JP2022002243A - Molding device, molding method, and article manufacturing method - Google Patents
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、成形装置、成形方法、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a molding apparatus, a molding method, and a method for manufacturing an article.
近年、半導体デバイスやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）などの微細化の要求が進んでいる。また、従来のフォトリソグラフィ技術に加えて、基板上のインプリント材（組成物）を型で成形し、インプリント材のパターンを基板上に成形する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を成形することができる。 In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of semiconductor devices and MEMS (Micro Electrical Mechanical Systems). Further, in addition to the conventional photolithography technology, a microfabrication technology for molding an imprint material (composition) on a substrate with a mold and molding a pattern of the imprint material on the substrate is attracting attention. This technology, also called imprint technology, can form fine structures on the order of several nanometers on a substrate.
例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を塗布する。次に、型（原版）のパターン部とショット領域の位置合わせを行いながら、型と基板に塗布されたインプリント材とを接触（押印）させ、インプリント材を型に充填させる。そして、光を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで型とインプリント材とを引き離す（離型）ことにより、インプリント材のパターンが基板上に成形される。 For example, as one of the imprint techniques, there is a photocuring method. In the imprint apparatus adopting this photocuring method, first, a photocurable imprint material is applied to a shot region, which is an imprint region on a substrate. Next, while aligning the pattern portion of the mold (original plate) with the shot region, the mold and the imprint material applied to the substrate are brought into contact (seal) to fill the mold with the imprint material. Then, the imprint material is irradiated with light to cure the imprint material, and then the mold and the imprint material are separated (released), so that the pattern of the imprint material is formed on the substrate.
近年、装置の生産性向上のため、一度に複数領域にインプリント材を塗布した後、連続的に押印・離型をするインプリント方法が知られている。しかし、インプリント材を塗布してから押印するまでの時間が、各領域で異なる。そのため、各領域の塗布されたインプリント材が揮発し、押印する前までインプリント材の体積が異なってしまい、インプリント材が足りず、パターンが未充填となる、または基板内でインプリント材の膜厚に分布が生じるといった問題が生じる場合があった。 In recent years, in order to improve the productivity of an apparatus, an imprint method is known in which an imprint material is applied to a plurality of areas at once and then continuously stamped and released. However, the time from applying the imprint material to imprinting differs in each area. Therefore, the applied imprint material in each region volatilizes, and the volume of the imprint material differs until before imprinting, the imprint material is insufficient, the pattern is not filled, or the imprint material is in the substrate. In some cases, there was a problem that the film thickness of the imprint was distributed.
一方で、インプリント材の揮発等に関する問題を解決するために、特許文献１では、各インプリント領域におけるインプリント直前にそのインプリント領域にインプリント材を塗布する。さらに、基板の外側のインプリント領域と中心付近のインプリント領域とで、インプリント時の気体の供給条件を変える方法が記載されている。また、特許文献２では、インプリント材が塗布されてからの時間に応じて、インプリント材の吐出量を調整する方法が記載されている。
On the other hand, in order to solve the problem of volatilization of the imprint material, in
しかしながら、特許文献１では、複数領域に連続してインプリント材を塗布するインプリント方法ではないため、インプリント材を塗布してからインプリントするまでの時間差によりインプリント材の膜厚の差が生じてしまう問題については考慮されていない。また、特許文献２でもインプリント材を塗布してからインプリントするまでの時間差によりインプリント材の膜厚の差が生じてしまう問題については考慮されていない。
However, in
そこで本発明は、組成物が塗布されてから型と接触するまでの時間に拘わらず組成物の体積または膜厚を均一化することのできる成形装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a molding apparatus capable of making the volume or the film thickness of the composition uniform regardless of the time from the application of the composition to the contact with the mold.
上記課題を解決する本発明の一側面としての成形装置は、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、組成物が基板上のショット領域に塗布されてから組成物が型と接触するまでの時間に基づいて、組成物の揮発量を調整する制御部と、を有し制御部は、型を組成物に接触させる時の組成物の体積または膜厚が複数のショット領域で均一化されるように、揮発量を調整することを特徴とする。 The molding apparatus as one aspect of the present invention that solves the above problems is a molding apparatus that molds a composition on a substrate by using a mold, and the composition is applied after the composition is applied to a shot region on the substrate. It has a control unit that adjusts the volatilization amount of the composition based on the time until contact with the mold, and the control unit has a plurality of shots of the volume or film thickness of the composition when the mold is brought into contact with the composition. It is characterized by adjusting the amount of volatilization so as to be uniform in the region.
本発明によれば、組成物が塗布されてから型と接触するまでの時間に拘わらず組成物の体積または膜厚を均一化することのできる成形装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a molding apparatus capable of making the volume or the film thickness of the composition uniform regardless of the time from the application of the composition to the contact with the mold.
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置としてインプリント装置を用いた例について説明する。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 drawings. In the following examples, an example in which an imprint device is used as a molding device for molding a composition on a substrate using a mold will be described. In each figure, the same member is given the same reference number, and duplicate description is omitted.
〔実施例１〕
図１は、本実施例の、型を用いて基板１０上の組成物を成形する成形装置としてのインプリント装置（リソグラフィ装置）１の構成の一例を示した図である。インプリント装置１は、基板１０上に供給されたインプリント材（組成物）と型７（原版、テンプレート、モールド）とを接触させる。そして、インプリント材９に硬化用のエネルギーを与えることにより、型７の凹凸パターンが転写された硬化物の組成物を成形する装置である。
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an imprint device (lithographic device) 1 as a molding device for molding a composition on a
ここで、インプリント材９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（未硬化状態のインプリント材と呼ぶこともある）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１５０ｎｍ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。 Here, as the imprint material 9, a curable composition (sometimes referred to as an uncured imprint material) that is cured by being applied with energy for curing 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 150 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９は、スピンコーターやスリットコーターにより基板１０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１０上に付与されてもよい。インプリント材９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 9 is applied in the form of a film on the
