JP6361964B2 - デバイス製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、各ウェハに対してそれぞれ単一のプロセスを実行する複数の小型処理ユニットを備えたデバイス製造装置に関する。

従来の半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、複数の大型の処理装置を配置し、各処理装置内で１２インチ（３０４．８ｍｍ）などの大口径のウェハを処理することにより、１枚のウェハから数千個の半導体チップを製造することが一般的である。しかしながら、従来の巨大な半導体製造システムにおいては、個々の製造装置が巨大であり、工場内で容易に移動できるものではない。また、設備投資額が数千億円程度に達し、巨額であるという問題や、半導体等のデバイス製造に関する研究開発の成果を実際の製造ラインで実用化することが難しいという問題等がある。

これに対して、近年、いわゆる「ミニマルファブ」とよばれる少量生産半導体製造生産システムが開発されている（特許文献１参照）。すなわち、「ミニマルファブ」とは、必ずしもクリーン度が制御されていない通常の処理室内に、それぞれデバイス製造プロセスの単一の処理プロセスを実行する複数の小型処理ユニットを配置し、各小型処理ユニット間でウェハを搬送しながら当該ウェハに各種の処理プロセスを実行することにより、ロットに制約されずにデバイスを製造するものである。

この場合、製造ラインを収容する大きなクリーンルームが必要ないこと等から、従来の半導体デバイスの製造ラインに比べ、製造に係るエネルギー効率を大幅に向上させることができるという利点がある。また、「ミニマルファブ」においては、製造ラインを構築するための設備投資額を、従来の半導体デバイスの製造ラインと比較して大幅に抑制することができるという利点もある。

特開２０１２−０５４４１４号公報

ところで、このような少量生産半導体製造生産システム（ミニマルファブ）におけるリソグラフィプロセスとしては、小型レーザ露光装置を用いる技術が開発されている。しかしながら、小型レーザ露光装置を用いる場合、光学方式であることから１μｍ以下の微細パターンを形成することができない。一方、従来の電子線描画装置は、１μｍ以下の微細パターンを形成することは可能であるが、装置を小型化すると振動に弱くなる等の問題があることから、電子線描画装置を少量生産半導体製造生産システム（ミニマルファブ）内に組み込むことは困難である。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、少量生産半導体製造生産システムの基本概念に対応するデバイス製造装置であって、各ウェハに対して微細パターンを安定して形成することが可能なデバイス製造装置を提供することにある。

本発明は、ウェハに対してそれぞれ単一のプロセスを実行する複数の小型処理ユニットを備えたデバイス製造装置であって、少なくとも１つの小型処理ユニットは、硬化性材料が形成されたウェハに対してパターンを形成するナノインプリント装置を含み、前記ナノインプリント装置は、前記ウェハを載置可能な載置台と、前記載置台に対向して配置されたモールドと、を有し、前記モールドは、一対の面を有するリング状支持部と、前記リング状支持部の一方の面と同じ側において前記リング状支持部の外周よりも内側に設けられた、パターン構造面を有するパターン形成部と、を有し、前記ウェハの外径Ｗ、前記リング状支持部の外径Ａ、前記パターン形成部の外径Ｂ、及び、前記リング状支持部の内径Ｃが、次の条件を満たすことを特徴とするデバイス製造装置である。
Ｃ ＜ Ｂ ＜ Ｗ ≦ Ａ

本発明によれば、ナノインプリント装置において、載置台上に載置されたウェハの硬化性材料にモールドのパターン構造面が押し付けられることで、ウェハの硬化性材料に微細パターンが賦形される。微細パターンの線幅はパターン構造面の線幅により実質的に決まるため、光学方式または電子線方式に比べて微細パターンの形成が容易であり、少量生産半導体製造生産システムの規格に基づく小型処理ユニットに組み込むために装置全体が小型化されていても、ウェハに対して１μｍ以下、とりわけ１００ｎｍ以下の微細パターンを安定して形成することが可能である。

