JP2016063152A - ナノインプリント用構造体の検査方法およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ナノインプリント用構造体の凹部形状を正確に検出する方法を提供する。【解決手段】第１面２ａと第２面２ｂとを有し、第２面２ｂに凹部３が形成されたナノインプリント用基板１を準備する工程と、ナノインプリント用基板１に光を照射する工程とを備えている。ナノインプリント用基板１からの反射光に基づいて第１面２ａと第２面２ｂの高さ位置を求め、第１面２ａを基準面として第２面２ｂの高さ位置に基づいて凹部３の形状を求める。【選択図】図１

Description

本発明は、ナノインプリント用構造体の検査方法およびその製造方法に関する。

従来より、半導体装置、磁気記録媒装置、光学素子等を製造するために、ナノインプリント用モールドが用いられている。

このようなナノインプリント用モールドとしては、パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体が知られている（特許文献１参照）。

特許第５１３９４２１号公報

ところでナノインプリント用モールドの第１面はパターンが形成される面であるから一般に平坦性が保たれているが、第２面に設けられた凹部の形状はバラツキが生じることがある。第２面に形成された凹部はその形状によってナノインプリント作用に影響を及ぼすことがあるが、この凹部の形状を正確に把握する技術は開発されていない。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、第２面に形成された凹部の形状を精度良く検出することができるナノインプリント用構造体の検査方法およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を準備する工程と、前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面の高さ情報および前記第２面の高さ情報を取得する工程と、前記第１面の高さ情報と前記第２面の高さ情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の検査方法である。

本発明は、前記第１面の高さ情報に基づいて、前記第２面の高さ情報を補正する工程を更に備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の検査方法である。

本発明は、パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を準備する工程と、前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面と前記第２面との間の厚み情報を取得する工程と、前記厚み情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の検査方法である。

本発明は、パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を作製する工程と、前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面の高さ情報および前記第２面の高さ情報を取得する工程と、前記第１面の高さ情報と前記第２面の高さ情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の製造方法である。

本発明は、前記第１面の高さ情報に基づいて、前記第２面の高さ情報を補正する工程を更に備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の製造方法である。

本発明は、パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を作製する工程と、前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面と前記第２面との間の厚み情報を取得する工程と、前記厚み情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の製造方法である。

以上のように本発明によれば、ナノインプリント用構造体の第２面に形成された凹部の形状を精度良く検出することができる。

図１はナノインプリント用基板を示す図。 図２はナノインプリント用基板の凹部を示す図。 図３はナノインプリント用基板の第１面と第２面を示す図。 図４は第１の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査装置を示す図。 図５（ａ）（ｂ）は第１の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査方法を示す図。 図６は（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１の実施の形態によるナノインプリント用基板の補正方法を示す図。 図７は（ａ）（ｂ）は第１の実施の形態によるナノインプリント用基板の補正方法を示す図。 図８はナノインプリント用モールドを示す図。 図９は第２の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査装置を示す図。 図１０は第２の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査装置の変形例を示す図。 図１１は第２の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査方法を示す図。 図１２は第２の実施の形態によるナノインプリント用基板の検査方法を示す図。

＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。

ここで図１乃至図８は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。

まず、本発明の第１の実施形態に係るナノインプリント用構造体の検査方法について説明する。本発明の第１の実施形態に係るナノインプリント用構造体は、ナノインプリント用モールドに必要とされるパターン（例えば、凹凸パターン）が形成される前のナノインプリント用基板や、当該パターンが形成された後のナノインプリント用モールドを含む。以下では、ナノインプリント用構造体として、ナノインプリント用基板を例に採り、図１により説明する。

ナノインプリント用基板１は、パターンが形成される第１面２ａと第１面に対向する第２面２ｂとを有する薄板２からなり、薄板２の第２面２ｂに凹部３が形成されている。この薄板２は、力が印可されると、第１面２ａ側または第２面２ｂ側に撓むように構成されている。

薄板２には、特に制限はなく、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類、シリコン、炭化シリコン等の半導体類、更にはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂等から選択される。例えば、ナノインプリント用基板１が光ナノインプリントに使用される場合、少なくとも薄板２は上記の中の透明材料から選択され、典型的には薄板２は石英ガラスより構成される。

薄板２の第１面２ａには、後述のように凹凸パターン４が形成され、薄板２の第１面２ａに凹凸パターン４を形成することによりナノインプリント用モールド１Ａが構成される。なお、図示しないが、ナノインプリント用基板１としての薄板２の第１面２ａには、１以上の材料層が形成されていてもよい。

