JP2022091479A - Formation device, formation method, and method for manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、形成装置、形成方法及び物品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a forming apparatus, a forming method and a method for manufacturing an article.
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、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターン(構造体)を形成することができるインプリント技術が注目されている。インプリント技術は、基板上に未硬化のインプリント材を供給(塗布)し、かかるインプリント材とモールド(型)とを接触させて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する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である。 With the increasing demand for miniaturization of semiconductor devices and MEMS, in addition to conventional photolithography technology, imprint technology that can form fine patterns (structures) on the order of several nanometers on a substrate is drawing attention. There is. The imprint technology supplies (applies) an uncured imprint material onto a substrate, and the imprint material and the mold (mold) are brought into contact with each other to imprint the imprint corresponding to the fine uneven pattern formed on the mold. This is a microfabrication technique for forming a material pattern on a substrate.
インプリント技術において、インプリント材の硬化法の1つとして光硬化法がある。光硬化法は、基板上のショット領域に供給されたインプリント材とモールドとを接触させた状態で光を照射してインプリント材を硬化させ、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インプリント材のパターンを基板上に形成する方法である。 In the imprint technique, there is a photocuring method as one of the curing methods of the imprint material. The photo-curing method cures the imprint material by irradiating the imprint material supplied to the shot region on the substrate with light in contact with the mold, and pulls the mold away from the cured imprint material. This is a method of forming a pattern of a printed material on a substrate.
このようなパターンを形成する際に必要なインプリント材は、ディスペンサと呼ばれる液体吐出部により、基板上のショット領域に塗布(供給)される。このディスペンサは、例えばインクジェット方式により液体状のインプリント材を吐出するものであり、その構成としては、インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドと同等のものを用いることができる。 The imprint material required for forming such a pattern is applied (supplied) to the shot region on the substrate by a liquid discharge portion called a dispenser. This dispenser discharges a liquid imprint material by, for example, an inkjet method, and as its configuration, an inkjet head equivalent to that used in an inkjet printer can be used.
特許文献1には、インクジェット方式のディスペンサをインプリント装置に用いる例が開示されている。収容室は、仕切り材により2つに区分けされており、一方には未硬化の樹脂材料、もう一方には吐出部から吐出された樹脂材料相当の作動液がタンクから供給されるように設けられている。そしてタンクの重量を測定することで、ディスペンサ内部のインプリント材の残量を取得する手法が開示されている。 Patent Document 1 discloses an example in which an inkjet dispenser is used in an imprint device. The storage chamber is divided into two by a partition material, one of which is provided with an uncured resin material and the other of which is provided with a hydraulic fluid equivalent to the resin material discharged from the discharge portion so as to be supplied from the tank. ing. Then, a method of acquiring the remaining amount of the imprint material inside the dispenser by measuring the weight of the tank is disclosed.
インプリント装置において所望のパターンや所望の膜厚の材料層を形成しようとすると、ディスペンサから吐出される液滴の体積(重量)が一定であることが望ましい。しかしながら、ディスペンサの吐出部の状態が変化し、吐出される液滴の量に変化が生じる可能性がある。このような原因としては、インプリント材の残量が低下してディスペンサ内部の圧力が変化することや、吐出部(例えば、ピエゾ素子や電気熱変換素子)の劣化などが考えられる。 In order to form a material layer having a desired pattern and a desired film thickness in an imprinting apparatus, it is desirable that the volume (weight) of droplets discharged from the dispenser is constant. However, the state of the ejection portion of the dispenser may change, and the amount of droplets ejected may change. Possible causes include a decrease in the remaining amount of the imprint material and a change in the pressure inside the dispenser, and deterioration of the discharge portion (for example, a piezo element or an electric heat conversion element).
しかしながら特許文献1に開示されるような手法では、吐出部から実際に基板に吐出された成形可能材料自体の重量(体積)を取得することができないため、所望のパターンや所望の膜厚の材料層を設けることができない可能性がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the weight (volume) of the moldable material itself actually discharged from the ejection portion to the substrate cannot be obtained, the material having a desired pattern and a desired film thickness can be obtained. It may not be possible to provide layers.
そこで、本願発明は、所望の形状の材料層を設けることができる構成を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a configuration capable of providing a material layer having a desired shape.
