JP2022014357A - Imprint apparatus, control method thereof, and article manufacturing method - Google Patents

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Abstract

To provide an advantageous technique for improving superposition accuracy between a pattern region of a mold and a shot region of a substrate.SOLUTION: An imprint apparatus 100, configured to form a pattern of imprint material IM on a substrate S using a mold M having a pattern region P, includes: a holding unit MC having a ring-shaped contact surface in contact with the mold M and holding the mold M; a pressurizing unit MAG pressurizing a side surface of the mold M; and a control unit CNT controlling first processing of deforming the pattern region P into a target shape by pressurizing the side surface of the mold M by the pressurizing unit MAG and a second processing of reducing ununiformity of a distorted distribution generated in the mold M due to the first processing. The control unit CNT controls the second processing by temporarily applying a moment along the ring-shaped contact surface between the mold M and the contact surface to displace a relative position between the mold M and the contact surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インプリント装置、その制御方法、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint device, a control method thereof, and a method for manufacturing an article.

パターン領域を有するモールド(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が、半導体デバイス等の量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置は、基板のショット領域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た状態で該インプリント材を硬化させることにより、インプリント材の硬化物からなるパターンを基板のショット領域上に形成することができる。また、インプリント装置には、ショット領域とモールドのパターン領域との重ね合わせ誤差を低減するため、モールドの側面に力を加えることによってモールドのパターン領域を変形させる変形機構が設けられうる(特許文献1参照)。 An imprint device that forms a pattern of an imprint material on a substrate by using a mold having a pattern region is attracting attention as one of mass production lithography devices such as semiconductor devices. The imprint device cures the imprint material in a state where the imprint material supplied on the shot region of the substrate and the mold are in contact with each other, thereby forming a pattern composed of the cured product of the imprint material in the shot region of the substrate. Can be formed on top. Further, the imprint device may be provided with a deformation mechanism that deforms the pattern region of the mold by applying a force to the side surface of the mold in order to reduce the superposition error between the shot region and the pattern region of the mold (Patent Document). 1).

特開2019-121694号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-121694

モールドを保持機構に保持させた状態で、変形機構によりモールドの側面に力を加える構成では、モールドと保持機構との摩擦損失に起因して、モールド内における歪分布が不均一になることがある。この場合、モールドのパターン領域を所望の形状に変形させることが困難になり、モールドのパターン領域と基板のショット領域との重ね合わせ精度が低下しうる。 In a configuration in which a force is applied to the side surface of the mold by the deformation mechanism while the mold is held by the holding mechanism, the strain distribution in the mold may become uneven due to the friction loss between the mold and the holding mechanism. .. In this case, it becomes difficult to deform the pattern region of the mold into a desired shape, and the overlay accuracy of the pattern region of the mold and the shot region of the substrate may be lowered.

そこで、本発明は、モールドのパターン領域と基板のショット領域との重ね合わせ精度を向上させるために有利な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an advantageous technique for improving the superposition accuracy between the pattern region of the mold and the shot region of the 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、パターン領域を有する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、前記モールドに接触するリング状の接触面を有し、前記モールドを保持する保持部と、前記モールドの側面を加圧する加圧部と、前記加圧部により前記モールドの側面を加圧することで前記パターン領域を目標形状に変形させる第1処理と、前記第1処理により前記モールドに生じる歪分布の不均一性を低減させる第2処理とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、リング状の前記接触面に沿ったモーメントを前記モールドと前記接触面との間に一時的に付与して、前記モールドと前記接触面との相対位置をずらすことにより、前記第2処理を制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the imprint device as one aspect of the present invention is an imprint device that forms a pattern of an imprint material on a substrate by using a mold having a pattern region, and is in contact with the mold. A holding portion that has a ring-shaped contact surface to hold the mold, a pressurizing portion that pressurizes the side surface of the mold, and a pressurizing portion that pressurizes the side surface of the mold to target the pattern region. The control unit includes a control unit that controls a first process of transforming into a shape and a second process of reducing the non-uniformity of strain distribution caused in the mold by the first process, and the control unit has a ring shape. The second process is controlled by temporarily applying a moment along the contact surface between the mold and the contact surface to shift the relative position between the mold and the contact surface. And.

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 or other aspects of the invention will be manifested in the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、モールドのパターン領域と基板のショット領域との重ね合わせ精度を向上させるために有利な技術を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous technique for improving the overlay accuracy of the pattern region of the mold and the shot region of the substrate.

インプリント装置の構成例を示す図The figure which shows the configuration example of the imprint apparatus インプリント処理を示すフローチャートFlowchart showing imprint processing 基板における複数のショット領域の配列例を示す図The figure which shows the arrangement example of a plurality of shot regions in a substrate モールドチャックの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the mold chuck 変形機構の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the deformation mechanism モールドチャックにより保持されたモールドを示す図The figure which shows the mold held by the mold chuck モーメントを付与する理由を説明するための図Diagram to explain the reason for giving a moment モーメントを付与する理由を説明するための図Diagram to explain the reason for giving a moment モーメントの付与方法の一例を示す図The figure which shows an example of the method of giving a moment モーメントの付与方法の一例を示す図The figure which shows an example of the method of giving a moment モーメントの付与方法の一例を示す図The figure which shows an example of the method of giving a moment 複数のショット領域における低減処理でのモーメントの方向を示す図The figure which shows the direction of the moment in the reduction process in a plurality of shot regions. 物品の製造方法を説明するための図Diagram for explaining how to manufacture an article

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。さらに、添付図面においては、同一若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。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential for the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the attached drawings, the same or similar configurations are given the same reference numbers, and duplicate explanations are 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みうる。 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 is related to the rotation around the axis parallel to the X axis, the rotation around the axis parallel to the Y axis, and the rotation around the axis parallel to the Z axis, respectively. Means control or drive. Further, the position is information that can be specified based on the coordinates of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, and the posture is the information that can be specified by the values of the θX-axis, the θY-axis, and the θZ-axis. Positioning means controlling position and / or posture. Alignment may include control of the position and / or orientation of at least one of the substrate and mold.

<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態のインプリント装置100の構成例を示している。インプリント装置100は、基板Sの上にインプリント材IMの硬化物からなるパターンを形成するインプリント処理を、基板Sにおける複数のショット領域SRの各々に対して行う。
<First Embodiment>
The first embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration example of the imprint device 100 of the present embodiment. The imprint device 100 performs an imprint process for forming a pattern made of a cured product of the imprint material IM on the substrate S for each of the plurality of shot regions SR in the substrate S.

