JP2022087915A - インプリント方法、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】穴の開いたモールドを用いたインプリント方法を実施する際に、パターン形成不良やモールドが破損する可能性を低くできるインプリント方法を提供する。【解決手段】基板上のインプリント材にモールド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方法において、モールド保持部で保持されたモールドに形成された少なくとも一つの第1穴と、モールドが保持されるべき基準位置とのずれ量を取得する取得工程と、ずれ量と所定の許容値とを比較し、インプリント処理を行うか否かを判定する判定工程と、を有することを特徴とする。【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、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、基板上の未硬化樹脂をモールド(モールド)で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成するインプリント技術の開発が進んでいる。インプリント技術を用いることにより、基板上に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一つに、光硬化法がある。この光硬化法によるインプリント方法で
は、まず、基板(ウエハ)上に未硬化の光硬化性樹脂(インプリント材)を塗布する(塗布工程)。次に、基板上のインプリント材とモールド(型)とを接触させて、モールドのパターン部(メサ部)にインプリント材を充填する(押圧工程)。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態で光(紫外線)を照射する(硬化工程)ことで、インプリント材を硬化させる。インプリント材を硬化させた後、基板からモールドを引き離す(離型工程)ことで、硬化したインプリント材からモールドが引き離され基板上にインプリント材のパターンが形成される。これらの一連の処理をインプリント処理ともいう。
は、まず、基板(ウエハ)上に未硬化の光硬化性樹脂(インプリント材)を塗布する(塗布工程)。次に、基板上のインプリント材とモールド(型)とを接触させて、モールドのパターン部(メサ部)にインプリント材を充填する(押圧工程)。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態で光(紫外線)を照射する(硬化工程)ことで、インプリント材を硬化させる。インプリント材を硬化させた後、基板からモールドを引き離す(離型工程)ことで、硬化したインプリント材からモールドが引き離され基板上にインプリント材のパターンが形成される。これらの一連の処理をインプリント処理ともいう。
ここで、インプリント材をパターン部に充填する際における充填性を向上させることを目的として、一部に穴の開いたモールドを用いる技術がある。一部に穴の開いたモールドを用いることで、インプリント中にモールドの穴から気体(流体)を流通させることができ、モールドとウエハの間を特定の気体雰囲気とすることのできる技術が公開されている(特許文献1)。
上記技術によれば、パターン形成領域の近傍を所望の気体雰囲気を生成するのに有利な技術を提供することができるため、効率的に基板上にインプリント材のパターンを形成することが可能となる。
ここで、穴の開いたモールドを使用して上記のように基板上にインプリント材のパターンを形成する場合、モールドを保持するモールド保持部にも穴を形成する必要がある。そして、モールドに形成した穴とモールド保持部に形成した穴に気体を流通させて、パターン形成領域の近傍に気体を供給する必要がある。この際、所望の流量を流通させることができなかった場合に、パターン形成不良や、流体(気体)を流通させるためにかけた圧力によってモールドを落下させ、破損などを発生させる可能性がある。
所望の流量を流通させることができない原因としては、例えばモールドの形状を補正するモールド補正部による補正工程時や、上記の押圧工程や離型工程時にモールドがずれてしまい、いずれかの穴の一部を塞いでしまう場合が考えられる。そして、例えば、モールド保持部の穴の大きさとモールドの穴の大きさが略同一の場合等、それぞれの穴の大きさが同一または同一に近い大きさであればあるほど、穴の一部が塞がる可能性が高まる。そのため、気体を流入可能な穴の大きさが狭くなってしまい、パターン形成不良や、流体を流通させるためにかけた圧力によってモールドを落下させ、破損などを発生させる可能性がある。
そこで本発明は、例えば、穴の開いたモールドを用いたインプリント方法を実施する際に、パターン形成不良やモールドが破損する可能性を低くできるインプリント方法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方法は、基板上のインプリント材にモールド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方法において、モールド保持部で保持されたモールドに形成された少なくとも一つの第1穴と、モールドが保持されるべき基準位置とのずれ量を取得する取得工程と、ずれ量と所定の許容値とを比較し、インプリント処理を行うか否かを判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、例えば、穴の開いたモールドを用いたインプリント方法を実施する際に、パターン形成不良やモールドが破損する可能性を低くできるインプリント方法を提供することができる。
以下に、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実施例や図を用いて説明する。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ないし簡略化する。
<実施例1>
図1は、本実施例におけるインプリント装置100を例示した図である。以下、図1を参照して、本実施例に係るインプリント装置100の構成について説明する。インプリント装置100は、モールド9の凹凸パターンを有するパターン部(メサ部)17を基板(ウエハ)6上に塗布(供給)されたインプリント材に押し付ける。そして、パターン部17をインプリント材に接触させた状態で硬化用のエネルギーを与えることにより、パターン部17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。また、以下では、基板6上のインプリント材に対して照射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向とする。
図1は、本実施例におけるインプリント装置100を例示した図である。以下、図1を参照して、本実施例に係るインプリント装置100の構成について説明する。インプリント装置100は、モールド9の凹凸パターンを有するパターン部(メサ部)17を基板(ウエハ)6上に塗布(供給)されたインプリント材に押し付ける。そして、パターン部17をインプリント材に接触させた状態で硬化用のエネルギーを与えることにより、パターン部17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。また、以下では、基板6上のインプリント材に対して照射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向とする。
ここで、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150nm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また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。また光硬化性組成物(光硬化性樹脂)を使用する際には、光硬化法を用いて硬化させ、加熱により硬化する組成物である熱硬化性組成物(熱硬化性樹脂)を使用する場合は熱硬化法を用いて硬化させる。
