JP2019029487A - インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法 - Google Patents

インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基準プレートの破損を低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置は、基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成する。インプリント装置は、前記型を保持する型保持部と、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板の上にインプリント材を配置するディスペンサと、マークを撮像するスコープと、を備え、前記基板保持部は、前記スコープによって撮像される基準マークを有する基準プレートを含み、前記ディスペンサは、前記型保持部から見て第１方向に配置され、前記基準プレートは、前記第１方向に対して垂直な第２方向に平行でかつ前記基板保持部の中心を通る仮想直線と、前記仮想直線から見て前記第１方向の側における前記基板保持部の端部と、の間に配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法に関する。
インプリント装置は、基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成する。インプリント装置は、基板を保持する基板保持部の上に、基準マークを有する基準プレートを有する。キャリブレーション工程において、例えば、型のマークと基準マークとの相対位置をアライメントスコープによって計測することによって、型と基板保持部との相対位置を求めることができる。特許文献１には、ウエハステージ上に設けられたステージ基準マークを有するインプリント装置が記載されている。
特許第５４５１４５０号公報
インプリント処理では、基板の上のインプリント材に型を接触させ硬化させた後に、硬化したインプリント材と型とを分離する際に型が帯電しうる。基準プレートは、母材が石英等の絶縁体で構成され、基準マークがクロム等の導電性反射膜で構成されうる。従来は、基板の複数のショット領域のそれぞれに対してパターンを形成する一連のシーケンスにおいて、帯電した型の下を基準プレートが通過するために、型と基準プレートの間で放電が起こり、基準プレートが破損する可能性があった。
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、基準プレートの破損を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の１つの側面は、基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記型を保持する型保持部と、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板の上にインプリント材を配置するディスペンサと、マークを撮像するスコープと、を備え、前記基板保持部は、前記スコープによって撮像される基準マークを有する基準プレートを含み、前記ディスペンサは、前記型保持部から見て第１方向に配置され、前記基準プレートは、前記第１方向に対して垂直な第２方向に平行でかつ前記基板保持部の中心を通る仮想直線と、前記仮想直線から見て前記第１方向の側における前記基板保持部の端部と、の間に配置されている。
本発明によれば、基準プレートの破損を低減するために有利な技術が提供される。
本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 基準マークを使って実施されるキャリブレーションを説明する図。 基準マークを使って実施されるキャリブレーションを説明する図。 インプリント装置による１つのショット領域に対するインプリント処理（パターン形成処理）を説明する図。 比較例のインプリント装置におけるディスペンサ、型、基準プレートの相対位置の変化を説明する図。 第１実施形態のインプリント装置におけるディスペンサ、型、基準プレートの相対位置の変化を説明する図。 基準プレートの配置を例示する図。 基準プレートの構成を例示する図。 基準プレートにおける電荷の移動を模式的に示す図。 第２実施形態の基準プレートの構成の１つの例を示す図。 第２実施形態の基準プレートの構成の他の例を示す図。 第３実施形態の基準プレートの構成を示す図。 物品製造方法を示す図。
以下、添付図面を参照しながら本発明を例示的な実施形態を通して説明する。
図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置１００の構成が示されている。インプリント装置１００は、基板Ｗの上に配置されたインプリント材Ｒに型Ｍを接触させた後、インプリント材Ｒを硬化させることによって、基板Ｗの上にインプリント材Ｒの硬化物からなるパターンを形成する。
インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、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、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、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りうる。これらのうち、光の照射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と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、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る。インプリント材は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。
基板Ｗは、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。基板Ｗは、マーク１１を有する。型Ｍは、例えば、石英または樹脂で構成されうる。型Ｍは、基板Ｗの上のインプリント材Ｒに転写すべきパターンを有するパターン領域Ｍｐを含みうる。パターン領域Ｍｐは、例えば、メサ部ＭＳに設けられ、メサ部ＭＳは、周辺領域ＰＲによって取り囲まれうる。メサ部ＭＳは、周辺領域ＰＲよりも突出している。型Ｍは、マーク１０を有する。マーク１０は、例えば、パターン領域Ｍｐに設けられうる。
本明細書および添付図面では、基板Ｗ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。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。
インプリント装置１００は、基板Ｗを保持する基板保持部５（基板ステージ）、基板保持部５を駆動することによって基板Ｗを駆動する基板駆動機構２０、型Ｍを保持する型保持部６、および、型保持部６を駆動する型駆動機構３０を備えうる。基板駆動機構２０および型駆動機構３０は、基板Ｗと型Ｍとの相対位置が調整されるように基板Ｗおよび型Ｍの少なくとも一方を駆動する相対駆動機構を構成する。該相対駆動機構による相対位置の調整は、基板Ｗの上のインプリント材に対する型Ｍの接触、および、硬化したインプリント材（硬化物のパターン）からの型Ｍの分離のための駆動を含む。基板駆動機構２０は、基板Ｗを複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。型駆動機構３０は、型Ｍを複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。型保持部６は、基板Ｗのショット領域の形状に応じて型Ｍを変形させる形状補正機構を含みうる。
基板保持部５の上には、基準マーク１２、１３を有する基準プレート７が配置されている。基準プレート７は、インプリント装置１００のキャリブレーションにおいて使用されうる。基準プレート７の母材は、熱によって変形しにくく、安定した材料（例えば、石英）で構成されうる。基準マーク１２、１３は、光を反射する導電材料膜（例えば、クロム膜）で母材を被覆した部分と、母材が露出した部分とで構成されうる。あるいは、基準マーク１２、１３は、光を反射する絶縁材料で母材を被覆した部分と、母材が露出した部分とで構成されうる。
インプリント装置１００は、更に、硬化部１と、アライメント光学系２と、観察光学系３と、ディスペンサ８と、制御部ＣＮＴとを備えうる。硬化部１は、基板Ｗの上のインプリント材Ｒを硬化させる硬化エネルギー（この例では、紫外線等の光エネルギー）をインプリント材Ｒに照射することによってインプリント材Ｒを硬化させうる。型Ｍは、硬化エネルギーを透過させる材料で構成されうる。硬化部１が硬化エネルギーとして光エネルギーを発生する場合、光源としては、例えば、高圧水銀ランプ、各種エキシマランプ、エキシマレーザ、発光ダイオードまたはレーザダイオードが採用されうる。
アライメント光学系２は、基板Ｗのショット領域と型Ｍとの相対位置を計測するために使用される。基板Ｗのショット領域と型Ｍとの相対位置に基づいて、基板駆動機構２０および型駆動機構３０の少なくとも一方が駆動され、基板Ｗのショット領域と型Ｍとが位置合わせされる。この際に、型保持部６に設けられた形状補正機構も駆動されうる。
アライメント光学系２は、基板Ｗのマーク１１、型Ｍのマーク１０、基準プレート７の基準マーク１２、１３を撮像する少なくとも１つのスコープ２ａ、好ましくは複数のスコープ２ａを含む。基板Ｗのショット領域と型Ｍとの相対位置は、撮像によって得られた画像を処理することによって得られる。各スコープ２ａは、型Ｍのマーク１０または基板Ｗのマーク１１の位置に応じて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に駆動されうる。更に、各スコープ２ａは、焦点調節のためにＺ軸方向にも駆動可能に構成されてもよいし、焦点調節機構を内蔵してもよい。アライメント光学系２は、更に、複数の光学素子２１、２２、２３、３１を含みうる。この例では、複数の光学素子２１、２２、２３、３１は、リレー光学系を構成し、基板Ｗの表面と共役な面に、マーク１０、１１の像を形成する。
