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図面 (7)

課題

被加工物への不完全転写パターンの形成を抑制したインプリント方法及びインプリント装置を提供する。

解決手段

本実施形態のインプリント装置は、被加工物に、転写材としての樹脂材料滴下させる液滴下装置5と、電界を発生させることが可能な電界発生部3と、テンプレート7を支持し、前記被加工物上の前記樹脂材料に前記テンプレート7のパターンインプリントさせるテンプレートステージ6と、前記被加工物を載置して前記液滴下装置5、前記電界発生部3及び前記テンプレートステージ6のそれぞれの下方へ移動することが可能な移動ステージ4と、を備える。

概要

背景

微細構造を有する電子デバイスの製造、半導体装置の製造等では微細パターン高生産性で形成するために、基板テンプレート原版)の型を転写するインプリント方法が注目されている。

概要

被加工物への不完全転写パターンの形成を抑制したインプリント方法及びインプリント装置を提供する。本実施形態のインプリント装置は、被加工物に、転写材としての樹脂材料滴下させる液滴下装置5と、電界を発生させることが可能な電界発生部3と、テンプレート7を支持し、前記被加工物上の前記樹脂材料に前記テンプレート7のパターンインプリントさせるテンプレートステージ6と、前記被加工物を載置して前記液滴下装置5、前記電界発生部3及び前記テンプレートステージ6のそれぞれの下方へ移動することが可能な移動ステージ4と、を備える。

目的

米国特許出願公開第2014/0191429号明細書






本実施形態が解決しようとする課題は、被加工物への不完全な転写パターンの形成を抑制したインプリント方法及びインプリント装置を提供する

効果

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請求項1

被加工物に、転写材としての樹脂材料滴下させる液滴下装置と、電界を発生させることが可能な電界発生部と、テンプレートを支持し、前記被加工物上の前記樹脂材料に前記テンプレートのパターンインプリントさせるテンプレートステージと、前記被加工物を載置して前記液滴下装置、前記電界発生部及び前記テンプレートステージのそれぞれの下方へ移動することが可能な移動ステージと、を備えたインプリント装置

請求項2

前記テンプレートは光透過性を有し、前記テンプレートの上方にはUV光を発生させる光照射装置を有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。

請求項3

前記電界発生部は、金属板であることを特徴とする請求項1または2に記載のインプリント装置。

請求項4

被加工物に、転写材としての樹脂材料を滴下し、前記樹脂材料が滴下された前記被加工物上で電界を発生させ、前記電界を発生させた後、前記被加工物をテンプレートの下方に移動させ、前記樹脂材料に前記テンプレートを押し当て、前記樹脂材料を硬化させるインプリント方法

請求項5

前記電界は、前記被加工物の上方に位置する金属板への電圧印加によって形成されることを特徴とする請求項4に記載のインプリント方法。

請求項6

前記樹脂材料は光硬化性樹脂であり、UV光の照射によって前記樹脂材料を硬化させることを特徴とする請求項4または5に記載のインプリント方法。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、インプリント装置及びインプリント方法に関する。

背景技術

0002

微細構造を有する電子デバイスの製造、半導体装置の製造等では微細パターン高生産性で形成するために、基板テンプレート原版)の型を転写するインプリント方法が注目されている。

先行技術

0003

米国特許出願公開第2014/0191429号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

本実施形態が解決しようとする課題は、被加工物への不完全転写パターンの形成を抑制したインプリント方法及びインプリント装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

本実施形態のインプリント装置は、被加工物に、転写材としての樹脂材料滴下させる液滴下装置と、電界を発生させることが可能な電界発生部と、テンプレートを支持し、前記被加工物上の前記樹脂材料に前記テンプレートのパターンインプリントさせるテンプレートステージと、前記被加工物を載置して前記液滴下装置、前記電界発生部及び前記テンプレートステージのそれぞれの下方へ移動することが可能な移動ステージと、を備える。

図面の簡単な説明

0006

本実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図。
本実施形態に係るテンプレートステージを示す平面図。
本実施形態に係る電界発生部及び試料ステージを示す図。
本実施形態に係るバブル除去方法を説明する図。
本実施形態に係るインプリント方法を説明する図。
比較例に係るインプリント方法を説明する図。

実施例

0007

以下、本実施形態に係るインプリント装置及びインプリント方法について図1図5を参照して説明する。なお、以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号で表している。ただし、図面は厚さと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なり、模式的なものである。

0008

図1は、本実施形態にかかるインプリント装置の構成を示す図である。インプリント装置10は、ウエハなどの被転写基板(被加工物)上に滴下されたレジスト材料に、テンプレート(原版)のテンプレートパターンを転写する装置である。