本実施例では、インプリント装置１は、光の照射によりインプリント材９を硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、以下では、基板１０上のインプリント材９に対して光を照射する、後述する照射光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。
In this embodiment, the
ここで、図１を用いて、インプリント装置１の各部について説明する。インプリント装置１は、型保持部３と、照射部２と、基板ステージ（移動部）４と、塗布部（組成物供給部）５と、補助部材１５と、制御部６と、アライメント計測部２１とを含みうる。また、インプリント装置１は、基板ステージ４を載置し基準平面を形成する定盤２２と、型保持部３を固定するブリッジ定盤２３と、定盤２２から延設され、床面からの振動を除去する除振器２４を介してブリッジ定盤２３を支持する支柱２５とを備える。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、型７を装置外部と型保持部３との間で搬入出させる型搬送部や、基板１０を装置外部と基板ステージ４との間で搬入出させる基板搬送部などを含み得る。
Here, each part of the
型保持部３は、真空吸着力や静電気力によって型７を引き付けて保持する型チャック１１と、型チャック１１を保持して型７（型チャック１１）を移動させる型移動機構１２とを含む。型チャック１１及び型移動機構１２は、照射部２からの光が基板１０上のインプリント材９に照射されるように、中心部（内側）に開口を有する。
The
型移動機構１２は、基板１０上のインプリント材９への型７の押し付け（押印）、又は、基板１０上のインプリント材９からの型７の引き離し（離型）を選択的に行うように、型７をＺ軸方向に移動させる。型移動機構１２に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。
The
型移動機構１２は、型７を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていても良い。また、型移動機構１２は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型７を移動可能に構成されていても良い。更に、型移動機構１２は、型７のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型７の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。
The
型７は、矩形の外周形状を有し、基板１０に対向する面（パターン面）に３次元状に形成されたパターン（回路パターンなどの基板１０に転写すべき凹凸パターン）を備えたパターン部７ａを有する。型７は、光８を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。また、型７は、光８が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティを有していてもよい。
The mold 7 has a rectangular outer peripheral shape, and has a pattern portion having a three-dimensionally formed pattern (concave and convex pattern to be transferred to the
照射部２は、不図示の光源及び照射光学系を有し、照射光学系は後述する光学素子を組み合わせたものを備える。照射部２は、インプリント処理（成形処理）において、型７を介して、基板１０上のインプリント材９に光８を照射する。照射する光は例えば、紫外線であるが、これに限らずインプリント材９を適切に硬化させることができる波長の光であれば紫外線以外であってもよい。照射部２は、光源と、光源から照射される光をインプリント処理に適切な光８の状態（光の強度分布、照明領域など）に調整するための光学素子（レンズ、ミラー、遮光板など）とを含みうる。本実施例では、光硬化法を採用しているため、インプリント装置１が照射部２を有している。但し、例えば、熱硬化法を採用する場合には、インプリント装置１は、照射部２に代えて、インプリント材（熱硬化性インプリント材）を硬化させるための熱源を有することになる。
The irradiation unit 2 has a light source (not shown) and an irradiation optical system, and the irradiation optical system includes a combination of optical elements described later. In the imprint process (molding process), the irradiation unit 2 irradiates the imprint material 9 on the
基板ステージ４は、真空吸着力や静電気力によって基板１０を引き付けて保持する基板チャック１４と、基板チャック１４を保持して型７を移動させるステージ駆動機構１６とを含みうる。基板ステージ４は、ＸＹ面内で移動可能である。型７のパターン部７ａを基板１０上のインプリント材９に押し付ける際に基板ステージ４の位置を調整することで型７の位置と基板１０の位置とを互いに整合させる。基板ステージ４に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。また、基板ステージ４は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１０を移動可能に構成されていても良い。
The substrate stage 4 may include a
なお、インプリント装置１における型７の押印及び離型は、型７をＺ軸方向に移動させることで実現する。ただし、基板１０をＺ軸方向に移動させることで実現させても良い。また、型７と基板１０の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、型７の押印及び離型を実現しても良い。また、基板ステージ４は、基板１０のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１０の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。
The imprinting and releasing of the mold 7 in the
また、基板ステージ４は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１７を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラー１７にそれぞれヘリウムネオンなどのビームを照射することで基板ステージ４の位置を測定する複数のレーザー干渉計１８を備える。なお、図１では、参照ミラー１７とレーザー干渉計１８との１つの組のみを図示している。レーザー干渉計１８は、基板ステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部６は、このときの計測値に基づいて基板１０（基板ステージ４）の位置決め制御を実行する。また、基板ステージ４の位置を計測するためにエンコーダを用いてもよい。
Further, the substrate stage 4 is provided with a plurality of reference mirrors 17 corresponding to each direction of X, Y, Z, ωx, ωy, and ωz on its side surface. On the other hand, the
補助部材１５は、基板チャック１４に保持された基板１０を取り囲むようにして、基板チャック１４の周囲に配置されている。また、補助部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面とがほぼ同じ高さになるように、補助部材１５が配置されている。基板チャック１４はステージ駆動機構１６上に搭載される。
The
補助部材１５は、参照ミラー１７とレーザー干渉計１８との光路に後述する少なくともインプリント材９に対して高可溶性又は高拡散性のいずれか一方の性質を有する気体が侵入しないようにさせる機能を有する。また、補助部材１５があることにより、基板１０の周辺に配置されるショット領域をインプイリントする際に、第１気体供給部から供給される気体の濃度を高く保つことができるという効果もある。ここで、補助部材１５の上面の空間と基板１０の上面の空間とで気体の濃度に１％以上の差が生じない限度で、補助部材１５の上面の高さと基板チャック１４に保持された基板１０の上面の高さに差が生じていてもよい。例えば、補助部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面との高さの差は１ｍｍ以下であればよい。より好ましくは、補助部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面との高さの差は０．１ｍｍ以下であればよい。
The
基板１０は、ガラス、セラミックス、金属、インプリント材等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板１０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１０としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。また、基板１０は、インプリント処理によりマスターマスクからレプリカマスクを製造するためのガラス基板であっても良い。
Glass, ceramics, metal, imprint material, or the like is used for the
塗布部５は型保持部３の近傍に設置され、基板１０上に存在する、少なくとも１つのショット領域（成形領域、インプリント領域）にインプリント材９を塗布する。塗布部５は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、未硬化状態のインプリント材９を収容する容器１９と、吐出部２０とを含みうる。容器１９は、その内部をインプリント材９の硬化反応を起こさないような、例えば若干の酸素を含む雰囲気としつつ、インプリント材９を管理可能とするものが望ましい。また、容器１９の材質は、インプリント材９にパーティクルや化学的な不純物を混入させないようなものとすることが望ましい。吐出部２０は、例えば複数の吐出口を含むピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有する。インプリント材９の塗布量（吐出量）は、０．１〜１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約１ｐＬ／滴で使用する場合が多い。なお、インプリント材９の全塗布量は、パターン部７ａの密度、および所望の残膜厚により決定される。
The
アライメント計測部２１は、光８を型７に形成されたアライメントマーク及び基板１０に形成されたアライメントマークに照射し、その反射光であるアライメント光を検出することで、型７と基板１０との相対位置ずれ量等を計測（検出）する。この相対位置ずれ量等の計測は、型７とインプリント材９とが接触している状態で行う。ここで計測された相対位置ずれ量などは、型移動機構１２やステージ駆動機構１６を調整することで、位置ずれを低減する際に用いられる。また、不図示の形状補正部（型補正部）により型７のパターン部７ａまたは基板１０のショット領域の形状を変形させることで、位置ずれを低減させることもできる。
The
制御部６は、ＣＰＵやメモリなどを含む、少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部６は、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、メモリに格納されたプログラムに従って、インプリント装置１の各構成要素の動作及び調整などを統括的に制御する。また、制御部６は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。
The control unit 6 is composed of at least one computer including a CPU, a memory, and the like. Further, the control unit 6 is connected to each component of the
ここで、インプリント装置１による一般的なインプリント方法（インプリント処理）について説明する。
Here, a general imprint method (imprint process) by the
まず、制御部６は、基板搬送部により基板ステージ４に基板１０を載置および固定させる。次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６を駆動させて基板１０の位置を適宜変更させつつ、アライメント計測部２１により基板１０上のアライメントマークを順次計測させ、基板１０の位置を高精度に検出する。そして、制御部６は、その検出結果から各転写座標を演算し、この演算結果に基づいて所定のショット毎に逐次パターンを成形させる（ステップ・アンド・リピート）。
First, the control unit 6 places and fixes the
