JP2014060385A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決するために、本発明は、型を用いて、第１基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、第１基板を保持する第１基板保持部と、型に付着したインプリント材の硬化物を除去するための第２基板を保持する第２基板保持部と、型に付着したインプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体を供給する気体供給部と、を有し、インプリント材の硬化物を、気体によって軟化または溶解させ、第２基板上のインプリント材と接触させ、第２基板上で再硬化させる、ことを特徴とする。

ウエハＷは、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガラス基板である。このウエハＷ（ウエハＷ１）上には、複数のショット（ショット領域、パターン形成領域）が存在し、これらのショットには、パターン部Ｍａにより樹脂のパターン（パターンを含む層）が成形される。

気体供給機構（気体供給部）６は、後述のモールドＭの洗浄工程において、モールドＭに付着した樹脂の硬化物を軟化、または溶解させる気体を供給する。この気体供給機構６は、気体容器２０と、ノズル（供給口）２１と、気体制御部２２とを含む。気体容器２０は、供給する気体を一旦収容する。ノズル２１は、モールド保持機構３の近傍に設置され、モールドＭとウエハＷとの隙間空間に向かって気体を供給（放出）する。なお、ノズル２１の形状、設置場所または設置個数は、気体を効率良く上記の隙間空間に供給できるものであれば、特に限定するものではない。気体制御部２２は、制御部７からの指示に基づいて、気体の供給量や濃度などを調節する。ここで、洗浄工程にて使用される気体としては、本実施形態では、ペンタフルオロプロパン（以下「ＰＦＰ」と表記する）を使用する。なお、洗浄工程にて使用される気体は、樹脂硬化物を軟化させる性質を有する気体であれば、ＰＦＰに限定するものではない。例えば、アクリル系光硬化型樹脂を軟化または溶解させる気体であれば、ＰＦＰの他に、Ｃ_４ＨＦ_９（ノナフルオロブタン）、Ｃ_４Ｈ_４Ｆ_６（ヘキサフルオロブタン）などのハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が挙げられる。

ある１つのショットに対する洗浄工程におけるインプリント動作（洗浄動作）として、制御部７は、まず、ステージ駆動機構１３ｂにより塗布部５の吐出口の直下に洗浄用ウエハＷ２上の塗布位置を位置決めさせる。その後、塗布部５は、洗浄用ウエハＷ２上のショットに樹脂を塗布する（ステップＳ３０１：第２塗布工程）。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１３ｂによりパターン部Ｍａ直下の押し付け位置にショットが位置するように洗浄用ウエハＷ２を移動させ、位置決めさせる。次に、制御部７は、ノズル２１からパターン部Ｍａに付着した硬化物を軟化させるＰＦＰを供給させ、モールドＭ（パターン部Ｍａ）と、洗浄用ウエハＷ２（ショット上の樹脂）との隙間空間をＰＦＰの雰囲気とする（ステップＳ３０２：気体供給工程）。図５（ａ）は、ステップＳ３０２において、硬化物４０が付着しているパターン部Ｍａの直下に樹脂（未硬化樹脂）４１が塗布された洗浄用ウエハＷ２を配置し、ノズル２１からＰＦＰ４２を供給している状態を示す図である。次に、制御部７は、モールド駆動機構を駆動させて、ＰＦＰの雰囲気中で、パターン部Ｍａとショット上の樹脂４１とを押し付ける（ステップＳ３０３：第２押型工程）。図５（ｂ）は、ステップＳ３０３において、押し付けが完了した状態を示す図である。ＰＦＰ４２は、供給開始から樹脂４１に溶解し始め、パターン部Ｍａが樹脂４１に接触することでパターン部Ｍａに閉じ込められる。そして、ＰＦＰ４２は、押し付けにより圧力がかかることで凝縮し、パターン部Ｍａ内は、凝縮したＰＦＰ４２の液体と、ＰＦＰ４２が溶解した樹脂４１とで満たされる。このとき、硬化物４０は、軟化および溶解し、樹脂４１と一体化する。この樹脂４１は、ＰＦＰ４２を多く溶解するものが望ましく、ステップＳ１００のインプリント工程で使用する樹脂と異なるものを使用してもよい。また、樹脂４１は、単位体積当たりの未硬化の樹脂に溶解する気体の量が多いものを利用するのがよい。つまり、ウエハＷ２上に供給される未硬化の樹脂への気体溶解度は、ウエハＷ１上に供給される未硬化の樹脂への気体溶解度よりも大きいものが良い。これにより、樹脂４１に溶解するＰＦＰ総量が多くなるので、硬化物４０を効率的に軟化、溶解させることができる。樹脂４１がＰＦＰ４２を溶解する量は、最大気体溶解度（ＰＦＰ／（樹脂＋ＰＦＰ））（ｇ／ｇ）が０．４より大きいことが好ましい。ただし、最大気体溶解度は、樹脂３ｇを９ｍｌ用茶褐色瓶に入れ、２３°Ｃ、１気圧において、前記気体を０．１Ｌ／ｍｉｎの流量で１５分間バブリングした前後の重量を測定した際、その前後で増加した増加重量をバブリング後の全重量で除したものである。なお、第２押型工程では、この軟化と溶解を促進させる観点から、制御部７は、図５（ｂ）に示す状態を可能な限り長く保持させ、硬化物４０とＰＦＰ４２とが触れる時間を長くすることが望ましい。この状態で、光照射部２は、モールドＭの背面から紫外線１０を所定時間照射し、モールドＭを透過した紫外線１０により樹脂４１を硬化させる（ステップＳ３０４：第２硬化工程）。この樹脂４１の硬化に伴い、一体化している硬化物４０が再硬化する。そして、樹脂４１が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構を再駆動させて、パターン部Ｍａと硬化した樹脂４１とを引き離す（ステップＳ３０５：第２離型工程）。図５（ｃ）は、ステップＳ３０５において、引き離しが完了した状態を示す図である。このようにパターン部Ｍａと硬化した樹脂４１とが引き離されることで、パターン部Ｍａに付着していた硬化物４０が除去されて、モールドＭの洗浄が終了する。

