to deform, even if the output of the actuator is maximized, the maximum deformation amount of the region where the uneven pattern is formed becomes small. Since the deformation range of the region where the concavo-convex pattern is formed becomes narrow, the effect of the shape correction is lowered, and the overlay accuracy may be lowered.

本発明は、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能な接合タイプの型を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the joining type | mold type | mold which can improve the superimposition precision of a pattern.

本発明の型は、凹凸パターンが形成されたチップ部と該チップ部を支持する支持部とが接合してあり、インプリント装置で用いられる型であって、前記支持部の材料は前記チップ部の材料に比べてヤング率が小さいことを特徴とする。   The mold according to the present invention is a mold used in an imprint apparatus in which a chip part on which a concavo-convex pattern is formed and a support part that supports the chip part are joined, and the material of the support part is the chip part The Young's modulus is smaller than that of the material.

本発明を適用する事で型の製造コストを抑え、かつパターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能な型およびインプリント装置を提供できる。   By applying the present invention, it is possible to provide a mold and an imprint apparatus that can reduce the manufacturing cost of the mold and improve the pattern overlay accuracy.

第1実施形態に係るインプリント装置を示す図である。It is a figure which shows the imprint apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る型を示す図である。It is a figure which shows the type | mold which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る型をインプリント装置に搭載した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted the type | mold which concerns on 2nd Embodiment in the imprint apparatus. 物品の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of articles | goods.

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1実施形態)
(インプリント装置について)
図1は、第1実施形態の型(モールド)をインプリント装置101に搭載して使用するものである。図1を用いてインプリント装置101の構成について説明する。ここでは、基板111が配置される面をXY面、それに直交する方向をZ方向として、図1に示したように各軸を決める。インプリント装置101は、基板上に供給されたインプリント材を型(モールド)と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、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。図1のインプリント装置101は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。ここでは光硬化法を採用したインプリント装置101について説明する。
(First embodiment)
(About imprint equipment)
FIG. 1 shows a mold (mold) according to the first embodiment mounted on an imprint apparatus 101 for use. The configuration of the imprint apparatus 101 will be described with reference to FIG. Here, each axis is determined as shown in FIG. 1, assuming that the surface on which the substrate 111 is disposed is the XY plane and the direction orthogonal to the XY plane is the Z direction. The imprint apparatus 101 brings the imprint material supplied on the substrate into contact with the mold (mold), and gives curing energy to the imprint material, thereby forming a pattern of the cured product to which the uneven pattern of the mold is transferred. It is an apparatus to form. The imprint apparatus 101 in FIG. 1 is used for manufacturing a device such as a semiconductor device as an article. Here, the imprint apparatus 101 employing the photocuring method will be described.

インプリント装置101は光照射部102と、型保持部103と、基板保持部104と、塗布部105と、制御部106と、計測手段122と、筺体123を備える。さらに、インプリント装置101は、型201を変形するための型変形機構130が配置されている。型変形機構130は、型201の側面に力を加えて側面を変位させることによって型201の形状を変えることができる。さらに、インプリント装置101は、型201を型保持部103へ搬送する型搬送機構(不図示)と、基板111を基板保持部104へ搬送する基板搬送機構(不図示)を備える。   The imprint apparatus 101 includes a light irradiation unit 102, a mold holding unit 103, a substrate holding unit 104, a coating unit 105, a control unit 106, a measuring unit 122, and a housing 123. Further, the imprint apparatus 101 is provided with a mold deformation mechanism 130 for deforming the mold 201. The mold deformation mechanism 130 can change the shape of the mold 201 by applying a force to the side surface of the mold 201 to displace the side surface. Further, the imprint apparatus 101 includes a mold transport mechanism (not shown) that transports the mold 201 to the mold holder 103 and a substrate transport mechanism (not shown) that transports the substrate 111 to the substrate holder 104.

光照射部102は、インプリント材を硬化させるための紫外線108を照射する。光照射部102は、紫外線108を照射する光源109と、光源109から照射された紫外線108をインプリントに適切な光に補正するための光学素子110から構成される。なお、第1実施形態では光硬化法を採用するために光照射部102を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、光照射部102に換えて、インプリント材を硬化させるための熱源部を設置することになる。   The light irradiation unit 102 irradiates ultraviolet rays 108 for curing the imprint material. The light irradiation unit 102 includes a light source 109 that emits ultraviolet light 108 and an optical element 110 that corrects the ultraviolet light 108 emitted from the light source 109 to light suitable for imprinting. In the first embodiment, the light irradiation unit 102 is installed in order to employ the photocuring method. However, for example, when the thermosetting method is employed, the imprint material is cured instead of the light irradiation unit 102. The heat source part for making it install will be installed.

型保持部103は、吸着力や静電力により型201を引き付けて保持するチャック115と、チャック115を保持し、チャック115に保持された型201をチャックごと移動させる駆動機構116を有する。型201は、外周の形状が矩形であり、基板111に対する面に回路パターンなど、インプリント材に転写される凹凸パターンが形成されたパターン部203を含む。チャック115および駆動機構116は、光照射部102の光源109から照射された紫外線108が基板111に照射されるように、それぞれの中心部には開口領域117(開口部)を有する。駆動機構116は、型201と基板111上のインプリント材114を接触させたり(押型)、引き離したり(離型)するために型201をZ軸方向に移動させる。この駆動機構116に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、駆動機構116は、型201の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Z軸方向だけでなく、X軸方向やY軸方向に移動させてもよい。さらに、Z軸周りの回転方向であるθ方向の位置補正機能や、型201の傾きを補正するためのチルト機能(X軸周り及びY軸周りの回転方向)などを有していてもよい。   The mold holding unit 103 includes a chuck 115 that attracts and holds the mold 201 by an attractive force or an electrostatic force, and a driving mechanism 116 that holds the chuck 115 and moves the mold 201 held by the chuck 115 together with the chuck. The mold 201 includes a pattern portion 203 having a rectangular outer periphery and having a concavo-convex pattern transferred to an imprint material such as a circuit pattern on the surface of the substrate 111. The chuck 115 and the drive mechanism 116 have an opening region 117 (opening) at the center of each so that the substrate 111 is irradiated with the ultraviolet rays 108 irradiated from the light source 109 of the light irradiation unit 102. The drive mechanism 116 moves the mold 201 in the Z-axis direction so that the mold 201 and the imprint material 114 on the substrate 111 are brought into contact (push mold) or separated (release). As an actuator that can be employed in the drive mechanism 116, for example, there is a linear motor or an air cylinder. Further, the drive mechanism 116 may be composed of a plurality of drive systems such as a coarse motion drive system and a fine motion drive system in order to cope with high-precision positioning of the mold 201. Furthermore, you may move not only in the Z-axis direction but also in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, it may have a position correction function in the θ direction that is the rotation direction around the Z axis, a tilt function for correcting the tilt of the mold 201 (rotation directions around the X axis and the Y axis), and the like.

