JP7112249B2 - データ生成方法、パターン形成方法、インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、データ生成方法、パターン形成方法、インプリント装置および物品製造方法に関する。
インプリント装置は、基板の上にインプリント材を配置し、インプリント材と型のパターン部とを接触させ、その後にインプリント材を硬化させることによって基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成する。通常、基板の上にはインプリント材の複数の液滴が配置され、複数の液滴と型のパターン部とが接触することによって各液滴が広がり、基板と型のパターン部との間にインプリント材の膜が形成されうる。インプリント材の液滴の広がり易さは、パターン部のパターンを構成するラインが延びた方向に依存しうる。特許文献１には、型に形成された凹凸パターンの主軸方向を設定し、主軸方向に離間して塗布された樹脂間の距離が主軸方向と直交する方向に離間して塗布された樹脂間の距離よりも大きくなるように樹脂の塗布位置を決定することが記載されている。
基板のうち型のパターン部の境界に対面する位置は、インプリント材の充填が遅れやすい領域である。この点を考慮することなく、インプリント材を基板の上に配置した場合、インプリント材の充填の完了までに長時間を有し、これによってスループットが低下しうる。
本発明は、スループットを向上させるために有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の１つの側面は、基板にインプリント材を配置する配置工程、インプリント材と型のパターン部とを接触させる接触工程およびインプリント材を硬化させる硬化工程を含むインプリント処理における前記配置工程を制御するためのデータを生成するデータ生成方法に係り、ここで、前記パターン部は、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域を含み、前記データ生成方法は、前記基板のうち前記少なくとも２つの領域の境界または前記境界からの距離が所定距離以内の領域に対面する複数の第１位置を、インプリント材を配置すべき位置として決定する第１工程と、前記第１工程の後に、前記複数の第１位置とは異なる複数の第２位置を、前記複数の第１位置に基づいてインプリント材を更に配置すべき位置として決定する第２工程と、を含む。
本発明によれば、スループットを向上させるために有利な技術が提供される。
以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
図１には、本発明の第１実施形態のインプリント装置１の構成が示されている。インプリント装置１は、基板１０（のショット領域）の上にインプリント材９を配置する配置工程、インプリント材９と型７のパターン部７ａとを接触させる接触工程およびインプリント材９を硬化させる硬化工程を含むインプリント処理を実施する。インプリント装置１には、制御部６が組み込まれ、又は、制御部６が接続されうる。制御部６は、配置工程を制御するためのデータ（ドロップレシピ）を生成するデータ生成方法を実施しうる。制御部６は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれたコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。
本明細書および添付図面では、基板１０の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。
インプリント装置１は、硬化部２、型駆動機構３、基板駆動機構４、ディスペンサ５および制御部６を備えうる。制御部６は、インプリント装置１の硬化部２、型駆動機構３、基板駆動機構４、ディスペンサ５等の構成要素の動作を制御しうる。硬化部２は、例えば、基板１０のショット領域の上のインプリント材９と型７のパターン部７ａとが接触しショット領域とパターン部７ａとの位置合わせが終了した後にインプリント材９に硬化用エネルギー８（例えば、紫外光等の光）を照射する。これにより、インプリント材９が硬化し、硬化したインプリント材９からなるパターンが形成される。一例において、硬化部２は、インプリント材９を硬化させる波長を含む光を発生する光源と、光源からの光を調整しインプリント材９に照射する照明光学系とを含みうる。照明光学系は、例えば、レンズ、ミラー、アパーチャおよびシャッターを含みうる。
型７は、その外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）でありうる。型７は、基板１０に対面する側にパターン部７ａを有する。パターン部７ａには、基板１０（基板１０の上のインプリント材９）に転写すべきパターンが形成されている。パターン部７ａのパターンは、凸部と該凸部より窪んだ凹部とで構成される。凸部以外の部分が凹部であり、凹部以外の部分が凸部である。パターンは、この明細書では、種々のフィーチャ（例えば、コンタクトパターン、ラインパターン）の集合体を意味する。型７は、硬化用エネルギー８を透過させ、かつ熱膨張率が低い材料で構成されることが望ましく、例えば石英で構成されうる。型７は、パターン部７ａが配置された側とは反対側に、キャビティを有しうる。キャビティは、例えば、基板チャック１４の投影した形状が円形でありうる。
