JP2017092318A - パターン形成方法、インプリントシステムおよび物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上に形成するインプリント材の複数の液滴の配置をパージガスの影響を考慮して調整するパターン形成方法を提供する。【解決手段】パターン形成方法は、インプリント材供給部によってテスト領域の上に複数のテスト液滴を配置し、複数のテスト液滴にパージガスを供給し、テスト液滴を硬化させることによって液滴硬化物のサンプルを作成する工程と、サンプルの液滴硬化物を評価する工程と、基板に形成すべきパターンの設計情報と評価工程で得られた結果とに基づいて配置レシピを生成する工程と、配置レシピに従って供給部によって基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置し、複数の液滴に前記パージガスを供給し、設計情報に基づいて形成されたパターンを有する型を複数の液滴に接触させることにより複数の液滴を構成するインプリント材を成形し、該成形されたインプリント材を硬化させることによってパターンを形成する工程と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、パターン形成方法、インプリントシステムおよび物品製造方法に関する。

露光装置に代わるリソグラフィ装置としてインプリント装置が注目されている。インプリント装置では、基板の上にインプリント材を塗布し、該インプリント材に原版としての型を接触させ、この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上にパターンを形成する装置である。インプリント材としては、例えば、光の照射によって硬化する光硬化樹脂材料や、熱によって硬化する熱硬化樹脂材料がある。

基板に対するインプリント材の供給は、ディスペンサーによって基板の上にインプリント材を複数の液滴の形態で配置することによって行われうる。基板の上に配置されたインプリント材の複数の液滴に対して型を接触させることによって複数の液滴が広がる。これにより、型に形成されているパターンにならってインプリント材が成形される。この段階では、インプリント材は、未硬化状態、即ち液体状態であるので、形状は固定されていない。型によって成形されたインプリント材は、光または熱などの硬化エネルギーが与えられることによって硬化され、形状が固定される。その後、硬化したインプリント材から型が引き離される。

ディスペンサーによって基板の上に配置されたインプリント材の複数の液滴の大きさ（体積）は、ディスペンサーに設けられた複数の吐出口間のばらつきの影響を受けうる。また、基板の上に配置されたインプリント材の複数の液滴は、インプリント材が揮発することによって小さくなりうる。揮発の程度は、複数の液滴が配置された領域の周辺部と中央部とでは異なりうる。

特許文献１には、揮発量を考慮して基板上にインプリント材を塗布することが記載されている。特許文献２には、インプリントによって形成された膜の厚さを計測し、計測の結果に基づいてノズルからの機能性インクの吐出量を補正することが記載されている。

特開２００９−８８３７６号公報 特開２０１３−６５６２４号公報

インプリント材の硬化は、型に形成されたパターンの凹部にインプリント材が十分に充填された後になされる。この充填を促進するために、基板と型との間の空間に、空気を置換するためのパージガスが供給されうる。また、酸素硬化阻害性を有するインプリント材（酸素によって硬化が阻害されるインプリント材）が使用される場合、酸素が多いとインプリント材を硬化しにくくなる。そこで、基板と型との間の空間に、空気を置換するためのパージガスが供給される。パージガスは、例えば、ヘリウムガスまたはヘリウムガスでありうる。

本発明者は、基板の上に配置されたインプリント材の液滴の揮発量がパージガスに大きく依存することを突き止めた。パージガスは、通常、基板と型との間の空間、より具体的には、型の下の空間に局所的に供給される。また、インプリントは、基板の上のインプリント対象の領域にディスペンサーによってインプリント材の複数の液滴を配置した後に、該領域を型の下に移動させ、複数の液滴に型を接触させ硬化させることによってなされうる。よって、基板の上に配置されたインプリント材の複数の液滴は、それらの位置によって異なる雰囲気に曝されることになるので、それらの位置によって揮発量が異なりうる。この点を考慮しなければ、基板の上に形成されるパターンの品質を向上させることは困難である。

本発明は、本発明者による上記の知見を基礎としてなされたものであり、基板の上に形成するインプリント材の複数の液滴の配置をパージガスの影響を考慮して調整することにより、形成されるパターンの品質を向上させることを目的とする。

本発明の１つの側面は、パターン形成方法に係り、該パターン形成方法は、インプリント材を供給する供給部によってテスト領域の上にインプリント材の複数のテスト液滴を配置し、前記複数のテスト液滴にパージガスが供給された状態で前記複数のテスト液滴を硬化させることによって複数の液滴硬化物を有するサンプルを作成するサンプル作成工程と、前記サンプルにおける前記複数の液滴硬化物を評価する評価工程と、基板に形成すべきパターンの設計情報と前記評価工程で得られた結果とに基づいて配置レシピを生成する生成工程と、前記配置レシピに従って前記供給部によって基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置し、前記複数の液滴に前記パージガスが供給された状態で、前記設計情報に基づいて形成されたパターンを有する型を前記複数の液滴に接触させることにより前記複数の液滴を構成していたインプリント材を成形し、該成形されたインプリント材を硬化させることによってパターンを形成するインプリント工程と、を含む。

