JP2018011051A - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】モールドの搬送を精度よく行うために有利な技術を提供する。
【解決手段】モールドを用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置は、モールドを保持する保持部と、前記保持部によって保持されたモールドの側面に力を加えることにより、前記保持部に対する当該モールドの位置を補正する補正部と、モールドを前記保持部に搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送されて前記保持部で保持されたモールドの位置を前記補正部により補正した量に基づいて、前記搬送部がモールドを前記保持部に搬送する位置の校正を行う校正部と、を含む。
【選択図】図1
【解決手段】モールドを用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置は、モールドを保持する保持部と、前記保持部によって保持されたモールドの側面に力を加えることにより、前記保持部に対する当該モールドの位置を補正する補正部と、モールドを前記保持部に搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送されて前記保持部で保持されたモールドの位置を前記補正部により補正した量に基づいて、前記搬送部がモールドを前記保持部に搬送する位置の校正を行う校正部と、を含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。
凹凸のパターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置では、モールドのパターン領域と基板のショット領域とを高精度に位置合わせするため、保持部により保持されたモールドの側面に複数のアクチュエータで力を加えることによりモールドのパターン領域の形状が補正される(特許文献1参照)。
インプリント装置では、搬送部によって複数のアクチュエータの間の空間にモールドが搬送される。しかしながら、搬送部での搬送誤差などに起因して、搬送部がモールドを保持部に搬送するときの搬送位置が経時的に変化することがある。このように搬送位置が経時的に変化していくと、当該空間にモールドが搬送されないことが起こりうる。
そこで、本発明は、モールドの搬送を精度よく行うために有利な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、モールドを用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、モールドを保持する保持部と、前記保持部によって保持されたモールドの側面に力を加えることにより、前記保持部に対する当該モールドの位置を補正する補正部と、モールドを前記保持部に搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送されて前記保持部で保持されたモールドの位置を前記補正部により補正した量に基づいて、前記搬送部がモールドを前記保持部に搬送する位置の校正を行う校正部と、を含むことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、モールドの搬送を精度よく行うために有利な技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素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。また、以下の実施形態では、基板の面と平行かつ互いに直交する2つの方向をX方向およびY方向とし、X方向およびY方向に垂直な方向をZ方向とする。
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態のインプリント装置100について説明する。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と型とを接触させ、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。インプリント装置は、半導体デバイスなどの製造に使用され、凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板のショット領域上に供給されたインプリント材に当該パターンを転写するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置は、パターンが形成されたモールドを基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化する。そして、インプリント装置は、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離(離型)することによって、インプリント材にパターンを形成することができる。
本発明に係る第1実施形態のインプリント装置100について説明する。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と型とを接触させ、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。インプリント装置は、半導体デバイスなどの製造に使用され、凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板のショット領域上に供給されたインプリント材に当該パターンを転写するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置は、パターンが形成されたモールドを基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化する。そして、インプリント装置は、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離(離型)することによって、インプリント材にパターンを形成することができる。
インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールドとインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に光(紫外線)を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の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、熱等が用いられる。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、紫外線などの光である。
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。
インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって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。
[インプリント装置の構成]
第1実施形態のインプリント装置100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態のインプリント装置100を示す図である。インプリント装置100は、モールド1を保持するモールド保持部11と、基板2を保持して移動可能なステージ12と、照射部13と、供給部14と、検出部15と、位置決め部16と、搬送部17と、制御部18とを含みうる。モールド保持部11は、支柱22を介してベース定盤21に固定されたブリッジ定盤23によって支持されており、ステージ12は、ベース定盤21の上を移動可能に構成されている。また、制御部18は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する(インプリント装置100の各部を制御する)。
第1実施形態のインプリント装置100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態のインプリント装置100を示す図である。インプリント装置100は、モールド1を保持するモールド保持部11と、基板2を保持して移動可能なステージ12と、照射部13と、供給部14と、検出部15と、位置決め部16と、搬送部17と、制御部18とを含みうる。モールド保持部11は、支柱22を介してベース定盤21に固定されたブリッジ定盤23によって支持されており、ステージ12は、ベース定盤21の上を移動可能に構成されている。また、制御部18は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する(インプリント装置100の各部を制御する)。
モールド1は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域(パターン領域)には、基板上に供給されたインプリント材3に転写するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板2としては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板2としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。
モールド保持部11(インプリントヘッド)は、例えば真空吸着力などの保持力によりモールド1を保持するモールドチャック11aと、モールドチャック11a(モールド1)を駆動するモールド駆動部11bとを含みうる。モールドチャック11aおよびモールド駆動部11bは、それぞれの中央部(内側)に開口領域を有しており、後述する照射部13から射出された光がモールド1を介して基板上のインプリント材3に照射されるように構成されている。また、モールド駆動部11bは、モールド1と基板上のインプリント材3とを接触させたり剥離させたりするようにモールドチャック11a(モールド1)をZ方向に駆動するように構成されうるが、Z方向とは異なる方向に駆動する機能を有していてもよい。例えば、モールド駆動部11bは、XY方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)におけるモールド1の位置を調整する調整機能や、モールド1の傾きを補正するチルト機能などを有していてもよい。
ここで、モールド1のパターン領域は、例えば倍率成分や台形成分などの変形成分を有する場合がある。そのため、モールド保持部11には、パターン領域と基板のショット領域との位置合わせにおいて、モールドの側面における複数の箇所に力を加えることによりパターン領域の形状を補正する補正部30が設けられうる。図2は、ステージ側(−Z方向)から見たときの補正部30の構成を示す図であり、モールド保持部11にモールド1が搬送される前の状態を示している。補正部30は、モールド1の側面にそれぞれ力を加える複数のアクチュエータ31と、複数のアクチュエータ31を固定する固定部材32と、モールド保持部11により保持されたモールド1の変位を計測する第1計測部33とを含みうる。
複数のアクチュエータ31はそれぞれ、モールド1の側面に接触する接触部31aと、モールド1の側面に力を加える方向に接触部31aを駆動する駆動部31bとを含みうる。そして、複数のアクチュエータ31は、モールド1の各側面に対して少なくとも2つのアクチュエータ31が設けられるように配置されることが好ましく、図2に示す例では、モールド1の各側面に対して4個ずつのアクチュエータ31が設けられている。アクチュエータ31としては、例えば、ピエゾアクチュエータやエアシリンダなどが用いられうる。
