JP2019079877A - インプリント装置、物品の製造方法、決定方法、情報処理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】パターン欠陥の発生を低減するのに有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】基板に向けてインプリント材の液滴を吐出して基板上にインプリント材を供給する供給部と、基板と供給部との間の空間に液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、形成部により空間に形成されている気流を変化させるために、形成部を制御する制御部と、を備え、制御部は、空間に気流が形成されている状態において、供給部から吐出された液滴が分離した複数の液滴のうち最も大きな体積で基板上に到達する液滴を第１液滴、第１液滴の体積よりも小さい体積で基板上に到達する液滴を第２液滴とするとき、基板上の第２液滴の数が許容範囲に収まるように、形成部により空間に形成される気流を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、インプリント装置、物品の製造方法、決定方法、情報処理装置及びプログラムに関する。

基板上のインプリント材にモールド（型）を接触させてパターンを形成する微細加工技術としてインプリント技術がある。インプリント技術において、基板上にインプリント材を供給する方法の１つとして、インプリント材を吐出する吐出口（ノズル）から基板上にインプリント材の液滴を滴下するインクジェット方式が挙げられる。

インクジェット方式では、インプリント材の液滴は、吐出口から基板上に滴下される間に、メインの液滴（主滴）と、サブの液滴（サテライト滴）とに分離し、サテライト滴が基板上の所定の供給位置から離れた位置（領域）に供給される場合がある。インプリント材のパターンが形成された基板上の領域にサテライト滴が供給されると、パターン間にブリッジが形成されるなどしてパターン欠陥が生じてしまう。

そこで、インプリント材を吐出する吐出口と基板との間に気流を形成する気流形成部を有するインプリント装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示されたインプリント装置は、インプリント処理の順番に基づいて気流形成部を制御することで、インプリント材のパターンが形成された基板上の領域にサテライト滴が供給されることを防止している。特許文献１では、吐出口と基板との間に形成する気流を、基板上に供給されるインプリント材の量や均一性、サテライト滴の飛翔距離などに応じて適宜調整（変更）することが望ましいとしている。

特開２０１５−１７９７７１号公報

しかしながら、吐出口から基板上にインプリント材が滴下される間にサテライト滴が発生するかどうかは不確定な要素であり、吐出口と基板との間の気流の調整時にサテライト滴が発生していない場合もある。このような場合、気流の風速や風量が低く調整されてしまうため、インプリント処理を実際に行う際にサテライト滴が発生すると、インプリント材のパターンが形成された基板上の領域にサテライト滴が供給されてしまう可能性がある。このように、従来技術では、吐出口と基板との間の気流が最適化されておらず、サテライト滴によるパターン欠陥の発生を十分に低減しているとはいえない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、パターン欠陥の発生を低減するのに有利なインプリント装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、モールド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インプリント処理を行うインプリント装置であって、前記基板に向けて前記インプリント材の液滴を吐出して前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、前記基板と前記供給部との間の空間に前記液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、前記形成部により前記空間に形成されている前記気流を変化させるために、前記形成部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記空間に前記気流が形成されている状態において、前記供給部から吐出された前記液滴が分離した複数の液滴のうち最も大きな体積で前記基板上に到達する液滴を第１液滴、前記第１液滴の体積よりも小さい体積で前記基板上に到達する液滴を第２液滴とするとき、前記基板上の前記第２液滴の数が許容範囲に収まるように、前記形成部により前記空間に形成される前記気流を制御する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、パターン欠陥の発生を低減するのに有利なインプリント装置を提供することができる。

本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 本実施形態における気流制御パラメータを調整する調整処理を説明するためのフローチャートである。 インプリント用吐出パラメータを説明するための図である。 調整用吐出パラメータを説明するための図である。 計測部によって計測される基板上のインプリント材の状態を説明するための図である。 気流制御パラメータと基板上のインプリント材の状態との関係を説明するための図である。 気流制御パラメータと基板上のインプリント材の状態との関係を説明するための図である。 気流制御パラメータと基板上のインプリント材の状態との関係を説明するための図である。 空間に形成される気流の流量と、基板上のサテライト滴の数と、基板上の主滴の位置のばらつきとの関係を示す図である。 インプリント処理を説明するためのフローチャートである。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、モールド（型）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インプリント処理を行うリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、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、モールド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。