型Ｍが交換された場合には、図２に模式的に示されるように、アライメント光学系２を使って、型Ｍのマーク１０と、基準プレート７の複数のマークのうち位置合わせ用のマーク１２との相対位置が計測される。以降は、計測によって得られた相対位置に基づいて、型Ｍと基板保持部５との相対位置を制御することができる。
また、アライメント光学系２を使って、型Ｍのマーク１０と基板Ｗのマーク１１との相対位置を計測することができる。アライメント光学系２の各スコープ２ａは、型Ｍの配置誤差、基板Ｗの配置誤差、基板Ｗのマーク１１の配置誤差等が許容範囲であれば、型Ｍのマーク１０と基板Ｗのマーク１１とを同時に視野内に収めることができるように構成されている。したがって、型Ｍのマーク１０と基準プレート７のマーク１２との相対位置に基づいて、基板保持部５によって保持された基板Ｗのショット領域に設けられたマーク１１をアライメント光学系２のスコープ２ａの視野に収めることができる。
観察光学系３は、基板Ｗの各ショット領域の全体を観察するための光学系である。観察光学系３は、マークを撮像するスコープでもある。観察光学系３は、インプリント処理の状態を観察するために使用されうる。インプリント処理の状態とは、例えば、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型Ｍとの接触状態、型Ｍのパターンを構成する凹部へのインプリント材Ｒの充填状態、基板Ｗの上の硬化したインプリント材Ｒからの型Ｍとの分離状態等でありうる。
観察光学系３の光軸とアライメント光学系２の光軸とは同一であることが望ましいが、両者の間には、ある程度の誤差が存在しうる。そこで、観察光学系３のキャリブレーションがなされうる。観察光学系３のキャリブレーションは、基準プレート７を用いてなされうる。観察機能の調整（例えば、光量調整や視野調整）を行う場合、図３に模式的に示されるように、基準プレート７の複数のマークのうち観察光学系３用の基準マーク１３が観察光学系３の視野内に入るように基板駆動機構２０によって基板保持部５が駆動されうる。図３では、型Ｍが型保持部６によって保持された状態で観察光学系３の調整がなされているが、型保持部６から型Ｍが外された状態で観察光学系３の調整がなされてもよい。
ディスペンサ８は、基板Ｗのショット領域の上にインプリント材Ｒを配置する。一例において、ディスペンサ８は、インプリント材Ｒを吐出するノズルを有し、基板駆動機構２０によって基板Ｗが走査駆動されながらノズルからインプリント材Ｒが吐出されることによって、基板Ｗのショット領域にインプリント材Ｒが配置される。制御部ＣＮＴは、基板駆動機構２０、型駆動機構３０、硬化部１、アライメント光学系２、観察光学系３およびディスペンサ８を制御する。制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
インプリント装置１００は、更に、型Ｍの帯電量を低減する除電機構４０を備えうる。除電機構４０は、例えば、イオナイザーを含みうる。除電機構４０は、型Ｍ以外の部材、例えば、基準プレート７が帯電している場合に、その帯電量を低減するように作用しうる。
以下、図４を参照しながらインプリント装置１００による１つのショット領域に対するインプリント処理（パターン形成処理）を説明する。まず、図４（ａ）に示されているように、基板Ｗのショット領域がディスペンサ８の下方を通過するように基板駆動機構２０によって基板保持部５（基板Ｗ）が駆動されながら、ディスペンサ８によって基板Ｗのショット領域の上にインプリント材Ｒが配置される。
次いで、図４（ｂ）に示されているように、インプリント材Ｒが配置されたショット領域が型Ｍのパターン領域Ｍｐの下方に配置されるように、基板駆動機構２０によって基板保持部５（基板Ｗ）が駆動される。次いで、図４（ｃ）に示されるように、基板Ｗのショット領域と型Ｍのパターン領域Ｍｐとの相対位置がアライメント光学系２を使って計測されながら、基板駆動機構２０と型駆動機構３０とによって該ショット領域とパターン領域Ｍｐとが位置合わせされる。また、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型のパターン領域Ｍｐとが接触するように、基板駆動機構２０および型駆動機構３０の少なくとも一方が制御される。そして、硬化部１によって硬化エネルギーがインプリント材Ｒに照射されることによって、インプリント材Ｒが硬化し、硬化したインプリント材ＲからなるパターンＤｐが基板Ｗの上に形成される。
次いで、図４（ｄ）に示されるように、基板Ｗの上の硬化したインプリント材ＲからなるパターンＤｐと型Ｍとが分離されるように、基板駆動機構２０および型駆動機構３０の少なくとも一方が制御される。以上のインプリント処理が基板Ｗの複数のショット領域のそれぞれに対してなされる。
ここで、図５を参照しながら比較例のインプリント装置におけるディスペンサ８、型Ｍ、基準プレート７の相対位置の変化を説明する。ディスペンサ８および型Ｍの位置は固定されていて、基板保持部５が移動する。比較例では、図５（ａ）に示されるように、ディスペンサ８は、型保持部６又は型Ｍから見て第１方向（−Ｘ方向）ＤＩＲ１に配置されている。また、比較例では、基準プレート７は、第１方向ＤＩＲ１に対して垂直な第２方向ＤＩＲ２に平行でかつ基板保持部５又は基板Ｗの中心を通る仮想直線ＶＬと、仮想直線ＶＬから見て第１方向ＤＩＲ１の反対側における基板保持部の端部Ｅ２と、の間に配置されている。