インプリント処理は、図2のフローチャートに示すように、供給処理(S1)、接触処理(S2)、変形処理(S3)、アライメント処理(S4)、硬化処理(S5)、分離処理(S6)を含みうる。供給処理(S1)は、基板Sのショット領域SR上にインプリント材IMを供給する処理である。接触処理(S2)は、基板Sのショット領域SR上のインプリント材IMにモールドMのパターン領域Pを接触させる処理である。モールドMのパターン領域Pには、凹凸形状のパターン(凹凸パターン)が形成されている。変形処理(S3)は、基板Sのショット領域SRとモールドMのパターン領域Pとの重ね合わせ誤差が低減されるように、モールドMの側面を加圧してモールドMのパターン領域Pを所望の形状に変形させる処理(第1処理)である。変形処理(S3)は、接触処理(S2)の前に行われてもよい。アライメント処理(S4)は、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとのアライメントを行う処理である。当該アライメントとしては、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとの相対位置(XY方向)および相対姿勢(θX、θY、θZ方向)の制御が行われうる。また、硬化処理(S5)は、インプリント材IMを硬化させる処理である。分離処理(S6)は、インプリント材IMの硬化物からなるパターンとモールドMのパターン領域Pとを分離する処理(離型処理)である。 As shown in the flowchart of FIG. 2, the imprint process includes a supply process (S1), a contact process (S2), a deformation process (S3), an alignment process (S4), a curing process (S5), and a separation process (S6). Can include. The supply process (S1) is a process of supplying the imprint material IM on the shot region SR of the substrate S. The contact process (S2) is a process of bringing the pattern region P of the mold M into contact with the imprint material IM on the shot region SR of the substrate S. A concave-convex pattern (concave-convex pattern) is formed in the pattern region P of the mold M. In the deformation process (S3), the side surface of the mold M is pressed to form the pattern region P of the mold M into a desired shape so that the overlay error between the shot region SR of the substrate S and the pattern region P of the mold M is reduced. It is a process (first process) of transforming into. The deformation process (S3) may be performed before the contact process (S2). The alignment process (S4) is a process for aligning the pattern region P of the mold M with the shot region SR of the substrate S. As the alignment, the relative position (XY direction) and the relative posture (θX, θY, θZ direction) between the pattern region P of the mold M and the shot region SR of the substrate S can be controlled. Further, the curing treatment (S5) is a processing for curing the imprint material IM. The separation process (S6) is a process (release process) for separating the pattern made of the cured product of the imprint material IM and the pattern region P of the mold M.

図3は、基板Sにおける複数のショット領域SRの配列例を示している。図3において各ショット領域SRに付された番号は、複数のショット領域SRを相互に識別するために与えられた番号(ショット番号)であり、例えば、インプリント処理を行う順序を表している。複数のショット領域SRに対するインプリント処理は、予め決定された順番に従って実行されうる。 FIG. 3 shows an arrangement example of a plurality of shot regions SR on the substrate S. In FIG. 3, the numbers assigned to each shot area SR are numbers (shot numbers) given to mutually identify a plurality of shot area SRs, and represent, for example, the order in which imprint processing is performed. The imprint process for the plurality of shot area SRs can be executed in a predetermined order.

ここで、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、熱等が用いられうる。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、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、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また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、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。 Here, as the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that is cured by being applied with energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat and the like can be used. The electromagnetic wave may be, for example, light selected from a wavelength range of 10 nm or more and 1 mm or less, for example, infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and the like. The curable composition can be a composition that cures by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by irradiation with light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may further contain a non-polymerizable compound or a solvent, if necessary. The non-polymerizable 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. The imprint material can be arranged on the substrate in the form of droplets or islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) can be, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less. As the material of the substrate, for example, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin and the like can be used. If necessary, a member made of a material different from the substrate may be provided on the surface of the substrate. The substrate is, for example, a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, or quartz glass.

インプリント装置100は、基板Sを保持し駆動する基板駆動機構SDM、基板駆動機構SDMを支持するベースフレームBF、モールドMを保持し駆動する型駆動機構MDM、および、型駆動機構MDMを支持する構造体STを備えうる。基板駆動機構SDMは、基板Sを保持する基板チャックSCを含む基板ステージSSと、基板ステージSAを位置決めすることによって基板Sを位置決めする基板位置決め機構SAとを含みうる。型駆動機構MDMは、モールドMを吸着保持するモールドチャックMC(保持部)と、モールドチャックMCを位置決めすることによってモールドMを位置決めする型位置決め機構MAとを含みうる。 The imprint device 100 supports a substrate drive mechanism SDM that holds and drives the substrate S, a base frame BF that supports the substrate drive mechanism SDM, a mold drive mechanism MDM that holds and drives the mold M, and a mold drive mechanism MDM. It may be equipped with a structure ST. The substrate drive mechanism SDM may include a substrate stage SS including a substrate chuck SC for holding the substrate S, and a substrate positioning mechanism SA for positioning the substrate S by positioning the substrate stage SA. The mold drive mechanism MDM may include a mold chuck MC (holding portion) that attracts and holds the mold M, and a mold positioning mechanism MA that positions the mold M by positioning the mold chuck MC.

図4は、型駆動機構MDMのモールドチャックMCの構成例を示している。図4では、モールドMも図示しているが、モールドチャックMCの構成やモールドMとモールドチャックMCとの位置関係を分かり易くするため、モールドMとモールドチャックMCとを離間させた状態で図示している。モールドチャックMCは、例えば、モールドMの裏面(パターン領域Pが設けられる面の反対側の面)に接触するリング状(輪帯状)の接触面CS(保持面)を有し、真空吸着などにより接触面CSでモールドMを保持する。接触面CSは、円形のリング状に構成されることが好ましいが、多角形(例えば円形に近い形状(十角形など)であるとよい)のリング状に構成されてもよい。接触面CSの内側は、硬化部CUからのエネルギー(紫外線などの光)が通過するように開口が形成されている。 FIG. 4 shows a configuration example of the mold chuck MC of the mold drive mechanism MDM. Although the mold M is also shown in FIG. 4, the mold M and the mold chuck MC are shown in a separated state in order to make it easy to understand the configuration of the mold chuck MC and the positional relationship between the mold M and the mold chuck MC. ing. The mold chuck MC has, for example, a ring-shaped (ring band-shaped) contact surface CS (holding surface) that contacts the back surface of the mold M (the surface opposite to the surface on which the pattern region P is provided), and is subjected to vacuum suction or the like. The mold M is held by the contact surface CS. The contact surface CS is preferably formed in the shape of a circular ring, but may be formed in the shape of a polygon (for example, a shape close to a circle (such as a decagon)). An opening is formed inside the contact surface CS so that energy (light such as ultraviolet rays) from the cured portion CU can pass through.

また、型駆動機構MDMは、接触処理および/または分離処理においてモールドMに加えられる力を検出するロードセルLCを含んでもよい。型駆動機構MDMは、更に、接触処理において、モールドMのパターン領域Pが基板Sに向かって凸形状になるようにモールドMのパターン領域Pを変形させるようにモールドMの裏面に圧力を加える圧力機構を備えてもよい。 Further, the mold drive mechanism MDM may include a load cell LC that detects a force applied to the mold M in the contact process and / or the separation process. Further, in the contact process, the mold drive mechanism MDM applies pressure to the back surface of the mold M so as to deform the pattern region P of the mold M so that the pattern region P of the mold M becomes convex toward the substrate S. It may be provided with a mechanism.

基板駆動機構SDMおよび型駆動機構MDMは、基板SとモールドMとの相対位置が変更されるように基板SおよびモールドMの少なくとも一方を駆動する駆動機構DMを構成する。駆動機構DMによる相対位置の変更は、基板Sの上のインプリント材に対するモールドMのパターン領域P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)からの型の分離のための駆動を含む。換言すると、駆動機構DMによる相対位置の変更は、接触処理および分離処理が行われるように基板SとモールドMとの相対位置を変更することを含む。基板駆動機構SDMは、基板S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。型駆動機構MDMは、モールドM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うる。 The substrate drive mechanism SDM and the mold drive mechanism MDM constitute a drive mechanism DM that drives at least one of the substrate S and the mold M so that the relative positions of the substrate S and the mold M are changed. The change of the relative position by the drive mechanism DM is a drive for contact of the pattern region P of the mold M with respect to the imprint material on the substrate S and separation of the mold from the cured imprint material (cured material pattern). including. In other words, the change of the relative position by the drive mechanism DM includes changing the relative position between the substrate S and the mold M so that the contact process and the separation process are performed. The substrate drive mechanism SDM has the substrate S on a plurality of axes (for example, three axes of X-axis, Y-axis, and θZ-axis, preferably six axes of X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, θY-axis, and θZ-axis). ) Can be configured to drive. The mold drive mechanism MDM has a mold M on a plurality of axes (for example, three axes of Z axis, θX axis, and θY axis, preferably six axes of X axis, Y axis, Z axis, θX axis, θY axis, and θZ axis). ) Can be configured to drive.