図２（ａ）～（ｅ）には、型７のパターン部７ａに形成されたパターン３０ａ～３０ｅが例示されている。図２（ａ）に例示されたパターン３０ａは、主軸方向３１がＹ軸方向と平行な複数のフィーチャで構成されるパターンである。ここで、「主軸方向」とは、微細な凹部が延びる方向であり、別の観点では、パターン部７ａに形成されたパターンの凹部に対してインプリント材９が充填される際に、インプリント材９が流れやすい方向である。次に、図２（ｂ）に例示されたパターン３０ｂは、主軸方向３１がＸ軸方向と平行な複数のフィーチャで構成されるパターンである。次に、図２（ｃ）に例示されたパターン３０ｃは、主軸方向３１がＹ軸方向と平行で、かつ、Ｙ軸方向に関して複数のブロックに分割された複数のフィーチャで構成されるパターンである。図２（ｄ）に例示されたパターン３０ｄは、微細な凹部が平面方向において複数の曲部を有する複数のフィーチャで構成されるパターンである。このようなパターン３０ｄにおいて、凹部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向に比べて長いならば、パターン３０ｄの主軸方向３１は、Ｙ軸方向であるものとして考えることができる。図２（ｅ）に例示されたパターン３０ｅは、微細な凹部が十字形状を構成するように交差した複数のフィーチャで構成されるパターンである。このようなパターン３０ｅにおいて、凹部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向に比べて長いならば、パターン３０ｅの主軸方向３１は、Ｙ軸方向であるものとして考えることができる。
型駆動機構３は、型７を保持する型チャック１１と、型チャック１１を駆動することによって型７を駆動する型駆動アクチュエータ１２と、型７（パターン部７ａ）の形状を補正する不図示の形状補正機構とを含みうる。型チャック１１は、型７における硬化用エネルギー８の通過領域の外側の領域を真空吸引力または静電力等の吸引力によって吸引することによって型７を保持しうる。
型チャック１１は、例えば、真空吸引力によって型７を保持する場合、不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプによる排気量の調整によって型７の吸引力（保持力）を調整しうる。型駆動アクチュエータ１２は、基板１０の上のインプリント材９と型７との接触、および、硬化したインプリント材９と型７との分離を行うことができるように構成されうる。型駆動アクチュエータ１２は、例えば、リニアモータまたはエアシリンダーを含みうる。型駆動機構３は、型７の高精度な位置決めのために、粗動駆動系および微動駆動系の組み合わせなどの複数の駆動系で構成されてもよい。更に、型駆動機構３は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸、Ｙ軸およびθＺ軸に関する調整機構、および、型７の傾き（θＸ軸、θＹ軸）に関する調整機構を含んでもよい。基板１０の上のインプリント材９と型７との接触および硬化したインプリント材９と型７との分離は、上記のように型駆動機構３によってなされうるが、基板駆動機構４によってなされてもよいし、型駆動機構３および基板駆動機構４によってなされてもよい。
型駆動機構３による型７の駆動時における型７の位置を計測する計測器が設けられてもよい。該計測器は、例えば、型７と基板１０との間の距離を計測する光学式変位計でありうる。形状補正機構は、例えば、型７の側面に対して力または変位を機械的に与えることにより型７（パターン部７ａ）の形状を補正する。型チャック１１および型駆動アクチュエータ１２は、平面方向の中心部（内側）に、硬化部２からの硬化用エネルギー８を基板１０に向かって通過させる開口領域１３を有する。
基板駆動機構４は、基板１０を保持し位置決めする。基板駆動機構４は、例えば、基板１０を吸引力により保持する基板チャック１４と、基板１０の外周を取り囲むように設置される補助部材１５と、基板チャック１４を駆動することによって基板１０を駆動する基板駆動アクチュエータ１６とを含みうる。基板チャック１４は、例えば、基板１０のロードおよびアンロードの際に基板１０を支持する複数のピンを有しうる。補助部材１５は、基板チャック１４の上に載置された基板１０と同等の表面高さを有しうる。
