JP2018101671A - Imprint device and manufacturing method of 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、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターン(構造体)を形成することができるインプリント技術が注目されている。インプリント技術は、基板上に未硬化のインプリント材を供給(塗布)し、かかるインプリント材とモールド(型)とを接触させて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する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である。 The demand for miniaturization of semiconductor devices, MEMS, and the like has advanced, and in addition to the conventional photolithography technology, an imprint technology capable of forming a fine pattern (structure) on the order of several nanometers on a substrate has attracted attention. Yes. The imprint technology supplies (applies) an uncured imprint material onto a substrate, contacts the imprint material with a mold (mold), and corresponds to a fine uneven pattern formed on the mold. This is a fine processing technique for forming a material pattern on a substrate.
インプリント技術において、インプリント材の硬化法の1つとして光硬化法がある。光硬化法は、基板上のショット領域に供給されたインプリント材とモールドとを接触させた状態で光を照射してインプリント材を硬化させ、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インプリント材のパターンを基板上に形成する方法である。 In the imprint technique, there is a photocuring method as one of the methods for curing an imprint material. In the photo-curing method, the imprint material supplied to the shot area on the substrate is in contact with the mold to irradiate light to cure the imprint material, and the mold is removed from the cured imprint material. This is a method for forming a pattern of a printing material on a substrate.
インプリント技術を採用した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、基板に形成されているパターンの位置と、モールドに形成されているパターンの位置とを合わせる必要がある。従って、モールドと基板との位置合わせを高精度に行うための技術が従来から提案されている(特許文献1及び2参照)。
In an imprint apparatus that employs imprint technology, when the imprint material on the substrate is brought into contact with the mold, it is necessary to match the position of the pattern formed on the substrate with the position of the pattern formed on the mold. There is. Therefore, techniques for performing alignment between the mold and the substrate with high accuracy have been conventionally proposed (see
特許文献1に開示された技術では、モールドの動きがモールドの中心(ピボット点)の周囲で生じるように、モールドを撓み部材で支持している。これにより、モールドで成形されたインプリント材のパターン形状をせん断する可能性がある振動や他の動きを実質的に低減させることができる。また、撓み部材は、高い剛性を有するように設計されているため、モールドの側面方向の動きを無視することができる。
In the technique disclosed in
特許文献2では、モールドと基板との位置合わせ(基板に対するモールドの位置決め)は、床振動などの外乱の影響が実質的にない状態で行うべきであるとしている。そこで、特許文献2には、モールドホルダ及び/又は基板ホルダを支持する支持構造の振動を絶縁するように構成された振動絶縁システムを備えたインプリント装置が開示されている。かかる振動絶縁システムは、例えば、1Hz以下のカットオフ周波数又は固有周波数を有する低剛性の支持で特徴づけられる、所謂、空気マウントを1つ又は複数備えていてもよい。 In Patent Document 2, the alignment between the mold and the substrate (positioning of the mold with respect to the substrate) should be performed in a state where there is substantially no influence of disturbance such as floor vibration. Therefore, Patent Document 2 discloses an imprint apparatus including a vibration isolation system configured to insulate vibrations of a support structure that supports a mold holder and / or a substrate holder. Such a vibration isolation system may comprise one or more so-called air mounts, characterized for example by a low stiffness support having a cut-off frequency or natural frequency of 1 Hz or less.
インプリント装置においては、充填性を高めたインプリント材が開発されたことで、基板上のインプリント材とモールドとを接触させたときに生じるせん断力が低くなり、モールドと基板との位置合わせの精度が低下するという課題が生じている。 In imprint equipment, the imprint material with improved fillability has been developed, so that the shear force generated when the imprint material on the substrate and the mold are brought into contact with each other is reduced, and the alignment between the mold and the substrate is achieved. There is a problem that the accuracy of the system is lowered.
