JP2021027107A - インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント材の揮発を抑制してインプリント材のパターンを形成するのに有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】型２の側から基板１の側に向けて気体を吹き出す吹出口５０ａを含み、前記型と前記基板との間の空間を取り囲む気流を前記気体によって形成する形成部５０と、未硬化のインプリント材が供給された前記基板上の複数のショット領域に対して前記インプリント処理を連続的に行う際に、前記形成部を制御する制御部６０と、を有し、前記制御部は、前記インプリント処理において、前記複数のショット領域のうちの少なくとも１つのショット領域と前記型とが対向する状態で前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量が、前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在しない場合に前記吹出口から吹き出す前記気体の第１流量よりも少ない第２流量となるように、前記形成部を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加えて、基板上のインプリント材を型（モールド）で成形して、型に形成された微細な凹凸パターンを基板上に形成する微細加工技術が注目されている。かかる微細加工技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターン（構造体）を形成することができる。

インプリント技術では、インプリント材の硬化法の１つとして光硬化法がある。光硬化法は、基板上のショット領域に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態で光を照射して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インプリント材のパターンを基板上に形成する。

インプリント技術を採用したインプリント装置では、型を基板上のインプリント材に接触する際に、型と基板との間の空間にパーティクルが存在すると、型や基板が破損したり、基板上に欠陥を有するパターンが形成されたりしてしまう。従って、クリーンドライエアなどの気体で型と基板との間の空間を遮蔽する（取り囲む）気流（エアカーテン）を形成し、かかる空間にパーティクルが侵入することを防止している。

エアカーテンは、一般的に、基板上にインプリント材を供給する位置と、型を基板上のインプリント材に接触させる位置との間に形成される。そのため、基板上に供給されたインプリント材がエアカーテンを通過する際に、かかるインプリント材が揮発する可能性がある。そこで、基板上のインプリント材がエアカーテンを通過する際には、エアカーテンを形成する気体の流量を少なくすることで、基板上のインプリント材の揮発を抑制する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、インプリント装置の生産性を向上させる技術として、基板上の複数のショット領域に一度にインプリント材を供給し、かかる複数のショット領域に対して連続的にインプリント処理を行う技術が知られている。この場合、例えば、インプリント処理が最後に行われるショット領域に関しては、インプリント材が供給されてからインプリント処理が行われるまでの時間が長くなるため、インプリント材が揮発して基板上に所望のパターンを形成できないことがある。そこで、基板上にインプリント材が供給されてからインプリント処理が行われるまでの蒸発時間（待機時間）に応じて、基板上に供給するインプリント材の容積（供給量）を制御する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１６−２０１４８５号公報 特許第５０８４８２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、インプリント材が供給された基板上の複数のショット領域に対して連続的にインプリント処理を行う場合、以下のような課題が生じてしまう。例えば、あるショット領域に対してインプリント処理を行っている間に、他のショット領域に供給された未硬化のインプリント材がエアカーテンに曝されて局所的に揮発してしまう。なお、未硬化のインプリント材がエアカーテンに曝されるか否かや未硬化のインプリント材がエアカーテンに曝される時間は、インプリント処理の順番、ショット領域のサイズ、インプリント材が供給されたショット領域の位置などに依存する。また、特許文献２に開示された技術においても、型と基板との間の空間を遮蔽するエアカーテンを形成する場合には同様な課題が生じてしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、インプリント材の揮発を抑制してインプリント材のパターンを形成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、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インプリント装置であって、前記型の側から前記基板の側に向けて気体を吹き出す吹出口を含み、前記型と前記基板との間の空間を取り囲む気流を前記気体によって形成する形成部と、未硬化のインプリント材が供給された前記基板上の複数のショット領域に対して前記インプリント処理を連続的に行う際に、前記形成部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記インプリント処理において、前記複数のショット領域のうちの少なくとも１つのショット領域と前記型とが対向する状態で前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量が、前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在しない場合に前記吹出口から吹き出す前記気体の第１流量よりも少ない第２流量となるように、前記形成部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、インプリント材の揮発を抑制してインプリント材のパターンを形成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。 インプリント処理の順番を説明するための図である。 基板上のショット領域と形成部との位置関係を示す図である。 基板上のショット領域と形成部との位置関係を示す図である。 インプリント処理のシーケンスを説明するためのフローチャートである。 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。 インプリント処理のシーケンス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実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、本発明の一側面としてのインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、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１００は、基板上に供給（配置）された未硬化の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、スピンコーター（スピンコート法）やスリットコーター（スリットコート法）によって基板上に膜状に付与されてもよい。また、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。