インプリント材は、不図示の供給部の吐出口(液体噴射ヘッド)からインプリント材を吐出し、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板6上に供給(塗布)される。また、これに限らずスピンコーターやスリットコーターにより基板6上に膜状に付与(塗布)してもよい。或いは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。インプリント材の塗布量(供給量)は、具体的には、0.1~10pL/滴の範囲で調整可能であり、通常、約1pL/滴で使用する場合がありうる。なお、インプリント材の全塗布量は、パターン部17の密度、及び所望の残膜厚により決定される。
基板6は、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板6とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。
モールド9は、矩形の外周形状を有し、基板6に対向する面(パターン面)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6に転写すべき凹凸パターン)を備えたパターン部17を有する。モールド9は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。また、モールド9は、光源13より照射される照射光が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティを有していてもよい。
モールド9は、気体供給部11からの気体を通過させるための穴として、モールドの穴(第1穴)9аが設けてある。なお、本実施例においては、モールドの穴9аは複数設けられており、貫通穴として構成される。例えば、図2では、モールドの穴9аの形状を円形で図示しているが、矩形であってもよく、後述する気体供給部11から供給する気体を流通させることができる形状であればよい。また、本実施例においては、図2に例示しているようにモールドの穴9аを4つ設けているが、これに限らず、少なくとも1つ以上設けてあればよい。
本実施例のインプリント装置100は、定盤1と、フレーム2と、ダンパ3と、ステージ駆動部4と、基板ステージ5と、距離計測センサ7と、インプリントモジュール8を含みうる。また、モールド保持部10と、気体供給部11と、モールド搬送部12と、制御部16と、モールド補正部18を含みうる。また、不図示ではあるが、照射部と、塗布部と、アライメント計測部を含みうる。
定盤1は、基板ステージ5を載置し基準平面を形成する。フレーム2は、定盤1上には床からの振動をキャンセル(低減)するダンパ3を介して設けられる。このフレーム2にZ軸等に駆動可能な不図示の駆動部を備えるインプリントモジュール8が備えられている。
基板ステージ5は、ステージ駆動部4を駆動させることで、定盤1の上面に平行なX、Y軸方向に移動可能となる。また、モールド9のパターン部17を基板6上のインプリント材に押し付ける際に基板ステージ5の位置を調整することでモールド9の位置と基板6の位置とを互いに整合させる。基板ステージ5に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやサーボモータまたはエアシリンダを含む。また、基板ステージ5は基板6を保持するように構成される。また、基板ステージ5は、干渉計やエンコーダなど、不図示の計測手段によって検知された位置情報をステージ駆動部4にフィードバックする。距離計測センサ7は、基板ステージ5内に設けられ、基板ステージ5と対向する物体との距離を計測することができる。
モールド保持部(モールド保持機構)10は、インプリントモジュール8に備えられ、モールド9を引き付けて保持する。モールド保持部10は、モールド9を移動させる不図示のモールド駆動部を含みうる。モールド保持部10は、不図示の圧力調整部に接続され、圧力調整部がモールド保持部10とモールド9の間の空間内の圧力を調整することにより吸着力が発生してモールド9を真空吸着することで保持する。また静電力によってモールド9を保持させるようにしてもよい。モールド9を吸着するための圧力(負圧)は、モールド9の吸着面の面積、モールド9の重量などにより予め定められる。
本実施例のモールド保持部10は、気体供給部11から供給される気体を通過させるための穴として、モールド保持部の穴(第2穴)10аが設けてある。なお、本実施例においては、モールド保持部の穴10аは複数設けられており、貫通穴として構成される。例えば、図2では、モールド保持部の穴10аの形状を円形で図示しているが、矩形であってもよく、後述する気体供給部11から供給する気体を流通させることができる形状であればよい。なお、気体供給部11から供給される気体を適切に流通させるために、モールド保持部の穴10аとモールドの穴9аとは同じ形状とする。例えは、モールド保持部の穴10аが円形であったなら、モールドの穴9аも同様に円形のモールドを用いる。また、本実施例においては、図2に例示しているようにモールド保持部の穴10аを4つ設けているが、これに限らず、少なくとも1つ以上設けてあればよい。
気体供給部(気体供給機構)11は、モールド保持部10に繋がるように構成され、例えば、不活性ガス等の任意の気体(置換気体)についてモールド保持部の穴10аとモールドの穴9аを通じてモールド9と基板6との間に供給する。モールド9と基板6上との間に気体を供給することにより、パターン形成領域の凹凸パターンにインプリント材が充填される時間を短縮させたり、充填された部分に気泡が残留することを抑止させたりすることができる。これによりパターン部17にインプリント材を充填する際における充填性の向上を図ることができる。また、気体供給部11は、引き離し力を可能な限り低減させる離型性の向上を図るために、モールド9の引き離し動作時にも同様に気体を供給し得る。ここで、採用し得る気体としては、充填性と離型性との観点から、溶解性や拡散性に優れる気体(透過性ガス)として、例えば、ヘリウム、二酸化炭素、窒素、水素、キセノン等が望ましい。または他の気体(凝縮性ガス)として、例えばPFP(ペンタフルオロプロパン)等が望ましい。
モールド搬送部(モールド搬送機構)12は、インプリント装置100の外部からモールド9をインプリント装置100内に搬送する。なお、モールド搬送部12は、モールド搬送部12内の位置決め機構で一定の位置合わせをしたのち、不図示の搬送機構を用いて、モールド保持部10に対しモールド9を搬送する。
制御部16は、CPUやメモリ(記憶部)などを含み、少なくとも1つのコンピュータで構成され、インプリント装置100の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部16は、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100全体の各構成要素の動作及び調整などを統括的に制御する。また、制御部16は、インプリント装置100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100の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよいし、インプリント装置100とは別の場所に設置し遠隔で制御してもよい。
モールド補正部(モールド変形機構)18は、モールド9に力を加える(押圧する)ことでモールド9とパターン部17の形状を補正しうる。なお、モールド補正部18はモールド保持部10に搭載されている。具体的には、モールド9の側面を押圧することでモールド9を変形させ、モールド9の形状を補正する。モールド補正部18は、モールド9に力を加える部材であるハンド部材と、ハンド部材を駆動させる駆動部を含みうる。なお、後述する図7に例示しているように、ハンド部材はモールド9の各辺(四辺)に対して複数配置されており、各辺に所望の分布の力をかけられるように構成されている。
