JP2017022308A - インプリント用のテンプレート製造装置及びテンプレート製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン異常及びテンプレート異常の発生を抑えることが可能なインプリント用テンプレートを製造することができるテンプレート製造装置及びテンプレート製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係るインプリント用のテンプレート製造装置１は、凹凸パターンが形成された凸部を有する、ステージ上のテンプレートＷに液状の撥液材を供給する供給ヘッド１１と、供給ヘッド１１及びステージをステージに沿う方向に相対移動させる移動機構と、供給ヘッド１１が凹凸パターンを避けて少なくとも凸部の側面に液状の撥液材を塗布するように供給ヘッド１１及び移動機構を制御する制御部４０と、液状の撥液材が塗布されたテンプレートＷに液体を供給する洗浄部３０とを備える。液状の撥液材は、テンプレートＷの表面と反応する撥液成分及び非撥液成分と、撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含む。前述の液体は、非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、インプリント用のテンプレート製造装置及びテンプレート製造方法に関する。

近年、半導体基板などの被処理物に微細なパターンを形成する方法としては、インプリント法が提案されている。このインプリント法は、被処理物上に塗布された液状の被転写物（例えば光硬化性樹脂）に、凹凸パターンが形成された型（原版）を押し付け、その型側から液状の被転写物に光を照射し、その後、硬化した被転写物から型を離して凹凸パターンを被転写物に転写させる方法である。液状の被転写物の表面に押し付ける型としては、テンプレートが用いられている。このテンプレートは、モールド、インプリント型あるいはスタンパなどとも称される。

テンプレートは、前述の被転写物を硬化させる工程（転写工程）において、紫外線などの光が透過しやすいように透光性が高い石英などにより形成されている。このテンプレートの主面には凸部（凸状の部位）が設けられており、この凸部には前述の液状の被転写物に押し付けられる凹凸パターンが形成されている。例えば、凹凸パターンを有する凸部はメサ部と称され、テンプレートの主面においてメサ部以外の部分はオフメサ部と称される。

特許第５５３７５１７号公報

しかしながら、テンプレートが液状の被転写物に押し付けられると、液状の被転写物は少量であるが凸部の端からはみ出し、はみ出した液状の被転写物が凸部の側面（側壁）に沿って盛り上がることがある。凸部の側面に付着した被転写物は光照射によりその状態のまま硬化するため、テンプレートが被転写物から離されると、被転写物に盛り上がり部分が存在し、パターン異常が発生してしまう。

また、テンプレートが被転写物から離される際に、被転写物の盛り上がり部分がテンプレート側にくっつき、その後、何らかのタイミングで被転写物上に落下してダストとなることがある。この落下したダスト上にテンプレートが押し付けられると、テンプレート側の凹凸パターンが破損したり、あるいは、落下したダストがテンプレート側の凹凸パターン間に入り込み、異物となったりするため、テンプレート異常が発生してしまう。さらにこのような破損した凹凸パターンを有するテンプレートや、異物が入り込んだテンプレートで続けて転写を行うと、被転写物のパターンに欠陥を生じさせ、パターン異常が発生してしまう。

本発明が解決しようとする課題は、パターン異常及びテンプレート異常の発生を抑えることが可能なインプリント用テンプレートを製造することができるテンプレート製造装置及びテンプレート製造方法を提供することである。

実施形態に係るインプリント用のテンプレート製造装置は、主面を有する基体と、主面上に設けられた凸部とを有し、この凸部における端面に、液状の被転写物に押し付けられる凹凸パターンが形成されたテンプレートを支持するステージと、ステージ上のテンプレートに液状の被転写物を弾く液状の撥液材を供給する供給ヘッドと、ステージ及び供給ヘッドをステージに沿う方向に相対移動させる移動機構と、供給ヘッドが凹凸パターンを避けて少なくとも凸部の側面に液状の撥液材を塗布するように供給ヘッド及び移動機構を制御する制御部と、液状の撥液材が塗布されたテンプレートに液体を供給する洗浄部とを備え、液状の撥液材は、テンプレートの表面と反応する撥液成分と、テンプレートの表面と反応する非撥液成分と、撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含み、前述の液体は、非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤である。

実施形態に係るインプリント用のテンプレート製造方法は、主面を有する基体と、主面上に設けられた凸部とを有し、この凸部における端面に、液状の被転写物に押し付けられる凹凸パターンが形成されたテンプレートを支持する工程と、支持されたテンプレートの凹凸パターンを避けて少なくとも凸部の側面に、液状の被転写物を弾く液状の撥液材を塗布する工程と、液状の撥液材が塗布されたテンプレートに液体を供給する工程とを有し、液状の撥液材は、テンプレートの表面と反応する撥液成分と、テンプレートの表面と反応する非撥液成分と、撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含み、前述の液体は、非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤である。

本発明の実施形態によれば、パターン異常及びテンプレート異常の発生を抑えることが可能なインプリント用テンプレートを製造することができる。

実施の一形態に係るインプリント用のテンプレート製造装置の概略構成を示す図である。 実施の一形態に係るテンプレートの概略構成を示す断面図である。 実施の一形態に係る塗布部の概略構成を示す図である。 実施の一形態に係る塗布工程を説明するための平面図である。 実施の一形態に係る塗布工程を説明するための断面図である。 実施の一形態に係る塗布済のテンプレートの概略構成を示す断面図である。 実施の一形態に係る洗浄工程を説明するための断面図である。 実施の一形態に係るインプリント工程を説明するための断面図である。 実施の一形態に係る洗浄用溶剤の種類に依存する撥液層の撥液性の判定結果を説明するための図である。

