JP6995593B2 - Imprint method, imprint device and manufacturing method of goods - Google Patents
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Description
本発明は、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント方法に関する。 The present invention relates to an imprint method for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold.
半導体デバイスやMEMSなどの物品を製造する方法として、型(モールド)を用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント方法が知られている。インプリント方法は、基板上にインプリント材を供給し、供給されたインプリント材と型を接触させる(押印)。そして、インプリント材と型を接触させた状態でインプリント材を硬化させた後、硬化したインプリント材から型を引き離す(離型)ことにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。インプリント方法によって基板上にインプリント材のパターンを形成する装置をインプリント装置と呼ぶ。インプリント装置は、型を介して光を照射することによって、インプリント材と型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることができる。 As a method for manufacturing articles such as semiconductor devices and MEMS, an imprint method for molding an imprint material on a substrate using a mold is known. In the imprint method, an imprint material is supplied on a substrate, and the supplied imprint material is brought into contact with a mold (seal). Then, after the imprint material is cured in a state where the imprint material and the mold are in contact with each other, the mold is separated from the cured imprint material (mold release), so that a pattern of the imprint material is formed on the substrate. .. A device that forms a pattern of imprint material on a substrate by an imprint method is called an imprint device. The imprint device can cure the imprint material in a state where the imprint material and the mold are in contact with each other by irradiating the imprint material with light through the mold.
特許文献1のインプリント方法は、基板上のインプリント材を硬化させるための光を照射する時間を複数に分割して照射し、その間にアライメント検出系により基板と型の位置ずれ量を求めている。さらに、特許文献1のインプリント方法は、求めた位置ずれ量に基づいて基板と型の位置合わせを行うことで、インプリント材を硬化させるための光を照射中に生じる位置ずれを低減している。インプリント装置では、インプリント材を硬化させるために必要な光の照射時間や照度を適切に制御する必要がある。
In the imprint method of
インプリント材を硬化させる光の照度は使用時間と共に低下するため、光を照射する照射時間や照度を定期的に補正する必要がある。インプリント装置に備えられた光量センサを用いて光の照度を計測し経時変化分を補正する方式では、生産を停止して補正用計測を行うために生産性が低下する。 Since the illuminance of the light that cures the imprint material decreases with the usage time, it is necessary to periodically correct the irradiation time and the illuminance to irradiate the light. In the method of measuring the illuminance of light by using the light amount sensor provided in the imprint device and correcting the change with time, the productivity is lowered because the production is stopped and the correction measurement is performed.
本発明は、生産性を低下させることなくインプリント材を硬化させるための光の照射量の補正を行うことができるインプリント方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imprint method capable of correcting the irradiation amount of light for curing an imprint material without lowering the productivity.
本発明のインプリント方法は、型を用いて基板上に形成された複数のショット領域に対してインプリント材のパターンを形成するインプリント方法であって、前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測工程と、前記インプリント材に光を照射する照射工程と、を有し、前記照射工程において、前記複数のショット領域のそれぞれにおける前記計測工程の計測結果に基づいて求められた、前記照射工程で前記インプリント材に照射される光の照射量の変化に基づいて、前記インプリント材に照射する光の照射時間と照度の少なくとも一方を調整することを特徴とする。 The imprint method of the present invention is an imprint method for forming a pattern of an imprint material for a plurality of shot regions formed on a substrate by using a mold, and is a mark formed on the substrate and the mold. It has a measurement step of measuring the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the imprint material, and an irradiation step of irradiating the imprint material with light. The light to be applied to the imprint material based on the change in the irradiation amount of the light to be applied to the imprint material in the irradiation process, which is obtained based on the measurement result of the measurement process in each of the plurality of shot regions. It is characterized by adjusting at least one of the irradiation time and the illuminance of.
本発明によれば、生産性を低下させることなくインプリント材を硬化せるための光の照射量の補正を行うことができる点で有利なインプリント方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an advantageous imprint method in that the irradiation amount of light for curing the imprint material can be corrected without lowering the productivity.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is given to the same member, and duplicate description is omitted.
(第1実施形態)
図1(a)は第1実施形態におけるインプリント装置100の構成を示した図である。図1(a)を用いてインプリント装置100の構成について説明する。ここでは、基板103が配置される面をXY面、それに直交する方向をZ方向として、図1(a)に示したように各軸を決める。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型(モールド)と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。図1(a)のインプリント装置100は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。
(First Embodiment)
FIG. 1A is a diagram showing the configuration of the
