JP2015050437A - インプリント装置および物品の製造方法 - Google Patents

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弘稔 鳥居
Hirotoshi Torii
弘稔 鳥居
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キヤノン株式会社
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Abstract

【課題】インプリント装置において、モールドのパターンを精度よく基板に転写するために有利な技術を提供する。
【解決手段】パターン部7aの形状が目標形状に近づくように、モールド7の側面に力を加えて前記パターン部を変形する変形部18と、前記変形部により変形された前記パターン部の形状が、前記パターン部とショット領域11aとがインプリント材を介して接触した状態において前記目標形状に近づくように、前記パターン部および前記ショット領域のうち一方に力を加え、当該一方を曲げる湾曲部と、前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した際に、前記パターン部および前記ショット領域のうち他方が、前記湾曲部によって曲げられた前記一方の形状に倣って曲がるように前記モールドまたは基板11を保持する保持部と、を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、インプリント装置および物品の製造方法に関する。
モールドに形成されたパターンを基板上のインプリント材に転写するインプリント技術が、磁気記憶媒体や半導体デバイスなどのリソグラフィ技術の1つとして注目されている。このような技術を用いたインプリント装置では、パターンが形成されたモールドと基板上に供給された樹脂とを接触させ、その状態で樹脂を硬化させる。そして、硬化した樹脂からモールドを剥離することにより基板上にパターンを形成することができる。
半導体デバイスなどの製造では、複数層のパターンを基板上に重ね合わせる必要がある。そのため、インプリント装置において、基板上に形成されたショット領域にモールドのパターンを精度よく位置合わせして転写することが重要である。そこで、モールドの側面に力を加えることにより、モールドのパターンの形状が目標形状に近づくようにモールドを変形する方法が提案されている(特許文献1参照)。また、モールドのパターンの最外周部に集中する応力を緩和させるように、モールドと基板とが樹脂を介して接触している状態でモールドを湾曲させる方法が提案されている(特許文献2参照)。
特表2008−504141号公報 特開2013−38365号公報
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、モールドの側面に力を加えたとき、力を加える方向と異なる方向にモールドのパターンが変形してしまいうる。このような変形が生じてしまうと、モールドのパターンの形状を高精度に制御することが困難になってしまいうる。また、特許文献2に記載された方法では、基板の全体が基板保持部によって保持されている。そのため、モールドとショット領域とが樹脂を介して接触している状態でモールドを湾曲させた場合、モールドのパターンの外周部に集中する応力を緩和させることができても、モールドのパターンを所望の形状に変形させることは困難である。
そこで、本発明は、インプリント装置において、モールドのパターンを精度よく基板に転写するために有利な技術を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、パターンが形成されたパターン部を有するモールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させることにより前記基板上のショット領域に前記モールドのパターンを転写するインプリント装置であって、前記パターン部の形状が目標形状に近づくように、前記モールドの側面に力を加えて前記パターン部を変形する変形部と、前記変形部により変形された前記パターン部の形状が、前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した状態において前記目標形状に近づくように、前記パターン部および前記ショット領域のうち一方に力を加え、当該一方を曲げる湾曲部と、前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した際に、前記パターン部および前記ショット領域のうち他方が、前記湾曲部によって曲げられた前記一方の形状に倣って曲がるように前記モールドまたは前記基板を保持する保持部と、を含む、ことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、インプリント装置において、モールドのパターンを精度よく基板に転写するために有利な技術を提供することができる。