本発明によれば、基板の上に形成するインプリント材の複数の液滴の配置をパージガスの影響を考慮して調整することにより、形成されるパターンの品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。 本発明の一実施形態のパターン形成方法を示す図。 サンプル作成工程の具体例を示す図。 サンプル作成用の配置レシピを例示する図。 物品を製造する際のショットレイアウトを例示する図。 配置レシピに従って基板の上にインプリント材の複数の液滴の配置する様子を例示する図。 インプリント材の複数のテスト液滴が配置された領域の移動および該複数のテスト液滴の硬化を模式的に示す図。 インプリント材としての紫外線硬化樹脂の流動性の変化（硬化）を例示する図。 インプリント材の複数の液滴間における、塗布時刻からの経過時間による揮発量の差を例示する図。 インプリント材の複数の液滴間における、配置位置による揮発量の差および濡れ広がりの差を模式的に例示する図。 インプリント材の複数の液滴間における、パージガスの流量による揮発量の差を例示する図。 テスト基板に形成された複数の液滴硬化物のノズル間の差を例示する図。 ショット領域に対するインプリント材の塗布量分布を例示する図。 参考例の配置レシピを例示する図。 配置レシピ生成工程の具体例を示す図。 補正用中間データおよび補正量分布を例示する図。 補正塗布量分布を例示する図。 本発明の実施形態によって生成された配置レシピを例示する図。 本発明の一実施形態のインプリントシステムの構成を示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

本発明のインプリントシステムは、基板の上に供給されたインプリント材を型によって成形し、該成形されたインプリント材を硬化させることによってパターンを形成する。インプリント材は、それを硬化させるエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物である。インプリント材は、硬化した状態を意味する場合もあるし、未硬化の状態を意味する場合もある。硬化用のエネルギーとしては、例えば、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光（例えば、赤外線、可視光線、紫外線）でありうる。

硬化性組成物は、典型的には、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。これらのうち光により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種でありうる。

図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置１００の構成が模式的に示されている。インプリント装置１００は、半導体デバイスなどの物品を製造するプロセスで使用されるリソグラフィ装置であって、基板１０４の上にインプリント材１２０を供給し、インプリント材１２０に型（モールド）１０１のパターンを転写する。本明細書および添付図面では、基板１０４の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。

本実施形態では、インプリント材１２０を硬化させる方法として、紫外線等の光をインプリント材１２０に照射するによってインプリント材１２０を硬化させる光硬化法が採用されている。ただし、インプリント材１２０を硬化させる方法は、これに限定されるものではなく、例えば、熱をインプリント材１２０に与えることによってインプリント材１２０を硬化させてもよい。

インプリント装置１００は、型１０１を駆動する型駆動機構１０２と、硬化部（光照射部）１０３と、パージ部１０６とを備えている。また、インプリント装置１００は、基板１０４を保持するステージ１０５と、ステージ１０５を駆動することによって基板１０４を駆動する基板駆動機構１１２とを備えている。また、インプリント装置１００は、基板１０４の上にインプリント材１２０の複数の液滴を配置するディスペンサー１１０と、ディスペンサー１１０にインプリント材１２０を供給する供給源１１１と、制御部１３０と、データ格納部１３１とを備えている。ディスペンサー１１０は、インプリント材を基板１０４の上に供給する供給部の一つの形態である。

型１０１は、基板１０４に供給されたインプリント材１２０に転写すべきパターンが形成されたパターン部１０１ａを有する。型１０１は、パターン部１０１ａが基板１０４に対向するように配置される。型１０１は、例えば、矩形形状の外形を有し、光（紫外線）を透過する材料（石英など）で構成されうる。型駆動機構１０２は、型１０１を保持する型チャックを有し、型チャックによって保持された型１０１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸。）について駆動する。型駆動機構１０２は、基板１０４の上に配置されたインプリント材１２０の複数の液滴に型１０１を接触させるように型１０１を駆動する。これにより、該複数の液滴が広がり、該複数の液滴を構成していたインプリント材１２０は、パターン部１０１ａのパターンにならって成形される。この段階では、インプリント材１２０は、未硬化状態、即ち液体状態であるので、形状は固定されていない。型によって成形されたインプリント材は、光が照射されることによって硬化され、形状が固定される。その後、型駆動機構１０２は、硬化したインプリント材１２０から型１０１を引き離すように型１０１を駆動する。

ステージ１０５は、基板１０４を保持する基板チャックを有する。ステージ１０５は、基板駆動機構１１２によって駆動される。基板駆動機構１１２は、例えば、粗動駆動系と微動駆動系とで構成されうる。基板駆動機構１１２は、基板１０４を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸。）について駆動するようにステージ１０５を駆動する。

供給源１１１は、未硬化、即ち液体状態のインプリント材１２０を収容するタンクであり、ディスペンサー１１０に対してインプリント材１２０を供給する。ディスペンサー１１０は、複数のノズル（吐出口）を有し、該複数のノズルを通してインプリント材１２０を液滴状態で吐出する。典型的には、基板駆動機構１１２による基板１０４の駆動（走査）と同期してディスペンサー１１０の複数のノズルからインプリント材１２０が吐出され、これにより、インプリント材１２０の複数の液滴が基板１０４の上に配置（塗布）される。一例において、１つの液滴は、数ピコリットルであり、液滴の配置間隔は、数μｍでありうる。

インプリント材１２０は、本実施形態では、酸素硬化阻害性（酸素によって硬化が阻害される性質）を有する紫外線硬化樹脂である。パージ部１０６は、インプリント材１２０の硬化を可能にするためのパージガスを基板１０４と型１０１との間の空間、より具体的には、型１０１の直下の空間に１または複数の吹出部１０７を介して供給する。一例において、複数の吹出部１０７が型１０１を取り囲むように配置されうる。パージガスとしては、パターン部１０１ａの凹部に対するインプリント材１２０の充填を促進する作用も有するガスが使用されうる。パージガスとしては、インプリント材１２０の硬化を阻害しないガス、例えば、ヘリウムガス、窒素ガスおよび凝縮性ガス（例えば、ペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ））の少なくとも１つを含むガスが使用されうる。吹出部１０７は、ディスペンサー１１０によって基板１０４の上に形成されるインプリント材１２０の複数の液滴の配列の全域にパージガスを供給するように、例えば、複数のノズルを有しうる。