本明細書及び添付図面では、基板１の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系で方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに平行な方向をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転及びＺ軸周りの回転のそれぞれをθＸ、θＹ及びθＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御又は駆動は、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又は駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御又は駆動は、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又は駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の座標に基づいて特定される情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸及びθＺ軸の値で特定される情報である。位置決めは、位置及び／又は姿勢を制御することを意味する。

インプリント装置１００は、基板１を保持して移動する基板ステージ１０と、型２を保持して移動するヘッド２０と、基板上（の複数のショット領域）に未硬化のインプリント材を供給する供給部３０とを有する。また、インプリント装置１００は、形状補正部２１と、照射部４０と、形成部５０と、制御部６０とを有する。

基板ステージ１０及びヘッド２０は、基板１と型２との相対位置が調整されるように、基板１及び型２の少なくとも一方を移動させる相対移動機構を構成する。かかる相対移動機構による基板１と型２との相対位置の調整は、基板上のインプリント材と型２との接触（押し付け）のための駆動、及び、基板上の硬化したインプリント材からの分離（引き離し）のための駆動を含む。また、相対移動機構による基板１と型２との相対位置の調整は、基板１と型２との位置合わせを含む。基板ステージ１０は、基板１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸及びθＺ軸の６軸）に関して駆動するように構成されている。ヘッド２０は、型２を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸及びθＺ軸の６軸）に関して駆動するように構成されている。

供給部３０は、例えば、基板上の各ショット領域に対してインプリント材を吐出するディスペンサを含む。供給部３０には、インプリント材が貯められたタンク（不図示）から配管（不図示）を介してインプリント材が供給される。供給部３０から基板上に供給されなかったインプリント材は、配管を介してタンクに回収される。また、供給部３０は、インプリント材が貯められたタンクとインプリント材を基板上に吐出するノズルとが一体となったカートリッジタイプであってもよい。

形状補正部２１は、ヘッド２０で保持した型２の倍率（形状）を補正する機能を有する。形状補正部２１は、例えば、型２の側面に対して、型２のパターン面（パターンが形成された面）に平行な方向に力を加える（加圧する）ことで型２を変形させる複数のフィンガを含む。

照射部４０は、基板上のインプリント材を硬化させる際に、型２を介して、即ち、基板上のインプリント材と型２とを接触させた状態で、インプリント材に光を照射する。照射部４０は、例えば、光源（不図示）と、かかる光源からの光をインプリント材の硬化に適した光に調整する光学系（不図示）とを含む。

形成部５０は、型２の側から基板１の側に向けて（即ち、−Ｚ方向に）気体を吹き出す（供給する）吹出口５０ａを含み、吹出口５０ａから吹き出す気体によって、型２と基板１との間の空間を取り囲む気流、所謂、エアカーテンを形成する。吹出口５０ａから吹き出す気体は、例えば、クリーンドライエアなどを含む。

制御部６０は、ＣＰＵやメモリなどを含む情報処理装置（コンピュータ）で構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って、インプリント装置１００の各部を統括的に制御してインプリント装置１００を動作させる。制御部６０は、インプリント処理やインプリント処理に関連する処理を制御する。また、制御部６０は、本実施形態では、未硬化のインプリント材が供給された基板上の複数のショット領域に対してインプリント処理を連続的に行う際に、形成部５０、具体的には、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を制御する。

