JP2013069921A - Imprint method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、インプリント方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an imprint method.
半導体装置の製造、MEMS(Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム)装置や磁気記録装置などの微細構造を有する電子デバイスまたは磁気記録媒体の製造において、微細パターンを高生産性で形成する技術として、基板に原版の型を転写するインプリント法が注目されている。 In the manufacture of semiconductor devices, MEMS (Micro Electro Mechanical System) devices, magnetic recording devices, and other electronic devices or magnetic recording media that have a fine structure, as a technology for forming a fine pattern with high productivity, An imprint method in which an original mold is transferred to a substrate has attracted attention.
インプリント法においては、転写すべきパターンが形成されたテンプレートと、転写材が滴下されている基板と、を接触させることにより、テンプレートの凹部に転写材を充填している。そして、この状態で転写材を硬化させることにより、基板上の転写材にテンプレートパターンを転写している。 In the imprint method, a template on which a pattern to be transferred is formed and a substrate on which a transfer material is dropped are brought into contact with each other to fill a recess in the template with the transfer material. Then, by curing the transfer material in this state, the template pattern is transferred to the transfer material on the substrate.
従来のインプリント法では、テンプレートの凹部へ転写材を欠陥なく充填するには長い時間を要しており、生産性向上の妨げになっている。特に、コンタクホールを転写する場合、テンプレートパターンがピラー状となるので、テンプレートの凹部が広くなる。このため、転写材を充填する際に、泡噛みしやすくなる。その結果、欠陥が多くなるとともにスループットが低くなるという問題があった。また、ピラー状のテンプレートパターンは、折れやすく寿命が短いので、生産性が低くなるという問題があった。このため、テンプレートの長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うことが望まれている。 In the conventional imprint method, it takes a long time to fill the recess of the template with the transfer material without any defect, which hinders improvement in productivity. In particular, when a contact hole is transferred, the template pattern has a pillar shape, so that the concave portion of the template is widened. For this reason, when filling a transfer material, it becomes easy to chew bubbles. As a result, there are problems that the number of defects increases and the throughput decreases. In addition, the pillar-shaped template pattern has a problem that productivity is lowered because it is easy to break and has a short life. For this reason, it is desired to perform high-throughput pattern transfer with few defects while extending the life of the template.
本発明が解決しようとする課題は、テンプレートの長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うことができるインプリント方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an imprint method capable of performing high-throughput pattern transfer with few defects while extending the life of a template.
実施形態によれば、インプリント方法が提供される。インプリント方法では、基板上の被加工膜上にレジスト層を成膜する。そして、テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する。その後、前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の途中深さまで刺し込む。そして、前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる。 According to the embodiment, an imprint method is provided. In the imprint method, a resist layer is formed on a film to be processed on a substrate. Then, when a template having a concavo-convex structure as a template pattern is pressed against the substrate, a resist droplet is dropped at a position on the substrate where a pattern outer region that is an outer region from the template pattern comes close. To do. Thereafter, the template is brought close to the resist layer, the outer region of the pattern is pressed against the resist droplet, and the concave portion of the template pattern and the resist are not brought into contact with the concave portion of the template pattern and the resist layer. The convex portion of the template pattern is pierced to a midway depth in the resist layer until the gap between the layers reaches a predetermined distance. And after the convex part of the said template pattern is stabbed in the said resist layer, the said resist layer is hardened.
