JP2017037926A - Imprint device and method, and method for producing articles - Google Patents

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悠輔 田中
Yusuke Tanaka
悠輔 田中
弘稔 鳥居
Hirotoshi Torii
弘稔 鳥居
浩平 若林
Kohei Wakabayashi
浩平 若林
田中 裕
Yutaka Tanaka
裕 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for highly accurately deforming a shape of a pattern in a mold without being affected by an individual difference in outer shape of the mold, a change in measurement environment or the like, in an imprint device.SOLUTION: An imprint device includes: a holding part 5 for holding a mold; and a mold deformation mechanism 3 for applying a force to a side surface of the mold held in the holding part to deform the mold. The mold deformation mechanism includes: contact members 10a-10n in contact with the side surface of the mold; a first actuator for driving the contact member in a direction of applying a force to the mold; a measurement part for measuring displacement of the mold; and an adjustment mechanism capable of adjusting a measurement position of the measurement part for measuring displacement of the mold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インプリント装置及び方法、並びに物品の製造方法に関する。   The present invention relates to an imprint apparatus and method, and an article manufacturing method.

パターンが形成されたモールド(型)を用いて基板の上のインプリント材を成形するインプリント装置において、モールドの周辺には、側面方向からモールドに圧力を加えるための複数の加圧フィンガが配置される。加圧フィンガによってモールドの側面方向から外力を与えることで、モールドに形成されたパターン形状を変える。パターン形状は、基板に予め形成されたパターンとインプリント装置で形成されるパターンの重ね合わせ精度に影響を与える。そのため、パターン形状はパターンの微細化に対応するために数nm以下の高精度な補正が必要である。従って、加圧フィンガの駆動量をナノメートルオーダーで高精度に制御する必要がある。   In an imprint apparatus that forms an imprint material on a substrate using a mold (mold) in which a pattern is formed, a plurality of pressure fingers for applying pressure to the mold from the side surface direction are arranged around the mold. Is done. By applying an external force from the side surface of the mold with the pressure finger, the pattern shape formed on the mold is changed. The pattern shape affects the overlay accuracy of the pattern formed in advance on the substrate and the pattern formed by the imprint apparatus. Therefore, the pattern shape needs to be corrected with high accuracy of several nm or less in order to cope with the miniaturization of the pattern. Therefore, it is necessary to control the driving amount of the pressure finger with high accuracy on the order of nanometers.

特許文献1は、モールド側面に圧縮力を加えるアクチュエータを、モールド側面と支持構造体との間に設け、支持構造体とアクチュエータとの間に設けられた力センサによって駆動量の制御を行う方法を開示している。特許文献2は、モールドの形状の変化を、形状の変化を付与する機構から機械的に独立して構成されている複数の位置センサを用いて計測する技術を開示している。   Patent Document 1 discloses a method in which an actuator that applies a compressive force to a side surface of a mold is provided between the side surface of the mold and the support structure, and a drive amount is controlled by a force sensor provided between the support structure and the actuator. Disclosure. Patent Document 2 discloses a technique for measuring a change in the shape of a mold using a plurality of position sensors that are mechanically independent from a mechanism that imparts the change in shape.

特許第4688872号公報Japanese Patent No. 4688872 特許第5165030号公報Japanese Patent No. 5165030

しかし特許文献1においては、力センサによって駆動量の制御を行った場合、力センサの値はモールドと駆動部との接触摩擦による影響を受ける。また、インプリント動作によって生じる力によりセンサの値が変化する。これらが原因で駆動量の計測誤差が生じ、高精度なパターン形状の変更が困難となりうる。   However, in Patent Document 1, when the driving amount is controlled by the force sensor, the value of the force sensor is affected by the contact friction between the mold and the driving unit. Further, the value of the sensor changes due to the force generated by the imprint operation. For these reasons, a measurement error of the driving amount occurs, and it is difficult to change the pattern shape with high accuracy.

また、特許文献2においては、モールドを交換してモールドの外形が変化するとモールドの計測部位が位置センサの計測レンジ外になり計測不能となる場合がある。一般に、計測器の計測精度を高めると計測レンジが狭くなり、計測レンジを広くすると計測精度が低くなるトレードオフの関係がある。また、非接触式の変位センサを用いる場合には、計測環境が計測値に影響を及ぼす場合がある。例えば、分光干渉計等を用いて変位を計測する場合には、計測部付近の空気の屈折率の変動により光路長が変化し計測誤差となる。   In Patent Document 2, when the mold is changed and the outer shape of the mold changes, the measurement part of the mold is outside the measurement range of the position sensor and may not be measured. In general, there is a trade-off relationship that the measurement range is narrowed when the measurement accuracy of the measuring instrument is increased, and the measurement accuracy is lowered when the measurement range is widened. When a non-contact displacement sensor is used, the measurement environment may affect the measurement value. For example, when the displacement is measured using a spectroscopic interferometer or the like, the optical path length changes due to a change in the refractive index of air near the measurement unit, resulting in a measurement error.

そこで、本発明は、型の外形の個体差や計測環境の変化等に影響されずに、型に形成されたパターンの形状を高精度に変形させることのできる技術を提供する。   Therefore, the present invention provides a technique that can deform the shape of a pattern formed on a mold with high accuracy without being affected by individual differences in the outer shape of the mold, changes in measurement environment, and the like.

本発明の一側面によれば、型を用いて基板の上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、前記型を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記型の側面に力を加えて前記型を変形させる型変形機構とを備え、前記型変形機構は、前記型の側面に接触する接触部材と、前記接触部材を前記型に力を加える方向に駆動する第1アクチュエータと、前記型の変位を計測する計測部と、前記計測部を、前記型の変位を計測するための計測位置を調整可能な調整機構とを含むことを特徴とするインプリント装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an imprint apparatus that forms a pattern on an imprint material on a substrate using a mold, the holding unit holding the mold, and the mold held by the holding unit A mold deformation mechanism that applies a force to the side surface of the mold to deform the mold, and the mold deformation mechanism drives a contact member that contacts the side surface of the mold and a direction in which the force is applied to the mold. An imprint apparatus comprising: a first actuator; a measurement unit that measures the displacement of the mold; and an adjustment mechanism that can adjust the measurement position for measuring the displacement of the mold. Provided.

