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技術 インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 濱谷善一
出願日 2017年9月22日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2017-182947
公開日 2019年4月18日 (3ヶ月経過) 公開番号 2019-061977
状態 未査定
技術分野 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く) 曲げ・直線化成形、管端部の成形、表面成形
主要キーワード 供給終了タイミング 基板ロット 稼働後 促進ガス 供給開始タイミング 電気回路素子 ポリマ成分 装置メンテナンス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターン転写不良の低減の点で有利な技術を提供する。

解決手段

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第1処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記第1処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガス供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記第1処理とは異なる第2処理を前記第1処理間で行う場合、前記第2処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第1処理の前記供給工程の前に行う。

概要

背景

凹凸パターンが形成されたモールドを用いて、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が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。

インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させる接触工程において、モールドのパターン凹部にインプリント材が充填されずにモールドとインプリント材との間に気泡が残存することがある。この場合、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良(欠損)が生じうる。そのため、接触工程の際に、モールドと基板との間の空間を、モールドのパターンへのインプリント材の充填を促進させるためのガス(以下、充填促進ガスと呼ぶことがある)で満たすことが好ましい。

特許文献1には、インプリント材を吐出した基板をモールドの下に移動させる際の移動経路に充填促進ガスを供給する方法が提案されている。これにより、基板の移動とともに充填促進ガスをモールドの下に移動させ、モールドと基板との間の空間に充填促進ガスを効率よく流入させることができる。

概要

充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供する。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第1処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記第1処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記第1処理とは異なる第2処理を前記第1処理間で行う場合、前記第2処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第1処理の前記供給工程の前に行う。

目的

本発明は、充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

モールドを用いて基板上にインプリント材パターンを形成する第1処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記第1処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを、予め決定された所定量だけ供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記第1処理とは異なる第2処理を前記第1処理間で行う場合、前記第2処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第1処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント方法。

請求項2

前記第2処理は、基板の交換ロットの交換、モールドの交換およびモールドの洗浄のうち少なくとも1つの処理を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。

請求項3

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処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを、予め決定された所定量だけ供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記供給工程を最後に行ってからの経過時間が閾値以上である場合、前記経過時間に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント方法。

請求項4

前記補償工程では、前記供給管に供給すべき前記ガスの量を前記経過時間に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項3に記載のインプリント方法。

請求項5

前記補償工程では、前記供給管の内部体積に対応する量だけ前記供給管に前記ガスを供給する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント方法。

請求項6

前記補償工程を前記供給工程に連続するように行う、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインプリント方法。

請求項7

前記補償工程を、前記移動工程で前記基板の移動を開始する前に行う、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント方法。

請求項8

前記補償工程を、前記移動工程で前記基板の移動を開始した後に行う、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント方法。

請求項9

前記補償工程を、前記第2処理の期間内に行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント方法。

請求項10

請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインプリント方法を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、前記形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程と、を含み、前記加工工程で加工された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。

請求項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第1処理を繰り返し行うインプリント装置であって、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出部と、前記吐出部により前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置する際の前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給部と、前記第1処理において、予め決定された所定量の前記ガスを前記移動経路に供給する供給工程を行うように前記供給部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第1処理とは異なる第2処理を前記第1処理間で行う場合、前記第2処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第1処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント装置。

請求項12

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処理を繰り返し行うインプリント装置であって、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出部と、前記吐出部により前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置する際の前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給部と、前記処理において、予め決定された所定量の前記ガスを前記移動経路に供給する供給工程を行うように前記供給部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前回の前記供給工程からの経過時間が閾値以上である場合、前記経過時間に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント装置。

技術分野

0001

本発明は、インプリント方法インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

背景技術

0002

凹凸パターンが形成されたモールドを用いて、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が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。

0003

インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させる接触工程において、モールドのパターン凹部にインプリント材が充填されずにモールドとインプリント材との間に気泡が残存することがある。この場合、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良(欠損)が生じうる。そのため、接触工程の際に、モールドと基板との間の空間を、モールドのパターンへのインプリント材の充填を促進させるためのガス(以下、充填促進ガスと呼ぶことがある)で満たすことが好ましい。

0004

特許文献1には、インプリント材を吐出した基板をモールドの下に移動させる際の移動経路に充填促進ガスを供給する方法が提案されている。これにより、基板の移動とともに充填促進ガスをモールドの下に移動させ、モールドと基板との間の空間に充填促進ガスを効率よく流入させることができる。