制御部１３０は、ＣＰＵおよびメモリなどを含み、インプリント装置１００を構成する複数の要素、即ち型駆動機構１０２、硬化部１０３、パージ部１０６、基板駆動機構１１２などを制御する。データ格納部１３１には、ディスペンサー１１０による基板１０４の上へのインプリント材１２０の複数の液滴の配置を制御するための配置レシピ（ドロップレシピ）が格納されている。配置レシピは、インプリント材１２０の液滴の配置を示す情報を含む。

図２を参照しながらインプリント装置１００によって実施されるパターン形成方法を説明する。以下のステップＳ１０１（サンプル作成工程）の動作は、インプリント装置１００の第１モードの動作であり、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８の動作はインプリント装置１００の第２モードの動作である。

ステップＳ１０１（サンプル作成工程）では、インプリント装置１００におけるインプリント材１２０の液滴特性を計測するためのサンプルが作成される。サンプルは、複数の液滴硬化物を有する。複数の液体硬化物は、テスト領域を有するテスト基板をステージ１０５上にロードし、該テスト領域にディスペンサー１１０によってインプリント材１２０の複数のテスト液滴を配置し、該複数のテスト液滴を硬化部１０３によって硬化させることによって形成される。複数のテスト液滴の硬化は、テスト基板の上にディスペンサー１１０によって配置された複数の液滴にパージ部１０６によってパージガスが供給された状態でなされる。ここで、パージガスが供給された状態は、例えば、パージガスが所定時間以上にわたって供給された状態、あるいは、複数の液滴を取り巻く空間における酸素の濃度が所定濃度以下に低下するまでパージガスが供給された状態である。ステップＳ１０１（サンプル作成工程）の詳細については後述する。硬化部１０３による複数のテスト液滴の硬化は、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８における物品の製造のためのインプリント工程においてインプリント材の複数の液滴を硬化させる位置と同じ位置において行われうる。

ステップＳ１０２（評価工程）では、ステップＳ１０１（サンプル作成工程）で作成されたサンプルにおける複数の液滴硬化物が評価される。この評価は、ステップＳ１０１（サンプル作成工程）で作成されたサンプルにおける複数の液硬化物のそれぞれの体積の計量を含みうる。ここで、ｎ（２以上の自然数）個の液滴が結合した状態で１つの硬化物（以下、結合硬化物）が形成されている場合には、結合硬化物の体積をｎで除することによって、結合前の個々の液滴の体積を評価することができる。あるいは、ｎ（２以上の自然数）個の液滴が結合した状態で１つの結合硬化物が形成される条件において、ｎ個の液滴からなるグループを単位として評価する場合には、個々の結合硬化物の体積によって各グループを評価することもできる。

ステップＳ１０３では、制御部１３０は、半導体デバイスなどの物品を製造するために基板に形成すべきパターンの設計情報（例えば、回路パターンの設計情報）を取得する。該物品を製造するために使われる型１０１のパターン部１０１ａに形成されたパターンは、該設計情報に基づいて形成されたものである。該設計情報は、データ格納部１３１に格納される。ステップＳ１０４（配置レシピ生成工程）では、制御部１３０は、ステップＳ１０３で取得した設計情報とステップＳ１０２（評価工程）で得られた評価結果とに基づいて配置レシピを生成する。

ステップＳ１０５〜Ｓ１０９（インプリント工程）では、ステップＳ１０４で生成された配置レシピに従ってインプリントが行われる。具体的には、ステップＳ１０５では、ディスペンサー１１０は、ステップＳ１０４で生成された配置レシピに従って所定のタイミングで基板１０４のショット領域の上にインプリント材を供給する。この供給は、基板１０４のショット領域の上にインプリント材１２０の複数の液滴が配置されるようになされる。ステップＳ１０６では、パージ部１０６は、基板１０４のショット領域上に配置された複数の液滴を取り巻く空間に対するパージガスの供給を開始する。ステップＳ１０７では、基板１０４のショット領域上に配置された複数の液滴にパージ部１０６によってパージガスが供給された状態で、該複数の液滴に型１０１のパターン部１０１ａが接触するように型駆動機構１０２によって型１０１が駆動される。

ステップＳ１０６では、基板１０４のショット領域上のインプリント材１２０の複数の液滴に対して型１０１のパターン部１０１ａが接触するように型駆動機構１０２によって型１０１が駆動される。これにより、基板１０４のショット領域上で複数の液滴を構成していたインプリント材１２０は、パターン部１０１ａのパターンにならって成形される。ここで使用される型１０１は、ステップＳ１０３で取得した設計情報に従ってパターン部１０１ａにパターンが形成された型である。ステップＳ１０７では、成形されたインプリント材１２０に対して硬化部１０３によって光を照射される。これによってインプリント材１２０が硬化され、形状が固定される。ステップＳ１０８では、硬化したインプリント材１２０から型１０１が引き離されるように型駆動機構１０２によって型１０１が駆動される。なお、本実施形態では、ステップＳ１０６およびＳ１０８において、型駆動機構１０２によって型１０１を駆動することによってインプリント材１２０に対する型の接触、および、硬化したインプリント材１２０からの型１０１の引き離しがなされる。しかし、このような制御に代えて、基板駆動機構１１２による基板１０４の駆動によって、インプリント材１２０に対する型の接触、および、硬化したインプリント材１２０からの型１０１の引き離しがなされてもよい。