ショット領域Ｓ１１に対するインプリント処理では、図５（ｂ）に示されるように、ショット領域Ｓ１１にインプリント材Ｒを配置するために、ショット領域Ｓ１１がディスペンサ８の下に位置決めされる。この状態では、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。次いで、図５（ｃ）に示されるように、インプリント材Ｒが配置されたショット領域Ｓ１１が型Ｍの下に位置決めされるように、基板駆動機構２０によって基板保持部５が駆動される。この状態でも、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。
ショット領域Ｓ４２に対するインプリント処理では、図５（ｄ）に示されるように、ショット領域Ｓ４２の上にインプリント材Ｒを配置するために、ショット領域Ｓ４２がディスペンサ８の下に位置決めされる。図５（ｄ）の状態では、型Ｍの下に基準プレート７が位置するので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間で放電が起こり、型Ｍが破損しうる。
以下、図６を参照しながら本発明の第１実施形態のインプリント装置１００におけるディスペンサ８、型Ｍ、基準プレート７の相対位置の変化を説明する。ディスペンサ８および型Ｍの位置は固定されていて、基板保持部５が移動する。第１実施形態では、図６（ａ）に示されるように、ディスペンサ８は、型保持部６又は型Ｍから見て第１方向（−Ｘ方向）ＤＩＲ１に配置されている。また、第１実施形態では、基準プレート７は、第１方向ＤＩＲ１に対して垂直な第２方向ＤＩＲ２に平行でかつ基板保持部５又は基板Ｗの中心を通る仮想直線ＶＬと、仮想直線ＶＬから見て第１方向ＤＩＲ１における基板保持部の端部Ｅ１と、の間に配置されている。このような配置は、以降で説明するように、帯電した型Ｍと基準プレート７の間の放電を低減し、基準プレート７の破損を低減するために有利である。
ここで、基板保持部５は、第１方向ＤＩＲ１に平行な２つの辺と、第２方向ＤＩＲ２に平行な２つの辺とを有する矩形形状を有しうる。基準プレート７は、仮想直線ＶＬから見て第１方向ＤＩＲ１の側に位置する、矩形形状の頂点Ｖ１と、基板保持部５の中心との間に配置されうる。基板保持部５の中心は、例えば、基板保持部５の重心でありうる。このような配置は、基板保持部５を小型化するために有利である。図６（ａ）では、基準プレート７が、仮想直線ＶＬから見て第１方向ＤＩＲ１の側に位置する、矩形形状の頂点Ｖ１と、基板保持部５の中心との間に配置されている。しかし、基準プレート７は、仮想直線ＶＬから見て第１方向ＤＩＲ１の側に位置する、矩形形状の他の頂点Ｖ２と、基板保持部５の中心との間に配置されてもよい。
ショット領域Ｓ１１に対するインプリント処理では、図６（ｂ）に示されるように、ショット領域Ｓ１１にインプリント材Ｒを配置するために、ショット領域Ｓ１１がディスペンサ８の下に位置決めされる。この状態では、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。次いで、図６（ｃ）に示されるように、インプリント材Ｒが配置されたショット領域Ｓ１１が型Ｍの下に位置決めされる。この状態でも、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。
また、ショット領域Ｓ４２に対するインプリント処理では、図６（ｄ）に示されるように、ショット領域Ｓ４２にインプリント材Ｒを配置するために、ショット領域Ｓ４２がディスペンサ８の下に位置決めされる。この状態では、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。次いで、図６（ｅ）に示されるように、インプリント材Ｒが配置されたショット領域Ｓ４２が型Ｍの下に位置めされる。この状態でも、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。
また、第１実施形態では、他のショット領域に対するインプリント処理においても、型Ｍと基準プレート７とが十分に離隔しているので、帯電した型Ｍと基準プレート７の基準マークとの間での放電は起こらず、基準プレート７の損傷は起こらない。
ここで、図７（ａ）、（ｂ）に模式的に示されているように、基板Ｗの複数のショット領域のいずれに対して型Ｍのパターン領域Ｍｐが位置決めされた場合においても、基準プレート７が型Ｍに対向しないことが好ましい。あるいは、基板Ｗの複数のショット領域のいずれに対して型Ｍのパターン領域Ｍｐが位置決めされた場合においても、基準プレート７が型Ｍの周辺領域ＰＲに対向しないことが好ましい。
図７（ａ）、（ｂ）において、基準プレート７に最も近い２つのショット領域は、ショット領域Ｓ４１、Ｓ３１である。図７（ａ）では、ショット領域Ｓ４１に対して型Ｍのパターン領域Ｍｐが位置決めされた状態が示されている。型Ｍの４つの辺のうち基準プレート７に最も近い辺と基準プレート７との距離をＤ１としたとき、Ｄ１＞０となっている。また、図７（ｂ）では、ショット領域Ｓ３１に対して型Ｍのパターン領域Ｍｐが位置決めされた状態が示されている。型Ｍの４つの辺のうち基準プレート７に最も近い辺と基準プレート７との距離をＤ２としたとき、Ｄ２＞０となっている。
