JP2021114505A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

インプリント装置及び物品の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021114505A
JP2021114505A JP2020005413A JP2020005413A JP2021114505A JP 2021114505 A JP2021114505 A JP 2021114505A JP 2020005413 A JP2020005413 A JP 2020005413A JP 2020005413 A JP2020005413 A JP 2020005413A JP 2021114505 A JP2021114505 A JP 2021114505A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
substrate
deformation
shape
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020005413A
Other languages
English (en)
Inventor
佳大 松岡
Yoshihiro Matsuoka
佳大 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2020005413A priority Critical patent/JP2021114505A/ja
Publication of JP2021114505A publication Critical patent/JP2021114505A/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70483Information management, control, testing, and wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • B29C2033/426Stampers

Abstract

【課題】型と基板との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するインプリント装置を提供する。【解決手段】型11のパターン領域と基板13上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部と、型に力を加えて型のパターン領域を変形させる型変形部16と、基板に熱を加えてショット領域を変形させる基板変形部17と、型変形部によるパターン領域の形状制御と基板変形部によるショット領域の形状制御とによって、形状差が許容範囲に収まるように、型変形部及び基板変形部を制御する制御部18と、を有し、制御部は、取得部で取得された差分データと、型のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、基板変形部によるショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で変化する型のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データとに基づいて、型変形部をフィードバック制御する。【選択図】図6

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。
インプリント装置は、パターンが形成された型(モールド)と基板上のインプリント材とを接触させた状態で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型を引き離すことで基板上にパターンを形成する。インプリント装置は、一般的に、型と基板との位置ずれを補正する位置補正部や型(のパターン)と基板(のショット領域)との形状差を補正する形状補正部を有する。位置補正部は、例えば、型と基板とを相対的に移動させる(駆動する)移動機構を含む。また、形状補正部は、例えば、型や基板を周辺から押し引きして変形させる力変形機構、或いは、型や基板に熱を加えることによって熱変形させる熱変形機構を含む。
型と基板との位置ずれの補正と型と基板との形状差の補正とは、インプリント装置の生産性を高めるために、型と基板上のインプリント材とを接触させてから基板上の硬化したインプリント材から型を引き離すまでの同一時間帯で行われる。この場合、型と基板との形状差の補正が型と基板との位置ずれに影響を与えることがある。そこで、型と基板との形状差の補正による型と基板との位置ずれへの影響を時系列データとして、型と基板とを相対的に移動させる移動機構に設定される目標位置を補正する技術が提案されている(特許文献1参照)。
特開2019−12821号公報
しかしながら、型と基板との形状差の補正は、型と基板との位置ずれだけではなく、倍率ずれにも影響を与えるため、従来技術では、倍率ずれに対する補正の時間の増加や重ね合わせ精度の低下を招く可能性がある。また、力変形機構では、押し引きの方向に起因してヒステリシスが発生するため、熱変形機構による影響によって、型や基板に対して力変形機構から意図しない方向の補正が働き、重ね合わせ精度の低下につながる可能性もある。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、型と基板との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するの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。
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、型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、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部と、前記型に力を加えて前記型のパターン領域を変形させる型変形部と、前記基板に熱を加えて前記基板上のショット領域を変形させる基板変形部と、前記型変形部による前記パターン領域の形状制御と前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御とによって、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部及び前記基板変形部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記取得部で取得された差分データと、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データとに基づいて、前記型変形部をフィードバック制御することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、型と基板との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利なインプリント装置を提供することができる。
