JP5632633B2 - Imprint apparatus, imprint method, and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus , an imprint method, and an article manufacturing method.
近年、微細なパターンの形成を可能にするインプリント技術は、様々なデバイス(ICやLSIなどの半導体デバイス、液晶デバイス、CCDなどの撮像デバイス、磁気ヘッドなど)を製造するための技術として注目されている。インプリント技術は、シリコンウエハやガラスプレートなどの基板上の樹脂に微細なパターンが形成された原版(モールド)を押し付けた状態で、樹脂を硬化させて基板上に微細なパターンを形成する。 In recent years, imprint technology that enables the formation of fine patterns has attracted attention as a technology for manufacturing various devices (semiconductor devices such as IC and LSI, liquid crystal devices, imaging devices such as CCDs, magnetic heads, etc.). ing. In the imprint technique, a resin is cured to form a fine pattern on a substrate while a master (mold) on which a fine pattern is formed is pressed against the resin on the substrate such as a silicon wafer or a glass plate.
インプリント技術には、幾つかの樹脂硬化法があり、かかる樹脂硬化法の1つとして光硬化法が知られている。光硬化法では、紫外線硬化型の樹脂に透明なモールドを押し付けた状態で紫外線を照射し、樹脂を感光及び硬化させてからモールドを剥離(離型)する。光硬化法によるインプリント技術は、比較的容易に温度を制御することができることや透明なモールド越しに基板上のアライメントマークを観察することができることなどから、デバイスの製造に適している。 There are several resin curing methods in imprint technology, and a photocuring method is known as one of such resin curing methods. In the photocuring method, ultraviolet rays are irradiated in a state where a transparent mold is pressed against an ultraviolet curable resin, and the mold is peeled (released) after the resin is exposed and cured. The imprint technique based on the photocuring method is suitable for manufacturing a device because the temperature can be controlled relatively easily and the alignment mark on the substrate can be observed through a transparent mold.
インプリント技術では、硬化させた樹脂からモールドを剥離するために必要な剥離力(離型力)が大きいと、基板上に形成されたパターンがモールドに付着したままでちぎれたり、モールドや基板が所定の位置からずれたり(又は変形したり)することがある。従って、剥離力を可能な限り小さくする必要があり、そのための技術が幾つか提案されている(特許文献1及び2参照)。具体的には、インプリント装置の外でモールドの表面に界面活性剤(離型剤)を塗布したり、界面活性剤を含む樹脂にモールドを予め定めた回数押し付けてモールドの表面に界面活性剤を付着させたりすることで、剥離力を低減させている。 In the imprint technology, if the release force (release force) required to release the mold from the cured resin is large, the pattern formed on the substrate may tear off while remaining attached to the mold. It may be displaced (or deformed) from a predetermined position. Therefore, it is necessary to make the peeling force as small as possible, and several techniques for this have been proposed (see Patent Documents 1 and 2). Specifically, a surfactant (release agent) is applied to the surface of the mold outside the imprint apparatus, or the mold is pressed against a resin containing the surfactant a predetermined number of times, so that the surfactant is applied to the surface of the mold. The peeling force is reduced by adhering.
しかしながら、インプリント装置の外でモールドの表面に界面活性剤を塗布する場合には、インプリント装置以外の装置を使用することになるため、コストや時間がかかり、生産性に影響を及ぼしてしまう。 However, when a surfactant is applied to the surface of the mold outside the imprint apparatus, an apparatus other than the imprint apparatus is used, which requires cost and time, and affects productivity. .
一方、界面活性剤を含む樹脂にモールドを予め定めた回数押し付ける場合には、モールドの表面に界面活性剤を付着させるために必要な回数以上の回数で樹脂にモールドを押し付けている可能性がある。このような場合、スループットの低下やモールドの寿命の低下を招いてしまう。また、界面活性剤を含む樹脂にモールドを予め定めた回数押し付けても、何らかの原因でモールドの表面に界面活性剤が十分に付着していない可能性もある。 On the other hand, when the mold is pressed against the resin containing the surfactant a predetermined number of times, there is a possibility that the mold is pressed against the resin more times than necessary to adhere the surfactant to the mold surface. . In such a case, the throughput and mold life are reduced. Further, even if the mold is pressed a predetermined number of times against a resin containing a surfactant, the surfactant may not be sufficiently adhered to the surface of the mold for some reason.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、物品の生産性の点で有利な技術を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique that is advantageous in terms of product productivity.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、基板上の樹脂と型とを互いに押し付けて当該樹脂を硬化させ、硬化した樹脂から前記型を離す離型を行って前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、前記離型に要する力を計測する計測部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、離型剤を含む樹脂を用いた前記インプリント処理と当該インプリント処理における前記力の計測とを含む準備動作において前記計測部により計測された前記力が閾値以下でない場合には前記準備動作を再度実行させ、当該力が閾値以下である場合には前記準備動作を終了させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imprint apparatus according to one aspect of the present invention performs a mold release by pressing a resin and a mold on a substrate against each other to cure the resin and releasing the mold from the cured resin. a imprint apparatus performs the imprint process that forms a pattern on the substrate has a measuring unit for measuring the force required to the release, and a control unit for controlling the imprint processing, the When the force measured by the measurement unit is not less than or equal to a threshold value in a preparatory operation including the imprint process using a resin containing a release agent and the measurement of the force in the imprint process , the control unit The preparation operation is executed again, and the preparation operation is terminated when the force is equal to or less than a threshold value .
