JP7764542B2 - Imprinting apparatus and article manufacturing method - Google Patents
Imprinting apparatus and article manufacturing methodInfo
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Description
本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。 The present invention relates to an imprinting apparatus and an article manufacturing method.
半導体デバイスやMEMSなどの物品を製造する方法として、基板の上のインプリント材と型を接触させ、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によって、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。 One known method for manufacturing articles such as semiconductor devices and MEMS is the imprinting method, in which the imprint material on a substrate is brought into contact with a mold and then cured while in contact with the mold, thereby forming the imprint material.
特許文献1には、基板のパターン形成領域にレジストを滴下し、そのレジストにテンプレートを押し当て、パターン形成領域とその外側の領域との境界を含む光照射領域に光を照射し、その後にパターン形成領域に光を照射するインプリント装置が記載されている。該光照射領域への光の照射によって、該光照射領域上のレジストが硬化し、該パターン形成領域へのレジストの進入が防止される。特許文献2には、基板のパターン領域を加熱によって変形させる加熱機構と、型のパターン領域を変形させる形状補正機構とを備えるインプリント装置が記載されている。また、加熱の分布を形成する手段としてデジタルミラーデバイスを用いることが記載されている。 Patent Document 1 describes an imprinting apparatus that drops resist onto a pattern formation area on a substrate, presses a template against the resist, irradiates a light irradiation area including the boundary between the pattern formation area and the area outside it with light, and then irradiates the pattern formation area with light. Irradiating the light irradiation area with light hardens the resist on the light irradiation area, preventing the resist from entering the pattern formation area. Patent Document 2 describes an imprinting apparatus that includes a heating mechanism that heats and deforms the pattern area on the substrate, and a shape correction mechanism that deforms the pattern area on the mold. It also describes the use of a digital mirror device as a means for forming the heating distribution.
インプリント装置において、型を保持して駆動する機構の上方には種々のデバイスが配置されうる。例えば、基板の上のインプリント材を硬化させるための硬化部、基板に光を照射して加熱することで基板を変形させる変形部、基板と型との相対的な位置を検出するための検出系等のデバイスが配置されうる。これらのデバイスが配置される領域は限りがあり、種々のデバイスを配置するのは非常に困難であった。また、種々のデバイスを配置すると装置のサイズが大きくなる恐れがある。 In an imprinting apparatus, various devices can be placed above the mechanism that holds and drives the mold. For example, devices such as a curing unit that hardens the imprinting material on the substrate, a deformation unit that deforms the substrate by irradiating it with light and heating it, and a detection system that detects the relative position between the substrate and mold can be placed. However, the area in which these devices can be placed is limited, making it very difficult to place various devices. Furthermore, placing various devices could increase the size of the apparatus.
本発明は、インプリント装置の構造を単純化するために有利な技術を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an advantageous technology for simplifying the structure of an imprinting device.
本発明のインプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態で、前記インプリント材を硬化させるインプリント装置であって、第1光源からの第1光を変調して前記基板に導き、第2光源からの前記第1光とは波長が異なる第2光を変調して前記インプリント材に導く変調器と、前記第1光と前記第2光とを前記変調器に導く第1光学系と、前記第1光で第1光強度分布を形成する前記変調器の制御と、前記第2光で第2光強度分布を形成する前記変調器の制御とを切り替える制御部と、を備え、前記変調器で変調された前記第1光が前記基板を変形させ、前記変調器で変調された前記第2光が前記インプリント材の粘性を増加させる、ことを特徴とする。 The imprinting apparatus of the present invention is an imprinting apparatus that hardens an imprinting material supplied onto a substrate while the imprinting material is in contact with a mold, and is equipped with a modulator that modulates first light from a first light source and guides it to the substrate, and modulates second light from a second light source, the second light having a different wavelength from the first light, and guides it to the imprinting material; a first optical system that guides the first light and the second light to the modulator; and a control unit that switches between control of the modulator that forms a first light intensity distribution with the first light and control of the modulator that forms a second light intensity distribution with the second light, wherein the first light modulated by the modulator deforms the substrate, and the second light modulated by the modulator increases the viscosity of the imprinting material.
本発明によれば、インプリント装置の構造を単純化するために有利な技術を提供することができる。 The present invention provides an advantageous technique for simplifying the structure of an imprinting apparatus.
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。 A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that identical components in each drawing will be designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
(第1実施形態)
図1には、本発明の一実施形態のインプリント装置1の構成が示されている。インプリント装置1は、インプリント処理を実行し、これにより基板Sの上にインプリント材IMの硬化物からなるパターンを形成する。インプリント処理は、基板Sの上のインプリント材IMと型Mとを接触させる接触工程と、該接触工程の後に基板Sと型Mとのアライメントを行うアライメント工程と、該アライメント工程の後にインプリント材IMを硬化させる硬化工程とを含みうる。
(First embodiment)
1 shows the configuration of an imprint apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. The imprint apparatus 1 performs an imprint process, thereby forming a pattern made of a cured product of an imprint material IM on a substrate S. The imprint process can include a contact step of bringing the imprint material IM on the substrate S into contact with a mold M, an alignment step of aligning the substrate S with the mold M after the contact step, and a curing step of curing the imprint material IM after the alignment step.
インプリント材IMには、硬化用のエネルギーが与えられることによって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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。 The imprint material IM uses a curable composition (sometimes called an uncured resin) that hardens when curing energy is applied. The curing energy may be electromagnetic waves, heat, or other such light. The electromagnetic waves may be, for example, infrared light, visible light, ultraviolet light, or other light with a wavelength selected from the range of 10 nm to 1 mm.
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって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、非重合性化合物又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。 A curable composition is a composition that cures when irradiated with light or when heated. Photocurable compositions that cure when irradiated with light contain at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may also contain a non-polymerizable compound or solvent, as needed. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of sensitizers, hydrogen donors, internal mold release agents, surfactants, antioxidants, polymer components, etc.
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って基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で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 may be applied to the substrate in the form of a film using a spin coater or slit coater. Alternatively, the imprint material may be applied to the substrate in the form of droplets, or in the form of islands or a film formed by connecting multiple droplets, using a liquid ejection head. The viscosity of the imprint material (at 25°C) is, for example, 1 mPa·s or more and 100 mPa·s or less.
基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。 The substrate may be made of, for example, glass, ceramics, metal, semiconductor, or resin. If necessary, a member made of a material other than the substrate may be provided on the surface of the substrate. The substrate may be, for example, a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, or quartz glass.
本明細書および添付図面では、基板Sの表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX、θY、θZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。基板またはその領域と型Mまたはその領域とのアライメントは、基板Sおよび型Mの少なくとも一方の位置および/または姿勢の制御を含みうる。また、アライメントは、基板Sおよび型Mの少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。 In this specification and the accompanying drawings, directions are indicated in an XYZ coordinate system, with the direction parallel to the surface of the substrate S being the XY plane. The directions parallel to the X, Y, and Z axes in the XYZ coordinate system are the X direction, Y direction, and Z direction, respectively, and rotation around the X axis, Y axis, and Z axis are referred to as θX, θY, and θZ, respectively. Control or drive along the X, Y, and Z axes refers to control or drive along the direction parallel to the X axis, Y axis, and Z axis, respectively. Control or drive along the θX, θY, and θZ axes refers to control or drive along the axis parallel to the X axis, Y axis, and Z axis, respectively. Position is information that can be determined based on coordinates of the X, Y, and Z axes, and orientation is information that can be determined by values of the θX, θY, and θZ axes. Alignment between the substrate or a region thereof and the mold M or a region thereof may include control of the position and/or orientation of at least one of the substrate S and the mold M. Alignment may also include control to correct or change the shape of at least one of the substrate S and the mold M.
インプリント装置1は、基板Sを保持し駆動する基板駆動機構SD、および、基板駆動機構SDを支持するベースフレームBF、型Mを保持し駆動する型駆動機構MDを備えうる。基板駆動機構SDおよび型駆動機構MDは、基板Sと型Mとの相対位置が調整されるように基板駆動機構SDおよび型駆動機構MDの少なくとも一方を駆動する駆動機構DRVを構成する。駆動機構DRVによる相対位置の調整は、基板Sの上のインプリント材IMに対する型Mの接触、および、硬化したインプリント材IM(硬化物のパターン)からの型Mの分離のための駆動を含む。 The imprint apparatus 1 may include a substrate driving mechanism SD that holds and drives the substrate S, a base frame BF that supports the substrate driving mechanism SD, and a mold driving mechanism MD that holds and drives the mold M. The substrate driving mechanism SD and the mold driving mechanism MD constitute a drive mechanism DRV that drives at least one of the substrate driving mechanism SD and the mold driving mechanism MD so that the relative position between the substrate S and the mold M is adjusted. Adjustment of the relative position by the drive mechanism DRV includes driving the mold M to contact the imprint material IM on the substrate S and to separate the mold M from the hardened imprint material IM (pattern of the hardened material).
