JP5462903B2 - 滴状体配置方法、パターン形成方法、滴状体配置プログラム、滴状体配置装置、およびテンプレートのパターンの設計方法 - Google Patents
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Description
この様なインプリント法においては、凸形状を有するテンプレートを用いることで被転写体である樹脂の流動性を向上させる技術が提案されている。
しかしながら、一般的には、テンプレートに形成されたパターンの密度は一様ではない。そのため、単に凸形状を有するテンプレートを用いるようにしても被転写体の量に局所的な過不足が生じ、転写性が悪化するおそれがある。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る滴状体配置方法を例示するためのフローチャートである。 本実施の形態に係る滴状体配置方法は、テンプレートに形成されたパターンを転写する際に、基体のパターンを形成する面に複数の滴状体を2次元状に配置するものである。本実施の形態では、基体として、例えば、半導体等のウェーハやガラス基板などが用いられ、パターンを形成する面に配置される複数の滴状体には、例えば、所謂レジストのドロップ体が用いられる。このレジストのドロップ体の材料には、光(紫外線光等)硬化性樹脂を用いることができる。また、例えば、本実施の形態に係る滴状体配置方法を用いて各滴状体の位置を求め、求められた各滴状体の位置に基づいて、下地である基体の上に滴状体を2次元状に複数配置する。そして、配置された複数の滴状体にテンプレートを押しつけて、テンプレートに形成されたパターンを滴状体から形成された被転写体に転写する。
なお、図1においては、本実施の形態に係る滴状体配置方法の概略を例示するものとし、各ステップにおける内容の詳細については後述する。
形成したいパターンの密度は一様であるとは限らないので、微小領域である第1領域ごとにパターンの密度を求め、求められたパターンの密度と、後述する他のデータとを用いて滴状体の量を求める。このように、第1領域ごとにパターンの密度を求めることでパターンの疎密に対応できるようにする。
第1領域は、例えば、5μm×5μm程度の領域とすることができる。
次に、各第1領域における滴状体の量を足し合わせ、パターンを形成する面の全域において必要となる滴状体の量の総量を求める(ステップS20)。
次に、滴状体の量の総量を滴状体の量で除算し、パターンを形成する面に配置する滴状体の総数を求める(ステップS30)。
暫定的な滴状体の配置を求める際には、テンプレートとパターンを形成する面とが接触すると仮定した場合の接触形態(以下、単にテンプレートの接触形態と称する)を考慮する。すなわち、テンプレートの接触形態(点接触、線接触、面接触)に応じて、基体のパターンを形成する面における暫定的な滴状体の配置を求める。
この場合、テンプレートを意図的に変形させることで、テンプレートの接触形態を選択したり、制御したりすることができる。例えば、テンプレートのパターンが形成されている側とは反対側の面を押圧して、テンプレートを基体側に向けて突出させる(例えば円錐形状に突出させる等のことが可能である。)ことで、テンプレートの接触形態を選択したり、制御したりすることができる。
なお、円形状の基体に感光性の樹脂材料を塗布し、パターンを形成するべく、基体の中心と位置を合わせるようにして、その樹脂にテンプレートの突出した部分を押し付けるパターン形成技術がある。そのようなものの一例としては、前述の[特許文献1]として掲載した公開番号:特開2010−240928号公報に記載されている微細パターンの形成技術が挙げられる。
なお、以下においては、最初の暫定的な滴状体の配置を滴状体の「初期配置」と呼称する。
次に、各第1領域を最も近接する滴状体に振り分け、滴状体ごとに振り分けられた第1領域の集団(第1領域の集まり)を第2領域とする。そして、パターンを形成する面を第2領域により改めて区分けする(ステップS50)。
この除算した値(評価値)の算出は、各第2領域ごとに行われる。
なお、以下においては、この除算した値を「評価値」と呼称する。
この場合、評価値が「1」となれば、評価対象となった第2領域における滴状体の量が最適であることが分かる。すなわち、最適な滴状体の配置となっていると評価することができる。
評価値が「1」を超えれば、評価対象となった第2領域における滴状体の量が過多であることが分かる。
評価値が「1」未満となれば、評価対象となった第2領域における滴状体の量が過少であることが分かる。
この場合、滴状体の量が不足している第2領域では、テンプレートのパターンの凹部に未充填となる部分が生じたり、後述する残膜の厚み寸法が薄くなりすぎたりするおそれがある。逆に、滴状体の量が多い第2領域では、後述する残膜の厚み寸法が厚くなりすぎるおそれがある。
すなわち、各第2領域ごとに、滴状体の量が不足しているか、過多であるかの判断を行う。
なお、以下においては、この判断を「危険点評価」と呼称する。
この場合、評価値の分布が目標とする範囲内に収まっているか否かの指標として、例えば、評価値の最大値と最小値との差、評価値と「1」との差の絶対値の最大値、標準偏差などを用いることができる。
パターンを形成する面における評価値の分布が目標とする範囲内にない場合には、評価値の分布が目標とする範囲内に収まるまで、少なくともいずれかの滴状体の位置を変更する工程と、区分け工程(ステップS50)と、評価値算出工程(ステップS60)と、を繰り返し行う(ステップS90)。
なお、以下においては、この位置の変更を滴状体の「配置更新」と呼称する。
配置更新では、少なくともいずれかの滴状体の位置が変更される。
そして、ステップS50→ステップS60→ステップS70→ステップS90のルーチンが、評価値の分布が目標とする範囲内に収まるまで繰り返される。
そして、パターンを形成する面における評価値の分布が目標の範囲内に収まったときには、全ての滴状体の位置を確定させる(ステップS80)。