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、物品の生産性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, an imprint apparatus that is advantageous in terms of product productivity can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置100の構成を示す図である。インプリント装置100は、基板上の樹脂にモールドを押し付けた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールド(型)を剥離(離型)することで基板上にパターンを形成するインプリント処理を行う。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
インプリント装置100は、図1に示すように、基板ステージ102と、モールド104を保持するモールドステージ106と、供給部108と、駆動部110と、光源112と、スコープ114と、計測部116と、制御部118とを有する。
As shown in FIG. 1, the
基板ステージ102は、基板チャックを介して、シリコンウエハやガラスプレートなどの基板STを保持して移動し、これにより基板STを所定の位置に位置決めする。なお、基板ステージ102の移動は、不図示のアクチュエータ(例えば、リニアモータ)の駆動によりなされる。
The
モールド104は、光源112からの光を透過する材料で構成され、基板STに転写すべきパターン(凹凸パターン)が形成されたパターン面104aを有する。モールド104は、モールドチャックを介して、モールドステージ106に保持される。
The
供給部108は、樹脂RSを液滴として吐出する複数のディスペンサを含み、基板STの上(パターンを形成すべきショット領域)に樹脂RSを供給(塗布)する。具体的には、供給部108を構成するディスペンサから樹脂RSを吐出しながら基板ステージ102を駆動(スキャン駆動やステップ駆動)することで、基板STの上に樹脂RSを塗布することが可能となる。なお、樹脂RSは、本実施形態では、離型剤(典型的には界面活性剤、以下界面活性剤)を含む光硬化型の樹脂である。
The
駆動部110は、エアシリンダやリニアモータなどで構成されたアクチュエータを含み、モールド104(モールド104を保持したモールドステージ106)を駆動する。駆動部110は、モールド104を下方向に駆動することによって、基板STの上に供給された樹脂RSにモールド104を押し付ける。また、駆動部110は、モールド104を上方向に駆動することによって、基板STの上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離(離型)する。
The
光源112は、基板STの上に供給された樹脂RSにモールド104を押し付けた状態において(即ち、モールド104を介して)、樹脂RSに紫外線を照射し、樹脂RSを硬化させる。換言すれば、光源112は、基板STの上に供給された樹脂RSを硬化させる硬化部として機能する。
In a state where the
スコープ114は、基板STに形成されたアライメントマークやモールド104に形成されたアライメントマークを検出する。また、スコープ114は、基板ステージ102に形成された基準マークなども検出することが可能である。
The
計測部116は、基板STの上に供給された樹脂RSにモールド104を押し付けたときの押印力、及び、基板STの上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力を計測する。計測部116は、本実施形態では、モールドステージ106に配置されたロードセルで構成されている。但し、計測部116は、ロードセルに限定されるものではなく、モールド104を剥離する際に基板ステージ102に供給される電圧を計測する電圧計を含み、かかる電圧計で計測された電圧から剥離力を推定する構成であってもよい。
The
制御部118は、CPUやメモリを含み、インプリント装置100の各部を制御して、インプリント装置100を動作させる。例えば、制御部118は、樹脂RSに含まれる界面活性剤をモールド104のパターン面104aに付着させる準備動作(準備インプリント処理)を駆動部110や光源112などに行わせる。制御部118は、基板STの上にパターンを形成するインプリント処理(準備完了済みインプリント処理)を駆動部110や光源112などに行わせる。
The
ここで、樹脂RSに含まれる界面活性剤をモールド104のパターン面104aに付着させる準備動作の必要性について説明する。インプリント処理に1度も使用していないモールド(未使用のモールド)やインプリント処理に使用していない期間(使用停止期間)が予め定められた期間よりも長いモールドにおいては、パターン面に界面活性剤が十分に付着していない。従って、硬化した樹脂からモールドを剥離する際に要する剥離力が想定値よりも大きくなり、基板上に形成されたパターンがモールドに付着したまま剥離されてちぎれたり、モールドや基板が所定の位置からずれたり(又は変形したり)してしまう。
Here, the necessity of the preparatory operation for attaching the surfactant contained in the resin RS to the
例えば、図2(a)に示すように、モールド104のパターン面104aに界面活性剤が十分に付着しておらず、パターン面104aの一部のみに界面活性剤が付着している場合について考える。図2(a)に示す状態において、基板STの上の樹脂RSにモールド104を押し付けてモールド104と基板STとの間に樹脂RSを充填させる。そして、樹脂RSを硬化させ、硬化した樹脂RSからモールド104を剥離すると、図2(b)に示すように、基板STの上にモールド104のパターンが形成できていない部分(パターン不良部分)が生じてしまう。
For example, as shown in FIG. 2A, a case where the surfactant is not sufficiently attached to the