また、第1計測部33は、例えば、モールド保持部11によって保持されたモールド1の側面の変位を計測するレーザ干渉計などの変位計を複数含みうる。図2に示す例では、モールド1の−X方向側の側面に対して2つの変位計33a、33bが設けられ、モールド1の−Y方向側の側面に対して1つの変位計33cが設けられている。このように複数の変位計を配置することにより、第1計測部33は、モールド保持部11によって保持されたモールド1のX方向、Y方向およびθ方向の変位を計測することができる。
ステージ12(基板ステージ)は、例えば真空吸着力などの保持力により基板2を保持する基板チャック12aと、基板チャック12a(基板2)を駆動する基板駆動部12bとを含みうる。基板駆動部12bは、モールド1のパターン領域と基板2のショット領域とを位置合わせするように基板2をXY方向に駆動するように構成されうるが、XY方向とは異なる方向に基板2を駆動する機能を有していてもよい。例えば、基板駆動部12bは、Z方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)における基板2の位置を調整する調整機能や、基板2の傾きを補正するチルト機能などを有していてもよい。
照射部13は、インプリント材3を硬化させる光(例えば紫外線)を射出する光源13aと、光源13aから射出された光を基板上に導くための光学素子13bとを含みうる。そして、照射部13は、インプリント処理の際、モールド1と基板上のインプリント材3とが接触している状態で、光源13aから射出された光を光学素子13bを介してインプリント材3に照射して当該インプリント材を硬化させる。これにより、モールド1を剥離した後の基板上のインプリント材3には、モールド1の凹凸のパターンに倣ったパターンが形成される。
供給部14は、基板上にインプリント材3を供給(塗布)する。本実施形態の供給部14は、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂をインプリント材3として基板上に供給する。また、検出部15は、モールド1に設けられたアライメントマーク(モールド側マーク)と基板2に設けられたアライメントマーク(基板側マーク)とを検出する。これにより、制御部18は、検出部15により検出されたモールド側マークと基板側マークとの相対位置に基づいて、モールド1と基板2との位置合わせを行うことができる。
位置決め部16は、モールド1が搬送部17によってモールド保持部11の目標位置に搬送されるように、搬送部17によって保持される前のモールド1の位置決めを行う(即ち、搬送部17に対するモールド1の位置決めを行う)。位置決め部16は、例えば、モールド1を支持する支持部16aと、支持部16aによって支持されたモールド1の位置を計測する第2計測部16bと、支持部16aを駆動してモールド1の位置を調整する調整部16cとを含みうる。支持部16aは、モールド1(具体的には、モールド1を保持する搬送用チャック19)を支持したり解放したりするように構成されうる。第2計測部16bは、例えば、支持部16aによって支持されたモールド1の側面の位置をそれぞれ検出する複数のレーザ干渉計を含み、複数のレーザ干渉計での検出結果に基づいて、当該モールド1の位置(X方向、Y方向およびθ方向)を計測する。第2計測部16bはレーザ干渉計に限られず、各種の変位計が用いられうる。また、調整部16cは、第2計測部16bでの計測結果に基づいた制御部18による制御に従い、X方向、Y方向およびθ方向に支持部16aを駆動する。このように位置決め部16を構成することにより、搬送部17がモールド保持部11の目標位置にモールド1を搬送することができるように、搬送部17に対するモールド1の位置決めを行うことができる。
搬送部17は、位置決め部16によって位置決めされたモールド1をモールド保持部11に搬送する。例えば、搬送部17は、位置決め部16によるモールド1の位置決めが終了した後、位置決め部16からモールド1を搬送用チャック19ごと受け取り、モールド1を搬送用チャック19ごと保持してモールド保持部11の下に搬送する。そして、搬送部17は、モールド1をモールド保持部11の下に配置した後、モールド1とモールド保持部11(モールドチャック11a)とが互いに近づくようにモールド1をZ方向に駆動し、モールド1とモールド保持部11とを接触させる。このとき、補正部30における複数のアクチュエータ31は、図2に示すように、それらの間の空間34が最も大きくなるように駆動され、搬送部17は、当該空間34にモールド1を搬送する。ここで、本実施形態の搬送部17は、位置決め部16と別々に構成されているが、搬送部17が位置決め部16の調整部16cとしての機能を有するように構成されてもよい。即ち、搬送部17は、モールド1(搬送用チャック19)をXY方向に搬送する機能だけなく、Z方向およびθ方向におけるモールド1の位置を調整する機能なども有していてもよい。
[モールドの位置の補正について]
インプリント装置100では、図3(a)に示すように、例えば第2計測部16bでの計測誤差や搬送部17での搬送誤差などに起因して、搬送部17がモールド1をモールド保持部11に搬送する位置(以下、搬送位置)が目標位置35からずれることがある。即ち、搬送部17によって搬送されてモールド保持部11で保持されたモールド1の位置が、モールド保持部11における目標位置35に対してずれることがある。そのため、インプリント装置100では、補正部30における複数のアクチュエータ31によってモールド1の側面に力を加えることにより、モールド保持部11により保持されたモールド1の位置を目標位置35に補正する所謂センタリング補正が行われうる。
