JP2018182300A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板に予め形成されている被処理領域と基板上に新たに形成するパターンとの重ね合わせ精度の点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】モールド11を用いて基板12上の被処理領域にインプリント材17のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置1であって、2次元的に配列されたミラー素子を含み、前記ミラー素子で反射された光を前記基板12に照射するデジタルミラーデバイスと、前記ミラー素子を複数含むように前記ミラー素子の配列された領域を区切った複数のセグメントのそれぞれについて、各セグメントから照射される光の光量を計測する計測部7と、前記計測部7の計測結果に基づいて、各セグメントに含まれる前記ミラー素子を制御する制御部8と、を有することを特徴とするインプリント装置1を提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイスやMEMSなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加えて、基板上のインプリント材をモールドで成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目されている。かかる技術は、インプリント技術と呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。
インプリント技術の1つとして、例えば、光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板のショット領域に未硬化のインプリント材を供給(塗布)する。次いで、ショット領域に供給された未硬化のインプリント材にモールドを接触させて(押し付けて)成形する。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態において、インプリント材に光(例えば、紫外線)を照射して硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンが形成される。
このようなインプリント処理が施される基板は、一般に、デバイス製造工程において、例えば、スパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ている。これにより、基板が拡大又は縮小し、平面内で直交する2方向でパターンの形状(又はサイズ)が変化する場合がある。従って、インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを接触させる際に、基板上に予め形成されているパターン(基板側パターン)の形状と、モールドのパターンの形状とを合わせる必要がある。
基板側パターンの形状とモールドのパターンの形状とを合わせる技術として、モールドの外周に外力を与えてモールド(のパターン)を変形させるユニットを備えたインプリント装置が提案されている(特許文献1参照)。但し、特許文献1に開示されたインプリント装置において、例えば、モールドの材質を石英とすると、そのポアソン比は0.16であるため、モールドの一端をある軸方向に圧縮すると、その軸に直交する方向のモールドの一端が膨張する。このようなポアソン比に依存する変形がモールドに生じると、特に、モールドを台形形状に変形させたい場合に、モールドの面内が線形に変形しにくいため、重ね合わせ精度に影響を及ぼす可能性がある。そこで、インプリント材が硬化しない波長の光を基板に照射し、その吸収熱(加熱)によって基板を熱変形させて、基板側パターンの形状をモールドのパターンの形状に合わせる技術も提案されている(特許文献2参照)。特許文献2に開示された技術では、基板上に所定の照射量分布(温度分布)を形成するための光調整器として、デジタルミラーデバイスが用いられている。
特表2008−504141号公報 特許第5932286号公報
しかしながら、特許文献2では、デジタルミラーデバイスを構成するミラー素子の欠陥や反射率の差、及び、デジタルミラーデバイスに照射される光の光量むらなどに起因して、基板に対する実際の入熱量と所望の入熱量とが異なる場合がある。このような場合、基板側パターンの形状とモールドのパターンの形状とが合わず、重ね合わせ精度が低下してしまう。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板に予め形成されている被処理領域と基板上に新たに形成するパターンとの重ね合わせ精度の点で有利なインプリント装置を提供することを例示的目的とする。
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被処理領域にインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、2次元的に配列されたミラー素子を含み、前記ミラー素子で反射された光を前記基板に照射するデジタルミラーデバイスと、前記ミラー素子を複数含むように前記ミラー素子の配列された領域を区切った複数のセグメントのそれぞれについて、各セグメントから照射される光の光量を計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて、各セグメントに含まれる前記ミラー素子を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