実施の一形態について図面を参照して説明する。実施の一形態に係るインプリント用のテンプレート製造装置は、テンプレートに液状の撥液材を塗布してテンプレートの一部をコートする塗布コーティング装置を含む製造装置の一例である。

（基本構成）
図１に示すように、実施の一形態に係るテンプレート製造装置１は、テンプレートＷに液状の撥液材を塗布する塗布部１０と、テンプレートＷを搬送する搬送部２０と、塗布後のテンプレートＷを洗浄する洗浄部３０と、各部を制御する制御部４０とを備えている。

塗布部１０は、テンプレートＷ上に液状の撥液材を供給する供給ヘッド１１を有している。この塗布部１０は、供給ヘッド１１から液状の撥液材をテンプレートＷの表面に供給し、テンプレートＷの所定領域に液状の撥液材を塗布する（詳しくは後述する）。塗布部１０は制御部４０に電気的に接続されており、その駆動は制御部４０により制御される。

搬送部２０は、液状の撥液材が塗布された塗布済のテンプレートＷを塗布部１０から洗浄部３０に搬送する。この搬送部２０としては、例えば、ロボットハンドリング装置を用いることが可能である。搬送部２０は制御部４０に電気的に接続されており、その駆動は制御部４０により制御される。

洗浄部３０は、テンプレートＷ上に溶剤を供給する第１の供給ヘッド３１と、テンプレートＷ上に純水（例えばＤＩＷ）を供給する第２の供給ヘッド３２と、テンプレートＷを保持して水平面内で回転させる回転機構３３とを有している。第１の供給ヘッド３１及び第２の供給ヘッド３２は、それぞれテンプレートＷの表面に沿って揺動することが可能に、さらに、互いの揺動を妨げないように構成されている。

この洗浄部３０は、回転機構３３によりテンプレートＷをその中心を回転中心として水平面内で回転させながら、第１の供給ヘッド３１からテンプレートＷの表面の中央に溶剤を供給し、あるいは、第２の供給ヘッド３２からテンプレートＷの表面の中央に純水を供給し、テンプレートＷを洗浄する。第１の供給ヘッド３１や第２の供給ヘッド３２としては、例えば、スプレーノズルを用いることが可能である。洗浄部３０は制御部４０に電気的に接続されており、その駆動は制御部４０により制御される。

制御部４０は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布処理（コーティング処理）や搬送処理、洗浄処理に関する処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部（いずれも図示せず）を備えている。この制御部４０は、処理情報や各種プログラムに基づいて塗布部１０がテンプレートＷの所定領域に液状の撥液材を塗布するように塗布部１０を制御する。さらに、制御部４０は、処理情報や各種プログラムに基づき、搬送部２０が塗布済のテンプレートＷを塗布部１０から洗浄部３０に搬送するように搬送部２０を制御し、洗浄部３０が塗布済のテンプレートＷを洗浄するように洗浄部３０を制御する。

（テンプレート）
被塗布物となるテンプレートＷについて図２を参照して説明する。図２に示すように、テンプレートＷは、主面５１ａを有する基体５１と、基体５１の主面５１ａ上に設けられた凸部５２とを具備している。

基体５１は透光性を有しており、主面５１ａが平面である板状に形成されている。この基体５１の板形状は例えば正方形や長方形などの形状であるが、その形状は特に限定されるものではない。基体５１としては、例えば、石英基板などの透明基板を用いることが可能である。なお、インプリント工程では、主面５１ａの反対面が、紫外線などの光が照射される面となる。

凸部５２は透光性を有しており、基体５１と同じ材料により一体に形成されている。この凸部５２の端面、すなわち主面５１ａ側と反対側の面（図２中の上面）には、凹凸パターン５２ａが形成されている。この凹凸パターン５２ａが液状の被転写物（例えば光硬化性樹脂）に押し付けられるパターンである。なお、凸部５２の端面において凹凸パターン５２ａが形成されているパターン領域は例えば正方形や長方形の領域であるが、その形状は特に限定されるものではない。

（塗布部）
図３に示すように、塗布部１０は、供給ヘッド１１に加え、テンプレートＷを処理するための処理室１２と、未処理のテンプレートＷが置かれるステージ１３と、ステージ１３上のテンプレートＷを撮像する撮像部１４と、供給ヘッド１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構１５と、Ｙ軸移動機構１５を供給ヘッド１１と共にＺ軸方向に移動させる一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６Ｂと、一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６ＢをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸移動機構１７Ａ及び１７Ｂとを備えている。

供給ヘッド１１は、液状の撥液材を吐出するディスペンサである。この供給ヘッド１１は、処理室１２外のタンクなどから供給される液状の撥液材を収容し、その収容した液状の撥液材を所定タイミングでステージ１３上のテンプレートＷに向けて吐出する。供給ヘッド１１は制御部４０に電気的に接続されており、その駆動は制御部４０により制御される。

液状の撥液材は、透光性を有し、液状の被転写物を弾く材料である。この液状の撥液材は、撥液コート剤（例えばシランカップリング剤）を含んでいる。撥液コート剤は、液状の被転写物を弾く撥液成分と、液状の被転写物を弾けない非撥液成分と、撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含む溶液である。撥液成分及び非撥液成分は両方ともテンプレートＷの表面に反応する。撥液成分は一例として沸点が２５０℃より低い撥液成分であり、非撥液成分は一例として沸点が２５０℃以上である非撥液成分である。

