JP2019068085A - 形成装置および物品製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】形成装置は、光化学反応速度が照射される光の照度の平方根に比例する組成物に型を接触させた状態で光を照射することによって前記組成物を硬化させて膜を形成する。前記形成装置は、前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に照射する照射部と、前記照射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記組成物が目標重合度の所定の範囲に収まるように硬化されていない場合に、前記照射部により前記組成物に照射される光の照度の平方根に基づいて、前記照射部による前記組成物に対する照射時間を調整する
【選択図】図3
Description
より具体的には、工程S303では、処理部201は、式(2)に従って照射時間tcを決定する。
ここで、式(1)について説明する。式(1)は、光化学反応速度としての重合度PFを示す式(3)から以下のようにして得られる式である。
ここで、PFは重合度((√(W/m2))・sec)、Iはインプリント材IMに対する光の照度(W/m2)、tはインプリント材IMに対する光の照射時間(sec)である。式(3)は、光化学反応速度としての重合度PFが光の照度Iの平方根に比例し、また、照射時間tに比例することを示している。目標重合度PDは、ある照度Ipにおける照射時間tpによって規定されうる。目標重合度PD、照度Ip、照射時間tp、照度Ic、照射時間tcの間には、式(4)のような関係が成り立つ。
照度Ipは、目標重合度PDを定めたときの条件としての照度(W/m2)であり、照射時間tpは、目標重合度PDを定めたときの条件としての照射時間(sec)である。また、係数kは、インプリント材IMの種類、型M、プロセス等によって決まる係数である。係数kは、1の場合もあるし1でない場合もある。また、照度Icは、インプリント時にインプリント材IMに照射される光の照度(W/m2)である。また、tcは、インプリント時に、照度Icの下で目標重合度PDを満たすために要求される照射時間(sec)である。式(1)は、式(4)を簡略化したものである。
工程S403では、処理部210は、工程S402で決定した照度Icが得られるように照射部110がインプリント材IMに照射する光の照度を調整する。この調整は、例えば、処理部210が照射部110の調整部116を制御することによってなされうる。例えば、調整部116が複数のNDフィルタを含む場合、光源112と基板Sとの間に配置するNDフィルタの個数を調整することにより、又は、互いに異なる減光硬化を有する複数のNDフィルタの組み合わせを変更することによって照度を調整することができる。ここで、処理部210は、照度検出部132によって照度を検出することによって、検出された照度が照度Icに一致していることを確認してもよい。
実施例1では、照度Icおよび目標重合度PDを条件として、それに対応する照射時間tcを決定し、照度Ic、照射時間tcでインプリント材を硬化させ、良好なインプリント結果が得られることを確認した。具体的には、係数kが1のインプリント材を使用し、照度Ic=5000(W/m2)、目標重合度PD=7.07((√(W/m2))・sec)をユーザーインターフェース220より条件として入力した。そして、式(1)に従って、照射時間tc=0.1(sec)と決定した。これに基づいて、照度Ic=5000(W/m2)、照射時間tc=0.1(sec)でインプリント材に光を照射したところ、良好なインプリント結果(即ち、硬化したインプリント材からなる良好なパターン)が得られた。
実施例2では、k=1のインプリント材を使用し、目標重合度PDを得るための条件として、照度Ip(W/m2)と、その照度Ip(W/m2)における推奨露光量Ep(J/m2)とを取得し、式(6)に従って照射時間tp(sec)を求めた。
また、インプリント時の照度はIc(W/m2)であった。Ip、tp、Icに基づいて、式(4)に従って照射時間tcを決定した。そして、Ic、tcでインプリント材に光を照射したところ、良好なインプリント結果(即ち、硬化したインプリント材からなる良好なパターン)が得られた。
実施例3では、k=1のインプリント材を使用し、目標重合度PDを得るための条件として、照度Ip(W/m2)と、その照度Ip(W/m2)における推奨露光量Ep(J/m2)とを取得し、式(6)に従って照射時間tp(sec)を求めた。
また、インプリント時の照射時間をtc(sec)とした。Ip、tp、tcに基づいて、式(4)に従って照度Icを決定し、その照度Icが得られるように照射部110の調整部116を調整した。そして、Ic、tcでインプリント材に光を照射したところ、良好なインプリント結果(即ち、硬化したインプリント材からなる良好なパターン)が得られた。
実施例4では、工程S310、S410(検証)の妥当性を確認した。図6(a)に示されるような離型力Fと重合度PFとの相関を示すデータを準備した。目標重合度PD=PF42が得られるように決定された照度Icおよび照射時間tpから意図的に照度Icを変更した条件でインプリント材に光を照射し、インプリント材を硬化させた。このインプリント材から型Mを離型するときの離型力Fを離型力検出部142で検出したところ、F=F41であった。PD=PF42における離型力Fの許容範囲は、F=F42を含むAR1である。F=F41は、許容範囲AR1から外れているので、インプリント材の硬化は適正ではないと判断された。照度Icを正しい値に調整しなおしてインプリントを行ったところ、離型力FがF=F42を含む許容範囲AR1に入った。
実施例5では、工程S310、S410(検証)の妥当性を確認した。図6(b)に示されるような欠陥密度DDと重合度PFとの相関を示すデータを準備した。目標重合度PD=PF51が得られるように決定された照度Icおよび照射時間tpから意図的に照度Icを変更した条件でインプリント材に光を照射し、インプリント材を硬化させてパターンを得た。このパターンの欠陥密度DDを検査装置で検査したところ、DD=DD52であった。PD=PF51における欠陥密度DDの許容範囲は、DD=DD51を含むAR2である。DD=DD52は、許容範囲AR2から外れているので、インプリント材の硬化は適正ではないと判断された。照度Icを正しい値に調整しなおしてインプリントを行ったところ、欠陥密度DDがDD=D51を含む許容範囲AR2に入った。
Claims (13)
- 光化学反応速度が照射される光の照度の平方根に比例する組成物に型を接触させた状態で光を照射することによって前記組成物を硬化させて膜を形成する形成装置であって、
前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に照射する照射部と、