インプリント材を硬化させる方法には、硬化用のエネルギーに熱を用いる熱サイクル法や硬化用のエネルギーに光を用いる光硬化法などがある。熱サイクル法では、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付け、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。光硬化法では、紫外線硬化樹脂を使用し、樹脂を介して基板に型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。本実施形態では光硬化法を採用したインプリント装置100について説明する。
Methods for curing the imprint material include a heat cycle method that uses heat as the energy for curing and a photocuring method that uses light as the energy for curing. In the thermal cycle method, the thermoplastic resin is heated to a temperature higher than the glass transition temperature, the mold is pressed against the substrate through the resin in a state where the fluidity of the resin is increased, and the mold is separated from the resin after cooling to form a pattern. It is formed. In the photocuring method, a pattern is formed by using an ultraviolet curable resin, irradiating the resin with ultraviolet rays while pressing the mold against the substrate through the resin to cure the resin, and then pulling the mold away from the cured resin. .. In this embodiment, the
インプリント装置100は、型102を保持する型保持機構101、基板103を保持する基板ステージ104、インプリント材を硬化させる硬化部105、インプリント材を供給する供給機構106を備える。
The
型保持機構101は、型102を吸着することで保持する機構である。図1(b)に本実施形態の型保持機構101を示す。型保持機構101は、型チャック110により型102を吸着することで型102を保持する。圧力制御機構111はシールガラス112と型102の裏面で囲まれた空間の気圧を増減することが可能である。圧力制御機構111により型102の裏面の空間の気圧をインプリント装置100内の気圧より局所的に上昇させることにより型102の裏面に形成されたくぼみ部302を型チャック110と反対側に凸形状へ変形させることが可能である。型保持機構101はZ方向へ駆動することにより型102を基板103上に供給されたインプリント材に接触させたり(押印)、引き離したり(離型)する。型102は、モールド、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。
The
基板ステージ104は、ステージ定盤113上をx、y、z方向および各軸周りの回転方向に駆動可能である。基板ステージ104には基板チャック108が構成される。基板チャック108は、基板吸着機構(不図示)により基板103を吸着することで基板103を吸着保持する。基板チャック108は1つあるいは複数の領域からなり各領域に基板吸着機構が構成される。基板103の表面には、表面エネルギーを下げるための添加剤を含む調整用混合液を予めスピンコートしておいても良い。
The
硬化部105(照射部)はインプリント材401を硬化可能な波長を含んだ光を照射する光源を含む。本実施形態では、インプリント材401としては紫外線の照射によって硬化する光硬化樹脂を用い、光源として紫外線を照射するものを用いる。硬化部105の光源の照度は時間経過とともに低下するため、インプリント材を硬化させるための露光量は照射時間あるいは光源の電圧により制御する。
The cured portion 105 (irradiating portion) includes a light source that irradiates the imprint material 401 with light having a wavelength that can be cured. In the present embodiment, a photocurable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays is used as the imprint material 401, and a material that is irradiated with ultraviolet rays is used as a light source. Since the illuminance of the light source of the cured
供給機構106(ディスペンサ)は、図1のx、y、z方向の並進、回転駆動を可能とする駆動部、インプリント材を供給するためのノズル部122、インプリント材401をノズル部122に供給するための供給部を含む。図1(c)に供給機構106をノズル部122から見た図を示す。供給機構106のノズル部122にはインプリント材401を吐出するためのx方向に1~数列、y方向に数千個の吐出口が形成されている。吐出口は数μm~数十μm程度の吐出穴で構成される。供給機構106のノズル部122と基板103との間隔は、基板上におけるインプリント材の供給位置の精度を維持するために数百μm~数mm程度に調整される。
The supply mechanism 106 (dispenser) has a drive unit that enables translation and rotation drive in the x, y, and z directions of FIG. 1, a
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。 As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves, heat, etc. are used as the energy for curing. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared rays, visible light, or ultraviolet rays whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less.
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。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。 The curable composition is a composition that cures by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by light may contain at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may 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.
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、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付与されてもよい。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上、100mPa・s以下である。 The imprint material is applied in the form of a film on the substrate by a spin coater or a slit coater. Alternatively, the liquid injection head may be applied on the substrate in the form of droplets or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.
基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。 As the substrate, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin or the like is used, and if necessary, a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface thereof. Specific examples of the substrate include silicon wafers, compound semiconductor wafers, and quartz glass.
硬化部105の光源は紫外線を照射するものとしたが、光源の光の波長は、基板上に供給されるインプリント材に応じて適宜決めることができる。
The light source of the cured
インプリント装置100は、型102を介して基板上のマークを検出可能な検出部116、型102を介さずに基板上のマークを検出可能な軸外検出部107、基板103の高さを計測する基板高さ計測機構109を備える。
The