本発明によれば、型の外形の個体差や計測環境の変化等に影響されずに、型に形成されたパターンの形状を高精度に変形させることができる。   According to the present invention, the shape of the pattern formed on the mold can be deformed with high accuracy without being affected by individual differences in the outer shape of the mold, changes in the measurement environment, and the like.

実施形態におけるインプリント装置の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an imprint apparatus according to the embodiment. 第1実施形態におけるモールド補正機構の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the mold correction mechanism in 1st Embodiment. 実施形態におけるモールド補正機構の動作シーケンスを示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement sequence of the mold correction mechanism in embodiment. 第2実施形態におけるモールド補正機構の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the mold correction mechanism in 2nd Embodiment. 第3実施形態におけるモールド補正機構の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the mold correction mechanism in 3rd Embodiment. モールドの変形補正を説明する図。The figure explaining deformation correction of a mold.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It shows only the specific example advantageous for implementation of this invention. Moreover, not all combinations of features described in the following embodiments are indispensable for solving the problems of the present invention.

<第1実施形態>
図1(A)に本実施形態におけるインプリント装置100の構成を示す。光源1は、インプリント処理の際にモールド2に対して紫外線を照射する。モールド2は、基板6に対向する面に所定のパターン2aが形成された型である。モールド2は、石英等の紫外線を透過する材料で構成される。モールド保持部5におけるモールドベース4は、真空吸着力や静電力によりモールド2を引きつけて保持する。モールド保持部5におけるモールドヘッド21は、モールドベース4を支持し、インプリント動作のためにモールドベース4を基板6方向に駆動する不図示のモールド駆動機構を備える。なお、モールド2は不図示のモールドチェンジャを用いて交換することが可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1A shows the configuration of the imprint apparatus 100 according to this embodiment. The light source 1 irradiates the mold 2 with ultraviolet rays during the imprint process. The mold 2 is a mold in which a predetermined pattern 2 a is formed on the surface facing the substrate 6. The mold 2 is made of a material that transmits ultraviolet rays, such as quartz. The mold base 4 in the mold holding unit 5 attracts and holds the mold 2 by vacuum suction force or electrostatic force. The mold head 21 in the mold holding unit 5 includes a mold driving mechanism (not shown) that supports the mold base 4 and drives the mold base 4 toward the substrate 6 for an imprint operation. The mold 2 can be replaced using a mold changer (not shown).

基板ステージ7は、基板6を例えば真空吸着により保持する。ディスペンサ9は、基板上にインプリント材を、例えばインクジェット方式により塗布する。インプリント材は、例えば、紫外線を受光することで硬化する性質を有する光硬化性組成物であり、半導体デバイスの製造工程等により適宜選択されうる。   The substrate stage 7 holds the substrate 6 by, for example, vacuum suction. The dispenser 9 applies an imprint material on the substrate by, for example, an inkjet method. The imprint material is, for example, a photocurable composition having a property of being cured by receiving ultraviolet light, and can be appropriately selected depending on the manufacturing process of the semiconductor device.

インプリント装置100は、基板6の上に塗布された不図示のインプリント材とモールド2のパターン2aの面とを接触させた状態でインプリント材に光源1からの光(紫外線)を照射することによってインプリント材を硬化させるインプリント処理を行う。インプリント処理の概要は次のとおりである。   The imprint apparatus 100 irradiates the imprint material with light (ultraviolet rays) from the light source 1 in a state where an imprint material (not shown) applied on the substrate 6 is in contact with the surface of the pattern 2 a of the mold 2. Thus, an imprint process for curing the imprint material is performed. The outline of the imprint process is as follows.

まず、ディスペンサ9により基板6上にインプリント材が塗布される。次に、基板ステージ7を駆動することにより、モールド2の下へインプリント材が塗布された基板6を移動させる。次に、基板6上のインプリント材とモールド2とを接触させる押型により、モールド2に形成されたパターン2aの凹部にインプリント材が充填される。その後、インプリント材を硬化すべく、光源1から紫外線を射出する。射出された紫外線は、モールド2を透過し、インプリント材に照射され、これによりインプリント材は基板6上で硬化する。インプリント材が凝固した後、モールド2は硬化したインプリント材から離される(離型)。こうして、基板6上のインプリント材がパターン2aに従って成形される。本明細書において、以上の押型及び離型を含む一連の動作をインプリント動作とよぶ。なお、インプリント動作は、モールド2を移動させることで実現させてもよいが、基板ステージ7を移動させることで実現してもよいし、またはその双方を移動させてもよい。基板ステージ7の駆動により、基板6の所定の位置に押型が可能となり、パターン形成後、次の押型位置(ショット領域)がディスペンサ9の下に来るように基板6を移動する。このようにショット領域を変えながらインプリント動作を繰り返すことで、一枚の基板6上に多数のパターンが形成されうる。モールドチェンジャによりモールド2を交換することにより別のパターンを形成することが可能である。インプリント処理の内容は概ね以上のとおりである。   First, an imprint material is applied onto the substrate 6 by the dispenser 9. Next, the substrate 6 on which the imprint material is applied is moved under the mold 2 by driving the substrate stage 7. Next, the imprint material is filled in the concave portions of the pattern 2 a formed in the mold 2 by a pressing die that brings the imprint material on the substrate 6 into contact with the mold 2. Thereafter, ultraviolet light is emitted from the light source 1 to cure the imprint material. The emitted ultraviolet light passes through the mold 2 and is irradiated onto the imprint material, whereby the imprint material is cured on the substrate 6. After the imprint material is solidified, the mold 2 is released from the cured imprint material (release). Thus, the imprint material on the substrate 6 is formed according to the pattern 2a. In this specification, a series of operations including the above-described pressing and releasing is referred to as an imprint operation. The imprint operation may be realized by moving the mold 2, but may be realized by moving the substrate stage 7, or both of them may be moved. By driving the substrate stage 7, the mold can be pressed at a predetermined position of the substrate 6. After the pattern is formed, the substrate 6 is moved so that the next mold position (shot area) is below the dispenser 9. In this way, by repeating the imprint operation while changing the shot area, a large number of patterns can be formed on one substrate 6. It is possible to form another pattern by exchanging the mold 2 with the mold changer. The contents of the imprint process are as described above.

