JP3588633B2 - インプリントリソグラフィー用移動ステージ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のパターンを形成したモールドを試料表面のレジストに対して複数箇所押圧するため、試料を支持するステージを移動するインプリントリソグラフィー装置の移動ステージに関し、特に試料とモールドが相対的に傾斜しているときでも全面に均一に押圧することができるようにしたインプリントリソグラフィー装置の移動ステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度メモリやシステムＬＳＩに代表される超ＬＳＩデバイスのダウンサイジングが進展し、より微細化を行うことができる技術が要求されており、そのため半導体製造プロセスの中でリソグラフィー（転写）技術の重要性が増大している。その中でインプリントリソグラフィーは所定の回路パターンを形成したモールドを、表面にレジストが塗布された試料基板に対して押しつけ、パターンを転写する技術であって、種々の方式が提案されており、例えば図３に示されるように行われる。
【０００３】
図３において、最初同図（ａ）に示すようにモールド材料３０の表面に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを電子ビームリソグラフィー等により形成することにより、表面に所定の凹凸形状３１を有するモールド３２を作成する。一方、同図（ｂ）に示すように、パターンを形成しようとするシリコン基板３３上にＰＭＭＡなどのレジスト材料を塗布し硬化させて、レジスト層３４を形成する。
【０００４】
次いでこのレジスト層３４備えたシリコン基板３３全体を約２００℃程度に加熱し、レジスト層３４を若干軟化させる。この状態で図６（ｃ）に示すように、前記モールド３２の凹凸形状３１を前記レジスト層３４の所定位置に配置し、凹凸形状３１をレジスト層３４に対して押しつける。このときレジスト層３４は軟化しているので、レジスト層３４は凹凸形状３１の凹部に入り込み、レジスト層３４は凹凸形状３１とほぼ同一形状となる。この状態で全体の温度を１０５℃程度に降下させることによりレジスト層３４を硬化させ、その後モールド３２を取り去る。このようにしてレジスト層３４には、所定形状の凹凸パターンが形成される。
【０００５】
なお、インプリントリソグラフィー方式においては、上記のようなものの他、例えばモールドを石英基板等の透明材料で作成し、転写される基板上には液体状の光硬化性樹脂を塗布し、その上にモールドの凹凸を押しつけ、凹凸内に液体状の光硬化性樹脂を流入させ、この状態で透明なモールドの裏側から紫外線等を照射して樹脂を硬化させ、その後モールドを取り去ることにより所定形状の凹凸パターンを形成する方式も提案されている。
【０００６】
上記のようなインプリントリソグラフィー方式においては、モールドを試料基板に押しつける際の押しつけ面内の圧力分布を一様にする必要がある。面内の圧力分布を一様にするにはモールドと試料基板の平行度を高める必要があり、両者が平行ではない場合はモールド側もしくは試料側で相互の傾斜が調整されなければならない。
【０００７】
上記のようにモールドを試料基板に対して押しつけるに際して、面内の圧力分布を一様にするには、従来から、弾性体や支点を有し、支点まわりに傾斜を変える傾斜調整機構を利用することが行われている。モールド側に傾斜調整機構を使用した場合を図４、図５の模式図に示す。図４においては、試料台３５にレジスト３６が塗布されたシリコン基板３７が置かれ、モールド３８が加圧機構４０によってシリコン基板３７上のレジスト３６に押しつけられる。図４は傾斜調整機構としてピボット構造４１を利用した場合を示しており、例えば試料台３５が加圧機構４０に対して相対的に傾斜している場合、加圧機構４０によってモールド３８をレジスト３６に押しつけるとき、ピボット構造４１がこの傾きを吸収し、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。図５は前記図４の傾斜調整機構として弾性体４２を用いたものであり、弾性体４２が傾きを吸収することができ、図４に示すものと同様に、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。
【０００８】
前記の例は加圧側に傾斜調整機構を使用した例を示したが、試料側に傾斜調整機構を使用しても同様の作用を行うことができ、その例を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の模式図に示している。同図（ａ）は試料台３５をピボット構造４３により支持した例を示し、（ｂ）は試料台３５の底面に弾性体４４を、また（ｃ）は試料台３５とシリコン基板３７の間に弾性体４４を設けた例を示している。これらの各方式のいずれにおいても、試料を移動させない場合は期待通りに傾斜調整機構が機能する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、モールドをレジストに対して均等な力で押圧するため、ピボットや弾性体からなる傾斜調整機構を、加圧側や加圧される側に設けるものにおいて、広い面のレジストに対してモールドを複数の箇所に押しつける際には、傾斜調整機構が図４及び図５に示すように加圧側に設けている場合は全面に対して傾斜調整機構が作用するが、傾斜調整機構が図６に示すように加圧される側に設けている場合には全面に対して機能させることができない。