インプリント材には、硬化用の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（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、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。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、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。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以下である。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

インプリント装置１は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用し、詳細には、紫外線の照射によって基板上の未硬化のインプリント材を硬化させる。但し、他の波長域の光の照射によって基板上の未硬化のインプリント材を硬化させてもよい。なお、図１に示すように、基板上のインプリント材に照射する紫外線の進行方向に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。

インプリント装置１は、基板２を保持して移動する基板ステージ３と、モールド１０を保持して移動するモールド保持部１１と、供給部（ディスペンサ）１２と、計測部１７と、気流形成部２０と、制御部３０とを有する。また、インプリント装置１は、基板２を基板ステージ３に搬送する基板搬送部（不図示）と、モールド１０をモールド保持部１１に搬送するモールド搬送部（不図示）と、基板上のインプリント材に紫外線を照射する照射部（不図示）とを有する。更に、インプリント装置１は、基板ステージ３を支持するベース定盤４と、モールド保持部１１、供給部１２及び気流形成部２０を支持するためのブリッジ定盤６と、ブリッジ定盤６を支持する支柱５とを有する。

基板ステージ３は、例えば、真空吸着パッドなどの機械的保持機構によって基板２を保持（固定）し、基板２の位置合わせに用いられる。基板ステージ３は、粗動駆動機構や微動駆動機構などの複数の駆動機構を含み、Ｘ軸方向やＹ軸方向に移動可能に構成されている。但し、基板ステージ３は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向やθ方向の位置調整機能や傾きを補正するためのチルト機能などを含んでいてもよい。

モールド保持部１１は、例えば、真空吸着パッドなどの機械的保持機構によってモールド１０を保持（固定）する。モールド保持部１１は、粗動駆動機構や微動駆動機構などの複数の駆動機構を含み、基板上のインプリント材にモールド１０を接触させるために、或いは、基板上のインプリント材からモールド１０を引き離すために、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。但し、モールド保持部１１は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ方向の位置調整機能や傾きを補正するためのチルト機能などを含んでいてもよい。また、モールド保持部１１には、例えば、圧縮力によってモールド１０の形状を補正する（変形させる）モールド形状補正機構（倍率補正機構）が配置されていてもよい。

モールド１０は、矩形の外形形状を有し、基板２（の上のインプリント材）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成された型である。モールド１０は、基板上のインプリント材を硬化させるための紫外線を透過する材料、例えば、石英などで構成されている。

供給部１２は、基板２に向けてインプリント材の液滴を吐出する吐出口（ノズル）を含み、吐出口を介して基板上にインプリント材を供給する。供給部１２から基板上に供給するインプリント材の量は、基板上で必要となるインプリント材の厚さ（残膜厚）や基板上に形成するパターンの密度などによって決定される。また、供給部１２からのインプリント材の供給は、インプリント処理の対象となる基板上のショット領域に対して行われる。

計測部１７は、基板上のインプリント材とモールド１０とを接触させていない状態において、供給部１２から基板上に供給されたインプリント材の状態を計測する。計測部１７は、例えば、光学系と、撮像素子と、処理部とを含む。計測部１７は、光学系及び撮像素子を介して、基板上に供給されたインプリント材の画像を取得する。そして、計測部１７は、処理部を介して、取得した画像を処理して基板上のインプリント材の位置（例えば、インプリント材の液滴の中心座標）や幾何学的特徴量（例えば、インプリント材の液滴の外径）を取得する。また、計測部１７で取得されたインプリント材の位置や幾何学的特徴量から、インプリント材の位置や外径などの平均値やばらつきなどの統計的な処理を行うこともできる。

気流形成部２０は、供給部１２から吐出されたインプリント材の液滴の動きが調整されるように、基板２と供給部１２との間の空間ＳＰにインプリント材の液滴の供給経路に交差する気流、本実施形態では、供給経路に直交する気流ＡＦを形成する。気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦは、インプリント材の液滴の供給経路において、インプリント材（液滴）と接触する。

