JP2017139268A - Imprint device and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus and an article manufacturing method.
半導体デバイスやMEMSなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加えて、基板上のインプリント材をモールドで成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目されている。かかる技術は、インプリント技術と呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。 The demand for miniaturization of semiconductor devices, MEMS, etc. has progressed, and in addition to conventional photolithography technology, attention has been focused on microfabrication technology that forms an imprint material on a substrate with a mold and forms a pattern of the imprint material on the substrate. Has been. Such a technique is called an imprint technique, and can form a fine structure on the order of several nanometers on a substrate.
インプリント技術の1つとして、例えば、光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板のショット領域に未硬化のインプリント材を供給(塗布)する。次いで、ショット領域に供給された未硬化のインプリント材にモールドを接触させて(押し付けて)成形する。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態において、インプリント材に光(例えば、紫外線)を照射して硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンが形成される。 As one of the imprint techniques, for example, there is a photocuring method. In an imprint apparatus employing a photocuring method, first, an uncured imprint material is supplied (applied) to a shot region of a substrate. Next, the mold is brought into contact with (pressed on) the uncured imprint material supplied to the shot region. Then, in a state where the imprint material and the mold are in contact with each other, the imprint material is irradiated with light (for example, ultraviolet rays) and cured, and the mold is separated from the cured imprint material, thereby imprint material on the substrate. Pattern is formed.
このようなインプリント処理が施される基板は、一般に、デバイス製造工程において、例えば、スパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ている。これにより、基板が拡大又は縮小し、平面内で直交する2方向でパターンの形状(又はサイズ)が変化する場合がある。従って、インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを接触させる際に、基板上に予め形成されているパターン(基板側パターン)の形状と、モールドのパターンの形状とを合わせる必要がある。 In general, a substrate subjected to such an imprint process undergoes a heat treatment in a film forming process such as sputtering in a device manufacturing process. As a result, the substrate may be enlarged or reduced, and the pattern shape (or size) may change in two directions orthogonal to each other in the plane. Therefore, in the imprint apparatus, when the imprint material on the substrate is brought into contact with the mold, it is necessary to match the shape of the pattern (substrate side pattern) formed in advance on the substrate with the shape of the mold pattern. is there.
基板側パターンの形状とモールドのパターンの形状とを合わせる技術として、モールドの外周に外力を与えてモールド(のパターン)を変形させるユニットを備えたインプリント装置が提案されている(特許文献1参照)。但し、特許文献1に開示されたインプリント装置において、例えば、モールドの材質を石英とすると、そのポアソン比は0.16であるため、モールドの一端をある軸方向に圧縮すると、その軸に直交する方向のモールドの一端が膨張する。このようなポアソン比に依存する変形がモールドに生じると、特に、モールドを台形形状に変形させたい場合に、モールドの面内が線形に変形しにくいため、重ね合わせ精度に影響を及ぼす可能性がある。
As a technique for matching the shape of the substrate side pattern and the shape of the mold pattern, an imprint apparatus including a unit that deforms the mold (pattern) by applying an external force to the outer periphery of the mold has been proposed (see Patent Document 1). ). However, in the imprint apparatus disclosed in
そこで、ポアソン比に依存するモールドの変形を生じさせずに、モールドの形状を補正する技術も提案されている(特許文献2参照)。特許文献2は、モールドに光を照射し、その吸収熱(加熱)によってモールドを熱変形させて、基板側パターンの形状とモールドのパターンの形状とを合わせる技術を開示している。
Therefore, a technique for correcting the shape of the mold without causing deformation of the mold depending on the Poisson's ratio has been proposed (see Patent Document 2).
モールドの材質を石英とし、基板の材質をシリコンとする場合を考えると、石英の熱膨張係数は0.51ppmであり、シリコンの熱膨張係数は2.4ppmであるため、モールドと基板とでは、熱膨張係数が1桁異なっている。特許文献2に開示された技術においては、基板上のインプリント材に加熱したモールドを接触させたときに、モールドの熱が基板に伝達される。その際、基板はチャックに保持されているが、熱膨張係数が比較的大きいため、基板(表面)は大きく変形すると考えられる。従って、特許文献2に開示された技術では、基板側パターンとモールドのパターンとの重ね合わせ精度を向上させることが難しい。
Considering the case where the mold material is quartz and the substrate material is silicon, the thermal expansion coefficient of quartz is 0.51 ppm, and the thermal expansion coefficient of silicon is 2.4 ppm. The thermal expansion coefficient is different by one digit. In the technique disclosed in
また、加熱によってモールドを変形させる場合には、モールドを加熱してから目標のパターンの形状に変化するまでに時間を要するため、モールドの外周に外力を与えてモールドを変形させる場合と比べて、スループットが低下してしまう。 Also, when the mold is deformed by heating, since it takes time to change the shape of the target pattern after heating the mold, compared to the case of deforming the mold by applying an external force to the outer periphery of the mold, Throughput decreases.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、モールドと基板との重ね合わせ精度及びスループットの点で有利なインプリント装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an exemplary object thereof is to provide an imprint apparatus that is advantageous in terms of overlay accuracy and throughput between a mold and a substrate.
