JP2012099789A - Imprint device and manufacturing method of article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置、及び、それを用いた物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus and an article manufacturing method using the same.
半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加え、モールド(型)と基板上の未硬化樹脂とを互いに押し付けて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が存在する。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の一つとして、光硬化法がある。この光硬化法は、まず、基板上のショット領域(インプリント領域)に紫外線硬化樹脂(インプリント樹脂、光硬化樹脂)を塗布する。次に、この樹脂(未硬化樹脂)とモールドとを互いに押し付ける。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで離型することにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。 The demand for miniaturization of semiconductor devices has advanced, and in addition to conventional photolithography technology, the mold (mold) and the uncured resin on the substrate are pressed against each other, and the resin pattern corresponding to the fine uneven pattern formed on the mold There is a microfabrication technique for forming a substrate on a substrate. This technique is also called an imprint technique, and can form a fine structure on the order of several nanometers on a substrate. For example, as one of imprint techniques, there is a photocuring method. In this photocuring method, first, an ultraviolet curable resin (imprint resin, photocurable resin) is applied to a shot region (imprint region) on a substrate. Next, this resin (uncured resin) and the mold are pressed against each other. Then, the resin pattern is formed on the substrate by irradiating ultraviolet rays to cure the resin and then releasing the mold.
上記技術を採用した従来のインプリント装置では、モールドを基板上の樹脂に押し付ける際、樹脂のパターン形成部に気泡が混入する場合がある。この気泡が混入した状態で樹脂が硬化すると、形成されるパターンに欠陥が生じる。このパターンの欠陥を回避するために、特許文献1は、一旦、モールドを基板に向かって凸形に撓ませ、その状態で基板上の樹脂に押し付けた後、モールドを平面に戻し、パターン全面を樹脂に押し付ける、基板とモールドとの間からのガス放出方法を開示している。この方法によれば、モールドと樹脂との間に存在する気体を外部に押し出すことができるので、樹脂内に混入する気泡を減少させることができる。
In the conventional imprint apparatus employing the above technique, when the mold is pressed against the resin on the substrate, bubbles may be mixed into the resin pattern forming portion. When the resin is cured in a state where the bubbles are mixed, a defect is generated in the formed pattern. In order to avoid this pattern defect,
更に、従来のインプリント装置では、モールドの離型の際、モールドを押型箇所の硬化樹脂から全面同時に引き剥がすと、モールドと硬化樹脂との界面(接触部)に大きな引き剥がし応力が瞬間的に負荷される。この応力は、形成されるパターンの歪みを引き起こす場合があり、結果的にパターンの欠陥となり得る。これに対して、特許文献1では、モールドの離型時には、上記と同様に、一旦モールドを変形させて、モールドを硬化樹脂のパターン形成部の周囲から徐々に引き剥がすことで、急激な応力の発生を回避する。
Furthermore, in the conventional imprint apparatus, when the mold is released, if the mold is peeled off simultaneously from the cured resin at the press location, a large peeling stress is instantaneously generated at the interface (contact portion) between the mold and the cured resin. Be loaded. This stress can cause distortion of the pattern being formed and can result in pattern defects. On the other hand, in
また、特許文献2では、モールドを樹脂に押し付ける際に、モールドに設けた孔、あるいは、別途設けた排気手段により、モールドと基板との間に存在する気体を排気し、気圧を下げる方法を開示している。この方法によれば、モールドと基板との間に樹脂が拡散する速度が上昇し、モールドで樹脂を成形する工程に要する時間を短縮することができる。
Further,
しかしながら、特許文献1に示す装置のように、モールドを変形させて樹脂のパターンの周囲から離型を行うと、樹脂のパターンは、モールドの凹凸パターンに押されて傾き、その根元部分に応力が発生する。この応力が樹脂の塑性応力よりも大きくなると、樹脂のパターンは、傾いたまま元の形状に戻らなくなる。更に、特許文献1のモールドは、容易に撓むように凹凸パターンを含む部分を薄くしている。この場合、離型時にモールドの変形が大きくなるため、上記のように樹脂のパターンが傾くという欠陥が発生し易くなる。また、特許文献1に示す装置のように、モールドを基板に向かって凸形に撓ませ基板上の樹脂に押し付けるとき、モールドの凹凸パターンの範囲が基板の端よりはみ出る位置に押し付けると、モールドの凸形に変形した部分が基板の端よりはみ出る場合がある。この場合、モールドが基板の端部やその外側のインプリント装置の構造物に接触するため、モールドや基板の汚染等の観点から好ましくない。
However, when the mold is deformed and released from the periphery of the resin pattern as in the apparatus shown in
また、特許文献2に示す装置のように、モールドと基板との間の気体を排気して、モールドを樹脂に押し付ける場合、排気手段は、モールドの凹凸パターンを避けた外側の位置に設ける必要がある。これにより、モールドと基板との間の気圧は、モールドの中心部よりも外側の方が低くなり、モールドの外側部分が基板側に引っ張られ、モールドの中央部が基板から離れる方向に変形する。この状態でモールドと基板とを押し付けると、モールドの中央部に、気泡が残ってパターンの欠陥が生じ得る。
Further, as in the apparatus shown in
本発明は、離型において型の撓み量を制限するのに有利なインプリント装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imprint apparatus that is advantageous for limiting the amount of bending of a mold in mold release.