照射部(照明部)は、光源13及び反射ユニット14等の光学素子からなる照射光学系を備えうる。光源13はインプリント材を硬化させる波長の照射光を照射することができる。光源13から照射された照射光は、シャッタ15を通過し、反射ユニット14、インプリントモジュール8を経由しモールド9を介して、基板6上のインプリント材に照射される。照射光として、例えば紫外線等の光がある。前述の光学素子は、反射ユニット14に限らず光源13と、光源からの照射光をインプリント処理に適切な照射光の状態、例えば光の強度分布や照明領域などに調整するための光学素子としてレンズや遮光板等を含みうる。本実施例では、インプリント装置100が照射部を備えているが、これに限らずインプリント装置100の外部に照射部を設置してもよい。
塗布部(供給部)は、モールド保持部10の近傍に設置されうる。また、塗布部は基板6上に存在する、少なくとも1つのパターン形成領域にインプリント材を液滴として塗布する。インプリント材の塗布及び塗布位置や塗布量等は、後述する制御部16からの動作指令に基づいて制御される。本実施例では、インプリント装置100が塗布部を備えているが、これに限らずインプリント装置100の外部に塗布部を設置してもよい。
アライメント計測部(計測光学系)は、不図示の光学系を有し、光をモールド9側のアライメントマーク及び基板6側のアライメントマークに照射する。これらは、重ね合わせマーク部とも呼ばれる。アライメント計測部は、光をこれらマーク部に照射し、その反射光であるアライメント光を検出することで、モールド9と基板6との相対位置ずれ量等を計測(検出)する。なお、この相対位置ずれ量等の計測は、モールド9のパターン部17とインプリント材とが接触している状態で行う。ここで計測された相対位置ずれ量などは、モールド駆動部やステージ駆動部4を調整することで、位置ずれを低減する際に用いられる。また、モールド補正部18によりモールド9のパターン部17または基板6のパターン形成領域の形状を変形させることで、位置ずれを低減させることもできる。
アライメント計測部には、その光軸がモールド9または基板6に対して垂直になるように配置されうる。また、アライメント計測部はモールド9側のアライメントマークもしくは基板6側のアライメントマークの位置に合わせて、X軸方向及びY軸方向に駆動可能なように構成されうる。さらには、モールド9側のアライメントマークもしくは基板6側のアライメントマークの位置に光学系の焦点を合わせるためにZ軸方向にも駆動可能なように構成されうる。アライメント計測部で計測されたモールド9と基板6の相対位置情報に基づいて基板ステージ5等の駆動が制御される。
ここで、一般的なインプリント処理工程を説明する。まず、モールド搬送部12によってインプリント装置100内の保管場所にモールド9を搬入する処理を行う(モールド搬入工程)。モールド9の搬入後は、搬入されたモールド9とインプリント装置100内に登録されているモールドの情報について紐づける処理を行う。ここで、モールドの情報は、それぞれのモールドを判別する情報や、インプリント処理を実施する際の制御に必要な各種情報を含む。その後、搬入したモールド9を不図示の搬送機構によって保管場所からモールド保持部10に搬送する処理を行う。複数の物品(製品)について使用するモールドを切り替えて製造する場合、複数のモールドをインプリント装置100内に有しうる。制御部16は、それぞれのモールドを判別し、モールド毎に処理に応じてそれぞれ搬送することで、物品製造の効率を上げることが可能となる。なお、保管場所からモールド保持部10へ搬送する処理を実行する際、モールド保持部10へ搬送する前に位置合わせをする処理が実行されてもよい。
次に、インプリント装置100の外部からインプリント装置100内に基板6を搬入する処理を行う(基板搬入工程)。次に、基板6上に塗布部によってインプリント材を塗布する塗布処理を行う(塗布工程)。次に、モールド9のパターン部17を、基板6上の所定のパターン形成領域のインプリント材に押し付ける(接触させる)処理を行う(押圧工程)。次に、アライメント計測部でモールド9と基板6とにそれぞれ設けられたアライメントマークの相対位置関係を計測させる。その後、計測した情報に基づき、相対的な位置ずれを補正してモールド9と基板6との位置合わせ処理を行う(位置合わせ工程)。次に、モールド9と基板6上のインプリント材とを接触させた状態で照射部の光源13から光を照射してパターン形成領域内のインプリント材を硬化させる硬化処理を行う(硬化工程)。次に、基板6上の硬化したインプリント材からモールド9を引き離す離型処理を行う(離型工程)。これにより、基板6上のパターン形成領域の表面には、パターン部17の凹凸パターンに倣った3次元形状のパターンを形成する(パターン形成工程)。
このような、供給工程、押圧工程(接触工程)、位置合わせ工程、硬化工程、及び離型工程の一連の処理を、パターン形成領域を変更しつつ複数回実施することで、インプリント装置100は基板6上に複数のインプリント材のパターンを形成することができる。なお、上記の押圧工程(接触工程)、位置合わせ工程、硬化工程、及び離型工程の一連の処理をインプリント処理とも呼ぶ。また、例えば、供給工程を加えた上記一連の工程もインプリント処理とも呼ぶことがある。
ここで、上記の押圧工程において、モールド9を基板6上のインプリント材に押し付ける際、インプリント材はモールド9のパターン部17の凹凸パターンに満遍なく充填される必要がある。しかし、インプリント材に気泡が残留する事があり、この状態でインプリント材の硬化を実施すると、パターン形成領域上に形成されるインプリント材のパターンが所望の形状ではなくなる現象が生じる場合がある。
結果、製造される半導体デバイスなどの物品自体に影響を及ぼす事がある。そこで、押圧工程時または押圧工程を実施する前には、気体供給部11がモールド9と基板6との間の空間に気体を供給する。これにより、一定の時間を経ることで、気体自身の持つ拡散効果からパターン形成領域近傍の気体濃度を高くすることができる。これにより、気泡の残留を効率的に抑えることができる。ここで、気泡の残留を抑えるために大量の気体を消費してしまうと、製造コストが増加してしまうため効率的に気体を供給する必要がある。
効率的に気体を供給する手段の一つとして、モールド9とモールド保持部10に少なくとも1つ以上の穴(貫通穴)を設け、モールド9に設けた穴とモールド保持部に設けた穴を介して、気体を供給する方法がある。当該方法によって気体をモールド9と基板6上に供給することで、パターン形成領域の近傍を所望の気体雰囲気とすることができる。
次に、本実施例におけるモールド9の穴とモールド保持部10の穴の位置関係について図2及び図3を参照して説明する。図2は、本実施例におけるモールド保持部10の中心位置でモールド9を保持している状態のそれぞれの穴の位置関係について例示した図である。図2(A)は、モールド保持部10を上側方向(+Z軸方向)から見た平面図である。図2(B)は、モールド9とモールド保持部10とを側面方向(Y軸方向)から見た断面図である。図2(C)は、モールド9を下側方向(-Z軸方向)から見た平面図である。
図3は、モールド保持部10の中心位置でモールド9とモールド保持部10のそれぞれの穴の位置関係を例示している図である。なお、図3(A)~(C)は、モールド9とモールド保持部10とを側面方向(Y軸方向)から見た断面図である。
ここで、図3(A)に例示している断面図では、モールド保持部の穴10аの大きさは、モールドの穴9аの大きさよりも大きい状態であり、それぞれの穴の一部も塞がらずに連通している。この状態であると、モールドの穴9аの全部が塞がれていないため、気体供給部11から供給される気体の適切な流通が可能となる。
