JP2020096077A - インプリント方法、インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

インプリント方法、インプリント装置および物品製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域との位置合わせ精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、接触工程の後にショット領域とパターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせ工程の完了前にショット領域の上のインプリント材のうちショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第1照射工程と、第1照射工程の開始後に開始され、ショット領域とパターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、第1照射工程とは異なる条件でショット領域の上のインプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第2照射工程と、位置合わせ工程の完了後にショット領域の上のインプリント材の全体に光を照射する第3照射工程とを含む。【選択図】図2

Description

本発明は、インプリント方法、インプリント装置および物品製造方法に関する。
基板のショット領域上にインプリント材を配置し、該インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、その後に該インプリント材を硬化させることによって該基板上に該インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント技術が知られている。このようなインプリント技術において、インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させた際にインプリント材がショット領域からはみ出しうる。特許文献1には、テンプレートパターンを基板の上のレジストに押し当てる際に、インプリントショットよりも外側の光照射領域に光を照射して、該インプリントショット外にはみ出そうとするレジストを硬化させる第1の硬化ステップを有する方法が記載されている。該方法では、更に、第1の硬化ステップの後に、該テンプレートパターンに該レジストを充填させる充填ステップと、該レジストの全体を硬化させる第2の硬化ステップとを有する。
特開2013−69918号公報
インプリント装置では、基板は基板位置決め機構によって支持され、モールドはモールド位置決め機構によって支持されるので、基板とモールドとが相互に独立して振動しうる。したがって、基板とモールドとの間に相対的な振動が存在し、これが基板(のショット領域)とモールド(のパターン領域)との位置合わせ精度の向上を妨げる原因となりうる。また、別の観点において、基板のショット領域とモールドのパターン領域との間には形状差が存在し、この形状差も基板(のショット領域)とモールド(のパターン領域)との位置合わせ精度の向上を妨げる原因となりうる。特許文献1においては、位置合わせ精度の向上に関して考慮されていない。
本発明は、基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域との位置合わせ精度を向上させるために有利な技術を提供する。
本発明の1つの側面は、インプリント方法に係り、前記インプリント方法は、基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、前記接触工程の後に、前記ショット領域と前記パターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、前記位置合わせ工程の完了前に、前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第1照射工程と、前記第1照射工程の開始後に開始され、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、前記第1照射工程とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第2照射工程と、前記位置合わせ工程の完了後に、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に光を照射する第3照射工程と、を含む。
本発明によれば、基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域との位置合わせ精度を向上させるために有利な技術が提供される。
本発明の第1実施形態のインプリント装置の構成を例示する図。 本発明の第1実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第2実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第3実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第4実施形態のインプリント装置の構成を例示する図。 本発明の第4実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第5実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 インプリント材に対する光の照射量とそれによって変化するインプリント材のせん断力との関係を例示するグラフ。 第2照射工程(予備露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法を模式的かつ例示的に示す図。 第2照射工程(加熱露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布(a)、および、第2照射工程(加熱露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法を模式的かつ例示的に示す図。 物品製造方法を例示する図。
