JP2013165278A - Processing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photo-curing type nano-imprint processing device which is excellent in microfabrication and economical efficiency.SOLUTION: This invention relates to a processing device which applies a resist to a mold where an irregular pattern is formed, places a substrate in contact with the resist, and hardens the resist thereby transferring the resist, to which the pattern is transferred, to the substrate. The processing device has a first mold head and a second mold head and concurrently conducts a preparation step, including a process where the resist is applied to the mold held by the first mold head, and a transfer step where the resist applied to the mold held by the second mold head is transferred to the substrate.

Description

本発明は、一般には、加工装置に係り、特に、原版となるモールドのパターンをウエハ等の基板へ転写する加工装置に関する。本発明は、特に、ナノインプリント技術を利用する加工装置に好適である。   The present invention generally relates to a processing apparatus, and more particularly to a processing apparatus that transfers a pattern of a mold serving as an original plate to a substrate such as a wafer. The present invention is particularly suitable for a processing apparatus using nanoimprint technology.

紫外線やX線、あるいは、電子ビームによるフォトリソグラフィーを用いた半導体デバイスへの微細パターンの形成方法に代わる技術としてナノインプリントがある。ナノインプリントとは、電子ビーム露光等によって、微細なパターンを形成した雛型(モールド)を、レジストを塗布したウエハ等の基板に押し付ける(押印する)ことによって、レジスト上にパターンを転写するものである(例えば、非特許文献1参照)。既に10nm程度の微細な形状の転写が可能であることが示されており、特に、磁気記録媒体の微細な周期構造の作成手段として注目されており、各地で盛んに研究開発が行われている。   Nanoimprinting is an alternative technique for forming a fine pattern on a semiconductor device using photolithography using ultraviolet rays, X-rays, or an electron beam. Nanoimprint is a method of transferring a pattern onto a resist by pressing (imprinting) a template (mold) on which a fine pattern is formed by electron beam exposure or the like against a substrate such as a wafer coated with resist. (For example, refer nonpatent literature 1). It has already been shown that transfer of a fine shape of about 10 nm is possible, and in particular, it has been attracting attention as a means for creating a fine periodic structure of a magnetic recording medium, and research and development has been actively conducted in various places. .

ナノインプリントは、モールドと基板との間に気泡が入り込まないように、環境を真空にする場合もある。押印時のレジストの流動が容易になるように、レジストとして使用されるポリマーガラス転移温度以上に加熱して転写する方法(熱サイクル法)が提案されている。また、紫外線硬化型の樹脂をレジストとして使用し、透明なモールドで押印した状態で感光、硬化させてからモールドを剥離する方法(光硬化法)なども提案されている。   In the nanoimprint, the environment may be evacuated so that air bubbles do not enter between the mold and the substrate. In order to facilitate the flow of the resist at the time of stamping, a method (thermal cycle method) has been proposed in which the transfer is performed by heating to a temperature higher than the polymer glass transition temperature used as the resist. Also proposed is a method (photocuring method) in which an ultraviolet curable resin is used as a resist, and the mold is peeled after being exposed to light and cured in a state of being imprinted with a transparent mold.

半導体集積回路の作成には、基板に既に描画されている回路パターン上に、高精度に位置合わせして次のパターンを転写する重ね合わせが必須である。熱サイクル法ではレジストを加熱するために、基板とモールドは温度上昇によって熱膨張してしまい、重ね合わせ精度を維持することは非常に困難である。そこで、ナノインプリントを半導体集積回路製造に適用する場合は、温度制御が比較的容易な光硬化法が適している。   In order to create a semiconductor integrated circuit, it is essential to superimpose on a circuit pattern already drawn on a substrate by aligning with high accuracy and transferring the next pattern. In the heat cycle method, since the resist is heated, the substrate and the mold are thermally expanded due to the temperature rise, and it is very difficult to maintain the overlay accuracy. Therefore, when nanoimprint is applied to semiconductor integrated circuit manufacturing, a photocuring method with relatively easy temperature control is suitable.

半導体集積回路パターンは最小線幅が100nm以下であり、モールドの微細な構造に確実にレジストが入り込むためには低粘度のレジスト材を使用する必要がある。また、ナノインプリント装置は、通常、ステップアンドリピート方式でウエハ面に逐次パターンを転写する。ここで、「ステップアンドリピート方式」は、ウエハのショットの一括転写ごとにウエハをステップ移動して、次のショットの転写領域に移動する方法である。この際、レジストの粘度が低いことから露光装置のように基板にレジストを予め塗布して搬送、装着することは困難である。このため、各ショットへの転写時に、モールドを押印する毎に適量を滴下する方法が提案されている(非特許文献2)。   The semiconductor integrated circuit pattern has a minimum line width of 100 nm or less, and it is necessary to use a low-viscosity resist material so that the resist can surely enter the fine structure of the mold. In addition, the nanoimprint apparatus normally transfers a pattern to a wafer surface sequentially by a step-and-repeat method. Here, the “step-and-repeat method” is a method in which the wafer is stepped for each batch transfer of a wafer shot and moved to the transfer area of the next shot. At this time, since the viscosity of the resist is low, it is difficult to apply the resist in advance on the substrate as in the exposure apparatus, and to transport and mount it. For this reason, a method of dropping an appropriate amount every time a mold is imprinted at the time of transfer to each shot has been proposed (Non-Patent Document 2).

S.Y.Chou,et.al.,Science,vol.272,p.85−87,5 April 1996S. Y. Chou, et. al. , Science, vol. 272, p. 85-87, 5 April 1996 M.Colburn,S.Johnson,M.Stewart,S.Damle,T.Bailey,B.Choi,M.Wedlake,T.Michaelson,S.V.Sreenivasan,J.G.Ekerdt and C.G.Willson.”Step and Flash Imprint Lithography:A new approach to high resolution patterning.”Proc.SPIE 3676(I):379(1999).M.M. Colburn, S.M. Johnson, M.M. Stewart, S.M. Damle, T .; Bailey, B.M. Choi, M .; Wedlake, T .; Michaelson, S.M. V. Srenivasan, J.A. G. Ekerdt and C.I. G. Willson. "Step and Flash Imprint Lithography: A new approach to high resolution patterning." Proc. SPIE 3676 (I): 379 (1999).

特開2005−286061号公報JP 2005-286061 A

従来の「ステップアンドリピート方式」によるナノインプリントでは、転写領域への移動、レジストの滴下、モールド押印によるレジストへの転写、レジスト硬化、モールド剥離、という一連の工程のための時間が必要である。このため、時間当りの基板処理能力を表すスループットを高めることに限界があった。   Conventional nanoimprinting by the “step and repeat method” requires time for a series of steps including movement to a transfer region, dropping of a resist, transfer to a resist by mold imprinting, resist curing, and mold peeling. For this reason, there is a limit to increasing the throughput representing the substrate processing capacity per hour.