本実施形態のインプリント方法は、基板Sの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。本実施形態のインプリント装置は、基板上のインプリント材と型を接触させた後、型に形成された凹凸形状のパターンの凹部にインプリント材を十分に充填させた後、紫外線を照射してインプリント材を硬化させる。このように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。 The imprinting method of this embodiment involves supplying an imprint material onto a substrate S and bringing the supplied imprint material into contact with a mold (imprinting). The imprint material is then cured while in contact with the mold, and the mold is then separated from the cured imprint material (demolding), thereby forming a pattern of the imprint material on the substrate. The imprinting apparatus of this embodiment brings the imprint material on the substrate into contact with the mold, thoroughly fills the recesses of the concave-convex pattern formed on the mold with the imprint material, and then irradiates it with ultraviolet light to cure the imprint material. In this way, the imprinting apparatus is an apparatus that brings the imprint material supplied onto the substrate into contact with the mold and applies curing energy to the imprint material, thereby forming a pattern in a cured product to which the concave-convex pattern of the mold has been transferred.
基板駆動機構SDは、基板Sを保持する基板保持部SH、基板保持部SHを支持する基板ステージSS、および、基板ステージSSを駆動することによって基板Sを駆動する基板駆動アクチュエータSMを含みうる。基板駆動機構SDは、基板Sを複数の軸(例えば、X軸、Y軸、θZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されうる。基板Sの位置および姿勢の制御は、計測器29によって基板Sの位置および姿勢を計測し、その計測の結果に基づいてなされうる。 The substrate driving mechanism SD may include a substrate holder SH that holds the substrate S, a substrate stage SS that supports the substrate holder SH, and a substrate driving actuator SM that drives the substrate stage SS to drive the substrate S. The substrate driving mechanism SD may be configured to drive the substrate S about multiple axes (e.g., three axes: X-axis, Y-axis, and θZ-axis, or preferably six axes: X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, θY-axis, and θZ-axis). The position and orientation of the substrate S may be measured by a measuring instrument 29, and controlled based on the measurement results.
型駆動機構MDは、型Mを保持する型保持部MH、および、型保持部MHを駆動することによって型Mを駆動する型駆動アクチュエータMMを含みうる。型保持部MHは、型Mを変形させる型変形機構を含みうる。該型変形機構は、例えば、型Mの側面に力を加えることによって型Mを変形させうる。型駆動機構MDは、型Mを複数の軸(例えば、Z軸、θX軸、θY軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されうる。型Mは、インプリント処理によって基板Sの上のインプリント材IMに転写すべきパターンが形成されたパターン領域を有する。型駆動機構MDは、型Mの裏面側(パターン領域PRの反対側)の空間SPの圧力を調整することによって、型M(のパターン領域PR)を基板Sに向かって凸形状に変形させたり、平坦にしたりする圧力調整器PCを含みうる。型Mを基板Sに向かって凸形状に変形させた状態で、基板Sの上のインプリント材IMとパターン領域PRとの接触が開始され、その後、インプリント材IMとパターン領域PRとの接触領域が徐々に拡大するように圧力調整器PCが空間SPの圧力を調整しうる。 The mold driving mechanism MD may include a mold holding part MH that holds the mold M, and a mold driving actuator MM that drives the mold holding part MH to drive the mold M. The mold holding part MH may include a mold deformation mechanism that deforms the mold M. The mold deformation mechanism may deform the mold M, for example, by applying force to the side of the mold M. The mold driving mechanism MD may be configured to drive the mold M about multiple axes (e.g., three axes: the Z axis, the θX axis, and the θY axis; preferably, six axes: the X axis, the Y axis, the Z axis, the θX axis, the θY axis, and the θZ axis). The mold M has a pattern area in which a pattern to be transferred to the imprint material IM on the substrate S by the imprint process is formed. The mold driving mechanism MD may include a pressure regulator PC that adjusts the pressure in the space SP on the back side of the mold M (opposite the pattern area PR) to deform the mold M (pattern area PR) into a convex shape toward the substrate S or flatten it. With the mold M deformed into a convex shape toward the substrate S, contact between the imprint material IM on the substrate S and the pattern region PR begins, and then the pressure regulator PC can adjust the pressure in the space SP so that the contact area between the imprint material IM and the pattern region PR gradually expands.
インプリント装置1は、基板Sの上にインプリント材IMを供給、塗布あるいは配置するディスペンサ5(供給部)を備えうる。しかし、インプリント材IMは、インプリント装置1の外部装置において基板Sの上に供給、塗布あるいは配置されてもよい。 The imprinting apparatus 1 may be equipped with a dispenser 5 (supply unit) that supplies, applies, or places the imprinting material IM on the substrate S. However, the imprinting material IM may also be supplied, applied, or placed on the substrate S by an external device to the imprinting apparatus 1.
インプリント装置1は、硬化工程において、基板S(のショット領域)と型M(のパターン領域PR)との間のインプリント材IMに対してインプリント材IMを硬化させるための光9(硬化光)を光路LPに照射するための光源2(硬化光源)を備えうる。光路LPは、型Mおよびインプリント材IMを介して基板Sに至る光路である。インプリント装置1は、更に、基板Sに設けられたアライメントマークおよび型Mに設けられたアライメントマークとの相対位置を検出する検出器12を備えうる。検出器12は、基板Sに設けられたアライメントマークおよび型Mに設けられたアライメントマークを検出光15で照明し、これらのアライメントマークによって形成される像を撮像しうる。検出光15も、光路LPに照射される光として理解される。検出器12は、アライメントマークからの光を検出しうる。 The imprint apparatus 1 may include a light source 2 (curing light source) for irradiating the imprint material IM between the substrate S (shot area) and the mold M (pattern area PR) with light 9 (curing light) along a light path LP in the curing process to cure the imprint material IM. The light path LP is an optical path that leads to the substrate S via the mold M and the imprint material IM. The imprint apparatus 1 may further include a detector 12 that detects the relative positions of the alignment marks on the substrate S and the alignment marks on the mold M. The detector 12 may illuminate the alignment marks on the substrate S and the alignment marks on the mold M with detection light 15 and capture images formed by these alignment marks. The detection light 15 may also be understood as light irradiated along the light path LP. The detector 12 may detect light from the alignment marks.
型Mは、基板Sの上のインプリント材を成形するための型である。型は、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。型Mは、矩形の外形形状を有し、基板S(の上のインプリント材)に転写すべきパターン(凹凸パターン)が形成されたパターン面(第1面)11aを有する。型Mは、基板Sの上のインプリント材を硬化させるための紫外線(硬化光)を透過する材料、例えば、石英などで構成されうる。また、型Mのパターン領域PRには、アライメントマークとして機能する型側マークが形成されている。 The mold M is a mold for molding the imprint material on the substrate S. The mold may also be called a template or original. The mold M has a rectangular outer shape and a pattern surface (first surface) 11a on which a pattern (convex/concave pattern) to be transferred to the substrate S (the imprint material thereon) is formed. The mold M may be made of a material that transmits ultraviolet light (curing light) for curing the imprint material on the substrate S, such as quartz. In addition, a mold-side mark that functions as an alignment mark is formed in the pattern region PR of the mold M.
インプリント装置1は、更に、基板Sの上のインプリント材IMと型M(のパターン領域PR)との接触状態、あるいは、基板Sとの型M(のパターン領域PR)との間の空間へのインプリント材IMの充填状態を検出するための撮像部6を備えうる。撮像部6は、その他、基板Sと型Mとの間の異物を検出するためにも使用されうる。撮像部6は、基板S、インプリント材IMおよび型Mで構成される積層構造を観測光18で照明し、この積層構造によって形成される像を撮像しうる。観測光18も、光路LPに照射される光として理解される。 The imprinting apparatus 1 may further include an imaging unit 6 for detecting the contact state between the imprinting material IM on the substrate S and the mold M (pattern area PR), or the filling state of the imprinting material IM in the space between the substrate S and the mold M (pattern area PR). The imaging unit 6 may also be used to detect foreign matter between the substrate S and the mold M. The imaging unit 6 may illuminate the layered structure consisting of the substrate S, imprinting material IM, and mold M with observation light 18, and capture an image formed by this layered structure. The observation light 18 may also be understood as light irradiated along the optical path LP.
インプリント装置1は、更に、変調光21を光路LPに照射する光源ユニット20を備えうる。後述のように、光源ユニット20は、空間光変調器を含み、この空間光変調器によって入射光が変調された変調光21を光路LPに照射する。変調光21は、基板S(ショット領域)と型M(パターン領域PR)とのアライメントのために基板Sを変形させる第1変調光およびインプリント材IMを部分的に硬化させる第2変調光を含みうる。光路LPに第1変調光が照射されるときは、光路LPに第2変調光が照射されず、光路LPに第2変調光が照射されるときは、光路LPに第1変調光が照射されないことが好ましい。ただし、変調光21が光路LPに照射される期間における十分に短い期間であれば、第1変調光および第2変調光の双方が光路LPに照射されてもよい。第1変調光および第2変調光は、波長域が互いに重複しない光である。あるいは、第1変調光および第2変調光は、互いに異なる波長にピークを有する光でありうる。または、第1変調光および第2変調光は、互いに異なる強度を有する光でありうる。 The imprinting apparatus 1 may further include a light source unit 20 that irradiates modulated light 21 onto the light path LP. As described below, the light source unit 20 includes a spatial light modulator and irradiates modulated light 21, which is incident light modulated by the spatial light modulator, onto the light path LP. The modulated light 21 may include first modulated light that deforms the substrate S to align the substrate S (shot area) with the mold M (pattern area PR) and second modulated light that partially hardens the imprint material IM. When the first modulated light is irradiated onto the light path LP, it is preferable that the second modulated light is not irradiated onto the light path LP, and when the second modulated light is irradiated onto the light path LP, it is preferable that the first modulated light is not irradiated onto the light path LP. However, both the first modulated light and the second modulated light may be irradiated onto the light path LP for a sufficiently short period during which the modulated light 21 is irradiated onto the light path LP. The first modulated light and the second modulated light are light whose wavelength ranges do not overlap with each other. Alternatively, the first modulated light and the second modulated light may be light having peaks at different wavelengths. Alternatively, the first modulated light and the second modulated light may be light having different intensities.