検出部116は、型102に形成された型マーク306、基板103に形成された基板マーク、基板ステージ104に形成されたステージ基準マーク115を検出する。例えば、検出部116によって検出された型マーク306と基板マークの検出結果は、型102と基板103の相対位置の計測に使用される。相対位置の計測には、例えば特表2008-509825号公報にて開示されているような検出装置が用いられる。相対位置の計測方法として、型マークと基板マークにより発生するモアレを用いた計測方法では、簡易な光学系で高い計測精度を出すことができる。また、モアレを用いた計測方法では型マークと基板マークからの光を解像力が小さい(NAが小さい)スコープを用いることができるので、インプリント装置の型保持機構101上に複数の検出部116(スコープ)を配置することができる。これにより、例えばパターンが形成されるショット領域の四隅のマークを同時に検出することが可能になる。検出部116は、後述するように基板と型に形成されたマークを検出することで、基板と型の相対的な振動を計測する計測部として用いることができる。
The
軸外検出部107は、型102を介さずに基板上のマークや基板ステージ104に形成されたステージ基準マーク115を検出する。軸外検出部107によって検出された基板上のマークとステージ基準マーク115の検出結果は、基板103と基板ステージ104の相対位置の計測に使用される。
The off-
基板高さ計測機構109は、例えば光学式の測距センサであり、基準面に原点調整されている。基板高さ計測機構109は、基準面に対する基板103の表面(被転写面)の高さを計測する。基準面はインプリント装置100の設計値であって、型と基板上のインプリント材とが接触した際に、型に形成されたパターンの凹部にインプリント材が充填するために理想的な押印面である。
The substrate
また、インプリント装置100は、型102を介して基板103を撮像可能な充填カメラ114を備える。充填カメラ114は、パターン部301(パターンが形成される基板103の領域)を型チャック110側から撮影し、基板103上に供給されたインプリント材401が型102に充填される過程を記録することができる。充填カメラ114により記録された画像は記憶装置(不図示)へ保存される。インプリント装置100は、充填カメラ114によって撮像された撮像結果を用いて型102と基板103の相対的な傾きを調整したり、型102へのインプリント材401の充填の完了を判断したりすることができる。
Further, the
前述したインプリント装置の基板ステージ104は、ステージ基準マーク115、型102の高さを計測する型高さ計測機構117、光の照度を測定する照度検出器123を備える。
The
型高さ計測機構117は、例えば光学式の測距センサであり、基準面に原点調整されている。型高さ計測機構117は、基準面に対する型102の基板側の面に形成されたパターン面の高さを計測する。型高さ計測機構117の計測結果から型102の傾きを求めたり、型保持機構101に保持された型102のパターン面の位置を求めたりすることができる。
The mold
照度検出器123は、硬化部105の光源から照射された光の照度を測定する。照度検出器123が光を検出する際は、基板ステージ104が移動して照度検出器123が型保持機構101の下に配置されることにより、硬化部105の光源により照射された光の照度を測定する。照度検出器123による照度の測定を定期的に行うことにより、硬化部105の光源の照度低下量を計測し、硬化部105の光源の生成する照射量(露光量)を補正することができる。
The
インプリント材が単分子逐次光反応系である場合は、露光量に対するインプリント材の反応率は照度×時間に比例する。インプリント材が光ラジカル重合反応系である場合は、露光量に対するインプリント材の反応率は√(照度)×時間に比例する。インプリント材は、型102のパターン部301へ充填しやすいように粘弾性が低く設計される。インプリント材は、硬化部105の光源からの光により露光することで、光硬化反応が促進され粘弾性が高くなる。
When the imprint material is a single molecule sequential photoreactive system, the reaction rate of the imprint material with respect to the exposure amount is proportional to the illuminance × time. When the imprint material is a photoradical polymerization reaction system, the reaction rate of the imprint material with respect to the exposure amount is proportional to √ (illuminance) × time. The imprint material is designed to have low viscoelasticity so that it can be easily filled in the
インプリント装置100は、型102と基板103との間に気体を供給するための部分気体供給部125を備える。部分気体供給部125は、気体としてヘリウムを型102と基板103との間の空間へと供給する。供給する気体としてヘリウムを用いることにより、ヘリウムが型102から抜けることによる押印時の充填性の向上および、露光時の酸素阻害によるインプリント材401の硬化欠陥の発生の抑止を行う。気体の供給量は型102のパターン部301と基板103の隙間量および気体供給量の組み合わせで数十通りの試作転写を行い、各隙間量における欠陥量を観察することにより最適なガス供給を調整する。
The
インプリント装置100は、クリーンチャンバ118に収められており、気体を供給する気体供給部120、気体を回収する気体回収部121を備える。クリーンチャンバ118は、気流119を発生させる発生部(不図示)、ケミカルフィルタ(不図示)やパーティクルフィルタ(不図示)を含む。発生部は、インプリント装置100から発生した熱や塵などを排気することを目的として、インプリント装置100の内部に気流119を発生させる。発生部は、供給機構106と基板103あるいは基板ステージ104との間に気流119を発生させることを目的としてもよい。気流119は、供給機構106から吐出されたインプリント材401が基板103上の任意の位置に吐出されることを阻害しないように、気流119の方向は変化せず、一定の方向とすることができる。図1(a)では気流119をx方向で記載したが、y方向に気流119を発生させてもかまわない。
The
発生部は、気体を供給する気体供給部120および気体を回収する気体回収部121を含む。気体供給部120では、クリーンチャンバ118が設置される雰囲気の大気を取り込む。気体供給部120は、取り込んだ大気に僅かに含まれる化学物質や塵をケミカルフィルタやパーティクルフィルタで取り除き、送風口(不図示)からクリーンチャンバ118内部の空間へ清浄な大気を供給する。気体回収部121には真空ポンプを用いることができる。
The generation unit includes a
図2に基板搬送ユニット201を示す。インプリント装置100は、基板103をインプリント装置100に搬入したり、インプリント装置100から搬出したりする基板搬送ユニットを備える。基板搬送ユニット201は、上下方向駆動が可能であり、水平方向に回転が可能な基板搬送ハンド202、水平方向に回転および伸張駆動可能な第1基板搬送アーム203aおよび第2基板搬送アーム203bにより構成される。基板搬送ハンド202は上面に吸着機構を具備し、基板103を吸着することが可能である。
FIG. 2 shows the
基板保管機構204は1つ以上のスロットを具備し、1枚以上の基板103を保管可能である。第1基板搬入出部205aおよび第2基板搬入出部205bへは複数枚の基板103を保持した基板キャリア206が搬入出される。基板搬送ハンド202は基板ステージ104、基板保管機構204の任意のスロット、第1基板搬入出部205aあるいは第2基板搬入出部205bに装着された基板キャリア206の任意のスロットへ基板103を1枚ずつ搬入あるいは搬出可能である。
The
図3にインプリント装置100で用いられる型102の実施形態を示す。型102は、融解石英、有機ポリマー、金属を含むが、それらの材料のみに限定されない。型102は中央部に掘り込まれたくぼみ部302(コアアウト)を有する。くぼみ部302の厚みは数mm程度が適当である。型102のくぼみ部302のない側(パターン部301が形成されている面)を第1面、くぼみ部302が形成されている側を第2面とする。パターン部301は第1面側のくぼみ領域の中心に形成される。パターン部301はパターン基部305とパターンからなり、パターン基部305は30μm程度の厚みで構成される。パターンは、パターン凹部303とパターン凸部304からなる。微小なパターンの場合は、その幅が数nm、十数nmのパターンが形成されることもあり、その場合、パターン凸部304からパターン凹部303のパターン深さは数十nmから数百nm程度で構成される。また、型102のパターン基部305には検出部116で使用するための型マーク306が形成されていてもよい。パターン基部305は、基板103に対して凸形状となっており、メサ部と呼ばれることがある。
FIG. 3 shows an embodiment of the
(露光時間と検出部の計測値)
図4は、インプリント材401に型102を押印する工程とインプリント材401を硬化する工程における検出部116の計測値を示した図である。図4の縦軸は基板103に形成された基板マークと型102に形成された型マーク306を検出部116が検出した型102と基板103の相対位置の計測値を示す。ここで相対位置は、型102と基板103の目標位置に対する制御残差を示しており、図4型と基板との間に生じている相対的な振動の成分を抽出して表示している。以下の図においても、同様に相対的な振動の成分を抽出した結果を表示している。図4の横軸は押印工程の開始時の時間を0秒とし露光完了までの時間を示す。
(Exposure time and measured value of detection unit)
FIG. 4 is a diagram showing the measured values of the
充填時間501はインプリント材401と型102とが接触して型102のパターン部301に未硬化のインプリント材401が充填する時間を表す。露光時間502はインプリント材401を硬化部105の光源により露光する時間(光を照射する時間)を表す。基板103上に供給されるインプリント材401の粘弾性は低いため、基板ステージ104の制御残差や暗振動などの外乱により型102と基板103の未硬化時位置ずれ504(振動)が生じる。インプリント材401は光が照射され硬化することで、インプリント材401の粘弾性は高くなる。このため、未硬化時位置ずれ504に比べ硬化時位置ずれ505は小さくなる。
The