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、基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、前記基板を吸着するチャックと、前記モールドと前記基板との相対的なずれを計測する計測部と、前記基板を加熱することによって前記基板を変形させる加熱部と、前記基板上のインプリント材を硬化させる硬化部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記インプリント処理において、前記計測部で計測される前記ずれを許容範囲に収めるように前記加熱部を制御する際に、前記基板に対する吸着力を第1吸着力から前記第1吸着力よりも小さい第2吸着力に変更するように前記チャックを制御し、前記加熱部の制御により前記計測部で計測される前記ずれが前記許容範囲に収まっている状態において前記基板に対する吸着力を前記第2吸着力から前記第2吸着力よりも大きい第3吸着力に変更するように前記チャックを制御し、前記加熱部の制御により前記ずれが前記許容範囲に収まり、前記チャックが前記第3吸着力で前記基板を吸着している状態において前記インプリント材を硬化させるように前記硬化部を制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imprint apparatus according to one aspect of the present invention is an imprint apparatus that performs an imprint process in which an imprint material on a substrate is molded with a mold to form a pattern on the substrate. A chuck for adsorbing the substrate, a measuring unit for measuring a relative deviation between the mold and the substrate, a heating unit for deforming the substrate by heating the substrate, and an imprint on the substrate A curing unit that cures the material, and a control unit that controls the imprint process, and the control unit allows the deviation measured by the measurement unit to fall within an allowable range in the imprint process. When controlling the heating unit, the chuck is controlled so that the suction force on the substrate is changed from the first suction force to a second suction force smaller than the first suction force. In a state where the deviation measured by the measurement unit by the control of the heating unit is within the allowable range, the suction force on the substrate is changed from the second suction force to a third suction force larger than the second suction force. The chuck is controlled to be changed, and the imprint material is cured in a state where the deviation is within the allowable range by the control of the heating unit and the chuck is adsorbing the substrate with the third adsorption force. The curing portion is controlled as described above.
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。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、モールドと基板との重ね合わせ精度及びスループットの点で有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprint apparatus that is advantageous in terms of overlay accuracy and throughput between a mold and a substrate.
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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置1の構成を示す概略図である。インプリント装置1は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、基板上のインプリント材をモールドで成形して基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うリソグラフィ装置である。インプリント装置1は、本実施形態では、基板上の光硬化性のインプリント材に光(例えば、紫外線)を照射して硬化させる光硬化法を採用する。図1では、基板上のインプリント材に対して光を照射する照射部の光軸に沿った方向をZ軸とし、Z軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をX軸及びY軸とする。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
インプリント装置1は、硬化部2と、モールド保持部3と、基板ステージ4と、供給部5と、加熱部6と、制御部7と、倍率補正部18と、アライメント計測部22とを有する。また、インプリント装置1は、基板ステージ4を載置するベース定盤24と、モールド保持部3を固定するブリッジ定盤25と、ベース定盤24に配置されてブリッジ定盤25を支持する支柱26とを有する。更に、インプリント装置1は、モールド8をインプリント装置1の外部からモールド保持部3に搬送するモールド搬送部(不図示)と、基板11をインプリント装置1の外部から基板ステージ4に搬送する基板搬送部(不図示)とを有する。
The
硬化部2は、インプリント処理において、基板上のインプリント材14に対して、モールド8を介して光としての紫外線9を照射する。硬化部2は、光源と、かかる光源から射出された紫外線9をインプリント処理に適するように調整する光学素子とを含む。本実施形態では、光硬化法を採用しているため、硬化部2は、紫外線を照射するための照射部(光源や光学素子)を含んでいる。但し、熱硬化法を採用する場合には、硬化部2は、照射部の代わりに、熱硬化性のインプリント材を加熱するための熱源部を含む。
In the imprint process, the
モールド8は、矩形の外形形状を有し、基板11に対向する面に3次元状に形成されたパターン(回路パターンなどの基板11に転写すべき凹凸パターン)8aを含む。モールド8は、紫外線9を透過させることが可能な材料(石英など)で構成されている。
