JP6497954B2 - インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。
基板上に供給されたインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント装置が、半導体デバイスや磁気記憶媒体など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。インプリント装置では、モールド上のパターン領域と基板上のショット領域とを高精度に重ね合わせるため、例えば、パターン領域およびショット領域のそれぞれに対して設けられたマークの位置に基づいて当該重ね合わせのフィードバック制御が行われる。特許文献1には、モールドに力を加えてパターン領域を変形させることと、基板を加熱してショット領域を変形させることとを併用することによって、パターン領域とショット領域とを重ね合わせる方法が提案されている。
特開2013−102132号公報
インプリント装置では、例えば、重ね合わせのフィードバック制御の前に、パターン領域の形状とショット領域の形状とが互いに近づくように、それらのうち少なくとも一方の領域を変形させるフィードフォワード制御を行う方法がある。そして、当該変形のフィードフォワード制御において、パターン領域の形状とショット領域の形状とを互いに近づける際、複数のマークの一部に、パターン領域のマークとショット領域のマークとの位置ずれを意図的に生じさせるとよい場合がある。この場合、意図的に位置ずれを生じさせたパターン領域のマークとショット領域のマークとを一致させるように重ね合わせのフィードバック制御を行ってしまうと、パターン領域とショット領域とを高精度に重ね合わせることが困難になりうる。
そこで、本発明は、モールド上のパターン領域と基板上のショット領域とを高精度に重ね合わせるために有利な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント方法は、パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板ショット領域上のインプリント材を成形するインプリント方法であって、前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように前記パターン領域および前記ショット領域のうち少なくとも一方を変形させる変形工程と、前記パターン領域設けられた複数のマークの各々について、前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとの前記変形工程後のずれ量を取得する取得工程と、記取得工程で取得した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマークを、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークと、前記重ね合わせの制御に用いないマークとに選別する選別工程と、前記変形工程において、前記選別工程で前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択されたマーク位置の検出結果のみに基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせ制御を行う重ね合わせ工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、モールド上のパターン領域と基板上のショット領域とを高精度に重ね合わせるために有利な技術を提供することができる。
第1実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 第1実施形態のインプリント装置におけるアライメントの流れを示すフローチャートである。 パターン領域の形状とショット領域の形状とを示す図である。 パターン領域とショット領域との重ね合わせを説明するための図である。 パターン領域とショット領域との重ね合わせを説明するための図である。 各辺の中心からずれた位置に配置されたマークを選択する理由を説明するための図である。
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、同一の部材ないし要素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。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態のインプリント装置1について、図1を参照しながら説明する。インプリント装置1は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたパターン領域7aを有するモールド7を用いて基板上のインプリント材14を成形するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置1は、モールド7と基板上のインプリント材14(樹脂)とを接触させた状態でインプリント材14を硬化させる。そして、インプリント装置1は、モールド7と基板11との間隔を広げ、硬化したインプリント材14からモールド7を剥離(離型)することにより、インプリント材14で構成されたパターンを基板上に形成することができる。インプリント材14を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第1実施形態では、光硬化法を採用する例について説明する。光硬化法とは、インプリント材14として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド7とインプリント材14とを接触させた状態でインプリント材14に紫外線を照射することにより当該インプリント材14を硬化させる方法である。
[装置構成について]
図1は、第1実施形態のインプリント装置1を示す概略図である。インプリント装置1は、例えば、モールド7を保持するモールド保持部3と、基板11を保持する基板ステージ4と、照射部2と、検出部22と、供給部5とを含みうる。モールド保持部3は、ベース定盤24により支柱26を介して支持されたブリッジ定盤25に固定されており、基板ステージ4は、ベース定盤24の上を移動可能に支持されている。また、インプリント装置1には、CPUやメモリを有し、インプリント処理を制御する(インプリント装置1の各部を制御する)制御部6が含まれる。インプリント処理は、制御部6のメモリに格納されているプログラムを実行することで実施される。
