JP2013043445A - Mold, imprint device, imprint method, and article production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、型、当該型を使用するインプリント装置及びインプリント方法、並びに、当該インプリント方法を用いる物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a mold, an imprint apparatus using the mold, an imprint method, and an article manufacturing method using the imprint method.
インプリント装置では、基板上にレジストを塗布した後、型を基板に押付ける押印動作を行う。押印動作によりレジストを型のパターン面の凹部に充填した後に、加熱又は紫外線照射を行うことでレジストを基板上で固化させ、型を基板から離す離型動作を行い、基板上にパターンを形成する。インプリント装置では、離型動作を行うときに、レジストの粘着力により型に強い力が加わる。また、型の形状補正を行うときに、型に形成されたパターンの形状誤差を補正するために、型自体を変形させる力が型に加わる。その為、結合力の弱い型と型保持体の間で横ずれが発生するという課題を有する。 In the imprint apparatus, after applying a resist on a substrate, a stamping operation is performed to press the mold against the substrate. After the resist is filled in the concave portion of the pattern surface of the mold by the stamping operation, the resist is solidified on the substrate by heating or irradiating ultraviolet rays, and the mold is released from the substrate to form a pattern on the substrate. . In the imprint apparatus, when performing the mold release operation, a strong force is applied to the mold due to the adhesive force of the resist. Further, when correcting the shape of the mold, a force that deforms the mold itself is applied to the mold in order to correct the shape error of the pattern formed on the mold. For this reason, there is a problem that a lateral displacement occurs between the mold having a weak binding force and the mold holding body.
特許文献1には、型のパターン面とは反対側に合成樹脂、ゴム、弾性係数の小さい金属材料からなる弾性部材を含むことが開示されている。特許文献1記載の型は、弾性部材を含むことにより、基板の平面がゆがんでいる場合にも型が基板にならい、均一の厚さのパターンを形成することができる。また、型に外力が働いた場合にも、弾性部材の作用によって、型と型保持体との間に横ずれを発生させない効果もある。しかしながら、この弾性部材はパターン面に直交する方向にも弾性を有する為、型のパターン面において精度の良い平面度を出すことができない。
特許文献2には、型のパターン面とは反対側に有機材料等の柔軟性を有する材料で形成された緩衝部を含むことが開示されている。特許文献2記載の型も、緩衝部がパターン面に直交する方向にも柔軟性を有する為、型のパターン面において精度の良い平面度を出すことができない。また、特許文献1の弾性部材、特許文献2の緩衝部を有機材料で製作した場合、光インプリントでは紫外線による有機材料の劣化が問題となる。
Patent Document 2 discloses that a buffer portion formed of a flexible material such as an organic material is included on the side opposite to the pattern surface of the mold. The mold described in Patent Document 2 is also flexible in the direction in which the buffer portion is orthogonal to the pattern surface, so that it is not possible to obtain an accurate flatness on the pattern surface of the mold. Moreover, when the elastic member of
特許文献1,2に記載の型は、パターン面に直交する方向にも弾性又は柔軟性を有する為、型のパターン面において精度の良い平面度を出すことができない。一方、弾性部材や緩衝部を含まない従来技術の型では、型と型保持体の間の接触面に横ずれが発生する。その結果、パターン部の歪みの偏りが発生し、所望のパターン形状が得られないことが起こり得る。
Since the molds described in
本発明は、パターンを精度よく形成できるインプリント方法に有用な技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the technique useful for the imprint method which can form a pattern accurately.
本発明は、基板に供給されたインプリント材に型保持体によって保持された型のパターンを転写するインプリントにおいて使用される型であって、前記パターンが形成されたパターン面を有するパターン部と、前記型保持体に結合されるベースと、前記パターン部と前記ベースとを結合する結合部と、を備え、前記結合部は、前記パターン面に直交する方向における前記型の剛性が前記パターン面に平行な方向における前記型の剛性より大きくなるように構成されている、ことを特徴とする。 The present invention is a mold used in an imprint for transferring a pattern of a mold held by a mold holder to an imprint material supplied to a substrate, and a pattern portion having a pattern surface on which the pattern is formed; A base coupled to the mold holder, and a coupling portion coupling the pattern portion and the base, wherein the coupling portion has a rigidity of the mold in a direction perpendicular to the pattern surface. It is comprised so that it may become larger than the rigidity of the said type | mold in the direction parallel to this.
本発明によれば、パターンを精度よく形成できるインプリント方法に有用な技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique useful for the imprint method which can form a pattern accurately can be provided.