上記目的を達成するために、本発明は、基板上に成形可能材料を設け、当該成形可能材料を硬化させて材料層を形成する形成装置であって、基板上に前記成形可能材料の液滴を吐出する吐出部と、前記吐出部により吐出された液滴の重量を取得し、当該取得した重量に基づいて前記吐出部の吐出条件を調整する制御する制御部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a forming apparatus in which a moldable material is provided on a substrate and the moldable material is cured to form a material layer, and droplets of the moldable material are formed on the substrate. It is characterized by having a discharge unit for discharging the liquid and a control unit for controlling the weight of the droplet discharged by the discharge unit and adjusting the discharge condition of the discharge unit based on the acquired weight. do.
本発明によれば、所望の形状の材料層を形成するのに有利な構成を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an advantageous configuration for forming a material layer having a desired shape.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is given to the same member, and duplicate description is omitted.
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置100(形成装置)の構成を示す概略図である。インプリント装置100は、半導体デバイスなどの製造プロセスで使用されるリソグラフィ装置であって、基板上のインプリント材(成形可能材料)にパターン構造を有するモールド(部材)を接触させてパターンを形成するインプリント処理を行う。なお、本発明の計測方法や液体吐出部は、インプリント装置に限定されず、半導体デバイスや液晶表示デバイス等の製造装置のような産業機器や、プリンター等のコンシューマー製品も含め、液滴を吐出する機構を持つ装置に広く適用可能である。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an imprint device 100 (forming device) as one aspect of the present invention. The
インプリント装置100は、パターンが形成されたモールドと基板に供給(塗布)されたインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、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パターンを転写された材料層を形成する。なお、以下の説明ではインプリント装置100は紫外光の照射エネルギーによってインプリント材8を硬化させる光硬化法が用いられるものを例に説明を行うが、他のエネルギー(例えば、熱)によりインプリント材を硬化させるインプリント装置にも適用可能である。
The
また、図1では、上下方向(鉛直方向)にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内に互いに直交するX軸およびY軸として説明する。インプリント装置100は、照明系7と、モールド1を保持するモールド保持機構2と、ウエハ4(基板)を保持するウエハステージ6と、インプリント材を吐出する吐出部を備えたディスペンサ11と、これらを制御する制御部20とを備える。さらに、インプリント装置100は、ウエハ4をウエハステージ6に搬送する搬送機構と、ウエハ4の重量を測定することができる重量測定部30と、ディスペンサ11から廃棄されるインプリント材8を受ける受け機構14を含む。
Further, in FIG. 1, the Z-axis is taken in the vertical direction (vertical direction), and the X-axis and the Y-axis are described as being orthogonal to each other in a plane perpendicular to the Z-axis. The
照明系7は、不図示の光源から発せられた紫外線を、インプリント材8を硬化させるのに適切な光(紫外光9)に調整し、モールド1を通過しインプリント材8に照射する硬化手段である。ここで、光源としては、例えばi線、g線を発生する水銀ランプを用いることができる。ただし、光源は、紫外線に限らず、モールド1を透過し、かつ、インプリント材8が硬化する波長の光を発するものであればよい。なお、熱硬化法を採用する場合には、硬化手段として、照明系7の代わりに、例えば、ウエハステージ6の近傍に成形可能材料を硬化させるための加熱手段を設置すればよい。
The lighting system 7 adjusts the ultraviolet rays emitted from a light source (not shown) to light suitable for curing the imprint material 8 (ultraviolet light 9), passes through the mold 1, and irradiates the
モールド(型)1は、ウエハ4に接触する接触面の中央部に3次元状に形成された微細な凹凸パターンを有している。モールド1の材質としては、石英等の紫外線を透過させることが可能な材料を用いることができる。 The mold 1 has a fine uneven pattern formed three-dimensionally in the central portion of the contact surface in contact with the wafer 4. As the material of the mold 1, a material capable of transmitting ultraviolet rays such as quartz can be used.
モールド保持機構(型保持部)2は、構造体3に支持され、不図示であるが、モールド1を保持するモールドチャックと、モールドチャックを支持し移動させるモールド駆動機構とを含む。モールドチャックは、モールド1における紫外光9の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド1を保持する。モールド駆動機構は、モールド1とウエハ4上のインプリント材8とを接触させたり、引き離したりするために、モールド1(モールドチャック)をZ軸方向に移動させることができる。さらに、モールド保持機構2には、後述する不図示の重量測定部を設けることもできる。
The mold holding mechanism (mold holding portion) 2 is supported by the structure 3 and includes, although not shown, a mold chuck for holding the mold 1 and a mold driving mechanism for supporting and moving the mold chuck. The mold chuck holds the mold 1 by attracting the outer peripheral region of the irradiation surface of the
なお、インプリント処理時のウエハとモールドとの接触動作および離型動作は、ウエハステージ6を駆動させてウエハ4をZ軸方向に移動させることで実現してもよく、モールド1とウエハ4との双方を相対的に移動させてもよい。 The contact operation and mold release operation between the wafer and the mold during the imprint process may be realized by driving the wafer stage 6 to move the wafer 4 in the Z-axis direction, and the mold 1 and the wafer 4 You may move both of them relatively.