処理室１２は、供給ヘッド１１やステージ１３、撮像部１４、各移動機構１５、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂなどを収容することが可能に箱形状に形成されている。この処理室１２の上面には空気中の異物を除去するフィルタ１２ａが設けられており、処理室１２の下面（底面）には排気口１２ｂが設けられている。処理室１２内では空気がフィルタ１２ａから排気口１２ｂへと流れており、処理室１２内はダウンフロー（垂直層流）によって清浄に保たれている。フィルタ１２ａとしては、例えば、ＵＬＰＡフィルタやＨＥＰＡフィルタなどを用いることが可能である。

ステージ１３は、ピンなどの複数の支持部材１３ａを有しており、それらの支持部材１３ａによりテンプレートＷを支持する支持部である。このステージ１３は、処理室１２の底面に固定されているが、これに限るものではなく、例えば、Ｘ軸方向やＹ軸方向などの水平方向やＺ軸方向などの上下方向に移動するようにしても良い。

撮像部１４は、ステージ１３上のテンプレートＷ、特に凸部５２及びその周辺を撮像することが可能に処理室１２の上面に取り付けられている。この撮像部１４は制御部４０に電気的に接続されており、撮像した画像（例えば凸部５２の平面画像）を制御部４０に送信する。

Ｙ軸移動機構１５は、供給ヘッド１１を支持し、その供給ヘッド１１をＹ軸方向に案内して移動させる。また、一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６Ｂは、Ｙ軸移動機構１５を水平に支持し、そのＹ軸移動機構１５を供給ヘッド１１と共にＺ軸方向に案内して移動させる。これらＹ軸移動機構１５と一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６Ｂは門型形状に配置されている。一対のＸ軸移動機構１７Ａ及び１７Ｂは、直立状態の一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６Ｂを支持し、それらＺ軸移動機構１６Ａ及び１６ＢをＸ軸方向に案内して移動させる。

Ｙ軸移動機構１５と一対のＸ軸移動機構１７Ａ及び１７Ｂは、供給ヘッド１１とステージ１３とを水平方向に相対的に移動させる水平移動機構として機能する。また、一対のＺ軸移動機構１６Ａ及び１６Ｂは、供給ヘッド１１とステージ１３とを上下方向に相対移動させる上下移動機構として機能する。これらの移動機構１５、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂは制御部４０に電気的に接続されており、その駆動は制御部４０により制御される。各移動機構１５、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂとしては、例えば、リニアモータ式の移動機構やエアステージ式の移動機構、送りねじ式の移動機構など各種移動機構を用いることが可能である。

次に、前述のテンプレート製造装置１が行う塗布工程（コーティング工程）、搬送工程及び洗浄工程について説明する。

（塗布工程）
図４に示すように、塗布部１０のコーティング工程において、供給ヘッド１１は、所定の高さを維持しつつ、各移動機構１５、１７Ａ及び１７Ｂにより、テンプレートＷの主面５１ａ上の塗布経路Ａ１（図４中の太い矢印線参照）に沿って移動しつつ、ステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａに液状の撥液材を連続して供給する。

塗布経路Ａ１は、主面５１ａ上の吐出開始位置Ａ２から主面５１ａ上の凸部５２の外周に沿って主面５１ａ上の吐出停止位置Ａ３まで延びる。塗布経路Ａ１のうち凸部５２を囲む経路は凸部５２の側面から所定距離Ｌ１（例えば５ｍｍ）だけ離されている。吐出開始位置Ａ２は供給ヘッド１１が液状の撥液材の吐出を開始する位置であり、吐出停止位置Ａ３は供給ヘッド１１が液状の撥液材の吐出を停止する位置である。吐出開始位置Ａ２及び吐出停止位置Ａ３は、ステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａにおける凸部５２の周囲の塗布領域（供給領域）Ｒ１より外側の位置である。この凸部５２の周囲の塗布領域Ｒ１は例えば枠形状となり、その枠形状の塗布領域Ｒ１の見付寸法（縁幅）は一例として１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

まず、供給ヘッド１１は、ステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａにおける吐出開始位置Ａ２に対向し、液状の撥液材の吐出を開始する。次いで、供給ヘッド１１は、液状の撥液材を吐出している状態のまま、テンプレートＷの主面５１ａ上の塗布経路Ａ１に沿って、すなわち主面５１ａ上の凸部５２の外周に沿って相対移動し、主面５１ａ上の塗布領域Ｒ１内に液状の撥液材を連続して供給する。この塗布領域Ｒ１内に供給された液状の撥液材は濡れ性によって広がるため、液状の撥液材は塗布領域Ｒ１の全域に塗布されることになる。そして、供給ヘッド１１は、ステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａにおける吐出停止位置Ａ３に対向し、液状の撥液材の吐出を停止する。なお、制御部４０は、前述のように供給ヘッド１１が塗布経路Ａ１に沿って移動して液状の撥液材を連続して吐出するよう、処理情報や各種プログラムに基づいて供給ヘッド１１や各移動機構１５、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂなどを制御する。

このような塗布工程において、図５に示すように、供給ヘッド１１からテンプレートＷの主面５１ａに供給された液状の撥液材１１ａは濡れ性により広がっていき、主面５１ａ上の凸部５２の側面にまで到達する。このとき、広がった液状の撥液材１１ａは表面張力により凸部５２の側面を乗り越えずにその側面に付着する。凸部５２の側面に付着して主面５１ａ上で広がっている液状の撥液材１１ａに含まれる揮発性溶剤が完全に揮発して乾燥すると、図６に示すように、凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて少なくとも凸部５２の側面（側壁）に、例えば凸部５２の側面の全面及び主面５１ａの一部に撥液層５３が形成される。