第1変調光は、基板S、より詳しくは基板Sのパターン形成領域(ショット領域)を目標形状に変形させる光強度分布(照度分布)が基板Sの形成されるように変調された光でありうる。基板Sに対する第1変調光の照射によって、基板Sに温度分布が形成され、この温度分布によって基板Sのパターン形成領域が目標形状に変形する。基板Sのパターン形成領域が目標形状に変形し、基板Sのパターン形成領域と型Mのパターン領域PRとのアライメントが完了した時点で硬化工程(硬化光源2によってインプリント材IMに硬化光が照射され、インプリント材IMが硬化される工程)が実行される。第1変調光は、インプリント材IMを硬化させない波長を有する光である。 The first modulated light may be light modulated so as to form a light intensity distribution (illuminance distribution) on the substrate S that deforms the substrate S, more specifically the pattern formation area (shot area) of the substrate S, into a target shape. Irradiating the substrate S with the first modulated light forms a temperature distribution on the substrate S, and this temperature distribution deforms the pattern formation area of the substrate S into the target shape. Once the pattern formation area of the substrate S has deformed into the target shape and alignment between the pattern formation area of the substrate S and the pattern area PR of the mold M has been completed, a curing process (a process in which the curing light source 2 irradiates the imprint material IM with curing light and hardens the imprint material IM) is performed. The first modulated light is light having a wavelength that does not harden the imprint material IM.
第2変調光は、インプリント材IMを硬化させる波長、換言すると、インプリント材IMの粘性(粘弾性)を高める波長を有する。第2変調光は、例えば、基板Sの上のインプリント材IMのうち基板Sのパターン形成領域の周辺部(枠状領域)におけるインプリント材IMを硬化させるように変調された光でありうる。このような第2変調光の照射は、枠露光と呼ぶことができ、接触工程および/またはアライメント工程において実行され、基板Sのパターン形成領域の外にインプリント材IMが押し出されることを防止するために有利である。インプリント装置で用いられる型Mにはメサ部と呼ばれる領域を備えており、メサ部にパターン領域PRが形成されている。枠露光を実行することによって、基板に対して凸形状であるメサ部の側面にインプリント材が付着することを低減することができる。 The second modulated light has a wavelength that hardens the imprint material IM, in other words, a wavelength that increases the viscosity (viscoelasticity) of the imprint material IM. The second modulated light can be, for example, light modulated to harden the imprint material IM on the substrate S in the peripheral portion (frame-shaped region) of the pattern formation region of the substrate S. Irradiation with such second modulated light can be called frame exposure, and is performed in the contact process and/or alignment process. It is advantageous for preventing the imprint material IM from being pushed out of the pattern formation region of the substrate S. The mold M used in the imprint apparatus has a region called a mesa portion, and the pattern region PR is formed in the mesa portion. By performing frame exposure, it is possible to reduce adhesion of the imprint material to the side surface of the mesa portion, which is convex relative to the substrate.
硬化光源2、検出器12、撮像部6および光源ユニット20のそれぞれの光軸は、光路LPを共有する。これを実現するために、合成ミラー22、ダイクロイックミラー23、24が設けられている。合成ミラー22は、観測光18を透過し、変調光21を反射する。ダイクロイックミラー23は、観測光18および変調光21を透過し、検出光15を反射する。ダイクロイックミラー24は、観測光18、変調光21および検出光15を透過し、硬化光9を反射する。 The optical axes of the curing light source 2, detector 12, imaging unit 6, and light source unit 20 share the optical path LP. To achieve this, a combining mirror 22 and dichroic mirrors 23 and 24 are provided. The combining mirror 22 transmits the observation light 18 and reflects the modulated light 21. The dichroic mirror 23 transmits the observation light 18 and modulated light 21 and reflects the detection light 15. The dichroic mirror 24 transmits the observation light 18, modulated light 21, and detection light 15 and reflects the curing light 9.
インプリント装置1は、更に、上記の基板駆動機構SD、型駆動機構MD、圧力調整器PC、ディスペンサ5、計測器29、硬化光源2、検出器12、撮像部6および光源ユニット20等を制御する制御部7を備えうる。制御部7は、例えば、FPGA(FieldProgrammable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。制御部7は、インプリント装置1内に設けてもよいし、インプリント装置1とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。 The imprinting apparatus 1 may further include a control unit 7 that controls the substrate driving mechanism SD, mold driving mechanism MD, pressure regulator PC, dispenser 5, measuring instrument 29, curing light source 2, detector 12, imaging unit 6, light source unit 20, etc. The control unit 7 may be configured, for example, as a PLD (Programmable Logic Device) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a general-purpose or dedicated computer with an embedded program, or a combination of all or part of these. The control unit 7 may be provided within the imprinting apparatus 1, or may be provided in a location separate from the imprinting apparatus 1 and controlled remotely.
(光源ユニットの構成)
図2には、光源ユニット20の構成例が示されている。光源ユニット20は、第1変調光を生成するための第1波長域を有する第1光を発生する第1光源121と、第2変調光を生成するための第2波長域を有する第2光を発生する第2光源122とを含みうる。また、光源ユニット20は、第1光(入射光)を変調した第1変調光および第2光(入射光)を変調した第2変調光を発生する空間光変調器(変調器)としてのDMD(デジタルミラーデバイス)133を含みうる。また、光源ユニット20は、第1光源121からの第1光および第2光源122からの第2光を空間光変調器としてのDMD133に入射させる第1光学系(125、126、111、132)を含みうる。
(Configuration of light source unit)
2 shows an example configuration of the light source unit 20. The light source unit 20 may include a first light source 121 that generates first light having a first wavelength range for generating first modulated light and a second light source 122 that generates second light having a second wavelength range for generating second modulated light. The light source unit 20 may also include a DMD (digital mirror device) 133 as a spatial light modulator (modulator) that generates first modulated light obtained by modulating the first light (incident light) and second modulated light obtained by modulating the second light (incident light). The light source unit 20 may also include a first optical system (125, 126, 111, 132) that causes the first light from the first light source 121 and the second light from the second light source 122 to be incident on the DMD 133 as a spatial light modulator.
一例において、光源ユニット20は、照明部120と、変調部130とを光ファイバ110で接続して構成されうる。照明部120は、第1光源121、第2光源122、第1コントローラ123、第2コントローラ124、ミラー125、126を含みうる。第1光源121が発生する第1光の光路と第2光源122が発生する第2光の光路とはミラー125、126によって共通化され、光ファイバ110の入射部111に接続されている。光ファイバ110の射出部112は、変調部130に接続されている。 In one example, the light source unit 20 may be configured by connecting the illumination section 120 and the modulation section 130 via an optical fiber 110. The illumination section 120 may include a first light source 121, a second light source 122, a first controller 123, a second controller 124, and mirrors 125 and 126. The optical path of the first light generated by the first light source 121 and the optical path of the second light generated by the second light source 122 are shared by the mirrors 125 and 126 and connected to the input section 111 of the optical fiber 110. The output section 112 of the optical fiber 110 is connected to the modulation section 130.
第1コントローラ123は、制御部7からの指令に従って第1光源121を制御する。第1光源121の制御は、第1光源121の点灯および消灯の制御を含みうる。第1光源121の制御は、更に、第1光源121が発生する第1光の強度の制御を含んでもよい。例えば、第1コントローラ123は、制御部7からの指令値に従った電流値を有する電流を第1光源121に供給する定電流回路を含みうる。あるいは、第1コントローラ123は、指令値に従って第1光源121を駆動する駆動回路と、第1光源121が発生する第1光の一部を受光する光電変換センサとを含み、該光電変換センサの出力を該駆動回路にフィードバックする構成を有しうる。 The first controller 123 controls the first light source 121 in accordance with commands from the control unit 7. Control of the first light source 121 may include control of turning the first light source 121 on and off. Control of the first light source 121 may further include control of the intensity of the first light emitted by the first light source 121. For example, the first controller 123 may include a constant current circuit that supplies the first light source 121 with a current having a current value in accordance with a command value from the control unit 7. Alternatively, the first controller 123 may include a drive circuit that drives the first light source 121 in accordance with the command value, and a photoelectric conversion sensor that receives a portion of the first light emitted by the first light source 121, and may be configured to feed back the output of the photoelectric conversion sensor to the drive circuit.