また、本発明によれば、リング状支持部の内径がパターン形成部の外径より小さいことで、パターン形成部はその周縁部においてリング状支持部に支持されており、モールドのパターン構造面に対応する部分の厚みは周縁部の厚みより薄くなっている。そのため、モールドのパターン構造面に対応する部分は可撓性を有している。これにより、ナノインプリント後にモールドをウェハの硬化性材料から離型する際に、パターン構造面がある程度撓むことができる。このため、パターン構造面を周縁部から徐々に引き離していくことが可能となり、モールドをウェハの硬化性材料から離型することが容易である。

具体的には、例えば、前記ウェハの直径は、０．５インチ（１２．７ｍｍ）である。

また、好ましくは、前記ウェハの硬化性材料は、光硬化性樹脂であり、前記モールドに対して前記載置台の反対側には、光硬化用の光源が設けられている。このような態様によれば、光源から放射される光線は、モールドを透過して、ウェハの硬化性材料に入射した後、ウェハの硬化性材料を硬化する。この場合、硬化性材料やモールドの寸法が熱により変化することが無いため、ウェハの硬化性材料を熱硬化する場合に比べて、より高精度に微細パターンを形成できる。

前記パターン形成部は、前記リング状支持部の一方の面に貼り付けられていてもよい。あるいは、前記パターン形成部と前記リング状支持部とは１枚の円形基材から切削加工で形成されていてもよい。このような態様によれば、前記条件を満たすような極小サイズのモールドの製作が容易である。

また、好ましくは、前記ウェハを収容可能なウェハ用密閉搬送容器と、前記モールドを収容可能なモールド用密閉搬送容器と、を更に備え、前記モールド用密閉搬送容器は、前記ウェハ用密閉搬送容器と同じ外形形状を有する。このような態様によれば、モールドがモールド用密閉搬送容器に収容されることで、小型処理ユニットに対してモールドをウェハと同じ搬送ラインを用いて出し入れできる。そのため、モールドのメンテナンスが容易である。また、モールドがモールド用密閉搬送容器に収容されることで、不使用時のモールドの保管が容易である。

また、本発明は、ウェハに対して単一のプロセスを実行する複数の処理工程を備えたデバイスの製造方法であって、少なくとも１つの処理工程は、硬化性材料が形成されたウェハに対してモールドを押し付けてパターンを形成するナノインプリント工程を含み、前記モールドは、一対の面を有するリング状支持部と、前記リング状支持部の一方の面と同じ側において前記リング状支持部の外周よりも内側に設けられた、パターン構造面を有するパターン形成部と、を有し、前記ウェハＷの外径Ｗ、前記リング状支持部の外径Ａ、前記パターン形成部の外径Ｂ、及び、前記リング状支持部の内径Ｃが、次の条件を満たす
ことを特徴とするデバイスの製造方法である。
Ｃ ＜ Ｂ ＜ Ｗ ≦ Ａ

本発明によれば、少量生産半導体製造生産システムの基本概念に対応するデバイス製造装置において、各ウェハに対して微細パターンを安定して形成することができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるデバイス製造装置を示す概略構成図である。 図２は、図１のデバイス製造装置における一の小型処理ユニットを示す概略斜視図である。 図３は、図２の小型処理ユニットにおけるナノインプリント装置を示す概略構成図である。 図４は、図１のデバイス製造装置におけるモールド用密閉搬送容器を示す概略内部側面図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるデバイス製造装置を示す概略構成図である。

図１に示すように、本実施の形態によるデバイス製造装置１０は、いわゆる「ミニマルファブ」とよばれる少量生産半導体製造生産システムの基本概念に対応するデバイス製造装置であり、各ウェハ３０に対してそれぞれ単一のプロセスを実行する複数の小型処理ユニット１１、１２、１３、１４を備えている。