例えば、特許文献1では、モールドを高い剛性を有する撓み部材で支持しているため、モールドの水平方向の固有振動数が基板の水平方向の固有振動数よりも高くなる。このような状態において、床振動などの外乱が加わると、モールドと基板との固有振動数の差によって、モールドと基板との間に相対変位が生じてしまう。
For example, in
また、特許文献2では、振動絶縁システムによって、床振動などの外乱を低減することはできるが、かかる外乱を完全に除去することはできない。特許文献2には、このような除去しきれない外乱に対する対策が開示されていないため、かかる外乱が支持構造に加わると、モールドと基板との間に相対変位が生じてしまう。 Further, in Patent Document 2, disturbances such as floor vibration can be reduced by the vibration isolation system, but such disturbances cannot be completely removed. Since Patent Document 2 does not disclose a countermeasure against such a disturbance that cannot be completely removed, when such a disturbance is applied to the support structure, a relative displacement occurs between the mold and the substrate.
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位置合わせに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 for alignment 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、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記モールドを保持するヘッドと、前記基板を保持して移動するステージと、前記ヘッドを支持する支持部材と、を有し、前記支持部材は、前記モールドと前記インプリント材とが接触している状態で前記ヘッドに保持された前記モールドが前記インプリント材を介して前記ステージの移動に追従するように、水平方向のバネ定数が垂直方向のバネ定数より小さく設定されてい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 forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold, and a head that holds the mold; A stage that holds and moves the substrate; and a support member that supports the head. The support member is held by the head in a state where the mold and the imprint material are in contact with each other. The horizontal spring constant is set smaller than the vertical spring constant so that the mold follows the movement of the stage through the imprint material.
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位置合わせに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 for alignment 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製造に使用され、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するリソグラフィ装置である。本実施形態では、インプリント装置1は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールドの凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。 As the imprint material, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when given energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like is used. As the electromagnetic wave, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays, whose wavelength is selected from a range of 10 nm to 1 mm is used.
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。 A curable composition is a composition which hardens | cures by irradiation of light or by heating. The photocurable composition that is cured by light irradiation contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-polymerizable compound or a solvent as necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component.
