JP2022092734A - インプリント装置、インプリント方法、物品の製造方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】基板の移動方向が変更された後でも、インプリント処理のために供給される気体の濃度を安定的に維持する事ができるインプリント装置を提供する。【解決手段】基板１２を移動させるための基板駆動部と、前記パターン領域の周辺に設けられ、前記パターン領域と前記基板との間の空間に気体を供給するための気体供給口１７ａ～１７ｄと、前記基板の移動方向が変更された後で、前記所定の方向の上流から順番に、前記対象ショット領域、前記気体供給口、前記パターン領域の順番となるような位置に前記基板を移動し、その後で、前記気体供給口から前記気体を供給しつつ、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させ、前記対象ショット領域と前記パターン領域を対向させてから前記インプリント処理を行うように制御する制御部と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、型を用いたインプリント装置等に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂を型で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、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構造体を形成することができる。

例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域（ショット領域）に紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。

このようなインプリント装置では、型と基板上の樹脂との押し付け時にて型に形成されている微細な凹凸パターンに樹脂が充填される際に、気泡が残留して未充填部分が発生することに起因し、樹脂パターンが正常に形成されない場合がある。そこで、従来、押し付け時に型と基板とに挟まれた隙間空間を溶解性が高いか、拡散性が高いか、あるいは、その両方である気体（以下、「置換気体」という）で満たすことで、気泡の残留を抑止するインプリント装置が提案されている。

特許文献１には、型から気体供給部までの距離と、インプリント領域から基板保持部端面までの距離から効率的に置換気体を供給する方法が開示されている。
また、特許文献２には、置換気体供給時の型と基板との距離よりショット領域間を移動する時の型と基板との距離を狭くすることで置換気体の消費量を低減する方法を開示している。

特許第５８６８２１５号公報 特開２０１９－１８６４７７号公報

しかし、従来の露光装置では、複数ショット領域に亘って連続してインプリントを行う際に、ショット領域で置換気体の濃度を維持する事が困難であり、ショット領域によって未充填欠陥の発生が生じないように、充填時間を長くする必要があった。
また、基板の移動が大幅に変化する、基板搬入後の最初のインプリント時などにおいても、置換気体の濃度維持において同様の問題があった。
そこで、本発明は、基板の移動方向が変更された後でも、インプリント処理のために供給される気体の濃度を安定的に維持する事ができる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１側面としてのインプリント装置は、
基板上のインプリント材に対して、型のパターン領域を接触させることで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、
前記基板を移動させるための基板駆動部と、
前記パターン領域の周辺に設けられ、前記パターン領域と前記基板との間の空間に気体を供給するための気体供給口と、
前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う対象ショット領域に向けた所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合に、前記所定の方向の上流から順番に、前記対象ショット領域、前記気体供給口、前記パターン領域の順番となるような位置に前記基板を移動し、その後で、前記気体供給口から前記気体を供給しつつ、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させ、前記対象ショット領域と前記パターン領域を対向させてから前記インプリント処理を行うように制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、基板の移動方向が変更された後でも、インプリント処理のために供給される気体の濃度を安定的に維持する事ができるインプリント装置を提供することができる。

本実施例に係るインプリント装置の構成を示す概略図である。 実施例の気体供給部４を下から見た図である。 実施例の第１のショット領域に対する置換気体１６の供給動作と基板保持部５の駆動動作の例を説明する図である。 図３に続く動作の例を説明する図である。 基板駆動方向を切り替える場合の動作例を説明する図である。 基板駆動方向を切り替える場合の本実施例の動作例を説明する図である。 実施例の気体供給工程の流れを示すフローチャートである。

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実施例を用いて説明する。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ないし簡略化する。
まず、本発明の実施例１に係るインプリント装置について説明する。
図１は、本実施例に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板である基板上の未硬化のインプリント材に対して型のパターン領域を接触させることでパターンを形成するインプリント処理を行う装置である。

なお、実施例では光硬化法を採用したインプリント装置について説明する。また、以下の図においては、基板上のインプリント材に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。
インプリント装置１は、光照射部２と、型保持部３と、気体供給部４と、基板保持部５と、制御部６と、アライメント計測部７とを備える。

光照射部２は、インプリント処理の際に、ダイクロイックミラー８及び透明な型９に対して紫外線１０を照射する。この光照射部２は、不図示の光源と、この光源から発せられた紫外線１０をインプリント材の硬化に適した光量に調整し、型９に照射する照明光学系とを含む。光源は、水銀ランプなどのランプ類を採用可能であるが、型９を透過し、かつ後述のインプリント材１１が硬化する波長の光を発する光源であれば、特に限定されない。