押型の際、パターン2aとショット領域表面のインプリント材との間に気泡が残留すると、形成されるパターンが歪み、程度によっては転写欠陥が発生してしまう。そのため、インプリント材に対して溶解性の高いヘリウムや二酸化炭素などのガスでモールド2と基板6との間の空間の空気を置換させて気泡の発生を抑えることが行われる。そこで本実施形態では、モールド2と基板6との間に空気と置換するためのガスを供給するガス供給部26が、モールドベース4に設けられている。   If air bubbles remain between the pattern 2a and the imprint material on the surface of the shot area during the stamping, the pattern to be formed is distorted, and a transfer defect occurs depending on the degree. Therefore, the generation of bubbles is suppressed by replacing the air in the space between the mold 2 and the substrate 6 with a gas such as helium or carbon dioxide that is highly soluble in the imprint material. Therefore, in the present embodiment, a gas supply unit 26 that supplies a gas for replacing air between the mold 2 and the substrate 6 is provided in the mold base 4.

インプリント装置100は、モールド保持部5に保持されたモールド2の側面を押圧してモールド2を変形させることで、モールドに形成されたパターン2aの形状を補正するモールド補正機構(型変形機構)を有する。このモールド補正機構は、モールド2の周辺に、モールド2に側面方向から圧力を加えるためにモールド2の側面に接触する、複数の接触部材である加圧フィンガ10を有する。図1(B)は、インプリント装置100において、モールド2及びその周辺を下方より見た図である。加圧フィンガ10は、矩形の外形を有するモールド2を四方から取り囲むように配置され、各加圧フィンガ(10a〜10n)の端面がモールド2の側面を独立した点で加圧している。なお、本発明は加圧フィンガの特定の数に限定されるものではない。   The imprint apparatus 100 presses the side surface of the mold 2 held by the mold holding unit 5 to deform the mold 2, thereby correcting the shape of the pattern 2a formed on the mold (mold deformation mechanism). Have The mold correction mechanism has pressure fingers 10 as a plurality of contact members that are in contact with the side surface of the mold 2 in order to apply pressure to the mold 2 from the side surface direction. FIG. 1B is a view of the mold 2 and its periphery viewed from below in the imprint apparatus 100. The pressure fingers 10 are arranged so as to surround the mold 2 having a rectangular outer shape from four directions, and the end surfaces of the pressure fingers (10a to 10n) pressurize the side surfaces of the mold 2 at independent points. Note that the present invention is not limited to a specific number of pressure fingers.

図6は、モールド2に形成されたパターン2aの表面を基板6側から見た概略図であり、パターン2aの形状歪みを修正する方法を示している。モールド2上のパターン2aは、歪みを持った状態で、基板6と相対的に位置決めされる。ここで、モールド2の四辺の側面には、それぞれ複数の加圧フィンガ10が配置されている。加圧フィンガ10は個々に例えば1000Nまでの力でモールド2の側面に力を加える能力を持っている。   FIG. 6 is a schematic view of the surface of the pattern 2a formed on the mold 2 as viewed from the substrate 6 side, and shows a method of correcting the shape distortion of the pattern 2a. The pattern 2a on the mold 2 is positioned relative to the substrate 6 in a strained state. Here, a plurality of pressure fingers 10 are arranged on the side surfaces of the four sides of the mold 2. Each of the pressure fingers 10 has an ability to apply a force to the side surface of the mold 2 with a force of up to 1000 N, for example.

モールド2は、一般的に石英ガラスなどの結晶材料によって作られるが、例えば1000Nの力を加えれば、数ppmの変形を生じさせることができる。従って、加圧フィンガ10による加圧を制御することでモールド2の歪みを修正することが可能である。例えば、図6(A)のように樽型に変形したパターン2aを考える。この場合、図6(B)に示されるように、モールド2が糸巻き型に変形するような分布でモールド2の側面を加圧フィンガ10によって加圧する。これにより、加圧後のモールド外形は矩形28aから糸巻き型28bに変形し、パターン2aの形状を曲線から直線に修正することができる。また、パターン形状の補正は、図6(A),(B)のような曲線から直線に修正するものだけではない。例えば、基板に予め形成されたショット領域の形状に合わせて、モールドの形状を変形させることも必要である。本実施形態の加圧フィンガ10によれば、ショット領域の形状に歪みがある場合には、その歪みに合わせてモールドのパターン部を歪ませることも可能である。なお、このような加圧フィンガ10には、1nm以下の精密な駆動制御が必要となりうる。   The mold 2 is generally made of a crystal material such as quartz glass. However, if a force of 1000 N is applied, for example, deformation of several ppm can be caused. Therefore, it is possible to correct the distortion of the mold 2 by controlling the pressure applied by the pressure finger 10. For example, consider a pattern 2a deformed into a barrel shape as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 6B, the side surface of the mold 2 is pressed by the pressure finger 10 in such a distribution that the mold 2 is deformed into a pincushion mold. Thereby, the mold outer shape after pressurization is deformed from the rectangle 28a to the pincushion die 28b, and the shape of the pattern 2a can be corrected from a curve to a straight line. Further, the correction of the pattern shape is not limited to correction from a curve as shown in FIGS. 6A and 6B to a straight line. For example, it is also necessary to change the shape of the mold in accordance with the shape of the shot region previously formed on the substrate. According to the pressure finger 10 of the present embodiment, if the shot region has a distortion, the pattern portion of the mold can be distorted in accordance with the distortion. Such a pressure finger 10 may require precise drive control of 1 nm or less.

