JP2019091818A - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドおよび／または基板へのパーティクルの付着を低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】モールド１００を用いて基板１０１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ＩＭＰは、基板１０１を保持する保持部１０２と、前記保持部１０２の周辺に配置された周辺部材１１３と、前記周辺部材１１３に対向する面を有し、前記面と前記周辺部材との間に電界を発生させる発生部１７０と、前記面における異物の付着状態を検査する検査部と、前記検査部での検査結果に応じて報知を行う報知部１２７と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

基板上に配置されたインプリント材にモールド（型）を接触させた状態でインプリント材を硬化させ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が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の１つとして注目されている。インプリント装置では、基板上の硬化したインプリント材からモールドを引き離す際にモールドが帯電するため、その帯電による静電気力（クーロン力）がパーティクルに対して作用し、パーティクルがモールドに引き寄せられて付着しうる。このようにモールドにパーティクルが付着した状態でモールドを基板上のインプリント材に接触させてパターンの形成を行うと、例えば、変形したパターンが形成されたり、モールドおよび／または基板が破損したりしうる。

特許文献１には、モールドを保持する型チャックの周辺に配置された型周辺部材と、基板を保持する基板チャックの周辺に配置された基板周辺部材との間に電圧を供給する方法が提案されている。これらの周辺部材の間に電圧を供給して電界を発生させることにより型周辺部材にパーティクルを付着させ、モールドおよび／または基板にパーティクルが付着することを低減している。

特開２０１７−１５７８２１号公報

電圧の供給により型周辺部材に付着しているパーティクルの数や量が増えると、パーティクルがそれ自体の重さによって型周辺部材から離脱し、基板および／またはモールドに付着する可能性がある。

そこで、本発明は、モールドおよび／または基板へのパーティクルの付着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。

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装置であって、基板を保持する保持部と、前記保持部の周辺に配置された周辺部材と、前記周辺部材に対向する面を有し、前記面と前記周辺部材との間に電界を発生させる発生部と、前記面における異物の付着状態を検査する検査部と、前記検査部での検査結果に応じて報知を行う報知部と、を含むことを特徴とする。

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、モールドおよび／または基板へのパーティクルの付着を低減するために有利な技術を提供することができる。

インプリント装置の構成を示す概略図。 インプリント装置の一部を模式的に示す図。 インプリント装置の一部を模式的に示す図。 発生部の部材上における光の照射領域を示す図。 第１実施形態に係る検査処理を示すフローチャート。 付着状態の検査時に検出されたパーティクルの高さと基準高さとの差に基づいて判定を行う例を模式的に示した図。 ディスプレイに表示される情報の例を示す図。 インプリント装置の一部を模式的に示す図。 インプリント装置の一部を模式的に示す図。 第３実施形態に係る検査処理を示すフローチャート。 物品の製造方法を示す図。

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、同一の部材ないし要素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。

＜第１実施形態＞
図１には、本発明の１つの実施形態のインプリント装置ＩＭＰの構成が例示されている。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と型とを接触させ、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、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。本実施形態のインプリント装置ＩＭＰの場合、モールド１００（型）のパターンをインプリント処理によって基板１０１に転写する。別の表現をすると、インプリント装置ＩＭＰは、モールド１００のパターンを基板１０１の上のインプリント材（被転写材）にインプリント処理によって転写する。インプリント処理とは、モールドと基板上のインプリント材とを接触させて該インプリント材を硬化させ、その後、硬化したインプリント材からモールドを引き離す（剥離、または離型ともいう）ことを意味する。モールド１００は、凸部と凹部とで構成された凹凸パターンを有する。基板１０１の上のインプリント材（未硬化状態の樹脂）にモールド１００を接触させることによってパターンの凹部にインプリント材が充填される。この状態で、インプリント材に対してそれを硬化させるエネルギーを与え、該インプリント材を硬化させることにより、モールド１００のパターンがインプリント材に転写され、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。

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、紫外線などの光である。

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る。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、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、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって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。

基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、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。基板としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。

