JP7284639B2 - 成形装置、および物品製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、基板の上に硬化性組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)を成形する成形処理を行う成形装置に関するものである。成形処理は、基板の上に組成物の液滴を離散的に供給する供給工程と、基板の上に供給された組成物と部材としての型(原版、テンプレート)とを接触させる接触工程とを含みうる。成形処理は更に、組成物と型とが接触した状態で組成物を硬化させる硬化工程と、硬化後の組成物と型とを分離する離型工程とを含みうる。
以下ではまず、複数の吸着領域を跨ぐショット領域202における離形時の課題を明らかにしておく。
まず、図6(a)において、ショット領域201(図3参照)は、第1吸着領域1021の領域内にある。このショット領域201に対して、吸着力制御部103は、インプリント材106とパターン部115との接触領域である第1吸着領域1021の吸着力よりも、その周辺領域である第2吸着領域1022~第5吸着領域1025のいずれかの吸着力を大きくする。それにより、離形の際に基板104のZ方向への変形を発生させることができる。
以上が既存技術における複数の吸着領域を跨ぐショット領域202において発生する課題である。
図9(a)において、第1吸着条件では、接触領域内の少なくとも一部の吸着力を、周辺領域の少なくとも一部の吸着力よりも小さいものとし、これによりパターン破壊を防ぐために基板104の変形を促進させている。一方、第2吸着条件では、第1吸着条件で小さくしていた接触領域の少なくとも一部の吸着力を周辺領域の少なくとも一部の吸着力に近づけている。
図9(b)においては、第2吸着条件で第1吸着条件の大小関係を逆転させている。
図9(c)においては、第2吸着条件で互いに吸着力を近づけている。
図9(d)においては、周辺領域の少なくとも一部の吸着力は接触領域の少なくとも一部の吸着力より小さいままとし、接触領域の少なくとも一部の吸着力を第2吸着条件で第1吸着条件よりも大きくしている。
このフローでは、第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングの適正値が決まっており、その設定が事前に(例えばS301で)各ショット領域に割り当てられるようになっている。
ここでは、図11のS301における、第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングの具体的な決定方法を説明する。図12は、S301における、第1吸着条件、第2吸着条件、および第1吸着条件から第2吸着条件に変更するタイミング(以下「切替タイミング」)の具体的な決定方法のフローチャートである。
S501で、制御部113は、基板104のショットレイアウトから、各ショット領域内に、基板保持部102の第1吸着領域1021~第5吸着領域1025のうちどの吸着領域が存在するかを確認する。そして、制御部113は、各吸着領域のショット領域内で占める面積に基づいて、または、パターン部115の中心に最も近い吸着領域はどの吸着領域であるかに基づいて、第1吸着条件と第2吸着条件を決める。切替タイミングについては、切替タイミングが早すぎると、離型工程の早期から基板のZ方向の動きが拘束されてしまいパターン破壊のリスクが高まる。一方、切替タイミングが遅すぎると、離型完了時までに最終離型点をパターン部115の中心に精度良く近づけることが間に合わない。よって、以下の処理で、切替タイミングは、パターン破壊が起きない範囲でなるべく早いタイミングに決定されるとよい。
S301では、このようなフローによって、各ショット領域の第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングを適切に決定することができる。なお、図12の決定フローをそのままインプリント処理に用いてもよい。図13(d)は、第2吸着領域1022、第3吸着領域1023、第4吸着領域1024、第5吸着領域1025を跨ぐ場所に位置しているショット領域202を示しており、これは図6(d)と同じである。図13(e)は、図12のフローに従い決定された第1吸着条件の下で離型を開始した後の、インプリント材106とパターン部115との接触領域を示している。この時点では、図6(e)と同様、基板104の変形度合いに偏りが生じ、パターン部115の中心と接触領域の図心とが一致しないかもしれない。しかし、図13(f)では、図12のフローに従い適切に設定されたタイミングで第2吸着条件に切り替えたため、最終離型点がパターン部115の中心と一致している。
ここでは、図11のS301における、第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングの決定方法について、他の例を説明する。
本実施形態におけるインプリント装置100は、図1に示すように、型保持部108付近に配置された測定部150を有する。測定部150は、離型工程において、硬化したインプリント材106と型107との分離に要する力である離型力に関する物理量を測定する。測定部150は、例えば、力に比例して変形する起歪体とその変形量を測定する歪みゲージを有するロードセルでありうる。
S701で、制御部113は、基板104のショットレイアウトから、各ショット領域内に、基板保持部102の第1吸着領域1021~第5吸着領域1025のうちどの吸着領域が存在するかを確認する。そして、制御部113は、各吸着領域のショット領域内で占める面積に基づいて、または、パターン部115の中心に最も近い吸着領域はどの吸着領域あるかに基づいて、第1吸着条件と第2吸着条件を決める。
S301では、このようなフローで、各ショット領域の第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングを決定することができる。なお、図14の決定フローをそのままインプリント処理に用いてもよい。
ここでは、図11のS301における、第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングの決定方法について、更に他の例を説明する。図16は、本実施形態よる、S301での、第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングの具体的な決定方法のフローチャートである。