本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 型変形部による型の形状制御を説明するための図である。 基板変形部による基板の形状制御を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 第1実施形態における形状補正を説明するための図である。 第1実施形態における形状補正を説明するための図である。 ヒステリシスを説明するための図である。 ヒステリシスに起因する型の形状制御の問題点を説明するための図である。 第2実施形態における型の形状制御を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 第3実施形態における形状補正を説明するための図である。 物品の製造方法を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
<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素子、液晶表示素子、磁気記憶媒体などのデバイスの製造工程であるリソグラフィ工程に採用される。インプリント装置1は、基板にパターンを形成する、具体的には、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リソグラフィ装置である。インプリント装置1は、基板上に供給された未硬化のインプリント材と型とを接触させ、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、型のパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する材料(硬化性組成物)が使用される。硬化用のエネルギーとしては、電磁波や熱などが用いられる。電磁波は、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される光、具体的には、赤外線、可視光線、紫外線などを含む。
硬化性組成物は、光の照射、或いは、加熱により硬化する組成物である。光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を更に含有してもよい。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。
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。
基板には、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。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。
インプリント装置1は、型11を保持して移動する型保持部12と、基板13を保持して移動する基板保持部14と、計測部15と、型変形部16と、基板変形部17と、制御部18とを有する。インプリント装置1は、例えば、インプリント材として、紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化性のインプリント材を用いる(即ち、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用する)。
本本明細書及び添付図面では、基板13の表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系で方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸及びZ軸のそれぞれに平行な方向をX方向、Y方向及びZ方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転及びZ軸周りの回転のそれぞれを、θX、θY及びθZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御又は移動は、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又は移動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御又は移動は、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又は移動を意味する。
型11は、矩形の外形形状を有し、基板13に転写すべきパターンが形成されたパターン面11aを有する。図1に示すように、インプリント装置で用いられる型11のパターン面11a(パターン領域)は、基板13に対して凸形状(メサ部やメサ領域と呼ばれることがある)となっていることがある。また、型11のパターン面11aには、型側マーク20(アライメントマーク)が形成されている。基板13は、型11のパターンが転写される基板である。基板13の複数のショット領域のそれぞれには、基板側マーク21(アライメントマーク)が形成されている。
型保持部12は、型11を保持する保持機構である。型保持部12は、例えば、型11を真空吸着又は静電吸着する型チャックと、型チャックを支持するヘッドと、ヘッドを移動させる型移動系とを含む。型移動系は、ヘッド(型11)を少なくともZ方向に移動させる。また、型移動系は、Z方向だけではなく、X方向、Y方向及びθZ方向にヘッドを移動させる機能を備えていてもよい。
基板保持部14は、基板13を保持する保持機構である。基板保持部14は、例えば、基板13を真空吸着又は静電吸着する基板チャックと、基板チャックを支持する基板ステージと、基板ステージを移動させる基板移動系とを含む。基板移動系は、基板ステージ(基板13)を少なくともX方向及びY方向に移動させる。また、基板移動系は、X方向及びY方向だけではなく、Z方向及びθZ方向に基板ステージを移動させる機能を備えていてもよい。
計測部15は、型11に設けられた型側マーク20と、基板13の複数のショット領域のそれぞれに設けられた基板側マーク21とを光学的に検出するスコープを含む。計測部15は、かかるスコープの検出結果に基づいて、型11と基板13との相対的な位置(位置ずれ)を計測して位置データを取得する。また、計測部15は、複数の型側マーク20と、複数の基板側マーク21とを検出して取得される複数の位置データから、型11のパターンと基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部としても機能する。なお、型11のパターンと基板上のショット領域との形状差は、型11と基板上のショット領域との間の倍率ずれ、台形ずれ、ねじれなどの変形ずれを含む。
型変形部16は、型11に力を加えて型11を変形させる機能を有する。型変形部16は、本実施形態では、基板13のショット領域ごとに、型11のパターンと基板13のショット領域との形状差を低減するために、型11のパターンの形状を補正する。型変形部16は、型11に対して、パターン面11aに平行な方向に力を加えて型11(パターン面11a)を変形させることで、型11のパターンの形状を補正する。