本明細書および添付図面では、基板１０１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軸に対する相対的な回転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。なお、本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」のような表現は、「ＡおよびＢの少なくとも一方」を意味する。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１を位置決めする基板駆動機構ＳＤＭを備え、基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板チャック１０２（保持部）、基板周辺部材１１３、微動機構１１４、粗動機構１１５およびベース構造体１１６を含みうる。基板チャック１０２は、基板１０１を保持する基板保持領域を有し、基板１０１を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）あるいは機械的手段によって保持しうる。微動機構１１４は、基板チャック１０２および基板周辺部材１１３を支持する微動ステージと、該微動ステージを駆動する駆動機構とを含みうる。基板周辺部材１１３は、基板チャック１０２の周辺に配置される。例えば、基板周辺部材１１３は、基板１０１の側面を取り囲むように、基板１０１が配置される領域の周辺に配置されており、基板１０１の上面とほぼ等しい高さの上面（例えば、基板１０１の上面に対する高低差が１ｍｍ以下の上面）を有しうる。

微動機構１１４は、基板チャック１０２を微駆動することによって基板１０１を微駆動する機構である。粗動機構１１５は、微動機構１１４を粗駆動することによって基板１０１を粗駆動する機構である。ベース構造体１１６は、粗動機構１１５、微動機構１１４、基板チャック１０２および基板周辺部材１１３を支持する。基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板１０１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構成されうる。微動機構１１４における基板チャック１０２と一体化された部分（微動ステージ）の位置は、干渉計などの計測器１１７によってモニタされる。

インプリント装置ＩＭＰは、モールド１００を位置決めするモールド駆動機構ＭＤＭを備え、モールド駆動機構ＭＤＭは、モールドチャック１１０、駆動機構１０９およびモールド周辺部材１５１を含みうる。モールド周辺部材１５１は、モールド１００の側面を取り囲むように、モールド１００が配置される領域の周辺に配置されており、モールド１００の下面とほぼ等しい高さの下面（例えば、モールド１００の下面に対する高低差が１ｍｍ以下の下面）を有しうる。モールド駆動機構ＭＤＭおよびモールド周辺部材１５１は、支持構造体１０８によって支持されうる。モールドチャック１１０は、モールド１００を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）あるいは機械的手段によって保持しうる。駆動機構１０９は、モールドチャック１１０を駆動することによってモールド１００を駆動する。モールド駆動機構ＭＤＭは、例えば、モールド１００を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。

基板駆動機構ＳＤＭおよびモールド駆動機構ＭＤＭは、基板１０１とモールド１００との相対的な位置決めを行う駆動部を構成する。駆動部は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸に関して基板１０１とモールド１００との相対位置を調整するほか、Ｚ軸に関しても基板１０１とモールド１００との相対位置を調整する。Ｚ軸に関する基板１０１とモールド１００との相対位置の調整は、基板上のインプリント材とモールド１００との接触および分離の動作を含む。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上に未硬化のインプリント材を塗布、配置あるいは供給するディスペンサ（供給部）１１１を備えうる。ディスペンサ１１１は、例えば、基板１０１の上にインプリント材を複数のドロップレットの形態で配置するように構成されうる。ディスペンサ１１１は、支持構造体１０８によって支持されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上のインプリント材にＵＶ光などの光を照射することによって該インプリント材を硬化させる硬化部１０４を備えうる。インプリント装置ＩＭＰはまた、インプリント処理の様子を観察するためのカメラ１０３を備えうる。硬化部１０４から射出された光は、ミラー１０５（例えばビームスプリッタ）で反射され、モールド１００を透過してインプリント材に照射されうる。カメラ１０３は、モールド１００およびミラー１０５を介してインプリント処理の様子、例えば、インプリント材とモールド１００との接触状態などを観察するように構成されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１のマークとモールド１００のマークとの相対位置を検出するためのアライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂを備えうる。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、支持構造体１０８によって支持された上部構造体１０６に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の複数のマークの位置を検出するためのオフアクシススコープ１１２を備えうる。オフアクシススコープ１１２は、支持構造体１０８によって支持されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、１つ又は複数の気体供給部１１８ａ、１１８ｂを備えうる。気体供給部１１８ａ、１１８ｂは、モールドチャック１１０を取り囲むようにモールドチャック１１０の周囲に配置されうる。気体供給部１１８ａ、１１８ｂは、例えば、支持構造体１０８によって支持され、基板１０１とモールド１００との間の空間に気体（パージガス）を供給する。気体としては、インプリント材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。基板周辺部材１１３およびモールド周辺部材１５１が設けられた構成は、基板１０１とモールド１００との間の空間を効率よく気体（パージガス）で満たすために有利となる。