そこで、本発明の目的は、より高いスループットを得ることが可能な加工装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a processing apparatus capable of obtaining higher throughput.

本発明は、凹凸パターンが形成されたモールドにレジストを塗布し、基板と前記レジストとを接触させ、前記レジストを硬化することによって前記パターンの転写されたレジストを基板に転写する加工装置であって、第1モールドヘッドと、第2モールドヘッドと、前記第1モールドヘッドが保持するモールドにレジストを塗布する処理を含む準備工程と前記第2モールドヘッドが保持するモールドに塗布されたレジストを基板に転写する転写工程とを並列して処理を行うことを特徴とする。   The present invention is a processing apparatus for applying a resist to a mold having a concavo-convex pattern, bringing the substrate into contact with the resist, and curing the resist, thereby transferring the resist to which the pattern has been transferred to the substrate. A first mold head, a second mold head, a preparatory step including a process of applying a resist to a mold held by the first mold head, and a resist applied to the mold held by the second mold head on the substrate. Processing is performed in parallel with a transfer process of transferring.

本発明によれば、より高いスループットを得ることが可能な加工装置を提供することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to provide a processing apparatus capable of obtaining higher throughput.

本発明の第1参考例としての加工装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing apparatus as a 1st reference example of this invention. 図1に示す加工装置のモールド部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the mold part of the processing apparatus shown in FIG. 本発明の第2参考例としての加工装置に適用可能なモールド部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the mold part applicable to the processing apparatus as the 2nd reference example of the present invention. 本発明の第3参考例としての加工装置に適用可能なモールド部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the mold part applicable to the processing apparatus as the 3rd reference example of the present invention. 本発明の第1実施例としてのモールドヘッドを複数具備した加工装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the processing apparatus provided with two or more mold heads as 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例としてのモールドヘッドを複数具備した別の加工装置の腰部断面図である。It is a waist part sectional view of another processing device provided with two or more mold heads as the 2nd example of the present invention. 本発明のモールドヘッドとウエハの領域の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the area | region of the mold head of this invention, and a wafer. 上述の加工装置を使用してデバイス(ICヤLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of devices (Semiconductor chip, such as IC IC LSI, LCD, CCD, etc.) using the above-mentioned processing apparatus. 図8に示すステップ4の詳細なフローチャートである。It is a detailed flowchart of step 4 shown in FIG.

モールドヘッドを複数有し、片方が転写工程中に他方でレジストの塗布工程をおこなうことにより並列処理が可能となりスループットの向上を実現するものである。   By having a plurality of mold heads, one of which performs a resist coating step during the transfer step, parallel processing becomes possible, thereby improving throughput.

以下に実施例とともに詳述する。   This will be described in detail below together with examples.

(参考例1)
添付図面を参照して、加工装置としての光硬化法のナノインプリント装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
(Reference Example 1)
With reference to the attached drawings, a photo-curing nanoimprint apparatus as a processing apparatus will be described. In addition, in each figure, about the same member, the same reference number is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

従来はウエハ等の基板にレジストを塗布し、その後、微細なパターンを形成した雛型(モールド)を基板に押し付ける(押印する)場合、基板にモールドを押し付ける力によって微細なパターン(凹凸)の隅々までレジストを行き渡らせる必要があった。そのため、パターンの転写に時間が必要であった。   Conventionally, when a resist is applied to a substrate such as a wafer, and then a template (mold) on which a fine pattern is formed is pressed (imprinted) on the substrate, the corners of the fine pattern (unevenness) are pressed by the force pressing the mold against the substrate. There was a need to spread the resist all the way. Therefore, it takes time to transfer the pattern.

特許文献1には、パターンを上に向けたモールド上にレジストを塗布した後、被加工面を下向きに保持した基板面に押し付け、転写を行う構成が開示されている。しかし、単にモールド上に塗布しただけではレジストは微細な凹凸に侵入しにくく、パターンの転写には従来と同様に基板に押し付ける力が必要であった。   Patent Document 1 discloses a configuration in which a resist is applied on a mold with a pattern facing upward, and then a workpiece surface is pressed against a substrate surface held downward to perform transfer. However, the resist hardly penetrates into the fine irregularities simply by applying it on the mold, and a force to press against the substrate is required for transferring the pattern as in the prior art.

本参考例は、モールドにレジストを塗布した後、基板に押し付ける前に、パターンの凹凸にレジストを侵入させ、押印に要する時間を短縮するようにしたものである。   In this reference example, after applying a resist to a mold and before pressing the substrate, the resist is made to intrude into the unevenness of the pattern so as to shorten the time required for stamping.

図1は、参考例1のナノインプリント装置10の概略断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a nanoimprint apparatus 10 of Reference Example 1.

ナノインプリント装置10は、光硬化手段と、モールド11と、モールド駆動部と、ウエハ21と、ウエハ駆動部と、レジスト供給手段と、レジスト回収手段と、その他の機構とを有する。   The nanoimprint apparatus 10 includes a photocuring unit, a mold 11, a mold driving unit, a wafer 21, a wafer driving unit, a resist supply unit, a resist collection unit, and other mechanisms.

光硬化手段は、モールド11を介してレジスト42に紫外線を照射してレジストを硬化する手段であり、光源15と、照明光学系14とを有する。光源15は、UV光を発生するハロゲンランプ(不図示)などからなる。照明光学系14は、レジストを露光し、硬化させるための照明光を整えてレジスト面に照射するためのレンズ、アパーチャ、照射か遮光かを切り替えるためのシャッタなどを含む。   The photocuring unit is a unit that cures the resist by irradiating the resist 42 with ultraviolet rays through the mold 11, and includes the light source 15 and the illumination optical system 14. The light source 15 includes a halogen lamp (not shown) that generates UV light. The illumination optical system 14 includes a lens for adjusting illumination light for exposing and curing the resist and irradiating the resist surface, an aperture, a shutter for switching between irradiation and light shielding, and the like.

モールド11は、転写すべき微細構造が形成されており、レジストを硬化するための露光光を透過するため、透明な部材で作られている。   The mold 11 has a fine structure to be transferred, and is made of a transparent member in order to transmit exposure light for curing the resist.

モールド駆動部は、モールド11を装置10に保持するためのモールドヘッド12と、モールド11を上方向に押し付ける駆動部としてのインプリント機構部13とを含む。インプリント機構部13は、上下動作をさせるだけでなくモールド転写面とウエハ21とが密着するように姿勢のかわし機構や姿勢制御、回転方法の位置合わせ機能も有する。   The mold driving unit includes a mold head 12 for holding the mold 11 in the apparatus 10 and an imprint mechanism unit 13 as a driving unit for pressing the mold 11 upward. The imprint mechanism 13 not only moves up and down, but also has a posture dosing mechanism, posture control, and a rotation function alignment function so that the mold transfer surface and the wafer 21 are in close contact with each other.