ここで、ある１つのショット領域に対するパターン成形の流れとして、制御部６は、まず、ステージ駆動機構１６により、インプリント材９を吐出させる吐出部２０の吐出口の下に基板１０上の塗布位置（ショット領域上の特定の位置）を位置決めさせる。その後、制御部６は塗布部５を制御し、基板１０上のショット領域にインプリント材９を塗布する（塗布工程）。次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６により、パターン部７ａ直下の押し付け位置にショット領域が位置するように基板１０を移動させ、位置決めさせる。
Here, as a flow of pattern forming for a certain shot region, the control unit 6 first applies a coating position on the
次に、制御部６は、パターン部７ａとショット領域上の基板１０側パターンとの位置合わせや倍率補正機構によるパターン部７ａの倍率補正などを実施する。その後、型移動機構１２を駆動させる。ショット領域上のインプリント材９にパターン部７ａを押し付ける（接触させる）際に、パターン部７ａを基板１０に向かって凸形状に変形させてインプリント材９に押し付ける（押印工程）。この押し付けにより、インプリント材９は、パターン部７ａの凹凸パターンに充填される。なお、制御部６は、押し付け完了の判断を型保持部３の内部に設置された不図示の荷重センサにより行う。この状態で、制御部６は。照射部２を制御して、型７の背面（上面）から光８を所定時間、インプリント材９に照射し、型７を透過した光８によりインプリント材９を硬化させる（硬化工程）。そして、インプリント材９が硬化した後、制御部６は、型移動機構１２を再駆動させ、パターン部７ａを基板１０から引き離す（離型工程）。
Next, the control unit 6 performs alignment of the
これにより、基板１０上のあるショット領域の表面には、パターン部７ａの凹凸パターンに倣った３次元形状のインプリント材９のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作を基板ステージ４の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、インプリント装置１は、１枚の基板１０上に複数のインプリント材９のパターンを成形することができる。
As a result, a pattern (layer) of the imprint material 9 having a three-dimensional shape that follows the uneven pattern of the
また、型７を基板１０上のインプリント材９に押し付けて、パターン部７ａにインプリント材９を充填させる際に、型７と基板１０との間に存在する空気が、パターン部７ａに入り込み、硬化後、成形されたパターンに不良の発生が生じ得る。そこで、型７と基板１０との間の空間に、少なくともインプリント材９に対して高可溶性又は高拡散性のいずれか一方の性質を有する気体を供給させるとよい。
Further, when the mold 7 is pressed against the imprint material 9 on the
図２は、一般的なインプリント処理の工程のうち、塗布工程、押印工程、離型工程を示す概略図である。図２（Ａ）は、一般的なインプリント処理における塗布工程を説明する示す概略図である。図２（Ｂ）は、一般的なインプリント処理における押印工程と離型工程を示す概略図である。図２（Ｃ）は、一般的なインプリント処理が終了した基板１０の状態を示す
FIG. 2 is a schematic view showing a coating process, a stamping process, and a mold release process among general imprint processing processes. FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a coating process in a general imprint process. FIG. 2B is a schematic view showing a stamping process and a mold release process in a general imprint process. FIG. 2C shows the state of the
図２（Ａ）に例示しているように、一般的な塗布工程は、連続して基板１０上の複数のショット領域にインプリント材９を塗布する。本実施例においては、最初にインプリント材９を塗布するショット領域を、ショット領域Ａとする。２番目にインプリント材９を塗布するショット領域をショット領域Ｂとして、複数のショット領域にインプリント材９を塗布していき、最後にインプリント材９を塗布する、ｘ番目のショット領域をショット領域Ｘとする。このように、ショット領域Ａからショット領域Ｂと続き、最後のショット領域Ｘまで連続してインプリント材９を基板１０上に塗布する。
As illustrated in FIG. 2A, in a general coating step, the imprint material 9 is continuously applied to a plurality of shot regions on the
次に、図２（Ｂ）に例示しているように、一般的な押印工程においては、連続的に複数のショット領域のインプリント材９に対して、型７を順次押し付ける。また一般的な離型工程は、型７を押し付け後に型７をインプリント材９から離型させる。離型を行うまでに、インプリント材９を硬化させる硬化工程を行う。図２（Ｃ）は、一般的なインプリント処理が終了した基板１０の状態を示す。このように、一般的なインプリント処理を順次行っていくと、最初にインプリント処理を行ったショット領域Ａと、最後にインプリント処理を行ったショット領域Ｘとでは、インプリント材９を塗布してから、型７を押印して離型するまでの時間が大きく異なる。これはインプリント材９の塗布は比較的短時間でできるのに対して、インプリント処理には比較的時間がかかるためである。
Next, as illustrated in FIG. 2B, in the general imprinting process, the mold 7 is continuously pressed against the imprint material 9 in a plurality of shot regions. Further, in a general mold release step, the mold 7 is released from the imprint material 9 after the mold 7 is pressed. Before the mold is released, a curing step of curing the imprint material 9 is performed. FIG. 2C shows a state of the
インプリント材９の種類によっては、時間の経過に応じて揮発していく特性を有しているものが多い。そのため、ショット領域Ｘを押印（インプリント）するまでに、基板１０上の各ショット領域に塗布されたインプリント材９は塗布されてから押印するまでの経過時間に基づいて徐々に揮発していく。インプリント材９が揮発していくと、各ショット領域に塗布されたインプリント材９の体積は徐々に減少してしまう。ここで、インプリント材９の体積が減少した状態で、型７をインプリント材９に押印処理及び離型処理をする。その場合、パターン部７ａに必要なインプリント材９の体積（または膜厚）が足りなくなり、パターン部７ａにインプリント材９が充填しきらない（パターン未充填）状態が発生する場合がある。
Many types of imprint materials 9 have the property of volatilizing with the passage of time. Therefore, by the time the shot region X is imprinted, the imprint material 9 applied to each shot region on the
また、上記のようにインプリント材９の体積が減少してしまうとインプリント処理後のインプリント材９の残膜厚（Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ；ＲＬＴ）も減少してしまう。残膜厚が減少すると、この後の加工工程にも影響を与え、所望の加工ができない事態になる場合もある。 Further, if the volume of the imprint material 9 is reduced as described above, the residual film thickness (Residal Layer Stickness; RLT) of the imprint material 9 after the imprint process is also reduced. If the residual film thickness decreases, it may affect the subsequent processing process, and the desired processing may not be possible.
このように、従来のインプリン処理では、インプリント材９を塗布してから型７を押印するまでの時間が各ショット領域で異なり、基板１０内でパターン未充填が発生する、または残膜厚が減少する（残膜厚にムラが生じてしまう）場合があった。一方、最初からインプリント材９の塗布量を増やしすぎると、はみ出したインプリント材９によって他のインプリント処理に悪影響を与えてしまう問題があった。
As described above, in the conventional imprinting process, the time from the application of the imprint material 9 to the imprinting of the mold 7 differs in each shot region, and the pattern is not filled in the
そこで、本実施例では、インプリント材９を塗布する塗布工程から押印工程までの時間に応じて、各ショット領域に塗布されたインプリント材９の揮発量を異ならせるように制御（調整）する揮発制御工程（揮発調整工程）を設けている。具体的には、意図的に基板１０上の所定のショット領域のインプリント材９の揮発を促進させることによって、各ショット領域の押印する前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化（均等化）にさせる。均一化することで、インプリント処理をする際の各ショット領域のインプリント材９を所望の体積または膜厚にすることができる。
Therefore, in this embodiment, the volatilization amount of the imprint material 9 applied to each shot region is controlled (adjusted) to be different according to the time from the coating process of applying the imprint material 9 to the imprinting process. A volatilization control process (volatilization adjustment process) is provided. Specifically, by intentionally promoting the volatilization of the imprint material 9 in a predetermined shot region on the
以下、本実施例におけるインプリント装置１のインプリント処理に関して図３から図５を参照して詳しく説明する。図３は、各ショット領域におけるインプリント材９の揮発量の一例を示す図である。図４は、本実施例のインプリント処理の工程のうち、塗布工程、押印工程、揮発工程、離型工程を示す概略図である。図４（Ａ）は、本実施例のインプリント処理における塗布工程を示す概略図である。図４（Ｂ）は、本実施例のインプリント処理における揮発工程を示す概略図である。図４（Ｃ）は、本実施例のインプリント処理における押印工程を示す概略図である。図４（Ｄ）は、本実施例のインプリント処理における離型工程を示す概略図である。
Hereinafter, the imprint process of the
図５は、図４で示したインプリント処理に対応する各工程のフローチャートである。以下に、本実施例のインプリント処理について、図５を参照して説明する。なお、図５のフローチャートに示す各動作（処理）は、制御部６がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。 FIG. 5 is a flowchart of each process corresponding to the imprint process shown in FIG. Hereinafter, the imprint process of this embodiment will be described with reference to FIG. Each operation (process) shown in the flowchart of FIG. 5 is controlled by the control unit 6 executing a computer program.