図1(A)において、制御部25は、上記各部と電気的に接続され、上記各部を制御することにより、インプリントに係る処理を実行する。制御部25は、CPU、RAM、ROM等のメモリを含むコンピュータで構成されうる。   In FIG. 1A, the control unit 25 is electrically connected to each of the above-described units, and executes the process related to imprinting by controlling the above-described units. The control unit 25 can be configured by a computer including a memory such as a CPU, a RAM, and a ROM.

図2に、加圧フィンガ10の各々に対して構成されるモールド補正機構の詳細な構成例を示す。モールド補正機構3は、上述の加圧フィンガ10をはじめ、加圧フィンガ10を駆動する第1アクチュエータ11、第1アクチュエータ11を支持する支持部材12、モールド2の変位を計測する変位計測部13を含む。また、本実施形態において、モールド補正機構3は、変位計測部13を駆動する第2アクチュエータ14を含む。加圧フィンガ10は、モールド2の側面と接触し、第1アクチュエータ11が伸長することによって与えられる圧縮力をモールド2に伝える。第1アクチュエータ11は例えば、ピエゾ素子や空圧アクチュエータ、直動モータなどで構成されうる。   FIG. 2 shows a detailed configuration example of the mold correction mechanism configured for each of the pressure fingers 10. The mold correction mechanism 3 includes the above-described pressure finger 10, a first actuator 11 that drives the pressure finger 10, a support member 12 that supports the first actuator 11, and a displacement measurement unit 13 that measures the displacement of the mold 2. Including. In the present embodiment, the mold correction mechanism 3 includes a second actuator 14 that drives the displacement measuring unit 13. The pressure finger 10 is in contact with the side surface of the mold 2, and transmits the compressive force applied by the extension of the first actuator 11 to the mold 2. The first actuator 11 can be composed of, for example, a piezo element, a pneumatic actuator, a linear motion motor, or the like.

モールド補正機構3は、変位計測部13を、モールド2の変位を計測するための計測位置を調整可能な調整機構を有する。本実施形態において、調整機構は、変位計測部13を計測位置と退避位置との間で移動させるための第2アクチュエータ14を有する。変位計測部13は、加圧フィンガ10に実質的に接することなく第2アクチュエータ14に保持されている。変位計測部13は、加圧フィンガ10に接することなくモールド2の加圧部の中心を計測することにより、モールド2の位置およびその変形を計測することが可能である。変位計測部13は、モールド2に非接触、接触の何れの方式で変位を計測するよう構成されてもよい。変位計測部13が非接触方式の場合には、例えば、光学式、渦電流式、静電容量式の変位計が利用できる。変位計測部13が接触方式の場合には例えば、変位計測部13に生じた変形をひずみゲージ等により計測することで変位計測ができる。また、変位計測部13ロードセルで構成されてもよい。変位計測部13は、第2アクチュエータ14によりモールド2の計測位置へ移動されうる。第2アクチュエータ14は例えば、ピエゾ素子や空圧アクチュエータ、直動モータなどで構成されうる。   The mold correction mechanism 3 has an adjustment mechanism that allows the displacement measurement unit 13 to adjust the measurement position for measuring the displacement of the mold 2. In the present embodiment, the adjustment mechanism includes a second actuator 14 for moving the displacement measuring unit 13 between the measurement position and the retracted position. The displacement measuring unit 13 is held by the second actuator 14 without substantially contacting the pressure finger 10. The displacement measuring unit 13 can measure the position of the mold 2 and its deformation by measuring the center of the pressing unit of the mold 2 without contacting the pressing finger 10. The displacement measuring unit 13 may be configured to measure the displacement by any method of non-contact or contact with the mold 2. When the displacement measuring unit 13 is a non-contact type, for example, an optical type, eddy current type, or capacitance type displacement meter can be used. When the displacement measuring unit 13 is a contact method, for example, the displacement measurement can be performed by measuring the deformation generated in the displacement measuring unit 13 with a strain gauge or the like. Moreover, you may be comprised with the displacement measurement part 13 load cell. The displacement measuring unit 13 can be moved to the measurement position of the mold 2 by the second actuator 14. The second actuator 14 can be constituted by, for example, a piezo element, a pneumatic actuator, a linear motion motor, or the like.

図3は、モールド補正機構の動作シーケンスを示すフローチャートである。このフローチャートに対応する動作制御は制御部25によって実行される。はじめに、モールドチェンジャによりモールド2をモールドベース4に搭載する(S101)。この状態では、図2(a)に示されるように、モールド補正機構3の加圧フィンガ10および変位計測部13はモールド2に接触していない。搭載されたモールド2はモールド補正機構3に内蔵されている第1アクチュエータ11を用いて適切な位置にセンタリングされる(S102)。   FIG. 3 is a flowchart showing an operation sequence of the mold correction mechanism. Operation control corresponding to this flowchart is executed by the control unit 25. First, the mold 2 is mounted on the mold base 4 by the mold changer (S101). In this state, as shown in FIG. 2A, the pressure finger 10 and the displacement measuring unit 13 of the mold correction mechanism 3 are not in contact with the mold 2. The mounted mold 2 is centered at an appropriate position by using the first actuator 11 built in the mold correction mechanism 3 (S102).