制御部ＣＮＴは、第１ショット領域に対するパターン形成と、最終ショット領域に対するパターン形成との間において基準プレート７が型Ｍと対向しないように、基板駆動機構２０による基板保持部５の駆動を制御する。第１ショット領域は、基板Ｗの複数のショット領域のうち最初にパターンが形成されるショット領域であり、最終ショット領域は、基板Ｗの複数のショット領域のうち最後にパターンが形成されるショット領域である。
第１ショット領域に対するパターンの形成は、少なくとも第１ショット領域に対するインプリント材Ｒの配置、第１ショット領域のインプリント材Ｒと型Ｍとの接触、および、第１ショット領域のインプリント材Ｒの硬化を含む。ここで、第１ショット領域に対するインプリント材Ｒを配置する処理と連続して、複数のショット領域のうち他のショット領域の全部または一部に対してもインプリント材が配置された後に、第１ショット領域のインプリント材Ｒと型Ｍとの接触がなされてもよい。
図２、図３を参照して説明したキャリブレーションにおいては、アライメント光学系２または観察光学系３によって型Ｍを介して基準プレート７のマークが撮像（観察）される。したがって、基準プレート７が型Ｍに対向するように配置される。このようなキャリブレーションは、除電機構４０によって型Ｍの帯電量が低減された後に実施されうる。
一方、基板Ｗの複数のショット領域に対するインプリント処理においては、帯電している型Ｍと基板Ｗとの間隙が維持されると、除電機構４０による除電の効果が十分には得られない。そこで、基板Ｗの複数のショット領域に対するインプリント処理の途中で型Ｍと基板Ｗとの間隙を広げることが除電の効果を高めるための１つの方法となりうる。しかし、このような方法では、生産性が低下しうる。
上記のインプリント装置１００を用いて実施されるインプリント方法は、基板Ｗの複数のショット領域の各々に対してディスペンサ８によってインプリント材Ｒを配置し、インプリント材Ｒに型Ｍを接触させ硬化させる処理を行う工程を含む。この工程の開始から終了までにおいて、基準プレート７が型Ｍに対向しないように基板保持部５が駆動されうる。
第１実施形態によれば、除電の必要性を低減しつつ、基準プレート７の損傷の可能性を低減することができる。
以下、図８乃至図１１を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態とともに、または、第１実施形態とは独立して実施されうる。第２実施形態として特に言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。
まず、図８、図９を参照しながら比較例の基準プレート７を説明する。ただし、図８、図９を参照しながら説明される比較例の基準プレート７は、第１実施形態に適用されうるものである。基準プレート７は、基準マーク１２、１３を含む複数の基準マークを有しうる。基準プレート７の母材は、熱によって変形しにくく、安定した材料（例えば、石英）で構成されうる。基準マーク１２、１３は、光を反射する導電材料膜（例えば、クロム膜）からなる複数の導電性反射部ＣＲで母材を被覆した部分（斜線部分）と、母材が露出した部分（白抜き部分）とで構成されうる。複数の導電性反射部ＣＲは、例えば、単層または多層の導電材料層で構成されうる。なお、複数の導電性反射部ＣＲの全部または一部は、電気的に互いにつながった部分でありうる。
ここで、図８に示されるように、点Ｐにおいて、隣り合う２以上の導電性反射部ＣＲが点接触した構造を有する場合を考える。この場合、図９に示されるように、帯電した型Ｍが基準プレート７と対向する状態において、型Ｍの電荷１５による静電誘導が起き、基準プレート７の導電性反射部ＣＲ上の電荷が移動しうる。図９では、型Ｍに帯電している電荷１５を負電荷、基準プレート７の導電性反射部ＣＲ上の電荷１６を正電荷としているが、条件によってはこれらが反転することもある。静電誘導により導電性反射部ＣＲ上を移動する電荷１６の経路上に点Ｐがあると、点Ｐに電荷が集中し、基準マークが破損する可能性がある。
図１０には、第２実施形態の基準プレート７の１つの例が示されている。図１１には、第２実施形態の基準プレート７の他の例が示されている。第２実施形態では、基準マーク１２、１３は、複数の導電性反射部ＣＲを含み、複数の導電性反射部ＣＲは、互いに点接触しないように配置されている。図１１の例では、複数の導電性反射部ＣＲの一部にラウンド形状が採用されている。複数の導電性反射部ＣＲの全てにラウンド形状が採用されてもよい。
ここで、微小ラインが放電破壊されるモードを考える。放電破壊は、反射性反射部ＣＲ上に溜まっている電荷Ｑの面内分布が、帯電した型Ｍに対向することによって変化した時に発生しうる。電荷Ｑの面内分布が変化する時に、微小ラインを通って移動する電荷Ｑは、最も抵抗が高い微小ラインの近傍で大量のジュール熱を発生する。そのジュール熱の蓄積が導電性反射部ＣＲの融点を超えると微小ラインが溶断し、基準マークが破損する。微小ライン部おけるジュール熱による温度上昇をＴｅｍｐとすると、温度上昇Ｔｅｍｐは、（１）で与えられうる。
Ｔｅｍｐ＝Ａ・ρｅ・Ｑ２／（ｄ２・Ｗ２・ρ・ｃ・ｔ）・・・（１）
ここで、ρｅは導電性反射部ＣＲの体積抵抗率、Ｑは導電性反射部ＣＲを流れる電荷、ｄは導電性反射部ＣＲの厚さである。また、Ｗは電荷Ｑが流れる経路のライン幅、ρは導電性反射部ＣＲの密度、ｃは導電性反射部ＣＲの比熱、ｔは電荷Ｑが流れる時間、Ａは単位換算の定数を表す。