上記課題を解決するために、本発明は、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、型を引きつけて保持する保持部と、保持部により引きつけられる領域より内側の領域において離型と並行して型に接触することにより型を補強する補強部材と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an imprint apparatus for forming a cured resin pattern on a substrate by molding and curing an uncured resin on the substrate with a mold, and attracting and holding the mold And a reinforcing member that reinforces the mold by contacting the mold in parallel with the mold release in an area inside the area attracted by the holding section.
本発明によれば、例えば、離型において型の撓み量を制限するのに有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprint apparatus that is advantageous for limiting the amount of bending of a mold in mold release.
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るインプリント装置について説明する。図1は、インプリント装置の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハ上(基板上)に対してモールドのパターンを転写する加工装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、以下の各図において、モールドに対する紫外線の照射軸に平行にZ軸を取り、該Z軸に垂直な平面内で後述のモールドベースに対してウエハが移動する方向にX軸を取り、更に該X軸に直交する方向にY軸を取って説明する。本発明のインプリント装置1は、まず、照明系ユニット2と、モールド保持装置4と、ウエハステージ6と、塗布装置7と、制御装置8とを備える。
(First embodiment)
First, the imprint apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imprint apparatus. The imprint apparatus in this embodiment is a processing apparatus that transfers a pattern of a mold onto a wafer (on a substrate), which is a substrate to be processed, used in a semiconductor device manufacturing process. It is a device that adopts the law. In each of the following drawings, the Z axis is taken in parallel to the ultraviolet irradiation axis for the mold, the X axis is taken in the direction in which the wafer moves relative to the mold base, which will be described later, in a plane perpendicular to the Z axis, and A description will be given by taking the Y axis in a direction perpendicular to the X axis. The
照明系ユニット2は、インプリント処理の際に、モールド3に対して紫外線を照射する照明手段である。照明系ユニット2は、光源20と、該光源20から射出された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための照明光学系21とから構成される。光源20としては、例えば、紫外光を発生するハロゲンランプが採用可能である。また、照明光学系21は、レンズ等の光学素子、アパーチャ(開口)、及び、照射及び遮光を切り替えるシャッター等を含む。
The
モールド3は、外周部が矩形であり、所定のパターン(例えば、回路パターン等の凹凸パターン)が3次元状に形成されたメサ部22を有する型である。特に、本実施形態におけるモールド3では、メサ部22が設置される領域の厚みが、他の周辺の部分よりも薄く設定されている。なお、モールド3の形状の詳細は、後述する。なお、凹凸パターンの表面は、ウエハ5の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。モールド3の材質は、石英ガラス等、紫外線を透過させることが可能な材料である。
The