未硬化時位置ずれ504は、充填時間501の期間の検出部116による位置ずれの計測値の偏差より求める。未硬化時位置ずれ504に比べ硬化時位置ずれ505へ収束する硬化時間503は露光時間502の間の位置ずれの変化量が一定以下(しきい値以下)になるまでの時間より求める。硬化時間503はインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合は(露光量/照度)、インプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合は(露光量/√(照度))に比例する。硬化時位置ずれ505は露光時間502の内の硬化時間503以外の期間の検出部116による位置ずれの計測値の偏差より求める。ここで、インプリント材401が硬化するまでの位置ずれの時間変化率を硬化促進率として次のように定義する。
硬化促進率=(未硬化時位置ずれ504-硬化時位置ずれ505)/硬化時間503・・・式(1)
The
Curing acceleration rate = (Position deviation when uncured 504-Position deviation when cured 505) /
図5は、硬化部105の光源の照度が低下した際の、インプリント材401に型102を押印する工程とインプリント材401を硬化する工程における検出部116の計測値を示した図である。図5の縦軸は基板103に形成された基板マークと型102に形成された型マーク306を検出部116が検出した型102と基板103の相対位置の計測値を示す。図5の横軸は押印工程の開始時の時間を0秒とし露光完了までの時間を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the measured values of the
充填時間601はインプリント材401と型102とが接触して型102のパターン部301に未硬化のインプリント材401が充填する時間を表す。露光時間602はインプリント材401を硬化部105の光源により露光する時間(光を照射する時間)を表す。硬化部105の光源の照度が低下しているため、位置ずれ量が収束する硬化時間603は収束する硬化時間603より長くなり、硬化促進率は小さくなる。さらに、硬化部105の光源の照度が低下すると露光時間602内にインプリント材401の硬化が完了しなくなる恐れがある。
The
(補正方法)
このように、硬化部105の光源の照度が低下することにより生じる硬化促進率の変動に基づいて硬化部105の光源の露光量が任意の露光量(照射量)となるように補正する方法を説明する。
(Correction method)
As described above, a method of correcting the exposure amount of the light source of the curing
まず、基板上にインプリント材のパターンを形成するためのプロセス条件調整を事前に行う。事前に行うプロセス条件調整は、仮決めしたプロセス条件でパターン形成を行い、アライメント結果、パターン転写結果などを評価しながらプロセス条件の調整を行う。プロセス条件の調整で調整される条件の1つに硬化部105による露光時間がある。
First, the process conditions for forming the imprint material pattern on the substrate are adjusted in advance. In the process condition adjustment performed in advance, the pattern is formed under the tentatively determined process conditions, and the process conditions are adjusted while evaluating the alignment result, the pattern transfer result, and the like. One of the conditions adjusted by adjusting the process conditions is the exposure time by the cured
事前に行うプロセス条件調整は、プロセス条件調整で決定した露光時間Te0および照度I0を記録する。また露光時間Te0でパターンを形成した際の硬化促進率R0、硬化時間Tc0を検出部116の計測値より求める。
For the process condition adjustment performed in advance, the exposure time Te0 and the illuminance I0 determined by the process condition adjustment are recorded. Further, the curing acceleration rate R0 and the curing time Tc0 when the pattern is formed at the exposure time Te0 are obtained from the measured values of the
(インプリント方法)
次に、事前に調整したプロセス条件である露光時間Te0で、基板上にパターンを形成するインプリント方法を説明する。図6は、インプリント装置100を用いて基板103上にインプリント材401のパターンを形成するインプリント方法を示した図である。
(Imprint method)
Next, an imprint method for forming a pattern on a substrate under an exposure time Te0, which is a process condition adjusted in advance, will be described. FIG. 6 is a diagram showing an imprint method for forming a pattern of the imprint material 401 on the
まず、ステップS701では、基板103上にインプリント材401を指定された塗布パターンになるように基板ステージ104をx方向に駆動させながら供給機構106により塗布する。次に、ステップS702では、型102と基板103(インプリント材401)を近づけることにより、型102とインプリント材401を接触させ、型102にインプリント材401を充填する(充填工程)。次に、ステップS403で、インプリント装置100は、型102とインプリント材401とを接触させた状態で硬化部105を用いて露光光を照射し、インプリント材401を硬化させる(露光工程)。
First, in step S701, the imprint material 401 is applied onto the
ステップS704では、インプリント材401を硬化させた後、インプリント装置100は、型102を硬化したインプリント材401から引き離す(離型工程)。硬化したインプリント材401から型102を引き離すことで、基板103上にインプリント材401のパターンが形成される。基板103に形成されたショット領域毎に、このような一連のインプリント処理をインプリント装置100内で繰り返し実施することによって、基板103の全面にパターンを形成することができる。インプリント装置100が、パターンを形成する際の主な条件としては、充填時間、露光時間あるいはインプリント材の塗布パターンがある。
In step S704, after the imprint material 401 is cured, the
ステップS701からS704の工程において基板上の第Nショット領域にパターンを形成した際の硬化促進率RN、硬化時間TcNを検出部116の計測値より求める。ただし、硬化促進率RN≦硬化促進率R0である。
In the steps S701 to S704, the curing acceleration rate RN and the curing time TcN when a pattern is formed in the Nth shot region on the substrate are obtained from the measured values of the
最後に、ステップS705にて露光補正量の算出を行う。TcN>Tc0の場合、硬化部105の光源の照度が低下している恐れがあることを表す。さらに、RN×Te0<R0×Tc0の場合、十分な硬化がなされていないことを表し、露光量の補正が必要である。
Finally, the exposure compensation amount is calculated in step S705. When TcN> Tc0, it means that the illuminance of the light source of the cured
露光量の補正を硬化部105の光源の露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(2)の計算により第N+1ショットの露光時間TeN+1を算出する。
TeN+1=R0/RN×Tc0・・・式(2)
A method for correcting the exposure amount by the exposure time of the light source of the
TeN + 1 = R0 / RN × Tc0 ... Equation (2)
あるいは、露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(3)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=R0/RN×I0・・・式(3)
Alternatively, a method of correcting the exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IN + 1 = R0 / RN × I0 ... Equation (3)
また、以下の式(4)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=(R0/RN)^2×I0・・・式(4)
Further, the exposure illuminance IN + 1 when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (4).