インプリント装置100は、更に、モールドMの側面を加圧する加圧機構MAG(加圧部)を備える。加圧機構MAGは、例えば、変形処理において、モールドMの4つの側面に力を加えることにより、XY平面に平行な面内におけるパターン領域Pの形状(大きさを含む)を変更し、パターン領域Pを所望の形状(目標形状)に変形させる。一例として、加圧機構MAGは、モールドMの側面に力を加えることにより、パターン領域Pの倍率成分を補正することができる。 The imprint device 100 further includes a pressurizing mechanism MAG (pressurizing section) that pressurizes the side surface of the mold M. For example, in the deformation process, the pressurizing mechanism MAG changes the shape (including the size) of the pattern region P in the plane parallel to the XY plane by applying a force to the four side surfaces of the mold M, and the pattern region. P is transformed into a desired shape (target shape). As an example, the pressurizing mechanism MAG can correct the magnification component of the pattern region P by applying a force to the side surface of the mold M.

図5は、変形機構MAGの構成例を示している。図5に示す変形機構MAGは、モールドMの4つの側面MSに力を加えることによってモールドMのパターン領域Pを変形させるように構成されている。変形機構MAGによって制御可能なパターン領域Pの形状(大きさを含む)の成分は、例えば、倍率成分、および、歪み成分(例えば、ひし形、台形等の成分、または、より高次の成分)を含みうる。変形機構MAGは、複数のユニット20を含みうる。各ユニット20は、モールドMの側面MSに接触する接触部21と、接触部21を駆動するアクチュエータ22とを含みうる。アクチュエータ22は、例えば、ピエゾ素子を含みうるが、他の素子を含んでもよい。 FIG. 5 shows a configuration example of the deformation mechanism MAG. The deformation mechanism MAG shown in FIG. 5 is configured to deform the pattern region P of the mold M by applying a force to the four side surface MSs of the mold M. The components of the shape (including the size) of the pattern region P that can be controlled by the deformation mechanism MAG include, for example, a magnification component and a distortion component (for example, a rhombus, a trapezoidal component, or a higher-order component). Can include. The deformation mechanism MAG may include a plurality of units 20. Each unit 20 may include a contact portion 21 that contacts the side surface MS of the mold M and an actuator 22 that drives the contact portion 21. The actuator 22 may include, for example, a piezo element, but may include other elements.

インプリント装置100は、更に、ディスペンサDSPを備えうる。ディスペンサDSPは、供給処理において、基板Sのショット領域SR上にインプリント材IMを供給(配置)する。基板Sのショット領域SR上へのインプリント材IMの供給は、例えば、基板駆動機構SDMによって基板Sが駆動されている状態で、該駆動と同期してディスペンサDSPがインプリント材IMを液滴として吐出することによってなされうる。ここで、ディスペンサDSPが基板Sの1つのショット領域SR上にインプリント材IMを供給する度に接触処理、変形処理、アライメント処理、硬化処理および分離処理が実行されうる。あるいは、ディスペンサDSPが基板Sの複数のショット領域SR上にインプリント材IMを供給した後に、該複数のショット領域SRの各々に対して接触処理、変形処理、アライメント処理、硬化処理および分離処理が実行されてもよい。なお、本実施形態では、ディスペンサDSPは、インプリント装置100の構成要素であるが、インプリント装置100の外部装置として構成されてもよい。 The imprint device 100 may further include a dispenser DSP. The dispenser DSP supplies (arranges) the imprint material IM on the shot region SR of the substrate S in the supply process. The supply of the imprint material IM onto the shot region SR of the substrate S is, for example, in a state where the substrate S is driven by the substrate drive mechanism SDM, and the dispenser DSP drops the imprint material IM in synchronization with the drive. It can be done by discharging as. Here, each time the dispenser DSP supplies the imprint material IM on one shot region SR of the substrate S, a contact process, a deformation process, an alignment process, a curing process, and a separation process can be executed. Alternatively, after the dispenser DSP supplies the imprint material IM on the plurality of shot region SRs of the substrate S, the contact treatment, the deformation treatment, the alignment treatment, the curing treatment, and the separation treatment are performed on each of the plurality of shot region SRs. It may be executed. In the present embodiment, the dispenser DSP is a component of the imprint device 100, but may be configured as an external device of the imprint device 100.

インプリント装置100は、更に、硬化部CUを備えうる。硬化部CUは、硬化処理において、基板S上のインプリント材IMとモールドMのパターン領域Pとを接触させた状態でインプリント材IMに硬化用のエネルギー(例えば紫外線)を照射することによってインプリント材IMを硬化させる。これによって、インプリント材IMの硬化物からなるパターンが基板S上に形成される。 The imprint device 100 may further include a hardened portion CU. In the curing process, the cured portion CU irradiates the imprint material IM with energy for curing (for example, ultraviolet rays) in a state where the imprint material IM on the substrate S and the pattern region P of the mold M are in contact with each other. The printing material IM is cured. As a result, a pattern made of a cured product of the imprint material IM is formed on the substrate S.

インプリント装置100は、更に、基板SのマークSMKの位置、モールドMのマークMMKの位置、基板Sのショット領域SRのマークSMKとモールドMのマークMMKとの相対位置等を検出(計測)するアライメントスコープ(計測器)ASを備えうる。インプリント装置100は、更に、基板Sのショット領域SRのマークSMKの位置を検出(計測)するオフアクシススコープOASを備えうる。アライメントスコープASおよび/オフアクシススコープOASの検出結果に基づいて、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとのアライメント(アライメント処理)が実行されうる。 The imprint device 100 further detects (measures) the position of the mark SMK of the substrate S, the position of the mark MMK of the mold M, the relative position of the mark SMK of the shot area SR of the substrate S and the mark MMK of the mold M, and the like. It may be equipped with an alignment scope (measuring instrument) AS. The imprint device 100 may further include an off-axis scope OAS that detects (measures) the position of the mark SMK in the shot region SR of the substrate S. Alignment (alignment processing) between the pattern region P of the mold M and the shot region SR of the substrate S can be executed based on the detection results of the alignment scope AS and / the off-axis scope OAS.

インプリント装置100は、更に、制御部CNTを備えうる。制御部CNTは、駆動機構DM、変形機構MAG、ディスペンサDSP、硬化部CU、アライメントスコープAS、オフアクシススコープOASを制御する。つまり、制御部CNTは、インプリント処理(接触処理、変形処理、アライメント処理、硬化処理、分離処理、および後述する低減処理)を制御する。制御部CNT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うる。 The imprint device 100 may further include a control unit CNT. The control unit CNT controls the drive mechanism DM, the deformation mechanism MAG, the dispenser DSP, the curing unit CU, the alignment scope AS, and the off-axis scope OAS. That is, the control unit CNT controls the imprint process (contact process, deformation process, alignment process, hardening process, separation process, and reduction process described later). The control unit CNT is, for example, a PLD (abbreviation for Programmable Logic Device) such as FPGA (abbreviation for Field Programmable Gate Array), an ASIC (abbreviation for Application Specific Integrated Circuit), or a general-purpose program. It may consist of a computer or a combination of all or part of these.