モールド保持装置4は、モールド3を保持するための保持手段である。モールド保持装置4は、形状補正機構(倍率補正機構)23と、吸着力や静電力によりモールド3を引きつけて保持するモールドベース(保持部)24と、該モールドベース24を駆動する不図示のベース駆動機構とを備える。形状補正機構23は、モールド3に圧縮力を加えることにより、モールド3に形成されたパターンを所望の形状に補正する装置であり、モールド3の外周部側面の領域に対してそれぞれ対向するように設置された複数の駆動機構からなる。なお、形状補正機構23の構成は、これに限定されず、例えば、モールド3に対して引張力を加える構成としてもよいし、又は、モールドベース24自体を駆動させることでモールド3とモールドベース24との接触面にせん断力を与える構成としてもよい。ベース駆動機構は、ウエハ5上に塗布された紫外線硬化樹脂にモールド3を押し付けるためにモールドベース24をZ軸方向に駆動する駆動系である。この駆動機構に採用するアクチュエータは、特に限定するものではなく、リニアモーターやエアシリンダー等が採用可能である。なお、本実施形態のインプリント装置1では、固定されたウエハ5上の紫外線硬化樹脂に対してモールド3を押し付ける構成としているが、これとは反対に、固定されたモールド3に対してウエハ5上の紫外線硬化樹脂を押し付ける構成もあり得る。
The
更に、本実施形態のモールド保持装置4は、上記の構成に加え、モールド3の形状を変形させるモールド変形機構50を備える。図2(a)は、モールド変形機構50の構成を示す概略図である。なお、図2(a)以下の各図において、図1に示すインプリント装置1と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、特に、モールド3の形状は、外周に壁部3aを有する箱形であり、また、モールド3の押型面の中央部3bには、上述したように凹凸パターンが形成されている。この場合、モールド保持装置4のモールドベース24は、中心部(内側)を照明系ユニット2の光源20から射出された紫外線が通過するように空間とし、モールド3の外周部である壁部3aの垂直面3cを吸着することによりモールド3を保持するものとする。
Furthermore, the
本実施形態のモールド変形機構50は、モールドベース24の内側に存在する空間と、モールド3の壁部3aにて囲まれた内部空間とで形成される空間領域Aに設置される補強部材51を備える。更に、モールド変形機構50は、補強部材51を収容する空間領域Aを密閉空間とする密閉部材52と、モールド保持装置4の外部に設置される、密閉部材52により密閉空間となる空間領域A内の圧力を調整する圧力調整装置(アクチュエータ)53を備える。補強部材51は、石英ガラス等の光透過性の部材で形成され、図2(a)に示すように鉛直方向(光の透過方向)に貫通孔51aが複数形成される。また、補強部材51は、その側面部51bと、モールドベース24の中心部側面24aとを連接する板バネ状の弾性部材54を備える。この弾性部材54は、空間領域A内における補強部材51の鉛直方向の移動を案内する案内部材である。密閉部材52は、石英ガラス等の光透過性の平板部材で形成され、一部に圧力調整装置53に接続される配管55の接続口52aを備える。この密閉部材52と弾性部材54との構成により、圧力調整装置53が空間領域A内の加減圧を行う際には、空間領域A内の気体は、補強部材51に形成された貫通孔51aのみを通過することになる。
The
ウエハ5は、例えば、単結晶シリコンからなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となる紫外線硬化樹脂(以下、単に「樹脂」と表記する)が塗布される。また、ウエハステージ6は、ウエハ5を真空吸着により保持し、かつ、XY平面内を自由に移動可能な基板保持手段である。このウエハステージ6は、ウエハ5を直接保持する補助部材(チャック)25と、該補助部材25を駆動するためのアクチュエータとを備える。また、ウエハステージ6は、パターンの重ね合せのための精密な位置決めだけではなく、ウエハ5の表面の姿勢を調整する不図示の機構をも有する。
The
塗布装置(ディスペンサー)7は、ウエハ5上に未硬化の樹脂を塗布する塗布手段である。塗布装置7は、未硬化樹脂を収容する収容部26と、該収容部26に連通し、収容部26から供給された未硬化樹脂をウエハ5上に塗布する供給口27とを備える。樹脂は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する光硬化樹脂であって、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。
The coating device (dispenser) 7 is a coating unit that coats an uncured resin on the
制御装置8は、インプリント装置1の各構成要素の動作、及び調整等を制御する制御手段である。この制御装置8は、不図示であるが、インプリント装置1の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、又はシーケンサ等で構成され、プログラム又はシーケンスにより各構成要素の制御を実行する。なお、制御装置8は、インプリント装置1と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置1とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。
The control device 8 is a control unit that controls operations, adjustments, and the like of each component of the