インプリント装置ＩＭＰは、チャンバＣＨＢを備え、上記の各構成要素はチャンバＣＨＢの中に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、その他、主制御部１２６（制御部）、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、気体制御部１２４および基板制御部１２５を備えうる。主制御部１２６は、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、気体制御部１２４および基板制御部１２５を制御する。インプリント制御部１２０は、モールド駆動機構ＭＤＭを制御する。照射制御部１２１は、硬化部１０４を制御する。スコープ制御部１２２は、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂおよびオフアクシススコープ１１２を制御する。ディスペンサ制御部１２３は、ディスペンサ１１１を制御する。気体制御部１２４は、気体供給部１１８ａ、１１８ｂを制御する。基板制御部１２５は、基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

［基板周辺部材上のパーティクルの除去］
インプリント装置ＩＭＰでは、チャンバＣＨＢの内部空間にパーティクル（異物）が進入することがある。また、チャンバＣＨＢの中では、機械要素の相互の摩擦、機械要素と基板１０１またはモールド１００との摩擦などによってパーティクルが発生することがある。あるいは、ディスペンサ１１１が基板１０１の上に未硬化のインプリント材を配置するために吐出口からインプリント材を吐出した際にインプリント材のミストが発生し、このインプリント材が固化することによってパーティクルが発生することもある。

このようなパーティクルは、例えば、基板周辺部材１１３の上面に落下し、付着しうる。基板周辺部材１１３に付着するパーティクルは、粒径、形状、材質などが様々であるため、基板周辺部材１１３に対するパーティクルの付着の強度も様々である。基板周辺部材１１３に付着したパーティクルのうち、基板周辺部材１１３への付着強度が比較的大きいものは、基板周辺部材１１３から離脱しにくいため、基板周辺部材１１３の上面に留まり、基板１０１および／またはモールド１００に付着する可能性は小さい。一方、基板周辺部材１１３への付着強度が比較的小さいものは、外的刺激（振動、気流、静電気）などによって基板周辺部材１１３から容易に離脱し、基板１０１および／またはモールド１００に付着することがある。

例えば、基板上の硬化したインプリント材からモールド１００を引き離す際にモールド１００が帯電することがある。このようにモールド１００が帯電すると、それによる静電気力（クーロン力）が外的刺激として基板周辺部材１１３の上のパーティクルに対して作用する。その結果、基板周辺部材１１３に付着していたパーティクルは、基板周辺部材１１３から離脱し、モールド１００に引き寄せられてモールド１００に付着しうる。このようにモールド１００にパーティクルが付着した状態でモールド１００を基板上のインプリント材に接触させてパターンの形成を行うと、例えば、変形したパターンが形成されたり、基板１０１および／またはモールド１００が破損したりしうる。したがって、基板周辺部材１１３に付着しているパーティクルが外的刺激などによって離脱し、基板１０１および／またはモールド１００に付着することを低減するため、基板周辺部材１１３に付着しているパーティクルを予め強制的に除去することが望ましい。

本実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、基板周辺部材１１３に付着したパーティクル１５０を除去（クリーニング）するため、基板周辺部材１１３との間に電界を発生させる発生部１７０（クリーニング部）を備える。図２には、インプリント装置ＩＭＰの一部（発生部１７０、基板駆動機構ＳＤＭ）が模式的に示されている。発生部１７０は、基板周辺部材１１３（上面）に対向する面（対向面）を含む部材１３２と、部材１３２と基板周辺部材１１３との間に電圧を供給する電源１３１とを含みうる。部材１３２は、例えば金属プレートを含み、該金属プレートは絶縁膜によって覆われていてもよい。発生部１７０（部材１３２）は、例えば、支持構造体１０８によって支持され、ディスペンサ１１１と協働してモールドチャック１１０を挟むようにディスペンサ１１１の反対側に配置されうる。主制御部１２６の制御により電源１３１が部材１３２と基板周辺部材１１３との間に電圧を供給すると、部材１３２（対向面）と基板周辺部材１１３（上面）との間に電界が発生し、基板周辺部材１１３上のパーティクル１５０に静電気力が作用する。そして、この静電気力により基板周辺部材１１３から離脱したパーティクル１５０は、発生部１７０の部材１３２（対向面）に引き寄せられ、基板周辺部材１１３に付着していたときの付着強度より強固に部材１３２に付着しうる。