基板保持部104は、基板111を真空吸着により引き付けて保持する基板チャック119と、基板チャック119を機械的手段により保持し、基板チャック119に保持された基板111をXY平面内で移動させる基板ステージ120を有する。基板保持部104は、型201と基板111上のインプリント材114との接触に際し、型201と基板111とのアライメントを行う。基板チャック119の表面上には、型201をアライメントする際に利用するステージ基準マーク121を有する。ステージ基準マーク121は、基板ステージ120に設けられていてもよい。基板ステージ120(基板駆動機構)に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータがある。また、基板ステージ120は、X軸方向およびY軸方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、基板111のZ軸方向の位置補正のための駆動系や、基板111のθ方向(Z軸周りの回転方向)の位置補正機能、基板111の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。   The substrate holding unit 104 includes a substrate chuck 119 that attracts and holds the substrate 111 by vacuum suction, a substrate stage that holds the substrate chuck 119 by mechanical means, and moves the substrate 111 held by the substrate chuck 119 in the XY plane. 120. The substrate holding unit 104 performs alignment between the mold 201 and the substrate 111 when the mold 201 contacts the imprint material 114 on the substrate 111. On the surface of the substrate chuck 119, there is a stage reference mark 121 used when the mold 201 is aligned. The stage reference mark 121 may be provided on the substrate stage 120. As an actuator that can be used for the substrate stage 120 (substrate driving mechanism), for example, there is a linear motor. Further, the substrate stage 120 may be composed of a plurality of drive systems such as a coarse motion drive system and a fine motion drive system with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. Furthermore, it has a drive system for correcting the position of the substrate 111 in the Z-axis direction, a position correction function for the θ direction (rotation direction around the Z axis) of the substrate 111, a tilt function for correcting the tilt of the substrate 111, and the like. You may do it.

なお、インプリント装置101における押型および離型の各動作は、基板111を基板保持部104によってZ軸方向に移動させることで実現してもよく、また、型201と基板111のその双方を相対的に移動させることによって実現してもよい。   Note that the pressing and releasing operations in the imprint apparatus 101 may be realized by moving the substrate 111 in the Z-axis direction by the substrate holding unit 104. In addition, the mold 201 and the substrate 111 may be moved relative to each other. You may implement | achieve by moving.

塗布部105は、未硬化のインプリント材114を基板111上に供給する供給装置である。塗布部105には複数の吐出口(ノズル)が形成されており、吐出口からインプリント材の液滴が基板111上に供給される。第1実施形態の塗布部105は、ピエゾ素子の圧電効果を利用してインプリント材114を吐出口から押し出す方式とする。後述する制御部106は、ピエゾ素子を駆動させる駆動信号を作成して、ピエゾ素子を吐出に適した形状に変形するように駆動させる。塗布部105の吐出口は複数設けられており、それぞれを独立して制御することが出来る。塗布部105の吐出口から基板111上に供給されるインプリント材114の量や液滴の分布は、基板111上に形成されるインプリント材のパターンの厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。   The application unit 105 is a supply device that supplies an uncured imprint material 114 onto the substrate 111. A plurality of discharge ports (nozzles) are formed in the application unit 105, and droplets of the imprint material are supplied onto the substrate 111 from the discharge ports. The application unit 105 of the first embodiment employs a method of pushing out the imprint material 114 from the discharge port using the piezoelectric effect of the piezo element. The control unit 106, which will be described later, creates a drive signal for driving the piezo element, and drives the piezo element to be deformed into a shape suitable for ejection. A plurality of discharge ports of the application unit 105 are provided, and each can be controlled independently. The amount of imprint material 114 supplied from the discharge port of the application unit 105 onto the substrate 111 and the distribution of droplets are the pattern thickness of the imprint material formed on the substrate 111, the density of the pattern to be formed, etc. As appropriate.

インプリント材114には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が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。   For the imprint material 114, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when given energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like is used. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared light, visible light, or ultraviolet light whose wavelength is selected from a range of 10 nm to 1 mm.

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

インプリント材114は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって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 114 is applied in a film form on the substrate by a spin coater or a slit coater. Alternatively, the liquid ejecting head may be applied to 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.

基板111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。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。   The substrate 111 is made of glass, ceramics, metal, semiconductor, resin, or the like, and a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface thereof as necessary. Specific examples of the substrate include a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, and quartz glass.

計測手段122は代表的な計測器としてアライメント検出器127とインプリント材観察手段128がある。アライメント検出器127は、基板111上に形成されたアライメントマークと、型201に形成されたアライメントマークを検出することができる。また、インプリント材観察手段128は、例えばCCDカメラなどの撮像装置であり、基板111に供給されたインプリント材114と型201の接触状態を撮像することができる。インプリント材観察手段128は、押型工程や離型工程の状態を観察することができる。   The measuring means 122 includes an alignment detector 127 and an imprint material observation means 128 as typical measuring instruments. The alignment detector 127 can detect the alignment mark formed on the substrate 111 and the alignment mark formed on the mold 201. The imprint material observation unit 128 is an imaging device such as a CCD camera, for example, and can image the contact state between the imprint material 114 supplied to the substrate 111 and the mold 201. The imprint material observation means 128 can observe the state of the pressing process and the releasing process.