基板駆動アクチュエータ１６は、例えば、リニアモータまたは平面モータを含みうる。図１には、基板駆動アクチュエータ１６の可動子のみが示されている。基板駆動機構４は、Ｘ軸およびＹ軸に関して、粗動駆動系および微動駆動系などの複数の駆動系で構成されてもよい。更に、基板駆動機構４は、基板１０のＺ軸に関する調整のための駆動系、および、基板１０のθＺ軸に関する調整のための駆動系、基板１０の傾き（θＸ軸、θＹ軸）に関する調整機構を含みうる。基板駆動機構４は、基板チャック１４またはそれと一体化された可動部は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各軸に対応した複数の参照ミラー１７を含みうる。インプリント装置１は、参照ミラー１７を使って基板チャック１４（基板１０）の位置を測定する複数のレーザー干渉計（位置計測器）１８を備えうる。レーザー干渉計１８は、基板チャック１４（基板１０）の位置を実時間で計測し、制御部６は、その計測値に基づいて基板チャック１４（基板１０）の位置決め制御を実行する。位置計測器としては、上記のような干渉計に代えて、エンコーダが採用されてもよい。
ディスペンサ５は、型駆動機構３の近傍に設置され、基板１０のショット領域（パターン形成領域）の上にインプリント材９の液滴を供給あるいは配置する。ディスペンサ５は、例えば、インクジェット方式によってインプリント材９を基板１０の上に供給あるいは配置しうる。ディスペンサ５は、インプリント材９を収容する容器１９と、吐出部２０とを含みうる。容器１９の内部空間は、インプリント材９の硬化反応を阻害するように、例えば若干の酸素を含む雰囲気に維持されうる。容器１９は、インプリント材９にパーティクルおよび化学的不純物を混入させない材質で構成されうる。吐出部２０は、例えば、複数の吐出口を含むピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有しうる。インプリント材９は、吐出部２０から液滴の形式で吐出されうる。インプリント材９の供給量（吐出量）は、例えば、０．１～１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約１ｐＬ／滴に調整されうる。基板１０のショット領域に対するインプリント材９の全供給量は、パターン部７ａに形成されたパターンの密度、および、所望の残膜厚により決定されうる。ディスペンサ５は、制御部６からの動作指令に基づいて、インプリント材９を液滴（後述の液滴３２）として基板１０のショット領域に配置する。
インプリント装置１は、基板１０に設けられているアライメントマークを計測するアライメント計測器２１を備える。また、インプリント装置１は、基板駆動機構４の可動部（基板チャック１４、および、基板駆動アクチュエータ１６の可動子を含む）を支持する定盤２２と、型駆動機構３を保持するブリッジ定盤２３とを備えうる。また、インプリント装置１は、定盤２２から延設され、床面からの振動を除去する除振器２４を介してブリッジ定盤２３を支持する支柱２５とを備える。また、インプリント装置１は、不図示であるが、型７を搬送する型搬送機構、および、基板１０を搬送する基板搬送機構を含みうる。
以下、インプリント装置１の動作（インプリント方法）を説明する。まず、制御部６は、基板１０が基板チャック１４の上に搬送されるように基板搬送機構を駆動する。次に、制御部６は、基板駆動機構４に基板１０を位置決めさせ、アライメント計測器２１に基板１０上のアライメントマークの位置を計測させる。次に、制御部６は、アライメント計測器２１による計測結果に基づいて基板１０の各ショット領域の位置を演算し、各ショット領域にパターンが形成されるように、ディスペンサ５、型駆動機構３、基板駆動機構４、硬化部２等を制御する。
ここで、１つのショット領域にパターンを形成するインプリント処理は、基板１０のショット領域にインプリント材９を配置する配置工程、インプリント材９と型７のパターン部７ａとを接触させる接触工程およびインプリント材９を硬化させる硬化工程を含みうる。配置工程では、制御部６は、まず、ディスペンサ５の吐出部２０の下方の付近にショット領域が位置決めされるように基板駆動機構４を制御する。その後、制御部６は、基板１０が走査されるように基板駆動機構４を制御しながら、それに同期してディスペンサ５の吐出部２０からインプリント材９の液滴を吐出させる。これにより、ショット領域の上にインプリント材９の液滴が配置される。
次に、接触工程では、制御部６は、インプリント材９が配置されたショット領域が型７のパターン部７ａの下方に位置決めされるように基板駆動機構４を制御する。そして、制御部６は、ショット領域とパターン部７ａとが位置決めされるように型駆動機構３および基板駆動機構４を制御する。この制御には、型駆駆動機構３に搭載された形状補正機構によるパターン部７ａの形状の補正が含まれうる。さらに、基板に熱を加えることによるショット領域の形状の補正が含まれうる。接触工程では、次に、制御部６は、ショット領域の上のインプリント材９と型７のパターン部７ａとが接触するように型駆動機構３を制御する。接触工程において、制御部６は、型駆動機構３に組み込まれた荷重センサの出力に基づいて、型駆動機構３による型７の駆動を制御したり、接触工程の終了を判断してもよい。接触工程において、インプリント材９の各液滴が広がって相互に連結されて膜状になるとともに、パターン部７ａの凹部にインプリント材９が充填される。接触工程では、ショット領域と型７のパターン部７ａとのより精密な位置合わせがなされてもよい。