【００１０】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には上記のような加圧される側に傾斜調整機構を付加した場合の問題を模式的に示している。同図に示しているものは前記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したものに対して試料移動ステージ４５を付加した例を示している。同図では課題が理解しやすいようにモールドを傾けて図示しているが移動ステージ側が傾斜していても同様である。図７（ａ）に示す例では、モールド３８をレジスト３６に押しつけると、モールド３８のＡ側のみが押し込まれ、Ｂ側は押し込むことができず、全く傾斜調整が機能しない。また図３（ｂ）に示す例も同様である。更に図３（ｃ）に示す例では基板３７が変形すれば若干は傾斜調整が機能すると考えられるが、Ａ部における応力により基板３７が破損する可能性がある。このように、試料移動を伴うインプリントリソグラフィーにおいて、モールド側への傾斜調整機構の付加が行えない場合の加圧される試料側での傾斜調整機構の実現が課題である。
【００１１】
したがって本発明は、所定のパターンを形成したモールドを試料表面のレジストに対して複数箇所押圧する際、モールドを押しつけるレジスト側を相対的に所定位置に移動するとき、モールドを押しつけられる側に傾斜調整機構を設ける場合でも全ての位置でモールドをレジストに均等な圧力で加圧することができるようにしたインプリントリソグラフィー用移動ステージを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、定盤上の支柱に固定した傾斜調整機構と、定盤上を移動可能に設けた移動ステージと、前記移動ステージ上に弾性部材を介して支持した試料と、前記傾斜調整機構の上部に対向して上下動自在に配置し、試料表面のレジストを押圧するモールドとを備えたことを特徴とする、インプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、前記傾斜調整機構がピボット機構であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、前記傾斜調整機構が弾性部材であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）、（ｂ）は本発明のインプリントリソグラフィー用移動ステージの基本的構成を示す模式図であり、図１（ａ）は試料を移動させる状態を示し、図１（ｂ）はモールド保持部１上のモールド２をシリコン基板３上のレジスト４に押しつける場合を示している。シリコン基板３上の周辺部を保持する試料保持部材５は、その下面と移動ステージ６の上面間にきわめて小さいバネ常数を有する弾性部材７を介して支持されている。移動ステージ６は定盤８上で自由に移動できる移動機構１０上に固定され、それにより移動ステージ６が定盤８上を平面内に移動するとき、移動ステージ６に支持されているシリコン基板３も一体的に移動する。
【００１６】
定盤８の略中心位置にはシリコン基板３の裏面に延びる支柱１１が固定され、この支柱１１の上端面には傾斜調整機構としてのピボット機構１２を設けている。ピボット機構１２は、支点を構成するピボット１３と、このピボット１３によって揺動自在に支持されその上端面で試料基板８の裏面を受けるピボット受け１４とから構成されている。
【００１７】
傾斜調整機構の一例としての上記ピボット機構を図２に拡大して示している。このピボット機構においては、円錐状の突起１５を有し前記支点を構成するピボット１３と、円錐状のくぼみ１６を備えたピボット受け１４により構成され、ピボット受け１４の円錐状のくぼみ１６の中心とピボット１３の円錐の突起１５の尖端とが接触し、この点を中心として両者が相対的に傾斜することができる。
【００１８】
このような構成により、図１（ａ）の状態においてシリコン基板３は周辺を弾性部材７で支持され、この弾性部材７を圧縮した状態でその裏面をピボット１２の揺動部材１４に支持されるか、或いはわずかに間隙を有する状態で弾性部材７に支持されている。それにより、移動機構１０が定盤８上を移動するとき、ピボット１２の謡動部材１４はシリコン基板３の裏面と軽く接触し、或いは接触しない状態が保たれる。
【００１９】
モールド２をシリコン基板３上のレジスト４に押しつける際、例えばモールド２が図示するように傾斜していた場合には、図１（ｂ）に示すようにモールド２の傾斜に合わせて両者が平行になるように弾性部材７を圧縮してシリコン基板３が傾斜する。上記の傾斜はモールド２とシリコン基板３の相対的なものであり、モールド２側が水平であってシリコン基板３側が傾斜していても同様の作用を行い、両者が水平面に対して傾斜していても同様である。
【００２０】
モールド２がレジスト４を加圧するとき、モールド２に対して加えられる押圧力の中心がピボット１２の尖端にほぼ一致しているときには、シリコン基板３を支持する弾性部材７に対しては押圧力がほとんど作用することなく、モールド２とシリコン基板３の傾斜が一致した状態でインプリントが行われる。
