(57)【要約】【課題】生産性が高く、テンプレートに欠陥が生じた場合に、欠陥の種類に応じて最適な歩留まりの管理を行うことができるインプリント方法、インプリント装置及びプログラムを提供する。【解決手段】実施の形態のインプリント方法によれば、テンプレートに形成された凹凸パターンを基板上のインプリント材料に接触させて凹凸パターンをインプリント材料に転写する工程と、転写する工程の後にテンプレート又はインプリント材料に形成された凹凸パターンを撮像する工程とを複数回行う。次に、複数回の撮像する工程によって得られた複数の画像の経時的な変化に基づいて、テンプレートの欠陥の種類を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンプレートに形成された凹凸パターンを基板上のインプリント材料に接触させて前記凹凸パターンを前記インプリント材料に転写する工程と、前記転写する工程の後に前記テンプレート又は前記インプリント材料に形成された前記凹凸パターンを撮像する工程とを複数回行い、
前記複数回の前記撮像する工程によって得られた複数の画像の経時的な変化に基づいて、前記テンプレートの欠陥の種類を判定するインプリント方法。
【請求項２】
前記撮像する工程によって得られた前記画像に存在する欠陥の大きさ又は数を含む欠陥情報を検出し、
前記欠陥の種類及び前記欠陥情報に基づいて前記テンプレートの処理方法を決定する請求項１に記載のインプリント方法。
【請求項３】
前記テンプレートの処理方法の決定は、前記テンプレートの継続使用及び前記凹凸パターンを転写する工程における条件の変更を含む請求項１又は２に記載のインプリント方法。
【請求項４】
前記欠陥の種類は、前記テンプレートの欠損と、前記テンプレートに付着した異物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のインプリント方法。
【請求項５】
テンプレートに形成された凹凸パターンを基板上のインプリント材料に接触させて前記凹凸パターンを前記インプリント材料に転写する転写部と、
前記テンプレート又は前記インプリント材料に形成された前記凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記転写部及び前記撮像部を制御して転写後の前記凹凸パターンの撮像を複数回行い、前記複数回の撮像によって得られた複数の画像の経時的な変化に基づいて、前記テンプレートの欠陥の種類を判定する判定部とを備えたインプリント装置。
【請求項６】
テンプレートに形成された凹凸パターンを基板上のインプリント材料に接触させて前記凹凸パターンを前記インプリント材料に転写するステップと、前記転写するステップの後に前記テンプレート又は前記インプリント材料に形成された前記凹凸パターンを撮像するステップとを複数回行い、
前記複数回の前記撮像するステップによって得られた複数の画像の経時的な変化に基づいて、前記テンプレートの欠陥の種類を判定するステップを、
コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、インプリント方法、インプリント装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント法は、テンプレート（原版、スタンパ又はモールドともいう。）に形成された凹凸パターンをインプリント材料に転写する技術である。テンプレートの表面やインプリント材料の表面に異物が存在した状態でインプリントを行うと、異物がテンプレートを傷つけ、テンプレートの表面に欠損が生じる。また、テンプレートの表面に欠損や異物による欠陥があると、インプリント材料にその欠陥も転写されてしまうため、テンプレートには欠陥が無いことが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、生産性が高く、テンプレートに欠陥が生じた場合に、欠陥の種類に応じて最適な歩留まりの管理を行うことができるインプリント方法、インプリント装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態のインプリント方法によれば、テンプレートに形成された凹凸パターンを基板上のインプリント材料に接触させて凹凸パターンをインプリント材料に転写する工程と、転写する工程の後にテンプレート又はインプリント材料の凹凸パターンを撮像する工程とを複数回行う。次に、複数回の撮像する工程によって得られた複数の画像の経時的な変化に基づいて、テンプレートの欠陥の種類を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。
