JP6329437B2 - インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態のインプリント装置100について説明する。インプリント装置100は、半導体デバイスなどの製造に使用され、モールド1を用いて基板上のインプリント材6を成形するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置100は、凹凸のパターンが形成されたモールド1を基板上のインプリント材6に接触させた状態で当該インプリント材6を硬化させる。そして、インプリント装置100は、モールド1と基板4との間隔を広げ、硬化したインプリント材6からモールド1を剥離(離型)することによって基板上にインプリント材6で構成されたパターンを形成することができる。インプリント材6を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第1実施形態では光硬化法を採用する例について説明する。光硬化法とは、インプリント材6として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド1とインプリント材6とを接触させた状態でインプリント材6に紫外線を照射することにより当該インプリント材6を硬化させる方法である。ここでは、光として紫外線を用いる場合について説明するが、それとは異なる波長の光を用いてもよい。
図1は、第1実施形態のインプリント装置100を示す概略図である。インプリント装置100は、モールド1を保持するモールドステージ2と、基板4を保持する基板ステージ5と、基板上のインプリント材6に光を照射して当該インプリント材6を硬化させる硬化部3とを含みうる。また、インプリント装置100は、インプリント材6を基板4に供給する供給部7と、制御部8とを含みうる。制御部8は、例えばCPUやメモリなどを有し、インプリント処理を制御する(インプリント装置100の各部を制御する)。
ここで、制御部8がマップを作成する方法について説明する。図2は、各ノズル7cによるインプリント材6の液滴の吐出を制御するためのマップを作成する方法を示すフローチャートである。S21では、制御部8は、モールド1に形成された凹凸のパターンの設計情報(パターンの位置および凹部の深さを示す情報)に基づいて、当該パターンに必要なインプリント材6の供給量分布11を求める。例えば、制御部8は、各ノズル7cから吐出される各液滴の理想体積を用いて、モールド1によって凹凸のパターンに成形されたインプリント材6の膜厚が許容範囲に収まるように供給量分布11を求める。ここで、インプリント材6の膜厚としては、例えば、インプリント材6で構成された凹凸のパターンの凹部と基板4との間のインプリント材6の厚さのことを示す。一般に、この膜厚は、残膜(RLT)と呼ばれている。残膜の代わりに、基板上に形成されたインプリント材6のパターンの高さを用いてもよい。図3は、モールド1に形成されたパターンの設計情報に基づいて求められた供給量分布11の一例を示す図である。ここでは、供給量分布11は、色の濃淡による多値の画像データで表されており、色が濃い方がインプリント材6の供給量が多いことを示している。例えば、図3に示される供給量分布11おいて、領域11aは、モールド上のパターン領域1aに対応する領域であり、インプリント材6が領域11bより多く供給される。
図5は、第1実施形態におけるインプリント処理を示すフローチャートである。S51では、制御部8は、モールド1をモールドステージ2の下に搬送するようにモールド搬送機構(不図示)を制御し、モールド1を保持するようにモールドステージ2を制御する。モールド1(パターン領域1a)には、上述のように設計情報に従った凹凸のパターンが形成されており、モールド1に形成されたパターンを識別するための個別IDが設定されている。制御部8は、読み取り機構(不図示)にモールド1の個別IDを読み取らせ、その個別IDを取得する。S52では、制御部8は、S51で取得したモールド1の個別IDに基づいて、ディスペンサ7bが有する複数のノズル7cの各々を制御するためのマップを取得する。マップは、モールド1に形成された凹凸のパターンの設計情報に基づいて予め作成されてもよいし、個別IDからパターンの設計情報を読み出して逐次作成されてもよい。S53では、制御部8は、基板4を基板ステージ5の上に搬送するように基板搬送機構(不図示)を制御し、基板4を保持するように基板ステージ5を制御する。これにより、基板4がインプリント装置内に配置される。