また、インプリント装置1は、押型動作時にモールド3とウエハ5との隙間に気体を供給するガス供給装置35a〜35cを備える。一般に、押型動作時に、モールド3に形成された凹凸パターン22とウエハ5上の樹脂との間に気泡が残留すると、樹脂に形成されるパターンが歪み、欠陥が発生する可能性がある。そこで、ガス供給装置35a〜35cは、樹脂に対して溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素等のパージガスを供給することで、気泡の発生を抑える。このガス供給装置35a〜35cは、モールド3の周囲に配置した第1〜第3のガス供給口28a〜28cを備え、少なくとも押型動作の直前からパージガスを噴出させることで、モールド3の周囲のパージガス濃度を極力高める。
In addition, the
更に、インプリント装置1は、ウエハステージ6の位置を計測するための干渉計測長装置と、ウエハ5上に形成されたアライメントマークの位置を計測するためのアライメントスコープ29とを備える。干渉計測長装置は、ウエハステージ6の端部に設置されたミラー30と干渉計31とを備える。制御装置8は、干渉計測長装置による計測結果に基づいて、ウエハステージ6を目標位置に駆動させる。また、制御装置8は、アライメントスコープ29が計測したウエハ5上のアライメントマークの位置に基づいて、ウエハステージ6の位置決めを行う。また、インプリント装置1は、定盤32、フレーム33、及び除振装置34を含む。定盤32は、インプリント装置1全体を支持すると共に、ウエハステージ6の移動の基準平面を形成する。フレーム33は、ウエハ5よりも上方に位置する各種構成要素を支持する。また、除振装置34は、床面からの振動の伝達を低減する機能を有し、フレーム33を支持する。
Further, the
次に、インプリント装置1によるインプリント処理について説明する。まず、制御装置8は、不図示のウエハ搬送系により、ウエハ5をウエハステージ6に載置させ、その後、ウエハステージ6に構成された不図示の真空吸着手段により、ウエハ5を補助部材25上に保持させる。次に、制御装置8は、ウエハステージ6を適宜駆動させ、同時に、アライメントスコープ29によりウエハ5上のアライメントマークを順に計測させることで、ウエハ5の位置情報を取得する。制御装置8は、取得した位置情報から、各転写座標を演算し、所定のショット(被転写領域)毎に行う逐次転写(押型動作)や、樹脂の塗布動作の基準とする。次に、制御装置8は、ウエハステージ6を移動させて、ウエハ5上の目標となるショットが樹脂の供給口27の直下に位置するように位置決めする。その後、塗布装置7は、供給口27から適量の樹脂(未硬化樹脂)を、目標となるショットに塗布する。次に、制御装置8は、モールド3の押型面とウエハ5上の塗布面との位置合わせ、及び形状補正機構23によるモールド3の形状補正を実施した後、ベース駆動機構を駆動させ、ウエハ5上の樹脂にモールド3を押型する。押型動作の完了は、モールド保持装置4の内部に設置された荷重センサの計測値に基づいて制御装置8が判断する。この押型動作時には、樹脂は、モールド3に形成された凹凸パターンに沿って流動する。この状態で、照明系ユニット2は、モールド3の上面から紫外線を照射し、モールド3を透過した紫外線により樹脂が硬化する。そして、樹脂が硬化した後、制御装置8は、ベース駆動機構を再駆動させ、モールド3をウエハ5から引き離す(離型動作)。これにより、ウエハ5上のショットの表面には、モールド3のパターンに倣った3次元形状の樹脂の層が形成される。
Next, imprint processing by the
次に、本実施形態の特徴であるモールド保持装置4の作用について説明する。まず、比較のために従来のインプリント装置における離型動作について説明する。図7は、従来のインプリント装置における離型動作を示す概略図である。特に、図7(a)は、離型動作時に、ウエハ100上に形成された樹脂層101からモールド102(凹凸パターン103)を剥離する途中の動作を示す。通常、モールド102をウエハ100から引き離す際は、モールド102は、ウエハ100から離れる方向、即ち、Z軸上方向の力を受ける。同時に、凹凸パターン103と樹脂層101とが固着している領域では、モールド102は、ウエハ100へ向かう方向、即ち、Z軸下方向の引き剥がし応力を受ける。したがって、従来のインプリント装置では、図7(a)に示すように、モールド102をウエハ100に向かう方向に凸となる鉢状に変形させることで、凹凸パターン103を樹脂層101の周囲から徐々に剥離させ、引き剥がし応力の急激な発生を回避する。
Next, the operation of the
また、図7(b)は、図7(a)におけるパターン形成部の近傍を示す拡大図である。図7(b)に示すように、凹凸パターン103を樹脂層101の周囲から徐々に剥離させる際、凹凸パターン103の剥離部分は、モールド102の変形に伴って、Z方向(離型方向)に対して斜め方向に傾く。この剥離部分の傾きにより、その剥離部分と隣り合う樹脂層101のパターン形成部101aは、同様に押されて傾き、その根元部分に応力が発生する。この応力が樹脂の塑性応力よりも大きくなると、パターン形成部101aは、傾いたまま元に戻らなくなる。
Moreover, FIG.7 (b) is an enlarged view which shows the vicinity of the pattern formation part in Fig.7 (a). As shown in FIG. 7B, when the concavo-
