JP2007015375A - Mold, apparatus including mold, pattern transfer apparatus and pattern forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モールド、モールドを有する装置、パターン転写装置、及びパターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to a mold, an apparatus having a mold, a pattern transfer apparatus, and a pattern forming method.
基板上に所望のパターンを転写する代表的な技術として、半導体プロセスで使用される露光技術が挙げられる。
一般的な光を用いた露光技術では、光源の短波長化や光学系の進歩などにより解像度が著しく向上し、それによって露光パターンの一層の微細化が図られ、それに伴い半導体集積回路の微細化が実現されてきた。
現在では、ＡｒＦエキシマレーザー（λ＝１９３ｎｍ）を用いて１００ｎｍ以下といった極めて微細なパターンの露光も行われている。
また、より微細なパターンに対応するＦ２エキシマレーザー（λ＝１５７ｎｍ）を使用した露光技術や、更には次世代の露光技術としてＥＵＶ（超紫外線）露光やＸ線露光、電子線露光といったものも検討がなされている。
以上のように、露光技術は次世代に向けて進展する一方で、新たな微細加工技術も登場してきている。
As a typical technique for transferring a desired pattern onto a substrate, there is an exposure technique used in a semiconductor process.
In general exposure technology using light, the resolution is remarkably improved by shortening the wavelength of the light source and the advancement of the optical system, etc., thereby further miniaturizing the exposure pattern and accordingly miniaturizing the semiconductor integrated circuit. Has been realized.
At present, exposure of extremely fine patterns such as 100 nm or less is performed using an ArF excimer laser (λ = 193 nm).
In addition, exposure technology using F 2 excimer laser (λ = 157 nm) corresponding to finer patterns, and next-generation exposure technologies such as EUV (extreme ultraviolet) exposure, X-ray exposure, and electron beam exposure are also available. Consideration has been made.
As described above, while the exposure technology advances toward the next generation, new fine processing technology has also appeared.
具体的には、非特許文献１に紹介されているように、モールド上の微細な構造を、樹脂や金属等の被加工部材に加圧転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
また、ナノインプリント法は、立体構造をウエハレベルで一括加工可能であり、幅広い分野への応用が期待されている。
すなわち、フォトニッククリスタル等の光学素子や、あるいはμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）等のバイオチップの製造技術としての、応用が期待されている。
Specifically, as introduced in Non-Patent Document 1, a microfabrication technology that pressurizes and transfers a fine structure on a mold to a workpiece such as resin or metal has been developed and attracts attention. .
This technology is called nanoimprinting or nanoembossing, and is expected as a next-generation semiconductor manufacturing technology.
In addition, the nanoimprint method can process a three-dimensional structure at a wafer level, and is expected to be applied to a wide range of fields.
That is, application as an optical element such as a photonic crystal or a biochip manufacturing technique such as μ-TAS (Micro Total Analysis System) is expected.
非特許文献２では、石英基板の表面に微細構造を作製してモールドとし利用する。ＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化樹脂）を塗布した基板に押し付けて、ＵＶ光を照射し、固化させることでモールド上の微細構造を転写する方法が提案されている。
また、特許文献１では、ワークとの形状誤差に応じて、モールドのサイズを補正する際に、モールド（テンプレート）の側面にピエゾアクチュエータを配置し、このアクチュエータにより、モールドの側面に外力を加える。
これにより、モールドサイズの補正をする手段が提案されている。
In Patent Document 1, when correcting the size of the mold according to the shape error with the workpiece, a piezo actuator is arranged on the side surface of the mold (template), and an external force is applied to the side surface of the mold by this actuator.
Thus, means for correcting the mold size has been proposed.
ところで、露光技術で微細加工する際には、パターン自体に生じた変形を補正する場合、光学的な倍率補正によってその変形を補正することができる。これに対して、上記したインプリントではモールド自体がワークに直接接触してパターン形成を行うことから、露光技術のように光学的な補正方法を使用することはできない。これらを半導体製造工程に適用した場合を例にとって、以下に説明する。 By the way, when microfabrication is performed by the exposure technique, when the deformation generated in the pattern itself is corrected, the deformation can be corrected by optical magnification correction. On the other hand, in the above-described imprint, since the mold itself is in direct contact with the workpiece to perform pattern formation, an optical correction method cannot be used as in the exposure technique. The case where these are applied to a semiconductor manufacturing process will be described below as an example.
露光技術による場合には、まず、Ｓｉウエハに感光性のレジストを塗布し、光露光装置によりレチクルの像を、光を用いてレジスト上に焼き付ける。
その後、現像工程により所望の形状のレジストパターンを得る。
次に、これをマスクとして、ウエハ上の所望の位置をエッチングしたり、あるいは成膜、イオン注入、研磨などを行う。続いて再度レジストを塗布し、前の層に重なるように位置決めをして次の層の露光を行い、同様の工程を繰り返す。
成膜工程においては、膜応力が発生したり、イオン拡散工程での熱応力などにより、作製されたパターン自体に変形が生ずる。
この変形を無視して次の層の露光を行うと、露光時の位置決め誤差がなかったとしても、前の層のパターン自体が変形しているため、上下の層に許容範囲外のずれが生じる恐れがある。
このため、光露光装置では、上記パターン自体に生じた変形を補正するために、光学的に倍率を補正をする機能を搭載する場合がある。
In the case of the exposure technique, first, a photosensitive resist is applied to the Si wafer, and an image of the reticle is printed on the resist using light.
Thereafter, a resist pattern having a desired shape is obtained by a development process.
Next, using this as a mask, a desired position on the wafer is etched, or film formation, ion implantation, polishing, and the like are performed. Subsequently, a resist is applied again, positioning is performed so as to overlap the previous layer, the next layer is exposed, and the same process is repeated.
In the film forming process, film stress is generated, or the produced pattern itself is deformed due to thermal stress in the ion diffusion process.
When this layer is ignored and the next layer is exposed, even if there is no positioning error during exposure, the pattern of the previous layer itself is deformed, so that the upper and lower layers are out of tolerance. There is a fear.
For this reason, the optical exposure apparatus may be equipped with a function of optically correcting the magnification in order to correct the deformation generated in the pattern itself.
一方、上記したインプリントによる加工技術では、モールド自体が被加工物に直接接触し、パターン形成を行うことから、光露光機の倍率補正のような光学的な補正方法を使用することが難しい。
このため、上記特許文献１では、上記した光露光機の倍率補正の代替となる補正方法として、モールド（テンプレート）の側面にピエゾアクチュエータを設け、当該側面からモールドを圧縮、変形させて、モールドのサイズを補正する方法が採られている。
しかしながら、上記特許文献１の方法では、モールドの側面からの外力のみによりサイズ補正を行うので、モールドとピエゾアクチュエータからなるチャック機構とが接する部分において、モールドに欠けなどの破損が生じる恐れがある。
On the other hand, in the above-described processing technique using imprint, it is difficult to use an optical correction method such as magnification correction of an optical exposure machine because the mold itself is in direct contact with the workpiece and forms a pattern.
For this reason, in Patent Document 1 described above, as a correction method that is an alternative to the magnification correction of the light exposure machine described above, a piezo actuator is provided on the side surface of the mold (template), and the mold is compressed and deformed from the side surface. A method of correcting the size is adopted.
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the size correction is performed only by an external force from the side surface of the mold, there is a possibility that the mold may be damaged such as chipping at a portion where the mold and the chuck mechanism including the piezoelectric actuator are in contact.
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、新規な手法によりサイズ補正をすることができるモールド及び該モールドを有する装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、当該モールドを利用したパターン転写装置及びパターン形成方法を提供することを目的とするものである。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a mold capable of performing size correction by a novel method and an apparatus having the mold.
Another object of the present invention is to provide a pattern transfer apparatus and a pattern forming method using the mold.
本発明に係るモールドは、
凹凸パターンが形成されている第１の面と、
該モールドの厚さ方向に関して、該第１の面と反対側にある第２の面と、
該第２の面に、あるいは該第１の面と該第２の面との間に設けられている発熱体と、
を有することを特徴とする。
また、本発明に係る装置は、
凹凸パターンが形成されている第１の面と、該モールドの厚さ方向に関して、該第１の面と反対側にある第２の面とを有するモールドと、
該第２の面に、あるいは該第１の面と該第２の面との間に設けられており、且つ該凹凸パターンを該第１の面の面内方向に変形させるためのサイズ調整部材とを有することを特徴とする。
また、本発明に係るパターン転写装置は、
前記第１あるいは第２の本発明に記載したモールドを保持するためのモールド保持部、
前記発熱体に流す電流量を制御するための制御部、及び、
前記モールドが有する凹凸パターンが転写される被加工物を支持するための支持部を有することを特徴とする。
また、本発明に係るパターン形成方法は、
前記第１あるいは第２の本発明に記載したモールドを用意し、
前記モールドと対向して配置される該被加工物を用意し、
前記発熱体を用いて、前記モールドのサイズを調整し、
前記モールドが有する前記凹凸パターンと前記被加工物とを接触させることを特徴とする。
The mold according to the present invention is
A first surface on which a concavo-convex pattern is formed;
A second surface opposite to the first surface with respect to the thickness direction of the mold;
A heating element provided on the second surface or between the first surface and the second surface;
It is characterized by having.
The apparatus according to the present invention is
A mold having a first surface on which a concavo-convex pattern is formed, and a second surface opposite to the first surface in the thickness direction of the mold;
A size adjusting member provided on the second surface or between the first surface and the second surface, and for deforming the concavo-convex pattern in the in-plane direction of the first surface. It is characterized by having.
Moreover, the pattern transfer apparatus according to the present invention includes:
A mold holding unit for holding the mold according to the first or second aspect of the present invention;
A control unit for controlling the amount of current flowing through the heating element; and
It has a support part for supporting the workpiece to which the concavo-convex pattern which the mold has is transferred.
The pattern forming method according to the present invention includes:
Prepare the mold described in the first or second invention,
Preparing the workpiece to be arranged facing the mold;
Using the heating element, adjust the size of the mold,
The uneven pattern of the mold is brought into contact with the workpiece.