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るインプリント方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an imprint method according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。インプリント装置101Aは、ウエハWなどの被転写基板(被加工基板)に、テンプレート(原版)T1のテンプレートパターン(回路パターンなど)を転写する装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imprint apparatus according to the first embodiment. The
本実施形態のインプリント装置101Aは、テンプレートT1に形成されているテンプレートパターンの凹部(凹部の底面)に転写材としての第1のレジスト(後述するレジスト層33B)を接触させないよう、テンプレートパターンの凸部をウエハW上のレジスト層33B(パターン形成層)の途中深さまで刺し込み、これにより、レジスト層33Bにテンプレートパターンを転写する。このため、インプリント装置101Aは、レジスト33層Bで覆われているウエハW上のうちパターン形成領域以外の領域(例えば、周辺領域)に所定の粘性を有した第2のレジストの液滴(後述するレジスト液滴40)を滴下しておく。前記周辺領域は、凹部の底面と同じ高さである。テンプレートとウエハW上の液滴が接触し広がる事によって周辺領域とレジスト層33Bの上面との間に隙間が設けられ、これにより、テンプレートパターンの凹部(底面)と、レジスト層33Bの上面との間に隙間を設けられる。この結果、テンプレートパターンの凸部は、レジスト層33Bの途中深さまで刺されることとなる。
The
インプリント装置101Aは、制御装置1A、原版ステージ2、基板チャック4、試料ステージ5、基準マーク6、アライメントセンサ7、液滴下装置8、ステージベース9、UV光源10、ステージ常盤11、CCD(Charge Coupled Device)カメラ12、原版搬送アーム13を備えている。
The
ステージ常盤11は、水平方向の主面を有しており、この主面の上を試料ステージ5が移動する。試料ステージ5は、ウエハWを載置するとともに、載置したウエハWと平行な平面内(水平面内)を移動する。試料ステージ5は、ウエハWに転写材としてのレジスト液滴40を滴下する際にはウエハWを液滴下装置8の下方側に移動させ、ウエハWへの押印処理を行う際には、ウエハWをテンプレートT1の下方側に移動させる。
The stage base plate 11 has a horizontal main surface, and the sample stage 5 moves on the main surface. The sample stage 5 places the wafer W and moves in a plane parallel to the placed wafer W (in a horizontal plane). The sample stage 5 moves the wafer W to the lower side of the droplet dropping
また、試料ステージ5上には、基板チャック4が設けられている。基板チャック4は、ウエハWを試料ステージ5上の所定位置に固定する。また、試料ステージ5上には、基準マーク6が設けられている。基準マーク6は、試料ステージ5の位置を検出するためのマークであり、ウエハWを試料ステージ5上にロードする際に用いられる。
A substrate chuck 4 is provided on the sample stage 5. The substrate chuck 4 fixes the wafer W at a predetermined position on the sample stage 5. A
ステージベース9は、テンプレートT1などを支持するとともに、テンプレートT1のテンプレートパターンをウエハW上のレジスト層33Bに押し当てる。ステージベース9は、上下方向(鉛直方向)に移動することにより、テンプレートT1のレジスト層33Bへの押し当てと、テンプレートT1のレジスト層33Bからの引き離し(離型)を行う。
The
ステージベース9の底面側(ウエハW側)には、原版ステージ2が設けられている。原版ステージ2は、テンプレートT1の裏面側(テンプレートパターンの形成されていない側の面)からテンプレートT1を真空吸着などによって所定位置に固定する。また、ステージベース9上には、アライメントセンサ7が設けられている。アライメントセンサ7は、ウエハWの位置検出やテンプレートT1の位置検出を行うセンサである。
An
液滴下装置8は、ウエハW上にレジスト液滴40を滴下する装置である。液滴下装置8は、例えばインクジェット方式のレジスト滴下装置である。UV光源10は、UV光を照射する光源であり、ステージベース9の上方に設けられている。UV光源10は、例えば、テンプレートT1がレジスト液滴40に押し当てられた状態で、テンプレートT1上からUV光を照射する。
The droplet dropping
CCDカメラ12は、テンプレートパターンが刺し込まれている最中のレジスト層33Bを、略透明のテンプレートT1を介して撮像するカメラである。CCDカメラ12は、ステージベース9の上方に設けられている。
The
原版搬送アーム13は、インプリント装置101A内でテンプレートT1を搬送するアームである。原版搬送アーム13は、インプリント装置101Aの外部から搬入されてきたテンプレートT1を、原版ステージ2の位置に搬送する。
The
制御装置1Aは、原版ステージ2、基板チャック4、試料ステージ5、アライメントセンサ7、液滴下装置8、ステージベース9、UV光源10、ステージ常盤11、CCDカメラ12、原版搬送アーム13を制御する。
The
また、本実施形態の制御装置1Aは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう、液滴下装置8からウエハW上に滴下するレジスト液滴40の滴下量、滴下位置、テンプレートT1の押印時間などを制御する。なお、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴40の粘度、レジスト液滴40近傍の温度や湿度を予め調整しておいてもよい。また、レジスト液滴40近傍の温度に限らず、テンプレートT1やレジスト層33Bの温度を調整しておいてもよい。レジスト液滴40の滴下量、滴下位置、粘度、温度、湿度や周辺環境などを調整しておくことにより、所定時間だけテンプレートT1を押印すれば、所望の深さ(途中位置)までテンプレートT1をレジスト層33Bに刺し込むことが可能となる。
Further, the