The
モールド8は、基板11に対向する面とは反対側の面(紫外線9の入射面)に、モールド8(パターン8a)の変形を容易にするためのキャビティ(凹部)8bを含む。キャビティ8bは、円形の平面形状を有し、その厚さ(深さ)は、モールド8の大きさや材料に応じて適宜設定される。キャビティ8bは、モールド保持部3に設けられた開口17と連通し、開口17には、開口17の一部とキャビティ8bとで囲まれる空間12を密閉空間とするための光透過部材13が配置されている。空間12の圧力は、圧力調整装置(不図示)によって調整される。例えば、モールド8と基板上のインプリント材14とを接触させる際に、圧力調整装置によって、空間12の圧力を外部の圧力よりも高くして、パターン8a(が形成された面)を基板11に対して凸状に変形させる(撓ませる)。これにより、パターン8aの中心部から基板上のインプリント材14に接触するため、パターン8aとインプリント材14との間に気体(空気)が閉じ込められることが抑制され、パターン8bにインプリント材14を効率的に充填させることができる。
The
モールド保持部3は、真空吸着力や静電力によってモールド8を引き付けて保持するモールドチャック15と、モールドチャック15を保持してモールド8(モールドチャック15)を移動させるモールド駆動部16とを含む。モールドチャック15及びモールド駆動部16は、硬化部2からの紫外線9が基板上のインプリント材14に照射されるように、中心部(内側)に開口17を有する。
The
倍率補正部18は、モールドチャック15に配置されている。倍率補正部18は、モールド8の側面に対して外力又は変位を与えることによってモールド8(パターン8a)の形状を補正する(変形させる)。倍率補正部18がモールド8を変形させることで、基板上に予め形成されているパターン(基板側パターン)の形状に対して、モールド8のパターン8bの形状を合わせることができる。
The
モールド駆動部16は、基板上のインプリント材14へのモールド8の押し付け(押印処理)、又は、基板上のインプリント材14からのモールド8の引き離し(離型処理)を選択的に行うように、モールド8をZ軸方向に移動させる。モールド駆動部16に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。モールド駆動部16は、モールド8を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、モールド駆動部16は、Z軸方向だけではなく、X軸方向やY軸方向にモールド8を移動可能に構成されていてもよい。更に、モールド駆動部16は、モールド8のθ(Z軸周りの回転)方向の位置やモールド8の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。
The
インプリント装置1における押印処理及び離型処理は、本実施形態のように、モールド8をZ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板11(基板ステージ4)をZ軸方向に移動させることで実現してもよい。また、モールド8と基板11の双方を相対的にZ軸方向に移動させることで、押印処理及び離型処理を実現してもよい。
The
基板11は、例えば、単結晶シリコン基板やSOI(Silicon On Insulator)基板を含む。基板11には、モールド8のパターン8aで成形されるインプリント材14が供給(塗布)される。
The
基板ステージ4は、基板11を保持して移動可能である。モールド8と基板上のインプリント材14とを接触させた状態において、基板ステージ4を移動させることでモールド8と基板11との位置合わせ(アライメント)を行う。基板ステージ4は、真空吸着力によって基板11を引き付けて保持する基板チャック19と、基板チャック19を機械的に保持してXY面内で移動可能とする基板駆動部20とを含む。また、基板チャック19には、位置決めの際に用いられる基準マーク21が配置されている。
The
基板チャック19は、基板11(の裏面の各領域)を吸着する複数の吸着領域を含む。複数の吸着領域のそれぞれは、基板11と吸着領域との間の圧力を調整(減圧)するための圧力調整装置(不図示)に接続され、制御部7の制御下において、基板11に対する吸着力(圧力値)を独立に制御可能(変更可能)である。基板チャック19は、本実施形態では、図2(a)に示すように、基板11の外周領域に対応するリング状の領域を吸着する第1吸着領域19aと、基板11の外周領域の内側の領域に対応する格子状の複数の領域を吸着する複数の第2吸着領域19bとを含む。但し、基板チャック19は、図2(a)に示す構成に限定されるものではなく、例えば、図2(b)に示すように、格子状に配列された複数の吸着領域19cを含んでもよいし、図2(c)に示すように、同心円状に配列された複数の吸着領域19dを含んでもよい。また、基板チャック19の吸着領域の数(分割数)は、特に限定されるものではなく、任意の数でよい。
The
基板駆動部20に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータを含む。基板駆動部20は、基板11を高精度に位置決めするために、X軸及びY軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、基板駆動部20は、X軸方向やY軸方向だけではなく、Z軸方向に基板11を移動可能に構成されていてもよい。更に、基板駆動部20は、基板11のθ(Z軸周りの回転)方向の位置や基板11の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。
An actuator applicable to the
供給部5は、基板11に未硬化のインプリント材14を供給(塗布)する。インプリント材14は、本実施形態では、紫外線9が照射されることで硬化する性質を有する紫外線硬化性の樹脂材料である。インプリント材14は、半導体デバイスの製造工程などの各種条件に応じて選択される。また、供給部5から供給されるインプリント材14の供給量は、例えば、基板11に形成されるインプリント材14のパターンの厚さ(残膜厚)やインプリント材14のパターンの密度などに応じて設定される。
The
加熱部6は、基板ステージ4に保持された基板11の形状、具体的には、基板11の基板側パターンを変形させる(形状を補正する)ために、基板11を加熱する。加熱部6は、本実施形態では、加熱用光源を含み、モールド8を介して基板11に光を照射することで基板11を加熱する。加熱用光源は、基板11に吸収され、且つ、インプリント材14を硬化(感光)させない特定の波長帯域に波長が存在する光、例えば、400nm〜2000nmの波長帯域に波長が存在する光を射出するとよい。特に、加熱効率の観点から、500nm〜800nmの波長帯域に波長が存在する光とするとよりよい。更に、インプリント材14が感光する波長帯域200nm〜400nmの紫外線のうちインプリント材14が感光しづらい波長帯域に波長が存在する紫外線としてもよい。また、加熱部6は、加熱用光源に加えて、加熱用光源からの光を基板11の加熱に適するように調整する空間光変調器及び光学系を含む。空間光変調器は、制御部7の制御下において、基板11の基板側パターンの形状を補正するための照射量分布を基板上に形成する。なお、加熱部6は、加熱用光源の代わりに、例えば、基板11を直接加熱するヒータなどを基板チャック19に設けてもよい。
The
アライメント計測部22は、モールドチャック15及びモールド駆動部16の開口17に配置され、モールド8と基板11との相対的なずれを計測する。アライメント計測部22は、例えば、アライメントスコープやセンサを含み、モールド8に形成されたアライメントマークと、基板11に形成されたアライメントマークとのX軸及びY軸の各方向の位置ずれを計測する。
The