ステップＳ１０９およびステップＳ１１０は、任意的に実施される工程である。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８（インプリント工程）によって形成されたパターン（つまり、インプリント材１２０を成形し硬化させたパターン）の膜厚分布が計測される。ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９における膜厚分布の計測結果に基づいて、必要に応じて、補正制御情報が変更されうる。この変更は、例えば、計測によって得られた膜厚が目標膜厚より薄い部分に配置するべき液滴の体積を大きくし、計測によって得られた膜厚が目標膜厚より厚い部分に配置するべき液滴の体積を小さくする処理を含みうる。液滴の体積は、薄い部分に配置する液滴の個数を増減や、１滴あたりの吐出量の増減によって調整する。

上記の例では、物品を製造するための基板１０８とテスト基板とが別個の基板であるが、物品を製造するための基板１０８の一部の領域がテスト領域として使用され、基板１０８の他の領域が物品を製造するための領域として使用されてもよい。

また、上記の説明におけるパージ部１０６によるパージガスの供給のタイミングは一例である。パージ部１０６は、遅くとも、型１０１の下にインプリント対象のショット領域が送り込まれて該ショット領域の上の複数の液滴に対して型１０１が接触するまでには、型１０１の下の空間に対するパージガスの供給が開始されるように制御されうる。例えば、パージ部１０６は、基板１０４がステージ１０５にロードされてからステージ１０５からアンロードされるまでの期間において、型１０１の下の空間にパージガスを供給するように制御されうる。あるいは、パージ部１０６は、ロットの先頭の基板１０４がステージ１０５にロードされてからロットの最後の基板１０４がステージ１０５からアンロードされるまでの期間において、型１０１の下の空間にパージガスを供給するように制御されうる。

図３を参照しながら図２のステップＳ１０１（サンプル作成工程）の具体例を説明する。ステップＳ２０１では、型１０１が型駆動機構１０２の型チャックによって保持される。この型１０１は、半導体デバイス等の物品を形成するためのパターンを有してもよいし、有しなくてもよい。なぜなら、サンプル作成工程では、型１０１をインプリント材１２０に接触させることなくインプリント材１２０を硬化させてもよいからである。

ステップＳ２０２では、ディスペンサー１１０がインプリント装置１００に搭載されていない場合に実行されるステップである。ディスペンサー１１０がインプリント装置１００に搭載されていない場合は、ステップＳ２０２において、ディスペンサー１１０がインプリント装置１００に搭載される。ステップＳ２０３では、制御部１３０により、インプリント装置１００に搭載されているディスペンサー１１０がＩＤによって識別される。これにより、インプリント装置１００に搭載されているディスペンサー１１０の種類、ノズル数（吐出口数）、吐出性能である平均吐出量、ノズル別の吐出量ばらつき、吐出位置ばらつき等の性能情報を取得することができる。

ステップＳ２０４では、基板１０４としてテスト基板がステージ１０５上にロードされる。ステップＳ２０５では、制御部１３０は、サンプル作成用の配置レシピを生成または取得する。一例において、サンプル作成用の配置レシピは、ディスペンサー１１０の種類またはノズル数に対応付けて、予めデータ格納部１３１に準備されうる。この場合は、制御部１３０は、ディスペンサー１１０の種類またはノズル数に基づいて、予め準備された配置レシピを取得することができる。他の例において、制御部１３０は、予め定められた位置にインプリント材１２０の液滴が配置されるように、インプリント材を吐出させるノズルおよび吐出のタイミングを決定し、この決定に基づいて配置レシピを生成しうる。

図４には、サンプル作成用の配置レシピが視覚化して示されている。サンプルは、テスト基板の複数の領域Ｒのそれぞれに作成されうる。個々の領域Ｒは、１回の硬化工程でインプリント材１２０の複数の液滴からなる配列が硬化される領域である。個々の領域Ｒは、半導体デバイス等の物品を製造する際のショット領域と同様の領域とすることができる。ディスペンサー１１０は、複数のノズルとして、ノズル１、２、３・・・を有する。領域Ｒにおける黒い四角は、インプリント材１２０のテスト液滴が配置される位置を示し、白い四角は、インプリント材１２０のテスト液滴が配置されない位置を示す。この例では、テスト液滴同士が接触しないように、テスト液滴同士に相応の間隔が設けられている。テスト基板は、基板駆動機構１１２によって図４において横方向に走査される。まず、ノズル１、４、７・・・からインプリント材１２０が吐出され、対応する位置にテスト液滴が配置される。次いで、３ドット分の間隔が設けられた後にノズル２、５、８・・・からからインプリント材１２０が吐出され、対応する位置に液滴が配置される。