まず、ステップＳ１０１では、制御部６は、連続でインプリント処理をする複数のショット領域の数を決める。そしてその数に応じて、各ショット領域において、それぞれインプリント材９を塗布してから、型７を押印するまでの時間を算出する。 First, in step S101, the control unit 6 determines the number of a plurality of shot areas to be continuously imprinted. Then, according to the number, the time from the application of the imprint material 9 to the imprinting of the mold 7 is calculated in each shot area.
次に、ステップＳ１０２では、制御部６は、ステップＳ１０１で算出した時間に基づき、各ショット領域において、インプリント材９を塗布してから型７を押印するまでに揮発して残留するインプリント材９の体積を算出する。即ち、ステップＳ１０１によって算出された、インプリント材９を塗布してから型７を押印するまでの、ショット領域毎の時間に基づいて、各ショット領域のインプリント材９の揮発後の残留体積を算出する。 Next, in step S102, the control unit 6 volatilizes and remains in each shot region from the time the imprint material 9 is applied until the mold 7 is stamped, based on the time calculated in step S101. Calculate the volume of 9. That is, based on the time for each shot region from the application of the imprint material 9 to the imprinting of the mold 7, the residual volume of the imprint material 9 in each shot region after volatilization, which is calculated in step S101, is calculated. calculate.
次に、ステップＳ１０３では、制御部６は、ステップＳ１０２で算出した複数のショット領域におけるインプリント材９の体積が最小となるショット領域を算出する。算出後は、連続でインプリント処理をする複数のショット領域のインプリント材９の体積を、最小となるショット領域の体積と同じとなるように、各ショット領域のインプリント材９の揮発量を算出する。即ち、インプリント材９を塗布してから型７と接触するまでの時間が最大となるショット領域の体積を基準とする。そして、当該ショット領域以外の各ショット領域のインプリント材９の体積がそれぞれのインプリント時にその最小体積とほぼ同じにするための揮発量を算出する。ここで、連続でインプリント処理をする各ショット領域とインプリント材９の揮発量の関係は例えば、図３のようになる。 Next, in step S103, the control unit 6 calculates a shot region in which the volume of the imprint material 9 in the plurality of shot regions calculated in step S102 is minimized. After the calculation, the volatile amount of the imprint material 9 in each shot region is set so that the volume of the imprint material 9 in the plurality of shot regions to be continuously imprinted is the same as the volume of the minimum shot region. calculate. That is, the volume of the shot region where the time from the application of the imprint material 9 to the contact with the mold 7 is maximized is used as a reference. Then, the volatile amount for making the volume of the imprint material 9 in each shot region other than the shot region substantially the same as the minimum volume at each imprint is calculated. Here, the relationship between each shot region to be continuously imprinted and the amount of volatilization of the imprint material 9 is as shown in FIG. 3, for example.
次に、ステップＳ１０４では、図４（Ａ）に示すように、ステップＳ１０１で算出した複数のショット領域に連続してインプリント材９を塗布する。インプリント材９を塗布する際には、インプリント材９の体積が最小となるショット領域の残膜厚（押印後の膜厚）が、所望の残膜厚となるように、インプリント材９の吐出配置を変える。またはインプリント材９の吐出量をあらかじめ多めに塗布しておくことが望ましい。但し、前述のように、塗布量が多すぎると問題が生じるので、塗布量は適正範囲にとどめる。なお、所望の残膜厚としては例えば、３０ｎｍから５０ｎｍ程度の範囲である。 Next, in step S104, as shown in FIG. 4A, the imprint material 9 is continuously applied to the plurality of shot regions calculated in step S101. When applying the imprint material 9, the imprint material 9 has a desired residual film thickness (the film thickness after imprinting) in the shot region where the volume of the imprint material 9 is minimized. Change the discharge arrangement of. Alternatively, it is desirable to apply a large amount of the imprint material 9 in advance. However, as described above, if the coating amount is too large, a problem will occur, so the coating amount should be kept within an appropriate range. The desired residual film thickness is, for example, in the range of about 30 nm to 50 nm.
次に、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で算出した複数のショット領域のインプリント材９の揮発量に基づいて、図４（Ｂ）に例示するように、揮発機構（調整部）３０を用いて複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進させる（揮発工程）。複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進させる処理に際し、ステップＳ１０４で複数のショット領域にインプリント材９を塗布した順番と逆の順番でインプリント材９を揮発させていくことが好ましい。これによりインプリント処理中の無駄な動作が削減され、スループットが向上する。 Next, in step S105, based on the volatilization amount of the imprint material 9 in the plurality of shot regions calculated in step S103, a plurality of pieces are used by using the volatilization mechanism (adjustment unit) 30 as illustrated in FIG. 4B. The volatilization of the imprint material 9 in the shot region of No. 1 is promoted (volatilization step). In the process of promoting the volatilization of the imprint material 9 in the plurality of shot regions, it is preferable to volatilize the imprint material 9 in the reverse order of the order in which the imprint material 9 is applied to the plurality of shot regions in step S104. .. This reduces unnecessary operations during the imprint process and improves throughput.
このとき、図３に示したような揮発量となるような圧力で気体を各ショット領域に対して供給または回収する。これによって図４（Ｂ）の揮発量を制御する処理が終わった段階では、インプリント材９の体積の大小関係は、ショット領域Ａ＜ショット領域Ｂ＜ 〜 ＜ショット領域Ｘのようになる。その結果、図４（Ｃ）のように、各ショット領域に押印動作を行う際のインプリント材９の体積（膜厚）は略同じとなる。また、図４（Ｄ）に示すように、押印処理後の各ショット領域の残膜厚は略均一となる。 At this time, the gas is supplied or recovered to each shot region at a pressure so as to have a volatile amount as shown in FIG. As a result, at the stage where the process of controlling the volatilization amount in FIG. 4B is completed, the magnitude relationship of the volume of the imprint material 9 becomes as follows: shot region A <shot region B <~ <shot region X. As a result, as shown in FIG. 4C, the volume (thickness) of the imprint material 9 when the imprinting operation is performed on each shot region is substantially the same. Further, as shown in FIG. 4D, the residual film thickness of each shot region after the imprinting process is substantially uniform.