モールド7は、通常、石英など紫外線を通過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域(パターン領域7a)には、基板11上のインプリント材14を成形するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板11は、例えば、単結晶シリコン基板やSOI(Silicon on Insulator)基板などが用いられる。基板11の上面(被処理面)には、供給部5によってインプリント材14(紫外線硬化樹脂)が供給される。
モールド保持部3は、例えば真空吸着力や静電力などの保持力によりモールド7を保持するモールドチャック15と、モールドチャック15をZ方向に駆動するモールド駆動部16とを含む。モールドチャック15およびモールド駆動部16は、それぞれの中心部(内側)に開口領域17を有しており、照射部2から射出された光がモールド7を介して基板11に照射されるように構成されている。ここで、モールド上のパターン領域7aは、例えば矩形形状を有するが、製造誤差や熱変形などにより、例えば倍率成分や台形成分などの変形成分を有する場合がある。そのため、モールド保持部3は、パターン領域7aが変形するようにモールド7の側面における複数の箇所に力を加える加圧部18を備えている。このように加圧部18によってモールド7の側面における複数の箇所に力を加えることで、パターン領域7aにおける変形成分を補正し、モールド7のパターン領域7aを所望の形状にすることができる。加圧部18は、例えばピエゾ素子などのアクチュエータを複数含みうる。
モールド駆動部16は、例えば、リニアモータやエアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド7と基板上のインプリント材14とを接触させたり剥離させたりするようにモールドチャック15(モールド7)をZ方向に駆動する。モールド駆動部16は、モールド7と基板上のインプリント材14とを接触させる際には高精度な位置決めが要求されるため、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、モールド駆動部16は、Z方向の駆動だけではなく、XY方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)にモールド7の位置を調整する位置調整機能や、モールド7の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。ここで、第1実施形態のインプリント装置1では、モールド7と基板11との間の距離を変える動作はモールド駆動部16で行っているが、基板ステージ4のステージ駆動部20で行ってもよいし、双方で相対的に行ってもよい。
基板ステージ4は、基板保持部19とステージ駆動部20とを含み、基板11をX方向およびY方向に駆動する。基板保持部19は、例えば、真空吸着力や静電力などの保持力によって基板11を保持する。ステージ駆動部20は、基板保持部19を機械的に保持するとともに、基板保持部19(基板11)をX方向およびY方向に駆動する。ステージ駆動部20は、例えば、リニアモータなどが用いられ、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、ステージ駆動部20は、基板11をZ方向に駆動する駆動機能や、基板11をθ方向に回転駆動して基板11の位置を調整する位置調整機能、基板11の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。
また、基板ステージ4の位置は、位置計測部40によって計測される。位置計測部40は、例えば、レーザ干渉計やエンコーダなどを含み、基板ステージ4の位置を計測する。ここでは、位置計測部40がレーザ干渉計を含む例について説明する。レーザ干渉計は、レーザ光を基板ステージ4(例えば基板チャック19)の側面に供えられた反射板に向けて照射し、反射板で反射されたレーザ光によって基板ステージ4の基準位置からの変位を検出する。これにより、位置計測部40は、レーザ干渉計によって検出された変位に基づいて基板ステージ4の現在位置を計測することができる。
検出部22は、パターン領域7aに対して設けられたマーク31(アライメントマーク)の位置、およびショット領域12に対して設けられたマーク32(アライメントマーク)の位置を検出する。このとき、スループットを低下させずに、パターン領域7aとショット領域12とを高精度に重ね合わせるには、パターン領域7aおよびショット領域12に対してそれぞれ設けられたマーク30をできるだけ多くかつ同時に検出するとよい。しかしながら、複数のマーク30の全てを同時に検出することができるように複数の検出部22を設けてしまうと、装置構成が複雑化するとともに装置コストも増加しうることとなる。そのため、インプリント装置1では、パターン領域7aおよびショット領域12に対してそれぞれ設けられた複数のマーク30のうち、幾つかのマーク30のみを同時に検出することができるような数(第2の数)の検出部22が設けられている。第1実施形態のインプリント装置1では、例えば、4つの検出部22が設けられ、パターン領域7aおよびショット領域12のそれぞれに対して設けられた4つマーク30が4つの検出部22によって同時に検出されうる。ここで、本実施形態では、パターン領域7aのマーク31とそれに対応するショット領域12のマーク32とを含むものをマーク30と称する。
ところで、基板上のショット領域12は、例えば矩形形状を有するが、一連の半導体デバイスの製造工程などの影響により、例えば倍率成分や台形成分などの変形成分を有する場合がある。この場合、モールド上のパターン領域7aと基板上のショット領域12とを高精度に重ね合わせるためには、加圧部18によってパターン領域7aを変形することに加えて、ショット領域12も変形させることが好ましい。そのため、第1実施形態のインプリント装置1は、後述するように、基板11を加熱することによってショット領域12を変形させる加熱部50を含みうる。つまり、第1実施形態では、加圧部18および加熱部50の少なくとも一方が、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形させる変形部として用いられうる。