第2コントローラ124は、制御部7からの指令に従って第2光源122を制御する。第2光源122の制御は、第2光源122の点灯および消灯の制御を含みうる。第2光源122の制御は、更に、第2光源122が発生する第2光の強度の制御を含んでもよい。例えば、第2コントローラ124は、制御部7からの指令値に従った電流値を有する電流を第2光源122に供給する定電流回路を含みうる。あるいは、第2コントローラ124は、指令値に従って第2光源122を駆動する駆動回路と、第2光源122が発生する第2光の一部を受光する光電変換センサとを含み、該光電変換センサの出力を該駆動回路にフィードバックする構成を有しうる。 The second controller 124 controls the second light source 122 in accordance with commands from the control unit 7. Control of the second light source 122 may include control of turning the second light source 122 on and off. Control of the second light source 122 may further include control of the intensity of the second light emitted by the second light source 122. For example, the second controller 124 may include a constant current circuit that supplies the second light source 122 with a current having a current value in accordance with a command value from the control unit 7. Alternatively, the second controller 124 may include a drive circuit that drives the second light source 122 in accordance with the command value, and a photoelectric conversion sensor that receives a portion of the second light emitted by the second light source 122, and may be configured to feed back the output of the photoelectric conversion sensor to the drive circuit.
制御部7は、第1光源121および第2光源122を個別に制御しうる。制御部7は、例えば、第1光源121および第2光源122の一方を点灯させるときは他方を消灯させるように第1光源121および第2光源122を制御しうる。他の観点において、第1光源121からの第1光および第2光源122からの第2光の一方が空間光変調器(DMD133)に入射しているときは、第1光および第2光の他方は該空間光変調器に入射しない構成が採用されうる。これは、例えば、第1、第2コントローラ123、124による第1、第2光源121、122の制御、または、第1光および第2光の一方を選択的に遮断する機構によって実現されうる。 The control unit 7 can individually control the first light source 121 and the second light source 122. For example, the control unit 7 can control the first light source 121 and the second light source 122 so that when one of the first light source 121 and the second light source 122 is turned on, the other is turned off. From another perspective, a configuration can be adopted in which when one of the first light from the first light source 121 and the second light from the second light source 122 is incident on the spatial light modulator (DMD 133), the other of the first light and the second light is not incident on the spatial light modulator. This can be achieved, for example, by control of the first and second light sources 121 and 122 by the first and second controllers 123 and 124, or by a mechanism that selectively blocks one of the first light and the second light.
(各光の波長について)
ここで、硬化光9、検出光15、観測光18、変調光21(第1変調光、第2変調光)に対する波長の割り当ての一例を説明する。硬化光9は、インプリント材IMを硬化させる光であり、一例において、300nm~380nmの範囲内に任意の波長域を有しうるが、300nm以下の波長域を有してもよい。検出光15は、アライメントマークを検出するための光であり、一例において、550nm~750nmの波長域を有する。観測光18は、インプリント材IMと型Mとの接触状態および基板Sと型Mとの間の空間へのインプリント材IMの充填状態等を観察するための光である。観測光18は、例えば、400nm~480nmの波長域から、硬化光9および検出光15の波長域と重複しない波長域が選択されうる。変調光21は、インプリント材IMを硬化させない波長域を有する第1変調光と、インプリント材IMを硬化させる波長域を有する第2変調光を含む。
(for each wavelength of light)
Here, an example of wavelength allocation for the curing light 9, detection light 15, observation light 18, and modulated light 21 (first modulated light, second modulated light) will be described. The curing light 9 is light that cures the imprint material IM and, in one example, can have any wavelength range within the range of 300 nm to 380 nm, but may also have a wavelength range of 300 nm or less. The detection light 15 is light for detecting alignment marks and, in one example, has a wavelength range of 550 nm to 750 nm. The observation light 18 is light for observing the contact state between the imprint material IM and the mold M, the filling state of the imprint material IM into the space between the substrate S and the mold M, and the like. For the observation light 18, a wavelength range that does not overlap with the wavelength ranges of the curing light 9 and the detection light 15 can be selected, for example, from the wavelength range of 400 nm to 480 nm. The modulated light 21 includes a first modulated light having a wavelength range that does not cure the imprint material IM, and a second modulated light having a wavelength range that cures the imprint material IM.
変調光21は、観測光18と同様の波長域、例えば、400nm~480nmの波長域から硬化光9および検出光15の波長域と重複しないように選択されうる。第1変調光は、第1光源121が発生した第1光を変調部130(DMD133)が変調することによって生成される。第2変調光は、第2光源122が発生した第2光を変調部130(DMD133)が変調することによって生成される。インプリント材IMが硬化する波長域の上限から、第1光源121が発生する第1光および第2光源122が発生する第2光の波長を決定することができる。例えば、インプリント材IMが硬化する波長域の上限が440nmであれば、第1光源121が発生する第1光の波長を460nm程度とし、第2光源122が発生する第2光の波長を410nm程度とすることができる。第1光源121および第2光源122は、波長幅が狭い単波長光を発生する光源であることが好ましく、例えば、レーザーダイオードが適している。また、レーザーダイオードは、高速に点灯、消灯を切り替えることができる点で優れている。 The modulated light 21 can be selected from the same wavelength range as the observation light 18, for example, the wavelength range of 400 nm to 480 nm, so as not to overlap with the wavelength ranges of the curing light 9 and the detection light 15. The first modulated light is generated by the modulation unit 130 (DMD 133) modulating the first light emitted by the first light source 121. The second modulated light is generated by the modulation unit 130 (DMD 133) modulating the second light emitted by the second light source 122. The wavelengths of the first light emitted by the first light source 121 and the second light emitted by the second light source 122 can be determined based on the upper limit of the wavelength range in which the imprint material IM cures. For example, if the upper limit of the wavelength range in which the imprint material IM cures is 440 nm, the wavelength of the first light emitted by the first light source 121 can be approximately 460 nm, and the wavelength of the second light emitted by the second light source 122 can be approximately 410 nm. The first light source 121 and the second light source 122 are preferably light sources that emit single-wavelength light with a narrow wavelength range, and laser diodes, for example, are suitable. Laser diodes are also advantageous in that they can be switched on and off quickly.
光ファイバ110を介して変調部130に伝送された光は、光学系132を介して、空間光変調器としてのDMD133に入射する。光学系132は、例えば、集光光学系、および、該集光光学系からの光を均一化してDMD133を照明する照明系(例えば、マイクロレンズアレイ)を含みうる。DMD133は、光を反射する複数のマイクロミラー(不図示)と、該複数のマイクロミラーをそれぞれ駆動するアクチュエータとを含む。各アクチュエータは、制御部7からの指令に従って、対応するマイクロミラーを複数のマイクロミラーの配列面に対して-12度(ON状態)または+12度(OFF状態)の角度に制御する。ON状態のマイクロミラーで反射された光は、変調光として、DMD133と基板Sとを光学系に共役関係にする投影光学系134(第2光学系)を介して基板Sの上に像を形成する。OFF状態のマイクロミラーで反射された光は、基板Sに到達しない方向に反射される。全てのマイクロミラーをON状態にしたときに基板Sに投影される領域(最大照射領域)は、基板Sの最大パターン形成領域(ショット領域)のサイズより大きい。第2変調光を基板Sのパターン形成領域の周辺部(枠状領域)を照射することを考慮して、最大照射領域は、最大パターン形成領域より1mm以上大きい領域に設定されうる。DMD133に代えて、他の空間光変調器、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)が採用されてもよい。 Light transmitted to the modulation unit 130 via the optical fiber 110 enters the DMD 133, which functions as a spatial light modulator, via the optical system 132. The optical system 132 may include, for example, a focusing optical system and an illumination system (e.g., a microlens array) that homogenizes the light from the focusing optical system and illuminates the DMD 133. The DMD 133 includes multiple micromirrors (not shown) that reflect light and actuators that drive each of the multiple micromirrors. Each actuator controls the corresponding micromirror to an angle of -12 degrees (ON state) or +12 degrees (OFF state) relative to the array surface of the multiple micromirrors in accordance with commands from the control unit 7. Light reflected by the micromirrors in the ON state forms an image on the substrate S as modulated light via the projection optical system 134 (second optical system), which places the DMD 133 and the substrate S in a conjugate optical system. Light reflected by the micromirrors in the OFF state is reflected in a direction that does not reach the substrate S. The area projected onto the substrate S when all micromirrors are turned on (maximum irradiation area) is larger than the size of the maximum pattern formation area (shot area) of the substrate S. Taking into account that the second modulated light is irradiated onto the periphery (frame-shaped area) of the pattern formation area of the substrate S, the maximum irradiation area can be set to an area that is 1 mm or more larger than the maximum pattern formation area. Instead of the DMD 133, another spatial light modulator, for example, a liquid crystal display (LCD), may be used.