以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
図1には、本発明の第1実施形態のインプリント装置100の構成が示されている。インプリント装置100は、基板1のショット領域の上に配置されたインプリント材60とモールド10のパターン領域PRとを接触させ、インプリント材60を硬化させることによって基板1の上にインプリント材60の硬化物からなるパターンを形成する。本明細書および添付図面では、基板1の表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX、θY、θZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および/または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板1およびモールド10の少なくとも一方の位置および/または姿勢の制御を含みうる。また、位置合わせは、基板1およびモールド10の少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。
インプリント装置100は、相対駆動機構25と、供給部(ディスペンサ)18と、光照射部32と、撮像部21と、制御部35、ベース5と、支柱8と、天板9とを備えうる。光照射部32は、基板1のショット領域の上のインプリント材60に光を照射する。光照射部32がインプリント材60に光を照射することによって、インプリント材60を介して基板1にも光が照射されうる。相対駆動機構25は、基板1(のショット領域)とモールド10(のパターン領域PR)との相対位置が変更されるように基板1とモールド10とを相対的に駆動しうる。相対駆動機構25は、基板位置決め機構23と、モールド位置決め機構24とを含みうる。
基板位置決め機構23は、例えば、基板1を保持(チャッキング)する基板チャック2と、基板チャック2をθZ軸に関して駆動するθステージ3と、θステージ3を支持するXYステージ4とを含みうる。また、基板位置決め機構23は、XYステージ4をX軸およびY軸に関して駆動するためのアクチュエータ19(例えば、リニアモータ)を含みうる。インプリント装置100は、ベース5に対するXYステージ4の相対的な位置を計測する計測器6(例えば、リニアエンコーダ)を含みうる。天板9は、例えば、支柱8を介してベース5によって支持されうる。基板位置決め機構23は、上記の構成により、基板1をX軸、Y軸およびθZ軸に関して駆動しうる。基板位置決め機構23は、更に、基板1をθX軸おおよびθY軸に関しても駆動するように構成されてもよい。
基板1の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板1の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板1は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。基板1は、1または複数のショット領域を有しうる。
インプリント材としては、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、電磁波等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される光、例えば、紫外線等でありうる。硬化性組成物は、光の照射により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添モールド離モールド剤、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。本実施形態では、一例として、紫外線によって硬化する性質を持つ光硬化性組成物をインプリント材60として用いる。インプリント材60は、供給部18により、液滴状、或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1上に配置されうる。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以下でありうる。
供給部(ディスペンサ)18は、基板1の各ショット領域の上にインプリント材60を供給あるいは配置する。供給部18は、例えば、インプリント材60を吐出する吐出口(不図示)を有し、吐出口からインプリント材60を吐出することによって、基板1の上にインプリント材60を供給する。供給部18は、例えば、基板1の上にインプリント材60の液滴を配置しうる。供給部18によって基板1の上に供給されるインプリント材60の量は、要求されるインプリント材60の厚さ、および、形成すべきパターンの密度等に応じて決定されうる。
モールド10は、例えば、外周部が矩形であり、基板1に対向する面にパターン領域PRを有しうる。パターン領域PRには、基板1の上に配置されたインプリント材60に転写すべきパターンが設けられている。モールド10は、周辺部よりも突出したメサを有することができ、パターン領域PRは、該メサに配置されうる。該周辺部からの該メサの突出量は、例えば、数十μm〜数百μmの範囲内でありうる。モールド10は、例えば、光照射部32が発生しうる光(例えば、紫外線)を透過させる材料、例えば、石英で構成されうる。