インプリント装置100では、図3(a)に示すように、例えば第2計測部16bでの計測誤差や搬送部17での搬送誤差などに起因して、搬送部17がモールド1をモールド保持部11に搬送する位置(以下、搬送位置)が目標位置35からずれることがある。即ち、搬送部17によって搬送されてモールド保持部11で保持されたモールド1の位置が、モールド保持部11における目標位置35に対してずれることがある。そのため、インプリント装置100では、補正部30における複数のアクチュエータ31によってモールド1の側面に力を加えることにより、モールド保持部11により保持されたモールド1の位置を目標位置35に補正する所謂センタリング補正が行われうる。
例えば、インプリント装置100(制御部18)は、図3(b)に示すように、複数のアクチュエータ31がモールド1の各側面を同様の力(数N(ニュートン))で同時に押し付けるように補正部30を制御する。このように複数のアクチュエータ31が同様の力でモールド1を押し付けることにより、モールド1は力が釣り合うところへセンタリング補正されることになる。これにより、モールド保持部11により保持されるモールド1の位置を目標位置35に補正することができる。ここで、目標位置35は、例えば、補正部30における複数のアクチュエータ31の中央位置や、モールド側マークが検出部15の視野に収まるときのモールド1の位置を含みうる。
しかしながら、インプリント装置100では、搬送部17によるモールド1の搬送位置が経時的に変化することがある。このように搬送位置が経時的に変化していくと、複数のアクチュエータ31の間の空間34にモールド1が搬送されないことが起こりうる。例えば、複数のアクチュエータ31によるモールド1の位置の補正量が大きいままであると、他のモールド1をモールド保持部11に搬送した際に、図2で示す複数のアクチュエータ31の間の空間34に入らない可能性が発生しうる。この場合、モールド1は、モールドチャック11aとは異なる部分と干渉してしまい、モールド保持部11でモールド1を保持することができない状態になりうる。したがって、搬送部17によってモールド1をモールド保持部11に精度よく搬送し、モールド保持部11によって保持されたモールドの位置の補正量を低減させることが好ましい。
そこで、本実施形態のインプリント装置100は、搬送部17により搬送されてモールド保持部11で保持されたモールド1の位置を補正部30により補正した量に基づいて、搬送部17によるモールド1の搬送位置の校正を行う校正部を有する。本実施形態では、校正部が制御部18に含まれるものとして説明するが、それに限られるものではなく、校正部と制御部18とが別々に構成されてもよい。
[搬送位置の校正方法]
以下に、搬送位置の校正方法について、図4を参照しながら説明する。図4は、搬送位置の校正方法を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートにおける各工程は、制御部18によって行われうる。
以下に、搬送位置の校正方法について、図4を参照しながら説明する。図4は、搬送位置の校正方法を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートにおける各工程は、制御部18によって行われうる。
S11では、制御部18は、位置決め部16に搬送されてきたモールド1を支持部16aに支持させ、第2計測部16bでの計測結果に基づいて調整部16cを制御することにより、当該モールド1の位置決めを行う。S12では、制御部18は、位置決め部16により位置決めされたモールド1をモールド保持部11に搬送するように搬送部17を制御するとともに、搬送部17により搬送されてきたモールド1を保持するようにモールド保持部11を制御する。
S13では、制御部18は、モールド保持部11により保持されたモールド1の側面に力を加えるように補正部30(複数のアクチュエータ31)を制御することによって当該モールド1の位置を目標位置に補正する(センタリング補正を行う)。また、制御部18は、S14において、補正部30によるモールド1の位置の補正によって生じたモールド1の変位を第1計測部33に計測させる。
例えば、第1計測部33における複数の変位計が、図3(a)に示すように配置されているとする。そして、補正部30による補正を行う前に変位計33aで得られた計測値をXa1、変位計33bで得られた計測値をXb1、変位計33cで得られた計測値をYc1とする。また、補正部30による補正を行った後に変位計33aで得られた計測値をXa2、変位計33bで得られた計測値Xb2、変位計33cで得られた計測値をYc2とする。この場合、第1計測部33は、X方向におけるモールド1の変位ΔX、Y方向におけるモールド1の変位ΔY、θ方向(Z軸周りの回転方向)におけるモールド1の変位Δθを、以下の式(1)〜(3)によってそれぞれ求めることができる。
ΔX=((Xa2−Xa1)+(Xb2−Xb1))/2 ・・・(1)
ΔY=(Yc2−Yc1) ・・・(2)
Δθ=arctan(((Xa2−Xa1)−(Xb2−Xb1))/D ・・・(3)
ΔX=((Xa2−Xa1)+(Xb2−Xb1))/2 ・・・(1)
ΔY=(Yc2−Yc1) ・・・(2)
Δθ=arctan(((Xa2−Xa1)−(Xb2−Xb1))/D ・・・(3)
S14では、制御部18は、S13においてモールド1の位置を補正部30により補正した量(補正量)に基づいて、搬送部17がモールド1をモールド保持部11に搬送する搬送位置の校正を行う。例えば、制御部18は、搬送部17によるモールド1の搬送位置を補正量だけオフセットさせることにより、モールド1が搬送部17によって目標位置に搬送されるように搬送位置の校正を行うことができる。搬送位置の校正は、例えば、搬送部17によるモールド1の搬送(例えば搬送経路)を補正することによって行われてもよいし、位置決め部16によるモールド1の位置決め(第2計測部16bの計測結果)を補正することによって行われてもよい。また、補正量としては、第1計測部33での計測結果(変位ΔX、ΔYおよびΔθ)が用いられうるが、それに限られるものではない。例えば、補正部30によるモールド1の位置の補正において実際に複数のアクチュエータ31を駆動した量(例えば駆動指令値)を補正量として用いてもよい。