【００２１】
レジスト４の所定位置で上記のようなインプリントが行われた後、レジスト４の表面上の他の箇所にインプリントを行うときには、移動機構１０の移動によって次にインプリントを行う位置をモールド２の直下に移動し、以下同様の作動を行う。
【００２２】
上記実施例においては、支柱１１上に傾斜調整機構としてピボットを用いたものを示したが、例えば図５に示すような弾性部材を用いても同様の作用を行うことができ、更に、弾性体とピボット構造を組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のインプリントリソグラフィー用移動ステージは、試料側に傾斜調整機構を組み込みながら、試料移動を行う場合にも傾斜調整機能を有効に行うことができる。特に本発明は、モールド側に傾斜調整機能を付加することが困難な場合において有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の模式図であり、（ａ）はモールドをレジストから離し、試料を移動する状態を示し、（ｂ）はモールド保持部上のモールドをシリコン基板上のレジストに押しつける状態を示している。
【図２】傾斜調整機構としてのピボット機構を示す図である。
【図３】インプリントリソグラフィーによるパターン転写手法を示す図である。
【図４】モールド押圧側にピボット構造の傾斜調整機構を備えたインプリントリソグラフィ装置の模式図である。
【図５】モールド押圧側に弾性部材からなる傾斜調整機構を備えたインプリントリソグラフィ装置の模式図である。
【図６】試料側に傾斜調整機構を設けたインプリントリソグラフィー装置の模式図である。
【図７】試料側に傾斜調整機構と移動機構を設けた、インプリントリソグラフィー装置の模式図である。
【符号の説明】
１ モールド保持部
２ モールド
３ シリコン基板
４ レジスト
５ 試料保持部材
６ 移動ステージ
７ 弾性部材
８ 定盤
１０ 移動機構
１１ 支柱
１２ ピボット機構
１３ ピボット
１４ ピボット受け
１５ 突起
１６ くぼみ
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のパターンを形成したモールドを試料表面のレジストに対して複数箇所押圧するため、試料を支持するステージを移動するインプリントリソグラフィー装置の移動ステージに関し、特に試料とモールドが相対的に傾斜しているときでも全面に均一に押圧することができるようにしたインプリントリソグラフィー装置の移動ステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度メモリやシステムＬＳＩに代表される超ＬＳＩデバイスのダウンサイジングが進展し、より微細化を行うことができる技術が要求されており、そのため半導体製造プロセスの中でリソグラフィー（転写）技術の重要性が増大している。その中でインプリントリソグラフィーは所定の回路パターンを形成したモールドを、表面にレジストが塗布された試料基板に対して押しつけ、パターンを転写する技術であって、種々の方式が提案されており、例えば図３に示されるように行われる。
【０００３】
図３において、最初同図（ａ）に示すようにモールド材料３０の表面に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを電子ビームリソグラフィー等により形成することにより、表面に所定の凹凸形状３１を有するモールド３２を作成する。一方、同図（ｂ）に示すように、パターンを形成しようとするシリコン基板３３上にＰＭＭＡなどのレジスト材料を塗布し硬化させて、レジスト層３４を形成する。
【０００４】
次いでこのレジスト層３４備えたシリコン基板３３全体を約２００℃程度に加熱し、レジスト層３４を若干軟化させる。この状態で図６（ｃ）に示すように、前記モールド３２の凹凸形状３１を前記レジスト層３４の所定位置に配置し、凹凸形状３１をレジスト層３４に対して押しつける。このときレジスト層３４は軟化しているので、レジスト層３４は凹凸形状３１の凹部に入り込み、レジスト層３４は凹凸形状３１とほぼ同一形状となる。この状態で全体の温度を１０５℃程度に降下させることによりレジスト層３４を硬化させ、その後モールド３２を取り去る。このようにしてレジスト層３４には、所定形状の凹凸パターンが形成される。
【０００５】
なお、インプリントリソグラフィー方式においては、上記のようなものの他、例えばモールドを石英基板等の透明材料で作成し、転写される基板上には液体状の光硬化性樹脂を塗布し、その上にモールドの凹凸を押しつけ、凹凸内に液体状の光硬化性樹脂を流入させ、この状態で透明なモールドの裏側から紫外線等を照射して樹脂を硬化させ、その後モールドを取り去ることにより所定形状の凹凸パターンを形成する方式も提案されている。
【０００６】
上記のようなインプリントリソグラフィー方式においては、モールドを試料基板に押しつける際の押しつけ面内の圧力分布を一様にする必要がある。面内の圧力分布を一様にするにはモールドと試料基板の平行度を高める必要があり、両者が平行ではない場合はモールド側もしくは試料側で相互の傾斜が調整されなければならない。
【０００７】