詳述すると、撥液層５３は、図６に示すように、凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて凸部５２の側面の全面に形成されており、さらに、その凸部５２の側面につながる主面５１ａ上の所定領域に形成されている。例えば、凸部５２の形状は正方体又は直方体形状であるため、その周囲に位置する主面５１ａ上の所定領域は平面視で四角形の環状領域となるが、凸部５２の形状や環状の所定領域の形状は特に限定されるものではない。撥液層５３は透光性を有し、液状の被転写物を弾く層である。なお、撥液層５３は凸部５２の側面の全面に形成されているが、これに限るものではなく、凸部５２の側面の少なくとも一部に形成されれば良い。

なお、前述の塗布経路Ａ１における所定距離Ｌ１は、供給ヘッド１１の高さ位置、液状の撥液材の供給量や濡れ性などに基づき、ステージ１３上のテンプレートＷの凸部５２の側面から離れ、供給ヘッド１１からステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａに供給された液状の撥液材１１ａが広がり、凸部５２の側面を乗り越えずに凸部５２の側面の上端まで付着する位置に設定されている（図５参照）。この供給位置の設定は、予めダミーテンプレートを用いてダミー吐出を行った結果に基づいて行われても良い。

前述の塗布完了後には、テンプレートＷは残留溶剤、すなわち残留した揮発性溶剤が完全に揮発するまで所定時間（例えば５分以上１０分以下）放置される。このとき、液状の撥液材１１ａに含まれる撥液成分はテンプレートＷの表面と反応して撥液層５３を形成することになるが、液状の撥液材１１ａに含まれる非撥液成分も撥液層５３に含まれることになる。これにより、撥液層５３に撥液成分と非撥液成分とが混在する。この場合には、撥液層５３の撥液性が低くなるため、テンプレートＷの撥液性能が低下してしまう。

また、前述のテンプレートＷが放置される所定時間、搬送部２０によるテンプレートＷの搬送は制御部４０により制限される。これにより、テンプレートＷの移動が前述の所定時間禁止されるので、液状の撥液材１１ａの乾燥前にテンプレートＷが移動することが無くなる。したがって、テンプレートＷの移動に起因する振動などによって液状の撥液材１１ａが所望位置から移動して凸部５２の側面から離れることを抑えることが可能になるので、凸部５２の側面に確実に撥液層５３を形成することができる。

（搬送工程及び洗浄工程）
液状の撥液材１１ａが塗布された塗布済のテンプレートＷは搬送部２０により塗布部１０から洗浄部３０に搬送される（図１参照）。洗浄部３０は、溶剤による洗浄を行う場合、まずテンプレートＷを回転させず、図７に示すように、第１の供給ヘッド３１をテンプレートＷの主面５１ａの中央、すなわち凸部５２の端面中央に対向させ、第１の供給ヘッド３１からテンプレートＷの凸部５２の端面中央に溶剤を供給する。このときの流量は例えば１Ｌ／ｍｉｎ以上である。その供給開始から所定時間（例えば１５秒）後、洗浄部３０は、回転機構３３によりテンプレートＷの中心を回転中心として水平面内でのテンプレートＷの回転を開始させる。このとき、第１の供給ヘッド３１はテンプレートＷの主面５１ａに溶剤を供給し続けている。これにより、テンプレートＷの表面が清浄にされる。

ここで、前述の洗浄に用いられる洗浄用溶剤は、フッ素系の揮発性溶剤（揮発性溶媒）である。このフッ素系の揮発性溶剤は、非撥液成分を溶かす溶剤である。フッ素系の揮発性溶剤としては、例えば、フッ素系不活性液体を用いることが可能である。フッ素系不活性液体としては、フロリナート（登録商標）やガルデン（登録商標）、ノベック（登録商標）などがある。これらガルデン又はノベックを用いた場合には、ガルデンやノベックがフロリナートよりも揮発性の高い溶剤であるため、溶剤揮発時間を短縮することができる。

なお、液状の撥液材に含まれる揮発性溶剤（撥液成分を溶かす溶剤）は第１の揮発性溶剤として機能し、前述のフッ素系の揮発性溶剤（非撥液成分を溶かす溶剤）は第２の揮発性溶剤として機能する。第１の揮発性溶剤と第２の揮発性溶剤をともにフッ素系溶剤とすることができるが、これら第１の揮発性溶剤と第２の揮発性溶剤は互いに異なる種類の溶剤であり、第２の揮発性溶剤は第１の揮発性溶剤よりも揮発性が高い溶剤である。また、第１の揮発性溶剤は石英と反応する溶剤であり、第２の揮発性溶剤は石英と反応しない溶剤である。

前述の溶剤による洗浄を行う場合には、非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤がテンプレートＷ上に供給される。これにより、テンプレートＷ上の撥液層５３に含まれる非撥液成分は、フッ素系の揮発性溶剤によって溶かされ、撥液層５３から除去される。したがって、撥液層５３に撥液成分と非撥液成分とが混在することが抑えられ、撥液層５３の撥液性が高くなるので、テンプレートＷの撥液性能を向上させることができる。