第1実施形態のインプリント装置を示す図である。 モールドのパターン部を変形部によって変形させる際の概念図である。 ショット領域とパターン部とを樹脂を介して接触させ、ショット領域とパターン部とを揃って湾曲させた状態を示す図である。 第1実施形態におけるモールドおよび基板の周辺の構成例を示す図である。 第1実施形態におけるモールドおよび基板の周辺の構成例を示す図である。 インプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。 第2実施形態におけるモールドおよび基板の周辺の構成例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素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。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態のインプリント装置1について、図1を参照しながら説明する。インプリント装置1は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたモールド7(原版)を基板上のインプリント材(樹脂)に接触させた状態でインプリント材を硬化させる。そして、インプリント装置1は、基板11とモールド7との間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールド7を剥離することによって基板上にモールド7のパターンを転写することができる。インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第1実施形態のインプリント装置1は、光硬化法を採用している。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂(以下、樹脂14)を基板上に供給し、モールド7と樹脂14とを接触させた状態で樹脂14に紫外線を照射することにより当該樹脂14を硬化させる方法である。紫外線の照射により樹脂14が硬化した後、樹脂14からモールド7を剥離することによって基板上にパターンを形成することができる。
図1は、第1実施形態のインプリント装置1を示す図である。インプリント装置1は、モールド7を保持するモールド保持部3と、基板11を保持する基板保持部4と、照射部2と、樹脂供給部5と、アライメント計測部22と、距離計測部23とを含みうる。モールド保持部3は、ベース定盤24により支柱26を介して支持されたブリッジ定盤25に固定されており、基板保持部4は、ベース定盤24に固定されている。また、インプリント装置1には、CPUやメモリを有し、インプリント処理を制御する(インプリント装置1の各部を制御する)制御部6が含まれる。インプリント処理は、制御部6のメモリに格納されているプログラムを実行することで実施される。
モールド7は、通常、石英など紫外線を通過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域(パターン部7a)には、基板11に転写する凹凸のパターンが形成されている。パターンが形成された面と反対側のモールド7の面には、パターン部7aを含む部分の厚みが薄くなるように、円柱状に掘り込まれた凹部7bが形成されている。凹部7bは、後述するモールドチャック15の開口領域に設けられた光透過部材13によって略密閉された空間12となり、空間12の圧力は不図示の圧力調整装置によって制御される。例えば、モールド7を基板上の樹脂14に押し付ける際には、空間12の圧力を空間12の外部の圧力よりも高く設定する。このとき、パターン部7aは基板11に向かって凸型の形状に変形し、樹脂14に対してパターン部7aをその中心部から接触させることができる。これにより、モールド7のパターンと樹脂14との間に気体(空気)が閉じ込められることが抑制されるため、モールド7のパターンの隅々まで樹脂14が充填され、基板11に転写されたパターンの欠損を防止することができる。
基板11は、例えば、単結晶シリコン基板やSOI(Silicon on Insulator)基板などが用いられる。基板11の上面(被処理面)には、後述する樹脂供給部5によって樹脂14(紫外線硬化樹脂)が供給され、基板11に供給された樹脂14にモールド7が押し付けられる。樹脂14にモールド7が押し付けられた状態で樹脂14に紫外線を照射することによって樹脂14が硬化する。そして、硬化した樹脂14からモールド7を剥離することにより、樹脂14にモールド7のパターンを転写することができる。