なお、本願には、以下の発明も包含される。
本発明に係るモールドは、転写パターンが形成された加工面を有するモールドにおいて、前記モールドは、該モールド自体の構成の一部に該モールドのサイズを変更することが可能な構成要素を含むことを特徴とする。
また、本発明のワークに対してパターン形状を転写する加圧加工用のモールドの製造方法は、
パターン層の一方の面に、光透過性の発熱層を形成する工程と、前記発熱層と電気接続された電極を形成する工程と、
前記パターン層の前記発熱層が形成された面と反対側の面に、ワークに転写するためのパターンを形成する工程と、
を有することを特徴としている。
また、本発明のワークに対してパターン形状を転写する加圧加工用のモールドの製造方法は、
パターン層の一方の面に、該面と平行なある方向に圧電素子からなる伸縮層を伸縮駆動するための伸縮電極層を形成する工程と、
前記伸縮電極層上に、前記伸縮層を形成する工程と、
前記伸縮層上に、共通電極層を形成する工程と、前記共通電極層上に、前記パターン層の一方の面と平行な前記ある方向と異なる方向に圧電素子からなる伸縮層を伸縮駆動するための伸縮電極層を形成する工程と、
前記異なる方向に伸縮駆動する伸縮電極層上に、前記異なる方向に伸縮駆動される伸縮層を形成する工程と、
前記パターン層上のこれらの伸縮層が少なくとも２層形成された面と反対側の面に、ワークに転写するためのパターンを形成する工程と、
を有することを特徴としている。
また、本発明の加圧加工装置は、モールドをワークに対して加圧し、該モールドのパターン形状を該ワークに転写するに際して、該ワークとの形状誤差に応じて該モールドのサイズを補正可能とした加圧加工装置において、
前記モールドとして、上記した加圧加工用のモールド、または上記したモールドの製造方法によって製造された加圧加工用のモールドを駆動する機構を備えていることを特徴としている。
また、本発明の加圧加工方法は、モールドをワークに対して加圧し、該モールドのパターン形状を該ワークに転写するに際し、該ワークとの形状誤差に応じて該モールドのサイズを補正しながら加工する加圧加工方法において、
前記モールドに、上記した加圧加工用のモールド、または上記したモールドの製造方法によって製造された加圧加工用のモールドを用いて加工することを特徴としている。
The present invention includes the following inventions.
The mold according to the present invention is a mold having a processed surface on which a transfer pattern is formed, and the mold includes a component capable of changing a size of the mold in a part of a configuration of the mold itself. Features.
Moreover, the manufacturing method of the mold for pressure processing which transfers pattern shape to the work of the present invention is as follows.
Forming a light-transmitting heat generating layer on one surface of the pattern layer; forming an electrode electrically connected to the heat generating layer;
Forming a pattern for transferring to a workpiece on the surface of the pattern layer opposite to the surface on which the heat generating layer is formed;
It is characterized by having.
Moreover, the manufacturing method of the mold for pressure processing which transfers pattern shape to the work of the present invention is as follows.
Forming a stretchable electrode layer on one surface of the pattern layer to drive the stretchable layer made of a piezoelectric element in a certain direction parallel to the surface;
Forming the stretchable layer on the stretchable electrode layer;
Forming a common electrode layer on the stretchable layer; and driving the stretchable layer made of a piezoelectric element in a direction different from the certain direction parallel to one surface of the pattern layer on the common electrode layer. Forming a stretchable electrode layer of
Forming a stretchable layer that is stretched and driven in different directions on the stretchable electrode layer that is stretched and driven in different directions;
Forming a pattern for transferring to a workpiece on the surface opposite to the surface on which at least two of these stretch layers on the pattern layer are formed;
It is characterized by having.
Further, the pressurizing apparatus of the present invention can correct the size of the mold according to the shape error with the workpiece when the mold is pressed against the workpiece and the pattern shape of the mold is transferred to the workpiece. In the pressure processing apparatus
The mold includes a mechanism for driving the above-described mold for pressure processing or the mold for pressure processing manufactured by the above-described mold manufacturing method.
Further, the pressurizing method of the present invention is to pressurize a mold against a workpiece and correct the size of the mold according to a shape error with the workpiece when transferring the pattern shape of the mold to the workpiece. In the pressure processing method to process,
The mold is processed using the above-described mold for pressure processing or the mold for pressure processing manufactured by the above-described mold manufacturing method.
本発明によれば、新規な手法によりサイズ補正をすることができるモールド、該モールドを有する装置、パターン転写装置及びパターン形成方法、等を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a mold capable of correcting the size by a novel method, an apparatus having the mold, a pattern transfer apparatus, a pattern forming method, and the like.
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態におけるモールドについて説明する。
図１に、本実施形態に係るモールドを説明するための模式的断面図を示す。
図１（ａ）において、１０００は、凹凸パターンを有するモールドを指している。
１０５０は、当該パターンが形成されている第１の面（加工面と記載する場合もある。）を、１０５５は、モールドの厚さ方向に関して、第１の面と反対側にある第２の面を、それぞれ示している。
１０１０は、モールドのサイズを変形させるための発熱体である。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[First Embodiment]
First, the mold in the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a mold according to this embodiment.
In FIG. 1A, 1000 indicates a mold having a concavo-convex pattern.
モールドの凹凸パターンのサイズを変形させることができれば、発熱体の位置や大きさは特に限定されるものではない。図１（ａ）のように、モールドの厚さ方向の断面図を見たときに、部分的に設けてもよいし、図１（ｂ）のように第２の面全面に設けてもよい。
更に、発熱体１０１０の上に更に当該発熱体を被覆する被覆膜１０９０を設けてもよい。なお、モールドの厚さ方向とは、前記第１の面と第２の面に直交する方向である。
発熱体の位置も必ずしも第２の面である必要はなく、第１の面と第２の面間に設けることもできる。なお、第１の面自体を発熱体となり得る材料で構成してもよい。
被覆する材料としては、例えば、放熱し難い材料を用いたり、モールドの構成材料と同一の材料を用いることができる。
As long as the size of the uneven pattern of the mold can be changed, the position and size of the heating element are not particularly limited. As shown in FIG. 1A, it may be provided partially when the sectional view in the thickness direction of the mold is viewed, or may be provided on the entire second surface as shown in FIG. .
Further, a
The position of the heating element is not necessarily the second surface, and can be provided between the first surface and the second surface. In addition, you may comprise 1st surface itself with the material which can become a heat generating body.
As the material to be coated, for example, a material that does not easily dissipate heat or the same material as that of the mold can be used.
また、図１（ｃ）のように、モールドに、発熱体１０１０を埋め込んでもよい。凹凸パターンのサイズ補正を行うためには、発熱体の位置は、なるべく第１の面１０５０に近い方が良い。
図１（ｃ）のように埋め込まれた発熱体は、例えば、モールドをシリコンで形成し、発熱体となる領域に、リン、砒素、アンチモン、ボロンなどをイオン注入することによりｐ＋あるいはｎ＋にする。
そして、当該領域に電流を流すことで発熱体として機能させることができる。
Further, as shown in FIG. 1C, a
The heating element embedded as shown in FIG. 1C is made p + or n + by, for example, forming a mold with silicon and ion-implanting phosphorus, arsenic, antimony, boron, or the like into the region to be the heating element. .
And it can be made to function as a heat generating body by sending an electric current through the said area | region.
図１（ａ）から（ｃ）で示した発熱体が電流を流すことにより発熱する場合は、電流を流すための電極をモールド自体に設けてもよいし、電気的に発熱体と接続できるのであれば、モールドを保持するためのホルダー部に電極を設けておいてもよい。
発熱体とは、例えば電流を流すことで発熱する抵抗膜や、電磁誘導を利用するものが挙げられる。
モールドは、光硬化性の樹脂を使用するインプリント方法においては、光透過性の物質（例えば、石英、パイレックス（登録商標）、サファイアなど）で構成される。勿論光を用いて透過させる必要が無い場合は、ＮｉやＣｒなどの金属材料やシリコンなどを用いることもできる。
When the heating element shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c) generates heat by passing a current, an electrode for passing a current may be provided on the mold itself, or it can be electrically connected to the heating element. If there is, an electrode may be provided in a holder part for holding the mold.
Examples of the heating element include a resistance film that generates heat when an electric current is passed, and an element that uses electromagnetic induction.
In the imprint method using a photocurable resin, the mold is made of a light-transmitting substance (for example, quartz, Pyrex (registered trademark), sapphire, etc.). Of course, when there is no need to transmit light, a metal material such as Ni or Cr, silicon, or the like can be used.
本実施形態に係るモールドは、発熱体から前記凹凸パターンへの熱伝導により、前記凹凸パターンのサイズを補正可能に構成されている。熱伝導を用いることで、輻射を利用する場合に比べ、高速に加熱し易い。
また、前記発熱体を、モールドの第２の面あるいは、第１の面と第２の面との間に複数設けることができる。その例を図５に示している。
図５の詳細は後述するが、発熱体である光透過性を有する抵抗層３０１、３０２、３０３、３０４をモールドの裏面に設けておく。
これにより、モールドの裏面（第２の面）の面内方向に等方的なサイズ補正のみならず、電流を流す抵抗層を適宜選択することで非等方的なサイズ補正も可能となる。
図５の例では、モールドの裏面に発熱体を４つ設ける例を示したが、より多くの発熱体を利用することで、より厳密なサイズ補正が可能となる。
The mold according to the present embodiment is configured such that the size of the concavo-convex pattern can be corrected by heat conduction from the heating element to the concavo-convex pattern. By using heat conduction, it is easier to heat at a higher speed than when using radiation.
A plurality of the heating elements can be provided between the second surface of the mold or between the first surface and the second surface. An example is shown in FIG.
Although details of FIG. 5 will be described later, resistive layers 301, 302, 303, and 304, which are heating elements and have light transmissivity, are provided on the back surface of the mold.
Thereby, not only isotropic size correction in the in-plane direction of the back surface (second surface) of the mold, but also anisotropic size correction is possible by appropriately selecting a resistance layer through which a current flows.
In the example of FIG. 5, an example in which four heating elements are provided on the back surface of the mold is shown, but more precise size correction can be performed by using more heating elements.