ウエハ4は、例えば単結晶シリコンからなる被処理基板(物体)である。なお、半導体デバイス以外の物品の製造用途であれば、基板の材質として、例えば、光学素子であれば石英等の光学ガラス、発光素子であればGaNやSiCなどを採用することができる。 The wafer 4 is a substrate (object) to be processed, for example, made of single crystal silicon. For applications other than semiconductor devices, optical glass such as quartz can be used as the substrate material, and GaN or SiC can be used for light emitting devices.
ウエハステージ(基板保持部)6は、ウエハ4を保持して、ステージ定盤5上をXY平面内で移動可能で、モールド1とウエハ4上のインプリント材8との接触に際し、モールド1とウエハ4との位置合わせを実施する。
The wafer stage (board holding portion) 6 holds the wafer 4 and can move on the
ディスペンサ11は、駆動機構12とともに構造体3に支持され、ウエハ4上に予め設定されているショット領域(パターン形成領域)上に、所望の塗布パターンで未硬化のインプリント材8を塗布する(インプリント材8の液滴を吐出する)。インプリント材8は、モールド1とウエハ4との間に充填される際には流動性を持ち、成形後には形状を維持する固体であることが求められる。光硬化法を用いる場合には、インプリント材8は、例えば紫外光9を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂(光硬化性樹脂)であるが、熱硬化法を用いる場合には、光硬化樹脂に換えて熱硬化樹脂や熱可塑樹脂等が用いられる。
The
重量測定部30は、載置されたウエハ4の重量を測定することができ、受け機構14は、ディスペンサ11の吐出状態を維持するために、不吐出期間が長期間とならないように定期的なタイミングで吐出部から排出されるインプリント材を受けるように設けられている。また、受け機構14で受けたインプリント材の重量が測定できるように重量測定部13を備えている。このような重量測定部30や重量測定部13は、具体的には、ロードセル、電磁平衡式センサ、感圧センサなどを用いることができる。なお、インプリント装置100は、重量測定部30、重量測定部13、モールド保持機構2内の重量測定部はすべて備えている必要はなく、以下説明する実施形態の構成に応じて必要に応じて設けられていればよい。
The
制御部20は、例えばコンピュータなどで構成され、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、プログラムなどに従って各構成要素の動作や調整などを制御する。そして、以下に示すようなインプリント材8の重量測定工程を含むインプリント処理を実行することができる。なお、制御部20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。
The
次に、インプリント装置100によるインプリント処理について概略的に説明する。ウエハステージ6は、不図示の搬送機構よりウエハ4が搬入され、処理対象のウエハ4を保持した後、ウエハ4がディスペンサ11の吐出部に対向する位置となるように移動する。
Next, the imprint process by the
そして、ディスペンサ11は、ウエハステージ6を移動させながら、吐出ノズルから所定量のインプリント材8を吐出することで、ウエハ4上の所望の位置にインプリント材8を塗布する(塗布工程)。
Then, the
次に、ウエハステージ6は、ウエハ4上のインプリント材8を塗布した部分がモールド1の凹凸パターンに対向する位置となるように移動する。モールド駆動機構は、モールド1をZ軸方向に沿ってウエハ4に向かうように移動させて、モールド1とウエハ4とが近接した状態とする。この状態で、不図示のアライメントスコープは、モールド1上のアライメントマークとウエハ4上のアライメントマークとを検出し、検出結果に基づいてウエハステージ6が移動することで重ね合わせ位置を調整し、両者の相対位置の調整を行う。
Next, the wafer stage 6 moves so that the portion of the wafer 4 coated with the
次に、モールド駆動機構は、モールド1とウエハ4との間隔を狭めるように移動させ、ウエハ4上のインプリント材8とモールド1の凹凸パターンとを接触させる(接触工程)。
Next, the mold drive mechanism is moved so as to narrow the distance between the mold 1 and the wafer 4, and the
次に、照明系7は、紫外光9を照射し、インプリント材8を硬化させる(硬化工程)。その後、モールド駆動機構は、インプリント材8が硬化した後、モールド1をウエハ4から離れる方向に移動させて、モールド1と硬化したインプリント材8(ウエハ4)との間隔を広げることにより、ウエハ4上のインプリント材8から引き離す(離型工程)。これにより、ウエハ4上のインプリント材8にモールド1の凹凸パターンに対応したパターンを有する硬化材料層が形成(転写)され、インプリント処理が終了する。その後、インプリント処理が完了したウエハ4は不図示の搬送機構によりウエハステージ6より搬出される。
Next, the lighting system 7 irradiates the
なお、ウエハ4上に複数のショット領域を設けるような場合には、ショット領域ごとに、このようなインプリント処理を繰り返し行うことで、同じパターン構造をウエハ4上に複数設けることができる。 When a plurality of shot regions are provided on the wafer 4, the same pattern structure can be provided on the wafer 4 by repeating such an imprint process for each shot region.
