JP2021044339A - Mold, imprint device, article manufacturing method, and imprint method - Google Patents

Mold, imprint device, article manufacturing method, and imprint method Download PDF

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JP2021044339A JP2019164302A JP2019164302A JP2021044339A JP 2021044339 A JP2021044339 A JP 2021044339A JP 2019164302 A JP2019164302 A JP 2019164302A JP 2019164302 A JP2019164302 A JP 2019164302A JP 2021044339 A JP2021044339 A JP 2021044339A
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Abstract

To solve the problem in a method of deforming a pattern region by applying force to a mold, the method having a risk of failing to correct a shape by deformation to a desired size due to limitation of force applied by an actuator.SOLUTION: A mold to be used for an imprint device for performing imprint processing of forming a pattern of an imprint material on a substrate includes: a pattern region for forming the pattern by coming into contact with the imprint material; and a peripheral part provided around the pattern region. On the peripheral part, low rigid structures whose thickness is smaller than those of the other regions are provided diagonally around the pattern region. Thereby, an amount of deformation can be increased, enabling easy shape correction at the time of the imprint processing.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、モールド、インプリント装置、物品の製造方法、インプリント方法に関するものである。 The present invention relates to a mold, an imprinting apparatus, a method for manufacturing an article, and an imprinting 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(型とも称する)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。 With the increasing demand for miniaturization of semiconductor devices and MEMS, 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 is drawing attention. The imprint technology supplies (coats) an uncured imprint material onto a substrate and brings the imprint material into contact with a mold (also referred to as a mold) to deal with a fine uneven pattern formed on the mold. This is a microfabrication technology that forms a pattern of imprint material on a substrate.

そして、このようなインプリント材を用いたインプリント装置で製造される半導体デバイス等も、基板上に微細な凹凸パターンによる回路パターンを何層にも重ねて製造されるため、上下層のパターンの高い重ね合わせ精度が求められている。そのため、モールドのパターンが設けられているパターン領域を変形させた状態や、基板のショット領域を変形させた状態でパターンを形成することで、所望の形状に補正することが検討されている。 A semiconductor device or the like manufactured by an imprint device using such an imprint material is also manufactured by superimposing a circuit pattern with a fine uneven pattern on a substrate in multiple layers, so that the upper and lower layers of the pattern can be used. High overlay accuracy is required. Therefore, it has been studied to correct the shape to a desired shape by forming a pattern in a state in which a pattern region in which a mold pattern is provided is deformed or in a state in which a shot region of a substrate is deformed.

特許文献1には、モールド側面に圧電素子などの形状補正手段を設け、外部からの力をモールドに加えてパターン領域を変形させた状態でパターン形成することで、所望の形状に補正することが開示されている。 In Patent Document 1, a shape correcting means such as a piezoelectric element is provided on the side surface of the mold, and a pattern is formed in a state where an external force is applied to the mold to deform the pattern region, thereby correcting the shape to a desired shape. It is disclosed.

特許第4594305号Patent No. 4594305

しかしながら、特許文献1に開示されるようなモールドに力を加えてパターン領域を変形させる手法では、形状補正手段により加えられる力の限界により、所望の大きさに変形させることができない可能性がある。 However, in the method of deforming the pattern region by applying a force to the mold as disclosed in Patent Document 1, there is a possibility that the pattern region cannot be deformed to a desired size due to the limit of the force applied by the shape correction means. ..

そこで、本発明は、モールドに力を加えた際にパターン領域が変形する変形量を大きくすることで、インプリント処理時の形状補正の範囲を拡大できる構成を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a configuration capable of expanding the range of shape correction during imprint processing by increasing the amount of deformation in which the pattern region is deformed when a force is applied to the mold.

上記目的を達成するために、本発明は、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処理を行うインプリント装置に用いられるモールドであって、前記インプリント材に接触することで前記パターンを形成するためのパターン領域と、前記パターン領域の周りに設けられた周辺部と、を有し、前記周辺部には、前記パターン領域を中心とした対角線状に、他の領域よりも厚みが薄い低剛性構造が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a mold used in an imprint apparatus that performs an imprint process for forming a pattern of an imprint material on a substrate, and the pattern is formed by contacting the imprint material. The peripheral portion has a pattern region for forming the pattern region and a peripheral portion provided around the pattern region, and the peripheral portion is diagonally thicker than the other regions around the pattern region. It is characterized by being provided with a thin low-rigidity structure.

本発明によれば、モールドに力を加えた際にパターン領域が変形する変化量を大きくすることができ、インプリント処理時の形状補正の範囲を拡大することができる。 According to the present invention, it is possible to increase the amount of change in which the pattern region is deformed when a force is applied to the mold, and it is possible to expand the range of shape correction during the imprint processing.

(a)本発明の実施形態にかかるインプリント装置の構成を模式的に示す図である。(b)インプリント装置のアライメント処理を行う際の機能構成の一例を示すブロック図である。(A) It is a figure which shows typically the structure of the imprinting apparatus which concerns on embodiment of this invention. (B) It is a block diagram which shows an example of the functional structure at the time of performing the alignment processing of an imprint apparatus. 1つの基板の複数ショット領域にパターンを形成する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process of forming a pattern in a plurality of shot regions of one substrate. (a)モールド1をZ軸方向から見た平面図である。(b)モールド1を矢印B方向(Y方向)から見た平面図である。(c)モールド1の図3(a)に示すC−C‘断面である。(A) It is a top view of the mold 1 seen from the Z-axis direction. (B) It is a top view which saw the mold 1 from the arrow B direction (Y direction). (C) It is a cross section of CC'shown in FIG. 3A of the mold 1. 図3(a)に示すモールドの低剛性構造を示すA−A‘断面であり、(a)スリット構造として設けられた低剛性構造(b)上下に溝が設けられた低剛性構造(c)パターン領域PRの反対側に溝が設けられた低剛性構造である。It is a cross section AA'showing the low-rigidity structure of the mold shown in FIG. It is a low-rigidity structure with a groove provided on the opposite side of the pattern region PR. (a)低剛性構造を有しないモールドに力が加えられた際の様子を説明する比較例である。(b)本発明に係る低剛性構造を有するモールドに力が加えられた際の様子を説明する図である。(A) This is a comparative example for explaining a state when a force is applied to a mold that does not have a low rigidity structure. (B) It is a figure explaining the state when a force is applied to the mold which has the low-rigidity structure which concerns on this invention. モールド1がインプリント装置にロードおよびアンロードされる際のインプリント装置における処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process flow in the imprinting apparatus when the mold 1 is loaded and unloaded in the imprinting apparatus. インプリント装置を用いて基板にパターンを形成して物品を製造する処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process of forming a pattern on a substrate using an imprint apparatus, and manufacturing an article.

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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same member is given the same reference number, and duplicate description is omitted.

本明細書および添付図面では、基板の表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX、θY、θZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および/または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板およびモールド(型)の少なくとも一方の位置および/または姿勢の制御を含む。 In the present specification and the accompanying drawings, the direction is shown in the XYZ coordinate system in which the direction parallel to the surface of the substrate is the XY plane. The directions parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the XYZ coordinate system are the X-direction, Y-direction, and Z-direction, and the rotation around the X-axis, the rotation around the Y-axis, and the rotation around the Z-axis are θX and θY, respectively. , ΘZ. Control or drive with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis means control or drive with respect to a direction parallel to the X-axis, a direction parallel to the Y-axis, and a direction parallel to the Z-axis, respectively. Further, the control or drive regarding the θX axis, the θY axis, and the θZ axis relates to the rotation around the axis parallel to the X axis, the rotation around the axis parallel to the Y axis, and the rotation about the axis parallel to the Z axis, respectively. Means control or drive. The position is information that can be specified based on the coordinates of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and the posture is information that can be specified by the values of the θX-axis, θY-axis, and θZ-axis. Positioning means controlling position and / or posture. Alignment involves controlling the position and / or orientation of at least one of the substrate and the mold.