ウエハWへのインプリントを行う際には、予めウエハW上にレジスト層33Bを設けておく。この後、ウエハW上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などにレジスト液滴40が滴下される。その後、ウエハWがテンプレートT1の直下に移動させられる。そして、テンプレートパターンの周辺領域がウエハW上のレジスト液滴40に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bに刺し込まれる。
When imprinting on the wafer W, a resist
テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bの所定の深さまで刺し込まれた後、テンプレートT1は、レジスト層33Bから引き離される(離型)。その後、テンプレートパターンの凸部によって穴が開けられたレジスト層(後述するインプリントパターン34)を硬化させることにより、テンプレートパターンに対応する転写パターンがウエハW上にパターニングされる。
After the convex portion of the template pattern is inserted to a predetermined depth of the resist
つぎに、インプリント装置101Aによるインプリントパターンの詳細な形成処理手順について説明する。図2は、第1の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
Next, a detailed procedure for forming an imprint pattern by the
図2の(a)に示すように、ウエハWへは、予め基板31上に被加工膜(絶縁層、金属層、半導体層など)32を形成し、被加工膜32上にレジスト層33Aを塗布(成膜)しておく。レジスト層33Aは、例えば、レジスト塗布装置(コーター)などによってウエハW上にスピン塗布される。レジスト層33Aは、例えば、UV硬化樹脂などである。
As shown in FIG. 2A, a processed film (insulating layer, metal layer, semiconductor layer, etc.) 32 is formed on the
レジスト層33Aが塗布されたウエハWは、試料ステージ5上に載置され、UV光源10の下方に搬送される。そして、図2の(b)に示すように、UV光源10からウエハWの全面にUV光を照射することによってレジスト層33Aを所定の固さまで半硬化させ、これによりレジスト層33Aをレジスト層33Bに変化させる。ウエハWに照射するUV光は、レジスト層33A(UV硬化樹脂)を硬化させることができる波長(例えば310nm)を含む光である。これにより、レジスト層33Bは、完全に硬化していない状態(半硬化)となり、テンプレートパターンの凸部を突き刺すことができる固さとなる。
The wafer W coated with the resist layer 33 </ b> A is placed on the sample stage 5 and conveyed below the
この後、試料ステージ5に載せられたウエハWが液滴下装置8の直下まで移動させられる。そして、図2の(c)に示すように、液滴下装置8によってレジスト液滴40が滴下される。レジスト液滴40が滴下される位置は、ウエハW上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などである。換言すると、テンプレートT1をウエハWに押し当てる際にテンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくるウエハW上の位置に、レジスト液滴40が滴下される。
Thereafter, the wafer W placed on the sample stage 5 is moved to just below the
その後、試料ステージ5上のウエハWがテンプレートT1の直下に移動させられる。そして、図2の(d)に示すように、テンプレートパターンの周辺領域(パターン外側領域)がウエハW上のレジスト液滴40に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bに刺し込まれる。そして、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとが接触せず、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の距離が所望の間隙になるとテンプレートパターンの凸部の刺し込み(押印)を停止する。このように、レジスト液滴40は、所定の粘度を有しているので、テンプレートパターンの凹部を、レジスト層33Bに接触させることなく、テンプレートパターンの凸部を所望の深さまでレジスト層33Bに刺し込むことができる。制御装置1Aは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴40の滴下量、滴下位置、テンプレートT1の押印時間などを制御しておく。
Thereafter, the wafer W on the sample stage 5 is moved directly below the template T1. Then, as shown in FIG. 2D, the peripheral area of the template pattern (pattern outer area) is pressed against the resist
テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bの所定の深さまで刺し込まれた後、図2の(e)に示すように、テンプレートT1は、レジスト層33Bから引き離される(離型)。これにより、レジスト層33Bにインプリントパターン34が転写される。この後、レジスト液滴40は、揮発する。
After the convex portion of the template pattern is inserted to a predetermined depth of the resist
その後、UV光源10からインプリントパターン34にUV光を照射することによって、図2の(f)に示すように、インプリントパターン34(1ショット分)を完全に硬化させる。インプリントパターン34(1ショット分)にUV光を照射するため、例えばインプリント装置101Aが備える遮光帯50を介してUV光源10からインプリントパターン34にUV光が照射される。遮光帯50は、UV光を遮光する部材を用いて作製されている。遮光帯50は、インプリントパターン34の1ショット分に対応する領域に開口部が設けられたリング状をなしている。
Thereafter, the imprint pattern 34 (for one shot) is completely cured by irradiating the