気流形成部２０は、本実施形態では、空間ＳＰに気体を供給する給気部２２と、空間ＳＰから気体を排気する排気部２４とを含む。給気部２２は、配管やダクトを介して正圧源に接続され、排気部２４は、配管やダクトを介して負圧源に接続されている。正圧源としては、例えば、ファンを用いることが可能であり、負圧源としては、例えば、真空ポンプを用いることが可能である。なお、気流形成部２０は、給気部２２及び排気部２４のいずれか一方を含んでいればよい。また、給気部２２及び排気部２４の数は限定されるものではなく、例えば、給気部２２と排気部２４との組み合わせを、Ｚ軸方向に沿って配列させて気流形成部２０を構成してもよい。

気流形成部２０は、供給部１２に隣接する位置に配置されるとよいが、これに限定されるものではない。本実施形態では、空間ＳＰを挟むようにして、給気部２２と排気部２４とが配置されている。

また、気流形成部２０は、駆動機構を介して移動させてもよい。駆動機構は、例えば、Ｚ軸方向を回転軸とし、供給部１２を中心として気流形成部２０を回転させたり、Ｘ軸方向やＹ軸方向に沿って気流形成部２０を直線的に移動させたりする。これにより、気流形成部２０と供給部１２との相対的な位置関係を任意に変化させることが可能となり、気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦの方向を調整することができる。駆動機構としては、例えば、モーターなどを用いることが可能である。

制御部３０は、ＣＰＵやメモリ（記憶部）などを含み、インプリント装置１の全体（インプリント装置１の各部）を制御する。例えば、制御部３０は、供給部１２を制御して基板上にインプリント材を供給したり、基板ステージ３を制御して基板２の位置合わせをしたり、気流形成部２０を制御して空間ＳＰに気流ＡＦを形成したりする。また、制御部３０は、計測部１７から計測結果（供給部１２から基板上に供給されたインプリント材の状態）を取得することが可能である。制御部３０は、気流ＡＦの流量や方向を制御するための気流制御パラメータをメモリなどに記憶し、かかる気流制御パラメータに基づいて、気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御する。

図２を参照して、インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御するための気流制御パラメータを調整（決定）する調整処理について説明する。かかる調整処理は、制御部３０がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ１０１において、基板搬送部を介して、インプリント装置１に基板２を搬入して、基板２を基板ステージ３に保持させる。

Ｓ１０２において、気流形成部２０に対して、気流ＡＦの流量や方向を制御するための気流制御パラメータを設定する。気流制御パラメータの初期設定においては、設定可能な範囲内で自由に設定すればよい。

Ｓ１０３では、供給部１２に対して、調整処理で用いる調整用吐出パラメータを設定する。ここで、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、実際の生産工程であるインプリント処理で用いるインプリント用吐出パラメータ、及び、調整処理で用いる調整用吐出パラメータについて説明する。図３（ａ）は、インプリント処理を行う際に供給部１２からインプリント材を吐出させるために供給部１２（吐出口）に印加する電圧（印加電圧）の波形（インプリント用吐出パラメータ）を示す図である。図３（ａ）では、縦軸が印加電圧を示し、横軸が時間を示している。図３（ｂ）は、印加電圧に応じて、供給部１２からインプリント材が吐出される様子を模式的に示す図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、一定電圧を印加している期間Ｔ１から、台形状に電圧を印加する期間Ｔ２において、供給部１２からインプリント材ＩＭが押し出される。次いで、期間Ｔ２とは逆の電圧を印加する期間Ｔ３において、供給部１２からインプリント材ＩＭが引き離され、基板２に向かう方向に速度を有するインプリント材の液滴ＤＰとなる。供給部１２から吐出されたインプリント材の液滴ＤＰは、期間Ｔ４（以降）において、基板２に到達する。

図４（ａ）は、調整処理を行う際に供給部１２からインプリント材を吐出させるために供給部１２（吐出口）に印加する電圧（印加電圧）の波形（調整用吐出パラメータ）を示す図である。図４（ａ）では、縦軸が印加電圧を示し、横軸が時間を示している。図４（ｂ）は、印加電圧に応じて、供給部１２からインプリント材が吐出される様子を模式的に示す図である。