なお、本明細書においてデバイスは、半導体デバイスであってもよいし、ＭＥＭＳであってもよい。ウェハ３０としては、例えばシリコンウェハが用いられる。

各小型処理ユニット１１は、各ウェハ３０に対してそれぞれ単一のプロセスを実行するものであり、例えば、コータ（塗工機）、インプリント装置、アッシング装置、エッチング装置、洗浄機、ＣＶＤ炉、スパッタリング装置、検査装置等を含んでいる。

本実施の形態では、図１において最も左側の小型処理ユニット１１が、ウェハ３０の表面に硬化性材料を塗布するコータ（不図示）を含んでおり、それに隣接する小型処理ユニット１２が、ウェハ３０の硬化性材料にパターンを形成するナノインプリント装置２０を含んでおり、それに隣接する小型処理ユニット１３が、パターンが形成されたウェハ３０の硬化性材料を部分的に除去するアッシング装置（不図示）を含んでおり、それに隣接する小型処理ユニット１４が、硬化性材料が部分的に除去されたウェハ３０に対してエッチングするエッチング装置（不図示）を含んでいる。

各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４に共通の基本構造について説明する。

図２は、小型処理ユニット１１、１２、１３、１４のうち一の小型処理ユニットを示す概略斜視図である。図２に示すように、各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４は、単一の処理プロセスを行うための処理空間を有するプロセス処理本体部４１と、プロセス処理本体部２１に対する原料供給系や排気系、制御装置等を内蔵する装置下部４２と、プロセス処理本体部４１と装置下部４２とを分離可能に接続する上下連結スペーサ４３と、を有している。

各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４は、幅約２９４ｍｍ×奥行き約４５０ｍｍ×高さ約１４４０ｍｍの外形寸法に規格統一された略直方体とされ、その重量はそれぞれの小型処理ユニット１１、１２、１３、１４によって異なるが、標準的には約６０キログラムとされている。このうち、プロセス処理本体部４１は、縦横が約３００ｍｍ、高さが約７００ｍｍに規格統一された略直方体のデスクトップサイズ（作業者が比較的容易に持ち運べる程度のサイズ）とされ、その重量は標準的には約３０キログラムとされている。本明細書において「小型処理ユニット」とは、上記規格に統一された外形寸法を有する処理装置をいう。

プロセス処理本体部４１は、外気を遮断することができる密閉型となっており、装置下部４２に内包された、あるいは小型処理ユニット１１、１２、１３、１４の外部に設けられた局所クリーン化装置によって、内部のクリーン化が行われるようになっている。

また、プロセス処理本体部４１の一面には、１枚のウェハ３０をプロセス処理本体部４１とウェハ用密閉搬送容器３１との間で受け渡すための処理前室４４が連結されている。処理前室４４は、規格化された外形を有するとともに各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４間で同一の構成を有しており、どの小型処理ユニット１１、１２、１３、１４に対しても所定位置に配置され、同様に機能するように構成されている。処理前室４４は、従来の半導体製造装置における処理チャンバに設けられるロードロック室及びアンロードロック室と同様の機能を有するものであり、ウェハ用密閉搬送容器３１との接続のためのドッキングポート４５がその上部に設けられている。

次に、一の小型処理ユニット１２に含まれる、本実施の形態の特徴であるナノインプリント装置２０の構造について説明する。

図３は、ナノインプリント装置２０を示す概略構成図である。図３に示すように、ナノインプリント装置２０は、ウェハ３０を載置可能な載置台２３と、載置台２３に対向して配置されたモールド２４と、を有している。

このうちモールド２４は、一対の面を有するリング状支持部２４ａと、リング状支持部２４ａの一方の面と同じ側において前記リング状支持部の外周よりも内側に設けられた、パターン構造面２４ｃを有する円板形状のパターン形成部２４ｂと、を有している。

