【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造など微細加工のため、原版となるモールドのパターンをウエハ等基板へ転写する微細加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線やＸ線、あるいはＥＢによる半導体基板への微細なパターン形成方法に代わる技術としてナノインプリントリソグラフィがある。従来のナノインプリントによる微細パターニングとして、米国特許５、７７２、９０５号公報に記載されており、図５を用いて従来の技術を説明する。
【０００３】
図５（１）において、パターンが描かれ、原版となるモールド１０１をモールド台１０２に固定する。また、基板側はウエハ１０３上にパターニングを形成するレジスト１０４を塗布する。
【０００４】
次に、ナノインプリントの工程を説明する。図５（１）のようにモールド１０１とウエハ１０３を対向させ、図５（２）に示すようにモールド１０１をレジスト１０４に押し付けることによって、モールド１０１に描かれたパターンをレジスト１０４へ転写する。そしてモールド１０１をレジスト１０４から離型すると、図５（３）のようにレジスト１０４にモールド１０１のパターンにしたがって凹凸が形成され、その後リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によって、図５（４）のようなパターニングができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では以下のような欠点があった。
レジストは軟らかく粘性があるものなので、モールドとレジストを押し付け、離型する際にレジストの一部がモールドへ付着することがある。レジストの一部がモールドに付着すると、レジストが剥がれた部分はパターニングに失敗することになる。次にそのモールドをレジストへ押し付けた時、モールドに描かれたパターン通りのパターニングができなくなる。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑み発明したものである。
第１の発明の目的は被転写面とモールドを直接接触させないことにある。
第２の発明の目的は微細加工装置の構成を示すことにある。
第３の発明の目的は第１の発明をより具体化するために膜構造を用いることにある。
第４の発明ないし第６の発明の目的は第３の発明をより具体化するために、膜構造とモールドの関係を示すことにある。
第７の発明ないし第１０の発明の目的は転写する工程を示すことにある。
第１１の発明の目的はモールドの加圧部をより具体的に示すことにある。
第１２の発明の目的は転写後の基板のパターニング処理を示すことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、凹凸型のパターンを形成した原版となるモールドを、被転写となる基板表面に塗布したレジストに押し付けることにより、レジスト表面にモールドのパターンを凹凸反転させて転写する微細加工装置において、被転写面の対向面以外にモールドを有することを特徴とする。
本出願に係る第２の発明は、第１の発明において、モールドを基板方向に押し付ける加圧部と、基板を保持する保持手段と、モールドの下に基板の被転写面を基板保持手段ごとステップ・アンド・リピートもしくはスキャン・アンド・リピート駆動ならびにモールド方向への駆動、退避をさせる基板ステージを特徴とする。
本出願に係る第３の発明は、第１の発明において、モールドと基板との間に膜構造を有することを特徴とする。
本出願に係る第４の発明は、第３の発明において、膜構造はモールドに固定することを特徴とする。
本出願に係る第５の発明は、第３の発明において、膜構造はモールドと基板との間に設置することを特徴とする。
本出願に係る第６の発明は、第３の発明において、膜構造は被転写面と対向する面の反対側の面にモールドを有することを特徴とする。
本出願に係る第７の発明は、第１の発明ないし第４の発明において、パターン転写前にモールドと基板または基板の被転写面の相対位置を補正するため、加圧部もしくは基板ステージの少なくともいずれか一方を駆動する第一の工程と、パターン転写中に膜構造を介してモールドのパターン面を基板に押し付けるため、加圧部もしくは基板ステージの少なくともいずれか一方で加圧する第二の工程を有することを特徴とする。
本出願に係る第８の発明は、第１の発明ないし第３の発明および第５の発明において、パターン転写前に基板の転写面と膜構造の相対位置を補正するため、基板ステージで補正もしくは膜構造の設置位置による補正の少なくとも何れか一方で補正を行う第三の工程と、モールドと膜構造の相対位置を補正するため、加圧部もしくは膜構造の設定位置および基板ステージによる補正の少なくとも何れか一方で補正を行う第四の工程と、パターン転写中に膜構造を介してモールドのパターン面を基板に押し付けるため、加圧部で加圧する第五の工程を有することを特徴とする。