先行技術

0005

特許第5828626号公報

発明が解決しようとする課題

0006

充填促進ガスとしては、例えばヘリウムガスやPFPペンタフルオロプロパン)ガスなどが用いられうるが、それらのガスは非常に高価である。したがって、インプリント装置では、接触工程ごとに必要となる充填促進ガスの必要量を予め決定し、決定した必要量だけ充填促進ガスを移動経路に供給することが、該ガスの使用量を低減する上で好ましい。しかしながら、充填促進ガスを移動経路に供給するための供給管の内部では、充填促進ガスを供給していない時間の経過につれて空気等が流入して充填促進ガスが減少しうる。この場合、予め決定した必要量の充填促進ガスが移動経路に供給されず、基板上へのパターンの転写不良が生じ易くなりうる。

0007

そこで、本発明は、充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント方法は、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第1処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記第1処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記第1処理とは異なる第2処理を前記第1処理間で行う場合、前記第2処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第1処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とする。

0009

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

発明の効果

0010

本発明によれば、例えば、充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

第1実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図である。
第1実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。
図2のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。
第2実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。
図4のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。
第3実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。
図6のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。
第4実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。
物品の製造方法を示す図である。

実施例

0012

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。以下の実施形態では、基板の面と平行な面方向(基板の面に沿った方向)において互いに直交する2つの方向をX方向およびY方向とし、基板の面に垂直な方向(基板に入射する光の光軸に沿った方向)をZ方向とする。

0013

<第1実施形態>
インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用エネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。例えば、インプリント装置は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド(型)を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離(離型)することで、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれ、基板における複数のショット領域の各々について行われる。つまり、1枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行う場合には、該1枚の基板におけるショット領域の数だけインプリント処理が繰り返し行われることとなる。

0014

インプリント材には、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、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線可視光線紫外線などの光である。

0015

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る。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、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成分などの群から選択される少なくとも一種である。

0016

インプリント材は、スピンコータスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。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以下である。

0017

[インプリント装置の構成]
次に、本発明に係る第1実施形態のインプリント装置10について説明する。図1は、第1実施形態のインプリント装置10の構成を示す概略図である。インプリント装置10は、例えば、モールド1を保持するモールドステージ2(モールド保持部)と、基板3を保持して移動可能な基板ステージ4(基板保持部)と、硬化部5と、吐出部6(ディスペンサ)と、供給部7と、制御部8とを含みうる。制御部8は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置10の各部を制御してインプリント処理を制御する。

0018

モールド1は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面において基板側に突出した一部の領域(パターン領域1a)には、基板上のインプリント材9に転写されるべき凹凸のパターンが形成されている。また、基板3としては、ガラスセラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板3としては、具体的に、シリコンウェハ化合物半導体ウェハ石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。

0019

モールドステージ2は、例えば、真空吸着などによりモールド1を保持するモールドチャックと、モールド1と基板3との間隔を変更させるようにモールド1をZ方向に駆動するモールド駆動部とを含みうる。本実施形態のモールドステージ2は、Z方向にモールド1を駆動するように構成されているが、例えば、XY方向およびθ方向(Z軸周りの回転方向)にモールド1を駆動する機能などを有してもよい。

0020

基板ステージ4は、例えば、真空吸着などにより基板3を保持する基板チャックと、XY方向に基板3を駆動する基板駆動部とを含みうる。本実施形態の基板駆動部は、例えばリニアモータ平面モータなどによりXY方向に基板3を駆動するように構成されているが、例えば、Z方向およびθ方向に基板3を駆動する機能などを有してもよい。

0021

硬化部5(照射部)は、モールド1と基板上のインプリント材9とが接触している状態で、基板上のインプリント材9にモールド1を介して光(例えば紫外線)を照射することにより当該インプリント材9を硬化させる。また、吐出部6は、基板ステージ4によって下方に配置された基板3に向けてインプリント材を吐出する(基板上にインプリント材を供給(塗布)する)。

0022

[インプリント方法]
以下に、本実施形態のインプリント装置10で行われるインプリント方法について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図2のフローチャートに示す各工程は、制御部8によって制御され、上述した「インプリント処理(第1処理)」は、S14〜S20の工程を含みうる。