制御部106は、インプリント装置101の各構成要素の動作および補正などを制御し得る。制御部106は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置101の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。制御部106は、計測手段122の計測結果に基づき、型保持部103や基板保持部104、塗布部105の各動作を制御する。制御部106はアライメント検出器127の検出結果に基づき、型201と基板111との相対的な位置を計測することができる。例えば、型201のアライメントマークと基板111のアライメントマークのX軸方向およびY軸方向の位置ずれを計測する。また、制御部106は、インプリント材観察手段128の撮像結果に基づき、押型工程や離型工程の良否を判定することができる。   The control unit 106 can control the operation and correction of each component of the imprint apparatus 101. The control unit 106 is configured by a computer or the like, for example, is connected to each component of the imprint apparatus 101 via a line, and can control each component according to a program or the like. The control unit 106 controls each operation of the mold holding unit 103, the substrate holding unit 104, and the coating unit 105 based on the measurement result of the measuring unit 122. The control unit 106 can measure the relative position between the mold 201 and the substrate 111 based on the detection result of the alignment detector 127. For example, the positional deviation between the alignment mark of the mold 201 and the alignment mark of the substrate 111 in the X-axis direction and the Y-axis direction is measured. Further, the control unit 106 can determine whether or not the pressing process and the releasing process are good based on the imaging result of the imprint material observation unit 128.

なお、制御部106は、インプリント装置101と一体で構成してもよいし、インプリント装置101とは別体で構成してもよい。また、1台のコンピュータではなく複数台のコンピュータで構成されていてもよい。   The control unit 106 may be configured integrally with the imprint apparatus 101 or may be configured separately from the imprint apparatus 101. Moreover, you may be comprised with several computers instead of one computer.

筺体123は、基板保持部104を載置するベース定盤124と、型保持部103を固定するブリッジ定盤125と、ブリッジ定盤125を支持するための支柱126とを備える。   The housing 123 includes a base surface plate 124 on which the substrate holding unit 104 is placed, a bridge surface plate 125 that fixes the mold holding unit 103, and a column 126 that supports the bridge surface plate 125.

(インプリント方法について)
次に、インプリント装置101を用いて基板111上にインプリント材のパターンを形成するインプリント方法について説明する。
(About imprint method)
Next, an imprint method for forming an imprint material pattern on the substrate 111 using the imprint apparatus 101 will be described.

制御部106は、インプリント装置101に搬入された基板111を基板搬送機構により基板ステージ120の基板チャック119に載置して、保持させる。基板111を保持した基板保持部104は塗布部105の塗布位置へ移動する。そして、塗布部105は、基板111上の所定のパターン形成領域(ショット領域)にインプリント材114を塗布する(塗布工程)。   The control unit 106 places and holds the substrate 111 loaded into the imprint apparatus 101 on the substrate chuck 119 of the substrate stage 120 by the substrate transport mechanism. The substrate holding unit 104 holding the substrate 111 moves to the application position of the application unit 105. Then, the application unit 105 applies the imprint material 114 to a predetermined pattern formation area (shot area) on the substrate 111 (application process).

次に、制御部106は、基板111上のインプリント材が塗布されたパターン形成領域が、型201に形成されたパターン部203の直下に位置するように基板保持部104を移動させる。制御部106は、駆動機構116を駆動させ、基板111上のインプリント材114と型201のパターン部203を接触させる(押型工程)。この時、インプリント装置101は、アライメント検出器127によって検出された型201と基板111のアライメントマークの検出結果に基づいて、型201と基板111の位置合わせを行う。さらに、型変形機構130は、アライメントマークの検出結果に基づいて、型201を変形させることができる。   Next, the control unit 106 moves the substrate holding unit 104 so that the pattern formation region on which the imprint material is applied on the substrate 111 is located immediately below the pattern unit 203 formed on the mold 201. The control unit 106 drives the drive mechanism 116 to bring the imprint material 114 on the substrate 111 into contact with the pattern unit 203 of the mold 201 (a pressing process). At this time, the imprint apparatus 101 aligns the mold 201 and the substrate 111 based on the detection result of the alignment mark on the mold 201 and the substrate 111 detected by the alignment detector 127. Furthermore, the mold deformation mechanism 130 can deform the mold 201 based on the detection result of the alignment mark.

この押型工程により、インプリント材114は、型201のパターン部203に形成された凹凸部に充填する。インプリント材114がパターンに充填した状態で、制御部106は、光照射部102に型201の上面から紫外線108を照射する。型201を透過した紫外線108によりインプリント材114は硬化する(硬化工程)。そして、インプリント材114が硬化した後、制御部106は、駆動機構116を駆動させ、型201を硬化したインプリント材114から引き離す(離型工程)。   By this stamping process, the imprint material 114 is filled into the concavo-convex portion formed in the pattern portion 203 of the mold 201. In a state where the imprint material 114 is filled in the pattern, the control unit 106 irradiates the light irradiation unit 102 with ultraviolet rays 108 from the upper surface of the mold 201. The imprint material 114 is cured by the ultraviolet light 108 transmitted through the mold 201 (curing process). Then, after the imprint material 114 is cured, the control unit 106 drives the drive mechanism 116 to separate the mold 201 from the cured imprint material 114 (mold release step).