照射部2は、基板上のインプリント材14に光を照射することにより当該インプリント材14を硬化させる硬化部9と、基板11に光を照射することによりショット領域12を変形させる加熱部50とを含みうる。また、照射部2は、硬化部9から射出された光と加熱部50から射出された光とを基板上に導く光学部材10とを含みうる。第1実施形態のインプリント装置1では、図1に示すように、硬化部9と加熱部50とが1つのユニットとして構成されているが、それに限られるものではなく、別々のユニットとして構成されてもよい。硬化部9は、基板上のインプリント材14を硬化させる光(紫外線)を射出する光源と、当該光源から射出された光をインプリント処理において適切な光に整形する光学系とを含みうる。また、加熱部50は、基板上に供給されたインプリント材14を硬化させず、かつ基板11の加熱に適した特定の波長を有する光を射出する光源と、当該光源から射出された光の強度を調整するための光調整器とを含みうる。加熱部50の光調整器は、ショット領域12における温度分布が所望の温度分布になるように、基板11に照射される光の強度を調整することができる。加熱部50の光調整器としては、例えば、液晶装置やデジタル・ミラー・デバイス(DMD)などが採用されうる。
[インプリント処理について]
次に、第1実施形態のインプリント装置1におけるインプリント処理について説明する。制御部6は、モールド7のパターンを転写すべき基板上のショット領域12が供給部5の下に配置されるように基板ステージ4を制御する。ショット領域12が供給部5の下に配置されると、制御部6は、ショット領域12にインプリント材14を供給するように供給部5を制御する。そして、制御部6は、ショット領域12にインプリント材14が供給された後、モールド上のパターン領域7aの下にショット領域12が配置されるように基板ステージ4を制御する。制御部6は、モールド上のパターン領域7aの下にショット領域12が配置されると、モールド7を−Z方向に駆動させるようにモールド駆動部16を制御し、モールド7と基板上のインプリント材14とを接触させる(押型工程)。そして、制御部6は、モールド7と基板上のインプリント材14とを接触させた状態で所定の時間を経過させる。これにより、基板上のインプリント材14をモールド7のパターンの隅々まで充填することができる。
制御部6は、モールド7と基板上のインプリント材14とを接触させた状態において、モールド7のパターン領域7aとショット領域12とのXY方向におけるアライメントを行う。アライメントは、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とが互いに近づくようにパターン領域やショット領域の変形を行う「変形工程」と、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせを行う「重ね合わせ工程」とを含みうる。パターン領域7aとショット領域12とのアライメントの詳細については後述する。制御部6は、パターン領域7aとショット領域12とのアライメントを行った後、基板上のインプリント材14にモールド7を介して光(紫外線)を照射するように硬化部9を制御する。そして、制御部6は、モールド7を+Z方向に駆動させるようにモールド駆動部16を制御し、光の照射によって硬化した基板上のインプリント材14からモールド7を剥離する(剥離工程)。これにより、基板上のインプリント材14をモールド7を用いて成形し、インプリント材14で構成されたパターンを基板上に形成することができる。このようなインプリント処理は、基板上における複数のショット領域12の各々について行われる。
[アライメントについて]
次に、第1実施形態のインプリント装置1におけるアライメントについて説明する。インプリント装置1では、例えば、事前に取得されたパターン領域7aおよびショット領域12の形状情報に基づいて、それらの形状が互いに近づくように、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形するための変形量が決定される。そして、決定した変形量に従って、当該少なくとも一方の領域の変形の制御が行われる。例えば、変形量に従って当該少なくとも一方の領域を変形させるフィードフォワード制御(以下、FF制御)が行われる場合、FF制御を行っただけでは、パターン領域7aとショット領域12との間に位置および形状の相対的なずれが生じていることがある。そのため、インプリント装置1におけるアライメントでは、変形量に従ってパターン領域7aおよびショット領域の少なくとも一方の領域を変形させるFF制御を行う「変形工程」の後に、「重ね合わせ工程」が行われる。重ね合わせ工程では、変形工程による当該少なくとも一方の領域の変形後において、各検出部22による検出結果に基づいて、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせのフィードバック制御(以下、FB制御)が行われる。この重ね合わせ工程により、パターン領域7aとショット領域12との相対的な位置および形状が補正される。
変形工程は、パターン領域7aやショット領域12に含まれる弓型成分や樽型成分などの高次の成分が補正されるように、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形させるFF制御を行う工程のことである。そのため、変形工程では、パターン領域7aおよびショット領域12にそれぞれ設けられた複数のマークのうちできるだけ多くのマーク30を検出することによって得られた形状情報に基づいて行われることが好ましい。第1実施形態において形状情報は、パターン領域7aおよびショット領域12にそれぞれ設けられた複数のマーク30のうち第1の数(例えば17個)のマーク30を検出することによって得られる。
一方で、重ね合わせ工程は、各検出部22による検出結果に基づいて、パターン領域7aとショット領域12とのシフト補正や倍率補正などの低次の成分が補正されるように、それらの重ね合わせのFB制御を行う工程のことである。そして、当該重ね合わせ工程は、変形工程においてパターン領域7aおよびショット領域12の変形がなされた状態で行われうる。つまり、重ね合わせ工程は、低次の成分を補正するだけであるため、変形工程で用いられる形状情報を得るために検出されるマーク30の数(第1の数)より少ない数(第2の数)のマーク30を用いて行われうる。第2の数は、例えば、重ね合わせ工程において複数の検出部22における検出視野内に同時に収めることのできるマーク30の数のことである。第1実施形態のインプリント装置1では、4つの検出部22が設けられているため、重ね合わせ工程において4つのマーク30の位置が同時に検出され、その検出結果に基づいてパターン領域7aとショット領域12との重ね合わせが行われうる。