インプリントパターン34に照射するUV光は、インプリントパターン34を硬化させることができる波長(例えば310nm)を含む光である。このように、テンプレートパターンの凸部によって穴が開けられたインプリントパターン34を硬化させることにより、テンプレートパターンに対応する転写パターン35がウエハW上のレジスト層33Bに形成される。
The UV light applied to the
さらに、図2の(c)〜(f)の処理がショット毎に繰り返される。これにより、図2の(g)に示すようなステップ&リピート方式で、ウエハWの全ショットに転写パターン35が形成される。換言すると、本実施形態では、テンプレートT1の押印処理がショット毎に行われるとともに、押印後のインプリントパターン34の硬化処理がショット毎に行われる。
Further, the processes of (c) to (f) in FIG. 2 are repeated for each shot. Thereby, the
なお、本実施形態では、離型した後、インプリントパターン34にUV光を照射する場合について説明したが、テンプレートパターンの凸部をレジスト層33Bの所定の深さまで刺し込んだ状態で、UV光を照射してもよい。この場合、UV光を照射することによってインプリントパターン34を硬化させ、これにより転写パターン35を形成した後に離型が行われる。
In the present embodiment, the case where the
また、本実施形態では、レジスト塗布装置によってウエハW上にレジスト層33Aをスピン塗布する場合について説明したが、インクジェット方式のレジスト滴下装置を用いてレジスト層33Aを形成してもよい。レジスト層33Aの形成に用いるインクジェット方式のレジスト滴下装置は、液滴下装置8であってもよいし、液滴下装置8以外の装置であってもよい。
In this embodiment, the case where the resist
また、図2(b)で説明した処理の前に図2(c)で説明した処理を行ってもよい。すなわち、レジスト液滴40を滴下した後、UV光源10からウエハWの全面にUV光を照射してレジスト層33Aを半硬化状態のレジスト層33Bに変化させてもよい。また、テンプレートパターンは、コンタクトホールパターンであってもよいし、ライン&スペースパターンであってもよい。
Further, the processing described in FIG. 2C may be performed before the processing described in FIG. That is, after dropping the resist
このように、インプリント装置101Aは、テンプレートパターンの凹部をレジスト層33Bに接触させることなく、テンプレートパターンの凸部をレジスト層33Bに刺しているので、レジスト層33Bへの泡噛みを防止できる。また、泡噛みが発生することもなくレジストの充填に毛細管現象を利用する必要もないので、テンプレートT1へのレジスト層33Bの充填時間が短くなり、短時間でインプリントパターンを形成することが可能となる。その結果、高スループットで転写パターン35を形成することが可能となる。
Thus, since the
また、テンプレートパターンの凹部をレジスト層33Bに接触させていないので、テンプレートT1とレジスト層33Bの接触面積が小さくなる。このため、離型の際にテンプレートT1にかかる引きはがし力を低減することが可能となる。したがって、テンプレートパターンのダメージが小さくなってテンプレートT1が破損しにくくなり、その結果、テンプレートT1を長期に渡って使用することが可能となる。
Further, since the concave portion of the template pattern is not in contact with the resist
また、予めレジスト層33Aを露光することによってレジスト層33Aを所定の固さ有したレジスト層33Bに変化させておくので、液体のレジスト層33Aに対してテンプレートパターンの凹部を所定の距離に保つ場合と比べて、凹部とレジスト層33Bとの間隙調整が容易になる。
Further, since the resist
また、レジスト液滴40の滴下量、滴下位置、テンプレートT1の押印時間などを制御しているので、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の接触を容易に防止することが可能となっている。また、レジスト液滴40の滴下量でテンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間寸法を制御するので制御性が向上する。
Further, since the dropping amount of the resist
このように第1の実施形態によれば、レジスト液滴40を用いることによって、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間に隙間を設けてインプリントを行っている。このため、テンプレートT1の長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うがことが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, imprinting is performed by providing a gap between the recess of the template pattern and the resist layer 33 </ b> B by using the resist
(第2の実施形態)
つぎに、図3を用いてこの発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、レジスト液滴40と接触するテンプレート上の位置に、凸部(凸形状パターン)を設けておく。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a convex portion (convex shape pattern) is provided at a position on the template in contact with the resist
図3は、第2の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図3に示す処理のうち図2で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram for explaining an imprint pattern formation processing procedure according to the second embodiment. Description of processing similar to the processing described in FIG. 2 among the processing illustrated in FIG. 3 is omitted.