インプリント装置は、基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、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インプリント材を硬化させる。これにより、モールドのパターン領域の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンが基板の上に形成される。 The imprinting apparatus cures the imprinting material by bringing the imprinting material above the shot region of the substrate into contact with the pattern region of the mold and giving the imprinting material energy for curing. As a result, a pattern of the cured product to which the uneven pattern of the pattern region of the mold is transferred is formed on the substrate.

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り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、熱等が用いられる。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、紫外線などの光である。 As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves, heat, etc. are used as the energy for curing. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less.

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。 The curable composition is a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by light may contain at least a polysynthetic compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-heavy synthetic compound or a solvent, if necessary. The non-heavy synthetic compound is at least one selected from the group of sensitizers, hydrogen donors, internal release mold release agents, surfactants, antioxidants, polymer components and the like.

インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって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 is applied in the form of a film on the substrate by a spin coater or a slit coater. Alternatively, the liquid injection head may be applied on the substrate in the form of droplets or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.

図1(a)には、本発明に係るインプリント装置10の構成を示す概略図が示されている。インプリント装置10は、交換可能なモールド1を保持しモールド1の位置決めを行うモールド位置決め機構3と、基板2を保持し基板2を位置決めする基板位置決め機構4を備える。さらにインプリント装置10は、基板2のショット領域とモールド1のパターン領域PRとの形状差を低減する形状補正部9とを備える。また、インプリント装置10は、基板2のショット領域のマークとモールド1のパターン領域PRのマークとの相対位置を計測する計測部5と、インプリント材を硬化させる硬化部6と、基板2のショット領域の上にインプリント材を供給する供給部7とを備える。また、インプリント装置10は、モールド位置決め機構3、基板位置決め機構4、形状補正部9、計測部5、供給部(ディスペンサ)7および硬化部(照射部)6を制御する制御部8を備える。制御部8は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成される。 FIG. 1A shows a schematic view showing the configuration of the imprinting apparatus 10 according to the present invention. The imprint device 10 includes a mold positioning mechanism 3 that holds a replaceable mold 1 and positions the mold 1, and a substrate positioning mechanism 4 that holds the substrate 2 and positions the substrate 2. Further, the imprint device 10 includes a shape correction unit 9 that reduces the shape difference between the shot region of the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1. Further, the imprinting apparatus 10 includes a measuring unit 5 for measuring the relative position between the mark of the shot region of the substrate 2 and the mark of the pattern region PR of the mold 1, a curing portion 6 for curing the imprint material, and the substrate 2. A supply unit 7 for supplying an imprint material is provided above the shot area. Further, the imprint device 10 includes a mold positioning mechanism 3, a substrate positioning mechanism 4, a shape correction unit 9, a measurement unit 5, a supply unit (dispenser) 7, and a control unit 8 that controls a curing unit (irradiation unit) 6. The control unit 8 is, for example, a PLD (abbreviation for Programmable Logic Device) such as FPGA (abbreviation for Field Programmable Gate Array), or an ASIC (application specific specialized engine) general-purpose program, or an abbreviation for ASIC. It consists of a computer or a combination of all or part of these.

図1(b)には、本発明に係るインプリント装置10のインプリント装置のアライメント処理を行う際の機能構成の一例を示すブロック図である。アライメント機構30は、モールド位置決め機構3および基板位置決め機構4で構成される相対位置決め機構20と、モールド情報取得部40と、形状補正部9で構成されている。 FIG. 1B is a block diagram showing an example of a functional configuration when performing alignment processing of the imprint device 10 of the imprint device 10 according to the present invention. The alignment mechanism 30 includes a relative positioning mechanism 20 including a mold positioning mechanism 3 and a substrate positioning mechanism 4, a mold information acquisition unit 40, and a shape correction unit 9.

モールド1は、例えば、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で構成できる。そして、モールド1の基板2の側の面、すなわちインプリント材に接触する面にパターン領域PRを有しており、パターン領域PRは、基板2のショット領域の上に供給されたインプリント材に転写するための凹凸パターンを有する。このような基板2は、例えば、半導体(例えば、シリコン、化合物半導体)、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等で構成される。また、基板2は、母材の上に1または複数の層を有することができ。この場合、母材は、例えば、半導体、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等で構成される。なお、基板2には、必要に応じて、インプリント材と基板2との密着性を向上させるために密着層が設けられる。 The mold 1 can be made of a material capable of transmitting ultraviolet rays, such as quartz. The surface of the mold 1 on the substrate 2 side, that is, the surface in contact with the imprint material has a pattern region PR, and the pattern region PR is provided on the imprint material supplied on the shot region of the substrate 2. It has an uneven pattern for transfer. Such a substrate 2 is made of, for example, a semiconductor (for example, silicon, a compound semiconductor), glass, ceramics, a metal, a resin, or the like. Further, the substrate 2 can have one or more layers on the base material. In this case, the base material is composed of, for example, a semiconductor, glass, ceramics, metal, resin, or the like. If necessary, the substrate 2 is provided with an adhesion layer in order to improve the adhesion between the imprint material and the substrate 2.

モールド位置決め機構3は、モールド保持部3aと、モールド保持部3aを駆動することによってモールド1を駆動するモールド駆動機構3bとで構成されている。モールド保持部3aは、例えば、真空吸引力または静電力などによってモールド1を保持する。モールド駆動機構3bは、例えば、リニアモータ、エアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド1を保持したモールド保持部3aを駆動する。モールド駆動機構3bは、モールド1(モールド保持部3a)を複数の軸(例えば、Z軸、θX軸、θY軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成される。なお、本実施形態でもちいられるモールド保持部3aは、モールド1を真空吸着または静電力などによって保持する際に、後述の低剛性構造を有したとしても確実に保持できるように構成されている。 The mold positioning mechanism 3 is composed of a mold holding portion 3a and a mold driving mechanism 3b that drives the mold 1 by driving the mold holding portion 3a. The mold holding portion 3a holds the mold 1 by, for example, a vacuum suction force or an electrostatic force. The mold drive mechanism 3b includes an actuator such as a linear motor or an air cylinder, and drives a mold holding portion 3a that holds the mold 1. In the mold drive mechanism 3b, the mold 1 (mold holding portion 3a) has a plurality of axes (for example, three axes of Z axis, θX axis, and θY axis, preferably X axis, Y axis, Z axis, θX axis, and θY axis). , ΘZ axis 6). The mold holding portion 3a used in the present embodiment is configured so that when the mold 1 is held by vacuum suction or electrostatic force, it can be reliably held even if it has a low-rigidity structure described later.