変調部130を構成している光学系は、インプリント材IMを硬化させない波長の第1光(第1変調光)およびインプリント材IMを硬化させる波長の第2光(第2変調光)の双方を透過させる必要がある。また、一般的なDMDでは、420nm以下の波長では、マイクロミラーアレイに照射可能な最大光強度が低下し、更に、紫外光と可視光との境界である400nm付近では、マイクロミラーアレイに照射可能な最大光強度が1/1000程度に極端に低下する。そこで、波長幅が短いレーザーダイオード等を使って、インプリント材IMが硬化する波長域の上限付近に第1光源121の波長および第2光源122の波長を近づけることが望ましい。 The optical system constituting the modulation unit 130 must transmit both first light (first modulated light) with a wavelength that does not cure the imprint material IM and second light (second modulated light) with a wavelength that cures the imprint material IM. Furthermore, with a typical DMD, the maximum light intensity that can be irradiated onto the micromirror array decreases at wavelengths of 420 nm or less. Furthermore, near 400 nm, which is the boundary between ultraviolet light and visible light, the maximum light intensity that can be irradiated onto the micromirror array drops dramatically to about 1/1000. Therefore, it is desirable to use a laser diode with a narrow wavelength range, or the like, to bring the wavelengths of the first light source 121 and the second light source 122 close to the upper limit of the wavelength range in which the imprint material IM cures.
制御部7は、例えば、基板Sの表面上に形成すべき光強度分布(照度分布)データに基づいて、DMD133の各マイクロミラーのON状態およびOFF状態の切り替えを制御する制御データを生成しうる。光強度分布データは、例えば、各マイクロミラーをON状態にする時間に関する情報および各マイクロミラーをOFF状態にする時間に関する情報を含みうる。ON状態のマイクロミラーが多いほど、また、ON状態が長いほど、基板Sのパターン形成領域を大きな露光量を与えることができる。 The control unit 7 may generate control data that controls the switching of each micromirror of the DMD 133 between the ON and OFF states, based on, for example, data on the light intensity distribution (illuminance distribution) to be formed on the surface of the substrate S. The light intensity distribution data may include, for example, information regarding the time for which each micromirror is turned ON and information regarding the time for which each micromirror is turned OFF. The more micromirrors that are turned ON and the longer they are turned ON, the greater the exposure dose that can be applied to the pattern formation area of the substrate S.
制御部7は、第1光を変調して第1変調光を発生するための光強度分布データと、第2光を変調して第2変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第1光を変調して第1変調光を発生するための光強度分布データは、基板Snoパターン形成領域(ショット領域)を目標形状に変形させる光強度分布データを含みうる。第2光を変調して第2変調光を発生するための光強度分布データは、基板Sの上のインプリント材IMのうち基板Sのパターン形成領域の周辺部(枠状領域)におけるインプリント材IMを硬化される(粘性を増加させる)光強度分布データを含みうる。 The control unit 7 may include a memory that stores light intensity distribution data for modulating the first light to generate first modulated light and light intensity distribution data for modulating the second light to generate second modulated light. The light intensity distribution data for modulating the first light to generate first modulated light may include light intensity distribution data for deforming the pattern formation area (shot area) of the substrate S into a target shape. The light intensity distribution data for modulating the second light to generate second modulated light may include light intensity distribution data for hardening (increasing viscosity) the imprint material IM on the substrate S in the peripheral portion (frame-shaped area) of the pattern formation area of the substrate S.
変調部130を第1光源121および第2光源122で共有する構成は、変調部130あるいは光源ユニット20を小型化すること、これによりインプリント装置1の構造を単純化するために有利である。これにより、光路LPの付近に変調部130を配置することを容易にすることができる。照明部120と変調部130とを相互に分離した構成は、熱源となる照明部120をインプリント装置1の光路LPから遠い位置に配置するために有利である。しかし、光ファイバ110を使用せず、照明部120と変調部130とを近接して配置してもよい。あるいは、変調部130に照明部120を組み込んでもよい。また、第1光源121と変調部130とを第1光ファイバで接続し、第2光源122と変調部130とを第2光ファイバで接続してもよく、この場合、第1光ファイバから出る第1光の光路と第2光ファイバから出る第2光の光路とが結合されうる。 A configuration in which the modulation unit 130 is shared by the first light source 121 and the second light source 122 is advantageous for reducing the size of the modulation unit 130 or the light source unit 20, thereby simplifying the structure of the imprinting apparatus 1. This makes it easier to position the modulation unit 130 near the light path LP. A configuration in which the illumination unit 120 and modulation unit 130 are separated from each other is advantageous for positioning the illumination unit 120, which serves as a heat source, far from the light path LP of the imprinting apparatus 1. However, the illumination unit 120 and modulation unit 130 may be positioned close to each other without using the optical fiber 110. Alternatively, the illumination unit 120 may be incorporated into the modulation unit 130. Furthermore, the first light source 121 and modulation unit 130 may be connected by a first optical fiber, and the second light source 122 and modulation unit 130 may be connected by a second optical fiber. In this case, the optical path of the first light emitted from the first optical fiber and the optical path of the second light emitted from the second optical fiber may be coupled.
(光源ユニットの動作)
図3(a)には、インプリント装置1によって実行されるインプリント処理における光源ユニット20の第1動作例が示されている。図3(a)において、「インプリント処理」は、インプリント処理の進行を示している。インプリント処理は、基板Sの上のインプリント材IMと型Mとを接触させる接触工程と、該接触工程の後に基板Sと型Mとのアライメントを行うアライメント工程と、該アライメント工程の後にインプリント材IMを硬化させる硬化工程とを含みうる。接触工程は、駆動機構DRVによって基板Sの上のインプリント材IMと型M(のパターン領域PR)とを接触させる工程である。この接触工程は、例えば、基板Sの上のインプリント材IMと凸形状に変形された型Mのパターン領域PRとの接触の開始によって開始し、パターン領域PRの全域が平坦にされることによって終了する期間でありうる。インプリント処理は、接触工程に付随する工程として、駆動機構DRVによって基板Sの上のインプリント材IMと型Mとを相互に近づける駆動工程を有し、この工程は図3(a)では「駆動」として記載されている。
(Light source unit operation)
FIG. 3A shows a first operation example of the light source unit 20 in the imprint process executed by the imprint apparatus 1. In FIG. 3A, "imprint process" indicates the progress of the imprint process. The imprint process may include a contacting step of bringing the imprint material IM on the substrate S into contact with the mold M, an alignment step of aligning the substrate S and the mold M after the contacting step, and a curing step of curing the imprint material IM after the alignment step. The contacting step is a step of bringing the imprint material IM on the substrate S into contact with (the pattern region PR of) the mold M by the driving mechanism DRV. This contacting step may be a period that begins, for example, when the imprint material IM on the substrate S begins to contact the pattern region PR of the mold M that has been deformed into a convex shape, and ends when the entire area of the pattern region PR is flattened. The imprint process includes a driving step, which is an accompanying step to the contact step, in which the imprint material IM on the substrate S and the mold M are brought closer to each other by the driving mechanism DRV, and this step is described as "driving" in Figure 3(a).
アライメント工程では、検出器12によって検出される結果に基づいて、基板Sのパターン形成領域と型Mのパターン領域PRとがアライメントされるように駆動機構DRVによって基板Sおよび型Mの少なくとも一方が駆動される。また、アライメント工程では、検出器12によって検出される結果に基づいて、基板Sのパターン形成領域(ショット領域)と型Mのパターン領域PRとがアライメントされるように型駆動機構によって型Mが変形されうる。また、アライメント工程では、検出器12によって検出される結果に基づいて、基板Sのパターン形成領域と型Mのパターン領域PRとがアライメントされるように、後述の変形工程が実行されうる。 In the alignment process, based on the results detected by the detector 12, at least one of the substrate S and the mold M is driven by the drive mechanism DRV so that the pattern formation area of the substrate S is aligned with the pattern area PR of the mold M. Also, in the alignment process, based on the results detected by the detector 12, the mold drive mechanism can deform the mold M so that the pattern formation area (shot area) of the substrate S is aligned with the pattern area PR of the mold M. Also, in the alignment process, based on the results detected by the detector 12, a deformation process described below can be performed so that the pattern formation area of the substrate S is aligned with the pattern area PR of the mold M.
アライメント工程と並行して充填工程が進行する。充填工程では、基板Sと型Mのパターン領域PRとの間のインプリント材IMがパターン領域PRのパターンを構成する凹部に充填され、また、基板Sと型Mのパターン領域PRとの間に存在する空隙が消失する。アライメント工程および充填工程は、図3(a)では、「充填およびアライメント」として記載されている。一例において、充填工程がアライメント工程に先行して開始しうる。また、図3(a)では、硬化工程は「硬化」として、分離工程は「分離」として記載されている。 The filling process proceeds in parallel with the alignment process. In the filling process, the imprint material IM between the substrate S and the pattern region PR of the mold M fills the recesses that form the pattern of the pattern region PR, and also eliminates any gaps that exist between the substrate S and the pattern region PR of the mold M. The alignment process and filling process are described as "filling and alignment" in FIG. 3(a). In one example, the filling process can begin before the alignment process. Also, in FIG. 3(a), the hardening process is described as "hardening" and the separation process is described as "separation."