図3の(a)〜(c)に示す処理は、図2の(a)〜(c)に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハWの基板31上には被加工膜32を形成しておき、被加工膜32上にレジスト層33Aを塗布しておく。そして、UV光源10からウエハWの全面にUV光を照射することによってレジスト層33Aを半硬化状態のレジスト層33Bに変化させる。さらに、ウエハW上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などに、レジスト液滴40が滴下される。
The processes shown in (a) to (c) of FIG. 3 are the same as the processes shown in (a) to (c) of FIG. That is, a film to be processed 32 is formed on the
その後、試料ステージ5上のウエハWが後述するテンプレートT2の直下に移動させられる。そして、図3の(d)に示すように、テンプレートT2が有するテンプレートパターンの周辺領域に設けられた凸形状パターン45がウエハW上のレジスト液滴40に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bに刺し込まれる。
Thereafter, the wafer W on the sample stage 5 is moved directly below a template T2, which will be described later. As shown in FIG. 3D, the
このように、本実施の形態では、凸形状パターン45をレジスト液滴40に押し当てている。これにより、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の距離を容易に制御することが可能となる。凸形状パターン45は、例えば、テンプレートパターンの凸部と同じ高さである。なお、凸形状パターン45は、テンプレートパターンの凸部より低くてもよいし高くてもよい。また、凸形状パターン45を上面から見た場合の面積は、例えば、レジスト液滴40を上面から見た場合の面積よりも狭い。なお、凸形状パターン45を上面から見た場合の面積は、レジスト液滴40を上面から見た場合の面積以上であってもよい。
Thus, in the present embodiment, the
テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとが接触せず、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の距離が所望の間隙になると凸形状パターン45の押し当てを停止する。制御装置1Aは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴40の滴下量、滴下位置、テンプレートT2の押印時間、レジスト液滴40を上面から見た場合の面積(レジスト液滴40の粘度)などを制御する。また、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう、凸形状パターン45の形状(上面寸法、深さなど)を設計しておく。
When the concave portion of the template pattern and the resist
テンプレートパターンの凸部がレジスト層33Bの所定の深さまで刺し込まれた状態で、図3の(e)に示すように、UV光源10から遮光帯50を介してテンプレートT2上にUV光が照射される。これにより、遮光帯50の開口部の下側に位置しているレジスト層33B(1ショット分)を完全に硬化させる。
In a state where the convex portion of the template pattern is inserted to a predetermined depth of the resist
この後、図3の(f)に示すように、テンプレートT2は、レジスト層33Bから引き離される(離型)。これにより、レジスト層33Bに転写パターン35が形成される。また、レジスト液滴40の位置には、凸形状パターン45に対応する転写パターン36が形成される。なお、転写パターン36は、テンプレートパターンの周辺領域に形成されているので、テンプレートパターンには影響を及ぼすことはない。
Thereafter, as shown in FIG. 3F, the template T2 is separated from the resist
その後、図2の(g)で説明した処理と同様に、図3の(c)〜(f)の処理がショット毎に繰り返される。これにより、ステップ&リピート方式で、ウエハWの全ショットに転写パターン35が形成される。
Thereafter, similarly to the process described with reference to (g) of FIG. 2, the processes of (c) to (f) of FIG. 3 are repeated for each shot. Thereby, the
なお、本実施形態では、テンプレートパターンの凸部をレジスト層33Bの所定の深さまで刺し込んだ状態で、UV光を照射する場合について説明したが、離型した後、UV光を照射してもよい。
In the present embodiment, the case where the UV light is irradiated in a state where the convex portion of the template pattern is pierced to a predetermined depth of the resist
このように第2の実施形態によれば、テンプレートT2に凸形状パターン45を設けておき、凸形状パターン45をレジスト液滴40に押し当てている。したがって、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間を容易に制御することが可能となる。また、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間に隙間を設けてインプリントを行っているので、第1の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
Thus, according to the second embodiment, the
(第3の実施形態)
つぎに、図4および図5を用いてこの発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、テンプレートT1をレジスト層33Bに押し当てる圧力に基づいて、所望の深さまでテンプレートT1をレジスト層33Bに刺し込む。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the template T1 is pierced into the resist
図4は、第2の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。なお、図4の各構成要素のうち図1に示す第1の実施形態のインプリント装置101Aと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施形態のインプリント装置101Bは、第1の実施形態で説明したインプリント装置101Aと同様の機能に加えて、圧力測定部20を備えている。また、インプリント装置101Bは、制御装置1Aの代わりに制御装置1Bを備えている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the imprint apparatus according to the second embodiment. 4 that are the same as those of the
圧力測定部20は、例えば原版ステージ2の近傍に配置されている。具体的には、圧力測定部20は、原版ステージ2がテンプレートT1を支持した際に、テンプレートT1の裏面と接触する位置に配置されている。
The
圧力測定部20は、テンプレートT1をレジスト層33Bに押し当てる際にテンプレートT1にかけられる押し当て圧力を測定する。圧力測定部20は、測定した押し当て圧力(測定結果)を制御装置1Bに送る。
The
制御装置1Bは、制御装置1Aと同様の機能に加えて、圧力測定部20から送られてくる測定結果に基づいた押印制御機能を有している。具体的には、制御装置1Bは、圧力測定部20からの測定結果が所定の閾値を超えるまで、テンプレートT1をレジスト層33Bに刺し込ませる。さらに、制御装置1Bは、圧力測定部20からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートT1をレジスト層33Bから引き抜かせる。なお、前記閾値は、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になるよう設定された値である。換言すると、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の隙間が所望の距離になった時点における押し当て圧力の値を閾値に設定しておく。
In addition to the same function as the
図5は、第3の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図5に示す処理のうち図2,3で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。 FIG. 5 is a diagram for explaining an imprint pattern forming process procedure according to the third embodiment. Description of processing similar to that described in FIGS. 2 and 3 in the processing illustrated in FIG. 5 is omitted.