複数の発熱体を用いる場合には、それらは互いに独立して発熱制御可能であることが望ましい。
複数の発熱体は、図５のように前記第１の面の面内方向に複数設けるのがよい。なお、どのようなインプリント法に適用するかにも依るが、前記発熱体は、光透過性を有することが望ましい。例えば、紫外線硬化の樹脂にパターンを転写する場合には、紫外線に対して吸収の少ない材料で発熱体を構成する。
なお、モールドの内部に発熱体を埋め込んだり（図１（ｃ））や発熱体をモールドと他の層で挟持することにより、外部への放熱が抑制されるので、発熱体からの熱を効果的に凹凸パターン側に伝えることができる。
When a plurality of heating elements are used, it is desirable that they can be controlled to generate heat independently of each other.
A plurality of heating elements are preferably provided in the in-plane direction of the first surface as shown in FIG. Although depending on what imprinting method is used, it is desirable that the heating element has light transmittance. For example, when a pattern is transferred to an ultraviolet curable resin, the heating element is made of a material that absorbs less ultraviolet light.
In addition, since heat radiation to the outside is suppressed by embedding a heating element in the mold (FIG. 1 (c)) or sandwiching the heating element between the mold and other layers, the heat from the heating element is effective. Can be transmitted to the uneven pattern side.
本実施形態においては、上記構成を適用して、モールド自体に変形機能を持たせ、ワークとの形状誤差に応じて、モールドのサイズを等方的に、あるいは部分的に変形させ、その形状誤差を補正するように構成することができる。
例えば、モールドのサイズを等方的に変形させるに際しては、透明な材料で形成されたパターン層の加工面と反対側の面に光透過性の発熱層（電気抵抗層）を形成し、この発熱層（電気抵抗層）と電極とを電気接続させた構成とする。
このような構成のもとで、電極を駆動し抵抗層に電流を流して発熱させ、モールドを加熱して熱膨張させることで、モールド全体を伸縮させてワークとの形状誤差を補正することが可能となる。
In this embodiment, the above configuration is applied so that the mold itself has a deforming function, and the mold size isotropically or partially deformed according to the shape error with the workpiece, and the shape error Can be configured to correct.
For example, when the mold size is isotropically deformed, a light-transmitting heat generating layer (electric resistance layer) is formed on the surface opposite to the processed surface of the pattern layer formed of a transparent material. The layer (electric resistance layer) and the electrode are electrically connected.
Under such a configuration, the electrode is driven and a current is passed through the resistance layer to generate heat, and the mold is heated and thermally expanded to expand and contract the entire mold to correct the shape error with the workpiece. It becomes possible.
また、モールドのサイズを部分的に変形させるに際しては、パターン層の加工面と反対側の面に形成された光透過性の発熱層（電気抵抗層）を、加工面方向に複数の部分に分割し、この分割された部分毎に前記電極を駆動制御可能に構成する。これによってモールドを複雑な形状に変形させることができ、様々な形状誤差に対応することが可能となる。
なお、上記構成例では、抵抗層に電流を流して発熱させる構成を用いたが、本発明はこのような抵抗加熱に限られるものではない。例えば、前記パターン層の加工面反対側の面を、前記発熱層（電気抵抗層）に代えて誘導加熱をおこさせる導電層で形成し、誘導加熱を生じるように構成してもよい。
When partially changing the mold size, the light-transmitting heat generation layer (electric resistance layer) formed on the surface opposite to the processing surface of the pattern layer is divided into a plurality of portions in the processing surface direction. In addition, the electrodes can be driven and controlled for each of the divided portions. Accordingly, the mold can be deformed into a complicated shape, and various shape errors can be dealt with.
In the above configuration example, a configuration is used in which a current flows through the resistance layer to generate heat, but the present invention is not limited to such resistance heating. For example, the surface opposite to the processed surface of the pattern layer may be formed of a conductive layer that performs induction heating instead of the heat generation layer (electric resistance layer), and may be configured to generate induction heating.
発熱体を用いる場合は、モールドのサイズを拡大させる方向にしか変形できないが、予め転写しようとしているパターンを縮小した凹凸パターンを備えたモールドを採用することで、実質的なモールドのサイズ補正が可能となる。
また、本実施形態においては説明した発熱体に替えて、吸熱あるいは冷却機能のある熱伝素子（例えば、ペルチェ素子）を採用することもできる。
なお、下記第２の実施形態において詳述するが、本実施形態に係る発明に、米国特許第６６９６２２０号明細書）に記載した技術、即ち、ピエゾアクチュエータによりモールドの側面から外力を加える技術を併用することもできる。
斯かる場合にも、モールドの側面から加えられる外力だけによることなくモールドサイズ（あるいはパターンサイズ）を変形させることができるので、本実施形態に斯かる発明は有用である。
なお、モールドのサイズ変形量は、例えば、モールドの温度とそのサイズ（あるいはサイズ変化量）の関係についてのデータベースを予め用意してそれを利用することで、モールドのサイズ制御が可能となる。
When using a heating element, it can be deformed only in the direction of increasing the mold size, but by using a mold with a concave and convex pattern that has been reduced in advance, it is possible to substantially correct the mold size. It becomes.
Further, in the present embodiment, a heat transfer element (for example, a Peltier element) having a heat absorption or cooling function may be employed instead of the heating element described.
Although described in detail in the second embodiment below, the invention according to this embodiment is used in combination with the technique described in US Pat. No. 6,696,220), that is, the technique of applying an external force from the side surface of the mold by a piezo actuator. You can also
Also in such a case, since the mold size (or pattern size) can be changed without relying solely on the external force applied from the side surface of the mold, the invention according to this embodiment is useful.
The mold size deformation amount can be controlled by preparing a database about the relationship between the mold temperature and its size (or size change amount) in advance and using it.
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態におけるモールドとサイズ調整部材を備えている装置について説明する。
図２に、本実施形態を説明するための模式的断面図を示す。
本実施形態におけるモールドは、図２に示すように凹凸パターンが形成されている第１の面１０５０と、該モールドの厚さ方向に関して、該第１の面と反対側にある第２の面１０５５とを有するモールドにおいて、以下の特徴を有する。
該凹凸パターンを該第１の面の面内方向に変形させるためのサイズ調整部材２０１０が、該第２の面１０５５に設けられている。
第１の実施形態で図１を用いて説明したように、当該サイズ調整部材を第２の面に設けてもよいし、第１の面１０５０と第２の面との間に設けてもよい。
サイズ調整部材とは、例えば、前記第１の面（あるいは第２の面）の面内方向に伸縮可能な伸縮層である。このような伸縮層を必要に応じて複数層設けることもできる。
例えば、サイズ調整部材を、第１の伸縮層と、該第１の伸縮層と伸縮可能な方向が異なる第２の伸縮層とで構成することができる。伸縮層としては、圧電素子層が挙げられる。
[Second Embodiment]
Next, an apparatus provided with a mold and a size adjusting member in the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the present embodiment.
The mold according to this embodiment includes a
A
As described with reference to FIG. 1 in the first embodiment, the size adjusting member may be provided on the second surface, or may be provided between the
The size adjusting member is, for example, a stretchable layer that can stretch in the in-plane direction of the first surface (or the second surface). A plurality of such stretchable layers can be provided as necessary.
For example, the size adjusting member can be composed of a first stretchable layer and a second stretchable layer having a different stretchable direction from the first stretchable layer. Examples of the stretchable layer include a piezoelectric element layer.
なお、２つの伸縮層は、図５の発熱体の例で示すように面内方向に区分けして配置することもできるが、以下のように積層することもできる。
例えば、該二つの伸縮層を、前記パターン層の加工面と平行な面の面内方向（即ち、第１の面の面内方向）において、異なる２方向に伸縮駆動可能となるように構成する。
また、圧電素子からなる伸縮層を２層設け、これらに個別に電圧を印加することにより、異なる２方向にそれぞれ変形制御することができる。圧電素子を用いる場合は、温度変化を生じることなく、異方性を持った形状誤差の補正が可能となる。
更にまた、第２の面１０５５に、サイズ調整部材２０１０を設けておき、更に該部材の上に、前記モールドと同じ厚さで、且つ同じ材料からなる支持体を積層することも好ましい形態である。
The two stretchable layers can be arranged separately in the in-plane direction as shown in the example of the heating element in FIG. 5, but can also be laminated as follows.
For example, the two stretchable layers are configured to be stretchable in two different directions in the in-plane direction of the plane parallel to the processed surface of the pattern layer (that is, the in-plane direction of the first plane). .
In addition, it is possible to control deformation in two different directions by providing two stretchable layers made of piezoelectric elements and individually applying a voltage thereto. In the case of using a piezoelectric element, it is possible to correct a shape error having anisotropy without causing a temperature change.
Furthermore, it is also a preferable mode that a
本実施形態においては、サイズ調整部材として、上記伸縮層を適用できることは勿論であるが、前述の第１の実施形態で説明した発熱体をサイズ調整部材として採用することもできる。
即ち、サイズ調整部材として、熱電効果を利用した素子（ペルチェ素子など）を適用することができる。熱電効果を利用した素子としては、吸熱機能や冷却機能を有する素子を採用できる。発熱体やペルチェ素子など両者を併用することもできる。
更にまた、本実施形態に係る発明に、既述の文献（米国特許第６６９６２２０号明細書）に記載した技術、即ち、ピエゾアクチュエータによりモールドの側面から外力を加える技術を併用することもできる。
斯かる場合、モールドの破損を予防する為に、ピエゾアクチュエータがモールドに加える外力を小さくしてモールドのサイズを補正し、当該補正では不足する部分を、前述の発熱体や伸縮層やペルチェ素子などのサイズ調整部材を用いてサイズ補正を行うのである。
勿論、まず第２の面側から、サイズ調整部材によりモールドのサイズを補正した後、ピエゾアクチュエータなどにより側面に外力（引っ張り、あるいは圧縮）を加えて、サイズ補正を行うことができる。その逆でもよい。モールドの裏面側（第２の面側あるいはモールド内部）からの補正、及びモールド側面側からの補正の２つの補正機構により、サイズ調整を行うのである。
In the present embodiment, the stretchable layer can be applied as the size adjusting member, but the heating element described in the first embodiment can also be employed as the size adjusting member.
That is, an element (such as a Peltier element) using a thermoelectric effect can be applied as the size adjusting member. As an element using the thermoelectric effect, an element having an endothermic function or a cooling function can be employed. Both a heating element and a Peltier element can be used in combination.
Furthermore, the technique described in the above-mentioned document (US Pat. No. 6,696,220), that is, the technique of applying an external force from the side surface of the mold by a piezo actuator can be used in combination with the invention according to the present embodiment.