モールド位置決め機構24は、モールド10を保持(チャッキング)するモールドチャック11と、モールドチャック11を保持するモールドステージ22と、モールドステージ22を駆動するアクチュエータ(例えば、リニアアクチュエータ)15とを含みうる。モールドチャック11は、真空吸引力または静電吸引力等の保持力によってモールド10を保持しうる。モールドチャック11は、モールドステージ22によって保持されうる。モールドステージ22は、例えば、Z軸、θX軸およびθY軸に関してモールド10を駆動するように構成されうる。アクチュエータ15は、モールドステージ22をZ軸に関して駆動し、これにより、モールド10を基板1の上に配置されたインプリント材60に接触させたり、基板1の上の硬化したインプリント材60とモールド10とを分離したりしうる。アクチュエータ15は、例えば、エアシリンダまたはリニアモータである。モールドチャック11およびモールドステージ22は、光照射部32から提供される光を通過させる窓あるいは開口部を有しうる。
光照射部32は、第1照射(枠露光)、第2照射(予備露光)および第3照射(本露光)を行うように構成されうる。第1照射(枠露光)は、基板1のショット領域の上のインプリント材60のうち枠状部分に対して光を照射する動作でありうる。該枠状部分は、基板1のショット領域の上のインプリント材60のうち、基板1のショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する部分である。第2照射(予備露光)は、基板1のショット領域とモールド10のパターン領域PRとの位置合わせ誤差が低減されるように、第1照射とは異なる条件で、該ショット領域の上のインプリント材60の少なくとも一部分に対して光を照射する動作でありうる。第3照射(本露光)は、基板1のショット領域の上のインプリント材60の全体に対して光を照射する動作でありうる。第3照射によって、インプリント材60は、インプリント材60とモールド10とを分離することができる状態、即ち、十分に硬化した状態となる。
光照射部32は、一例において、第1光源16、第2光源30、第1光学系17、第2光学系28、第1ビームスプリッタ20、および、第2ビームスプリッタ29を含みうる。第1光源16は、例えば、第3照射(本露光)において使用されうる。第1光源16からの光は、例えば、第1光学系17および第1ビームスプリッタ20を介して、基板1の上のインプリント材60に照射され、インプリント材60を硬化させうる。第1光源16は、例えば、紫外線を発生するように構成されうる。一例において、第1光源16は、波長が365nmの光(i線)を発生しうる。
第2光源30は、例えば、第1照射(枠露光)および第2照射(予備露光)において使用されうる。第2光源30からの光は、例えば、第2光学系28、第2ビームスプリッタ29、第1ビームスプリッタ20を介して、基板1の上のインプリント材60に照射されうる。第2光源30は、例えば、紫外線を発生するように構成されうる。一例において、第2光源30は、波長が405nmの光を発生しうる。
第1照射(枠露光)を行う第1照射工程で使用される光と第3照射(本露光)を行う第3照射工程で使用される光とは、波長帯域および強度分布の少なくとも一方が互いに異なりうる。第1照射(枠露光)を行う第1照射工程で使用される光と第2照射(予備露光)を行う第2照射工程で使用される光とは、波長帯域が互いに同じである。第1照射工程、第2照射工程および第3照射工程では、光の照射領域が互いに異なりうる。
撮像部21は、例えば、第2ビームスプリッタ29および第1ビームスプリッタ20を介して、基板1の上のインプリント材60とモールド10のパターン領域PRとの接触によって形成される像を撮像しうる。制御部35は、相対駆動機構25、供給部(ディスペンサ)18、光照射部32および撮像部21を制御するように構成されうる。制御部35は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
図2には、インプリント装置100の動作が例示されている。図2に示される処理は、制御部35によって制御される。工程S101では、制御部35は、供給部18がパターン形成対象のショット領域にインプリント材60を供給する処理を開始する位置に該ショット領域が位置決めされるように相対駆動機構25(基板位置決め機構23のXYステージ4)を制御する。工程S102では、制御部35は、基板1を移動させながら供給部18によって基板1のパターン形成対象のショット領域の上にインプリント材60が供給されるように、XYステージ4および供給部18を制御する。これにより、基板1のパターン形成対象のショット領域の上にインプリント材60が配置される。
工程S103では、制御部35は、インプリント材60が配置されたパターン形成対象のショット領域がモールド10のパターン領域PRに対向する位置に位置決めされるように相対駆動機構25(基板位置決め機構23のXYステージ4)を制御する。また、工程S103では、制御部35は、必要に応じて、パターン形成対象のショット領域とモールド10のパターン領域PRとの間の回転誤差(θZ軸に関する回転誤差)が低減されるようにθステージ3を制御しうる。
工程S104では、制御部35は、基板1のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材60とモールド10のパターン領域PRとが接触するように、モールド10の降下を開始させるように相対駆動機構25(アクチュエータ15)を制御する。工程S105では、制御部35は、基板1のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材60に対するモールド10の押し付け力を取得し、この押し付け力が目標範囲に収まっているかどうかを判断する。そして、制御部35は、該押し付け力が目標範囲に収まっていない場合には、工程S106において、制御部35は、該押し付け力が目標範囲に収まるように、相対駆動機構25を制御する。ここで、該押し付け力は、例えば、モールドチャック11またはモールドステージ22に組み込まれた1又は複数のロードセル(センサ)の出力に基づいて制御部35によって取得されうる。該押し付け力を該目標範囲に収まめるための動作は、アクチュエータ15によるモールド10のZ軸方向に関する駆動、および、モールドステージ22によるモールド10のθX軸、θY軸に関する駆動、の少なくとも1つを含みうる。