以下に、第1実施形態のインプリント装置1におけるアライメントについて、図2を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態のインプリント装置1におけるアライメントの流れを示すフローチャートである。
S101では、制御部6は、モールド上のパターン領域7aおよび基板上のショット領域12の形状情報を取得する。第1実施形態では、上述したように、パターン領域7aおよびショット領域12のそれぞれに対して設けられた複数のマーク30のうち第1の数(17個)のマーク30の位置を検出することにより、当該形状情報を得ている。しかしながら、第1実施形態のインプリント装置1における検出部22の数は、第1の数より少ない第2の数(4つ)である。そのため、インプリント処理を開始する前に、インプリント装置1の外部の計測装置において第1の数のマーク30を検出し、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の形状を形状情報として予め求めておくとよい。これにより、制御部6は、当該外部の計測装置から形状情報を取得し、パターン領域7aとショット領域12の形状差を高次の成分が含まれるように求めることができる。
図3(a)は、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とを示す図である。図3(a)において破線33はパターン領域7aの形状を、実線34はショット領域12の形状を、それぞれ表している。そして、それらの形状は、パターン領域7aに設けられた17個のマーク31の位置、およびショット領域12に設けられた17個のマーク32の位置によってそれぞれ得られる。図3(a)では、説明を簡単にするために、実線34で示すショット領域12の形状を理想形状(矩形形状)としているが、実際にはショット領域12にも高次の成分や低次の成分を含む変形が生じていることがある。つまり、図3(a)は、例えば、および破線33をパターン領域7aとショット領域12との実際の形状差、および実線34をパターン領域7aとショット領域12との目標形状差と考えることもできる。
ここで、第1実施形態では、形状情報としてのパターン領域7aの形状およびショット領域12の形状を、インプリント装置1の外部の計測装置において求めたが、それに限られるものではない。例えば、インプリント装置1の内部において、4つの検出部22によるマーク30の位置の検出と基板ステージ4の移動とを繰り返すことによって第1の数のマーク30の位置を検出し、パターン領域7aの形状およびショット領域12の形状を求めてもよい。
S102では、制御部6は、S101で取得した形状情報に基づいて、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とが互いに近づくように、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の変形量を求める。そして、制御部6は、求めた変形量に基づいて、変形部(加圧部18および加熱部50の少なくとも一方)を駆動するための駆動量を決定する。決定した駆動量は、後の変形工程(S105)において用いられる。変形工程では、高次の成分を補正するため、基板11を加熱してショット領域12を変形する加熱部50と、モールド7に力を加えてパターン領域7aを変形する加圧部18とを併用することが好ましい。この場合、制御部6は、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とが互いに近づくように、加圧部18を駆動するための駆動量と、加熱部50を駆動するための駆動量とをそれぞれ決定しうる。ここで、パターン領域7aまたはショット領域12を変形させる場合では、制御部6は、加圧部18を駆動するための駆動量、または加熱部50を駆動するための駆動量を決定しうる。
S103では、制御部6は、S102で決定した駆動量(変形量)に基づいて、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の変形後にパターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32との間に生じるずれ量を取得する。当該ずれ量は、制御部6により、パターン領域7aおよびショット領域12のそれぞれに対して設けられた複数のマーク30の各々について取得される。また、S104では、制御部6は、予め設定された条件を満たすように、S103で取得した各マーク30についてのずれ量に基づいて、複数のマーク30の中から重ね合わせの制御に用いるマーク30を選択する。ここで、制御部6は、S103において、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32との変形後のずれ量を、S102で決定した駆動量(変形量)に基づいて取得(推定)しているが、それに限られるものではない。例えば、少なくとも一方の領域の変形後において、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32とを検出部22に検出させることにより当該ずれ量を取得してもよい。
図3(b)は、S102で決定した駆動量に従って加圧部18および加熱部50を駆動し、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とを互いに近づけたときの、パターン領域7aの形状およびショット領域12の形状を示す図である。加圧部18によってモールド7に力を加えると、ポアソン比に起因する意図しない変形がパターン領域7aに生じうる。一方で、加熱部50によって基板11を加熱すると、等方的な変形がショット領域12に生じうる。そのため、加圧部18と加熱部50を併用すると、ポアソン比に起因するパターン領域7aの変形をショット領域12の等方的な変形によって相殺させることができ、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状と互いに近づけることが容易となる。