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下である。 The imprint material may be applied in a film form on the substrate by a spin coater or a slit coater. Further, the imprint material may be applied onto the substrate in the form of droplets by the liquid ejecting head, or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The imprint material has a viscosity (viscosity at 25 ° C.) of, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.
基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。 As the substrate, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin, or the like is used, and a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface as necessary. Specific examples of the substrate include a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, and quartz glass.
インプリント装置1は、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。インプリント装置1は、照射部2と、ヘッド3と、基板ステージ4と、供給部5と、アライメントスコープ6と、ステージ駆動部17と、計測部18と、本体構造体27とを有する。ここでは、基板上のインプリント材に照射される紫外線9の光軸に平行な方向をZ軸とし、Z軸に垂直な平面内で互いに直交する方向をX軸及びY軸とする。
The
照射部2は、基板上のインプリント材14を硬化させる際に、モールド8を介して、基板上のインプリント材14に紫外線9を照射する。照射部2は、例えば、光源(不図示)と、かかる光源から発せられた紫外線9をインプリント材14の硬化に適した光に調整する光学系とを含む。
The irradiation unit 2 irradiates the
モールド8は、矩形の外周形状を有し、基板10に対向する面に、基板10に転写すべき凹凸パターン(例えば、回路パターン)が3次元状に形成されたパターン8aを有する。モールド8は、紫外線9を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成されている。モールド8は、紫外線9が照射される面に、平面形状が円形であり、且つ、ある程度の深さを有するキャビティ(凹部)を有する。
The
ヘッド3は、モールド8を保持するモールドチャック11と、モールドチャック11を移動可能に保持するモールド駆動部12とを含む。モールドチャック11は、モールド8における紫外線9の照射領域の外周領域を真空吸着力や静電力によって引き付けることでモールド8を保持する。例えば、真空吸着力によってモールド8を保持する場合、モールドチャック11は、外部に設置された真空ポンプ(不図示)に接続され、かかる真空ポンプをON/OFFすることで、モールド8の着脱が切り替えられる。
The
モールド駆動部12は、インプリント材14とモールド8との接触(押印)やインプリント材14からのモールド8の引き離し(離型)を選択的に行えるように、モールドチャック11(モールド8)を各軸の方向に移動させる(駆動する)。モールド駆動部12に採用可能な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がある。また、モールド駆動部12は、モールド8の高精度な位置決めを実現するために、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。モールド駆動部12は、モールド8の傾きを補正するための機能を有してもよい。インプリント装置1におけるモールド8の押印及び離型の各動作は、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10をZ軸方向に移動させることで実現してもよく、モールド8及び基板10の双方を相対的に移動させてもよい。
The
モールドチャック11は、中心部(内側)に、照射部2からの紫外線9が基板上のインプリント材14に照射されることを可能とする開口領域を有する。かかる開口領域には、開口領域の一部とモールド8とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材(例えば、ガラス板)が設置されている。密閉空間の内部の圧力は、真空ポンプなどを含む圧力調整装置(不図示)によって調整される。かかる圧力調整装置は、例えば、基板上のインプリント材14とモールド8とを接触させる際に、密閉空間の内部の圧力をその外部の圧力よりも高くすることによって、モールド8のパターン8a(パターン面)を基板10に向かって凸形状に変形させる。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に接触させることが可能となり、パターン8aとインプリント材14との間に気体(空気)が残留することを抑制し、パターン8aの隅々までインプリント材14を充填させることができる。