In such a case, in order to prevent damage to the mold, the external force applied to the mold by the piezo actuator is reduced to correct the mold size, and the correction is insufficient for the heating element, the stretchable layer, the Peltier element, etc. The size correction is performed using the size adjusting member.
Of course, from the second surface side, after correcting the size of the mold by the size adjusting member, the size can be corrected by applying an external force (pulling or compression) to the side surface by a piezoelectric actuator or the like. The reverse is also possible. Size adjustment is performed by two correction mechanisms: correction from the back surface side of the mold (second surface side or inside the mold) and correction from the mold side surface side.
以下に、モールドの側面から外力を加えサイズ補正をする一例について説明する。
図７に、本実施形態に係るモールドとサイズ調整部材を備えている装置を説明するための模式的断面図を示す。
図７（ａ）において、７９００は、モールド２０００の側面から外力を加えるためのピエゾアクチュエータである。２０１０は上述したサイズ調整部材である。
７００１はモールドの裏面側を支持するための支持部であり、また７００２はモールドの側面側を支持するための支持部である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）の上面図に該当する。モールドの裏面側に配置されているサイズ調整部材２０１０が見えるように描いており、支持部７００１等は、省略している。
モールドの側面の複数箇所にピエゾアクチュエータ７９００を配置した例を示している。
これら圧電素子からなるピエゾアクチュエータは、個々独立して制御可能であることが好ましい。
以上の構成により、モールドの側面から外力を加えサイズ補正をすることが可能となる。
Hereinafter, an example in which the size is corrected by applying an external force from the side surface of the mold will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining an apparatus including a mold and a size adjusting member according to this embodiment.
In FIG. 7A,
7001 is a support part for supporting the back side of the mold, and 7002 is a support part for supporting the side surface side of the mold.
FIG. 7B corresponds to a top view of FIG. The
An example in which
The piezoelectric actuators composed of these piezoelectric elements are preferably individually controllable.
With the above configuration, it is possible to correct the size by applying an external force from the side surface of the mold.
［第３の実施形態］
つぎに、本発明の第３の実施形態におけるパターン転写装置について説明する。
本実施形態は、前記第１あるいは第２の実施形態で説明したモールドあるいはモールドを備えた装置を利用して構成した、パターン転写装置に関する。
詳細は、後述する実施例において、図４を用いて説明するが、パターン転写装置として、該モールドを保持するためのモールド保持部２５０を備えている。
そして、補正量を制御する制御部（あるいは、前記発熱体に流す電流量を制御する制御部や前述のサイズ調整手段による調整量を制御する制御部）を有することが特徴である。
このような装置は、光硬化性の樹脂を使用する光インプリント方式や熱インプリント方式などとして利用できる。
[Third Embodiment]
Next, a pattern transfer apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment relates to a pattern transfer apparatus configured using the mold described in the first or second embodiment or an apparatus including the mold.
Details will be described with reference to FIG. 4 in an embodiment to be described later. As a pattern transfer apparatus, a mold holding unit 250 for holding the mold is provided.
And it has the control part (or control part which controls the amount of electric currents which flow through the heating element, and the control part which controls the amount of adjustment by the above-mentioned size adjustment means).
Such an apparatus can be used as a light imprint method or a heat imprint method using a photocurable resin.
［第４の実施形態］
つぎに、本発明の第４の実施形態におけるパターン形成方法について説明する。
本実施形態に係るパターン形成方法は、モールドが有するパターンを用いて、被加工物にパターンを形成するための方法である。
具体的には、前述の実施形態１あるいは２において説明したモールドや、装置を用意する。
その後、当該モールドと対向して、被加工物を配置する。
そして、前記発熱体などのサイズ調整部材を用いて、前記モールドのサイズを調整する。
サイズが調整された状態で、前記モールドが有する凹凸パターンと、前記被加工物とを接触させる。
そして、紫外線などの光照射や加熱によりパターンを転写する。例えば、シリコン基板上の樹脂やレジストに、前記モールドが有する凹凸パターンを転写するのである。
[Fourth Embodiment]
Next, a pattern forming method according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
The pattern forming method according to the present embodiment is a method for forming a pattern on a workpiece using a pattern included in a mold.
Specifically, the mold and apparatus described in the first or second embodiment are prepared.
Thereafter, the workpiece is placed facing the mold.
Then, the size of the mold is adjusted using a size adjusting member such as the heating element.
The uneven | corrugated pattern which the said mold has, and the said workpiece are made to contact in the state in which the size was adjusted.
Then, the pattern is transferred by irradiation with light such as ultraviolet rays or heating. For example, the uneven pattern of the mold is transferred to a resin or resist on a silicon substrate.
ここで、被加工物（ワークという場合もある。）は、基板自体、あるいは基板上に樹脂などの被覆層を設けた部材を意味する。
基板としては、基板の材料としては、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板等の半導体基板、あるいはこれら半導体基板に樹脂をコートしたもの、あるいは樹脂板、ガラス基板、等を用いることもできる。更に、これらの材料からなる基板に、薄膜を成長させたり、貼り合わせたりして形成される多層基板も使用できる。勿論、石英基板などの光透過性の基板を使用することもできる。
Here, the workpiece (also referred to as a workpiece) means a substrate itself or a member provided with a coating layer such as a resin on the substrate.
As the substrate, a semiconductor material such as a Si substrate or a GaAs substrate, a resin substrate coated with a resin, a resin plate, a glass substrate, or the like can be used as the substrate material. Furthermore, a multilayer substrate formed by growing or bonding a thin film on a substrate made of these materials can also be used. Of course, a light-transmitting substrate such as a quartz substrate can also be used.
被覆材として用いられる樹脂の硬化は、例えば紫外線をモールド側から被覆材に照射することにより行われる。光硬化性樹脂の例としては、ウレタン系やエポキシ系やアクリル系などがある。
勿論、本実施形態は、光インプリント法に限られるものではない。フェノール樹脂やエポキシ樹脂やシリコーンやポリイミドなどの熱硬化性樹脂や、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネ−ト（ＰＣ）、ＰＥＴ、アクリルなどの熱可塑性樹脂を用いることもできる。
さらに、被覆材には、ＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を利用することもできる。
なお、パターンの転写は、石英基板やシリコン基板などに直接行うこともできる。
The resin used as the coating material is cured by, for example, irradiating the coating material with ultraviolet rays from the mold side. Examples of the photocurable resin include urethane, epoxy, and acrylic.
Of course, the present embodiment is not limited to the optical imprint method. Thermosetting resins such as phenol resin, epoxy resin, silicone and polyimide, and thermoplastic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), PET, and acrylic can also be used.
Furthermore, PDMS (Polydimethylsiloxane) can be used as the covering material.
Pattern transfer can also be performed directly on a quartz substrate, a silicon substrate, or the like.
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用して等方的にモールド全体のサイズの補正を可能とした加圧加工用モールドを作製する。
図３（ａ）、（ｂ）に本実施例のモールドの構成を示す。図３（ａ）はモールドを加工面（ワークと接する面）と平行な方向から見た図であり、図３（ｂ）は加工面に対して反対方向から見た図である。
図３（ａ）、（ｂ）において、１００はモールド、１０１は光透過抵抗層、１０２は電極（ａ）、１０３は電極（ｂ）、１０４はパターン層である。
光透過性のパターン層１０４の加工面には、所望の形状が微細な凹凸として刻まれている。上記加工面と反対側には、光透過抵抗層１０１がパターン層１０４と一体となって形成され、さらに光透過抵抗層１０１の４辺のうち対向する２辺に装置との間で良好な電気的接続をとるため電極（ａ）１０２、電極（ｂ）１０３が設けられている。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
In Example 1, the present invention is applied to produce a pressure processing mold that isotropically corrects the size of the entire mold.
3A and 3B show the configuration of the mold of this example. FIG. 3A is a view of the mold viewed from a direction parallel to the processing surface (surface in contact with the workpiece), and FIG. 3B is a view of the mold viewed from the opposite direction to the processing surface.
3A and 3B, 100 is a mold, 101 is a light transmission resistance layer, 102 is an electrode (a), 103 is an electrode (b), and 104 is a pattern layer.
On the processed surface of the light transmissive pattern layer 104, a desired shape is engraved as fine irregularities. On the opposite side of the processed surface, the light transmission resistance layer 101 is formed integrally with the pattern layer 104, and good electrical conductivity is obtained between the two opposite sides of the light transmission resistance layer 101 and the device. An electrode (a) 102 and an electrode (b) 103 are provided for establishing a general connection.
つぎに、本実施例のモールド１００の作製方法の一例について説明する。
まず、パターン層１０４となる石英ウエハを正方形に切り出し、２辺をメタルマスクで覆い、光透過抵抗層１０１となるＩＴＯをスパッタ法にて成膜する。
次に、ＩＴＯ膜以上の膜厚で電極（ａ）１０２、電極（ｂ）１０３となる金を蒸着法にて成膜し、ＩＴＯ膜全面が露出するまで研磨を行う。
次に、ここまで加工を行った面の反対面に電子線レジストを塗布し、電子線描画機で所望のパターンを描画する。これを現像した後、ドライエッチングによりパターン層１０４をエッチングする。
最後に、残ったレジストをアッシングや溶剤洗浄等で除去して、図３（ａ）、（ｂ）に示すモールド１００が完成する。
Next, an example of a method for producing the mold 100 of this embodiment will be described.
First, a quartz wafer to be the pattern layer 104 is cut into a square shape, two sides are covered with a metal mask, and ITO to be the light transmission resistance layer 101 is formed by sputtering.
Next, gold which becomes the electrode (a) 102 and the electrode (b) 103 with a film thickness equal to or larger than that of the ITO film is formed by vapor deposition, and polishing is performed until the entire surface of the ITO film is exposed.
Next, an electron beam resist is applied to the surface opposite to the surface processed so far, and a desired pattern is drawn by an electron beam drawing machine. After developing this, the pattern layer 104 is etched by dry etching.
Finally, the remaining resist is removed by ashing, solvent cleaning, or the like, and the mold 100 shown in FIGS. 3A and 3B is completed.