図5の(a)、(b)に示す処理は、図2の(a)、(b)に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハWの基板31上には被加工膜32を形成しておき、被加工膜32上にレジスト層33Aを塗布しておく。そして、UV光源10からウエハWの全面にUV光を照射することによってレジスト層33Aを半硬化状態のレジスト層33Bに変化させる。
The processes shown in (a) and (b) of FIG. 5 are the same as the processes shown in (a) and (b) of FIG. That is, a film to be processed 32 is formed on the
その後、試料ステージ5上のウエハWがテンプレートT1の直下に移動させられる。そして、図5の(c)に示すように、テンプレートT1がレジスト層33Bに刺し込まれる。テンプレートT1がレジスト層33Bに刺し込まれている間、圧力測定部20は、テンプレートT1にかけられる押し当て圧力を測定し、測定結果を制御装置1Bに送る。
Thereafter, the wafer W on the sample stage 5 is moved directly below the template T1. Then, as shown in FIG. 5C, the template T1 is inserted into the resist
制御装置1Bは、圧力測定部20からの測定結果が所定の閾値を超えるまで、テンプレートT1をレジスト層33Bに刺し込ませる。そして、制御装置1Bは、圧力測定部20からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートT1をレジスト層33Bから引き抜かせる。
The
この後、図2の(e)〜(g)で説明した処理と同様の処理によって、離型、UV照射、ステップ&リピート方式による転写パターン35の形成などが行われる。なお、図3の(e)〜(g)で説明した処理と同様の処理によって、UV照射、離型、ステップ&リピート方式による転写パターン35の形成などを行ってもよい。また、テンプレートT1の代わりにテンプレートT2を用いてインプリントを行ってもよい。
Thereafter, by the same processing as the processing described in FIGS. 2E to 2G, release pattern, UV irradiation, formation of the
このように第3の実施形態によれば、圧力測定部20による押し当て圧力の測定結果に基づいて、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の距離を制御するので、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間の距離を容易に制御することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, since the distance between the concave portion of the template pattern and the resist
(第4の実施形態)
つぎに、図6を用いてこの発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、インプリントパターン34をウエハWの全面に形成した後、ウエハWの全面にUV光を一括照射し、全てのインプリントパターン34を一括で硬化させる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, after the
図6は、第4の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図6に示す処理のうち図5で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。 FIG. 6 is a diagram for explaining an imprint pattern formation processing procedure according to the fourth embodiment. Of the processes shown in FIG. 6, the description of the same processes as those described in FIG. 5 is omitted.
図6の(a)〜(c)に示す処理は、図5の(a)〜(c)に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハWの基板31上には被加工膜32を形成しておき、被加工膜32上にレジスト層33Aを塗布しておく。そして、UV光源10からウエハWの全面にUV光を照射することによってレジスト層33Aを半硬化状態のレジスト層33Bに変化させる。さらに、圧力測定部20によって、テンプレートT1にかけられる押し当て圧力を測定しながら、テンプレートT1をレジスト層33Bに刺し込む。そして、制御装置1Bは、圧力測定部20からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートT1をレジスト層33Bから引き抜かせる。これにより、レジスト層33Bにインプリントパターン34が形成される。
The processes shown in (a) to (c) of FIG. 6 are the same as the processes shown in (a) to (c) of FIG. That is, a film to be processed 32 is formed on the
この後、図6の(d)に示すように、次のショット位置にテンプレートパターンが転写されるよう、テンプレートT1に対してウエハWの位置が移動させられる。そして、図6の(c)の処理がショット毎に繰り返される。これにより、ステップ&リピート方式で、ウエハWの全ショットにインプリントパターン34が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 6D, the position of the wafer W is moved with respect to the template T1 so that the template pattern is transferred to the next shot position. Then, the process of FIG. 6C is repeated for each shot. Thereby, the
そして、UV光源10からウエハWの全面(全てのインプリントパターン34)にUV光を照射することによって、図6の(e)に示すように、全てのインプリントパターン34(ウエハWの全面)を完全に硬化させる。換言すると、本実施形態では、テンプレートT1の押印処理がショット毎に行われるとともに、押印後のインプリントパターン34の硬化処理が一括で行われる。これにより、ウエハWの全面に転写パターン35が一括して形成される。
Then, by irradiating UV light from the UV
なお、第1の実施形態や第2の実施形態で説明したように、ウエハW上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などにレジスト液滴40を滴下しておいてもよい。また、テンプレートT1の代わりにテンプレートT2を用いてインプリントを行ってもよい。