基板変形部17は、基板13に熱を加えて基板13を変形させる機能を有する。基板変形部17は、本実施形態では、型11のパターンと基板13のショット領域との形状差を低減するために、基板上の所定の位置に一定強度の光30を照射することで基板13を局所的に熱膨張させ、基板13のショット領域の形状を補正する。基板変形部17は、光30の照射位置を高精細に制御することが可能な素子、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を含む。基板変形部17は、基板上に熱部分を生成し、基板13のショット領域の形状を補正する。
制御部18は、CPUやメモリなどを含む情報処理装置(コンピュータ)で構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って、インプリント装置1の各部を統括的に制御してインプリント装置1を動作させる。制御部18は、本実施形態では、インプリント処理及びそれに関連する処理を制御する。例えば、制御部18は、インプリント処理を行う際に、計測部15の計測結果に基づいて、型変形部16による型11の変形量や基板変形部17による基板13の変形量を制御する。このように、制御部18は、型変形部16による型11の形状制御と基板変形部17による基板13の形状制御とによって、型11のパターンと基板上のショット領域との形状差が許容範囲に収まるように、型変形部16及び基板変形部17を制御する。また、制御部18は、計測部15の計測結果に基づいて、型11のパターンと基板上のショット領域との位置ずれが許容範囲に収まるように、型保持部12及び基板保持部14の少なくとも一方を制御する。
図2を参照して、型変形部16による型11の形状制御について説明する。図2において、縦軸は、型11のパターンと基板上のショット領域との形状差(倍率ずれ、台形ずれ、ねじれなど)の量(変形ずれ量)を示し、横軸は、時間を示している。型変形部16による型11の形状制御では、制御部18は、型11と基板13とを位置合わせするために型保持部12及び基板保持部14の少なくとも一方を制御しながら、型変形部16をフィードバック制御する。具体的には、制御部18は、計測部15で取得される変形ずれ量が目標変形量と一致するように型変形部16の出力(型11の変形量)を決定する。そして、制御部18は、決定した出力に従って型変形部16を制御することで、型11の形状を追い込んでいく(補正する)。基板上のショット領域の形状は、ショット領域ごとに異なると考えられるため、型変形部16による型11の形状制御は、ショット領域ごとに行う必要がある。
図3を参照して、基板変形部17による基板13の形状制御について説明する。基板変形部17は、上述したように、基板上のショット領域に熱分布を生成して熱膨張を発生させることでショット領域を変形させ、型変形部16では補正しきれない微小な形状(高次成分)を補正する。図3では、型11の形状を点線で示し、基板13のショット領域の形状を実線で示している。基板変形部17による基板13の形状制御では、基板13の点部を加熱することで、型11(パターン面11a)と基板13との複雑な形状差を補正(解消)することができる。但し、基板13を加熱する前では、型11のパターンと基板上のショット領域との倍率成分とが一致していたのに対して、基板13を加熱した後では、ショット領域が型11よりも大きくなっていることがわかる。
ここで、図4及び図5を参照して、従来技術における型変形部16による型11の形状制御と基板変形部17による基板13の形状制御とによる形状補正の問題点について説明する。
図4は、従来技術における形状補正の動作を模式的に示すブロック図である。図4を参照するに、まず、計測部15は、型11のパターンの形状(M)と基板13のショット領域の形状(W)との差である形状差の量に対応する変形ずれ量(E)を差分データとして取得する。次いで、制御部18は、計測部15で取得された変形ずれ量(E)と、型11のパターン領域とショット領域との相対的な目標形状に対するずれ量を示す目標変形量(目標データ)とに基づいて、型変形部16を制御して型11のパターンの形状を補正する。また、制御部18は、基板変形部17を制御して基板13のショット領域の形状を補正する。
図5は、従来技術における形状補正の動作による変形ずれ量(E)、型11のパターンの形状及び基板13のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図5を参照するに、変形ずれ量(E)を目標変形量に一致させるため、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状(M)を変形させる。期間Paでは、変形ずれ量(E)と目標変形量とが一致しているため、型変形部16は、その際の型11のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻t2から基板変形部17による基板13の形状制御を開始すると、基板13のショット領域の形状(W)が変形するため、期間Pbでは、変形ずれ量(E)と目標変形量との間にずれが生じている。従って、時刻t3から型変形部16による型11の形状制御を再度開始することで、最終的に目標変形量に追い込まれ、期間Pcでは、変形ずれ量(E)と目標変形量とが一致する。このように、従来技術では、基板変形部17による基板13の形状制御によって、変形ずれ量(E)が影響を受け、型変形部16による型11の形状制御が再度必要となるため、形状補正が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。
そこで、本実施形態では、変形ずれ量(E)と、目標変形量と、基板変形部17による基板13の形状制御を行っている間の各時刻で変化する型11のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な変形量とに基づいて、型変形部16をフィードバック制御する。以下では、図6及び図7を参照して、本実施形態における型変形部16による型11の形状制御と基板変形部17による基板13の形状制御とによる形状補正について説明する。
図6は、本実施形態における形状補正の動作を模式的に示すブロック図である。関数f(t)は、基板変形部17による基板13の形状制御に応じて時間的に変化する変形ずれ量を示す。換言すれば、関数f(t)は、時間の関数であって、基板変形部17による基板13の形状制御を行っている間の各時刻で変化する、例えば、非線形に変化する型11のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データである。本実施形態では、制御部18は、時系列データである関数f(t)を目標データである目標変形量に与える(加える)入力部を含む。このように、関数f(t)を目標変形量に与えることで、型変形部16による型11の形状補正を必要最小限とする。但し、制御部18は、関数f(t)を目標変形量に与える入力部に代えて、時系列データである関数f(t)を差分データである変形ずれ量に与える(加える)入力部を含んでいてもよい。この場合も同様な効果を得ることができる。