IN + 1 = (R0 / RN) ^ 2 × I0 ... Equation (4)
インプリント装置100は、ここで求めた露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。ここでは次ショット領域に対する露光時間や露光照度を補正するように述べたが、任意のN´ショット後の露光量を補正することも可能である。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、露光中の位置ずれの変化量から硬化部105の光源の照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the cured
(第2実施形態)
図7は、インプリント材401に型102を押印する工程とインプリント材401を硬化する工程における検出部116の計測値を示した図である。図7の縦軸は基板103に形成された基板マークと型102に形成された型マーク306を検出部116が検出した型102と基板103の相対位置の計測値を示す。図7の横軸は押印工程の開始時の時間を0秒とし露光完了までの時間を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing the measured values of the
充填時間801はインプリント材401と型102とが接触して型102のパターン部301に未硬化のインプリント材401が充填する時間を表す。露光時間802はインプリント材401を硬化部105の光源により露光する時間(光を照射する時間)を表す。硬化時間803は未硬化時位置ずれが一定以下になるまでの時間を表す。基板103上に供給されるインプリント材401の粘弾性は低いため、基板ステージ104の暗振動などの外乱により型102と基板103の未硬化時位置ずれ(振動)が生じる。このため、インプリント材401を硬化させると、図7の硬化位置ずれ平均値804A、804B、804Cに図示するように露光開始時点の型102と基板103の位置ずれ状態に依存して重ね合わせの精度が低下する恐れがある。
The
そこで、第2実施形態では硬化位置ずれを低減するために予備露光を行なってインプリント材401の粘弾性を高める実施形態について説明する。 Therefore, in the second embodiment, an embodiment in which pre-exposure is performed in order to reduce the curing position shift to increase the viscoelasticity of the imprint material 401 will be described.
図8は、インプリント材401に型102を押印する工程と、インプリント材401を予備露光する工程と、インプリント材401を硬化する工程における検出部116の計測値を示した図である。図8の縦軸は基板103に形成された基板マークと型102に形成された型マーク306を検出部116が検出した型102と基板103の相対位置の計測値を示す。図8の横軸は押印工程の開始時の時間を0秒とし露光完了までの時間を示す。
FIG. 8 is a diagram showing the measured values of the
第1充填時間901はインプリント材401と型102とが接触して型102のパターン部301に未硬化のインプリント材401が充填する時間を表す。予備露光時間904はインプリント材401を硬化部105の光源により半露光する時間を表す。予備露光は、型102とインプリント材401を接触させ充填を開始した後、硬化部105の光源によりインプリント材401を硬化させるまでの間に行われる。予備露光はインプリント材401が半硬化させることで粘弾性が高くなる。ここで、インプリント材の半露光とは、インプリント材の粘弾性が高くなっているもの、型と基板の相対的な位置の変更が可能な状態(アライメント可能な状態)を示す。第2充填時間905はインプリント材401が半硬化の時間を表す。第2充填時間に検出部116の検出結果に基づいて型102と基板103の位置合わせを行うことができる。露光時間902はインプリント材401を硬化部105の光源により露光する時間(光を照射する時間)を表す。硬化時間903は半硬化時位置ずれが一定以下になるまでの時間を表す。
The
図8に示すように、外乱に対する型102と基板103の半硬化時位置ずれ907は未硬化時位置ずれ906に対して小さくなる。予備露光により半硬化時位置ずれ907が未硬化時位置ずれ906に対して小さくなるため露光開始時点の型102と基板103の位置ずれも小さくなり、予備露光を行わない場合に比べ露光後の最終的な重ね合わせの精度が向上する。
As shown in FIG. 8, the semi-cured
(補正方法)
このような予備露光を含むインプリント方法において、硬化部105の光源の照度が低下することにより生じる硬化促進率の変動に基づいて硬化部105の光源の露光量が任意の露光量となるように補正する方法を説明する。
(Correction method)
In the imprint method including such pre-exposure, the exposure amount of the light source of the curing
まず、基板上にインプリント材のパターンを形成するためのプロセス条件調整を事前に行う。事前に行うプロセス条件調整は、仮決めしたプロセス条件でパターン形成を行い、アライメント結果、パターン転写結果などを評価しながらプロセス条件の調整を行う。プロセス条件の調整で調整される条件に硬化部105による露光時間、予備露光時間がある。
First, the process conditions for forming the imprint material pattern on the substrate are adjusted in advance. In the process condition adjustment performed in advance, the pattern is formed under the tentatively determined process conditions, and the process conditions are adjusted while evaluating the alignment result, the pattern transfer result, and the like. The conditions adjusted by adjusting the process conditions include the exposure time by the cured
事前に行うプロセス条件調整は、プロセス条件調整で決定した露光時間Te0、照度I0、予備露光時間Tpe0、および予備露光照度Ip0を記録する。また、露光時間Te0、照度I0、予備露光時間Tpe0、予備露光照度Ip0でパターンを形成した際の効果促進率R0、硬化時間Tc0、予備硬化促進率Rp0および予備硬化時間Tpc0を検出部116の計測値より求める。
For the process condition adjustment performed in advance, the exposure time Te0, the illuminance I0, the pre-exposure time Tpe0, and the pre-exposure illuminance Ip0 determined by the process condition adjustment are recorded. Further, the
次に、事前に調整したプロセス条件である露光時間Te0、予備露光時間Tp0で、基板上にパターンを形成するインプリント方法を説明する。図9は、インプリント装置100を用いて基板103上にインプリント材401のパターンを形成するインプリント方法を示した図である。
Next, an imprint method for forming a pattern on a substrate with an exposure time Te0 and a preliminary exposure time Tp0, which are pre-adjusted process conditions, will be described. FIG. 9 is a diagram showing an imprint method for forming a pattern of the imprint material 401 on the