The
基板ステージ4は、基板10を吸着力によって引き付ける基板チャック16を介して、基板10を保持する。基板10には、モールド8のパターン8aを転写するためのインプリント材14が供給される。基板ステージ4は、基板上のインプリント材14とモールド8とを接触させる際に、モールド8と基板10との位置合わせに用いられる。ステージ駆動部17は、基板ステージ4(基板10)を各軸の方向に移動させる。ステージ駆動部17に採用可能なアクチュエータとしては、例えば、リニアモータや平面モータがある。ステージ駆動部17は、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、ステージ駆動部17は、Z軸方向の位置を調整するための駆動系、基板10のθ方向の位置を調整するための駆動系、基板10の傾きを補正するための駆動系などを有していてもよい。本体構造体27には、本体構造体27に対する基板ステージ4の各軸の方向の位置や角度を計測するための計測部18が配置されている。
The
供給部5は、ヘッド3の近傍に配置されている。供給部5は、インプリント材14を吐出するディスペンサ5aを含み、基板上にインプリント材14を供給する。インプリント材14は、本実施形態では、紫外線9の照射によって硬化する性質を有するが、その種類は、半導体デバイスの製造工程などの各種条件に応じて適宜選択される。また、ディスペンサ5aから吐出されるインプリント材14の量は、基板上に形成すべきインプリント材14の厚さ(残膜厚)や基板上に形成すべきパターンの密度などに応じて適宜決定される。
The
アライメントスコープ6は、モールド8及び基板10のそれぞれに形成された位置合わせマークを検出して、モールド8と基板10とのX軸及びY軸の各方向の位置ずれを計測する。
The alignment scope 6 detects an alignment mark formed on each of the
ここで、基板ステージ4の移動を制御する制御系について説明する。インプリント装置1は、計測部18、第1補償器42、ステージ駆動部17及び第1入力部41からなる第1フィードバック制御系40を有する。第1補償器42は、計測部18の出力(計測部18で計測された基板ステージ4の位置(計測値))と、第1入力部41から入力される基板ステージ4の目標位置(目標値)とに基づいて、ステージ駆動部17に与える操作量を演算(決定)する。かかる操作量を基板ステージ4に与えることで基板ステージ4の移動が制御される。本実施形態では、第1補償器42としてPID補償器を用いている。
Here, a control system for controlling the movement of the
更に、インプリント装置1は、アライメントスコープ6の出力(モールド8と基板10との位置ずれ)に基づいて、基板ステージ4の位置を補正するための第2フィードバック制御系50を有する。第2フィードバック制御系50は、アライメントスコープ6、第2補償器52及び第2入力部51からなる。第2補償器52は、アライメントスコープ6の出力と、第2入力部51から入力されるアライメント目標値とに基づいて、基板ステージ4の位置を補正するための補正量を演算する。本実施形態では、第2補償器52としてPI補償器を用いている。第2補償器52で演算された補正量を、基板ステージ4の目標位置に加算することで、モールド8と基板10との位置合わせを実現することができる。
Furthermore, the
モールド8と基板10との位置合わせが終了した後に、床振動などの外乱が本体構造体27に加わると、モールド8と基板10との間に相対変位が生じてしまう。そこで、本実施形態では、インプリント装置1は、ヘッド3を水平方向に関して本体構造体27から柔軟に支持するための支持部材30を有する。支持部材30は、モールド8とインプリント材14とが接触している状態でヘッド3に保持されたモールド8がインプリント材14を介して基板ステージ4の移動に追従するように、水平方向のバネ定数が垂直方向のバネ定数より小さく設定されている。支持部材30は、図1に示すように、垂直方向において、モールドチャック11(ヘッド3に保持されたモールド8)を垂直方向に駆動するモールド駆動部12よりも上に配置してもよいし、下に配置してもよい。なお、ここでの「上」及び「下」とは、それぞれ、図1の紙面において、「上」及び「下」を表すものとする。
When a disturbance such as floor vibration is applied to the
支持部材30は、ヒンジ機構、板ばね、コイルスプリング、振り子などのばね部材で構成されている。図2は、ヒンジ機構で構成された支持部材30の一例を示す概略図である。但し、支持部材30を構成するヒンジ機構の形状は、図2に示す形状に限定されるものではない。
The
支持部材30は、水平方向のバネ定数を垂直方向のバネ定数より小さくするために、本実施形態では、以下に説明するように構成されている。例えば、支持部材30の水平方向の剛性をKmとし、インプリント材14の水平方向(せん断方向)の剛性をKrとすると、支持部材30の水平方向の剛性Kmは、以下の式1を満たしている。これにより、床振動などの外乱が本体構造体27に加わり、基板ステージ4が振動した場合に、ヘッド3は、基板ステージ4の振動に追従して振動しやすくなる。従って、モールド8と基板10との相対変位が生じにくくなる。
The
インプリント材14の水平方向の剛性Krは、インプリント材14の縦弾性係数をE、ポワソン比をν、モールド8とインプリント材14の接触領域の面積をA、インプリント材14の厚さをdとすると、以下の式2から求めることができる。
The horizontal rigidity Kr of the