上述したように、本実施形態のインプリント装置100は、搬送部17により搬送されてモールド保持部11で保持されたモールド1の位置を補正部30により補正した量に基づいて、搬送部17によるモールド1の搬送位置の校正を行う。これにより、モールド保持部11により保持されたモールド1の位置を補正部30によって補正する量を低減することができる。
ここで、インプリント装置100では、例えば第2計測部16bでの計測誤差や搬送部17での搬送誤差が経時変化することにより、搬送部17によるモールド1の搬送位置も経時的に変化しうる。そのため、制御部18は、例えばモールドごとや所定の時間ごとなど、搬送位置の校正を定期的に行うことが好ましい。また、制御部18は、モールド保持部11により保持されたモールド1の位置を補正した量が閾値を超えたときに、搬送位置の校正を行ってもよい。
また、本実施形態では、モールド1と基板2との位置合わせを行うためにモールド1のパターン領域の形状を補正する処理と、モールド保持部11で保持されたモールド1の位置を補正する処理とが共通の機構(補正部30)で行われる例を示した。しかしながら、それに限られるものではなく、例えば、パターン領域の形状を補正する処理を行う専用のアクチュエータと、モールド1の位置を補正する処理を行う専用のアクチュエータとを別々に設けるなど、それらの処理が別々の機構によって行われてもよい。
<第2実施形態>
第2実施形態では、第1計測部33における複数の変位計の他の配置例について説明する。図5は、第2実施形態の補正部30をステージ側(−Z方向)から見たときの図である。第2実施形態の補正部30では、第1計測部33が4つの変位計33d〜33gを有しており、各変位計33d〜33gは、互いに異なるモールド1の側面の変位を計測することができるように配置されている。具体的には、変位計33dは、モールド1の−X方向側の側面の変位を計測し、変位計33eは、モールド1の+X方向側の側面の変位を計測する。そして、変位計33dおよび変位計33eは、それらの光軸がY方向において互いに異なる位置になるように配置される。また、変位計33fは、モールド1の−Y方向側の側面の変位を計測し、変位計33gは、モールド1の+Y方向側の側面の変位を計測する。そして、変位計33fおよび変位計33gは、それらの光軸がX方向において互いに異なる位置になるように配置される。このように複数の変位計が配置された第1計測部33においても、上述と同様の方法により、モールド1の変位を計測することができる。
第2実施形態では、第1計測部33における複数の変位計の他の配置例について説明する。図5は、第2実施形態の補正部30をステージ側(−Z方向)から見たときの図である。第2実施形態の補正部30では、第1計測部33が4つの変位計33d〜33gを有しており、各変位計33d〜33gは、互いに異なるモールド1の側面の変位を計測することができるように配置されている。具体的には、変位計33dは、モールド1の−X方向側の側面の変位を計測し、変位計33eは、モールド1の+X方向側の側面の変位を計測する。そして、変位計33dおよび変位計33eは、それらの光軸がY方向において互いに異なる位置になるように配置される。また、変位計33fは、モールド1の−Y方向側の側面の変位を計測し、変位計33gは、モールド1の+Y方向側の側面の変位を計測する。そして、変位計33fおよび変位計33gは、それらの光軸がX方向において互いに異なる位置になるように配置される。このように複数の変位計が配置された第1計測部33においても、上述と同様の方法により、モールド1の変位を計測することができる。
<第3実施形態>
第3実施形態では、アクチュエータ31の駆動量を検出する検出部を設け、該検出部による検出結果に基づいて、搬送部17によるモールド1の搬送位置の校正を行う例について説明する。図6(a)は、ステージ側(−Z方向)から見たときの補正部30の構成を示す図であり、モールド保持部11にモールド1が搬送される前の状態を示している。補正部30における複数のアクチュエータ31は、図6(a)に示すように、それらの間の空間34が最も大きくなるように駆動されている。
第3実施形態では、アクチュエータ31の駆動量を検出する検出部を設け、該検出部による検出結果に基づいて、搬送部17によるモールド1の搬送位置の校正を行う例について説明する。図6(a)は、ステージ側(−Z方向)から見たときの補正部30の構成を示す図であり、モールド保持部11にモールド1が搬送される前の状態を示している。補正部30における複数のアクチュエータ31は、図6(a)に示すように、それらの間の空間34が最も大きくなるように駆動されている。
アクチュエータ31の接触部31aには、モールド1の側面を押し付けた際の押し付け力を検出する力検出部が設けられる。また、駆動部31bには、駆動部31bの駆動量を検出する駆動量検出部が設けられる。力検知部には、例えば、歪ゲージ(センサ)などが使用されうる。また、駆動量検出部には、歪センサやエンコーダなどが使用されうる。
以下に、アクチュエータ31m、31n、31o、31pと、それらのアクチュエータ31の駆動部31bの駆動量をそれぞれ検出する駆動量検出部36m、36n、36o、36pとを使用して、モールド1の搬送位置の校正を行う例について説明する。図6(a)のときのアクチュエータ31m〜31pにおける駆動量検出部36m〜36pの検出値(検出結果)をそれぞれXm0、Xn0、Yo0、Yp0とする。
初めに、搬送部17によって、モールド1がモールド保持部11に搬送されてくる。図6(b)は、搬送部17によって、モールド1がモールド保持部11に搬送された後の状態を示している。例えば第2計測部16bでの計測誤差や搬送部17での搬送誤差などに起因して、搬送部17がモールド1をモールド保持部11に搬送する位置(以下、搬送位置)が目標位置35からずれた場合を示している。