一例として、基板１０１上の硬化したインプリント材からモールド１００を引き離すことによって、モールド１００が−３ｋＶに帯電する場合を想定する。基板周辺部材１１３は接地されていて、その電位が接地電位であるものとする。また、基板周辺部材１１３とモールド１００との間隙は１ｍｍであるものとする。この場合の電界の方向は上向き（Ｚ軸の正の方向）で、電界の強度（絶対値）は３ｋＶ／ｍｍである。この例では、発生部１７０は、部材１３２（対向面）の電圧Ｖが−３ｋＶより低い電位（Ｖ＜−３ｋＶ）になるように、電源１３１によって部材１３２と基板周辺部材１１３との間に電圧を供給するとよい。このように電圧を供給すると、基板周辺部材１１３から離脱したパーティクル１５０を、帯電したモールド１００ではなく、部材１３２の方に引き寄せることができる。

基板周辺部材１１３に付着したパーティクルの除去（クリーニング）は、発生部１７０の部材１３２と基板周辺部材１１３とを相対的にＸＹ方向に移動させることによって行われうる。発生部１７０の部材１３２と基板周辺部材１１３との相対的な移動は、基板駆動機構ＳＤＭによって基板周辺部材１１３を駆動することによって行われうる。基板周辺部材１１３に付着したパーティクルの除去においては、部材１３２と基板周辺部材１１３との間隙を小さくするほど、それらの間に発生する電界を大きくしてパーティクルを効率よく除去することができる。そのため、パーティクルの除去の際には、部材１３２と基板周辺部材１１３との間隙をできる限り小さくするとよい。例えば、パーティクルの除去を行うときの部材１３２と基板周辺部材１１３との間隙ＧＣを、基板１０１上にインプリント材を配置するためにディスペンサ１１１の下方に基板１０１を移動させるときの間隙ＧＮより小さくするとよい（ＧＣ＜ＧＮ）。パーティクルの除去の際の間隙ＧＣは、例えば０．８ｍｍ以下にするとよい。

［パーティクルの付着状態の検査］
このように構成された発生部１７０では、電圧の供給により部材１３２に付着しているパーティクルの数や量が増えると、パーティクルがそれ自体の重さによって部材１３２から離脱し、基板１０１および／またはモールド１００に付着する可能性がある。そのため、本実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、発生部１７０の部材１３２（対向面）におけるパーティクルの付着状態を検査する検査部１８０と、検査部１８０での検査結果に応じて報知を行う報知部１２７とを備える。

検査部１８０は、例えば、部材１３２（対向面）に付着したパーティクルの対向面からの高さを検出することにより、部材１３２におけるパーティクルの付着状態を検査する。対向面からの高さとは、対向面と垂直な方向における長さ（対向面に対して垂直方向に沿った方向における長さ）のことであり、対向面と垂直な方向は例えばＺ方向である。図３には、インプリント装置ＩＭＰの一部（発生部１７０、基板駆動機構ＳＤＭ）が模式的に示されている。例えば、検査部１８０は、部材１３２（対向面）に向けて光（レーザ光）を射出し、該光が照射された領域（照射領域）までの距離をパーティクルの高さとして検出する干渉計などのセンサ１８０ａ（検出部）を含みうる。センサ１８０ａは、基板周辺部材１１３に設けられて、基板周辺部材１１３によって支持されうる。

検査部１８０は、主制御部１２６での制御により、部材１３２とセンサ１８０ａとを基板駆動機構ＳＤＭで相対的に移動させて、センサ１８０ａからの光を部材１３２上（対向面上）で走査しながら、センサ１８０ａにパーティクルの高さを検出させる。例えば、図４（ａ）に示すように、センサ１８０ａから部材１３２（対向面）に照射される光２００のスポット径が、部材１３２より非常に小さい場合（例えば４０μｍ径）、該スポット径がパーティクルの検出限界になりうる。そのため、図４（ｂ）に示すように、センサ１８０ａから射出される光を経路１８１に沿って部材１３２上で走査しながら、センサ１８０ａにパーティクルの高さを検出させる。これにより、部材１３２の全面におけるパーティクルの付着状態を検査することができる。