S901で、制御部113は、基板104のショットレイアウトから、各ショット領域内に、基板保持部102の第1吸着領域1021~第5吸着領域1025のうちどの吸着領域が存在するかを確認する。そして、制御部113は、各吸着領域のショット領域内で占める面積に基づいて、または、パターン部115の中心に最も近い吸着領域はどの吸着領域であるかに基づいて、第1吸着条件と第2吸着条件を決める。
S301では、このようなフローで、各ショット領域の第1吸着条件、第2吸着条件、およびその切替タイミングを決定することができる。なお、図16の決定フローをそのままインプリント処理に用いてもよい。
本実施形態は、第1実施形態における図11のインプリント処理の変形例に関する。図17に、本実施形態におけるインプリント処理のフローチャートを示す。
S1001で、制御部113は、基板104のショットレイアウトから、各ショット領域内に、基板保持部102の第1吸着領域1021~第5吸着領域1025のうちどの吸着領域が存在するかを確認する。そして、制御部113は、各吸着領域のショット領域内で占める面積に基づいて、または、パターン部115の中心に最も近い吸着領域はどの吸着領域であるかに基づいて、第1吸着条件と第2吸着条件を決める。
上述の各実施形態においては、成形装置の一態様として、インプリント材と前記型とを接触させることによって前記型のパターンを前記インプリント材に転写するインプリント装置について説明した。しかし、本発明は、成形装置の別態様として、基板の上の組成物と平坦面を有する部材(型)を接触させることによって基板の上に組成物による平坦化膜を形成する平坦化装置にも適用することができる。
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。
Claims (12)
- 基板の上の組成物と型とを接触させる接触工程と、前記組成物と前記型とが接触した状態で前記組成物を硬化させる硬化工程と、前記硬化した組成物と前記型とを分離する離型工程と、を含む成形処理を行う成形装置であって、
前記基板の下面を吸着する複数の吸着領域を有し、該複数の吸着領域で前記基板を吸着することによって前記基板を保持する基板保持部と、
前記成形処理の実行を制御するとともに、前記複数の吸着領域のそれぞれにおける吸着力を独立に制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記離型工程において、前記型が前記組成物から最後に分離する点である最終離型点が前記型のパターン面の中心になるように、前記複数の吸着領域それぞれの吸着力を制御するように構成され、
前記制御部は、離型時に前記パターン面と対向する前記基板のショット領域が前記パターン面に対して凸形状に変形することを許容するように、当該ショット領域の下にある吸着領域のうち最も基板外周側の吸着領域以外の吸着領域の吸着力を弱める第1吸着条件で前記離型工程を開始し、前記離型工程の途中で、前記第1吸着条件から、前記ショット領域の下にある各吸着領域の吸着力の差をなくした第2吸着条件に変更する、ことを特徴とする成形装置。 - 前記組成物と前記パターン面との接触領域を撮像する撮像部を更に有し、
前記制御部は、前記離型工程において前記撮像部により得られた前記接触領域の画像に基づいて、前記第1吸着条件から前記第2吸着条件に変更するタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項1に記載の成形装置。 - 前記制御部は、前記画像が基準領域の中に入ったタイミングを前記第1吸着条件から前記第2吸着条件に変更するタイミングとして決定する、ことを特徴とする請求項2に記載の成形装置。
- 前記制御部は、前記画像に基づいて、形成された前記組成物のパターンの離型による欠陥が発生せず、かつ、前記最終離型点が前記パターン面の中心になるように前記基準領域を設定する、ことを特徴とする請求項3に記載の成形装置。
- 前記硬化した組成物と前記型との分離に要する力である離型力を測定する測定部を更に有し、
前記制御部は、前記測定部により測定された離型力が基準離型力になったタイミングを前記第1吸着条件から前記第2吸着条件に変更するタイミングとして決定する、ことを特徴とする請求項2に記載の成形装置。 - 前記制御部は、前記画像に基づいて、形成された前記組成物のパターンの離型による欠陥が発生せず、かつ、前記最終離型点が前記パターン面の中心になるように、前記基準離型力を設定する、ことを特徴とする請求項5に記載の成形装置。
- 前記制御部は、前記離型工程の開始から基準時間が経過したタイミングを前記第1吸着条件から前記第2吸着条件に変更するタイミングとして決定する、ことを特徴とする請求項2に記載の成形装置。
- 前記制御部は、前記画像に基づいて、形成された前記組成物のパターンの離型による欠陥が発生せず、かつ、前記最終離型点が前記パターン面の中心になるように、前記基準時間を設定する、ことを特徴とする請求項7に記載の成形装置。
- 前記成形装置は、前記基板の上の前記組成物であるインプリント材と前記型とを接触させることによって前記型のパターンを前記インプリント材に転写するインプリント装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項に記載の成形装置。
- 前記成形装置は、前記基板の上の前記組成物と前記型の平坦面とを接触させることによって前記基板の上に前記組成物による平坦化膜を形成する平坦化装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項に記載の成形装置。
- 請求項9に記載の成形装置である前記インプリント装置を用いて基板の上にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する処理工程と、
を有し、前記処理工程で処理さ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。 - 請求項10に記載の成形装置である前記平坦化装置によって基板の上に組成物の膜を形成する形成工程と、
前記形成工程で形成された前記膜を処理する処理工程と、
を有し、前記処理工程で処理さ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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