JP2019036620A - インプリント装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物除去性能の点で有利なインプリント装置を提供すること。【解決手段】型を用いて基板の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は、前記型の前記インプリント材と接触する第１面とは反対側の第２面の複数の領域にそれぞれ配置される複数の電極と、前記複数の電極それぞれに印加する電圧を制御する制御部とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、インプリント装置、および物品製造方法に関する。

インプリント装置は、シリコンウエハやガラスプレート等の基板の上のインプリント材と型とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型を剥離することによって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は、硬化したインプリント材から型を剥離する際に型が帯電する剥離帯電という現象が起こる。このような剥離帯電が起こると、周囲の異物（パーティクル）が型に引き寄せられて付着しうる。型に異物が付着した状態で型と基板上のインプリント材とを接触させてしまうと、形成されたパターンに欠陥が生じたり、型が破損したりしうる。

特許文献１には、型の第１面にパターン部と第１導電膜とを設け、第２面に第２導電膜を設け、第１導電膜および第２導電膜に電荷を蓄えさせることによってパターン部の近傍のパーティクルを第１導電膜に引き付けることが記載されている。

ところで、一般には帯電量は２つの物体の接触面積に比例する。従って、型に形成されたパターンの粗密によってパターン部の帯電に分布が生じうる。

特開２０１５−１４９３９０号公報

上記のとおり、パターン部の帯電には分布が生じうる。例えば、基板の周辺部にパターンを形成する場合、型と基板上のインプリント材が接触する領域と接触しない領域が生じうる。そうすると、型とインプリント材が接触している領域は、型の引き離し後には帯電が生じ、接触していない領域では帯電が生じないため、型のパターン領域内で帯電の分布が生じうる。

除電の原理は帯電電荷と逆極性の電荷を供給して中和させることにあるが、帯電の分布が生じている状態では、例えば帯電量の大きい領域では適切に除電ができても、帯電量の小さい領域ではむしろ逆極性に帯電させてしまうこともありうる。そのため、異物除去効果が向上しない。

本発明は、例えば、異物除去性能の点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、型を用いて基板の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、前記型の前記インプリント材と接触する第１面とは反対側の第２面の複数の領域にそれぞれ配置される複数の電極と、前記複数の電極それぞれに印加する電圧を制御する制御部とを有することを特徴とするインプリント装置が提供される。

本発明によれば、例えば、異物除去性能の点で有利なインプリント装置を提供することができる。

実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図。 実施形態における型および複数の電極の構成を示す図である。 型の剥離帯電の影響を説明する図。 型の剥離帯電を除去する処理を説明する図。 除電の動作原理を説明する図。 基板周辺部での型の除電方法を説明する図。 帯電量の計測を説明する図。 複数の電極を型の内部に埋め込んだ例を示す図。 実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図。 移動機構の制御動作を説明する図。 実施形態における物品製造方法を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。

＜第１実施形態＞
まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物の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、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、インプリント材供給装置により、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。基板は、例えば、シリコン基板、化合物半導体基板、または石英ガラスである。

図１は、本実施形態におけるインプリント装置１の構成を示す図である。ここでは、インプリント材を紫外光（ＵＶ光）を照射することで硬化させる光硬化法を採用したインプリント装置を例示するが、インプリント材を加熱することで硬化させる熱硬化法を採用してもよい。

インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造プロセスで使用されるリソグラフィ装置であって、型を用いて基板の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処理を行う。インプリント装置１は、パターンが形成された型と基板に供給（塗布）されたインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型を引き離すことで基板上にパターンを転写する。なお、以下の図においては、基板上のインプリント材に対して型を近接または引き離す方向にＸＹＺ座標系におけるＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向にＸ軸およびＹ軸をとる。