まず、ステップS1001では、基板103上にインプリント材401を指定された塗布パターンになるように基板ステージ104をx方向に駆動させながら供給機構106により塗布する。次に、ステップS1002では、型102と基板103(インプリント材401)を近づけることにより、型102とインプリント材401を接触させ、型102にインプリント材401を充填する(第1充填工程)。次に、ステップS1003で、インプリント装置100は、型102とインプリント材401とを接触させた状態で硬化部105を用いて露光光を照射し、インプリント材401の予備露光を行なう(予備露光工程)。
First, in step S1001, the imprint material 401 is coated on the
ステップS1001からS1003の工程において基板上の第Nショット領域にパターンを形成した際の予備硬化促進率RpN、予備硬化時間TpcNを検出部116の計測値より求める。ただし、予備硬化促進率RpN≦予備硬化促進率Rp0である。
In the steps S1001 to S1003, the pre-curing acceleration rate RpN and the pre-curing time TpcN when a pattern is formed in the Nth shot region on the substrate are obtained from the measured values of the
ステップS1004では、予備露光を行なった状態で型102にインプリント材401を充填する(第2充填工程)。この期間に型102と基板103の位置合わせを行ってもよい。次に、ステップS1005で、インプリント装置100は、型102とインプリント材401とを接触させた状態で硬化部105を用いて露光光を照射し、インプリント材401を硬化させる(露光工程)。ステップS1006では、インプリント材401を硬化させた後、インプリント装置100は、型102を硬化したインプリント材401から引き離す(離型工程)。硬化したインプリント材401から型102を引き離すことで、基板103上にインプリント材401のパターンが形成される。基板103に形成されたショット領域毎に、このような一連のインプリント処理をインプリント装置100内で繰り返し実施することによって、基板103の全面にパターンを形成することができる。インプリント装置100が、パターンを形成する際の主な条件としては、充填時間、露光時間あるいはインプリント材の塗布パターンがある。
In step S1004, the imprint material 401 is filled in the
ステップS1004からS1005の工程において基板上の第Nショット領域にパターンを形成した際の露光時の硬化促進率RN、硬化時間TcNを検出部116の計測値より求める。ただし、硬化促進率RN≦硬化促進率R0である。
In the steps S1004 to S1005, the curing acceleration rate RN and the curing time TcN at the time of exposure when a pattern is formed in the Nth shot region on the substrate are obtained from the measured values of the
最後に、ステップS1007にて露光補正量の算出を行う。TpcN+TcN>Tpc0+Tc0の場合、硬化部105の光源の照度が低下して十分な硬化がなされていないことを表しているため、予備露光や露光量の補正が必要である。さらに、RpN×Tpe0+RN×Te0<Rp0×Tpc0+R0×Tc0の場合、十分な硬化がなされていないことを表し、予備露光や露光量の補正が必要である。ここでは5つの補正方法について説明する。
Finally, the exposure compensation amount is calculated in step S1007. In the case of TpcN + TcN> Tpc0 + Tc0, it means that the illuminance of the light source of the cured
(第1の補正方法)
第1の補正方法は、第Nショット領域の予備露光の予備硬化促進率RpNに基づき、第Nショット領域の露光量を補正する。
(First correction method)
The first correction method corrects the exposure amount in the N-shot region based on the pre-curing acceleration rate RpN of the pre-exposure in the N-shot region.
露光量の補正を硬化部105の光源の露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(5)の計算により第Nショット領域の露光時間TeNを算出する。
TeN=Rp0/RpN×Tc0・・・式(5)
A method for correcting the exposure amount by the exposure time of the light source of the
TeN = Rp0 / RpN × Tc0 ... Equation (5)
あるいは、露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(6)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の露光照度INを算出する。
IN=Rp0/RpN×I0・・・式(6)
Alternatively, a method of correcting the exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IN = Rp0 / RpN × I0 ... Equation (6)
また、以下の式(7)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の露光照度INを算出する。
IN=(Rp0/RpN)^2×I0・・・式(7)
Further, the exposure illuminance IN when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (7).
IN = (Rp0 / RpN) ^ 2 × I0 ... Equation (7)
インプリント装置100は、ここで求めた露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、予備露光の予備硬化促進率の変化から硬化部105の光源の照照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the cured
(第2の補正方法)
第2の補正方法は、第Nショット領域の予備露光の予備硬化促進率RpNに基づき、第N+1ショット領域の露光量を補正する。
(Second correction method)
The second correction method corrects the exposure amount in the N + 1 shot region based on the pre-curing acceleration rate RpN of the pre-exposure in the N-th shot region.
露光量の補正を硬化部105の光源の露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(8)の計算により第N+1ショット領域の露光時間TeN+1を算出する。
TeN+1=Rp0/RpN×Tc0・・・式(8)
A method for correcting the exposure amount by the exposure time of the light source of the
TeN + 1 = Rp0 / RpN × Tc0 ... Equation (8)
あるいは、露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(9)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=Rp0/RpN×I0・・・式(9)
Alternatively, a method of correcting the exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IN + 1 = Rp0 / RpN × I0 ... Equation (9)
また、以下の式(10)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=(Rp0/RpN)^2×I0・・・式(10)
Further, the exposure illuminance IN + 1 when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (10).