また、インプリント材14の水平方向の剛性Krは、インプリント装置1を用いて実験的に求めることも可能である。例えば、モールド8と基板10との位置合わせの工程において、アライメントスコープ6の出力がX1になるまで基板ステージ4を移動させ、かかる基板ステージ4の移動のためにステージ駆動部17が出力した力をFとする。この場合、インプリント材14の水平方向の剛性Krは、以下の式3から求めることができる。なお、専用の実験装置を用いて、インプリント材14の水平方向の剛性Krを求めてもよい。
Further, the horizontal rigidity Kr of the
図3は、本体構造体27からモールド8と基板10との相対変位XX3までの振動伝達率を示すゲイン線図である。図3には、インプリント材14の水平方向の剛性Krを1e7[N/m]とし、支持部材30の水平方向の剛性Kmを5e7[N/m]としたときの振動伝達率と、支持部材30の水平方向の剛性Kmを1e5[N/m]としたときの振動伝達率とを示している。図3において、縦軸はゲイン[dB]を示し、横軸は周波数[Hz]を示している。図3を参照するに、支持部材30の水平方向の剛性Kmをインプリント材14の水平方向の剛性Krよりも小さくした方が、振動伝達率が小さくなっていることがわる。
FIG. 3 is a gain diagram showing the vibration transmissibility from the
上述したように、基板ステージ4は、モールド8と基板10との位置合わせの工程において、水平方向に移動する。基板ステージ4の移動に伴い、ヘッド3も水平方向に移動するため、支持部材30は、ヘッド3の移動に対応できる可動範囲を有している必要がある。従って、支持部材30の可動範囲Lは、モールド8と基板10との初期の位置ずれ量をX2とすると、以下の式4を満たしている。これにより、支持部材30を介して、ヘッド3を水平方向に関して本体構造体27から柔軟に支持した場合であっても、モールド8と基板10との位置合わせを実現することができる。
As described above, the
このように、第1実施形態では、支持部材30の水平方向の剛性Kmをインプリント材14の水平方向の剛性Krよりも小さくした。これにより、床振動などの外乱が本体構造体27に加わって基板ステージ4が振動した場合に、ヘッド3が基板ステージ4の振動に追従して振動しやすくなる。従って、モールド8と基板10との位置合わせが終了した後において、モールド8と基板10との相対変位が生じることを低減することができる。
Thus, in the first embodiment, the horizontal rigidity Km of the
<第2実施形態>
第2実施形態では、床振動などの外乱が本体構造体27に加わった場合に、基板ステージ4とヘッド3とが同じように振動するようにする。これは、特に、インプリント材14の水平方向の剛性Krが小さい場合に有効である。
Second Embodiment
In the second embodiment, when a disturbance such as floor vibration is applied to the
床振動などの外乱が加わった場合の本体構造体27の水平方向の変位をXX0とし、ヘッド3の質量をMmとすると、ヘッド3の変位XX1は、以下の式5で表される。但し、本体構造体27から支持部材30を介して支持されたヘッド3の固有振動数をFmとし、減衰比をζmとする。また、式5において、sは、ラプラス変換に用いる複素数を表している。
When the horizontal displacement of the
次に、床振動などの外乱が加わった場合の基板ステージ4の変位XX2を求める。第1フィードバック制御系40によって制御される基板ステージ4の本体構造体27の水平方向の変位から基板ステージ4の水平方向の変位への伝達関数は、以下の式6で近似することができる。但し、第1フィードバック制御系40の交差周波数をFwとし、第1フィードバック制御系40の減衰性を減衰比ζwとする。
Next, the displacement XX2 of the
モールド8と基板10との相対変位をXX3とすると、モールド8と基板10との相対変位XX3は、以下の式7で表される。
When the relative displacement between the
式7を参照するに、固有振動数Fmと交差周波数Fmとを同じにすれば、固有振動数Fm又は交差周波数Fw未満の周波数帯域において、モールド8と基板10との相対変位XX3を低減することができる。更に、減衰比ζmと減衰比ζwとを同じにすれば、固有振動数Fm又は交差周波数Fw以上の周波数帯域においても、モールド8と基板10との相対変位XX3を低減することができる。
Referring to Equation 7, if the natural frequency Fm and the crossing frequency Fm are the same, the relative displacement XX3 between the
図4は、基板ステージ4の交差周波数Fwを60Hzとし、固有振動数Fmを交差周波数Fwの1/4倍、1/2倍、1倍、2倍又は4倍としたときの本体構造体27からモールド8と基板10との相対変位XX3までの振動伝達率を示すゲイン線図である。ここでは、インプリント材14の水平方向の剛性Krを1e5[N/m]としている。図4において、縦軸はゲイン[dB]を示し、横軸は周波数[Hz]を示している。図4を参照するに、固有振動数Fmが交差周波数Fwの1/2倍から2倍である場合は、固有振動数Fmが交差周波数Fwの1/4倍又は4倍の場合に比べて、振動伝達率の最大値が小さいことがわかる。従って、固有振動数Fwが交差周波数Fwの1/2倍から2倍であれば、床振動などの外乱によるモールド8と基板10との相対変位の発生を十分に低減することができる。
FIG. 4 shows the
固有振動数Fmは、支持部材30の水平方向の剛性Km及びヘッド3の質量Mmから、以下の式8で表される。従って、支持部材30の水平方向の剛性Kmは、固有振動数Fmが交差周波数Fwの1/2倍以上、且つ、2倍以下の範囲内の値となるように、設計されている必要がある。