報知部１２７は、例えば、検査部１８０で検査された付着状態が、部材１３２からパーティクルが離脱する可能性の低い許容状態を超えた（逸脱した）ときに報知を行いうる。具体的には、報知部１２７は、検査部１８０で検出されたパーティクルの高さが閾値を超えた場合（許容範囲外になった場合）に報知を行いうる。報知部１２７は、例えば、付着状態が許容状態を逸脱したとの情報を、インプリント装置ＩＭＰに設けられたディスプレイ（表示部）に表示したり、外部コンピュータなどの端末に出力したりすることによって報知を行ってもよい。また、報知部１２７は、インプリント装置ＩＭＰに設けられたランプ（発光部）を点灯したり、音声を出力したりして報知を行ってもよい。

［付着状態の検査処理について］
次に、部材１３２におけるパーティクルの付着状態の検査処理について、図５を参照しながら説明する。図５は、付着状態の検査処理を示すフローチャートであり、該フローチャートの各工程は主制御部１２６によって制御されうる。

Ｓ１１では、主制御部１２６は、部材１３２におけるパーティクルの付着状態の検査処理を行うか否かを判定する。例えば、主制御部１２６は、１枚の基板に対するインプリント処理が終了した後に検査処理を行うと判定してもよいし、ユーザインタフェースを介してオペレータから指示を受けた場合に検査処理を行うと判定してもよい。また、前回の検査処理から予め設定された期間が経過した場合に検査処理を行うと判定してもよい。検査処理を行うと判定した場合にはＳ１２に進み、検査処理を行わないと判定した場合にはＳ１１を繰り返す。

Ｓ１２では、主制御部１２６は、部材１３２におけるパーティクルの付着状態を検査する。例えば、主制御部１２６は、基板駆動機構ＳＤＭを制御して、予め設定された経路１８１に沿ってセンサ１８０ａからの光を部材１３２上で走査しながら、センサ１８０ａにパーティクルの高さを検出させる。Ｓ１３では、主制御部１２６は、Ｓ１２で検査された付着状態が許容状態を超えたか否かを判定する。本実施形態の場合、主制御部１２６は、Ｓ１２で検出されたパーティクルの高さが閾値を超えたか否かを判定する。例えば、部材１３２（対向面）に付着したパーティクルの高さが局所的にでも閾値を超えた場合にはＳ１４に進み、部材１３２の全面において閾値を超えていない場合にはＳ１１に戻る。

ここで、センサ１８０ａからの光を部材１３２上で走査しながら付着状態を検査する場合、センサ１８０ａの移動中に生じた振動によってセンサ１８０ａの検出結果に誤差が生じうる。このような誤差を低減させるため、例えば、スポット径ごとにセンサ１８０ａの駆動と停止を繰り返しながら、即ち、スポット径ごとにセンサ１８０ａをステップ移動させながら検出を行ってもよいが、スループットの点で不利になりうる。そのため、Ｓ１３では、パーティクルが付着していない状態の部材１３２の高さを基準高さとしてセンサ１８０ａに事前に検出させ、付着状態の検査時（Ｓ１２）に検出されたパーティクルの高さと基準高さとの差が閾値を超えたか否かで判定を行ってもよい。

図６は、付着状態の検査時に検出されたパーティクルの高さと基準高さとの差に基づいて判定を行う例を模式的に示した図である。図６では、センサ１８０ａが２つ図示されているが、時間的に異なるタイミングでセンサ１８０ａに検出を行わせていることを模式的に示しているだけであり、実際にインプリント装置ＩＭＰに設けられるセンサ１８０ａは１つでよい。図６（ａ）に示すように、部材１３２のクリーニングを行った後など部材１３２にパーティクル１５０が付着していない状態で、経路１８１に沿ってセンサ１８０ａに光の照射領域までの距離Ｌ１を予め検出させておく。そして、主制御部１２６は、Ｓ１２で、経路１８１に沿ってセンサ１８０ａに照射領域（パーティクル１５０）までの距離Ｌ２を検出させ、Ｓ１３で、経路１８１上の各位置で距離Ｌ１と距離Ｌ２との差が閾値を超えた位置があるか否かを判定する。図６（ｂ）は、複数のパーティクル１５０が部材１３２に重なるように付着した例を示しており、この例においても図６（ａ）と同様の処理が行われうる。