As described in the first embodiment and the second embodiment, the resist
また、本実施形態では、ウエハWの全面にUV光を一括照射し、全てのインプリントパターン34を一括で硬化させる場合について説明したが、2回以上に分けてウエハWの全面にUV光を照射してもよい。この場合、複数のインプリントショットに対してUV光を照射する処理がウエハW上で繰り返される。
Further, in the present embodiment, the case where the entire surface of the wafer W is irradiated with UV light and all the
このように第4の実施形態によれば、インプリントパターン34の硬化処理を一括して行うので、容易かつ短時間で転写パターン35を形成することが可能となる。また、遮光帯50が不要となるので簡易な装置構成でインプリント処理を行うことが可能となる。
As described above, according to the fourth embodiment, the curing process of the
(第5の実施形態)
つぎに、図7および図8を用いてこの発明の第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、インプリント装置101Aに遮光帯50を設ける代わりに、テンプレートに遮光膜を配置しておく。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fifth embodiment, instead of providing the
図7は、第5の実施形態に係るテンプレートの構成を示す図である。本実施形態のテンプレートT3は、外周領域に遮光膜63が設けられている。図7の(a)の上面図に示すように、テンプレートT3では、中心部にテンプレートパターン62が形成され、テンプレートパターン62の周辺にリング状の周辺領域61が設けられている。そして、周辺領域61よりも外側の領域にリング状の遮光膜63が設けられている。周辺領域61は、隣接するショット間のテンプレートパターン62同士が重ならないよう設けておく余裕領域である。周辺領域61は、例えば、レジスト液滴40を用いる場合にレジスト液滴40に押し当てられる領域として用いられる。遮光膜63は、レジスト層33Bを硬化させる波長の光を透過させない材質(例えば、Crなどの金属膜)を用いて構成されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a template according to the fifth embodiment. The template T3 of this embodiment is provided with a
テンプレートT3上で遮光膜63が配置される領域は、ウエハWに対して1ショット分の領域をUV光照射し、それ以外の領域にUV光が照射されないような領域である。遮光膜63を有したテンプレートT3を用いることにより、遮光帯50を用いてUV光を照射する場合と同様の領域にUV光が照射される。
The region where the light-shielding
図7の(b)の断面図に示すように、遮光膜63は、例えばテンプレートT3の表面側(テンプレートパターンの形成されている側)に配置される。そして、インプリントの際には、図7の(c)に示すように、テンプレートパターンの凸部を所望の位置までレジスト層33Bに刺し込んだ状態で、テンプレートT3の裏面側からUV光が照射される。なお、遮光膜63をテンプレートT3の裏面側に配置してもよい。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 7B, the
つぎに、第1の実施形態や第2の実施形態で説明したレジスト液滴40の配置位置(滴下位置)について説明する。図8は、レジスト液滴の配置位置を説明するための図である。図8では、ウエハW上の一部の領域の上面図を示している。
Next, the arrangement position (dropping position) of the resist
インプリントショットのショット間領域(テンプレートパターン間のパターン間領域)がスクライブライン(ダイシングライン)70である。具体的には、周辺領域61に対応するウエハWで上の領域71と、この領域71に隣接する領域71との間の領域がスクライブライン70である。なお、テンプレートパターン62に対応するウエハW上での領域がパターン形成領域72である。レジスト液滴40は、領域71よりも外側の領域であるスクライブライン70上に配置される。レジスト液滴40は、各ショットの周辺領域61を囲うようショット毎に複数の位置に配置される。そして、各レジスト液滴40は、例えば、ショット毎に点対称となるよう並べられる。また、隣接するショット間でレジスト液滴40が重ならないよう、レジスト液滴40は配置される。
An inter-shot area (inter-pattern area between template patterns) of the imprint shot is a scribe line (dicing line) 70. Specifically, the region between the
半導体装置(半導体集積回路)を作製する際には、第1〜第5の実施形態で説明したインプリント方法の何れかまたはその組み合わせによって、テンプレートパターンに対応するレジストパターン(転写パターン35)がウエハW上に形成される。そして、レジストパターンをマスクとして被加工膜32がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハW上に形成される。半導体装置を製造する際には、上述した被加工膜32の形成処理、インプリント方法、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。 When a semiconductor device (semiconductor integrated circuit) is manufactured, a resist pattern (transfer pattern 35) corresponding to a template pattern is formed on a wafer by any one or a combination of the imprint methods described in the first to fifth embodiments. Formed on W. Then, the film to be processed 32 is etched using the resist pattern as a mask. Thereby, an actual pattern corresponding to the resist pattern is formed on the wafer W. When the semiconductor device is manufactured, the above-described processing for forming the film to be processed 32, the imprint method, the etching process, and the like are repeated for each layer.