次に、S62において実施されるマップの更新について説明する。図6は、マップの更新についてのフローチャートである。S62−a1では、制御部8は、マップに従って基板上に実際に供給されたインプリント材6の体積に関する情報を取得する。当該情報は、例えば、マップに従って基板上に供給され、且つモールド1を用いて成形された後のインプリント材6を用いて取得されうる。モールド1を用いて成形されたインプリント材6の総量(体積V)は、例えば式(1)によって表される。式(1)において、Spはモールド1の凹凸パターンにおける凹部のXY方向における面積、Dはモールド1の凹凸パターンにおける凹部の深さ、Saはモールド上のパターン領域1aの面積、RLTはインプリント材6の膜厚(残膜の厚さ)を示す。即ち、制御部8は、当該インプリント材6の膜厚とモールド1の凹凸パターンの設計情報とに基づいて当該情報を取得することができる。インプリント材6の膜厚は、例えば、インプリント装置100内に設けられた計測部40や、インプリント装置100の外部に設けられた計測装置などによって計測されうる。図7は、基板上(ショット領域上)における複数の箇所の各々で計測されたインプリント材6の膜厚分布13(残膜の厚さ分布)を示す図である。図7では、各箇所におけるインプリント材6の膜厚が、色の濃淡による多値の画像データによって表される。例えば、図7における箇所13aはインプリント材6の膜厚が箇所13bより薄い箇所を示す。
A=Sp×D+Sa×RLT ・・・(1)
Vd×N×α=Sp×D+Sa×RLT ・・・(2)
本発明の第2実施形態のインプリント装置について説明する。第1実施形態では、1つのマップに従って基板上に実際に供給されたインプリント材6の総量に関する情報に基づいて補正係数αを求める例について説明した。この補正係数αを更に精度よく求めるためには、互いに異なる複数の条件において取得された複数の情報を用いることが好ましい。複数の情報は、例えば、複数のマップの各々に従って基板上に供給されたインプリント材の総量を求めることによって取得されうる。第2実施形態では、複数のマップの各々に従って基板上に供給され、各マップに対応するモールドを用いて成形されたインプリント材の総量(体積)を求めることによって取得された複数の情報に基づいて補正係数α1を求める例について説明する。以下の説明では、第2実施形態のインプリント装置におけるマップの更新について説明する。また、第2実施形態のインプリント装置は、第1実施形態のインプリント装置100と装置構成が同じであるため、ここでは装置構成についての説明を省略する。
第2実施形態のインプリント装置において実施されるマップの更新(S62)について説明する。図10は、第2実施形態におけるマップの更新についてのフローチャートである。
Vd×N1×α1=Sp×D1+Sa×RLT1 ・・・(3)
Vd×N2×α1=Sp×D2+Sa×RLT2 ・・・(4)
本発明の第3実施形態のインプリント装置について説明する。第3実施形態では、複数のマップの各々に従って基板上に供給されたインプリント材の体積を求めることによって取得された複数の情報に基づいて補正係数α2を求める例について説明する。第2実施形態では複数のモールドを用いて複数の情報を取得したが、第3実施形態では1枚のモールド(第3モールド)を用いて複数の情報を取得する。以下に、第3実施形態におけるマップの更新について説明する。第3実施形態におけるマップの更新は、図10に示すフローチャートに従って行われ、S62−b9の工程が第2実施形態におけるマップの更新と異なる。
Vd×N1×α2=Sp×D+Sa×RLT1 ・・・(5)
Vd×N2×α2=Sp×D+Sa×RLT2 ・・・(6)
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)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とを含む。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。
Claims (11)
- モールドを用いて基板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、
前記インプリント材の液滴を前記基板に向けてそれぞれ吐出する複数の吐出口を有し、各吐出口から前記インプリント材の液滴を吐出することによって前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、
前記供給部から前記基板上に供給される前記インプリント材の液滴の前記基板上における配置を示すマップに従って、各吐出口からの前記インプリント材の吐出を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
第1モールドについて作成された第1マップに従って前記基板上に実際に供給された前記インプリント材の総量に関する情報と、各吐出口から一回の吐出で吐出されるインプリント材の理想体積と前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数との積とに基づいて、前記第1モールドを用いて基板上に形成されるインプリント材のパターンの膜厚が目標膜厚に近づくように、前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数を補正するための係数を求め、