基板位置決め機構4は、基板2を保持する基板保持部4aと、基板保持部4aを駆動することによって基板2を駆動する基板駆動機構4bとを含みうる。基板保持部4aは、例えば、真空吸引力またはや静電力などによって基板2を保持する。基板駆動機構4bは、リニアモータ、エアシリンダなどのアクチュエータを含み、基板2を保持した基板保持部4aを駆動する。基板駆動機構4bは、基板2(基板保持部4a)を複数の軸(例えば、X軸、Y軸、θZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されうる。 The substrate positioning mechanism 4 may include a substrate holding portion 4a for holding the substrate 2 and a substrate driving mechanism 4b for driving the substrate 2 by driving the substrate holding portion 4a. The substrate holding portion 4a holds the substrate 2 by, for example, a vacuum suction force or an electrostatic force. The substrate drive mechanism 4b includes an actuator such as a linear motor and an air cylinder, and drives a substrate holding portion 4a that holds the substrate 2. The substrate drive mechanism 4b has a substrate 2 (board holding portion 4a) on a plurality of axes (for example, three axes of X-axis, Y-axis, and θZ-axis, preferably X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, and θY-axis. , ΘZ axis 6) can be configured to drive.

モールド位置決め機構3および基板位置決め機構4は、モールド1と基板2との間の相対位置および相対姿勢が調整されるようにモールド1および基板2の少なくとも一方を駆動する相対位置決め機構20を構成する。相対位置決め機構20による相対位置の調整は、基板2の上のインプリント材に対するモールド1のパターン領域PRの接触、および、硬化したインプリント材(硬化物のパターン)からのモールド1のパターン領域PRの分離のための駆動を含む。相対位置決め機構20は、モールド1のパターン領域PRと基板2のショット領域との間の相対的なシフトおよび回転に関する誤差成分を低減するためのアライメントを行うために使用されうる。 The mold positioning mechanism 3 and the substrate positioning mechanism 4 constitute a relative positioning mechanism 20 that drives at least one of the mold 1 and the substrate 2 so that the relative position and the relative posture between the mold 1 and the substrate 2 are adjusted. The relative position is adjusted by the relative positioning mechanism 20 by contacting the pattern region PR of the mold 1 with the imprint material on the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1 from the cured imprint material (cured product pattern). Includes drive for separation of. The relative positioning mechanism 20 can be used to perform alignment to reduce error components related to relative shift and rotation between the pattern region PR of the mold 1 and the shot region of the substrate 2.

形状補正部9は、モールド1のパターン領域PRおよび基板2のショット領域の少なくとも一方を変形させることによって基板2のショット領域とモールド1のパターン領域PRとのアライメント誤差を補正するために用いられる。すなわち形状補正部9は、モールド1のパターン領域PRと基板2のショット領域との間の相対的な形状差に関する誤差成分を低減するためのアライメントを行うために使用される。本実施形態においては、形状補正部9は、モールド1の側面に力を加えてパターン領域PRの形状を変形させる複数のアクチュエータの例を用いて説明する。また、形状補正部9として基板2を加熱することによって基板2のショット領域を変形させる構成も設けてもよい。 The shape correction unit 9 is used to correct an alignment error between the shot region of the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1 by deforming at least one of the pattern region PR of the mold 1 and the shot region of the substrate 2. That is, the shape correction unit 9 is used to perform alignment for reducing an error component related to a relative shape difference between the pattern region PR of the mold 1 and the shot region of the substrate 2. In the present embodiment, the shape correction unit 9 will be described with reference to an example of a plurality of actuators that apply a force to the side surface of the mold 1 to deform the shape of the pattern region PR. Further, the shape correction unit 9 may be provided with a configuration in which the shot region of the substrate 2 is deformed by heating the substrate 2.

アライメント機構30は、相対位置決め機構20および形状補正部9およびモールド情報取得部40で構成され、モールド1のパターン領域PRと基板2のショット領域との間の相対的なシフトおよび回転、ならびに、相対的な形状差に関する誤差成分を低減する。 The alignment mechanism 30 is composed of a relative positioning mechanism 20, a shape correction unit 9, and a mold information acquisition unit 40. Relative shift and rotation between the pattern region PR of the mold 1 and the shot region of the substrate 2, and relative. Reduces the error component related to the shape difference.

基板2の加熱は、例えば、基板2に光を照射することなどによってなされうる。 The substrate 2 can be heated, for example, by irradiating the substrate 2 with light.

モールド情報取得部40は、インプリント装置10に装着されたモールドの形状補正部9による力でどの程度変形するかを特定可能な情報、具体的には後述の低剛性構造を有するモールドであるか否かを特定することができるモールド情報を取得する。 The mold information acquisition unit 40 is information that can specify how much the mold is deformed by the force of the shape correction unit 9 of the mold mounted on the imprint device 10, specifically, is the mold having a low rigidity structure described later? Acquire mold information that can specify whether or not.

計測部5は、例えば、基板2のショット領域のマークとモールド1のパターン領域PRのマークとの相対的な位置を計測する。ここで、計測部5は、各々が基板2のショット領域のマークとモールド1のパターン領域のマークとで構成される複数のマーク対のそれぞれについて、ショット領域のマークとパターン領域PRのマークとの相対的な位置からアライメント誤差(距離)を計測しうる。計測部5は、例えば、パターン領域PRの四隅に設けられたマークと基板2のショット領域2aの四隅に設けられたマークとを検出部によって検出しうる。これにより、計測部5は、基板2のショット領域とモールド1のパターン領域PRとのアライメント誤差を検出する。 The measuring unit 5 measures, for example, the relative position between the mark of the shot region of the substrate 2 and the mark of the pattern region PR of the mold 1. Here, the measuring unit 5 sets the mark of the shot area and the mark of the pattern area PR for each of the plurality of mark pairs each composed of the mark of the shot area of the substrate 2 and the mark of the pattern area of the mold 1. The alignment error (distance) can be measured from the relative position. The measuring unit 5 can detect, for example, the marks provided at the four corners of the pattern region PR and the marks provided at the four corners of the shot region 2a of the substrate 2 by the detecting unit. As a result, the measuring unit 5 detects the alignment error between the shot region of the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1.

供給部7は、基板2の上にインプリント材を供給(塗布)する。基板2の上に対するインプリント材の供給は、例えば、基板位置決め機構4によって基板2を移動させながら供給部7からインプリント材を吐出することによってなされうる。供給部7は、インプリント装置10の外部に設けられてもよい。硬化部6は、基板2のショット領域の上のインプリント材とモールド1のパターン領域PRとが接触した状態で、インプリント材の硬化用のエネルギー(例えば、紫外線等の光)を供給あるいは照射することによってインプリント材を硬化させる。これにより、インプリント材の硬化物からなるパターンが形成される。 The supply unit 7 supplies (coats) the imprint material on the substrate 2. The imprint material can be supplied onto the substrate 2 by, for example, discharging the imprint material from the supply unit 7 while moving the substrate 2 by the substrate positioning mechanism 4. The supply unit 7 may be provided outside the imprint device 10. The curing portion 6 supplies or irradiates energy for curing the imprint material (for example, light such as ultraviolet rays) in a state where the imprint material on the shot region of the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1 are in contact with each other. By doing so, the imprint material is cured. As a result, a pattern made of a cured product of the imprint material is formed.

図2は、1つの基板に複数のショット領域にパターンを形成するインプリント処理の流れが示されている。このインプリント処理は、制御部8によって制御される。なお、モールド保持部3aへモールド1をロードする処理、モールド保持部3aからモールド1をアンロードする処理については図6を用いて後述する。また、基板保持部4aへの基板2のロード、基板保持部4aからの基板2のアンロードについては、説明を省略する。 FIG. 2 shows the flow of the imprint process for forming a pattern in a plurality of shot regions on one substrate. This imprint process is controlled by the control unit 8. The process of loading the mold 1 into the mold holding portion 3a and the process of unloading the mold 1 from the mold holding portion 3a will be described later with reference to FIG. Further, the description of loading the substrate 2 onto the substrate holding portion 4a and unloading the substrate 2 from the substrate holding portion 4a will be omitted.