図４（ａ）に示す印加電圧の波形は、図３（ｂ）に示す印加電圧の波形と比較して、期間Ｔ３での印加電圧が異なるため、供給部１２から引き離されたインプリント材の液滴ＤＰは、図４（ｂ）に示すように、いびつな形状となる。これにより、インプリント材の液滴ＤＰは、期間Ｔ４において、主滴（第１液滴）ＤＰ１と、サテライト滴（第２液滴）ＤＰ２とに分離される。主滴ＤＰは、インプリント材の液滴ＤＰの体積の大部分を占める液滴である。また、液滴ＤＰが分離した複数のうち最も大きな体積で基板上に到達する液滴が主滴ＤＰであるともいえる。サテライト滴ＤＰ２は、主滴ＤＰ１の体積よりも小さい体積（微小体積）を有する液滴である。サテライト滴ＤＰ２は、主滴ＤＰ１と比較して、基板２に向かう速度が遅い。従って、基板２をＸ軸方向に移動させながら供給部１２からインプリント材を供給する場合、サテライト滴ＤＰ２は、基板上において、主滴ＤＰ１が供給される位置とは異なる位置に供給される。また、サテライト滴ＤＰ２は、体積が微小であるため、気流ＡＦの影響を受けやすく、気流ＡＦの有無、流量や方向に応じて、基板上に供給される位置が変化する。

なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、調整用吐出パラメータやインプリント用吐出パラメータを供給部１２に印加する電圧（印加電圧）の波形とし、印加電圧の波形を４つの期間にして説明した。但し、調整用吐出パラメータやインプリント用吐出パラメータは、図３（ａ）や図４（ａ）に示す印加電圧の波形に限定されるものではなく、任意に変更することが可能である。

図２に戻って、Ｓ１０４では、基板２が供給部１２の下に位置するように、基板ステージ３を移動させる。

Ｓ１０５では、基板ステージ３を移動させながら、供給部１２から基板上にインプリント材を供給する。具体的には、Ｓ１０２で設定された気流制御パラメータに従って気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御するとともに、Ｓ１０３で設定された調整用吐出パラメータに従って供給部１２からのインプリント材の吐出を制御する。これにより、基板上にインプリント材が供給される。

Ｓ１０６では、Ｓ１０５で供給部１２から供給された基板上のインプリント材を硬化させる。具体的には、基板２（インプリント材が供給された領域）がモールド１０の下に位置するように基板ステージ３を移動させ、基板上のインプリント材とモールド１０とを接触させずに、照射部から基板上のインプリント材に紫外線を照射する。これにより、供給部１２から供給された基板上のインプリント材が硬化する。

Ｓ１０７では、計測部１７を用いて、供給部１２から基板上に供給されたインプリント材の状態、具体的には、インプリント材の位置及び外径を計測する。図５は、Ｓ１０７において、計測部１７によって計測される基板上のインプリント材の状態を説明するための図である。ここでは、図５に示すように、供給部１２は、２つの吐出口Ｎａ及びＮｂを含むものとする。なお、サテライト滴は、広範囲に飛散する可能性があるため、Ｓ１０７で計測対象とする基板上の領域は、インプリント材が供給されたショット領域に限定されない。例えば、インプリント材が供給されたショット領域に隣接する上下左右斜め方向の９つのショット領域、更には、その外側に隣接するショット領域を計測対象とするとよい。

吐出口Ｎａから吐出された主滴ＤＰ１ａ及びサテライト滴ＤＰ２ａは、図５に示すように、十字で示す目標位置Ｐａに対して、それぞれ、Ｘａ１及びＸｂ１だけずれて基板上に供給されている。また、主滴ＤＰ１ａの外径は外径Ｒａ１と計測され、サテライト滴ＤＰ２ａの外径は外径Ｒｂ１と計測されている。

同様に、吐出口Ｎｂから吐出された主滴ＤＰ１ｂ及びサテライト滴ＤＰ２ｂは、図５に示すように、十字で示す目標位置Ｐｂに対して、それぞれ、Ｘａ２及びＸｂ２だけずれて基板上に供給されている。また、主滴ＤＰ１ｂの外径は外径Ｒａ２と計測され、サテライト滴ＤＰ２ｂの外径は外径Ｒｂ２と計測されている。