図7は、本実施形態における形状補正の動作による変形ずれ量(E)、型11のパターン領域の形状及び基板13のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図7を参照するに、変形ずれ量(E)を目標変形量に一致させるため、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状(M)を変形させる。期間Paでは、変形ずれ量(E)と目標変形量とが一致しているため、型変形部16は、その際の型11のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻t2から基板変形部17による基板13の形状制御を開始するとともに、関数f(t)を目標変形量に与える。これにより、図7に示すように、基板13の変形に応じて目標変形量が変化するため、基板変形部17による基板13の形状制御の影響を打ち消すことができる。従って、従来技術のように、期間Pbで変形ずれ量(E)と目標変形量との間にずれが生じることもなく、期間Pbで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型11と基板13との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。
関数f(t)は、型変形部16による型11の形状制御を行わない状態で、基板変形部17による基板13の形状制御を行いながら、型11のパターン領域と基板13のショット領域との変形ずれ量を計測部15で計測(実測)することで求められる。また、基板変形部17による基板13の形状制御の影響をシミュレーションすることでも関数f(t)を求めることが可能である。関数f(t)は、時間tを変数として多項式で表現される近似曲線でもよいし、実測又はシミュレーションで求めた結果をそのまま用いてもよい。ここでは、時間的に変化する値という意味で関数f(t)と表現しているが、基板変形部17による基板13の形状制御に応じて変化する成分であるため、基板変形部17が基板13に照射する光の光量(熱量)やその積算量を変数としてもよい。
<第2実施形態>
型変形部16による型11の形状制御において、型11に加える力の方向が変化するとヒステリシスが発生し、型変形部16の出力と型11の変形量(変形ずれ量への補正量)との相関関係が崩れることがある。図8を参照して、型変形部16の出力(型変形部16から型11に加える力)と、型11の変形量との相対関係に生じるヒステリシスを説明する。図8では、縦軸は、型11の変形量を示し、横軸は、型変形部16の出力を示している。型11の形状を補正する場合、型変形部16から型11に加える力の方向が一方向(一定)であれば、図8にOPaで示すように、型変形部16の出力と型11の変形量とは比例する。但し、型11の形状が過剰に補正され、型変形部16から型11に加える力の方向を逆方向に変化させる必要が生じると、図8にOPbで示すように、型変形部16の出力と型11の変形量との相関関係が崩れた状態となる。
図9は、型変形部16による型11の形状制御において、型11の形状が過剰に補正された場合における変形ずれ量(型11の形状)及び型変形部16の出力の経時変化の一例を示す図である。図9を参照するに、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状を徐々に変形させているが、期間Paでは、型11のパターンの形状が過剰に補正されている(変形ずれ量が目標変形量を超えている)。従って、型変形部16から型11に加えられる力の方向を逆方向にしなければならないため、ヒステリシスが発生し、型変形部16の出力が型11の変形に反映されていない。その後、期間Pbで目標変形量に追い込むことができるが、ヒステリシスに起因して、型変形部16による型11の形状制御が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。
そこで、本実施形態では、第1実施形態と同様に、関数f(t)として、目標変形量を時刻に応じて変化させることで、ヒステリシスに起因する型変形部16による型11の形状制御の遅れを低減(防止)する。
図10は、本実施形態における型11の形状制御の動作による変形ずれ量及び型変形部16の出力の経時変化の一例を示す図である。図10を参照するに、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状を徐々に変形させるが、本実施形態では、開始時の目標変形量を大きくしておく。このため、期間Paでは、変形ずれ量が目標変形量を超えているが、時刻t2から関数f(t)を目標変形量に与えることで、ヒステリシスを発生させることなく、期間Pbで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型11と基板13との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。
関数f(t)としては、第1実施形態と同様に、実測又はシミュレーションから求められる。具体的には、変形ずれ量と目標変形量との差分の大きさやタイミングを求め、図10に示すように、初期の目標変形量を超えても最終的な目標変形量を超えないように、目標変形量の初期値を設定してステップ状に変化させるような関数f(t)を求める。また、型変形部16による型11の形状制御を行う時間が決まっている場合には、初期の変形ずれ量から最終的な目標変形量までを時間に比例するように、目標変形量を連続的に変化させるような関数f(t)を与えてもよい。
<第3実施形態>
基板変形部17による基板13の形状補正によって変形ずれ量が影響を受け、ヒステリシスが発生する場合がある。図11は、従来技術における形状補正の動作による変形ずれ量(E)、型変形部16の出力、型11のパターン領域の形状及び基板13のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図11を参照するに、変形ずれ量(E)を目標変形量に一致させるため、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状(M)を変形させる。期間Paでは、変形ずれ量(E)と目標変形量とが一致しているため、型変形部16は、その際の型11のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻t2から基板変形部17による基板13の形状制御を開始すると、基板13のショット領域の形状(W)が変形する。これにより、期間Pbでは、変形ずれ量(E)と目標変形量との間にずれが生じているが、この方向が最初の追い込み方向と反対の方向であるため、型変形部16による型11の形状制御を再度開始するとヒステリシスが発生する。従って、期間Pbでは、型変形部16の出力が型11の変形に反映されていない。その後、期間Pcで目標変形量に追い込むことができるが、ヒステリシスに起因して、形状補正が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。