ウエハ21は、モールド11に形成されているパターンが転写され、後の工程を経て半導体集積回路が形成される対象であり、従来の半導体プロセスに用いられているものと同様である。   The wafer 21 is an object on which a pattern formed on the mold 11 is transferred and a semiconductor integrated circuit is formed through a subsequent process, and is the same as that used in a conventional semiconductor process.

ウエハ駆動部は、ウエハ21を保持するウエハチャック22と、ウエハチャック22の位置、姿勢調整するためのウエハステージ23とを含む。ウエハステージ23は、x、y平面方向に移動可能であり、ウエハ全面を転写可能としている。ウエハステージ23は、高精密な位置決めも可能であり、微細なパターンの重ね合せを達成している。また、ウエハステージ23は、位置決めだけではなく、ウエハ21の表面の姿勢を調整する手段も有しており、ウエハ21の表面の姿勢を調整する役割を有する。   The wafer drive unit includes a wafer chuck 22 for holding the wafer 21 and a wafer stage 23 for adjusting the position and posture of the wafer chuck 22. The wafer stage 23 is movable in the x and y plane directions, and the entire wafer surface can be transferred. The wafer stage 23 can be positioned with high precision and achieves superposition of fine patterns. Further, the wafer stage 23 has not only positioning but also means for adjusting the posture of the surface of the wafer 21, and has a role of adjusting the posture of the surface of the wafer 21.

レジスト供給手段は、紫外線照射前、つまり硬化前のレジスト42を保持するタンク31と、ウエハ面にレジストを滴下するためのノズル32と、ノズル32からレジスト42を滴下するか停止するかを切り替えるバルブ(不図示)を含む。   The resist supply means includes a tank 31 for holding the resist 42 before ultraviolet irradiation, that is, before curing, a nozzle 32 for dropping the resist on the wafer surface, and a valve for switching whether the resist 42 is dropped from the nozzle 32 or stopped. (Not shown).

レジスト回収手段は、回収口33と回収機構(不図示)とを含む。回収口33は、モールドヘッド12の表面に設置され、モールドからこぼれ落ちたレジスト42を吸引回収する。回収機構は、真空ポンプ、フィルタなど(いずれも不図示)から構成され、回収口下流を負圧状態にすることでレジストを回収する。   The resist collection means includes a collection port 33 and a collection mechanism (not shown). The collection port 33 is installed on the surface of the mold head 12 and sucks and collects the resist 42 spilled from the mold. The recovery mechanism includes a vacuum pump, a filter, and the like (all not shown), and recovers the resist by placing the downstream of the recovery port in a negative pressure state.

その他の機構は、定盤51、除振器25、フレーム52、アライメントスコープ27、基準マーク台28を含む。定盤51は、装置10全体を支え、除振器25は、床からの振動を除去する機能を有し、定盤51を支える。フレーム52は、ウエハステージ23の移動の基準平面を形成する。定盤51は、モールド11より下方に位置する構成部分の光源15までを支える。アライメントスコープ27は、ウエハ21上のアライメントマーク位置を計測し、その結果に基づいてウエハステージ23の位置決めを行う。基準マーク台28は、基準マークを有し、アライメントスコープ27の座標と、ウエハステージ23の座標との位置合わせに使用される。   Other mechanisms include a surface plate 51, a vibration isolator 25, a frame 52, an alignment scope 27, and a reference mark base 28. The surface plate 51 supports the entire apparatus 10, and the vibration isolator 25 has a function of removing vibration from the floor and supports the surface plate 51. The frame 52 forms a reference plane for moving the wafer stage 23. The surface plate 51 supports up to the light source 15 of the component located below the mold 11. The alignment scope 27 measures the alignment mark position on the wafer 21 and positions the wafer stage 23 based on the result. The reference mark table 28 has a reference mark and is used for alignment between the coordinates of the alignment scope 27 and the coordinates of the wafer stage 23.

動作において、転写に供されるウエハ21は、不図示のウエハ搬送系によってウエハチャック22に載置される。ウエハチャック22は真空吸着手段によってウエハ21を保持する。ウエハステージ23によって、ウエハ面上のアライメントマークを順にアライメントスコープ27によって計測を行い、ウエハの位置を高精度に計測を行う。その計測結果から各転写座標を演算する。その結果に基づいて逐次転写(ステップアンドリピート)を行う。全ての転写が完了したら、ウエハが搬出され、次の転写ウエハが搬入される。   In operation, the wafer 21 to be transferred is placed on the wafer chuck 22 by a wafer transfer system (not shown). The wafer chuck 22 holds the wafer 21 by vacuum suction means. The wafer stage 23 measures the alignment marks on the wafer surface with the alignment scope 27 in order, and measures the wafer position with high accuracy. Each transfer coordinate is calculated from the measurement result. Based on the result, sequential transfer (step-and-repeat) is performed. When all the transfer is completed, the wafer is unloaded and the next transfer wafer is loaded.

図2(a)は参考例1を説明するため図1のモールドとノズル部分を拡大したものである。   FIG. 2 (a) is an enlarged view of the mold and nozzle portion of FIG.

ノズル32はノズル駆動部36によりモールド上を走査しながら適量のレジスト42をモールド11上に滴下する。モールドヘッド12は加振機54を有しており、水平および/または垂直の超音波振動をモールド11に加える。その振動により微小凹凸の中にレジスト42が侵入する。その後、ウエハステージ23がウエハ21を転写位置に移動し、位置決めを行う。位置決め完了後に、インプリント機構部13がモールド11を上昇させ、モールド11をウエハ21に押し付ける。押し付け完了の判断は、インプリント機構部13の内部に設置された荷重センサによって行っている。加振によりレジスト42は微小凹凸に侵入しているので、全面が接触し所定の厚みになった直後に、照明光を照射し、レジスト42を硬化させる。レジスト硬化が終了した後、モールド11を引き下げる。そして、次の転写位置(ショット)へウエハステージ23を移動する。   The nozzle 32 drops an appropriate amount of resist 42 onto the mold 11 while scanning the mold by the nozzle driving unit 36. The mold head 12 has a vibrator 54 and applies horizontal and / or vertical ultrasonic vibrations to the mold 11. Due to the vibration, the resist 42 enters the minute unevenness. Thereafter, the wafer stage 23 moves the wafer 21 to the transfer position and performs positioning. After the positioning is completed, the imprint mechanism 13 raises the mold 11 and presses the mold 11 against the wafer 21. The determination of the completion of pressing is made by a load sensor installed inside the imprint mechanism unit 13. Since the resist 42 penetrates into the micro unevenness by the vibration, the resist 42 is cured by irradiating with illumination light immediately after the entire surface comes into contact and reaches a predetermined thickness. After the resist curing is completed, the mold 11 is pulled down. Then, the wafer stage 23 is moved to the next transfer position (shot).