モールド保持部3は、例えば真空吸着力や静電力などの保持力によりモールド7を保持するモールドチャック15と、モールドチャック15をZ方向に駆動するモールド駆動部16とを含む。モールドチャック15およびモールド駆動部16は、それぞれの中心部(内側)に開口領域17を有しており、照射部2から射出された光がモールド7を通過して基板11に照射されるように構成されている。ここで、モールド7のパターン部7aには、製造誤差や熱変形などにより、例えば倍率成分や台形成分などの成分を含む変形が生じている場合がある。そのため、モールド保持部3は、モールド7の側面における複数の箇所に力を加えてモールド7を変形させる変形部18を備えている。図2は、モールド7を変形させる変形部18の構成を示す図であり、モールド7を下(−Z方向)から見たときの図である。変形部18は、例えば、複数のアクチュエータによって構成されており、図2に示す例では、モールド7の各辺に4個ずつのアクチュエータ(18a〜18d)が備えられている。図2では、4個のアクチュエータ18aがモールド7のX方向側の側面に力を加えるように配置され、4個のアクチュエータ18bがモールド7の−X方向側の側面に力を加えるように配置されている。また、図2では、4個のアクチュエータ18cがモールド7のY方向側の側面に力を加えるように配置され、4個のアクチュエータ18dがモールド7の−Y方向側の側面に力を加えるように配置されている。そして、各アクチュエータがモールド7の側面から個別に力を加えることにより、モールド7のパターン部7aの形状が目標形状に近づくように、モールド7のパターン部7aを変形することができる。変形部18に用いられるアクチュエータとしては、例えば、リニアモータやエアシリンダ、ピエゾアクチュエータなどが用いられる。
モールド駆動部16は、例えば、リニアモータやエアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド7と基板上の樹脂14とを接触させたり剥離させたりするようにモールドチャック15(モールド7)をZ方向に駆動する。モールド駆動部16は、モールド7と基板上の樹脂14とを接触させる際には高精度な位置決めが要求されるため、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、モールド駆動部16は、Z方向の駆動だけではなく、XY方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)にモールド7の位置を調整する位置調整機能や、モールド7の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。ここで、第1実施形態のインプリント装置1では、モールド7と基板11との間の距離を変える動作はモールド駆動部16で行っているが、基板保持部4の基板駆動部20で行ってもよいし、双方で相対的に行ってもよい。
基板保持部4は、基板チャック19と基板駆動部20とを含み、基板11をX方向およびY方向に駆動する。基板チャック19は、例えば、真空吸着力や静電力などの保持力によって基板11を保持する。基板駆動部20は、基板チャック19を機械的に保持するとともに、基板チャック19(基板11)をX方向およびY方向に駆動する。基板駆動部20は、例えば、リニアモータなどが用いられ、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、基板駆動部20は、基板11をZ方向に駆動する駆動機能や、基板11をθ方向に回転駆動して基板11の位置を調整する位置調整機能、基板11の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。
照射部2は、基板上の樹脂14を硬化させる光(紫外線)を射出する光源部9と、光源部9から射出された光を基板上に導く光学部材10とを含む。光源部9は、例えば、紫外線を射出する光源と、当該光源から射出された紫外線をインプリント処理において適切な光に整形する光学系とを含みうる。
樹脂供給部5は、基板上に樹脂14(未硬化樹脂)を供給(塗布)する。上述したように、第1実施形態では、樹脂14として、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂が用いられている。そして、樹脂供給部5から基板上に供給される樹脂14は、半導体デバイスの製造工程における各種条件によって適宜選択されうる。また、樹脂供給部5の吐出ノズルから吐出される樹脂の量は、基板上の樹脂14に形成されるパターンの厚さやパターンの密度などを考慮して適宜決定されうる。ここで、基板上に供給された樹脂14を、モールド7に形成されたパターンに十分に充填させるために、モールド7と樹脂14とを接触させた状態で一定の時間を経過させてもよい。
アライメント計測部22は、基板11の面に沿った面方向(XY方向)におけるモールド上のパターン部7aと基板上のショット領域11aとの位置ずれ量や、パターン部7aの形状とショット領域11aの形状との差を示す形状差を計測する。例えば、位置ずれ量や形状差を計測する方法としては、パターン部7aとショット領域11aとにそれぞれ設けられた複数のアライメントマークを検出する方法がある。パターン部7aのアライメントマークとショット領域11aのアライメントマークとは、パターン部7aとショット領域11aとをXY方向において一致させた際に互いに重なり合うように配置されている。そして、アライメント計測部22がパターン部7aのアライメントマークとそれに対応するショット領域11aのアライメントマークとの相対位置を、複数のアライメントマークにおいてそれぞれ検出する。これにより、アライメント計測部22は、XY方向におけるパターン部7aとショット領域11aとの位置ずれ量および形状差を計測することができる。また、距離計測部23は、モールド7と基板11との間の距離を計測する。距離計測部23は、例えば、光源と撮像素子とを含み、光源から射出された光が、モールド7、基板11、再びモールド7を通過して干渉し合い、その干渉光を撮像素子により観察することにより、モールド7と基板11との間の距離を計測する。