図５のフローチャートに戻り、Ｓ１４では、主制御部１２６は、パーティクルの高さが閾値を超えたことを示す情報を報知部１２７により報知する。報知部１２７による報知は、前述したように、ディスプレイに当該情報を表示したり、外部コンピュータに当該情報を出力したりして行われうるが、他の報知方法であってもよい。図７は、インプリント装置ＩＭＰに設けられたディスプレイ１２７ａに表示される情報の例を示す図である。図７に示す例では、「パーティクルの付着量が閾値を超えました。」との文字情報がディスプレイ１２７ａ（スクリーン）に表示されているが、文字情報だけでなく画像や記号などを用いた他の表示形式であってもよい。

Ｓ１５では、主制御部１２６は、基板１０１（基板チャック１０２）が部材１３２（対向面）の下方に配置されないように（好ましくは、部材１３２の下方から基板１０１を遠ざけるように）基板駆動機構ＳＤＭを制御する。これにより、部材１３２に付着しているパーティクルが部材１３２から離脱して基板１０１上に付着することを防止することができる。なお、本実施形態では、Ｓ１５の工程がＳ１４の後に行われているが、Ｓ１４の前、あるいはＳ１４と並行して行われてもよい。

上述したように、本実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、発生部１７０の部材１３２におけるパーティクルの付着状態を検査し、検査結果に応じて報知を行う。これにより、部材１３２からパーティクルが離脱する可能性が大きいことをオペレータに通知することができ、オペレータは部材１３２に付着したパーティクルの除去処理を行うことができる。例えば、除去処理をオペレータが手動で行う場合には、インプリント装置ＩＭＰは、Ｓ１５の工程の後、各構成要素の動作を停止させるなどして、オペレータが部材１３２にアクセスすることを可能とする準備処理を行う。また、ユーザインタフェースを介してオペレータが指示を入力して、除去処理をインプリント装置ＩＭＰに行わせることもできる。この場合、除去処理を行うための機構がインプリント装置ＩＭＰ内に設けられうる。インプリント装置ＩＭＰは、Ｓ１５の工程の後、除去処理を自動で行ってもよい。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、検査部１８０のセンサ１８０ａを基板周辺部材１１３に設け、基板駆動機構ＳＤＭによってセンサ１８０ａを走査しながら、発生部１７０の部材１３２（対向面）に付着したパーティクルの高さを検出する例について説明した。第２実施形態では、モールド１００をモールドチャック１１０（モールド駆動機構ＭＤＭ）に搬送するモールド搬送機構１９０にセンサ１８０ａを設ける例について説明する。

図８には、インプリント装置ＩＭＰの一部（発生部１７０、モールド搬送機構１９０）が模式的に示されている。モールド搬送機構１９０は、モールド１００の周辺部を保持するチャック１９１と、チャック１９１を支持し、モールド駆動機構ＭＤＭのモールドチャック１１０にモールド１００を搬送するアーム１９２とを含みうる。検査部１８０のセンサ１８０ａは、図８に示すようにアーム１９２に設けられている。このように構成された検査部１８０では、主制御部１２６での制御により、部材１３２とセンサ１８０ａとをアーム１９２によって相対的に移動させることができる。これにより、センサ１８０ａからの光を部材１３２（対向面）上で走査しながら、センサ１８０ａにパーティクルの高さを検出させることができる。なお、第２実施形態では、センサ１８０ａが設けられている場所以外の構成および動作は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、発生部１７０の部材１３２（対向面）におけるパーティクルの付着状態を検査する検査部１８０のセンサとして、部材１３２に向けて光を射出し、該光が照射された領域の高さを検出するセンサ１８０ａを用いる例について説明した。第３実施形態では、検査部１８０のセンサとして、部材１３２（対向面）から所定距離Ｌだけ離れた基準位置ＳＰにおける異物の有無を検知するセンサ１８０ｂを用いる例について説明する。なお、以下で説明する事項以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図９は、インプリント装置ＩＭＰの一部（発生部１７０、検査部１８０のセンサ１８０ｂ）を模式的に示した図である。センサ１８０ｂは、例えば、部材１３２の対向面から所定距離Ｌだけ離れた位置（基準位置ＳＰ）において、該対向面と平行な方向（基板の表面と平行な方向であってもよい）に光を射出する。即ち、センサ１８０ｂは、部材１３２の対向面と平行な光路が基準位置ＳＰに形成されるように光を射出する。センサ１８０ｂは、基板駆動機構ＳＤＭおよび／またはモールド搬送機構１９０のアーム１９２に設けられうる。図９は、センサ１８０ｂがアーム１９２に設けられた例を示している。また、センサ１８０ｂは、発生部１７０（部材１３２（対向面））を支持する支持構造体１０８（支持部）によって支持されていてもよい。このようなセンサ１８０ｂを構成することにより、部材１３２の対向面から所定距離Ｌだけ離れた基準位置ＳＰにおけるパーティクルの有無を検知することができる。所定距離Ｌは、部材１３２からパーティクルが離脱する可能性が高いパーティクルの厚さおよび／または大きさに設定されうる。