図３（ｃ）に、本実施例で形成した光透過抵抗層１０１の構成例を示す。
本実施例では、図３（ｃ）に示すような蛇行した光透過抵抗層１０１を形成した。このような蛇行した形状の光透過抵抗層１０１は、ＩＴＯ成膜時のマスクにこのような蛇行した形状のものを用いることによって形成してもよいし、あるいは成膜後にさらにパターニングするなどして形成してもよい。
このような蛇行した光透過抵抗層１０１を形成することで、電極（ａ）１０２及び電極（ｂ）１０３と光透過抵抗層１０１との抵抗比によらず、各部分で流れる電流量を均一化することが可能となる。これにより、モールドの製造コストは若干上昇するが、発熱量の均一化のためには有効な構成を得ることができる。
FIG. 3C shows a configuration example of the light transmission resistance layer 101 formed in this embodiment.
In this example, a meandering light transmission resistance layer 101 as shown in FIG. 3C was formed. Such a meandering light transmission resistance layer 101 may be formed by using such a meandering mask as a mask during ITO film formation, or may be further patterned after film formation. It may be formed.
By forming such a meandering light transmission resistance layer 101, the amount of current flowing in each part is made uniform regardless of the resistance ratio between the electrode (a) 102 and the electrode (b) 103 and the light transmission resistance layer 101. It becomes possible to do. As a result, the manufacturing cost of the mold is slightly increased, but an effective configuration can be obtained for uniform heat generation.
なお、各部材の材質、加工方法等は上記したものには限られない。例えば、石英ウエハの代わりにサファイヤ基板など他の光透過性材料を用いてもよく、またＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の代わりにＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）など他の光透過性の抵抗材料を用いてもよい。あるいは、Ｔａなどの金属材料を加工に必要な光量が透過する程度に薄く成膜してもかまわない。
また、加工方法についても、電子線リソグラフィーの代わりに、ＦＩＢ加工や光リソグラフィーなど所望のものを適用することが可能である。
さらに、電極（ａ）１０２、電極（ｂ）１０３を形成せず、光透過抵抗層１０１に装置側の接点を接触させるように構成してもよい。これにより電気的接続性には劣るもののモールド作製コスト低減のためには有効な構成を得ることができる。
また、電極の配置構成についても上記以外の構成を採ることができる。
図３（ｄ）に、本実施例における別の形態による電極の配置構成を示す。
図３（ｄ）に示すように、光透過性の電極（ａ）１０２及び電極（ｂ）１０３を、光透過抵抗層１０１と同様に加工面の鉛直方向に積層して構成することも可能である。この場合、厚みが増して光透過性は落ちる場合もあるが、モールド裏面（パターン層１０４と反対の面）が電極（ａ）１０２のみで構成されるため、研磨工程等を経なくても平坦性が確保し易くなる。そのため、モールドコストの低減や、特に平坦性が要求される場合、パターン層１０４が先に形成されている場合、等において有効な構成を得ることができる。
Note that the material and processing method of each member are not limited to those described above. For example, other light transmissive materials such as a sapphire substrate may be used instead of a quartz wafer, and other light transmissive resistance materials such as IZO (indium zinc oxide) may be used instead of ITO (indium tin oxide). It may be used. Alternatively, a metal material such as Ta may be formed thin enough to transmit the amount of light necessary for processing.
Also, as a processing method, a desired method such as FIB processing or optical lithography can be applied instead of electron beam lithography.
Further, the electrode (a) 102 and the electrode (b) 103 may not be formed, and the device-side contact may be brought into contact with the light transmission resistance layer 101. Thereby, although it is inferior in electrical connectivity, an effective configuration can be obtained for reducing the mold manufacturing cost.
Further, the electrode arrangement can be other than the above.
FIG. 3D shows an electrode arrangement according to another embodiment of the present embodiment.
As shown in FIG. 3D, the light transmissive electrode (a) 102 and the electrode (b) 103 can be laminated in the vertical direction of the processed surface in the same manner as the light transmissive resistance layer 101. is there. In this case, although the thickness may increase and the light transmission may decrease, the back surface of the mold (the surface opposite to the pattern layer 104) is composed only of the electrode (a) 102, so that it is flat without undergoing a polishing step or the like. It becomes easy to ensure the property. Therefore, an effective configuration can be obtained in a case where reduction in mold cost, in particular, flatness is required, or when the pattern layer 104 is formed first.
つぎに、本実施例のモールドを備えた加圧加工装置について説明する。
図４に本実施例のモールドを備えた加圧加工装置の構成を示す。この加圧加工装置は、上述の実施形態で説明したパターン転写装置に該当する。
図４において、２０１は筐体、２０２はｘ，ｙ，θｚ駆動機構、２０３はｚ，θｘ，θｙ駆動機構、２０４はＵＶ光源、２０５はスコープ、２０６は補正用接点である。
２０７は前述した本実施例によるモールド、２０８はワーク、２０９はプロセス制御回路、２１０は露光量制御回路、２１１は補正量検出回路、２１２は補正量制御回路、２１３は姿勢制御回路、２１４は位置制御回路である。２５０はモールド保持部である。
Next, a pressure processing apparatus provided with the mold of this embodiment will be described.
FIG. 4 shows the configuration of a pressure processing apparatus provided with the mold of this embodiment. This pressure processing apparatus corresponds to the pattern transfer apparatus described in the above embodiment.
In FIG. 4, 201 is a casing, 202 is an x, y, θz drive mechanism, 203 is a z, θx, θy drive mechanism, 204 is a UV light source, 205 is a scope, and 206 is a correction contact.
207 is a mold according to the present embodiment, 208 is a workpiece, 209 is a process control circuit, 210 is an exposure amount control circuit, 211 is a correction amount detection circuit, 212 is a correction amount control circuit, 213 is an attitude control circuit, and 214 is a position. It is a control circuit. Reference numeral 250 denotes a mold holding unit.
図４に示すように、前述した本実施例によるモールド２０７とＳｉウエハ上に光硬化樹脂をコートしたワーク２０８が対向して配置される。
モールド２０７とスコープ２０５は部材を介してｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３に接続されており、この部材のモールド２０７の取付部には電極（ａ）１０２、電極（ｂ）１０３に接触して電気的接続を取るための補正用接点２０６が設けられている。
スコープ２０５は、レンズ系とＣＣＤカメラから構成されており、ワーク２０８表面の情報を画像として取得する。ワーク２０８はｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２に取り付けられ、ｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２とｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３とは筐体２０１を介して接続される。
筐体２０１のモールド２０７の裏面側にあたる部分には、ＵＶ光源２０４が取り付けられている。
プロセス制御回路２０９は、露光量制御回路２１０、補正量検出回路２１１、補正量制御回路２１２、姿勢制御回路２１３、位置制御回路２１４に指示を出しプロセスを進めると共に、これらからの出力データを受け取る。
露光量制御回路２１０は、ＵＶ光源２０４を制御して露光を行う。
補正量検出回路２１１は、スコープ２０５の検出信号から補正量を計算し、補正量制御回路２１２は補正用接点２０６を通じてモールド２０７に通電しこれを変形させる。
姿勢制御回路２１３と位置制御回路２１４は、ｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２とｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３を駆動し、それぞれ、モールド２０７とワーク２０８との相対的な姿勢と位置を制御する。なお、ｘ，ｙ，ｚ，θｘ，θｙ，θｚの各軸の機構上の配置はこれに限られるものではなく、設計上適宜決められることは言うまでもない。
As shown in FIG. 4, the above-described mold 207 according to this embodiment and a workpiece 208 in which a photo-curing resin is coated on a Si wafer are arranged to face each other.
The mold 207 and the scope 205 are connected to the z, θx, θy drive mechanism 203 through members, and the mounting portion of the mold 207 of this member is in contact with the electrode (a) 102 and the electrode (b) 103 to be electrically connected. A correction contact 206 is provided for establishing a general connection.
The scope 205 includes a lens system and a CCD camera, and acquires information on the surface of the workpiece 208 as an image. The workpiece 208 is attached to the x, y, θz drive mechanism 202, and the x, y, θz drive mechanism 202 and the z, θx, θy drive mechanism 203 are connected via the housing 201.
A UV light source 204 is attached to a portion corresponding to the back side of the mold 207 of the housing 201.
The process control circuit 209 instructs the exposure amount control circuit 210, the correction amount detection circuit 211, the correction
The exposure amount control circuit 210 performs exposure by controlling the UV light source 204.
The correction amount detection circuit 211 calculates the correction amount from the detection signal of the scope 205, and the correction
The
次に本実施例における加圧加工プロセスを説明する。
まず、ｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３を用いて前述のワーク２０８にモールド２０７を押し付ける。つぎに、ＵＶ光源２０４でＵＶ光を照射して光硬化樹脂を硬化させた後、ワーク２０８からモールド２０７を剥離することでパターン層１０４加工面の凹凸パターンをワーク２０８に転写する。
パターン層１０４加工面のパターンにはアライメントマーク（不図示）が含まれており、所望のパターンと一緒にワークに転写される。アライメントマークの形状は十字や長方形など光露光機で従来使われてきたものから適宜選択し、モールド２０７加工面の凹凸や、構成材料を変えることにより実現される。
Next, the pressing process in this embodiment will be described.
First, the mold 207 is pressed against the workpiece 208 using the z, θx, θy drive mechanism 203. Next, the UV light source 204 is irradiated with UV light to cure the photo-curing resin, and then the mold 207 is peeled from the work 208 to transfer the uneven pattern on the processed surface of the pattern layer 104 to the work 208.
The pattern on the processed surface of the pattern layer 104 includes an alignment mark (not shown) and is transferred to the workpiece together with the desired pattern. The shape of the alignment mark is appropriately selected from those conventionally used in a light exposure machine such as a cross or a rectangle, and is realized by changing the unevenness of the processing surface of the mold 207 and the constituent material.
モールド２０７加工面の大きさ（画角）は適宜選択できるが、ここでは説明のため２５ｍｍ□（２５ｍｍ×２５ｍｍの四角形という意味である。）とする。
ここで、ｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３を使用し、ワーク２０８の面内方向にモールド２０７とワーク２０８を相対移動させながら、転写されたパターンで埋めて行く。
すなわち、前述の加圧、露光、剥離を繰り返し、代表的な光露光機であるステッパ、スキャナ等のように、ワーク２０８の表面を２５ｍｍ□毎に転写されたパターンで埋めて行く。
なお、モールド作製コストは大きくなるが、より高いスループットを求める場合などには、ワーク大のモールド２０７を作製し、ワーク一括で加工を行うこともできる。
この後、ワーク２０８に作製された凹凸パターンをレジストパターンとして使用して、通常の半導体製造工程を行い、第１層の形成が完了する。
The size (view angle) of the processed surface of the mold 207 can be selected as appropriate, but here it is assumed to be 25 mm □ (meaning a square of 25 mm × 25 mm) for explanation.