一方、図3(a)に示すように、モールド104のパターン面104aに界面活性剤が十分に(均一に)付着している場合について考える。図3(a)に示す状態において、基板STの上の樹脂RSにモールド104を押し付けてモールド104と基板STとの間に樹脂RSを充填させる。そして、樹脂RSを硬化させ、硬化した樹脂RSからモールド104を剥離すると、図3(b)に示すように、パターン不良部分を生じることなく、基板STの上にモールド104のパターンを高精度に形成することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, a case where the surfactant is sufficiently (uniformly) attached to the
このように、モールド104のパターンを高精度に形成するためには、モールド104のパターン面104aに界面活性剤を均一に付着させ、硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力を低減させる必要がある。
Thus, in order to form the pattern of the
なお、モールド104のパターン面104aに界面活性剤を付着させるためには、上述したように、インプリント装置100の外でパターン面104aに界面活性剤を塗布したり、界面活性剤を含む樹脂RSにモールド104を押し付けたりすることが必要となる。但し、インプリント装置100の外でパターン面104aに界面活性剤を塗布する場合には、インプリント装置100以外の装置(半導体プロセス以外の処理)が必要となるため、コストや時間がかかり、生産性に影響を及ぼすことになる。また、界面活性剤を含む樹脂RSにモールド104を押し付ける場合には、モールド104を押し付ける回数をパターン面104aに界面活性剤を均一に付着させるために必要な最小回数にしなければ、スループットやモールド104の寿命に影響を与えてしまう。更に、樹脂RSにモールド104を押し付けた後、界面活性剤がパターン面104aに均一に付着しているかどうかを確認して、パターン不良部分が生じることを防止しなければならない。
In order to attach the surfactant to the
一方、本実施形態では、樹脂RSに含まれる界面活性剤をモールド104のパターン面104aに付着させる準備動作において、モールド104を押し付ける回数をパターン面104aに界面活性剤を均一に付着させるために必要な最小回数にすることが可能である。
On the other hand, in this embodiment, in the preparatory operation for attaching the surfactant contained in the resin RS to the
まず、樹脂RSに含まれる界面活性剤をモールド104のパターン面104aに付着させる準備動作において、モールド104を押し付ける回数を最小回数にするための原理について説明する。
First, the principle for minimizing the number of times the
図4は、界面活性剤を含む樹脂RSにモールドを押し付けた回数(押印回数)Nと、そのモールドを硬化した樹脂RSから剥離する際に要する剥離力Pとの関係を示す図である。図4を参照するに、プロットR1に対応する剥離力P1は、インプリント処理に1度も使用していないモールド又は使用停止期間が予め定められた期間よりも長いモールドを硬化した樹脂RSから剥離する際に要する剥離力を示している。この場合、樹脂RSに含まれる界面活性剤がパターン面に十分に付着していないため、剥離力P1は、閾値TH1よりも大きくなっている。なお、閾値TH1は、基板上にモールドのパターンを破損することなく形成するために必要な剥離力の最大値以下の値(即ち、最大値に対して所定のマージンを含む値)で設定され、実験的又は理論的に導出される値である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of times the mold is pressed against the resin RS containing the surfactant (number of times of stamping) N and the peeling force P required when peeling the mold from the cured resin RS. Referring to FIG. 4, the peeling force P1 corresponding to the plot R1 is peeled off from a resin RS that has cured a mold that has never been used for imprint processing or a mold in which the use stop period is longer than a predetermined period. It shows the peel force required for this. In this case, since the surfactant contained in the resin RS is not sufficiently attached to the pattern surface, the peeling force P1 is larger than the threshold value TH1. The threshold value TH1 is set to a value equal to or less than the maximum value of the peeling force necessary for forming the mold pattern on the substrate without damage (that is, a value including a predetermined margin with respect to the maximum value). It is a value derived experimentally or theoretically.
