JP5836652B2 - 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

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。

特許文献１には、基板の外周を含む周辺ショット領域に対する３つの態様のインプリント方法が記載されている。第１の態様では、周辺ショット領域についてはインプリント処理を行わない。第２の態様では、基板の外周を含まない内側ショット領域をインプリントするために使用する型を用いて周辺ショット領域にインプリント処理を行う。第３の態様では、内側ショット領域をインプリントするために使用する型とは異なる、周辺ショット領域の形状に対応する型を用いて周辺ショット領域にインプリント処理を行う。

特開2007-019466号公報

ショット領域は、通常、複数のチップ領域を含む。第１の態様では、周辺ショット領域にチップパターンを形成しないため、歩留まりが低い。第２の態様では、周辺ショット領域内の基板の外周を含まないチップ領域（有効チップ領域）にチップパターンが有効に転写され、基板の外周を含むチップ領域（無効チップ領域）に転写されたチップパターンのみが無効とされる。そのため、第２の態様は、歩留まりの面では第１の態様よりも優れている。第２の態様では、内側ショット領域をインプリントするために使用する型を使用して周辺ショット領域をインプリントするので、周辺ショット領域の全域に樹脂を塗布すると推察される。その場合、周辺ショット領域のインプリント処理を行うときに、基板の周辺に位置する無効チップ領域に塗布された樹脂が型と基板との間から基板の外に押し出されてしまうおそれがある。インプリント装置は、基板上に微細なパターンを転写する装置であるため、押し出された樹脂が型または基板保持部に付着してしまうことは信頼性の面で好ましくない。特に、型に樹脂が付着すると、パターン欠陥を引き起こす可能性が大きい。

第３の態様は、周辺ショット領域のインプリント処理に内側ショット領域用の型を使用すると応力集中等により当該型の破損を生じるおそれがあるので、周辺ショット領域に対応する形状の型を使用する。第３の態様における周辺領域に対するインプリント処理は、ドライエッチングやイオン注入等のプロセスにおける基板全体の均一性を向上させるためのもので、しかも、インプリント処理を有効チップ領域と無効チップ領域とで区別して行うものではない。また、周辺領域に対するインプリント処理を、周辺ショット領域の全域に樹脂を塗布して行うと、第２の態様と同様に、樹脂が型と基板との間から基板の外に押し出されてパターン欠陥を引き起こすおそれがある。さらに、第３の態様では、内側ショット領域のショットレイアウト等に応じて周辺ショット領域の形状が変わるとその形状に対応する周辺ショット領域の型を新たに用意しなければならない。そのため、第３の態様では、周辺ショット領域用の型を多数用意することで高コストを要する。

本発明は、パターン欠陥の発生の防止と歩留まりの向上とを両立するインプリント技術を提供することを目的とする。

本発明の一つの側面は、基板の複数のショット領域のそれぞれにインプリント処理を行うインプリント方法であって、各ショット領域は、チップ領域の外周が前記基板の外周を含まず有効なチップを取得できる少なくとも１つの有効チップ領域と、チップ領域の外周が前記基板の外周を含み有効なチップを取得できない少なくとも１つの無効チップ領域との少なくともいずれかを含み、前記無効チップ領域は、前記基板の外周から所定の距離にわたり樹脂の塗布が禁止される前記基板上の禁止領域を含み、前記無効チップ領域と前記有効チップ領域との双方を含むショット領域に対する前記インプリント処理は、当該ショット領域の前記有効チップ領域に前記樹脂を塗布する工程と、各有効チップ領域に塗布された樹脂と型のパターン面とを接触させる工程と、前記樹脂と前記パターン面とを接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程とを含み、前記塗布する工程では、前記無効チップ領域のうち少なくとも前記禁止領域には前記樹脂を塗布しない、ことを特徴とする。