照明光学系は、レンズ、ミラー、アパーチャ、または照射と遮光を切り替えるためのシャッターなどを含み得る。なお、本実施例では、光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、この光照射部２に換えて、インプリント材を硬化させるための熱源部を設置する。

型（モールド）９は、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、基板１２に対向する面には、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン領域９ａを含む。なお、パターンサイズは、製造対象となる物品により様々であるが、微細なものでは十数ナノメートルのパターンも含まれる。なお、型の表面のパターンは平坦面も含む。

また、型９の材質は、紫外線１０を透過させることが可能で、かつ熱膨張率の低いことが望ましく、例えば石英とし得る。さらに、型９は、紫外線１０が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティを有する場合もある。
型保持部３は、型９を保持する型吸着部１３と、この型吸着部１３を移動自在に保持する型駆動部１４と、型９（パターン領域９ａ）の形状を補正するための不図示の倍率補正機構とを有する。型吸着部１３は、型９における紫外線１０の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることで型９を保持し得る。

型吸着部１３は、例えば真空吸着力により型９を保持する場合、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプの排気により吸着圧を適宜調整することで、型９に対する吸着力（保持力）を調整し得る。型駆動部１４は、型９と基板１２上のインプリント材１１との押し付けまたは引き離しを選択的に行うように型９を各軸方向に移動させる。この型駆動部１４に採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたはエアシリンダーがある。

また、型駆動部１４は、型９の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成され得る。さらに、型駆動部１４は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、型９の傾きを補正するためのチルト機能などを有していても良い。

なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離しの各動作は、型９をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板保持部５をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。また、型駆動部１４の駆動時における型９の位置は、型９と基板１２との間の距離を計測する不図示の光学式変位計などの位置計測部により計測可能である。

倍率補正機構は、型吸着部１３における型９の保持側に設置され、型９の側面に対して外力または変位を機械的に与えることにより型９（パターン領域９ａ）の形状を補正する。さらに、型吸着部１３および型駆動部１４は、平面方向の中心部（内側）に開口領域１５を有し、光照射部２から照射された紫外線１０は開口領域１５を介して型９を通過して基板１２上のインプリント材１１を照射可能になっている。

気体供給部４は、押し付け動作時に型９と基板１２との間の空間に所定の気体としての置換気体１６を供給する。これは、パターン領域９ａの凹凸パターンにインプリント材１１が充填される時間を短縮させたり、充填された部分に気泡が残留することを抑止したりして充填性を向上するためである。また、気体供給部４は、引き離し力を可能な限り低減させて離型性の向上を図るために、引き離し動作時にも同様に気体１６を供給し得る。

図２に気体供給部４を下から見た図を示す。同図に示すように、実施例の気体供給部４は、型９の四方側面の近傍に設置され、基板保持部５側に向かって置換気体１６を供給するための複数の気体供給口１７ａ～１７ｄを有する。また、各気体供給口１７ａ～１７ｄにそれぞれ接続され、置換気体１６の供給量や濃度などを調節する複数の気体制御部１８ａ～１８ｄを備える。

特に、本実施例の気体供給部４は、型９のＸ軸方向の両側面近傍にそれぞれ設置される第１供給口１７ａと第２供給口１７ｂと、型９のＹ軸方向の両側面近傍に第３供給口１７ｃと第４供給口１７ｄの４つの供給口を備える。なお、１７ａ～１７ｄはそれぞれ複数の供給孔を有している。ここで、気体供給口１７ａ～１７ｄは、パターン領域の周辺に複数設けられ、パターン領域と基板との間の空間に所定の気体（置換気体）を供給するための気体供給口として機能している。

このうち、第１供給口１７ａは、第１気体制御部１８ａに、第２供給口１７ｂは、第２気体制御部１８ｂに、第３供給口１７ｃは、第３気体制御部１８ｃに、第４供給口１７ｄは、第４気体制御部１８ｄにそれぞれ接続される。各気体制御部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、制御部６にそれぞれ接続されている。ここで、採用し得る置換気体１６としては、上記のような充填性と離型性との観点から、樹脂１１での溶解性や拡散性に優れる気体、透過性の気体や凝縮性の気体、或いは両者を混合させた気体などを用いる。