リング状支持部２４ａ及びパターン形成部２４ｂの材質としては、光線（例えばＵＶ光線）を透過可能な材質が用いられ、例えば石英が用いられる。リング状支持部２４ａ及びパターン形成部２４ｂは、いずれも、光線を透過可能となっている。リング状支持部２４ａの厚みは、例えば５．３５ｍｍであり、パターン形成部２４ｂの厚みは、例えば１ｍｍである。

モールド２４の作成法の一例を説明すると、たとえば厚さ６．３５ｍｍの石英基板が用意され、切削装置により外径サイズがＡの円形板を得る。次に切削加工により、一方の面は外径サイズがＢで高さ１ｍｍのメサ構造、他方の面は内径サイズがＣで深さ５．３５ｍｍの掘り込み加工を行うことでモールド基板が形成される。このモールド基板のメサ構造側の表面にドライエッチング時のハードマスク膜が成膜され、さらにその表面にレジストが塗布される。次いで、電子線リソグラフィ技術で微細レジストパターンが形成され、これをマスクとしてハードマスク膜及びモールド基板がドライエッチングされることで、微細凹凸形状を含むパターン構造面２４ｃが形成される。

パターン形成部２４ｂのパターン構造面２４ｃの線幅は、特に限定されず、作製すべきデバイスの用途に応じて適宜設定されるが、例えば１μｍ以下、とりわけ１００ｎｍ以下である。

本実施の形態では、ウェハ３０の外径Ｗ、リング状支持部２４ａの外径Ａ、パターン形成部２４ｂの外径Ｂ、及び、リング状支持部２４ａの内径Ｃが、次の条件を満たすようになっている。
Ｃ ＜ Ｂ ＜ Ｗ ≦ Ａ

リング状支持部２４ａの内径Ｃがパターン形成部２４ｂの外径Ｂより小さいことにより、パターン形成部２４ｂは、その周縁部においてリング状支持部２４ａにより支持されるようになっている。言い換えれば、パターン形成部２４ｂのパターン構造面２４ｃに対応する部分はリング状支持部２４ａにより支持されておらず、モールド２４のパターン構造面２４ｃに対応する部分の厚みはその周縁部の厚みより薄くなっていて、可撓性を有している。これにより、ナノインプリント後にモールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型する際に、パターン構造面２４ｃに対応する部分がある程度撓むことができる。このため、パターン構造面２４ｃを周縁部から徐々に引き離していくことが可能となり、モールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型することが容易である。

また、ウェハ３０よりも小さいサイズでモールド２４を作製することは転写面積が小さくなるので好ましくなく、一方、ウェハ３０よりも大きいサイズでモールド２４を作製すると、インプリント時にウェハ３０のパターン領域以外の部分がモールド２４に接触して欠陥や破損が生じるおそれがある。そこで、本実施の形態では、パターン構造面２４ｃを有するパターン形成部２４ｂをウェハ３０よりも小さいサイズにし、パターン形成部２４ｂを支持するリング状支持部２４ａをウェハ３０以上のサイズにすることで、これらの問題点を解決している。

すなわち、パターン形成部２４ｂの外径Ｂがウェハ３０の外径Ｗより小さく、かつ、リング状支持部２４ａの外径Ａがウェハ３０の外径Ｗ以上であることで、パターン構造面２４ｃは、周囲よりも突出しているメサ構造をなしている。これにより、インプリント時にウェハ３０のパターン領域以外の部分がモールド２４に接触して欠陥や破損が生じることが防止される。また、ウェハ３０とモールド２４との間の接触面積が小さくなるため、両者の離型が容易になっている。

なお、パターン形成部体２４ｂがリング状支持部体２４ａと一体に製作されている態様に限定されず、例えば、パターン形成部２４ｂは、リング状支持部２４ａとは別体に作製され、リング状支持部２４ａの一方の面に接着剤を用いて貼り付けられていてもよい。この場合、前記条件を満たすような極小サイズのモールド２４の製作が容易である。