またこのような構成からなるナノインプリント用基板１の第１面２ａに、エッチング等によって凹凸パターン４が形成されて、ナノインプリント用モールド１Ａが得られる。

ナノインプリント用モールド１Ａは、図８に示すように例えば被転写体８の基板８ａ上に塗布されたレジスト膜（ＵＶ硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂）８ｂに接触され、レジスト膜を硬化させた後にナノインプリント用モールド１Ａを引き剥がすことにより、ナノインプリント用モールド１Ａの凹凸パターン４がレジスト膜８ｂ上に転写される。この場合、枠体３の内周側に位置する薄板２は下方（第２面２ｂ側）へ撓み、被転写体８に対して接触する。

次に図２乃至図７によりナノインプリント用構造体の検査方法について述べる。

ここではナノインプリント用構造体としてナノインプリント用基板１を用いて検査する。

まずナノインプリント用基板１の第１面２ａは凹凸パターン４の形成面となるため、平坦性を維持している。また第２面２ｂには凹部３が形成される。この場合、凹部３の境界から外れた領域３Ａでは、凹部３の形状を探針等を用いて検出することは可能であるが、凹部３の境界近傍の領域３Ｂでは凹部の形状を探針等を用いて検出することはむずかしい（図２参照）。

また、ナノインプリント用基板１の第１面２ａは平坦性を維持しているが、第２面２ｂ側は凹部３が形成される面であり、平坦性は第１面２ａに比べると望めない（図３参照）。

本実施の形態は、ナノインプリント用基板１のこのような特性を利用して凹部の形状を検出する。

以下、ナノインプリント用基板の検査方法について図４乃至図７（ａ）（ｂ）により説明する。

まず図４および図５（ａ）（ｂ）によりナノインプリント用構造体の検査装置について説明する。

ナノインプリント用構造体の検査装置１０は、ナノインプリント用基板１を保持するとともにＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１２と、ナノインプリント用基板１に対して例えばレーザ光を照射する投光部１３ａと、ナノインプリント用基板１から反射する反射光を受光する受光部１３ｂと、受光部１３ｂからの信号に基づいて第１面２ａの高さ情報および第２面の高さ情報を取得する高さ情報取得部１５ａと、高さ情報取得部１５ａで取得した第１面２ａの高さ情報および第２面２ｂの高さ情報に基づいて第１面２ａを基準面として凹部３の形状を検出する凹部形状検出部１５ｂとを備えている。

このうち、高さ情報取得部１５ａと凹部形状検出部１５ｂは、制御部１５内に組込まれている。またＸＹステージ１２は制御部１５によりＸＹ方向（水平方向）に駆動制御され、ＸＹステージ１２からのＸＹ方向データは制御部１５に送られる。また投光器１３ａおよび受光器１３ｂは、制御部１５によりＺ方向（高さ方向）に駆動制御される。この場合、投光器１３ａから対物レンズを介して照射されたレーザ光がナノインプリント用基板１で反射して受光器１３ｂにより受光されるが計測表面に焦点が合うように投光器１３ａおよび受光器１３ｂが制御部１５によりＺ方向に駆動制御される。このとき投光器１３ａおよび受光器１３ｂの高さデータは制御部１５に送られる。

次にこのようなナノインプリント用構造体の検査方法について説明する。

まず第１面２ａと第２面２ｂとを有し、第２面２ｂに凹部３が形成されたナノインプリント用基板１を作製する。この場合、第１面２ａはパターンが形成される基準面となる。

ナノインプリント用基板１をＸＹステージ１２上に載置する。

次に投光部１３ａから例えばレーザ光をナノインプリント用基板１に対して照射する。投光部１３ａから照射された光は薄板２の第１面２ａおよび第２面２ｂで各々で反射し、第１面２ａおよび第２面２ｂで各々反射した反射光は受光部１３ｂにより受光される。

次に受光部１３ｂからの信号が検出部１５に送られ、この検出部１５の高さ情報取得手段１５ａにおいてナノインプリント用基板１の第１面２ａおよび第２面２ｂの高さ位置が求められる。

具体的には投光器１３ａおよび受光器１３ｂから反射光のＸＹ方向位置データが制御部１５に送られ、同時に計測表面に焦点が合った場合の投光器１３ａおよび受光器１３ｂの高さ方向位置データが制御部１５に送られる。