0023

S10では、制御部8は、インプリント処理とは異なる処理(第2処理)を行うか否かを判定する。本実施形態では、第2処理として、基板3の交換処理基板ロットの変更も含む)を例示して説明するが、例えば、モールド1の交換、モールド1の洗浄装置メンテナンス等も含まれうる。第2処理(基板3の交換処理)を行うと判定した場合にはS11に進み、第2処理を行わないと判定した場合にはS14に進む。

0024

S11〜S13では、制御部8は、基板ステージ4により保持された基板3の交換処理を行う。具体的には、制御部8は、S11において基板ステージ4から基板3をアンロード搬出)し、S12において基板ロットを変更(交換)し、S13において基板ステージ4に基板3をロード(搬入)する。ここで、装置の立ち上げ時など、基板ステージ4上に基板3がない場合には、S11〜S12の工程は行われず、S13の基板のロードのみが行われうる。

0025

S14では、制御部8は、基板3における複数のショット領域のうち、インプリント処理を行う対象のショット領域(以下、対象ショット領域と称する)が吐出部6の下に配置されるように、基板ステージ4によって基板3を移動させる。S15では、制御部8は、対象ショット領域上にインプリント材9を吐出するように吐出部6を制御する(吐出工程)。S16では、制御部8は、吐出部6によりインプリント材9が配置された対象ショット領域がモールド1のパターン領域1aの下方に配置されるように、基板ステージ4によって基板3を移動させる(移動工程)。S17では、制御部8は、モールド1と基板3との間隔(Z方向)を狭めて目標間隔になるようにモールドステージ2を制御し、モールド1と対象ショット領域上のインプリント材9との接触面積を拡げていく(接触工程)。S18では、制御部8は、モールド1と基板3との間隔を目標間隔に維持しながら所定時間経過させ、モールド1のパターン凹部にインプリント材9を充填させる。

0026

S19では、制御部8は、モールド1と対象ショット領域上のインプリント材9とを接触させた状態で、当該インプリント材9に光(紫外線)を照射するように硬化部5を制御し、対象ショット領域上のインプリント材9を硬化させる。S20では、制御部8は、モールド1と基板3との間隔(Z方向)を広げるようにモールドステージ2を制御し、硬化したインプリント材9からモールド1を剥離(離型)する。S21では、制御部8は、基板ステージ4により保持された基板上に、次にインプリント処理を行うべきショット領域(以下、次のショット領域)があるか否かの判定を行う。該基板上に次のショット領域がある場合にはS10に進み、制御部8は、S10において基板3の交換工程を行わないと判定してS14に進む。一方、該基板上に次のショット領域がない場合にはS22に進む。S22では、制御部8は、次にインプリント処理を行うべき基板(以下、次の基板)があるか否かの判定を行う。次の基板がある場合にはS10に進み、制御部8は、S10において基板の交換工程を行うと判定してS11に進む。一方、次の基板がない場合には終了する。

0027

[充填促進ガスの供給]
一般に、インプリント装置では、モールド1のパターン凹部にインプリント材9が充填されずにモールド1とインプリント材9との間に気泡が残存すると、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良(欠損)が生じうる。そのため、インプリント装置では、接触工程(S17)の際、モールド1と基板3との間の空間を、モールド1のパターン凹部へのインプリント材9の充填を促進させるガス(以下、充填促進ガスと称する)で満たしておくことが好ましい。充填促進ガスとしては、ヘリウムガスなど分子量が小さくモールドに対して高い透過性を有するガスや、PFP(ペンタフルオロプロパン)ガスなどモールドと基板上のインプリント材を接触させた際に液化(即ち凝縮)するガスが用いられうる。

0028

本実施形態のインプリント装置10には、吐出部6によりインプリント材9が配置された対象ショット領域がモールド1の下方に配置されるように基板3を移動させる移動経路に、充填促進ガスを供給管7aを介して供給する供給部7が設けられている。供給部7は、例えばモールドステージ2と吐出部6との間に配置された吹出部7bの開口(吹出口7c)に供給管7aを介して連通されており、供給管7aを介して吹出口7cから充填促進ガス7dを吹き出すことにより充填促進ガス7dを該移動経路に供給する。このように移動経路に供給された充填促進ガスは、その粘性に起因して基板3の移動とともに移動するため、モールド1と基板3との間の狭い空間においても充填促進ガスを効率よく流入させることができる。