揮発機構３０は、基板１０に塗布されたインプリント材９近傍（周囲）の雰囲気に気体を供給または回収する機能を有する機構である。揮発機構３０は、気体供給口３１によってインプリント材９近傍の雰囲気に気体を供給する。また、インプリント材９近傍の雰囲気の気体を回収する場合、揮発機構３０に設けた気体回収口３１によって気体を回収する。さらに揮発機構３０は不図示の駆動部（アクチュエータ）によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に駆動可能とする。
The
本実施例においては、気体供給口３１と気体回収口３１は共通の穴構造（穴部）を用いて選択的に気体供給と気体回収を行うように構成される。しかし、気体供給口３１と気体回収口３１をそれぞれ異なる穴構造として揮発機構に設けるようにしてもよい。なお、本実施例の揮発機構３０では、気体回収口３１から供給する気体と、気体回収口３１によって回収する気体との揮発機構３０内の流路は同一の流路を使用している。しかし、これに限らず、気体を供給する際の流路と、気体の回収する際の流路とを別々の流路とするように、揮発機構３０内に例えば、仕切り板やチューブ等を設け２つ以上の流路を形成するようにしてもよい。
In this embodiment, the
図６は、本実施例の揮発機構３０の概略図である。揮発機構３０は、図６（Ａ）のように、ライン上に気体を供給または回収する気体供給口３１及び気体回収口３１がライン状に配置されている構造でもよいし、図６（Ｂ）に示すように、１つのショット領域全体をカバーできるような構造にしてもよい。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）における揮発機構３０の縦の長さは、１ショット領域の縦幅に相当する。しかし、これに限らず１つ以上の気体供給口３１及び気体回収口３１を略矩形状の構造とするようにしてもよい。また、気体供給口３１及び気体回収口３１として、穴構造としているが、より均一に気体を供給、回収するために、メッシュ構造や多孔質構造とするようにしてもよい。揮発機構３０が、図６（Ａ）のような構造の場合は、ステップＳ１０５は、基板ステージ４を図４（Ｂ）のようにスキャン駆動しながら、揮発機構３０より気体を供給もしくは回収する。揮発機構３０が、図５（Ｂ）のような構造の場合では、ステップＳ１０５の基板ステージ４の駆動は、１ショット領域毎にステップ駆動しながら、揮発機構３０より気体を供給もしくは回収する。
FIG. 6 is a schematic view of the
揮発機構３０が、インプリント材９の近傍の雰囲気に気体を供給または回収することで、インプリント材９の揮発成分の蒸気圧が下がり、インプリント材９の揮発を促進することができる。また、制御部６が、気体の供給量、気体の回収量、気体供給時間、または気体回収時間を連動して制御することで、インプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を効率的に調整する制御ができる。なお、インプリント材９の近傍とは、ショット領域に塗布されたインプリント材９の揮発をショット領域毎に促進できる（カバーできる）範囲であれば良い。
When the
また、気体を供給する際の気体の種類に関して、インプリント材９に悪影響を及ぼすような気体でなければ特に限定するものではないが、例えば、インプリント材９の揮発成分を含む気体を供給してもよい。インプリント材９の揮発成分の濃度を変化させることで、インプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を調整する制御ができる。 Further, the type of gas when supplying the gas is not particularly limited as long as it is not a gas that adversely affects the imprint material 9, but for example, a gas containing a volatile component of the imprint material 9 is supplied. May be. By changing the concentration of the volatile component of the imprint material 9, it is possible to control the volatilization of the imprint material 9 and adjust the volatilization amount of the imprint material 9.
図５に戻り、次に、ステップＳ１０６では、制御部６は、最初にインプリント材９を塗布したショット領域（ショット領域Ａ）に対して図４（Ｃ）のように型７をインプリント材９に接触させる（押印工程）。次に、ステップＳ１０７では、型７にインプリント材９を接触させた状態で照射部２によりインプリント材９に光を照射し、インプリント材９を硬化させる。次に、ステップＳ１０８では型７をインプリント材９から引き離す（離型工程）。これを次のショット領域であるショット領域Ｂにも行い、最後のショット領域Ｘまで行った後にインプリント処理を終了する。 Returning to FIG. 5, in step S106, the control unit 6 imprints the mold 7 on the shot region (shot region A) to which the imprint material 9 is first applied, as shown in FIG. 4 (C). Contact with 9 (imprinting process). Next, in step S107, the imprint material 9 is irradiated with light by the irradiation unit 2 in a state where the imprint material 9 is in contact with the mold 7, and the imprint material 9 is cured. Next, in step S108, the mold 7 is separated from the imprint material 9 (mold release step). This is also performed for the shot area B, which is the next shot area, and the imprint process is terminated after the last shot area X is performed.
このように、本実施例では複数のショット領域に連続してインプリント材９を塗布する。塗布後、インプリント材９を塗布してから型７がインプリント材９に接触するまでの時間に応じて、インプリント材９の近傍の雰囲気に気体を供給または回収する。これにより、複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を異ならせるように調整する制御ができ、押印をする前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。さらに、パターン部７ａにインプリント材９が充填しきらない状態や、残膜厚にムラが生じることを低減することができる。
As described above, in this embodiment, the imprint material 9 is continuously applied to a plurality of shot regions. After coating, gas is supplied or recovered to the atmosphere in the vicinity of the imprint material 9 according to the time from the application of the imprint material 9 to the contact of the mold 7 with the imprint material 9. As a result, it is possible to control the volatilization of the imprint material 9 in a plurality of shot regions so as to adjust the volatilization amount of the imprint material 9 to be different, and the volume or film of the imprint material 9 before imprinting. The thickness can be made uniform. Further, it is possible to reduce the state in which the imprint material 9 is not completely filled in the
以上、本実施例では複数のショット領域のインプリント材９の揮発量を調整することで複数のショット領域での押印する前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することのできるインプリント装置（成形装置）を提供することができる。 As described above, in this embodiment, by adjusting the volatilization amount of the imprint material 9 in the plurality of shot regions, the volume or the film thickness of the imprint material 9 before imprinting in the plurality of shot regions can be made uniform. An imprint device (molding device) can be provided.
〔実施例２〕
実施例１では、インプリント材９の揮発を促進させるために、気体を供給または回収する方法を用いた揮発機構について説明したが、本実施例では、インプリント材９に光を照射する機能を有する揮発機構について説明する。なお、ここで言及しない事項及びインプリント装置１の構成は、実施例１と同様である。また、本実施例ではインプリント材９の揮発を促進させる方法が実施例１と異なる方法としているが、インプリント材９の揮発を促進させること自体は実施例１と同様であるため、図５で示した処理について説明を省略する。
[Example 2]
In Example 1, a volatilization mechanism using a method of supplying or recovering gas in order to promote volatilization of the imprint material 9 has been described, but in this embodiment, the function of irradiating the imprint material 9 with light is provided. The volatilization mechanism possessed will be described. The matters not mentioned here and the configuration of the
本実施例の揮発機構３０は、インプリント材９に光を照射する少なくとも１つ以上の光源３２を有する。光源３２には、インプリント材９を硬化させる波長を含まない波長帯域（波長領域）の光源を用いる。本実施例の揮発機構３０は、インプリント材９に光を照射する照射部としても機能する。ここで、本実施例の揮発機構３０が照射部２と同様にインプリント材９を硬化（化学反応）させる波長を含む光をインプリント材９に照射すると、インプリント材９の物性が変化してしまい、押印工程等で悪影響を与えてしまう。
The
即ち、押印工程等において、例えば、インプリント材９の粘度が変化して、インプリント材９の押印時にインプリント材９が濡れ広がりにくくなり結果として気泡が巻き込まれやすくなることが考えられる。さらに、気泡が消失するまでの時間が長くなり、結果として生産性が悪化する。そして、インプリント材９が硬化してしまった場合は、型７をインプリント材９に押印することができず、パターン形成ができなくなる等の問題が生じる。従って、本実施例の揮発機構３０にはインプリント材９を硬化させない波長帯域（波長領域）の光源を用いる必要がある。