これに対して、本実施形態のモールド保持装置4では、上記モールド変形機構50を採用することにより、樹脂56内に混入する気泡を減少させ、かつ、樹脂56のパターン形成部の倒れも減少させる。図2(b)は、押型動作時におけるモールド変形機構50の状態を示す概略図である。まず、押型動作時に、モールド変形機構50は、圧力調整装置53により、補強部材51の表面を、モールド3の中央部の内面3d(押型面の中央部3bの反対側)と分離(離間)させたまま、空間領域A内に気体を供給する。このとき、供給された気体は、モールドベース24側の第2空間A2から貫通孔51aを通過して、モールド3側の第1空間A1のモールド3の内面を加圧する。これにより、図2(b)に示すように、モールド3の中央部表面は、壁部3aの厚みに対して薄いので、ウエハ5に向かって凸形に変形する。次に、モールド保持装置4が、モールド3とウエハ5上に塗布された樹脂(未硬化樹脂)56とを相対的に接触させるに伴い、モールド変形機構50は、圧力調整装置53により空間領域A内の圧力を下げ、モールド3の中央部を平面形状に徐々に戻す。これにより、インプリント装置1は、モールド3と樹脂56との間に存在する気体を外部に押し出すので、樹脂56中に混入する気泡を低減させつつ、押型動作を実施することができる。その後、インプリント装置1は、上記の通り、紫外線の照射による樹脂56の硬化動作を実施する。
On the other hand, in the
一方、図2(c)は、離型動作時におけるモールド変形機構50の状態を示す概略図である。まず、離型動作に並行して、モールド変形機構50は、圧力調整装置53により空間領域A内の気体を排気する。ここで、空間領域Aにおける補強部材51と弾性部材54とで遮蔽された第1空間A1内の気体は、貫通孔51aを介して排気されて減圧される。これに伴い、弾性部材54が変形し、補強部材51は、図2(c)に示すように、モールド3の中央部内面3dに一体的に吸着(結合)する。次に、モールド保持装置4は、モールド3と樹脂(硬化樹脂)56とを相対的に退避させる。このとき、モールド3と補強部材51とが結合状態であることにより、離型動作時のモールド3の強度が増加する。したがって、離型動作時には、モールド3の変形が抑えられ、この変形に起因する樹脂56のパターン形成部の倒れが減少する。
On the other hand, FIG. 2C is a schematic view showing a state of the
以上のように、本実施形態のインプリント装置1によれば、モールド保持装置4においてモールド変形機構50を採用することにより、押型動作時の樹脂内への気泡の混入を減少させ、かつ、離型動作時の樹脂のパターン形成部の倒れを減少させることができる。
As described above, according to the
ここで、本実施形態に係るモールド変形機構50の変形例について説明する。図8は、従来のインプリント装置における押型動作時の様子を示す概略図である。なお、図8において、図7に示す構成と同一のものには同一の符号を付す。まず、図8(a)は、ウエハ100をモールド側から見た平面図であり、図中、モールドに設けられた凹凸パターンの範囲104を矩形で示している。インプリント装置においては、同図のようにモールドの凹凸パターンの範囲104が押型動作時にウエハ100の端よりはみ出す位置となる場合がある。この場合、特許文献1に開示されているように、モールドをウエハに向かって凸形に撓ませ、ウエハ上の樹脂に押し付けるインプリント装置では、図8(b)に示すように、モールド102の凸形に変形した部分がウエハ100の端よりはみ出ることがある。この状態でモールド102を樹脂層101に押し付けると、モールド102の凸形の部分がウエハ100の端部やウエハ100を保持する補助部材25に接触し、モールド102やウエハ100の汚染等の観点から好ましくない。
Here, a modified example of the
これに対して、図3は、本実施形態に係るモールド変形機構50の変形例を示す概略図である。特に、図3(a)は、補強部材51を変形した補強部材80をウエハ5側から(Z軸に沿って)見た図であり、図3(b)は、インプリント装置を側面より(Y軸に沿って)見た図である。同図において、補強部材80に形成された貫通孔80aは、その一端がモールド3と接する側の面へ貫通している。さらに、貫通孔80aは、補強部材51のモールド3と接する側の面を四分割する範囲内にあるものが組を成し、同じ組の貫通孔80a同士が補強部材80内部の孔で連結され、その端が補強部材80の外周面へ貫通している。補強部材80の外周面へ貫通した貫通孔80aは、それぞれの組ごとに別々の圧力調整装置53a〜53dへ連結されている。なお、このような変形例の構成のインプリント装置で、押型動作時に全ての圧力調整装置53a〜53dを加圧するとき、あるいは、離型動作時に全ての圧力調整装置53a〜53dを減圧するときの作用は、上述した実施形態の構成例の作用と同様である。
On the other hand, FIG. 3 is a schematic view showing a modification of the
そして、図8(a)に示すようにモールドの凹凸パターンがウエハ100の端よりはみ出る範囲104に押型する場合、本構成のインプリント装置において、まず、3つの圧力調整装置53a、53b、53cにて減圧を行う。このとき、圧力調整装置53dについては、動作を停止していても、減圧動作を行っていてもよい。これにより、補強部材80は、モールド3の上面を吸着により保持する。次に、圧力調整装置53a、53b、53cの減圧動作を保ったままで、圧力調整装置53dにて加圧を行う。このとき、圧力調整装置53dで加圧されている貫通孔80aの組がある範囲のモールド3の下面のみが下凸(下、すなわち未硬化樹脂に向かって凸)に変形し、それ以外の範囲は、補強部材80と結合しているので下凸に変形しない。この状態でモールド3をウエハ5上の樹脂56に押し付けると、モールド3の凸形に変形した部分がウエハ5の端よりはみ出さないので、モールド3がウエハ5の端やその外側の構造体と接触しない。したがって、上述のような好ましくない事態(汚染等)が生じにくくなる。なお、この変形例の構成では、貫通孔80aの組の数を4つとしたが、これ以外の組の数としてもよい。また、各貫通孔80aの組に対して別々の圧力調整装置53a〜53d割り当てたが、適切な配管切り替え装置等を用いて、複数の貫通孔80aの組に対して、圧力調整装置53を共用してもよい。