Here, the z, θx, θy drive mechanism 203 is used, and the mold 207 and the work 208 are moved relative to each other in the in-plane direction of the work 208 and filled with the transferred pattern.
That is, the above-described pressurization, exposure, and peeling are repeated, and the surface of the work 208 is filled with a pattern transferred every 25 mm □, such as a stepper or a scanner that is a typical light exposure machine.
In addition, although the mold manufacturing cost increases, when a higher throughput is required, a workpiece-sized mold 207 can be manufactured and the workpieces can be processed collectively.
Thereafter, a normal semiconductor manufacturing process is performed using the uneven pattern formed on the workpiece 208 as a resist pattern, and the formation of the first layer is completed.
次にモールド２０７を第２層用ものに交換し、第１層が形成されたワーク２０８に再び光硬化樹脂をコートし、再びｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２に取り付ける。次に、ステッパ、スキャナ等、代表的な光露光機と同様の方法で、第１層のアライメントマーカーを検出して各誤差量を計測する。
本実施例においては、ｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２を用いてワーク２０８を移動させてから、ｚ，θｘ，θｙ駆動機構２０３を用いてスコープ２０５の焦点を合わせ、第１層のアライメントマーカーを撮影する。
この動作を複数のアライメントマーカーに対して行い、補正量検出回路２１１を用いて各画像の処理を行い、さらにｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２の移動量とから第１層の形成工程で生じたパターンの伸縮量を計算する。
また、同じ処理によってｘ，ｙ，θｚの誤差量が計算され、スコープ２０５の焦点位置とｘ，ｙ，θｚ駆動機構２０２の移動量とからｚ，θｘ，θｙの誤差量が計算される。これらが姿勢制御回路２１３と位置制御回路２１４の補正量として使用される。なお、第１層の形成工程で生じたパターンの伸縮量の計測には、測長ＳＥＭなどの計測装置を別に設けて、それによる測定データを使用してもかまわない。
Next, the mold 207 is replaced with one for the second layer, the work 208 on which the first layer is formed is again coated with a photocurable resin, and is attached to the x, y, θz drive mechanism 202 again. Next, the first layer alignment marker is detected and the respective error amounts are measured by a method similar to a typical light exposure machine such as a stepper or a scanner.
In this embodiment, the workpiece 208 is moved using the x, y, θz drive mechanism 202, and then the scope 205 is focused using the z, θx, θy drive mechanism 203, and the first layer alignment marker is used. Take a picture.
This operation is performed on a plurality of alignment markers, each image is processed using the correction amount detection circuit 211, and further generated in the first layer formation process from the amount of movement of the x, y, θz drive mechanism 202. Calculate the amount of expansion / contraction of the pattern.
Further, the error amount of x, y, θz is calculated by the same processing, and the error amount of z, θx, θy is calculated from the focal position of the scope 205 and the movement amount of the x, y, θz drive mechanism 202. These are used as correction amounts for the
ここで本実施例における第１、２層間の伸縮量補正について説明する。
第２層用のモールド２０７のパターン層１０４の加工面には、第１層用のものに対して第１層の形成工程で生じるパターンの伸縮を見込んだ量より全体的に縮小したパターンが作製される。
補正量制御回路２１２は、先に検出した伸縮量に応じた電流を光透過抵抗層１０１に流して発熱させ、モールド２０７全体を加熱する。
加熱されたモールド２０７は熱膨張により伸張し、パターン層１０４加工面のパターンが第１層の伸縮量に応じた大きさに補正される。
例えば、第２層用として全体的に５ｐｐｍ縮小したパターンを使用する。パターン層１０４の材質が線膨張係数０．５×１０−６の石英である場合、前述の計測の結果、第１層が２ｐｐｍ縮んでいたとすると、加熱により６℃モールド２０７の温度を上昇させることで、第１層と第２層のパターンの大きさを合わせることができる。
また、例えば、伸縮量が見込みを超えてしまった場合などにも、第２層以降のモールドを作り直すことなく、第１層加工時にモールドを伸張させることでも対応可能である。例えば前述の例に当てはめれば、第１層が７ｐｐｍ縮んでいた場合にはこのワークは破棄せざるを得ないが、新たなワーク２０８を用いて第１層用のモールドを２ｐｐｍ以上伸張させてから再度一連の加工を行うことで、対応可能である。
Here, the expansion / contraction amount correction between the first and second layers in the present embodiment will be described.
On the processed surface of the pattern layer 104 of the mold 207 for the second layer, a pattern that is entirely reduced from the amount expected for the expansion and contraction of the pattern generated in the first layer forming process is produced with respect to the one for the first layer. Is done.
The correction
The heated mold 207 expands due to thermal expansion, and the pattern on the processed surface of the pattern layer 104 is corrected to a size corresponding to the amount of expansion / contraction of the first layer.
For example, a pattern reduced by 5 ppm as a whole is used for the second layer. When the material of the pattern layer 104 is quartz having a linear expansion coefficient of 0.5 × 10 −6 , if the first layer is shrunk by 2 ppm as a result of the above measurement, the temperature of the 6 ° C. mold 207 is increased by heating. Thus, the pattern sizes of the first layer and the second layer can be matched.
Further, for example, even when the amount of expansion / contraction exceeds the expectation, it is possible to cope with the extension of the mold during the first layer processing without recreating the mold after the second layer. For example, in the above example, if the first layer is contracted by 7 ppm, this work must be discarded, but the mold for the first layer is extended by 2 ppm or more using a new work 208. This can be handled by performing a series of processes again.
モールド２０７を加熱するための構成としては、本実施例以外の方式として、モールド取り付け部からの熱伝導により加熱する方法も考えられるが、このような方式ではモールド中心部までの距離が長くなるため温度の均一性を保つことが難しくなる。また、モールド以外の部材をも加熱せざるを得ないため、熱容量が大きく、応答速度が低下する。
これに対して、本実施例の方式は発熱部がモールド裏面全体にわたっており、また、伝熱方向である厚さ方向はそもそも加工の都合上、例えば数ｍｍ以下と距離が短いため温度の均一性を保つことが容易である。
さらに、加熱する部分が、ほぼモールドのみであるため、熱容量が小さく高い応答速度が得られる。
伸縮量が補正された後、第１層と同様に第２層のパターン転写が行われ、他の半導体製造工程を行われる。以上の動作を所望の層数繰り返し、デバイスを完成させる。
なお、図４の記載した加工装置においては、筐体内の温度を管理したり、温度センサを用いてモールドの温度を測定し、当該測定結果を基にモールドの補正量を調整することもできる。
なお、特許文献１に記載のように、モールドのサイズ変形を、その側面からのみ行おうとする場合、モールドを圧縮、変形させる際の反力を支えるためにチャック機構の周囲の部材が大型化することが予想される。本実施例に係る発明によれば、小型化することができる。
As a configuration for heating the mold 207, as a method other than the present embodiment, a method of heating by heat conduction from the mold mounting portion is also conceivable, but in such a method, the distance to the mold center becomes long. It becomes difficult to maintain temperature uniformity. Moreover, since members other than the mold must be heated, the heat capacity is large and the response speed is lowered.
On the other hand, in the method of the present embodiment, the heat generating part extends over the entire back surface of the mold, and the thickness direction, which is the heat transfer direction, is essentially uniform because of the short distance of several millimeters or less, for example, due to processing. Is easy to keep.
Furthermore, since the part to be heated is almost only the mold, the heat capacity is small and a high response speed can be obtained.
After the amount of expansion / contraction is corrected, the pattern transfer of the second layer is performed in the same manner as the first layer, and another semiconductor manufacturing process is performed. The above operation is repeated for the desired number of layers to complete the device.
In the processing apparatus shown in FIG. 4, the temperature in the housing can be managed, the temperature of the mold can be measured using a temperature sensor, and the correction amount of the mold can be adjusted based on the measurement result.
In addition, as described in Patent Document 1, when the size of the mold is to be deformed only from the side surface, the members around the chuck mechanism are enlarged in order to support the reaction force when the mold is compressed and deformed. It is expected that. According to the invention according to the present embodiment, the size can be reduced.
［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用して部分的にモールドのサイズの補正を可能とした加圧加工用モールドを作製する。実施例１との共通部分についての説明は省略し、差異についてのみ説明する。
図５に本実施例のモールドの構成を示す。図５（ａ）はモールドを加工面（ワークと接する面）に対して反対方向から見た図である。
ここで、実施例１との違いは、光透過抵抗層が平面内において光透過抵抗層（ａ）３０１、光透過抵抗層（ｂ）３０２、光透過抵抗層（ｃ）３０３、光透過抵抗層（ｄ）３０４ の４つに分割されていることである。
個々の透過抵抗体に対して、個別に電気的接続をとるための電極（ａ）３０５、電極（ｂ）３０６、電極（ｃ）３０７、電極（ｄ）３０８と、共通の電極として共通電極３０９が設けられている。なお、共通電極３０９は接地するなどして、常に一定の電位に保たれている。
[Example 2]
In Example 2, the present invention is applied to produce a pressure processing mold that can partially correct the mold size. A description of common parts with the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
FIG. 5 shows the structure of the mold of this example. Fig.5 (a) is the figure which looked at the mold from the opposite direction with respect to the process surface (surface which contact | connects a workpiece | work).
Here, the difference from Example 1 is that the light transmission resistance layer is in the plane of the light transmission resistance layer (a) 301, the light transmission resistance layer (b) 302, the light transmission resistance layer (c) 303, and the light transmission resistance layer. (D) 304 is divided into four.
An electrode (a) 305, an electrode (b) 306, an electrode (c) 307, an electrode (d) 308, and a common electrode 309 as a common electrode are individually connected to each transmission resistor. Is provided. Note that the common electrode 309 is always kept at a constant potential, for example, by grounding.