本発明によれば、パターン欠陥の発生の防止と歩留まりの向上とを両立するインプリント技術を提供することができる。

インプリント装置を示した図である。 ショット領域を示した図である。 有効チップ領域、無効チップ領域、禁止領域を示した図である。 第１実施形態のサブマスクを示した図である。 第２実施形態のマスクを示した図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

＜インプリント装置の概要構成＞
インプリント装置２４を図１に示す。基板１は基板保持部１９に保持され、マスク２はマスク保持部２３に保持されている。塗布部２０によって樹脂３が塗布された基板１に、パタ−ンが形成されたマスク（型）２のパターン面１５を押し付けて（押印動作）、樹脂３をマスク２のパターン面１５の凹部内に充填している。その状態で照射部２１によって樹脂３を硬化させる光２２を照射して（露光動作）樹脂３を硬化した後、樹脂３からマスク２を引き離す（離型動作）。駆動部９によって、基板１を水平方向へ移動させ、複数あるショット領域に対して、これらの一連のインプリント処理を順に繰り返すことで、基板１の各ショット領域にマスク２のパターン面１５の凹凸形状に基づいたパターンを形成する。不図示の制御部は、基板保持部１９、マスク保持部２３、塗布部２０、照射部２１の動作を制御している。

＜ショット領域とエッジショット領域＞
図２に、基板1上のショット領域を示す。各ショット領域は、長方形で複数のチップ領域を含む。白塗り部で示される、ショット領域の外周が基板１の外周６を含むショット領域４を「エッジショット領域」と呼ぶ。斜線部で示される、ショット領域の外周が基板１の外周６を含まないショット領域５を「非エッジショット領域」と呼ぶ。そうすると、基板１上のショット領域は、エッジショット領域４と非エッジショット領域５とを含む。

＜有効チップ領域８と無効チップ領域７＞
図３はエッジショット領域４を含む基板１の一部を拡大した図である。基板1上のチップ領域のうち、チップ領域の外周が基板１の外周６を含み有効なチップを取得できないチップ領域７を「無効チップ領域」と呼ぶ。チップ領域の外周が基板１の外周６を含まず有効なチップを取得できるチップ領域８を「有効チップ領域」と呼ぶ。図３中、各長方形（細線）がチップ領域を示し、複数のチップ領域が集まった太線で表される領域がショット領域である。１つのショット領域５は、複数（図中、非エッジショット領域５では１６個）のチップ領域を含む。白塗り部は有効チップ領域８を示し、斜線部は無効チップ領域７を示している。非エッジショット領域５内のチップ領域はすべて有効チップ領域８である。一方、エッジショット領域４では、無効チップ領域７と有効チップ領域８との双方が混在している場合（図３中の右下のショット領域）と、すべての領域が無効チップ領域７である場合（図３中の左上のショット領域）とがある。無効チップ領域７は、基板１の外周６から所定の距離にわたり樹脂の塗布が禁止される禁止領域７ａを含んでいる。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。無効チップ領域７が存在せず有効チップ領域８のみが含む非エッジショット領域５については、ショット領域内の全領域に樹脂３を塗布する。一方、有効チップ領域８と無効チップ領域７が混在しているエッジショット領域４については、有効チップ領域８のみに樹脂３を塗布する。無効チップ領域７しか含まないエッジショット領域４については、樹脂３を塗布しない。塗布された有効チップ領域８に対して、押印動作、露光動作、離型動作を含むインプリント処理が行われ、有効チップ領域８上にパターンが形成される。

非エッジショット領域５にインプリント処理を行う場合には、非エッジショット領域５のサイズに応じたパターン面を有し、非エッジショット領域５のそれぞれにパターンを形成するマスク２（第１の型）を使用する。一方、エッジショット領域４の有効チップ領域８にインプリント処理を行う場合には、図４に示される、有効チップ領域８のサイズに応じたパターン面１８を有し、有効チップ領域８のそれぞれにパターンを形成するサブマスク１４（第２の型）を使用する。