(第1の実施形態)
本実施形態においては、ディスペンサから受け機構14に吐出された液滴の重量を測定し、当該測定結果に基づいて、ディスペンサから吐出するインプリント材の体積を一定に保つように制御する方法を説明する。
(First Embodiment)
In the present embodiment, a method of measuring the weight of the droplets ejected from the dispenser to the
図2は、インプリント装置のディスペンサ11の吐出部から排出される成形可能材料を受ける受け機構の構成を示す図であるディスペンサ11は、駆動機構12により第一の位置である待機位置Aと第二の位置である塗布位置Bの間を移動するように設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a receiving mechanism that receives a moldable material discharged from a discharge portion of a
受け機構14は、ディスペンサ11の吐出状態を維持するために、不吐出期間が長期間とならないように定期的なタイミングで吐出部から排出されるインプリント材を受けるように設けられている。また、受け機構14で受けたインプリント材の重量が測定できるように重量測定部13が設けられている。ディスペンサ11は、待機位置Aの位置に移動した状態でインプリント材8を吐出することで、受け機構14へとインプリント材を排出させることができる。
The receiving
重量測定部13としては、ロードセル、電磁平衡式センサ、感圧センサなどを用いることができる。受け機構14は、ディスペンサ11から吐出されるインプリント材8を受けやすよいように、平面な構造とすることが望ましい。受け機構14の面積は、最低でもウエハ上に形成される1ショット分のパターン領域と同等であることが望ましい。また、受け機構14は、ディスペンサから吐出され受け機構14内に堆積するインプリント材8を取り除くことができるように、重量測定部13に対して着脱可能な構造とするのが望ましい。インプリント材8を取り除くタイミングは、定期的に行っても良く、重量測定部13の計測値が一定の値以上になった場合に行っても良い。
As the
図3は、本実施形態に係るディスペンサ11から受け機構14に吐出された液滴を用いて吐出条件を調整する流れを説明するフローチャートである。図3のフローチャートに示す処理は、制御部20が各構成要素の動作や調整などを制御することで実現される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of adjusting the ejection conditions by using the droplets ejected from the
S301では、制御部20は、ディスペンサの吐出部から受け機構14に所定量のインプリント材8を吐出させる。吐出条件を調整させるために受け機構14へインプリント材を吐出し、重量測定部13でインプリント材を測定するタイミングとしては、上述のディスペンサ11の吐出状態を維持するためのタイミングでもよいし、必要に応じて行うようにしてもよい。
In S301, the
S302では、制御部20は、受け機構14に吐出されたインプリント材の液滴の総重量を、重量測定部13により測定させる。具体的には受け機構14にインプリント材を吐出させる前後において重量測定部13で重量を測定しておき、その差分から重量を算出することが望ましい。
In S302, the
S303では、制御部20は、吐出された液滴の数と、S302で測定された液滴の総重量とインプリント材の比重から、吐出された液滴1滴の体積を算出する。吐出されたインプリント材の液滴の数をN[pcs]、測定された重量をW[g]、インプリント材の比重をd[g/mL]とすると、液滴の体積は「W[g]/d[g/mL]/N[pcs]」の計算式で算出できる。なお、ディスペンサ11から受け機構14へインプリント材8を吐出する量、すなわち吐出する液滴の数Nは、重量測定部13の測定分解能により決定することができる。
In S303, the
S304では、S303で算出された液滴1滴の体積が、所望の形状の材料層を設けることができる基準範囲を超えてしまうか否かを判断する。すなわち、基準値から所定以上変化したかどうかを判定する。具体的には、最適な液滴の体積に対しての変化量が±5%の範囲を外れたら、ディスペンサ11から吐出する液滴の体積を変更することが好ましい。
In S304, it is determined whether or not the volume of one droplet calculated in S303 exceeds the reference range in which the material layer having a desired shape can be provided. That is, it is determined whether or not the value has changed from the reference value by a predetermined value or more. Specifically, it is preferable to change the volume of the droplet discharged from the
S304で、基準範囲を超えてしまうと判断された場合にはS305において、吐出部の吐出条件を変更する。5%以上体積が減少したら、吐出部から吐出される液滴の体積を減少した分増加するように吐出条件を変更する。逆に体積の増加を検知したら、吐出する液滴の体積は減少するように吐出条件を変更する。なお、5%という数字は一例として出したものであり、装置の運用状況によりさまざまな値に変更しうる数字で、本特許の実施形態を限定するものではない。吐出する液滴の体積を調整する方法としては、吐出部(吐出駆動部)にピエゾ方式を用いるような場合には、ピエゾ素子に印加する電圧値や電圧の印可時間を変更する方法をとることができる。吐出部にサーマル方式を用いるような場合には、電気熱変換素子に供給する電流値や電流の印可時間を変更する方法をとることができる。一方、S304において基準範囲を超えないと判断された場合には、吐出条件の調整は行わずに処理を終了する。なお、制御部20は、測定された重量から算出した体積を記憶し、体積変化の推移を確認できるようにすることが望ましい。