図3(a)において、「DMDによる光変調」は、光源ユニット20のDMD133による光の変調を示す。「C」は、部分硬化工程であり、インプリント材IMを硬化させる(粘性を増加させる)波長域の光である第2光を変調して生成される第2変調光が光路LPに照射されることを示す。第1実施形態における部分硬化工程Cでは、前述の枠状領域におけるインプリント材IMが硬化(いわゆる枠露光)される。「D」は、変形工程であり、インプリント材IMを硬化させない波長域の光である第1光を変調して生成される第1変調光が光路LPに照射されることを示す。変形工程Dでは、基板Sのパターン形成領域と型Mのパターン領域PRとのアライメントのために、基板Sのパターン形成領域が変形される。「OFF」は、光路PLに第1変調光も第2変調光も照射されないことを示す。「OFF」の期間にDMD133を制御して、第1変調光から第2変調光の光強度分布となるように切り替える。 In Figure 3(a), "Light modulation by DMD" indicates modulation of light by the DMD 133 of the light source unit 20. "C" indicates a partial curing process in which second modulated light generated by modulating second light, which is light in a wavelength range that hardens (increases viscosity of) the imprint material IM, is irradiated onto the light path LP. In the partial curing process C in the first embodiment, the imprint material IM in the aforementioned frame-shaped region is hardened (so-called frame exposure). "D" indicates a deformation process in which first modulated light generated by modulating first light, which is light in a wavelength range that does not harden the imprint material IM, is irradiated onto the light path LP. In the deformation process D, the pattern formation region of the substrate S is deformed to align the pattern formation region of the substrate S with the pattern region PR of the mold M. "OFF" indicates that neither the first modulated light nor the second modulated light is irradiated onto the light path PL. During the "OFF" period, the DMD 133 is controlled to switch from the first modulated light to the light intensity distribution of the second modulated light.
枠露光を行う部分硬化工程Cの期間(タイミング、時間長さ)は、枠状領域におけるインプリント材IMを硬化させて基板Sのパターン形成領域の外にインプリント材IMが押し出されることを防止するように決定されうる。変形工程Dの期間(タイミング、時間長さ)は、硬化工程において硬化光源2からの硬化光9によってインプリント材IMを硬化させる時点において基板Sのパターン形成領域が目標形状になるように決定されうる。少なくともアライメント期間中に基板Sを変形させ、硬化工程が開始する前に完了させるのが望ましい。 The period (timing, length of time) of the partial curing process C, which performs frame exposure, can be determined so as to harden the imprint material IM in the frame-shaped region and prevent the imprint material IM from being pushed out of the pattern formation region of the substrate S. The period (timing, length of time) of the deformation process D can be determined so that the pattern formation region of the substrate S has the target shape when the imprint material IM is hardened by the curing light 9 from the curing light source 2 in the hardening process. It is desirable to deform the substrate S at least during the alignment period and complete this before the hardening process begins.
なお、第1実施形態では、部分硬化工程Cを先に行い、その後に変形工程Dを行う実施形態について説明したが、実施する順番はこれに限られず、反対であってもよいし、複数回繰り返して実行してもよい。 In the first embodiment, the partial hardening process C is performed first, followed by the deformation process D, but the order of the processes is not limited to this; they may be performed in the opposite order, or may be repeated multiple times.
図3(b)には、インプリント装置1によって実行されるインプリント処理における光源ユニット20の第2動作例が示されている。標記方法は、図3(a)の標記方法に従う。図3(b)に示された第2例では、図3(a)に示された例における「OFF」の期間が省略ないし短縮されている。部分硬化工程Cの期間と変形工程Dの期間とは重複させることができない。考えられうる1つの制約の下では、接触工程においては部分硬化工程Cが実行されない。これは、接触工程においてインプリント材IMが部分的にでも硬化すると、インプリント材IMが広がることが妨げられ、後の充填工程における充填が妨げられるからである。このような制約の下では、部分硬化工程Cの後に変形工程Dが実行される場合、互いに並行して進行するアライメント工程および充填工程に要する時間は、部分工程Cの期間と変形工程Dの期間との合計時間より短くすることはできない。 Figure 3(b) shows a second example of the operation of the light source unit 20 in the imprint process performed by the imprint apparatus 1. The marking method follows the marking method of Figure 3(a). In the second example shown in Figure 3(b), the "OFF" period in the example shown in Figure 3(a) is omitted or shortened. The period of the partial curing process C and the period of the deformation process D cannot overlap. Under one possible constraint, the partial curing process C is not performed in the contact process. This is because even partial curing of the imprint material IM in the contact process would prevent the imprint material IM from spreading and prevent filling in the subsequent filling process. Under such constraints, when the deformation process D is performed after the partial curing process C, the time required for the alignment process and the filling process, which proceed in parallel with each other, cannot be shorter than the total time of the partial process C and the deformation process D.
部分硬化工程Cは、前述のように、枠露光が実行される。枠露光の実行期間は、基板Sのパターン形成領域(型Mのパターン領域)の外にインプリント材IMが押し出されることが防止されるように決定される。 As described above, the partial curing process C involves frame exposure. The period during which frame exposure is performed is determined so as to prevent the imprint material IM from being pushed out of the pattern formation area of the substrate S (the pattern area of the mold M).
部分硬化工程Cは、前述のように、制振露光が実行される。制振露光の実行時間は、基板Sと型Mとの間の相対的な振動が低減されアライメントの収束性が向上するように決定される。 As described above, vibration-damping exposure is performed in the partial curing process C. The duration of the vibration-damping exposure is determined so as to reduce relative vibration between the substrate S and the mold M and improve alignment convergence.
図4には、図3(a)、(b)に示された第1、第2動作例の変形工程Dにおける基板S(のパターン領域)の変形量(熱変形量)の時間的な変化が例示されている。変形量の変化は、例えば、指数関数を含む関数で表現されうる。この指数関数の時定数を予め求めておくことによって、各変形工程Dの時間や、変形工程Dの開始タイミングを決定することができる。また、第1光の強度が調整されてもよい。 Figure 4 illustrates the temporal change in the amount of deformation (amount of thermal deformation) of the substrate S (pattern area thereof) during the deformation process D in the first and second operation examples shown in Figures 3(a) and (b). The change in the amount of deformation can be expressed, for example, by a function including an exponential function. By determining the time constant of this exponential function in advance, the time for each deformation process D and the start timing of the deformation process D can be determined. The intensity of the first light may also be adjusted.
このように、異なる波長の光源に対して変調部130(DMD133)を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、インプリント装置に複数の機能を配置することができる。 In this way, by using a common modulation unit 130 (DMD 133) for light sources of different wavelengths, it is possible to arrange multiple functions in the imprinting device without complicating the device structure.
(第2実施形態)
第1実施形態では、第2変調光として、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高めるための光を照射する場合について説明した。
Second Embodiment
In the first embodiment, a case has been described in which light for increasing the viscosity of the imprint material in the periphery of the shot area is irradiated as the second modulated light.
第2実施形態における第2変調光は、基板Sのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材IMの粘性を高め、これによってインプリンント材IMによる基板Sと型Mとの結合力を高めるように変調された光でありうる。このような第2変調光の照射は、制振露光と呼ぶことができ、アライメント工程において実行され、アライメント精度を向上させうる。インプリント材IMによる基板Sと型Mとの結合力が弱い状態(第2変調光の照射前)では、基板Sおよび型Mは、外乱等によって個別に振動しうる(つまり、基板Sと型Mとの間に相対的な振動が大きい)。インプリント材IMへの第2変調光の照射によりインプリント材IMの粘性を部分的に高め、基板Sと型Mとの結合力を高めることによって、基板Sと型Mとの間の相対的な振動を低減し、アライメントの収束性を向上させることができる。一例において、基板Sと型Mと間の相対移動によって発生するせん断力の大きさが0.5~1.0Nの範囲内になるように第2変調光の照射によってインプリント材IMの粘性(粘弾性)を高めることが、アライメントの収束性を向上させるために効果的である。 In the second embodiment, the second modulated light may be light modulated to increase the viscosity of the imprint material IM at any location in the pattern formation region of the substrate S, thereby increasing the bonding strength between the substrate S and the mold M due to the imprint material IM. Irradiation of such second modulated light can be referred to as vibration-damping exposure and is performed in the alignment process to improve alignment accuracy. When the bonding strength between the substrate S and the mold M due to the imprint material IM is weak (before irradiation of the second modulated light), the substrate S and the mold M may vibrate individually due to external disturbances, etc. (i.e., the relative vibration between the substrate S and the mold M is large). Irradiating the imprint material IM with the second modulated light partially increases the viscosity of the imprint material IM and increases the bonding strength between the substrate S and the mold M, thereby reducing the relative vibration between the substrate S and the mold M and improving the convergence of the alignment. In one example, increasing the viscosity (viscoelasticity) of the imprint material IM by irradiating it with second modulated light so that the magnitude of the shear force generated by the relative movement between the substrate S and the mold M is within the range of 0.5 to 1.0 N is effective in improving the convergence of alignment.