該押し付け力が該目標範囲に収まっている場合は、工程S107が実行される。工程S107では、制御部35は、第1照射工程(枠露光)が実行されるように光照射部32を制御する。つまり、工程S107では、制御部35は、基板1のショット領域の上のインプリント材60のうち枠状部分に対して光が照射されるように光照射部32を制御する。より具体的には、制御部35は、第2光源30からの光が基板1のショット領域の上のインプリント材60のうち枠状部分に対して照射されるように光照射部32を制御する。インプリント材60の枠状部分に対応するショット領域の枠状領域(ショット領域における周辺領域)は、カーフ部を含む領域でありうる。基板1のショット領域の上のインプリント材60のうち枠状部分に対して光を照射することによって、その光の照射量に応じた重合度まで枠状部分が硬化する。これにより、現在のパターン形成対象のショット領域に隣接するショット領域に対するインプリント材60の侵入を抑制することができる。枠露光の条件は、予め設定されうるものであり、制御部35は、その条件に従って第1照射工程(枠露光)を実行しうる。
工程S108では、制御部35は、基板1のパターン形成対象のショット領域とモールド10のパターン領域PRとを位置合わせする動作が開始されるように相対駆動機構25を制御する。この動作では、不図示のアライメントスコープを使って基板1のアライメントマークとモールド10のアライメントマークとの相対位置が検出されながら、検出結果に基づいてパターン形成対象のショット領域とパターン領域PRとが位置合わせされる。ここで、工程S107(第1照射工程;枠露光)は、工程S108で開始された位置合わせ工程の完了前に実行されうる。
工程S109では、制御部35は、第2照射工程(予備露光)が実行されるように光照射部32を制御する。つまり、工程S109では、制御部35は、基板1のショット領域とモールド10のパターン領域PRとの位置合わせ誤差が低減されるように、該ショット領域の上のインプリント材60の少なくとも一部分に対して光が照射されるように光照射部32を制御する。工程S109(第2照射工程(予備露光))は、工程S107(第1照射工程(枠露光)とは異なる条件で実行されうる。より具体的には、制御部35は、第2光源30からの光が基板1のショット領域の上のインプリント材60の少なくとも一部分に対して照射されるように光照射部32を制御する。これにより、基板1とモールド10との間のインプリント材60による結合力が高くなり、基板1とモールド10との間の相対的な振動が低減しうる。したがって、基板1のパターン形成対象のショット領域とモールド10のパターン領域PRとの位置合わせが容易になるとともに、位置合わせの精度が向上しうる。
工程S109(第2照射工程)では、基板のパターン形成対象のショット領域の一部にのみ光が照射されてもよいし、全体に光が照射されてもよい。工程S109(第2照射工程)では、基板1のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材60の少なくとも一部分が目標硬度まで硬化されうる。あるいは、工程S109(第2照射工程)は、基板1とモールド10との間の相対的な振動が目標最大振動の範囲内に収まるようにインプリント材60の少なくとも一部分が目標硬度まで硬化されうる。ここで、工程S109(第2照射工程;予備露光)は、工程S107(第1照射工程;枠露光)の開始後に開始されうる。
工程S108で開始された位置合わせ工程の完了後、工程S110では、制御部35は、第3照射工程(本露光)が実行されるように光照射部32を制御する。つまり、工程S110では、制御部35は、基板1のショット領域の上のインプリント材60の全体に対して光が照射されるように光照射部32を制御する。この照射は、インプリント材60とモールド10とを分離することができる状態までインプリント材60が硬化するようになされる。より具体的には、制御部35は、第1光源16からの光が基板1のショット領域の上のインプリント材60の全体に対して照射されるように光照射部32を制御する。工程S110(第3照射工程;本露光)におけるインプリント材60に対する光の照射量分布は、工程S107(第1照射工程;枠露光)における光の照射量分布および工程S109(第2照射工程;予備露光)における光の照射量分布に基づいて決定されうる。
その後、工程S111では、制御部35は、基板1のパターン形成対象の上のインプリント材60とモールド10(のパターン領域PR)とが分離されるように相対駆動機構25を制御する。より具体的には、制御部35は、モールド10(モールドステージ22)を上昇させるように相対駆動機構25のアクチュエータ15を制御する。基板1のパターン形成対象の上には、硬化されたインプリント材60からなるパターンが残る。
工程S112では、制御部35は、基板1の全てのショット領域に対して上記の処理が終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が存在する場合には、当該未処理のショット領域に対して工程S101〜S111の処理を実行する。一方、制御部35は、基板1の全てのショット領域に対する上記の処理が終了した場合には、基板1をアンロードさせ、基板1に対する処理を終了する。
上記の例では、工程S107(第1照射工程;枠露光)と工程S109(第2照射工程;予備露光)とで同一の光源(第2光源30)が使用されるが、互いに異なる光源が使用されてもよい。また、上記の例では、工程S109(第2照射工程;予備露光)と工程S110(第3照射工程;本露光)とで互いに異なる光源(第1光源16、第2光源30)が使用されるが、同一の光源が使用されてもよい。