ステップS11では、制御部8は、ロードされている基板2の複数のショット領域(以下、対象ショット領域)にインプリント材が供給されるように供給部7および基板位置決め機構4(基板駆動機構4)を制御する。 In step S11, the control unit 8 supplies the supply unit 7 and the substrate positioning mechanism 4 (board drive mechanism 4) so that the imprint material is supplied to the plurality of shot regions (hereinafter, target shot regions) of the loaded substrate 2. ) Is controlled.

ステップS12では、制御部8は、モールド1のパターン領域PRの直下に対象ショット領域が配置されるように基板位置決め機構4(基板駆動機構4b)を制御する。 In step S12, the control unit 8 controls the substrate positioning mechanism 4 (board drive mechanism 4b) so that the target shot region is arranged directly below the pattern region PR of the mold 1.

ステップS13(押印工程)では、制御部8は、対象ショット領域上のインプリント材とモールド1のパターン領域PRとが接触するように相対位置決め機構20(例えば、モールド位置決め機構3)を制御する。 In step S13 (imprinting step), the control unit 8 controls the relative positioning mechanism 20 (for example, the mold positioning mechanism 3) so that the imprint material on the target shot region and the pattern region PR of the mold 1 come into contact with each other.

ステップS14(計測工程)では、制御部8は、複数のマーク対のそれぞれについて、基板2の対象ショット領域のマークとモールド1のパターン領域PRのマークとの相対的な位置を計測するように計測部5を制御する。計測部5はモールド1のパターン領域PRと基板2にあらかじめ設けられた、複数のアライメントマークを計測する。制御部8は、計測された各アライメントマークの相対位置をシフト、回転、倍率などの成分に分解し、モールド1のパターン領域PRと基板2との位置ずれ量および形状差を求める。 In step S14 (measurement step), the control unit 8 measures each of the plurality of mark pairs so as to measure the relative positions of the mark of the target shot area of the substrate 2 and the mark of the pattern area PR of the mold 1. The unit 5 is controlled. The measuring unit 5 measures the pattern region PR of the mold 1 and a plurality of alignment marks provided in advance on the substrate 2. The control unit 8 decomposes the measured relative positions of the alignment marks into components such as shift, rotation, and magnification, and obtains the amount of misalignment and the shape difference between the pattern region PR of the mold 1 and the substrate 2.

ステップS15(アライメント工程)では、制御部8は、基板2の対象ショット領域とモールド1のパターン領域PRとの位置ずれ量および形状差が低減されるようにアライメント機構30を制御する。具体的にはステップS14の(計測工程)で計測された相対位置から求まるシフトと回転成分は相対位置決め機構20によって補正する。そのほかの倍率成分による形状差を表す成分はアクチュエータ9によって補正される。具体的には、アクチュエータ9は、モールド情報取得部40で取得されるモールド情報で定まる制御パラメータと、計測部5による計測から求まる倍率成分の情報とに基づいて、倍率補正を行う。 In step S15 (alignment step), the control unit 8 controls the alignment mechanism 30 so that the amount of misalignment and the shape difference between the target shot region of the substrate 2 and the pattern region PR of the mold 1 are reduced. Specifically, the shift and rotation components obtained from the relative positions measured in the (measurement step) of step S14 are corrected by the relative positioning mechanism 20. The other components representing the shape difference due to the magnification component are corrected by the actuator 9. Specifically, the actuator 9 corrects the magnification based on the control parameter determined by the mold information acquired by the mold information acquisition unit 40 and the information of the magnification component obtained from the measurement by the measurement unit 5.

ステップS16(露光工程)では、制御部8は、対象ショット領域の上のインプリント材を硬化させるように硬化部6を制御する。これにより、インプリント材の硬化物からなるパターンが対象ショット領域の上に形成される。 In step S16 (exposure step), the control unit 8 controls the curing unit 6 so as to cure the imprint material on the target shot region. As a result, a pattern composed of a cured product of the imprint material is formed on the target shot region.

ステップS17(離型工程)では、制御部8は、インプリント材の硬化物からなるパターンとモールド1のパターン領域PRとが分離されるように相対位置決め機構20(例えば、モールド位置決め機構3)を制御する。 In step S17 (release step), the control unit 8 sets the relative positioning mechanism 20 (for example, the mold positioning mechanism 3) so that the pattern made of the cured product of the imprint material and the pattern region PR of the mold 1 are separated. Control.

ステップS18では、制御部8は、基板2の複数のショット領域のうち次にパターンを形成すべきショット領域があるか判断し、次のショット領域がある場合には、そのショット領域を対象ショット領域としてステップS11〜S17を実行する。 In step S18, the control unit 8 determines whether there is a shot region to form a pattern next among the plurality of shot regions of the substrate 2, and if there is a next shot region, the shot region is used as the target shot region. Steps S11 to S17 are executed.

次に、図3を用いて、アクチュエータ9により形状補正されるモールド1の構造について説明する。図3は、モールド1と複数のアクチュエータ9(9L,9R,9F,9B)とを示している。図3(a)は、モールド1をZ軸方向(厚み方向)から見た平面図である。図3(b)は、モールド1を矢印B方向(Y方向)から見た平面図である。図3(c)は、モールド1の図3(a)に示すC−C‘断面である。 Next, the structure of the mold 1 whose shape is corrected by the actuator 9 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a mold 1 and a plurality of actuators 9 (9L, 9R, 9F, 9B). FIG. 3A is a plan view of the mold 1 as viewed from the Z-axis direction (thickness direction). FIG. 3B is a plan view of the mold 1 as viewed from the arrow B direction (Y direction). FIG. 3C is a cross section taken along the line CC ′ shown in FIG. 3A of the mold 1.

複数のアクチュエータ9は、矩形形状に設けられたモールド1のX方向とY方向の4つの側面それぞれに、力を加えることができる構成となっており、図3(a)に示すように各側面に、複数のアクチュエータ9L,9R,9F,9Bがそれぞれ設けられている。図3(a)の例ではモールド1の各側面に4つアクチュエータ9が配置されている。さらに各側面の複数のアクチュエータは、モールド保持部に支持されており、対応する側面に対して矢印で示す方向の力を均等に加えることができる。つまり、ステップS14において、X方向に形状差があると判断された場合には、主に、アクチュエータ9L、9Rが力を加える。一方、Y方向に形状差があると判断された場合には、主に、アクチュエータ9B、9Fが力を加える。なお、矩形形状のモールド1の4側面すべてにアクチュエータを設けなくとも、X方向とY方向に補正できるように少なくとも2つのアクチュエータを設けて、形状補正してもよい。このようなアクチュエータ9としては、一般的には発熱量が小さく、応答性に優れたピエゾアクチュエータを用いることができる。 The plurality of actuators 9 have a configuration in which a force can be applied to each of the four side surfaces of the mold 1 provided in the rectangular shape in the X direction and the Y direction, and each side surface is as shown in FIG. 3A. , A plurality of actuators 9L, 9R, 9F, 9B are provided respectively. In the example of FIG. 3A, four actuators 9 are arranged on each side surface of the mold 1. Further, the plurality of actuators on each side surface are supported by the mold holding portion, and the force in the direction indicated by the arrow can be evenly applied to the corresponding side surface. That is, in step S14, when it is determined that there is a shape difference in the X direction, the actuators 9L and 9R mainly apply a force. On the other hand, when it is determined that there is a shape difference in the Y direction, the actuators 9B and 9F mainly apply a force. Even if the actuators are not provided on all four side surfaces of the rectangular mold 1, at least two actuators may be provided so that the correction can be performed in the X direction and the Y direction to correct the shape. As such an actuator 9, a piezo actuator having a small calorific value and excellent responsiveness can be generally used.