制御部CNTは、アライメントスコープASによって検出される結果、例えば、基板Sのショット領域SRのマークSMKの位置に基づいて当該ショット領域SRの形状を演算することができる。また、制御部CNTは、アライメントスコープASによって検出される結果、例えば、モールドMのマークMMKの位置に基づいてモールドMのパターン領域Pの形状を演算することができる。制御部CNTは、このようにして得られたショット領域SRの形状とパターン領域Pの形状とに基づいて、基板Sのショット領域SRとモールドMのパターン領域Pとの重ね合わせ誤差を演算しうる。あるいは、制御部CNTは、アライメントスコープASによって検出される結果、例えば、基板SのマークSMKとモールドMのマークMMKとの相対位置に基づいて、基板Sのショット領域SRとモールドMのパターン領域Pとの重ね合わせ誤差を演算しうる。換言すると、制御部CNTは、アライメントスコープASの出力に基づいて、基板Sのショット領域SRとモールドMのパターン領域Pとの重ね合わせ誤差を演算しうる。重ね合わせ誤差は、例えば、倍率成分、および、歪み成分(例えば、ひし形、台形等の成分、または、より高次の成分)を含みうる。 As a result of being detected by the alignment scope AS, the control unit CNT can calculate the shape of the shot area SR based on the position of the mark SMK of the shot area SR of the substrate S, for example. Further, the control unit CNT can calculate the shape of the pattern region P of the mold M based on the position of the mark MMK of the mold M, for example, as a result of being detected by the alignment scope AS. The control unit CNT can calculate the overlay error between the shot region SR of the substrate S and the pattern region P of the mold M based on the shape of the shot region SR and the shape of the pattern region P thus obtained. .. Alternatively, the control unit CNT, as a result of being detected by the alignment scope AS, for example, based on the relative position between the mark SMK of the substrate S and the mark MMK of the mold M, the shot region SR of the substrate S and the pattern region P of the mold M. The superposition error with can be calculated. In other words, the control unit CNT can calculate the superposition error between the shot region SR of the substrate S and the pattern region P of the mold M based on the output of the alignment scope AS. The superposition error may include, for example, a magnification component and a distortion component (for example, a rhombus, a trapezoidal component, or a higher-order component).

[モールドに生じる歪分布の不均一性の低減処理]
上述したインプリント装置100における変形処理では、モールドMをモールドチャックMC(型駆動機構MDM)に保持させた状態で、加圧機構MAGによりモールドMの側面に力を加えてモールドMのパターン領域Pを目標形状に変形させる。この際、モールドMとモールドチャックMCとの摩擦損失に起因して、加圧機構MAGによりモールドMの側面に加えられた力によって生じる歪分布がモールドMの内部で不均一になることがある。この場合、モールドMの内部に意図しない歪みが生じてしまうため、モールドMのパターン領域Pを目標形状に変形させることが困難になり、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとの重ね合わせ精度が低下しうる。なお、モールドMの歪分布は、加圧機構MAGによりモールドMの側面に加えられた力によってモールドMの内部に生じる力分布と捉えることもできる。
[Processing to reduce the non-uniformity of strain distribution that occurs in the mold]
In the deformation process in the imprint device 100 described above, in a state where the mold M is held by the mold chuck MC (mold drive mechanism MDM), a force is applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG to apply a force to the pattern region P of the mold M. Is transformed into the target shape. At this time, due to the friction loss between the mold M and the mold chuck MC, the strain distribution generated by the force applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG may become non-uniform inside the mold M. In this case, since unintended distortion occurs inside the mold M, it becomes difficult to deform the pattern region P of the mold M into the target shape, and the pattern region P of the mold M and the shot region SR of the substrate S become Overlapping accuracy can be reduced. The strain distribution of the mold M can also be regarded as the force distribution generated inside the mold M by the force applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG.

図6は、モールドチャックMCにより保持されたモールドMを示している。図6において、モールドMに付されている線は、モールドMに生じている歪分布を表している。また、図6(a)は、加圧機構MAGによってモールドMの側面に力Fを加えていない状態を示し、図6(b)は、加圧機構MAGによってモールドMの側面に力Fを加えた状態を示している。図6(b)に示すように、モールドMの側面に加えられる力FによるモールドM内部の歪分布は、モールドMとモールドチャックMC(接触面CS)との摩擦損失により、モールドMの内側に到達するまでに歪が小さくなる。そのため、モールドMには不均一な歪分布が形成されうる。つまり、パターン領域Pが目標形状になるように算出された力FをモールドMの側面に加えたとしても、パターン領域Pでは単純な拡大/縮小の倍率変化が得られず、目標形状に対する誤差が生じうる。この誤差は、高次の倍率成分および/または高次の他の成分を含んでしまうため、モールドMの側面に加える力Fを変更するだけでは当該誤差を低減することが困難になりうる。 FIG. 6 shows the mold M held by the mold chuck MC. In FIG. 6, the line attached to the mold M represents the strain distribution generated in the mold M. Further, FIG. 6A shows a state in which the force F is not applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG, and FIG. 6B shows a state in which the force F is applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG. Shows the state. As shown in FIG. 6B, the strain distribution inside the mold M due to the force F applied to the side surface of the mold M is inside the mold M due to the friction loss between the mold M and the mold chuck MC (contact surface CS). The distortion becomes smaller by the time it reaches. Therefore, a non-uniform strain distribution may be formed in the mold M. That is, even if a force F calculated so that the pattern region P becomes the target shape is applied to the side surface of the mold M, a simple enlargement / reduction magnification change cannot be obtained in the pattern region P, and an error with respect to the target shape is obtained. Can occur. Since this error includes a high-order magnification component and / or other high-order components, it may be difficult to reduce the error simply by changing the force F applied to the side surface of the mold M.

そこで、本実施形態では、パターン領域Pを目標形状に変形させるように加圧機構MAGによりモールドMの側面を加圧する変形処理(第1処理)に加えて、変形処理によりモールドMに生じる歪分布の不均一性を低減させる低減処理(第2処理)が行われる。具体的には、制御部CNTは、図4に示すように、リング状の接触面CSに沿ったモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に一時的に付与(生成)し、モールドMと接触面CSとの相対位置をずらすことにより、低減処理を制御する。このような低減処理を行うことで、モールドMと接触面CSとの間の摩擦を静摩擦から動摩擦に変化させて、モールドチャックMCによるモールドMの保持を一時的に解放させることができる。つまり、モールドMと接触面CSとの摩擦損失を低減させ、変形処理によりモールドMに生じる歪分布の不均一性を低減(緩和)させることができる。なお、本明細書で記載される「モールドMと接触面CS(モールドチャックMC)との相対位置」は、モールドMと接触面CS(モールドチャックMC)との相対姿勢(θZ方向)を含むものとする。 Therefore, in the present embodiment, in addition to the deformation process (first process) in which the side surface of the mold M is pressed by the pressurizing mechanism MAG so as to deform the pattern region P to the target shape, the strain distribution generated in the mold M by the deformation process. A reduction process (second process) is performed to reduce the non-uniformity of the above. Specifically, as shown in FIG. 4, the control unit CNT temporarily applies (generates) a moment Fm along the ring-shaped contact surface CS between the mold M and the contact surface CS, and the mold M. The reduction process is controlled by shifting the relative position between the contact surface CS and the contact surface CS. By performing such a reduction process, the friction between the mold M and the contact surface CS can be changed from static friction to dynamic friction, and the holding of the mold M by the mold chuck MC can be temporarily released. That is, the friction loss between the mold M and the contact surface CS can be reduced, and the non-uniformity of the strain distribution generated in the mold M due to the deformation process can be reduced (relaxed). The "relative position between the mold M and the contact surface CS (mold chuck MC)" described in the present specification includes the relative posture (θZ direction) between the mold M and the contact surface CS (mold chuck MC). ..