以下、図3を参照しながら本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従いうる。第2実施形態は、工程S109(第2照射工程;予備露光)の条件(予備露光の条件)を決定する工程S201が、第1実施形態に係るインプリント装置100の動作に対して追加されている。
工程S109(第2照射工程;予備露光)でインプリント材60に与えられるエネルギーが過剰であると、インプリント材60の粘弾性が高くなり過ぎ、その後における基板1とモールド10との位置合わせ精度が低下しうる。一方、工程S109(第2照射工程;予備露光)でインプリント材60に与えられるエネルギーが不足していると、インプリント材60の粘弾性が十分に高くならない。この状態では、基板1とモールド10との間の相対的な振動が大きく、基板1とモールド10との位置合わせ精度が高くならない。よって、基板1とモールド10との位置合わせ精度が低い状態で、工程S110(第3照射工程;本露光)が実行されうる。そこで、第2実施形態では、制御部35は、工程S201において、工程S107(第1照射工程;枠露光)の条件(例えば、枠状部分に対する積算照射量分布)に応じて、工程S109(第2照射工程;予備露光)の条件(例えば、光の照射量分布)を決定しうる。例えば、制御部35は、工程S109(第2照射工程;予備露光)におけるインプリント材60に対する光の照射量分布を、工程S107(第1照射工程;枠露光)におけるインプリント材60の枠状部分に対する光の照射量分布に基づいて決定しうる。
図8には、インプリント材60に対する光の照射量とそれによって変化するインプリント材60のせん断力との関係を例示するグラフが示されている。せん断力は、粘弾性に相関を有する。そこで、図8のグラフから、目標とするせん断力に対応する照射量(照射量分布)を決定することができる。
図9には、工程S201において、工程S109(第2照射工程;予備露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法が模式的かつ例示的に示されている。制御部35は、工程S109(第2照射工程;予備露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程S109の完了時点での目標照射量分布と工程S107(第1照射工程;枠露光)における枠状部分に対する光の照射量分布とに基づいて決定しうる。より具体的には、制御部35は、工程S109におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程S109の完了時点における目標照射量分布と工程S107におけるインプリント材に対する光の照射量分布との差分に基づいて決定しうる。これにより、工程S107の条件に関係なく、工程S109の完了時点において、目標照射量分布に従った照射量分布を得ることができる。
ここで、工程S109(第2照射工程;予備露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布E(i,j)は、式1で与えられうる。Ecref(i,j)は、工程S109の完了時点における目標照射量分布である。E(i,j)は、工程S107(第1照射工程;枠露光)におけるイプリント材に対する光の照射量分布である。(i,j)はXY座標である。
(i,j)=Ecref(i,j)−E(i,j) ・・・式1
図4を参照しながら本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従いうる。基板1とモールド10との間の相対的な振動は、例えば、複数の基板1間の個体差、複数のモールド10間の個体差、パターンの形成時の環境(例えば、温度、湿度、酸素濃度、希ガス濃度等)により変動しうる。そこで、第3実施形態では、工程S109(第2照射工程;予備露光)の条件(予備露光の条件)を決定するための工程S301、S302が、第1実施形態に係るインプリント装置100の動作に対して追加されている。工程S301では、制御部35は、例えば、工程S107(第1照射工程;枠露光)の終了後の所定の時間期間内に撮像部21を使って計測された情報に基づいて、工程S109におけるインプリント材60に対する光の照射量分布を決定しうる。
図5には、本発明の第4実施形態のインプリント装置100の構成が示されている。第4実施形態として言及しない事項は、第1乃至第3実施形態のいずれかに従いうる。第4実施形態のインプリント装置100では、光照射部32が第3光源41、第3光学系42および第3ビームスプリッタ43を含みうる。第3光源41からの光は、例えば、第3光学系42、第3ビームスプリッタ43、第2ビームスプリッタ29、第1ビームスプリッタ20を介して、基板1の上のインプリント材60、更には基板1に照射されうる。第3光源41は、基板1のパターン形成対象のショット領域の形状を目標形状に変形させるように、インプリント材60の少なくとも一部に光を照射するために使用されうる。一例において、第3光源41は、波長が465nmの光を発生しうる。ここで、第2光源30は、インプリント材60の粘弾性を高めるための光を発生するものであり、第3光源41は、基板1のショット領域を変形させる光を発生するものであるので、両者が発生する光の波長は、互いに異なりうる。
図6には、本発明の第4実施形態に係るインプリント装置100の動作が例示されている。第4実施形態は、工程S109(第2照射工程;予備露光)が工程S401(第2照射工程;加熱露光)によって置き換えられている点で、第1乃至第3実施形態と異なる。ただし、工程S109を残しつつ、工程S401が追加されてもよい。