インプリント装置１は、図１に示すように、型１０を固定する型チャック１２と、複数の電極１４と、基板１８を固定する基板チャック２０と、硬化部２２と、ステージ２４と、板状部材２６とを有する。また、インプリント装置１は、硬化制御部２８と、電圧源３０と、電圧制御部３２と、位置制御部３４と、主制御部３６とを有する。

型１０と基板１８とは、インプリント材１６を挟んで対向するように配置される。型１０には、インプリント材１６に転写するためのパターンが形成されている。型１０の材料としては、金属、シリコン（Ｓｉ）、各種樹脂、各種セラミックなどを用いることができる。但し、インプリント材１６として、光硬化性の樹脂材料を用いる場合には、石英、サファイア、透明樹脂などの光透過性の材料が用いられる。

図２（ａ）は、型１０をＹ軸方向から見た側面断面図、図２（ｂ）は、型１０をＺ軸方向から見た平面図である。型１０は、基板１８と対向しインプリント材と接触する第１面、即ち、表面１０２と、表面１０２とは反対側の第２面、即ち、裏面１０４とを含む基材１０６で構成されている。型１０の表面１０２は、基板上のインプリント材１６と接触するパターンを含む領域であるパターン領域１０８と、パターン領域１０８の周囲の周辺領域１１０とを含む。図２（ａ）に示されるように、パターン領域１０８は、周辺領域１１０よりも下方（基板側）に突出している。これにより、型１０と基板上のインプリント材１６とを接触させた際に、未硬化のインプリント材１６がパターン領域１０８からはみ出すことを表面張力によって低減することができる。従って、基板上の硬化したインプリント材１６の外形を高精度に規定することができる。

インプリント装置１は、型１０の裏面１０４の複数の領域にそれぞれ配置される複数の電極１４を有する。複数の電極１４は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜などの光透過性の材料で構成された透明電極でありうる。型１０の裏面１０４は、パターン領域１０８を裏面１０４に投影した領域に対応する中央領域１１２と、周辺領域１１０を裏面１０４に投影した領域に対応する周辺領域１１４とを含む。複数の電極１４は、例えば、型１０の表面１０２に形成されているパターン領域の反対側の面の領域内に位置するように配置される。言い換えると、複数の電極１４は、型１０の裏面１０４のうち、中央領域１１２の内部に配置される。本実施形態では、中央領域１１２（パターン領域１０８）内のＸ方向２列、Ｙ方向２列で構成される複数の領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄにそれぞれ電極１４が配置される。ただし、複数の電極１４が配置される領域のＸ方向およびＹ方向の列数はこれに限らず、Ｘ方向３列、Ｙ方向４列としてもよい。また、複数の電極１４は、中央領域１１２内に収まるように配置されることに限定されるものではなく、例えば、中央領域１１２の０．８倍から１．２倍の領域、とりわけ、０．９倍から１．１倍の領域内に配置してもよい。なお、「等しい」や「同一」、及び、上記数値については、製造誤差などを含め、同等とみなせる範囲を含む。

インプリント材１６には、型１０のパターンへの充填時に流動性を有し、インプリント処理後に形状を保持するように固体であることが求められる。このため、インプリント材１６には、光硬化性の樹脂材料、熱硬化性の樹脂材料、熱可塑性の樹脂材料などが用いられる。特に、光硬化性の樹脂材料は、硬化プロセスにおいて温度変化を必要とせず、型１０や基板１８、インプリント装置１の各部材の熱膨張及び収縮による基板上に形成されるパターンの位置及び形状の変化が少ないため、半導体デバイスなどの製造に適している。

インプリント材１６は、スピンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法などで予め基板上に供給（塗布）してもよいし、空圧式、機械式、インクジェット式などのディスペンサを用いてインプリント装置内で基板上に供給してもよい。特に、後者では、型１０のパターンの粗密に応じて、基板上に供給するインプリント材１６の供給量を局所的に調整することが可能であるため、基板上に形成されるインプリント材１６の残膜厚の精度を高めることができる。また、基板上にインプリント材１６を供給してから型１０をインプリント材１６に接触させるまでを短時間で行うことが可能となるため、高揮発性及び低粘度のインプリント材１６を選択することでインプリント材１６の充填時間を短縮することができる。従って、高精度、且つ、高スループットが要求される半導体デバイスなどの製造に有利である。