制御部３０は、計測部１７によって計測された外径Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１及びＲｂ２のそれぞれを基準値（例えば、主滴識別用外径）と比較し、その外径が基準値以上であれば主滴と識別し、その外径が基準値より小さければサテライト滴と識別する。図５では、外径Ｒａ１及びＲｂ１が基準値以上であるため、主滴ＤＰ１ａ及びＤＰ１ｂと識別され、外径Ｒａ２及びＲｂ２が基準値より小さいため、サテライト滴ＤＰ２ａ及びＤＰ２ｂと識別される。また、制御部３０は、供給部１２から供給された基板上のインプリント材の液滴の総数、主滴の数及びサテライト滴の数をカウントして記憶しておくことが可能である。更に、制御部３０は、主滴の位置と目標位置との差（主滴の位置ずれ量）の平均値やばらつきなどの統計処理を実施し、その結果を記憶しておくことが可能である。同様に、制御部３０は、サテライト滴の位置と目標位置との差（サテライト滴の位置ずれ量）の平均値やばらつきなどの統計処理を実施し、その結果を記憶しておくことが可能である。

ここで、図６（ａ）乃至図６（ｃ）、図７（ａ）乃至図７（ｃ）、及び、図８（ａ）乃至図８（ｃ）を参照して、Ｓ１０２で設定された気流制御パラメータと、Ｓ１０７で計測される基板上のインプリント材の状態との関係について説明する。

図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、気流形成部２０が空間ＳＰに気流ＡＦを形成せずに、供給部１２から基板上にインプリント材を供給した場合に、主滴ＤＰ１及びサテライト滴ＤＰ２が基板２に到達するまでの様子を模式的に示す図である。図６（ａ）は、供給部１２からインプリント材の液滴が吐出され、主滴ＤＰ１とサテライト滴ＤＰ２とに分離した直後の状態を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す状態から一定時間が経過した後の状態を示している。ここでは、気流形成部２０が空間ＳＰに気流ＡＦを形成していないため、サテライト滴ＤＰ２は、水平方向からの外力を受けずに、基板２に向かう。そして、図６（ｃ）に示すように、まず、主滴ＤＰ１が基板２に到達し、次いで、サテライト滴ＤＰ２が基板２に到達する。この間、基板ステージ３が移動しているため、サテライト滴ＤＰ２は、基板上の主滴ＤＰ１の位置とは異なる位置（主滴ＤＰ１から離れた位置）に供給される。

図７（ａ）乃至図７（ｃ）は、気流形成部２０が空間ＳＰに弱い気流ＡＦを形成し、供給部１２から基板上にインプリント材を供給した場合に、主滴ＤＰ１及びサテライト滴ＤＰ２が基板２に到達するまでの様子を模式的に示す図である。ここで、弱い気流ＡＦとは、気流ＡＦの流量が少ないことを意味する。図７（ａ）は、供給部１２からインプリント材の液滴が吐出され、主滴ＤＰ１とサテライト滴ＤＰ２とに分離した直後の状態を示している。図７（ｂ）は、サテライト滴ＤＰ２が給気部２２と排気部２４との間の空間（気流ＡＦが形成されている空間）を通過する様子を示している。この際、サテライト滴ＤＰ２は、気流形成部２０により空間ＳＰに形成された弱い気流ＡＦによって、水平方向からの外力を受けるため、水平方向への推力を生じる。なお、主滴ＤＰ１は、弱い気流ＡＦによる水平方向からの外力の影響は殆ど受けない。従って、サテライト滴ＤＰ２は、図７（ｃ）に示すように、図６（ｃ）に示す基板上の位置とは異なる基板上の位置に供給される（到達する）。