0009

本実施形態のインプリント装置10は、電界制御部2、電界発生部3、試料ステージ(移動ステージ)4、液滴下装置5、テンプレートステージ6及び光照射装置8を備える。

0010

試料ステージ4はウエハ1を載置するとともに、ウエハ1を載置した状態で水平方向に移動する。転写材としてのレジストRをウエハ1に滴下する際には、試料ステージ4は液滴下装置5の下方側に移動する。また、テンプレート7をウエハ1に押印する際には、試料ステージ4はテンプレートステージ6の下方側に移動する。なお、これらの試料ステージ4の移動は、試料ステージ4と電気的に接続された搬送装置(図示しない)によって行われる。

0011

テンプレート7は石英テンプレート等の光透過性を有するテンプレート等を用いることができるが、これに限定されない。

0012

テンプレートステージ6はテンプレート7を支持し、テンプレート7のテンプレートパターンをウエハ1上のレジストに押し当てる。テンプレートステージ6は主に上下方向に移動することにより、テンプレート7のレジストへの押し当てと、テンプレート7のレジストからの引き離しを行う。本実施形態のインプリントに用いるレジストは例えば光硬化性樹脂を用いるがこれに限定されない。

0013

テンプレートステージ6には図示しない接触センサが設けられており、テンプレート7とレジストが接するとセンサが検知し、テンプレートステージ6とウエハ1との接触を回避する。

0014

テンプレートステージ6の上方には光照射装置8が位置する。

0015

図2はテンプレートステージ6上方から見たテンプレートステージ6の平面図である。図2に示すようにテンプレートステージ6の中央部は四角形の空洞Xとなっている。この空洞の直下にはテンプレート7が位置する。この空洞上の光照射装置8から光を照射し、光がテンプレート7を透過する。光には例えば波長が370nmのUV光を用いるが、光はUV光でなくても良い。また、テンプレートステージの形状はこれに限定されない。

0016

液滴下装置5はウエハ1上にレジストを滴下する装置である。液滴下装置5は液滴下部5aとレジストタンク5bとを含む。液滴下部5aは例えばインクジェットノズルであり、レジストはインクジェット塗布方法によってウエハ1上に塗布される。ただし、塗布方法はこれに限定されない。

0017

電界発生部3はウエハ1の水平方向に対する幅が例えば30mm〜50mm四方金属板を用いる。ウエハ1の上下方向に対する金属板の厚さは例えば1mm〜10mm程度である。金属の種類は問わない。さらには金属に限らず電界が発生可能な絶縁体以外の材料であれば可能である。電界発生部3の上面には電界制御部2との接続部を有する。本実施形態では、電界発生部より電界を発生させることによってレジスト中のバブルを除去することが可能となる。バブルの除去は、レジスト中にバブルを有する状態でインプリントを行う場合に、不完全なパターンが形成されることを抑制するために行われる。

0018

電界制御部2は電界発生部3で発生する電界の強度を調節するため、電界発生部3に印加する電圧を制御する。電界制御部2では、電界発生部3に例えば100〜200Vの電圧を印加する。電圧は直流でも交流でも構わない。

0019

次に、電界発生部3に電圧が印加されたときに発生する電界について説明する。

0020

図3図1に示したウエハ1、試料ステージ4、電界発生部3を拡大した断面図である。電界制御部2によって電界発生部3に電圧が印加される。試料ステージ4には接地電圧(0V)が印加される。図3に示すように電界発生部3の両端部から試料ステージ4方向に向かって等電位線が同心円状の電界が発生する。図3に電界の向きを矢印で示す。この時電界発生部3側が正極となり、試料ステージ4側が負極となる。

0021

電界制御部2はウエハ1上に滴下したレジスト全てに均一な強さの電界ができるだけ加わるように電界強度を調節する。電界強度は電界発生部3に印加される電圧の強さで変化するため、試料ステージ4と電界発生部3との間の距離Gによって電圧を適宜変化させる。電界強度は、図3に示すように電界発生部3との距離が近いほど電界発生部3の端部と中央部とで差があり、電界発生部3から離れるほどに均一になる。距離Gが例えば5mmのとき電界発生部に100〜200Vに印加すると、レジストに略均一な強度の電界が加わる。