図５の構成において、どれほどの電荷が移動しているかを検討した結果、１〜５０ｐＣの電荷が数ｍｓ以内に移動していると分かった。厚さが１００ｎｍのクロム膜では、幅が１８０ｎｍのラインに１ｍｓの間に５０ｐＣの電荷が流れると、クロムの融点である１９０７℃を超える温度上昇が起こる。温度上昇は、ライン幅ｗの二乗に反比例するので、少なくとも５７ｎｍ以上のライン幅とすればよい。ここで、４倍の尤度を持たせた２１４ｎｍ以上のライン幅とすることが好ましく、１０倍の尤度を持たせた５７０ｎｍ以上のライン幅とすることが更に好ましい。
以下、図１２を参照しながら本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第１および／または第２実施形態とともに、または、第１および第２実施形態とは独立して実施されうる。第３実施形態として特に言及しない事項は、第１および／または第２実施形態に従いうる。
第３実施形態の基準プレート７は、１または複数の導電性反射部ＣＲと、該１または複数の導電性反射部ＣＲを覆う透明導電膜ＴＭとを有する。透明導電膜ＴＭは、例えば、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜、ＴＮＯ膜またはＡｌ薄膜等で構成されうる。透明電極膜ＴＭは、基準プレート７の基準マーク１２、１３の観察を妨げない範囲で、他の種々の材料で構成されうる。透明導電膜ＴＭは、インプリント装置におけるグランド等の所定電位の部材に電気的に接続されうるが、フローティングであってもよい。透明導電膜ＴＭを設けることによって、電荷分布が瞬間的に形成されたとしても、電荷は透明導電膜ＴＭの表面を流れ、基準マーク１２、１３を構成する導電性反射部ＣＲを流れない。
一例において、基準プレート７の導電性反射部ＣＲは、図８で示される構成を有し、厚さが１００ｎｍの単層のクロム層で構成され、透明電極膜ＴＭは、厚さが２００ｎｍのＩＴＯ膜で構成される。クロム膜によって段差が形成されるが、透明電導膜ＴＭの厚さを２００ｎｍにすることによって、透明電極膜ＴＭの抵抗値を十分に小さくすることができる。ＩＴＯ膜の光透過率は、波長が４５０ｎｍの光で基準マークを観察する場合において、７０％以上である。この例において、基準マークの破損を起こらず、アライメント光学系２および観察光学系３による基準マークの観察が可能であることが確認された。なお、基準プレート７の導電性反射部ＣＲは、図１０又は図１１で示される構成であってもよい。
インプリント装置１００を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
次に、インプリント装置１００によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図１３（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。
図１３（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１３（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
図１３（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。
図１３（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１３（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
１００：インプリント装置、２：アライメント光学系、３：観察光学系、７：基準プレート、１２、１３：基準マーク、Ｗ：基板、Ｍ：型

Claims (15)

  1. 基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記型を保持する型保持部と、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の上にインプリント材を配置するディスペンサと、
    マークを撮像するスコープと、を備え、
    前記基板保持部は、前記スコープによって撮像される基準マークを有する基準プレートを含み、前記ディスペンサは、前記型保持部から見て第１方向に配置され、前記基準プレートは、前記第１方向に対して垂直な第２方向に平行でかつ前記基板保持部の中心を通る仮想直線と、前記仮想直線から見て前記第１方向の側における前記基板保持部の端部と、の間に配置されている、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記基板保持部は、前記第１方向に平行な２つの辺と、前記第２方向に平行な２つの辺とを有する矩形形状を有し、前記基準プレートは、前記仮想直線から見て前記第１方向の側に位置する頂点と前記中心との間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
  3. 前記基板の複数のショット領域のうち最初にパターンが形成される第１ショット領域に対するパターンの形成と、前記基板の複数のショット領域のうち最後にパターンが形成される最終ショット領域に対するパターンの形成との間において前記基準プレートが前記型に対向しないように前記基板保持部が駆動される、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