インプリント処理は、各非エッジショット領域５に対するインプリント処理、次いで、エッジショット領域４の各有効チップ領域に対するインプリント処理の順に行われる。無効チップ領域７中の領域７ｂに対してもインプリント処理を行う場合、当該領域７ｂに対するインプリント処理は、非エッジショット領域５およびエッジショット領域４の有効チップ領域に対するインプリント処理の後で行われる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、非エッジショット領域５のインプリント処理に使用するマスク２とエッジショット領域４の有効チップ領域のインプリント処理に使用するサブマスク１４とを別のマスクとした。第２実施形態では、非エッジショット領域５のインプリント処理に使用するマスクとエッジショット領域４の有効チップ領域のインプリント処理に使用するマスクとを１つのマスク２として構成する。実施例２のマスク２は、各非エッジショット領域５にパターンを形成する第１のパターン面１７と各有効チップ領域８にパターンを形成する第２のパターン面１８とを有する。図５に、第１のパターン面１７（斜線部）と第２のパターン面１８（黒塗り部）とを有するマスク２を示す。図５（a）はマスク２の側面図を示し、図５（b）はマスク２の正面図を示す。図５（ａ）に示すように、第１のパターン面１７が基板１に接触する際、第２のパターン面１８が基板１に接触しないように、第１のパターン面１７と第２のパターン面１８の高さに段差を付けている。第２のパターン面１８は、マスク２の端部に配置される。

［その他の実施形態］
第１、第２実施形態では、インプリント処理の際に、有効チップ領域８のみに樹脂３を塗布し、無効チップ領域７には樹脂３を塗布しないこととした。しかし、インプリント処理の際に、有効チップ領域８の全部と無効チップ領域７のうちの禁止領域７ａを除く領域７ｂには樹脂３を塗布し、禁止領域７ａには樹脂３を塗布しないようにすることもできる。有効なチップを取得できない無効チップ領域７のうち領域７ｂに樹脂を塗布することの技術的意義は次のとおりである。基板の外周６にかかる無効チップ領域７は、ドライエッチやイオン注入といった周囲のパターンの粗密や大きさに影響を受けるプロセスにおいて、エッチング量や注入量の均一性を向上させる役割を持っている。そのような場合、樹脂３が基板１から押し出されることを防止しつつ無効チップ領域７にも樹脂３が存在するようにするため、無効チップ領域７のうち禁止領域７ａを除く領域７ｂに樹脂３を塗布してもよい。

また、無効チップ領域７は、他のプロセスにおいてテストパターンの役割を果たすこともあり、樹脂を塗布した無効チップ領域７ｂに対してもパターンを形成したい場合がある。領域７ｂに対するインプリント処理には、サブマスク１４が使用される。樹脂３の広がり具合を観察可能な画像検出機を用いて樹脂３の広がりをモニターし、樹脂３が漏れ出す前に露光し樹脂３を硬化させるようにすれば、領域７ｂに対するインプリント処理により樹脂３が基板１から押し出されることを確実に阻止することができる。もしくは、樹脂が基板１から漏れ出す時間を事前に計測しておいて樹脂３が漏れ出す前に露光し硬化させることができる。

なお、無効チップ領域７中の領域７ｂにパターンを形成するサブマスクは、有効チップ領域８にパターンを形成するサブマスク１４とは別のものでよく、パターン面は凹凸がない平面でも良い。無効チップ領域７の領域７ｂに関しては、樹脂３を塗布するがマスクを樹脂３に接触させずに露光光２２を照射させ樹脂３を硬化しても良い。さらに、無効チップ領域７の領域７ｂに樹脂３を塗布する際に、禁止領域７ａに近づくにつれて樹脂３の塗布密度を小さくすることができる。

［物品の製造方法］
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを転写（形成）する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の処理を含みうる。以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。

Claims (7)