ここで、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とを互いに近づける際、複数のマーク30の一部に、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32との位置ずれを意図的に生じさせるとよい場合がある。例えば、図3(b)に示す例では、パターン領域7aの四隅のマーク31とショット領域12の四隅のマーク32との間に位置ずれを意図的に生じさせることにより、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とを互いに近づけている。この場合、意図的に位置ずれを生じさせたパターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32とをXY方向で一致させるように重ね合わせのFB制御を行うと、パターン領域7aとショット領域12とを高精度に重ね合わせることが困難になりうる。即ち、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせ精度を所望の精度にすることが困難になりうる。
図4は、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせを説明するための図である。上述したように、パターン領域7aの形状とショット領域12の形状とを互いに近づけるために、例えば四隅のマーク30において、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32との位置ずれを意図的に生じさせるとよい場合がある。図4(a)は、パターン領域7aおよびショット領域12における四隅のマーク30に、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32との位置ずれを生じさせている状態を示す図である。図4(a)において、破線33はパターン領域7aの形状を、実線34はショット領域12の形状をそれぞれ表している。このとき、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせ精度が所望の精度であるとする。
この状態において、パターン領域7aおよびショット領域12における四隅のマーク30の位置のみを各検出部22に検出させてしまうと、制御部6は、パターン領域7aの形状を、図4(a)の二点破線35で示すような線形形状として認識しうる。ここで、パターン領域7aの四隅のマーク31とショット領域12の四隅のマーク32とがXY方向において一致するように、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形させる場合を想定する。この場合、図4(b)に示すように、検出結果に基づいて認識したパターン領域7aの形状(二点破線35)とショット領域12の形状(実線34)とが重なり合う。しかしながら、実際のパターン領域7aの形状(破線33)とショット領域12の形状(実線34)とは重なり合わず、パターン領域7aとショット領域12と重ね合わせ精度が低下しうることとなる。
そのため、制御部6は、S103において、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の変形後における複数のマーク30の各々についてずれ量を取得する。そして、S104において、予め設定した条件を満たすように、取得したずれ量に基づいて、複数のマーク30の中から重ね合わせの制御に用いるマーク30を選択する。条件は、例えば、複数のマーク30におけるずれ量の平均値より小さいずれ量を有するマーク30を選択することを含むように設定されてもよい。また、パターン領域7aおよびショット領域12のそれぞれにおける各辺に対して2つ以上のマーク30が設けられている場合、各辺について少なくとも1つのマーク30を選択することを含むように設定されてもよい。このとき、各辺についてずれ量が小さい順にマーク30を選択することを条件としてもよい。ここで、制御部6は、取得したずれ量だけでなく、モールド7によるインプリント材14の成形が既に行われた基板における重ね合わせ精度にも更に基づいて、重ね合わせ工程に用いるマーク30を選択してもよい。例えば、複数のマーク30におけるずれ量の平均値より小さいずれ量を有するマーク30が幾つかある場合を想定する。この場合、制御部6は、インプリント材14の成形が既に行われた複数の基板のうち重ね合わせ精度が最も小さくなった基板の重ね合わせ工程で用いられたマークと同じ位置に配置されたマーク30を、重ね合わせ工程に用いるマーク30として選択するとよい。なお、「辺」とは、頂点と頂点との間の線のことであり、直線に限られず、曲線も含むものとする。
ずれ量は、例えば、加圧部18の駆動量とパターン領域7aの変形量との関係、および加熱部50の駆動量とショット領域12の変形量との関係を示す情報(以下、変形量情報)に基づいて求められうる。変形量情報は、データベースや関数などによって表される。そして、加圧部18の駆動量とパターン領域7aの変形量との関係は、例えば、シミュレーションやダミー基板を用いた実験などで、加圧部18を駆動させたときのモールド7の変形解析を行うことによって取得されうる。同様に、加熱部50の駆動量とショット領域12の変形量との関係は、例えば、シミュレーションやダミー基板を用いた実験などで、加熱部50を駆動させたときの基板11の熱変形解析を行うことによって取得されうる。ここで、ダミー基板は、インプリント処理を行わない基板であってもよいし、インプリント処理を行うべき複数の基板のうち、最初にインプリント処理が行われる基板(例えば、ロット先頭の基板)であってもよい。
S105では、制御部6は、S102で決定した駆動量(変形量)に従って加圧部18および加熱部50を制御し、パターン領域7aの形状およびショット領域12の形状が互いに近づくように、それらの変形を制御する(変形工程)。第1実施形態では、高次の成分を補正するように加圧部18および加熱部50の両方を制御し、パターン領域7aおよびショット領域12の両方を変形させているが、それに限られるものではない。例えば、加圧部18および加熱部50の少なくとも一方を制御して、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形させてもよい。また、S106では、制御部6は、モールド保持部3を制御して、モールド7とショット領域上のインプリント材14とを接触させる。第1実施形態では、モールド7とインプリント材14との接触をS105の変形工程の後に行っているが、それに限られるものではなく、S105の前に行ってもよい。即ち、モールド7とインプリント材14との接触を行った後で、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の制御を行ってもよい。