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、基板に予め形成されている被処理領域と基板上に新たに形成するパターンとの重ね合わせ精度の点で有利なインプリント装置を提供することができる。
本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 図1に示すインプリント装置における加熱部の構成を示す概略図である。 デジタルミラーデバイスの構成を示す概略図である。 デジタルミラーデバイスのミラー素子の断面を示す概略図である。 図1に示すインプリント装置における基板のパターンの形状を補正する補正処理を説明するためのフローチャートである。 物品の製造方法を説明するための図である。
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。
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置1の構成を示す概略図である。インプリント装置1は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うリソグラフィ装置である。本実施形態では、インプリント装置1は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、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、モールド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。
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。
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。
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。
基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、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。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。
インプリント装置1は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。なお、図1に示すように、基板上のインプリント材に対して光を照射する照射部の光軸に平行な方向をZ軸とし、Z軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をX軸及びY軸とする。
インプリント装置1は、照射部2と、モールド保持部3と、基板ステージ4と、供給部5と、加熱部6と、センサ7と、制御部8と、アライメント計測部35とを有する。また、インプリント装置1は、基板ステージ4を載置するベース定盤36と、モールド保持部3を固定するブリッジ定盤37と、ベース定盤36から延設され、除振器38を介してブリッジ定盤37を支持する支柱39とを有する。除振器38は、床面からブリッジ定盤37に伝わる振動を低減(除去)する。更に、インプリント装置1は、モールド11を外部からモールド保持部3に搬送するモールド搬送部(不図示)や基板12を外部から基板ステージ4に搬送する基板搬送部(不図示)なども有する。
照射部2は、インプリント処理において、基板上のインプリント材17に対して、ダイクロイックミラー10及びモールド11を介して、紫外線9を照射する。照射部2は、例えば、光源と、かかる光源から射出された紫外線9をインプリント処理に適するように調整する光学素子とを含む。
モールド11は、多角形(矩形)の外周形状を有し、基板12に対向する面に3次元状に形成されたパターン(回路パターンなどの基板12に転写すべき凹凸パターン)13を含む。モールド11は、紫外線9を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成されている。また、モールド11は、基板12に対向する面とは反対側の面(紫外線9の入射側の面)に、モールド11(パターン部13)の変形を容易にするためのキャビティ(凹部)を含む。キャビティは、円形の平面形状を有し、その深さは、モールド11の大きさや材料に応じて適宜設定される。
モールド保持部3は、モールド11を保持するモールドチャック14と、モールドチャック14を保持してモールド11(モールドチャック14)を移動させるモールド駆動部15とを含む。
モールドチャック14は、モールド11の紫外線9の入射側の面の外周領域を真空吸着力や静電力によって引き付けることでモールド11を保持する。例えば、モールドチャック14が真空吸着力によってモールド11を保持する場合、モールドチャック14は、外部に設置された真空ポンプに接続され、かかる真空ポンプのオン/オフによってモールド11の着脱(保持及び保持の解除)が切り替えられる。