モールド1は、図3(c)に示すように、基板2上のインプリント材に接触する側の第1面102、第1面102とは反対側の第2面104を含む基材で構成されている。モールド1の第1面102は、凹凸パターンを含むパターン領域PRと、パターン領域PRの周囲の第1周辺部領域110とを含む。パターン領域PRは、基板上のインプリント材と接触する領域であって、第1周辺部領域110から第2面104の側とは反対側に突出した凸構造を有する。これにより、モールド1と基板上のインプリント材とを接触させた際に、未硬化のインプリント材がパターン領域PRからはみ出すことを表面張力によって低減することができる。従って、基板上の硬化したインプリント材の外形を高精度に規定することができる。また、モールド1の第2面104には、インプリント処理時にパターン領域PRがインプリント材に接触させやすくするために用いられる凹形状領域11と、凹形状領域11の周囲の第2周辺部領域111を含む。なお、Z軸方向からみたときに、凹形状領域11は、パターン領域PRより広い領域となるように設けられており、凹形状領域11の中央部分に位置するようにパターン領域PRが配置されている。 As shown in FIG. 3C, the mold 1 is composed of a base material including a first surface 102 on the substrate 2 on the side in contact with the imprint material and a second surface 104 on the side opposite to the first surface 102. Has been done. The first surface 102 of the mold 1 includes a pattern region PR including a concavo-convex pattern and a first peripheral region 110 around the pattern region PR. The pattern region PR is a region in contact with the imprint material on the substrate, and has a convex structure protruding from the first peripheral region 110 to the side opposite to the side of the second surface 104. As a result, when the mold 1 and the imprint material on the substrate are brought into contact with each other, it is possible to reduce the uncured imprint material from protruding from the pattern region PR by surface tension. Therefore, the outer shape of the cured imprint material on the substrate can be defined with high accuracy. Further, on the second surface 104 of the mold 1, a concave region 11 used for facilitating contact of the pattern region PR with the imprint material during the imprint processing and a second peripheral region around the concave region 11 Includes 111. The concave region 11 is provided so as to be wider than the pattern region PR when viewed from the Z-axis direction, and the pattern region PR is arranged so as to be located at the central portion of the concave region 11. There is.

さらにモールド1には、図3(a)に示すように、パターン領域PRを中心とした(凹形状領域11を中心とした)対角線状にモールド1のX方向およびY方向の剛性を低減させる低剛性構造1a、1b、1c、1dが設けられている。具体的には、それぞれの低剛性構造1a〜1dは、対称的に矩形形状に設けられたモールド1の4つの角部それぞれから凹形状領域11に延伸するように、他の領域よりも厚みが薄い構造として設けられている。なお、本実施形態において、他の領域よりも厚みが薄い構造とは、後述のスリットのように貫通している構造も含む。 Further, as shown in FIG. 3A, the mold 1 has a low rigidity that reduces the rigidity of the mold 1 in the X and Y directions diagonally with the pattern region PR as the center (centered on the concave region 11). Rigid structures 1a, 1b, 1c and 1d are provided. Specifically, each of the low-rigidity structures 1a to 1d is thicker than the other regions so as to extend from each of the four corners of the mold 1 symmetrically provided in a rectangular shape to the concave region 11. It is provided as a thin structure. In the present embodiment, the structure thinner than the other regions includes a structure that penetrates like a slit described later.

このような低剛性構造1a〜1dは、アクチュエータ9によってモールド1の側面に加えられる力を、モールド1のパターン領域PRの外側には伝搬しづらくなるようにすることを目的とする構造である。すなわち、側面に加えられる力を効率的にパターン領域PRに伝えることができ、パターン領域PRの変形量を大きくすることができる構造である。 Such low-rigidity structures 1a to 1d are structures for which it is difficult for the force applied to the side surface of the mold 1 by the actuator 9 to propagate to the outside of the pattern region PR of the mold 1. That is, the structure is such that the force applied to the side surface can be efficiently transmitted to the pattern region PR, and the amount of deformation of the pattern region PR can be increased.

図4に、低剛性構造として機能させることができるモールド1の構造を例示する。図4は図3(a)のA−A‘断面を示したものであり、図4(a)に示す低剛性構造1a〜1dは、モールド1の厚み方向(Z方向)を完全に貫通するスリット(切れ込み)とした構成である。図4(b)に示す低剛性構造1a〜1dは、モールドの厚み方向(Z方向)に第1面102と第2面104の両面に溝構造(凹部構造)を設けた構成である。図4(c)に示す低剛性構造1a〜1dは、モールドの厚み方向(Z方向)に第2面104の側から溝構造(凹部構造)を設けた構成である。 FIG. 4 illustrates the structure of the mold 1 that can function as a low-rigidity structure. FIG. 4 shows a cross section taken along the line AA'of FIG. 3A, and the low-rigidity structures 1a to 1d shown in FIG. 4A completely penetrate the thickness direction (Z direction) of the mold 1. It has a slit structure. The low-rigidity structures 1a to 1d shown in FIG. 4B have groove structures (recessed structures) on both sides of the first surface 102 and the second surface 104 in the thickness direction (Z direction) of the mold. The low-rigidity structures 1a to 1d shown in FIG. 4C have a groove structure (recessed structure) provided from the side of the second surface 104 in the thickness direction (Z direction) of the mold.

低剛性構造により力をパターン領域に伝えやすくする効果としては、図4(a)のスリット構造がもっとも効果が大きく、図4(b)(c)の溝構造は薄肉部の厚さで効果が決まる。 As an effect of facilitating the transmission of force to the pattern region by the low-rigidity structure, the slit structure of FIG. 4 (a) is the most effective, and the groove structure of FIGS. It is decided.

なお、パターン領域PR側の面に段差を設けていない図4(c)の構成は、基板2側の面が平面であるため、基板2とモールド1との間の気流に影響を及ぼさないで済むという効果がある。また、図4(a)のスリット構造のようにモールド1の表裏が貫通している場合、インプリント装置外の洗浄装置でモールド1を洗浄する際において、洗浄液が裏面に回りこむ可能性があり、洗浄装置の改修が必要となる場合がある。そのため、経済性を考慮し従来洗浄装置などを流用したいような場合には、溝構造を採用すればよい。このように、種々の事情を考慮し、低剛性構造の構成を決定することが好ましい。 In the configuration of FIG. 4C in which the surface on the PR side of the pattern region is not provided, the surface on the substrate 2 side is flat, so that the air flow between the substrate 2 and the mold 1 is not affected. It has the effect of finishing. Further, when the front and back surfaces of the mold 1 penetrate as in the slit structure of FIG. 4A, the cleaning liquid may wrap around to the back surface when cleaning the mold 1 with a cleaning device outside the imprinting device. , It may be necessary to repair the cleaning equipment. Therefore, in consideration of economic efficiency, if it is desired to use a conventional cleaning device or the like, a groove structure may be adopted. As described above, it is preferable to determine the configuration of the low-rigidity structure in consideration of various circumstances.