モールド11のパターン凹部へのレジスト侵入をさらに加速するために、モールド11の表面の凹凸パターンは微小な空洞を多数有するポーラス層に形成されていてもよい。その一形態として図2(b)に示すように、モールド11をモールド基板61と微小凹凸パターンの形成されたポーラス層(多孔質層)60の2層で構成してもよい。凹凸パターン部をポーラス材料で構成することにより、空気が凹部に閉じ込められたとしても多孔質層に空気が吸収されるためレジストが短時間に凹部に侵入しやすくなる。ポーラス層としては、たとえばポーラスシリカ材料などの透明材料を使用することができる。ポーラスシリカ層は、シリカ原料とポリスチレン粒子などの高分子材料を分散した混合液を基板上に数ミクロンないし数100ミクロンの厚さでコーティングし、熱を加えて高分子材料を除くことにより形成する方法などが知られており適用可能である。このようにしてモールド基板61の上に数ナノメートル〜10数ナノメートルの空洞が規則的あるいは不規則に配列されたポーラス層60を得ることができる。数ナノメートル〜10数ナノメートルという空洞のサイズはレジスト界面の表面張力でレジストがポーラス層内部に侵入しないための大きさである。   In order to further accelerate the resist intrusion into the pattern recess of the mold 11, the uneven pattern on the surface of the mold 11 may be formed in a porous layer having a large number of minute cavities. As one form thereof, as shown in FIG. 2B, the mold 11 may be composed of two layers of a mold substrate 61 and a porous layer (porous layer) 60 on which a micro uneven pattern is formed. By forming the concavo-convex pattern portion with a porous material, even if air is trapped in the concave portion, air is absorbed into the porous layer, so that the resist easily enters the concave portion in a short time. As the porous layer, for example, a transparent material such as a porous silica material can be used. The porous silica layer is formed by coating a mixed liquid in which a silica material and a polymer material such as polystyrene particles are dispersed on a substrate with a thickness of several microns to several hundred microns, and applying heat to remove the polymer material. Methods are known and applicable. In this way, the porous layer 60 in which cavities of several nanometers to several tens of nanometers are regularly or irregularly arranged on the mold substrate 61 can be obtained. The size of the cavity of several nanometers to several tens of nanometers is a size to prevent the resist from entering the porous layer due to the surface tension of the resist interface.

別の実施形態として、図2(c)に示すようにモールド11全体をポーラス材料で形成してもよい。そしてモールド背面(凹凸パターンの形成されていない面)に面する空間62を不図示の圧力可変手段により減圧することによってポーラス材料の微小空洞内が減圧され、レジストには凹部へ引き込まれる力が加えられる。レジストを滴下する側の空間とモールド背面側の空間62の気圧差は、レジストの凹部への侵入が促進されるがポーラス材料の微小空洞には入り込まないような条件とすればよい。   As another embodiment, the entire mold 11 may be formed of a porous material as shown in FIG. Then, the space 62 facing the mold back surface (the surface on which the concave / convex pattern is not formed) is depressurized by a pressure variable means (not shown) to depressurize the inside of the microcavity of the porous material, and the resist is subjected to a force to be drawn into the concave portion. It is done. The pressure difference between the space on the side where the resist is dropped and the space 62 on the back side of the mold may be set such that the penetration of the resist into the recess is promoted but does not enter the microcavity of the porous material.

なお、レジスト硬化後にモールド11をレジストから剥離する際には、モールド背面(凹凸パターンの形成されていない面)に面する空間62を、先ほどとは逆に高圧にする。それにより、モールドの凹部から硬化したレジストが押し出されるため、きれいに短時間に剥離をおこなうことができる。短時間に剥離を行うと硬化したレジストの一部がモールド凹部に残ってしまい、レジストパターンの欠陥を生ずることがある。しかし、本方法によればモールド背面側からの気圧によってレジストが自然に押し出されるため、短時間に剥離をおこなっても欠陥を生じにくい。   When the mold 11 is peeled from the resist after the resist is cured, the space 62 facing the back surface of the mold (the surface where the uneven pattern is not formed) is set to a high pressure contrary to the previous case. Thereby, the cured resist is pushed out from the concave portion of the mold, so that it can be peeled cleanly in a short time. If stripping is performed in a short time, a part of the cured resist remains in the mold recess, which may cause a resist pattern defect. However, according to this method, the resist is naturally pushed out by the atmospheric pressure from the back side of the mold, so that even if peeling is performed in a short time, it is difficult to cause defects.

以上説明したように、ポーラス層の効果は気泡をモールド内部に吸収することであるため、図2のようにモールドに直接レジストを滴下する場合のみならず、基板にレジストを塗布した後モールドを押印する場合にも、押印時間を短縮することができる。   As explained above, since the effect of the porous layer is to absorb bubbles into the mold, not only when the resist is directly dropped onto the mold as shown in FIG. 2, but also after the resist is applied to the substrate, the mold is imprinted. In this case, the stamping time can be shortened.

(参考例2)
図3を参照して第2参考例を説明する。
(Reference Example 2)
A second reference example will be described with reference to FIG.

図3に示すノズル32はインクジェットと同様の原理によりピエゾ等のアクチュエーター(不図示)によってタンク31のレジスト42を微小液滴としてモールド11上に滴下する。ノズル32は紙面に垂直方向に並んでおりレジスト42を線状に滴下しながらモールド11上を走査する。ノズル32がモールド11上を走査しレジスト42を滴下した後、ブレード55がその表面をなぞって走査する。ブレード55により表面が平らに均されると同時に凹部にレジストを押し込む作用をする。ノズル32とブレード55の走査によりレジスト42の塗布と凹凸部への侵入が促進すると同時に表面が平滑化される。その後、ウエハステージ23の転写位置への移動と位置決めの完了後に、インプリント機構部13がモールド11を上昇させ、モールド11をウエハ21に押し付ける。   The nozzle 32 shown in FIG. 3 drops the resist 42 in the tank 31 onto the mold 11 as a fine droplet by an actuator (not shown) such as a piezo based on the same principle as that of inkjet. The nozzles 32 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface, and scan the mold 11 while dropping the resist 42 in a linear shape. After the nozzle 32 scans over the mold 11 and drops the resist 42, the blade 55 scans the surface of the mold. The surface of the blade 55 is leveled and the resist is pushed into the recess. The scanning of the nozzle 32 and the blade 55 promotes the application of the resist 42 and the penetration into the concavo-convex portion, and at the same time smoothes the surface. Thereafter, after the movement and positioning of the wafer stage 23 to the transfer position are completed, the imprint mechanism 13 raises the mold 11 and presses the mold 11 against the wafer 21.