これに対し、図3(B)に例示している断面図では、モールド保持部の穴10аの大きさは、モールドの穴9аの大きさよりも大きい状態であるが、モールド保持部10аに対してモールドの穴9аの穴位置がずれてしまっている。この状態であると、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аは連通しているが、穴の一部が塞がれているため、気体供給部11から供給される気体の適切な流通が困難となる。
さらに、図3(C)に示している断面図では、モールド保持部の穴10аの大きさとモールドの穴9аの大きさは同一であり、モールドの穴9аの全部が塞がれておらず、それぞれの穴が連通している状態である。しかし、同一の大きさの場合は、例えば、モールド補正部18を用いてモールドの形状補正を実施した際や、押圧工程を実施した際に、モールド9がずれて(移動して)しまった場合、図3(B)のようにそれぞれの穴同士がずれてしまう。そのため、図3(B)と同様にモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аは連通しているが、穴の一部が塞がれてしまうため、気体供給部11から供給される気体の適切な流通が困難となる。
このように、図3(B)や図3(C)のような状態であると、所望の流量が確保できず、パターン形成不良や、気体を流通させるためにかけた圧力によってモールド9を落下させ、破損等を生じさせる可能性がある。なお、図2や図3等では、モールド保持部の穴10аのサイズを大きくしているがこれに限らず、モールドの穴9аの穴をモールド保持部の穴10аより大きくしてもよい。
そこで、本実施例においては、モールドの穴9аとモールド保持部10の穴から気体を供給する前に、それぞれの穴の大きさを比較し、穴の大きさが同一であれば比較したモールド9をインプリント処理に使用しないように処理を終了する。同一の大きさでない場合は、インプリント処理に使用することのできるモールド9として処理を継続する。これにより、供給する気体の所望の流量を確保でき、モールド9の落下や破損を防止することができる。以下、図4を参照して説明する。
図4は、モールド9をインプリント装置100内に搬入する処理において、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの比較と許容値を取得する処理を例示したフローチャートである。なお、図4のフローチャートで示す各動作(処理)は、制御部16がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。
まず、ステップ(工程)S101で制御部16は、インプリント装置100のメモリ等に保存されているモールド保持部10の情報(第2情報)と、これからインプリント処理に使用するモールド9の情報(第1情報)との紐づけを行う。この際に紐づける第1、第2の情報は、それぞれモールド保持部の穴10аの大きさの情報とモールドの穴9аの大きさの情報を含む。次に、ステップS102で、インプリント装置100内の保管場所へモールド9を搬送する。なお、モールド9におけるモールドの穴9аと、モールド保持部10におけるモールド保持部の穴10аの大きさの情報は、事前に計測機等を使用して計測した情報である。
次に、ステップS103で、制御部16は、メモリからモールドの穴9аの大きさの情報とモールド保持部の穴10аの大きさの情報を読み出し、これらを比較する(穴比較工程)。次に、ステップS104で、ステップS103における比較の結果、モールドの穴9аの大きさとモールド保持部の穴10аの大きさが異なる大きさであった場合、ステップS105に進む。モールドの穴9аの大きさとモールド保持部の穴10аの大きさが同一であった場合は、ステップS106に進む。
次に、ステップS105では、制御部16は、ステップS103で比較した結果の値を取得する。なお、比較した結果の値を取得する際には制御部16は、取得部としても機能する。そして、制御部16は、取得した結果の値を許容値として決定する(決定工程)。当該許容値を決定した後は処理を終了する。
次に、ステップS106では、制御部16は、モールドの穴9аの大きさとモールド保持部の穴10аの大きさが同一の大きさの場合に異常と判断して、異常処理として処理を終了する。異常処理となった場合、モールド9をインプリント装置100の外部へ搬出する処理を実施する。またその他にエラーを発報しユーザへ警告することや、以後インプリント処理に紐づく処理は実行できないよう情報を記憶(保存)するようにしてもよい。
なお、本実施例において同一の大きさの場合で判断しているが、これに限らず、所定の範囲内に入る場合に同一と判断してもよい。所定の範囲として、例えば大きさの差が±数%以内であれば同一と判断するにようにしてもよいし、比率を設定してその比率を超える場合等に同一と判断するようにしてもよい。
本実施例では、図2に例示しているように、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аはそれぞれ4つあるため、ステップS103での比較は4箇所(4回)で行う。そして、比較の結果、1箇所でも同一の大きさであった場合は、ステップS106に進み処理を終了する。なお、例えば穴の個数が少なくとも1つ以上で複数あり、すべての穴に気体を流通させない場合、つまり使用しない穴がある場合は、当該使用しない穴を除き、使用する穴同士の比較を実施するようにしてもよい。
図5は、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの許容値(許容量)を算出する処理フローを例示したフローチャートである。図5を参照して、図4で例示したフローチャートにおけるステップS105の処理についての具体的な算出方法について説明する。なお、図5のフローチャートで示す各動作(処理)は、制御部16がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。
まず、ステップS1001では、制御部16は、メモリからモールド保持部の穴10аの大きさを含む形状情報を取得する。次に、ステップS1002では、制御部16は、インプリント装置100の装置に搬入時に紐づけられたモールドの情報から、モールド穴の大きさ9аの大きさ等を含む形状情報をメモリから取得する。次に、ステップS1003では、制御部16は、取得した情報に基づきモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさを比較して、比較の結果をメモリに記録する。
比較を行う上で、例えば穴の形状が円であった場合は下記の式(1)で許容値を算出できる。下記の式(1)においては、モールド保持部の穴10аの大きさと基準(基準位置)として、モールドの穴9аと比較する。
R1 モールド保持部の穴の半径
R2 モールドの穴の半径
許容値 = R1-R2 (1)
なお、上記式(1)では、モールド保持部の穴10аの半径からモールドの穴9аの半径を減算して許容値を算出しているがこれに限らず、モールドの穴9аの大きさを基準として、許容値=R2-R1で算出するようにしてもよい。
R1 モールド保持部の穴の半径
R2 モールドの穴の半径
許容値 = R1-R2 (1)
なお、上記式(1)では、モールド保持部の穴10аの半径からモールドの穴9аの半径を減算して許容値を算出しているがこれに限らず、モールドの穴9аの大きさを基準として、許容値=R2-R1で算出するようにしてもよい。
図6は、モールド9をモールド保持部10まで搬送する処理のフローを例示したフローチャートである。なお、図6のフローチャートで示す各動作(処理)は、制御部16がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。