インプリント装置１００におけるインプリント処理について説明する。まず、供給部３０の下（インプリント材の供給位置）で基板１を保持した基板ステージ１０を往復移動させながら、ドロップレシピに従って供給部３０からインプリント材を吐出し、基板上のショット領域に未硬化のインプリント材を供給する。本実施形態では、供給部３０は、基板上の複数のショット領域（少なくとも２つ以上のショット領域）に一度に未硬化のインプリント材を供給する。以下、未硬化のインプリント材が供給され、インプリント処理が行われるショット領域を対象ショット領域と称する。ここで、ショット領域は、型２のパターン領域（パターンが形成された領域）に対応する領域である。

基板上の複数のショット領域に未硬化のインプリント材を供給したら、基板１を保持した基板ステージ１０をヘッド２０に保持された型２の下（押印位置）に移動させる。基板上の対象ショット領域が押印位置に位置決めされたら、対象ショット領域に供給された未硬化のインプリント材と型２とを接触させる処理を開始する。この際、制御部６０は、対象ショット領域（少なくとも１つのショット領域）と型２とが対向する状態で吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否か（吹出口５０ａが未硬化のインプリント材の上に位置しているか否か）を判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合、制御部６０は、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減らすように、形成部５０を制御する。例えば、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量が、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合に吹出口５０ａから吹き出す気体の流量（第１流量）よりも少ない流量（第２流量）となるように、形成部５０を制御する。なお、インプリント材が高い揮発性を有している場合には、基板ステージ１０が停止して、ヘッド２０が基板上の未硬化のインプリント材と型２とを接触させるための移動を開始する時点で、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量をゼロにしてもよい。また、制御部６０は、基板１の移動中に吹出口５０ａから吹き出す気体の流量が基板１の静止中に吹出口５０ａから吹き出す気体の流量よりも少なくなるように、形成部５０を制御する。

対象ショット領域に供給された未硬化のインプリント材と型２とを接触させる際には、型２（のパターン）が所定の形状となるように、形状補正部２１によって型２の形状を補正してもよい。対象ショット領域に供給された未硬化のインプリント材と型２とを接触させたら、かかる状態で照射部４０から光を照射し、型２を介してインプリント材を硬化させる。次いで、対象ショット領域上の硬化したインプリント材から型２を引き離す。これにより、対象ショット領域にインプリント材のパターンが形成される。

インプリント材から型２を引き離したら、基板１を保持した基板ステージ１０を型２の下に移動させて、基板上の次の対象ショット領域を押印位置に位置決めする。基板上の次の対象ショット領域が押印位置に位置決めされたら、次の対象ショット領域に供給された未硬化のインプリント材と型２とを接触させる処理を開始する。この際、制御部６０は、次の対象ショット領域と型２とが対向する状態で吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否かを再度判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合、制御部６０は、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第２流量で維持する。一方、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合、制御部６０は、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第２流量から第１流量に戻す。

このような一連の動作は、供給部３０から一度に未硬化のインプリント材を供給した複数のショット領域の全てに対してインプリント処理を行うまで繰り返される。そして、基板上の全てのショット領域に対するインプリント処理が終了したら、インプリント装置１００から基板１を搬出する。

図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、インプリント装置１００におけるインプリント処理の順番を説明するための図であって、基板上の複数のショット領域に対してインプリント処理が連続的に行われる様子を示している。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、供給部３０は、基板ステージ１０と協同して、基板上の複数のショット領域３２に一度に未硬化のインプリント材を供給する。ショット領域３２は、基板上のショット領域のうち、未硬化のインプリント材が供給されているショット領域である。また、図２（ａ）において、ショット領域３１は、インプリント処理を経てインプリント材のパターンが形成されたショット領域を示している。

本実施形態では、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、基板上のショット領域３２の全てにインプリント材のパターンが形成されるまで（即ち、ショット領域３１となるまで）インプリント処理を連続的に行う。インプリント処理は、装置の生産性の観点から、１つの列に含まれるショット領域に関しては、端のショット領域から順番に行うことが好ましいが、インプリント処理の順番を限定するものではない。例えば、図２（ａ）乃至図２（ｄ）に示すように、１つのショット領域をとばしながらインプリント処理を連続的に行ってもよい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態のインプリント処理における基板上のショット領域と形成部５０との位置関係を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、形成部５０は、ヘッド２０に保持された型２を取り囲むようなリング形状を有し、その円周にわたって吹出口５０ａが設けられている。また、ショット領域３３は、インプリント処理が行われる対象ショット領域を示し、ショット領域３４は、吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域を示している。