このように構成されたインプリント装置1における、モールド7と基板11との位置合わせについて、図2および図3を参照しながら説明する。図2は、モールド7のパターン部7aを変形部18によって変形させる際の概念図である。図2では、パターン部7aにおける4辺のうち+Y方向側の辺7aを短辺とし、−Y方向側の辺7aを長辺とする台形型にパターン部7aを変形する場合を想定する。このとき、モールド7には、図2の矢印で示すように、変形部18における複数のアクチュエータ18aによって、X方向側の側面に−X方向に向かう力が加えられ、複数のアクチュエータ18bによって−X方向側の側面にX方向に向かう力が加えられる。そして、複数のアクチュエータ(18aおよび18b)によってモールド7のX方向側の側面および−X方向側の側面に加える力の大きさはY方向の位置に応じて異なっている。図2では、複数のアクチュエータ(18aおよび18b)がモールド7の側面に加える力の大きさは、矢印の長さで表され、Y方向にいくにつれて大きくなるように制御される。そのため、モールド7のパターン部7aは、力を加える方向(X方向)と異なる方向(Y方向)に、ポアソン比からなるパターン部の変形が生じうる。例えば、図2に示すように、変形部18(アクチュエータ18aおよび18b)によってモールド7に±X方向から力を加える場合を想定する。そして、パターン部7aの+Y方向側の領域ではY方向への変形量ΔY1が生じ、パターン部7aの−Y方向側の領域ではY方向への変形量ΔY2が生じるものとする。このとき、パターン部7aにおける+Y方向側の領域に生じる変形量ΔY1と、−Y方向側の領域に生じる変形量ΔY2との間にはΔY1>ΔY2の関係が生じうる。このように非対称な変形がパターン部7aに生じてしまうと、変形部18(アクチュエータ18cおよび18d)によって+Y方向および−Y方向に力を加えたとしても、パターン部7aの形状を高精度に制御することが困難になってしまいうる。
そこで、本発明におけるインプリント装置1は、湾曲部と保持部とを含む。湾曲部は、変形部18により変形されたパターン部7aの形状が、パターン部7aとショット領域11aとが樹脂14を介して接触した状態で目標形状に近づくように、パターン部7aおよびショット領域11aのうち一方に力を加え、当該一方を湾曲させる。また、保持部は、パターン部7aとショット領域11aとが樹脂14を介して接触した際に、パターン部7aおよびショット領域11aのうち他方が、湾曲部によって湾曲した一方の形状に倣って湾曲するようにモールド7または基板11を保持する。
第1実施形態では、湾曲部は、変形部18により変形したパターン部7aの形状が、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂14を介して接触した状態で目標形状に近づくように基板11に力を加えてショット領域11aを湾曲させる。また、保持部は、モールド保持部3であり、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂14を介して接触した際に、湾曲部によって湾曲したショット領域11aの形状に倣ってパターン部7aが湾曲するようにモールド7を保持する。
ここで、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂14を介して接触した状態においてショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させることにより、ポアソン比からなる変形を抑制する方法について説明する。図3は、ショット領域11aとパターン部7aとを樹脂14を介して接触させ、ショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させた状態を示す図である。
図3では、パターン部7aとショット領域11aとが樹脂14の表面張力により密着し、両者ともにωX方向に湾曲した状態になっている。この状態では、基板11の上面(モールド7側の面(ショット領域11a))が伸び、パターン部7aの下面(基板11側の面)が縮むこととなる。このようにパターン部7aとショット領域とを揃って湾曲させて、樹脂を介して接触するパターン部7aの面とショット領域の面との間に伸縮を生じさせることにより、ショット領域11aとパターン部7aとの相対位置を変化させることができる。ここで、第1実施形態のインプリント装置1は、図2に示すように、変形部18によってモールド7の側面に±X方向から力を加えているため、ショット領域11aとパターン部7aとをωX方向に湾曲させている。例えば、変形部18によってモールド7の側面に±Y方向から力を加える場合には、インプリント装置1は、ショット領域11aとパターン部とをωY方向に湾曲させる。また、ショット領域11aとパターン部7aとをωX方向に湾曲させることは、換言すると、ショット領域11aとパターン部7aとにωX方向の曲げモーメント(変形部18がパターン部7aに力を加えるX軸周りの曲げモーメント)を与えることである。これにより、変形部18がパターン部7aを変形することによって変形部18が力を加える方向とは異なる方向に生じるパターン部7aの変形を抑えるようにパターン部7aを曲げている。