ステップＳ２０６では、制御部１３０は、テスト基板の複数の領域Ｒのうち未だサンプル（複数の液滴硬化物からなる配列）が作成されていない領域が選択される。図５には、半導体デバイス等の物品を製造する際のショットレイアウト（複数のショット領域の配列）が例示されている。ショット領域は、一度のインプリントにおいて型１０１のパターンが転写される領域である。サンプルが作成される個々の領域Ｒは、半導体デバイス等の物品を製造する際のショット領域と同様の領域とすることができる。図５において、１、２、３、４、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４等が付された領域は、ショット領域である。領域Ｒは、最も単純な例では、ショット領域１、２、３、４、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４と同様に定義されうるので、以下では、領域Ｒがショット領域であるものとして説明する。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６で選択された領域Ｒ（ショット領域）に対して、サンプル作成用の配置レシピに従って、図６に模式的に示されているように、ディスペンサー１１０によってインプリント材１２０の複数のテスト液滴が配置される。ステップＳ２０８では、パージ部１０６によって、複数のテスト液滴を取り巻く空間に対するパージガスの供給が開始される。ステップＳ２０９では、図７（ａ）に模式的に示されるように、基板１０４としてのテスト基板は、インプリント材１２０の複数のテスト液滴が配置された領域Ｒ(ショット領域）が型１０１の下に送り込まれるように基板駆動機構１１２によって駆動される。型１０１の下の空間（あるいは、型１０１が配置される位置の下の空間））には、パージ部１０６によってパージガスが供給されている。パージガスの供給の制御は、半導体デバイス等の物品を製造する際のパージガスの供給と同様とされる。これにより、サンプルの作成時と物品の製造時とにおいて、インプリント材１２０が受ける影響を近づけることができる。ステップＳ２０９では、更に、図７（ｂ）に模式的に示されているように、硬化部１０３によって型１０１を通してインプリント材１２０の複数のテスト液滴に対して光が照射され、これにより複数の液滴が硬化し、サンプルとしての複数の液滴硬化物となる。これにより、１つの領域Ｒ（ショット領域）にサンプルが形成される。本発明は、インプリント材１２０の複数のテスト液滴を硬化させる際に該複数のテスト液滴に型１０１を接触させることを除外するものではない。しかしながら、複数のテスト液滴を硬化させる際に該複数のテスト液滴に型１０１を接触させないことが好ましい。これは、サンプルの形成後に個々の液滴硬化物を個別に評価するために、テスト液滴同士が接触しないことが望まれるからである。個々の液滴硬化物は、ディスペンサー１１０のノズル（吐出口）間の吐出量のばらつきや、液滴間でのパージガスの供給の違いによる揮発量のばらつきなどによる影響を受けた体積を有しうる。

インプリント材１２０として用いられうる紫外線硬化樹脂は、一般的に紫外線照射に応じて流動性が徐々に低下し、最終的に固化する。図８には、４種類の紫外線硬化樹脂Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、紫外線の照射による流動性の変化が示されている。横軸は、紫外線の照射時間であって、これは紫外線の照射量に比例する。紫外線硬化樹脂Ａでは、紫外線の照射時間がＴａに達したときに、十分な程度まで硬化する。

物品の製造時においては、インプリント材１２０の複数の液滴に対して型１０１が接触することによって該複数の液滴に対するパージガス等のガスの接触が減少する。また、インプリント材１２０の複数の液滴に対して型１０１が接触することによって、該複数の液滴が相互に結合し連続した液膜が形成される。これを考慮すると、サンプルの作成時と物品の製造時とでは、インプリント材１２０を硬化させるタイミング（基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置するタイミングを基準とするタイミング）を同じにすることは好ましくない。

そこで、サンプルの作成時および物品の製造時におけるインプリント材１２０の硬化のタイミングは、式（１）の関係を満たすように決定されることが好ましい。

Ｔ１＜Ｔ２ ・・・（１）
Ｔ１は、サンプル作成工程におけるディスペンサー１１０による複数の領域Ｒのうちの１つの領域Ｒに対する複数のテスト液滴の配置から該複数のテスト液滴の硬化の開始までの時間（第１時間）である。また、Ｔ２は、物品の製造のためのインプリント工程における複数のショット領域のうち前記１つの領域Ｒに対応するショット領域に対するディスペンサー１１０による複数の液滴の配置から該複数の液滴の硬化の開始までの時間（第２時間）である。つまり、第１時間Ｔ１が第２時間Ｔ２より短いことが好ましい。

更には、前記タイミングは、式（２）の関係を満たすことが好ましい。

Ｔ１＜Ｔ３ ・・・（２）
Ｔ３は、物品の製造のためのインプリント工程における複数のショット領域のうち前記１つの領域Ｒに対応するショット領域に対するディスペンサー１１０による複数の液滴の配置から該複数の液滴に対する型１０１の接触までの時間（第３時間Ｔ３）である。つまり、第１時間Ｔ１が第３時間Ｔ３より短いことが好ましい。

あるいは、前記タイミングは、式（３）の関係を満たすことが好ましい。即ち、第１時間Ｔ１が第３時間Ｔ３の０．８倍以上かつ１倍未満の範囲内であることが好ましい。

０．８×Ｔ３≦Ｔ１＜Ｔ３
更には、インプリント材１２０としての紫外線硬化樹脂の硬化時間（図８に示された紫外線硬化樹脂Ａの場合は、便宜的に硬化時間Ｔａとすることができる）をＴｃとした場合、前記タイミングは、式（４）の関係を満たすことが好ましい。

Ｔ１＜（Ｔ３−Ｔｃ） ・・・（４）
式（４）は、サンプルの作成時におけるインプリント材の硬化のタイミングを物品の製造時におけるインプリント材の液滴に対する型１０１の接触のタイミングより早くすることを意味する。

以上の議論において、サンプルの作成時における基板上の領域Ｒと、物品の製造時における基板上のショット領域と、が対応付けられている。これは、基板上における位置に応じて、ディスペンサー１１０の下から型１０１の下へ移動するために要する時間が異なるからである。つまり、第１時間Ｔ１と第２時間Ｔ２、第３時間Ｔ３との比較は、テスト基板上の領域Ｒと物品の製造のための基板上のショット領域が同じ位置または近接した位置になければ意義を失うからである。

ステップＳ２０９におけるテスト液滴の硬化の後、ステップＳ２１０では、制御部１３０は、複数の領域Ｒのうちサンプルを未作成の領域Ｒが残っているかどうかを判断する。そして、制御部１３０は、サンプルを未作成の領域Ｒがある場合には、当該領域ＲについてステップＳ２０６〜Ｓ２０９を実行する。一方、サンプルを作成すべき全ての領域Ｒに対するサンプルの作成が終了した場合は、ステップＳ２１１において、テスト基板がステージ１０５からアンロードされる。