制御部7は、CPUやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従ってインプリント装置1の全体を制御する。制御部7は、インプリント装置1の各部の動作及び調整などを制御することで基板上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。制御部7は、インプリント装置1の他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成してもよいし、インプリント装置1の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよい。
The control unit 7 is configured by a computer including a CPU, a memory, and the like, and controls the
図3を参照して、インプリント装置1におけるインプリント処理について説明する。インプリント処理は、上述したように、制御部7がインプリント装置1の各部を統括的に制御することで行われる。ここでは、複数の基板11に対して同一のモールド8を用いて、基板上に予め形成されている基板側パターンを含む領域を、パターンを形成すべき領域、即ち、ショット領域としてインプリント処理を行うものとする。
With reference to FIG. 3, the imprint process in the
S102では、モールド搬送部によって、モールド8をインプリント装置1に搬入し、かかるモールド8をモールド保持部3、詳細には、モールドチャック15に保持させる。
In S <b> 102, the
S104では、基板搬送部によって、インプリント処理の処理対象となる基板11をインプリント装置1に搬入し、かかる基板11を基板ステージ4、詳細には、基板チャック19に保持させる。ここでは、基板チャック19における全ての吸着領域について、基板11に対する吸着力を、基板11を固定することが可能な吸着力である第1吸着力に設定する。
In step S <b> 104, the substrate transport unit carries the
S106では、基板11が供給部5の供給位置に位置するように基板ステージ4を移動させ、供給部5によって、基板11の対象ショット領域(インプリント処理を行う対象領域)にインプリント材14を供給する(供給工程)。
In S <b> 106, the
S108では、対象ショット領域にインプリント材14が供給された基板11を、基板上のインプリント材14にモールド8を押し付ける押印位置に位置させるように、基板ステージ4を移動させる。
In S108, the
S110では、モールド駆動部16によって、モールド8をZ軸方向に下降させて、モールド8と基板上のインプリント材14とを接触させる(押印処理)。
In S110, the
S112では、モールド8と基板上のインプリント材14とが接触している状態において、アライメント計測を行う。具体的には、まず、アライメント計測部22によって、モールド8に形成されたアライメントマークと、基板11に形成されたアライメントマークとを同時に観察し、観察されたマーク像に基づいて、モールド8と基板11との相対的なずれを計測する。ここで、モールド8と基板11との相対的なずれは、モールド8と基板11との局所的な位置におけるX、Y及びθの各方向の位置ずれ、及び、モールド8のパターン領域と基板11のショット領域の形状のずれを含む。そして、制御部7は、モールド8と基板11との相対的なずれに基づいて、モールド8のパターン8aの形状と基板11の基板側パターン(ショット領域)の形状とを合わせるために必要となる形状補正量を算出する。ここで、形状補正量は、モールド8、即ち、パターン8aの形状補正量(モールド形状補正量)と、基板11、即ち、基板側パターンの形状補正量(基板形状補正量)とを含む。
In step S112, alignment measurement is performed in a state where the
S114では、S112で得られたモールド形状補正量に基づいて、倍率補正部18によって、モールド8に対して変形量を与え、モールド8のパターン8aの形状を機械的に補正する。
In S114, based on the mold shape correction amount obtained in S112, the
S116では、基板チャック19における基板11に対する吸着力を部分的に弱める。具体的には、基板チャック19における複数の吸着領域のうち、対象ショット領域に対応する領域を吸着する(即ち、基板側パターンの反対側の裏面の近傍に配置されている)吸着領域について、基板11に対する吸着力を、第1吸着力から第2吸着力に変更する。例えば、対象ショット領域に対応する領域を吸着する吸着領域の圧力値を低下させることで、かかる吸着領域の吸着力を第2吸着力に変更することが可能である。ここで、第2吸着力は、第1吸着力よりも小さい吸着力であって、ゼロであってもよい。第2吸着力をゼロとする場合には、対象ショット領域に対応する領域を吸着する吸着領域による基板11の吸着を停止(解放)すればよい。なお、本実施形態では、図2(a)に示す基板チャック19において、第1吸着領域19aの吸着力を第1吸着力に維持し、対象ショット領域に対応する領域を吸着する第2吸着領域19bの吸着力を第1吸着力から第2吸着力に変更する。
In S116, the suction force of the
S118では、S112で得られた基板形状補正量に基づいて、加熱部6によって、基板11に対して温度分布を与え(即ち、基板11を加熱して)、基板11の基板側パターンの形状、即ち、対象ショット領域の形状を熱的に補正する。ここで、加熱部6によって加熱される基板11の対象ショット領域においては、S116において、基板11に対する吸着力が弱められている。従って、基板11の対象ショット領域は基板チャック19に拘束されることなく、その変形が促進され、かかる変形に要する熱量を低減することができる。
In S118, based on the substrate shape correction amount obtained in S112, a temperature distribution is given to the
なお、図3では、アライメント計測をS112だけで行うように図示されているが、実際には、S114やS118においてもモールド8の形状の補正や基板11の形状の補正と並行して行われている。また、モールド8の形状の補正(S114)の後に行われるアライメント計測に基づいて、基板11の形状の補正(S118)の際に用いられる基板形状補正量を算出するようにしてもよい。更に、アライメント計測を行いながら、モールド8の形状の補正(S114)や基板11の形状の補正(S118)を繰り返し行ってもよい。この際、モールド8に対する基板11の位置(シフト及び回転成分)は、基板ステージ4を逐次移動させることで補正することが可能である。
Although FIG. 3 shows that the alignment measurement is performed only in S112, actually, in S114 and S118, it is performed in parallel with the correction of the shape of the
S120では、モールド8と基板上のインプリント材14とが接触している状態において、硬化部2によって、モールド8を介してインプリント材14に紫外線9を照射して、かかるインプリント材14を硬化させる(硬化処理)。
In S120, in a state where the