本出願に係る第９の発明は、第１の発明ないし第３の発明および第６の発明において、パターン転写前に基板の転写面と膜構造の相対位置を補正するため、基板ステージで補正もしくは膜構造の設置位置による補正の少なくとも何れか一方で補正を行う第六の工程と、パターン転写中に加圧部で膜構造を介してモールドを基板方向に押し付ける第七の工程を有することを特徴とする。
本出願に係る第１０の発明は、第７の発明ないし第９の発明において、第一の工程から第七の工程のいずれかに記載した工程により、モールドのパターンを凹凸反転させて転写することを特徴とする。
本出願に係る第１１の発明は、第１の発明ないし第３の発明および第６の発明と第９の発明において、加圧部はローラを回転させる回転機構と、回転機構でモールドを回転させながらモールドを基板方向に押す加圧機構とを有することを特徴とする。
本出願に係る第１２の発明は、第１の発明ないし第１１の発明において、転写したパターンをリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターン形成することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
図１は本実施の形態を表している。図１において、凹凸からなる転写パターンが描かれた原版となるモールド１をモールド台２に固定する。また、被転写となるウエハ３にパターニングを形成するレジスト４を塗布する。レジストには例えばＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を用いる。そして、モールド１の転写表面には膜５を固定する。固定方法はモールドの側面などに接着する方法など任意とする。また、膜５はシリコンカーバイト（ＳｉＣ）膜やダイヤモンドをはじめとする炭素膜など機械的な剛性の強い物質が好ましく、その厚さは数μｍと薄いことが好ましい。さらに、ウエハ３はウエハチャック６に保持され、ウエハチャック６はウエハステージ７上に搭載されている。
【０００９】
転写前にはモールド１とウエハ３の相対的な位置ずれを計測し、補正する。モールド１とウエハ３の位置ずれ計測方法は公知の技術を用いればよく、その補正はウエハステージ７で行う。さらにその位置ずれの内、モールド１とウエハ３またはウエハ３の被転写面との間隔はそれぞれが平行となるように補正する。
【００１０】
転写時はモールド１とウエハ３の被転写面を押し付けるよう、ウエハステージ７を駆動する。そのとき、モールド１に描かれた転写パターンは凹凸面が力となって膜５を介してレジスト４に伝わるため、レジスト４に転写パターンを形成することができる。転写後はモールド１とウエハ３を離型するためウエハステージ７で退避駆動させる。
【００１１】
なお、ここでは転写時の駆動としてウエハステージ７を駆動させたが、これに限定されない。モールド１を上下に駆動させる不図示の加圧部を設け、その加圧部による加圧で転写させても良いし、ウエハステージ７を併せて、両方を駆動させても良い。
転写の仕上げとして、モールド１とレジスト４を離型した後はリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターニングを仕上げる。
【００１２】
本実施の形態において、図１では転写面が平面形状のモールド１を図示したが、これに限定されず、図２に示すように転写面が円筒形状などのモールド１でも有効である。図２において、モールド１とモールド台２、膜５以外の機能は図１と同じであるので、ここでの説明は省略する。同様にウエハ３とレジスト４、ウエハチャック６、ウエハステージ７の機能および形状は図１と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【００１３】
図２において、転写方法を説明する。
転写前のモールド１とウエハ３の相対的な位置ずれは公知の技術で計測し、補正する。ただしその内、モールド１とウエハ３またはウエハ３の被転写面との間隔が平行にすることはできないので、モールド１がウエハ３の被転写面とはじめにあたる面（線）が平行になるように設定することが好ましい。
【００１４】
転写時はウエハステージ７の駆動によってモールド１とウエハ３の被転写面を接触させ、それらを押し付けながら、モールド１側を回転させ、レジスト４にパターンを転写していく。転写後はモールド１とウエハ３の被転写面を離型するため、ウエハステージ７で退避駆動させる。モールド１の回転のために不図示の回転ステージを有することが好ましい。
【００１５】