[インプリント方法]
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、インプリント装置100の構成例を示す。インプリント装置100は、型(モールド)1、型保持体(モールドチャック)2、基板3、ステージ4、型1の形状を補正する補正機構5、光源6などで構成されている。インプリント装置100は、基板3に供給された未硬化樹脂(レジスト、インプリント材)と型保持体2によって保持された型1のパターン面とを接触させてパターンを基板3に形成する。インプリント材は不図示の塗布機構を用いて基板3の表面に供給される。インプリント装置100に使用される型1は、型保持体2に保持され、型1のパターン面8aに直交する方向(Z方向)に移動自在である。基板3はステージ4に保持され、パターン面8aに平行な方向(X方向、Y方向)に移動自在である。
[Imprint method]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a configuration example of the
インプリント処理では、基板3にレジストが塗布され、ステージ4により基板3が型1の下の所定の位置に移動される。型1を基板3に押付ける押印動作により、型1のパターン面8aの凹部にレジストが充填される。型1は、補正機構5に押圧されることによってその形状が補正される。光源6から射出された光、例えば紫外光は、型1を透過し基板3上のレジストに照射される。光を照射されたレジストは基板3上で固化した後に、型1を基板3から離す離型動作を行うことで、基板3上にパターンが形成(転写)される。
In the imprint process, a resist is applied to the
図1の(b)はインプリント装置100の一部拡大図である。離型動作時のレジストの粘着力や型1とレジストとの間の圧力差により、型1のパターン面8aを有するパターン部8には力が加えられる。また、型1の形状を補正するときに、補正機構5によってパターン部8には力が加えられる。これらの力により型1が歪み、その歪みが型1と型保持体2との結合面にまで伝わると、結合面に横ずれが発生してしまう。結合面で横ずれが発生すると、型1の位置制御や形状補正が、目標値から離れてしまう。また、結合面で横ずれが発生すると、摩擦により型1又は型保持体2の表面が削れて、ごみが発生する。発生したごみが型1と型保持体2との結合面に挟まると、位置制御や形状補正に狂いが生じてしまう。また、発生したごみが基板3上に付着すると、パターン欠陥の原因となる。
FIG. 1B is a partially enlarged view of the
この様な課題に対応するため、図1(b)に示すように、本実施形態の型1は、型保持体2に接するベース7とパターン部8との間に可撓性を有する結合部9を有する。結合部9は、Z方向には剛性を有し、X方向、Y方向にはZ方向よりも低い剛性を有する。本実施形態の型1はX方向、Y方向には弾性ないしは可撓性を有する。そのため、型1のZ方向の変形量よりもX方向、Y方向の変形量を大きくすることができる。パターン形状を補正する際には、補正機構5が型保持体2に保持された型のパターン部8に力を加える。これにより、型1は、パターン面8aに直交する方向(Z方向)における剛性がパターン面8aに平行な方向(X方向、Y方向)における剛性よりも大きくなるように構成されている。その結果、X方向、Y方向から力が作用してパターン部8がX方向、Y方向に変位しても、その変位は可撓性のある結合部9によって吸収され、型1と型保持体2の結合面で横ずれの発生を低減することができる。結合部9は、可撓性に方向性を持たせるため、複雑な形状になる。その為、加工性が良く、剛性も高い金属材料で構成する。結合部9をインバー材等の低熱膨張金属で構成すると、温度安定性も高くなり、より安定したインプリントが可能になる。ベース7も結合部9と同じ金属材料で構成することができる。
In order to cope with such a problem, as shown in FIG. 1B, the
光インプリントの場合、パターン部8は紫外線等の光を透過させる必要がある。光が通過すると、パターン部8に熱が発生する。その為、パターン部8は、光によって劣化しにくい透明な無機材料で構成でき、また、低熱膨張材料で構成することができる。パターン部8は、例えば石英で構成することができる。金属材料で構成されたベース7、結合部9と無機材料で構成されたパターン部8とを結合する場合、接着剤又はろう付けにより両者を結合し得る。例えば、インバー材と石英とをろう付けにより結合する場合、金属系のろうとガラス系のろうとを両者の間に挟み、高真空化にて高温高圧をかけることにより、インバー材と石英が結合される。
In the case of optical imprinting, the
図2は、本実施形態の型1を示した図である。図2の(a)は型1の側面図、(b)は斜視図、(c)は分解図を示す。図2では、結合部9が複数個(12個)設けられている。図3は、結合部9の詳細を示す図である。図3の(a)は下面図、(b)は斜視図を示す。また、図3(c)は結合部9の弾性部を示す図である。結合部9を精度良く製作するには、ワイヤーカット加工にて導電性の金属ブロックを加工すると良い。ドリルで金属ブロックに微小な貫通穴を開け、そこにワイヤーを通しワイヤーに電気を通すことで、導電性の金属ブロックとの間で放電を起こし、金属ブロックに貫通溝を掘っていく。
FIG. 2 is a view showing the
図3に示すように、各結合部9は、第1部分9aと第2部分9bと弾性部9cとを含む。第1部分9aは、結合部9の中央部に配置され、第2部分9b、弾性部9cよりパターン部8側に突出するように形成されている。第2部分9bは、結合部9の周辺部に配置されている。なお、第1部分9aを結合部9の周辺部に、第2部分9bを結合部9の中央部に配置することもできる。弾性部9c(フレクシャ、板ばね)は、第1部分9aとの境界及び第2部分9bとの境界に形成された複数の貫通穴、溝9dによって形成されている。弾性部9cは図3(c)の斜線で示すように、第1部分9aを囲んで第1部分9aと第2部分9bとの間に形成されている。弾性部9cは貫通穴、溝9dによりX方向、Y方向の弾性変形量を大きくすることができる。
As shown in FIG. 3, each