これにより、基板111上のパターン形成領域には、型201のパターン部203に形成された凹凸部が反転した3次元形状のインプリント材114のパターンが形成される。このように、塗布工程から離型工程まで一連のインプリント動作を、基板保持部104の駆動によりパターン形成領域を変更しつつ複数回実施することで、1枚の基板111上に複数のインプリント材114のパターンを形成することができる。   As a result, a pattern of the imprint material 114 having a three-dimensional shape in which the concavo-convex portion formed in the pattern portion 203 of the mold 201 is inverted is formed in the pattern formation region on the substrate 111. In this way, a series of imprint operations from the coating process to the mold release process are performed a plurality of times while changing the pattern formation region by driving the substrate holding unit 104, so that a plurality of imprints are formed on one substrate 111. A pattern of material 114 can be formed.

(型について)
次に、第1実施形態の型201について図2を用いて説明する。図2(a)は、第1実施形態の型201を構成するチップ部202と支持部204が分離されている状態を示している。図2においては、図1と同じように、基板111が配置される面をXY面、それに直交する方向をZ方向として、図2に示したように各軸を決める。
(About type)
Next, the mold 201 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state in which the chip part 202 and the support part 204 constituting the mold 201 of the first embodiment are separated. In FIG. 2, as in FIG. 1, each surface is determined as shown in FIG. 2, where the surface on which the substrate 111 is disposed is the XY plane and the direction perpendicular to the XY plane is the Z direction.

チップ部202には基板111側に凸形状のメサ部が形成されており、メサ部にはパターン部203が形成されている。また、支持部204にはキャビティ205が設けられている。また、支持部204にはキャビティ205(コアアウト)が設けられている。図2の型201はチップ部202と支持部204を貼り合せることによってキャビティ205が形成される。図2(b)はチップ部202と支持部204を貼り合せた後の型201の状態を示している。このキャビティ205は、円形の平面形状を有し、深さは、支持部204の大きさや材質により適宜設定される。また、キャビティ205の円形の平面形状は、パターン部203の領域よりも大きく、チップ部202の外形よりも小さい。図1に示すように、型保持部103内の開口領域117に、この開口領域117の一部とキャビティ205とで囲まれる空間112を密閉空間とする光透過部材113を設置し、空間112(キャビティ205)の圧力を調整することができる。   The chip portion 202 has a convex mesa portion formed on the substrate 111 side, and a pattern portion 203 is formed on the mesa portion. Further, the support part 204 is provided with a cavity 205. Further, the support portion 204 is provided with a cavity 205 (core-out). In the mold 201 of FIG. 2, the cavity 205 is formed by bonding the chip part 202 and the support part 204 together. FIG. 2B shows a state of the mold 201 after the chip portion 202 and the support portion 204 are bonded together. The cavity 205 has a circular planar shape, and the depth is appropriately set depending on the size and material of the support portion 204. The circular planar shape of the cavity 205 is larger than the area of the pattern part 203 and smaller than the outer shape of the chip part 202. As shown in FIG. 1, a light transmitting member 113 having a space 112 surrounded by a part of the opening region 117 and the cavity 205 as a sealed space is installed in the opening region 117 in the mold holding unit 103. The pressure in the cavity 205) can be adjusted.

例えば、型201のパターン部203と基板111上のインプリント材114を接触させる際、空間112の圧力をその外部よりも高くする。そうすることで、パターン部203は、基板111に対して凸形状に撓み、インプリント材114に対してパターン部203の中心部から接触する。これにより、パターン部203の凹部とインプリント材114との間に気体(空気)が閉じ込められるのを抑えることができる。このため、パターン部203の凹部にインプリント材114を隅々まで充填させることができる。   For example, when the pattern part 203 of the mold 201 and the imprint material 114 on the substrate 111 are brought into contact with each other, the pressure in the space 112 is set higher than that outside. By doing so, the pattern part 203 bends in a convex shape with respect to the substrate 111, and comes into contact with the imprint material 114 from the center part of the pattern part 203. Thereby, it can suppress that gas (air) is confined between the recessed part of the pattern part 203, and the imprint material 114. FIG. For this reason, the imprint material 114 can be filled to every corner in the concave portion of the pattern portion 203.

第1実施形態の型201でチップ部202に用いられる材料を石英ガラス、支持部204に用いられる材料をアルミニウムとして説明する。石英ガラスのヤング率はおおむね72〜74GPaとされており、アルミニウムのヤング率は70GPaである。このように、第1実施形態の型201は、支持部204に用いられる材料のヤング率の方が、チップ部202に用いられる材料のヤング率よりも小さい事が特徴である。   The material used for the chip portion 202 in the mold 201 of the first embodiment will be described as quartz glass, and the material used for the support portion 204 will be described as aluminum. The Young's modulus of quartz glass is approximately 72 to 74 GPa, and the Young's modulus of aluminum is 70 GPa. As described above, the mold 201 according to the first embodiment is characterized in that the Young's modulus of the material used for the support portion 204 is smaller than the Young's modulus of the material used for the tip portion 202.

チップ部202に用いられる材料は、光の透過特性などを考慮して、ガラス系の材料が望ましく、特に石英ガラスが理想的である。石英ガラスは、他のガラス系の材料と比べて光線の透過特性、および材料として純度の高さが選定する理由である。これは、基板上のインプリント材114を硬化させるために、チップ部202のパターン部203に相当する部分を硬化光が透過する必要があるためである。例えば、基板111上のインプリント材114を硬化させる紫外線、あるいは照射熱により基板111に形成されたパターン形成領域を変形させる為のレーザー光等を透過させる必要がある。そのためチップ部202は、キャビティ205を十分に覆うことができる範囲の大きさが必要であり、また支持部204と十分に貼り合せることができる領域(接触領域)が必要となる。これらの条件を満たした上でチップ部202は、なるべく小さく作ることが望ましい。チップ部202を小さく作ることができると、例えば一枚のガラス基板からチップ部202を切りだして作る時に一度の工程での生産枚数が上がる。そのため、チップ部202の製造コストが低下するため型201のコストを下げることができる。   The material used for the chip portion 202 is preferably a glass-based material in consideration of light transmission characteristics and the like, and particularly quartz glass is ideal. Quartz glass is the reason for selecting light transmission characteristics and high purity as a material compared to other glass-based materials. This is because the curing light needs to pass through a portion corresponding to the pattern portion 203 of the chip portion 202 in order to cure the imprint material 114 on the substrate. For example, it is necessary to transmit ultraviolet light for curing the imprint material 114 on the substrate 111 or laser light for deforming a pattern formation region formed on the substrate 111 by irradiation heat. Therefore, the chip portion 202 needs to have a size within a range that can sufficiently cover the cavity 205, and a region (contact region) that can be sufficiently bonded to the support portion 204 is necessary. It is desirable to make the chip portion 202 as small as possible after satisfying these conditions. If the chip part 202 can be made small, for example, when the chip part 202 is cut out from a single glass substrate, the number of products produced in a single process increases. Therefore, since the manufacturing cost of the chip part 202 is reduced, the cost of the mold 201 can be reduced.