また、前述の溶剤はテンプレートＷの凸部５２の端面中央に供給される。これにより、テンプレートＷの凸部５２の端面中央からその外周に向かう溶剤の流れが生じる。このため、フッ素系の揮発性溶剤に溶け出した非撥液成分が凸部５２上の凹凸パターン５２ａ側に戻ることを抑制することが可能となるので、その凹凸パターン５２ａに対する非撥液成分の付着によるテンプレートＷの異常の発生を抑えることができる。非撥液成分が凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着すると異物となる。このような異物が付着したテンプレートＷの凹凸パターン５２ａが被転写物に押し付けられると、テンプレートＷ側の凹凸パターン５２ａが破損するため、テンプレートＷの異常が発生してしまう。さらに、このような破損した凹凸パターン５２ａを有するテンプレートＷや、非撥液成分が付着した状態のテンプレートＷで続けて転写を行うと、被転写物のパターンに欠陥を生じさせ、パターン異常が発生してしまう。

さらに、テンプレートＷの凸部５２の端面中央からその外周に向かう溶剤の流れが生じるため、凹凸パターン５２ａや主面５１ａ上に、溶剤の逆流や渦などによって溶剤がたまる淀みが生じることを抑制することも可能になる。これにより、その淀みによるテンプレートＷの異常の発生を抑えることができる。詳しくは、淀みに含まれる非撥液成分が、凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着することで、異物としてパターン５２ａ上に残ることを抑制し、上述したテンプレート異常やパターン異常の発生を抑えることができる。

また、洗浄部３０は、まずテンプレートＷを回転させず、溶剤をテンプレートＷの主面５１ａの中央に供給し始めてから、すなわち溶剤の供給開始後、テンプレートＷを回転させる。溶剤がテンプレートＷの回転中に供給されると、テンプレートＷ上で液が跳ねることがある。このため、前述のように溶剤の供給開始後、テンプレートＷを回転させることで、テンプレートＷ上での液跳ねを抑制することが可能となるので、その液跳ねによるテンプレートＷの異常の発生を抑えることができる。

前述の溶剤による洗浄後、洗浄部３０は、第１の供給ヘッド３１に換えて第２の供給ヘッド３２をテンプレートＷの主面５１ａの中央、すなわち凸部５２の端面中央に対向させ、第２の供給ヘッド３２から純水をテンプレートＷの凸部５２の端面中央に所定時間（例えば３００秒）供給し、テンプレートＷの表面を洗浄する。このとき、テンプレートＷは前述の溶剤による洗浄から回転したままであり、第２の供給ヘッド３２はテンプレートＷの表面に沿う方向に揺動する。このような洗浄により、テンプレートＷの表面上のパーティクルが除去され、テンプレートＷの表面が清浄にされる。その後、洗浄液供給が停止した状態で、テンプレートＷの回転数を所定数（例えば７００ｒｐｍ）まで上昇させ、所定時間（例えば１８０秒）でテンプレートＷを乾燥させる。乾燥後、テンプレートＷは次工程に搬送される。なお、純水の供給前にオゾン水（２０ｐｐｍ）が所定時間（例えば６０秒）供給されるようにしても良い。

（インプリント工程）
図８に示すように、インプリント工程において、前述の撥液層５３が形成されたテンプレートＷは、凸部５２上の凹凸パターン５２ａが被処理物（例えば半導体基板）６１上の液状の被転写物（例えば光硬化性樹脂）６２に向けられ、被処理物６１上の液状の被転写物６２に押し付けられる。このとき、液状の被転写物６２は凸部５２の端面と被処理物６１との間からはみ出すが、撥液層５３が凸部５２の側面に形成されているため、はみ出した液状の被転写物６２は撥液層５３により弾かれる。すなわち、撥液層５３は液状の被転写物６２を弾く機能を有するため、液状の被転写物６２が凸部５２の側面に付着することが抑制され、凸部５２の側面に沿って盛り上がることが抑えられる。

次に、凸部５２上の凹凸パターン５２ａが液状の被転写物６２に押し付けられた状態で、凹凸パターン５２ａが形成された面と反対側の面から紫外線などの光が液状の被転写物６２に照射される。この光照射によって液状の被転写物６２が硬化すると、硬化した被転写物６２からテンプレートＷが離される。このようにして、凸部５２上の凹凸パターン５２ａが被転写物６２に転写される。通常、このようなインプリント工程が被処理物６１の全面にわたって繰り返され、パターン転写が繰り返し行われるが、そのインプリント回数は特に限定されるものではない。

なお、被転写物６２としては、液状の光硬化性樹脂に限るものではなく、例えば、液状の熱硬化性樹脂を用いることも可能である。この場合には、例えばヒータや光源などの加熱部により液状の被転写物６２を加熱して硬化させることになる。

（洗浄用溶剤の種類に依存する撥液層の撥液性の判定結果）
図９は、洗浄用溶剤の種類に依存する撥液層の撥液性の判定結果である。

図９に示すように、各種の溶剤（界面活性剤、酸系溶剤、アルカリ系溶剤、有機溶剤及びフッ素系溶剤）が用いられ、溶剤の種類ごとにテストが行われ、各種類に依存する撥液層の撥液性の判定結果（良否）が求められている。

この判定結果を求めるテストでは、溶剤の種類ごとに同じテスト手順で判定結果が求められる。テスト手順としては、まず、液状の撥液材がテスト基板（例えばベアシリコン）上に所定量（例えば０．０５ｍｌ）塗布される。液状の撥液材が塗布されたテスト基板は所定時間（例えば１時間）放置され、そのテスト基板上に撥液層が形成される。撥液層が形成されたテスト基板は一種類の溶剤に所定時間（例えば３０分）浸漬される。その後、撥液層が形成されたテスト基板は溶剤から引き上げられ、所定時間（例えば５分）水洗いされ、Ｎ_２などの気体吹き付けによって乾燥される。