次に、硬化工程では、制御部６は、ショット領域と型７のパターン部７ａとの間のインプリント材９に硬化用エネルギー８が照射されるように硬化部２を制御する。これにより、ショット領域と型７のパターン部７ａとの間のインプリント材９が硬化し、硬化したインプリント材９からなるパターンが形成される。次に、分離工程では、制御部６は、ショット領域の上の硬化したインプリント材９からなるパターンと型７のパターン部７ａとが分離されるように型駆動機構３を制御する。
図３を参照しながら接触工程におけるインプリント材の液滴３２の形状の変化を説明する。型７のパターン部７ａは、パターン３０を有する。なお、図３における黒線を凸部、黒線の間の領域を凹部として理解することができる。配置工程において図３（ａ）に示されるように液滴３２が配置され、接触工程において液滴３２にパターン部７ａが接触すると、図３（ｂ）に示されるように、液滴３２が徐々に広がる。この際に、液滴３２は、抵抗が少ない縦方向（Ｙ方向）、即ち主軸方向３１に広がりやすい。主軸方向３１に直交する方向では、パターン部７ａの凸部と基板１０との間の隙間を通して液滴３２が広がる必要があり、これが抵抗として作用する。そのため、液滴３２の広がりは、主軸方向３１を長軸、主軸方向３１に直交する方向を短軸とする楕円形状あるいは長円形状を形成するように進む。この液滴３２の広がりとともに液滴３２がパターン部７ａの凹部に充填される。
図４には、インプリント材の複数の液滴３２の配置例とそれらの広がり方が比較例として例示されている。液滴３２の数は、基板とパターン部７ａとの間の空間の体積を１つの液滴３２の体積で割った商で与えられうる。配置工程において図４（ａ）に示されるように複数の液滴３２が配置される。この際に、図３（ｂ）に示されるような各液滴３２の広がり方を考慮して、主軸方向における液滴３２の間隔が主軸方向に直交する方向における液滴３２の間隔より大きい長方格子状に液滴３２が配置されうる。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）には、接触工程において各液滴３２が徐々に広がり、最終的にパターン部７ａの全域にわたって、複数の液滴３２が連結して形成された膜が広がりうる。
図４に示された比較例では、パターン部７ａとその外側の領域（パターンを構成する凹部を有しない領域）との境界（パターン部７ａの外周端）からやや遠い位置に液滴３２が配置されているので、液滴３２が該境界まで広がるために長時間を要する。これは、基板１０とパターン部７ａとの間の空間へのインプリント材９の充填に長時間を要することを意味し、スループット（生産性）の向上を妨げうる。
そこで、第１実施形態では、基板１０とパターン部７ａとの間の空間へのインプリント材９の充填に要する時間が短縮されるように、基板１０の上に液滴３２を配置する配置工程を制御するためのデータ（ドロップレシピ）が生成される。基板１０の上に液滴３２を配置する配置工程を制御するためのデータは、制御部６によって生成されうるが、インプリント装置１と接続されていない他のコンピュータ等のプロセッサで生成されてもよい。
図５には、基板１０の上にインプリント材９の液滴３２を配置する配置工程を制御するためのデータ（ドロップレシピ）を生成するデータ生成方法の流れが示されている。データ生成方法は、上記の通り、制御部６によって実施されてもよいし、インプリント装置１と接続されていない他のコンピュータによって実施されてもよい。また、データ生成方法を実施する制御部６は、プロセッサ６１を有するコンピュータにコンピュータプログラム６２が組み込まれることによって構成されうるものであり、プロセッサ６１がコンピュータプログラム６２を実行する。
工程Ｓ１（取得工程）では、プロセッサ６１は、型７のパターン部７ａの境界に関する情報を取得する。型７のパターン部７ａの境界に関する情報は、パターン部７ａの境界ＢＤまたは境界ＢＤからの距離が所定距離以内の領域を示す情報でありうる。この情報は、パターン部７ａが有するパターンに関する情報（例えば、パターンの設計情報）から取得されうる。あるいは、この情報は、オペレータによって不図示のコンソールの操作を通して入力されてもよい。第１実施形態では、パターン部７ａの境界として、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界を考慮すればよい例を説明する。図６に示された例では、パターン部７ａの境界は、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界ＢＤである。