このような工程によって、パターンを形成する面における各滴状体の適正な位置を求めることができる。
この様にすれば、パターンを形成する面における滴状体の量に局所的な過不足が生じることを抑制することができる。そのため、転写性を向上させることができる。
まず、前述したステップS20において、必要となる滴状体の量の総量を求める手順について例示する。
図2は、滴状体の量の総量を求める手順について例示するためのブロック図である。 図2中の滴状体の量を表す各ブロックの横方向の長さは、パターンを形成する面の長手方向の長さに対応している。
第1入力データは、例えば、テンプレートに形成されたパターンの高さ寸法、後述する残膜の厚み寸法などとすることができる。すなわち、第1入力データは、例えば、テンプレートに形成されるパターンの設計データなどから抽出されたデータとすることができる。 第2入力データは、例えば、テンプレートに形成されたパターンの疎密分布、またはパターンの被覆率分布などとすることができる。
第3入力データは、例えば、パターンを形成する面における滴状体の量の面内補正に関するデータとすることができる。面内補正に関するデータとしては、例えば、パターンを形成する面に設けられた段差の寸法、パターンを形成する面の表面状態、滴状体の揮発量分布などとすることができる。
第4入力データは、例えば、インクジェット装置などの吐出装置のノズルの特性や個体差などに起因する滴状体の量の補正値に関するデータとすることができる。
そして、第1入力データと第2入力データ(例えば、パターンの設計データから抽出されたパターンの寸法に関するデータ、パターンの設計データから抽出されたパターンの疎密分布またはパターンの被覆率分布に関するデータ)から算出された各滴状体の量と、第3入力データと第4入力データ(例えば、基体のパターンを形成する面における滴状体の量の面内補正に関するデータ、および、吐出装置に起因する滴状体の量の補正に関するデータの少なくともいずれかのデータ)から算出された各滴状体の量の補正値とに基づいて、パターンを形成する面の全域において必要となる滴状体の量の総量を求める。
なお、第3入力データから算出された滴状体の量の補正量(ブロック20a−2)と、第4入力データから算出された滴状体の量の補正量(ブロック20a−3)とは必ずしも必要ではなく、必要に応じて用いるようにすればよい。
パターンが疎であるか密であるかは、パターンの被覆率の高低よって判別することができる。パターンの被覆率とは、パターンを形成する面の単位面積あたりにおいて、形成された被転写体がパターンを形成する面を被覆する割合である。
この場合、第2入力データとして、テンプレートに形成されたパターンの疎密分布を選択してもよい。パターンを形成する面に形成されたパターンの疎密分布と、テンプレートに形成されたパターンの疎密分布とは、実質的に同じだからである。
なお、以下においては、一例として、テンプレートに形成されたパターンの疎密分布を例に挙げて説明する。
なお、図3(a)はテンプレートに形成されたパターンの疎密分布の状態を例示するための模式図である。図3(a)においては、色の濃い部分ほどパターンの密度が高くなっている(パターンが密となっている)。また、色の淡い部分ほどパターンの密度が低くなっている(パターンが疎となっている)。
図3(b)は、パターンの疎密分布の算出手順を概念的に表した図である。
パターンに疎密分布がある場合には、例えば、図3(b)に示すような手順でパターンの疎密分布を算出することができる。
パターンの疎密分布を算出する場合には、パターンが形成された面を前述した第1領域に区分けし、各第1領域ごとにパターンの密度を算出する。この場合、第1領域内においてもパターンの疎密分布が生ずる場合がある。そのため、パターンの疎密分布を算出する場合には、各第1領域ごとにパターンの密度の平均値を求め、求められた平均値を当該第1領域におけるパターンの密度とする。
まず、算出の始点26側から始点26に対向する側の辺25bに向けて、辺25aに平行な第1ライン25−1に沿って、各第1領域におけるパターンの密度を算出する。
これにより、テンプレートに形成されたパターンの疎密分布(または、被覆率分布)を算出することができる。
前述したように、第3入力データは、例えば、パターンを形成する面に設けられた段差の寸法、パターンを形成する面の表面状態、滴状体の揮発量分布などとすることができる。これらのうち、パターンを形成する面に設けられた段差の寸法、パターンを形成する面の表面状態は、基体の仕様や設計データなどから抽出することができる。
また、滴状体の揮発量分布については、実験やシミュレーションを行うことで知ることができる。
前述したように、第4入力データは、例えば、インクジェット装置などの吐出装置のノズルの特性や個体差などに起因する滴状体の量の補正値に関するデータとすることができる。
図4は、滴状体の量の入力値と滴状体の供給量との関係を例示するための模式グラフ図である。
なお、図4における横軸は滴状体の量の入力値(指示値)であり、縦軸は滴状体の供給量(実際に供給された滴状体の量)である。
また、図4におけるAは滴状体の量の入力値と滴状体の供給量とが一致する場合、Bは滴状体の量の入力値と滴状体の供給量とにズレが生じている場合である。
以上に例示をしたように、第1領域ごとにパターンの密度を求め、求められたパターンの密度と、前述した他のデータとを用いて第1領域ごとに必要とされる滴状体の量を求めるようにしている。そのため、求められた第1領域ごとに必要とされる滴状体の量は、パターンの疎密が考慮されたものとなる。
その結果、評価値もパターンの疎密が考慮されたものとなる。
基体の上に配置された滴状体にテンプレートが接触する際の接触形態には、点接触、線接触、面接触がある。この接触形態の違いは、例えば、テンプレートが有する形態、テンプレートの変形、滴状体にテンプレートを押しつける装置の特性や個体差などにより生じる。なお、テンプレートの変形は、テンプレートが変形している場合もあるし、テンプレートを意図的に変形させる場合もある。