モールド駆動部15は、基板上のインプリント材17へのモールド11の押し付け(押印処理)、又は、基板上のインプリント材17からのモールド11の引き離し(離型処理)を選択的に行うように、モールド11をZ軸方向に移動させる。モールド駆動部15に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。モールド駆動部15は、モールド11を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、モールド駆動部15は、Z軸方向だけではなく、X軸方向やY軸方向にモールド11を移動可能に構成されていてもよい。更に、モールド駆動部15は、モールド11のθ(Z軸周りの回転)方向の位置やモールド11の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。
インプリント装置1における押印処理及び離型処理は、本実施形態のように、モールド11をZ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板12(基板ステージ4)をZ軸方向に移動させることで実現してもよい。また、モールド11と基板12の双方を相対的にZ軸方向に移動させることで、押印処理及び離型処理を実現してもよい。
モールドチャック14及びモールド駆動部15は、照射部2からの紫外線9が基板上のインプリント材17に照射されるように、中心部(内側)に開口16を有する。開口16には、開口16の一部とモールド11とで囲まれる空間を密閉空間にするための光透過部材が配置され、かかる密封空間内の圧力は、真空ポンプなどを含む圧力調整装置によって調整される。圧力調整装置は、例えば、基板上のインプリント材17とモールド11とを接触させる際に、密封空間内の圧力を外部の圧力よりも高くして、モールド11のパターン部13を基板12に向かって凸形状に撓ませる(変形させる)。これにより、基板上のインプリント材17に対してモールド11のパターン部13の中心部から接触させることができる。従って、モールド11とインプリント材17との間に空気が残留することが抑えられ、モールド11のパターン部13(凹部)の隅々までインプリント材17を充填させることができる。
基板12には、モールド11のパターン部13によって成形されるインプリント材17が供給(塗布)される。
基板ステージ4は、基板12を保持し、基板上のインプリント材17とモールド11とを接触させる際においてモールド11と基板12との位置合わせ(アライメント)に用いられる。基板ステージ4は、基板12を吸着して保持する基板チャック18と、基板チャック18を機械的に保持して各軸方向に移動可能とするステージ駆動部19とを含む。
ステージ駆動部19に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータや平面モータを含む。ステージ駆動部19は、基板12を高精度に位置決めするために、X軸及びY軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、ステージ駆動部19は、X軸方向やY軸方向だけではなく、Z軸方向に基板12を移動可能に構成されていてもよい。更に、ステージ駆動部19は、基板12のθ(Z軸周りの回転)方向の位置や基板12の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。
基板ステージ4の側面には、X軸、Y軸及びZ軸の各方向に対応したエンコーダスケール20が配置されている。エンコーダシステム22は、エンコーダヘッド21からエンコーダスケール20にビームを照射することで、基板ステージ4の位置を計測する。エンコーダシステム22は、基板ステージ4の位置を実時間で計測する。制御部8は、エンコーダシステム22の計測値に基づいて、基板ステージ4の位置決めを実行する。
供給部5は、モールド保持部3の近傍に配置され、基板12に未硬化のインプリント材17を供給(塗布)する。インプリント材17は、本実施形態では、紫外線9が照射されることで硬化する性質を有する紫外線硬化性の樹脂材料である。インプリント材17は、半導体デバイスの製造工程などの各種情報に応じて選択される。また、供給部5から供給されるインプリント材17の供給量は、基板12に形成されるインプリント材17のパターンの厚さ(残膜厚)や密度などに応じて決定される。
加熱部6は、インプリント装置1に搬入されて基板ステージ4に保持された基板12を加熱することによって、基板上に予め形成されているパターン領域23(ショット領域)を変形させる(即ち、パターン領域23の形状を補正する)。本実施形態では、パターン領域23は、1つのショット領域を含む被処理領域である。但し、パターン領域23は、複数のショット領域を含む被処理領域であってもよい(即ち、1回のインプリント処理で複数のショット領域にパターンを形成する場合もある)。なお、ショット領域は、インプリント装置1でパターンが形成された基板の上層レイヤに対して露光装置によってパターンを形成する際に、レチクル又はマスクを用いて形成する繰り返しパターンに相当する。例えば、1つのショット領域には、ユーザが希望するチップサイズのパターンが1つ又は複数形成される。
図2は、加熱部6の構成を示す概略図である。加熱部6は、光源部24と、光調整器25と、光吸収部26とを含む。光源部24は、基板12を加熱するための熱源として機能し、本実施形態では、インプリント材17を硬化させない波長の光27を射出して光調整器25に照射する。例えば、インプリント材17が硬化する波長が300nm〜400nmである場合、光源部24は、470nmの波長帯域の光を射出する。