That is, in the imprinting process or the like, for example, it is conceivable that the viscosity of the imprint material 9 changes, the imprint material 9 is less likely to get wet and spread when the imprint material 9 is imprinted, and as a result, air bubbles are likely to be involved. In addition, it takes longer for the bubbles to disappear, resulting in poor productivity. Then, when the imprint material 9 is cured, the mold 7 cannot be stamped on the imprint material 9, and there arises a problem that the pattern cannot be formed. Therefore, it is necessary to use a light source in a wavelength band (wavelength region) that does not cure the imprint material 9 for the
揮発機構３０に用いる光源としては、例えば、ＬＥＤ、レーザダイオード（ＬＤ）、ハロゲンランプ、エキシマランプ、冷陰極管、ＨＩＤランプ等が挙げられる。その他の光源の構成をしても構わないが、本実施例では、小型・軽量のＬＥＤ、ＬＤが適している。本実施例の揮発機構３０は、基板１０上に塗布されたインプリント材９やその周辺に光を照射する。これにより、インプリント材９付近の温度を上昇させ、インプリント材９の揮発を促進させることができる。
Examples of the light source used for the
本実施例においては、この揮発機構３０から複数のショット領域のインプリント材９またはその周辺に対し光を照射する。当該光の照射は、制御部６によって、照射する光の照度や照射時間を複数のショット領域毎に制御することで、複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を調整することができる。
In this embodiment, the imprint material 9 or its periphery in a plurality of shot regions is irradiated with light from the
図７は、実施例２のインプリント材９の揮発分布及び照度分布の一例を示した図である。揮発機構３０の光源３２の配置として、実施例１の図６（Ａ）と同様に、ライン状に配置されてもよいし、図６（Ｂ）と同様に１つのショット領域全体をカバーできるような配置としてもよいがこれに限らない。更に、１つのショット領域内で、図７（Ａ）のようにインプリント材９の揮発量に分布がある場合は、複数の光源３２それぞれの照度を変更する。またはショット領域内に照度分布を形成するための光学系を揮発機構３０に設ける。そして、ショット領域内のインプリント材９に対し光を照射することで、図７（Ｂ）のようにショット領域内に照度分布を形成し、ショット領域内でインプリント材９の揮発量に分布を生じさせる。これにより、１つのショット領域内でインプリント材９の揮発量に分布がある場合であっても、押印をする前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the volatile distribution and the illuminance distribution of the imprint material 9 of the second embodiment. The
このように、本実施例では複数領域に連続してインプリント材９を塗布する。塗布後、インプリント材９を塗布してから型７がインプリント材９に接触するまでの時間に応じて、インプリント材９またはその周辺に光を照射する。これにより、複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を調整する制御ができ、押印する前のインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。さらに、パターン部７ａにインプリント材９が充填しきらない状態や、残膜厚にムラが生じることを低減することができる。
As described above, in this embodiment, the imprint material 9 is continuously applied to a plurality of areas. After the coating, the imprint material 9 or its periphery is irradiated with light according to the time from the application of the imprint material 9 until the mold 7 comes into contact with the imprint material 9. As a result, it is possible to control the volatilization of the imprint material 9 in a plurality of shot regions to adjust the volatilization amount of the imprint material 9, and to make the volume or the film thickness of the imprint material 9 before imprinting uniform. Can be done. Further, it is possible to reduce the state in which the imprint material 9 is not completely filled in the
以上、本実施例では実施例１と同様に複数のショット領域のインプリント材９の揮発量を調整する。これにより複数のショット領域での押印する前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することのできるインプリント装置（成形装置）を提供することができる。 As described above, in this embodiment, the volatilization amount of the imprint material 9 in the plurality of shot regions is adjusted in the same manner as in the first embodiment. This makes it possible to provide an imprint device (molding device) capable of making the volume or film thickness of the imprint material 9 uniform before imprinting in a plurality of shot regions.
〔実施例３〕
実施例２では、インプリント材９の揮発を促進するために、光源３２から光を照射する方法を用いた揮発機構について説明したが、本実施例では、ヒーター等の温調機能を有する温調機構について説明する。なお、ここで言及しない事項及びインプリント装置１の構成は、実施例１及び２と同様である。また、本実施例ではインプリント材９の揮発を促進させる方法が実施例１または２と異なる方法としているが、インプリント材９の揮発を促進させること自体は実施例１及び２と同様であるため、図５で示した処理について説明を省略する。なお、本実施例の温調機構３３は揮発機構３０としても機能する。
[Example 3]
In Example 2, a volatilization mechanism using a method of irradiating light from a
図８は、実施例３の温調機構３３の概略図である。温調機構３３は、図８に示すように基板ステージ４に設けるものとして、基板１０とステージ駆動機構１６の間に配置される。さらに、温調機構３３は上述のように、ヒーター等の温調機能を有している。また、本実施例の温調機構３３は、熱を加えてインプリント材９近傍の雰囲気を温める加熱部としても機能する。そして、制御部６が、温調機構３３を制御することで、基板１０の加熱温度や加熱時間を調整することができる。そして、インプリント材９近傍の雰囲気を加熱することでインプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を調整することができる。これにより、押印する前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。なお、インプリント材９の物性が変化する温度まで、加熱することは押印工程等で悪影響を与えてしまうため好ましくない。押印工程等での悪影響は実施例１と同様である。
FIG. 8 is a schematic view of the
本実施例の温調機構３３は、基板１０とステージ駆動機構１６の間に基板１０全体をカバーする大きさで１つ配置される。そして、ショット領域及びその周囲のインプリント材９近傍の雰囲気を加熱するように制御部６が制御することで、インプリント材９の揮発量の調整ができる。これにより、基板１０に塗布されたインプリント材９全体を同時に加熱することなく、複数のショット領域それぞれのインプリント材９の揮発量を調整することができる。また、本実施例の温調機構３３は１つに限らず、温調機能を有している複数の温調機構３３を基板１０とステージ駆動機構１６の間に配置し、前述のような制御を行うようにしてもよい。
One
なお、実施例１及び２では、インプリント材９が塗布された複数のショット領域に対して、基板ステージ４をステップ駆動またはスキャン駆動することで、ショット領域毎にインプリント材９の揮発を促進する制御をしていた。本実施例でも、ショット領域毎にインプリント材９の揮発量を調整してもよいが、複数のショット領域毎に塗布されているインプリント材９の揮発量を一括で調整するようにしてもよい。揮発量を一括で調整する場合、制御部６が、ステップＳ１０３と同様に、複数のショット領域に塗布されているそれぞれのインプリント材９の揮発量を算出する。そして、算出したそれぞれのインプリント材９の揮発量に基づいて、複数のショット領域のそれぞれのインプリント材９の雰囲気に異なる温度で加熱するように制御することで、インプリント材９の揮発量を一括で調整することができる。これにより、インプリント処理の時間を短縮することができるため、スループットを向上させることができる。 In Examples 1 and 2, the substrate stage 4 is step-driven or scan-driven for a plurality of shot regions coated with the imprint material 9 to promote volatilization of the imprint material 9 for each shot region. Was in control. In this embodiment as well, the volatilization amount of the imprint material 9 may be adjusted for each shot region, but the volatilization amount of the imprint material 9 applied to each of a plurality of shot regions may be adjusted collectively. good. When adjusting the volatilization amount at once, the control unit 6 calculates the volatilization amount of each imprint material 9 applied to the plurality of shot regions in the same manner as in step S103. Then, based on the calculated volatile amount of each imprint material 9, the volatile amount of the imprint material 9 is controlled by controlling the atmosphere of each imprint material 9 in the plurality of shot regions to be heated at different temperatures. Can be adjusted in a batch. As a result, the imprint processing time can be shortened, and the throughput can be improved.