IN + 1 = (Rp0 / RpN) ^ 2 × I0 ... Equation (10)
インプリント装置100は、ここで求めた露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。ここでは次ショット領域に対する露光時間や露光照度を補正するように述べたが、任意のN´ショット後の露光量を補正することも可能である。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、予備露光の予備硬化促進率の変化から硬化部105の光源の照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the curing
(第3の補正方法)
第3の補正方法は、第Nショット領域の露光の硬化促進率RNに基づき、第N+1ショット領域の露光量を補正する。
(Third correction method)
The third correction method corrects the exposure amount in the N + 1 shot region based on the curing acceleration rate RN of the exposure in the Nth shot region.
露光量の補正を硬化部105の光源の露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(11)の計算により第N+1ショット領域の露光時間TeN+1を算出する。
TeN+1=R0/RN×Tc0・・・式(11)
A method for correcting the exposure amount by the exposure time of the light source of the
TeN + 1 = R0 / RN × Tc0 ... Equation (11)
あるいは、露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(12)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=R0/RN×I0・・・式(12)
Alternatively, a method of correcting the exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IN + 1 = R0 / RN × I0 ... Equation (12)
また、以下の式(13)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の露光照度IN+1を算出する。
IN+1=(R0/RN)^2×I0・・・式(13)
Further, the exposure illuminance IN + 1 when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (13).
IN + 1 = (R0 / RN) ^ 2 × I0 ... Equation (13)
インプリント装置100は、ここで求めた露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。ここでは次ショット領域に対する露光時間や露光照度を補正するように述べたが、任意のN´ショット後の露光量を補正することも可能である。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、露光の硬化促進率の変化から硬化部105の光源の照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the cured
(第4の補正方法)
第4の補正方法は、第Nショット領域の予備露光の予備硬化促進率RpNに基づき、第N+1ショット領域の予備露光量を補正する。
(Fourth correction method)
The fourth correction method corrects the pre-exposure amount in the N + 1 shot region based on the pre-curing acceleration rate RpN of the pre-exposure in the N-th shot region.
予備露光量の補正を硬化部105の光源の予備露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(14)の計算により第N+1ショット領域の予備露光時間TpeN+1を算出する。
TpeN+1=Rp0/RpN×Tpc0・・・式(14)
A method for correcting the pre-exposure amount by the pre-exposure time of the light source of the
TpeN + 1 = Rp0 / RpN × Tpc0 ... Equation (14)
あるいは、予備露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(15)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の予備露光照度IpN+1を算出する。
IpN+1=Rp0/RpN×Ip0・・・式(15)
Alternatively, a method of correcting the preliminary exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IpN + 1 = Rp0 / RpN × Ip0 ... Equation (15)
また、以下の式(16)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の予備露光照度IpN+1を算出する。
IpN+1=(Rp0/RpN)^2×Ip0・・・式(16)
Further, the preliminary exposure illuminance IpN + 1 when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (16).
IpN + 1 = (Rp0 / RpN) ^ 2 × Ip0 ... Equation (16)
インプリント装置100は、ここで求めた予備露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。ここでは次ショット領域に対する予備露光時間や予備露光照度を補正するように述べたが、任意のN´ショット後の予備露光量を補正することも可能である。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、予備露光の予備硬化促進率の変化から硬化部105の光源の照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the curing
(第5の補正方法)
第5の補正方法は、第Nショット領域の露光の硬化促進率RNに基づき、第N+1ショット領域の予備露光量を補正する。
(Fifth correction method)
The fifth correction method corrects the preliminary exposure amount of the N + 1 shot region based on the curing acceleration rate RN of the exposure of the Nth shot region.
予備露光量の補正を硬化部105の光源の予備露光時間で補正する場合の方法を述べる。以下の式(17)の計算により第N+1ショット領域の予備露光時間TpeN+1を算出する。
TpeN+1=R0/RN×Tpc0・・・式(17)
A method for correcting the pre-exposure amount by the pre-exposure time of the light source of the
TpeN + 1 = R0 / RN × Tpc0 ... Equation (17)
あるいは、予備露光量の補正を硬化部105の光源の露光照度で補正する場合の方法を述べる。以下の式(18)の計算によりインプリント材401が単分子逐次光反応系である場合の予備露光照度IpN+1を算出する。
IpN+1=R0/RN×Ip0・・・式(18)
Alternatively, a method of correcting the preliminary exposure amount with the exposure illuminance of the light source of the curing
IpN + 1 = R0 / RN × Ip0 ... Equation (18)
また、以下の式(19)の計算によりインプリント材401が光ラジカル重合反応系である場合の予備露光照度IpN+1を算出する。
IpN+1=(R0/RN)^2×Ip0・・・式(19)
Further, the pre-exposure illuminance IpN + 1 when the imprint material 401 is a photoradical polymerization reaction system is calculated by the calculation of the following formula (19).
IpN + 1 = (R0 / RN) ^ 2 × Ip0 ... Equation (19)
インプリント装置100は、ここで求めた予備露光量の補正値となるように硬化部105の光源の露光照度を制御する。ここでは次ショット領域に対する予備露光時間や予備露光照度を補正するように述べたが、任意のN´ショット後の予備露光量を補正することも可能である。
The
以上に述べたように本実施形態のインプリント装置は、露光の硬化促進率の変化から硬化部105の光源の照度の低下を検出して照射時間と照度の少なくとも一方(露光量)の補正を行うことができる。
As described above, the imprint apparatus of the present embodiment detects a decrease in the illuminance of the light source of the cured
上記の実施形態は、検出部116が検出したマークの相対位置を計測した次のショット領域を補正するように述べたが、複数のショット領域で求めた補正量の平均値を用いてもよい。
In the above embodiment, it is described that the next shot area where the relative position of the mark detected by the
上述のインプリント装置100の各構成部は制御部(不図示)によってその動作が制御される。制御部は、例えば、CPUやメモリなどを含むコンピュータ(情報処理装置)で構成され、インプリント装置の各部(基板ステージやアライメント検出器)を統括的に制御する。制御部は、インプリント装置100内に設けてもよいし、インプリント装置100とは別の場所に設置し遠隔で制御してもよい。
The operation of each component of the
(物品の製造方法)
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。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。
(Manufacturing method of goods)
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10(a)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3zを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材3zが基板上に付与された様子を示している。 Next, a specific manufacturing method of the article will be described. As shown in FIG. 10A, 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 inserted 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10(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10(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を透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。 As shown in FIG. 10B, 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. 10 (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. In this state, when light is irradiated through the mold 4z as energy for curing, the imprint material 3z is cured.