まず、ステップS201では、制御部16はインプリント処理で必要なモールド9を特定する。次に、ステップS202では、制御部16は、モールド9を保管場所から搬出して、モールド9の外形による位置合わせを実施する。外形による位置合わせは、外形を計測するセンサを用いてもよいし、モールドを一方向に押し当てることで一定の位置に合わせる方法でもよい。次に、ステップS203では、制御部16は、不図示の搬送機構を用いて、モールド9をモールド保持部10に搬送する。
図7は、モールド補正部18とモールド9の配置関係を例示した図である。パターン形成領域に正確にモールド9のパターン部17を押圧し、適切なインプリント処理を実施するには、モールド補正部18によって、モールド9の形状を変形させて補正をする必要がある。ここで、モールド補正部18を駆動させ、モールド9を変形させることによりモールド9が歪む等の現象が生じうる。これによって、モールド補正部18による補正前のモールド保持部10に対するモールド9の位置と、補正後のモールド9の位置とで、ずれが生じてしまう可能性があることが判っている。当該ずれが発生すると、モールドの穴9аとモールド補正部の穴10аの位置関係も変わってしまう可能性がある。それぞれの穴の位置関係が変わってしまうと、図4の処理でモールド保持部10に搬入可能なモールド9と判断されていても、ずれの影響で、いずれかの穴の一部が塞がってしまい、気体供給部11から供給される気体の適切な流通が困難となる場合もある。
また、上記のずれについては、モールド9を補正する工程であるモールド補正工程以外にも、例えば、押圧工程、位置合わせ工程、硬化工程、または離型工程等で発生する可能性がある。特に、押圧工程等では、インプリント材を広げるために上方からモールド9のパターン部17をインプリント材に押し付けるため、下方向(-Z軸方向)への圧力20が発生する。このとき、圧力20のバランスが均等でなかった場合、例えば、矢印21の方向(X軸またはY軸方向)にモールド9がずれる可能性がある。
また、押圧工程中に連動させてモールド補正工程をさらに実施してもよく、その場合、下方向への圧力20に加え、モールド補正部18による側方からもモールド9に力が加えられる。このとき、上方向(Z軸方向)から加える力に加え、側面方向(X軸またはY軸方向)から加える力のバランスが均等でなかった場合、例えば、矢印21の方向にモールド9がずれる可能性がある。
図8は、上記したように押圧工程においてモールド9がX軸方向にずれてしまう場合を例示している。そこで、本実施例においては、モールド補正部18によるモールド9の補正等によって生じる上記のずれに対して、モールド9の側面の4辺(四方)にずれを計測することのできるセンサ(計測部)19を配置する。これにより、常時ずれの計測を行いうことでずれの発生を監視する。これにより、モールド9がどの方向にどの程度ずれたかを判断することができる。本実施例においては、センサ19によって例えばモールド9の端面位置とモールド9端部からの穴の距離を計測し、これを計測値として取得する。そして取得した計測値を制御部16によって演算し、計測時におけるモールドの穴9аの位置を見積もることができる。そして、ずれの判断としては、メモリに記憶させておいたモールド保持部の穴10аの情報を基準として、上記の見積もった穴位置と比較することでモールド9におけるずれの量(ずれ量)を算出することができる。
上記のずれをセンサ19によって計測し、当該ずれをずれ量として取得した後に許容値と比較して処理を継続するか否かについて、図9を参照して以下に説明する。図9は、実施例1のインプリント方法の処理フローを例示した図である。なお、図9のフローチャートで示す各動作(処理)は、制御部16がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。
まず、ステップS301で、制御部16は、気体供給部11を制御し、インプリント処理を安定させるべく気体を所定のパターン形成領域に供給する。本実施例においては、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аを介してモールド9と基板6上の間に供給する(気体供給工程)。なお、本実施例の処理フローにおいては、ステップS301の前に、上記図4及び図6に例示した処理を終えたモールド9をモールド保持部10に保持する処理についてはステップS301の前に実施している。さらに、インプリント装置100の外部からインプリント装置100内に基板6を搬入する処理もステップS301の前に実施している。
次に、ステップS302では、制御部16は、基板6における各パターン形成領域でインプリント処理が終了したかどうか判定する。基板6における各パターン形成領域でインプリント処理が終了した場合は、ステップS310に進む。基板6における各パターン形成領域でインプリント処理が終了していない場合は、ステップS303に進む。
次に、ステップS303では、制御部16は、モールド補正部18の駆動量を調整するように制御し、パターン部17の形状を高次補正する(モールド補正工程)。パターン部17の補正を行うに際には、モールド9に対し、四方から圧力を加えモールド9を変形させるようにして補正を行う。
次に、ステップS304では、制御部16は、複数のセンサ19によって、モールド9のずれを測定して計測値として取得する。次に、制御部16は、当該計測値を基に、この計測時におけるモールドの穴9аの位置と大きさを算出し、モールド保持部の穴10аの情報と比較をして、その差分であるずれ量を取得し、メモリに記憶する(取得工程)。ここで、本実施例では、モールド保持部の穴10а(モールド保持部が保持されるべき位置情報)を基準位置としてメモリに記憶させておく。したがって、ずれ量は基準位置に対するモールドの穴9аの相対移動量(相対ずれ量)である。
次に、ステップS305では、制御部16は、図4のS105で取得した許容値と、S304で取得したずれ量をメモリから読み出し、これらを比較する(比較工程)。比較の結果、ずれ量が許容値を超えなかった場合(許容値以下であった場合)は、インプリント処理を継続する判定を行いステップS306に進む(判定工程)。ずれ量が許容値を超えた場合(許容値以上であった場合)は、インプリント処理を終了する(インプリント処理を行わない)判定を行い、ステップS309に進む(判定工程)。なお、比較した結果に基づいて許容値以下か以上かを判定する際には制御部16は、判定部としても機能する。
次に、ステップS306では、制御部16は、基板6上に塗布部によってインプリント材を所定のパターン形成領域に塗布する(塗布工程)。次に、ステップS307では、制御部16は、基板ステージ5を制御して所定のパターン形成領域をパターン部17の真下に配置させるべく基板6を移動させる。
次に、ステップS308ではインプリント処理を行う。インプリント処理として、まず、制御部16は、モールド9のパターン部17を、基板6上の所定のパターン形成領域のインプリント材に押し付ける(押圧工程)。次に、制御部16は、アライメント計測部を制御し、モールド9と基板6とにそれぞれ設けられたアライメントマークの相対位置関係を計測させる。その後、計測した情報に基づき、相対的な位置ずれを補正してモールド9と基板6との位置合わせを行う(位置合わせ工程)。なお、基板6との位置合わせが不要な初回のインプリント処理時は、本処理はバイパスされる。
次に、制御部16は、照射部を制御し、モールド9と基板6上のインプリント材とを接触させた状態で光源13から光を照射することでパターン形成領域内のインプリント材を硬化させる(硬化工程)。次に、制御部16は、基板6上の硬化したインプリント材からモールド9を引き離す(離型工程)。これにより、基板6上のパターン形成領域の表面には、パターン部17の凹凸パターンに倣った3次元形状のパターンを形成する(パターン形成工程)。上記インプリント処理終了後はステップS302へと戻る。
次に、ステップS309では、制御部16は、ずれ量が許容量を超えた場合には異常と判断して、異常処理を実施し、処理を終了すべくステップS310へと進む。異常と判断した場合、モールド9をインプリント装置100の外部へ搬出する処理を実施する。しかし、これに限らず、エラーを発報し不図示の表示装置にユーザへメッセージ等を表示して警告することや、一時的な処理(シーケンス)の停止、異常と判断されたモールド9以外の他のモールドの再搭載などを行うようにしてもよい。