次に、図2(b)に示されるように、モールド2の形状を計測するための変位計測部13を第2アクチュエータ14によって所定の計測位置に移動させる(S103)。計測位置は、例えば、変位計測部13の計測値が所定値になる位置とすればよい。この場合、変位計測部13の計測値をモニタリングしながら、変位計測部13の計測値が所定値になる位置まで第2アクチュエータ14によって移動させる。変位計測部13の計測値の目標値は、第1アクチュエータによりモールド2を変形させる際に必要となる変形量が、変位計測部13の計測可能レンジに含まれるように決定する必要がある。また、モールド2の変形領域が、変位計測部13の計測精度の良好な領域に含まれていることが望ましい。あるいは、例えばモールド2の外形を予め計測しておき、得られた外形情報を基に変位計測部13が適切な位置になるように移動させてもよい。この場合には、移動時に変位計測部13の計測値をモニタリングする必要はなく、第2アクチュエータ14の出力によって位置を決定すればよい。   Next, as shown in FIG. 2B, the displacement measuring unit 13 for measuring the shape of the mold 2 is moved to a predetermined measurement position by the second actuator 14 (S103). The measurement position may be a position where the measurement value of the displacement measurement unit 13 becomes a predetermined value, for example. In this case, the second actuator 14 is moved to a position where the measurement value of the displacement measurement unit 13 becomes a predetermined value while monitoring the measurement value of the displacement measurement unit 13. The target value of the measurement value of the displacement measuring unit 13 needs to be determined so that the deformation amount required when the mold 2 is deformed by the first actuator is included in the measurable range of the displacement measuring unit 13. Further, it is desirable that the deformation region of the mold 2 is included in a region where the measurement accuracy of the displacement measuring unit 13 is good. Alternatively, for example, the outer shape of the mold 2 may be measured in advance, and the displacement measuring unit 13 may be moved to an appropriate position based on the obtained outer shape information. In this case, it is not necessary to monitor the measurement value of the displacement measuring unit 13 during movement, and the position may be determined by the output of the second actuator 14.

次に、第2アクチュエータ14によって移動された変位計測部13は、計測位置で固定される(S104)。インプリント装置100は例えば、変位計測部13を計測位置において固定する固定部24を備える。例えば、第2アクチュエータ14がピエゾ素子や空圧アクチュエータのようにドライバ出力に応じて位置が変化するアクチュエータであれば、そのドライバ出力を一定に保つ。また、直動モータのように駆動時にのみ出力を要するアクチュエータであれば、ドライバ出力をオフにする。その上で、変位計測部13を固定部24により機械的に保持し、モールドベース4に対して変位計測部13が移動しないように固定する。固定部24による固定は例えば、メカニカルクランプ、真空吸着、静電吸着等によって実現されうる。適切な位置に移動した変位計測部13をモールドベース4に対して固定することによって、変位計測部13はモールド2の変位の高精度な計測をより確実にすることができる。また、変位計測部13が力ではなく変位を計測することによって、モールド2とモールドベース4との間や、モールド2と加圧フィンガ10との間に生じる摩擦力によるヒステリシスの影響を受けにくくなり、より高精度なモールド2の形状計測が可能となる。   Next, the displacement measuring unit 13 moved by the second actuator 14 is fixed at the measurement position (S104). The imprint apparatus 100 includes, for example, a fixing unit 24 that fixes the displacement measuring unit 13 at a measurement position. For example, if the second actuator 14 is an actuator whose position changes according to the driver output, such as a piezo element or a pneumatic actuator, the driver output is kept constant. If the actuator requires an output only during driving, such as a linear motor, the driver output is turned off. Then, the displacement measuring unit 13 is mechanically held by the fixing unit 24 and fixed so that the displacement measuring unit 13 does not move with respect to the mold base 4. The fixing by the fixing unit 24 can be realized by, for example, a mechanical clamp, vacuum suction, electrostatic suction, or the like. By fixing the displacement measuring unit 13 moved to an appropriate position with respect to the mold base 4, the displacement measuring unit 13 can more accurately measure the displacement of the mold 2. In addition, since the displacement measuring unit 13 measures displacement instead of force, the displacement measuring unit 13 is less susceptible to hysteresis due to frictional force generated between the mold 2 and the mold base 4 or between the mold 2 and the pressure finger 10. Therefore, the shape of the mold 2 can be measured with higher accuracy.

次に、図2(c)に示されるように、モールド2に形成されたパターン2aが所望の形状になるよう補正すべく、第1アクチュエータ11を駆動して加圧フィンガ10によりモールド側面を押圧する(S105)。具体的には、制御部25は、変位計測部13の出力が目標値となるように第1アクチュエータ11を駆動する。このとき、変位計測部13は、加圧フィンガ10に接することなくモールド2の変位を計測することができる。また、このステップにおいて、変位計測部13は固定されており、モールドベース4に対して動くことはない。   Next, as shown in FIG. 2 (c), the first actuator 11 is driven and the side surface of the mold is pressed by the pressure finger 10 to correct the pattern 2 a formed on the mold 2 to have a desired shape. (S105). Specifically, the control unit 25 drives the first actuator 11 so that the output of the displacement measurement unit 13 becomes a target value. At this time, the displacement measuring unit 13 can measure the displacement of the mold 2 without contacting the pressure finger 10. In this step, the displacement measuring unit 13 is fixed and does not move with respect to the mold base 4.