ここで、図4(a)乃至図4(e)を参照して、基板11の形状の補正(S118)について具体的に説明する。基板11を加熱する加熱部6は、上述したように、インプリント材14を硬化させない波長の光、例えば、赤外線を射出する加熱用光源を含む。加熱用光源からの光は、空間光変調器を経て、モールド8を介して基板11に照射される。空間光変調器は、例えば、多数のミラーが集積されたデバイス(デジタル・ミラー・デバイス)を含み、それぞれのミラーで光の反射を制御可能な構成を有する。制御部7によって、空間光変調器の多数のミラーのそれぞれで光の反射又は非反射を制御することで、基板上において照射量分布を形成することが可能となり、基板上に任意の温度分布を形成することができる。
Here, with reference to FIGS. 4A to 4E, the correction of the shape of the substrate 11 (S118) will be specifically described. As described above, the
基板11の基板側パターンは、半導体プロセスの過程を経ることで僅かに変形している。基板側パターンの変形は、大きく分けると、倍率成分、平行四辺形成分、台形成分に分類され、それらの組み合わせで構成されていることが多い。このような変形成分を補正するためには、基板11の基板側パターンを含む領域やその近傍の領域に対して、必要な形状補正量を得るための温度分布を形成しなければならない。
The substrate-side pattern of the
本実施形態では、モールド8は、石英で構成され、空間光変調器を経た光は、モールド8を透過して、基板11に照射される。基板11に照射される光、例えば、赤外線は、モールド8では殆ど吸収されず、インプリント材14を硬化させることもない。
In this embodiment, the
図4(a)に示すように、台形成分のみを変形成分として含む基板側パターン31の形状を補正する場合を考える。基板側パターン31は、Y軸方向のみに台形成分を含み、X軸方向は変形していない。このような基板側パターン31の変形を補正するためには、図4(b)に示すように、Y軸方向のみに照射量分布32を形成し、X軸方向には照射量を一様とする光を基板11に照射すればよい。
As shown in FIG. 4A, consider a case where the shape of the substrate-
照射量分布32を形成する光を基板11(基板側パターン31)に照射すると、図4(c)に示すような温度分布33が基板上に形成される。基板上に形成された温度分布33によって、基板側パターン31には、図4(d)に示すような変形量34が与えられる(即ち、基板側パターン31が熱的に変形する)。これにより、基板側パターン31を、図4(e)に示すような形状に補正することができる。
When the substrate 11 (substrate-side pattern 31) is irradiated with light forming the
図5を参照して、基板上のインプリント材14の硬化(S120)について具体的に説明する。図5は、本実施形態におけるアライメント計測部22、加熱部6及び硬化部2の制御タイミングチャート及びアライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれ量の変化を示している。
With reference to FIG. 5, the curing (S120) of the
図5に示すように、アライメント計測部22がモールド8と基板11との相対的なずれの計測を開始すると、制御部7は、基板11の基板側パターンを目標値まで変形させるために必要な基板形状補正量を算出する。そして、制御部7は、加熱部6を制御して、基板形状補正量に対応する照射量分布が基板上に形成されるように基板11に光を照射する(基板11を加熱する)。
As shown in FIG. 5, when the
加熱部6から基板11に光を照射している間においても、アライメント計測部22は、モールド8と基板11との相対的なずれを計測している。制御部7は、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に到達するタイミングで硬化部2を制御して、基板上のインプリント材14を硬化させる。換言すれば、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に到達するタイミングとインプリント材14の硬化が完了するタイミングとが一致するように、硬化部2によるインプリント材14の硬化を開始するタイミングを制御する。これにより、基板11の基板側パターン、即ち、ショット領域の変形が固定され、モールド8のパターン8aの形状と基板11の基板側パターンの形状とを合わせることができる。
Even while the
また、図5に示すように、加熱部6の制御によりアライメント計測部22で計測されるずれが許容範囲に到達するタイミングで基板11の加熱を停止するように加熱部6を制御する。これにより、基板11の基板側パターンの熱的な変形が継続され、モールド8のパターン8aの形状と基板11の基板側パターンの形状との相対的なずれが許容範囲を超えてしまうことを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
本実施形態では、制御部7は、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に到達するタイミングで基板上のインプリント材14を硬化させるように硬化部2を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に対して設定される許容範囲に到達するタイミングで基板上のインプリント材14を硬化させるように硬化部2を制御してもよい。なお、目標値に対する許容範囲は、基板11の基板側パターンとモールド8のパターン8aとの重ね合わせ精度の仕様に基づいて決定される。
In the present embodiment, the control unit 7 controls the
また、加熱部6から基板11に照射する光に対して、アライメント計測部22が感度を有する場合がある。このような場合、加熱部6から基板11に光を照射している間においてアライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれの誤差が大きくなる。従って、加熱部6から基板11に光を間欠的に照射することで基板11を加熱し、加熱部6が基板11に光を照射していない期間においてモールド8と基板11との相対的なずれを計測するようにアライメント計測部22を制御するとよい。
Moreover, the
また、硬化部2から基板上のインプリント材14に照射する光に対して、アライメント計測部22が感度を有する場合がある。このような場合、硬化部2から基板上のインプリント材14に光を照射している間においてアライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれの誤差が大きくなる。従って、図5に示すように、硬化部2から基板上のインプリント材14に光を照射するタイミングでモールド8と基板11との相対的なずれの計測を終了するようにアライメント計測部22を制御すればよい。
Moreover, the
また、実際には、硬化部2から基板上のインプリント材14に光を照射してからインプリント材14の硬化が完了するまでには、ある程度の時間を要する。そこで、アライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に到達するよりも前のタイミングで硬化部2から基板上のインプリント材14に光を照射することも考えられる。このような場合には、硬化部2から基板上のインプリント材14に光を照射している間においても、アライメント計測部22は、モールド8と基板11との相対的なずれを計測することが必要となる。従って、硬化部2から基板上のインプリント材14に光を間欠的に照射し、硬化部2が基板11に光を照射していない期間においてモールド8と基板11との相対的なずれを計測するようにアライメント計測部22を制御するとよい。