ここで、低減処理において、リング状の接触面CSに沿ったモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に付与する理由について、図7を参照しながら説明する。図7は、モールドMを下方(基板側)から見た図であり、図中には、モールドチャックMCにおけるリング状の接触面CSの位置が示されている。図7(a)は、XY平面と平行な方向(図中では-X方向)への力FxをモールドMとモールドチャックMCとの間に付与したときの図である。図7(b)は、リング状の接触面CSに沿った方向の力(モーメントFm)をモールドMとモールドチャックMCとの間に付与したときの図である。 Here, the reason why the moment Fm along the ring-shaped contact surface CS is applied between the mold M and the contact surface CS in the reduction process will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a view of the mold M viewed from below (board side), and the position of the ring-shaped contact surface CS in the mold chuck MC is shown in the figure. FIG. 7A is a diagram when a force Fx in a direction parallel to the XY plane (-X direction in the drawing) is applied between the mold M and the mold chuck MC. FIG. 7B is a diagram when a force (moment Fm) in the direction along the ring-shaped contact surface CS is applied between the mold M and the mold chuck MC.

図7(a)に示すように、低減処理で力Fxを付与する場合、モールドMと接触面CSとの摩擦が生じる幅Wは、リング状の接触面CSの直径と同じになるため非常に広範囲になる。この場合、モールドMと接触面CSとの摩擦が広範囲(幅W)にわたって生じるため、力Fxの付与によっては、モールドMにおける歪分布の不均一性を低減することが困難であり、かえって力分布の不均一性を更に増加させうる。一方、図7(b)に示すように、低減処理でリング状の接触面CSに沿ったモーメントFmを付与する場合、モールドMと接触面CSとの摩擦が生じる幅Wは、リング状の接触面CSの幅と同じになるため、幅Wと比較して非常に小さくなる。つまり、モーメントFmを付与する場合、モールドMと接触面CSとの摩擦(例えば動摩擦)が生じる範囲を小さくすることができるため、モールドMにおける歪分布の不均一性を効率よく低減することができる。 As shown in FIG. 7A, when the force Fx is applied by the reduction process, the width W 1 at which the friction between the mold M and the contact surface CS occurs is the same as the diameter of the ring-shaped contact surface CS, so that it is extremely difficult. Becomes widespread. In this case, since friction between the mold M and the contact surface CS occurs over a wide range (width W 1 ), it is difficult to reduce the non-uniformity of the strain distribution in the mold M by applying the force Fx, and rather the force. The non-uniformity of distribution can be further increased. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the moment Fm along the ring-shaped contact surface CS is applied by the reduction process, the width W 2 at which friction between the mold M and the contact surface CS occurs is ring-shaped. Since it is the same as the width of the contact surface CS, it is very small as compared with the width W1 . That is, when the moment Fm is applied, the range in which friction between the mold M and the contact surface CS (for example, dynamic friction) occurs can be reduced, so that the non-uniformity of the strain distribution in the mold M can be efficiently reduced. ..

また、低減処理においてモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に付与する理由について、上記とは異なる観点で説明する。例えば、モールドMには、図8(a)に示すように、全体にわたって均一な力F’が形成されることが求められうる。このように一次元で並んだ連続する力F’を、その両端を繋げるようにリング状の接触面CSに沿って丸めると、図8(b)に示すようなモーメントFm(θZ方向)を得ることができる。このようなモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に付与することにより、変形処理によりモールドMに生じる歪分布の不均一性を低減することができる。 Further, the reason why the moment Fm is applied between the mold M and the contact surface CS in the reduction process will be described from a viewpoint different from the above. For example, as shown in FIG. 8A, the mold M may be required to have a uniform force F'formed throughout. When the continuous force F'arranged in one dimension is rounded along the ring-shaped contact surface CS so as to connect both ends thereof, the moment Fm (θZ direction) as shown in FIG. 8B is obtained. be able to. By applying such a moment Fm between the mold M and the contact surface CS, the non-uniformity of the strain distribution generated in the mold M due to the deformation process can be reduced.

[モーメントの付与方法]
次に、リング状の接触面CSに沿ったモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に付与する方法について説明する。例えば、制御部CNTは、低減処理において、図4に示すように、モーメントFmの回転中心Aとリング状の接触面CSの重心B(リングの中心)とがXY方向で一致するように、モールドMと接触面CSとの間にモーメントFmを付与するとよい。このようにモーメントFmを付与することで、モールドMと接触面CSとの間に意図しない応力が生じてモールドチャックMCからモールドMが脱落する可能性を低減することができる。また、モーメントFmの大きさ(強さ)は、モールドMと接触面CSとの間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化する程度、例えば、モールドMと接触面CSとが僅かにずれる程度であればよい。モーメントFmの大きさは、モールドMと接触面CSとの間の摩擦の大きさ(例えば摩擦係数)に応じて、実験やシミュレーションなどにより事前に設定されうる。
[Method of applying moment]
Next, a method of applying a moment Fm along the ring-shaped contact surface CS between the mold M and the contact surface CS will be described. For example, in the reduction process, the control unit CNT molds the rotation center A of the moment Fm and the center of gravity B (center of the ring) of the ring-shaped contact surface CS so as to coincide in the XY directions in the reduction process. It is advisable to apply a moment Fm between M and the contact surface CS. By applying the moment Fm in this way, it is possible to reduce the possibility that the mold M will fall off from the mold chuck MC due to an unintended stress generated between the mold M and the contact surface CS. Further, the magnitude (strength) of the moment Fm is such that the friction between the mold M and the contact surface CS changes from static friction to dynamic friction, for example, if the mold M and the contact surface CS are slightly displaced. good. The magnitude of the moment Fm can be preset by experiments, simulations, or the like according to the magnitude of friction between the mold M and the contact surface CS (for example, the coefficient of friction).

制御部CNTは、事前に設定されたモーメントFmを付与してもよいが、モールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれの開始タイミングでモーメントFmの付与を停止してもよい。当該開始タイミングは、静摩擦から動摩擦への遷移の検出(即ち、モーメントFmを付与するための駆動力の変化の検出)や、アライメントスコープAS等によるモールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれの検出などに基づいて取得されうる。また、モーメントFmの付与方法としては、例えば、加圧機構MAGによりモールドMの側面に力を加えることでモーメントFmを付与する方法と、モールドMに対してモールドチャックMCを回転駆動することでモーメントFmを付与する方法とが挙げられる。 The control unit CNT may apply a preset moment Fm, but may stop applying the moment Fm at the start timing of the deviation of the relative positions between the mold M and the mold chuck MC. The start timing is the detection of the transition from static friction to dynamic friction (that is, the detection of the change in the driving force for applying the moment Fm) and the deviation of the relative position between the mold M and the mold chuck MC by the alignment scope AS or the like. It can be obtained based on detection or the like. Further, as a method of applying the moment Fm, for example, a method of applying a moment Fm by applying a force to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG, and a method of rotationally driving the mold chuck MC with respect to the mold M to drive the moment. A method of imparting Fm can be mentioned.