S105でモールド2の形状が補正された後、インプリント動作が行われる(S106)。インプリント動作が完了すると、次のショットがあるかの判定を行い(S107)、次のショットがある場合にはS105に戻り、次のショットについて処理を繰り返す。全てのショットが完了すると、変位計測部13の固定部24による固定(S104)を解除し、図2(a)に示されるように、第2アクチュエータによって変位計測部13はモールド2から退避され(S108)、その後、モールド2が回収される(S109)。   After the shape of the mold 2 is corrected in S105, an imprint operation is performed (S106). When the imprint operation is completed, it is determined whether there is a next shot (S107). If there is a next shot, the process returns to S105, and the process is repeated for the next shot. When all the shots are completed, the fixing (24) by the fixing unit 24 of the displacement measuring unit 13 is released, and the displacement measuring unit 13 is retracted from the mold 2 by the second actuator as shown in FIG. Thereafter, the mold 2 is recovered (S109).

なお、本実施形態では、変位計測部13を適切な位置に移動した後に、モールド2に形成されたパターン2aが所望の形状になるように第1アクチュエータ11を駆動しているが、この限りではない。例えば、基板6上に形成されたパターン毎に、第1アクチュエータ11を駆動させて、モールド2上のパターン形状を補正する。そのため、アクチュエータ11を駆動した際に、変位計測部13の位置を調整する必要が生じた場合には、第1アクチュエータ11の駆動を一旦停止する。その際の変位計測部13の出力に基づいて、第2アクチュエータを駆動して、変位計測部13を適切な位置に移動し、再度、第1アクチュエータ11を駆動させてもよい。   In the present embodiment, the first actuator 11 is driven so that the pattern 2a formed on the mold 2 has a desired shape after the displacement measuring unit 13 is moved to an appropriate position. Absent. For example, the first actuator 11 is driven for each pattern formed on the substrate 6 to correct the pattern shape on the mold 2. Therefore, when it is necessary to adjust the position of the displacement measuring unit 13 when the actuator 11 is driven, the driving of the first actuator 11 is temporarily stopped. Based on the output of the displacement measuring unit 13 at that time, the second actuator may be driven to move the displacement measuring unit 13 to an appropriate position, and the first actuator 11 may be driven again.

<第2実施形態>
図4に、第2実施形態におけるモールド補正機構の構成例を示す。図4において、変位計測部13は、計測位置と退避位置との間の移動を案内するリニアガイド16によって保持されている。第1アクチュエータ11は、第1実施形態と同様に加圧フィンガ10を駆動する。ここで、本実施形態において、加圧フィンガ10と変位計測部13とは、連結部材15によって連結されている。すなわち、連結部材15の一端は加圧フィンガ10に、他端は変位計測部13に、それぞれ接合されている。そのため、変位計測部13は、第1アクチュエータの駆動力によって、リニアガイド16に沿って加圧フィンガ10と連動する。ただし、連結部材15は加圧フィンガ10よりも十分に剛性が低い部材とする。
Second Embodiment
FIG. 4 shows a configuration example of the mold correction mechanism in the second embodiment. In FIG. 4, the displacement measuring unit 13 is held by a linear guide 16 that guides the movement between the measurement position and the retracted position. The first actuator 11 drives the pressure finger 10 as in the first embodiment. Here, in this embodiment, the pressure finger 10 and the displacement measuring unit 13 are connected by a connecting member 15. That is, one end of the connecting member 15 is joined to the pressure finger 10 and the other end is joined to the displacement measuring unit 13. Therefore, the displacement measuring unit 13 is interlocked with the pressure finger 10 along the linear guide 16 by the driving force of the first actuator. However, the connecting member 15 is a member having sufficiently lower rigidity than the pressure finger 10.

図3のS101およびS102の状態では、図4(a)に示されるように、加圧フィンガ10および変位計測部13はモールド2に接していない。この状態は、変位計測部13が退避位置に退避していることを示している。S103で、第1アクチュエータ11を駆動させると、変位計測部13は、リニアガイド16に沿って、連結部材15により加圧フィンガ10とともに連動し、モールド2の側面に当接する(図4(b))。ここで、変位計測部13は固定部24によりリニアガイド16に固定される(S104)。そしてS105において、モールド形状の補正のために第1アクチュエータ11を更に駆動させる(図4(c))。このとき、上記のとおり連結部材15は加圧フィンガ10よりも剛性が十分に低いため、加圧フィンガ10がモールド2を押圧する際、その押圧力に応じて連結部材15が弾性変形する。そのため、変位計測部13が固定部24の固定が外れてモールド側面を必要以上に加圧してしまったり、加圧フィンガ10のモールド2への押圧が阻害されたりすることはない。   In the state of S101 and S102 in FIG. 3, as shown in FIG. 4A, the pressure finger 10 and the displacement measuring unit 13 are not in contact with the mold 2. This state indicates that the displacement measuring unit 13 is retracted to the retracted position. When the first actuator 11 is driven in S103, the displacement measuring unit 13 is interlocked with the pressure finger 10 by the connecting member 15 along the linear guide 16 and comes into contact with the side surface of the mold 2 (FIG. 4B). ). Here, the displacement measuring unit 13 is fixed to the linear guide 16 by the fixing unit 24 (S104). In step S105, the first actuator 11 is further driven to correct the mold shape (FIG. 4C). At this time, since the connecting member 15 has sufficiently lower rigidity than the pressure finger 10 as described above, when the pressure finger 10 presses the mold 2, the connecting member 15 is elastically deformed according to the pressing force. Therefore, the displacement measuring unit 13 does not unfix the fixing unit 24 and pressurizes the side surface of the mold more than necessary, or the pressing of the pressing finger 10 to the mold 2 is not hindered.

なお、本実施形態では、変位計測部13は連結部材15によりモールド2に接触する例を示したが、変位計測部13に非接触式の計測器を用い、計測器の出力が所定値になったところで変位計測部13をリニアガイド16に固定するよう構成してもよい。これにより、非接触式の計測器を用いて精度よく計測することが可能である。   In the present embodiment, the displacement measuring unit 13 is in contact with the mold 2 by the connecting member 15, but a non-contact type measuring device is used for the displacement measuring unit 13, and the output of the measuring device becomes a predetermined value. The displacement measuring unit 13 may be configured to be fixed to the linear guide 16. Thereby, it is possible to measure with high accuracy using a non-contact type measuring instrument.

