JP2015090974A - インプリント装置、インプリント用モールド及び物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明のインプリント装置は、基板上のインプリント材とモールドとを接触させることで基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、前記モールドを保持するモールド保持部と、前記モールド保持部に保持された前記モールドに形成されたパターンを変形させるために、前記パターンが形成されたパターン面に沿った向きに、前記モールドの側面から力を加えることが可能なモールド変形機構と、を備え、前記モールド変形機構は、前記モールドの側面を押し付けるように接触する接触部を含み、前記接触部の形状は、前記モールドの側面に接触する側の寸法が、モールドの側面から遠い側の寸法より小さいことを特徴とする。
【選択図】 図7
Description
まず、本発明の実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図1は、インプリント装置1の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置1は、半導体デバイス製造工程に使用され、基板(ウエハ)上に供給されるインプリント材にモールドの凹凸パターンを転写する加工装置である。本実施形態では、インプリント技術の中でも紫外線を照射することによってインプリント材を硬化させる光硬化法を採用したインプリント装置について説明する。なお、以下の説明において、モールドに対する紫外線の照射軸に平行にZ軸を取り、該Z軸に垂直な平面内で後述の倍率補正機構(モールド変形機構)のうちのいずれか一つが駆動する方向にX軸を取り、該X軸に直交する方向にY軸を取って説明する。本発明のインプリント装置1は、照明系ユニット2と、モールド3を保持するモールド保持装置4と、基板5を保持する基板ステージ6と、塗布装置7と、モールド搬送装置8と、制御部9とを備える。
次に、本発明の実施形態に係るモールド保持装置4について説明する。
押し付け部材21の先端部材26の形状を錐体にした際の模式図を図7(a)〜図7(c)に示す。この錐体状の先端部材26aは、円錐でも角錐でも良い。円錐や角錐の頂点がモールド3の側面3bに接触するように、先端部保持部材27は錐体状の先端部材26aを保持する。押し付け部材21の接触部を錐体状の先端部材26aとすることで、図7(a)や図7(c)に示すように、モールド3の側面3bが傾いて(側面3bがZ軸方向に非平行)いても、モールド3の中立位置50に、接触部材26bが接触する。錐体状の先端部材26aの頂点が、モールド3の側面3bと、モールド3の中立位置50で接触するように、モールド変形機構11の位置やモールド保持部12の位置を調整する。
また、先端部材26の形状としては球面形状としても良い。押し付け部材21の先端部材26の形状を球面形状にした際の模式図を図7(d)に示す。この球面形状の先端部材26bの頂点がモールド3の側面3bに接触するように、先端部保持部材27は球面形状の先端部材26bを保持する。押し付け部材21の接触部を球面形状の先端部材26bとすることで、モールド3の側面3bが図7(a)や図7(c)に示すように、傾きが生じていても、図7(d)と同じように、モールド3の中立位置50に、先端部材26bが接触することが可能となる。
一方で、先端部材26の形状を錐体状にすると、押し付け部材21の加圧面21aは点状となり、モールド3の側面3bを押した際にモールド3の側面3bに応力が集中してしまい、モールド3が破損してしまう恐れがある。
また、モールド3に加わる力が集中しないように、押し付け部材21の先端部材26を円筒面(シリンドリカル面)状の表面を有する形状にすることができる。図8(c)及び図8(d)に、押し付け部材21の先端部材26の形状を円筒面形状にした際の模式図を示す。図8(c)は円筒面形状の先端部材26dの斜視図である。円筒面形状の先端部材26dの円筒面(曲面)がモールド3の側面3bと接触する。先端部材26の形状が球面形状や錐体状の場合と比べて側面3bに接触する面積が広くなるので、応力の集中を低減することができる。図8(d)は、モールド3に押し付け部材21が接触している様子を示す。円筒面形状の先端部材26dの円筒面がモールド3の中立位置50に接触するようモールド変形機構11やモールド保持部12の位置を調整する。押し付け部材21の接触部を円筒面形状の先端部材26dとすることで、モールド3の側面3bに傾きが生じても、モールド3の中立位置50に、接触部材26dが接触することが可能になる。さらに、モールド3に加わる力が集中することを低減することができる。
上記、何れの先端部材26の形状も、先端部材26の接触面(接触点)をモールド3の側面3bの中立位置50に一致させることは難しい。そのため、例えば、モールドの中立位置50からZ軸方向に250μm以内の領域を中立位置として先端部材26が接触することが望ましい。特に、先端部材26の形状を、山型形状(図8(a)及び図8(b))にする場合には、モールド3の側面3bに接触する稜線61がモールド3の中立位置50から250μm以内の領域内にあることが望ましい。そのため稜線61の傾きが、モールドのパターン面に平行なXY平面に対して抑えられている必要がある。モールド3の形状に応じて中立位置50から許容される領域の大きさは適宜決めることができる。
また、上記の何れの先端部材26の形状も、モールド3の側面3dと接触する接触面(接触点)が上記の中立位置50の許容範囲内に接触することができれば、側面3dと接触する部分が、平面であっても良い。例えば、錐体状の先端部材26aの場合は、側面3dと接触する部分が平面にすると、先端部材26eの形状は錐台(円錐台及び角錐台)形状になる。図9に、錐台形状の先端部材26eがモールド3に接触する前の様子を示す。錐台形状の先端部材26eの加圧面21aの幅d1は、加圧面21aの中心を中立位置50に一致させることができたとして、最大で500μmである。そのため、加圧面21aの幅d1は500μm以内にしなければならない。同様に、球面形状の先端部材26bや山型形状の先端部材26c、円筒面形状の先端部材26dも加圧面21aを平面にすることができる。
次に、押し付け部材21の先端部材26に位置センサー23を設ける場合の先端部材26の形状について説明する。上述の図7、図8、図9では、押し付け部材21の先端部材26に位置センサー23を設けない場合の、先端部材26の形状について説明してきた。先端部材26に位置センサー23を設ける場合には、孔部21bの影響を考慮して、接触部材26の形状を決定する必要がある。