8A, when the mold concavo-convex pattern is pushed into the
一方、特許文献2に開示されているようにモールドとウエハとの間の気体を排気して押型動作を行う場合、排気手段は、凹凸パターン形成部と干渉しないように、凹凸パターンの範囲の外側に配置する必要がある。このような構成で部分排気を行うと、モールドとウエハとの間の気圧は、モールドの中心部よりも外側の方が低くなり、モールドの外側部分がウエハ側に引っ張られる。すると、図8(c)に示すように、モールド102の凹凸パターンの外側付近がウエハ100方向に引っ張られ、モールド102の中央部より外側の部分がウエハ100に近づくようなW形の変形を生じる。このような状態で、モールド102を樹脂層101に押し付けた場合、モールド102の外側部が先に樹脂層101に接触し、中心部は離れているので、モールド102の中央部に樹脂が充填されず、気泡が残るという事象を生じうる。
On the other hand, as disclosed in
これに対して、図4は、本実施形態に係るモールド変形機構50の他の変形例を示す概略図である。特に、図4(a)は、第1実施形態に係るインプリント装置に、モールド3とウエハ5との間の排気手段を追加したものである。同図において、貫通孔57は、モ−ルド3とモールドベース24とを貫通するものあり、モールド3の凹凸パターンの範囲より外側に配置されている。また、貫通孔57に接続された排気装置(不図示)により、貫通孔57を通してモールド3とウエハ5との間の気体を排出できるよう構成されている。
On the other hand, FIG. 4 is a schematic view showing another modification of the
図4(b)は、図4(a)に示すインプリント装置の補強部材51をZ軸方向より見た図であり、貫通孔51aの配置の一例を示したものである。貫通孔51aは、補強部材51の中央部に密に、その外側の外側部に疎に配置される。この配置は、モールドとウエハと間の排気を行い、モールドを樹脂に押し付けるインプリント装置に対して有効である。第1実施形態の貫通孔51aを、図4(b)に示すように配置した構成で、押型動作において、前述のように気体をモールドベース24側の第2空間A2から、貫通孔51aを介して、モールド3側の第1空間A1のモールド3の内面を加圧する。このとき、貫通孔51aの配置は、中央部で密、外側部で疎となっているので、第2空間A2から第1空間A1へ流入する気体の流量は、外側部よりも中央部の方が多くなる。結果として、モールド3の第1空間A1の圧力は、外側部より中央部の方が高くなり、モールド3の内面の中心部が外側部よりも強くウエハ5方向へ押されることとなる。これにより、貫通孔57を通してモールド3とウエハ5との間の排気を行った場合に生じる、モールド3のW形の変形を抑制または軽減するような力が働くので、モールドの中央部に樹脂が充填されないという事象の発生を低減するという効果が得られる。なお、ここでは同径の貫通孔51aを中心部に密に、外側部に疎に配置する例を示したが、中央部の貫通孔51aの径を外側部のそれより大きくしても同様の効果がある。要するに、貫通孔51aの開口の密度(面積密度)が、外側部より中央部で大きくなるように構成すればよい。
FIG. 4B is a view of the reinforcing
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るインプリント装置について説明する。図5は、本実施形態の特徴部であるモールド保持装置60の構成を示す概略図である。なお、図5において、図2に示すモールド保持装置4と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このモールド保持装置60の特徴は、第1実施形態のモールド変形機構50に換えて、モールド3の中央部内面3dに対向する面に少なくとも1つの溝部61aが形成された補強部材61を有するモールド変形機構62を備える点にある。この場合、モールド変形機構62は、空間領域Aに設置される補強部材61に加えて、空間領域Aを密閉空間として補強部材61を鉛直方向に移動可能とする弾性部材(案内部材)63と、補強部材61の鉛直方向上部への移動を制限するストッパ64とを備える。更に、モールド変形機構62は、モールド保持装置60の外部に設置される、弾性部材63により密閉空間となる空間領域A内の圧力を調整する圧力調整装置65を備える。補強部材61は、第1実施形態の補強部材51と同様に光透過性の部材で形成される。また、溝部61aの形状は、後述するように、溝部61aの内部の圧力変化により、モールド3の中心部内面3dと好適に吸着が可能であれば、特に限定するものではない。弾性部材63は、第1実施形態と同様に、補強部材61の側面部61bとモールドベース24の中心部側面24aとを連接するように設置される。ストッパ64は、モールドベース24の中心部側面24aにおいて、補強部材61の上限位置で補強部材61の上面(照明系ユニット側)の外周部に接するように設置される。更に、圧力調整装置65は、モールドベース24の側部から空間領域A内に貫通する配管66を通じて接続される。
(Second Embodiment)
Next, an imprint apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a