このようにショット領域11aとパターン部7aとを湾曲させる際の湾曲量は、変形部18によるパターン部7aの変形に応じて、制御部6により決定される。ここで、制御部6が湾曲量を決定する方法について説明する。ショット領域11aを湾曲させることによってショット領域11aにおける+Y方向側の領域に生じる変形量をΔa1とし、ショット領域11aにおける−Y方向側の領域に生じる変形量をΔb1とする。また、パターン部7aを湾曲させることによってパターン部7aにおける+Y方向側の領域に生じる変形量をΔa2とし、パターン部7aにおける−Y方向側の領域に生じる変形量をΔb2とする。このとき、ショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させることによるショット領域11aとパターン部7aとの相対位置の変化は、+Y方向側ではΔa1+Δa2となり、−Y方向側ではΔb1+Δb2となる。一方で、パターン部7aにおける+Y方向側の領域には、図2に示すように、ポアソン比からなる変形によって変形量ΔY1が生じている。そのため、ΔY1=Δa1+Δa2となるようにショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させることにより、変形量ΔY1を相殺することができる。即ち、制御部6は、ΔY1=Δa1+Δa2の条件を満たすように湾曲量を決定する。
同様に、パターン部7aにおける−Y方向側の領域には、図2に示すように、ポアソン比からなる変形によって変形量ΔY2が生じている。そのため、ΔY2=Δb1+Δb2となるようにショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させることにより、変形量ΔY2を相殺することができる。即ち、制御部6は、ΔY2=Δb1+Δb2の条件を満たすように湾曲量を決定する。ここで、制御部6は、変形部18による変形量と湾曲量との関係を示す情報をシミュレーションや実験などにより予め取得しておき、その情報に基づいて、変形部18による変形量から湾曲量を決定してもよい。例えば、変形部18によりパターン部7aを変形した状態で、ショット領域11aとパターン部7aとの湾曲量を徐々に変えていき、その際におけるショット領域11aとパターン部7aとの相対位置の変化をアライメント計測部22によって計測する。このような計測を、変形部18によるパターン部7aの変形量を変えて繰り返すことにより、変形部18による変形量と湾曲量との関係を示す情報を取得することができる。
次に、ショット領域11aとパターン部7aとを揃って湾曲させるインプリント装置1の構成例について説明する。この構成例では、湾曲部が基板11に力を加えることによってショット領域11aを湾曲させる。そして、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂を介して接触した際に、湾曲部によって湾曲されたショット領域11aの形状に倣ってパターン部7aが湾曲するように、モールド7がモールド保持部3(モールドチャック15)によって保持されている。
図4は、第1実施形態におけるモールド7および基板11の周辺の構成例を示す図である。図4に示すように、基板チャック19は、基板11の外周部を例えば真空吸着により保持しており、基板11の外周部以外の部分(モールド7のパターンを転写する部分)には、基板11の被処理面と反対側の面に力を加えるアクチュエータ27を複数有している。これら複数のアクチュエータ27が湾曲部として機能し、制御部6によって決定された湾曲量に基づいて各アクチュエータが駆動することにより、ショット領域11aを湾曲させることができる。一方で、モールド7には、上述したように、パターン部7aを含む部分の厚みが薄くなるように凹部7bが形成されている。そのため、パターン部7aをショット領域11aに樹脂14を介して接触させた際に、湾曲部によって湾曲したショット領域11aの形状に倣ってパターン部7aを湾曲させることができる。
図5は、第1実施形態におけるモールド7および基板11の周辺の他の構成例を示す図である。図5に示す基板チャック19は、基板11を保持する保持面33を有しており、その内部には空間34が規定されている。空間34には、湾曲部として機能する複数のアクチュエータ27が備えられており、制御部6によって決定された湾曲量に基づいて各アクチュエータ27が駆動し、保持面33を湾曲させることによって、ショット領域11aを湾曲させることができる。一方で、モールドチャック15は、図4と同様に、パターン部7aをショット領域11aに樹脂14を介して接触させた際に、湾曲部によって湾曲したショット領域11aの形状に倣ってパターン部7aを湾曲させることができる。