なお、ここでは転写時の駆動としてウエハステージ７を駆動させたが、これに限定されない。モールド１を上下に駆動させる機構を設け、その機構による駆動で転写させても良いし、ウエハステージ７を併せて、両方を駆動させても良い。転写の仕上げとして、モールド１とレジスト４を離型した後はリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターニングを仕上げる。
【００１６】
［第二の実施の形態］
第一の実施の形態ではモールドに膜構造を固定する方法について述べた。第二の実施の形態ではモールドと膜構造を分けた構造を示し、ナノインプリントによる転写について説明する。
【００１７】
図３は本実施の形態を示している。図３において、凹凸からなる転写パターンが描かれた原版となるモールド１をモールド台２に固定する。また、被転写となるウエハ３にパターニングを形成するレジスト４を塗布する。レジストには例えばＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を用いる。そして、モールド１とウエハ３との間に膜５を設置する。膜５はシリコンカーバイト（ＳｉＣ）膜やダイヤモンドをはじめとする炭素膜など機械的な剛性の強い物質が好ましく、その厚さは数μｍと薄いことが好ましい。膜５はフレーム８などによって固定する。その固定方法は接着などによる接合が好ましい。さらに、ウエハ３はウエハチャック６に保持され、ウエハチャック６はウエハステージ７上に搭載されている。また、モールド１とウエハ３を押し付けるための加圧部９はモールド台２ごとウエハ３側に駆動、退避する機能を持つ。
【００１８】
転写前にはモールド１とウエハ３の相対的な位置ずれを計測し、補正する。モールド１とウエハ３の位置ずれ計測方法は公知の技術を用いればよく、その補正はウエハステージ７で行う。さらにその位置ずれの内、モールド１とウエハ３またはウエハ３の被転写面との間隔はそれぞれが平行となるように補正する。また、膜５とウエハ３またはウエハ３の被転写面の間隔が平行かつ数μｍの間隔、あるいは平行に接触するように補正する。これにはウエハステージ７に搭載した不図示の測距センサなどで膜５の平行度を計測し、ウエハステージ７で補正する。その際、ウエハ３の被転写面の高さ情報も併せて補正するとより、高精度に補正できる。なお、膜５側を補正するためのステージを設け、このステージで補正しても良く、ウエハステージ７も併せて補正に用いても良い。
【００１９】
転写時にはモールド１とウエハ３の被転写面を押し付けるよう、加圧部９を駆動する。膜５とウエハ３との間隔が数μｍの場合でも、この動作によって膜５とウエハ３の被転写面が接触する。そしてモールド１に描かれたの転写パターンは凹凸面が力となって膜５を介してレジスト４に伝わるため、レジスト４に転写パターンを形成することができる。転写後はモールド１とウエハ３の被転写面を離型するため加圧部９で退避駆動させる。
【００２０】
本実施の形態において、図３では転写面が平面形状のモールド１を示したが、これに限定されない。例えば第一の実施の形態で述べた図２のように、転写面が円筒形状であるモールドでも有効である。
【００２１】
［第三の実施の形態］
第一の実施の形態ではモールドに膜構造を固定する方法について述べた。そして第二の実施の形態ではモールドと膜構造を分けた構造を示した。第三の実施の形態では膜構造にモールドを固定させ、モールドをローラなどで押す構成について説明する。
【００２２】
図４は本実施の形態を表している。図４において、モールド１は膜５の上に形成する。その形成方法については等倍Ｘ線露光方式におけるＸ線マスクに代表されるような公知の技術を用いればよい。例えば、シリコン基板１０上にシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やダイヤモンド膜など機械的な剛性の強い物質をＣＶＤなどによってコーティングする。コーティングの厚さは数μｍと薄いことが望ましい。このコーティングが後に膜５となる。次に、コーティングされていない面、あるいは全面に渡りコーティングしている場合には一方の面からエッチングし、シリコン基板１０の一部を残し、削り取る。そして、残った膜５にＥＢ描画などを用いて回路パターン、すなわちモールド１を形成する。ただし、モールド１を形成する面は被転写面となるウエハ３と接触する面の反対側の面とする。膜５は一般的に引張応力がかかっているので、そのまま放置すると、応力によってはシリコン基板１０が変形し、平面度が低下してしまう。これを防止するために、シリコン基板１０に平面度の良好なフレーム８を接着などで接合し、シリコン基板１０および膜５の平面度を向上させることが好ましい。フレーム８の材質はシリコンカーバイト（ＳｉＣ）などのセラミックスやガラス、あるいは金属でも有効である。
