JP5328495B2 - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、特に、インプリント技術を利用して、半導体、MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)などを製造する微細加工に好適である。
ここで、突き出しピンモジュールを型と基板の間に挿入して型と基板を分離させてスリットを形成し、スリットにより型と基板の間に空気を流入させた後、突き出しピンモジュールで基板を型から離脱させる離型装置が提案されている(特許文献1を参照)。
また、サンドイッチ構造により互いに付着されている第1及び第2の対象物を分離するために、基準面の垂線方向に対して所定の角度をなして引張力を生じさせる分離装置が提案されている(特許文献2を参照)。
また、モールドを基板に対して押印した後に、基板の外周部を吸引して、離型時に基板を撓ませることによって、基板の離型を行なう微細構造転写装置が提案されている(特許文献3を参照)。
また、上記特許文献2に記載されている技術では、対象物の離型開始時点で必要となる力は低減されない。また、この技術によっては装置が大きくなってしまうという問題がある。
更に、上記特許文献3に記載されている技術では、モールドを基板に対して押印する時の加圧により、基板と基板保持部(基台)が密着状態となる。従って、基板保持部の吸引が外周部のみだったとしても、両者の密着状態を解除するのは、基板保持部の全ての吸引を停止しない限り容易ではない。更に、基板と基板保持部とが密着している状態では、静電吸引力が作用する場合もあり、基板の外周部のみを吸引したとしても離型時に必要となる力を低減するのは困難である。
また、可撓性を有する樹脂製の薄板モールドを使用し、離型時にモールドを撓ませることで離型を容易にする方法も考えられる。しかし、可撓性を有するモールドは、押印時にパターンの歪みや位置ずれが発生しやすく、微細化も困難であるという問題がある。
上記の課題を鑑み、本発明は、パターンを基板に形成した後の基板の離型に必要とされる力が小さくて済み、パターン損壊の発生を防止するインプリント装置及び該インプリント装置を用いた物品の製造方法を提供することを目的とする。
図2(A)に示す状態は、レジストMpに対する紫外線の照射が終了し、硬化が完了した状態である。この状態においては、モールド10とウエハ101とはレジストMpを介して接着状態にある。また、押印チャック21は、図示を省略する真空排気手段によってウエハ101を吸着している。この状態からの離型動作について以下に説明する。
貫通路221hは、ウエハ保持部221がウエハ裏面の外周端部全域に当接して吸着したときに、ウエハ101の裏面とウエハ保持部221とで形成される空間と、周囲の雰囲気すなわちウエハ保持部221が設けられている空間とを連通する連通手段である。貫通路221hを設けることにより、ウエハ101の離型時に、吸着面221aが当接しないウエハ裏面に、負圧による不要な吸引力が生じるのを防止することができる。また、吸着面221aとチャック台座222との間の段差Hsは、ウエハ101の厚みむら(TTV:Total Thickness Variation)や静電気が発生した場合の影響を排除するだけの高さがあればよい。例えば、段差Hsは、0.1mm〜1mmの高さか、1mm以上の高さである。
図5に示すように、実施例3のウエハチャック22においては、輪帯状のウエハ保持部221の一部が図5の−x側で切れている。この配置により、離型時の剥離が進む方向を図5の+xから−x方向に固定することができる。なお、前述した図4に示すウエハチャック22において、4個あるウエハ吸着部221のいずれか一つの吸着をオフすることによって、同様の効果を得ることができる。また、図5に示すウエハチャック22を用いて、剥離方向を更に制限したい場合、ウエハチャック22をy軸回りに微小回転(チルト)させた状態で離型させる。これによって、大きな離型力を必要とせずに離型させることができ、斜め離型の効果を増大させることが可能である。以上のようにして、モールド全面を一度に離型するのではなく、ウエハ周辺部のみを吸着し、ウエハ101をその周囲から徐々に剥離させ、その面積を拡大して行くことによって、小さな力で離型させることが可能となる。また、小さな力で剥離させることができるので、離型時の転写パターンの破壊をなくすことができるという効果を有する。
インプリント装置の動作処理開始時には、上述した図1に示すように、押印チャック21がウエハ供給位置Psに配置されている。図6のステップS1において、搬送ロボット51が、ウエハ供給位置Psに配置されている押印チャック21上に転写用のウエハ101を供給する。次に、ステップS2において、インプリント装置が押印チャック21の吸着をオン状態にして、転写用のウエハ101を吸着保持する。
ステップS3において、インプリント装置が、XYステージ41を+x方向に駆動して、押印チャック21をウエハ供給位置Ps からモールド10と対向する押印位置Piへ移動させる。図7(A)は、押印チャックが押印位置Piへ移動した状態を示している。インプリント装置は、更に、微動ステージ31を駆動して押印チャック21のz方向の高さと傾きを調整する。また、ウエハ101の表面を装置の基準平面(図示を省略)に合わせる。
ステップS6において、インプリント装置が、リニアアクチュエータ15、15’を−z方向に駆動して、モールド10をウエハ101上に塗布されているレジストに押し付ける(押印する)。なお、レジストの塗布はスピンコート等で行なわれる。押し付け完了の判断は、モールドチャック11の内部に設置された、図示を省略する荷重センサによって行う。荷重センサの出力に基づく押し付け力が所定の範囲にない場合は、インプリント装置は、モールドチャックステージ12によってモールドチャック11のz方向の位置と傾きを変える。インプリント装置が、微動ステージ31によって押印チャック21のz方向の位置と傾きを変えることにより、モールド10の押し付け力の調整を行うようにしてもよい。