このように構成された第1実施形態のインプリント装置1において、モールド7のパターンを基板上のショット領域11aに転写するインプリント処理について図6を参照しながら説明する。図6は、モールド7のパターンを基板上のショット領域11aに転写するインプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。
S100では、制御部6は、モールド7をモールドチャック15の下に搬送するようにモールド搬送機構(不図示)を制御し、モールド7を保持するようにモールドチャック15を制御する。これにより、モールド7がインプリント装置1内に搭載される。S101では、制御部6は、モールド7に形成されたアライメントマークと、基板チャック19に設けられた基準マーク21との間のX方向、Y方向およびθ方向の位置ずれをアライメント計測部22によって計測する。そして、制御部6は、アライメント計測部22の計測結果に基づいて、モールド7に形成されたアライメントマークと基準マーク21との位置合わせを行う。
S102では、制御部6は、基板11を基板チャック19の上に搬送するように基板搬送機構(不図示)を制御し、基板11を保持するように基板チャック19を制御する。これにより、基板11がインプリント装置1内に搭載される。S103では、制御部6は、基板上のショット領域11a(インプリント処理を行う対象のショット領域)が樹脂供給部5の下に配置されるように基板駆動部20を制御して基板11を移動させる。S104では、制御部6は、基板上のショット領域11aに樹脂14を供給するように樹脂供給部5を制御する。S105では、制御部6は、樹脂14が供給された基板上のショット領域11aが、モールド7のパターン部7aの下に配置されるように基板駆動部20を制御して、基板11を移動させる。S106では、制御部6は、アライメント計測部22によってパターン部7aとショット領域11aとの位置ずれ量や形状差を計測し、その計測結果に基づいて変形部18を制御する。これにより、モールド7のパターン部7aを変形し、パターン部7aの形状を目標形状に近づけることができる。
S107では、制御部6は、変形部18によるパターン部7aの変形に基づいてショット領域11aを湾曲させる際の湾曲量を決定する。そして、制御部6は、その湾曲量に基づいて基板チャック19に設けられた複数のアクチュエータ27(湾曲部)を制御し、基板上のショット領域11aを湾曲させる。S108では、制御部6は、モールド駆動部16を制御し、湾曲部によって湾曲したショット領域11a上に供給された樹脂14に、モールド7のパターン部7aを接触させる。これにより、パターン部7aを、湾曲部によって湾曲したショット領域11aの形状に倣って湾曲させることができる。また、樹脂14にパターン部7aを接触させる際、上述したように、空間12の圧力を空間12の外部の圧力よりも高く設定し、パターン部7aを基板11に向かった凸型の形状に変形してもよい。これにより、樹脂14に対してパターン部7aをその中心部から接触させ、モールド7のパターンと樹脂14との間に気体(空気)が閉じ込められることを抑制して、基板11に転写されたパターンの欠損を防止することができる。なお、S106およびS107の工程は、S108の工程の後、またはS108の工程の最中に行ってもよい。
S109では、制御部6は、基板11に形成されたアライメントマークとモールド7に形成されたアライメントマークとの位置ずれを、アライメント計測部22によって計測する。そして、制御部6は、アライメント計測部22によって計測された位置ずれが許容範囲に収まるように基板駆動部20を制御する。このとき、制御部6は、アライメント計測部22によって計測された位置ずれが許容範囲に収まるように変形部18や湾曲部を制御してもよい。S110では、制御部6は、モールド7のパターン部7aと基板上のショット領域11aとが樹脂14を介して接触している状態で、当該樹脂14に紫外線を照射するように照射部2を制御する。これにより、樹脂14を硬化させることができる。S111では、制御部6は、モールド7を基板上の樹脂から剥離する(離型する)ようにモールド駆動部16を制御する。
S112では、制御部6は、基板上に引き続きパターンを形成するショット領域があるか否かの判定を実行する。次のショット領域がある場合はS103に進み、次のショット領域がない場合はS113に進む。S113では、制御部6は、基板11を基板チャック19から回収するように基板搬送機構(不図示)を制御する。S114では、制御部6は、引き続きインプリント処理を行う基板があるか否かの判定を実行する。次の基板がある場合はS102に進み、次の基板がない場合はS115に進む。S115では、制御部6は、モールド7をモールドチャック15から回収するようにモールド搬送機構(不図示)を制御する。
