(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント材の硬化阻害を防ぐための気体を供給した状態で、基板上のインプリント材に型を接触させインプリント材を硬化させることでパターンを形成するインプリント装置であって、
前記インプリント材を硬化させる硬化光を照射する光源と、
前記気体を供給した状態でインプリント処理を行った基板を検査することで予め取得された、前記気体の濃度が不足することにより生じる基板上の位置に対するパターンの欠陥分布に基づいて、前記基板上の複数のショット領域のそれぞれにおける前記インプリント材を硬化させる前記硬化光の光量の制御を行う制御部と、を備え
ることを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記欠陥分布における欠陥が多い基板上の領域の前記硬化光の光量を、前記欠陥分布における欠陥が少ない基板上の領域の前記硬化光の光量よりも多くなるように制御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】
透過率分布のあるフィルタを備え、
前記制御部は、前記気体の濃度が不足することにより生じる欠陥分布に基づいて、前記フィルタの光路内への出し入れを制御することにより、前記硬化光の光量の制御を行う
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】
互いに異なる透過率分布のある複数のフィルタを備え、
前記制御部は、前記基板上の位置に対するパターンの欠陥分布に基づいて、前記複数のフィルタのうち光路内に入れるフィルタを選択することにより、前記硬化光の光量の制御を行う
ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記光源の位置を駆動させる駆動部を備え、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記光源の位置を制御することにより、前記硬化光の光量の制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記光源は複数のＬＥＤ素子を有し、
前記制御部は、前記ＬＥＤ素子ごとに個別に電力制御を行うことにより、前記硬化光の光量の制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記インプリント材と前記型との押圧領域にインプリント材の硬化阻害を防ぐための気体を供給する供給部をさらに有する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装置。
【請求項８】
基板上のインプリント材に型を用いてパターンを形成するインプリント装置を用いて、前記インプリント材を硬化させる硬化光の露光量の制御方法であって、
インプリント材の硬化阻害を防ぐための気体を供給した状態で、基板上のインプリント材に型を接触させインプリント材を硬化させることで形成された基板上のパターンのパターン欠陥分布を検査する工程と、
検査された前記パターンの欠陥分布に基づいて、ショット毎の前記硬化光の光量を決定する工程と、
決定した前記ショット毎の硬化光の光量に基づいて前記硬化光の光量を制御する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板上に形成する工程と、
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、を有する
ことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置、制御方法及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等を製造するためのインプリント技術では、パターンの形成されたマスクをインプリント材が塗布されたシリコン基板上に押しつけて紫外光や熱によってインプリント材を硬化させることでパターンを形成している。インプリント技術では、マスクをシリコン基板上のインプリント材に押し付ける際にマスクとインプリント材の間に空気たまりが残ることを防ぐために、マスクやインプリント材に透過することが可能なヘリウムを押印空間に充満させている。ヘリウムの濃度が不十分である場合、酸素が押印空間に残留し、インプリント材の硬化が阻害され、パターン欠陥が生じる。この硬化阻害によるパターン欠陥の発生は、硬化光の照射量を増やすことで減らすことが可能である。
【０００３】