Claims (15)

1. 型を用いて、第１基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記第１基板を保持する第１基板保持部と、
   前記型に付着した前記インプリント材の硬化物を除去するための第２基板を保持する第２基板保持部と、
   前記型に付着した前記インプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体を供給する気体供給部と、
   を有し、
   前記インプリント材の硬化物を、前記気体によって軟化または溶解させ、前記第２基板上のインプリント材と接触させ、前記第２基板上で再硬化させる、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記気体は、ペンタフルオロプロパンであ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。
3. 前記気体は、ハイドロフルオロカーボンであ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。
4. 前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを移動可能に保持する駆動機構を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記駆動機構は、前記第１基板保持部を保持し移動させる第１駆動機構と、前記第２基板保持部を保持し移動させる第２駆動機構とから構成されることを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記型に向けて、真空紫外線を照射する光源と、前記型を保持する型保持部と、前記気体供給部を構成する前記気体を放出するノズルとを少なくとも内部に含む収容部と、を備え、
   前記気体供給部は、前記気体に換えて窒素と酸素とを含む混合気体を供給可能とする、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記気体供給部は、前記気体に換えてヘリウムを供給可能とすることを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記第２基板保持部の前記第２基板を保持する面の面積は、前記第１基板保持部の前記第１基板を保持する面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 型を用いて、第１基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント方法であって、
   第１基板上に前記インプリント材のパターンの形成を少なくとも１回行うパターン形成工程と、
   前記型に付着した前記インプリント材の硬化物を軟化または溶解させ、第２基板上のインプリント材と接触させ、前記第２基板上で再硬化させることで前記型から前記インプリント材の硬化物を除去する工程と、
   を含むことを特徴とするインプリント方法。
10. 前記インプリント材の硬化物を除去する工程における前記第２基板に対する前記インプリント材の塗布量は、前記パターン形成工程における前記第１基板に対する前記インプリント材の塗布量よりも多いことを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
11. 前記インプリント材の硬化物を除去する工程における前記第２基板上のインプリント材が前記気体を溶解する量は、前記第１基板上のインプリント材が前記気体を溶解する量よりも多いことを特徴とする請求項９または１０に記載のインプリント方法。
12. 前記インプリント材の硬化物を除去する工程における前記第２基板に対する前記気体の供給量は、前記パターン形成工程における前記第１基板に対する前記気体の供給量よりも多いことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載のインプリント方法。
13. 前記パターン形成工程の後に、前記インプリント材の硬化物を除去する工程が必要とするかどうかを判断する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
14. 前記判断する工程にて前記インプリント材の硬化物の除去が必要であると判定された場合に、前記インプリント材の硬化物を除去する工程の前に、窒素と酸素との混合気体の雰囲気で真空紫外線を前記型に照射する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載のインプリント方法。
15. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のインプリント装置、または請求項９ないし１４のいずれか１項に記載のインプリント方法を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記インプリント材のパターンが形成された基板を加工する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。