制御部１５の高さ情報取得手段１５ａは、反射光のＸＹ方向位置データと投光器１３ａおよび受光器１３ｂの高さ方向位置データとに基づいて、当該ＸＹ方向位置における第１面２ａと第２面２ｂの高さ情報を取得する。

次に制御部１５によりＸＹステージ１２をＸ方向およびＹ方向に移動させ、反射光のＸＹ方向位置データおよび投光器１３ａおよび受光器１３ｂの高さ方向位置データに基づいて、ナノインプリント用基板１の全域に渡って第１面２ａおよび第２面２ｂの高さ位置を求めることができる。

次に高さ情報取得部１５ａで取得したナノインプリント用基板１の第１面２ａおよび第２面２ｂの高さ位置に基づいて、凹部形状検出部１５ｂにより、第１面２ａを基準面として第２面２ｂの高さ位置により凹部３の形状を求める。図５（ａ）（ｂ）に示すように、ナノインプリント用基板１のうち第２面２ｂに形成された凹部３の境界近傍は、探針等を用いて測定することが困難な領域３Ｂであるが、第１面２ａを基準面として第２面２ａの高さ位置を用いることにより、容易かつ確実に凹部３の形状、とりわけ凹部３の境界近傍の領域３Ｂの形状を求めることができる。このとき高さ位置はナノインプリント用基板１を透過した光によって求めているのだから、ナノインプリント用基板１の屈折率によって光路長を求めることで、第１面２ａを基準とした時の第２面２ｂの高さを得ることができる。

なお、高さ情報取得部１５ａで取得した第１面２ａと第２面２ｂの高さ位置に基づいて、第２面２ｂの高さ位置を補正部１５ｃにより補正してもよい。また投光器１３ａおよび受光器１３ｂは複数個有していても良く、一度に複数個所を同時に計測しても良い。更に高さ情報を正確にするために、計測対象物の屈折率を求める機能を有していても良い。

例えば図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ＸＹステージ１２の表面が傾斜している場合、第１面２ａの高さ位置はわずかに傾斜して示される（図６（ａ）（ｂ）参照）。このとき、補正部１５ｃにおいて、基準面としての第１面２ａの高さ位置に対応してＸＹステージ１２の表面が傾斜しているものと判断し、第２面２ｂの高さ位置を第１面２ａの高さ位置に基づいて補正することができる（図６（ｃ）参照）。

次に補正部１５ｃからの情報に基づいて、凹部形状検出部１５ｂにより、第１面２ａを基準面として第２面２ｂの高さ位置により凹部３の形状を求めることができる。

この場合、補正部１５ｃにおいて、ナノインプリント用基板１の全域に渡って第１面２ａの高さ位置が傾斜しているものと判断して、第２面２ｂの高さ位置を第１面２ａの高さ位置に基づいて補正してもよく（図７（ａ）参照）、ナノインプリント用基板１のある領域において第１面２ａの高さ位置が傾斜しているものと判断して第２面２ｂの高さ位置を第１面２ａの高さ位置に基づいて補正してもよい（図７（ｂ）参照）。

とりわけ第１面２ａに凹凸パターン４が形成される場合、凹凸パターン４の境界の内側と外側の両方の領域において、第２面２ｂの高さ位置を第１面２ａの高さ位置に基づいて補正することができる。このことにより、第１面２ａに凹凸パターン４が形成されていても、凹凸パターン４の境界近傍において第２面２ｂの高さ位置を精度良く求めて、この第２面２ｂの高さ位置に基づいて凹部３の形状を正確に検出することができる。

あるいはまた、凹部３の境界近傍の領域３Ｂを正確に計測するためナノインプリント用基板１をわずかに傾斜することも考えられるが、この場合は、上述のようにナノインプリント用基板１の全域に渡って第１面２ａの高さ位置が傾斜するため、補正部１５ｃにおいて第２面２ｂの高さ位置を第１面２ａの高さ位置に基づいて補正することができる。

以上のようにして、検査されたナノインプリント用基板１は、例えば、良品として判断された場合に、薄板２の第２面２ｂに凹凸パターン４が形成され、ナノインプリント用モールド１Ａが作製される。

＜第２の実施の形態＞
次に図９乃至図１２により第２の実施の形態について説明する。

図９乃至図１２に示す第２の実施の形態は、光の干渉を利用してナノインプリント用基板１の第１面２ａと第２面２ｂとの間の厚みを求め、この厚みに基づいて第１面２ａを基準面として凹部３の形状を検出するものである。