前記第1モールドとは異なる第2モールドに使用される第2マップを、前記第2マップにおけるインプリント材の液滴数が、前記理想体積と前記第2モールドのパターンの設計情報とに基づいて決定されたインプリント材の液滴数を前記係数で補正した値になるように作成する、ことを特徴とするインプリント装置。 - 前記制御部は、前記情報における前記インプリント材の総量から前記理想体積と前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数とを除することによって前記係数を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記制御部は、前記供給部から前記基板上に供給されるインプリント材の液滴数が前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数を前記係数で補正した値になるように前記第1マップを更新する、ことを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。
- 前記制御部は、複数のマップの各々に従って前記インプリント材を基板上に供給することによって取得された複数の情報を用いて前記係数を決定し、
前記複数の情報は、前記複数のマップのうち前記第1マップに従って基板上に実際に供給された前記インプリント材の体積に関する第1情報と、前記複数のマップのうち前記第1マップとは異なる他のマップに従って基板上に実際に供給された前記インプリント材の体積に関する第2情報とを含み、
前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数および前記他のマップにおけるインプリント材の液滴数は互いに異なる、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装置。 - 前記制御部は、前記第1マップに従って基板上に供給され且つ前記第1モールドを用いて成形された前記インプリント材の膜厚に基づいて前記第1情報を取得し、前記他のマップに従って基板上に供給され且つ前記第1モールドとは異なる他のモールドを用いて成形された前記インプリント材の膜厚に基づいて前記第2情報を取得し、
前記第1モールドおよび前記他のモールドは、凹凸のパターンをそれぞれ含み、前記凹凸のパターンにおける凹部の深さが互いに異なる、ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。 - 前記制御部は、前記第1マップに従って基板上に供給され且つ前記第1モールドを用いて成形された前記インプリント材の膜厚に基づいて前記第1情報を取得し、前記他のマップに従って基板上に供給され且つ前記第1モールドを用いて成形された前記インプリント材の膜厚に基づいて前記第2情報を取得する、ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。
- 前記制御部は、前記第1マップに従って前記基板上に供給され且つ前記第1モールドを用いて成形された前記インプリント材の膜厚と前記第1モールドのパターンの設計情報に基づいて前記情報を取得する、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- 前記第1マップは、前記理想体積と前記第1モールドのパターンの設計情報とに基づいて作成されている、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- 基板に供給され且つモールドを用いて成形されたインプリント材の膜厚を計測する計測部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
- モールドを用いて基板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方法であって、
第1モールドについて、基板上に供給されるインプリント材の液滴の前記基板上における配置を示す第1マップを作成する第1作成工程と、
前記インプリント材の液滴を前記基板に向けてそれぞれ吐出する複数の吐出口の各々から、前記第1マップに従ってインプリント材を吐出させる吐出工程と、
前記第1マップに従って前記基板上に実際に供給された前記インプリント材の総量に関する情報と、各吐出口から一回の吐出で吐出されるインプリント材の理想体積と前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数との積とに基づいて、前記第1モールドを用いて基板上に形成されるインプリント材のパターンの膜厚が目標膜厚に近づくように、前記第1マップにおけるインプリント材の液滴数を補正するための係数を決定する決定工程と、
前記第1モールドとは異なる第2モールドに使用される第2マップを、前記第2マップにおけるインプリント材の液滴数が、前記理想体積と前記第2モールドのパターンの設計情報とに基づいて決定されたインプリント材の液滴数を前記係数で補正した値になるように作成する第2作成工程と、
を含むことを特徴とするインプリント方法。 - 請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板にインプリント材のパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程で前記パターンを形成された前記基板を加工する加工工程と、を有し、
該加工工程により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。
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