  4. 前記第１ショット領域に対するパターンの形成は、少なくとも前記第１ショット領域に対するインプリント材の配置、前記第１ショット領域のインプリント材と前記型との接触、および、前記第１ショット領域のインプリント材の硬化を含む、
    ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
  5. 前記型は、前記基板の上に配置されたインプリント材に転写すべきパターンを有するパターン領域を含み、
    前記基板の複数のショット領域のいずれに対して前記パターン領域が位置決めされた場合においても、前記基準プレートが前記型に対向しない、
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  6. 前記型は、パターン領域を取り囲む周辺領域を含み、
    前記基板の複数のショット領域のいずれに対して前記パターン領域が位置決めされた場合においても、前記基準プレートが前記型の前記周辺領域に対向しない、
    ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
  7. 前記型の帯電量を低減する除電機構を更に備え、
    前記スコープが前記型を介して前記基準プレートを撮像する処理は、前記除電機構によって前記型の帯電量が低減された後に実施される、
    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。
  8. 前記基準マークは、複数の導電性反射部を含み、前記複数の導電性反射部は、互いに点接触しないように配置されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  9. 前記基準マークは、前記複数の導電性反射部を覆う透明導電膜を有する、
    ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
  10. 前記基準マークは、導電性反射部と、前記導電性反射部を覆う透明導電膜とを有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  11. 基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記型を保持する型保持部と、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の上にインプリント材を配置するディスペンサと、
    マークを撮像するスコープと、を備え、
    前記基板保持部は、前記スコープによって撮像される基準マークを有する基準プレートを含み、前記基準マークは、複数の導電性反射部を含み、前記複数の導電性反射部は、互いに点接触しないように配置されている、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  12. 基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記型を保持する型保持部と、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の上にインプリント材を配置するディスペンサと、
    マークを撮像するスコープと、を備え、
    前記基板保持部は、前記スコープによって撮像される基準マークを有する基準プレートを含み、前記基準マークは、導電性反射部と、前記導電性反射部を覆う透明導電膜とを有する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント装置により基板の上にパターンを形成する工程と、 前記工程において前記パターンが形成された前記基板の処理を行う工程と、 を含み、前記処理が行われた前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
  14. 基準プレートを有する基板保持部によって保持された基板の上に配置されたインプリント材に型を接触させ硬化させることによって前記基板の上にパターンを形成するインプリント方法であって、
    前記基板の複数のショット領域の各々に対してディスペンサによってインプリント材を配置し、該インプリント材に前記型を接触させ硬化させる処理を行う工程を含み、
    前記工程の開始から終了までにおいて、前記基準プレートが前記型に対向しないように前記基板保持部が駆動される、
    ことを特徴とするインプリント方法。
  15. 前記ディスペンサは、前記型を保持する型保持部から見て第１方向に配置され、前記基準プレートは、前記第１方向に対して垂直な第２方向に平行でかつ前記基板保持部の中心を通る仮想直線と、前記仮想直線から見て前記第１方向の側における前記基板保持部の端部と、の間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
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