光調整器25は、基板上のパターン領域23の形状を補正する際に、基板上に照射量分布を形成することによって、基板上に温度分布を形成する。光調整器25は、図3に示すように、デジタルミラーデバイス28で構成されている。図3は、デジタルミラーデバイス28の構成を示す概略図である。デジタルミラーデバイス28は、図3に示すように、反射面を形成する、2次元的(格子状)に配列された複数のミラー素子29を含む。ミラー素子29は、光源部24から照射された光27の反射方向を変更可能であり、基板上のパターン領域23に対して任意の照射量分布を形成する。ミラー素子29(の駆動)は、制御部8によって、個別に制御される。
図4は、デジタルミラーデバイス28を構成するミラー素子29の断面を示す概略図であって、ミラー素子29の駆動状態を示している。ミラー素子29は、図4に示すように、光27を基板12に向かう方向30に反射するオン状態32、又は、光27を光吸収部26に向かう方向31に反射するオフ状態33に駆動する(傾ける)ことによって、任意の照射量分布を形成する。また、ミラー素子29をオン状態32にしている時間(照射時間)やオフ状態33にしている時間(非照射時間)を制御することによって、基板12に照射される光の光量の階調を制御する。
ミラー素子29によって基板12に向かう方向30に反射された光27は、図1に示すように、ダイクロイックミラー34を介して、基板12に照射される。デジタルミラーデバイス28の分割数、即ち、デジタルミラーデバイス28を構成するミラー素子29の数は、必要とされる照射量分布に応じて適宜決定される。
光吸収部26は、デジタルミラーデバイス28を構成するミラー素子29をオフ状態33に駆動した場合に、ミラー素子29で反射された光27を吸収する。光吸収部26は、照射された光27を熱に変換して吸収する。従って、光吸収部26は、冷却機構を含むとよい。
センサ7は、基板ステージ4に保持された基板12と同じ高さになるように、基板ステージ4に配置されている。センサ7は、デジタルミラーデバイス28に含まれる複数のミラー素子29のうち、少なくとも一部のミラー素子29で反射された光の光量(照射量分布)を計測する。センサ7は、例えば、受光した光を電気信号に変換する光電変換素子である。センサ7は、メンテナンスなどのインプリント処理が行われていない期間において、基板ステージ4を走査させながら、デジタルミラーデバイス28から基板12に照射される光27の光量を計測する。
制御部8は、CPUやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従ってインプリント装置1の各部を制御する。制御部8は、インプリント装置1の各部の動作及び調整などを制御することで基板上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。本実施形態において、制御部8は、後で詳細に説明するように、センサ7の計測結果に基づいて、加熱部6を制御する。制御部8は、インプリント装置1の他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成してもよいし、インプリント装置1の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよい。
アライメント計測部35は、インプリント処理を行う際に、アライメント光ALを基板12に照射し、基板12で反射されたアライメント光ALを検出することで、基板上のパターン領域23の位置や形状を計測する。
インプリント装置1におけるインプリント処理について説明する。インプリント処理は、上述したように、制御部8がインプリント装置1の各部を統括的に制御することで行われる。まず、制御部8は、基板搬送部に基板12を搬入させ、基板ステージ4(基板チャック18)に保持させる。次いで、制御部8は、ステージ駆動部19を駆動して、基板上のショット領域(パターン領域23)を、供給部5による供給位置に位置決めする。次に、制御部8は、供給部5に対して、基板上のショット領域にインプリント材17を供給させる。次いで、制御部8は、ステージ駆動部19を駆動して、インプリント材17が供給された基板上のショット領域をモールド11の直下に位置決めする。次に、制御部8は、モールド駆動部15を駆動して、基板上のインプリント材17とモールド11とを接触させる。これにより、基板上のインプリント材17は、モールド11のパターン部13(凹部)に充填される。次いで、制御部8は、照射部2に紫外線9を照射させ、モールド11を介して、基板上のインプリント材17を硬化させる。次に、制御部8は、モールド駆動部15を駆動して、基板上の硬化したインプリント材17からモールド11を引き離す。これにより、基板上のショット領域には、モールド11のパターン部13に対応する3次元形状のインプリント材17のパターンが形成される。このような一連の動作を、基板上の複数のショット領域のそれぞれに対して行うことで、複数のショット領域のそれぞれにインプリント材17のパターンを形成することができる。
インプリント装置1においてインプリント処理が施される基板12は、デバイス製造工程において、例えば、スパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ている。従って、基板12は、インプリント装置1に搬入される前に拡大又は縮小し、XY平面内で直交する2方向でパターン領域23の形状が変化している場合がある。パターン領域23の変形は、主に、倍率成分、平行四辺形成分、台形成分を含み、それらが組み合わされていることもある。