図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、気流形成部２０が空間ＳＰに強い気流ＡＦを形成し、供給部１２から基板上にインプリント材を供給した場合に、主滴ＤＰ１及びサテライト滴ＤＰ２が基板２に到達するまでの様子を模式的に示す図である。ここで、強い気流ＡＦとは、気流ＡＦの流量が多いことを意味する。図８（ａ）は、供給部１２からインプリント材の液滴が吐出され、主滴ＤＰ１とサテライト滴ＤＰ２とに分離した直後の状態を示している。図８（ａ）に示すように、主滴ＤＰ１は、図６（ａ）や図７（ａ）とは異なり、気流形成部２０により空間ＳＰに形成された強い気流ＡＦによって、水平方向からの外力を受けるため、水平方向への推力を生じる。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す状態から一定時間が経過した後の状態を示している。この際、サテライト滴ＤＰ２は、気流形成部２０により空間ＳＰに形成された強い気流ＡＦによって、水平方向からの外力を受けるため、水平方向への推力を生じる。そして、サテライト滴ＤＰ２は、図８（ｃ）に示すように、基板２には到達せず、空間ＳＰの気体とともに排気部２４に回収（吸引）される。一方、主滴ＤＰ１は、図８（ｃ）に示すように、上述した水平方向への推力によって、図６（ｃ）に示す基板上の位置とは異なる基板上の位置に供給される（到達する）。

このように、気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦの条件に応じて、供給部１２から吐出されたインプリント材の液滴、即ち、主滴ＤＰ１及びサテライト滴ＤＰ２の基板上の到達位置が変化する。例えば、強い気流ＡＦが空間ＳＰに形成されている場合には、サテライト滴ＤＰ２は、排気部２４に回収され、基板上に供給されない。一方、主滴ＤＰ１は、基板上の目標位置からずれた位置に供給される可能性がある。

図２に戻って、Ｓ１０８では、Ｓ１０７で計測されたインプリント材の状態（主滴及びサテライト滴の位置や外径、その平均値、ばらつき、個数など）に基づいて、気流制御パラメータの変更を行うか否かを判定する。図９は、気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦの流量と、基板上のサテライト滴の数と、基板上の主滴の位置のばらつきとの関係を示す図である。図９に示すように、気流ＡＦの流量とサテライト滴の数との関係は、反比例の関係であり、気流ＡＦの流量の増加とともに、サテライト滴の数は減少する傾向にある。一方、主滴の位置のばらつきは、気流ＡＦの流量の増加とともに、大きくなる傾向にある。

従って、基板上のサテライト滴の数を可能な限り少なくする場合には、基板上のサテライト滴の数に基づいて、気流制御パラメータの変更を行うか否かを判定すればよい。また、基板上の主滴の位置を目標位置に一致させる場合には、基板上の主滴の位置ずれ量やばらつきに基づいて、気流制御パラメータの変更を行うか否かを判定すればよい。また、基板上のサテライト滴の数を可能な限り少なくし、且つ、基板上の主滴の位置を目標位置に一致させる場合には、基板上のサテライト滴の数、及び、基板上の主滴の位置ずれ量やばらつきに基づいて、気流制御パラメータの変更を行うか否かを判定すればよい。この場合、図９に示すように、主滴の位置精度の許容値とサテライト滴の数の許容値との両方を満たす領域に、気流ＡＦの流量を追い込めばよい。なお、Ｓ１０８における判定方法は、上述したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

Ｓ１０８において、気流制御パラメータの変更を行うと判定した場合には、新たな気流制御パラメータを設定する（即ち、気流制御パラメータを調整する）ために、Ｓ１０２に移行する。一方、気流制御パラメータの変更を行わないと判定した場合には、Ｓ１０９に移行する。Ｓ１０９では、Ｓ１０２で設定された気流制御パラメータを、インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御するための気流制御パラメータとして決定する。また、Ｓ１０９で決定された気流制御パラメータは、制御部３０のメモリなどに記憶される。

このように、本実施形態の調整処理では、サテライト滴を意図的に発生させることで、基板上に供給される主滴及びサテライト滴の状態を容易に計測することができる。そして、基板上のサテライト滴の状態に基づいて、基板上のサテライト滴の数が許容範囲に収まるように、インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御することができる。また、基板上の主滴の状態に基づいて、基板上の主滴の位置と目標位置との差が許容範囲に収まるように、インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御することができる。本実施形態では、気流ＡＦの制御として、気流ＡＦの流量（気流ＡＦの強弱）を制御する場合を例に説明したが、気流ＡＦの方向を制御してもよいし、気流ＡＦの流量及び方向を制御してもよい。