ステップS310では、制御部16は、気体供給部11を制御し、気体の供給を停止し処理を終了する。なお、基板6の各パターン形成領域でのインプリント処理が終了したら、制御部16は、基板6をインプリント装置100から搬出する。基板6の搬出後は、当該基板6に対し、例えばエッチング等の処理を行い、基板6を加工し(加工工程)、当該加工された基板6から不要な硬化物等を除去することにより物品を製造することができる。
また、ステップS304で、ずれ量を取得しているが、ずれ量を取得するタイミングとしては、S304に限らない。例えば、S308における押圧工程、位置合わせ工程、硬化工程、離型工程の後等に少なくとも1回は、ずれ量を取得するようにしてもよい。さらに、各ステップの終了後にそれぞれ取得するようにしてもよい。また、インプリント処理を行うパターン形成領域毎、基板6の交換毎等で取得するようにしてもよい。即ち、インプリント処理の前、インプリント処理中、インプリント処理後のいずれかにおいて少なくとも1回は前記判定工程を行うようにする。
以上、本実施例におけるインプリント方法を用いることで、供給する気体の所望の流量を確保できるため、パターン形成領域の近傍を所望の気体雰囲気とすることができ、効率的なパターン形成が可能となる。さらに、穴の開いたモールド9及びモールド保持部10を使用して、当該穴を介し気体を供給しても穴が塞がった、または一部が塞がったままインプリント処理を継続しないように制御を行うため、モールド9の落下や破損を防止することもできる。
<実施例2>
実施例1ではモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさを比較する際に、事前に計測していたモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの情報をメモリから読み出して比較を行った。本実施例においては、比較する際にモールド保持部の穴10аについて設計値の情報を用いるものとする。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
実施例1ではモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさを比較する際に、事前に計測していたモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの情報をメモリから読み出して比較を行った。本実施例においては、比較する際にモールド保持部の穴10аについて設計値の情報を用いるものとする。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
本実施例におけるモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさの比較と許容値の算出について以下に説明する。まず、モールド保持部の穴10аの設計値の情報をインプリント装置100のメモリに記憶させておく。次に、制御部16は、メモリに記憶させた設計値の情報をモールド保持部の穴10аの情報として登録する。次に、制御部16は、実施例1のステップS103と同様に、モールドの穴9аの情報と、モールド保持部の穴10аの設計値の情報とをメモリから読み出し、これらを比較して許容値を算出する。
以上、本実施例においては、実施例1と同様に効率的なパターン形成が可能となり、モールド9の落下や破損を防止することができる。さらに、事前にモールド保持部の穴10аのおける設計値の情報を登録することで、事前にモールド保持部の穴10аを計測しなくてもよいため、スループットの向上が図れる。
<実施例3>
実施例1ではモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさを比較する際に、事前に計測していたモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの情報をメモリから読み出して比較を行った。本実施例においては、比較する際にモールドの穴9аについて設計値の情報を用いるものとする。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
実施例1ではモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさを比較する際に、事前に計測していたモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの情報をメモリから読み出して比較を行った。本実施例においては、比較する際にモールドの穴9аについて設計値の情報を用いるものとする。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
本実施例におけるモールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさの比較と許容値の算出について以下に説明する。まず、モールドの穴9аの設計値の情報をインプリント装置100のメモリに記憶させておく。次に、制御部16は、メモリに記憶させた設計値の情報をモールドの穴9аの情報として登録する。次に、制御部16は、実施例1のステップS103と同様に、モールド保持部の穴10аの情報と、モールドの穴9аの設計値の情報とをメモリから読み出し、これらを比較して許容値を算出する。
以上、本実施例においては、実施例1と同様に効率的なパターン形成が可能となり、モールド9の落下や破損を防止することができる。さらに、事前にモールドの穴9аのおける設計値の情報を登録することで、事前にモールドの穴9аを計測しなくてもよいため、スループットの向上が図れる。
<実施例4>
実施例2では、モールド保持部の穴10аの大きさの設計値をモールド保持部の穴10аの情報として登録し、モールドの穴9аと比較して許容値を算出する方法について説明した。本実施例では、モールド保持部の穴10аの大きさを、センサ22によって計測し、当該計測した値を実測値として取得し、この実測値を基として、モールドの穴9аと比較する。以下に、図10を参照して説明する。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
実施例2では、モールド保持部の穴10аの大きさの設計値をモールド保持部の穴10аの情報として登録し、モールドの穴9аと比較して許容値を算出する方法について説明した。本実施例では、モールド保持部の穴10аの大きさを、センサ22によって計測し、当該計測した値を実測値として取得し、この実測値を基として、モールドの穴9аと比較する。以下に、図10を参照して説明する。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
図10は、本実施例に係るセンサ22を用いてモールド保持部10及びモールド保持部の穴10аを計測している状態を例示している図である。図10(A)は、計測時にモールド保持部10を下側方向(-Z軸方向)から見た平面図の一例である。図10(B)は、モールド保持部の穴10аについてセンサ22を用いて計測している状態を側面方向(Y軸方向)から見た断面図の一例である。図10(C)は、図10(B)での計測結果の一例を示した図である。図10(C)は、横軸が計測位置を縦軸は計測結果を表している。
センサ22は、光等を照射することのできる不図示の光源と、照射した光の反射光を計測することのできる不図示の受光素子を含みうる。計測方法として、例えば、光源(例えば、LEDやレーザダイオード)から光を照射する。その後照射された光が測定対象物にあたると反射され、反射した光である反射光を受光素子で受光する。これによって、対象物とセンサ22との距離を計測することができる。計測値は受光素子が受光した反射光の情報を制御部16が演算を行うことで得ることができる。また、本実施例におけるセンサ22は、不図示の駆動部を有し、センサ22は当該駆動部によって複数の軸(例えば、X軸、Y軸、Z軸)に対して移動可能となる。なお、センサ22は光を用いて計測するものに限らず、例えば超音波や電波等を用いて計測するものであってもよい。