そこで、インプリント装置1では、基板上のインプリント材17とモールド11とを接触させる際に、基板12のパターン領域23の形状を補正してモールド11のパターン部13の形状と合わせる必要がある。本実施形態では、制御部8において、アライメント計測部35の計測結果から基板12のパターン領域23の形状をモールド11のパターン部13の形状に合わせるために必要となる補正量を求める。そして、かかる補正量に基づいて、加熱部6によって基板12のパターン領域23を熱変形させることで、基板12のパターン領域23の形状とモールド11のパターン部13の形状とを合わせる。換言すれば、加熱部6(デジタルミラーデバイス)28は、制御部8の制御下において、基板12のパターン領域23とモールド11のパターン部13との形状差が低減する(許容範囲に収まる)ようにパターン領域23を加熱する。
加熱部6を構成するデジタルミラーデバイス28において、初期不良や経年劣化によって、ミラー素子29が固着してしまう欠陥が発生する。また、ミラー素子29の間の反射率差、光源部24から射出される光27の光量むら、光源部24から基板12までの光路に配置された光学素子の光学性能によって、基板12に照射される光の光量と目標光量とが異なる光量誤差が発生する。
これらの影響を最小限にするために、本実施形態では、図3に示すように、ミラー素子29が2次元的に配列された領域を、基板上のショット領域よりも小さく、且つ、ミラー素子29を複数含むように制御単位を複数のセグメント41に分割する(区切る)。セグメント41の数は、当該条件を満たすのであれば任意である。本実施形態は、一例として、セグメント41の数を600個とし、図3に示す構成は、デジタルミラーデバイス28の全てのミラー素子29の一部を図示しているものとする。そして、制御部8は、デジタルミラーデバイス28を、複数のミラー素子29の集合であるセグメント41ごとに制御する。例えば、セグメント41ごとに、セグメント内のミラー素子29の欠陥や反射率、光源部24からの光の光量むらなどに起因する光量誤差を補い合うことによって、各セグメントから基板12に照射される光の光量を校正する。
具体的には、まず、加熱部6、即ち、デジタルミラーデバイス28から基板12に照射される光の光量(光量分布)を計測する。制御部8は、ミラー素子29が配列された領域のうち、1回のインプリント処理でパターンが形成される基板上の領域であるショット領域に対応する領域のミラー素子29をオン状態32とし、その他の領域のミラー素子29をオフ状態33とする。更に、制御部8は、センサ7がショット領域の全体をカバーするように基板ステージ4を走査させながら、デジタルミラーデバイス28から基板ステージ4に照射される光27の光量を、センサ7に計測させる。そして、制御部8は、センサ7の計測結果に基づいて、デジタルミラーデバイス28のセグメント41ごとに、光量(積算値)Aを求める。次に、制御部8は、デジタルミラーデバイス28のセグメント41ごとの校正値を求める。各セグメント41での校正値は、光量Aの最小値(最小光量)をAminとすると、Amin/Aとする。なお、各セグメント41は、基板上のパターン領域23とモールド11のパターン部13との重ね合わせ精度に影響しない程度の領域を有し、そのサイズは、要求される重ね合わせ精度に応じて変更することが可能である。例えば、基板上のショット領域を縦30mm、横20mmとし、セグメント41(の領域)を基板上で1mm角とした場合について説明する。この場合、基板上で縦30mm、横20mmに対応する領域のミラー素子29をオン状態32にし、その他の領域のミラー素子29をオフ状態33にする。かかる状態において、センサ7がショット領域の全体をカバーするように基板ステージ4を走査させながら、デジタルミラーデバイス28から基板ステージ4に照射される光27の光量をセンサ7に計測させる。これにより、各セグメント41の光量(積算値)A1、A2、A3、・・・、A600が求まる。このように、センサ7は、各セグメント41から基板12(基板ステージ4)に照射される光の光量を計測して、そのデータを取得する。また、センサ7は、複数のセグメント41のそれぞれに対応する基板上の領域よりも小さい領域ごとに光量を計測するように構成されている。各セグメント41の光量A1、A2、A3、・・・、A600のうち最小値をAminとする。この場合、各セグメント41の校正値は、Amin/A1、Amin/A2、Amin/A3、・・・、Amin/A600となる。かかる校正値は、基板12のパターン領域23の形状を補正する際に用いられる。
図5を参照して、インプリント装置1における基板12のパターン領域23の形状を補正する補正処理について説明する。上述したように、本実施形態では、基板12のパターン領域23の形状、即ち、パターン領域23の変形成分を補正するために、加熱部6によって、パターン領域23の内外に温度分布を形成する。
S502において、制御部8は、アライメント計測部35に基板12のパターン領域23の形状を計測させる。S504において、制御部8は、S502でのアライメント計測部35の計測結果に基づいて、基板12のパターン領域23に含まれる変形成分を分析し、パターン領域23の形状をモールド11のパターン部13の形状に合わせるために必要となる補正量を求める。S506において、制御部8は、S504で求めた補正量に基づいて、基板12のパターン領域23の形状を補正するために必要となる、デジタルミラーデバイス28のセグメント41ごとの光量を求める。