界面活性剤を含む樹脂RSへのモールドの押し付けを繰り返し(複数回)行うことによって、界面活性剤がパターン面に徐々に付着していく。従って、プロットR2、R3、R4及びR5に示すように、モールドを硬化した樹脂RSから剥離する際に要する剥離力は、剥離力P2、P3、P4及びP5と徐々に低下していく。そして、界面活性剤がパターン面に均一に付着すると、プロットR6及びR7に示すように、モールドを硬化した樹脂RSから剥離する際に要する剥離力が飽和する(剥離力P5、P6及びP7の近傍の値となる)。 By repeatedly pressing the mold onto the resin RS containing the surfactant (multiple times), the surfactant gradually adheres to the pattern surface. Therefore, as shown in plots R2, R3, R4, and R5, the peeling force required to peel the mold from the cured resin RS gradually decreases with the peeling forces P2, P3, P4, and P5. When the surfactant uniformly adheres to the pattern surface, as shown in plots R6 and R7, the peeling force required for peeling the mold from the cured resin RS is saturated (near the peeling forces P5, P6, and P7). Value).
以下の式1に示すように、剥離力Pが閾値TH1以下になった場合(剥離力P5乃至P7)、界面活性剤がパターン面に均一に付着しており、パターン不良部分を生じることなく、基板上にモールドのパターンを高精度に形成することができると考えられる。
P≦TH1 ・・・(式1)
ここで、閾値TH1の設定の一例について説明する。まず、未使用のモールドを用いて、基板上の複数のショット領域のそれぞれに対してインプリント処理を行う。この際、基板上の複数のショット領域のそれぞれについて、硬化した樹脂からモールドを剥離する際に要する剥離力を計測する。次に、例えば、SEMなどを用いて、複数のショット領域のそれぞれに形成されたパターンの良否を判定して、良品であると判定されたパターンが形成されているショット領域を特定する。そして、複数のショット領域ごとに計測された剥離力、及び、複数のショット領域のそれぞれに形成されたパターンの良否の判定結果に基づいて、閾値TH1を設定(決定)する。具体的には、図4に示したように、複数のショット領域ごとに計測された剥離力と複数のショット領域のそれぞれに形成されたパターンの良否の判定結果との関係を示す図を作成する。例えば、良品であると判定されたパターンが形成されているショット領域で計測された剥離力が剥離力R5乃至R7である場合には、図4に示したように、閾値TH1を設定することができる。また、閾値TH1は、同じ種類の複数のモールドを用いて上述した処理を行い、その結果に応じて設定することが好ましい。
As shown in the following formula 1, when the peeling force P is equal to or less than the threshold TH1 (peeling force P5 to P7), the surfactant is uniformly attached to the pattern surface, and without causing a pattern defect portion, It is considered that a mold pattern can be formed on the substrate with high accuracy.
P ≦ TH1 (Formula 1)
Here, an example of setting the threshold value TH1 will be described. First, an imprint process is performed on each of a plurality of shot areas on a substrate using an unused mold. At this time, for each of a plurality of shot regions on the substrate, a peeling force required for peeling the mold from the cured resin is measured. Next, for example, using SEM, the quality of the pattern formed in each of the plurality of shot areas is determined, and the shot area in which the pattern determined to be non-defective is formed. Then, the threshold value TH1 is set (determined) based on the peeling force measured for each of the plurality of shot regions and the determination result of the quality of the pattern formed in each of the plurality of shot regions. Specifically, as shown in FIG. 4, a diagram is created that shows the relationship between the peel force measured for each of the plurality of shot regions and the determination result of the quality of the pattern formed in each of the plurality of shot regions. . For example, when the peeling force measured in the shot area where the pattern determined to be non-defective is the peeling forces R5 to R7, the threshold value TH1 may be set as shown in FIG. it can. Moreover, it is preferable to set threshold value TH1 according to the result which performed the process mentioned above using several molds of the same kind.