上記のようにモールドを試料基板に対して押しつけるに際して、面内の圧力分布を一様にするには、従来から、弾性体や支点を有し、支点まわりに傾斜を変える傾斜調整機構を利用することが行われている。モールド側に傾斜調整機構を使用した場合を図４、図５の模式図に示す。図４においては、試料台３５にレジスト３６が塗布されたシリコン基板３７が置かれ、モールド３８が加圧機構４０によってシリコン基板３７上のレジスト３６に押しつけられる。図４は傾斜調整機構としてピボット構造４１を利用した場合を示しており、例えば試料台３５が加圧機構４０に対して相対的に傾斜している場合、加圧機構４０によってモールド３８をレジスト３６に押しつけるとき、ピボット構造４１がこの傾きを吸収し、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。図５は前記図４の傾斜調整機構として弾性体４２を用いたものであり、弾性体４２が傾きを吸収することができ、図４に示すものと同様に、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。
【０００８】
前記の例は加圧側に傾斜調整機構を使用した例を示したが、試料側に傾斜調整機構を使用しても同様の作用を行うことができ、その例を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の模式図に示している。同図（ａ）は試料台３５をピボット構造４３により支持した例を示し、（ｂ）は試料台３５の底面に弾性体４４を、また（ｃ）は試料台３５とシリコン基板３７の間に弾性体４４を設けた例を示している。これらの各方式のいずれにおいても、試料を移動させない場合は期待通りに傾斜調整機構が機能する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、モールドをレジストに対して均等な力で押圧するため、ピボットや弾性体からなる傾斜調整機構を、加圧側や加圧される側に設けるものにおいて、広い面のレジストに対してモールドを複数の箇所に押しつける際には、傾斜調整機構が図４及び図５に示すように加圧側に設けている場合は全面に対して傾斜調整機構が作用するが、傾斜調整機構が図６に示すように加圧される側に設けている場合には全面に対して機能させることができない。
【００１０】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には上記のような加圧される側に傾斜調整機構を付加した場合の問題を模式的に示している。同図に示しているものは前記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したものに対して試料移動ステージ４５を付加した例を示している。同図では課題が理解しやすいようにモールドを傾けて図示しているが移動ステージ側が傾斜していても同様である。図７（ａ）に示す例では、モールド３８をレジスト３６に押しつけると、モールド３８のＡ側のみが押し込まれ、Ｂ側は押し込むことができず、全く傾斜調整が機能しない。また図３（ｂ）に示す例も同様である。更に図３（ｃ）に示す例では基板３７が変形すれば若干は傾斜調整が機能すると考えられるが、Ａ部における応力により基板３７が破損する可能性がある。このように、試料移動を伴うインプリントリソグラフィーにおいて、モールド側への傾斜調整機構の付加が行えない場合の加圧される試料側での傾斜調整機構の実現が課題である。
【００１１】
したがって本発明は、所定のパターンを形成したモールドを試料表面のレジストに対して複数箇所押圧する際、モールドを押しつけるレジスト側を相対的に所定位置に移動するとき、モールドを押しつけられる側に傾斜調整機構を設ける場合でも全ての位置でモールドをレジストに均等な圧力で加圧することができるようにしたインプリントリソグラフィー用移動ステージを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、定盤上の支柱に固定した傾斜調整機構と、定盤上を移動可能に設けた移動ステージと、前記移動ステージ上に弾性部材を介して支持した試料と、前記傾斜調整機構の上部に対向して上下動自在に配置し、試料表面のレジストを押圧するモールドとを備えたことを特徴とする、インプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、前記傾斜調整機構がピボット機構であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、前記傾斜調整機構が弾性部材であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージとしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）、（ｂ）は本発明のインプリントリソグラフィー用移動ステージの基本的構成を示す模式図であり、図１（ａ）は試料を移動させる状態を示し、図１（ｂ）はモールド保持部１上のモールド２をシリコン基板３上のレジスト４に押しつける場合を示している。シリコン基板３上の周辺部を保持する試料保持部材５は、その下面と移動ステージ６の上面間にきわめて小さいバネ常数を有する弾性部材７を介して支持されている。移動ステージ６は定盤８上で自由に移動できる移動機構１０上に固定され、それにより移動ステージ６が定盤８上を平面内に移動するとき、移動ステージ６に支持されているシリコン基板３も一体的に移動する。