図３（ａ）を参照するに、基板１の端の対象ショット領域３３と型２とが対向する状態では、吹出口５０ａから吹き出された気体がショット領域３４に供給された未硬化のインプリント材に直接あたることになる。このような場合、制御部６０は、上述したように、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減らし、かかる流量が第２流量となるように、形成部５０を制御する。これにより、ショット領域３４に供給された未硬化のインプリント材の揮発を抑制することができる。なお、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減らす目安としては、吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に到達するときの流速が、基板ステージ１０が基板１を保持した状態で移動するときの速度よりも遅くなるようにするとよい。但し、かかる目安は、基板上に供給されるインプリント材の揮発性に依存するため、これに限定されるものではない。

また、インプリント処理が進み、図３（ｂ）を参照するに、基板１の中央付近の対象ショット領域３３と型２とが対向する状態では、吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しない。このような場合、制御部６０は、上述したように、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第２流量から第１流量に戻すように、形成部５０を制御する。吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第１流量に戻すことで、型２と基板１との間の空間を取り囲むエアカーテンを十分な流量で形成することができるため、かかる空間へのパーティクルの侵入を抑制することができる。

また、例えば、基板１の中央付近の対象ショット領域３３からインプリント処理を開始するような場合もある。このような場合、制御部６０は、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減らす必要がないため、かかる流量が第１流量で維持されるように、形成部５０を制御する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）では、形成部５０がリング形状を有し、その円周にわたって吹出口５０ａが設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、リング形状を有する形成部５０の円周に沿って複数の吹出口５０ａを設けてもよい。この場合、制御部６０は、複数の吹出口５０ａのそれぞれと基板上の複数のショット領域に供給された未硬化のインプリント材との位置関係に基づいて、各吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を個別に調整するように、形成部５０を制御する。例えば、制御部６０は、下に未硬化のインプリント材が存在する吹出口５０ａから吹き出す気体の流量が、下に未硬化のインプリント材が存在しない吹出口５０ａから吹き出す気体の流量よりも少なくなるように、形成部５０を制御する。具体的には、下に未硬化のインプリント材が存在する吹出口５０ａから吹き出す気体の流量が第２流量となるように、且つ、下に未硬化のインプリント材が存在しない吹出口５０ａから吹き出す気体の流量が第１流量となるようにする。

また、形成部５０は、ヘッド２０に保持された型２を取り囲むように、分割して設けられていてもよい。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、形成部５０は、互いに独立した複数の形成部、具体的には、第１形成部５１と、第２形成部５２と、第３形成部５３と、第４形成部５４とを含む。第１形成部５１と第２形成部５２とは、型２を挟んで配置されている。同様に、第３形成部５３と第４形成部５４とは、型２を挟んで配置されている。第１形成部５１、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４のそれぞれには、吹出口５０ａが形成されている。また、制御部６０は、第１形成部５１、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４のそれぞれの吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を個別に制御可能である。なお、形成部５０を分割する数（分割数）や形成部５０を分割する位置（分割位置）は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す例に限定されるものではない。形成部５０の分割数や分割位置は、例えば、基板上のショット領域の配列やインプリント処理の順番などに応じて決定すればよい。

図４（ａ）を参照するに、基板１の端の対象ショット領域３３と型２とが対向する状態では、第１形成部５１の吹出口５０ａから吹き出された気体がショット領域３４に供給された未硬化のインプリント材に直接あたることになる。このような場合、制御部６０は、第１形成部５１の吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減らし、かかる流量が第２流量となるように、形成部５０を制御する。これにより、第１形成部５１の吹出口５０ａの下に存在するショット領域３４に供給された未硬化のインプリント材の揮発を抑制することができる。また、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４のそれぞれに関しては、その下に未硬化のインプリント材が存在しないため、制御部６０は、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第１流量にする。