図9は、加圧機構MAGによりモールドMの側面に力を加えることでモーメントFmを付与する方法を示している。図9は、モールドMを下方(基板側)から見た図であり、加圧機構MAGによりモールドMの側面に加える力が図示されている。例えば、制御部CNTは、図9(a)に示すように、パターン領域Pを目標形状に変形させるための第1の力Fを加圧機構MAGに発生させることによって変形処理(第1処理)を制御する。そして、制御部CNTは、図9(b)に示すように、第1の力Fに加えて、モーメントFmを付与するための第2の力Fを加圧機構MAGに発生させることによって低減処理(第2処理)を制御する。この場合、制御部CNTは、第2の力Fを、それらのベクトルが1次独立であり、且つ、X方向の合力とY方向の合力とが釣り合うように加圧機構MAGに発生させるとよい。このように第2の力Fのベクトルを1次独立とすることにより、1次独立でないベクトルの力による意図しないモールドMの変形を低減することができる。また、第2の力Fについて、X方向の合力とY方向の合力とを釣り合わせることにより、XY方向への意図しないモールドMの並進移動を低減することができる。 FIG. 9 shows a method of applying a moment Fm by applying a force to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG. FIG. 9 is a view of the mold M viewed from below (the substrate side), and shows the force applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG. For example, as shown in FIG. 9A, the control unit CNT generates a first force F1 for deforming the pattern region P into a target shape in the pressurizing mechanism MAG to perform a deformation process (first process). ) Is controlled. Then, as shown in FIG. 9B, the control unit CNT generates a second force F 2 for applying the moment Fm in the pressurizing mechanism MAG in addition to the first force F 1 . The reduction process (second process) is controlled. In this case, the control unit CNT generates a second force F 2 in the pressurizing mechanism MAG so that their vectors are linearly independent and the resultant force in the X direction and the resultant force in the Y direction are balanced. good. By making the vector of the second force F 2 linearly independent in this way, it is possible to reduce unintended deformation of the mold M due to the force of the vector that is not linearly independent. Further, with respect to the second force F 2 , by balancing the resultant force in the X direction and the resultant force in the Y direction, it is possible to reduce the unintended translational movement of the mold M in the XY direction.

図10は、加圧機構MAGによりモールドMの側面に力を加えることでモーメントFmを付与する方法の変形例を示している。図10(a)は、パターン領域Pを目標形状に変形させるための第1の力Fを加圧機構MAGに発生させる例を示している。また、図10(b)は、第1の力Fに加えて、モーメントFmを付与するための第2の力Fを加圧機構MAGに発生させる例を示している。図10(b)に示すように、モールドMの1つの側面(一辺)につき2箇所以上の点で第2の力Fを加える場合、そのベクトルは1次独立にならない。この場合は、モールドMの側面ごとの合成ベクトルが1次独立であれば、意図しないモールドMの変形を低減することができる。 FIG. 10 shows a modified example of a method of applying a moment Fm by applying a force to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG. FIG. 10A shows an example in which a first force F1 for deforming the pattern region P into a target shape is generated in the pressurizing mechanism MAG. Further, FIG. 10B shows an example in which a second force F 2 for applying a moment Fm is generated in the pressurizing mechanism MAG in addition to the first force F 1 . As shown in FIG. 10B, when a second force F 2 is applied at two or more points on one side surface (one side) of the mold M, the vectors are not linearly independent. In this case, if the composite vector for each side surface of the mold M is linearly independent, unintended deformation of the mold M can be reduced.

図11は、モールドMに対してモールドチャックMCを回転駆動することでモーメントFmを付与する方法を示している。例えば、型駆動機構MDM(型位置決め機構MA)には、モールドチャックMCをθZ方向に回転駆動する回転駆動機構ROT(駆動部)が設けられる。この回転駆動機構ROTにより、リング状の接触面CSに沿った方向にモールドMとモールドチャックMC(接触面CS)とを相対的に回転駆動することで、モーメントFmを付与することができる。具体的には、制御部CNTは、加圧機構MAGによりモールドMの側面に力を加えている状態(即ち、加圧機構MAGによりモールドMの姿勢(θZ方向)が維持されている状態)において、回転駆動機構ROTによりモールドチャックMCを回転駆動する。これにより、モールドMに対してモールドチャックMCを回転させ、モールドMと接触面CSとの間にモーメントFmを付与することができる。なお、モーメントFmの付与は、加圧機構MAGによるモールドMの側面への加圧と、回転駆動機構ROTによるモールドチャックMCの回転駆動とを併用して行われてもよい。 FIG. 11 shows a method of applying a moment Fm by rotationally driving the mold chuck MC with respect to the mold M. For example, the mold drive mechanism MDM (mold positioning mechanism MA) is provided with a rotation drive mechanism ROT (drive unit) that rotationally drives the mold chuck MC in the θZ direction. By this rotation drive mechanism ROT, the mold M and the mold chuck MC (contact surface CS) are relatively rotationally driven in the direction along the ring-shaped contact surface CS, so that a moment Fm can be applied. Specifically, the control unit CNT is in a state where a force is applied to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG (that is, a state in which the posture (θZ direction) of the mold M is maintained by the pressurizing mechanism MAG). , The mold chuck MC is rotationally driven by the rotary drive mechanism ROT. As a result, the mold chuck MC can be rotated with respect to the mold M, and a moment Fm can be applied between the mold M and the contact surface CS. The moment Fm may be applied in combination with the pressurization to the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG and the rotational drive of the mold chuck MC by the rotary drive mechanism ROT.

[低減処理の実施タイミング]
次に、モーメントFmを付与する低減処理(第2処理)の実施タイミングについて説明する。加圧機構MAGによりモールドMのパターン領域Pを変形させる変形処理(第1処理)は、例えば、モールドMと基板上のインプリント材IMとが接触している状態において実行(制御)されうる。この場合において、低減処理は、モールドMと基板上のインプリント材IMとが接触している状態において、変形処理の後に実行(制御)されるとよい。また、低減処理は、変形処理によってモールドMに生じた歪分布の不均一性を低減させるためのものであり、モールドMのパターン領域Pの変形に寄与するものではないため、基板上のインプリント材IMの硬化を開始する前(硬化処理の前)に終了させるとよい。例えば、低減処理は、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとのアライメントを開始する前(アライメント処理の前)に終了させるとよい。つまり、制御部CNTは、低減処理を制御した後に、アライメント処理としてのモールドMと基板Sとの相対位置(XY方向)および相対姿勢(θX、θY、θZ方向)の制御を行う。ここで、変形処理は、基板上のインプリント材IMの硬化を開始した後(硬化処理中)も継続して行われうる。インプリント材IMの硬化中においても、モールドMのパターン領域Pを目標形状に変形させた状態に維持させる必要があるからである。
[Implementation timing of reduction processing]
Next, the execution timing of the reduction process (second process) for applying the moment Fm will be described. The deformation process (first process) for deforming the pattern region P of the mold M by the pressurizing mechanism MAG can be executed (controlled) in a state where the mold M and the imprint material IM on the substrate are in contact with each other, for example. In this case, the reduction process may be executed (controlled) after the deformation process in a state where the mold M and the imprint material IM on the substrate are in contact with each other. Further, the reduction process is for reducing the non-uniformity of the strain distribution caused in the mold M by the deformation process, and does not contribute to the deformation of the pattern region P of the mold M, and therefore imprints on the substrate. It is preferable to finish the material IM before starting the curing (before the curing process). For example, the reduction process may be completed before the alignment between the pattern region P of the mold M and the shot region SR of the substrate S is started (before the alignment process). That is, after controlling the reduction process, the control unit CNT controls the relative position (XY direction) and the relative posture (θX, θY, θZ direction) between the mold M and the substrate S as the alignment process. Here, the deformation treatment can be continued even after the curing of the imprint material IM on the substrate is started (during the curing treatment). This is because it is necessary to maintain the pattern region P of the mold M in a state of being deformed to the target shape even during the curing of the imprint material IM.