そのため、滴状体の初期配置を求める際には、テンプレートの接触形態(点接触、線接触、面接触)を考慮している。
図5は、テンプレートの接触形態が点接触である場合の初期配置について例示するための模式図である。
テンプレートの接触形態が点接触である場合には、接触点100を中心とする同心円状の層101a〜101fの上に滴状体20dを配置する。
そして、各層101a〜101fの間の距離Laがそれぞれ同じになるようにし、各層101a〜101f内において隣接する滴状体20dの中心間距離Lbがそれぞれ同じになるようにする。さらに、距離Laと中心間距離Lbとが同じになるようにする。
そのため、各層101a〜101fに設けられた各滴状体20dの流動の中心(例えば、図5中の矢印102a〜102c)がそれぞれ重ならないようにしている。
ここでは、滴状体20dにテンプレートが押しつけられると、その押しつける力によって、滴状体20dはテンプレートの外方に向けて流動する。そして、そこでは、空気もテンプレートの外方に向けて排出されていくことになる。よって、テンプレートが滴状体20d内に押し付けられたときには、滴状体20dの空気が残ることが抑制され、テンプレートのパターン内に滴状体20dが充填されることになる。
なお、滴状体20dの記載は省略し、滴状体20dを設ける同心円状の層101のみを記載している。
図6(a)は矩形状のテンプレート30の中心が接触点100となる場合、図6(b)は円形状のテンプレート30の中心が接触点100となる場合、図6(c)は矩形状のテンプレート30の周縁が接触点100となる場合、図6(d)は矩形状のテンプレート30の角部近傍が接触点100となる場合、図6(e)は円形状のテンプレート30の周縁近傍が接触点100となる場合である。
なお、ここでは、基体が磁気記憶用ハードディスク等の記憶用媒体である場合にも、本実施の形態を実施することができる。その場合、記憶用媒体の一例としてハードディスクを用い、その記憶面にパターンを形成する場合に使用することができる。ハードディスクでも、円形状を有しているものがあり、その場合、前述した本実施の形態のような要領で、レジスト材等の滴状体の配置を行えば、同様の効果を得ることができる。
図7は、テンプレートの接触形態が線接触である場合の初期配置について例示するための模式図である。
テンプレートの接触形態が線接触である場合には、接触線110に平行な層111a〜111dの上に滴状体20dを配置する。
そして、各層111a〜111dの間の距離La1がそれぞれ同じになるようにし、各層111a〜111d内において隣接する滴状体20dの中心間距離Lb1がそれぞれ同じになるようにする。さらに、距離La1と中心間距離Lb1とが同じになるようにする。
すなわち、テンプレートと滴状体20dとの接触面積を、接触線110から接触線110に垂直な方向であり、かつテンプレートの外方となる方向に広げていくにつれて、滴状体20dは、接触点100と滴状体20dの中心を結ぶ方向であって、テンプレートの外方に向けて流動する。
そのため、各層111a〜111dに設けられた各滴状体20dの流動の中心(例えば、図7中の矢印112a〜112e)がそれぞれ重ならないようにしている。
ここでは、滴状体20dにテンプレートが押しつけられると、その押しつける力によって、滴状体20dはテンプレートの外方に向けて流動する。そして、そこでは、空気もテンプレートの外方に向けて排出されていくことになる。よって、テンプレートが滴状体20d内に押し付けられたときには、滴状体20dの空気が残ることが抑制され、テンプレートのパターン内に滴状体20dが充填されることになる。
なお、滴状体20dの記載は省略し、滴状体20dを設ける平行線状の層111のみを記載している。
図8(a)は矩形状のテンプレート30の中心を通る線が接触線110となる場合、図8(b)は円形状のテンプレート30の中心を通る線が接触線110となる場合、図8(c)は矩形状のテンプレート30の中心を通らない線が接触線110となる場合、図8(d)は円形状のテンプレート30の中心を通らない線が接触線110となる場合である。
このように、テンプレートの接触形態が線接触である場合に、矩形状、あるいは円形状のテンプレートを用いることができる。ここで、矩形状のテンプレートを用いる場合には、その外周辺の一方から、それに対向するもう一つの外周辺に向けて、テンプレートと配置された滴状体20dとの接触面積を広げていき、その方向に滴状体20dが流動するようにして、押し付けていくことができる。矩形状のテンプレートでは、その一方の角に位置する部分から、それに対向するもう一つの角に向けて、テンプレートと配置された滴状体20dとの接触面積を広げていき、その方向に滴状体20dが流動するようにして、押し付けていくことができる。また円形状のテンプレートを用いる場合には、その円周上の一部分から、それに対向するもう一方の円周上の部分に向けて、テンプレートと配置された滴状体20dとの接触面積を広げていき、その方向に滴状体20dが流動するようにして、押し付けていくことができる。
また、テンプレートの接触形態が線接触である場合に、矩形状、円形状の両方において、テンプレートを折り曲げるようにして撓め、その折り曲げられた先端の部分から線接触させ、その両側外方に向けてテンプレートと配置された滴状体20dとの接触面積を広げていき、その方向に滴状体20dが流動するようにして、押し付けていくことができる。
図9は、テンプレートの接触形態が面接触である場合の初期配置について例示するための模式図である。
テンプレートの接触形態が面接触である場合には、接触面120の輪郭と相似な層121a〜121eの上に滴状体20dを配置する。
そして、各層121a〜121eの間の距離La2がそれぞれ同じになるようにし、各層121a〜121e内において隣接する滴状体20dの中心間距離Lb2がそれぞれ同じになるようにする。さらに、距離La2と中心間距離Lb2とが同じになるようにする。