次に、ディスペンサー１１０によって領域Ｒあるいはショット領域に配置されるインプリント材１２０の複数の液滴間の硬化直前におけるばらつきについて説明する。ステージ１０５を走査しながら領域Ｒあるいはショット領域に液滴を配置（塗布）する方式では、液滴が配置（塗布)される時刻は、領域Ｒあるいはショット領域内における走査方向の位置に応じて異なる。したがって、液滴が塗布された時刻からの経過時間が長いほど液滴からの揮発量が多いので、図９に模式的に示されるように、液滴が塗布された時刻からの経過時間が長いほど液滴が揮発によって小さくなる。

また、複数の液滴間の硬化直前におけるばらつきは、揮発したインプリント材の蒸気圧の分布によって生じうる。液滴からの揮発するインプリント材の蒸気圧は、複数の液滴からなる配列における中央部が該配列の周辺部よりも高い。したがって、該周辺部おける揮発量は、該中央部における揮発量より多い。また、図１０（ａ）、（ｂ）に模式的に示されるように、該周辺部における液滴の濡れ広がりは、該中央部における液滴の濡れ広がりよりも早い傾向にある。なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

また、複数の液滴間の硬化直前におけるばらつきは、パージガスの流量分布によっても生じうる。図１１には、パージガスの吹出部１０７が２つのノズル１０７ａ、１０７ｂを有する場合における硬化直前における複数の液滴が模式的に示されている。パージガスの流量は、領域Ｒあるいはショット領域内の位置によって異なる。パージガスの流量が大きい位置では、液滴から揮発したインプリント材の蒸気圧が低下するので、揮発量が多くなる。

また、複数の液滴間の硬化直前におけるばらつきは、基板内における領域Ｒあるいはショット領域の位置によっても生じうる。これは、基板内における領域Ｒあるいはショット領域の位置に応じてパージガスの吹出部１０７と基板およびステージ１０５との相対位置が異なり、そのために基板内における領域Ｒあるいはショット領域の位置に応じてパージガスの流量分布が異なるからである。特に、基板の周辺部の領域Ｒあるいはショット領域（例えば、図５におけるショット領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４等）と基板の中央部の領域Ｒあるいはショット領域とでは、パージガスの流量分布が顕著に異なりうる。

また、複数の液滴間の硬化直前におけるばらつきは、ディスペンサー１１０の複数のノズル間における吐出量のばらつきよっても生じうる。ただし、複数のノズル間における吐出量のばらつきは、キャリブレーションによって許容範囲に抑えることができる。

次に、ステップＳ１０２（評価工程）における液滴硬化物の評価について例示的に説明する。ステップＳ１０１（サンプル作成工程）で作成されたサンプルの複数の液滴硬化物は、例えば、光干渉方式の測定装置を用いて計量され評価されうる。計量は、例えば、個々の液滴硬化物の体積、形状、配置位置に関してなされうる。光干渉方式の測定装置としては、例えば、「Ｖｅｒｔ Ｓｃａｎ Ｒ５０００モデル」を挙げることができる。評価結果は、ディスペンサー１１０のＩＤに対応付けて管理されうる。光干渉方式の測定装置は、例えば、白色干渉によって得られる干渉縞を解析することによって検体の形状情報を得ることができる。評価工程では、例えば、デジタルホログラフィック顕微鏡等のような他の測定装置が使用されてもよい。液滴硬化物の体積および配置位置の評価結果は、塗布量分布の決定のために用いられうる。液滴硬化物の形状の評価結果は、液滴が正常に配置されているかどうかに関する判断に用いられうる。

図１２（ａ）には、テスト基板の領域Ｒに配置された複数の液滴硬化物が模式的に示されている。図１２（ｂ）には、図１２（ａ）に示された複数の液滴硬化物の体積を計量し評価した結果が示されている。図１２（ｂ）に示された例では、液滴硬化物の体積をそれを吐出したノズル毎に平均した値が示されている。図１２（ｂ）において、体積は、基準値に対するずれとして示されている。ここで、基準値は、例えば、計量した全ての液滴硬化物の体積を平均した値とすることができる。図１２（ｂ）から、ディスペンサー１１０のノズル間における液滴硬化物の体積のばらつきが分かる。２０１ａは、液滴硬化物の体積が大きい部分、２０１ｂは、液滴硬化物の体積が小さい部分を示している。

次に参考例として、物品を製造するための配置レシピを、液滴硬化物の評価結果を考慮することなく生成する処理について説明する。まず、基板に形成すべきパターンの設計情報（例えば、回路パターンの設計情報）に基づいて、ショット領域に対するインプリント材の塗布量分布を決定する。塗布量分布は、例えば、ショット領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域に対する塗布量を決定することによってなされうる。塗布量は、パターンの高さの他、部分領域内のパターン密度（基板に形成される凸パターンの密度）に基づいて決定されうる。図１３には、ショット領域に対するインプリント材の塗布量分布が例示されている。図１３に示された例では、ショット領域を４つの部分領域に分割し、各部分領域に対する塗布量を決定した例が示されている。塗布量は、以降の処理の便宜のために濃度（多値データ）として表現され、ショット領域は、塗布量に対応する濃度を有する画像で表現される。図１３に示された例では、部分領域３０１ａは、パターン密度が高い領域、部分領域３０１ｂは、パターン密度が中程度の領域、部分領域３０１ｃは、パターン密度が低い領域である。