S107では、制御部6は、S104で選択されたマーク30の位置を複数の検出部22に検出させ、各検出部22による検出結果に基づいて、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせのFB制御を行う(重ね合わせ工程)。重ね合わせ工程では、パターン領域7aおよびショット領域の相対位置の調整(例えば、並進シフト補正や回転補正)と、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域の変形(例えば、倍率補正や台形補正)が行われる。「調整」では、変形工程において変形が行われた領域の形状が、当該変形がなされた状態で維持されるように、パターン領域7aとショット領域12との並進シフト補正や回転補正が行われる。「調整」は、例えば、基板ステージ4のステージ駆動部20を制御することによって行われうる。また、「変形」では、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方の領域を変形することにより、パターン領域7aとショット領域12との間における倍率補正や台形補正が行われる。「変形」は、例えば、加圧部18および加熱部50の少なくとも一方を制御することによって行われうる。
例えば、制御部6は、S104において、複数のマーク30のうち、位置合わせ工程に用いるマーク30として、複数のマーク30におけるずれ量の平均値より小さいずれ量をそれぞれ有する4つのマーク30a〜30dを選択したとする。このとき、4つの検出部22によって4つのマーク30a〜30dの位置が検出されると、制御部6は、パターン領域7aの形状を、図5(a)の二点破線36で示すような線形形状として認識しうる。ここで、S104で選択された4つのマーク30a〜30dについて、パターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32とがXY方向において一致するように、重ね合わせのFB制御を行う場合を想定する。この場合、図5(b)に示すように、検出結果に基づいて認識したパターン領域7aの形状(二点破線36)とショット領域12の形状(実線34)とが重なり合う。第1実施形態のインプリント装置1では、ずれ量が平均値より小さいマーク30を用いて重ね合わせのFB制御を行っているため、パターン領域7aとショット領域12との重ね合わせ精度が低下することを抑制することができる。
ここで、重ね合わせ工程で用いるマーク30として選択された4つのマーク30a〜30dの各々は、図5に示すように、各辺の中心からずれた位置に配置されているとよいことがある。これは、例えば、パターン領域7aおよびショット領域12の少なくとも一方が台形成分を含む形状である場合に、図6に示すように、各辺の中心に配置されたマーク30の位置の検出結果では、台形成分を含む形状を認識することが困難となりうるからである。このとき、重ね合わせ工程において台形補正を行うことができず、パターン領域7aとショット領域12とを高精度に重ね合わせることが困難になりうる。そのため、制御部6は、S104において、複数のマーク30におけるずれ量の平均値より小さいずれ量を有するマーク30のうち、各辺の中心からずれた位置に配置されたマーク30を、重ね合わせの制御に用いるマーク30として選択するとよい。
上述したように、第1実施形態のインプリント装置1は、パターン領域7aおよびショット領域12のうち少なくとも一方の領域について変形の制御を行った後におけるパターン領域7aのマーク31とショット領域12のマーク32とのずれ量を取得する。そして、取得したずれ量に基づいて重ね合わせ工程で用いるマーク30を選択し、選択したマーク30の位置の検出結果に基づいてパターン領域7aとショット領域12との重ね合わせのFB制御を行う。これにより、第1実施形態のインプリント装置1は、モールド上のパターン領域7aと基板上のショット領域12とを高精度に重ね合わせることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、重ね合わせ工程における「調整」および「変形」で同じマーク30を用いる例について説明したが、「調整」および「変形」で異なるマーク30を用いてもよい。例えば、マーク30の位置が離れていた方が、各マーク30の位置の検出結果に含まれる誤差の影響を低減することができるため、マーク間の距離についての計測精度が向上する。したがって、「調整」を行う場合には、例えば、パターン領域7aおよびショット領域12の四隅に配置されたマーク30を用いることが好ましい。一方で、「変形」では、上述したように、複数のマーク30におけるずれ量の平均値より小さいずれ量を有するマーク30を用いることが好ましい。即ち、制御部6は、重ね合わせ工程における「調整」および「変形」のそれぞれにおいて用いるマーク30を切り替えるとよい。
<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、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント方法を用いてパターンを形成する工程(インプリント処理を基板に行う工程)と、かかる工程でパターンを形成された基板(インプリント処理を行われた基板)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。
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および変更が可能である。
1:インプリント装置、3:モールド保持部、4:基板ステージ、7:モールド、7a:パターン領域、11:基板、12:ショット領域、18:加圧部、50:加熱部

Claims (18)