次に、テスト基板上に形成された撥液層にレジスト（被転写物６２の一例）が滴下され、撥液層に対するレジストの接触角が測定される。この接触角が例えば６５度以上である場合には、テストに使用された溶剤は合格（ＯＫ）と判定される。その溶剤は非撥液成分の残渣を無くすことが可能な溶剤である。一方、接触角が例えば６５度よりも小さい場合には、テストに使用された溶剤は不合格（ＮＧ）と判定される。その溶剤は非撥液成分の残渣を十分に無くすことができない溶剤である。なお、撥液層の接触角が６５度以上であると、テンプレートＷの撥液層は、液状の被転写物を弾く機能を十分に有すると考えられる。このようにして、図９に示すような洗浄用溶剤の種類に依存する撥液層の撥液性の判定結果（良否）が求められる。

図９に示すように、界面活性剤、酸系溶剤、アルカリ系溶剤及び有機溶剤は不合格（ＮＧ）であり、フッ素系溶剤だけが合格（ＯＫ）となることが確認された。したがって、前述の洗浄にフッ素系溶剤を用いることによって、非撥液成分の残渣を無くすことが可能となる。これにより、撥液層に対するレジストの接触角が大きくなるので、テンプレートＷの撥液性能を向上させることができる。なお、フッ素系の揮発性溶剤としては、例えば、フロリナートやガルデン、ノベックなどがある。

以上説明したように、実施形態によれば、テンプレートＷの凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて凸部５２の側面に液状の撥液材１１ａを塗布することによって、凹凸パターン５２ａを避けて撥液層５３を凸部５２の側面の少なくとも一部に形成することが可能となる。このため、インプリント工程において、テンプレートＷの凸部５２と被処理物６１との間からはみ出した液状の被転写物６２が撥液層５３により弾かれるため、液状の被転写物６２が凸部５２の側面に付着することを抑えることができる。これにより、硬化した被転写物６２の一部の盛り上がりを抑制してパターン異常の発生を抑えることが可能なテンプレートＷを得ることができる。さらに、テンプレートＷの破損や異物の噛み込みなどを抑制してパターン異常及びテンプレート異常の発生を抑えることが可能なテンプレートＷを得ることができる。

なお、液状の撥液材１１ａは撥液成分と非撥液成分を含む溶液であるため、凸部５２の側面に形成された撥液層５３に撥液成分及び非撥液成分が混在する場合がある。この場合には、撥液層５３の撥液性が低くなり、すなわち撥液層５３に対する液状の被転写物６２の接触角が小さくなるため、テンプレートＷの撥液性能が低下してしまう。そこで、前述のように溶剤による洗浄を行う際に、液状の撥液材１１ａに含まれる非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤がテンプレートＷ上に供給される。これにより、テンプレートＷ上の撥液層５３に含まれる非撥液成分は、フッ素系の揮発性溶剤によって溶かされ、撥液層５３から除去される。したがって、撥液層５３に撥液成分と非撥液成分とが混在することが抑えられ、撥液層５３の撥液性が高くなる、すなわち撥液層５３に対する液状の被転写物６２の接触角が大きくなるので、テンプレートＷの撥液性能を向上させることができる。

また、テンプレートＷに液状の撥液材１１ａを塗布する供給ヘッド１１を用いることによって、凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて凸部５２の側面に撥液層５３を容易に形成することができる。さらに、凸部５２の平面形状に応じ、凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて凸部５２の側面に液状の撥液材１１ａを塗布することも可能であり、確実に凸部５２の側面に撥液層５３を形成することができる。

また、インプリント工程において、凸部５２の側面に被転写物６２が付着した場合には、その被転写物６２を取り除くため、テンプレートＷを薬液により洗浄することが一般的である。ところが、前述の実施形態によれば、被転写物６２が凸部５２の側面に付着することが抑えられるため、インプリント工程後、凸部５２の側面から被転写物６２を除去する洗浄工程を不要とすることができる。これにより、インプリント工程後のテンプレートＷに対する洗浄工程を削減することが可能となり、洗浄液によるテンプレートＷのパターン消耗や、パターン倒壊などのダメージを防ぐことができる。その結果、テンプレート異常の発生を抑制することができる。

なお、凹凸パターン５２ａ上に撥液層５３を形成しないように凹凸パターン５２ａを避けて少なくとも凸部５２の側面に撥液層５３を形成することが重要である。これは、液状の被転写物６２に対する凹凸パターン５２ａの転写不良（ミスプリント）を避けるためである。すなわち、凹凸パターン５２ａはナノメートルサイズの寸法幅の微細なパターンであり、凹凸パターン５２ａ上に少しでも撥液層５３が形成されると、撥液層５３の厚みが生じる分、凹凸パターン５２ａの寸法幅の精度を維持できなくなり、転写する際にパターン異常が発生してしまう。

ここで、前述の塗布工程（コーティング工程）での液の連続吐出において、供給ヘッド１１の高さ位置や吐出量、移動速度などの供給条件は、供給ヘッド１１から塗布領域Ｒ１に向けて吐出された液状の撥液材が主面５１ａで跳ねて凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着しないように、例えば、供給ヘッド１１から塗布領域Ｒ１に向けて吐出された液状の撥液材が主面５１ａで跳ねないように設定されている。ところが、液状の撥液材の供給条件が前述のように設定されていても、供給ヘッド１１が塗布領域Ｒ１内の位置に対向した状態で液状の撥液材の吐出を開始したり、あるいは、液状の撥液材の吐出を停止したりすると、その際に液状の撥液材が主面５１ａで跳ねて凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着することがある。この原因としては、一例として、供給ヘッド１１の液供給開始時や液供給停止時に液の吐出力や吐出量の変動があるため、液吐出や液停止が安定しないことが挙げられる。