なお、従来技術のように、複数のショット領域のそれぞれに形成されたパターンの良否の判定結果のみに基づいて、界面活性剤を含む樹脂にモールドを押し付ける回数(押印回数)を設定する場合について考える。同じ種類の複数のモールドを用いる場合、モールドの状態がそれぞれ完全に同一ではないため、パターンの良否の判定結果にばらつきが生じてしまう(即ち、パターンが良品であると判定されるまでに要した押印回数が異なってしまう)。従って、パターンが良品であると判定されるまでに要した押印回数の平均値又は最大値を、界面活性剤を含む樹脂にモールドを押し付ける回数として設定することになるため、必要以上にモールドを樹脂に押し付けている可能性がある。 Note that, as in the prior art, consider the case where the number of times of pressing the mold against the resin containing the surfactant (the number of times of imprinting) is set based only on the determination result of the quality of the pattern formed in each of the plurality of shot regions. . When multiple molds of the same type are used, since the mold states are not completely the same, there is a variation in the determination result of the pattern quality (that is, it was necessary to determine that the pattern is non-defective) The number of stamps will be different). Therefore, since the average value or maximum value of the number of times of stamping required until the pattern is determined to be non-defective is set as the number of times the mold is pressed against the resin containing the surfactant, the mold is more than necessary. There is a possibility of pressing.
一方、本実施形態のように、硬化した樹脂からモールドを剥離する際に要する剥離力を用いれば、パターンが良品であると判定されるまでに要した押印回数が異なっていたとしても、パターンが良品であると判定されるときの剥離力は同じであることがわかる。従って、パターンの良否の判定結果のみに基づいてパターン面に界面活性剤を付着させるための押印回数を設定するよりも、界面活性剤をパターン面に付着させる準備動作を終了させるための剥離力の閾値TH1を設定する方が有利である。 On the other hand, if the peeling force required when peeling the mold from the cured resin is used as in this embodiment, even if the number of times required for the pattern to be determined to be good is different, the pattern is It can be seen that the peel force when the product is judged to be non-defective is the same. Therefore, rather than setting the number of times of imprinting for attaching the surfactant to the pattern surface based only on the judgment result of the quality of the pattern, the peeling force for ending the preparatory operation for attaching the surfactant to the pattern surface. It is advantageous to set the threshold value TH1.
また、閾値TH1は、界面活性剤を含む樹脂の種類とモールドの種類との組み合わせに依存する。従って、界面活性剤を含む樹脂の種類とモールドの種類との組み合わせごとに閾値TH1を設定し、界面活性剤を含む樹脂の種類とモールドの種類との組み合わせに応じて閾値TH1を選択することが好ましい。 The threshold value TH1 depends on the combination of the type of resin containing the surfactant and the type of mold. Therefore, the threshold value TH1 is set for each combination of the type of resin containing the surfactant and the type of mold, and the threshold value TH1 can be selected according to the combination of the type of resin containing the surfactant and the type of mold. preferable.
以下、図5を参照して、インプリント装置100の動作について、特に、インプリント処理の前に行われる準備動作に注目して説明する。なお、かかる動作は、制御部118がインプリント装置100の各部を統括的に制御することによって実行される。
Hereinafter, the operation of the
S502では、インプリント装置100にモールド104を搬入し、かかるモールド104をモールドステージ106に保持させる。
In S <b> 502, the
S504では、S502で搬入したモールド104が、インプリント処理に1度も使用していないモールド(未使用のモールド)又はインプリント処理に使用していない期間(使用停止期間)が予め定められた期間Tよりも長いモールドであるかどうかを判定する。モールド104が未使用のモールド又は使用停止期間が予め定められた時間Tよりも長いモールドである場合には、S506に移行して、準備動作を開始する。また、モールド104が未使用のモールド又は使用停止期間が予め定められた時間Tよりも長いモールドでない場合には、S516に移行して、インプリント処理を開始する。
In S504, the
なお、予め定めたれた期間Tは、モールド104を使用した直前のインプリント処理が終了したときからパターン面104aに付着していた界面活性剤が剥がれ始めるときまでの期間であって、実験的又は理論的に算出することが可能である。また、モールド104の使用履歴などを管理するモールド管理テーブルは、例えば、制御部118のメモリなどの記憶部に格納されている。従って、制御部118は、モールド管理テーブルを参照することで、モールド104が未使用のモールド又はモールド104の使用停止期間が予め定められた期間Tよりも長いモールドであるかどうかを判定することができる。
Note that the predetermined period T is a period from when the imprint process immediately before using the
S506では、インプリント装置100にインプリント処理を行う基板STとは異なる準備動作用の基板を搬入し、かかる準備動作用の基板を基板ステージ102に保持させる。