そこで、本実施形態では、第1実施形態と同様に、関数f(t)として、基板変形部17が基板13に照射する光の加熱量から予測される型11と基板13との変形ずれ量の変化を与える。これにより、基板変形部17による基板13の形状制御に起因する目標変形量と変形ずれ量との偏差の発生を抑制し、ヒステリシスの発生を抑制する。
図12は、本実施形態における形状補正の動作による変形ずれ量(E)、型変形部16の出力、型11のパターン領域の形状及び基板13のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図12を参照するに、時刻t1から型変形部16による型11の形状制御を開始し、型11のパターン領域の形状(M)を変形させる。期間Paでは、変形ずれ量(E)と目標変形量とが一致しているため、型変形部16は、その際の型11のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻t2から基板変形部17による基板13の形状制御を開始するとともに、関数f(t)を目標変形量に与える。これにより、図12に示すように、基板13の変形に応じて目標変形量が変化し、基板変形部17による基板13の形状制御の影響を打ち消すことができる。従って、型変形部16から型11に加える力の方向を逆方向に変化させる必要がなくなるため、ヒステリシスも発生せず、期間Pbで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型11と基板13との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。
関数f(t)としては、第1実施形態と同様に、基板変形部17による基板13の形状補正の影響を実測又はシミュレーションすることで求められる。また、関数f(t)の変数としては、時間tだけではなく、基板変形部17が基板13に照射する光の光量(熱量)やその積算量を与えてもよい。更に、第2実施形態と同様に、ヒステリシスの発生を抑制するために、最終的な目標変形量に対して少ない量からステップ状又は連続的に変化する成分を関数f(t)に加えてもよい。
<第4実施形態>
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、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。
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が行われた後、レジストマスクは除去される。
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図13(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が基板上に付与された様子を示している。
図13(b)に示すように、インプリント用の型を、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に向け、対向させる。図13(c)に示すように、インプリント材が付与された基板と型とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、型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型を介して照射すると、インプリント材は硬化する。
図13(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、型と基板を引き離すと、基板上にインプリント材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、型の凹部が硬化物の凸部に、型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、インプリント材に型の凹凸のパターンが転写されたことになる。
図13(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13(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。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
1:インプリント装置 11:型 13:基板 15:計測部 16:型変形部 17:基板変形部 18:制御部

Claims (9)

  1. 型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、
    前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部と、
    前記型に力を加えて前記型のパターン領域を変形させる型変形部と、
    前記基板に熱を加えて前記基板上のショット領域を変形させる基板変形部と、
    前記型変形部による前記パターン領域の形状制御と前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御とによって、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部及び前記基板変形部を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記取得部で取得された差分データと、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データとに基づいて、前記型変形部をフィードバック制御することを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記時系列データは、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で非線形に変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示すことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
  3. 前記時系列データが示す変形量は、前記型変形部による前記パターン領域の形状制御を行っている間に前記型変形部から前記型に加える力の方向を一方向にするための変形量を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。
  4. 前記制御部は、前記時系列データを前記目標データに与える入力部を含む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。
  5. 前記制御部は、前記時系列データを前記差分データに与える入力部を含む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。