次いで、工程Ｓ２（第１工程）では、プロセッサ６１は、基板１０のうち工程Ｓ１で取得した情報に基づく複数の位置を、インプリント材９を配置すべき位置として決定する。より具体的には、工程Ｓ２（第１工程）では、プロセッサ６１は、基板１０のうち接触工程においてパターン部７ａの境界ＢＤまたは境界ＢＤからの距離が所定距離以内の領域に対面する複数の第１位置を、インプリント材９を配置すべき位置として決定しうる。境界ＢＤからの距離が所定距離以内の領域は、インプリント材９の液滴３２が配置された位置から境界ＢＤまで液滴３２が広がるために要する時間が要求仕様を満たし、かつ、広がった液滴３２が境界ＢＤの外側にはみ出すことがないように予め設定されうる。図６（ａ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。複数の第１位置（あるいは、境界ＢＤからの距離が所定距離以内の領域）は、主軸方向とそれに直交する方向とにおける液滴３２の広がりやすさに基づいて決定されうる。複数の第１位置の各々は、基板１０の上に配置するべきインプリント材９（の液滴３２）の中心位置でありうる。
工程Ｓ２（第１工程）の後、工程Ｓ３（第２工程）では、プロセッサ６１は、複数の第１位置とは異なる複数の第２位置を、インプリント材を更に配置すべき位置として決定する。複数の第２位置の各々は、基板１０の上に配置するべきインプリント材９（の液滴３２）の中心位置でありうる。工程Ｓ２では、プロセッサ６１は、複数の第２位置が複数の第１位置の少なくとも一部によって挟まれる位置を含むように複数の第２位置を決定しうる。あるいは、工程Ｓ２では、プロセッサ６１は、複数の第２位置が複数の第１位置によって囲まれる領域に均等に配置されるように複数の第２位置を決定しうる。ここで、複数の第２位置は、主軸方向とそれに直交する方向とにおける液滴３２の広がりやすさに基づいて決定されうる。図６（ｂ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。一例において、境界ＢＤと複数の第１位置との距離は、複数の第２位置の間の最小距離より小さい。
比較例を示す図４（ｂ）に対して、図６（ｂ）に示された例では、液滴３２の列が１列分多い。したがって、硬化工程を経て形成されるパターンの残膜の厚さは、図６（ｂ）に示された液滴３２の配列を使用した場合、図４（ｂ）に示される液滴３２の配列を使用した場合よりも厚くなる。図１１には、硬化工程を経て形成されるパターンの残膜の厚さＲＬＴが示されている。ここで、設定された残膜の厚さＲＬＴを満たす液滴３２の数をＮとすると、複数の第１位置の数Ｎ１と複数の第２位置の数Ｎ２との合計Ｎ１＋Ｎ２とＮとの差が５％以下になるように、複数の第１位置の数Ｎ１と複数の第２位置の数Ｎ２が制限されることが好ましい。
図６（ｃ）および図６（ｄ）には、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように複数の第１位置および複数の第２位置が決定された場合における接触工程での液滴３２の広がりが模式的に示されている。換言すると、図６（ｃ）および図６（ｄ）には、図５に示されたデータ生成方法に従って生成されたデータ（ドロップレシピ）に従って配置工程を実施した場合における接触工程での液滴３２の広がりが模式的に示されている。図６（ｃ）に模式的に示されるように、インプリント材９の複数の液滴３２が相互に連結された後にパターン部７ａの境界ＢＤまでインプリント材９が広がりうる。
第１実施形態では、基板１０の上にインプリント材９を配置する配置工程を制御するためのデータを生成するデータ生成工程の工程Ｓ２（第１工程）において、パターン部７ａの境界ＢＤへのインプリント材９の広がりを考慮して、複数の第１位置が決定される。より具体的には、第１実施形態では、パターン部７ａの境界ＢＤまたは境界ＢＤから予め設定された範囲に対面する複数の第１位置がインプリント材９を配置すべき位置として決定される。また、第１実施形態では、その後に、追加でインプリント材９を配置すべき複数の第２位置が決定される。したがって、第１実施形態は、パターン部７ａの境界ＢＤまでのインプリント材９の広がりに要する時間を短縮し、スループットを向上させるために有利である。
複数の第１位置および複数の第２位置を決定するために考慮されるべき主軸方向における液滴３２の広がりの速さ、および、主軸方向に直交する方向における液滴３２の広がりの速さに関する情報は、テストロットを使って予め計測することによって取得されうる。あるいは、主軸方向における液滴３２の広がりの速さ、および、主軸方向に直交する方向における液滴３２の広がりの速さに関する情報は、シミュレーションまたは過去の実績に基づいて準備されてもよい。
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。第１実施形態では、パターン部７ａの境界として、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界が考慮される。第２実施形態では、更に、パターン部７ａがパターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域を含み、パターン部７ａの境界として、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界の他、該少なくとも２つの領域の境界が考慮される。第２実施形態では、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域として、凹部が伸びる方向が互いに異なる少なくとも２つの領域が考慮される。