なお、温調機構３３は、基板１０とステージ駆動機構１６の間に配置することに限らない。例えば、実施例１または２の揮発機構３０と同様に、基板１０に対して上側に配置し赤外線等の光を照射するようにしてもよい。さらに、温調機構３３に駆動部を設け、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に駆動可能に構成するようにしてもよい。さらに、揮発機構３０にヒーター等の温調機構３３を設けるようにして、実施例１及び２と同様の方法でインプリント材９の揮発を促進する調整をしてもよい。
The
さらに、温調機構３３によってインプリント材９近傍の雰囲気を加熱することで、インプリント材９の揮発を促進させるように調整していたが、インプリント材９の雰囲気の温度を下げる冷却機能を温調機構３３に備えるようにしてもよい。そして、冷却機能を備える温調機構３３によって、基板１０の冷却温度、冷却時間を調整することでインプリント材９近傍の雰囲気を冷却し、インプリント材９の揮発を抑制するようことができる。従って、インプリント材９近傍の雰囲気を加熱した時と同様に、インプリント材９の揮発量を調整することができ、押印する前の複数のショット領域のインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。なお、インプリント材９の物性が変化する温度まで、冷却することは押印工程等で悪影響を与えてしまうため好ましくない。押印工程等での悪影響は実施例１と同様である。
Further, the
さらに、図７（Ａ）のように、１つのショット領域内でインプリント材９の揮発量に分布がある場合は、ショット領域内のインプリント材９近傍の雰囲気に加熱（または冷却）することで温度分布を形成する。これにより、ショット領域内でインプリント材９の揮発量に分布を生じさせる。これにより、ショット領域内でインプリント材９の揮発量に分布がある場合であっても、複数のショット領域における押印する前のインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。 Further, as shown in FIG. 7A, when the volatilization amount of the imprint material 9 is distributed in one shot region, the atmosphere near the imprint material 9 in the shot region is heated (or cooled). Form a temperature distribution with. This causes a distribution in the volatilization amount of the imprint material 9 in the shot region. Thereby, even if the volatilization amount of the imprint material 9 is distributed in the shot region, the volume or the film thickness of the imprint material 9 before imprinting in the plurality of shot regions can be made uniform.
このように、本実施例では複数領域に連続してインプリント材９を塗布する。塗布後、インプリント材９を塗布してから型７がインプリント材９に接触するまでの時間に応じて、インプリント材９近傍の雰囲気に加熱する。これにより、複数のショット領域のインプリント材９の揮発を促進してインプリント材９の揮発量を調整する制御をすることができ、押印する前のインプリント材９の体積または膜厚を均一化することができる。さらに、パターン部７ａにインプリント材９が充填しきらない状態や、残膜厚にムラが生じることを低減することができる。
As described above, in this embodiment, the imprint material 9 is continuously applied to a plurality of areas. After coating, the mold 7 is heated to an atmosphere in the vicinity of the imprint material 9 according to the time from the application of the imprint material 9 to the contact of the mold 7 with the imprint material 9. As a result, it is possible to control the volatilization of the imprint material 9 in a plurality of shot regions to adjust the volatilization amount of the imprint material 9, and to make the volume or film thickness of the imprint material 9 uniform before imprinting. Can be transformed into. Further, it is possible to reduce the state in which the imprint material 9 is not completely filled in the
以上、本実施例では実施例１及び２と同様に複数のショット領域のインプリント材９の揮発量を調整する。これにより複数のショット領域での押印する前までのインプリント材９の体積または膜厚を均一化することのできるインプリント装置（成形装置）を提供することができる。 As described above, in this embodiment, the volatilization amount of the imprint material 9 in the plurality of shot regions is adjusted in the same manner as in Examples 1 and 2. This makes it possible to provide an imprint device (molding device) capable of making the volume or film thickness of the imprint material 9 uniform before imprinting in a plurality of shot regions.
なお、加熱や冷却、気体の供給や回収、或いは光照射等を適宜組み合わせることによって、揮発を促進または抑制するように制御するようにしても良い。そして、インプリント材９が基板１０上のショット領域に塗布されてからインプリント材９が型７と接触するまでの時間に基づいて、インプリント材９の揮発量を調整するようにしても良い。即ち、揮発を促進または抑制することによって、型７をインプリント材９に接触させる時のインプリント材９の体積または膜厚が複数のショット領域で均一化されるように、揮発量を調整することで安定したインプリント（押印）が可能となる。
In addition, it may be controlled to promote or suppress volatilization by appropriately combining heating and cooling, gas supply and recovery, light irradiation and the like. Then, the volatile amount of the imprint material 9 may be adjusted based on the time from when the imprint material 9 is applied to the shot region on the
更には、インプリント材９が基板１０上のショット領域に塗布されてからインプリント材９が型７と接触するまでの時間に基づいて、揮発量の制御だけでなく、インプリント材９の塗布量を制御するようにしても良い。両者の組み合わせにより、型７をインプリント材９に接触させる時のインプリント材９の体積または膜厚が複数のショット領域でより均一化することができる。
Furthermore, based on the time from when the imprint material 9 is applied to the shot region on the
〔実施例４〕
実施例４は、成形装置の例として、基板Ｗの上に平坦化層を形成する形成処理を行う平坦化装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、前述の各実施例と同様である。前述の各実施例では、型（モールド）７として、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用の型について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有するモールド（平面テンプレート）であってもよい。平面テンプレートは、平面部によって基板Ｗ上の組成物を平坦化するように成形する平坦化処理（成形処理）を行う平坦化装置（成形装置）に用いられる。平坦化処理は、基板Ｗ上に供給された硬化性組成物に平面テンプレートの平坦部を接触させた状態で、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化性組成物を硬化させる工程を含む。
[Example 4]
In the fourth embodiment, as an example of the molding apparatus, a flattening apparatus that performs a forming process for forming a flattening layer on the substrate W will be described. The matters not mentioned here are the same as those in each of the above-described embodiments. In each of the above-described embodiments, as the mold 7, a mold for transferring a circuit pattern provided with a concavo-convex pattern has been described, but a mold (planar template) having a flat surface portion without the concavo-convex pattern may be used. The flat surface template is used in a flattening device (molding device) that performs a flattening process (molding process) in which a composition on a substrate W is flattened by a flat surface portion. The flattening treatment includes a step of curing the curable composition by irradiation with light or by heating in a state where the flat portion of the flat template is in contact with the curable composition supplied on the substrate W.
平坦化装置では、平面テンプレートを用いて、基板Ｗの上に平坦化層を形成する。基板Ｗ上の下地パターンは、前の工程で形成されたパターン起因の凹凸プロファイルを有しており、特に近年のメモリ素子の多層構造化に伴いプロセス基板は１００ｎｍ前後の段差を持つものも出てきている。基板Ｗ全体の緩やかなうねりに起因する段差は、フォト工程で使われているスキャン露光装置のフォーカス追従機能によって補正可能である。しかし、露光装置の露光スリット面積内に収まってしまうピッチの細かい凹凸は、そのまま露光装置のＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ Ｏｆ Ｆｏｃｕｓ）を消費してしまう。基板の下地パターンを平滑化する従来手法としてＳＯＣ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）のような平坦化層を形成する手法が用いられている。しかし従来技術では十分な平坦化性能が得られない問題があり、今後多層化による下地の凹凸差は更に増加する傾向にある。 In the flattening apparatus, a flattening layer is formed on the substrate W by using a flat surface template. The base pattern on the substrate W has an uneven profile due to the pattern formed in the previous process, and in particular, with the recent multi-layered structure of memory elements, some process substrates have a step of about 100 nm. ing. The step caused by the gentle waviness of the entire substrate W can be corrected by the focus tracking function of the scan exposure apparatus used in the photo process. However, the fine unevenness of the pitch that fits within the exposure slit area of the exposure apparatus consumes the DOF (Depth Of Focus) of the exposure apparatus as it is. As a conventional method for smoothing the base pattern of a substrate, a method for forming a flattening layer such as SOC (Spin On Carbon) and CMP (Chemical Mechanical Polishing) is used. However, there is a problem that sufficient flattening performance cannot be obtained by the conventional technique, and the difference in unevenness of the substrate due to the multi-layering tends to increase further in the future.