In practice, a certain amount of time is required until the
また、基板11の基板側パターンの形状を補正しない場合、即ち、加熱部6によって基板11を加熱しない場合であっても、基板上のインプリント材14を硬化させている間において、モールド8と基板11との相対的なずれを計測してもよい。これにより、モールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲を超えた場合には、インプリント処理の不良として履歴を管理することが可能となる。
Further, even when the shape of the substrate-side pattern of the
本実施形態とは異なる方式として、加熱部6による基板11の加熱量と、基板11から基板チャック19に逃げる熱量とが平衡となるタイミング(定常状態)で基板上のインプリント材14を硬化させることも考えられる。但し、基板11の状態が定常状態になるまでには時間を要するため、スループットが低下してしまう。一方、本実施形態では、基板11の状態が非定常状態であっても、アライメント計測を行い、モールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に収まっている状態において基板上のインプリント材14を硬化させている。従って、インプリント装置1は、モールド8と基板11との重ね合わせ精度及びスループットに有利なインプリント処理を行うことができる。なお、基板11の状態とは、基板11の温度の変化や基板11の形状の変化などを含む。
As a method different from the present embodiment, the
図3に戻って、S122では、S116で部分的に弱めた基板11に対する吸着力を第2吸着力から第2吸着力よりも大きい第3吸着力に変更する。本実施形態では、基板チャック19における複数の吸着領域のうち、S116で基板11に対する吸着力を弱めた吸着領域について、基板11に対する吸着力を、第2吸着力から第1吸着力に戻す。例えば、かかる吸着領域の圧力値を増加させることで、かかる吸着領域の吸着力を第1吸着力に変更することが可能である。なお、第2吸着力から第3吸着力への変更は、第1吸着力に戻すことに限定されるものではなく、基板11に対する吸着力を第2吸着力から、第1吸着力以外の吸着力に変更してもよい。また、基板チャック19における複数の吸着領域のそれぞれについて、異なる吸着力にしてもよい。
Returning to FIG. 3, in S <b> 122, the suction force for the
S124では、モールド駆動部16によって、モールド8をZ軸方向に上昇させて、基板上(基板側パターン)の硬化したインプリント材14からモールド8を引き離す(離型処理)。
In S124, the
S126では、基板11の全てのショット領域にインプリント処理を行ったかどうかを判定する。基板11の全てのショット領域にインプリント処理を行っていない場合には、インプリント処理が行われていないショット領域を対象ショット領域とし、S106に移行する。一方、基板11の全てのショット領域にインプリント処理を行っている場合には、S128に移行する。
In S126, it is determined whether imprint processing has been performed on all shot areas of the
S128では、基板搬送部によって、全てのショット領域にインプリント処理が行われた基板11を、インプリント装置1から搬出する。
In S <b> 128, the
S130では、全ての基板11にインプリント処理を行ったかどうかを判定する。全ての基板11にインプリント処理を行っていない場合には、インプリント処理が行われていない基板11をインプリント装置1に搬入するために、S104に移行する。一方、全ての基板11にインプリント処理を行っている場合には、S132に移行する。
In S130, it is determined whether imprint processing has been performed on all the
S132では、モールド搬送部によって、モールドチャック15に保持されているモールド8をインプリント装置1から搬出する。
In S132, the
本実施形態では、基板チャック19に保持される基板11の基板側パターンが台形成分を変形成分として含む場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板11ごとに、基板側パターンが異なる変形成分を含む場合もある。例えば、基板11の基板側パターンが倍率成分を変形成分として含む場合には、基板側パターンを含む領域やその近傍の領域に対して均一な温度分布が形成されるように、空間光変調器で照射量分布を制御すればよい。
In the present embodiment, the case where the substrate-side pattern of the
また、基板11(基板側パターン)に対して温度分布を形成する際に、硬化部2から照射される光のうち、インプリント材14を硬化させない波長帯の光を用いてもよい。この場合、例えば、任意の波長の光のみを通過させる波長帯域制限フィルタを硬化部2に設ければよい。そして、基板11を加熱する際には、インプリント材14を硬化させない波長帯の光を、インプリント材14を硬化させる際には、インプリント材14を硬化させる波長帯の光を用いるようにすればよい。
Moreover, when forming temperature distribution with respect to the board | substrate 11 (board | substrate side pattern), you may use the light of the wavelength band which does not harden the
このように、本実施形態のインプリント装置1では、アライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれを許容範囲に収めるように加熱部6を制御する際に、基板11に対する吸着力を第1吸着力から第2吸着力に変更する。そして、加熱部6の制御によりモールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に収まっている状態において基板上のインプリント材14を硬化させる。従って、インプリント装置1は、モールド8と基板11との重ね合わせ精度及びスループットの点で有利である。
As described above, in the
<第2の実施形態>
図6は、インプリント装置1におけるインプリント処理を説明するためのフローチャートである。本実施形態におけるインプリント処理は、基本的には、第1の実施形態と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。本実施形態におけるインプリント処理は、第1の実施形態と比較して、S116において部分的に弱めた基板11に対する吸着力を戻してから、基板上のインプリント材14を硬化させる点が異なる。換言すれば、第1の実施形態におけるインプリント処理でのS120及びS122の順序を入れ替えて、S120A及びS122Aとしている。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a flowchart for explaining the imprint process in the