0029

ところで、このような充填促進ガスは非常に高価であるため、インプリント装置では、基板3を移動させている間、充填促進ガスを移動経路に常時供給し続けるのではなく、接触工程ごとに必要となる必要量だけ移動経路に供給することが好ましい。つまり、インプリント装置では、接触工程ごとに必要となる充填促進ガスの必要量(所定量)を実験シミュレーションなどにより予め決定し、決定した必要量だけ、所定のタイミングで充填促進ガスを移動経路に供給することが好ましい。

0030

本実施形態では、図2のフローチャートに示すように、予め決定された必要量(所定量)の充填促進ガスを供給管7aを介して基板3の移動経路に供給する供給工程(S23)が、S16およびS17の工程の期間内に行われうる。制御部8は、基板3の移動経路に供給する充填促進ガスの量を、充填促進ガスの供給開始タイミング供給終了タイミングとによって制御しうる。例えば、制御部8は、図3に示すように、対象ショット領域が吹出口7cに差し掛かったタイミングで移動経路への充填促進ガスの供給を開始する。そして、対象ショット領域がモールド1のパターン領域1aの下方に配置されて基板ステージ4(基板3)の移動が終了したタイミングで充填促進ガスの供給を終了する。図3は、図2のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図2に示す各工程の符号は図3に示す符号に対応している。

0031

[充填促進ガスの補償]
このように構成されたインプリント装置10では、基板3の移動経路に充填促進ガスを供給していない時間の経過につれて、供給管7aの内部から充填促進ガスが抜けて空気等の雰囲気ガスが供給管7aの内部に流入する。即ち、供給管7aの内部状態(充填促進ガスの濃度)が変化しうる。例えば、1枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行っているときには、供給工程(S23)が比較的短い時間間隔で繰り返し行われる。そのため、この場合においては、供給管7aの内部からの充填促進ガスの抜けが殆ど生じず、供給管7aの内部状態の変化が許容範囲内となることが分かっている。

0032

一方、基板3の交換工程(基板ロットの変更)などの第2処理がインプリント処理間に行われる場合、前回の供給工程からの経過時間が長くなり、それに伴い、供給管7aの内部から充填促進ガスが抜けて雰囲気ガスが流入する量が増える。その結果、供給管7aの内部状態の変化が許容範囲内に収まらなくなりうる。この場合、基板3の交換処理後の最初の供給工程(次に行われる供給工程)では、供給管7aに流入した雰囲気ガスが吹出口7cから始めに吹き出されるため、移動経路に充填促進ガスを供給する開始タイミング遅れる。つまり、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することが困難になり、基板上へのパターンの転写不良が生じやすくなりうる。

0033

そこで、本実施形態では、第2処理の期間内に供給管7aの内部で減少した充填促進ガスを補償するように、供給部7により供給管7aの内部に充填促進ガスを供給する補償工程(S24)を、次に行われる供給工程(S23)の前に行う。この補償工程により、供給管7aに流入した雰囲気ガスが充填促進ガスで置換され、次に行われる供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

0034

次に、補償工程の実施タイミングについて説明する。本実施形態では、図2に示すように、基板3の交換処理(S11〜S13)の期間内に補償工程(S24)が行われうる。例えば、図3に示すタイミングチャートでは、基板ステージ4上に基板3をロードするS13の工程の期間内に補償工程(S24)を行う例を示している。しかしながら、それに限られるものではなく、基板ステージ4上から基板3をアンロードするS11の工程や、基板ロットの変更を行うS12の工程の期間内に補償工程(S24)を行ってもよい。

0035

補償工程(S24)では、例えば、供給管7aの内部体積に対応する量だけ供給管7aに充填促進ガスを供給してもよい。また、充填促進ガスを検知するセンサを供給管7aの端部(吹出口7c)に設け、該センサで充填促進ガスが検知されるまで供給管7aに充填促進ガスを供給してもよい。いずれの方法にせよ、補償工程では、供給工程(S23)で使用される充填促進ガスの量より少ない量の充填促進ガスが使用される。ここで、供給管7aの内部体積に対応する量だけ供給管7aに充填促進ガスを供給する場合、制御部8は、供給部7から供給管7aに充填促進ガスを供給する時間Tpによって、充填促進ガスの供給量を制御しうる。時間Tp[sec]は、供給部7から供給管7aに供給される充填促進ガスの流量Q[m3/sec]と、供給管7aの長さL[m]と、供給管7aの断面積A[m2]から、Tp=L×A/Qによって求めることができる。