そこで、前述のように供給ヘッド１１は塗布領域Ｒ１より外側の吐出開始位置Ａ２に対向した状態で液状の撥液材の吐出を開始し、あるいは、塗布領域Ｒ１より外側の吐出停止位置Ａ３に対向した状態で液状の撥液材の吐出を停止する。これにより、吐出開始位置Ａ２または吐出停止位置Ａ３と、凹凸パターン５２ａとの距離が離れており、液状の撥液材が主面５１ａで跳ねて凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着することを防止することが可能になるので、パターン異常の発生を確実に抑えることができる。さらに、液状の撥液材が主面５１ａで跳ねて凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着することをより確実に抑えるためには、吐出開始位置Ａ２及び吐出停止位置Ａ３をステージ１３上のテンプレートＷの主面５１ａ外の位置、すなわち主面５１ａの外周縁より外側の位置にすることが望ましい。この場合には、液状の撥液材が主面５１ａに当たって跳ねることが無くなるので、液状の撥液材が主面５１ａで跳ねて凸部５２上の凹凸パターン５２ａに付着することを確実に抑えることができる。

また、供給ヘッド１１が吐出開始位置Ａ２から吐出停止位置Ａ３に至るまでに、供給ヘッド１１から吐出される撥液材の吐出量が変化するように供給ヘッド１１を制御することもできる。例えば、供給ヘッド１１が吐出開始位置Ａ２から吐出停止位置Ａ３に至るまでに、供給ヘッド１１の軌跡が重なる位置Ａ４においては、撥液材が二重に塗布され、その位置Ａ４において撥液材の厚みが大きくなる傾向がある。撥液材の厚みが不均一になると、凝集物が発生する可能性があるので、撥液材の吐出量は供給ヘッド１１の軌跡において均一になるようにすることが好ましい。よって、軌跡が重なる位置Ａ４においては、供給ヘッド１１の吐出量が少なくなるように吐出量を調整することが可能である。例えば、軌跡が重なる位置Ａ４と、軌跡上の他の位置において、撥液材の吐出量が同程度になるように供給ヘッド１１を制御することができる。

（他の実施形態）
前述の実施形態においては、一例として、撥液層５３を凸部５２の側面の全面及びその側面につながる主面５１ａの一部に形成しているが、これに限るものではない。例えば、凸部５２上の凹凸パターン５２ａを避けて少なくとも凸部５２の側面に撥液層５３を形成すれば良く、凸部５２の側面に加え、凸部５２の端面の一部あるいは主面５１ａにおける凸部５２以外の全面に撥液層５３を形成することも可能である。さらに、凸部５２の側面に加え、凸部５２の端面の一部及び主面５１ａにおける凸部５２以外の全面に撥液層５３を形成することも可能である。また、凸部５２の側面における被転写物６２と接触する部分に撥液層５３を形成すれば良く、凸部５２の側面の一部だけに撥液層５３を形成することも可能である。

また、前述の実施形態においては、一例として、撥液層５３を単層としたが、撥液層５３としては単層に限るものではなく、複数の層を積層して用いることも可能である。さらに、凸部５２の側面（側壁）は、主面５１ａに対して垂直でも良いし、傾斜していても良い。加えて、凸部５２の側面は平坦であっても良いし、段差を有していても良い。

また、前述の実施形態においては、一例として、塗布部１０の供給ヘッド１１により液状の撥液材を連続して吐出する連続吐出を例示したが、これに限るものではなく、液状の撥液材を断続して吐出する断続吐出（液状の撥液材の滴下）を行うことも可能である。この場合には、供給ヘッド１１は、塗布経路Ａ１に沿って所定間隔、すなわち凸部５２の側面の全面に液状の撥液材１１ａを塗布することが可能な間隔で滴下を繰り返すことが望ましい。

また、前述の実施形態においては、一例として、前述の塗布経路Ａ１（供給位置）を予め決めているが、これに限るものではなく、撮像部１４によりステージ１３上のテンプレートＷの凸部５２の上面を撮像し、撮像した画像に基づき凸部５２の平面サイズ及び平面形状に合わせて制御部４０により供給位置を調整することも可能である。例えば、供給位置は、凸部５２の平面サイズ及び平面形状に基づいて、凸部５２の側面からの距離が絶えず所定距離Ｌ１となるように制御部４０により調整される。これにより、凸部５２の平面サイズや平面形状が変化しても、塗布位置は凸部５２の側面から所定距離Ｌ１に維持されるので、テンプレートＷの主面５１ａに供給された液状の撥液材１１ａが広がって凸部５２の側面を乗り越えることを防止しつつ、凸部５２の側面に撥液材１１ａを確実に塗布することができる。

また、前述の実施形態においては、一例として、塗布部１０の供給ヘッド１１としてディスペンサを例示したが、これに限るものではなく、ディスペンサ以外にも、液状の撥液材を染み込ませたスポンジブラシやペン、あるいは、液状の撥液材を吐出するインクジェットヘッドなどを用いることが可能である。スポンジブラシやペンなどを用いる場合には、図３に示す状態のテンプレートＷ以外にも、そのテンプレートＷを凸部５２が重力方向の下方に向くように逆さにし、高さがある程度高い各支持部材１３ａにより支持し、テンプレートＷの下方から液状の撥液材を塗布することも可能である。あるいは、テンプレートＷを主面５１ａが傾斜するように支持し、テンプレートＷの斜め方向から液状の撥液材を塗布することも可能である。