本実施の形態では、図３に示すように、モールド２４に対して載置台２３の逆側に、モールド２４を保持するチャック２６が配置されている。チャック２６はリング形状を有しており、リング状支持部２４ａのパターン形成部２４ｂとは逆側の面に接触して、パターン形成部２４ｂを保持するようになっている。チャック２６としては、それ自体は公知の機械式チャック、負圧チャック、静電チャック等が用いられる。

また、チャック２６には、チャック２６を駆動するチャック駆動部２７が接続されている。チャック駆動部２７は、例えばモータを有している。チャック２６は、チャック駆動部２７の出力により駆動され、モールド２４と一体にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に直線移動可能、かつ、Ｚ軸周りに回転可能となっている。ここで、Ｘ軸方向とは、鉛直方向に対して直交する一方向を意味し、Ｙ軸方向とは、鉛直方向及びＸ軸方向の両方に直交する方向を意味し、Ｚ軸方向とは、鉛直方向を意味する。

また、図３に示すように、載置台２３には、載置台２３を駆動する載置台駆動部２５が接続されている。載置台駆動部２５は、例えばモータを有している。載置台２３は、載置台駆動部２５の出力により駆動され、ウェハ３０と一体にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に直線移動可能、かつ、Ｚ軸周りに回転可能となっている。

本実施の形態では、図３に示すように、モールド２４に対して載置台２３の反対側には、光硬化用の光源２８が設けられている。光源２８から放射される光線（例えばＵＶ光線）は、モールド２４を透過した後、載置台２３上に載置されたウェハ３０の硬化性材料に入射するようになっている。

図１に戻って、各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４間には、ウェハ３０を収納するウェハ用密閉搬送容器３１を搬送するための搬送ライン１５が設けられている。この搬送ライン１５には、例えば、ベルト式やメカニカル式などの半導体製造装置に通常用いられる機構を用いることができる。搬送ライン１５は、各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４の処理前室４４の間で、ウェハ用密閉搬送容器３１を自動で搬送するように構成されている。

本実施の形態のデバイス製造装置１０には、モールド２４を収容可能なモールド用密閉搬送容器３２が更に設けられている。モールド用密閉搬送容器３２は、前述のウェハ用密閉搬送容器３１と同じ外形形状を有しており、搬送ライン１５は、モールド用密閉搬送容器３２をウェハ用密閉搬送容器３１と同様に搬送可能になっている。

図４は、モールド用密閉搬送容器３２を示す概略内部側面図である。図４に示すように、モールド用密閉搬送容器３２は、一端が開口された円筒形状を有する容器本体３２ａと、容器本体３２ａの前記一端を密閉可能な蓋体３２ｂと、を有している。

図４に示すように、容器本体３２ａの内周面には、段部が設けられており、モールド２４が容器本体３２ａの内部に収容される時、容器本体３２ａの段部がリング状支持部２４ａの周縁部に当接してリング状支持部２４ａを支持するようになっている。これにより、パターン形成部２４ｂのパターン構造面２４ｃが容器本体３２ａの底面に接触して欠陥や破損が生じることが防止される。

次に、以上のような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、図１に示すように、処理対象のウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容された状態で搬送ライン１５により搬送され、搬送ライン１５からコータ（不図示）を含む小型処理ユニット１１に搬入される。

この小型処理ユニット１１では、ウェハ用密閉搬送容器３１からウェハ３０が取り出された後、スピンコート法やインクジェット法等のそれ自体は公知の手法により、ウェハ３０の表面に硬化性材料が塗布される。本実施の形態では、硬化性材料としては、光硬化性樹脂（例えばＵＶ硬化性樹脂）が用いられる。硬化性材料が形成されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容され、小型処理ユニット１１から搬送ライン１５に搬出される。

次に、硬化性材料が形成されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容された状態で搬送ライン１５により搬送され、搬送ライン１５からナノインプリント装置２０を含む小型処理ユニット１２に搬入される。