次に、モールドチャック11a、または、搬送用チャック19、もしくは両方で、モールド1を吸着保持し、吸着保持されたモールド1に対して、複数のアクチュエータ31を駆動させ、モールド1に接触させる。図7(a)は、アクチュエータ31m〜31pを同時に駆動させ、モールド1へ接触させた例であるが、複数のアクチュエータ31の各軸を一つずつ駆動させるようにしても良い。また、複数のアクチュエータ31を接触させる前にモールド1を吸着保持した理由は、アクチュエータ31がモールド1と接触した際に、モールド1をずれにくくさせるためである。図7(a)のときのアクチュエータ31m〜31pにおける駆動検出部36m〜36pの検出値をそれぞれXm1、Xn1、Yo1、Yp1とする。
そして、図7(b)に示すように、補正部30による補正動作を完了させる。このとき、モールド1をよりスムーズに滑らせるため、モールドチャック11a、または、搬送用チャック19、もしくは両方で、モールド1を吸着保持しないようにしても良い。補正動作が終わった後のアクチュエータ31m〜31pにおける駆動量検出部36m〜36pの検出値をそれぞれXm2、Xn2、Yo2、Yp2とする。
この場合、補正部30によりX方向に補正した量(補正量)ΔX’、Y方向の補正量ΔY’、θ方向(Z軸周りの回転方向)の補正量Δθ’を、以下の式(4)〜(6)によってそれぞれ求めることができる。
ΔX’=((Xm2−Xm1)+(Xn2−Xn1))/2 ・・・(4)
ΔY’=((Yo2−Yo1)+(Yp2−Yp1))/2 ・・・(5)
Δθ’=arctan(((Xm2−Xm1)−(Xn2−Xn1))/E) ・・・(6)
ΔX’=((Xm2−Xm1)+(Xn2−Xn1))/2 ・・・(4)
ΔY’=((Yo2−Yo1)+(Yp2−Yp1))/2 ・・・(5)
Δθ’=arctan(((Xm2−Xm1)−(Xn2−Xn1))/E) ・・・(6)
補正量を算出したら、制御部18は、モールド1の位置を補正部30により補正した量(補正量)に基づいて、搬送部17がモールド1をモールド保持部11に搬送する搬送位置の校正を行う。ここまでは、X方向のアクチュエータ31m、31nを使用して、X方向の補正量ΔX’を算出したが、X方向のアクチュエータ4つを補正動作の初期動作をさせて、補正量の算出に使用するようにしても良い。さらに、対向する側のX方向のアクチュエータ31も使用して補正量を算出するようにしても良い。Y方向の補正量ΔY’もY方向のアクチュエータ31o、31pに限らず他のアクチュエータ31も補正動作の初期動作をさせて、補正量の算出をするようにしても良い。θ方向の補正量Δθ’も、X方向のアクチュエータ31における駆動量検出部36の検出値に限らず、Y方向のアクチュエータ31における駆動量検出部36の検出値を使用して、補正量を算出するようにしても良い。
次に、補正部30に対する異常検知方法について説明する。補正部30におけるアクチュエータ31mの伸び量ΔXm’’は、以下の式(7)で算出できる。
ΔXm’’=Xm2−Xm0 ・・・(7)
同様な算出方法により補正部30における全てのアクチュエータ31の伸び量の算出ができる。このとき、伸び量ΔXm’’が経時的に小さくなっていった場合には、アクチュエータ31が形成する空間34が小さくなっていることを示す。そのため、モールド1をモールド保持部11への搬送した際に、モールド1が図2で示した複数のアクチュエータ31により形成する空間34に入らない可能性が高まっていることが分かる。経時的に小さくなる原因としては、アクチュエータ31の異常や、アクチュエータ31を固定する固定部材32の異常が考えられる。伸び量ΔXm’’がある閾値を下回った場合には、制御部18により、モールド1がモールドチャック11aとは異なる部分と干渉する可能性があると判断して、補正部30の修理を装置オペレータへ促すようにする。
同様な算出方法により補正部30における全てのアクチュエータ31の伸び量の算出ができる。このとき、伸び量ΔXm’’が経時的に小さくなっていった場合には、アクチュエータ31が形成する空間34が小さくなっていることを示す。そのため、モールド1をモールド保持部11への搬送した際に、モールド1が図2で示した複数のアクチュエータ31により形成する空間34に入らない可能性が高まっていることが分かる。経時的に小さくなる原因としては、アクチュエータ31の異常や、アクチュエータ31を固定する固定部材32の異常が考えられる。伸び量ΔXm’’がある閾値を下回った場合には、制御部18により、モールド1がモールドチャック11aとは異なる部分と干渉する可能性があると判断して、補正部30の修理を装置オペレータへ促すようにする。
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。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。
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。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。
インプリント装置を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
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。
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図8(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ェハ等の基板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。