すなわち、テンプレートと滴状体20dとの接触面積を、接触面120からテンプレートの外方に向けて広げていくにつれて、滴状体20dは、接触面120と滴状体20dの中心を結ぶ方向であって、テンプレートの外方に向けて流動する。
そのため、各層121a〜121eに設けられた各滴状体20dの流動の中心(例えば、図9中の矢印122a〜122c)がそれぞれ重ならないようにしている。
ここでは、滴状体20dにテンプレートが押しつけられると、その押しつける力によって、滴状体20dはテンプレートの外方に向けて流動する。そして、そこでは、空気もテンプレートの外方に向けて排出されていくことになる。よって、テンプレートが滴状体20d内に押し付けられたときには、滴状体20dの空気が残ることが抑制され、テンプレートのパターン内に滴状体20dが充填されることになる。
なお、滴状体20dの記載は省略し、滴状体20dを設ける相似な層121のみを記載している。
図10(a)は矩形状のテンプレート30の中央領域が接触面120となる場合、図10(b)は円形状のテンプレート30の周縁領域が接触面120となる場合である。
図11は、パターンを形成する面を第2領域により区分けする手順について例示するための模式図である。
図11は、前述したステップS10においてパターンを形成する面25を複数の第1領域40に区分けし、ステップS40においてパターンを形成する面25に滴状体20dを初期配置した状態を表している。
すなわち、ステップS50においては、パターンを形成する面25を第2領域45により改めて区分けする。
一方、第1領域40−2は、滴状体20d−1ではなく、滴状体20d−2に最も近接している。そのため、第1領域40−2は、滴状体20d−2に振り分けられる第2領域45−1に属する。
また、第1領域40−3は、滴状体20d−3に最も近接している。そのため、第1領域40−3は、滴状体20d−3に振り分けられる第2領域45−3に属する。
このように、各第1領域40を最も近接する滴状体20dに振り分け、滴状体20dごとに振り分けられた第1領域40の集団を第2領域45とする。このような振り分けは、パターンを形成する面25内のすべての第1領域40について行う。
評価値は、以下の(1)式により表すことができる。
評価値=(1つの滴状体の量)/(第2領域45内に属する第1領域40のそれぞれについて求められた必要となる滴状体の量の合計)・・・(1)
ここで、「1つの滴状体の量」とは、各第2領域45毎に存在している滴状体20dの容量に相当する。すなわち、各第2領域45毎の滴状体20dの供給量である。
また、「第2領域45内に属する第1領域40のそれぞれについて求められた必要となる滴状体の量の合計」は、任意の第2領域45に属する各第1領域40毎に必要とされる滴状体の量を足し合わせた値である。すなわち、各第2領域45毎の滴状体20dの必要量である。
この場合、評価値が「1」を超えれば、評価対象となった第2領域45においては、滴状体20dの供給量が必要量よりも多いことになる。そのため、後述する残膜の厚み寸法が厚くなりすぎるおそれがある。
これとは逆に、評価値が「1」未満となれば、評価対象となった第2領域45においては、滴状体20dの供給量が必要量よりも少ないことになる。そのため、テンプレートのパターンの凹部に未充填となる部分が生じたり、後述する残膜の厚み寸法が薄くなりすぎたりするおそれがある。
この場合、評価値の分布が目標とする範囲内に収まっているか否かの指標として、例えば、評価値の最大値と最小値との差、評価値と「1」との差の絶対値の最大値、標準偏差などを用いることができる。
滴状体20dの初期配置を求めただけでは、パターンを形成する面25における評価値の分布が目標とする範囲内にあるとは限らない。そのため、滴状体20dの配置更新を行うことで各第2領域45における評価値を「1」に近づけるようにする。
図13は、滴状体の配置更新の手順を例示するための概念図である。
なお、図13においては、第2領域45−1における評価値を評価値46−1、第2領域45−2における評価値を評価値46−2、第2領域45−3における評価値を評価値46−3としている。また、評価値46−1〜46−3において、円柱の高さが高いほど評価値の値が大きいことを表している。
例えば、評価値46−1が最も大きい滴状体20d−1を選択する。
次に、滴状体20d−1に最も近接している少なくとも1つの別の滴状体を選択する(ステップS90b)。
なお、以下においては、滴状体20d−1に最も近接している2つの滴状体を選択する場合について例示をする。
この場合、図13に示すように、滴状体20d−1に最も近接している滴状体20d−2と、滴状体20d−3とを選択するものとする。
重心50は、それぞれの評価値を重みに変換した場合、それぞれの重みによる均衡がとれる点とすることができる。
図13に例示をしたものの場合には、円柱の高さが高いほど評価値の値が大きくなるので、円柱の高さが高いほど重みが重くなる。
この様な場合、評価値46−1〜46−3による重心50は、滴状体20d−1〜20d−3の各中心点を頂点とする三角形の図心から外れることになる。例えば、重心50は、最も重い評価値46−1側に寄っていることになる。
図13においては、多角形として三角形を例示している。この三角形では、滴状体20d−2、20d−3のそれぞれの中心点を2つの頂点としている。そして、滴状体20d−1の位置を頂点55の位置とした場合に重心50の位置が図心となるようにしている。
ついで、ベクトル線56のr(r<1)倍の移動ベクトル線57を決定する。そして、滴状体20d−1を、多角形の頂点55に向かって移動させる。例えば、移動ベクトル線57に沿って、頂点58の位置に滴状体20d−1を移動させる(ステップS90e)。
「r」は、例えば、多角形を三角形とした場合、1/10以上、1/2以下とすることができる。
配置更新は、すべての滴状体20dのうち少なくとも1つについて実施する。
この後、前述したステップS50に戻り、ステップS60に移行した後、パターンを形成する面25内における評価値の分布が目標の範囲にあるか否かの判断を再び行う。