【図２】図２は、差分画像の生成方法の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るインプリント方法を実現するインプリント装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。          
【０００８】
このインプリント装置１は、インプリントを行う本体部２と、インプリント装置１の各部を制御する制御部３と、半導体メモリ等の記憶部４と、液晶ディスプレイ等の表示部５とを備える。
【０００９】
（本体部）
本体部２は、チャンバ２０を有し、このチャンバ２０内に、テンプレート６を保持する保持部材２１、基板１０を移動させるステージ２２、基板１０側にテンプレート６を介してＵＶ（ultraviolet）光２３ａを照射する光源２３、テンプレート６の凹凸パターン６ａを撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２４、基板１０上にインプリント材料１２を供給するディスペンサ２５、及びディスペンサ２５をチャンバ２０に固定する固定部材２６を配置している。
【００１０】
テンプレート６は、例えば光透過性を有する石英から形成されている。テンプレート６は、一主面に、凹部及び凸部を含む凹凸パターン６ａが形成されている。凹凸パターンが形成される主面は、パターン密度に応じて複数の領域に区分されている。パターン密度は、例えばパターンのピッチで表される。本実施の形態では、凹凸パターンが形成される主面は、高密度領域と低密度領域の２つに区分されている。高密領域には、パターンのピッチが例えば１００ｎｍ以下の凹凸パターン６ａが形成され、低密度領域には、パターンのピッチが例えば１００ｎｍを超える凹凸パターン６ａが形成されている。
【００１１】
基板１０は、例えばシリコンから形成されている。基板１０上には、半導体膜、絶縁体膜、金属膜等の被加工膜１１が形成され、被加工膜１１上には、光硬化性樹脂等からなるインプリント材料１２が形成される。
【００１２】
ステージ２２は、基板１０を油圧、空気圧、モータ等により上下方向ｚ及び水平方向ｘに移動可能な機構を有し、後述するインプリント制御部３０からの動作指令信号に基づいて、基板１０を上下方向ｚ及び水平方向ｘに移動させる。
【００１３】
ＣＣＤカメラ２４は、テンプレート６の凹凸パターン６ａ全体を一括して撮像する撮像範囲を有する。なお、ＣＣＤカメラ２４の代わりに、イメージセンサを用いてライン状に画像を撮像し、イメージセンサ又はテンプレートを移動させて凹凸パターン６ａ全体を撮像してもよい。
【００１４】
（制御部）
制御部３は、インプリント制御部３０、欠陥検出部３１、影響度算出部３２及び判定部３３を備える。
【００１５】
インプリント制御部３０は、ＣＰＵ、インタフェース回路等から構成されている。インプリント制御部３０のＣＰＵは、記憶部４に記憶されている後述する図３に示すようなインプリントプログラム４０に従い、ステージ２２、光源２３及びディスペンサ２５を制御してインプリントを実行し、欠陥検出部３１、影響度算出部３２及び判定部３３を制御してテンプレート６の検査を実行する。
【００１６】
欠陥検出部３１、影響度算出部３２及び判定部３３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウエアによって実現してもよく、プログラムに基づくＣＰＵの動作によって実現してもよい。
【００１７】
欠陥検出部３１は、ＣＣＤカメラ２４から得られた撮像画像と記憶部４に記憶されている後述する参照画像４１との差分処理を行って差分画像を生成し、差分画像に基づいて欠陥情報を検出する。欠陥情報には、欠陥の種類、欠陥の位置（座標（ｘ、ｙ））、欠陥の大きさＤが含まれる。なお、欠陥情報は、これらに限定されない。欠陥の種類には、テンプレート６に形成された欠損（傷を含む。）による欠陥と、テンプレート６に付着した異物による欠陥とがある。
【００１８】
また、欠陥検出部３１は、インプリント毎に生成した複数の差分画像の経時的な変化に基づいて、欠陥の種類を判定する。例えば、欠陥検出部３１は、欠陥の数及び位置に変化がなければ、欠陥の種類を欠損と判定し、欠陥の数又は位置に変化があれば、欠陥の種類を異物と判定する。なお、欠陥の種類の判定方法は、これに限定されない。
【００１９】
影響度算出部３２は、欠陥検出部３１によって検出された欠陥情報と記憶部４に記憶されている後述する欠陥影響度情報４２に基づいて、歩留まりの影響度Ｉを次の計算式により算出する。なお、計算式は一例であり、これに限定されない。歩留まりの影響度Ｉは、欠陥が歩留まりに影響する度合いをいい、影響度Ｉが大きい程歩留まりが低下する。