支持部204に用いられる材料は、金属系およびガラス系の材料が想定されている。例えば、アルミニウムやマグネシウム、二酸化珪素を主成分とした材料が支持部204に用いられる。支持部204は、チップ部202を支持する事が目的であり、チップ部202のように光線を透過させる必要は無いため、高価な石英ガラスを用いる必要は無い。型201の支持部204にはキャビティ205が形成されており、キャビティ205内の圧力を調整して周囲より高くすることで、チップ部202に形成されたパターン部203は基板に対して凸形状に変形する。キャビティ205内に加えた圧力に対して型201の変形の均一性が求められる。そのため、支持部204に使用される材料としては金属やガラス等のヤング率が安定して求められる材料が望ましい。支持部204に使用される材料のヤング率が安定していると、支持部に力を加えたときの変形の再現性を得ることができるため、型201の変形を高精度に制御することができる。   As the material used for the support portion 204, a metal-based material and a glass-based material are assumed. For example, a material mainly composed of aluminum, magnesium, or silicon dioxide is used for the support portion 204. The support part 204 is intended to support the chip part 202 and does not need to transmit light unlike the chip part 202, and therefore it is not necessary to use expensive quartz glass. A cavity 205 is formed in the support part 204 of the mold 201. By adjusting the pressure in the cavity 205 to be higher than the surroundings, the pattern part 203 formed on the chip part 202 has a convex shape with respect to the substrate. Deform. The uniformity of deformation of the mold 201 is required with respect to the pressure applied in the cavity 205. Therefore, as the material used for the support portion 204, a material such as a metal or glass that requires a stable Young's modulus is desirable. If the Young's modulus of the material used for the support part 204 is stable, the reproducibility of deformation when a force is applied to the support part can be obtained, so that the deformation of the mold 201 can be controlled with high accuracy. it can.

外力に対して変形しやすい材料としては樹脂材料が挙げられる。しかし、樹脂材料の応力と歪が作る関係は、線形の領域がほとんど存在しないために変形量が予想し難い特性がある。また、樹脂材料は変形しやすい材料ではあるが、チップ部202に使われる石英ガラスと比べて変形量が10倍以上になることがある。そのため、型変形機構130のストロークが増大しすぎて、ストロークの仕様を超えてしまう可能性がある。   Resin material is mentioned as a material which deform | transforms easily with respect to external force. However, the relationship between the stress and strain of the resin material has a characteristic that it is difficult to predict the amount of deformation because there is almost no linear region. In addition, although the resin material is a material that is easily deformed, the amount of deformation may be 10 times or more as compared with quartz glass used for the chip portion 202. Therefore, there is a possibility that the stroke of the mold deformation mechanism 130 increases too much and exceeds the stroke specification.

(ヤング率について)
支持部204に用いられる材料のヤング率の範囲について説明する。支持部204に用いられる材料のヤング率の上限値は、チップ部202に用いられる材料のヤング率よりも小さければ良い。支持部204に用いられる材料のヤング率の下限値は、一般的に工業製品で使われる金属材料の中でヤング率が小さいマグネシウムの45GPa程度を想定している。よって、第1実施形態の支持部204に用いられる材料のヤング率は45〜72GPaの範囲から選択する事が望ましい。即ち、支持部204に用いられる材料は、チップ部202の材料のヤング率の60%以上かつ100%未満のヤング率を持った材料が望ましい。アルミニウムは70GPaなので、上述の範囲内の特徴である。
(About Young's modulus)
The range of the Young's modulus of the material used for the support part 204 will be described. The upper limit value of the Young's modulus of the material used for the support portion 204 only needs to be smaller than the Young's modulus of the material used for the tip portion 202. The lower limit of the Young's modulus of the material used for the support portion 204 is assumed to be about 45 GPa of magnesium having a small Young's modulus among metal materials generally used in industrial products. Therefore, it is desirable to select the Young's modulus of the material used for the support portion 204 of the first embodiment from the range of 45 to 72 GPa. In other words, the material used for the support portion 204 is desirably a material having a Young's modulus of 60% or more and less than 100% of the Young's modulus of the material of the tip portion 202. Since aluminum is 70 GPa, it is a feature within the above-mentioned range.