上述した先端部材26の形状のうち、モールド3のパターンが形成されている面(XY面)と、モールド3をインプリント材に接触させるために移動させる方向(Z方向)に対して非平行な斜面62(先端部材26の側面)について説明する。図11は上述した何れかの先端部材26とモールド3との断面の様子を示している。
先端部材26の形状は、モールド3を破損させないような許容応力や必要とされる駆動ストローク等を鑑みて決定される。先端部材26の形状が錐体や錐台のように、押し付け方向に垂直な面がモールド3の側面3bに向かって小さくなるような形状であっても、モールド3の個体差が大きいと、モールド3のZ方向の変形や、左右非対称な変形が大きくなる場合がある。このようなモールド3に個体差があってもZ方向の変形や左右非対称な変形が許容値以下になるような、モールド3の形状の許容値を規定する必要がある。例えば、図11に示すようにモールド3の側面3bとモールド3の中立面50のなす角をθ3(第3角度)がπ/2−0.001rad以上、π/2+0.001rad以下になるように、モールド3の形状を規格化すればよい。また、中立面50とモールド7の側面の角度の計測が困難である場合には、モールド3をモールド保持部12によりチャックする面と、モールド3の側面3bがπ/2−0.001rad以上、π/2+0.001rad以下になるように規格化してもよい。
物品としてのデバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板)にパターンを形成する工程を含む。更に、該製造方法は、パターンが形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア(記録媒体)や光学素子等の他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンが形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
Claims (15)
- 基板上のインプリント材とモールドとを接触させることで基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記モールドを保持するモールド保持部と、
前記モールド保持部に保持された前記モールドに形成されたパターンを変形させるために、前記パターンが形成されたパターン面に沿った向きに、前記モールドの側面から力を加えることが可能なモールド変形機構と、を備え、
前記モールド変形機構は、前記モールドの側面を押し付けるように接触する接触部を含み、
前記接触部の形状は、前記モールドの側面に接触する側の寸法が、モールドの側面から遠い側の寸法より小さいことを特徴とするインプリント装置。 - 前記接触部は、錐体形状であることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記接触部は、錐台形状であることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記接触部は屋根型形状であり、前記接触部の稜線と前記モールドの側面とが接触することを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記屋根型形状の前記接触部の稜線は、前記モールドの側面と接触する際に、前記モールドの中立面と平行であることを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。
- 前記接触部の表面は、曲面であることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記接触部は、球面形状であることを特徴とする請求項5に記載のインプリント装置。
- 前記接触部は、階段形状であることを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記接触部が前記モールドの側面に接触する際に、前記接触部は前記モールドの中立面から前記モールドの厚さ方向に250μm以内の位置で接触するように、前記モールド保持部は前記モールドを保持することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のインプリント装置。
- 前記接触部は中心部に開口が形成されており、
前記開口に、前記モールド変形機構が前記モールドに力を加える方向における前記モールドの位置を検出する検出部を有することを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のインプリント装置。 - 前記接触部は中心部に開口が形成されており、
前記開口に、前記モールド変形機構が前記モールドに力を加える方向における前記モールドの位置を検出する検出部を有し、前記開口の中心を通過する直線と、前記屋根型形状の前記接触部が前記モールドと接触する稜線を通過する直線とが交わるように前記開口が形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載のインプリント装置。 - 前記接触部が前記モールドの側面から力を加える方向と直交する平面と前記接触部の側面とのなす角度が、
前記接触部が前記モールドの側面から力を加える方向と直交する平面と前記モールドの側面とのなす角度よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載のインプリント装置。 - 請求項1乃至12の何れか一項に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 - 請求項1乃至12の何れか一項に記載のインプリント装置に用いられるインプリント用モールドであって、
前記モールドの中立面と、前記モールドの側面のなす角度がπ/2−0.001rad以上、π/2+0.001rad以下であることを特徴とするインプリント用モールド。 - 請求項1乃至12の何れか一項に記載のインプリント装置に用いられるインプリント用モールドであって、
前記モールドをインプリント装置に固定するために前記モールドを保持する面と、前記モールドの側面のなす角度がπ/2−0.001rad以上、π/2+0.001rad以下であることを特徴とするインプリント用モールド。
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