S508において、制御部8は、S506で求めた光量と上述した校正値との積に基づいて、デジタルミラーデバイス28のセグメント41ごとにミラー素子29を個別に制御する。例えば、制御部8は、各セグメント41で目標光量が得られるように、ミラー素子29による基板12への光の照射時間(オン状態32にする時間)と非照射時間(オフ状態33にする時間)との比率をセグメント41ごとに制御する。具体的には、制御部8からの任意のセグメント41への指令値が1である場合、かかる指令値に対応するセグメント内のミラー素子29は全てオン状態32とする。また、制御部8からの任意のセグメント41への指令値が0.75である場合、セグメント内のミラー素子29を、7.5msecの間はオン状態32とし、その後、2.5msecの間はオフ状態33とする。このようなセグメント内のミラー素子29の状態の切り替えを指令値が変更されるまで繰り返す。このように、セグメント41ごとに、ミラー素子29をオン状態32にする時間及びオフ状態33にする時間(照射時間と非照射時間との比率)を制御して光量を調整する。
本実施形態では、センサ7の計測結果に基づいて、インプリント処理を行う際に複数のセグメント41のそれぞれから基板12に照射される光の光量がセグメントごとに目標光量となるように、各セグメント41に含まれるミラー素子29を個別に制御する。具体的には、各セグメント41で目標光量が得られるように、ミラー素子29による基板12への光の照射時間と非照射時間との比率をセグメント41ごとに制御する。この際、上述したように、センサ7の計測結果から複数のセグメント41のそれぞれから基板12に照射可能な最大光量のうちの最小光量を特定し、最小光量を基準としてセグメント間の光量が校正されている。例えば、あるセグメント41から基板12に照射される光の最大光量が、他のセグメント41から基板12に照射される光の最大光量よりも小さかった場合、当該他のセグメント41における光量を基準として、あるセグメント41の光量が校正されている。ここで、センサ7の計測結果は、各セグメント41から基板12に照射される光の光量を計測して得られたデータである。
図5に示す補正処理は、押印工程中又は押印工程後で基板上のインプリント材17を硬化する前に行われる。制御部8は、図5に示す補正処理によって、基板12のパターン領域23の形状とモールド11のパターン部13の形状とを合わせてから、基板上のインプリント材17を硬化させる。また、基板12のパターン領域23の形状の補正を促進するために、パターン領域23に対応する領域に対する基板チャック18の吸着力を局所的に低減させてもよい。このように、インプリント装置1では、基板12のパターン領域23の形状を補正することで、パターン領域23の形状とモールド11のパターン部13の形状とを高精度に合わせることができる。例えば、本実施形態では、モールド11の側面に外力又は変位を与えてパターン部13の形状を補正する場合よりも、パターン領域23の形状とモールド11のパターン部13の形状とを高精度に合わせることができる。従って、基板12のパターン領域23と、新たに形成されるインプリント材17のパターンとを高精度に重ね合わせることができる。なお、インプリント装置1では、モールド11の側面に外力又は変位を与えてパターン部13の形状を補正する形状補正機構を併用してもよい。また、上述したように、図5に示す補正処理は、押印工程中又は押印工程後で基板上のインプリント材17を硬化する前に行われることが好ましいが、押印工程前に行ってもよい。
また、S508では、各セグメント41で目標光量が得られるように、各セグメント41でオン状態32にするミラー素子29やオフ状態33にするミラー素子29の数を制御してもよい。換言すれば、各セグメント41で同一の目標光量を得るに際して、基板12に光を照射するミラー素子29の数をセグメント41ごとに制御してもよい。例えば、図3に示すデジタルミラーデバイス28では、各セグメント41は、16個のミラー素子29を含む。制御部8からの任意のセグメント41への指令値が1である場合、かかる指令値に対応するセグメント内のミラー素子29は全てオン状態32とする。また、制御部8からの任意のセグメント41への指令値が0.75である場合、セグメント内のミラー素子29のうち、12個のミラー素子29はオン状態32とし、4個のミラー素子29はオフ状態33とする。この際、制御部8は、センサ7の計測結果に基づいて、セグメント41ごとに基板12に光を照射することができないミラー素子29の欠陥数を特定し、かかる欠陥数にも基づいて基板12に光を照射するミラー素子29の数をセグメント41ごとに制御する。具体的には、ミラー素子29の欠陥数が0であり、制御部8からの任意のセグメント41への指令値が0.5である場合、セグメント内のミラー素子29のうち、8個のミラー素子29はオン状態32とし、8個のミラー素子29はオフ状態33とする。但し、ミラー素子29の欠陥数が3個である場合には、それを考慮して、8個のミラー素子29はオン状態32とし、5個のミラー素子29はオフ状態33とする。このように、セグメント41ごとに、オン状態32にするミラー素子29の数やオフ状態33にするミラー素子29の数を制御して光量を調整する。
また、本実施形態では、インプリント装置1において、セグメント41から基板に照射される光の光量を計測して得られたデータを取得している(即ち、センサ7で計測している)が、これに限定されるものではない。例えば、インプリント装置1の外部の計測器によって、セグメント41から基板に照射される光の光量を計測し、そのデータを取得してもよい。