  1. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板ショット領域上のインプリント材を成形するインプリント方法であって、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように前記パターン領域および前記ショット領域のうち少なくとも一方を変形させる変形工程と、
    前記パターン領域設けられた複数のマークの各々について、前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとの前記変形工程後のずれ量を取得する取得工程と、
    記取得工程で取得した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマークを、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークと、前記重ね合わせの制御に用いないマークとに選別する選別工程と、
    前記変形工程において、前記選別工程で前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択されたマーク位置の検出結果のみに基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせ制御を行う重ね合わせ工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
  2. 前記選別工程では、前記複数のマークにおける前記ずれ量の平均値より小さい前記ずれ量を有するマークを、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択することを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  3. 記少なくとも一方の領域は、各辺に対して2つ以上のマークが設けられ、
    前記選別工程では、前記少なくとも一方の領域の各辺について、前記2つ以上のマークの中から少なくとも1つのマークを、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択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方法。
  4. 前記選別工程では、前記少なくとも一方の領域の各辺について、辺の中心からずれた位置に配置されたマークを、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択することを特徴とする請求項3に記載のインプリント方法。
  5. 前記選別工程では、前記少なくとも一方の領域の各辺について、前記ずれ量の小さい順に前記重ね合わせの制御に用いるマークを選択することを特徴とする請求項3に記載のインプリント方法。
  6. 前記選別工程では、前記重ね合わせ工程において検出視野内に同時に収めることのできる数のマークを、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  7. 前記変形工程では、前記パターン領域の形状および前記ショット領域の形状を示す情報に基づいて、前記少なくとも一方の領域を変形させ
    前記選別工程では、前記複数のマークのうち、前記情報を求めるために検出されたマークの数より少ない数のマークを、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択する、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  8. 前記選別工程では、前記モールドによるインプリント材の成形が既に行われた基板における重ね合わせ精度にも更に基づいて、前記重ね合わせの制御に用いるマークを選択する、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  9. 前記変形工程では、前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように決定された前記少なくとも一方の領域の変形量に従って、前記少なくとも一方の領域の変形の制御を行う、ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  10. 前記変形工程では、前記変形量に従って、前記変形のフィードフォワード制御を行う、ことを特徴とする請求項に記載のインプリント方法。
  11. 前記重ね合わせ工程では、前記選別工程で選択された前記パターン領域のマークと前記ショット領域のマークとの相対位置の検出結果に基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせのフィードバック制御を行う、ことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  12. 前記重ね合わせ工程では、前記パターン領域と前記ショット領域との間における倍率補正および台形補正の少なくとも一方を行う工程を含む、ことを特徴とする請求項1乃至11のうちいずれか1項に記載のインプリント方法。
  13. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域上のインプリント材を成形するインプリント方法であって、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように、前記パターン領域および前記ショット領域のうち少なくとも一方の領域を変形させる変形工程と、
    前記パターン領域に設けられた複数のマークの各々について、前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとの前記変形工程後のずれ量を取得する取得工程と、
    予め設定された条件を満たすように、前記取得工程で取得した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマークの中から、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークを選択する選択工程と、
    前記変形工程後において、前記選択工程で選択されたマークについての位置の検出結果に基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御を行う重ね合わせ工程と、
    を含み、