凹形状領域11の部分は、モールド1の厚みが薄くなっているため、モールド1の信頼性確保のため低剛性構造1a〜1dの端部tは、Z軸方向視において凹形状領域11には重ならないように、少なくとも一定距離を離して設けることが好ましい。また、低剛性構造1a〜1dのそれぞれの端部tは、X軸方向およびY軸方向に関して凹形状領域11と第2周辺部領域111の境界とほぼ一致するように位置するように設けることが好ましい。これにより、アクチュエータ9によって与えられる力をより効率的にパターン領域PRに伝えることができる。 Since the thickness of the mold 1 is thin in the concave region 11, the end portions t of the low-rigidity structures 1a to 1d are set in the concave region 11 in the Z-axis direction in order to ensure the reliability of the mold 1. It is preferable to provide them at least at a certain distance so that they do not overlap. Further, each end t of the low-rigidity structures 1a to 1d may be provided so as to be positioned so as to substantially coincide with the boundary between the concave region 11 and the second peripheral region 111 in the X-axis direction and the Y-axis direction. preferable. As a result, the force applied by the actuator 9 can be more efficiently transmitted to the pattern region PR.

なお凹形状領域11は、モールド1に必ず設けなければならない構造ではなく、凹形状領域11を設けない場合には、低剛性構造1a〜1dの端部tは、Z軸方向視においてパターン領域PRに重ならなければ、パターン領域PR直近に位置するように設けてもよい。 The concave region 11 is not a structure that must be provided in the mold 1, and when the concave region 11 is not provided, the end portions t of the low-rigidity structures 1a to 1d are the pattern region PR in the Z-axis direction. If it does not overlap with the pattern area PR, it may be provided so as to be located in the immediate vicinity of the pattern area PR.

次に、図5を用いて、低剛性構造の効果について説明する。ここで説明簡略化のために、X方向にのみアクチュエータ9により力を加えた状態を用いて説明する。 Next, the effect of the low-rigidity structure will be described with reference to FIG. Here, for simplification of the explanation, a state in which a force is applied by the actuator 9 only in the X direction will be described.

図5(a)は、従前のモールド低剛性構造を有さないモールド1とアクチュエータ9L、9Rを示している。アクチュエータ9L、9Rはモールド1に圧縮させる力を加える。すると、図中の矢印のように、モールド1全体を平均的に圧縮させるように力が伝搬する。したがって、圧縮応力はモールド1全体で略均等に発生する。 FIG. 5A shows the mold 1 and the actuators 9L and 9R, which do not have the conventional mold low-rigidity structure. Actuators 9L and 9R apply a compressive force to the mold 1. Then, as shown by the arrows in the figure, the force propagates so as to compress the entire mold 1 on average. Therefore, the compressive stress is generated substantially evenly in the entire mold 1.

図5(b)は本発明の特徴部である低剛性構造1a、1b、1c、1dを有するモールド1とアクチュエータ9L、9Rを示している。アクチュエータ9L、9Rがモールド1に圧縮させる力を加えると、図5(b)の矢印に示すように、モールド1のパターン領域PRに向かって収束するように圧縮させる力が伝搬し、パターン領域PR周辺の圧縮応力が高まる。つまり、低剛性構造1a、1b、1c、1dを有するモールド1の方が、アクチュエータ9によって同じ大きさの力を加えたとしても、パターン領域PRの圧縮応力は大きくなるので、変形量も大きくなる。変形量が大きければ、より大きな形状差を補正することができる。すなわち、加えられる力に対応するモールドのパターン領域PRの変化量が比例関係にあるような場合には、低剛性構造を有するモールドの方が、低剛性構造を有しないモールドに比べて比例係数が大きいといえる。 FIG. 5B shows a mold 1 having a low-rigidity structure 1a, 1b, 1c, and 1d, which is a feature of the present invention, and actuators 9L and 9R. When the actuators 9L and 9R apply a compressing force to the mold 1, as shown by the arrow in FIG. 5B, the compressing force propagates so as to converge toward the pattern region PR of the mold 1, and the pattern region PR Peripheral compressive stress increases. That is, the mold 1 having the low-rigidity structures 1a, 1b, 1c, and 1d has a larger compressive stress in the pattern region PR even if a force of the same magnitude is applied by the actuator 9, so that the amount of deformation is also larger. .. If the amount of deformation is large, a larger shape difference can be corrected. That is, when the amount of change in the pattern region PR of the mold corresponding to the applied force is in a proportional relationship, the mold having a low-rigidity structure has a proportional coefficient higher than that of a mold having no low-rigidity structure. It can be said that it is large.

以上のように、低剛性構造を有するモールド1を有するインプリント装置では、アクチュエータ9によるモールド1のパターン領域PRの変形量を大きくすることが可能となる。つまり、同じ大きさの力を加えた場合でもアクチュエータ9によって形状差を補正できる範囲を拡大することが可能となる。これによって、所望の形状補正が行えるようになり、重ね合わせ精度を改善し、歩留まりを向上させることができる。 As described above, in the imprint device having the mold 1 having a low rigidity structure, it is possible to increase the amount of deformation of the pattern region PR of the mold 1 by the actuator 9. That is, even when a force of the same magnitude is applied, the range in which the shape difference can be corrected by the actuator 9 can be expanded. As a result, the desired shape correction can be performed, the overlay accuracy can be improved, and the yield can be improved.

次に、図6を用いて、モールド1がインプリント装置10にロードおよびアンロードされる際のインプリント装置における処理の流れを説明する。インプリント処理に用いられるモールド1は、所望のパターンがインプリントできるように、適宜交換することができ、モールド1が交換さするタイミングで本処理が行われる。このモールド1のロードおよびアンロード処理は、制御部8によって制御される。 Next, the flow of processing in the imprinting apparatus when the mold 1 is loaded and unloaded into the imprinting apparatus 10 will be described with reference to FIG. The mold 1 used in the imprint process can be appropriately replaced so that a desired pattern can be imprinted, and this process is performed at the timing when the mold 1 is replaced. The loading and unloading process of the mold 1 is controlled by the control unit 8.

ステップS21では、制御部8は、モールド1をインプリント装置10内部に搬入し、モールド保持部3aに取り付けるよう制御する。 In step S21, the control unit 8 controls the mold 1 to be carried into the imprint device 10 and attached to the mold holding unit 3a.

ステップS22では、制御部8のモールド情報取得部40は、ステップS21で搬入されモールド保持部3aに保持されたモールド1のモールド情報を取得する。そして、取得されたモールド情報に基づいて、搬入されたモールドが低剛性構造を有するモールドであるか特定する。 In step S22, the mold information acquisition unit 40 of the control unit 8 acquires the mold information of the mold 1 carried in in step S21 and held in the mold holding unit 3a. Then, based on the acquired mold information, it is specified whether the carried-in mold is a mold having a low rigidity structure.

なお、低剛性構造を有するかの情報は、例えば、GUIでユーザーが入力した情報から取得してもよい。または、モールド1に2次元バーコードなどを貼り付け、そこに低剛性構造を有するかの情報を記録しておき、モールド1の搬入時に2次元バーコードを読み込んで取得してもよい。あるいは、モールド1がインプリント装置10に移載される際に、工場の生産管理システムからネットワークを介して低剛性構造を有するかの情報を受け取ってもよい。また。モールド1が低剛性構造を有する場合にはあわせて、低剛性構造の形状や寸法に関する情報を追加で有するとさらに良い。 Information on whether or not the product has a low-rigidity structure may be obtained from, for example, information input by the user in the GUI. Alternatively, a two-dimensional bar code or the like may be attached to the mold 1, information on whether or not it has a low-rigidity structure is recorded therein, and the two-dimensional bar code may be read and acquired when the mold 1 is carried in. Alternatively, when the mold 1 is transferred to the imprinting apparatus 10, information on whether or not the mold 1 has a low-rigidity structure may be received from the production control system of the factory via a network. Also. When the mold 1 has a low-rigidity structure, it is further preferable to additionally have information on the shape and dimensions of the low-rigidity structure.