レジスト表面は平滑化されているため、短時間に全面が接触し所定の厚みになった直後に、光源15からの照明光を照射し、レジスト42を硬化させることができる。   Since the resist surface is smoothed, the resist 42 can be cured by irradiating illumination light from the light source 15 immediately after the entire surface comes into contact with a predetermined thickness in a short time.

(参考例3)
図4を参照して第3参考例を説明する。
(Reference Example 3)
A third reference example will be described with reference to FIG.

図2、図3と同様に図4においてもノズル32の走査により、モールド11上にレジスト42が滴下される。滴下後、送風管56を通してガスが矢印57で示したようにレジスト42の表面に吹き付けられる。送風管56は紙面に並行に並んでおり、モールド11の幅全体に吹き付けるようになっている。この風圧によってレジスト42は微小凹凸の内部に侵入する。その後、送風管56はモールド11の上部から退避し、第2参考例と同様の動作でインプリントを行う。   Similar to FIGS. 2 and 3, in FIG. 4, the resist 42 is dropped on the mold 11 by the scanning of the nozzle 32. After dripping, gas is blown onto the surface of the resist 42 as shown by an arrow 57 through the blower pipe 56. The blower pipes 56 are arranged in parallel to the paper surface, and are blown over the entire width of the mold 11. This wind pressure causes the resist 42 to enter the inside of the minute unevenness. Thereafter, the blower pipe 56 is retracted from the upper part of the mold 11 and imprinted by the same operation as in the second reference example.

送風管56は紙面に垂直な線状の吹出しをもつものでもよい。その場合は紙面内にスキャンをおこないモールド11の面全体にガスを吹き付けるようにする。   The blower pipe 56 may have a linear blowout perpendicular to the paper surface. In that case, scanning is performed on the paper surface, and gas is blown over the entire surface of the mold 11.

ガスは大気でもよいが、二酸化炭素またはヘリウム混合ガスなどのレジストに可溶解なガスを使用することで、レジスト42より先にガスがモールド11の凹部に侵入しても気泡として残らないようにする効果がある。   The gas may be air, but by using a gas that is soluble in the resist such as carbon dioxide or helium mixed gas, even if the gas enters the recess of the mold 11 before the resist 42, it does not remain as bubbles. effective.

また、ガスフロー57をレジスト42の滴下より前に使用することにより、モールド11表面に付着した残留レジストや異物を吹き飛ばして除去することもできる。   Further, by using the gas flow 57 before the dropping of the resist 42, it is possible to blow away and remove the residual resist and foreign matter adhering to the surface of the mold 11.

図4では、モールドヘッド12に温度調整器48を配し、温度制御器49で温度制御をおこなうことにより、モールドの大きさを膨張あるいは収縮により制御するようになっている。   In FIG. 4, a temperature controller 48 is disposed on the mold head 12, and temperature control is performed by the temperature controller 49, whereby the size of the mold is controlled by expansion or contraction.

標準のモールドサイズより倍率を大きくしたい場合には、温度制御器49で温度調整器48を加熱することによりモールド11を膨張させ、所定の倍率に変形させた後、転写することができる。次の転写までの清掃・レジスト滴下の時間に次のショットサイズに倍率をあわせるための温度変更をおこなって温度を安定化させることができる。1つのモールドヘッドでは温度安定化のための時間が必要でスループットが低下するが、次に示す実施例のように複数のモールドヘッドを使用することで、スループットを低下することなく温度安定化の時間を確保することが可能となる。   When it is desired to make the magnification larger than the standard mold size, the temperature controller 48 is heated by the temperature controller 49 so that the mold 11 is expanded, deformed to a predetermined magnification, and then transferred. The temperature can be stabilized by changing the temperature for adjusting the magnification to the next shot size during the cleaning and resist dripping time until the next transfer. One mold head requires time for temperature stabilization and the throughput decreases. However, by using a plurality of mold heads as shown in the following embodiment, the temperature stabilization time can be obtained without decreasing the throughput. Can be secured.

(実施例1)
図5を参照して第1実施例を説明する。
Example 1
The first embodiment will be described with reference to FIG.

図5は今まで説明してきたモールドヘッドを複数(図では2つの場合を示す。左側を第1モールドヘッド、右側を第2モールドヘッドとする。)具備した加工装置を示している。   FIG. 5 shows a processing apparatus equipped with a plurality of mold heads described so far (in the figure, two cases are shown; the left side is a first mold head and the right side is a second mold head).

図5では2つのモールドヘッドとその上部で被加工面を下向きに支持されたウエハ21、ウエハを裏面から真空吸着して保持するウエハチャック22、ウエハを位置決めするウエハステージ23を取り出して示している。位置決めのためのアライメントスコープや全体を保持する定盤、除振器は図1と同様であるため省略している。   FIG. 5 shows two wafers 21 with a mold 21 and a wafer 21 supported on the upper surface thereof, a wafer chuck 22 for holding the wafer by vacuum suction from the back surface, and a wafer stage 23 for positioning the wafer. . An alignment scope for positioning, a surface plate for holding the whole, and a vibration isolator are omitted because they are the same as those in FIG.

左側の第1モールドヘッドはウエハ面から降下した位置で第1ノズル32によりレジスト42を滴下した状態である。不図示であるが、図2のような加振機または図3のブレード、または図4のようなガスフローなどの手段を使用して、レジスト42をモールド11の凹凸パターンに侵入させれば時間を短縮する効果がある。   The first mold head on the left is in a state where the resist 42 is dropped by the first nozzle 32 at a position lowered from the wafer surface. Although not shown, it takes time if the resist 42 is allowed to enter the concavo-convex pattern of the mold 11 by using a vibrator such as FIG. 2, a blade shown in FIG. 3, or a gas flow as shown in FIG. Has the effect of shortening.

レジスト42の滴下は大気中でおこなってもよいが、以下に述べるように減圧下でおこなってもよい。容器58はモールドヘッド12の部分をカバーする容器であり、モールドが降下した状態で、上部に蓋59をスライドさせ内部を密閉する。そして不図示の真空配管により、容器58の内部を減圧とすることができる。   The dropping of the resist 42 may be performed in the atmosphere, but may be performed under reduced pressure as described below. The container 58 is a container that covers the part of the mold head 12, and in a state where the mold is lowered, the lid 59 is slid on the upper part to seal the inside. And the inside of the container 58 can be depressurized by a vacuum pipe (not shown).

動作について以下に説明する。   The operation will be described below.