この小型処理ユニット１２では、ウェハ用密閉搬送容器３１からウェハ３０が取り出された後、ナノインプリント装置２０の載置台２３上にウェハ３０が載置される（図３参照）。

モールド２４は、載置台２３の上方においてチャック２６に保持されている。チャック駆動部２７によりチャック２６がモールド２４と一体に駆動されるとともに、載置台駆動部２５により載置台２３がウェハ３０と一体に駆動されることにより、チャック２６とウェハ３０とが互いに対して適切に位置合わせされる。

次に、チャック駆動部２７によりチャック２６がモールド２４と一体に鉛直下方に直線移動され、モールド２４のパターン構造面２４ｃがウェハ３０の硬化性材料に押し付けられ、モールド２４のパターン構造面２４ｃのパターン形状がウェハ３０の硬化性材料に賦形される。硬化性材料に賦形される微細パターンの線幅はモールド２４のパターン構造面２４ｃの線幅により実質的に決まるため、光学方式または電子線方式に比べて微細パターンの形成容易であり、少量生産半導体製造生産システムの規格に基づく小型処理ユニット１２に組み込むために装置全体が小型化されていても、微細パターンを安定して形成することが可能である。

また、モールド２４のパターン構造面２４ｃが周囲よりも突出しているメサ構造をなしているため、モールド２４のパターン構造面２４ｃがウェハ３０の硬化性材料に押し付けられる際に、ウェハ３０のパターン領域以外の部分がモールド２４に接触して欠陥や破損が生じることが防止される。

次に、光源２８から光線（例えばＵＶ光線）が放射される。放射された光線は、モールド２４を透過した後、ウェハ３０の硬化性材料に入射して、当該硬化性材料を硬化させる。

次に、チャック駆動部２７によりチャック２６がモールド２４と一体に鉛直上方に直線移動され、モールド２４がウェハ３０の硬化性材料から離型される。

モールド２４のパターン構造面２４ｃに対応する部分の厚みはその周縁部の厚みより薄くなっているため、モールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型する際に、パターン構造面２４ｃに対応する部分がある程度撓むことができる。これにより、パターン構造面２４ｃを周縁部から徐々に引き離していくことが可能となり、モールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型することが容易である。

また、モールド２４のパターン構造面２４ｃが周囲よりも突出しているメサ構造をなしているため、ウェハ３０とモールド２４との間の接触面積が小さくなっており、両者の離型は一層容易になっている。

硬化性材料にパターンが形成されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容され、小型処理ユニット１２から搬送ライン１５に搬出される。

次に、硬化性材料にパターンが形成されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容された状態で搬送ライン１５により搬送され、搬送ライン１５からアッシング装置（不図示）を含む小型処理ユニット１３に搬入される。

この小型処理ユニット１３では、ウェハ用密閉搬送容器３１からウェハ３０が取り出された後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、ウェハ３０表面が部分的に露出するまで硬化性材料が除去される。硬化性材料が部分的に除去されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容され、小型処理ユニット１３から搬送ライン１５に搬出される。

次に、硬化性材料が部分的に除去されたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容された状態で搬送ライン１５により搬送され、搬送ライン１５からエッチング装置（不図示）を含む小型処理ユニット１４に搬入される。

この小型処理ユニット１４では、ウェハ用密閉搬送容器３１からウェハ３０が取り出された後、ウェハ３０の硬化性材料をマスクとして、ウェハ３０がドライエッチングされる。エッチングされたウェハ３０は、ウェハ用密閉搬送容器３１に収容され、小型処理ユニット１３から搬送ライン１５に搬出されて、後工程に送られる。