工程S401(第2照射工程;加熱露光)は、例えば、工程S107(第1照射工程;枠露光)の開始後の任意のタイミングで開始されうる。工程S401では、制御部35は、まず、不図示のアライメントスコープを使って得られる基板1のアライメントマークとモールド10のアライメントマークとの相対位置に基づいて、基板1のパターン形成対象のショット領域の目標形状を決定する。また、工程S401では、制御部35は、パターン形成対象のショット領域を該目標形状に変形させるための、基板1に対する光(第3光源41が発生する光)の照射量分布を決定する。また、工程S401では、制御部35は、その照射量分布に従って、インプリント材60を介して基板1に光が照射されるように光照射部32を制御する。工程S401(第2照射工程;加熱露光)は、その完了時刻が工程S110(第3照射工程;本露光)の開始時刻の直前になるように実行されうる。
図7を参照しながら本発明の第5実施形態を説明する。第5実施形態として言及しない事項は、第4実施形態に従いうる。第5実施形態は、工程S401(第2照射工程;加熱露光)の条件(加熱露光の条件)を決定する工程S402が、第4実施形態に係るインプリント装置100の動作に対して追加されている。図10(a)には、工程S401(第2照射工程;加熱露光)におけるインプリント材60に対する光の照射量分布が例示されている。例えば、制御部35は、工程S401(第2照射工程;加熱露光)におけるインプリント材60に対する光の照射量分布を、工程S107(第1照射工程;枠露光)におけるインプリント材60に対する光の照射量分布に基づいて決定しうる。
図10(b)には、工程S201において、工程S402(第2照射工程;加熱露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法が模式的かつ例示的に示されている。制御部35は、工程S401におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程S401の完了時点における目標照射量分布と工程S107におけるインプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定しうる。例えば、制御部35は、工程S401におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程S401の完了時点での目標照射量分布と工程S107におけるインプリント材に対する光の照射量分布に係数を乗じて得られる分布との差分に基づいて決定しうる。
ここで、工程S401(第2照射工程;加熱露光)におけるインプリント材に対する光の照射量分布E(i,j)は、式2で与えられうる。Ehref(i,j)は、工程S401の完了時点における目標照射量分布である。E(i,j)は、工程S107(第1照射工程:枠露光)におけるイプリント材に対する光の照射量分布である。α(i,j)は、E(i,j)が工程S401の完了時点におけるショット領域の形状に与える影響が時間経過によって減少することを考慮した係数である。(i,j)はXY座標である。
(i,j)=Ecref(i,j)−α(i,j)×E(i,j) ・・・式2
インプリント装置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、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図11(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エハ等の基板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11(b)に示すように、インプリント用の型(モールド)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11(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1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を介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
図11(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3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。
図11(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11(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。
100:インプリント装置、1:基板、10:モールド、32:光照射部

Claims (16)

  1. 基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、
    前記接触工程の後に、前記ショット領域と前記パターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、
    前記位置合わせ工程の完了前に、前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第1照射工程と、
    前記第1照射工程の開始後に開始され、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、前記第1照射工程とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第2照射工程と、
    前記位置合わせ工程の完了後に、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に光を照射する第3照射工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