パターン欠陥を減らすためにインプリント領域内の硬化光の光量に分布を持たせる技術として、特許文献１は、離型時にパターン欠陥が生じやすい中央部における硬化光の光量を小さくして離型力を減らす方法を開示している。特許文献１は、中央部における硬化光の光量を小さくするために透過率分布を持たせたフォトマスクを用いて光量を調整している。特許文献２は、パターン外周領域での硬化光の光量を弱めて離型力を減らす方法を開示している。特許文献２は、透過率分布を持ったフィルタの切り替えや遮光板による遮光シャッタ切り替え時間の組み合わせによって硬化光の光量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８１５４８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２０６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２は硬化させたインプリント材と型とを離す際に発生する付着力により生ずるパターン欠陥を減少させるための技術であり、ヘリウムの濃度が低いことで起こる酸素による硬化阻害が原因のパターン欠陥には適用できない。酸素による硬化阻害が原因のパターン欠陥に対しては、ヘリウムの濃度分布やヘリウムの流量に応じた硬化光の光量で照射する必要がある。
【０００６】
本発明は、例えば、基板上に形成されるパターン欠陥を減少させることができるインプリント装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、インプリント材の硬化阻害を防ぐための気体を供給した状態で、基板上のインプリント材に型を接触させインプリント材を硬化させることでパターンを形成するインプリント装置であって、前記インプリント材を硬化させる硬化光を照射する光源と、前記気体を供給した状態でインプリント処理を行った基板を検査することで予め取得された、前記気体の濃度が不足することにより生じる基板上の位置に対するパターンの欠陥分布に基づいて、前記基板上の複数のショット領域のそれぞれにおける前記インプリント材を硬化させる前記硬化光の光量の制御を行う制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、基板上に形成されるパターン欠陥を減少させることができるインプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インプリント装置の装置構成図である。
【図２】インプリントシーケンスを説明する図である。
【図３】インプリントシーケンスを説明する図である。
【図４】ウエハ上のインプリント順番を説明する図である。
【図５】実施例１のインプリント装置の構成を説明する図である。
【図６】実施例１の基板上欠陥分布を説明する図である。
【図７】実施例２のインプリント装置の構成を説明する図である。
【図８】実施例２の基板上欠陥分布を説明する図である。
【図９】実施例３のインプリント装置の構成を説明する図である。
【図１０】実施例４のインプリント装置の構成を説明する図である。
【図１１】実施例４のインプリント装置の光源素子部を説明する図である。
【図１２】実施例４の基板上欠陥分布を説明する図である。
【図１３】実施例４の応用した装置の光源素子部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
図１を参照しながら本発明の一実施形態のインプリント装置の概要について説明する。図１は、インプリント装置の装置構成例を示す図である。本実施形態のインプリント装置１００は、インプリントサイクルを繰り返すことによって基板の複数のショット領域にパターンを形成するように構成されている。ここで、１つのインプリントサイクルは、原版（型）を未硬化樹脂（インプリント材）に押し付けた状態で該インプリント材を硬化させることによって基板の１つのショット領域にパターンを形成するサイクルである。
【００１１】
基板１は、原版のパターンを転写することで、表面層に原版パターンに対応した素子パターンが形成される。基板微動ステージ２は、基板１をＸＹ方向及びＸＹ面内回転方向に微小量（ＸＹ１ｍｍ程度、ＸＹ面内回転方向数度程度）駆動可能なステージである。基板粗動ステージ３は、前記基板１をＸＹ方向に基板１を大きく移動させる基板ステージで、お互いに直交する方向で基板１の搬入搬出位置から基板全面へのインプリント領域を移動させることができる。
【００１２】
インプリント装置のベースフレーム４は、基板微動ステージ２及び基板粗動ステージ３の保持位置決めをする。原版５は、表面に凹凸状のパターンが刻まれ、基板１との間にインプリント材を挟み転写することで刻まれたパターンが基板１転写されている。原版の上下駆動を行う駆動装置５ａは、基板１上の未硬化樹脂に原版５を接触押しつける動作を行う。紫外光発生装置６は、原版５を介して未硬化樹脂に紫外光６ａを照射してそれを硬化させる。また、この紫外光発生装置６は例えば、ｉ線、ｇ線を発生するハロゲンランプや水銀ランプなどの点光源と、該点光源が発生した光を集光成形する機能を含む。
【００１３】