ナノインプリント装置２０を含む小型処理ユニット１２において所定枚数のウェハ３０の処理が行われた後、モールド２４のメンテナンスが行われる。すなわち、小型処理ユニット１２において、チャック２６からモールド２４が取り外され、取り外されたモールド２４は、モールド用密閉搬送容器３２に収容される。そして、モールド２４を収容するモールド用密閉搬送容器３２は、小型処理ユニット１２から搬送ライン１５に搬出されて、メンテナンス工程に送られる。メンテナンスされたモールド２４は、小型処理ユニット１２に戻されずに、モールド用密閉搬送容器３２に収容された状態で保管されてもよい。この場合、モールド用密閉搬送容器３２に収容された別のモールドが、搬送ライン１５から小型処理ユニット１２に搬入され、前記取り外し工程とは逆の手順でチャック２６に取り付けられる。

以上のような本実施の形態によれば、ナノインプリント装置２０において、載置台２３上に載置されたウェハ３０の硬化性材料にモールド２４のパターン構造面２４ｃが押し付けられることで、ウェハ３０の硬化性材料に微細パターンが賦形される。微細パターンの線幅はパターン構造面２４ｃの線幅により実質的に決まるため、光学方式または電子線方式に比べて振動によるパターンの劣化が生じにくく、少量生産半導体製造生産システムの規格に基づく小型処理ユニットに組み込むために装置全体が小型化されていても、ウェハ３０に対して１μｍ以下、とりわけ１００ｎｍ以下の微細パターンを安定して形成することが可能である。

また、ウェハ３０よりも小さいサイズでモールド２４を作製することは転写面積が減少するので好ましくなく、一方、ウェハ３０よりも大きいサイズでモールド２４を作製すると、インプリント時にウェハ３０のパターン領域以外の部分がモールド２４に接触して欠陥や破損が生じるおそれがある。そこで、本実施の形態では、パターン構造面２４ｃを有するパターン形成部２４ｂをウェハ３０よりも小さいサイズにし、パターン形成部２４ｂを支持するリング状支持部２４ａをウェハ３０以上のサイズにすることで、これらの問題点を解決している。

また、本実施の形態によれば、リング状支持部２４ａの内径がパターン形成部２４ｂの外径より小さいことで、パターン形成部２４ｂはその周縁部においてリング状支持部２４ａに支持されており、モールド２４のパターン構造面２４ｃに対応する部分の厚みは周縁部の厚みより薄くなっている。そのため、モールド２４のパターン構造面２４ｃに対応する部分は可撓性を有している。これにより、ナノインプリント後にモールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型する際に、パターン構造面２４ｃがある程度撓むことができる。このため、パターン構造面２４ｃを周縁部から徐々に引き離していくことが可能となり、モールド２４をウェハ３０の硬化性材料から離型することが容易である。

また、本実施の形態によれば、ウェハ３０の硬化性材料が光硬化性樹脂であり、光源２８から放射される光線は、モールド２４を透過して、ウェハ３０の硬化性材料に入射した後、ウェハ３０の硬化性材料を硬化する。この場合、硬化性材料やモールド２４の寸法が熱により変化することが無いため、ウェハ３０の硬化性材料を熱硬化する場合に比べて、より高精度に微細パターンを形成できる。

また、本実施の形態によれば、パターン形成部２４ｂがリング状支持部２４ａの一方の面に貼り付けられていることで、前記条件を満たすような極小サイズのモールド２４の製作が容易である。

また、本実施の形態によれば、モールド２４がモールド用密閉搬送容器３２に収容されることで、小型処理ユニット１２に対してモールド２４をウェハ３０と同じ搬送ライン１５を用いて出し入れできる。そのため、モールド２４のメンテナンスが容易である。また、モールド２４がモールド用密閉搬送容器３２に収容されることで、不使用時のモールド２４の保管が容易である。

なお、本実施の形態では、コータとナノインプリント装置２０とは互いに異なる小型処理ユニット１１、１２に含まれていたが、これに限定されず、コータとナノインプリント装置２０とが同一の小型処理ユニットに含まれていてもよい。