図７には、凹部が伸びる方向が互いに異なる２つの領域３０ｆ、３０ｇを有するパターン部７ａが例示されている。２つの領域３０ｆ、３０ｇでは、凹部が伸びる方向が互いに９０°異なり、したがって、主軸方向も互いに９０°異なる。図７（ａ）、図７（ｂ）は、１つの例における複数の第１位置および複数の第２位置を示している。図７（ｃ）、図７（ｄ）は、他の例における複数の第１位置および複数の第２位置を示している。
図７（ａ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。図７（ｂ）には、工程Ｓ２（第１工程）で図７（ａ）のように決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。
図７（ｃ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。図７（ｃ）に例示されるように、複数の第１位置は、２つの領域３０ｆ、３０ｇにインプリント材の液滴３２が跨るように決定されてもよい。このような液滴３２は、接触工程において２つの領域３０ｆ、３０ｇの双方に対して容易に広がりうる。図７（ｄ）には、工程Ｓ２（第１工程）で図７（ｃ）のように決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。
以下、本発明の第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。第１実施形態では、パターン部７ａの境界として、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界が考慮される。第３実施形態では、更に、パターン部７ａがパターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域を含み、パターン部７ａの境界として、パターン部７ａとパターン部７ａの外側の領域との境界の他、該少なくとも２つの領域の境界が考慮される。第３実施形態では、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域として、凹部の密度が互いに異なる少なくとも２つの領域が考慮される。第３実施形態は、第２実施形態と組み合わせて実施されてもよい。つまり、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域は、凹部が延びる方向、および、凹部の密度、の少なくとも１つが互いに異なる少なくとも２つの領域を含みうる。凹部の密度は、例えば、１つの液滴３２が接触工程において広がりうる面積と同程度かそれより広い面積における凹部の密度で評価されうる。例えば、凹部の密度は、数１００μｍ角（例えば、２００μｍ角、又は、３００μｍ角）の面積における凹部の面積の比率で評価されうる。
図８には、凹部の密度が互いに異なる２つの領域３０ｈ、３０ｉを有するパターン部７ａが例示されている。この例では、領域３０ｈは、凹部の密度が０以外の密度である領域、即ち、凹部を有する領域であり、領域ｉは、凹部の密度が０の領域、即ち、平坦な領域である。図８（ａ）、図８（ｂ）は、１つの例における複数の第１位置および複数の第２位置を示している。図８（ｃ）、図８（ｄ）は、他の例における複数の第１位置および複数の第２位置を示している。
図８（ａ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。図８（ｂ）には、工程Ｓ２（第１工程）で図８（ａ）のように決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。領域３０ｈには、凹部が存在し、凹部が延びる方向も存在するので、主軸方向が存在する。したがって、領域３０ｈについては、複数の第１位置および複数の第２位置は、主軸方向を考慮して決定されうる。領域３０ｉには、凹部が存在せず、液滴３２は等方的に広がりうる。したがって、領域３０ｉについては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向におけるピッチが等しくなるように複数の第１位置および複数の第２位置が配置されうる。
図８（ｃ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。図８（ｃ）に例示されるように、複数の第１位置は、２つの領域３０ｈ、３０ｉにインプリント材の液滴３２が跨るように決定されてもよい。このような液滴３２は、接触工程において２つの領域３０ｈ、３０ｉの双方に対して容易に広がりうる。図８（ｄ）には、工程Ｓ２（第１工程）で図８（ｃ）のように決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。