なお、供給部１２からのインプリント材の液滴の吐出特性の経時変化によって、基板上に供給される主滴の位置やサテライト滴の数が変化する場合がある。従って、上述した調整処理は、定期的なメンテナンスとして行うとよい。また、供給部１２を交換した場合にも、上述した調整処理を行うとよい。

図１０を参照して、インプリント装置１におけるインプリント処理について説明する。かかるインプリント処理は、制御部３０がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ２０１において、基板搬送部を介して、インプリント装置１に基板２を搬入して、基板２を基板ステージ３に保持させる。

Ｓ２０２において、気流形成部２０に対して、図２に示す調整処理で決定された気流制御パラメータを、気流ＡＦの流量や方向を制御するための気流制御パラメータとして設定する。図２に示す調整処理で決定された気流制御パラメータは、上述したように、制御部３０のメモリなどに記憶されている。

Ｓ２０３では、供給部１２に対して、インプリント処理で用いるインプリント用吐出パラメータを設定する。インプリント用吐出パラメータは、例えば、図３（ａ）に示す印加電圧の波形として具現化される。

Ｓ２０４では、基板２（インプリント処理の対象となるショット領域）が供給部１２の下に位置するように、基板ステージ３を移動させる。

Ｓ２０５では、基板ステージ３を移動させながら、供給部１２から基板上（ショット領域）にインプリント材を供給する。具体的には、Ｓ２０２で設定された気流制御パラメータに従って気流形成部２０により空間ＳＰに形成される気流ＡＦを制御するとともに、Ｓ２０３で設定されたインプリント用吐出パラメータに従って供給部１２からのインプリント材の吐出を制御する。これにより、基板上にインプリント材が供給される。

Ｓ２０６では、モールド１０の下に基板２（インプリント材が供給されたショット領域）が位置するように、基板ステージ３を移動させる。

Ｓ２０７では、モールド保持部１１を降下させて、基板上のインプリント材とモールド１０とを接触させる。Ｓ２０８では、基板上のインプリント材とモールド１０とを接触させた状態で、照射部からモールド１０を介して紫外線をインプリント材に照射してインプリント材を硬化させる。Ｓ２０９では、モールド保持部１１を上昇させて、基板上の硬化したインプリント材からモールド１０を引き離す。これにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。

Ｓ２１０では、全てのショット領域にパターンを形成したか否かを判定する。全てのショット領域にパターンを形成していないと判定された場合には、新たなショット領域にパターンを形成するために、Ｓ２０２に移行する。一方、全てのショット領域にパターンを形成したと判定された場合には、Ｓ２１１に移行する。

Ｓ２１１では、基板搬送部を介して、基板ステージ３から基板２を取り外し、インプリント装置１から基板２を搬出する。

本実施形態によれば、基板上にサテライト滴が供給されることを低減することができるため、サテライト滴によるパターン欠陥の発生を抑制することができる。従って、パターン欠陥の発生を低減するのに有利なインプリント装置１を実現することができる。

インプリント装置１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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１１（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板２を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。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、インプリント用のモールド１０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に向け、対向させる。図１１（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板２とモールド１０とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド１０と被加工材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モールド１０を介して照射すると、インプリント材は硬化する。

図１１（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド１０と基板２を引き離すと、基板上にインプリント材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、モールド１０の凹部が硬化物の凸部に、モールド１０の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材にモールド１０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マスクとしてエッチングを行うと、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図１１（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。

なお、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、図２に示す調整処理は、インプリント装置１の制御部３０で行うのではなく、外部の情報処理装置で行うことができる。かかる情報処理装置は、計測部１７によって計測された基板上のインプリント材の状態を取得し、その状態に基づいて、インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成すべき気流ＡＦを決定する処理部を有する。インプリント処理を行う際に気流形成部２０により空間ＳＰに形成すべき気流ＡＦを決定するための処理は、図２に示す調整処理で説明した通りである。

１：インプリント装置 ２：基板 １０：モールド １２：供給部 １７：計測部 ２０：気流形成部 ３０：制御部

Claims (14)