In step S <b> 506, a substrate for preparatory operation different from the substrate ST that performs imprint processing is carried into the
S508では、樹脂RSに含まれる界面活性剤をモールド104のパターン面104aに付着させる準備動作を行う。具体的には、まず、供給部108によって準備動作用の基板上の複数の領域(ショット領域に相当)のそれぞれに界面活性剤を含む樹脂RSを供給する。次いで、基板ステージ102によって準備動作用の基板を駆動して、準備動作用の基板上のモールド104を押し付けるべき領域(対象領域)をモールド104(のパターン面104a)に対応する位置に配置する。この際、スコープ114によって、モールド104に形成されたアライメントマークと、準備動作用の基板上の対象領域に形成されたアライメントマークとを同時に検出し、かかる検出結果に基づいて、モールド104と準備動作用の基板とのアライメントを行う。次に、駆動部110によってモールド104を下方向に駆動して、準備動作用の基板上に供給された樹脂RSにモールド104を押し付ける。次いで、樹脂RSにモールド104を押し付けた状態において、光源112によって樹脂RSに紫外線を照射して樹脂RSを硬化させる。次に、駆動部110によってモールド104を上方向に駆動して、準備動作用の基板上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する。この際、計測部116によって、準備動作用の基板上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力Pを計測する。このように、準備動作において、界面活性剤を含む樹脂RSにモールド104を押し付けることによって、界面活性剤がパターン面104aに付着していく。
In step S <b> 508, a preparatory operation for attaching the surfactant contained in the resin RS to the
S510では、S508の準備動作において計測された剥離力Pが閾値以下(即ち、閾値TH1以下)であるかどうかを判定する。剥離力Pが閾値TH1以下でない、即ち、閾値TH1よりも大きい場合には、上述したように、界面活性剤がパターン面104aに均一に付着していないと考えられるため、S508に移行して、準備動作を行う(即ち、準備動作を継続する)。また、剥離力Pが閾値TH1以下である場合には、上述したように、界面活性剤がパターン面104aに均一に付着していると考えられるため、S512に移行して、準備動作用の基板をインプリント装置100から搬出し、準備動作を終了する。
In S510, it is determined whether or not the peeling force P measured in the preparatory operation in S508 is equal to or less than a threshold (that is, equal to or less than the threshold TH1). When the peeling force P is not equal to or less than the threshold value TH1, that is, larger than the threshold value TH1, it is considered that the surfactant is not uniformly attached to the
S514では、インプリント装置100にインプリント処理を行う基板STを搬入し、かかる基板STを基板ステージ102に保持させる。
In S514, the substrate ST to be imprinted is loaded into the
S516では、S514で搬入した基板STの上にモールド104のパターンを形成するインプリント処理を準備完了済みインプリント処理として行って、動作を終了する。なお、具体的なインプリント処理は、準備動作用の基板が基板STに置換されるだけで上述した準備動作と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
In S516, the imprint process for forming the pattern of the
このように、本実施形態によれば、基板上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力が閾値TH1を超えている場合には準備動作を行わせ、閾値TH1以下である場合には準備動作を終了させる。これにより、準備動作において、モールド104を押し付ける回数を最小回数にしながらも(即ち、準備動作にかかる時間を短くしながらも)、界面活性剤をモールド104のパターン面104aに均一に付着させることができる。従って、本実施形態のインプリント装置100は、スループットの低下やモールド104の寿命の低下を抑制すると共に、パターン不良部分を生じることなく、基板STの上にモールド104のパターンを高精度に形成することができる。
Thus, according to the present embodiment, when the peeling force required for peeling the
なお、準備動作では、基板上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力が閾値TH1を超えているため、モールド104が所定の位置からずれてしまう(又は変形してしまう)ことがある。従って、準備動作の後にインプリント処理を行う際には、スコープ114を用いて、モールド104の位置を調整することが好ましい。但し、モールド104の位置ずれ(又は変形)が許容範囲内である場合には、モールド104の位置を調整する必要はない。
In the preparation operation, the
また、本実施形態では、制御部118は、計測部116によって計測された剥離力Pが閾値TH1を超えた場合には準備動作の再度の実行を制御し、計測部116によって計測された剥離力Pが閾値TH1以下である場合には準備動作の実行を終了させている。但し、制御部118は、計測部116によって計測された剥離力Pが閾値TH1を超えた場合に、剥離力Pが閾値TH1を超えたことを示す情報を出力してもよい。このような制御であっても、準備動作の過不足を回避することができる。なお、剥離力Pが閾値TH1を超えたことを示す情報としては、例えば、準備動作を実行していることを示す情報などが考えられる。
In the present embodiment, the
また、準備動作において、界面活性剤を含む樹脂RSにモールド104を規定回数以上押し付けても、硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力が閾値TH1以下にならない場合も考えられる。図6は、界面活性剤を含む樹脂RSにモールドを押し付けた回数(押印回数)Nと、そのモールドを硬化した樹脂RSから剥離する際に要する剥離力Pとの関係を示す図である。図6を参照するに、プロットR1乃至R7は、押印回数Nが規定回数TH2に達する前に、剥離力Pが閾値TH1以下になっている。一方、プロットR1’乃至R7’は、押印回数Nが規定回数TH2以上になっても剥離力Pが閾値TH1以下になっていない。このような場合には、界面活性剤を含む樹脂RSやモールド104が正常な状態ではない可能性があるため、準備動作を終了して、樹脂RSやモールド104を検査し、かかる検査結果に応じて樹脂RSやモールド104を交換する必要がある。そして、剥離力Pと閾値TH1との関係、及び、押印回数Nと規定回数TH2との関係が以下の式2を満たすことを確認して、インプリント処理を行う。
P≦TH1、且つ、N≦TH2 ・・・(式2)
なお、規定回数TH2は、上述した閾値TH1の設定において、基板上に形成されたパターンが良品であると判定されるまでに要した押印回数に基づいて設定(決定)すればよい。例えば、規定回数TH2は、パターンが良品であると判定されるまでに要した押印回数の平均値や標準偏差などから設定することが可能である。
In the preparatory operation, even if the