さらに、チップ部202に用いられる材料と、支持部204に用いられる材料の線膨張係数は同程度である事が望ましい。何故なら、型201は、製造時、輸送時、保管時、装置内などの様に複数の異なる環境に置かれることがあり、各異なる環境で温度に差がある事が想定されるからである。この異なる環境の温度差によって生じる型201の熱変形量は、型201に用いられる材料の線膨張係数によって異なる。この熱変形量の差はチップ部202と支持部204の熱変形量に現れて、それぞれが貼り合わされた結合部に熱歪を発生させてしまう。この熱歪の影響はパターン部203のショット領域に対するアライメント精度を低下させるだけでなく、チップ部202が支持部204から剥離する恐れがある。   Further, it is desirable that the material used for the tip portion 202 and the material used for the support portion 204 have the same linear expansion coefficient. This is because the mold 201 may be placed in a plurality of different environments such as during manufacture, transportation, storage, and in the apparatus, and it is assumed that there are differences in temperature in each different environment. . The amount of thermal deformation of the mold 201 caused by the temperature difference between the different environments varies depending on the linear expansion coefficient of the material used for the mold 201. This difference in the amount of thermal deformation appears in the amount of thermal deformation between the tip portion 202 and the support portion 204, and causes thermal strain in the bonded portion where each is bonded. The influence of this thermal strain not only lowers the alignment accuracy of the pattern part 203 with respect to the shot area, but also may cause the chip part 202 to peel off from the support part 204.

第1実施形態においては、チップ部202に用いられる石英ガラスの線膨張係数は0.5×10−6−1であり、支持部204に用いられるアルミニウムの線膨張係数は23×10−6−1であり、線膨張係数の差は46倍程度ある。これは型201のコストを下げられる例としての紹介であり、本発明の理想としては線膨張係数の差を出来るだけ小さくする事が理想である。線膨張係数を同程度にする例として、チップ部202に石英ガラスを用いるならば支持部204には石英ガラスのヤング率以下のガラス系の材料を選ぶと良い。支持部204の材料がガラス系の材料であれば、チップ部202と支持部204の材料特性が似ているため線膨張係数の差が小さくなる傾向があるからである。 In the first embodiment, the linear expansion coefficient of quartz glass used for the chip portion 202 is 0.5 × 10 −6 K −1 , and the linear expansion coefficient of aluminum used for the support portion 204 is 23 × 10 −6. K −1 , and the difference in linear expansion coefficient is about 46 times. This is an introduction as an example in which the cost of the mold 201 can be reduced, and the ideal of the present invention is to reduce the difference in linear expansion coefficient as much as possible. As an example of making the linear expansion coefficient comparable, if quartz glass is used for the chip portion 202, a glass-based material having a Young's modulus lower than that of quartz glass may be selected for the support portion 204. This is because if the material of the support portion 204 is a glass-based material, the difference in linear expansion coefficient tends to be small because the material characteristics of the tip portion 202 and the support portion 204 are similar.

図2(b)に示す型201となるようにチップ部202と支持部204を貼り合せる工程について説明する。チップ部202と支持部204を貼り合せる際には、チップ部202と支持部204が剥離しないように、十分な接着力が求められる。型201のキャビティ205にかける圧力や型変形機構130による押圧力がかかっても、支持部204からチップ部202が剥離しない接着力でなければならない。また、チップ部202は1枚のガラス基板から切り出して作成する事を想定している為、なるべく小さくして生産性を上げてコストを下げる事が望ましい。ただし、チップ部202を小さくし過ぎると、支持部204との貼り合せ面の面積が小さくなり、十分な接着力が得られなくなる可能性がある。   The process of bonding the chip part 202 and the support part 204 so as to form the mold 201 shown in FIG. When the chip part 202 and the support part 204 are bonded together, a sufficient adhesive force is required so that the chip part 202 and the support part 204 do not peel off. Even if the pressure applied to the cavity 205 of the mold 201 or the pressing force by the mold deformation mechanism 130 is applied, the chip section 202 must have an adhesive force that does not peel from the support section 204. Further, since it is assumed that the chip part 202 is cut out from a single glass substrate, it is desirable that the chip part 202 be made as small as possible to increase productivity and reduce cost. However, if the chip portion 202 is made too small, the area of the bonding surface with the support portion 204 becomes small, and there is a possibility that sufficient adhesive force cannot be obtained.

支持部204にアルミニウムを使う事で石英ガラスと比較して型201の材料費を抑える事ができる。また、アルミニウムは石英ガラスと比較して加工しやすいので、型201を製造する時のコストを抑える事ができる。このように、支持部204で用いる材料が安価であると、型201を製造するコストを抑えることができる。なお、チップ部202と支持部204を貼り合せる方法は、溶接(溶着)法、接着法、陽極接合法、フッ酸接合法、光学溶着法(オプティカルコンタクト)などがある。   By using aluminum for the support portion 204, the material cost of the mold 201 can be reduced as compared with quartz glass. Further, since aluminum is easier to process than quartz glass, the cost for manufacturing the mold 201 can be reduced. Thus, if the material used for the support portion 204 is inexpensive, the cost for manufacturing the mold 201 can be suppressed. Note that methods for bonding the tip portion 202 and the support portion 204 include a welding (welding) method, an adhesion method, an anodic bonding method, a hydrofluoric acid bonding method, and an optical welding method (optical contact).

チップ部202と支持部204を貼り合せた型201を型変形機構130で変形させる際にはフックの法則σ=E×εに倣う。σは応力、Eはヤング率、εは歪を表している。即ち物体(型)をある一定の変形量にしたい場合、必用な応力と変形する物体が持つヤング率は反比例の関係にある。   When the mold 201 in which the chip part 202 and the support part 204 are bonded together is deformed by the mold deformation mechanism 130, the hook law σ = E × ε is followed. σ represents stress, E represents Young's modulus, and ε represents strain. That is, when it is desired that the object (mold) has a certain amount of deformation, the necessary stress and the Young's modulus of the object to be deformed are inversely proportional.

型201の構成を見ると、チップ部202よりも支持部204の方が体積は大きいため、型201の変形は支持部204の機械的特性であるヤング率(剛性)が支配的になる。よって、アルミニウムのヤング率は石英ガラスのヤング率の97.2%であるため、型変形機構130の出力も、その数値に準ずる程度低下する見込みがある。   Looking at the configuration of the mold 201, since the volume of the support portion 204 is larger than that of the tip portion 202, the deformation of the mold 201 is dominated by Young's modulus (rigidity), which is a mechanical characteristic of the support portion 204. Therefore, since the Young's modulus of aluminum is 97.2% of the Young's modulus of quartz glass, the output of the mold deformation mechanism 130 is also expected to decrease to the same extent.