  2. 前記第2照射工程では、前記インプリント材の前記少なくとも一部分が目標硬度まで硬化される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  3. 前記第2照射工程では、前記基板と前記モールドとの相対的な振動が目標最大振動の範囲内に収まるように前記インプリント材の前記少なくとも一部分が目標硬度まで硬化される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  4. 前記第2照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のインプリント方法。
  5. 前記第2照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第2照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のインプリント方法。
  6. 前記第2照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第2照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布との差分に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のインプリント方法。
  7. 前記第3照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第1照射工程における光の照射量分布および前記第2照射工程における光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載のインプリント方法。
  8. 前記第2照射工程では、前記ショット領域が目標形状に変形するように、前記インプリント材を介して前記基板に光が照射される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  9. 前記第2照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。
  10. 前記第2照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第2照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。
  11. 前記第2照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第2照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第1照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に係数を乗じて得られる分布との差分に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。
  12. 前記第1照射工程で使用される光と前記第3照射工程で使用される光とは、波長帯域および強度分布の少なくとも一方が互いに異なる、
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインプリント方法。
  13. 前記第1照射工程で使用される光と前記第2照射工程で使用される光とは、波長帯域が互いに同じである、
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインプリント方法。
  14. 前記第2照射工程は、前記第1照射工程の終了後に開始される、
    ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のインプリント方法。
  15. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載のインプリント方法によって基板の上にパターンを形成するパターン形成工程と、
    前記パターン形成工程の後に前記基板を処理する処理工程と、
    を含み、前記基板から物品を製造することを特徴とするインプリント装置。
  16. モールドを使って基板のショット領域の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装置であって、
    前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に対して光を照射する第1照射、前記ショット領域と前記モールドのパターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように前記第1照射とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に対して光を照射する第2照射、および、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に対して光を照射する第3照射を行う光照射部と、
    前記基板と前記モールドとを相対駆動する相対駆動機構と、
    前記光照射部および前記相対駆動機構を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記ショット領域の上の前記インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせを行うように前記相対駆動機構を制御し、
    前記位置合わせの完了前に第1照射を行い、前記第1照射の開始後に前記第2照射を行い、前記位置合わせの完了後に前記第3照射を行うように前記光照射部を制御する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
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