装置にモールドを固定する場合、フレーム８を保持させる。保持方法はピンによる固定や真空吸着、静電保持など任意とする。また、膜５の応力によるシリコン基板８および膜５の平面度が低下させないようにシリコン基板８を平面度の高い保持手段で保持することにより、フレーム８を用いなくても良い。
【００２３】
次に、被転写となるウエハ３にパターニングを形成するレジスト４を塗布する。レジストには、
例えばＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を用いる。ウエハ３はウエハチャック６に保持され、ウエハチャック６はウエハステージ７上に搭載されている。
【００２４】
転写前にはモールド１とウエハ３の相対的な位置ずれを計測し、補正する。モールド１とウエハ３の位置ずれ計測方法は公知の技術、特に等倍Ｘ線露光方式の技術を用いればよく、その補正はウエハステージ７で行う。例えば、不図示のアライメントスコープでモールド１越しにウエハ３へレーザ光を照射し、その反射光から計測する方法が有効である。また、その位置ずれの内、モールド１とウエハ３との間隔はそれぞれが平行となるように補正する。 さらに、倍率補正ではシリコン基板１０やフレーム８に荷重をかける方法が有効である。
【００２５】
転写時はウエハ３の被転写面と膜５が接触、あるいは接触に近い状態になるようウエハステージ７で駆動する。そして、つぎにローラ９でモールド１をウエハ３の被転写面方向に押し付け、回転させながら転写領域を移動する。モールド１に描かれた転写パターンは凹凸面が力となって膜５を介してレジスト４に伝わるため、レジスト４に転写パターンを形成することができる。転写後はローラ９をモールド１から退避させ、モールド１とウエハ３の被転写面を離型するようにウエハステージ７で退避駆動させる。なお、図３において、転写時はウエハ３の被転写面と膜５を接触してからモールド１をローラ９で回転させながら押し付ける方法を述べた。しかしながら、これに限定されず、ローラ９を回転させずに滑らせる方法や平面板を押し付ける方法でも良い。
モールド１とレジスト４を離型したあとはリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターニングを仕上げる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写時におけるウエハ、レジストとの接触は膜構造のみなので、転写後に離型する際、レジストの剥離性が良い。そのため、モールドの凹部などにレジストの一部などの異物が付着することを防止できるため、安定したパターン形成が可能となる。例えばこの技術を用いて半導体デバイスなどを製造する場合、その生産性を向上させることが可能となる。
さらに、膜構造にレジストの一部などの異物が付着したとしても、膜構造はモールドのように凹凸がないので、容易にそれら異物を除去できる。したがって、異物除去にかかる時間を短くすることが可能となるため、装置運転効率を向上させ、さらにデバイスなどの生産性を向上させることが可能となる。
特に、膜構造に直接モールドを形成する場合においては、等倍Ｘ線露光方式のアライメント計測や倍率補正など重ね合わせ精度に関する公知の技術を用いることができるため、デバイス生産における歩留まりを向上させることが可能となる。さらに安価な装置を提供すること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る装置構成の概要と転写面が平面形状のモールドを説明する図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る装置構成の概要と転写面が円筒形状のモールドを説明する図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係る装置構成の概要を説明する図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態に係る装置構成の概要を説明する図である。
【図５】従来の技術のナノインプリントリソの工程を示す図である。
【符号の説明】
１：モールド
２：モールド台
３：ウエハ
４：レジスト
５：膜（膜構造）
６：ウエハチャック
７：ウエハステージ
８：フレーム
９：加圧部
１０：シリコン基板
１１：ローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fine processing apparatus for transferring a pattern of a mold serving as an original to a substrate such as a wafer for fine processing such as semiconductor manufacturing.