本実施例では、モールド保持部10の下面側(モールド保持部10を-Z軸方向から見た面)に対して、センサ22を走査しながら光を照射することで、モールド保持部の穴10аの位置及び大きさ(モールド保持部の穴10аの直径)を計測する。計測の際には、図10(A)に例示するセンサ22の移動軌跡23のように、モールド保持部の穴10аの位置をセンサ22が計測できるようして、Y軸方向に移動しながら計測する。なお、計測する軸方向はX軸方向でもよい。
さらに、センサ22は計測前にユーザが一定の距離24を設定する。そして、一定の距離24以上に光を照射した際には、返信値を計測(反射光を受光)しないように設定する。一定の距離24以下で光を照射した場合には返信値を計測できるように設定する。本実施例においてはセンサ22からモールド保持部10までの距離を計測することが目的ではなく、モールド保持部の穴10аの位置及び大きさを取得することが目的だからである。これにより、穴がない場合には、計測箇所に穴がないという情報を取得でき、穴がある場合には穴の位置及び大きさを計測することができるため、モールド保持部10におけるモールド保持部の穴10аの位置及び大きさを計測することができる。または、一定の距離24以上に光等を照射した距離分を、一定の距離24以上に光等を照射しない場合の計測結果と分けて取得するようにしてもよい。
センサ22による計測結果として、図10(C)に例示しているように、返信値を計測できた場合26は、横軸に計測できたY軸方向の距離分を線分等によって表示する。返信値を計測できない場合27は、計測できなかった距離分横軸に対して、線分等で表示がされない。そして、返信値を計測できない場合27の距離を計測することで、モールド保持部の穴10аの位置と大きさを計測することができる。そして、上記の計測結果を制御部16が演算することにより、モールド保持部の穴10аの位置と大きさの情報を実測値として取得することができる。
なお、センサ22は、一定の距離24以上及び一定の距離24以下の場合でもそれぞれ返信値を計測するように設定しても良い。その場合、制御部16は、それぞれの返信値を演算して、一定の距離24以下の計測値の場合は線分等で表示するようにし、一定の距離24以上の場合は線分等で表示しないようにする。
本実施例における、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさの比較と許容値の算出について以下に説明する。まず、制御部16は、比較をする前に、センサ22により計測したモールド保持部の穴10аの実測値の情報をメモリに記憶する。次に、制御部16は、メモリに記憶させた実測値の情報をモールド保持部の穴10аの情報として登録する。次に、制御部16は、実施例1のステップS103と同様に、モールド保持部の穴10аの実測値の情報と、モールドの穴9аの情報とをメモリから読み出し、これらを比較して許容値を算出する。
以上、本実施例においては、実施例1と同様に効率的なパターン形成が可能となり、モールドの落下や破損を防止することができる。さらに、モールド保持部の穴10аの加工精度が悪い場合等、モールド保持部の穴10аを実測値で判断できるため比較時の誤差を少なくする事ができる。
<実施例5>
実施例4では、モールド保持部の穴10аの大きさの実測値をモールド保持部の穴10аの情報として登録し、モールドの穴9аと比較して許容値を算出する方法について説明した。本実施例では、まず、モールドの穴9аの大きさを、センサ22によって計測し、当該計測した値を実測値として取得し、この実測値を基として、モールド保持部の穴10аと比較する。以下に、図11を参照して説明する。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
実施例4では、モールド保持部の穴10аの大きさの実測値をモールド保持部の穴10аの情報として登録し、モールドの穴9аと比較して許容値を算出する方法について説明した。本実施例では、まず、モールドの穴9аの大きさを、センサ22によって計測し、当該計測した値を実測値として取得し、この実測値を基として、モールド保持部の穴10аと比較する。以下に、図11を参照して説明する。なお、インプリント装置100の構成は実施例1と同様であるため説明を省略する。また、実施例1の図4~6、及び図9と処理フローは同様であるため、本実施例における処理フローは説明を省略する。
図11は、本実施例に係るセンサ22を用いてモールド9及びモールドの穴9аを計測している状態を例示している図である。図11(A)は、計測時にモールド9を下側方向(-Z軸方向)から見た平面図の一例である。図11(B)は、モールドの穴9аについてセンサ22を用いて計測している状態を側面方向(Y軸方向)から見た断面図の一例である。図11(C)は、図11(B)での計測結果の一例を示した図である。図11(C)は、横軸が計測位置を縦軸は計測結果を表している。
なお、センサ22及びセンサ22を用いたモールドの穴9аの計測は、実施例4で示した計測方法と同様であるため説明を省略する。次に、本実施例における、モールドの穴9аとモールド保持部の穴10аの大きさの比較と許容値の算出について以下に説明する。まず、制御部16は、比較をする前に、センサ22により計測したモールドの穴9аの実測値の情報をメモリに記憶する。次に、制御部16は、メモリに記憶させた実測値の情報をモールドの穴9аの情報として登録する。次に、制御部16は、実施例1のステップS103と同様に、モールドの穴9аの実測値の情報と、モールド保持部の穴10аの情報とをメモリから読み出し、これらを比較して許容値を算出する。
以上、本実施例においては、実施例1と同様に効率的なパターン形成が可能となり、モールドの落下や破損を防止することができる。さらに、モールド保持部の穴10аの加工精度が悪い場合等、モールド保持部の穴10аを実測値で判断できるため比較時の誤差を少なくする事ができる。
なお、実施例2で示したモールド保持部の穴10аの設計値の情報、または実施例4で示したモールド保持部の穴10аの実測値の情報と、実施例5で示したモールドの穴9аの実測値の情報を比較して許容値を取得してもよい。また、実施例3で示したモールドの穴9аの設計値の情報、または実施例5で示したモールドの穴9аの実測値の情報と、実施例4で示したモールド保持部の穴10аの実測値の情報とを比較して許容値を取得してもよい。
<物品製造方法に係る実施例>
インプリント装置100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、モールド(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。モールドとしては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
インプリント装置100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、モールド(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。モールドとしては、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、図12を参照して説明する。図12(A)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に成形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(光硬化性材料)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12(B)に示すように、インプリント用のモールド4zを、その凹凸パターンが成形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12(C)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1zとモールド4zとを接触させ、圧力を加える(接触工程)。インプリント材3zはモールド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、モールド4zを透して照射するとインプリント材3zは硬化する(硬化工程)。