前記照射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記組成物が目標重合度の所定の範囲に収まるように硬化されていない場合に、前記照射部により前記組成物に照射される光の照度の平方根に基づいて、前記照射部による前記組成物に対する照射時間を調整する、
ことを特徴とする形成装置。 - ラジカル重合型の組成物に型を接触させた状態で光を照射することによって前記組成物を硬化させて膜を形成する形成装置であって、
前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に照射する照射部と、
前記照射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記組成物が目標重合度の所定の範囲に収まるように硬化されていない場合に、前記照射部により前記組成物に照射される光の照度の平方根に基づいて、前記照射部による前記組成物に対する照射時間を調整する、
ことを特徴とする形成装置。 - 前記制御部は、前記組成物の重合に関する目標値を前記照度の平方根で割る処理を行うことにより、前記照射時間を決定する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の形成装置。
- 前記制御部は、前記照射部により前記組成物に照射される光の照度をIc、前記照射部による前記組成物に対する照射時間をtc、係数をk、前記組成物に対する照射による前記組成物の目標光重合度をPDとしたときに、PD=k×(√Ic)×tc
に従って前記照射時間を決定する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の形成装置。 - 前記照射部によって前記組成物に照射される光の照度を検出する照度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記照度検出部によって検出された照度をIcとして、
PD=k×(√Ic)×tc
に従って前記照射時間を決定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の形成装置。 - 前記組成物と前記型との相対距離を変更する駆動機構と、
前記組成物と前記型とを離隔させるために要する離型力を検出する離型力検出部と、
前記照射部によって前記組成物に照射される光の照度を検出する照度検出部と、を更に備え、
前記基板の上に供給された前記組成物に前記型が接触するように前記駆動機構によって前記相対距離が設定された状態で前記組成物が硬化するように前記照射部によって前記組成物に光が照射され、その後、前記組成物と前記型とが離隔するように前記駆動機構によって前記相対距離が変更され、
前記制御部は、前記組成物と前記型とが離隔するように前記駆動機構によって前記相対距離が変更される際の前記離型力が許容範囲から外れている場合に、前記照度検出部に照度を検出させ、前記照度検出部によって検出された照度の平方根に基づいて照射時間を決定する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の形成装置。 - 前記組成物と前記型との相対距離を変更する駆動機構と、
前記組成物と前記型とを離隔させるために要する離型力を検出する離型力検出部と、
前記照射部によって前記組成物に照射される前記光の照度を検出する照度検出部と、を更に備え、
前記基板の上に供給された前記組成物に前記型が接触するように前記駆動機構によって前記相対距離が設定された状態で前記組成物が硬化するように前記照射部によって前記組成物に光が照射され、その後、前記組成物と前記型とが離隔するように前記駆動機構によって前記相対距離が変更され、
前記制御部は、前記組成物と前記型とが離隔するように前記駆動機構によって前記相対距離が変更される際の前記離型力と前記離型力を前記型に作用させた時間との積が許容範囲から外れている場合に、前記照度検出部に照度を検出させ、前記照度検出部によって検出された照度の平方根に基づいて照射時間を決定する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の形成装置。 - 前記照射部によって前記組成物に照射される前記光の照度を検出する照度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記組成物を硬化させて得られた前記パターンの欠陥密度が許容範囲から外れている場合に、前記照度検出部に照度を検出させ、前記照度検出部によって検出された照度の平方根に基づいて照射時間を決定する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の形成装置。 - 光化学反応速度が照射される光の照度の平方根に比例する組成物に型を接触させた状態で光を照射することによって前記組成物を硬化させて膜を形成する形成装置であって、
前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に照射する照射部と、
前記照射部を制御する制御部と、を備え、
前記照射部は、前記組成物に照射される前記光の照度を調整する調整部を含み、
前記制御部は、前記組成物が目標重合度の所定の範囲に収まるように硬化されていない場合に、前記照射部による前記組成物に対する照射時間の2乗に基づいて、前記調整部によって前記照度を調整する、ことを特徴とする形成装置。 - ラジカル重合型の組成物に型を接触させた状態で光を照射することによって前記組成物を硬化させて膜を形成する形成装置であって、
前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に照射する照射部と、
前記照射部を制御する制御部と、を備え、
前記照射部は、前記組成物に照射される前記光の照度を調整する調整部を含み、
前記制御部は、前記組成物が目標重合度の所定の範囲に収まるように硬化されていない場合に、前記照射部による前記組成物に対する照射時間の2乗に基づいて、前記調整部によって前記照度を調整する、ことを特徴とする形成装置。 - 前記制御部は、前記組成物の重合に関する目標値を前記照射時間の2乗で割る処理を行うことにより、前記照度を決定する、ことを特徴とする請求項9又は10に記載の形成装置。
- 前記制御部は、前記照射部により前記組成物に照射される光の照度をI c 、前記照射部による前記組成物に対する照射時間をt c 、係数をk、前記組成物に対する照射による前記組成物の目標光重合度をPDとしたときに、PD=k×(√I c )×t c
に従って前記照度を決定する、ことを特徴とする請求項9又は10に記載の形成装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の形成装置を用いて基板の上に膜を形成する工程と、
前記工程で前記膜が形成された基板を加工する工程と、
を含み、加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
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