基板１８には、加工後の利用法に応じた材料が選択される。例えば、半導体デバイスとしての用途であればシリコン（Ｓｉ）を、光学素子としての用途であれば石英、光学ガラス、透明樹脂を、発光素子としての用途であれば窒化ガリウム（ＧａＮ）やシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を、基板１８の材料とする。

硬化部２２は、基板上に供給されたインプリント材１６を硬化させる。硬化部２２は、インプリント材１６の種類に応じて、これを硬化可能な構成を有する。例えば、インプリント材１６が光硬化性の樹脂材料であれば、硬化部２２は、基板上のインプリント材１６に光を照射する光照射機構で構成され、特に、紫外線領域の波長を有する光（ＵＶ光）を一般的に照射する。インプリント材１６が熱硬化性の樹脂材料であれば、硬化部２２は、基板上のインプリント材１６を加熱する加熱機構で構成される。また、インプリント材１６が熱可塑性の樹脂材料であれば、硬化部２２は、基板上のインプリント材１６を冷却する冷却機構で構成されるが、充填時にインプリント材１６を軟化させるための加熱機構を備えているとよい。冷却機構としては、インプリント処理に要する時間を短縮するために、チラーやペルチェ素子などの能動的な機構が適しているが、自然放熱などの受動的な機構であってもよい。

ステージ２４は、基板チャック２０を介して基板１８を保持して移動する。ステージ２４には、基板１８及び基板チャック２０の周囲を取り囲む同面板と呼ばれる板状部材２６が配置されている。板状部材２６及び基板１８の型１０の側の面は、ほぼ同一面になるように構成されている。板状部材２６は、例えば、半導体露光装置のように、基板１８を高速で移動させる装置において、基板１８の近傍の気流を安定させるために広く用いられている。

硬化制御部２８は、主制御部３６の制御下において、硬化部２２を制御する。硬化制御部２８は、硬化部２２を介して、所定のタイミングにおいて、型１０と基板上のインプリント材１６とを接触させた状態でインプリント材１６を硬化させる。

電圧制御部３２は、主制御部３６の制御下において、電圧源３０を制御する。電圧制御部３２は、電圧源３０から複数の電極１４に印加する電圧を制御（調整）する。電圧源３０は、複数の電極１４の各電極に対して、それぞれ独立して接続される。また、電圧源３０の代わりに、複数の電極１４に電流を供給する電流源を有してもよい。

位置制御部３４は、主制御部３６の制御下において、ステージ２４を制御する。位置制御部３４は、ステージ２４を介して、型１０と基板１８との相対位置を制御（調整）する。

主制御部３６は、硬化制御部２８、電圧制御部３２、位置制御部３４などを介して、インプリント装置１の全体（動作）を制御する。主制御部３６は、インプリント装置１の各部を制御して、インプリント処理を行う。

インプリント装置１の構成は、上述した機能を満たせば、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す構成に限定されるものではない。例えば、基板１８を移動させるのではなく、型１０を移動させる構成としてもよいし、基板１８及び型１０の両方を移動させる構成としてもよい。また、硬化部２２は、型１０の側ではなく、基板１８の側に配置してもよい。インプリント材１６が光硬化性の樹脂材料である場合、型１０の材料をＳｉなどの不透明な材料とし、基板１８の材料を石英などの透明な材料とすると、硬化部２２を基板１８の側に配置しなければならない。