0036

このように、本実施形態のインプリント装置10では、第2処理(基板3の交換処理中)の期間内に供給管7aの内部で減少した充填促進ガスを補償する補償工程(S24)を、該第2処理の期間内に行う。これにより、供給工程(S23)において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができ、基板上へのパターンの転写不良(欠損)を低減することができる。また、第2処理の期間内に補償工程を行うことにより、スループットへの影響を低減することができる。

0037

<第2実施形態>
本発明に係る第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、第2処理(例えば、基板の交換処理)の期間内に補償工程(S24)を行う例について説明した。第2実施形態では、基板上にインプリント材を吐出する吐出工程の期間内に補償工程を行う例について、図4および図5を参照しながら説明する。ここで、第2実施形態のインプリント装置の構成については、第1実施形態のインプリント装置10と同様であるため説明を省略する。

0038

図4は、第2実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図5は、図4のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図4に示す各工程の符号は図5に示す符号に対応している。図4に示すフローチャートにおいて、図2に示すフローチャートの工程と同様の工程については同じ符号で示している。また、図4に示すフローチャートでは、図2に示すフローチャートに対し、S10において第2処理を行うと判定された後の工程が異なっており、第2処理を行わないと判定された後の工程(S14〜S23)は同様である。以下では、図2に示すフローチャートと異なる工程について説明する。

0039

S11〜S13では、制御部8は、図2のフローチャートと同様に、基板3の交換処理を行う。S25では、制御部8は、S14と同様に、対象ショット領域が吐出部6の下に配置されるように、基板ステージ4によって基板3を移動させる。S26では、制御部8は、S15と同様に、対象ショット領域上にインプリント材9を吐出するように吐出部6を制御する(吐出工程)。また、第2実施形態では、図4および図5に示すように、供給管7aの内部での充填促進ガスの減少を補償する補償工程(S24)が、S26の工程(吐出工程)の期間内に行われる。

0040

このように、第2実施形態のインプリント装置では、基板上にインプリント材9を吐出する吐出工程の期間内に補償工程(S24)が行われる。これにより、基板3の交換処理が予期せぬトラブルにより長期間停止した場合であっても、該交換処理の後に補償工程を行うことができ、供給工程(S23)において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

0041

<第3実施形態>
本発明に係る第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、供給工程(S23)に連続するように補償工程(S24)を行う例について、図6および図7を参照しながら説明する。ここで、第3実施形態のインプリント装置の構成については、第1実施形態のインプリント装置10と同様であるため説明を省略する。

0042

図6は、第3実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図7は、図6のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図6に示す各工程の符号は図7に示す符号に対応している。図6に示すフローチャートにおいて、図2および図4に示すフローチャートの工程と同様の工程については同じ符号で示している。また、図6に示すフローチャートでは、図2に示すフローチャートに対し、S10において第2処理を行うと判定された後の工程が異なっており、第2処理を行わないと判定された後の工程(S14〜S23)は同様である。以下では、図2に示すフローチャートと異なる工程について説明する。

0043

S11〜S13では、制御部は8、図2のフローチャートと同様に、基板3の交換処理を行う。S25では、制御部8は、S14と同様に、対象ショット領域が吐出部6の下に配置されるように、基板ステージ4によって基板3を移動させる。S26では、制御部8は、S15と同様に、対象ショット領域上にインプリント材9を吐出するように吐出部6を制御する(吐出工程)。S27では、制御部8は、S16と同様に、対象ショット領域がモールド1のパターン領域1aの下方に配置されるように、基板ステージ4によって基板3を移動させる。S28では、制御部8は、S17と同様に、モールド1と基板上のインプリント材9とを接触させる(接触工程)。

0044

第3実施形態では、図6および図7に示すように、予め決定された必要量(所定量)の充填促進ガスを供給管を介して基板の移動経路に供給する供給工程(S23)が、S27およびS28の工程の期間内に行われる。供給工程(S23)における充填促進ガスの供給開始タイミングおよび供給終了タイミングは、第1実施形態で説明したとおりである。例えば、対象ショット領域が吹出口7cに差し掛かったタイミングで移動経路への充填促進ガスの供給を開始し、対象ショット領域がモールド1のパターン領域1aの下方に配置されて基板3の移動が終了したタイミングで充填促進ガスの供給を終了する。