なお、図13においては、滴状体20d−1に最も近接する滴状体として、2つの滴状体を選択する場合を例示した。ただし、滴状体20d−1に最も近接する滴状体の選択数については、1つでもよく、3つ以上でもよい。
図14、図15は、パターンの形成を例示するための模式工程断面図である。
なお、図14、図15においては、一例として、半導体装置などの電子デバイスの製造において用いられるレジストマスクを形成する場合について例示する。
滴状体20dは、1回のショットによって基体10のパターンを形成する面10aに設けてもよく、1回以上のショットによって基体10のパターンを形成する面10aに設けてもよい。
滴状体20dは、例えば、アクリル系の光硬化性樹脂と、溶剤などを含んだものとすることができる。
1つの滴状体20dの量は、例えば、1pl(ピコリットル)〜6pl(ピコリットル)程度とすることができる。
次に、図14(c)に示すように、テンプレート30を基体10に向けて下降させ、テンプレート30を各滴状体20dに押し付ける。
すなわち、テンプレート30と基体10との間に、表面が凹凸状に加工された被転写体20が形成される。
続いて、テンプレート30を介して被転写体20にUV(Ultraviolet)光を照射し、被転写体20を硬化させる。
ドライエッチング処理は、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法によるものとすることができる。
被転写体20にドライエッチング処理を施せば、被転写体20の凸部20tに膜減りが生じる。一方、凹部20cにおいては、底面20bがエッチング加工され残膜が除去される。その結果、例えば、ラインアンドスペース状のレジストマスク20pが基体10のパターンを形成する面10aに形成される。
なお、レジストマスク20pを形成する場合について例示したが、これに限定されるわけではない。
例えば、光デバイス、記録メディア、化学・バイオデバイス、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などの分野においてパターンを形成する際に広く適用させることができる。
次に、第2の実施形態に係る滴状体配置装置について例示する。
本実施の形態では、基体として、例えば、半導体等のウェーハやガラス基板などが用いられ、パターンを形成する面に配置される複数の滴状体には、例えば、所謂レジストのドロップ体が用いられる。このレジストのドロップ体の材料には、光(紫外線光等)硬化性樹脂を用いることができる。
図16は、第2の実施形態に係る滴状体配置装置について例示するための模式図である。
図16に示すように、滴状体配置装置200には、処理容器211、吐出部212、載置部214、移動部215、制御部216が設けられている。
処理容器211の内部には、吐出部212と載置部214とが互いに対向するようにして設けられている。そのため、載置部214の載置面に基体10を保持させた際には、吐出部212と、基体10のパターンを形成する面10aとが互いに対向するようになる。
載置部214は、図示しない静電チャックなどの保持部を有し、載置面に載置された基体10を保持する。なお、図示しない保持部は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、機械的なチャック、真空チャックなどとすることもできる。
なお、以下においては、一例として、移動部215が、水平面内における載置部214の位置を変化させる場合について説明する。
この場合、載置部214は案内部215a上に移動可能に設けられ、移動部215により案内部215aに沿ってその位置を変化させることができる。なお、図16に例示をしたものの場合には、載置部214の位置を変化させるようにしているが、吐出部212の位置を変化させるようにしてもよい。すなわち、移動部215は、吐出部212と載置部214との相対的な位置を変化させるものであればよい。また、移動方式は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
演算部216aは、前述した滴状体配置方法を用いて、基体10のパターンを形成する面10aにおける複数の滴状体20dの位置を求める。この場合、演算部216aに後述する滴状体配置プログラムを格納し、演算部216aにおいて滴状体配置プログラムを実行することで、複数の滴状体20dの位置を求めるようにすることができる。
なお、複数の滴状体20dの位置を求める手順は前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
まず、制御部216の演算部216aにおいて複数の滴状体20dの位置を求める。
次に、処理容器211に設けられた図示しない搬入搬出口を介して、図示しない搬送装置により基体10が処理容器211内に搬入され、載置部214の載置面に載置される。載置された基体10は載置部214に設けられた図示しない保持部により保持され、移動部215により載置部214(基体10)が所定の位置に移動する。
次に、図示しない搬入搬出口が閉じられ、載置部214の載置面に載置された基体10の所定の位置に向けて吐出部212から滴状体20dの材料が吐出される。この際、演算部216aにおいて求められた位置に滴状体20dが形成されるように、吐出部212と移動部215が制御される。
図17は、パターン形成部300を例示するための模式図である。
図17に示すように、パターン形成部300には、処理容器321、保持部322、テンプレート323、載置部324、移動部325、照光部327、制御部328が設けられている。
処理容器321の内部には、保持部322と載置部324とが互いに対向するようにして設けられている。そのため、載置部324の載置面に基体10を保持させた際には、保持部322に保持されたテンプレート323のパターン部323aと、基体10のパターンを形成する面10aに設けられた複数の滴状体20dとが互いに対向するようになる。