  6. 前記取得部は、
    前記型と前記基板との相対的な位置を計測して位置データを取得する計測部を含み、
    前記計測部で取得される複数の位置データから前記差分データを取得することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  7. 前記型を保持して移動する型保持部と、
    前記基板を保持して移動する基板保持部と、を更に有し、
    前記制御部は、前記計測部で取得された位置データに基づいて、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との位置ずれが許容範囲に収まるように、前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項6に記載のインプリント装置。
  8. 前記制御部は、前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を制御しながら、前記型変形部をフィードバック制御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。
  9. 請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
JP2020005413A 2020-01-16 2020-01-16 インプリント装置及び物品の製造方法 Granted JP2021114505A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020005413A JP2021114505A (ja) 2020-01-16 2020-01-16 インプリント装置及び物品の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020005413A JP2021114505A (ja) 2020-01-16 2020-01-16 インプリント装置及び物品の製造方法
US17/130,572 US20210223687A1 (en) 2020-01-16 2020-12-22 Imprint apparatus and article manufacturing method
KR1020210000645A KR20210092680A (ko) 2020-01-16 2021-01-05 임프린트 장치 및 물품 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021114505A true JP2021114505A (ja) 2021-08-05

Family

ID=76856881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020005413A Granted JP2021114505A (ja) 2020-01-16 2020-01-16 インプリント装置及び物品の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210223687A1 (ja)
JP (1) JP2021114505A (ja)
KR (1) KR20210092680A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20210223687A1 (en) 2021-07-22
KR20210092680A (ko) 2021-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101763002B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법
JP2014241396A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
JP2013125817A (ja) インプリント装置およびインプリント方法、それを用いた物品の製造方法
US9927700B2 (en) Imprint apparatus, and method of manufacturing article
US11175598B2 (en) Imprint apparatus and method of manufacturing article
KR20210100542A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품 제조 방법
KR20210065854A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 물품의 제조 방법, 기판, 및 몰드
US20200086534A1 (en) Imprint method, imprint apparatus, method of manufacturing article
JP2022030811A (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品製造方法
JP2021114505A (ja) インプリント装置及び物品の製造方法
JP2020136641A (ja) インプリント方法、インプリント装置、プログラム、および物品の製造方法
JP2019204907A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
JP2018137361A (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法
JP7022615B2 (ja) インプリント方法、インプリント装置、モールドの製造方法、および、物品の製造方法
JP7148284B2 (ja) インプリント装置及び物品の製造方法
JP2018018944A (ja) インプリント方法、および物品の製造方法
JP6980478B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
KR102195515B1 (ko) 임프린트 장치 및 물품의 제조 방법
JP2019145591A (ja) インプリント装置、物品の製造方法及びモールド
JP2021072352A (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法
JP2021097144A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法。
JP2020198348A (ja) インプリント方法、及び、物品の製造方法
TW202043933A (zh) 資訊處理設備、儲存媒體、微影設備、產品的製造方法以及產品的製造系統
JP2019212674A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法
JP2021022594A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113