<第3実施形態>
上述の第1実施形態または第2実施形態において、変位計測部13として非接触の光学式の計測器を用いる場合について、変位計測部13の適切な固定位置について説明する。
<Third Embodiment>
In the case of using a non-contact optical measuring instrument as the displacement measuring unit 13 in the first embodiment or the second embodiment described above, an appropriate fixed position of the displacement measuring unit 13 will be described.

S106のインプリント動作を行う際に、ガス供給部26から、モールド2と基板6との間に、ヘリウム(He)等のガスを供給することができる。しかし、ガスがモールド2と基板6との間から変位計測部13の付近まで拡散し、計測部付近のガス濃度が変動すると光路長が変化してしまう。空間的な距離をs、屈折率をnとすると、光路長LはL=n×sで表され、屈折率がΔn変化すると、光路長の変化による計測誤差はΔL=Δn×sとなる。例えば、空気中(n=1.000292)におけるHe(n=1.000035)濃度が1%変化した場合、屈折率変化はΔn=2.57e−6となる。従って、空間的な距離sが例えば1mmであるとき、2.57nmの計測誤差が生じることになる。このような計測誤差は、数nm以下の高精度な補正が必要となるモールド補正機構3においては許容できない可能性がある。この計測誤差は空間的な距離s、すなわち変位計測部13とモールド2との距離、に比例する。そこで本実施形態では、変位計測部13は、変位計測部13の計測レンジ内において、モールド2からの距離が最短となる位置で固定される。   When performing the imprint operation of S106, a gas such as helium (He) can be supplied from the gas supply unit 26 between the mold 2 and the substrate 6. However, when the gas diffuses from between the mold 2 and the substrate 6 to the vicinity of the displacement measuring unit 13 and the gas concentration in the vicinity of the measuring unit varies, the optical path length changes. When the spatial distance is s and the refractive index is n, the optical path length L is expressed as L = n × s, and when the refractive index changes by Δn, the measurement error due to the change in the optical path length becomes ΔL = Δn × s. For example, when the He (n = 1.0003535) concentration in the air (n = 1.000292) changes by 1%, the refractive index change becomes Δn = 2.57e-6. Accordingly, when the spatial distance s is 1 mm, for example, a measurement error of 2.57 nm occurs. Such a measurement error may be unacceptable in the mold correction mechanism 3 that requires highly accurate correction of several nm or less. This measurement error is proportional to the spatial distance s, that is, the distance between the displacement measuring unit 13 and the mold 2. Therefore, in the present embodiment, the displacement measurement unit 13 is fixed at a position where the distance from the mold 2 is the shortest within the measurement range of the displacement measurement unit 13.

例えば、図2のように第1アクチュエータを駆動すると変位計測部13の計測値が増加する構成の場合は、S103において、変位計測部13の最短計測可能距離に、変位計測部13を第2アクチュエータにより駆動した後に固定すればよい。一方、第1アクチュエータを駆動すると変位計測部13の計測値が減少する構成の場合は、S103において、変位計測部13の最短計測可能距離に、実際に必要となる計測値を加算した値になるように変位計測部13を移動し、固定すればよい。両者の場合とも、第1アクチュエータ駆動時に、変位計測部13とモールド2との距離が計測レンジ外にならないように固定位置が決定される。   For example, when the first actuator is driven as shown in FIG. 2, the measurement value of the displacement measurement unit 13 increases when the displacement measurement unit 13 is moved to the shortest measurable distance of the displacement measurement unit 13 in S 103. It may be fixed after being driven by. On the other hand, when the first actuator is driven, the measurement value of the displacement measurement unit 13 decreases. In S103, the actual measurement value is added to the shortest measurable distance of the displacement measurement unit 13. The displacement measuring unit 13 may be moved and fixed as described above. In both cases, the fixed position is determined so that the distance between the displacement measuring unit 13 and the mold 2 does not fall outside the measurement range when the first actuator is driven.

以上のように、変位計測部13に非接触式の計測器を用いる場合、変位計測部13の計測レンジ内において、変位計測部13とモールド2との距離をできるだけ短くすることで、計測部付近のガスの濃度変動により生じる計測誤差を低減させることができる。   As described above, when a non-contact type measuring instrument is used for the displacement measuring unit 13, the distance between the displacement measuring unit 13 and the mold 2 is made as short as possible within the measuring range of the displacement measuring unit 13, so that the vicinity of the measuring unit Measurement errors caused by fluctuations in gas concentration can be reduced.

<第4実施形態>
上述の各実施形態においては、変位計測部13はモールド2の側面を計測する位置に配置されている。しかし、計測位置は側面ではなく、図5(a)に示されるように、モールド2のモールドベース4に対向する面であってもよい。この場合、第2アクチュエータ14はZ方向に駆動し、変位計測部13はモールド2に接触する。変位計測部13は、モールド2に接触した状態で、第1アクチュエータ11を駆動し、モールドベース4に吸着固定されているモールド2のZ方向及びX方向の変位を計測する。
<Fourth embodiment>
In each of the embodiments described above, the displacement measuring unit 13 is disposed at a position for measuring the side surface of the mold 2. However, the measurement position may not be a side surface but a surface facing the mold base 4 of the mold 2 as shown in FIG. In this case, the second actuator 14 is driven in the Z direction, and the displacement measuring unit 13 contacts the mold 2. The displacement measuring unit 13 drives the first actuator 11 in contact with the mold 2 to measure the displacement in the Z direction and the X direction of the mold 2 that is attracted and fixed to the mold base 4.