上述したように、本実施形態のインプリント装置100は、加圧機構MAGによりモールドMの側面を加圧してパターン領域Pを目標形状に変形させる変形処理に加えて、変形処理によりモールドMに生じる歪分布の不均一性を低減させる低減処理を行う。低減処理は、リング状の接触面CSに沿ったモーメントFmをモールドMと接触面CSとの間に一時的に付与して、モールドMと接触面CSとの相対位置をずらすように制御される。これにより、モールドチャックMCによるモールドMの保持を一時的に解放させ、変形処理によりモールドMに生じる歪分布の不均一性を低減(緩和)させることができる。つまり、モールドMのパターン領域Pを目標形状に精度よく変形させ、モールドMのパターン領域Pと基板Sのショット領域SRとの重ね合わせ精度を向上させることができる。 As described above, in the imprint device 100 of the present embodiment, in addition to the deformation process of pressurizing the side surface of the mold M by the pressurizing mechanism MAG to deform the pattern region P into the target shape, the imprint device 100 is generated in the mold M by the deformation process. A reduction process is performed to reduce the non-uniformity of the strain distribution. The reduction process is controlled so as to temporarily apply a moment Fm along the ring-shaped contact surface CS between the mold M and the contact surface CS to shift the relative position between the mold M and the contact surface CS. .. As a result, the holding of the mold M by the mold chuck MC can be temporarily released, and the non-uniformity of the strain distribution generated in the mold M due to the deformation process can be reduced (relaxed). That is, the pattern region P of the mold M can be accurately transformed into the target shape, and the overlay accuracy of the pattern region P of the mold M and the shot region SR of the substrate S can be improved.

<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態について説明する。本実施形態では、基板Sにおける複数のショット領域SRの各々に対するモーメントFmの方向(回転方向)の設定例について説明する。第1実施形態で説明したように、低減処理では、モールドMとモールドチャックMCの接触面CSとの間にモーメントFmを付与し、モールドMとモールドチャックMC(接触面CS)との相対位置をθZ方向にずらしている。そのため、複数のショット領域SRについて同じ方向のモーメントFmを与えてしまうと、モールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれが同じ方向に蓄積され、後のアライメント処理におけるモールドMと基板Sとのアライメントが困難になりうる。そこで、本実施形態の制御部CNTは、低減処理におけるモーメントFmの方向を所定数のショット領域SRごとに変更する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で特に言及されない限りインプリント装置100の構成および処理は第1実施形態と同様である。
<Second Embodiment>
A second embodiment according to the present invention will be described. In this embodiment, an example of setting the direction (rotational direction) of the moment Fm with respect to each of the plurality of shot regions SR on the substrate S will be described. As described in the first embodiment, in the reduction process, a moment Fm is applied between the contact surface CS of the mold M and the mold chuck MC, and the relative position between the mold M and the mold chuck MC (contact surface CS) is set. It is shifted in the θZ direction. Therefore, if moments Fm in the same direction are applied to a plurality of shot region SRs, deviations in relative positions between the mold M and the mold chuck MC are accumulated in the same direction, and the mold M and the substrate S in the subsequent alignment process Alignment can be difficult. Therefore, the control unit CNT of the present embodiment changes the direction of the moment Fm in the reduction process for each predetermined number of shot region SRs. It should be noted that this embodiment basically inherits the first embodiment, and the configuration and processing of the imprint device 100 are the same as those of the first embodiment unless otherwise specified below.

図12は、図3に示す複数のショット領域SRの配列例に対し、低減処理でのモーメントFmの方向を追加的に示した図である。図12において各ショット領域SRに付された番号は、インプリント処理を行う順序を表している。図12に示す例では、奇数の番号が付されたショット領域SRに対しては-θZ方向(第1回転方向)へのモーメントFm(第1モーメントFm)が設定される。一方、偶数の番号が付されたショット領域SRに対しては+θZ方向(第1回転方向とは反対の第2回転方向)へのモーメントFm(第2モーメントFm)が設定される。つまり、図12に示す例では、低減処理におけるモーメントFmの方向が、1個のショット領域SRごとに変更される。また、低減処理におけるモーメントFmの方向は、互いに隣り合う2つのショット領域間でモーメントFmの方向が逆になるように設定されてもよい。このように各ショット領域SRに対してモーメントFmの方向を設定することにより、モールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれが同じ方向に蓄積されることを回避することができる。 FIG. 12 is a diagram additionally showing the direction of the moment Fm in the reduction process with respect to the arrangement example of the plurality of shot regions SR shown in FIG. The numbers assigned to each shot area SR in FIG. 12 indicate the order in which the imprint processing is performed. In the example shown in FIG. 12, a moment Fm (first moment Fm 1 ) in the −θZ direction (first rotation direction) is set for the shot region SR assigned an odd number. On the other hand, a moment Fm (second moment Fm 2 ) in the + θZ direction (second rotation direction opposite to the first rotation direction) is set for the shot region SR assigned an even number. That is, in the example shown in FIG. 12, the direction of the moment Fm in the reduction process is changed for each shot region SR. Further, the direction of the moment Fm in the reduction process may be set so that the direction of the moment Fm is opposite between the two shot regions adjacent to each other. By setting the direction of the moment Fm with respect to each shot region SR in this way, it is possible to prevent the deviation of the relative positions of the mold M and the mold chuck MC from accumulating in the same direction.

ここで、図12に示す例では、1個のショット領域SRごとにモーメントFmの方向を変更したが、それに限られず、所定数(例えば2個、5個など)のショット領域SRごとにモーメントFmの方向を変更してもよい。また、制御部CNTは、モールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれ量(目標相対位置からのずれ量)をアライメントスコープASに検出させ、その検出結果に基づいて、当該ずれ量が閾値を超えた場合にモーメントFmの方向を変更してもよい。モールドMとモールドチャックMCとの相対位置のずれ量は、加圧機構MAGの駆動量および/または回転駆動機構Rの駆動量からも検出することができる。 Here, in the example shown in FIG. 12, the direction of the moment Fm is changed for each shot region SR, but the direction is not limited to this, and the moment Fm is changed for each shot region SR of a predetermined number (for example, 2 or 5). You may change the direction of. Further, the control unit CNT causes the alignment scope AS to detect the deviation amount (the deviation amount from the target relative position) of the relative position between the mold M and the mold chuck MC, and the deviation amount sets the threshold value based on the detection result. If it exceeds, the direction of the moment Fm may be changed. The amount of deviation in the relative position between the mold M and the mold chuck MC can also be detected from the drive amount of the pressurizing mechanism MAG and / or the drive amount of the rotary drive mechanism R.