ディスペンサー７は、未硬化樹脂を微小液滴化して吐出することで、基板１上に所定の量の未硬化樹脂を塗布することができる。未硬化樹脂を保管するタンク８は、ディスペンサー７に対して配管９を通して未硬化樹脂を供給する。移動装置１０は、ディスペンサー７を吐出位置と退避位置（メンテナンス位置）の間で移動させる移動手段であり、通常の吐出動作時は吐出位置に位置決めされる。ディスペンサー７をメンテナンスする際には、退避位置（メンテナンス位置）に移動させ、ディスペンサー７のクリーニング及び交換を行う。
【００１４】
アライメントスコープ１１は、ディスペンサー７で、未硬化樹脂を基板１上に吐出塗付した後に、原版５と基板１とのパターンの位置を合わせる顕微鏡である。原版５に設けられたアライメントマークと基板１上のアライメントマークを重ね合わさる様子を顕微鏡で計測することで、相互の位置合わせを行う。ヘリウムノズル１２は、ヘリウムを吹き付けるノズルである。インプリント材の充填を促進し、酸素による硬化阻害を防ぐための気体である。特にヘリウムには限らず同様の働きをする気体でもよい。タンク１３は、ヘリウムを貯蔵するタンクで、配管を通してノズル部にヘリウムを供給する。定盤１４は、原版５〜ヘリウムノズル１２を支持固定する定盤である。
【００１５】
図２及び３図を用いてインプリント動作の一連の流れを説明する。図２及び図３は、インプリントシーケンスを説明する図である。図２（Ａ）の工程で、基板１を基板微動ステージ２及び基板粗動ステージ３に搭載する。図２（Ｂ）の工程で、基板１は基板微動ステージ２及び基板粗動ステージ３により未硬化樹脂吐出するディスペンサー７の下に移動を開始する。さらに図２（Ｃ）の工程に移動することで、ディスペンサー７により所定量の未硬化樹脂が基板上に塗布完了される。その後、基板微動ステージ２及び基板粗動ステージ３が原版５下に戻る際にヘリウムノズル１２よりヘリウムが基板１上に吹きつけられ、押印空間にヘリウムが充填される。次に図２（Ｄ）の工程に移動し、アライメントスコープ１１により原版５のアライメントマークと基板１上のアライメントマークを基板微動ステージ２を駆動させることにより重ね合わせ、両者の相対位置調整を行う。
【００１６】
次に、図３工程（Ａ）にて、原版５を駆動装置５ａにより基板１方向に降下させ、未硬化樹脂に原版５パターンを押しつけ転写する。次に、図３工程（Ｂ）にて、紫外光発生装置６から紫外光６ａを照射し、原版５を透過させ、最終的に未硬化樹脂（レジスト）に照射する。この段階で、未硬化樹脂は硬化する。次の図３工程（Ｃ）で原版を上方向に剥離退避（離型）させることで、基板１上にパターニングされた樹脂層が形成されインプリント動作が終了する。以上の工程を踏むことで、基板に原版のパターンを複製インプリントするインプリント装置において、インプリン動作が行われる。
【００１７】
図４は、ウエハ上のインプリント順番を説明する図である。図４のウエハ上の各長方形は、１つのショット領域を示している。図４に示される基板１に対して、左上のショット領域１から順にＸ方向にインプリント動作が行われ、その行が終了すると−Ｙ方向に１行ずれ、当該行の左端からまた順にＸ方向にインプリント動作が行われる。すなわち、図４の連続したショットナンバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９の順にインプリント動作が行われる。
【００１８】
図５は、実施例１の構成を追加したインプリント装置の構成を示す図である。実施例１のインプリント装置には、シャッタ（遮光板）１５、シャッタ駆動機構１５ａ、計算機１６が追加されている。シャッタ１５は、紫外光発生装置６の光路内に配置された場合に、紫外光を遮光する。シャッタ１５は、紫外光発生装置６の光路内に配置されない場合に、紫外光を通過させてインプリント材を露光させる。シャッタ駆動機構１５ａは、シャッタ１５及び計算機（コンピュータ）１６と接続されている。計算機１６は、例えば、ショット毎のシャッタの開閉時間（開時間と閉（遮光）時間）を算出する。計算機１６は、基板１上の各インプリント位置での欠陥量（パターン欠陥分布）のデータを取得し、パターン欠陥分布に基づいてインプリント材の硬化に必要な硬化光の光量を算出して決定する。そして、決定した光量に基づき各インプリント位置に応じたシャッタ開閉時間を算出する。シャッタ駆動機構１５ａは計算機１６から送られてきたシャッタ開閉時間に応じてシャッタの開閉を行う。したがって計算機１６は、紫外光６ａの露光量を制御する制御部として機能し、基板１上のショット領域ごとに露光量を制御する。
【００１９】
図６は、実施例１の基板上のパターン欠陥分布を説明する図である。基板１上のインプリント位置での欠陥量分布の例が灰色の濃度で示されている。パターン欠陥分布は、インプリントを行ったウエハを検査装置で検査することで得られる検査結果である。領域１７ａのような基板１の端部に近い位置ではヘリウムの濃度が低く酸素による硬化阻害の影響により未硬化によるパターン欠陥が発生しやすい。外周に近い位置である領域１７ｂにおいても、領域１７ａの次にヘリウム濃度が薄く欠陥が発生しやすい。領域１７ｃのような中心位置に近い位置ではヘリウム濃度が十分であり欠陥が少ない。このように、ヘリウム濃度分布は、ウエハ上の位置に依存するため、パターン欠陥の分布もウエハ上の位置に依存する。