P ≦ TH1 and N ≦ TH2 (Formula 2)
Note that the specified number of times TH2 may be set (determined) based on the number of stamps required until it is determined that the pattern formed on the substrate is a non-defective product in the above-described setting of the threshold value TH1. For example, the specified number of times TH2 can be set from an average value or standard deviation of the number of times of stamping required until the pattern is determined to be non-defective.
以下、図7を参照して、準備動作において樹脂RSにモールドを押し付けた回数(押印回数)を考慮した場合のインプリント装置100の動作について説明する。なお、図7に示すS702乃至S716は、図5に示すS502乃至S516と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。但し、S710において、剥離力Pが閾値TH1以下でない、即ち、閾値TH1よりも大きい場合には、S718に移行する。
Hereinafter, with reference to FIG. 7, the operation of the
S718では、S708の準備動作において、界面活性剤を含む樹脂RSにモールドを押し付けた回数(押印回数)Nが規定回数TH2以下であるかどうかを判定する。押印回数Nが規定回数TH2以下である場合には、S708に移行して、準備動作を行う(即ち、準備動作を継続する)。また、押印回数Nが規定回数TH2を超えている場合には、S720に移行する。 In S718, in the preparatory operation in S708, it is determined whether or not the number N of times the mold is pressed against the resin RS containing the surfactant (number of times of stamping) is equal to or less than the specified number TH2. If the number of stamps N is equal to or less than the prescribed number TH2, the process proceeds to S708 and a preparation operation is performed (that is, the preparation operation is continued). If the number of stamps N exceeds the specified number of times TH2, the process proceeds to S720.
S720では、準備動作用の基板をインプリント装置100から搬出し、準備動作を終了する。また、S722では、モールド104をインプリント装置100から搬出する。
In S720, the substrate for the preparation operation is unloaded from the
S724では、S720で搬出した準備動作用の基板上の樹脂RS、及び、S722で搬出したモールド104を検査する。そして、樹脂RS及びモールド104の検査結果に応じて所定の処理(例えば、樹脂RSやモールド104の交換)を行って、S706に移行する。
In S724, the resin RS on the substrate for preparatory operation carried out in S720 and the
このように、本実施形態によれば、準備動作における押印回数Nが規定回数TH2を超えた場合には、準備動作を終了させる。これにより、界面活性剤を含む樹脂RSやモールド104が正常な状態ではなく、押印回数Nを増やしても剥離力Pが閾値TH1以下にならない場合に、準備動作を継続してしまうこと(即ち、準備動作にかかる時間が長くなること)を防止することができる。
Thus, according to the present embodiment, when the number of stamps N in the preparation operation exceeds the specified number TH2, the preparation operation is terminated. Accordingly, the preparatory operation is continued when the resin RS or the
なお、以上の説明では、インプリント処理を行う基板STとは異なる準備動作用の基板を用いて準備動作を行っているが、インプリント処理を行う基板STを用いて準備動作を行ってもよい。この場合、制御部118によって、基板STの上の硬化した樹脂RSからモールド104を剥離する際に要する剥離力Pが閾値TH1以下である場合には、基板STに形成されたモールド104のパターンは良品であると判定する。また、剥離力Pが閾値TH1を超えている場合には、基板STに形成されたモールド104のパターンは不良品であると判定する。そして、基板STの上に形成されたモールド104のパターンの良否を判定する判定部として機能する制御部118の判定結果をメモリなどの記憶部に記憶して、後工程としての検査工程などで利用する。具体的には、検査工程において、不良品であると判定されたパターンが形成されたショット領域を半導体製造プロセスから除外することができる。勿論、不良品であると判定されたパターンが形成されたショット領域であっても、検査工程での検査結果が良好である場合には、半導体製造プロセスから除外する必要はない。このように、制御部118は、剥離力Pが閾値TH1を超えて形成されたパターンが不良でありうることを示す情報や剥離力Pが閾値TH1を超えてパターンが形成された基板上のショットを特定する情報を出力してもよい。なお、基板STを用いて準備動作を行うことによって、準備動作がインプリント処理の一部となることもある。
In the above description, the preparatory operation is performed using the substrate for the preparatory operation different from the substrate ST that performs the imprint process. However, the preparatory operation may be performed using the substrate ST that performs the imprint process. . In this case, when the peeling force P required for peeling the
また、界面活性剤をパターン面に付着させる準備動作に用いられる樹脂とモールドのパターンを形成するインプリント処理に用いられる樹脂とは、同一の樹脂でなくてもよい。例えば、インプリント処理に用いられる樹脂には、界面活性剤が含まれていなくてもよい。 Further, the resin used for the preparatory operation for attaching the surfactant to the pattern surface and the resin used for the imprint process for forming the mold pattern may not be the same resin. For example, the resin used for the imprint process may not contain a surfactant.