次に、ステップS8において、インプリント装置が、押印チャック21の吸着をオフ状態にする。続いて、ステップS9において、インプリント装置が、リニアアクチュエータ15、15’を+z方向に駆動する。これによって、モールド10と、レジストを介してモールド10と接着状態にある転写済みのウエハ101とを上昇させる。図7(C)は、転写済みのウエハ101が上昇した状態を示す。
次に、ステップS10において、インプリント装置が、XYステージ41を−x方向に駆動して、転写済みのウエハ101が除かれた押印チャック21をウエハ供給位置Psに移動させる。図8(A)は、押印チャック21がウエハ供給位置Ps に戻った状態を示す。続いて、ステップS11において、インプリント装置が、XYステージ42を−x方向に駆動して、ウエハ回収位置Prにある離型チャック22を押印位置Piへ移動させる。図8(B)は、離型チャック22が押印位置Piへ移動した状態を示す。この状態において、離型チャック22上にはウエハ101は存在しないものとする。
ステップS15において、インプリント装置が、リニアアクチュエータ15、15’を+z方向に駆動することによって、モールドチャック11を上昇させ、離型が完了したモールド10を初期位置まで戻す。図9(A)は、モールドチャック11が上昇した状態を示す。続いて、ステップS16において、インプリント装置が、XYステージ42を+x方向に駆動して、離型チャック22を押印位置Piからウエハ回収位置Prまで移動させる。図9(B)は、離型チャック22がウエハ回収位置Prに移動した状態を示す。次に、ステップS17において、離型チャック22の吸着をオフ状態にする。最後に、ステップS18において、搬送ロボット52が、離型チャック22上の転写済みのウエハ101を回収し、図示を省略するウエハカセットに収納する。以上のようにして、1枚のウエハ101へのパターンの形成が行なわれる。
本実施形態のインプリント装置によれば、石英のような剛性の高いモールドを使用し、しかも大面積を一括転写するインプリントであっても、パターン転写後の離型に必要とされる力が小さくて済み、パターン損壊の発生を防止することができる。また、離型に必要な力を小さくできるので、小型でスループットの高い加工装置を提供することが可能となる。本実施形態では、ウエハ上の光硬化型の樹脂材料にUV光を照射して該樹脂材料を硬化させる、いわゆる光インプリント方式へのインプリント装置の適用例について説明した。しかし、本発明のインプリント装置は、光インプリント方式以外のインプリント方式にも適用可能である。例えば、本発明のインプリント装置は、ウエハ上の熱硬化型の樹脂材料を加熱して硬化させる、いわゆる熱インプリント方式にも適用できる。
次に、本発明のインプリント装置を用いた物品の製造方法の実施形態について説明する。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、前述したインプリント(押印)装置を用いて基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等)にパターンを転写(形成)するステップを含む。さらに、パターンを転写された前記基板をエッチングするステップを含みうる。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、エッチングステップの代わりに、パターンを転写された前記基板を加工する他の加工ステップを含みうる。
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。
11 モールドチャック
21 押印チャック
22 離型チャック
101 ウエハ
Claims (6)
- パターンが形成された型を基板上の被転写部材に接触させて前記パターンを前記基板に形成するインプリント装置であって、
前記型を前記被転写部材に接触させるときに前記基板の裏面の全域を保持する第1の保持手段と、
前記型と前記被転写部材とを引き離す離型手段とを備え、
前記離型手段は、前記型と前記被転写部材とを引き離すときに前記基板の裏面を保持する第2の保持手段を備え、
前記第2の保持手段は、前記基板の裏面の外周端部に当接する凸状の当接手段を備えることを特徴とするインプリント装置。 - 前記当接手段は、前記基板の裏面の外周端部全域に当接するように設けられており、
前記第2の保持手段は、前記当接手段が前記基板の裏面の外周端部全域に当接したときに、該基板の裏面と前記第2の保持手段とで形成される空間と該第2の保持手段が設けられている空間とを連通する連通手段を備え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。 - 前記基板が円形状であり、
前記第2の保持手段が備える前記当接手段を前記基板の裏面と平行な面で切ったときの断面が円環形状であることを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。 - 前記当接手段は、前記基板の裏面の外周端部の一部に当接するように設けられてい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。
- 前記当接手段が可撓性部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインプリント装置。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のインプリント装置を用いて前記パターンを基板に形成する工程と、
前記工程において前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
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