ウエハ21への1ショットのインプリントが終了して第1モールドヘッドが容器58内に降下すると、容器58の上部に蓋59をスライドさせ、容器58内を密閉する。不図示の真空配管により容器58の内部を減圧した後に第1ノズル32からレジスト42を滴下しながらモールド11の面を走査する。図5ではノズル駆動部36を容器58の外部に記してあるが、ノズル駆動部36を容器58内に置くことも可能である。容器58の内部を真空にする必要はなく、容器外部の大気圧にくらべ80%以下の減圧とすることで効果が得られる。真空度を上げすぎると内部温度が変化してしまい安定までの時間が必要になり、またレジストの揮発により物性が変化するなどの影響が生じてしまう。   When the imprint of one shot on the wafer 21 is completed and the first mold head is lowered into the container 58, the lid 59 is slid onto the upper part of the container 58 to seal the inside of the container 58. After depressurizing the inside of the container 58 by a vacuum pipe (not shown), the surface of the mold 11 is scanned while the resist 42 is dropped from the first nozzle 32. In FIG. 5, the nozzle driving unit 36 is illustrated outside the container 58, but the nozzle driving unit 36 may be placed in the container 58. The inside of the container 58 does not need to be evacuated, and an effect can be obtained by reducing the pressure to 80% or less compared to the atmospheric pressure outside the container. If the degree of vacuum is increased too much, the internal temperature changes and a time until stabilization is required, and the physical properties change due to volatilization of the resist.

レジストを滴下する環境を減圧状態とすることで、モールドパターンの凹部に空気の泡が残留することを防ぐことができ、滴下したレジストが凹部に侵入しやすくなる効果がある。   By setting the environment in which the resist is dropped to a reduced pressure state, it is possible to prevent air bubbles from remaining in the concave portion of the mold pattern, and the dropped resist can easily enter the concave portion.

モールドの必要部分にレジストが滴下された後、図2のような加振機または図3のブレード、または図4のようなガスフローなどの手段を使用して、レジストを凹凸パターンにさらに侵入させる。蓋59にガスの吹出し口を一体に設ければ、密閉の完了と同時にガスの吹出しの準備を完了することができる。   After the resist is dropped on a necessary part of the mold, the resist is further penetrated into the concavo-convex pattern by using a vibrator such as FIG. 2, a blade shown in FIG. 3, or a gas flow as shown in FIG. . If the gas outlet is provided integrally with the lid 59, the preparation for gas blowing can be completed simultaneously with the completion of sealing.

その後、上部の蓋59を取り去るとレジスト表面に大気圧がかかり、パターン凹部に気泡が残留していたとしても、大気圧により押し出される効果がある。モールド11の凹凸パターン面を図2のようなポーラス層としておくと、レジスト表面に大気圧がかかることにより、パターン凹部に閉じ込められた気泡はポーラス層の微細な空隙に吸収される。   Thereafter, when the upper lid 59 is removed, atmospheric pressure is applied to the resist surface, and even if air bubbles remain in the pattern recesses, there is an effect of being pushed out by atmospheric pressure. When the concave / convex pattern surface of the mold 11 is a porous layer as shown in FIG. 2, the atmospheric pressure is applied to the resist surface, so that bubbles confined in the pattern concave portion are absorbed by fine voids in the porous layer.

次にインプリント機構部13でモールド11を上昇させる。その前にウエハステージ23の転写位置への移動は行われていて、位置決めの完了後に、インプリント機構部13でモールド11をさらに上昇させ、モールド11をウエハ21に押し付ける。   Next, the mold 11 is raised by the imprint mechanism 13. Before that, the wafer stage 23 has been moved to the transfer position. After the positioning is completed, the mold 11 is further raised by the imprint mechanism 13 and the mold 11 is pressed against the wafer 21.

レジストの全面が基板に接触し所定の厚みになった直後に照明光を照射してレジスト42を硬化させる。すでに凹部へのレジストの侵入が促進されているため、短時間の接触でレジストを硬化させることが可能である。   Immediately after the entire surface of the resist comes into contact with the substrate and reaches a predetermined thickness, the resist 42 is cured by irradiation with illumination light. Since the entry of the resist into the recess has already been promoted, it is possible to cure the resist with a short contact.

硬化終了後、インプリント機構部13でモールドヘッド12を降下させると、硬化したレジストはウエハ表面に残り、照明光が照射されずに硬化しなかった周囲の残留レジストとともにモールドヘッド12は容器58内に戻る。   When the mold head 12 is lowered by the imprint mechanism 13 after the curing is completed, the cured resist remains on the wafer surface, and the mold head 12 is placed in the container 58 together with the remaining residual resist that is not cured without being irradiated with illumination light. Return to.

モールド表面の周囲に残った未硬化レジストや異物は、ガスフローなどを使用して清掃される。また、モールドヘッドの外周部に残留した余分な未硬化レジストは回収機構により回収口から回収配管を通じて回収される。   Uncured resist and foreign matter remaining around the mold surface are cleaned using a gas flow or the like. Further, excess uncured resist remaining on the outer peripheral portion of the mold head is recovered from the recovery port through the recovery pipe by the recovery mechanism.

その後、再び容器58を減圧しレジストの滴下が開始される。   Thereafter, the container 58 is decompressed again and dripping of the resist is started.

図5の左側の第1モールドヘッドが清掃・レジスト滴下中は、右側の第2モールドヘッドが上昇してウエハ面へのレジスト転写を行う。第2モールドヘッドが下降して清掃・レジスト滴下にはいると、今度は第1モールドヘッドが上昇してレジスト転写を行う。   While the first mold head on the left side in FIG. 5 is cleaning and resist is being dropped, the second mold head on the right side is raised to transfer the resist onto the wafer surface. When the second mold head is lowered and cleaning / resist dripping is performed, the first mold head is raised and resist transfer is performed.

このように複数のモールドヘッドを交互に動作させることによって、他方がウエハへの転写中に、もう一方のモールドヘッドで清掃・レジスト滴下とパターン凹部へのレジスト侵入を並行して進めておくことができる。このため、ウエハ面への短時間のパターン転写を繰り返すことが可能となり、処理速度を速めることができる。   By alternately operating a plurality of mold heads in this way, while the other is transferring to the wafer, the other mold head can proceed with cleaning / dropping of the resist and entry of the resist into the pattern recess in parallel. it can. For this reason, it is possible to repeat the pattern transfer on the wafer surface in a short time, and the processing speed can be increased.

さらに図4で詳述したようにモールドヘッド12に温度調整器を配して、温度制御をおこなうことにより、モールドの大きさを制御すればさらに効果がある。複数のモールドヘッドを使用することで、スループットを低下することなく温度安定化の時間を確保することが可能となる。   Further, as described in detail with reference to FIG. 4, it is more effective to control the size of the mold by disposing a temperature regulator on the mold head 12 and controlling the temperature. By using a plurality of mold heads, it is possible to ensure the temperature stabilization time without reducing the throughput.

(実施例2)
以上、モールドヘッドをウエハの下側からインプリントする装置を説明してきたが、複数のモールドヘッドをウエハの上側に配置し、上側からインプリントする装置を図6により説明する。
(Example 2)
Although the apparatus for imprinting the mold head from the lower side of the wafer has been described above, an apparatus for arranging a plurality of mold heads on the upper side of the wafer and imprinting from the upper side will be described with reference to FIG.