ショット領域に対するインプリント材の塗布量分布を示す画像は、ハーフトーン処理により配置レシピ（液滴の配置を示すデータ）を示す２値画像に変換される。配置レシピにおける”１”の画素は、液滴を配置（塗布）すること、”０”の画素は液滴を配置（塗布）しないことを示す。ハーフトーン処理としては、例えば誤差拡散法を採用することができる。図１４は、ハーフトーン処理によって生成された配置レシピ（２値画像）を模式的に示したものである。黒い四角（画素）は、”１”に対応し、液滴を配置（塗布）することを示し、白い四角（画素）は、”０”に対応し、液滴を配置（塗布）しないことを示す。一例において、配置レシピは、上記のような２値画像の形式で生成されうるが、各画素が吐出量の補正情報（例えば、ノズル間の吐出ばらつきを補正する情報）を有するような多値画像の形式で生成されてもよい。あるいは、配置レシピは、ショット領域内における液滴の配置（塗布）位置を示す座標データの集合であってもよいし、他の形式であってもよい。

次に、図２のステップＳ１０３（配置レシピ生成工程）における処理、即ち、ステップＳ１０３で取得した設計情報とステップＳ１０２（評価工程）で得られた評価結果とに基づいて配置レシピを生成する処理について具体例を通して説明する。ステップＳ１０２で得られた評価結果には、パージガスによる影響が含まれているので、該評価結果に基づいて配置レシピを生成することにより、パージガスによる影響を低減し、基板の上に形成されるパターンの品質を向上させることができる。

図１５には、図２のステップＳ１０３（配置レシピ生成工程）の具体例が示されている。まず、ステップＳ４０１では、制御部１３０は、基板に形成すべきパターンの設計情報（例えば、回路パターンの設計情報）に基づいて、ショット領域に対するインプリント材の塗布量分布を決定する。ステップＳ４０２では、制御部１３０は、補正制御情報の生成対象のショット領域を選択する。ステップＳ４０３では、制御部１３０は、ステップＳ４０２で選択されたショット領域に対応する領域Ｒ（この領域Ｒは、該ショット領域と同じ位置または近い位置に存在する領域Ｒである。）について、ステップＳ１０２（評価工程）における評価結果を取得する。この評価結果は、例えば、ディスペンサー１１０のノズルに依存する液滴硬化物の体積のばらつき（図１２（ｂ）である。

ステップＳ４０４では、制御部１３０は、ステップＳ１０３で取得した設計情報とステップＳ１０２（評価工程）で得られた評価結果とに基づいて配置レシピを生成する。まず、制御部１３０は、ステップＳ４０２で取得した評価結果（例えば、ノズルに依存する液滴硬化物の体積のばらつき）に基づいて、補正用分布を生成するための中間データを生成する。図１６（ａ）には、補正量分布を生成するための中間データが例示されている。制御部１３０は、例えば、図１２（ｂ）に例示された評価結果において移動平均（例えば、８ノズル分の平均）を算出することによって、図１６（ａ）に例示されるような中間データを生成しうる。図１６（ａ）に例示された中間データは、図１２（ｂ）に例示された評価結果を平滑化したデータとして理解することもできる。４０２ａは、液滴硬化物の体積が大きい部分、４０２ｂは、液滴硬化物の体積が小さい部分を示している。

次に、制御部１３０は、中間データに基づいて、図１６（ｂ）に例示される補正量分布を生成する。補正量分布は、例えば、中間データを−１倍した数値を濃度で表現した多値画像の形式で生成されうる。図１６（ｂ）において、４０３ａは、吐出するインプリント材の体積（液滴体積）を５％減らすべきことを示している部分であり、４０３ｂは、吐出するインプリント材の体積（液滴体積）を１０％増やすべきことを示している部分である。

次に、制御部１３０は、ステップＳ４０１で生成した塗布量分布と補正量分布とを合成することにより補正塗布量分布が生成される。補正塗布量分布は、塗布量に対応する濃度を有する画像で表現されうる。塗布量分布と補正量分布との合成は、例えば、塗布量分布と補正量分布とを加算することによって行われうる。図１７には、補正塗布量分布が例示されている。４０４ａ〜４０４ｄは、設計情報に基づいて生成された塗布量分布に対する塗布量を増減させる部分を示している。設計情報に基づいて生成された塗布量分布に対する塗布量の増減は、４０４ａ、４０４ｂで−５％、４０４ｃ、４０４ｄで＋１０％である。

次に、制御部１３０は、補正塗布量分布を示す画像にハーフトーン処理を施すことによって配置レシピ（液滴の配置を示すデータ）としての２値画像を生成する。配置レシピにおける”１”の画素は、液滴を配置（塗布）すること、”０”の画素は液滴を配置（塗布）しないことを示す。ハーフトーン処理としては、例えば誤差拡散法を採用することができる。図１８は、ハーフトーン処理によって生成された配置レシピ（２値画像）を模式的に示したものである。黒い四角（画素）は、”１”に対応し、液滴を配置（塗布）することを示し、白い四角（画素）は、”０”に対応し、液滴を配置（塗布）しないことを示す。参考例として図１４に例示された配置レシピと本実施形態に従って生成された図１８に例示された配置レシピとでは、液滴の位置や個数が異なることが分かる。

ステップＳ４０５では、制御部１３０は、未処理のショット領域が残っているかどうかを判断し、未処理のショット領域がある場合には、当該ショット領域についてステップＳ４０２〜Ｓ４０４を実行する。一方、全てのショット領について配置レシピの生成が終了した場合は、ステップＳ４０６において、制御部１３０は、ショット領域ごとの配置レシピをデータ格納部１３１に格納する。

以上のように、基板の上に形成するインプリント材の複数の液滴の配置をパージガスの影響を考慮して調整することにより、形成されるパターンの品質を向上させることができる。

以上の実施形態では、設計情報とサンプルの評価結果とに基づいて物品の製造のために基板の上に形成すべき複数の液滴の配置を示す配置レシピを生成し、これに基づいてディスペンサー１１０が制御される。このような方法に代えて、設計情報に基づいて生成された配置レシピをサンプルの評価結果に基づいて補正することによって、評価結果に応じた補正配置レシピを生成し、これに基づいてディスペンサー１１０を制御してもよい。