1. モールド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インプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記基板に向けて前記インプリント材の液滴を吐出して前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、
   前記基板と前記供給部との間の空間に前記液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、
   前記形成部により前記空間に形成されている前記気流を変化させるために、前記形成部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記空間に前記気流が形成されている状態において、前記供給部から吐出された前記液滴が分離した複数の液滴のうち最も大きな体積で前記基板上に到達する液滴を第１液滴、前記第１液滴の体積よりも小さい体積で前記基板上に到達する液滴を第２液滴とするとき、前記基板上の前記第２液滴の数が許容範囲に収まるように、前記形成部により前記空間に形成される前記気流を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. モールド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インプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記基板に向けて前記インプリント材の液滴を吐出して前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、
   前記液滴の動きが調整されるように、前記基板と前記供給部との間の空間に前記液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、
   前記形成部により前記空間に前記気流を形成した状態において、前記液滴が前記基板上に到達するまでに第１液滴と、前記第１液滴の体積よりも小さい体積を有する第２液滴とに分離するように前記供給部から前記液滴を吐出させることで前記基板上に供給された前記インプリント材の状態に基づいて、前記基板上の前記第２液滴の数が許容範囲に収まるように、前記インプリント処理を行う際に前記形成部により前記空間に形成される前記気流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。
3. 前記制御部は、前記基板上の前記第１液滴の位置と目標位置との差が許容範囲に収まるように、前記形成部により前記空間に形成される前記気流を制御す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. 前記制御部は、前記形成部により形成される前記気流の流量及び方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記形成部は、前記空間に気体を供給する給気部を含み、
   前記制御部は、前記給気部から前記空間に供給する前記気体の流量及び方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記形成部は、前記空間から気体を排気する排気部を含み、
   前記制御部は、前記排気部により前記空間から排気される前記気体の流量及び方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記形成部は、前記空間に気体を供給する給気部と、前記空間から気体を排気する排気部とを含み、
   前記給気部と前記排気部とは、前記空間を挟んで配置され、
   前記制御部は、前記給気部から前記空間に供給する前記気体の流量及び方向、及び、前記排気部により前記空間から排気される前記気体の流量及び方向のうちの１つを制御することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記基板上の前記インプリント材と前記モールドとを接触させていない状態において、前記供給部から前記基板上に供給された前記インプリント材の状態を計測する計測部を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記計測部は、前記供給部から前記基板上に供給された前記インプリント材の位置及び外径を計測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. 前記制御部は、前記供給部から前記基板上に供給された前記インプリント材のうち、前記計測部によって計測された外径が基準値以上であるインプリント材を前記第１液滴と識別し、前記計測部によって計測された外径が前記基準値よりも小さいインプリント材を前記第２液滴と識別することを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
11. 請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
12. 基板に向けてインプリント材の液滴を吐出して前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、前記基板と前記供給部との間の空間に前記液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、モールドとを用いて前記基板上に前記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において、前記形成部により前記空間に形成すべき前記気流を決定する決定方法であって、
    前記空間に前記気流が形成されている状態において、前記供給部から吐出された前記液滴が分離した複数の液滴のうち最も大きな体積で前記基板上に到達する液滴を第１液滴、前記第１液滴の体積よりも小さい体積で前記基板上に到達する液滴を第２液滴とするとき、前記基板上の前記第２液滴の数が許容範囲に収まるように、前記形成部により前記空間に形成すべき前記気流を決定することを特徴とする決定方法。
13. 基板に向けてインプリント材の液滴を吐出して前記基板上に前記インプリント材を供給する供給部と、前記基板と前記供給部との間の空間に前記液滴の経路に交差する気流を形成する形成部と、モールドとを用いて前記基板上に前記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において、前記形成部により前記空間に形成すべき前記気流を決定する情報処理装置であって、
    前記空間に前記気流が形成されている状態において、前記供給部から吐出された前記液滴が分離した複数の液滴のうち最も大きな体積で前記基板上に到達する液滴を第１液滴、前記第１液滴の体積よりも小さい体積で前記基板上に到達する液滴を第２液滴とするとき、前記基板上の前記第２液滴の数が許容範囲に収まるように、前記形成部により前記空間に形成すべき前記気流を決定する処理部を有することを特徴とする情報処理装置。
14. 請求項１２に記載の決定方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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