図10(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. 10D, 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10(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。なお、当該エッチングとは異種のエッチングにより当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図10(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. 10 (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
100 インプリント装置
101 型保持機構
104 基板ステージ
105 硬化部
106 供給機構
108 基板チャック
110 型チャック
116 検出部
100
Claims (7)
前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測工程と、
前記インプリント材に光を照射する照射工程と、を有し、
前記照射工程において、前記複数のショット領域のそれぞれにおける前記計測工程の計測結果に基づいて求められた、前記照射工程で前記インプリント材に照射される光の照射量の変化に基づいて、前記インプリント材に照射する光の照射時間と照度の少なくとも一方を調整することを特徴とするインプリント方法。 An imprint method for forming a pattern of an imprint material for a plurality of shot regions formed on a substrate using a mold.
A measurement step of measuring the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the substrate and the mark formed on the mold.
It has an irradiation step of irradiating the imprint material with light.
In the irradiation step, the inn is obtained based on the change in the irradiation amount of the light irradiated to the imprint material in the irradiation step, which is obtained based on the measurement result of the measurement step in each of the plurality of shot regions. An imprint method characterized by adjusting at least one of the irradiation time and the illuminance of the light applied to the printing material.
前記第1ショット領域にパターンを形成する際に前記計測工程で計測された計測結果に基づいて、前記第1ショット領域にパターンが形成された後に前記第2ショット領域にパターンを形成する際の前記照射工程の前記光の照射時間と照度の少なくとも一方を調整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。 An imprint method for forming a pattern of an imprint material in a first shot region arranged on the substrate and a second shot region different from the first shot region.
The above-mentioned when forming a pattern in the second shot region after the pattern is formed in the first shot region based on the measurement result measured in the measurement step when forming the pattern in the first shot region. The imprint method according to claim 1, wherein at least one of the irradiation time and the illuminance of the light in the irradiation step is adjusted.
前記第1ショット領域にパターンを形成する際に、
前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測工程と、
前記インプリント材に光を照射する照射工程と、を有し、
前記第2ショット領域にパターンを形成する際に、
前記照射工程によって前記インプリント材に光を照射する前に計測された前記振動と、前記照射工程によって前記インプリント材に光が照射された後に計測された前記振動の差に基づいて、前記照射時間と前記照度の少なくとも一方を調整することを特徴とするインプリント方法。 An imprint method for forming a pattern of an imprint material using a mold in a first shot region arranged on a substrate and a second shot region different from the first shot region.
When forming a pattern in the first shot region,
A measurement step of measuring the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the substrate and the mark formed on the mold.
It has an irradiation step of irradiating the imprint material with light.
When forming a pattern in the second shot region,
The irradiation is based on the difference between the vibration measured before irradiating the imprint material with light by the irradiation step and the vibration measured after the imprint material is irradiated with light by the irradiation step. An imprint method comprising adjusting at least one of time and the illuminance .
前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測工程と、
前記インプリント材に光を照射する照射工程と、を有し、
前記計測工程において、前記照射工程において前記インプリント材に光が照射された後に前記振動がしきい値以下になるまでの時間を求め、
前記照射工程において、前記計測工程の計測結果に基づいて、前記インプリント材に照射する光の照射時間と照度の少なくとも一方を調整することを特徴とするインプリント方法。 It is an imprint method that forms a pattern of imprint material on a substrate using a mold.
A measurement step of measuring the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the substrate and the mark formed on the mold.
It has an irradiation step of irradiating the imprint material with light.
In the measurement step, the time until the vibration becomes equal to or less than the threshold value after the imprint material is irradiated with light in the irradiation step is obtained.
In the irradiation step, an imprint method comprising adjusting at least one of the irradiation time and the illuminance of the light irradiating the imprint material based on the measurement result of the measurement step.
前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測工程と、
前記インプリント材の粘弾性を高めるために前記インプリント材に光を照射する予備露光工程と、
前記予備露光工程の後、前記インプリント材を硬化させるために前記インプリント材に光を照射する硬化工程と、を有し、
前記予備露光工程によって前記インプリント材が予備露光された状態で、前記計測工程で計測された振動に基づいて、前記硬化工程における前記光の照射時間と前記照度の少なくとも一方を調整することを特徴とするインプリント方法。 It is an imprint method that forms a pattern of imprint material on a substrate using a mold.
A measurement step of measuring the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the substrate and the mark formed on the mold.
A pre-exposure step of irradiating the imprint material with light in order to increase the viscoelasticity of the imprint material,
After the pre-exposure step, the imprint material is provided with a curing step of irradiating the imprint material with light in order to cure the imprint material .
The imprint material is pre-exposed by the pre-exposure step, and at least one of the light irradiation time and the illuminance in the curing step is adjusted based on the vibration measured in the measurement step. Imprint method.
前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する加工工程と、を有し、
該加工工程により加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 A step of forming a pattern on a substrate by using the imprint method according to any one of claims 1 to 5 .
It has a processing step of processing a substrate on which the pattern is formed in the above step.
A method for manufacturing an article, which comprises manufacturing an article from the substrate processed by the processing step.
前記基板に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することによって前記基板と前記型の相対的な振動を計測する計測部と、
前記インプリント材に光を照射する照射部と、を有することを特徴とするインプリント装置。 An imprinting apparatus for forming an imprint material pattern on a substrate by using the imprinting method according to any one of claims 1 to 5 .
A measuring unit that measures the relative vibration between the substrate and the mold by detecting the mark formed on the substrate and the mark formed on the mold.
An imprint device comprising an irradiation unit that irradiates the imprint material with light.
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