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板上に供給(塗布)されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of manufacturing method of goods>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The method for manufacturing an article of the present embodiment includes a step of forming a pattern on an imprint material supplied (coated) on a substrate by using the above-mentioned imprint device, and a process of processing the substrate on which the pattern is formed in such a step. Including the process. Further, such a manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, flattening, etching, resist peeling, dicing, bonding, packaging, etc.). The method for manufacturing an article of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

インプリント装置を用いて成形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 pattern of the cured product formed by using the imprint device is used permanently for at least a part of various articles or temporarily when manufacturing various articles. 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. After etching or ion implantation 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13(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ェハ等の基板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, a specific manufacturing method of the article will be described. As shown in FIG. 13 (a), 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, the substrate 1z such as a silicon wafer is injected 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13(b)に示すように、インプリント用の型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13(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1zと型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型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型4zを通して照射すると、インプリント材3zは硬化する。 As shown in FIG. 13B, 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. 13 (c), the substrate 1z 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. When light is irradiated through the mold 4z as energy for curing in this state, the imprint material 3z is cured.

図13(d)に示すように、インプリント材3zを硬化させた後、型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、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3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。 As shown in FIG. 13D, when the imprint material 3z is cured and then the mold 4z and the substrate 1z are separated from each other, 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. 13 (e), 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 where the cured product is absent or remains thin is removed, and the groove 5z is formed. Become. As shown in FIG. 13 (f), by removing the pattern of the cured product, it is possible to obtain an article in which the groove 5z is formed on the surface of the workpiece 2z. 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.

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。 The invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to publicize the scope of the invention.

100:インプリント装置、S:基板、M:モールド、MAG:加圧機構、MC:モールドチャック(保持部)、CS:接触面、CNT:制御部 100: Imprint device, S: Substrate, M: Mold, MAG: Pressurizing mechanism, MC: Mold chuck (holding part), CS: Contact surface, CNT: Control part

Claims (14)

パターン領域を有する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、
前記モールドに接触するリング状の接触面を有し、前記モールドを保持する保持部と、
前記モールドの側面を加圧する加圧部と、
前記加圧部により前記モールドの側面を加圧することで前記パターン領域を目標形状に変形させる第1処理と、前記第1処理により前記モールドに生じる歪分布の不均一性を低減させる第2処理とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、リング状の前記接触面に沿ったモーメントを前記モールドと前記接触面との間に一時的に付与して、前記モールドと前記接触面との相対位置をずらすことにより、前記第2処理を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
An imprint device that forms a pattern of imprint material on a substrate using a mold having a pattern region.
A holding portion having a ring-shaped contact surface that contacts the mold and holding the mold,
A pressurizing part that pressurizes the side surface of the mold,
A first process of deforming the pattern region into a target shape by pressurizing the side surface of the mold with the pressurizing portion, and a second process of reducing the non-uniformity of strain distribution generated in the mold by the first process. And the control unit that controls
Equipped with
The control unit temporarily applies a ring-shaped moment along the contact surface between the mold and the contact surface to shift the relative position between the mold and the contact surface, thereby causing the first. 2 An imprint device characterized by controlling processing.
前記制御部は、前記第2処理を制御した後、前記モールドと前記基板との相対位置および相対姿勢を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 1, wherein the control unit controls a relative position and a relative posture between the mold and the substrate after controlling the second process. 前記制御部は、前記パターン領域を前記目標形状に変形させるための第1の力を前記加圧部に発生させることにより前記第1処理を制御し、前記モーメントを生成するための第2の力を前記加圧部に更に発生させることにより前記第2処理を制御する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。 The control unit controls the first process by generating a first force for deforming the pattern region into the target shape in the pressurizing unit, and a second force for generating the moment. The imprint device according to claim 1 or 2, wherein the second process is controlled by further generating the pressure in the pressurizing unit. リング状の前記接触面に沿って前記モールドと前記保持部とを相対的に回転駆動する駆動部を更に備え、
前記制御部は、前記駆動部を用いて前記モーメントを生成することにより前記第2処理を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。
Further provided is a drive unit that rotationally drives the mold and the holding portion relative to each other along the ring-shaped contact surface.
The imprint device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the second process by generating the moment by using the drive unit.
前記制御部は、前記モーメントの回転中心とリング状の前記接触面の重心とが一致するように前記第2処理を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The first aspect of claim 1 to 4, wherein the control unit controls the second process so that the center of rotation of the moment and the center of gravity of the ring-shaped contact surface coincide with each other. Imprint device. 前記制御部は、前記パターン領域の倍率成分を補正するように前記第1処理を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The imprint device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit controls the first process so as to correct the magnification component of the pattern region. 前記接触面は、円形のリング状に構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The imprint device according to any one of claims 1 to 6, wherein the contact surface is formed in a circular ring shape. 前記制御部は、前記モールドと前記基板上のインプリント材とが接触している状態において前記第1処理および第2処理を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインプリント装置。 One of claims 1 to 7, wherein the control unit controls the first process and the second process in a state where the mold and the imprint material on the substrate are in contact with each other. The imprint device described in. 前記制御部は、前記インプリント材の硬化を開始する前に前記第2処理を終了させる、ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 8, wherein the control unit terminates the second process before starting the curing of the imprint material. 前記制御部は、前記インプリント材の硬化を開始した後も、前記第1処理を継続させる、ことを特徴とする請求項9に記載のインプリント装置。 The imprint device according to claim 9, wherein the control unit continues the first process even after the imprint material has started to be cured. 前記基板は、前記モールドを用いてインプリント材のパターンをそれぞれ形成する複数のショット領域を有し、
前記制御部は、前記第2処理における前記モーメントの回転方向を所定数のショット領域ごとに変更する、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のインプリント装置。
The substrate has a plurality of shot regions, each of which forms a pattern of an imprint material using the mold.
The imprint device according to any one of claims 1 to 10, wherein the control unit changes the rotation direction of the moment in the second process for each predetermined number of shot regions.
前記制御部は、互いに隣り合う2つのショット領域間で前記モーメントの回転方向が逆になるように、前記複数のショット領域の各々について前記第2処理を制御する、ことを特徴とする請求項11に記載のインプリント装置。 11. The control unit is characterized in that the second process is controlled for each of the plurality of shot regions so that the rotation directions of the moments are opposite to each other between two shot regions adjacent to each other. The imprint device described in. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
前記加工工程で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 forming step of forming a pattern on a substrate by using the imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 12.
Including a processing step of processing the substrate on which a pattern is formed in the forming step.
A method for manufacturing an article, which comprises manufacturing an article from the substrate processed in the processing step.
パターン領域を有する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の制御方法であって、
前記インプリント装置は、前記モールドを保持する保持部を備え、前記保持部は、前記モールドに接触するリング状の接触面を有し、
前記制御方法は、
前記モールドの側面を加圧することで前記パターン領域を目標形状に変形させる第1工程と、
リング状の前記接触面に沿ったモーメントを前記モールドと前記接触面との間に一時的に付与して、前記モールドと前記接触面との相対位置をずらすことにより、前記第1工程で前記モールドに生じる歪分布の不均一性を低減させる第2工程と、を含む
ことを特徴とするインプリント装置の制御方法。
It is a control method of an imprint device that forms a pattern of an imprint material on a substrate by using a mold having a pattern region.
The imprint device includes a holding portion for holding the mold, and the holding portion has a ring-shaped contact surface in contact with the mold.
The control method is
The first step of deforming the pattern region into a target shape by pressurizing the side surface of the mold, and
By temporarily applying a ring-shaped moment along the contact surface between the mold and the contact surface to shift the relative position between the mold and the contact surface, the mold is formed in the first step. A method for controlling an imprinting apparatus, which comprises a second step of reducing the non-uniformity of the strain distribution that occurs in the imprinting apparatus.
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