【００２０】
領域１７ａのような基板１の端部に近く、ヘリウムの濃度が低く酸素による硬化阻害の影響により未硬化によるパターン欠陥が発生しやすい領域では、硬化光の光量（露光量）を上げる必要がある。一方、領域１７ｃのような基板１の中心位置に近く、ヘリウム濃度が十分であり欠陥が少ない領域では、露光量を上げる必要はない。露光量は、光源である紫外光発生装置６の光量を調整すること、または、露光時間すなわちシャッタの開時間を調整することで実現できる。
【００２１】
このように実施例１の装置によると、基板１上のパターン欠陥分布に応じて露光量及びシャッタ時間を算出し、算出結果に基づいてシャッタを駆動することによりインプリント位置に応じた露光を行い、パターン欠陥を減少させることができる。
【００２２】
（実施例２）
図７は、実施例２のインプリント装置の構成例を示す図である。実施例１のシャッタ１５及び計算機１６に加え、本実施例のインプリント装置は、透過率分布を持ったフィルタ１８及びフィルタ駆動機構１８ａを備えている。フィルタ１８は、透過率分布が互いに異なる複数枚のフィルタで構成されている。計算機１６は、フィルタ駆動機構１８ａにも接続されている。計算機１６は、取得した基板１上のパターン欠陥分布に基づいて計算した必要な硬化光の光量に応じて、シャッタ開閉時間に加えてフィルタの選択の選択を行い、フィルタの切り替え（光路内への出し入れ）指令も行うことができる。計算機１６からフィルタの切り替え指令を受けたフィルタ駆動機構１８ａは、互いに異なる透過率分布のある複数のフィルタの中から選択されたフィルタに切り替えることができる。
【００２３】
図８は、実施例２の基板上欠陥分布を説明する図である。基板１上のインプリント位置での欠陥量分布の例を、灰色の濃度で示している。図８に示される通り、同じ１ショットのインプリント領域内でも、ヘリウムの濃度分布が異なることにより、パターン欠陥の分布が異なることがある。右上の領域を例にすると、同じインプリント領域内でも端部に近い領域１９ａのような位置ではヘリウムの濃度が低く酸素による硬化阻害の影響により硬化不足による欠陥が発生しやすく欠陥密度が高い。一方、同じインプリント領域内でも、領域１９ｂは、領域１９ａよりは中心側に位置しているが、外周に近いためヘリウム濃度が領域１９ａの次に薄く欠陥が発生しやすいが、領域１９ａと比べて欠陥密度は低い。また、ひとつ左のインプリント領域を例にすると、領域１９ｃは、外周に近いためヘリウム濃度が領域１９ｂと同じくらいであり、欠陥が発生しやすいが、領域１９ａと比べて欠陥密度は低い。領域１９ｄのような中心位置に近い位置ではヘリウム濃度が十分であり、欠陥が少ない。このように、同じインプリント領域内でもヘリウムの濃度分布が異なることにより、パターン欠陥の分布が異なる。一方、領域１９ｅのように、同じインプリント領域内でヘリウムの濃度が均一に保たれ、パターン欠陥の密度も同じ領域もある。同じインプリント領域内で上下または左右に欠陥分布がある場合、同様の配置で透過率分布を持ったフィルタを光路内に入れる（切り替える）ことで、露光量に分布を持たせることができる。同じインプリント領域内で欠陥分布が均一な場合は、フィルタなし、または、均一な透過率分布を持ったフィルタに切り替えればよい。
【００２４】
このように、同じ１ショットでのインプリント領域に露光量分布を持たせる手段としてフィルタ切り替え機構を追加した実施例２の装置によると、パターン欠陥をさらに減少させることができる。
【００２５】
（実施例３）
図９は、実施例３のインプリント装置の構成例を示す図である。実施例１のシャッタ１５及び計算機１６に加え、本実施例のインプリント装置は、ランプの位置を駆動できる機構として、光源ランプ２０及びランプ位置駆動機構２０ａを備えている。光源ランプ２０にランプ位置駆動機構２０ａが接続されている。ランプ位置駆動機構２０ａは計算機１６に接続されており、計算機１６からのランプ位置の指令に基づき、光源ランプ２０を駆動する駆動部である。計算機１６は、紫外光６ａの露光量を制御する制御部であり、シャッタ駆動機構１５ａに加えランプ位置駆動機構２０ａを制御する。したがって、計算機１６が取得した、実施例２の図８に示されるような上下左右の欠陥分布に対して、光源ランプ２０の位置を制御することで、欠陥分布に対応した露光量分布を持った硬化光を照射することが可能である。フィルタと比べて露光エネルギーのロスなく露光量分布を持たせることが可能である。なお、フィルタ切り替え機構とランプ位置駆動機構を併用した構成でもよい。
【００２６】