ステップS23では、制御部8は、ステップS22で取得したモールド情報に基づいて、制御パラメータを決定する。具体的にはステップS22で取得したモールド情報から低剛性構造を有するモールド1であると判断された場合には、図5(b)を用いて説明した低剛性構造による効果を考慮した制御パラメータを使用パラメータとして決定する。一方、モールド情報からステップS21でロードされたモールド1が低剛性構造を有しないモールド1であると特定された場合には、図5(a)に示すパターンPRの変形に即した制御パラメータを使用パラメータとして決定する。すなわち、モールド1が低剛性構造を有している場合には、低剛性構造を有していないモールド1の場合と、異なる制御が行われる。また、制御パラメータは、パターンPRが適切に変形するように、1つの側面に設けられた複数のアクチュエータにおいて異なる制御がなされるように、それぞれ個別に設けられていることが好ましい。 In step S23, the control unit 8 determines the control parameters based on the mold information acquired in step S22. Specifically, when it is determined from the mold information acquired in step S22 that the mold 1 has a low-rigidity structure, a control parameter considering the effect of the low-rigidity structure described with reference to FIG. 5B is used. Determined as a parameter to use. On the other hand, when the mold 1 loaded in step S21 is identified as the mold 1 having no low rigidity structure from the mold information, the control parameters corresponding to the deformation of the pattern PR shown in FIG. 5A are used. Determined as a parameter. That is, when the mold 1 has a low-rigidity structure, different control is performed than in the case of the mold 1 which does not have a low-rigidity structure. Further, it is preferable that the control parameters are individually provided so that different controls are performed by the plurality of actuators provided on one side surface so that the pattern PR is appropriately deformed.

なお、アクチュエータ9がモールド1に対して加える力に対して、低剛性構造を有さない場合と有する場合での変形量の比で制御ゲインを調整してもよい。例えば、低剛性構造を有さない場合に対して低剛性構造を有する場合の変形量が2倍大きくなる場合には、低剛性構造のモールド1が搬入されたときに設定されている制御パラメータの制御ゲインを1/2倍(=0.5倍)とする。このような変形量の比は、低剛性構造の形状、寸法によって変わりうるため、モールド情報に形状、寸法情報が含まれる場合には、これらを加味して、変形量の比を決めてもよい。このような変形量の比は、あらかじめ実験によって求めておいてもよいし、有限要素法などのシミュレーションを用いて求めておいてもよい。 The control gain may be adjusted by the ratio of the amount of deformation between the case where the actuator 9 does not have the low-rigidity structure and the case where the actuator 9 has the low-rigidity structure with respect to the force applied to the mold 1. For example, when the amount of deformation when the low-rigidity structure is provided is twice as large as that when the low-rigidity structure is not provided, the control parameter set when the mold 1 having the low-rigidity structure is carried in is used. The control gain is halved (= 0.5 times). Since the ratio of such deformation amount can be changed depending on the shape and dimensions of the low-rigidity structure, if the mold information includes shape and dimension information, these may be taken into consideration to determine the deformation amount ratio. .. The ratio of such deformation amount may be obtained by experiment in advance, or may be obtained by using a simulation such as the finite element method.

ステップS24では、制御部8は、図4で説明したインプリント処理を行う。図4のステップS15で用いられる制御パラメータは、ステップS23で決定された制御パラメータである。 In step S24, the control unit 8 performs the imprint process described with reference to FIG. The control parameter used in step S15 of FIG. 4 is the control parameter determined in step S23.

ステップS25では、制御部8は、モールド1の交換指示に応じて、モールド1をインプリント装置外にアンロードするように制御する。 In step S25, the control unit 8 controls the mold 1 to be unloaded to the outside of the imprint device in response to the replacement instruction of the mold 1.

以上のようなモールド情報を取得した制御を行うことにより、低剛性構造を有するモールドと低剛性構造を有しないモールドのいずれも共通のインプリント装置10で使用することができる。 By performing the control obtained by acquiring the mold information as described above, both the mold having the low rigidity structure and the mold not having the low rigidity structure can be used in the common imprint device 10.

以上説明したインプリント装置10を用いて形成される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。 The pattern of the cured product formed by using the imprinting apparatus 10 described above is used permanently for at least a part of various articles or temporarily when producing various articles.

物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。 The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include a mold for imprinting.

硬化物のパターンは、上記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等が行われた後、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-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after etching, ion implantation, or the like in the substrate processing process.

次に、上述のインプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図7(a)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3z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3zが基板上に付与された様子を示している。 Next, an article manufacturing method in which a pattern is formed on a substrate by the above-mentioned imprinting apparatus, the substrate on which the pattern is formed is processed, and an article is produced from the processed substrate will be described. As shown in FIG. 7A, a substrate 1z such as a silicon wafer on which a work material 2z such as an insulator is formed on the surface is prepared, and subsequently, a substrate 1z such as a silicon wafer is introduced into the surface of the work material 2z by an inkjet method or the like. The printing material 3z is applied. Here, a state in which a plurality of droplet-shaped imprint materials 3z are applied onto the substrate is shown.

図7(b)に示すように、インプリント用のモールド4z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3zに向け、対向させる。図7(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1とモールド4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zはモールド4zと被加工材2z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4zを介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。 As shown in FIG. 7B, the imprint mold 4z is opposed to the imprint material 3z on the substrate with the side on which the uneven pattern is formed facing. As shown in FIG. 7C, the substrate 1 to which the imprint material 3z is applied is brought into contact with the mold 4z, and pressure is applied. The imprint material 3z is filled in the gap between the mold 4z and the work material 2z. In this state, when light is irradiated through the mold 4z as energy for curing, the imprint material 3z is cured.

図7(d)に示すように、インプリント材3zを硬化させた後、モールド4zと基板1zを引き離すと、基板1z上にインプリント材3z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、モールドの凹部が硬化物の凸部に、モールド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3zにモールド4z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 mold 4z and the substrate 1z are separated from each other after the imprint material 3z is cured, a pattern of the cured product of the imprint material 3z is formed on the substrate 1z. The pattern of the cured product has a shape in which the concave portion of the mold corresponds to the convex portion of the cured product and the convex portion of the mold corresponds to the concave portion of the cured product, that is, the uneven pattern of the mold 4z is transferred to the imprint material 3z. It will be done.

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2zの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝5zとなる。図6(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2zの表面に溝5z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、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、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 etching resistant mask, the portion of the surface of the work material 2z that has no cured product or remains thin is removed, and the groove 5z is formed. Become. As shown in FIG. 6 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article in which the groove 5z is formed on the surface of the work material 2z can be obtained. Here, the pattern of the cured product is removed, but it may not be removed even after processing, and may be used, for example, as a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article.