即ち、置換気体１６として、例えば、ヘリウム、二酸化炭素、窒素、水素、キセノン、ペンタフルオロプロパン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロフルオロエーテルの少なくとも１つを含む気体を用いる。
基板１２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガラス基板である。この基板１２上のパターン形成領域である複数のショット領域には、それぞれパターン領域９ａによりインプリント材１１のパターン（パターンを含む層）が成形される。

基板保持部５は、基板１２を保持して可動であり、例えば、型９と基板１２上のインプリント材１１との押し付けの際のパターン領域９ａとショット領域との位置合わせなどを実施する。この基板保持部５は、基板１２を吸着力により保持する基板吸着部１９と、基板吸着部１９を機械的に保持し、各軸方向に移動可能とする基板駆動部２０とを有する。基板吸着部１９は、例えば、高さの揃った複数のピンで基板１２の裏面を支持し、ピン以＋外の部分を真空排気により減圧することで基板１２を保持する。

基板駆動部２０は、駆動中および静止中の振動が少ない動力源であり、採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたは平面モータなどがある。この基板駆動部２０も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成し得る。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、基板１２のθ方向の位置調整機能、または基板１２の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。

また、基板保持部５の位置を計測するために、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に対応したエンコーダシステム２１が配置されている。エンコーダシステム２１は、エンコーダヘッド２２からエンコーダスケール２３にビームを照射することで、基板保持部５の位置を計測することができる。エンコーダシステム２１は、基板保持部５の位置を実時間で計測する。

制御部６は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部６は、例えばＣＰＵ等のコンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続されている。また、不図示のメモリに記憶されたコンピュータプログラムなどにしたがって例えば図７のフローチャートに示すように、各構成要素の制御を実行し得る。本実施例の制御部６は、少なくとも気体供給部４と基板保持部５との動作を制御する。なお、制御部６は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

アライメント計測部７は、インプリント処理を行う際に、アライメント光２４を型９および基板１２に照射し、型９および基板１２に形成されたアライメントマークからの光を検出することで、型９および基板１２の位置ずれを計測するためのものである。

また、インプリント装置１は、基板保持部５を載置し、基準平面を形成する定盤２５と、型保持部３を固定するブリッジ定盤２６と、定盤２５から延設され、床面からの振動を除去する除振器２７を介してブリッジ定盤２６を支持する支柱２８とを備える。さらに、インプリント装置１は、型９を装置外部と型保持部３との間で搬入出させる不図示の型搬送機構や、基板１２を装置外部と基板保持部５との間で搬入出させる不図示の基板搬送機構などを含み得る。

次に、インプリント装置１によるインプリント処理（インプリント方法）について説明する。まず、制御部６は、基板搬送機構により基板１２を基板吸着部１９上に載置させ、固定させる。この基板１２には、予めインプリント材１１が塗布されているものとする。次に、制御部６は、基板駆動部２０を駆動させて基板１２の位置を適宜変更させつつ、アライメント計測部７により基板１２上のアライメントマークを順次計測させ、基板１２の位置を高精度に検出する。

そして、制御部６は、その検出結果から各転写座標を演算し、この演算結果に基づいて所定のショット領域ごとに逐次パターンを形成させる。
ある１つのショット領域に対するパターン形成の流れとして、制御部６は、まず、基板駆動部２０により、基板駆動部２０によりパターン領域９ａ直下の押し付け位置にショット領域が位置するように基板１２を移動させ、位置決めさせる。

次に、制御部６は、パターン領域９ａとショット領域との位置合わせなどを実施した後、型駆動部１４を駆動させ、ショット領域上のインプリント材１１にパターン領域９ａを押し付ける（押型工程）。この押し付けにより、インプリント材１１は、パターン領域９ａの凹凸パターンに充填される。

なお、制御部６は、押し付け完了の判断を、型保持部３の内部に設置された不図示の荷重センサにより行う。この状態で、光照射部２は、型９の背面（上面）から紫外線１０を所定時間照射し、型９を透過した紫外線１０によりインプリント材１１を硬化させる（硬化工程）。

そして、インプリント材１１が硬化した後、制御部６は、型駆動部１４を再駆動させ、パターン領域９ａを基板１２から引き離す（離型工程）。これにより、基板１２上のショット領域の表面には、パターン領域９ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂パターン（層）が形成される。