[0002]
[Prior art]
Nanoimprint lithography is an alternative technique to a method for forming a fine pattern on a semiconductor substrate by ultraviolet rays, X-rays, or EB. Conventional fine patterning by nanoimprinting is described in U.S. Pat. No. 5,772,905. The conventional technique will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 5A, a pattern 101 is drawn, and a mold 101 serving as an original is fixed to a mold base 102. On the substrate side, a resist 104 for forming a pattern is applied on the wafer 103.
[0004]
Next, the nanoimprint process will be described. The pattern drawn on the mold 101 is transferred to the resist 104 by making the mold 101 face the wafer 103 as shown in FIG. 5A and pressing the mold 101 against the resist 104 as shown in FIG. Then, when the mold 101 is released from the resist 104, irregularities are formed in the resist 104 according to the pattern of the mold 101 as shown in FIG. 5 (3), and thereafter, by reactive ion etching (RIE) as shown in FIG. 5 (4). Patterning is possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example has the following disadvantages.
Since the resist is soft and viscous, a part of the resist may adhere to the mold when the mold and the resist are pressed and released. If a part of the resist adheres to the mold, the part where the resist has peeled will fail in patterning. Next, when the mold is pressed against the resist, patterning cannot be performed in accordance with the pattern drawn on the mold.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems of the related art.
An object of the first invention is to prevent the transfer surface and the mold from coming into direct contact with each other.
An object of a second invention is to show a configuration of a fine processing apparatus.
An object of the third invention is to use a film structure to further embody the first invention.
An object of the fourth to sixth inventions is to show a relationship between a film structure and a mold in order to further embody the third invention.
An object of the seventh to tenth aspects of the present invention is to show a transfer step.
It is an object of an eleventh invention to more specifically show a pressing portion of a mold.
A twelfth object of the present invention is to show a patterning process of a substrate after transfer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention according to the present application is to press a mold, which is an original having an uneven pattern, onto a resist applied to a substrate surface to be transferred, thereby forming a mold on the resist surface. A microfabrication apparatus for transferring a pattern by inverting the concavo-convex pattern is characterized in that a mold is provided on a surface other than the surface facing the transfer surface.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a pressing unit for pressing a mold in a substrate direction, holding means for holding the substrate, and a transfer surface of the substrate under the mold, together with the substrate holding means. -Features a substrate stage that performs AND-repeat or scan-and-repeat drive and drive and retreat in the mold direction.
A third invention according to the present application is characterized in that, in the first invention, a film structure is provided between the mold and the substrate.
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the film structure is fixed to a mold.
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the film structure is provided between the mold and the substrate.
A sixth invention according to the present application is the third invention, characterized in that the film structure has a mold on a surface opposite to a surface facing the transfer surface.
According to a seventh aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, at least a pressing unit or a substrate stage for correcting a relative position between the mold and the substrate or the transfer surface of the substrate before pattern transfer. A first step of driving one of them, and a second step of pressing at least one of a pressing unit or a substrate stage in order to press the pattern surface of the mold against the substrate via the film structure during pattern transfer. It is characterized by having.
An eighth invention according to the present application is the invention according to the first invention to the third invention and the fifth invention, wherein the relative position between the transfer surface of the substrate and the film structure is corrected before the pattern transfer, and the correction or correction is performed on the substrate stage. A third step of performing a correction in at least one of the corrections by the installation position of the film structure, and at least one of the correction by the setting position of the pressing unit or the film structure and the substrate stage in order to correct the relative position between the mold and the film structure. The method is characterized by including a fourth step of performing correction in one of them, and a fifth step of applying pressure by a pressing unit in order to press the pattern surface of the mold onto the substrate via the film structure during pattern transfer.