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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

1 モールド
PR パターン領域
2 基板
3 位置決め機構
4 基板位置決め機構
5 計測部
6 硬化部
7 供給部
8 制御部
9 アクチュエータ
10 インプリント装置
20 相対位置決め機構
30 アライメント機構
40 モールド情報取得部
1 Mold PR pattern area 2 Board 3 Positioning mechanism 4 Board positioning mechanism 5 Measuring unit 6 Hardening unit 7 Supply unit 8 Control unit 9 Actuator 10 Imprint device 20 Relative positioning mechanism 30 Alignment mechanism 40 Mold information acquisition unit

Claims (14)

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処理を行うインプリント装置に用いられるモールドであって、
前記インプリント材に接触することで前記パターンを形成するためのパターン領域と、
前記パターン領域の周りに設けられた周辺部と、を有し、
前記周辺部には、前記パターン領域を中心とした対角線状に、他の領域よりも厚みが薄い低剛性構造が設けられていることを特徴とするモールド。
A mold used in an imprinting apparatus that performs an imprinting process that forms a pattern of imprinting material on a substrate.
A pattern region for forming the pattern by contacting the imprint material, and
It has a peripheral portion provided around the pattern region and
A mold characterized in that a low-rigidity structure having a thickness thinner than that of other regions is provided in the peripheral portion in a diagonal line centered on the pattern region.
前記低剛性構造は、前記モールドの厚み方向に貫通するスリットであることを特徴とする請求項1に記載のモールド。 The mold according to claim 1, wherein the low-rigidity structure is a slit penetrating in the thickness direction of the mold. 前記低剛性構造は、前記モールドの厚み方向に溝が設けられた溝構造であることを特徴とする請求項1に記載のモールド。 The mold according to claim 1, wherein the low-rigidity structure is a groove structure in which grooves are provided in the thickness direction of the mold. 前記溝は、前記モールドの両面に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のモールド。 The mold according to claim 3, wherein the grooves are provided on both sides of the mold. 前記溝は、前記モールドの前記パターン領域が設けられた面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のモールド。 The mold according to claim 3, wherein the groove is provided on a surface of the mold opposite to the surface on which the pattern region is provided. 前記モールドは、矩形形状であり、
前記低剛性構造は、少なくとも前記モールドの4つの角部から前記パターン領域の側に延伸して設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のモールド。
The mold has a rectangular shape and has a rectangular shape.
The mold according to any one of claims 1 to 5, wherein the low-rigidity structure is provided so as to extend from at least four corners of the mold toward the pattern region side.
前記低剛性構造は、前記モールドの厚み方向から見たときに、前記パターン領域と重ならないように設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモールド。 The mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the low-rigidity structure is provided so as not to overlap the pattern region when viewed from the thickness direction of the mold. 前記低剛性構造は、前記インプリント装置に設けられた前記モールドの側面に力を加えるアクチュエータにより力が加えられることによって、前記パターン領域に力が収束するように設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のモールド。 The low-rigidity structure is characterized in that the force is applied to the side surface of the mold provided in the imprint device so that the force converges on the pattern region. The mold according to any one of claims 1 to 7. 前記パターン領域が設けられた側の面とは反対側の面には、前記パターン領域より広い領域の凹形状領域が設けられており、
前記低剛性構造の前記パターン領域の側の端部は、前記モールドの厚み方向からみたときに、前記凹形状領域には重ならないように配置されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のモールド。
A concave region wider than the pattern region is provided on the surface opposite to the surface on the side where the pattern region is provided.
Claims 1 to 8, wherein the end portion of the low-rigidity structure on the side of the pattern region is arranged so as not to overlap the concave region when viewed from the thickness direction of the mold. The mold according to any one item.
パターン領域が設けられたモールドを用いて、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処理を行うインプリント装置であって、
前記モールドを保持するモールド保持部と、
前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測部と、
前記保持部に保持されたモールドの側面に力を与えるアクチュエータと、
前記計測部で計測された相対位置に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御部と、を有し、
前記モールド保持部には、前記パターン領域の周辺部に、前記パターン領域を中心とした対角線状に、他の領域よりも厚みが薄い低剛性構造が設けられたモールドを保持できることを特徴とするインプリント装置。
An imprint device that performs an imprint process to form a pattern of an imprint material on a substrate using a mold provided with a pattern region.
A mold holding part that holds the mold and
A measuring unit that measures the relative position between the mold and the substrate,
An actuator that applies force to the side surface of the mold held by the holding portion,
It has a control unit that controls the actuator based on the relative position measured by the measurement unit.
The mold holding portion is characterized in that it can hold a mold in which a low-rigidity structure having a thickness thinner than that of other regions is provided in a diagonal line centered on the pattern region in a peripheral portion of the pattern region. Printing device.
前記インプリント装置は、前記モールド保持部に保持されたモールドの情報を取得するモールド情報取得手段をさらに有し、
前記制御部は、前記モールド情報取得手段で取得された情報に応じた前記アクチュエータの制御を行う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 imprint device further includes a mold information acquisition means for acquiring information on the mold held in the mold holding portion.
The imprint device according to claim 10, wherein the control unit controls the actuator according to the information acquired by the mold information acquisition means.
前記制御部は、前記モールド情報取得手段で取得された情報から前記低剛性構造を有しているモールドであると特定された場合には、前記低剛性構造を有していないと特定された場合と異なる前記アクチュエータの制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のインプリント装置。 When the control unit is specified as a mold having the low-rigidity structure from the information acquired by the mold information acquisition means, the control unit is specified not to have the low-rigidity structure. The imprint device according to claim 11, wherein the actuator is controlled differently from the above. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
A step of forming a pattern on a substrate using the lithography apparatus according to any one of claims 1 to 12.
Including a step of processing the substrate on which a pattern is formed in the step.
A method for producing an article, which comprises producing the article from the processed substrate.
基板上のインプリント材に接触することでパターンを形成するためのパターン領域と、前記パターン領域の周りに設けられた周辺部と、を有しするモールドと、前記モールドを保持するモールド保持部と、前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測部と、前記モールド保持部に保持された前記モールドの側面に力を与えるアクチュエータと、前記計測部で計測された相対位置に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御部と、を有するインプリント装置によるインプリント方法であって、
前記基板上に未硬化のインプリント材を供給する供給工程と、
前記インプリント材に前記モールドを接触させる接触工程と、
前記制御部により、前記アクチュエータの制御を行う制御工程と、
前記インプリント材を硬化させる硬化工程と、
前記基板から前記モールドを離型させる離型工程と、
を有し、
前記モールドの前記周辺部に、前記パターン領域を中心とした対角線状に、他の領域よりも厚みが薄い低剛性構造が設けられている場合には、前記制御工程において、前記低剛性構造に応じた前記アクチュエータの制御を行うことを特徴とするインプリント方法。
A mold having a pattern region for forming a pattern by contacting an imprint material on a substrate, a peripheral portion provided around the pattern region, and a mold holding portion for holding the mold. Based on the measuring unit that measures the relative position between the mold and the substrate, the actuator that applies force to the side surface of the mold held by the mold holding unit, and the relative position measured by the measuring unit. An imprinting method using an imprinting device having a control unit for controlling an actuator.
A supply process for supplying an uncured imprint material on the substrate, and
A contact step of bringing the mold into contact with the imprint material, and
A control process in which the actuator is controlled by the control unit, and
A curing step of curing the imprint material and
A mold release step of releasing the mold from the substrate,
Have,
When a low-rigidity structure having a thickness thinner than that of other regions is provided on the peripheral portion of the mold in a diagonal line centered on the pattern region, the control step corresponds to the low-rigidity structure. An imprint method comprising controlling the actuator.
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