なお、第2実施形態における制御部7は、第1光を変調して第1変調光を発生するための光強度分布データと、第2光を変調して第2変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第2光を変調して第2変調光を発生するための光強度分布データは、基板Sのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材IMの粘性を高めてインプリンント材IMを介した基板Sと型Mとの結合力を高めるための光強度分布データを含みうる。 In addition, the control unit 7 in the second embodiment may include a memory that stores light intensity distribution data for modulating the first light to generate first modulated light and light intensity distribution data for modulating the second light to generate second modulated light. The light intensity distribution data for modulating the second light to generate second modulated light may include light intensity distribution data for increasing the viscosity of the imprint material IM at any location in the pattern formation region of the substrate S, thereby increasing the bonding strength between the substrate S and the mold M via the imprint material IM.
第2実施形態における部分硬化工程Cでは、基板Sのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材IMの粘性が高められる(いわゆる制振露光)。 In the partial curing process C in the second embodiment, the viscosity of the imprint material IM is increased at any location in the pattern formation area of the substrate S (so-called vibration-damping exposure).
なお、制振露光を行う部分硬化工程Cの期間(タイミング、時間長さ)は、インプリント材IMの粘性を部分的に高めて基板Sと型Mとの結合力を高めることによって基板Sと型Mとの間の相対的な振動を低減するように決定されうる。 The period (timing, length) of the partial curing process C in which vibration-damping exposure is performed can be determined so as to reduce relative vibration between the substrate S and the mold M by partially increasing the viscosity of the imprint material IM and increasing the bonding force between the substrate S and the mold M.
このように、異なる波長の光源に対して変調部130(DMD133)を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、基板を変形させる機構とインプリント材の粘性を高める(制振露光)機構を配置することができる。 In this way, by using a common modulation unit 130 (DMD 133) for light sources of different wavelengths, it is possible to arrange a mechanism for deforming the substrate and a mechanism for increasing the viscosity of the imprint material (vibration-damping exposure) without complicating the device structure.
(第3実施形態)
第1実施形態では、第1変調光として、基板Sのパターン形成領域(ショット領域)を目標形状に変形させる光強度分布(照度分布)が基板Sの形成されるように変調された光を照射する場合について説明した。
(Third embodiment)
In the first embodiment, a case was described in which the first modulated light is irradiated to the substrate S so that a light intensity distribution (illuminance distribution) that deforms the pattern formation area (shot area) of the substrate S into a target shape is formed on the substrate S.
第3実施形態における第1変調光は、基板Sのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材IMの粘性を高め、これによってインプリンント材IMによる基板Sと型Mとの結合力を高めるように変調された光でありうる。このような第1変調光の照射は、制振露光と呼ぶことができ、アライメント工程において実行され、アライメント精度を向上させうる。インプリント材IMによる基板Sと型Mとの結合力が弱い状態(第1変調光の照射前)では、基板Sおよび型Mは、外乱等によって個別に振動しうる(つまり、基板Sと型Mとの間に相対的な振動が大きい)。インプリント材IMへの第1変調光の照射によりインプリント材IMの粘性を部分的に高め、基板Sと型Mとの結合力を高めることによって、基板Sと型Mとの間の相対的な振動を低減し、アライメントの収束性を向上させることができる。一例において、基板Sと型Mと間の相対移動によって発生するせん断力の大きさが0.5~1.0Nの範囲内になるように第2変調光の照射によってインプリント材IMの粘性(粘弾性)を高めることが、アライメントの収束性を向上させるために効果的である。 In the third embodiment, the first modulated light may be light modulated to increase the viscosity of the imprint material IM at any location in the pattern formation region of the substrate S, thereby increasing the bonding strength between the substrate S and the mold M due to the imprint material IM. Irradiation of such first modulated light can be referred to as vibration-damping exposure and is performed in the alignment process to improve alignment accuracy. When the bonding strength between the substrate S and the mold M due to the imprint material IM is weak (before irradiation of the first modulated light), the substrate S and the mold M may vibrate individually due to external disturbances, etc. (i.e., the relative vibration between the substrate S and the mold M is large). Irradiating the imprint material IM with the first modulated light partially increases the viscosity of the imprint material IM and increases the bonding strength between the substrate S and the mold M, thereby reducing the relative vibration between the substrate S and the mold M and improving the convergence of alignment. In one example, increasing the viscosity (viscoelasticity) of the imprint material IM by irradiating it with second modulated light so that the magnitude of the shear force generated by the relative movement between the substrate S and the mold M is within the range of 0.5 to 1.0 N is effective in improving the convergence of alignment.
なお、第3実施形態における制御部7は、第1光を変調して第1変調光を発生するための光強度分布データと、第2光を変調して第2変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第1光を変調して第1変調光を発生するための光強度分布データは、基板Sのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材IMの粘性を高めてインプリンント材IMを介した基板Sと型Mとの結合力を高めるための光強度分布データを含みうる。 In addition, the control unit 7 in the third embodiment may include a memory that stores light intensity distribution data for modulating the first light to generate the first modulated light and light intensity distribution data for modulating the second light to generate the second modulated light. The light intensity distribution data for modulating the first light to generate the first modulated light may include light intensity distribution data for increasing the viscosity of the imprint material IM at any location in the pattern formation region of the substrate S, thereby increasing the bonding strength between the substrate S and the mold M via the imprint material IM.
第3実施形態における部分硬化工程Cでは、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高めるための光が照射される(いわゆる枠露光)。一方、第1実施形態の変形工程Dの代わりに、第3実施形態では、基板Sと型Mとの間の相対的な振動を低減させるための光がショット領域に照射される。 In the partial curing process C in the third embodiment, light is irradiated to increase the viscosity of the imprint material in the peripheral portion of the shot area (so-called frame exposure). On the other hand, instead of the deformation process D in the first embodiment, in the third embodiment, light is irradiated onto the shot area to reduce relative vibration between the substrate S and the mold M.
なお、制振露光を行う制振露光工程の期間(タイミング、時間長さ)は、インプリント材IMの粘性を部分的に高めて基板Sと型Mとの結合力を高めることによって基板Sと型Mとの間の相対的な振動を低減するように決定されうる。 The period (timing, length) of the vibration-damping exposure process in which vibration-damping exposure is performed can be determined so as to reduce relative vibration between the substrate S and the mold M by partially increasing the viscosity of the imprint material IM and increasing the bonding force between the substrate S and the mold M.
このように、基板上の照射領域の分布が異なる光源に対して変調部130(DMD133)を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高める(枠露光)機構を配置することができる。 In this way, by sharing the modulation unit 130 (DMD 133) for light sources with different distributions of irradiation areas on the substrate, it is possible to arrange a mechanism that increases the viscosity of the imprint material in the periphery of the shot area (frame exposure) without complicating the device structure.
(第4実施形態)
第1実施形態では、第1変調光と第2変調光の2種類の異なる波長または、分布を有する光を基板に照射する場合について説明した。第4実施形態における光源ユニット20には、第1変調光と第2変調光に加えて、第3変調光を基板に照射する機構が設けられていてもよい。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the case where a substrate is irradiated with two types of light having different wavelengths or distributions, i.e., first modulated light and second modulated light, has been described. In the fourth embodiment, the light source unit 20 may be provided with a mechanism for irradiating the substrate with third modulated light in addition to the first modulated light and second modulated light.
例えば、図2の光源ユニットに、第3波長域の第3光を照射することができる第3光源を備えることができる。第3光源は第3コントローラによって制御されうる。この場合、第1変調光はショット領域を目標形状に変形させる光強度分布の光とし、第2変調光は、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高める光とし、第3変調光は、アライメントの収束性を向上させるための光とすることができる。 For example, the light source unit in FIG. 2 can be equipped with a third light source capable of emitting third light in a third wavelength range. The third light source can be controlled by a third controller. In this case, the first modulated light can be light with a light intensity distribution that deforms the shot area into a target shape, the second modulated light can be light that increases the viscosity of the imprint material in the periphery of the shot area, and the third modulated light can be light that improves the convergence of the alignment.
これらの複数の光源の光を基板に対して順次照射する際には、図3の部分硬化工程Cにおいて枠露光および制振露光の双方を実行することができる。部分硬化工程Cにおいて、枠露光および制振露光の双方が実行される場合、典型的には、枠露光が制振露光より先になされうる。これは制振露光がアライメント工程の途中で実行され、硬化工程の直前で完了するのが望ましいためである。 When the substrate is sequentially irradiated with light from these multiple light sources, both frame exposure and vibration-damping exposure can be performed in the partial curing process C in Figure 3. When both frame exposure and vibration-damping exposure are performed in the partial curing process C, frame exposure is typically performed before vibration-damping exposure. This is because it is desirable to perform vibration-damping exposure during the alignment process and complete it immediately before the curing process.
このように、異なる波長の光源に対して変調部130(DMD133)を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、基板を変形させる機構とインプリント材の粘性を高める(制振露光)機構を配置することができる。合わせて基板上の照射領域の分布が異なる光源に対して変調部130を共通化することもできる。また、更なる光源を追加して光源ユニット20に構成することも可能である。 In this way, by sharing the modulation unit 130 (DMD 133) for light sources of different wavelengths, it is possible to arrange a mechanism for deforming the substrate and a mechanism for increasing the viscosity of the imprint material (vibration-damping exposure) without complicating the structure of the device. It is also possible to share the modulation unit 130 for light sources with different distributions of irradiation areas on the substrate. It is also possible to add additional light sources to configure the light source unit 20.