    前記条件は、前記複数のマークにおける前記ずれ量の平均値より小さい前記ずれ量を有するマークを選択することを含む、ことを特徴とするインプリント方法。
  14. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域上のインプリント材を成形するインプリント方法であって、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように、前記パターン領域および前記ショット領域のうち少なくとも一方の領域を変形させる変形工程と、
    前記パターン領域に設けられた複数のマークの各々について、前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとの前記変形工程後のずれ量を取得する取得工程と、
    前記取得工程で取得した前記ずれ量と、前記モールドによるインプリント材の成形が既に行われた基板における重ね合わせ精度とに基づいて、前記複数のマークの中から、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークを選択する選択工程と、
    前記変形工程後において、前記選択工程で選択されたマークについての位置の検出結果に基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御を行う重ね合わせ工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
  15. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板ショット領域上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
    前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方の領域を変形させる変形部と、
    制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように前記変形部に前記少なくとも一方の領域を変形させ
    前記パターン領域に設けられた複数のマークの各々について、前記少なくとも一方の領域の変形後における前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとずれ量を取得し、
    得した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマークを、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークと、前記重ね合わせの制御に用いないマークとに選別し
    前記少なくとも一方の領域変形後において、前記重ね合わせの制御に用いるマークとして選択されたマーク位置の検出結果のみに基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせ制御を行う、ことを特徴とするインプリント装置。
  16. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
    前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方の領域を変形させる変形部と、
    制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように、前記変形部に前記少なくとも一方の領域を変形させ、
    前記パターン領域に設けられた複数のマークの各々について、前記少なくとも一方の領域の変形後における前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとのずれ量を取得し、
    予め設定された条件を満たすように、取得した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマークの中から、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークを選択し、
    前記少なくとも一方の領域の変形後において、選択されたマークについての位置の検出結果に基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御を行い、
    前記条件は、前記複数のマークにおける前記ずれ量の平均値より小さい前記ずれ量を有するマークを選択することを含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  17. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
    前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方の領域を変形させる変形部と、
    制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、
    前記パターン領域の形状と前記ショット領域の形状とが互いに近づくように、前記変形部に前記少なくとも一方の領域を変形させ、
    前記パターン領域に設けられた複数のマークの各々について、前記少なくとも一方の領域の変形後における前記パターン領域のマークとそれに対応する前記ショット領域のマークとのずれ量を取得し、
    取得した前記ずれ量と、前記モールドによるインプリント材の成形が既に行われた基板における重ね合わせ精度とに基づいて、前記複数のマークの中から、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御に用いるマークを選択し、
    前記少なくとも一方の変形後において、選択されたマークについての位置の検出結果に基づいて、前記パターン領域と前記ショット領域との重ね合わせの制御を行う、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  18. 請求項1乃至14のうちいずれか1項に記載のインプリント方法を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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