A ninth invention according to the present application is directed to the ninth invention according to the first invention to the third invention and the sixth invention, in which the relative position between the transfer surface of the substrate and the film structure is corrected before the pattern is transferred. A sixth step of performing at least one of the corrections according to the installation position of the film structure, and a seventh step of pressing the mold toward the substrate via the film structure by the pressing unit during pattern transfer. And
A tenth invention according to the present application is the method according to the seventh to ninth inventions, wherein the pattern of the mold is inverted and transferred by any one of the steps from the first step to the seventh step. It is characterized by.
An eleventh invention according to the present application is the first to third inventions, the sixth invention and the ninth invention, wherein the pressing unit rotates the mold by the rotation mechanism and the rotation mechanism for rotating the roller. And a pressing mechanism for pressing the mold in the direction of the substrate.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first to eleventh aspects, the transferred pattern is formed by reactive ion etching (RIE).
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First embodiment]
FIG. 1 shows the present embodiment. In FIG. 1, a mold 1 serving as an original plate on which a transfer pattern having irregularities is drawn is fixed to a mold table 2. Further, a resist 4 for forming a pattern is applied to the wafer 3 to be transferred. For example, PMMA (polymethylmethacrylate) is used as the resist. Then, the film 5 is fixed to the transfer surface of the mold 1. The fixing method is arbitrary such as a method of bonding to the side surface of the mold. The film 5 is preferably made of a material having high mechanical rigidity, such as a silicon carbide (SiC) film or a carbon film such as diamond, and its thickness is preferably as thin as several μm. Further, the wafer 3 is held by a wafer chuck 6, and the wafer chuck 6 is mounted on a wafer stage 7.
[0009]
Before the transfer, the relative displacement between the mold 1 and the wafer 3 is measured and corrected. A well-known technique may be used as a method for measuring the positional deviation between the mold 1 and the wafer 3, and the correction is performed on the wafer stage 7. Further, among the positional deviations, the distance between the mold 1 and the wafer 3 or the transfer surface of the wafer 3 is corrected so that they are parallel to each other.
[0010]
At the time of transfer, the wafer stage 7 is driven so as to press the transfer surface of the mold 1 and the wafer 3. At this time, the transfer pattern drawn on the mold 1 is transmitted to the resist 4 via the film 5 by the uneven surface as a force, so that the transfer pattern can be formed on the resist 4. After the transfer, the mold 1 and the wafer 3 are driven to retreat on the wafer stage 7 to release the mold.
[0011]
Here, the wafer stage 7 is driven as the drive at the time of transfer, but the present invention is not limited to this. A pressing unit (not shown) for driving the mold 1 up and down may be provided, and the transfer may be performed by pressing by the pressing unit, or both may be driven together with the wafer stage 7.
After the mold 1 and the resist 4 are released from the mold, the patterning is finished by reactive ion etching (RIE).
[0012]
In this embodiment, FIG. 1 shows the mold 1 having a transfer surface having a planar shape. However, the present invention is not limited to this, and the mold 1 having a transfer surface having a cylindrical shape as shown in FIG. 2 is also effective. In FIG. 2, the functions other than the mold 1, the mold base 2, and the film 5 are the same as those in FIG. 1, and a description thereof will be omitted. Similarly, the functions and shapes of the wafer 3, the resist 4, the wafer chuck 6, and the wafer stage 7 are the same as those in FIG.
[0013]
Referring to FIG. 2, a transfer method will be described.
The relative displacement between the mold 1 and the wafer 3 before transfer is measured and corrected by a known technique. However, since the distance between the mold 1 and the wafer 3 or the transfer surface of the wafer 3 cannot be made parallel to each other, the mold 1 is set so that the transfer surface of the wafer 3 and the first surface (line) are parallel. It is preferable to set.
[0014]
At the time of transfer, the mold 1 and the transfer surface of the wafer 3 are brought into contact by driving the wafer stage 7, and the mold 1 is rotated while pressing them to transfer the pattern to the resist 4. After the transfer, the mold 1 and the transfer surface of the wafer 3 are released from the wafer stage 7 in order to release the transfer surface. It is preferable to have a rotating stage (not shown) for rotating the mold 1.