結合部9は、上述の弾性部を含むことによって、Z方向に剛性を有し、かつ、中央部分の第1部分9aが周辺部分の第2部分9bに対してX方向、Y方向の剛性をZ方向の剛性よりも低くすることができる。第1部分9aのパターン部側の面(図3における下面)はパターン部8の上面と接着剤、ろう付け等で結合される。第2部分9bはベース7を介して型保持体2と結合される。パターン面8aを含むパターン部8と型保持体2とは弾性部を含む結合部9によって結合されているため、型保持体2を介して型1にZ方向の力が作用しても、パターン面8aの平面度、平行度は高精度に保たれる。弾性部9cを含む結合部9はX方向、Y方向の変形量がZ方向の変形よりも大きく、かつ、結合部9は複数配置されている為、型1のパターン部8がパターン面8aに平行な方向に変位しても、その変位を複数の結合部9における弾性部9cによって吸収できる。これにより、パターン部8の変位を、型1と型保持体2の結合面に伝えず、パターンを精度良く形成することが可能となる。
By including the above-described elastic portion, the
溝9dは結合部9の裏面まで貫通しているものとして説明したが、貫通していなくても良い。また、第1部分9aと弾性部9cのベース7側の面はベース7と結合されていても結合されていなくても良い。ベース7と結合されていなければ、結合されている場合と比較して弾性部9cをX方向、Y方向に大きく変形させることができる。
Although 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)にパターンを転写(形成)する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが転写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)や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の処理を含みうる。以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。
[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 transferring (forming) a pattern onto a substrate (wafer, glass plate, film-like substrate) using the above-described imprint apparatus. . Further, the manufacturing method may include a step of etching the substrate to which the pattern is transferred. In the case of manufacturing other articles such as patterned media (recording media) and optical elements, the manufacturing method may include other processing for processing the substrate to which the pattern is transferred instead of etching. As mentioned above, although 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.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (8)
前記パターンが形成されたパターン面を有するパターン部と、
前記型保持体に結合されるベースと、
前記パターン部と前記ベースとを結合する結合部と、
を備え、
前記結合部は、前記パターン面に直交する方向における前記型の剛性が前記パターン面に平行な方向における前記型の剛性より大きくなるように構成されている、
ことを特徴とする型。 A mold used in imprinting to transfer a pattern of a mold held by a mold holder to an imprint material supplied to a substrate,
A pattern portion having a pattern surface on which the pattern is formed;
A base coupled to the mold holder;
A coupling unit coupling the pattern unit and the base;
With
The coupling portion is configured such that rigidity of the mold in a direction orthogonal to the pattern surface is larger than rigidity of the mold in a direction parallel to the pattern surface.
A type characterized by that.
前記型に力を加えることで、前記型に形成されたパターンの形状補正する補正機構と、を備えるインプリント装置であって、
前記補正機構は、前記型保持体に保持された前記型のパターン部に力を加えることを特徴とするインプリント装置。 A mold holding body for holding the mold according to any one of claims 1 to 5,
A correction mechanism that corrects the shape of the pattern formed on the mold by applying a force to the mold, and an imprint apparatus comprising:
The imprinting apparatus according to claim 1, wherein the correction mechanism applies a force to the pattern portion of the mold held by the mold holding body.
前記工程で前記パタ−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 pattern on a substrate using the imprint method according to claim 6;
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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