この問題を解決するために、本実施例の平坦化装置は、基板Ｗに予め塗布された未硬化の組成物に対して平面テンプレート（平面プレート）を押し当てて基板面内の局所平面化を行う。本実施例において、平坦化装置の構成は、図１に示したインプリント装置１と概ね同様とすることができる。ただし平坦化装置では、凹凸パターンが形成されたパターン部を有する型の代わりに、基板Ｗと同じかそれより大きい面積の平面プレートを使用し、基板Ｗの上の組成物層の全面に接触させる。型保持部は、そのような平面プレートを保持するように構成される。
In order to solve this problem, the flattening apparatus of this embodiment presses a flat surface template (flat plate) against the uncured composition previously applied to the substrate W to perform local flattening in the substrate surface. conduct. In this embodiment, the configuration of the flattening device can be substantially the same as that of the
図９は、実施例４に係る平坦化装置による処理を説明する図である。図９（Ａ）は、平坦化加工を行う前の下地パターン６００が形成された基板Ｗを示す図である。孤立パターンエリア６０１は、パターン凸部分の面積が少なく、Ｄｅｎｓｅエリア６０２はパターン凸部分の占める面積は凹部分の占める面積と１：１である。図９（Ｂ）は、基板Ｗ上に組成物（インプリント材）６０３を供給し、平面プレート６０４を接触させる前の状態を示している。この組成物６０３の供給パターンは、孤立パターンエリア６０１およびＤｅｎｓｅエリア６０２などの基板Ｗ全面での凹凸情報を考慮して計算されたものである。図９（Ｃ）は、平面プレート６０４を基板Ｗ上の組成物６０３と接触させ、組成物６０３に光源６０５からの光を照射して組成物６０３を硬化させている状態を示している。図９（Ｄ）は、硬化させた組成物６０３から平面プレート６０４を引き離した状態を示している。
FIG. 9 is a diagram illustrating processing by the flattening device according to the fourth embodiment. FIG. 9A is a diagram showing the substrate W on which the
上述したように、実際の基板Ｗはパターンの段差のみでなく、基板Ｗ全面で凹凸をもっているため、その凹凸の影響により、平面プレート６０４が組成物６０３と接触するタイミングが異なる。本実施例では、最初に接触した位置では、接触直後から組成物６０３の移動が始まるが、その程度に応じて組成物６０３を多く配置している。また、最後に接触した位置では、組成物の移動の始まりが遅く、周辺から流入する組成物が加わるが、その程度に応じて組成物６０３の量を減らしている。このような対処により、基板Ｗ全面で均一な厚みの平坦化層を形成することができる。
As described above, since the actual substrate W has irregularities not only on the step of the pattern but also on the entire surface of the substrate W, the timing at which the
前述の各実施例に係る発明は、本実施例の平坦化装置についても同様に適用することが可能であり、前述の各実施例と同様の効果が得られる。 The invention according to each of the above-mentioned Examples can be similarly applied to the flattening apparatus of this Example, and the same effect as that of each of the above-mentioned Examples can be obtained.
〔物品製造方法に係る実施例〕
インプリント装置１を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
[Examples relating to an article manufacturing method]
The pattern of the cured product formed by using the
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図１０を参照して説明する。図１０（Ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に成形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 with reference to FIG. As shown in FIG. 10 (A), a
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成形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（接触工程）。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（硬化工程）。
As shown in FIG. 10B, the
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成形される（パターン形成工程、成形工程）。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸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
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（処理工程）。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が成形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
なお、型４ｚとして、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用の型を用いた例について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有する型（ブランクテンプレート）であってもよい。
Although an example of using a circuit pattern transfer mold provided with a concave-convex pattern as the
なお、以上の上記各実施例では、光硬化法によるインプリント方法およびインプリント装置１について述べた。光を照射して硬化させるステップを、熱を加えて硬化させる熱硬化法によるステップに変更しても良い。すなわち、熱硬化法においても、上記各実施例は適用され得る。なお、熱硬化法を用いたインプリント装置１及びインプリント方法においては、加熱により、インプリント材９が硬化しないようにする。
In each of the above examples, the imprint method by the photocuring method and the
なお、以上の上記各実施例における均一（均等）とは同一である必要はなく、設定した体積または膜厚に対して１０％程度の違いがあるものも均等化の範囲に入るものとする。例えば、押印前のインプリント材９の膜厚（または残膜厚）を１５ｎｍに設定していた場合は、１５ｎｍ±１０％の範囲内であれば均一（均等）の範囲に入るものとする。 In addition, it is not necessary to be the same as the uniform (equal) in each of the above-mentioned examples, and those having a difference of about 10% with respect to the set volume or film thickness are also included in the range of equalization. For example, when the film thickness (or the remaining film thickness) of the imprint material 9 before imprinting is set to 15 nm, it shall be within a uniform (uniform) range if it is within the range of 15 nm ± 10%.
また、以上の上記実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介してインプリント装置１等に供給するようにしてもよい。そしてそのインプリント装置１等におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
Further, a computer program that realizes a part or all of the control in the above-described embodiment may be supplied to the
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。 Although the present invention has been described in detail based on the preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention. It is not excluded from the scope of the invention.
１ インプリント装置
７ 型
７ａ パターン部
９ インプリント材
１０ 基板
２０ 吐出部
３０ 揮発機構
３１ 気体供給口、気体回収口
３２ 光源
３３ 温調機構
1 Imprint device 7
Claims (12)
前記組成物が前記基板上のショット領域に塗布されてから前記組成物が前記型と接触するまでの時間に基づいて、前記組成物の揮発量を調整する制御部と、を有し
前記制御部は、前記型を前記組成物に接触させる時の前記組成物の体積または膜厚が複数のショット領域で均一化されるように、前記揮発量を調整する、
ことを特徴とする成形装置。 A molding device that molds a composition on a substrate using a mold.
The control unit has a control unit that adjusts the volatilization amount of the composition based on the time from when the composition is applied to the shot region on the substrate until the composition comes into contact with the mold. Adjusts the volatilization amount so that the volume or film thickness of the composition when the mold is brought into contact with the composition is made uniform in a plurality of shot regions.
A molding device characterized by that.
前記組成物が前記基板上のショット領域に塗布されてから前記組成物が前記型と接触するまでの時間に基づいて、前記組成物の揮発量を調整する制御工程と、を有し、
前記制御工程において、前記型を前記組成物に接触させる時の前記組成物の体積または膜厚が複数のショット領域で均一化されるように、前記組成物の前記揮発量を調整する、
ことを特徴とする成形方法。 A molding method for molding a composition on a substrate using a mold.
It comprises a control step of adjusting the volatilization amount of the composition based on the time from when the composition is applied to the shot region on the substrate until the composition comes into contact with the mold.
In the control step, the volatilization amount of the composition is adjusted so that the volume or film thickness of the composition when the mold is brought into contact with the composition is made uniform in a plurality of shot regions.
A molding method characterized by that.
前記成形工程で前記組成物が成形された前記基板を処理する処理工程と、
前記処理工程で処理された前記基板から物品を製造する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
A molding step of molding a composition on a substrate using the molding apparatus according to any one of claims 1 to 6.
A processing step of processing the substrate on which the composition is molded in the molding step, and a processing step of processing the substrate.
A process of manufacturing an article from the substrate processed in the processing step, and a process of manufacturing the article.
A method of manufacturing an article comprising.
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