上述したように、第1実施形態のインプリント装置1では、基板チャック19は、ショット領域11aを湾曲させる湾曲部を含む。第1実施形態における湾曲部は、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂14を介して接触した状態におけるパターン部7aの形状が目標形状に近づくように基板11に力を加えることにより、ショット領域11aを湾曲させることができる。また、モールドチャック15は、湾曲部によって湾曲したショット領域11aの形状に倣ってパターン部7aが湾曲するようにモールド7を保持する。これにより、第1実施形態のインプリント装置1は、パターン部7aとショット領域11aとの位置合わせの際に、変形部18によってパターン部を変形することに加えて、パターン部7aとショット領域11aとを揃って湾曲させることができる。そのため、例えば、変形部18によってパターン部7aを変形した際に、ポアソン比からなるパターン部7aの変形を補正し、モールド7のパターンを基板上のショット領域11aに精度よく転写することができる。
<第2実施形態>
第1実施形態のインプリント装置1は、基板チャック19に設けられた湾曲部によって基板上のショット領域11aを湾曲させ、湾曲したショット領域11aの形状に倣ってモールド7のパターン部7aを湾曲させている。それに対し、第2実施形態のインプリント装置は、モールドチャック15に設けられた湾曲部によってモールド7のパターン部7aを湾曲させ、湾曲したパターン部7aの形状に倣って基板上のショット領域11aを湾曲させる。
ショット領域11aとパターン部7aとを湾曲させる第2実施形態のインプリント装置の構成例について、図7を参照しながら説明する。図7(a)は、第2実施形態におけるモールド7および基板11の周辺の構成例を示す図である。図7(a)に示す構成では、モールドチャック15に複数の凹部35が形成されており、各凹部35の内側にはアクチュエータ28がそれぞれ備えられている。これら各凹部35に備えられたアクチュエータ28は湾曲部として機能し、制御部6によって決定された湾曲量に基づいて各アクチュエータ28が駆動し、各凹部35の側壁に力を加える。これにより、モールドチャック15を湾曲させることができ、それに伴って、モールドチャック15によって保持されているモールド7も湾曲させることができる。即ち、湾曲部として機能する複数のアクチュエータ28が駆動することにより、モールド7のパターン部7aを湾曲させることができる。一方で、基板11は、パターン部7aとショット領域11aとが樹脂14を介して接触した際に、湾曲部によって湾曲したパターン部7aの形状に倣ってショット領域11aが湾曲するように、基板チャック19によって保持されている。基板チャック19は、基板11の外周部を例えば真空吸着により保持しており、モールド7のパターンを転写する対象のショット領域11aを含む基板11の部分と基板チャック19の保持面との間に流体(気体)を供給するように構成されている。このように基板チャック19を構成することにより、当該基板11の部分と基板チャック19の保持面との間には空間30が規定され、基板11の形状をパターン部7aに向かった凸形状にすることができる。そのため、図7(a)に示す構成では、パターン部7aとショット領域11aとを樹脂14を介して接触させた際に、湾曲部によって湾曲したパターン部7aの形状に倣ってショット領域11aを湾曲させることができる。
図7(b)は、第2実施形態におけるモールド7および基板11の周辺の別の構成例を示す図である。図7(b)に示すモールドチャック15は、図7(a)に示すモールドチャック15と同じ構成であるため、ここではその説明を省略する。図7(b)における基板チャック19は、基板11の外周部を例えば真空吸着により保持しており、基板11の基板チャック19側(保持部側)の面に力を加えるアクチュエータ29を複数有する。これら複数のアクチュエータ29は、モールド7のパターンを転写する対象のショット領域11aの周辺部分に力を加えるように構成されている。そして、複数のアクチュエータ29によって周辺領域に力を加えることにより、基板11の形状をパターン部7aに向かった凸形状にすることができる。そのため、図7(b)に示す構成では、パターン部7aとショット領域11aとを樹脂14を介して接触させた際に、湾曲部によって湾曲したパターン部7aの形状に倣ってショット領域11aを湾曲させることができる。
上述したように、第2実施形態のインプリント装置では、モールドチャック15は、パターン部7aを湾曲させる湾曲部を含む。第2実施形態における湾曲部は、ショット領域11aとパターン部7aとが樹脂14を介して接触した状態におけるパターン部7aの形状が目標形状に近づくようにモールド7に力を加えることにより、パターン部7aを湾曲させることができる。また、基板チャック19は、湾曲部によって湾曲したパターン部7aの形状に倣ってショット領域11aが湾曲するように基板11を保持する。これにより、第2実施形態のインプリント装置は、第1実施形態のインプリント装置1と同様に、例えば、変形部18によってパターン部7aを変形した際に、ポアソン比からなるパターン部7aの変形を補正することができる。そのため、モールド7のパターンを基板上のショット領域11aに精度よく転写することができる。