図12(D)に示すように、インプリント材3zを硬化させた後、モールド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成形される(パターン形成工程)。この硬化物のパターンは、モールドの凹部が硬化物の凸部に、モールド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にモールド4zの凹凸パターンが転写されたことになる。
図12(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(加工工程)。図12(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が成形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。
<その他の実施例>
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
また、上記実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介してインプリント装置100に供給するようにしてもよい。そしてそのインプリント装置100におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
9 モールド
9а モールドの穴
10 モールド保持部
10а モールド保持部の穴
18 モールド補正部
19、22 センサ
9а モールドの穴
10 モールド保持部
10а モールド保持部の穴
18 モールド補正部
19、22 センサ
Claims (19)
- 基板上のインプリント材にモールド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方法において、
モールド保持部で保持された前記モールドに形成された少なくとも一つの第1穴と、前記モールドが保持されるべき基準位置とのずれ量を取得する取得工程と、
前記ずれ量と所定の許容値とを比較し、前記インプリント処理を行うか否かを判定する判定工程と、
を有することを特徴とするインプリント方法。 - 前記基準位置とは、前記モールド保持部に形成された少なくとも一つの第2穴の位置であ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。
- 前記所定の許容値を決定する決定工程をさらに有し、
前記所定の許容値は、前記第1穴の大きさと前記第2穴の大きさを比較することで決定されることを特徴とする請求項2に記載のインプリント方法。 - 前記決定工程は、前記第1穴の大きさを含む情報を第1情報として取得し、前記第2穴の大きさを含む情報を第2情報として取得することを特徴とする請求項3に記載のインプリント方法。
- 前記第1情報または前記第2情報は設計値を含むことを特徴とする請求項4に記載のインプリント方法。
- 前記第1情報または前記第2情報は計測部によって計測した情報を含むことを特徴とする請求項4に記載のインプリント方法。
- 前記第1情報または前記第2情報は記憶部に保存された情報であることを特徴とする請求項4に記載のインプリント方法。
- 前記第1穴及び前記第2穴は、前記モールド保持部が前記モールドを保持した際に少なくとも一部が連通するように構成されることを特徴とする請求項2~7のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 前記所定の許容値は前記第1穴及び前記第2穴の大きさに基づき決められることを特徴とする請求項2~8のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 前記インプリント処理は、前記モールドを前記インプリント材に接触させる接触工程を含み、少なくとも前記接触工程の前に前記第1穴及び前記第2穴を介して気体を供給する供給工程を有することを特徴とする請求項2~9のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 前記気体は不活性ガスを含むことを特徴とする請求項10に記載のインプリント方法。
- 前記インプリント処理は、前記モールドを前記インプリント材に接触させる接触工程と、前記インプリント材を硬化させる硬化工程と、前記モールドを前記インプリント材から離す離型工程を含むことを特徴とする請求項1~11のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 前記インプリント処理の前、インプリント処理中、インプリント処理後のいずれかにおいて少なくとも1回は前記判定工程を行うことを特徴とする請求項12に記載のインプリント方法。
- 前記モールドを変形させる変形工程をさらに含み、前記変形工程の後または前記インプリント処理の前に前記判定工程を有することを特徴とする請求項12に記載のインプリント方法。
- 前記インプリント処理の前、前記インプリント処理中、前記インプリント処理後のいずれかにおいて少なくとも1回は前記取得工程を行うことを特徴とする請求項13に記載のインプリント方法。
- 前記判定工程において、前記ずれ量が前記所定の許容値を超えていた場合には、警告を表示するまたは前記インプリント処理を停止することを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 前記判定工程において、前記ずれ量が前記所定の許容値を超えていない場合には、前記インプリント処理を継続することを特徴とする請求項1~16のいずれか1項に記載のインプリント方法。
- 基板上のインプリント材にモールド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において、
モールド保持部に保持された前記モールドに形成された少なくとも一つの第1穴と、前記モールドが保持されるべき基準位置とのずれ量を取得する取得部と、
前記ずれ量と所定の許容値とを比較し、前記インプリント処理を行うか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とするインプリント装置。 - 請求項1~17のいずれか1項に記載の前記インプリント方法を用いて、前記基板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で前記パターンを形成した後で、前記基板を加工する加工工程と、
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工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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JP2020200054A JP2022087915A (ja) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | インプリント方法、インプリント装置、及び物品の製造方法 |
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