図１９には、本発明の一実施形態のインプリントシステムの構成が示されている。インプリントシステムは、前述のインプリント装置１００と、ステップＳ１０２の評価を実施する評価装置５００と、搬送装置５１０とを備えている。搬送装置５１０は、インプリント装置１００によってサンプル（複数の液滴硬化物の配列）が形成されたテスト基板を評価装置５００に搬送する。評価装置５００は、サンプルを評価し、評価結果をインプリント装置１００に提供する。インプリント装置１００は、その評価結果に基づいて配置レシピを生成し、該配置レシピに基づいて物品の製造のための基板にインプリントを行う。

以下、本発明の物品製造方法について例示的に説明する。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、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、パターンが形成された基板を処理（例えば、エッチング）する工程を含みうる。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、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。

１００：インプリント装置、１０１：型、１０１ａ：パターン部、１０２：型駆動機構、１０３：硬化部、１０４：基板、１０５：ステージ、１０６：パージ部、１０７、吹出部、１１０：ディスペンサー（供給部）、１１１：供給源、１１２：基板駆動機構、１３０：制御部、１３１：データ格納部

Claims (14)

1. インプリント材を供給する供給部によってテスト領域の上にインプリント材の複数のテスト液滴を配置し、前記複数のテスト液滴にパージガスが供給された状態で前記複数のテスト液滴を硬化させることによって複数の液滴硬化物を有するサンプルを作成するサンプル作成工程と、
   前記サンプルにおける前記複数の液滴硬化物を評価する評価工程と、
   基板に形成すべきパターンの設計情報と前記評価工程で得られた結果とに基づいて配置レシピを生成する生成工程と、
   前記配置レシピに従って前記供給部によって基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置し、前記複数の液滴に前記パージガスが供給された状態で、前記設計情報に基づいて形成されたパターンを有する型を前記複数の液滴に接触させることにより前記複数の液滴を構成していたインプリント材を成形し、該成形されたインプリント材を硬化させることによってパターンを形成するインプリント工程と、
   を含むことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記サンプル作成工程における前記複数のテスト液滴の硬化は、前記基板の上の前記複数の液滴に前記型を接触させ硬化させる処理が行われる位置において行われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記サンプル作成工程および前記評価工程は、前記テスト領域の中の複数の領域のそれぞれについて実施され、
   前記生成工程では、前記テスト領域の中の前記複数の領域のそれぞれについて前記評価工程で得られた結果に基づいて、前記基板の複数のショット領域に対するインプリントのために複数の配置レシピを生成する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
4. 前記サンプル作成工程における前記供給部による前記複数の領域のうちの１つの領域に対する前記複数のテスト液滴の配置から前記複数のテスト液滴の硬化の開始までの時間を第１時間とし、
   前記インプリント工程における前記複数のショット領域のうち前記１つの領域に対応するショット領域に対する前記供給部による前記複数の液滴の配置から前記複数の液滴の硬化の開始までの時間を第２時間としたときに、
   前記第１時間が前記第２時間より短い、
   ことを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
5. 前記インプリント工程における前記複数のショット領域のうち前記１つの領域に対応するショット領域に対する前記供給部による前記複数の液滴の配置から前記複数の液滴に対する前記型の接触までの時間を第３時間としたときに、
   前記第１時間が前記第３時間より短い、
   ことを特徴とする請求項４に記載のパターン形成方法。
6. 前記インプリント工程における前記複数のショット領域のうち前記１つの領域に対応するショット領域に対する前記供給部による前記複数の液滴の配置から前記複数の液滴に対する前記型の接触までの時間を第３時間としたときに、
   前記第１時間が前記第３時間の０．８倍以上かつ１倍未満の範囲内である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のパターン形成方法。
7. 前記評価工程では、前記複数のテスト液滴の体積を計量し評価することを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
8. 前記パージガスは、前記型が配置される位置の下の空間に供給される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
9. 前記インプリント材は、酸素によって硬化が阻害される材料であり、
   前記パージガスは、前記インプリント材の硬化を阻害しないガスである、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
10. 前記サンプル作成工程では、前記複数の液滴に前記型を接触させることなく前記複数の液滴を硬化させる、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
11. 基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置する供給部と、
    前記基板の上の前記複数の液滴にパージガスを供給するパージ部と、
    前記基板の上の前記複数の液滴に型を接触させることによって前記複数の液滴を構成していたインプリント材が成形された状態で、該成形されたインプリント材を硬化させる硬化部と、を備え、
    第１モードでは、前記供給部によってテスト領域の上にインプリント材の複数のテスト液滴を配置し、前記複数のテスト液滴に前記パージ部によって前記パージガスが供給された状態で前記複数のテスト液滴を前記硬化部によって硬化させ、これにより複数の液滴硬化物を有するサンプルを作成し、
    第２モードでは、前記基板に形成すべきパターンの設計情報と前記第１モードで作成された前記サンプルの評価結果とに基づいて生成された配置レシピに従って前記供給部によって基板の上にインプリント材の複数の液滴を配置し、前記複数の液滴に前記パージ部によって前記パージガスが供給された状態で、前記設計情報に基づいて形成されたパターンを有する型を前記複数の液滴に接触させることにより、前記複数の液滴を構成していたインプリント材を成形し、該成形されたインプリント材を前記硬化部によって硬化させる、
    ことを特徴とするインプリントシステム。
12. 前記サンプルを評価する評価装置と、
    前記サンプルを前記評価装置に搬送する搬送装置と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のインプリントシステム。
13. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のパターン形成方法に従って基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。
14. 請求項１１又は１２に記載のインプリントシステムを用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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