テンプレート323は、平板状を呈する基部323bと、基部323bの一方の主面に形成された凹凸状のパターン部323aとを有する。テンプレート323の形式は特に限定されるものではなく、例えば、いわゆるハードモールドやソフトモールドなどとしたり、パターン部323aと基部23bとの間に柔らかい材料からなる層を設けたものなどとしたりすることができる。
また、テンプレート323を保持部322に保持させた際に、テンプレート323が所定の形状に変形するようにすることもできる。例えば、滴状体20dにテンプレートが接触する際の接触形態を意図的に形成するものとすることができる。
制御部328は、パターン形成部300設けられた各要素の動作を制御する。例えば、制御部328は保持部322を制御して、テンプレート323の着脱を行う。また、制御部328は載置部324を制御して、基体10の着脱を行う。また、制御部328は移動部325を制御して、テンプレート323が保持された保持部322の位置を変化させる。また、制御部328は照光部327を制御して、紫外線を照射させる。
なお、保持部322、テンプレート323、載置部324、移動部325、照光部327を前述した処理容器211の内部に設けたり、載置部324と載置部214を兼用としたり、制御部328と要素制御部216bを兼用としたりしてもよい。
また、テンプレート323のパターン部323aとは反対側の面を押圧する図示しない押圧部を設けることができる。
図示しない押圧部は、例えば、空気などの流体の圧力をテンプレート323に加えるものとすることができる。
図示しない、押圧部を設けるようにすれば、テンプレート323を意図的に変形させることができるので、テンプレート323の接触形態を選択したり、制御したりすることができる。
例えば、テンプレート323のパターン部323aとは反対側の面を押圧し、テンプレート323を基体10側に向けて突出させることで、テンプレート323の接触形態を選択したり、制御したりすることができる。
まず、処理容器321に設けられた図示しない搬入搬出口を介して、図示しない搬送装置により基体10が処理容器321内に搬入され、載置部324の載置面に載置される。載置された基体10は載置部324に設けられた図示しない保持部により保持される。
次に、図示しない搬入搬出口が閉じられ、移動部325により載置部214の載置面に載置された基体10に向けてテンプレート323を移動させる。テンプレート323に押し付けられた各滴状体20dは、基体10上で3次元的に変形し、基体10上にテンプレート323のパターンが転写された被転写体が形成される。
次に、移動部325によりテンプレート323を被転写体から離す。
これにより、基体10のパターンを形成する面10aにパターンを形成することができる。またさらに、図15(c)に例示をしたように、ドライエッチング装置を用いて被転写体にドライエッチング処理を施すことで残膜を除去することもできる。
次に、第3の実施形態に係る滴状体配置プログラムについて例示する。
本実施の形態では、基体として、例えば、半導体等のウェーハやガラス基板などが用いられ、パターンを形成する面に配置される複数の滴状体には、例えば、所謂レジストのドロップ体が用いられる。このレジストのドロップ体の材料には、光(紫外線光等)硬化性樹脂を用いることができる。
第3の実施形態に係る滴状体配置プログラムは、コンピュータに、前述した滴状体配置方法を実行させるものである。
(1)基体10のパターンを形成する面25を1つの滴状体20dが占める面積よりも小さい複数の第1領域40に区分けし、第1領域40ごとに必要とされる滴状体20dの量を演算させること、
(2)各第1領域40における滴状体20dの量を足し合わせ、基体10のパターンを形成する面25の全域において必要となる滴状体20dの量の総量を演算させること、
(3)滴状体20dの量の総量を滴状体20dの量で除算し、基体10のパターンを形成する面25に配置する滴状体20dの総数を演算させること、
(4)テンプレートの接触形態に応じて、基体10のパターンを形成する面25における暫定的な滴状体20dの配置を演算させること、
(5)各第1領域40を最も近接する滴状体20dに振り分け、滴状体20dごとに振り分けられた第1領域40の集団を第2領域45とし、基体10のパターンを形成する面25を第2領域45により改めて区分けすることを演算させること、
(6)第2領域45ごとに、1つの滴状体20dの量を、第2領域45内に属する第1領域40のそれぞれについて求めた必要となる滴状体20dの量の合計で除算して評価値を演算させること、
(7)基体10のパターンを形成する面25における評価値の分布が目標とする範囲内にある場合には、すべての滴状体20dの位置を確定させること、
(8)基体10のパターンを形成する面25における評価値の分布が目標とする範囲内にない場合には、評価値の分布が目標とする範囲内に収まるまで以下の手順を実行させる。 少なくともいずれかの滴状体20dの位置の変更を演算させること、
各第1領域40を最も近接する滴状体20dに振り分け、滴状体20dごとに振り分けられた第1領域40の集団を第2領域45とし、基体10のパターンを形成する面25を第2領域45により改めて区分けすることを演算させること、
第2領域45ごとに、1つの滴状体20dの量を、第2領域45内に属する第1領域40のそれぞれについて求めた必要となる滴状体20dの量の合計で除算して評価値を演算させること、
また、確定された滴状体20dの位置に関するデータを表示装置に表示させたり、外部に向けて送信させたりする手順を含めることができる。
なお、滴状体配置プログラムは、前述した順序に従って時系列的に実行されるようにしてもよいし、必ずしも時系列的に実行されなくとも並列的あるいは選別的に実行されるようにしてもよい。
また、滴状体配置プログラムは、単一の演算部216aにより処理されるものであってもよいし、図示しない複数の演算部によって分散処理されるものであってもよい。
この場合、前述した第1入力データ〜第4入力データ、パターンを形成する面25の寸法や面積などのデータなどが適宜入力されるものとすることができる。