0045

また、第3実施形態では、図6および図7に示すように、供給管7aの内部での充填促進ガスの減少を補償する補償工程(S24)が、S26〜S28の工程の期間内において、供給工程(S23)に連続するように行われる。供給部7では、一般的にマスフローコントローラMFC)が設けられ、そのMFCのバルブ開閉することによって、供給部7からの充填促進ガスの供給が制御される。つまり、第3実施形態では、補償工程と供給工程とにおいて、MFCのバルブの開閉を行わずに、即ち、供給部7から供給管7aへの充填促進ガスの供給を止めずに、該供給を連続して行う。

0046

このように、第3実施形態のインプリント装置では、供給工程(S23)に連続するように補償工程(S24)を行う。これにより、供給部7に設けられたMFCのバルブの開閉を減らし、該MFCが故障する可能性を低減することができる。また、第2実施形態と同様に、基板3の交換処理が予期せぬトラブルにより長期間停止した場合であっても、該交換処理の後に補償工程を行うことができ、供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

0047

<第4実施形態>
本発明に係る第4実施形態のインプリント装置について説明する。第1〜3実施形態では、基板3の交換処理などの定期的な処理(第2処理)が行われたときに補償工程を行う例について説明した。第4実施形態では、前回の供給工程からの経過時間に基づいて補償工程を行う例について説明する。第4実施形態に係る方法では、例えば、インプリント装置が予期せずに停止しても、インプリント装置の再稼働後における最初の供給工程で、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。ここで、第4実施形態のインプリント装置の構成については、第1実施形態のインプリント装置10と同様であるため説明を省略する。

0048

以下に、本実施形態に係るインプリント方法について、図8を参照しながら説明する。図8は、本実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図8のフローチャートにおけるS32〜S41の各工程は、図2のフローチャートにおけるS14〜S23の各工程と同様であるため、それらの工程の説明を省略する。

0049

S30では、制御部8は、前回の供給工程からの経過時間(即ち、供給工程を最後に行ってからの経過時間)が閾値以上であるか否かを判定する。閾値Tdは、供給管7aの長さや断面積など装置構成によって決定され、例えば、供給管7aの長さが1[m]の場合、2分〜60分の間に設定されうる。経過時間が閾値Td以上である場合にはS31に進み、経過時間が閾値Td未満である場合にはS31の工程を行わずにS32に進む。

0050

S31では、制御部8は、供給管7aの内部における充填促進ガスの減少を補償するように、供給部7によって供給管7aの内部に充填促進ガスを供給する(補償工程)。この補償工程により、供給管7aの内部に流入した雰囲気ガスを充填促進ガスで置換し、次に行われる供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。補償工程では、第1実施形態で説明したように、供給管7aの内部体積に対応する量だけ供給管7aに充填促進ガスを供給してもよい。この場合、制御部8は、供給部7から供給管7aに充填促進ガスを供給する時間Tpによって、充填促進ガスの供給量を制御しうる。また、補償工程では、前回の供給工程からの経過時間に基づいて、供給部7から供給管に供給する充填促進ガスの供給時間(即ち、供給量)を決定してもよい。例えば、経過時間が60分の場合における充填促進ガスの供給時間をTa[sec]に決定し、経過時間が2分の場合における充填促進ガスの供給時間をTa/4[sec]に決定してもよい。このような供給時間(供給量)は、経過時間を変数とする式やテーブルによって算出され、該式やテーブルは、実験や拡散方程式等を用いたシミュレーションなどによって決定されうる。

0051

このように、第4実施形態のインプリント装置は、前回の供給工程からの経過時間が閾値以上である場合に補償工程を行う。これにより、例えば、インプリント装置が予期せずに停止しても、インプリント装置の再稼働後における最初の供給工程で、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。ここで、本実施形態では、対象ショット領域を吐出部6の下に配置するように基板を移動させるS32の工程の前に補償工程(S31)を行ったが、補償工程は、次の供給工程の前に行われればよく、該供給工程に連続するように行われてもよい。

0052

<物品の製造方法の実施形態>
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、基板に供給(塗布)されたインプリント材に上記のインプリント装置(インプリント方法)を用いてパターンを形成する工程と、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。

0053

インプリント装置を用いて成形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。

0054

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。

0055

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図9(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ェハ等の基板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。

0056

図9(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9(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1z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を透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。

0057

図9(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、型の凹部が硬化物の凸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。

0058

図9(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9(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。

0059

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

0060

1:モールド、2:モールドステージ、3:基板、4:基板ステージ、5:硬化部、6:吐出部、7:供給部、7a:供給管、8:制御部、9:インプリント材、10:インプリント装置

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