また、インプリント処理が進み、図４（ｂ）を参照するに、基板１の中央付近の対象ショット領域３３と型２とが対向する状態では、第１形成部５１、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４の下に未硬化のインプリント材は存在しない。換言すれば、第１形成部５１、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４のそれぞれの吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しない。このような場合、制御部６０は、第１形成部５１の吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第２流量から第１流量に戻すように、形成部５０を制御する。第１形成部５１の吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第１流量に戻すことで、型２と基板１との間の空間を取り囲むエアカーテンを十分な流量で形成することができるため、かかる空間へのパーティクルの侵入を抑制することができる。なお、第２形成部５２、第３形成部５３及び第４形成部５４のそれぞれの吹出口５０ａから吹き出す気体の流量は、第１流量を維持する。

このように、ヘッド２０に保持された型２を取り囲むように形成部５０を分割することで、簡易な構成でありながら、各形成部単位で気体の流量を調整することが可能となる。従って、型２と基板１との間の空間を取り囲むエアカーテンを形成する際の制御が容易となる。

図５を参照して、インプリント装置１００におけるインプリント処理のシーケンスを説明する。ここでは、形成部５０は、インプリント処理を開始する前に、吹出口５０ａから気体を吹き出しているものとし、その流量を第１流量とする。

Ｓ５０２では、供給部３０から基板上の複数のショット領域３２に一度に未硬化のインプリント材を供給する。Ｓ５０４では、型２の下に向けて基板ステージ１０を移動させ、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域のうちの対象ショット領域を押印位置に位置決めする。この際、基板上に供給された未硬化のインプリント材が形成部５０（吹出口５０ａ）の下を通過するときに、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第１流量から減少させてもよい。これにより、基板上に供給された未硬化のインプリント材の揮発を抑制することができる。

Ｓ５０６では、対象ショット領域と型２とが対向する状態で形成部５０の吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否かを判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合には、Ｓ５０８に移行する。一方、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、Ｓ５１６に移行する。

Ｓ５０８では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しないため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を変えずに、第１流量で維持する。

Ｓ５１０では、対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。具体的には、上述したように、対象ショット領域に供給された未硬化のインプリント材と型２とを接触させ、かかる状態で照射部４０から光を照射し、型２を介してインプリント材を硬化させる。そして、対象ショット領域上の硬化したインプリント材から型２を引き離すことで、対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。

Ｓ５１２では、Ｓ５０２において未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成しているか否かを判定する。未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成していない場合には、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、Ｓ５０４に移行する。一方、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成している場合には、Ｓ５１４に移行する。

Ｓ５１４では、基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われているか否かを判定する。基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われている場合には、インプリント装置１００から基板１を搬出して、インプリント処理を終了する。一方、基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われていない場合には、インプリント処理が行われていない複数のショット領域に未硬化のインプリント材を供給するために、Ｓ５０２に移行する。

Ｓ５１６では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域が存在するため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減少させて、第１流量から第２流量にする。

Ｓ５１８では、Ｓ５１０と同様に、対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。

Ｓ５２０では、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、型２の下に向けて基板ステージ１０を移動させ、次の対象ショット領域を押印位置に位置決めする。

Ｓ５２２では、次の対象ショット領域と型２とが対向する状態で形成部５０の吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否かを判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、Ｓ５２４に移行する。一方、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合には、Ｓ５２６に移行する。

Ｓ５２４では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域が存在するため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を変えずに、第２流量で維持する。

Ｓ５２６では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しないため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を増加させて、第２流量から第１流量に戻す。

Ｓ５２８では、Ｓ５１０と同様に、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。

Ｓ５３０では、Ｓ５０２において未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成しているか否かを判定する。未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成していない場合には、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、Ｓ５２０に移行する。一方、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成している場合には、Ｓ５３２に移行する。