このような一連のインプリント処理の動作を基板保持部５の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、インプリント装置１は、１枚の基板１２上に複数のインプリント材のパターンを形成することができる。
本実施例では、基板１２にはすでにインプリント材１１が塗布されているものとするが、インプリント装置１内でのインプリント処理の１工程として、基板１２上の所定の領域にインプリント材１１を塗布する塗布工程を設けても良い。

上記の押型工程では、型９と基板１２上のインプリント材１１とを押し付ける際、インプリント材１１は、パターン領域９ａの凹凸パターンに均一に充填される必要がある。しかし、インプリント材１１に気泡が残留する場合があり、その状態でインプリント材１１の硬化を実施すると、ショット領域上に形成されるインプリント材のパターンが所望の形状にならない場合がある。その結果、製造される半導体デバイスなどの物品に欠陥が生じる場合がある。

そこで、押し付け時（少なくとも押し付け開始時）には、上記のとおり、気体供給部４が型９と基板１２との間の空間に置換気体１６を供給する。これにより、一定の時間を経ることで、置換気体１６自身の持つ拡散効果からパターン領域９ａ近傍の置換気体濃度が例えば７０％以上と十分高くなるため、気泡の残留を効率的に抑えることができる。

しかしながら、このような気体充填方式にて気泡の残留を抑える方法では、従来、型９と基板１２との間の空間において、気体濃度が十分高くなるまでに一定の待ち時間が必要となる。例えば、この待ち時間は、型９の周囲構成や必要となる気体濃度によっても異なるが、一般的なインプリント装置を想定すれば、１秒から数十秒以上となる。

すなわち、この待ち時間は、インプリント装置としての生産効率に影響を及ぼし得るため、極力短くすることが望ましい。そこで、本実施例のインプリント装置１は、型９と基板１２との間の空間における置換気体濃度をより迅速に高めるために、置換気体１６の供給時には以下のような動作を実施する。

まず、今回のインプリント処理の対象となる対象ショット領域２９が基板１２上に存在すると想定し、インプリント装置１の動作を、図３から図６を用いて各時系列で説明する。
図３から図６は、それぞれ、対象ショット領域２９が、パターン領域９ａ直下の押し付け位置まで移動する間における、気体供給部４による置換気体１６の供給動作と基板保持部５の駆動動作を説明するためのものである。また、図３から図６はすべて図１におけるＺ軸方向＋側から－側を見た図である。

図３は実施例の第１のショット領域（最初のショット領域）に対する置換気体１６の供給動作と基板保持部５の駆動動作の例を説明する図であり、第１ショット領域が対象ショット領域２９ａである場合の動作を示している。制御部６は、基板１２を搬入し、基板１２上の位置検出を行った後、基板保持部５を図３（ａ）の位置に駆動する。
このとき、基板をインプリント装置に搬入することによって、基板の移動方向が変更された状態となる。

その後で、最初に前記インプリント処理を行う対象ショット領域２９ａに向けた所定の方向（駆動方向３０）に基板駆動部によって基板を移動させることになる。
即ち、次に、基板保持部５は、駆動方向３０に沿って右から左に基板１２を移動させる。このとき、基板１２の対象ショット領域２９ａが、気体供給口１７ａの下を通過し、さらに型９のパターン領域９ａの直下に移動するように基板保持部５を駆動する。

また図３の例では、制御部６は、気体供給口として、パターン領域９ａより駆動方向３０の上流に位置する気体供給口１７ａを選択する。即ち、複数の気体供給口のうちの少なくとも対象ショット領域とパターン領域の間に配置された気体供給口から所定の気体を供給する。また、対象ショット領域が気体供給口を通過する際、または通過する前から気体供給口によって所定の気体を供給し、インプリント処理中も供給する。

この後、図３（ｂ）に示すように、制御部６は、気体供給口１７ａから置換気体１６を供給しながら基板保持部５を駆動方向３０に沿って駆動する。
この時、置換気体１６は基板保持部５の駆動に従って、型９と対象ショット領域２９ａの隙間に引き込まれる。即ち、気体供給口から供給された気体にクエット流れを生じさせ、前記型の下に前記気体を引き込まれるようにしている。

対象ショット領域２９ａがパターン領域９ａの真下まで移動した後のインプリント処理中も、対象ショット領域２９ａとパターン領域９ａの間の空間に置換気体１６は供給される（図３（ｃ））。
このように制御することによって、パターン領域９ａと対象ショット領域２９ａの間の空間は、型９押し付け時の気泡残留を抑えるのに十分な置換気体濃度が得られる。そしてこの状態で型９がショット領域２９ａのインプリント材に押し付けられてパターンを形成するためのインプリント処理が実行される。