また、本実施形態では、アライメント計測部35の計測結果から基板12のパターン領域23とモールド11のパターン部13との形状差を求めている。但し、基板12のパターン領域23とモールド11のパターン部13との形状差は、インプリント装置1の外部の計測器で計測されてもよい。この場合、外部の計測器の計測結果がユーザによって手動で、或いは、通信回線を介して自動で制御部8に入力される。外部の計測器は、例えば、重ね合わせ検査装置を含む。重ね合わせ検査装置は、パターン部13を変形させずにパターン形成を行うことで基板上に形成したパターンの周囲に、かかるパターン形成と同時に形成したマークと、パターン領域23の周囲のマークとの位置ずれを複数のマークについて検査する。これにより、パターン部13とパターン領域23との形状差を示す情報が得られる。このようにして得られたパターン部13とパターン領域23との形状差を示す情報に基づいて、制御部8は、モールド11のパターン部13の形状を補正するための補正量や基板12のパターン領域23の形状を補正するための補正量を算出する。なお、これらの補正量の算出もインプリント装置1の外部で行われてもよい。
本実施形態によれば、基板12のパターン領域23(基板に予め形成されている被処理領域)と、基板上に新たに形成されるインプリント材17のパターンとの重ね合わせ精度の点で有利なインプリント装置1を提供することができる。
インプリント装置1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、型などである。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。
硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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6(a)に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板12を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材17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17が基板上に付与された様子を示している。
図6(b)に示すように、インプリント用のモールド11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17に向け、対向させる。図6(c)に示すように、インプリント材17が付与された基板12とモールド11とを接触させ、圧力を加える。インプリント材17は、モールド11と被加工材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モールド11を介して照射すると、インプリント材17は硬化する。
図6(d)に示すように、インプリント材17を硬化させた後、モールド11と基板12を引き離すと、基板上にインプリント材17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、モールド11の凹部が硬化物の凸部に、モールド11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17にモールド11の凹凸パターンが転写されたことになる。
図6(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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図6(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。
<変形例>
これまでは、デジタルミラーデバイス28を含む加熱部6を用いて基板上のパターン領域23の形状を補正する形態について説明した。以下では、光源部24、デジタルミラーデバイス28及び光吸収部26を含むユニットを、未硬化のインプリント材の粘弾性を高めるために用いる形態について説明する。本形態によれば、未硬化のインプリント材の粘弾性を高めることで基板12とモールド11との位置合わせ精度を向上させることが可能となる。
光源部24は、基板12上に供給された未硬化のインプリント材の粘弾性を高める波長の光を発生させる。一般的に、基板12上に供給される樹脂材料であるインプリント材の粘弾性は低く、インプリント材はモールド11のパターン部へ充填しやすくなっている。ここで、インプリント材の粘弾性が低いと、外乱等によりモールド11と基板12との間に位置ずれが生じやすくなる。モールド11と基板12との間に位置ずれが生じた状態でインプリント材を硬化させると重ね合わせ精度の低下を招きやすくなってしまう。
そこで、本形態では、インプリント材の粘弾性を高めた状態で、基板12上のショット領域とモールド11のパターン部との位置合わせを行う。これにより、モールド11と基板12との間の位置ずれを低減させることができ、結果として重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。
例えば、インプリント材の硬化工程においてインプリント材に対して照射される紫外線の波長帯域を200nm〜400nmであると仮定する。このとき、インプリント材の粘弾性を高めるために照射される光の波長帯域を300nm〜350nmとすることで、インプリント材を硬化させ過ぎることなく、インプリント材の粘弾性を高めることができる。