【００２０】
【数１】
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ここで、ｎは欠陥の数である。ａＤは欠陥の大きさＤに応じた評価値であり、欠陥の大きさＤが大きい程大きな値となる。ｂＥは欠陥の位置に対応したパターン密度に応じた評価値であり、パターン密度が高い程大きな値となる。すなわち、欠陥の数が多い程、又は欠陥の大きさが大きい程歩留まりの影響度Ｉは、大きくなる。また、パターン密度の低い領域よりも高い領域に欠陥が存在する程歩留まりの影響度Ｉは、大きくなる。
【００２１】
判定部３３は、欠陥検出部３１によって判定された欠陥の種類に応じて、影響度算出部３２によって算出された影響度Ｉと記憶部４に記憶されている閾値情報４４に基づいてテンプレート６の継続使用の可否等を判定する。
【００２２】
（記憶部）
記憶部４には、図３に示すインプリント方法を実施するためのインプリントプログラム４０、撮像画像との比較の基準となる参照画像４１、欠陥影響度情報４２、パターン密度情報４３、閾値情報４４等が記憶されている。
【００２３】
参照画像４１は、欠陥の無いテンプレート６の凹凸パターン６ａを撮像して形成されている。なお、参照画像４１は、設計データを多値化して形成してもよい。
【００２４】
欠陥影響度情報４２は、欠陥の大きさＤと評価値ａＤとの関係情報、欠陥の位置に対応したパターン密度と評価値ｂＥとの関係情報を含む。欠陥の位置に対応したパターン密度は、パターン密度情報４３から取得する。
【００２５】
パターン密度情報４３は、参照画像４１上の位置（座標（ｘ，ｙ））とパターン密度とを関係付けた情報である。
【００２６】
閾値情報４４は、第１の閾値Ｔｈ１と第１の閾値Ｔｈ１よりも大きい第２の閾値Ｔｈ２とを含む。
【００２７】
（実施の形態の動作）
次に、実施の形態の動作を図１〜図３を参照して説明する。図３は、実施の形態に係るインプリント方法を実現するインプリント装置の動作例を示すフローチャートである。
【００２８】
制御部３は、インプリントプログラム４０に従って、ステージ２２、光源２３及びディスペンサ２５を制御してインプリントを実行し、欠陥検出部３１、影響度算出部３２及び判定部３３を制御してテンプレート６の検査を実行する。
【００２９】
（１）インプリント
まず、インプリント制御部３０は、初期化によりＮをリセット（Ｎ＝０）し、ステージ２２を初期位置Ｐ１に移動させる（Ｓ１）。ステージ２２が初期位置Ｐ１に移動することで、基板１０がテンプレート６に対向した位置となる。
【００３０】
次に、インプリント制御部３０は、ディスペンサ２５からインプリント材料１２を基板１０上に形成された被加工膜１１上に供給する（Ｓ２）。インプリント制御部３０は、上昇の動作指令信号をステージ２２に与える。ステージ２２は、上昇の動作指令信号に基づいて基板１０を上昇させてテンプレート６にインプリント材料１２を接触させる。なお、テンプレート６の保持部材２１が下降してテンプレート６とインプリント材料１２を接触させても良い。
【００３１】
次に、インプリント制御部３０は、光源２３を駆動し、光源２３からＵＶ光２３ａをテンプレート６を介してインプリント材料１２に照射させる。インプリント材料１２は、ＵＶ光の照射を受けて硬化する。
【００３２】
次に、インプリント制御部３０は、下降の動作指令信号をステージ２２に与える。ステージ２２は、下降の動作指令信号に基づいて基板１０を下降させる。基板１０の下降によってテンプレート６がインプリント材料１２から離型し、凹凸パターンがインプリント材料１２に転写される（Ｓ３）。
【００３３】
（２）テンプレートの検査
次に、インプリント制御部３０は、基板１０を水平方向の退避位置Ｐ２に移動させる動作指令信号をステージ２２に出力する。ステージ２２は、水平方向の退避位置Ｐ２への動作指令信号に基づいて基板１０を待避位置Ｐ２に移動させる。基板１０が退避位置Ｐ２に移動することで、ＣＣＤカメラ２４がテンプレート６の凹凸パターン６ａに対向する位置となる。
【００３４】
次に、インプリント制御部３０は、ＣＣＤカメラ２４を制御してテンプレート６の凹凸パターン６ａを撮像させる（Ｓ４）。ＣＣＤカメラ２４は、凹凸パターン６ａの撮像画像を欠陥検出部３１に送る。尚、撮像時に次のショットのインプリントをしても良い。
【００３５】
欠陥検出部３１は、図２に示すように、ＣＣＤカメラ２４の撮像により得られた撮像画像６０と記憶部４に記憶されている参照画像４１との差分処理を行って差分画像６１を生成する（Ｓ５）。続いて、欠陥検出部３１は、後述するように差分画像６１に基づいて欠陥情報を検出する（Ｓ６）。