次に、第4の実施形態に係るテンプレートのパターンの設計方法について例示をする。
本実施の形態では、基体として、例えば、半導体等のウェーハやガラス基板などが用いられ、パターンを形成する面に配置される複数の滴状体には、例えば、所謂レジストのドロップ体が用いられる。このレジストのドロップ体の材料には、光(紫外線光等)硬化性樹脂を用いることができる。
図18は、第4の実施形態に係るテンプレートのパターンの設計方法について例示をするためのフローチャートである。
前述した滴状体配置方法によれば、パターンを形成する面25内の適正な位置に滴状体20dを配置することができる。
この場合、図13において例示をしたように、配置更新の対象となる滴状体を少しずつ移動させることで、すべての滴状体の位置関係、ひいてはパターンを形成する面25内における評価値の分布を目標の範囲内に収束させやすくすることができる。
そのため、本実施の形態に係るテンプレートのパターンの設計方法においては、評価値の分布をさらに「1」に近づけるために、部分的にダミーパターンを設け、テンプレートのパターンの修正をするようにしている。
なお、ダミーパターンも転写されることになるが、転写されたダミーパターンはドライエッチング処理などを用いて選択的に除去することができる。例えば、図15(c)において例示をした残膜の除去の際にダミーパターンをも除去することができる。
例えば、前述したステップS10、S20、S30、S40、S50、S60を行うことで評価値の分布を求めることができる。
なお、評価値の求め方などは前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
例えば、評価値と「1」との差の絶対値が所定の値以上となる部分を抽出する。
次に、テンプレートの抽出された部分に対応する部分にダミーパターンを設ける(ステップS120)。
ダミーパターンの形態や大きさなどは、シミュレーションや実験などにより予め求められたものの中から適宜選択するようにすることができる。
次に、ダミーパターンを含んだテンプレートのパターンを決定する(ステップS130)。
本実施の形態に係るテンプレートのパターンの設計方法によれば、転写精度をさらに向上させることができるテンプレートのパターンを設計することができる。
Claims (12)
- テンプレートに形成されたパターンを転写する際に、基体のパターンを形成する面に複数の滴状体を配置する滴状体配置方法であって、
前記基体のパターンを形成する面を1つの前記滴状体が占める面積よりも小さい複数の第1領域に区分けし、前記第1領域ごとに必要とされる前記滴状体の量を求める工程と、
各第1領域における前記滴状体の量を足し合わせ、前記基体のパターンを形成する面の全域において必要となる前記滴状体の量の総量を求める工程と、
前記滴状体の量の総量を前記滴状体の量で除算し、前記基体のパターンを形成する面に配置する前記滴状体の総数を求める工程と、
前記テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を求める工程と、
各第1領域を最も近接する前記滴状体に振り分け、前記滴状体ごとに振り分けられた前記第1領域の集団を第2領域とし、前記基体のパターンを形成する面を前記第2領域により改めて区分けする区分け工程と、
前記第2領域ごとに、1つの前記滴状体の量を、前記第2領域内に属する前記第1領域のそれぞれについて求めた必要となる前記滴状体の量の合計で除算して評価値を求める評価値算出工程と、
を備え、
前記基体のパターンを形成する面における前記評価値の分布が目標とする範囲内にある場合には、すべての前記滴状体の位置を確定し、
前記基体のパターンを形成する面における前記評価値の分布が目標とする範囲内にない場合には、前記評価値の分布が目標とする範囲内に収まるまで、少なくともいずれかの前記滴状体の位置を変更する工程と、前記区分け工程と、前記評価値算出工程と、を繰り返し行う滴状体配置方法。 - 前記テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を求める工程において、
前記テンプレートの接触形態が点接触である場合には、
接触点を中心とし等間隔に設けられた複数の同心円状の層の上に、前記滴状体を等間隔に配置し、
前記滴状体の中心間距離と、前記同心円状の層の間隔とが等しく、
前記接触点から各滴状体の中心を通り、前記基体のパターンを形成する面の外方に向かう線分がそれぞれ重ならないようにする請求項1記載の滴状体配置方法。 - 前記テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を求める工程において、
前記テンプレートの接触形態が線接触である場合には、
接触線を中心とし前記接触線と平行かつ等間隔に設けられた複数の線状の層の上に、前記滴状体を等間隔に配置し、
前記滴状体の中心間距離と、前記線状の層の間隔とが等しく、
前記線状の層に垂直であって、各滴状体の中心から前記基体のパターンを形成する面の外方に向かう線分がそれぞれ重ならないようにする請求項1記載の滴状体配置方法。 - 前記テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を求める工程において、
前記テンプレートの接触形態が面接触である場合には、
接触面を中心とし等間隔に設けられた複数の前記接触面の輪郭と相似な層の上に、前記滴状体を等間隔に配置し、
前記滴状体の中心間距離と、前記接触面の輪郭と相似な層の間隔とが等しく、
前記接触面の図心から各滴状体の中心を通り、前記基体のパターンを形成する面の外方に向かう線分がそれぞれ重ならないようにする請求項1記載の滴状体配置方法。 - 少なくともいずれかの前記滴状体の位置を変更する工程において、
位置を変更する対象となる滴状体に最も近接している少なくとも1つの別の滴状体を選択し、
前記位置を変更する対象となる前記滴状体が有する前記評価値と、前記選択された少なくとも1つの別の滴状体が有する前記評価値と、を重みに換算し、換算されたそれぞれの前記重みに基づく重心を求め、