このモールド変形機構62は、まず、押型動作時に、圧力調整装置65により空間領域A内に気体を供給して加圧する。このとき、補強部材61は、空間領域A内の加圧によりモールド3から離れる方向に移動しようとするが、ストッパ64の作用により、その移動が抑止される。同時に、モールド3の中央部表面は、空間領域A内の加圧によりウエハ5に向かって凸形に変形する。一方、モールド変形機構50は、離型動作時に、圧力調整装置65により空間領域A内に気体を排気して減圧する。これに伴い、弾性部材63が変形することで、補強部材61は、モールド3の中央部内面3dに一体的に吸着する。なお、モールド変形機構62によるその他の動作は、第1実施形態のモールド変形機構50と同様である。このように、本実施形態のモールド保持装置60を備えたインプリント装置によれば、第1実施形態のインプリント装置と同様の効果を奏する。
The
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係るインプリント装置について説明する。図6は、本実施形態の特徴部であるモールド保持装置70の構成を示す概略図である。なお、図6において、図2に示すモールド保持装置4と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このモールド保持装置70の特徴は、第1実施形態のモールド変形機構50に換えて、モールド3の中央部内面3dに設置される磁性体部材71と、磁性体部材71に対向する電磁石72を設置した補強部材73とを有するモールド変形機構74を備える点にある。この場合、モールド変形機構74は、空間領域Aに設置される補強部材73に加えて、空間領域Aを密閉空間とする密閉部材75と、補強部材73を鉛直方向に移動可能とする弾性部材(案内部材)76とを備える。この場合、弾性部材76には、密閉機能がなく、内部の気体は、適宜通過可能である。更に、モールド変形機構74は、モールド保持装置70の外部に設置される、密閉部材75により密閉空間となる空間領域A内の圧力を調整する圧力調整装置77を備える。磁性体部材71は、鉄等の磁性体で形成され、接着等によりモールド3の中央部内面3dに結合される。電磁石72は、モールド保持装置70の外部に設置される電源制御装置(アクチュエータ)78に接続され、該電源制御装置78による内部電流の制御により、磁性体部材71との間に磁力を発生させる。なお、補強部材73は、上記実施形態と同様に光透過性の部材で形成されるが、磁性体部材71、及び電磁石72には、照明系ユニット2からの紫外線が通過するように、紫外線の光路を避ける位置に各自配置するものとする。
(Third embodiment)
Next, an imprint apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of a
このモールド変形機構74は、まず、押型動作時に、電源制御装置78による電磁石72の磁力の発生を行わない分離状態で、圧力調整装置77により空間領域A内に気体を供給し加圧する。これにより、第1実施形態と同様に、モールド3の中央部表面は、ウエハ5に向かって凸形に変形する。一方、モールド変形機構74は、離型動作時に、圧力調整装置77による空間領域A内の気体の排気を行わない状態で、電源制御装置78の制御により電磁石72に磁力を発生させる。これに伴い、弾性部材76が変形し、補強部材73は、モールド3の中央部内面3dに設置された磁性体部材71と一体的に磁気吸着(結合)する。なお、モールド変形機構74によるその他の動作は、第1実施形態のモールド変形機構50と同様である。このように、本実施形態のインプリント装置によれば、第1実施形態のインプリント装置1と同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、補強部材73とモールド3の中央部内面3dとを互いに磁力で接触させる。これに対して、例えば、補強部材73に電極を少なくとも1組設置し、電極に与える電位を制御して、補強部材73とモールド3の中央部内面3dとを互いに静電力で接触させる構成もあり得る。
First, the
(物品の製造方法)
物品としてのデバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板)にパターンを形成する工程を含む。更に、該製造方法は、パターンが形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア(記録媒体)や光学素子等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、パターンが形成された基板を加工する他の処理を含みうる。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。
(Product manufacturing method)
A method for manufacturing a device (semiconductor integrated circuit element, liquid crystal display element, etc.) as an article includes a step of forming a pattern on a substrate (wafer, glass plate, film-like substrate) using the above-described imprint apparatus. Furthermore, the manufacturing method may include a step of etching the substrate on which the pattern is formed. In the case of manufacturing other articles such as patterned media (recording media) and optical elements, the manufacturing method may include other processes for processing a substrate on which a pattern is formed 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及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.