Ｓ５３２では、基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われているか否かを判定する。基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われている場合には、インプリント装置１００から基板１を搬出して、インプリント処理を終了する。一方、基板上のショット領域の全てに対してインプリント処理が行われていない場合には、インプリント処理が行われていない複数のショット領域に未硬化のインプリント材を供給するために、Ｓ５０２に移行する。

本実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理によれば、基板上に供給された未硬化のインプリント材に、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体（エアカーテン）があたること（流量）を抑制することができる。従って、インプリント装置１００では、基板上に供給された未硬化のインプリント材が揮発することを抑制して、基板上にインプリント材のパターンを高精度に形成することができる。

なお、インプリント装置１００は、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、基板上の複数のショット領域に未硬化のインプリント材を供給する供給部３０を有していなくてもよい。換言すれば、未硬化のインプリント材は、例えば、コーターデベロッパーなどの外部装置で基板上の複数のショット領域に供給されてもよい。この場合、インプリント装置１００は、複数のショット領域に未硬化のインプリント材が供給された基板１を搬入するための搬入部７０を有する。搬入部７０は、例えば、未硬化のインプリント材が供給された基板１をインプリント装置１００に搬入するための搬入口や搬入口から搬入される基板１を受け取って基板ステージ１０に渡す受渡機構（搬送機構）などを含む。

図７を参照して、図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すインプリント装置１００におけるインプリント処理のシーケンスを説明する。ここでは、複数のショット領域に未硬化のインプリント材が供給された基板１が搬入部７０を介してインプリント装置１００に搬入され、基板ステージ１０に保持されているものとする。また、形成部５０は、インプリント処理を開始する前に、吹出口５０ａから気体を吹き出しているものとし、その流量を第１流量とする。

Ｓ７０２では、型２の下に向けて基板ステージ１０を移動させ、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域のうちの対象ショット領域を押印位置に位置決めする。この際、基板上に供給された未硬化のインプリント材が形成部５０の下を通過するときに、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を第１流量から減少させてもよい。これにより、基板上に供給された未硬化のインプリント材の揮発を抑制することができる。

Ｓ７０４では、対象ショット領域と型２とが対向する状態で形成部５０の吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否かを判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合には、Ｓ７０６に移行する。一方、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、Ｓ７１２に移行する。

Ｓ７０６では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しないため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を変えずに、第１流量で維持する。

Ｓ７０８では、対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。具体的な処理については、Ｓ５１０と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

Ｓ７１０では、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成しているか否かを判定する。未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成していない場合には、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、Ｓ７０２に移行する。一方、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成している場合には、インプリント装置１００から基板１を搬出して、インプリント処理を終了する。

Ｓ７１２では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域が存在するため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を減少させて、第１流量から第２流量にする。

Ｓ７１４では、Ｓ７０８と同様に、対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。

Ｓ７１６では、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、型２の下に向けて基板ステージ１０を移動させ、次の対象ショット領域を押印位置に位置決めする。

Ｓ７１８では、次の対象ショット領域と型２とが対向する状態で形成部５０の吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在するか否かを判定する。吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、Ｓ７２０に移行する。一方、吹出口５０ａの下に未硬化のインプリント材が存在しない場合には、Ｓ７２２に移行する。

Ｓ７２０では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域が存在するため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を変えずに、第２流量で維持する。

Ｓ７２２では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に直接あたるショット領域は存在しないため、吹出口５０ａから吹き出す気体の流量を増加させて、第２流量から第１流量に戻す。

Ｓ７２４では、Ｓ７０８と同様に、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。

Ｓ７２６では、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成しているか否かを判定する。未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成していない場合には、次の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成するために、Ｓ７１６に移行する。一方、未硬化のインプリント材が供給された複数のショット領域の全てにインプリント材のパターンを形成している場合には、インプリント装置１００から基板１を搬出して、インプリント処理を終了する。

図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すインプリント装置におけるインプリント処理によれば、同様に、基板上に供給された未硬化のインプリント材に、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出された気体があたることを抑制することができる。従って、インプリント装置１００では、基板上に供給された未硬化のインプリント材が揮発することを抑制して、基板上にインプリント材のパターンを高精度に形成することができる。