【００１６】
定盤８の略中心位置にはシリコン基板３の裏面に延びる支柱１１が固定され、この支柱１１の上端面には傾斜調整機構としてのピボット機構１２を設けている。ピボット機構１２は、支点を構成するピボット１３と、このピボット１３によって揺動自在に支持されその上端面で試料基板８の裏面を受けるピボット受け１４とから構成されている。
【００１７】
傾斜調整機構の一例としての上記ピボット機構を図２に拡大して示している。このピボット機構においては、円錐状の突起１５を有し前記支点を構成するピボット１３と、円錐状のくぼみ１６を備えたピボット受け１４により構成され、ピボット受け１４の円錐状のくぼみ１６の中心とピボット１３の円錐の突起１５の尖端とが接触し、この点を中心として両者が相対的に傾斜することができる。
【００１８】
このような構成により、図１（ａ）の状態においてシリコン基板３は周辺を弾性部材７で支持され、この弾性部材７を圧縮した状態でその裏面をピボット１２の揺動部材１４に支持されるか、或いはわずかに間隙を有する状態で弾性部材７に支持されている。それにより、移動機構１０が定盤８上を移動するとき、ピボット１２の謡動部材１４はシリコン基板３の裏面と軽く接触し、或いは接触しない状態が保たれる。
【００１９】
モールド２をシリコン基板３上のレジスト４に押しつける際、例えばモールド２が図示するように傾斜していた場合には、図１（ｂ）に示すようにモールド２の傾斜に合わせて両者が平行になるように弾性部材７を圧縮してシリコン基板３が傾斜する。上記の傾斜はモールド２とシリコン基板３の相対的なものであり、モールド２側が水平であってシリコン基板３側が傾斜していても同様の作用を行い、両者が水平面に対して傾斜していても同様である。
【００２０】
モールド２がレジスト４を加圧するとき、モールド２に対して加えられる押圧力の中心がピボット１２の尖端にほぼ一致しているときには、シリコン基板３を支持する弾性部材７に対しては押圧力がほとんど作用することなく、モールド２とシリコン基板３の傾斜が一致した状態でインプリントが行われる。
【００２１】
レジスト４の所定位置で上記のようなインプリントが行われた後、レジスト４の表面上の他の箇所にインプリントを行うときには、移動機構１０の移動によって次にインプリントを行う位置をモールド２の直下に移動し、以下同様の作動を行う。
【００２２】
上記実施例においては、支柱１１上に傾斜調整機構としてピボットを用いたものを示したが、例えば図５に示すような弾性部材を用いても同様の作用を行うことができ、更に、弾性体とピボット構造を組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のインプリントリソグラフィー用移動ステージは、試料側に傾斜調整機構を組み込みながら、試料移動を行う場合にも傾斜調整機能を有効に行うことができる。特に本発明は、モールド側に傾斜調整機能を付加することが困難な場合において有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の模式図であり、（ａ）はモールドをレジストから離し、試料を移動する状態を示し、（ｂ）はモールド保持部上のモールドをシリコン基板上のレジストに押しつける状態を示している。
【図２】傾斜調整機構としてのピボット機構を示す図である。
【図３】インプリントリソグラフィーによるパターン転写手法を示す図である。
【図４】モールド押圧側にピボット構造の傾斜調整機構を備えたインプリントリソグラフィ装置の模式図である。
【図５】モールド押圧側に弾性部材からなる傾斜調整機構を備えたインプリントリソグラフィ装置の模式図である。
【図６】試料側に傾斜調整機構を設けたインプリントリソグラフィー装置の模式図である。
【図７】試料側に傾斜調整機構と移動機構を設けた、インプリントリソグラフィー装置の模式図である。
【符号の説明】
１ モールド保持部
２ モールド
３ シリコン基板
４ レジスト
５ 試料保持部材
６ 移動ステージ
７ 弾性部材
８ 定盤
１０ 移動機構
１１ 支柱
１２ ピボット機構
１３ ピボット
１４ ピボット受け
１５ 突起
１６ くぼみ
Claims (3)
- 定盤上の支柱に固定した傾斜調整機構と、
定盤上を移動可能に設けた移動ステージと、
前記移動ステージ上に弾性部材を介して支持した試料と、
前記傾斜調整機構の上部に対向して上下動自在に配置し、試料表面のレジストを押圧するモールドとを備えたことを特徴とする、インプリントリソグラフィー用移動ステージ。 - 前記傾斜調整機構がピボット機構であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージ。
- 前記傾斜調整機構が弾性部材であることを特徴とする請求項１記載のインプリントリソグラフィー用移動ステージ。
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Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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