つぎに、本実施例のモールド３００の作製方法の一例について説明する。
まず、光透過抵抗層となるＩＴＯ膜を成膜する際に、４辺と中央を十字にメタルマスクで覆い、光透過抵抗層となるＩＴＯをスパッタ法にて成膜する。
次に、図５における各電極以外の部分をメタルマスクで覆ってから電極となる金を蒸着法にて成膜し、研磨を行って、光透過抵抗層と電極の高さを合わせる。これら以外の作製工程は実施例１と同様である。
Next, an example of a method for producing the mold 300 of this embodiment will be described.
First, when forming an ITO film to be a light transmission resistance layer, the four sides and the center are covered with a metal mask in a cross shape, and ITO to be a light transmission resistance layer is formed by sputtering.
Next, after covering portions other than each electrode in FIG. 5 with a metal mask, a gold film to be an electrode is formed by a vapor deposition method and polished to match the height of the light transmission resistance layer and the electrode. The other manufacturing steps are the same as in Example 1.
図５（ｄ）に、本実施例で形成した光透過抵抗層（ａ）３０１〜光透過抵抗層（ｄ）３０４の構成例を示す。
本実施例では、図５（ｄ）に示すような蛇行した光透過抵抗層（ａ）３０１〜光透過抵抗層（ｄ）３０４を形成した。
このような蛇行した形状の光透過抵抗層（ａ）３０１〜光透過抵抗層（ｄ）３０４は、実施例１と同様に、ＩＴＯ成膜時のマスクにこのような蛇行した形状のものを用いることによって形成してもよい。あるいは成膜後にさらにパターニングするなどして形成してもよい。
これにより、各部分で流れる電流量を均一化することができ、実施例１と同様に、モールドの製造コストは若干上昇するが、発熱量の均一化のためには有効な構成を得ることができる。
FIG. 5D shows a configuration example of the light transmission resistance layer (a) 301 to the light transmission resistance layer (d) 304 formed in this embodiment.
In this embodiment, the meandering light transmission resistance layer (a) 301 to light transmission resistance layer (d) 304 as shown in FIG.
As in the first embodiment, the meandering light transmission resistance layer (a) 301 to light transmission resistance layer (d) 304 uses the meandering mask for the ITO film formation. May be formed. Alternatively, it may be formed by further patterning after film formation.
As a result, the amount of current flowing in each part can be made uniform, and the manufacturing cost of the mold slightly increases as in Example 1, but an effective configuration can be obtained for making the amount of heat generation uniform. it can.
装置の構成に関しても、実施例１とほぼ同一であるが、補正用接点２０６については図５（ａ）の各電極と個別に電気的接続を取るように配置する。
加圧加工プロセスについても、実施例１と基本的には同様であるが、モールドの伸縮のさせ方が異なるため、以下これについて図５（ｂ）、図５（ｃ）を用いて説明する。
図５（ｂ）に、図５（ａ）に示す構成のモールド３００に対し、光透過抵抗層（ａ）３０１と光透過抵抗層（ｂ）３０２に通電した状態を示す。
ここで、通電された光透過抵抗層（ａ）３０１と光透過抵抗層（ｂ）３０２のみ発熱し、パターン層のうちこれらと接する部分が熱膨張するため、図５（ｂ）に示すように台形状に変形する。
また、図５（ｃ）に、図５（ａ）に示す構成のモールド３００に対し、光透過抵抗層（ａ）３０１と光透過抵抗層（ｄ）３０４に通電した状態を示す。
この場合には、通電された光透過抵抗層（ａ）３０１と光透過抵抗層（ｄ）３０４のみ発熱し、パターン層のうちこれらと接する部分が熱膨張するため、図５（ｃ）に示すようにひし形様に変形する。
The configuration of the apparatus is almost the same as that of the first embodiment, but the correction contact 206 is arranged so as to be individually electrically connected to each electrode in FIG.
The pressurizing process is basically the same as that of the first embodiment, but the method of expanding and contracting the mold is different, and this will be described below with reference to FIGS. 5B and 5C.
FIG. 5B shows a state in which the light transmission resistance layer (a) 301 and the light transmission resistance layer (b) 302 are energized with respect to the mold 300 having the configuration shown in FIG.
Here, only the light-transmitting resistance layer (a) 301 and the light-transmitting resistance layer (b) 302 that are energized generate heat, and the portion of the pattern layer in contact with them thermally expands, as shown in FIG. Deforms to a trapezoidal shape.
FIG. 5C shows a state in which the light transmission resistance layer (a) 301 and the light transmission resistance layer (d) 304 are energized with respect to the mold 300 having the configuration shown in FIG.
In this case, only the light-transmitting resistance layer (a) 301 and the light-transmitting resistance layer (d) 304 that are energized generate heat, and the portion of the pattern layer that contacts them thermally expands. It deforms like a rhombus.
本実施例によれば、上記以外に例えば、４つの光透過抵抗層（ａ）３０１〜光透過抵抗層（ｄ）３０４に等しく電流を流すことにより、実施例１と同様にモールド３００の全体を等方的に変形させることができる。
また、これらの効果を足し合わせて、例えば、光透過抵抗層（ａ）３０１と光透過抵抗層（ｄ）３０４に流す電流の半分を、光透過抵抗層（ｃ）３０３と光透過抵抗層（ｄ）３０４に流すなどして、全体的に膨張させながら台形に変形させることもできる。
あるいは、４つの光透過抵抗層（ａ）３０１〜光透過抵抗層（ｄ）３０４における個々の光透過抵抗層に流す電流量を制御することで、より複雑な変形が可能である。
本実施例の構成によれば、モールドのより複雑な変形が可能であるため、より高精度の層間の重ね合わせが要求される場合、あるいは他の加工工程におけるワークの伸縮に異方性が大きい場合、等に特に好適である。
According to the present embodiment, in addition to the above, for example, by passing an equal current through the four light transmission resistance layers (a) 301 to the light transmission resistance layers (d) 304, the entire mold 300 is formed in the same manner as in the first embodiment. It can be deformed isotropically.
Further, by adding these effects, for example, half of the current passed through the light transmission resistance layer (a) 301 and the light transmission resistance layer (d) 304 is converted into the light transmission resistance layer (c) 303 and the light transmission resistance layer ( d) It can also be deformed into a trapezoid while being entirely expanded, for example, by flowing it through 304.
Alternatively, more complicated deformation is possible by controlling the amount of current that flows through each of the four light transmission resistance layers (a) 301 to 304 (d) 304.
According to the configuration of the present embodiment, since more complicated deformation of the mold is possible, when an overlay between layers with higher accuracy is required, or when the workpiece is expanded and contracted in other processing steps, the anisotropy is large. Is particularly suitable for the case.
［実施例３］
実施例３においては、本発明を適用して上記各実施例とは異なる形態によりモールドのサイズの補正を可能とした加圧加工用モールドを作製する。
図６（ａ）、（ｂ）に本実施例のモールドの構成を示す。図６（ａ）はモールドを加工面（ワークと接する面）と平行な方向から見た図であり、図６（ｂ）はモールドの構成要素を説明するため層毎に分割して示した斜視図である。
光透過性のパターン層４０７の加工面には所望の形状が微細な凹凸として刻まれている。
また、加工面と反対側には圧電素子からなる光透過性のｘ伸縮電極４０５、ｘ伸縮層４０３、共通電極４０６、ｙ伸縮層４０２、ｙ伸縮電極４０４がパターン層４０７と一体となって順に形成される。最後にパターン層と同じ材質、同じ厚みの支持層４０１が設けられる。
[Example 3]
In Example 3, the present invention is applied to produce a mold for pressure processing that enables correction of the size of the mold in a form different from those of the above examples.
FIGS. 6A and 6B show the structure of the mold of this example. FIG. 6A is a view of the mold as viewed from a direction parallel to the processing surface (surface in contact with the workpiece), and FIG. 6B is a perspective view divided for each layer in order to explain the components of the mold. FIG.
A desired shape is engraved on the processed surface of the light transmissive pattern layer 407 as fine irregularities.
Further, on the side opposite to the processed surface, a light transmissive x stretchable electrode 405 made of a piezoelectric element, an x stretchable layer 403, a common electrode 406, a y stretchable layer 402, and a y stretchable electrode 404 are integrated with the pattern layer 407 in order. It is formed. Finally, a support layer 401 having the same material and thickness as the pattern layer is provided.
つぎに、本実施例のモールド４００の作製方法の一例について説明する。
まず、パターン層４０７となる石英ウエハを正方形に切り出し、全面にｘ伸縮電極４０５となるＩＴＯをスパッタ法にて成膜する。
次に、ＳｉＯ２を成膜した後、光リソグラフィーで図６（ｂ）中ｙの方向に並んだストライプ状のレジストパタンを形成する。これをマスクとして、ＳｉＯ２層をドライエッチングしてｘ伸縮電極４０５をストライプ状に露出させる。
次に、ＳｉＯ２層の膜厚以上に、ｘ伸縮層４０３となるＰＺＴをスパッタ法により成膜した後、研磨によりＳｉＯ２層と高さを揃える。その際、ＰＺＴの最終的な膜厚は、加工に必要な光量が透過する厚さとする。
続いて、ｘ伸縮電極４０５と同様に共通電極４０６を形成し、つぎにｘ伸縮層４０３と同様にして図中ｘ方向にストライプ状に並んだｙ伸縮層４０２を形成する。
次に、ｘ伸縮電極４０５と同様にｙ伸縮電極４０４を形成し、最後に支持層４０１を張り合わせる。なお、各電極層に対して電気的接続を取るために各層には切り欠きが設けられている。
さらに、共通電極４０６を接地してｘ伸縮電極４０５とｙ伸縮電極４０４に高電圧を印加することで、ｘ伸縮層４０３とｙ伸縮層４０２を図中ｚ方向に分極させて図６（ａ）、（ｂ）に示すモールドが完成する。
Next, an example of a method for producing the
First, a quartz wafer to be the pattern layer 407 is cut into a square, and ITO to be the x-extensible electrode 405 is formed on the entire surface by sputtering.
Next, after depositing SiO 2 , a striped resist pattern arranged in the direction y in FIG. 6B is formed by photolithography. Using this as a mask, the SiO 2 layer is dry-etched to expose the x stretchable electrodes 405 in a stripe shape.
Then, the above film thickness of the SiO 2 layer was formed with a sputtering PZT as the x stretchable layer 403, align the SiO 2 layer and the height by polishing. At that time, the final film thickness of the PZT is set to a thickness through which the amount of light necessary for processing is transmitted.