次に、基準位置ＳＰにおけるパーティクルの有無を検知するセンサ１８０ｂを用いる場合の検査処理について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、付着状態の検査処理を示すフローチャートであり、該フローチャートの各工程は主制御部１２６によって制御されうる。

Ｓ２１では、主制御部１２６は、検査部１８０（センサ１８０ｂ）でパーティクルが検知されたか否かを判定する。センサ１８０ｂでパーティクルが検知された場合には、部材１３２に付着したパーティクルの厚さが所定距離以上となって基準位置ＳＰに達した状態にある事を示している。センサ１８０ｂでパーティクルが検知された場合にはＳ２２に進み、検知されていない場合にはＳ２１を繰り返す。

Ｓ２２では、主制御部１２６は、パーティクルが基準位置に達したことを示し情報を報知部１２７により報知する。報知部１２７による報知は、第１実施形態と同様に、ディスプレイに当該情報を表示したり、外部コンピュータに当該情報を出力したりして行われうる。Ｓ２３では、主制御部１２６は、基板１０１（基板チャック１０２）が部材１３２の下方に配置されないように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

上述したように、本実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、センサ１８０ｂにより、部材１３２に付着したパーティクルが基準位置ＳＰに達したか否かをセンサ１８０ｂにより検知し、その検知結果に応じて報知を行う。これにより、第１実施形態と同様に、部材１３２からパーティクルが離脱する可能性が大きいことをオペレータに通知することができ、オペレータは部材１３２に付着したパーティクルの除去処理を行うことができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、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１つにおいて有利である。

インプリント装置を用いて成形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、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、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウェハ等の基板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を通して照射すると、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。

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および変更が可能である。

ＩＭＰ：インプリント装置、ＭＤＭ：モールド駆動機構、ＳＤＭ：基板駆動機構、１００：モールド、１０１：基板、１１３：基板周辺部材、１２５：主制御部、１２７：報知部、１７０：発生部、１８０：検査部

Claims (12)

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装置であって、
   基板を保持する保持部と、
   前記保持部の周辺に配置された周辺部材と、
   前記周辺部材に対向する面を有し、前記面と前記周辺部材との間に電界を発生させる発生部と、
   前記面における異物の付着状態を検査する検査部と、
   前記検査部での検査結果に応じて報知を行う報知部と、
   を含むことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記検査部は、前記面に付着した異物の、前記面に対して垂直方向に沿った方向における長さを検出することにより前記付着状態を検査する、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記検査部は、前記面に向けて光を射出して前記長さを検出するセンサを含む、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. 前記検査部は、前記センサを移動させて前記面上で光を走査することにより前記付着状態を検査する、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. 前記センサは、前記周辺部材に設けられている、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のインプリント装置。
6. 前記報知部は、前記検査部で検出された前記長さが閾値を超えた場合に前記報知を行う、ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記検査部は、前記面から所定距離だけ離れた基準位置における異物の有無を検知することにより前記付着状態を検査する、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
8. 前記検査部は、前記面と平行な方向に光を射出して前記基準位置における異物の有無を検知するセンサを含む、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記発生部の前記面を支持する支持部を更に含み、
   前記センサは、前記支持部に設けられている、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. 前記報知部は、前記検査部により前記基準位置で異物が検知された場合に前記報知を行う、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記保持部を駆動する駆動部と、
    前記報知部により前記報知が行われる場合に、前記保持部が前記面の下方に配置されないように前記駆動部を制御する制御部と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 請求項１乃至１１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基板上にパターンを形成する工程と、
    パターンが形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
    加工さ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の製造方法。

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