If it is determined in S304 that the reference range is exceeded, the discharge condition of the discharge unit is changed in S305. When the volume is reduced by 5% or more, the discharge conditions are changed so that the volume of the droplets discharged from the discharge unit is increased by the reduced volume. On the contrary, when an increase in volume is detected, the ejection conditions are changed so that the volume of the droplet to be ejected decreases. The
なお、本実施形態においては、総重量から算出された液滴1滴の体積をもとに変化が基準範囲を超えているか判定したが、総重量や1滴あたりの重量から基準範囲を超えているかを判定してもよい。 In the present embodiment, it is determined whether the change exceeds the reference range based on the volume of one droplet calculated from the total weight, but the change exceeds the reference range from the total weight and the weight per drop. It may be determined whether or not.
以上のように制御することで、インプリント装置内のディスペンサ11において、吐出されるインプリント材の体積を一定に保つことができる。これにより吐出体積の変更によるウエハ上への良好なパターン形成が形成できない状況を防止することができ、所望の形状の材料層を設けることができる。
By controlling as described above, the volume of the imprint material to be discharged can be kept constant in the
(第2の実施形態)
本実施形態においては、重量測定部30で基板の重量を測定し、当該測定結果に基づいて、ディスペンサから吐出するインプリント材の体積を一定に保つように制御する方法を説明する。本実施形態の説明において、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
(Second embodiment)
In the present embodiment, a method of measuring the weight of the substrate by the
図4は、本実施形態に係る重量測定部30で基板の重量を測定して吐出条件を調整する流れを説明するフローチャートである。図4のフローチャートに示す処理は、制御部20が各構成要素の動作や調整などを制御することで実現される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of measuring the weight of the substrate by the
S401では、制御部20は、搬送機構によりウエハを搬送させ、重量測定部30にウエハ4を載置させる。このとき、このときの重量測定部30は、ウエハの搬送時間をなるべく短縮するために、搬送機構の内部など、ウエハの搬送経路途中に構成することが望ましい。
In S401, the
次に、S402では、制御部20は、インプリント材をディスペンサ11で塗布する前のウエハ4の重量を重量測定部30に測定させ、ウエハ4の重量を取得する。S403では、制御部20は、搬送機構にウエハ4ウエハステージ上に搬送させる。S404では、先に説明した塗布工程、接触工程、硬化工程、離型工程といった通常のインプリント処理を行うように制御する。インプリント処理は、予め設定されたウエハ上のショット領域に対して実施される。
Next, in S402, the
S405では、制御部20は、搬送機構にインプリント処理が全てのショット領域に対して完了したらウエハをウエハステージ上から搬出させる。そして、S406において、搬送機構に再度ウエハを重量測定部30上に載置させ、S407において、ウエハ4の重量を重量測定部30に測定させ、インプリント処理完了後、すなわち吐出されたインプリント材の重量を含むウエハ4の重量を測定する。
In S405, the
S408では、S402で取得されたウエハ4の重量と、S407で取得されたウエハ4の重量との差分から、ディスペンサ11から吐出された液滴の総重量を取得する。S409では、制御部20は、第1の実施形態と同様に、吐出された液滴の数と、S302で測定された液滴の総重量とインプリント材の比重から、吐出された液滴1滴の体積を算出する。
In S408, the total weight of the droplets ejected from the
S410では、S304と同様に算出された液滴1滴の体積が、所望の形状の材料層を設けることができる基準範囲を超えてしまうか否かを判断する。S410で、基準範囲を超えてしまうと判断された場合にはS411において、液滴の吐出条件を変更する。一方、S410において基準範囲を超えないと判断された場合には、吐出条件の調整は行わずに処理を終了する。 In S410, it is determined whether or not the volume of one droplet calculated in the same manner as in S304 exceeds the reference range in which the material layer having a desired shape can be provided. If it is determined in S410 that the reference range is exceeded, the droplet ejection conditions are changed in S411. On the other hand, if it is determined in S410 that the reference range is not exceeded, the process is terminated without adjusting the discharge conditions.