ここで、図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照して、複数の電極１４、電圧源３０及び電圧制御部３２を有していない従来のインプリント装置において、基板上の硬化したインプリント材１６から型１０を引き離した後（離型後）の状態について説明する。基板上の硬化したインプリント材１６から型１０を引き離す（剥離する）と、図３（ａ）に示すように、型１０において、基板上のインプリント材１６と接触していたパターン領域１０８は帯電する（剥離帯電）。パターン領域１０８の帯電の極性は、型１０の材料とインプリント材１６の材料との組み合わせ等の要因によって決まりうる。ここでは、パターン領域１０８の帯電の極性を負とし、図中では−（マイナス）の記号で示す。

パターン領域１０８が帯電した状態で、図３（ｂ）に示すように、型１０が板状部材２６と対向すると、板状部材２６に蓄積されたパーティクルＰＴが静電気力で引き付けられてパターン領域１０８に付着する。この状態で、図３（ｃ）に示すように、次のインプリント処理を行うと、パーティクルＰＴが型１０のパターン領域１０８とインプリント材１６との間に挟まり、パターンの欠陥を引き起こす。また、型１０が破損する場合もあり、このような場合には、型１０を交換しない限り、以降のインプリント処理でパターンの欠陥が繰り返し発生することになる。

そこで、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、電圧源３０から、型１０の裏面１０４に配置された複数の電極１４に対して、パターン領域１０８に生じた帯電の極性とは逆の極性の電圧を印加することにより型１０の除電を行う。具体的には、型１０の表面１０８における電位と等しい正電圧を電圧源３０から複数の電極１４に印加する。図中では、＋（プラス）の記号で示す。

図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）を参照して、本実施形態における除電の動作原理を説明する。図５（ａ）において、型１０のパターン領域１０８における帯電を、負電圧−Ｖを与えた負極板ＮＴで表し、複数の電極１４における電圧を、正電圧＋Ｖを与えた正極板ＰＴで表す。正極板ＰＴと負極板ＮＴがそれぞれ単独で存在している場合、電気力線ＥＬで示されるように、それぞれに起因する電界が生じている。正極板ＰＴと負極板ＮＴとを、図５（ｂ）に示すように近接して相対させると、それぞれに生じた電界が単純に足し算される。電界の重ね合わせの原理により、図５（ｃ）に示すように、正極板ＰＴの上側および負極板ＮＴの下側はそれぞれの電気力線の方向が逆のため打ち消しあい、電気力線ＥＬは、端部を除いてほぼ外に漏れなくなる。従って、型１０のパターン領域１０８における帯電を取り除いた場合とほぼ同じ効果を得ることができる。このような効果を得るためには、上述したように、パターン領域１０８と複数の電極１４とが、型１０の表裏で対応する領域に設けられているとよい。

図４（ｂ）に戻って、本実施形態では、電圧源３０から複数の電極１４に対して型１０のパターン領域１０８における帯電の極性と逆の極性の電圧を印加した状態で、型１０を板状部材２６と対向させる。上述したように、パターン領域１０８における帯電によって生じた電界は、複数の電極１４に印加された電圧による電界で打ち消される。従って、パターン領域１０８への板状部材２６に蓄積されたパーティクルＰＴの付着（引き付け）を大幅に低減することができる。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す状態から次のインプリント処理を行った状態を示している。型１０のパターン領域１０８へのパーティクルＰＴの付着が大幅に低減されているため、パーティクルＰＴがパターン領域１０８とインプリント材１６との間に挟まれる確率も低減される。従って、基板上に形成されるパターンの欠陥や型１０の破損を低減することができる。