S120Aでは、アライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に収まっている状態において、S116で部分的に弱めた基板11に対する吸着力を戻す(第3吸着力に変更する)。本実施形態では、基板チャック19における複数の吸着領域のうち、S116において基板11に対する吸着力を弱めた吸着領域について、かかる吸着領域の圧力値を増加させることで、基板11に対する吸着力を、第2吸着力から第1吸着力に変更する。
In S120A, in a state where the relative displacement between the
S122Aでは、モールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に収まり、基板チャック19が第1吸着力で基板11を吸着している状態において、硬化部2によって、基板上のインプリント材14を硬化させる。
In S122A, the relative displacement between the
図7を参照して、基板上のインプリント材14の硬化(S122A)について具体的に説明する。図7は、本実施形態におけるアライメント計測部22、加熱部6、基板チャック19及び硬化部2の制御タイミングチャート及びアライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれ量の変化を示している。
With reference to FIG. 7, the curing (S122A) of the
図7に示すように、アライメント計測部22がモールド8と基板11との相対的なずれの計測を開始すると、制御部7は、基板11の基板側パターンを目標値まで変形させるために必要な基板形状補正量を算出する。そして、制御部7は、加熱部6を制御して、基板形状補正量に対応する照射量分布が基板上に形成されるように基板11に光を照射する(基板11を加熱する)。
As shown in FIG. 7, when the
加熱部6から基板11に光を照射している間においても、アライメント計測部22は、モールド8と基板11との相対的なずれを計測している。制御部7は、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に到達するタイミングで基板チャック19を制御して、基板11を第1吸着力で吸着(再吸着)させる。基板チャック19が基板11を吸着することによって、加熱部6による基板11の加熱を停止させても、基板側パターンの補正後の形状を維持することができる。これにより、基板11の基板側パターンの時間的な変形量を小さく抑えることができるため、基板11の加熱を停止するタイミングや基板上のインプリント材14を硬化させるタイミングに余裕をもたせることができる。なお、実際には、制御部7から基板チャック19に指令を与えてから吸着力が変更されるまでには時間差があるため、かかる時間差を考慮して指令を与えるタイミング又はモールド8と基板11との相対的なずれの目標値(許容範囲)を制御する必要がある。また、基板11の加熱を停止すると基板11が初期温度に戻り始めるため、基板チャック19で基板11を吸着させたとしても、基板側パターンは、実際には、僅かに変形する。従って、かかる変形を考慮して、モールド8と基板11との相対的なずれの目標値に対する許容範囲を決定するとよい。
Even while the
本実施形態では、図5に示すように、加熱部6の制御によりアライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれが目標値となるタイミングで基板11に対する吸着力を第1吸着力に変更している。そして、基板11に対する吸着力を第1吸着力に変更してから基板11の加熱を停止し、基板11の加熱を停止したタイミングで基板上のインプリント材14を硬化させている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the adsorption force to the
本実施形態では、モールド8(パターン8a)の形状を機械的に補正してから(S114)、基板11(基板側パターン)の形状を熱的に補正している(S118)が、基板11の形状を熱的に補正してから、モールド8の形状を補正してもよい。換言すれば、基板11の基板側パターンの形状を補正してから、基板チャック19によって基板11を吸着することで基板側パターンの形状を維持し、その後、モールド8のパターン8aの形状を補正してもよい。この際、モールド形状補正量は、アライメント計測や基板形状補正量などに基づいて算出される。
In this embodiment, after the shape of the mold 8 (
本実施形態では、制御部7は、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に到達するタイミングで基板11を第1吸着力で吸着するように基板チャック19を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、アライメント計測部22で計測されるずれが目標値に対して設定される許容範囲に到達するタイミングで基板11を第1吸着力で吸着するように基板チャック19を制御してもよい。
In the present embodiment, the control unit 7 controls the
このように、本実施形態のインプリント装置1では、アライメント計測部22で計測されるモールド8と基板11との相対的なずれを許容範囲に収めるように加熱部6を制御する際に、基板11に対する吸着力を第1吸着力から第3吸着力に変更する。そして、加熱部6の制御によりモールド8と基板11との相対的なずれが許容範囲に収まっている状態において、基板11に対する吸着力を第2吸着力から第1吸着力に変更してから、基板上のインプリント材14を硬化させる。従って、インプリント装置1は、モールド8と基板11との重ね合わせ精度及びスループットの点で有利である。
As described above, in the
<第3の実施形態>
物品としてのデバイス(半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等)の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置1を用いてパターンを基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等)に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。当該処理ステップは、当該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Third Embodiment>
A method for manufacturing a device (semiconductor device, magnetic storage medium, liquid crystal display element, etc.) as an article will be described. Such a manufacturing method includes a step of forming a pattern on a substrate (a wafer, a glass plate, a film-like substrate, etc.) using the
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及び変更が可能である。例えば、本発明は、第1の実施形態と第2の実施形態とを適宜組み合わせてもよい。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, the present invention may appropriately combine the first embodiment and the second embodiment.