1. 基板の複数のショット領域のそれぞれにインプリント処理を行うインプリント方法であって、
   各ショット領域は、チップ領域の外周が前記基板の外周を含まず有効なチップを取得できる少なくとも１つの有効チップ領域と、チップ領域の外周が前記基板の外周を含み有効なチップを取得できない少なくとも１つの無効チップ領域との少なくともいずれかを含み、前記無効チップ領域は、前記基板の外周から所定の距離にわたり樹脂の塗布が禁止される前記基板上の禁止領域を含み、
   前記無効チップ領域と前記有効チップ領域との双方を含むショット領域に対する前記インプリント処理は、当該ショット領域の前記有効チップ領域に前記樹脂を塗布する工程と、各有効チップ領域に塗布された樹脂と型のパターン面とを接触させる工程と、前記樹脂と前記パターン面とを接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程とを含み、
   前記塗布する工程では、前記無効チップ領域のうち少なくとも前記禁止領域には前記樹脂を塗布しない、
   ことを特徴とするインプリント方法。
2. 前記塗布する工程では、前記有効チップ領域には前記樹脂を塗布し、前記無効チップ領域内のいずれの領域にも前記樹脂を塗布しない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. 前記塗布する工程では、前記無効チップ領域のうちの前記禁止領域を除く領域と前記有効チップ領域とには前記樹脂を塗布し、前記禁止領域には前記樹脂を塗布しない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. 前記型は、前記有効チップ領域のみを含むショット領域のそれぞれにパターンを形成する第１の型と前記有効チップ領域にパターンを形成する第２の型とを含み、
   前記有効チップ領域のみを含む各ショット領域に対して前記第１の型を用いて前記インプリント処理を行い、
   前記無効チップ領域と前記有効チップ領域とを含むショット領域の前記有効チップ領域に対して前記第２の型を用いて前記インプリント処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント方法。
5. 前記型は、前記有効チップ領域のみを含むショット領域のそれぞれにパターンを形成する第１のパターン面と前記各有効チップ領域にパターンを形成する第２のパターン面とを有し、
   前記有効チップ領域のみを含む各ショット領域に対して前記第１のパターン面を用いて前記インプリント処理を行い、
   前記無効チップ領域と前記有効チップ領域とを含むショット領域の前記有効チップ領域に対して前記第２のパターン面を用いて前記インプリント処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインプリント方法を用いてパタ−ンを基板に形成する工程と、
   前記工程で前記パタ−ンを形成された基板を加工する工程と、
   を含む物品の製造方法。
7. 基板に塗布された樹脂とパターン面を有するマスクとを接触させて前記樹脂を硬化させることによりパターンを形成するインプリント処理を複数のショット領域に対して行うインプリント装置であって、
   前記マスクを保持するマスク保持部と、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記樹脂を前記基板に塗布する塗布部と、
   制御部と、
   を備え、
   各ショット領域は、チップ領域の外周が前記基板の外周を含まず有効なチップを取得できる少なくとも１つの有効チップ領域と、チップ領域の外周が前記基板の外周を含み有効なチップを取得できない少なくとも１つの無効チップ領域との少なくともいずれかを含み、前記無効チップ領域は、前記基板の外周から所定の距離にわたり樹脂の塗布が禁止される前記基板上の禁止領域を含み、
   前記制御部は、前記無効チップ領域と前記有効チップ領域との双方を含むショット領域に対してインプリント処理を行う場合に、前記塗布部が、当該ショット領域の前記無効チップ領域のうち少なくとも前記禁止領域には前記樹脂を塗布せずに前記有効チップ領域に前記樹脂を塗布し、前記マスク保持部及び前記基板保持部の少なくともいずれかを駆動して各有効チップ領域に塗布された樹脂と型のパターン面とを接触させるように、前記塗布部と前記マスク保持部及び前記基板保持部の少なくともいずれかとを制御する、
   ことを特徴とするインプリント装置。

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