本実施形態では、基板上の硬化したインプリント材１６から型１０を引き離すことによって型１０のパターン領域１０８に生じた帯電した電荷の量（帯電量）を予め計測し、その計測結果を帯電情報としてインプリント装置１の記憶部に記憶させる。例えば、パターン領域１０８に形成されているパターンには、パターンが粗な部分と密な部分が存在しうる。図４（ａ）では、パターン領域１０８のパターンが粗な部分をａ、パターンが密な部分をｂとしている。パターンが密な部分ｂは型１０の表面積が大きく、型１０とインプリント材１６の接触面積はパターンが粗な部分ａに比べて大きくなる。前述したように、帯電量は２物体の接触面積に比例するため、パターン領域１０８内で帯電量に分布が生じる。図４（ａ）では、パターンが粗な部分ａにおいてマイナス電荷を２個、パターンが密な部分ｂにおいてマイナス電荷を４個として、帯電量の分布を概念的に示している。その帯電量の分布を予め計測しておき、その結果に応じて各電極に適当な電圧を供給すれば、パターンが粗な部分に対応した電極１４ａへの過度な電圧印加によるパターン領域１０８側での不要な電界が生じなくなる。これにより、パターン領域１０８で生じた電界を適切に打ち消すことができる。このように、主制御部３６は、パターンの粗密に応じて複数の電極１４それぞれに印加する電圧を制御することができる。

図６を参照して、パターン領域１０８に帯電量の分布が生じうる典型例として、基板周辺部にインプリント処理を行う場合を説明する。基板周辺部にパターンを形成するとき、図６（ａ）に示すように、型と基板上のインプリント材には互いが接触する領域Ａと、接触しない領域Ｂが生じることがある。この場合、領域Ａでは、型の引き離し後に帯電が生じ、接触していない領域Ｂでは帯電は生じない。結果として、図６（ｂ）のように、帯電した領域Ａ’は例えば−Ｖの電位を持った状態になり、型のパターン領域１０８全体として帯電の分布が生じる。

このような状態で、仮に、パターン領域１０８の全域を覆うように１枚の電極を、パターン領域１０８の裏面１１２に配置し、パターン領域１０８で生じた帯電を打ち消すように電圧を印加するとする。その結果、パターン領域１０８の帯電していない領域Ｂ’には、不要な電界が生じる。結果として、パターン領域１０８の周辺に存在するパーティクルＰＴをパターン領域１０８の帯電していない領域Ｂ’に引きつけてしまう。

そこで、本実施形態では例えば、主制御部３６は、パターンを形成する基板の対象領域であるショット領域が基板の外周を含んでいる場合、複数の電極１４のうち基板の外側に対応する電極には電圧を印加しないようにすることができる。

また、パターン領域１０８の帯電による電界を適切に打ち消すことができるように、複数の電極１４を図６（c）に示すように配置してもよい。パターン領域１０８の帯電量を計測した結果、図６（c）に示されるようなＶ１〜Ｖ４の電位分布となった場合、複数の電極１４の各電極に対して、電位分布に応じた電圧を印加する。このようにすることで、パターン領域１０８に生じた電界を適切に打ち消すことができる。

インプリント装置１は、それぞれ電極１４が配置される型１０の複数の領域のそれぞれの帯電量を計測するための計測部を有していてもよい。このような構成は、剥離時に型１０のパターン領域１０８の帯電量が安定しない場合や複数の電極１４に印加すべき電圧が頻繁に変更される場合に、特に有利である。

帯電量を計測する具体例を図７に示す。帯電量の計測は、表面電位測定器を用いて行われる。表面電位測定器は、図７（ａ）に示すように、帯電物と対向するように配置された検知電極と、帯電物と検知電極との間に配置された金属製の電気力線遮蔽板とを有する。電気力線遮蔽板は、帯電物と検知電極との間の電気力線を遮蔽する位置と遮蔽しない位置との間で周期的に駆動する。電気力線遮蔽板が駆動することにより検知電極に到達する電気力線の本数が変化し、抵抗Ｒに流れる電流が変化する。このときの抵抗Ｒの両端電圧を測定することにより、帯電物の電圧を求めることができる。