また、界面活性剤をパターン面に付着させる準備動作におけるモールドの押し付け条件は、その後に行われるインプリント処理におけるモールドの押し付け条件と異なっていてもよい。例えば、準備動作におけるモールドの押し付け時間をインプリント処理におけるモールドの押し付け時間よりも長くしたり、準備動作におけるモールドの押し付け力をインプリント処理におけるモールドの押し付け力よりも大きくしたりしてもよい。また、準備動作においては、モールドと基板とを相対的に振動させてもよい。これにより、界面活性剤をパターン面に付着させるために要するモールドの押し付け回数を少なくすることが可能となり、準備動作にかかる時間を短くすることができる。 Further, the pressing condition of the mold in the preparatory operation for attaching the surfactant to the pattern surface may be different from the pressing condition of the mold in the imprint process performed thereafter. For example, the pressing time of the mold in the preparation operation may be longer than the pressing time of the mold in the imprint process, or the pressing force of the mold in the preparation operation may be larger than the pressing force of the mold in the imprint process. In the preparatory operation, the mold and the substrate may be relatively vibrated. This makes it possible to reduce the number of times the mold is pressed to attach the surfactant to the pattern surface, and shorten the time required for the preparation operation.
物品としてのデバイス(半導体デバイス、液晶表示素子等)の製造方法は、インプリント装置100を用いて基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等)にパターンを転写(形成)するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア(記録媒体)や光学素子などの他の物品を製造する場合には、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。
A method of manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display element, etc.) as an article includes a step of transferring (forming) a pattern onto a substrate (wafer, glass plate, film-like substrate, etc.) using the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (10)
前記離型に要する力を計測する計測部と、
前記インプリント処理を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、離型剤を含む樹脂を用いた前記インプリント処理と当該インプリント処理における前記力の計測とを含む準備動作において前記計測部により計測された前記力が閾値以下でない場合には前記準備動作を再度実行させ、当該力が閾値以下である場合には前記準備動作を終了させる、ことを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that performs an imprint process of pressing a resin and a mold on a substrate against each other to cure the resin, releasing the mold from the cured resin to form a pattern on the substrate,
A measurement unit for measuring the force required for the mold release;
A control unit for controlling the imprint processing,
Have
When the force measured by the measurement unit is not less than or equal to a threshold value in the preparatory operation including the imprint process using a resin containing a release agent and the measurement of the force in the imprint process , the control unit The imprinting apparatus, wherein the preparatory operation is executed again, and the preparatory operation is terminated when the force is equal to or less than a threshold value .
離型剤を含む樹脂を用いた前記インプリント処理と当該インプリント処理における前記離型に要する力の計測とを含む準備動作を行い、Performing a preparatory operation including the imprint process using a resin containing a release agent and the measurement of the force required for the mold release in the imprint process,
前記準備動作において前記力が閾値以下でない場合には前記準備動作を再度行い、当該力が前記閾値以下である場合には前記準備動作を終了する、When the force is not less than or equal to a threshold value in the preparation operation, the preparation operation is performed again, and when the force is less than or equal to the threshold value, the preparation operation is terminated.
ことを特徴とするインプリント方法。An imprint method characterized by the above.
前記ステップで前記パターンを形成された前記基板を加工するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 8 or the imprint method according to claim 9 ;
A step of processing the substrate formed with the pattern in step,
A method for producing an article comprising:
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