以下、本発明の第４実施形態を説明する。なお、第４実施形態として言及しない事項は、第１乃至第３実施形態、又は、それらの少なくとも２つの実施形態の組み合わせに従う。第４実施形態では、図９（ａ）に例示されるように、パターン部７ａは、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも３つの領域３０ｊ、３０ｋ、３０ｍを含み、領域３０ｊ、３０ｋ、３０ｍの相互の境界が考慮される。パターン部７ａは、複数のチップ領域としての複数の領域３０ｊと、複数の領域３０ｊを相互に隔てるスクライブライン領域とを含む。スクライブライン領域は、凹部を有しない平坦部を構成する領域３０ｋと、アライメントマークＡＭを含む領域３０ｍとを含む。
図９（ｂ）には、工程Ｓ２（第１工程）で決定された複数の第１位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ２（第１工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。複数の第１位置は、アライメントマークＡＭが配置された領域３０ｍ中の位置を含みうる。アライメントマークＡＭのサイズは、例えば、数十から数百μｍであり、液滴３２のサイズは、例えば、数百μｍでありうる。アライメントマークＡＭを構成する凹部は、インプリント材９が充填され難い部分である。アライメントマークＡＭを覆うように液滴３２を配置することは、インプリント材９の充填に要する時間を短縮するために有利である。複数の第１位置は、上記の他、領域３０ｊと領域３０ｋとの境界の位置を考慮して第１実施形態と同様に決定されうる。複数の第１位置のうちアライメントマークＡＭに対応する第１位置は、インプリント材９の液滴３２がアライメントマークＡＭの少なくとも一部を覆うように決定されうる。好ましくは、複数の第１位置のうちアライメントマークＡＭに対応する第１位置は、図１０に例示されるように、インプリント材９の液滴３２がアライメントマークＡＭを完全に覆うように決定されうる。
図９（ｃ）には、工程Ｓ２（第１工程）で図９（ｂ）のように決定された複数の第１位置および工程Ｓ３（第２工程）で決定された複数の第２位置に配置されたインプリント材９の液滴３２が模式的に示されている。なお、工程Ｓ３（第２工程）は、基板１０の上に実際にインプリント材９の液滴３２を配置する工程ではなく、液滴３２を配置すべき位置を決定する工程である。
第４実施形態における、アライメントマークＡＭを覆うように液滴３２を配置する思想は、上記の第１乃至第３実施形態とは独立して採用されうるものである。つまり、第４実施形態は、アライメントマークＡＭを有する基板１０の上にパターンを形成するインプリント方法として実施されてもよい。該インプリント方法は、基板１０の上にインプリント材９の複数の液滴３２を配置する配置工程と、該配置工程の後に、インプリント材９と型７のパターン部７ａとを接触させる接触工程と、該接触工程の後に、インプリント材９を硬化せる硬化工程とを含みうる。該配置工程では、アライメントマークＡＭが複数の液滴３２のうちの１つによって覆われるように該複数の液滴が配置されうる。
同様に、第４実施形態は、アライメントマークＡＭを有する基板１０の上にパターンを形成するインプリント装置１として実施されてもよい。インプリント装置１は、基板１０の上にインプリント材９の複数の液滴３２を配置するディスペンサ５を含みうる。また、インプリント装置１は、基板１０と型７との相対位置を変更する駆動機構（型駆動機構３、基板駆動機構４）と、該駆動機構が基板１０の上のインプリント材９と型７のパターン部７ａとを接触させた状態でインプリント材９を硬化せる硬化部２と、を含みうる。ディスペンサ５は、アライメントマークＡＭが複数の液滴３２のうちの１つによって覆われるように複数の液滴３２を配置しうる。
インプリント装置を用いて形成した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。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。
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。
次に、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。図１２（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。
図１２（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１２（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１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。
図１２（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。
図１２（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１２（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。