[0015]
Here, the wafer stage 7 is driven as the drive at the time of transfer, but the present invention is not limited to this. A mechanism for driving the mold 1 up and down may be provided, and the transfer may be performed by driving the mechanism, or both may be driven together with the wafer stage 7. After the mold 1 and the resist 4 are released from the mold, the patterning is finished by reactive ion etching (RIE).
[0016]
[Second embodiment]
In the first embodiment, the method of fixing the film structure to the mold has been described. In the second embodiment, a structure in which a mold and a film structure are separated is shown, and transfer by nanoimprint will be described.
[0017]
FIG. 3 shows the present embodiment. In FIG. 3, a mold 1 serving as an original on which a transfer pattern composed of irregularities is drawn is fixed to a mold table 2. Further, a resist 4 for forming a pattern is applied to the wafer 3 to be transferred. For example, PMMA (polymethylmethacrylate) is used as the resist. Then, the film 5 is provided between the mold 1 and the wafer 3. The film 5 is preferably made of a material having strong mechanical rigidity such as a silicon carbide (SiC) film or a carbon film such as diamond, and its thickness is preferably as thin as several μm. The membrane 5 is fixed by a frame 8 or the like. The fixing method is preferably bonding by adhesion or the like. Further, the wafer 3 is held by a wafer chuck 6, and the wafer chuck 6 is mounted on a wafer stage 7. The pressurizing unit 9 for pressing the mold 1 and the wafer 3 has a function of driving and retracting the entire mold table 2 toward the wafer 3.
[0018]
Before the transfer, the relative displacement between the mold 1 and the wafer 3 is measured and corrected. A well-known technique may be used as a method for measuring the positional deviation between the mold 1 and the wafer 3, and the correction is performed on the wafer stage 7. Further, among the positional deviations, the distance between the mold 1 and the wafer 3 or the transfer surface of the wafer 3 is corrected so that they are parallel to each other. The correction is performed so that the distance between the film 5 and the wafer 3 or the transfer surface of the wafer 3 is parallel and several μm or parallel. For this purpose, the parallelism of the film 5 is measured by a distance measuring sensor (not shown) mounted on the wafer stage 7 and corrected by the wafer stage 7. At that time, the height information of the transfer surface of the wafer 3 can be corrected more accurately than the height information. A stage for correcting the film 5 side may be provided, and the correction may be performed on this stage, or the wafer stage 7 may also be used for the correction.
[0019]
At the time of transfer, the pressurizing section 9 is driven so as to press the transfer surface of the mold 1 and the wafer 3. Even when the distance between the film 5 and the wafer 3 is several μm, this operation brings the film 5 into contact with the transfer surface of the wafer 3. Then, the transfer pattern drawn on the mold 1 is transmitted to the resist 4 through the film 5 by the uneven surface as a force, so that the transfer pattern can be formed on the resist 4. After the transfer, the pressurizing section 9 drives the mold 1 and the wafer 3 to retreat so as to release the transfer surface.
[0020]
In the present embodiment, FIG. 3 shows mold 1 having a planar transfer surface, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2 described in the first embodiment, a mold having a transfer surface having a cylindrical shape is also effective.
[0021]
[Third embodiment]
In the first embodiment, the method of fixing the film structure to the mold has been described. In the second embodiment, a structure in which the mold and the film structure are separated is shown. In the third embodiment, a configuration in which a mold is fixed to a film structure and the mold is pressed by a roller or the like will be described.
[0022]
FIG. 4 shows the present embodiment. In FIG. 4, a mold 1 is formed on a film 5. A known technique typified by an X-ray mask in an equal-size X-ray exposure method may be used for the formation method. For example, a material having high mechanical rigidity such as silicon carbide (SiC) or a diamond film is coated on the silicon substrate 10 by CVD or the like. It is desirable that the thickness of the coating is as thin as several μm. This coating will later become the membrane 5. Next, if the coating is performed on the uncoated surface or over the entire surface, etching is performed from one surface, and a part of the silicon substrate 10 is left and removed. Then, a circuit pattern, that is, a mold 1 is formed on the remaining film 5 using EB drawing or the like. However, the surface on which the mold 1 is formed is the surface on the opposite side of the surface that comes into contact with the wafer 3 that is the transfer surface. Since the film 5 is generally subjected to a tensile stress, if left as it is, the silicon substrate 10 is deformed depending on the stress, and the flatness is reduced. In order to prevent this, it is preferable to improve the flatness of the silicon substrate 10 and the film 5 by bonding the frame 8 having good flatness to the silicon substrate 10 by bonding or the like. The material of the frame 8 may be ceramics such as silicon carbide (SiC), glass, or metal.