図5(b)に別の態様を示す。モールド2は、パターン2aの部分を変形させるために、モールド裏面(モールド2のパターン2aと反対側の面)に形成された凹形状のキャビティ2bを有する。この場合、変位計測部13は、図示の如く、キャビティ2bの内側の側面の位置に対して計測動作を行うように配置されてもよい。   FIG. 5B shows another embodiment. The mold 2 has a concave cavity 2b formed on the back surface of the mold (surface opposite to the pattern 2a of the mold 2) in order to deform the pattern 2a portion. In this case, the displacement measuring unit 13 may be arranged so as to perform a measuring operation on the position of the inner side surface of the cavity 2b as illustrated.

<物品の製造方法>
本発明の実施形態に係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。該製造方法は、インプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが形成された基板を加工する他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、樹脂剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Production method>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The manufacturing method includes a step of forming a pattern on a substrate using an imprint apparatus. Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resin peeling, dicing, bonding, packaging, etc.) for processing the substrate on which the pattern is formed. . The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

<他の実施形態>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Other embodiments>
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

100:インプリント装置、1:光源、2:モールド、5:モールド保持部、6:基板、7:基板ステージ、9:ディスペンサ、10:加圧フィンガ、24:固定部、26:ガス供給部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Imprint apparatus, 1: Light source, 2: Mold, 5: Mold holding part, 6: Substrate, 7: Substrate stage, 9: Dispenser, 10: Pressure finger, 24: Fixed part, 26: Gas supply part

Claims (13)

型を用いて基板の上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記型の側面に力を加えて前記型を変形させる型変形機構と、
を備え、
前記型変形機構は、
前記型の側面に接触する接触部材と、
前記接触部材を前記型に力を加える方向に駆動する第1アクチュエータと、
前記型の変位を計測する計測部と、
前記計測部を、前記型の変位を計測するための計測位置を調整可能な調整機構と、
を含むことを特徴とするインプリント装置。
An imprint apparatus for forming a pattern on an imprint material on a substrate using a mold,
A holding part for holding the mold;
A mold deformation mechanism for deforming the mold by applying a force to a side surface of the mold held by the holding portion;
With
The mold deformation mechanism is
A contact member that contacts a side surface of the mold;
A first actuator that drives the contact member in a direction to apply force to the mold;
A measuring unit for measuring the displacement of the mold;
An adjustment mechanism capable of adjusting the measurement position for measuring the displacement of the mold;
An imprint apparatus comprising:
前記型変形機構は、前記計測位置で前記計測部を固定する固定部を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。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the mold deformation mechanism includes a fixing unit that fixes the measurement unit at the measurement position. 前記調整機構は、前記計測部を前記計測位置と前記退避位置との間で移動させるための第2アクチュエータを含む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。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the adjustment mechanism includes a second actuator for moving the measurement unit between the measurement position and the retracted position. 前記調整機構は、前記計測部を前記計測位置と前記退避位置との間の移動を案内するリニアガイドを含み、前記第1アクチュエータの駆動によって前記計測部を前記リニアガイドに沿って移動させ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。   The adjustment mechanism includes a linear guide that guides the movement of the measurement unit between the measurement position and the retracted position, and moves the measurement unit along the linear guide by driving the first actuator. The imprint apparatus according to claim 1, wherein the imprint apparatus is characterized by the following. 前記調整機構は、前記接触部材と前記計測部とを連結する連結部材を含み、前記第1アクチュエータの駆動によって、前記計測部が前記接触部材と連動することを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。   The said adjustment mechanism contains the connection member which connects the said contact member and the said measurement part, and the said measurement part interlock | cooperates with the said contact member by the drive of a said 1st actuator. Imprint device. 前記計測部が前記第1アクチュエータの駆動により前記計測位置に移動した後、前記接触部材を介して前記側面に力を加えるために前記第1アクチュエータを更に駆動させるとき、前記連結部材は、前記側面に加えられる力に応じて弾性変形することを特徴とする請求項5に記載のインプリント装置。   After the measurement unit is moved to the measurement position by driving the first actuator, when the first actuator is further driven to apply a force to the side surface via the contact member, the connecting member is The imprint apparatus according to claim 5, wherein the imprint apparatus is elastically deformed according to a force applied to the. 前記計測部は、前記型に接触した状態で計測動作を行う接触式の計測部であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit is a contact-type measurement unit that performs a measurement operation in contact with the mold. 前記計測部は、前記型に接触しない状態で計測動作を行う非接触式の計測部であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit is a non-contact type measurement unit that performs a measurement operation without being in contact with the mold. 前記計測位置は、前記計測部の計測レンジ内において、前記型からの距離が最短となる位置であることを特徴とする請求項8に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 8, wherein the measurement position is a position where a distance from the mold is shortest within a measurement range of the measurement unit. 前記計測部は、前記計測位置において前記型の側面の位置に対して計測動作を行うように配置されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit is arranged to perform a measurement operation on a position of a side surface of the mold at the measurement position. 前記型は、前記パターンと反対側の面に形成された凹形状のキャビティを有し、
前記計測部は、前記キャビティの内側の側面の位置に対して計測動作を行うように配置されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインプリント装置。
The mold has a concave cavity formed on a surface opposite to the pattern,
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit is arranged to perform a measurement operation with respect to a position of an inner side surface of the cavity.
前記型変形機構の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記パターンを形成する動作の前に、
前記計測部を計測位置に移動させ、
前記計測位置に移動した前記計測部の計測値が目標値となるように前記第1アクチュエータを駆動する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインプリント装置。
A control unit for controlling the operation of the mold deformation mechanism;
Before the operation of forming the pattern, the control unit
Move the measurement unit to the measurement position,
The imprint apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the first actuator is driven so that a measurement value of the measurement unit moved to the measurement position becomes a target value.
請求項1乃至12のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いてパターン形成を基板に行う工程と、
前記工程で前記パターン形成を行われた前記基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
A step of performing pattern formation on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 12,
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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