以上のように第1実施形態で説明した型201を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する事で、型の製造コストを抑え、かつ型変形機構の出力を下げる事ができる為に重ね合わせ精度が向上する。   As described above, by forming the imprint material pattern on the substrate using the mold 201 described in the first embodiment, the manufacturing cost of the mold can be suppressed and the output of the mold deformation mechanism can be reduced. Overlay accuracy is improved.

(第2実施形態)
第1実施形態では型201の構成について述べた。第2実施形態では第1実施形態で説明した型201をインプリント装置101に搭載する場合について説明する。なお、第1実施形態で説明した型の構成やインプリント装置の構成についての説明は重複を避けるために省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the configuration of the mold 201 has been described. In the second embodiment, a case where the mold 201 described in the first embodiment is mounted on the imprint apparatus 101 will be described. Note that description of the configuration of the mold and the configuration of the imprint apparatus described in the first embodiment is omitted to avoid duplication.

図3は、型201が型保持部103に保持され、型201の側面に型変形機構130が配置された状態を示す。図3において、第1実施形態と同様に、基板111が配置される面をXY面、それに直交する方向をZ方向として、図3に示したように各軸を決める。図3(a)は、型保持部103に保持された型201を基板111側から見た状態を示しており、図3(b)は、型保持部103に保持された型201の側面を見た状態を示している。   FIG. 3 shows a state in which the mold 201 is held by the mold holding unit 103 and the mold deformation mechanism 130 is arranged on the side surface of the mold 201. In FIG. 3, as in the first embodiment, each surface is determined as shown in FIG. 3, with the surface on which the substrate 111 is disposed being the XY plane and the direction orthogonal thereto being the Z direction. 3A shows a state where the mold 201 held by the mold holding unit 103 is viewed from the substrate 111 side, and FIG. 3B shows the side surface of the mold 201 held by the mold holding unit 103. FIG. It shows the state as seen.

第2実施形態の型201のチップ部202は石英ガラスで作られており、チップ部202にはパターン部203が設けられている。また、型201の支持部204は低熱膨張ガラスで作られており、キャビティ205が設けられている。図3(a)ではキャビティ205の境界を破線で示している。型201は第1実施形態で説明した様に不図示のチャックに保持されており、型201の側面と型変形機構130が接触している。型変形機構130は型201の側面を取り囲むように複数設けられている。図3(a)に示すように支持部204に対し、それぞれの型変形機構130を動作させて矢印の方向に力を加える。型変形機構130は、支持部204に力を加えることでチップ部202を変形させ、パターン部203を変形させる。なお、型変形機構130を接触させる場所は型201(支持部204)の側面であることが望ましい。   The chip part 202 of the mold 201 of the second embodiment is made of quartz glass, and the chip part 202 is provided with a pattern part 203. The support portion 204 of the mold 201 is made of low thermal expansion glass and is provided with a cavity 205. In FIG. 3A, the boundary of the cavity 205 is indicated by a broken line. As explained in the first embodiment, the mold 201 is held by a chuck (not shown), and the side surface of the mold 201 and the mold deformation mechanism 130 are in contact with each other. A plurality of mold deformation mechanisms 130 are provided so as to surround the side surface of the mold 201. As shown in FIG. 3A, each mold deformation mechanism 130 is operated on the support portion 204 to apply a force in the direction of the arrow. The mold deformation mechanism 130 deforms the chip part 202 by applying a force to the support part 204 and deforms the pattern part 203. The place where the mold deformation mechanism 130 is brought into contact is desirably on the side surface of the mold 201 (support portion 204).

第2実施形態においても、チップ部202よりも支持部204の方が体積は大きいため、型変形機構130による型201の変形は支持部204の特性が支配的になる。チップ部202の石英ガラスのヤング率が72GPaに対して、支持部204の低熱膨張ガラスのヤング率は63GPaである。このように、低熱膨張ガラスのヤング率は石英ガラスのヤング率の87.5%であるため、従来の型と比較して型変形機構130の出力がその数値に準ずる程度低下する見込みがある。   Also in the second embodiment, since the volume of the support portion 204 is larger than that of the tip portion 202, the deformation of the mold 201 by the mold deformation mechanism 130 is dominated by the characteristics of the support portion 204. The Young's modulus of the quartz glass of the chip part 202 is 72 GPa, whereas the Young's modulus of the low thermal expansion glass of the support part 204 is 63 GPa. Thus, since the Young's modulus of the low thermal expansion glass is 87.5% of the Young's modulus of quartz glass, it is likely that the output of the mold deformation mechanism 130 will be reduced to the same extent as that of the conventional mold.

ただし、型変形機構130のストロークの仕様を超える変形量にならないように注意する必要がある。パターン部203を意図した形状に変形させる為に、必要な型変形機構130のストロークは型201の構造解析によって予測する事が可能である。ここで構造解析とは、有限要素法用いた静変形解析を示す。   However, care must be taken so that the amount of deformation does not exceed the specification of the stroke of the mold deformation mechanism 130. In order to deform the pattern portion 203 into an intended shape, a necessary stroke of the mold deformation mechanism 130 can be predicted by structural analysis of the mold 201. Here, structural analysis indicates static deformation analysis using a finite element method.

以上のように第2実施形態においても、上述した型201を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する事で、型の製造コストを抑え、かつ型変形機構130の出力を下げる事ができる。第2実施形態のインプリント装置は、型変形機構130の出力を下げる事ができるため、かつ型変形機構の出力を下げる事ができる為に重ね合わせ精度を向上する。   As described above, also in the second embodiment, by forming the imprint material pattern on the substrate using the mold 201 described above, it is possible to reduce the manufacturing cost of the mold and reduce the output of the mold deformation mechanism 130. it can. The imprint apparatus according to the second embodiment improves the overlay accuracy because the output of the mold deformation mechanism 130 can be lowered and the output of the mold deformation mechanism can be lowered.