この原理を利用した実施形態を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）において、複数の電極１４を挟んで型１０のパターン領域１０８と対向する位置に検知電極１５が配置される。電位計測部３５は、検知電極１５の電位を計測する。帯電量を計測する際、複数の電極１４の各電極をグランドに対して周期的に接続と遮断を独立して行う。電極をグランドに接続した場合、静電遮蔽の効果が得られるため、検知電極１５に電気力線は到達しない。電極をグランドから分離した場合、パターン領域１０８の帯電した箇所からの電気力線が検知電極１５に到達する。つまり、複数の電極１４が電気力線遮蔽板として機能する。これにより、検知電極１５に到達する電気力線の本数を変化させる。主制御部３６は、複数の電極１４それぞれをグランドに対して接続および遮断をする間に電位計測部３５で計測される電位の変動に基づいて、型１０の複数の領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄそれぞれの帯電量を求める。

主制御部３６は、帯電量の測定後、図７（ｃ）のように、電界を打ち消すための電圧を印加できるように電極１４を電圧源３０に接続する。なお、帯電量を計測する構成はこれに限定されるものではない。例えば、複数の電極１４と同じ数の検知電極１５を、それぞれ複数の電極１４の各電極と対向するように配置し、各電極の帯電量を同時に測定するようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
インプリント処理が行われる過程で、インプリント材１６やインプリント装置１の内部で発生するアウトガス等の汚染物質が型１０に付着する。そのため、定期的に型１０を洗浄ことが必要である。第１実施形態では、複数の電極１４が型１０から露出した状態で裏面１０４側に実装されている。このような構成の型１０を洗浄する場合、型洗浄機で使用される洗浄液の種類によっては、複数の電極１４が腐食されるおそれがある。これを防ぐためには、図８に示されるように、複数の電極１４を型１０の内部に埋め込み、複数の電極１４を露出させない構成する。具体的には、ガラスの溶射技術などを用いて、型１０のパターン領域１０８内で、かつ、表面１０２と裏面１０４の間に位置するように複数の電極１４を配置する。これにより、型１０の繰り返しの洗浄に耐えることができ、複数の電極１４の寿命を長くするのに有利である。また、第１実施形態で述べた帯電量の計測に用いる検出電極を複数の電極１４と裏面１０４の間に位置するように配置してもよい。

＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態におけるインプリント装置１の構成を示す図である。本実施形態において、複数の電極１４は、例えば、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０３などの金属板によって構成され、その上面が絶縁材４６に固定されている。複数の電極１４は透明電極ではなく、硬化部２２から基板上のインプリント材１６に照射される光を透過しないため、型１０の裏面１０４に対して着脱可能に（別体として）配置されている。複数の電極１４を型１０の裏面１０４に配置した状態において、複数の電極１４と型１０のパターン領域１０８との位置関係は、第１実施形態と同様である（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

また、インプリント装置１は、移動機構４２と、移動制御部４４とを更に有する。移動機構４２は、例えば、複数の電極１４が固定されている絶縁材４６を型１０と接触する位置と型１０から離間して退避する位置との間で移動させる機構を有し、型１０の裏面１０４に対する複数の電極１４の着脱を行う。移動機構４２は、絶縁材４６をＺ方向に昇降させるエレベータ機構や絶縁材４６を把持して移動するロボットアーム等を含みうる。また、複数の電極１４を型１０の裏面１０４に対して着脱する際の動作方向として、Ｚ方向とＸ方向以外にＹ方向を含めてもよい。移動制御部４４は、主制御部３６の制御下において、移動機構４２を制御する。移動制御部４４は、例えば、硬化部２２から基板上のインプリント材１６にＵＶ光を照射する前に、移動機構４２を制御して、型１０の裏面１０４から複数の電極１４を退避させる。