前記選択された少なくとも1つの別の滴状体の位置を固定し、前記重心を図心とした場合の前記位置を変更する対象となる前記滴状体の位置を求め、
前記求められた前記位置を変更する対象となる前記滴状体の位置に向けて、前記位置を変更する対象となる前記滴状体を移動する請求項1〜4のいずれか1つに記載の滴状体配置方法。 - 各第1領域における前記滴状体の量を足し合わせ、前記基体のパターンを形成する面の全域において必要となる前記滴状体の量の総量を求める工程において、
前記パターンの設計データから抽出された前記パターンの寸法に関するデータと、前記パターンの設計データから抽出された前記パターンの疎密分布または前記パターンの被覆率分布に関するデータと、から算出された前記滴状体の量と、
前記基体のパターンを形成する面における前記滴状体の量の面内補正に関するデータ、および、吐出装置に起因する前記滴状体の量の補正に関するデータの少なくともいずれかのデータから算出された前記滴状体の量の補正値と、
に基づいて、前記滴状体の量の総量を求める請求項1〜5のいずれか1つに記載の滴状体配置方法。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の滴状体配置方法を用いて、前記基体のパターンを形成する面に複数の滴状体を配置する工程と、凹凸が形成されたテンプレートを前記配置された複数の滴状体に押し付けて、前基体のパターンを形成する面に、前記滴状体のパターンを形成する工程と、を有するパターン形成方法。
- コンピュータに、
基体のパターンを形成する面を1つの滴状体が占める面積よりも小さい複数の第1領域に区分けし、前記第1領域ごとに必要とされる前記滴状体の量を演算させること、
各第1領域における前記滴状体の量を足し合わせ、前記基体のパターンを形成する面の全域において必要となる前記滴状体の量の総量を演算させること、
前記滴状体の量の総量を前記滴状体の量で除算し、前記基体のパターンを形成する面に配置する前記滴状体の総数を演算させること、
テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を演算させること、
各第1領域を最も近接する前記滴状体に振り分け、前記滴状体ごとに振り分けられた前記第1領域の集団を第2領域とし、前記基体のパターンを形成する面を前記第2領域により改めて区分けすることを演算させること、
前記第2領域ごとに、1つの前記滴状体の量を、前記第2領域内に属する前記第1領域のそれぞれについて求めた必要となる前記滴状体の量の合計で除算して評価値を演算させること、
を実行させ、
前記基体のパターンを形成する面における前記評価値の分布が目標とする範囲内にある場合には、すべての前記滴状体の位置を確定させ、
前記基体のパターンを形成する面における前記評価値の分布が目標とする範囲内にない場合には、前記評価値の分布が目標とする範囲内に収まるまで、
少なくともいずれかの前記滴状体の位置の変更を演算させること、
各第1領域を最も近接する前記滴状体に振り分け、前記滴状体ごとに振り分けられた前記第1領域の集団を第2領域とし、前記基体のパターンを形成する面を前記第2領域により改めて区分けすることを演算させること、
前記第2領域ごとに、1つの前記滴状体の量を、前記第2領域内に属する前記第1領域のそれぞれについて求めた必要となる前記滴状体の量の合計で除算して評価値を演算させること、
を繰り返し実行させる滴状体配置プログラム。 - 滴状体の材料を基体のパターンを形成する面に向けて吐出する吐出部と、
前記基体のパターンを形成する面に平行な方向において、前記吐出部と、前記基体と、の相対的な位置を変化させる移動部と、
請求項1〜6のいずれか1つに記載の滴状体配置方法を用いて、前記基体のパターンを形成する面における複数の前記滴状体の位置を求める演算部と、
前記吐出部と、前記移動部と、を制御して、前記演算部により求められた複数の前記滴状体の位置に前記滴状体の材料を吐出させる要素制御部と、
を備えた滴状体配置装置。 - 滴状体の材料を基体のパターンを形成する面に向けて吐出する吐出部と、
前記基体のパターンを形成する面に平行な方向において、前記吐出部と、前記基体と、の相対的な位置を変化させる移動部と、
請求項8に記載の滴状体配置プログラムを用いて、前記基体のパターンを形成する面における複数の前記滴状体の位置を求める演算部と、
前記吐出部と、前記移動部と、を制御して、前記演算部により求められた複数の前記滴状体の位置に前記滴状体の材料を吐出させる要素制御部と、
を備えた滴状体配置装置。 - 前記吐出部は、インクジェット装置であり、
前記要素制御部は、前記インクジェット装置に設けられた複数のノズル毎に吐出動作の制御を行う請求項9または10に記載の滴状体配置装置。 - 基体のパターンを形成する面を1つの滴状体が占める面積よりも小さい複数の第1領域に区分けし、前記第1領域ごとに必要とされる前記滴状体の量を求める工程と、
各第1領域における前記滴状体の量を足し合わせ、前記基体のパターンを形成する面の全域において必要となる前記滴状体の量の総量を求める工程と、
前記滴状体の量の総量を前記滴状体の量で除算し、前記基体のパターンを形成する面に配置する前記滴状体の総数を求める工程、
テンプレートの接触形態に応じて、前記基体のパターンを形成する面における暫定的な前記滴状体の配置を求める工程と、
各第1領域を最も近接する前記滴状体に振り分け、前記滴状体ごとに振り分けられた前記第1領域の集団を第2領域とし、前記基体のパターンを形成する面を前記第2領域により改めて区分けする区分け工程と、
前記第2領域ごとに、1つの前記滴状体の量を、前記第2領域内に属する前記第1領域のそれぞれについて求めた必要となる前記滴状体の量の合計で除算して評価値を求める評価値算出工程と、
前記評価値に対応して、前記テンプレートのパターンを修正する工程と、
を備えたテンプレートのパターンの設計方法。
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