図6においてウエハ駆動部は、ウエハ21を保持するウエハチャック22と、ウエハチャック22の位置、姿勢調整するためのウエハステージ23とを含む。ウエハステージ23は、x、y平面方向に移動可能であり、ウエハ全面を転写可能としている。ウエハステージ23は、高精密な位置決めも可能であり、微細なパターンの重ね合せを達成している。また、ウエハステージ23は、位置決めだけではなく、ウエハ21の表面の姿勢を調整する手段も有しており、ウエハ21の表面の姿勢を調整する役割を有することは図1と同様である。   In FIG. 6, the wafer drive unit includes a wafer chuck 22 for holding the wafer 21 and a wafer stage 23 for adjusting the position and posture of the wafer chuck 22. The wafer stage 23 is movable in the x and y plane directions, and the entire wafer surface can be transferred. The wafer stage 23 can be positioned with high precision and achieves superposition of fine patterns. Further, the wafer stage 23 has not only positioning but also means for adjusting the posture of the surface of the wafer 21, and the role of adjusting the posture of the surface of the wafer 21 is the same as in FIG. 1.

本実施例ではモールド駆動部とレジスト供給手段とを複数有している。   In this embodiment, a plurality of mold driving units and resist supply means are provided.

モールド駆動部は、モールド11を保持するためのモールドヘッド12と、モールド11を下方向に押し付ける駆動部としてのインプリント機構部13とを含む。インプリント機構部13は、上下動作をさせるだけでなくモールド転写面とウエハ21とが密着するように姿勢のかわし機構や姿勢制御、回転方法の位置合わせ機能も有する。   The mold driving unit includes a mold head 12 for holding the mold 11 and an imprint mechanism unit 13 as a driving unit for pressing the mold 11 downward. The imprint mechanism 13 not only moves up and down, but also has a posture dosing mechanism, posture control, and a rotation function alignment function so that the mold transfer surface and the wafer 21 are in close contact with each other.

レジスト供給手段は、レジストを保持するタンク31と、ウエハ面にレジストを滴下するためのノズル32と、ノズル32からレジスト42を滴下するか停止するかを切り替えるバルブ(不図示)を含む。タンク31はノズルに対して一つずつ描かれているが、共通の一つのタンクから複数のノズルにレジストを供給するように設計することは同業者であれば容易である。   The resist supply means includes a tank 31 for holding the resist, a nozzle 32 for dropping the resist on the wafer surface, and a valve (not shown) for switching whether the resist 42 is dropped or stopped from the nozzle 32. Although one tank 31 is drawn for each nozzle, it is easy for those skilled in the art to design the resist to be supplied to a plurality of nozzles from one common tank.

ノズルはそれぞれ独立に可動であり、他方のモールドヘッドがウエハに押印している間に次に押印する領域にノズルが移動しレジストを滴下することができるようになっている。このように複数のモールドヘッドをもつことにより、押印とレジスト滴下を並列的におこなうことができるためスループットの向上に効果がある。   The nozzles are independently movable, and while the other mold head is imprinted on the wafer, the nozzle moves to the area to be imprinted next so that the resist can be dropped. By having a plurality of mold heads in this way, it is possible to perform imprinting and resist dropping in parallel, which is effective in improving throughput.

N個のモールドヘッドを持つ場合、ウエハ上の領域をN個に分割し、それぞれの対応する領域を各モールドヘッドが押印することで、ウエハの移動距離を少なくしスループットを向上することができる。   When N mold heads are provided, the area on the wafer is divided into N parts, and each mold head impresses the corresponding area, thereby reducing the moving distance of the wafer and improving the throughput.

図7は2個のモールドヘッド121、122とウエハ上の領域211、212を示している。図7aは正面図であり、図7bはウエハの平面図である。左側に図示されている第1のモールドヘッド121はウエハ上の第1領域211(一点鎖線より左側の領域)、右側に図示されている第2のモールドヘッド122はウエハ上の第2領域212(一点鎖線より右側の領域)をインプリントする。ウエハの内部に描かれている長方形は一回のインプリントで形成されるショットをあらわしている。一回のショット毎にウエハはステージによって移動し次にインプリントすべきショット位置をモールドヘッドの対応する位置に移動する。図中201、202、〜207はショットの順番を例示したものである。ショット順はこの例示に限られずトータルの移動時間が短くなるように選ぶことができる。また、必ずしも順番に処理する必要はなく、インプリント時の光による基板の加熱膨張を考慮に入れて隣接しないショットの経路を選んでもよい。   FIG. 7 shows two mold heads 121 and 122 and regions 211 and 212 on the wafer. FIG. 7a is a front view, and FIG. 7b is a plan view of the wafer. The first mold head 121 shown on the left side is a first region 211 (region on the left side of the alternate long and short dash line) on the wafer, and the second mold head 122 shown on the right side is a second region 212 (on the wafer). Imprint the area on the right side of the dashed line. A rectangle drawn inside the wafer represents a shot formed by one imprint. For each shot, the wafer is moved by the stage, and the next shot position to be imprinted is moved to the corresponding position on the mold head. In the figure, reference numerals 201, 202, to 207 exemplify the order of shots. The shot order is not limited to this example, and can be selected so that the total movement time is shortened. Further, it is not always necessary to perform the processing in order, and it is possible to select non-adjacent shot paths in consideration of the thermal expansion of the substrate due to light during imprinting.

ウエハの直径をWとしたとき、モールドヘッドの間隔Lは、L<Wとすることが好ましい。さらにLはWの2分の1程度とするとなお良い。   When the wafer diameter is W, the mold head interval L is preferably L <W. Further, it is more preferable that L is about half of W.

図7はモールドヘッドが2個の場合を図示したが、3個あるいは4個の場合はウエハ上を3分割または4分割し、それぞれの領域を各モールドヘッドに対応させればよいことは言うまでも無い。   FIG. 7 illustrates the case where there are two mold heads. However, in the case where there are three or four mold heads, it is only necessary to divide the wafer into three or four parts and to make each region correspond to each mold head. There is no.