Subsequently, the common electrode 406 is formed in the same manner as the x stretchable electrode 405, and then the y stretchable layer 402 arranged in a stripe shape in the x direction in the figure is formed in the same manner as the x stretchable layer 403.
Next, the y stretchable electrode 404 is formed in the same manner as the x stretchable electrode 405, and finally the support layer 401 is bonded. Each layer is provided with a notch for electrical connection to each electrode layer.
Further, the common electrode 406 is grounded and a high voltage is applied to the x stretchable electrode 405 and the y stretchable electrode 404, so that the x stretchable layer 403 and the y stretchable layer 402 are polarized in the z direction in FIG. The mold shown in (b) is completed.
なお、各部材の材質、加工方法等は上記したものには限られない。例えば、石英ウエハの代わりにサファイヤ基板など他の光透過性材料を用いてもよく、またＩＴＯの代わりにＩＺＯなど他の光透過性の電極材料を用いてもよい。あるいはＡｌなどの金属材料を加工に必要な光量が透過する程度に薄く成膜してもかまわない。また、伸縮層にＺｎＯなど別の強誘電材料を用いてもかまわない。
また、光リソグラフィーの代わりにＦＩＢ加工や切削加工など所望の加工方法を適用することが可能である。
Note that the material and processing method of each member are not limited to those described above. For example, another light-transmitting material such as a sapphire substrate may be used instead of the quartz wafer, and another light-transmitting electrode material such as IZO may be used instead of ITO. Alternatively, a metal material such as Al may be formed thin enough to transmit a light amount necessary for processing. Further, another ferroelectric material such as ZnO may be used for the stretchable layer.
Moreover, it is possible to apply a desired processing method such as FIB processing or cutting processing instead of photolithography.
装置構成等に関しては、上記した各実施例のものとほぼ同一であるが、補正用接点２０６については図５（ａ）各電極と個別に電気的接続を取るように配置する。
加圧加工プロセスについても上記した各実施例のものと基本的に同様であるが、モールドの伸縮のさせ方が異なるため、この点について以下に説明する。
本実施例においては、第２層用のモールドのパターン層４０７の加工面には、第１層用のものに対して第１層の形成工程で生じるパターンの伸縮を見込んだ量より、全体的に拡大したパターンが作製される。
補正量制御回路２１２は、先に検出した伸縮量に応じた電圧をｘ伸縮電極４０５とｙ伸縮電極４０４に印加する。なお、共通電極４０６は接地するなどして、常に一定の電位に保たれる。
The apparatus configuration and the like are substantially the same as those in the above-described embodiments, but the correction contact 206 is arranged so as to be individually electrically connected to each electrode in FIG.
The pressurizing process is basically the same as that of each of the above-described embodiments, but the method for expanding and contracting the mold is different, and this point will be described below.
In the present embodiment, the processed surface of the pattern layer 407 of the mold for the second layer is generally larger than the amount of expansion and contraction of the pattern generated in the first layer forming process with respect to the one for the first layer. An enlarged pattern is produced.
The correction
ｘ伸縮層４０３とｙ伸縮層４０２は、それぞれｘ伸縮電極４０５とｙ伸縮電極４０４と共通電極４０６の間の電界強度と向きに応じて、つぎのように伸縮しようとする。
すなわち、図中の主にｘ方向（パターン層の加工面と平行な一方の方向）、ｙ方向（パターン層の加工面と平行で、且つ前記ｘ方向と直交する方向）に伸縮しようとする。
これによりパターン層４０７を全体的にｘ方向、ｙ方向に伸縮させることが出来る。なお、伸縮方向の力は各伸縮層にて発生するため、モールド全体が曲面状に変形する恐れがある。
これに対してパターン層４０７と対称になるように支持層４０１が設けられ、加工面方向以外の変形を防いでいる。
なお、例えば伸縮量が見込みを超えてしまった場合などには、実施例１と伸縮方向は逆になるが、第２層以降のモールドを作り直すことなく、第１層加工時にモールドを縮めて加工を行う事で同様に対応が可能である。
The x stretchable layer 403 and the y stretchable layer 402 tend to stretch as follows according to the electric field strength and direction between the x stretchable electrode 405, the y stretchable electrode 404, and the common electrode 406, respectively.
That is, it tends to expand and contract mainly in the x direction (one direction parallel to the processed surface of the pattern layer) and the y direction (a direction parallel to the processed surface of the pattern layer and perpendicular to the x direction) in the figure.
Thereby, the pattern layer 407 can be expanded and contracted as a whole in the x direction and the y direction. In addition, since the force of an expansion / contraction direction generate | occur | produces in each expansion-contraction layer, there exists a possibility that the whole mold may deform | transform into a curved surface shape.
On the other hand, a support layer 401 is provided so as to be symmetric with the pattern layer 407 to prevent deformation other than the processing surface direction.
For example, when the amount of expansion / contraction exceeds the expectation, the expansion / contraction direction is opposite to that in Example 1, but the mold is shrunk during the first layer processing without re-creating the mold after the second layer. It is possible to cope in the same way by doing.
本実施例の構成によればモールドの伸縮を２方向独立に制御可能であるため、他の加工工程におけるワークの伸縮に異方性が大きい場合などに好適である。さらに、モールドの伸縮時に熱の発生を抑えることが出来るため、例えば、温度により粘度や感度が急激に変化するような、温度条件の厳しい樹脂を用いた加工に特に好適である。 According to the configuration of this embodiment, the expansion and contraction of the mold can be controlled independently in two directions, which is suitable when the anisotropy is large in the expansion and contraction of the workpiece in other processing steps. Furthermore, since the generation of heat can be suppressed during expansion and contraction of the mold, for example, it is particularly suitable for processing using a resin having severe temperature conditions such that the viscosity and sensitivity change rapidly depending on the temperature.
１００：モールド
１０１：光透過抵抗層
１０２：電極ａ
１０３：電極ｂ
１０４：パターン層
２０１：筐体
２０２：ｘ，ｙ，θｚ駆動機構
２０３：Ｚ，θｘ，θｙ駆動機構
２０４：ＵＶ光源
２０５：スコープ
２０６：補正用接点
２０７：モールド
２０８：ワーク
２０９：プロセス制御回路
２１０：露光量制御回路
２１１：補正量検出回路
２１２：補正量制御回路
２１３：姿勢制御回路
２１４：位置制御回路
１０００：凹凸パターンを有するモールド
１０１０：発熱体
１０５０：凹凸パターンが形成されている第１の面
１０５５：第１の面と反対側にある第２の面
１０９０：被覆膜
２０００：モールド
２０１０：サイズ調整部材
７００１：モールドの裏面側を支持するための支持体
７００２：モールドの側面側を支持するための支持体
７９００：モールドの側面から外力を加えるピエゾアクチュエータ
100: Mold 101: Light transmission resistance layer 102: Electrode a
103: Electrode b
104: pattern layer 201: housing 202: x, y, θz drive mechanism 203: Z, θx, θy drive mechanism 204: UV light source 205: scope 206: correction contact 207: mold 208: work 209: process control circuit 210 : Exposure amount control circuit 211: correction amount detection circuit 212: correction amount control circuit 213: posture control circuit 214: position control circuit 1000:
Claims (19)
凹凸パターンが形成されている第１の面と、
該モールドの厚さ方向に関して、該第１の面と反対側にある第２の面と、
該第２の面に、あるいは該第１の面と該第２の面との間に設けられている発熱体と、
を有することを特徴とするモールド。 A mold,
A first surface on which a concavo-convex pattern is formed;
A second surface opposite to the first surface with respect to the thickness direction of the mold;
A heating element provided on the second surface or between the first surface and the second surface;
The mold characterized by having.
凹凸パターンが形成されている第１の面と、該モールドの厚さ方向に関して、該第１の面と反対側にある第２の面とを有するモールドと、
該第２の面に、あるいは該第１の面と該第２の面との間に設けられており、且つ該凹凸パターンを該第１の面の面内方向に変形させるためのサイズ調整部材と、
を有することを特徴とするモールドを有する装置。 An apparatus having a mold,
A mold having a first surface on which a concavo-convex pattern is formed, and a second surface opposite to the first surface in the thickness direction of the mold;
A size adjusting member provided on the second surface or between the first surface and the second surface, and for deforming the concavo-convex pattern in the in-plane direction of the first surface. When,
A device having a mold characterized by comprising:
前記発熱体に流す電流量を制御するための制御部、及び
前記モールドが有する凹凸パターンが転写される被加工物を支持するための支持部、を有することを特徴とするパターン転写装置。 A mold holder for holding the mold according to claim 1,
A pattern transfer apparatus comprising: a control unit for controlling an amount of current flowing through the heating element; and a support unit for supporting a workpiece to which the uneven pattern of the mold is transferred.
前記サイズ調整部材によるサイズ調整量を制御するための制御部、及び
前記モールドが有する凹凸パターンが転写される被加工物を支持するための支持部、を有することを特徴とするパターン転写装置。 A holding part for holding the device according to claim 8;
A pattern transfer apparatus comprising: a control unit for controlling a size adjustment amount by the size adjustment member; and a support unit for supporting a workpiece to which the uneven pattern of the mold is transferred.
請求項１に記載の前記モールドを用意し、
前記モールドと対向して配置される該被加工物を用意し、
前記発熱体を用いて、前記モールドのサイズを調整し、
前記モールドが有する前記凹凸パターンと前記被加工物とを接触させることを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a pattern on a workpiece using a pattern of a mold,
The mold according to claim 1 is prepared,
Preparing the workpiece to be arranged facing the mold;
Using the heating element, adjust the size of the mold,
A pattern forming method, wherein the concave / convex pattern of the mold is brought into contact with the workpiece.
請求項８に記載の前記モールドを用意し、
前記モールドと対向して配置される該被加工物を用意し、
前記発熱体を用いて、前記モールドのサイズを調整し、
前記モールドが有する前記凹凸パターンと前記被加工物とを接触させることを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a pattern on a workpiece using a pattern of a mold,
The mold according to claim 8 is prepared,
Preparing the workpiece to be arranged facing the mold;
Using the heating element, adjust the size of the mold,
A pattern forming method, wherein the concave / convex pattern of the mold is brought into contact with the workpiece.
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