図１０を参照して、移動機構４２の制御動作を説明する。図１０（ａ）は、離型後の状態を示している。本実施形態において、基板上の硬化したインプリント材１６から型１０を引き離すと、パターン領域１０８が例えば負極に帯電する。この帯電量が計測され、電圧源３０から複数の電極１４に正電圧を印加する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、電圧源３０から複数の電極１４に電圧を印加した状態で型１０の下から基板１８を退避（移動）させて、基板１８を交換する。この際、型１０のパターン領域１０８と板状部材２６とが近接して相対することになるが、パターン領域１０８での電界は打ち消されているため、型１０へのパーティクルＰＴの付着が抑制される。基板チャック２０に保持される新たな基板１８のインプリント処理を行う対象となる領域にインプリント材１６が供給される。次に、図１０（ｃ）に示すように、移動制御部４４は、移動機構４２を制御して、型１０の裏面１０４から複数の電極１４を退避させる。その後、主制御部３６は、型１０のパターン領域１０８と新たな基板上に供給されたインプリント材１６とを接触させる。そして、パターン領域１０８とインプリント材１６とを接触させた状態でインプリント材１６にＵＶ光を照射してインプリント材１６を硬化させ、硬化したインプリント材１６から型１０を引き離す。

このように、本実施形態では、基板上のインプリント材１６を硬化させる際に、インプリント材１６にＵＶ光を照射する（即ち、ＵＶ光を透過させる）際に、複数の電極１４を型１０の裏面１０４から退避させる。同様に、型１０を介してアライメント計測を行う場合や基板上のインプリント材１６の状態（例えば、充填状態）を観察する場合にも、型１０の裏面１０４から型１０を退避させてもよい。

また、複数の電極１４の各電極に独立して移動機構を接続することで、パターン領域１０８側に重ね合わせる電界強度を調整してもよい。例えば、複数の電極１４の各電極に等しい電圧を印加した状態で、パターン領域１０８から各電極の距離を移動機構４２によって個別に調整することで電界強度を調整することができる。

本実施形態では、移動機構４２や移動制御部４４などの付加的なユニットがインプリント装置１に必要となるが、型１０の裏面１０４に複数の電極１４を固定する必要がない。従って、多種の型１０を交換しながらインプリント処理を行うような場合に、トータルのコストを低減するのに有利となる。

＜物品製造方法の実施形態＞
インプリント装置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、インプリント用の型等が挙げられる。

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、物品製造方法について説明する。図１１（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基板等の基板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１１（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１１（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚ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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１１（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１１（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチング型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１１（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。

１：インプリント装置、１０：型、１４：複数の電極、１８：基板、３０：電圧源、３２：電荷制御部、３６：主制御部

Claims (10)

1. 型を用いて基板の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、
   前記型の前記インプリント材と接触する第１面とは反対側の第２面の複数の領域にそれぞれ配置される複数の電極と、
   前記複数の電極それぞれに印加する電圧を制御する制御部と、
   を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記複数の電極は、前記第１面に形成されているパターンを有するパターン領域の反対側の前記第２面の領域内に位置するように配置され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. 前記制御部は、前記パターン領域における前記パターンの粗密に応じて、前記複数の電極それぞれに印加する電圧を制御す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。
4. 前記制御部は、前記パターンを形成する前記基板の対象領域であるショット領域が前記基板の外周を含んでいる場合、前記複数の電極のうち前記基板の外側に対応する電極には電圧を印加しないことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記型の前記複数の領域それぞれの帯電量に基づいて、前記複数の電極それぞれに印加する電圧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装置。
6. 前記型の前記複数の領域それぞれの帯電量を計測するための計測部を有すること特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
7. 前記計測部は、前記複数の電極を挟んで前記型と対向する位置に配置される検知電極と、前記検知電極の電位を計測する電位計測部とを含み、
   前記制御部は、前記複数の電極それぞれをグランドに対して接続および遮断をする間に前記電位計測部で計測される電位の変動に基づいて、前記型の前記複数の領域それぞれの帯電量を求める
   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. 前記複数の電極のそれぞれは、光透過性の電極であ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. 前記複数の電極を前記型と接触する位置と前記型から離間して退避する位置との間で移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 物品を製造する物品製造方法であって、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板にインプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
    を有し、前記加工された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。

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