【００３６】
図２は、差分画像６１の生成方法の一例を説明するための図である。撮像画像６０には、例えばテンプレート６の凹凸パターン６ａの凹部及び凸部にそれぞれに対応した凹部像６０ａ及び凸部像６０ｂと、凹凸パターン６ａに形成された欠陥に対応する欠陥像６０Ｃ１、６０Ｃ２が含まれているとする。参照画像４１には、例えばテンプレート６の凹凸パターン６ａの凹部及び凸部にそれぞれ対応した凹部像４１ａ及び凸部像４１ｂが含まれているとする。撮像画像６０と参照画像４１から差分画像６１を生成すると、撮像画像６０の凹部像６０ａ及び凸部像６０ｂは参照画像４１の凹部像４１ａ及び凸部像４１ｂによって消去され、撮像画像６０の欠陥像６０Ｃ１、６０Ｃ２だけが差分画像６１に残る。
【００３７】
欠陥検出部３１は、差分画像６１に含まれる欠陥像６０Ｃ１、６０Ｃ２の位置及び大きさを検出する。
【００３８】
次に、インプリント制御部３０は、Ｎの値を１つインクリメントし（Ｓ７）、Ｎ-＝ｍ（例えば３）であるか否かを判断し（Ｓ８）、Ｎ＝ｍでなければ（Ｓ８：Ｎｏ）、Ｎ＝ｍとなるまで、上記インプリント材料１２の塗布（Ｓ２）、パターンの転写（Ｓ３）、テンプレート６の撮像（Ｓ４）、差分画像６１の生成（Ｓ５）、欠陥情報の検出（Ｓ６）、及びＮの値のインクリメント（Ｓ７）を繰り返し行う。
【００３９】
Ｎ＝ｍになると（Ｓ８：Ｙｅｓ）、欠陥検出部３１は、欠陥の種類を判定する（Ｓ９）。すなわち、ｍ個の差分画像６１の経時的な変化、例えば欠陥像の数及び位置に変化が無ければ、欠陥の種類を欠損と判定し、欠陥像の数又は位置に変化があれば、欠陥の種類を異物と判定し、判定した欠陥の種類を判定部３３に出力する（Ｓ９）。
【００４０】
欠陥検出部３１は、ｍ回目の差分画像６１から検出した欠陥情報（欠陥の位置及び大きさ）を影響度算出部３２に出力する。
【００４１】
影響度算出部３２は、欠陥検出部３１から出力された欠陥情報と記憶部４に記憶されている欠陥影響度情報４３に基づいて歩留まりの影響度Ｉを前述した計算式を用いて算出する（Ｓ１０）。
【００４２】
（３）判定
判定部３３は、欠陥検出部３１によって検出された欠陥の種類毎に、影響度算出部３２によって算出された影響度Ｉと記憶部４に記憶されている閾値情報４４とを比較し、以下に説明するように比較結果に応じた表示を行う。
【００４３】
（３−１）欠陥が欠損である場合
上記ステップＳ９において、欠陥の種類がテンプレート６の欠損と判定されたとき（Ｓ１１）、判定部３３は、影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１以上であるとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、判定部３３は、影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ１３）。影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２以上であるとき（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、判定部３３は、「テンプレートの交換又は破棄」を行うべき旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１４）。
【００４４】
上記ステップＳ１２において、影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１未満であるとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、判定部３３は、「インプリントの続行可能」である旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１５）。
【００４５】
上記ステップＳ１３において、影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２未満であるとき、（Ｓ１３：Ｎｏ）、判定部３３は、「インプリントの続行可能」である旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１５）。
【００４６】
欠陥の種類が欠損と判定されたテンプレート６は、影響度Ｉと閾値情報４４との比較結果に応じて、交換又は破棄され、又は継続してインプリントに使用される。
【００４７】
（３−２）欠陥が異物の場合