以上のように制御することで、インプリント装置内のディスペンサ11において、吐出されるインプリント材の体積を一定に保つことができる。これにより吐出体積の変更によるウエハ上への良好なパターン形成が形成できない状況を防止することができ、所望の形状の材料層を設けることができる。
By controlling as described above, the volume of the imprint material to be discharged can be kept constant in the
なお、本実施形態では、重量測定部30がインプリント装置100内に設けられている構成を用いて説明したが、装置外に設けてもよい。その場合には制御部20は、装置外の重量測定部からウエハ4の重量を取得し、同様に吐出された液滴の体積が基準範囲を超えたかどうか判断すればよい。
In this embodiment, the
また、基板上に複数のショット領域があり、1枚の基板に対して複数回のインプリント処理を行うような場合には、所定のインプリント処理ごとに、重量を測定し、吐出体積の調整を行うようにしてもよい。 Further, when there are a plurality of shot areas on the substrate and the imprint processing is performed a plurality of times on one substrate, the weight is measured and the discharge volume is adjusted for each predetermined imprint processing. May be done.
(第3の実施形態)
本実施形態においては、モールド保持機構2内に設けられた重量測定部(不図示)で基板の重量を測定し、当該測定結果に基づいて、ディスペンサから吐出されるインプリント材の体積を一定に保つように制御する方法を説明する。本実施形態の説明において、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, the weight of the substrate is measured by a weight measuring unit (not shown) provided in the
図5は、本実施形態に係るモールド保持機構2内に設けられた重量測定部(不図示)で吐出条件を調整する流れを説明するフローチャートである。図5のフローチャートに示す処理は、制御部20が各構成要素の動作や調整などを制御することで実現される。ここでは、既にウエハ4がウエハステージに搬送されている状態から説明を行う。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of adjusting discharge conditions by a weight measuring unit (not shown) provided in the
S501では、制御部20は、インプリント処理を行う等する基板のショット領域に対してディスペンサ11によりインプリント材を供給されるように制御する(塗布工程)。S502では、モールド保持機構2を下げることで、モールドと基板上のインプリント材とを接触させる(接触工程)。S503では、制御部20は、照明系7に紫外光9を照射させ、インプリント材8を硬化させる(硬化工程)。
In S501, the
S504では、現在インプリント処理を行っているショット領域が、重量を測定する対象のショット領域かどうかを判定する。重量測定対象のショットかどうかは予めメモリなどに記憶された情報を元に行うことができる。対象のショット領域でない場合には、S517に移行し、対象のショット領域である場合には、S505に進み、ウエハステージ6にウエハ4の保持を開放させる。ウエハステージ6によるウエハ4の保持は真空吸着にて行われるのが一般的で、保持の開放は真空破壊することで行う事ができる。 In S504, it is determined whether or not the shot area currently being imprinted is the shot area to be measured for weight. Whether or not the shot is a weight measurement target can be determined based on the information stored in advance in a memory or the like. If it is not the target shot area, the process proceeds to S517, and if it is the target shot area, the process proceeds to S505 to allow the wafer stage 6 to release the holding of the wafer 4. The holding of the wafer 4 by the wafer stage 6 is generally performed by vacuum suction, and the holding can be released by vacuum breaking.