このように第5の実施形態によれば、テンプレートT3に遮光膜63を設けているので、インプリント装置101Aやインプリント装置101Bに遮光帯50を設ける必要がなくなる。このため、インプリント装置101Aやインプリント装置101Bが簡易な装置構成となる。
Thus, according to the fifth embodiment, since the
また、レジスト液滴40は、スクライブライン70上に配置されるので、テンプレートパターンに対応するレジストパターン(転写パターン35)に影響を与えることなく、テンプレートパターンの凹部とレジスト層33Bとの間に隙間を設けることが可能となる。
Further, since the resist
以上のように第1〜第5の実施形態によれば、テンプレートの長寿命化を図りつつ高スループットなパターン転写を行うことが可能となる。 As described above, according to the first to fifth embodiments, it is possible to perform high-throughput pattern transfer while extending the life of the template.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1A,1B…制御装置、8…液滴下装置、10…UV光源、20…圧力測定部、33A,33B…レジスト層、35…転写パターン、40…レジスト液滴、61…周辺領域、62…テンプレートパターン、101A,101B…インプリント装置、T1〜T3…テンプレート、W…ウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する滴下ステップと、
前記レジスト層を所定の硬さまで半硬化させる半硬化ステップ
前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を半硬化したレジスト層内の途中深さまで刺し込む刺し込みステップと、
前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる硬化ステップと、
を含み、
前記距離は、前記レジスト液滴の液滴量および前記レジスト液滴の滴下位置を制御することによって調整され、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てる際には前記テンプレートにかけられる押し当て圧力に基づいて、前記距離まで前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層内に刺し込まれ、
前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の前記途中深さまで刺し込む処理が前記基板上でインプリントショット毎に繰り返され、その後、複数のインプリントショットに対して前記レジスト層をまとめて硬化させることを特徴とするインプリント方法。 A resist film forming step of forming a resist layer on a film to be processed on the substrate;
When a template having a concavo-convex structure as a template pattern is pressed against the substrate, a resist droplet is dropped at a position on the substrate where a pattern outer region that is an outer region from the template pattern comes close to. Steps,
A semi-curing step for semi-curing the resist layer to a predetermined hardness. The template is brought close to the resist layer, the outer region of the pattern is pressed against the resist droplet, and the recess of the template pattern and the resist layer are A step of piercing to a halfway depth in the resist layer obtained by semi-curing the convex portion of the template pattern until the gap between the concave portion of the template pattern and the resist layer reaches a predetermined distance without contact;
A curing step of curing the resist layer after the convex portions of the template pattern are pierced into the resist layer;
Including
The distance is adjusted by controlling a droplet amount of the resist droplet and a droplet dropping position of the resist droplet, and a pressing pressure applied to the template when the pattern outer region is pressed against the resist droplet. Based on the above, the convex portion of the template pattern is pierced into the resist layer up to the distance,
The process of inserting the convex portion of the template pattern to the halfway depth in the resist layer is repeated for each imprint shot on the substrate, and then the resist layer is cured together for a plurality of imprint shots. An imprint method characterized by the above.
テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する滴下ステップと、
前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の途中深さまで刺し込む刺し込みステップと、
前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる硬化ステップと、
を含むことを特徴とするインプリント方法。 A resist film forming step of forming a resist layer on a film to be processed on the substrate;
When a template having a concavo-convex structure as a template pattern is pressed against the substrate, a resist droplet is dropped at a position on the substrate where a pattern outer region that is an outer region from the template pattern comes close to. Steps,
The template is brought close to the resist layer, the outer region of the pattern is pressed against the resist droplet, and the concave portion of the template pattern and the resist layer are not brought into contact with the concave portion of the template pattern and the resist layer. An embedding step of embedding the convex portion of the template pattern to a halfway depth in the resist layer until a gap between the two becomes a predetermined distance;
A curing step of curing the resist layer after the convex portions of the template pattern are pierced into the resist layer;
The imprint method characterized by including.
前記刺し込みステップでは、
前記テンプレートパターンの凸部を、半硬化したレジスト層内の前記途中深さまで刺し込むことを特徴とする請求項2に記載のインプリント方法。 A semi-curing step of semi-curing the resist layer to a predetermined hardness before pressing the pattern outer region against the resist droplet;
In the piercing step,
The imprint method according to claim 2, wherein the convex portion of the template pattern is inserted to the halfway depth in the semi-cured resist layer.
前記レジスト層を半硬化させる際および前記レジスト層を硬化させる際には、前記レジスト層に紫外線が照射されることを特徴とする請求項3に記載のインプリント方法。 The resist layer is an ultraviolet curable resin,
4. The imprint method according to claim 3, wherein the resist layer is irradiated with ultraviolet rays when the resist layer is semi-cured and when the resist layer is cured.
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