また、本実施の形態では、各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４の間でウェハ用密閉搬送容器３１を搬送する搬送ライン１５が設けられていたが、これに限定されず、例えば処理すべきウェハ３０の枚数が少ない場合等、各小型処理ユニット１１、１２、１３、１４の間で作業者により手動でウェハ用密閉搬送容器３１が搬送されてもよい。この場合、様々な処理プロセスに対して柔軟に対応することが可能である。

１０ デバイス製造装置
１１ 小型処理ユニット
１２ 小型処理ユニット
１３ 小型処理ユニット
１４ 小型処理ユニット
１５ 搬送ライン
２０ ナノインプリント装置
２３ 載置台
２４ モールド
２４ａ リング状支持部
２４ｂ パターン形成部
２４ｃ パターン構造面
２５ 載置台駆動部
２６ チャック
２７ チャック駆動部
２８ 光源
３０ ウェハ
３１ ウェハ用密閉搬送容器
３２ モールド用密閉搬送容器
３２ａ 容器本体
３２ｂ 蓋体
４１ プロセス処理本体部
４２ 装置下部
４３ 上下連結スペーサ
４４ 処理前室
４５ ドッキングポート

Claims (7)

1. ウェハに対してそれぞれ単一のプロセスを実行する複数の小型処理ユニットを備えたデバイス製造装置であって、
   少なくとも１つの小型処理ユニットは、硬化性材料が形成されたウェハに対してパターンを形成するナノインプリント装置を含み、
   前記ナノインプリント装置は、
   前記ウェハを載置可能な載置台と、
   前記載置台に対向して配置されたモールドと、
   を有し、
   前記モールドは、
   一対の面を有するリング状支持部と、
   前記リング状支持部の一方の面と同じ側において前記リング状支持部の外周よりも内側に設けられた、パターン構造面を有するパターン形成部と、
   を有し、
   前記モールドの前記リング状支持部および前記パターン形成部は、いずれも光線を透過可能であり、
   前記ウェハの外径Ｗ、前記リング状支持部の外径Ａ、前記パターン形成部の外径Ｂ、及び、前記リング状支持部の内径Ｃが、次の条件を満たす
   ことを特徴とするデバイス製造装置。
   Ｃ ＜ Ｂ ＜ Ｗ ≦ Ａ
2. 前記モールドの前記リング状支持部および前記パターン形成部は、一体に製作されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス製造装置。
3. 前記ウェハの直径は、０．５インチ（１２．７ｍｍ）である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス製造装置。
4. 前記ウェハの硬化性材料は、光硬化性樹脂であり、
   前記モールドに対して前記載置台の反対側には、光硬化用の光源が設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデバイス製造装置。
5. 前記パターン形成部は、前記リング状支持部の一方の面に貼り付けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデバイス製造装置。
6. 前記ウェハを収容可能なウェハ用密閉搬送容器と、
   前記モールドを収容可能なモールド用密閉搬送容器と、
   を更に備え、
   前記モールド用密閉搬送容器は、前記ウェハ用密閉搬送容器と同じ外形形状を有する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のデバイス製造装置。
7. ウェハに対して単一のプロセスを実行する複数の処理工程を備えたデバイスの製造方法であって、
   少なくとも１つの処理工程は、硬化性材料が形成されたウェハに対してモールドを押し付けてパターンを形成するナノインプリント工程を含み、
   前記モールドは、
   一対の面を有するリング状支持部と、
   前記リング状支持部の一方の面と同じ側において前記リング状支持部の外周よりも内側に設けられた、パターン構造面を有するパターン形成部と、
   を有し、
   前記モールドの前記リング状支持部および前記パターン形成部は、いずれも光線を透過可能であり、
   前記ウェハＷの外径Ｗ、前記リング状支持部の外径Ａ、前記パターン形成部の外径Ｂ、及び、前記リング状支持部の内径Ｃが、次の条件を満たす
   ことを特徴とするデバイスの製造方法。
   Ｃ ＜ Ｂ ＜ Ｗ ≦ Ａ

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