上述した実施形態では、形成部５０の吹出口５０ａから吹き出される流量が第１流量と第２流量の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、更に流量を調整してもよい。例えば、吹出口５０ａから吹き出された気体が未硬化のインプリント材に基板が動きながら直接あたる場合には第２流量とし、基板が停止した状態で直接あたる場合には、第２流量よりも流量を小さくした第３流量としてもよい。このように、形成部５０の吹出口５０ａと基板との相対位置に応じて流量を変えてもよい。

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８（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８（ｂ）に示すように、インプリント用の型を、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８（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板と型とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、型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型を介して照射すると、インプリント材は硬化する。

図８（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、型と基板を引き離すと、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、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、インプリント材に型の凹凸のパターンが転写されたことになる。

図８（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８（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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：インプリント装置 １：基板 ２：型 ５０：形成部 ６０：制御部

Claims (13)

1. 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インプリント装置であって、
   前記型の側から前記基板の側に向けて気体を吹き出す吹出口を含み、前記型と前記基板との間の空間を取り囲む気流を前記気体によって形成する形成部と、
   未硬化のインプリント材が供給された前記基板上の複数のショット領域に対して前記インプリント処理を連続的に行う際に、前記形成部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記インプリント処理において、前記複数のショット領域のうちの少なくとも１つのショット領域と前記型とが対向する状態で前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量が、前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在しない場合に前記吹出口から吹き出す前記気体の第１流量よりも少ない第２流量となるように、前記形成部を制御することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記基板の移動中に前記吹出口から吹き出す前記気体の流量が前記基板の静止中に前記吹出口から吹き出す前記気体の流量よりも少なくなるように、前記形成部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。
3. 前記形成部は、前記気体を吹き出す複数の吹出口を含み、
   前記制御部は、前記複数の吹出口のそれぞれと前記複数のショット領域に供給された未硬化のインプリント材との位置関係に基づいて、前記複数の吹出口のそれぞれから吹き出す前記気体の流量を個別に調整するように、前記形成部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、前記複数の吹出口のうち、下に未硬化のインプリント材が存在する吹出口から吹き出す前記気体の流量が、下に未硬化のインプリント材が存在しない吹出口から吹き出す前記気体の流量よりも少なくなるように、前記形成部を制御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. 前記複数のショット領域は、未硬化のインプリント材が供給された第１ショット領域及び第２ショット領域を含み、
   前記制御部は、前記第１ショット領域及び前記第２ショット領域に対して前記インプリント処理を連続的に行う際に、前記第１ショット領域に対する前記インプリント処理において前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を前記第２流量としている場合、前記第２ショット領域に対する前記インプリント処理において前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を、前記第２流量で維持するか、又は、前記第２流量から前記第１流量に戻すか、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. 前記制御部は、前記第２ショット領域と前記型とが対向する状態で前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を前記第２流量で維持し、前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在しない場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を前記第２流量から前記第１流量に戻すように、前記形成部を制御する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. 前記形成部は、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を個別に制御可能な第１形成部及び第２形成部を含む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. 前記第１形成部と前記第２形成部とは、前記型を挟んで配置されている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. 前記形成部は、前記型を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記複数のショット領域のそれぞれに未硬化のインプリント材を供給する供給部を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記複数のショット領域に未硬化のインプリント材が供給された基板を搬入するための搬入部を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 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インプリント方法であって、
    前記型の側から前記基板の側に向けて吹出口から気体を吹き出して、前記型と前記基板との間の空間を取り囲む気流を前記気体によって形成しながら、未硬化のインプリント材が供給された前記基板上の複数のショット領域に対して前記インプリント処理を連続的に行う工程を有し、
    前記工程では、前記インプリント処理において、前記複数のショット領域のうちの少なくとも１つのショット領域と前記型とが対向する状態で前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在する場合には、前記吹出口から吹き出す前記気体の流量を、前記吹出口の下に未硬化のインプリント材が存在しない場合に前記吹出口から吹き出す前記気体の第１流量よりも少ない第２流量にすることを特徴とするインプリント方法。
13. 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。

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