図8(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8(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1zと型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型4zと被加工材2zとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型4zを透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
図8(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、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。
図8(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8(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。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
1:モールド、2:基板、3:インプリント材、11:モールド保持部、12:ステージ、16:位置決め部、17:搬送部、18:制御部、30:補正部、100:インプリント装置
Claims (11)
- モールドを用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、
モールドを保持する保持部と、
前記保持部によって保持されたモールドの側面に力を加えることにより、前記保持部に対する当該モールドの位置を補正する補正部と、
モールドを前記保持部に搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送されて前記保持部で保持されたモールドの位置を前記補正部により補正した量に基づいて、前記搬送部がモールドを前記保持部に搬送する位置の校正を行う校正部と、
を含むことを特徴とするインプリント装置。 - 前記校正部は、前記搬送部により搬送されて前記保持部で保持されたモールドの位置を前記補正部により目標位置に補正した量に基づいて、モールドが前記搬送部により前記目標位置に搬送されるように前記校正を行う、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記保持部によって保持されたモールドの変位を計測する第1計測部を含み、
前記校正部は、前記補正部によるモールドの位置の補正によって生じた当該モールドの変位を前記第1計測部で計測した結果に基づいて前記校正を行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。 - 前記補正部は、前記保持部により保持されたモールドにおける複数の側面の各々に力を加えるように配置された複数のアクチュエータを有し、前記複数のアクチュエータを制御することにより当該モールドの位置を補正する、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- 前記補正部は、前記保持部により保持されたモールドにおける複数の側面の各々に力を加えるように配置された複数のアクチュエータを有し、
前記校正部は、前記補正部によるモールドの位置の補正において前記複数のアクチュエータの駆動した量に基づいて前記校正を行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。 - 前記補正部は、前記複数のアクチュエータの駆動量を検出する検出部を更に含み、
前記校正部は、前記保持部により保持されたモールドの位置を前記補正部により補正する前に前記複数のアクチュエータを前記モールドに接触させたときの前記検出部の検出結果と、当該モールドの位置を前記補正部により補正した後の前記検出部の検出結果との差に基づいて、前記校正を行う、ことを特徴とする請求項5に記載のインプリント装置。 - 前記校正部は、前記搬送部によるモールドの搬送を補正することにより前記校正を行う、ことを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- モールドの位置決めを行う位置決め部を更に含み、
前記搬送部は、前記位置決め部によって位置決めされたモールドを前記保持部に搬送し、
前記校正部は、前記位置決め部による前記モールドの位置決めを補正することにより前記校正を行う、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記位置決め部は、モールドの位置を計測する第2計測部を含み、
前記校正部は、前記第2計測部の計測結果を補正することにより前記校正を行う、ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント装置。 - 前記補正部は、前記保持部により保持されたモールドと基板との位置合わせを行う際に、当該モールドの側面に力を加えることにより当該モールドを変形させる、ことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- 請求項1乃至10うちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を有し、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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-
2017
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