このように、本実施例では、複数の供給口のうち前記移動方向に対して上流側に位置する気体供給口が、基板供給後に最初にインプリント処理を行う第１ショット領域と対向する位置を通過した後にインプリント処理が行われるように制御している。即ち、移動方向の上流から順番に、対象ショット領域、気体供給口、パターン領域の順番となるような位置に基板を移動し、その後で、気体供給口から所定の気体を供給しつつ、所定の方向に基板を移動させている。それから対象ショット領域とパターン領域を対向させてインプリント処理を行うことによってパターン形成における欠陥を生じにくくしている。

次に図４は図３に続く動作の例を説明する図であり、図３（ｃ）の後に、次の対象ショット領域２９ｂが図３の紙面に向かって右隣に配置されている時の動作に関して図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、対象ショット領域２９ａに対してインプリント処理が終了し離型した直後の状態を示す図である。この時、制御部６は、対象ショット領域２９ｂをパターン領域９ａの真下に移動させるために基板保持部５を駆動方向３１の方向に駆動する。

この駆動方向３１は、対象ショット領域２９ｂをパターン領域９ａの真下に移動させる際の基板保持部５の駆動方向３０と同じである。このため、制御部６は、パターン領域９ａより基板保持部５の駆動方向３１の上流に位置する気体供給口１７ａから置換気体１６を供給しつつ基板保持部５を駆動する。

この時、基板保持部５の駆動は、すでに型９と基板１２および、基板保持部５の間の空間に充填されている置換気体１６、および気体供給口１７ａから供給された気体１６を駆動方向３１の下流に引き込む。
図４（ｂ）に対象ショット領域２９ｂがパターン領域９ａの真下に到達した際の図を示す。図４（ｂ）に示すように、置換気体１６は、パターン領域９ａと対象ショット領域２９ｂの間の空間に十分な濃度を保って供給されている。

対象ショット領域２９ｂのインプリント処理後、対象ショット領域２９ｂと同様にして、順次対象ショット領域にインプリント処理が行われて、図５（ａ）に示す対象ショット領域２９ｃまでインプリント処理が実施される。図５は基板駆動方向を切り替える場合の動作例を説明する図である。

図５を用いて、対象ショット領域２９ｃのインプリント処理後に、次の対象ショット領域２９ｄをインプリントする際の動作に関して説明する。
図５（ａ）は、対象ショット領域２９ｃをインプリント処理した直後の状態を示す。ここで、制御部６は、次の対象ショット領域２９ｄをパターン領域９ａの真下に移動させるために、対象ショット領域２９ａから２９ｃまでの基板保持部５の駆動方向３１（図４（ａ）記載）とは異なる例えば駆動方向３２の方向に基板保持部５を駆動させる。

しかし上記の方法では、置換気体１６は、駆動方向３２の方向に引き込まれてしまい、対象ショット領域２９ｄとパターン領域９ａの間の空間に十分な置換気体濃度を保つことは難しい。また、気体供給口１７ａだけでなく、仮に同時に気体供給口１７ｃから置換気体１６を供給しても、図５（ｂ）に示すように対象ショット領域２９ｄまで置換気体１６は十分に届きにくい。
このため、図５の例においては、気体供給口から置換気体１６を供給したまま、パターン領域９ａと対象ショット領域２９ｄの間の空間に置換気体１６が十分な濃度に充填されるまで待たなければならない。

そこで、本実施例では、対象ショット領域２９ｃのインプリント後、図６（ａ）に示すように、制御部６は、基板保持部５を駆動方向３３の方向に駆動する。図６は基板駆動方向を切り替える場合の本実施例の動作例を説明する図であり、駆動後の位置関係を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示すように、本実施例では、気体供給口１７ｂを挟んで対象ショット領域２９ｄとパターン領域９ａが並んだ状態になるように移動する点に特徴がある。

この後、制御部６は、パターン領域９ａの真下に対象ショット領域２９ｄを移動させるために、基板保持部５を駆動方向３４の方向に駆動する。本実施例では図６（ｂ）に示すように、駆動方向３４の上流から対象ショット領域２９ｄ、気体供給口１７ｂ、パターン領域９ａの順番に一旦配置している。このため、気体供給口１７ｂから置換気体１６を供給しながら基板保持部５をパターン領域９ａの真下に駆動することで、置換気体１６は、基板保持部５の駆動方向に引き込まれる。