上記ステップＳ９において、欠陥の種類が異物と判定されたとき（Ｓ１１）、判定部３３は、影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判断する（Ｓ１６）。影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１以上であるとき（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、判定部３３は、影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ１７）。影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２以上であるとき（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、判定部３３は、「テンプレートの交換又は洗浄」を行うべき旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１８）。
【００４８】
上記ステップＳ１６において、影響度Ｉが第１の閾値Ｔｈ１未満であるとき（Ｓ１６：Ｎｏ）、判定部３３は、「インプリントの続行可能」である旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１５）。
【００４９】
上記ステップＳ１７において、影響度Ｉが第２の閾値Ｔｈ２未満であるとき、（Ｓ１７：Ｎｏ）、判定部３３は、「インプリント条件の変更」を行うべき旨のメッセージを表示部５に表示する（Ｓ１９）。インプリント条件の変更は、本実施の形態では、例えばインプリント材料１２の膜厚が厚くなるように変更する。なお、インプリント条件の変更には、インプリント材料１２の膜厚の変更の他に、テンプレート６とインプリント材料１２との圧力を小さくする変更、ＵＶ光の光強度を小さくする変更、テンプレート６の離型速度を小さくする変更、インプリント材料１２の塗布量を多くする変更等がある。
【００５０】
欠陥の種類が異物と判定されたテンプレート６は、影響度Ｉと閾値情報４４との比較結果に応じて、交換又は洗浄され、又はインプリント条件が変更されて継続してインプリントに使用され、又はインプリント条件が変更されずに継続してインプリントに使用される。
【００５１】
（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、同一筐体内にインプリントとテンプレートの検査を行っているので、生産性の高いインプリントを行うことができる。また、テンプレートに欠陥が生じた場合に、欠陥の種類を判定しているので、欠陥の種類に応じて最適な歩留まりの管理を行うことができる。
【００５２】
（変形例１）
上記実施の形態の構成において、テンプレート６の保持部材２１を上下方向に移動可能な構成とし、ＣＣＤカメラ２４をテンプレート６の背面側に設け、ＣＣＤカメラ２４により透明なテンプレート６を介してテンプレート６の凹凸パラーン６ａ又は凹凸パターン６ａが転写されたレジストの表面を撮像してもよい。この構成により、ステージ２２を退避位置に移動させなくても、インプリント中にＣＣＤカメラ２４による撮像が可能になる。
【００５３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。
【００５４】
例えば、インプリント方法は、上記実施の形態に限定されず、ステップの省略、入れ替え、追加等を行うことは可能である。
【００５５】
上記実施の形態では、テンプレートを撮像して欠陥情報を取得したが、インプリント後のインプリント材料を撮像して欠陥情報を取得してもよい。
【００５６】
上記プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…インプリント装置、２…本体部、３…制御部、４…記憶部、５…表示部、６…テンプレート、６ａ…凹凸パターン、１０…基板、１１…被加工膜、１２…インプリント材料、２０…チャンバ、２１…保持部材、２２…ステージ、２３…光源、２３ａ…ＵＶ光、２４…ＣＣＤカメラ、２５…ディスペンサ、２６…固定部材、３０…インプリント制御部、３１…欠陥検出部、３２…影響度算出部、３３…判定部、４０…インプリントプログラム、４１…参照画像、４１ａ…凹部像、４１ｂ   …凸部像、４２…欠陥影響度情報、４３…パターン密度情報、４３…欠陥影響度情報、４４…閾値情報、６０…撮像画像、６０ａ…凹部像、６０ｂ…凸部像、６０Ｃ１、６０Ｃ２…欠陥像、６１…差分画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011240662.tif 000006