なお、インプリント材の粘弾性を高めるための光を照射する期間は適宜設定することが可能である。例えば、モールド11とインプリント材を接触させたタイミング以降に粘弾性を高めるための光の照射を開始してもよいし、モールド11とインプリント材が接触したタイミングよりも前に粘弾性を高めるための光の照射を開始してもよい。
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及び変更が可能である。
1:インプリント装置 7:センサ 8:センサ 11:モールド 12:基板 28:デジタルミラーデバイス 29:ミラー素子

Claims (13)

  1. モールドを用いて基板上の被処理領域にインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
    2次元的に配列されたミラー素子を含み、前記ミラー素子で反射された光を前記基板に照射するデジタルミラーデバイスと、
    前記ミラー素子を複数含むように前記ミラー素子の配列された領域を区切った複数のセグメントのそれぞれについて、各セグメントから照射される光の光量を計測する計測部と、
    前記計測部の計測結果に基づいて、各セグメントに含まれる前記ミラー素子を制御する制御部と、
    を有することを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記制御部は、インプリント処理を行う際に前記複数のセグメントのそれぞれから照射される光の光量が前記セグメントごとに目標光量となるように、各セグメントに含まれる前記ミラー素子を個別に制御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。
  3. 前記制御部は、前記目標光量が得られるように、前記ミラー素子による光の照射時間と非照射時間との比率を前記セグメントごとに制御することを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。
  4. 前記制御部は、前記計測結果に基づいて前記複数のセグメントのそれぞれから照射される光の光量のうちの最小光量を特定し、前記最小光量を基準として前記複数のセグメント間の光量を校正することを特徴とする請求項3に記載のインプリント装置。
  5. 前記制御部は、前記目標光量が得られるように、前記基板に向けて光を照射する前記ミラー素子の数を前記セグメントごとに制御することを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。
  6. 前記制御部は、前記計測結果に基づいて前記セグメントごとに前記基板に向けて光を照射することができないミラー素子の欠陥数を特定し、前記欠陥数にも基づいて前記基板に向けて光を照射する前記ミラー素子の数を前記セグメントごとに制御す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。
  7. 前記基板を保持して移動するステージを更に有し、
    前記計測部は、前記ステージに配置されてい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。
  8. 前記計測部は、前記複数のセグメントのそれぞれに対応する前記基板上の領域よりも小さい領域ごとに光量を計測することを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。
  9. 前記計測部は、前記インプリント処理が行われていない期間において前記複数のセグメントのそれぞれから前記基板に向けて照射される光の光量を計測することを特徴とする請求項7又は8に記載のインプリント装置。
  10. 前記デジタルミラーデバイスは、前記モールドのパターン部と前記被処理領域との形状差を低減するように前記被処理領域を加熱す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。
  11. 前記デジタルミラーデバイスは、前記基板上のインプリント材の粘弾性を高める光を前記基板に向けて照射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。
  12. 前記デジタルミラーデバイスは、前記モールドと前記インプリント材が接触した後に、前記基板上のインプリント材の粘弾性を高める光を前記基板に向けて照射することを特徴とする請求項11に記載のインプリント装置。
  13. 請求項1乃至12のうちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
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US7978308B2 (en) * 2006-05-15 2011-07-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR102166879B1 (ko) * 2014-03-10 2020-10-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다중 하전-입자 빔 리소그래피를 위한 픽셀 블렌딩
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