0022

次に電界によるバブル除去方法について説明する。

0023

図4は電界の向き、ウエハ1、レジストRの拡大図である。レジストは液滴下装置5から滴下される。液滴下装置5内のレジストは、レジストタンク5b中から液滴下部5aまで移行する間に、10nmのメッシュ状のフィルターを通過する。この過程でレジスト中のバブルを除去する。しかし、上記のフィルターのみではバブルを完全に除去することはできず、液滴下部5aからウエハ1上に滴下されたレジストにもミクロなバブルがわずかに存在する場合がある。このバブルをマイクロバブルMBとする。マイクロバブルは直径約0.1μm〜30μmである。マイクロバブルは表面の少なくとも一部がマイナスイオンで覆われており、全体が負に帯電している(−40mV程度)。

0024

図4に示すように、レジスト上で電界が発生すると、レジスト中の負に帯電したマイクロバブルが電界に引き寄せられレジスト内の上側に移動する。つまりレジストの上側はバブル層Lとなる。この時、レジスト中のマイクロバブルの一部は電界に引き寄せられ、レジスト中から抜ける。残ったマイクロバブルがバブル層を形成する。なお、ここで電界が発生するレジスト上とは、レジストの上部及び側部を含むレジストの外周部とする。

0025

上側にバブル層Lが形成されたレジストは後の工程でテンプレート7に押圧される際に、テンプレート7の下端がバブル層Lの下端(レジスト上端点線部)と接するとテンプレートステージ6内の接触センサに検知される。接触センサに接触を検知されるとテンプレート7の押圧は止まり、レジストは毛細管現象によってテンプレート7の凹部パターン内に進入する。この時レジストがテンプレート7内に進入する圧力によって残りのマイクロバブルは消滅する。

0026

次に、本実施形態に係るインプリント装置10を用いたインプリント方法について説明する。

0027

図5は本実施形態のインプリント方法を工程順に示すテンプレート7とウエハ1、レジストRの断面図である。

0028

図5(a)に示すように、パターンが形成されたテンプレート7を用意する。このテンプレート7をテンプレートステージ6の下側にセットする。

0029

次に、試料ステージ4上にウエハ1がロードされる。試料ステージ4はウエハ1の位置を読み取り、ウエハ1を液滴下装置5下部のレジスト滴下位置に移動させる。そしてウエハ1表面のうち、インプリントの対象ショット位置に液滴下部5aからレジストが滴下される。レジストの滴下が終了すると、ウエハ1は電界発生部3の下部へ移動する。

0030

電界発生部3では図3で説明した方法でレジストに電界を加え、レジスト内の上側にバブル層を形成する。

0031

その後、図5(b)に示すように、ウエハ1をテンプレートの下方に移動させる。この時レジストは、テンプレートの下方に位置する。

0032

次に、ウエハ1表面の所定ショット位置にインプリントが行われる。

0033

図5(c)に示すように、テンプレートステージ6がテンプレート7を下降させ、レジストにテンプレート7が押し当てられる。レジストの上端(バブル層下端)とテンプレート7との接触を接触センサが検知すると、テンプレートステージ6はテンプレート7の下降をやめる。この時上述したようにレジストが毛細管現象によってテンプレート7の凹部パターン内に入り込み、マイクロバブルは消滅する。レジストがテンプレート7内に進入した状態で光照射装置8は光を照射する。光が光透過性のテンプレート7を透過してレジストに到達する。光照射によってレジストが硬化する。

0034

次に図5(d)に示すようにテンプレートステージ6が上昇すると、テンプレート7がレジストから離型される。

0035

上記のレジスト滴下する工程乃至インプリントする工程はウエハ1上の全てのショット位置で順次行われる。

0036

ウエハ1上の全てのショット位置のインプリントする工程が終了すると、図5(e)に示すようにテンプレート7の凹部パターンと対応する位置以外に形成された残膜エッチングによって除去する。

0037

このようにしてウエハ1上のレジストにテンプレートパターンが転写される。

0038

本実施形態に係るインプリント装置を用いたインプリント方法によれば、ウエハ1上に滴下したレジスト上で電界を発生させることでレジスト内のマイクロバブルを除去することが可能となる。マイクロバブルが残った状態でインプリントを行った場合に形成される図6のような不完全なパターンの形成を抑制できる。

0039

なお、本実施形態では光硬化性樹脂を用いUV光によって樹脂を硬化させたが、樹脂の硬化はこの方法に限らず、例えば熱硬化性樹脂を熱によって硬化させてもよい。その場合、テンプレートステージ6上部または試料ステージ4下部に加熱装置を載置すればよい。

0040

また、本実施形態で示したインプリント装置はナノインプリントにも応用できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる

0041

1ウエハ
2電界制御部
3電界発生部
4試料ステージ
5液滴下装置
5a 液滴下部
5bレジストタンク
6テンプレートステージ
7 テンプレート
8 光照射装置

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