1:インプリント装置 2:硬化部 6:加熱部 7:制御部 8:モールド 11:基板 14:インプリント材 19:基板チャック 1: Imprint device 2: Curing unit 6: Heating unit 7: Control unit 8: Mold 11: Substrate 14: Imprint material 19: Substrate chuck
Claims (12)
前記基板を吸着するチャックと、
前記モールドと前記基板との相対的なずれを計測する計測部と、
前記基板を加熱することによって前記基板を変形させる加熱部と、
前記基板上のインプリント材を硬化させる硬化部と、
前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記インプリント処理において、
前記計測部で計測される前記ずれを許容範囲に収めるように前記加熱部を制御する際に、前記基板に対する吸着力を第1吸着力から前記第1吸着力よりも小さい第2吸着力に変更するように前記チャックを制御し、
前記加熱部の制御により前記計測部で計測される前記ずれが前記許容範囲に収まっている状態において前記基板に対する吸着力を前記第2吸着力から前記第2吸着力よりも大きい第3吸着力に変更するように前記チャックを制御し、
前記加熱部の制御により前記ずれが前記許容範囲に収まり、前記チャックが前記第3吸着力で前記基板を吸着している状態において前記インプリント材を硬化させるように前記硬化部を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that performs an imprint process for forming a pattern on the substrate by forming an imprint material on the substrate with a mold,
A chuck for adsorbing the substrate;
A measurement unit for measuring a relative deviation between the mold and the substrate;
A heating unit that deforms the substrate by heating the substrate;
A curing part for curing the imprint material on the substrate;
A control unit for controlling the imprint process,
The control unit, in the imprint process,
When controlling the heating unit so that the deviation measured by the measurement unit falls within an allowable range, the adsorption force on the substrate is changed from the first adsorption force to a second adsorption force that is smaller than the first adsorption force. Control the chuck to
In a state where the deviation measured by the measurement unit by the control of the heating unit is within the allowable range, the suction force on the substrate is changed from the second suction force to a third suction force larger than the second suction force. Control the chuck to change,
Controlling the curing unit to cure the imprint material in a state where the deviation is within the allowable range by the control of the heating unit and the chuck is adsorbing the substrate with the third adsorption force. An imprint apparatus characterized by the above.
前記制御部は、前記加熱部が前記基板に光を照射していない期間において前記ずれを計測するように前記計測部を制御する、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 heating unit heats the substrate by intermittently irradiating the substrate with light,
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the measurement unit so as to measure the shift in a period in which the heating unit does not irradiate the substrate with light.
前記制御部は、前記硬化部が前記基板に光を照射していない期間において前記ずれを計測するように前記計測部を制御する、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。 The curing unit cures the imprint material by intermittently irradiating the imprint material with light,
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the measurement unit so as to measure the shift in a period in which the curing unit does not irradiate the substrate with light. .
前記制御部は、前記インプリント処理において、前記複数の吸着領域のうち、前記インプリント処理を行う対象領域に対応する領域を吸着する吸着領域の吸着力を変更するように前記チャックを制御することを特徴とする請求項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。 The chuck includes a plurality of suction regions that can independently control the suction force to the substrate,
In the imprint process, the control unit controls the chuck so as to change a suction force of a suction area that sucks an area corresponding to a target area to be subjected to the imprint process among the plurality of suction areas. The imprint apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御部は、前記インプリント処理において、前記第1吸着領域の吸着力を前記第1吸着力に維持し、前記複数の第2吸着領域のうち、前記対象領域に対応する領域を吸着する第2吸着領域の吸着力を変更するように前記チャックを制御することを特徴とする請求項10に記載のインプリント装置。 The plurality of adsorption regions include a first adsorption region that adsorbs a ring-shaped region corresponding to the outer peripheral region of the substrate and a plurality of first regions that adsorb a plurality of regions corresponding to regions inside the outer peripheral region of the substrate. 2 adsorption regions,
In the imprint process, the control unit maintains the suction force of the first suction region at the first suction force, and sucks a region corresponding to the target region among the plurality of second suction regions. The imprint apparatus according to claim 10, wherein the chuck is controlled so as to change a suction force of the two suction regions.
前記工程で前記パターンを形成さ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。 Forming a pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 11,
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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