The natural frequency Fm is expressed by the following
また、固有振動数Fmは、本体構造体27に搭載される他のユニットの固有振動数の影響を受けて変化する場合がある。このような場合には、基板ステージ4の交差周波数Fwを固有振動数Fmと一致するように微調整してもよい。
Further, the natural frequency Fm may change under the influence of the natural frequency of other units mounted on the
<第3実施形態>
インプリント材14には、上述したように、様々な種類が存在する。インプリント材14の水平方向の剛性Krは、インプリント材14の種類によって異なる。また、基板ステージ4の交差周波数Fwは、インプリント装置1を設置する場所の環境によって変更されることがある。このような場合に対応するために、支持部材30は、その水平方向の剛性Kmを変更可能に構成するとよい。支持部材30の水平方向の剛性Kmを変更可能にするためには、例えば、図2に示す支持部材30を交換可能に構成する、即ち、支持部材30をバネ定数が異なる他の支持部材に交換可能に構成すればよい。また、水平方向の剛性Kmを変更可能な調整機構(不図示)を支持部材30に設けてもよい。
<Third Embodiment>
There are various types of
<第4実施形態>
第2実施形態で説明したように、減衰比ζmと基板ステージ4の減衰性を表す減衰比ζwとを同じにすれば、固有振動数Fm又は交差周波数Fw以上の周波数帯域において、床振動などの外乱によるモールド8と基板10との相対変位XX3を低減することができる。従って、インプリント装置1では、支持部材30の水平方向の減衰比に対応する減衰比ζmを変更可能に構成するとよい。具体的には、図5に示すように、支持部材30の水平方向の減衰比を調整するための減衰部材31を支持部材30に設ければよい。減衰部材31の材質及び量の少なくとも一方を変更することによって、減衰比ζmを調整することができる。
<Fourth embodiment>
As described in the second embodiment, if the damping ratio ζm and the damping ratio ζw representing the damping property of the
<第5実施形態>
インプリント装置1では、モールド8と基板10との位置合わせの工程以外に、供給部5から基板10にインプリント材14を供給する供給工程などを行わなければならない。供給工程を行うためには、供給部5の下、即ち、供給部5によるインプリント材14の供給が行われる供給位置に向けて基板ステージ4を移動させる必要がある。このような場合、支持部材30を介して、ヘッド3が水平方向に関して本体構造体27に対して柔軟に支持されていると、基板ステージ4の移動に伴う反力の影響で振動し、残留振動の影響でインプリント装置1の性能が低下してしまうことがある。
<Fifth Embodiment>
In the
そこで、インプリント装置1は、図6に示すように、支持部材30に加えて、ヘッド3を本体構造体27に固定するための固定部32を更に有している。固定部32は、供給工程において、具体的には、供給部5によるインプリント材14の供給が行われる供給位置に向けて基板ステージ4を移動させている間において、ヘッド3を本体構造体27に固定する。また、固定部32は、モールド8と基板10との位置合わせの工程において、ヘッド3の本体構造体27への固定を解除する。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
<第6実施形態>
これまでの実施形態では、ヘッド3を水平方向に関して本体構造体27から柔軟に支持するための支持部材30をインプリント装置1が有する場合について説明した。但し、インプリント装置1は、支持部材30の代わりに、基板10を保持した基板チャック16を、水平方向に関して基板ステージ4から柔軟に支持する支持部材を有していてもよい。かかる支持部材に対しても、第1実施形態から第5実施形態で説明した構成を適用する(即ち、支持部材30と同様に構成する)ことで、上述したのと同様の効果を得ることができる。
<Sixth Embodiment>
In the embodiments so far, the case where the
インプリント装置1を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは、各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサー、或いは、型などである。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。
The pattern of the cured product formed using the
硬化物のパターンは、上述の物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入などの処理が行われた後、レジストマスクは除去される。 The pattern of the cured product is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-described article or temporarily used as a resist mask. After a process such as etching or ion implantation is performed in the substrate processing step, the resist mask is removed.