When fixing the mold to the apparatus, the frame 8 is held. The holding method is arbitrary such as fixing with pins, vacuum suction, and electrostatic holding. Further, the frame 8 may not be used by holding the silicon substrate 8 with the holding means having a high flatness so that the flatness of the silicon substrate 8 and the film 5 is not reduced by the stress of the film 5.
[0023]
Next, a resist 4 for forming a pattern is applied to the wafer 3 to be transferred. In the resist,
For example, PMMA (polymethylmethacrylate) is used. The wafer 3 is held by a wafer chuck 6, and the wafer chuck 6 is mounted on a wafer stage 7.
[0024]
Before the transfer, the relative displacement between the mold 1 and the wafer 3 is measured and corrected. As a method of measuring the displacement between the mold 1 and the wafer 3, a known technique, in particular, a technique of an equal-size X-ray exposure method may be used, and the correction is performed by the wafer stage 7. For example, a method of irradiating a laser beam to the wafer 3 through the mold 1 with an alignment scope (not shown) and measuring the reflected light from the wafer 3 is effective. In addition, among the positional deviations, the distance between the mold 1 and the wafer 3 is corrected so that they are parallel to each other. Further, in magnification correction, a method of applying a load to the silicon substrate 10 or the frame 8 is effective.
[0025]
During the transfer, the wafer 5 is driven by the wafer stage 7 so that the transfer surface of the wafer 3 and the film 5 are in contact with each other or in a state close to the contact. Then, the mold 1 is pressed by the roller 9 in the direction of the transfer surface of the wafer 3, and the transfer area is moved while rotating. Since the transfer pattern drawn on the mold 1 is transmitted to the resist 4 via the film 5 by using the uneven surface as a force, the transfer pattern can be formed on the resist 4. After the transfer, the roller 9 is retracted from the mold 1 and the wafer stage 7 is driven to retract so that the transfer surface of the mold 1 and the wafer 3 is released from the mold. In FIG. 3, the method of pressing the mold 1 while rotating the mold 1 with the roller 9 after the transfer surface of the wafer 3 is brought into contact with the film 5 during the transfer is described. However, the method is not limited to this, and a method of sliding the roller 9 without rotating it or a method of pressing a flat plate may be used.
After the mold 1 and the resist 4 are released, the patterning is completed by reactive ion etching (RIE).
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the contact with the wafer and the resist at the time of transfer is limited to the film structure. Therefore, it is possible to prevent foreign matters such as a part of the resist from adhering to the concave portions of the mold, and thus it is possible to form a stable pattern. For example, when a semiconductor device or the like is manufactured using this technology, the productivity can be improved.
Furthermore, even if foreign matter such as a part of a resist adheres to the film structure, the film structure has no irregularities unlike a mold, so that such foreign matter can be easily removed. Accordingly, it is possible to shorten the time required for removing foreign substances, so that the operation efficiency of the apparatus can be improved and the productivity of devices and the like can be further improved.
In particular, when a mold is directly formed on a film structure, a known technique relating to overlay accuracy such as alignment measurement and magnification correction using the same-size X-ray exposure method can be used, thereby improving the yield in device production. It becomes possible. It is possible to provide a cheaper device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of an apparatus configuration and a mold having a planar transfer surface according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of an apparatus configuration and a mold having a cylindrical transfer surface according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a device configuration according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of a device configuration according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the steps of a conventional nanoimprint lithography.
[Explanation of symbols]
1: Mold 2: Mold base 3: Wafer 4: Resist 5: Film (film structure)
6: Wafer chuck 7: Wafer stage 8: Frame 9: Pressurizing unit 10: Silicon substrate 11: Roller