次に、図8及び図9を参照して、上述のナノインプリント装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図8は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(モールド製作)では、設計した回路パターンに対応するパターンを形成したモールドを製作する。ステップ3(ウエハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は、前工程と呼ばれ、モールドとウエハを用いてナノインプリント装置によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。   Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described nanoimprint apparatus will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mold production), a mold having a pattern corresponding to the designed circuit pattern is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by a nanoimprint apparatus using the mold and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図9は、ステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(転写処理)では、ウエハに感光剤を塗布しつつモールドをウエハに押し付け、紫外線を照射して回路パターンをウエハに転写する。ステップ16(エッチング)では、リアクティブイオンエッチング(RIE)によってパターニングを完了する。ステップ17(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。デバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を製造する。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   FIG. 9 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (transfer process), the mold is pressed against the wafer while applying a photosensitive agent to the wafer, and the circuit pattern is transferred to the wafer by irradiating ultraviolet rays. In step 16 (etching), patterning is completed by reactive ion etching (RIE). In step 17 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. Devices (semiconductor elements, LCD elements, imaging elements (CCD, etc.), thin film magnetic heads, etc.) are manufactured. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明のデバイス製造方法によれば、光硬化法を使用するので重ね合わせ精度を高くすることが可能となる。さらに、低粘度のレジストを使用するので微細なモールドパターンにレジストが入り込み易くなり、微細加工を実現することが可能となる。また、周辺ショットにもモールドパターンを転写することが可能となるので経済性に優れた装置を提供することが可能となる。更に、レジストを回収するのでレジストによる装置やウエハの汚染を防止することが可能となり、高品位のデバイスを製造することが可能となる。このように、本発明のナノインプリント装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。また、本発明は、かかるデバイス製造方法の中間及び最終結果物であるデバイス自体もカバーする趣旨である。また、かかるデバイスは、例えば、LSIやVLSIなどの半導体チップ、CCD、LCD、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。   According to the device manufacturing method of the present invention, since the photocuring method is used, the overlay accuracy can be increased. Furthermore, since a low-viscosity resist is used, the resist can easily enter a fine mold pattern, and fine processing can be realized. Further, since it is possible to transfer the mold pattern to the peripheral shot, it is possible to provide an apparatus that is excellent in economic efficiency. Furthermore, since the resist is collected, it becomes possible to prevent contamination of the apparatus and wafer by the resist, and it becomes possible to manufacture a high-quality device. Thus, the device manufacturing method using the nanoimprint apparatus of the present invention and the resulting device also constitute one aspect of the present invention. The present invention also covers the device itself that is an intermediate and final product of the device manufacturing method. Such devices include, for example, semiconductor chips such as LSI and VLSI, CCDs, LCDs, magnetic sensors, thin film magnetic heads, and the like.

本発明は以上に述べたように、微細なモールドのパターンをウエハ等の基板へ転写する加工装置、特に、ナノインプリント装置に好適であり、微細加工及び経済性に優れたナノインプリント装置を提供することができる。   As described above, the present invention is suitable for a processing apparatus for transferring a pattern of a fine mold to a substrate such as a wafer, particularly a nanoimprint apparatus, and to provide a nanoimprint apparatus excellent in fine processing and economy. it can.

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。   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.

10 ナノインプリント装置
11 モールド
12 モールドヘッド
13 インプリント機構部
14 照明光学系
15 光源
21 ウエハ
22 ウエハチャック
23 ウエハステージ
25 除振器
27 アライメントスコープ
28 基準マーク台
31 タンク
32 ノズル
33 回収口
36 ノズル駆動部
42 転写用レジスト
48 温度調整器
49 温度制御器
51 定盤
52 ステージ支持フレーム
54 加振機
55 ブレード
56 送風管
57 ガスフロー
58 容器
59 蓋
60 ポーラス層
61 モールド基板
62 モールドの背面側空間
121 第1のモールドヘッド
122 第2のモールドヘッド
201〜207 ショット
211 ウエハの第1領域
212 ウエハの第2領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nanoimprint apparatus 11 Mold 12 Mold head 13 Imprint mechanism part 14 Illumination optical system 15 Light source 21 Wafer 22 Wafer chuck 23 Wafer stage 25 Vibration isolator 27 Alignment scope 28 Reference mark stand 31 Tank 32 Nozzle 33 Recovery port 36 Nozzle drive part 42 Resist for transfer 48 Temperature controller 49 Temperature controller 51 Surface plate 52 Stage support frame 54 Exciter 55 Blade 56 Air blow pipe 57 Gas flow 58 Container 59 Lid 60 Porous layer 61 Mold substrate 62 Mold back side space 121 First side Mold head 122 Second mold head 201-207 Shot 211 First region of wafer 212 Second region of wafer

Claims (8)

凹凸パターンが形成されたモールドにレジストを塗布し、基板と前記レジストとを接触させ、前記レジストを硬化することによって前記パターンの転写されたレジストを基板に転写する加工装置であって、
第1モールドヘッドと第2モールドヘッドとを有し、
前記第1モールドヘッドが保持するモールドにレジストを塗布する処理を含む準備工程と、前記第2モールドヘッドが保持するモールドに塗布されたレジストを基板に転写する転写工程とを並列して行うことを特徴とする加工装置。
A processing apparatus that applies a resist to a mold having a concavo-convex pattern, contacts a substrate with the resist, and cures the resist to transfer the transferred resist to the substrate.
A first mold head and a second mold head;
A preparatory step including a process of applying a resist to a mold held by the first mold head and a transfer step of transferring the resist applied to the mold held by the second mold head to a substrate are performed in parallel. A processing device characterized.
前記第2モールドヘッドが保持するモールドの転写が終了した後、前記第1モールドが保持するモールドに塗布されたレジストを基板に転写することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。   The processing apparatus according to claim 1, wherein after the transfer of the mold held by the second mold head is completed, the resist applied to the mold held by the first mold is transferred to the substrate. 前記準備工程は、モールドにレジストを塗布する前にモールド上の異物を除去する清掃工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の加工装置。   The processing apparatus according to claim 1, wherein the preparation step includes a cleaning step of removing foreign matters on the mold before applying a resist to the mold. 前記準備工程において、レジストの塗布工程は減圧下においてなされることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の加工装置。   The processing apparatus according to claim 1, wherein in the preparing step, the resist coating step is performed under reduced pressure. 前記モールドヘッドは、前記モールドの外周に余分なレジストを受けるための回収口を有し、
転写工程につづく準備工程において、未硬化のレジストを前記回収口から回収する回収機構とを有することを特徴とする請求項1記載の加工装置。
The mold head has a recovery port for receiving extra resist on the outer periphery of the mold,
The processing apparatus according to claim 1, further comprising: a recovery mechanism that recovers uncured resist from the recovery port in a preparation step subsequent to the transfer step.
前記モールドヘッドは、モールドの温度を調整するための温度調整器を有し、転写すべき倍率に合わせてモールドを膨張あるいは収縮させることを特徴とする請求項1記載の加工装置。   2. The processing apparatus according to claim 1, wherein the mold head has a temperature controller for adjusting the temperature of the mold, and expands or contracts the mold in accordance with a magnification to be transferred. 前記加工装置は、前記レジストを硬化するための光を照射する手段を更に有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の加工装置。   The said processing apparatus further has a means to irradiate the light for hardening the said resist, The processing apparatus of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の加工装置を用いて前記凹凸パターンを基板に転写するステップと、
前記基板にエッチングを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Transferring the uneven pattern to a substrate using the processing apparatus according to claim 1;
And a step of etching the substrate.
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