(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。光学素子としては、マイクロレンズ、導光体、導波路、反射防止膜、回折格子、偏光素子、カラーフィルタ、発光素子、ディスプレイ、太陽電池等が挙げられる。MEMSとしては、DMD、マイクロ流路、電気機械変換素子等が挙げられる。記録素子としては、CD、DVDのような光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、磁気ヘッド等が挙げられる。センサとしては、磁気センサ、光センサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
(Production method of article)
The pattern of the cured product formed using the imprinting apparatus is used permanently on at least a portion of various articles, or temporarily when manufacturing various articles. Examples of articles include electrical circuit elements, optical elements, MEMS, recording elements, sensors, and molds. Examples of electrical circuit elements include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSIs, CCDs, image sensors, and FPGAs. Examples of optical elements include microlenses, light guides, waveguides, anti-reflection films, diffraction gratings, polarizing elements, color filters, light-emitting elements, displays, and solar cells. Examples of MEMS include DMDs, microchannels, and electromechanical conversion elements. Examples of recording elements include optical disks such as CDs and DVDs, magnetic disks, magneto-optical disks, and magnetic heads. Examples of sensors include magnetic sensors, optical sensors, and gyro sensors. Examples of molds include imprint molds.
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 is as at least part of the component of the above-mentioned article, or is used temporarily as a resist mask. After etching or ion implantation is performed during the substrate processing process, the resist mask is removed.
次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図5(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, we will explain a method for manufacturing an article in which a pattern is formed on a substrate using an imprinting device, the substrate on which the pattern is formed is processed, and an article is manufactured from the processed substrate. As shown in Figure 5(a), a substrate 1z such as a silicon wafer is prepared, on whose surface a workpiece 2z such as an insulator is formed. Next, an imprinting material 3z is applied to the surface of the workpiece 2z by an inkjet method or the like. Here, multiple droplets of the imprinting material 3z are shown applied to the substrate.
図5(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5(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1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を介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。 As shown in Figure 5(b), the imprinting mold 4z is placed facing the side on which the concave-convex pattern is formed toward the imprinting material 3z on the substrate. As shown in Figure 5(c), the substrate 1 to which the imprinting material 3z has been applied is brought into contact with the mold 4z, and pressure is applied. The imprinting material 3z fills the gap between the mold 4z and the workpiece 2z. In this state, when light is irradiated through the mold 4z as hardening energy, the imprinting material 3z hardens.
図5(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 Figure 5(d), after the imprint material 3z has hardened, the mold 4z and substrate 1z are separated, forming a pattern of the cured imprint material 3z on the substrate 1z. This cured material pattern has a shape in which the recesses of the mold correspond to the protrusions of the cured material, and the protrusions of the mold correspond to the recesses of the cured material. In other words, the recess and protrusion pattern of the mold 4z has been transferred to the imprint material 3z.
図5(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材2zの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝5zとなる。図5(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 Figure 5(e), when etching is performed using the cured material pattern as an etching-resistant mask, portions of the surface of the workpiece 2z where there is no cured material or where only a thin layer remains are removed, forming grooves 5z. As shown in Figure 5(f), when the cured material pattern is removed, an article is obtained in which grooves 5z are formed on the surface of the workpiece 2z. Here, the cured material pattern was removed, but it may also be used as an interlayer insulating film included in semiconductor elements, etc., i.e., a component of an article, without being removed after processing.
次に、物品の別の製造方法について説明する。図6(a)に示すように、石英ガラス等の基板1yを用意し、続いて、インクジェット法等により、基板1yの表面にインプリント材3yを付与する。必要に応じて、基板1yの表面に金属や金属化合物等の別の材料の層を設けても良い。 Next, another method for manufacturing an article will be described. As shown in Figure 6(a), a substrate 1y made of quartz glass or the like is prepared, and then an imprint material 3y is applied to the surface of the substrate 1y by an inkjet method or the like. If necessary, a layer of another material, such as a metal or metal compound, may be provided on the surface of the substrate 1y.
図6(b)に示すように、インプリント用の型4y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3yに向け、対向させる。図6(c)に示すように、インプリント材3yが付与された基板1yと型4yとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3yは型4yと基板1yとの隙間に充填される。この状態で光を型4yを透して照射すると、インプリント材3は硬化する。 As shown in Figure 6(b), the imprinting mold 4y is placed facing the side on which the concave-convex pattern is formed toward the imprint material 3y on the substrate. As shown in Figure 6(c), the substrate 1y to which the imprint material 3y has been applied is brought into contact with the mold 4y, and pressure is applied. The imprint material 3y fills the gap between the mold 4y and the substrate 1y. When light is irradiated through the mold 4y in this state, the imprint material 3y hardens.
図6(d)に示すように、インプリント材3yを硬化させた後、型4yと基板1yを引き離すと、基板1y上にインプリント材3yの硬化物のパターンが形成される。こうして硬化物のパターンを構成部材として有する物品が得られる。なお、図6(d)の状態で硬化物のパターンをマスクとして、基板1yをエッチング加工すれば、型4yに対して凹部と凸部が反転した物品、例えば、インプリント用の型を得ることもできる。 As shown in Figure 6(d), after the imprint material 3y is cured, the mold 4y and substrate 1y are separated, forming a pattern of the cured imprint material 3y on the substrate 1y. In this way, an article having the pattern of the cured material as a constituent member is obtained. Furthermore, if the substrate 1y is etched using the pattern of the cured material as a mask in the state shown in Figure 6(d), an article in which the concave and convex portions are inverted compared to the mold 4y, such as a mold for imprinting, can also be obtained.
1 インプリント装置
S 基板
121 第1光源
122 第2光源
133 DMD
130 変調部
1 Imprinting apparatus S Substrate 121 First light source 122 Second light source 133 DMD
130 Modulation section
Claims (13)
第1光源からの第1光を変調して前記基板に導き、第2光源からの前記第1光とは波長が異なる第2光を変調して前記インプリント材に導く変調器と、
前記第1光と前記第2光とを前記変調器に導く第1光学系と、
前記第1光で第1光強度分布を形成する前記変調器の制御と、前記第2光で第2光強度分布を形成する前記変調器の制御とを切り替える制御部と、を備え、
前記変調器で変調された前記第1光が前記基板を変形させ、
前記変調器で変調された前記第2光が前記インプリント材の粘性を増加させる、
ことを特徴とするインプリント装置。 1. An imprinting apparatus that hardens an imprinting material supplied onto a substrate while bringing the imprinting material into contact with a mold, comprising:
a modulator that modulates first light from a first light source and guides the modulated first light to the substrate, and modulates second light from a second light source, the second light having a wavelength different from that of the first light, and guides the modulated second light to the imprint material;
a first optical system that guides the first light and the second light to the modulator;
a control unit that switches between control of the modulator that forms a first light intensity distribution with the first light and control of the modulator that forms a second light intensity distribution with the second light,
the first light modulated by the modulator deforms the substrate;
the second light modulated by the modulator increases the viscosity of the imprint material;
An imprinting apparatus comprising:
前記型と前記基板とのアライメントが完了した後に、前記インプリント材を硬化させるための光が前記インプリント材に照射されることによって前記インプリント材が硬化されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインプリント装置。 further comprising a curing light source that irradiates light for curing the imprint material,
An imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 8, characterized in that after alignment of the mold and the substrate is completed, the imprinting material is hardened by irradiating the imprinting material with light for hardening the imprinting material.
第1光源からの第1光が変調器に導かれ、前記変調器で変調された前記第1光を前記基板に導くことによって、前記基板を変形する変形工程と、
第2光源からの前記第1光とは波長が異なる第2光が前記変調器に導かれ、前記変調器で変調された前記第2光を前記インプリント材に導くことによって、前記インプリント材の粘性を増加させる粘性増加工程と、
前記第1光で第1光強度分布を形成する前記変調器の制御と、前記第2光で第2光強度分布を形成する前記変調器の制御とを切り替える切替工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。 An imprinting method comprising curing an imprinting material supplied onto a substrate while the imprinting material is in contact with a mold, the method comprising:
a deformation step of guiding a first light from a first light source to a modulator, and guiding the first light modulated by the modulator to the substrate, thereby deforming the substrate;
a viscosity increasing step of increasing the viscosity of the imprint material by guiding second light from a second light source, the second light having a wavelength different from that of the first light, to the modulator and guiding the second light modulated by the modulator to the imprint material;
an imprinting method comprising: a switching step of switching between control of the modulator that forms a first light intensity distribution with the first light and control of the modulator that forms a second light intensity distribution with the second light.
前記形成工程において前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、
を含み、前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。 a forming step of forming a pattern on a substrate by the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 11 ;
a processing step of processing the substrate on which the pattern has been formed in the forming step;
and manufacturing an article from the substrate.
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