第2実施形態では、型変形機構130を用いて説明した。上述した型変形機構に限らず、支持部に外力を加えることによって型のパターンを変形させて補正を行う型変形機構であれば、型変形機構の出力を下げる効果が期待できる。   In the second embodiment, the mold deformation mechanism 130 has been described. The present invention is not limited to the above-described mold deformation mechanism, and an effect of lowering the output of the mold deformation mechanism can be expected as long as it is a mold deformation mechanism that corrects by deforming the pattern of the mold by applying an external force to the support.

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

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

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図4(a)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3zを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材3zが基板上に付与された様子を示している。   Next, a specific method for manufacturing an article will be described. As shown in FIG. 4A, a substrate 1z such as a silicon wafer on which a workpiece 2z such as an insulator is formed is prepared. Subsequently, the substrate 1z is formed on the surface of the workpiece 2z by an inkjet method or the like. A printing material 3z is applied. Here, a state is shown in which the imprint material 3z in the form of a plurality of droplets is applied on the substrate.

図4(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4(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1と型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型4zと被加工材2zとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型4zを透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。   As shown in FIG. 4 (b), the imprint mold 4z is opposed to the imprint material 3z on the substrate with the side on which the concavo-convex pattern is formed facing. As shown in FIG.4 (c), the board | substrate 1 with which the imprint material 3z was provided, and the type | mold 4z are made to contact, and a pressure is applied. The imprint material 3z is filled in a gap between the mold 4z and the workpiece 2z. In this state, when light is irradiated as energy for curing through the mold 4z, the imprint material 3z is cured.

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

図4(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4(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. 4E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an anti-etching mask, the portion of the surface of the workpiece 2z where there is no cured product or remains thin is removed, and the grooves 5z and Become. As shown in FIG. 4F, when the pattern of the cured product is removed, an article in which the groove 5z is formed on the surface of the workpiece 2z can be obtained. Although the cured product pattern is removed here, it may be used as, for example, a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, a constituent member of an article without being removed after processing.

光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。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。   In the case of manufacturing other articles such as optical elements, the manufacturing method may include other processes for processing a patterned substrate instead of etching. The method for manufacturing an article according to 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.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

101 インプリント装置
102 光照射部
103 型保持機構
104 基板ステージ
111 基板
114 インプリント材
130 型変形機構
201 型
202 チップ部
203 パターン部
204 支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Imprint apparatus 102 Light irradiation part 103 Type | mold holding mechanism 104 Substrate stage 111 Substrate 114 Imprint material 130 Mold deformation mechanism 201 Type 202 Chip part 203 Pattern part 204 Support part

Claims (10)

凹凸パターンが形成されたチップ部と該チップ部を支持する支持部とが接合してあり、インプリント装置で用いられる型であって、
前記支持部の材料は前記チップ部の材料に比べてヤング率が小さいことを特徴とする型。
The chip part on which the concavo-convex pattern is formed and the support part that supports the chip part are joined, and is a mold used in an imprint apparatus,
The mold characterized in that the material of the support portion has a Young's modulus smaller than that of the material of the tip portion.
前記支持部の材料のヤング率は、前記チップ部の材料のヤング率の60%以上、98%以下であることを特徴とする請求項1に記載の型。   2. The mold according to claim 1, wherein a Young's modulus of the material of the support portion is 60% or more and 98% or less of a Young's modulus of the material of the tip portion. 前記チップ部に用いられる材料は石英ガラスであることを特徴とする請求項1または2に記載の型。   The mold according to claim 1 or 2, wherein a material used for the chip portion is quartz glass. 前記支持部に用いられる材料はアルミニウム、または、マグネシウム、二酸化珪素の何れかを主成分とした材料であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の型。   4. The mold according to claim 1, wherein a material used for the support portion is a material mainly composed of aluminum, magnesium, or silicon dioxide. 5. 前記支持部の材料の線膨張係数と、前記チップ部の線膨張係数が同程度であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の型。   The mold according to any one of claims 1 to 3, wherein a linear expansion coefficient of a material of the support part and a linear expansion coefficient of the tip part are approximately the same. 前記支持部には、前記チップ部に形成されたパターンの領域よりも大きく、前記チップ部の外形よりも小さい外形の開口が形成されおり、前記開口と前記チップ部とから、前記型に凹部が構成されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の型。   An opening having an outer shape that is larger than an area of the pattern formed in the chip portion and smaller than the outer shape of the chip portion is formed in the support portion, and a recess is formed in the mold from the opening and the chip portion. The mold according to any one of claims 1 to 5, wherein the mold is configured. 前記支持部の体積が前記チップ部の体積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の型。   The mold according to claim 1, wherein a volume of the support portion is larger than a volume of the tip portion. 請求項1乃至7の何れか一項に記載の型を用いて、基板にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型を保持する型保持部と、
前記型保持部に保持された前記型の形状を変える型変形機構と、
を備えることを特徴とするインプリント装置。
An imprint apparatus for forming a pattern of an imprint material on a substrate using the mold according to any one of claims 1 to 7,
A mold holding unit for holding the mold;
A mold deformation mechanism for changing the shape of the mold held by the mold holding unit;
An imprint apparatus comprising:
前記型変形機構は前記型保持部に保持された前記型の支持部の側面に力を加えることによって前記チップ部の形状を変えることを特徴とする請求項8に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 8, wherein the mold deforming mechanism changes the shape of the tip part by applying a force to a side surface of the support part of the mold held by the mold holding part. 請求項8又は9に記載のインプリント装置を用いて前記基板にインプリント材のパターンを形成する工程と、
前記工程でパターンが形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
Forming an imprint material pattern on the substrate using the imprint apparatus according to claim 8 or 9,
A step of processing the substrate on which the pattern is formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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