例えば、上記実施形態では、補強部材を、光硬化法を採用したインプリント装置に対応させるために光透過性の部材で形成するが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、補強部材の全体を光透過性の部材で形成するのではなく、光が透過する一部のみを光透過性の部材で形成し、その他の部分は、別の金属部材や樹脂部材等で形成しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the reinforcing member is formed of a light transmissive member so as to correspond to an imprint apparatus employing a photocuring method, but the present invention is not limited to this. For example, the entire reinforcing member is not formed of a light transmissive member, but only a part that transmits light is formed of a light transmissive member, and the other part is formed of another metal member or a resin member. It may be formed.
1 インプリント装置
3 モールド
5 ウエハ
24 モールドベース
51 補強部材
56 樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記型を引きつけて保持する保持部と、
前記保持部により引きつけられる領域より内側の領域において離型と並行して前記型に接触することにより前記型を補強する補強部材と、
を有することを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that forms an uncured resin on a substrate with a mold and cures, and forms a cured resin pattern on the substrate,
A holding part for attracting and holding the mold;
A reinforcing member that reinforces the mold by contacting the mold in parallel with the mold release in an area inside the area attracted by the holding portion;
An imprint apparatus comprising:
前記アクチュエータは、前記貫通孔を介して前記内側の領域と前記補強部材との間の空間を減圧する、ことを特徴とする請求項3に記載のインプリント装置。 The reinforcing member includes a through hole,
The imprint apparatus according to claim 3, wherein the actuator depressurizes a space between the inner region and the reinforcing member via the through hole.
前記変形機構により前記型を変形させた状態で前記未硬化樹脂に前記型を接触させる、ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のインプリント装置。 A deformation mechanism that deforms the mold convexly toward the uncured resin;
The imprint apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the mold is brought into contact with the uncured resin in a state where the mold is deformed by the deformation mechanism.
前記工程で前記パターンを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 a resin pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 13,
Processing the substrate on which the pattern is formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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2011
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