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図7(a)に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板10を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材14を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材14が基板上に付与された様子を示している。
Next, a specific method for manufacturing an article will be described. As shown in FIG. 7A, a
図7(b)に示すように、インプリント用のモールド8を、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材14に向け、対向させる。図7(c)に示すように、インプリント材14が付与された基板10とモールド8とを接触させ、圧力を加える。インプリント材14は、モールド8と被加工材との隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光をモールド8を介して照射すると、インプリント材14は硬化する。
As shown in FIG. 7B, the
図7(d)に示すように、インプリント材14を硬化させた後、モールド8と基板10を引き離すと、基板上にインプリント材14の硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、モールド8の凹部が硬化物の凸部に、モールド8の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材14にモールド8の凹凸パターンが転写されたことになる。
As shown in FIG. 7D, when the
図7(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図7(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝が形成された物品を得ることができる。ここでは、硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。 As shown in FIG. 7E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an anti-etching mask, the portion of the surface of the workpiece that has no cured product or remains thin is removed to form a groove. . As shown in FIG. 7 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article having grooves formed on the surface of the workpiece can be obtained. Here, although the pattern of the cured product is removed, it may be used as, for example, an interlayer insulating film included in a semiconductor element, that is, a constituent member of an article without being removed after processing.
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。 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.
1:インプリント装置 3:ヘッド 4:基板ステージ 8:モールド 10:基板 30:支持部材 1: Imprint device 3: Head 4: Substrate stage 8: Mold 10: Substrate 30: Support member
Claims (9)
前記モールドを保持するヘッドと、
前記基板を保持して移動するステージと、
前記ヘッドを支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記モールドと前記インプリント材とが接触している状態で前記ヘッドに保持された前記モールドが前記インプリント材を介して前記ステージの移動に追従するように、水平方向のバネ定数が垂直方向のバネ定数より小さく設定されていることを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
A head for holding the mold;
A stage for holding and moving the substrate;
A support member for supporting the head,
The support member is a horizontal spring so that the mold held by the head follows the movement of the stage via the imprint material while the mold and the imprint material are in contact with each other. An imprint apparatus characterized in that the constant is set smaller than the spring constant in the vertical direction.
前記支持部材は、前記垂直方向において前記アクチュエータよりも上に配置されてい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。 An actuator for driving the mold held by the head in the vertical direction;
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the support member is disposed above the actuator in the vertical direction.
前記支持部材は、前記垂直方向において前記アクチュエータよりも下に配置されてい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。 An actuator for driving the mold held by the head in the vertical direction;
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the support member is disposed below the actuator in the vertical direction.
前記計測部の計測値に基づいて前記ステージを移動させるための操作量を決定し、前記操作量を前記ステージに与えて前記ステージの移動を制御する制御系と、
を更に有し、
前記支持部材に支持された前記ヘッドの前記水平方向の固有振動数は、前記制御系の交差周波数の1/2倍以上、且つ、2倍以下の範囲内の値であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 A measuring unit for measuring the position of the stage;
A control system for determining an operation amount for moving the stage based on a measurement value of the measurement unit, and controlling the movement of the stage by giving the operation amount to the stage;
Further comprising
The natural frequency in the horizontal direction of the head supported by the support member is a value within a range of 1/2 times or more and 2 times or less of a cross frequency of the control system. Item 4. The imprint apparatus according to any one of Items 1 to 3.
前記ヘッドを前記構造体に固定する固定部と、
を更に有することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 A structure that supports the support member;
A fixing portion for fixing the head to the structure;
The imprint apparatus according to claim 1, further comprising:
前記固定部は、前記供給部によるインプリント材の供給が行われる供給位置に向けて前記ステージを移動させている間において、前記ヘッドを前記構造体に固定することを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。 A supply unit for supplying an imprint material to the substrate;
The said fixing | fixed part fixes the said head to the said structure while moving the said stage toward the supply position where the imprint material by the said supply part is supplied, The said structure is characterized by the above-mentioned. The imprint apparatus described.
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 8,
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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