S506では、制御部20は、ウエハ4がウエハステージ6で保持されていない状態でモールド保持機構を上げる。ウエハ4とモールド1との離型には離型力が必要であるため、ウエハ4が保持されていない状態でモールド保持機構を上げると、ウエハ4は硬化したインプリント材を介してモールドと一体状態のまま、モールド保持機構に吊り下げられることになる。
In S506, the
S507では、制御部20は、モールド保持機構内に設けられた重力測定部によりモールド保持機構の重量を測定する。このときの重量の測定は、センサを構成しても良く、モールド保持機構の駆動制御をするモータへ流す電流の値を測定することにより行っても良い。
In S507, the
S508では、制御部20は、測定された重量を基準の重量とするかどうかを予め記憶されている情報を元に判定する。基準の重量とする場合は、S509において測定された重量を基準重量Aとしてメモリなどに記憶しておく。基準の重量としない場合は、S510に進み測定された重量を計測重量Bとして保持する。
In S508, the
S511では、制御部20は、計測重量Bとメモリなどに記憶された基準重量Aとの差分を算出し、吐出された液滴の総重量を算出する。
In S511, the
基準重量Aが測定されるタイミングと計測重量Bが測定されるタイミングとの間には、複数のショット領域に対してインプリント処理がされているように設定しておく。すなわち、測定重量Bと基準重量Aとの差を求めることで、インプリント処理がなされた複数のショット領域に堆積させたインプリント材の重量を測定することができ、吐出したインプリント材の体積を算出することができる。 Between the timing at which the reference weight A is measured and the timing at which the measured weight B is measured, it is set so that imprint processing is performed on a plurality of shot areas. That is, by obtaining the difference between the measured weight B and the reference weight A, the weight of the imprint material deposited in the plurality of shot regions subjected to the imprint processing can be measured, and the volume of the discharged imprint material can be measured. Can be calculated.
S512では、制御部20は、第1の実施形態と同様に、吐出された液滴の数と、S302で測定された液滴の総重量とインプリント材の比重から、吐出された液滴1滴の体積を算出する。
In S512, the
S513では、S304と同様に算出された液滴1滴の体積が、所望の形状の材料層を設けることができる基準範囲を超えてしまうか否かを判断する。S513で、基準範囲を超えてしまうと判断された場合にはS514において、液滴の吐出条件を変更する。一方、S513において基準範囲を超えないと判断された場合には、吐出条件の調整は行わずに処理を終了する。 In S513, it is determined whether or not the volume of one droplet calculated in the same manner as in S304 exceeds the reference range in which the material layer having a desired shape can be provided. If it is determined in S513 that the reference range is exceeded, the droplet ejection conditions are changed in S514. On the other hand, if it is determined in S513 that the reference range is not exceeded, the process is terminated without adjusting the discharge conditions.
以上の吐出条件調整の工程が終わったら、S515においてウエハ4と一体になったモールド1を保持するモールド保持機構を下げる。ウエハ4が再度ウエハステージ6上に載置される位置までモールド保持機構が下がったら、S516においてウエハステージ6にウエハ4を再度吸着保持させる。 After the above step of adjusting the ejection conditions is completed, the mold holding mechanism for holding the mold 1 integrated with the wafer 4 in S515 is lowered. When the mold holding mechanism is lowered to the position where the wafer 4 is placed on the wafer stage 6 again, the wafer 4 is sucked and held again by the wafer stage 6 in S516.
次に、ウエハ4がウエハステージ6に吸着されている状態で、モールド保持機構2を上昇させることで、ウエハ上のインプリント材8の硬化物からモールド1を離型する離型工程を行う。
Next, a mold release step is performed in which the mold 1 is released from the cured product of the
S518では、次のショット領域があるかを判断し、ある場合にはS501に戻りインプリント処理を継続し、無い場合には処理を終了する。 In S518, it is determined whether or not there is a next shot area, and if there is, the process returns to S501 to continue the imprint process, and if not, the process ends.
以上のように制御することで、インプリント装置内のディスペンサ11において、吐出されるインプリント材の体積を一定に保つことができる。これにより、吐出体積の変更によるウエハ上への良好なパターン形成が形成できない状況を防止することができ、所望の形状の材料層を設けることができる。
By controlling as described above, the volume of the imprint material to be discharged can be kept constant in the
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
また、本発明においては、パターン構造を有するモールド1を用いてインプリントする場合を例に説明した。しかし、パターン構造を有しない部材(スーパーストレート)を用いて、基板上の成形可能材料を形成し、硬化させてウエハ4の表面を平坦化する材料層を形成する平坦化装置に適用することもできる。さらにモールドやスーパーストレートを用いずに材料層を形成するような場合にも適用することができる。 Further, in the present invention, the case of imprinting using the mold 1 having a pattern structure has been described as an example. However, it can also be applied to a flattening device that forms a formable material on a substrate using a member (super straight) that does not have a pattern structure and cures it to form a material layer that flattens the surface of the wafer 4. can. Further, it can be applied to the case where a material layer is formed without using a mold or a super straight.