すなわち、図９に示すように、投光器１３ａからのレーザ光が、駆動部２５により駆動される可動走査手段２１により走査され、このレーザ光はコリメータレンズ２２を通ってナノインプリント用基板１に照射される。ナノインプリント用基板１に照射されたレーザ光は、第１面２ａおよび第２面２ｂで反射しスクリーン２３を透過した後、受光部１３ｂに入る。受光器１３ｂにより受光された反射光は、フリンジ２６を介して制御部３０の厚み情報取得部３０ａに送られる。

次にこの厚み情報取得部３０ａにおいて、第１面２ａからの反射光と第２面２ｂからの反射光の光が干渉して干渉稿を生じさせ、この干渉稿によって第１面２ａと第２面２ｂとの間の厚みを求める（図１１参照）。

次に制御部３０の凹部形状検出部３０ｂにおいて、厚み情報取得部３０ａにより取得された第１面２ａと第２面２ｂとの間の厚みに基づいて、第１面２ａを基準面として凹部３の形状を求めることができる。

なお、図９において、投光器１３ａからナノインプリント用基板１に対して斜め方向からレーザ光が照射されているが、図１０に示すように、ナノインプリント用基板１に対して投光器１３ａから直交する方向にレーザ光を照射してもよい。図１０において、投光器１３ａからのレーザ光はビームスプリッタ２ａおよびコリメータ２２を経てナノインプリント用基板１に達する。ナノインプリント用基板１からの反射光はコリメータ２２およびビームスプリッタ２９を経て受光器１３ｂに送られ、さらに受光器１３ｂへ送られた反射光は制御部３０へ送られる。

また図９において、ナノインプリント用基板１の第１面２ａと第２面２ｂの厚みを求める前に、ナノインプリント用基板１上にプリズム３１を配置し、プリズム３１からの反射光と第１面２ａからの反射光を受光器１３ｂにより受光し、プリズム３１からの反射光と第１面１ａからの反射光の干渉を利用して厚み情報取得部３０ａにおいて、プリズム３１と第１面２ａとの間の隙間を求め、このプリズム３１と第１面２ａとの隙間に基づいて、基準面としての第１面２ａの平坦度を予め求めておいてもよい。この第２の実施の形態の場合も、屈折率による補正や、屈折率を求めるための機能を有していても良い。

１ ナノインプリント用基板
１Ａ ナノインプリント用モールド
２ 薄板
２ａ 第１面
２ｂ 第２面
３ 凹部
４ 凹凸パターン
８ 被転写体
１０ ナノインプリント用接合体の検査装置
１２ ＸＹステージ
１３ａ 投光部
１３ｂ 受光部
１５ 制御部
１５ａ 高さ情報取得部
１５ｂ 凹部形状検出部
２１ 可動走査手段
２２ コリメータレンズ
３０ 制御部
３０ａ 厚み情報取得部
３０ｂ 凹部形状検出部
３１ プリズム

Claims (6)

1. パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を準備する工程と、
   前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面の高さ情報および前記第２面の高さ情報を取得する工程と、
   前記第１面の高さ情報と前記第２面の高さ情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、
   を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の検査方法。
2. 前記第１面の高さ情報に基づいて、前記第２面の高さ情報を補正する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用構造体の検査方法。
3. パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を準備する工程と、
   前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面と前記第２面との間の厚み情報を取得する工程と、
   前記厚み情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、
   を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の検査方法。
4. パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を作製する工程と、
   前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面の高さ情報および前記第２面の高さ情報を取得する工程と、
   前記第１面の高さ情報と前記第２面の高さ情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、
   を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の製造方法。
5. 前記第１面の高さ情報に基づいて、前記第２面の高さ情報を補正する工程を更に備えたことを特徴とする請求項４記載のナノインプリント用構造体の製造方法。
6. パターンが形成される第１面と、この第１面に対向する第２面とを有し、この第２面に凹部が形成されたナノインプリント用構造体を作製する工程と、
   前記ナノインプリント用構造体に対して光を照射して、前記ナノインプリント用構造体からの反射光に基づいて、前記第１面と前記第２面との間の厚み情報を取得する工程と、
   前記厚み情報に基づいて、前記第１面を基準面として前記凹部の形状を検出する工程と、
   を備えたことを特徴とするナノインプリント用構造体の製造方法。

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