また、前述の実施形態においては、一例として、テンプレートＷの主面５１ａに液状の撥液材を供給することで、結果的に凸部５２の側面に液状の撥液材を塗布しているが、これに限るものではなく、例えば、凸部５２の側面に直接、液状の撥液材を塗布することも可能である。

また、前述の実施形態においては、一例として、塗布部１０の供給ヘッド１１を水平移動機構または上下移動機構によってＸＹＺ軸に移動させるようにしたが、ステージ１３を移動させるようにしても良い。この場合、ステージ１３に水平移動機構や上下移動機構を設けることが可能である。すなわち、供給ヘッド１１とステージ１３とが相対的に移動することができれば良く、いずれか一方または両方が移動するようにしても良い。この場合、制御部４０によりステージ１３と供給ヘッド１１の相対移動を制御することが可能である。

また、前述の実施形態においては、一例として、洗浄部３０としてスピン処理装置を例示したが、これに限るものではなく、例えば、溶剤を貯留する槽や純水を貯留する槽を用いて、それらの槽内の液体に塗布済のテンプレートＷを浸漬することも可能である。

また、前述の実施形態においては、一例として、被処理物６１として半導体基板を例示したが、これに限るものではなく、レプリカテンプレートとして使用される石英基板であっても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ テンプレート製造装置
１１ 供給ヘッド
１３ ステージ
１５ Ｙ軸移動機構
１７Ａ Ｘ軸移動機構
１７Ｂ Ｘ軸移動機構
３０ 洗浄部
４０ 制御部
５１ 基体
５１ａ 主面
５２ 凸部
５２ａ 凹凸パターン
６２ 被転写物
Ｗ テンプレート

Claims (10)

1. 主面を有する基体と、前記主面上に設けられた凸部とを有し、この凸部における端面に、液状の被転写物に押し付けられる凹凸パターンが形成されたテンプレートを支持するステージと、
   前記ステージ上の前記テンプレートに前記液状の被転写物を弾く液状の撥液材を供給する供給ヘッドと、
   前記ステージ及び前記供給ヘッドを前記ステージに沿う方向に相対移動させる移動機構と、
   前記供給ヘッドが前記凹凸パターンを避けて少なくとも前記凸部の側面に前記液状の撥液材を塗布するように前記供給ヘッド及び前記移動機構を制御する制御部と、
   前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートに液体を供給する洗浄部と、
   を備え、
   前記液状の撥液材は、前記テンプレートの表面と反応する撥液成分と、前記テンプレートの表面と反応する非撥液成分と、前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含み、
   前記液体は、前記非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤であることを特徴とするインプリント用のテンプレート製造装置。
2. 前記制御部は、前記供給ヘッドが前記凸部の周囲の前記主面上に前記液状の撥液材を供給し、前記凸部の側面に前記液状の撥液材を塗布するように前記供給ヘッド及び前記移動機構を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用のテンプレート製造装置。
3. 前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤は、フッ素系溶剤であり、
   前記フッ素系の揮発性溶剤は、前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤よりも揮発性が高い溶剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインプリント用のテンプレート製造装置。
4. 前記フッ素系の揮発性溶剤は、フッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインプリント用のテンプレート製造装置。
5. 前記洗浄部は、
   前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートに前記液体を供給する供給ヘッドと、
   前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートを水平面内で回転させる回転機構と、
   を具備し、
   前記制御部は、前記供給ヘッドが前記液体を供給し始めてから、前記回転機構が前記テンプレートを回転させるように前記供給ヘッド及び前記回転機構を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインプリント用のテンプレート製造装置。
6. 主面を有する基体と、前記主面上に設けられた凸部とを有し、この凸部における端面に、液状の被転写物に押し付けられる凹凸パターンが形成されたテンプレートを支持する工程と、
   支持された前記テンプレートの前記凹凸パターンを避けて少なくとも前記凸部の側面に、前記液状の被転写物を弾く液状の撥液材を塗布する工程と、
   前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートに液体を供給する工程と、
   を有し、
   前記液状の撥液材は、前記テンプレートの表面と反応する撥液成分と、前記テンプレートの表面と反応する非撥液成分と、前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤とを含み、
   前記液体は、前記非撥液成分を溶かすフッ素系の揮発性溶剤であることを特徴とするインプリント用のテンプレート製造方法。
7. 前記液状の撥液材を塗布する工程では、前記凸部の周囲の前記主面上に前記液状の撥液材を供給し、前記凸部の側面に前記液状の撥液材を塗布することを特徴とする請求項６に記載のインプリント用のテンプレート製造方法。
8. 前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤は、フッ素系溶剤であり、
   前記フッ素系の揮発性溶剤は、前記撥液成分を溶かす揮発性溶剤よりも揮発性が高い溶剤であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインプリント用のテンプレート製造方法。
9. 前記フッ素系の揮発性溶剤は、フッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のインプリント用のテンプレート製造方法。
10. 前記液体を供給する工程では、前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートに前記液体を供給し始めてから、前記液状の撥液材が塗布された前記テンプレートを水平面内で回転させることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のインプリント用のテンプレート製造方法。

Images