(物品の製造について)
以上説明したインプリント装置100を用いて形成される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。
(Manufacturing of goods)
The pattern of the cured product formed by using the
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。 The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include a mold for imprinting.
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。 The pattern of the cured product is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation in the substrate processing step, the resist mask is removed.
次に、図6を用いて、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。まず図6(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。
Next, with reference to FIG. 6, a method for manufacturing an article will be described in which a pattern is formed on a substrate by an imprint device, the substrate on which the pattern is formed is processed, and an article is produced from the processed substrate. First, as shown in FIG. 6A, a
図6(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6(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を介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
As shown in FIG. 6B, the
図6(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。
As shown in FIG. 6D, when the imprint material 3z is cured and then the
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。
As shown in FIG. 6E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the
そして物品の製造方法には、基板に供給(塗布)されたインプリント材に上記のインプリント装置(インプリント方法)を用いてパターンを形成する工程と、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も含まれる。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といえる。 The method for manufacturing the article includes a step of forming a pattern on the imprint material supplied (applied) to the substrate by using the above-mentioned imprint device (imprint method), and a substrate on which the pattern is formed in such a step. The process of processing is also included. Further, such a manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, flattening, etching, resist peeling, dicing, bonding, packaging, etc.). It can be said that the method for manufacturing an article of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
Claims (9)
基板上に前記成形可能材料の液滴を吐出する吐出部と、
前記吐出部により吐出された液滴の重量を取得し、当該取得した重量に基づいて前記吐出部の吐出条件を調整する制御する制御部と、を有することを特徴とする形成装置。 A forming device in which a moldable material is provided on a substrate and the moldable material is cured to form a material layer.
A discharge section that discharges droplets of the formable material on the substrate,
A forming apparatus comprising: a control unit that acquires the weight of droplets ejected by the ejection unit and controls the ejection conditions of the ejection unit based on the acquired weight.
前記制御部は、前記測定部で基板を測定することで、前記吐出部から吐出された液滴の重量を算出することを特徴とする請求項4に記載の形成装置。 It also has a measuring unit to measure the weight of the substrate.
The forming apparatus according to claim 4, wherein the control unit calculates the weight of droplets ejected from the ejection unit by measuring the substrate with the measuring unit.
前記制御部は、ショット領域に前記吐出部により液滴を吐出する前の基板の重量と、当該ショット領域に前記吐出部により液滴を吐出した後の基板の重量とを取得し、前記吐出部から吐出された液滴の重量を求めることを特徴とする請求項4または5に記載の形成装置。 The substrate is provided with a plurality of shot regions, and the material layer is formed by curing the members in contact with each shot region.
The control unit acquires the weight of the substrate before the droplet is ejected into the shot region by the ejection unit and the weight of the substrate after the droplet is ejected into the shot region by the ejection unit, and the ejection unit obtains the weight of the substrate. The forming apparatus according to claim 4 or 5, wherein the weight of the droplet ejected from is obtained.
前記制御部は、前記受け機構の重量を取得することで、前記吐出部から吐出された液滴の重量を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の形成装置。 Further having a receiving mechanism for receiving the droplets discharged from the discharge portion,
The forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit calculates the weight of the droplets ejected from the ejection unit by acquiring the weight of the receiving mechanism. ..
基板上に前記成形可能材料の液滴を吐出する吐出部により吐出された液滴の重量を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された重量に基づいて、前記吐出部の吐出条件を調整する調整工程と、を有することを特徴とする形成方法。 A forming method in which a moldable material is provided on a substrate and the moldable material is cured to form a material layer.
An acquisition step of acquiring the weight of the droplets ejected by the ejection unit that ejects the droplets of the formable material on the substrate, and
A forming method comprising: an adjustment step of adjusting the discharge condition of the discharge portion based on the weight acquired in the acquisition step.
前記材料層が形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
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。 A step of forming a material layer by curing a moldable material on a substrate by using the forming apparatus according to any one of claims 1 to 7.
Including a step of processing the substrate on which the material layer is formed, and the like.
A method for manufacturing an article, which comprises manufacturing the article from the processed substrate.
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