１：インプリント装置、６：制御部、７：型、７ａ：パターン部、９：インプリント材、１０：基板、３０：パターン、３２：液滴
Claims (13)
- 基板にインプリント材を配置する配置工程、インプリント材と型のパターン部とを接触させる接触工程およびインプリント材を硬化させる硬化工程を含むインプリント処理における前記配置工程を制御するためのデータを生成するデータ生成方法であって、
前記パターン部は、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域を含み、
前記データ生成方法は、
前記基板のうち前記少なくとも２つの領域の境界または前記境界からの距離が所定距離以内の領域に対面する複数の第１位置を、インプリント材を配置すべき位置として決定する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記複数の第１位置とは異なる複数の第２位置を、前記複数の第１位置に基づいてインプリント材を更に配置すべき位置として決定する第２工程と、を含む、
ことを特徴とするデータ生成方法。 - 前記パターン部の前記境界または前記境界からの距離が前記所定距離以内の領域を示す情報を取得する工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ生成方法。 - 前記第２工程では、前記複数の第２位置が前記複数の第１位置の少なくとも一部によって挟まれる位置を含むように前記複数の第２位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ生成方法。 - 前記第２工程では、前記複数の第２位置が前記複数の第１位置によって囲まれる領域に均等に配置されるように前記複数の第２位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記境界と前記複数の第１位置それぞれとの距離が、前記複数の第２位置の間の最小距離より小さい、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記境界は、前記パターン部と前記パターン部の外側の領域との境界を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域は、前記凹部が延びる方向、および、前記凹部の密度、の少なくとも１つが互いに異なる少なくとも２つの領域を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記第１工程では、前記複数の第１位置が、前記基板に設けられたアライメントマークを覆うようにインプリント材を配置するべき第１位置を含むように決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記複数の第１位置および前記複数の第２位置の各々は、前記基板の上に配置するべきインプリント材の中心位置である、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - 前記境界に関する情報を取得する取得工程を更に含み、
前記第１工程は、前記取得工程で取得した情報に基づいて前記複数の第１位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデータ生成方法。 - コンピュータに請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のデータ生成方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
- 基板にインプリント材を配置する配置工程、インプリント材と型のパターン部とを接触させる接触工程およびインプリント材を硬化させる硬化工程を含むインプリント処理を行うインプリント工程と、
前記配置工程を制御するためのデータを生成するデータ生成工程と、を含むパターン形成方法であって、
前記パターン部は、パターンを構成する凹部の特徴が互いに異なる少なくとも２つの領域を含み、
前記データ生成工程は、
前記基板のうち前記少なくとも２つの領域の境界または前記境界からの距離が所定距離以内の領域に対面する複数の第１位置を、インプリント材を配置すべき位置として決定する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記複数の第１位置とは異なる複数の第２位置を、前記複数の第１位置に基づいてインプリント材を更に配置すべき位置として決定する第２工程と、を含む、
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項１２に記載のパターン形成方法に従って基板の上にパターンを形成する工程と、
前記工程において前記パターンが形成された基板の処理を行う工程と、
を含み、前記処理が行わ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製造方法。
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