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)と、かかる工程でパターンが形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。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。 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ないことはいうまでもなく、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。

Claims (10)

  1. パターンが形成されたパターン部を有するモールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させることにより前記基板上のショット領域に前記モールドのパターンを転写するインプリント装置であって、
    前記パターン部の形状が目標形状に近づくように、前記モールドの側面に力を加えて前記パターン部を変形する変形部と、
    前記変形部により変形された前記パターン部の形状が、前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した状態において前記目標形状に近づくように、前記パターン部および前記ショット領域のうち一方に力を加え、当該一方を曲げる湾曲部と、
    前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した際に、前記パターン部および前記ショット領域のうち他方が、前記湾曲部によって曲げられた前記一方の形状に倣って曲がるように前記モールドまたは前記基板を保持する保持部と、
    を含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記変形部による前記パターン部の変形に応じて、前記パターン部および前記ショット領域のうち一方を曲げる量を示す湾曲量を決定し、前記湾曲量に基づいて前記湾曲部を制御する制御部を更に含む、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
  3. 前記湾曲部は、前記ショット領域が形成された前記基板の面と反対側の面に力を加えることによって前記ショット領域を曲げ、
    前記保持部は、前記湾曲部によって曲げられた前記ショット領域の形状に倣って前記パターン部が曲がるように前記モールドを保持する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。
  4. 前記湾曲部は、前記ショット領域が形成された前記基板の面と反対側の面に力を加える複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータの各々における駆動を制御することによって前記ショット領域を曲げる、ことを特徴とする請求項3に記載のインプリント装置。
  5. 前記湾曲部は、前記基板を保持する保持面を変形することによって前記ショット領域を曲げる、ことを特徴とする請求項3に記載のインプリント装置。
  6. 前記湾曲部は、前記モールドを保持するモールド保持部に力を加えることによって前記パターン部を曲げ、
    前記保持部は、前記パターン部と前記ショット領域とが前記インプリント材を介して接触した際に、前記湾曲部によって曲げられた前記パターン部の形状に倣って前記ショット領域が曲がるように前記基板を保持する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。
  7. 前記保持部は、前記基板を保持する保持面を有し、前記基板の少なくとも前記ショット領域に対応する部分の周辺を保持するとともに、当該部分と前記保持面との間に流体を供給することにより、前記基板が前記パターン部に向かった凸形状になるように基板を保持する、ことを特徴とする請求項6に記載のインプリント装置。
  8. 前記保持部は、前記基板の前記保持部側の面から力を加える複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータで前記ショット領域の周辺部分に力を加えることにより、前記基板が前記パターン部に向かった凸形状になるように基板を保持する、ことを特徴とする請求項6に記載のインプリント装置。
  9. パターンが形成されたパターン部を有するモールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させることにより前記基板上に前記モールドのパターンを転写するインプリント装置であって、
    前記モールドの側面に力を加えて前記パターン部を変形する変形部を有し、
    前記変形部が前記力を加える方向の軸周りの曲げモーメントを生じるように前記パターン部を曲げる、ことを特徴とするインプリント装置。
  10. 請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いてモールドのパターンを前記基板に形成する工程と、
    前記工程でパターンが形成された前記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。
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