以上のように、同じ１ショットでのインプリント領域に露光量分布を持たせる手段としてランプの位置駆動機構を追加した実施例３の装置によると、露光エネルギーのロスなくパターン欠陥を減少させることができる。
【００２７】
（実施例４）
図１０は、実施例３のインプリント装置の構成例を示す図である。本実施例のインプリント装置は、紫外光発生装置６の光源にＬＥＤ素子を用いた構成となっている。紫外光発生装置６内にＬＥＤ素子群２１を備え、ＬＥＤ素子群２１は、ＬＥＤ電力制御装置２１ａがつながっている。ＬＥＤ電力制御装置２１ａは、計算機１６に接続されており、計算機１６で欠陥分布に基づき算出された露光量分布またはＬＥＤ電力量の分布に基づいて各ＬＥＤ素子への電力を個別に変更することができる。ＬＥＤ素子は、例えば、紫外線ＬＥＤである。
【００２８】
図１１は、実施例４のインプリント装置の光源素子部であるＬＥＤ素子群２１を説明する図である。図１１は−Ｚ方向からＬＥＤ素子群２１を見た図である。ＬＥＤ素子群２１は複数のＬＥＤ素子を有し、図１１はＬＥＤ素子群２１の光の照射方向に対し垂直方向面のＬＥＤ素子配置を示している。基板１上の照射領域と光路上の光学素子の構成に対応した領域にＬＥＤ素子２１ｂが配置されている。一つのＬＥＤ素子の露光量や光学特性に応じて、素子の密度や数が決まる。また、この例では、各LED素子は半球状のドームレンズで覆われているが、光源の結像具合に対応して、LED素子が露出していてもよい。ＬＥＤ電力制御装置２１ａによって、ＬＥＤ素子２１ｂの露光量を個別に制御することができる。
【００２９】
図１２は、実施例４の基板上欠陥分布を説明する図である。基板１上のインプリント位置での欠陥量分布の例を灰色の濃度で示している。領域２２ａのような基板１の端部に近い位置ではヘリウムの濃度が低く、酸素による硬化阻害の影響により硬化不足による欠陥が最も発生しやすい。領域２２ｂは領域２２ａより内部であるが、その次に欠陥が発生しやすい。領域２２ｃのような中心位置に近い位置では欠陥が少なく、露光量を上げる必要はない。このような欠陥分布では、同じ１ショットのインプリント領域内で細かい領域分布と細かい欠陥濃度分布を持つこととになる。そのため、同じインプリント領域内で細かい露光量分布が必要となる。ＬＥＤ素子群２１のＬＥＤ素子２１ｂの露光量を個別に制御することで、シャッタ機構、フィルタ切り替え機構、ランプ位置駆動機構などを利用せずに、硬化光の光量の制御を行い、所望の細かい露光量分布を実現できる。
【００３０】
さらに実施例４の構成は、図１３に示すようにＬＥＤ素子群を増やして並べることで一度にインプリントを行うインプリント領域を増やす場合の適用も可能である。図１３は、図１１に示したＬＥＤ素子群２１を４つ並べた図である。例えば、インプリント領域が４倍になる構成に対しては、ＬＥＤ素子群２１をそれに対応した数である４つ並べ、ＬＥＤ素子２１ｂを個別に電力制御することで同様の効果を得ることができる。ＬＥＤ素子群２１は、一度にインプリントを行うインプリント領域の大きさに対応した数並べればよい。なお、光源をＬＥＤ素子群とし、シャッタ機構、フィルタ切り替え機構、ランプ位置駆動機構を組み合わせた構成としてもよい。
【００３１】
このように、インプリント領域に露光量分布を持たせる手段として光源にＬＥＤ素子群を備えた実施例４のインプリント装置では、各ＬＥＤ素子の電力を個別制御することで、細かい露光量分布を発生させ、パターン欠陥をさらに減少させることができる。
【００３２】
本実施例は、インプリント方法およびインプリント装置に適用可能である。具体的には、テンプレートやレチクル等の原版と半導体ウエハ等の基板とを精度よく位置合わせ（アライメント）して原版のパターンを基板に転写するインプリント方法およびインプリント装置に適用可能である。
【００３３】
（物品の製造方法に係る実施例）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチング工程の代わりに、パターンを形成された基板を処理（加工）する他の工程を含み得る。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。
【００３４】
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ず、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。
【符号の説明】
【００３５】
１      基板
５      原版
６      紫外光発生装置
６ａ    紫外光
１６    計算機
１００  インプリント装置
【図１】
0006679328.tif 000002
【図２】
0006679328.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006679328.tif 000012
【図１２】
0006679328.tif 000013
【図１３】
0006679328.tif 000014