この時の状態を図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）に示すように、パターン領域９ａと対象ショット領域２９ｄの間の空間は、十分な濃度の置換気体１６で充填されており、欠陥を生じにくい状態で、速やかにインプリント処理を実行することができる。
この後、駆動方向３４に沿って基板を移動させつつ、ショット領域２９ｄの左側の残りの未処理ショット領域に対して順次同様にインプリント処理を行う。そして基板上のすべての対象ショット領域にインプリント処理を行った後、基板１２を搬出する。

このように、ショット領域２９ｃにインプリント処理を行った後に、基板の移動方向が変更された後で、最初にインプリント処理を行う対象ショット領域２９ｄに向けて駆動方向３４に基板を移動させる場合に、図６（ｂ）の位置に基板を移動させている。
そして駆動方向３４の上流から順番に、対象ショット領域、気体供給口、パターン領域の順番となる位置に基板を移動してから、気体供給口から置換気体を供給しつつ、駆動方向３４に基板を移動させ、インプリント処理を行っている。

次に、図７は、気体供給工程の流れを示すフローチャートであり、図７を用いて本実施例における前ショット領域のパターン形成工程から対象ショット領域２９のパターン形成工程を含む気体供給工程の流れを説明する。なお図７のフローは制御部６が不図示のメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき実行される制御ステップを表している。

まずステップＳ１０１で、制御部６は、前ショット領域のパターン形成後、次の対象ショット領域２９をパターン領域９ａの真下に移動させるための駆動方向と、前ショット領域をパターン領域９ａの真下に移動させた時の駆動方向とが同じか否か判断する。上記駆動方向が同じ場合、ステップＳ１０３へ進む（図４参照）。異なる場合は、ステップＳ１０２へ進む（図６参照）。対象ショット領域２９が基板１２の第１ショット領域である場合もステップＳ１０２へ進む（図３参照）。

ステップＳ１０２では、基板保持部５を例えば図３（ａ）の位置、または図６（ｂ）の位置になるように基板保持部を駆動する。即ち、対象ショット領域２９がパターン領域９ａの下に位置するように駆動する前に、基板保持部５の駆動方向の上流から順番に、対象ショット領域２９、気体供給口１７、パターン領域９ａの順番となるような位置に、一旦、基板１２を移動する。

ステップＳ１０３では、気体供給口からの置換気体１６の供給を開始する。この時、制御部６は、気体供給口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄのうち、少なくとも基板保持部５の駆動方向の上流に位置する気体供給口を選択する。
その後ステップＳ１０４で、制御部６は、パターン領域９ａ真下に対象ショット領域２９が位置するように、置換気体１６を型９と基板１２及び基板保持部５の間の空間に引き込みながら基板保持部５を駆動する。

ステップＳ１０５では、対象ショット領域２９に対して、パターン形成ステップ（インプリント処理）を実施する。
ステップＳ１０５まで終了すると、制御部６は、未処理ショット領域が基板１２上に存在するかを判断するステップなどを経て、未処理ショット領域がなければ基板搬送等の次ステップへと移行する。

なお、本実施例では、図３から図６において、左右方向に順番にインプリント処理を行う例に関して説明したが、上下方向及び上下左右に交互にインプリント処理を行っても良い。上下方向にインプリント処理を行う際は、制御部６は、気体供給口１７ｃ、１７ｄのうち、パターン領域９ａよりも基板保持部５の駆動方向の上流側に位置する気体供給口を選択する。なお、気体供給口を選択する際、上流側に位置する１つの気体供給口だけでなく、その近傍の気体供給口からも気体を供給しても良い。それによって十分な置換気体濃度をより速やかに得ることができる。

このように、インプリント装置１では、基板１２上に形成されるインプリント材１１のパターンでの未充填部分の発生を抑えるために、気体供給部４により型９と基板１２との間の空間に置換気体１６を供給する。このとき、対象ショット領域２９が基板１２上のどの位置に存在していても、上記のように気体供給口の真下を通過させつつ置換気体１６を供給するように制御するので、置換気体１６の濃度を十分な濃度に維持する事ができる。よって、第１ショット領域にインプリントをする際や、複数ショット領域に亘って駆動方向を変更しつつ連続してインプリントを行う際にも置換気体１６の十分な濃度を維持しつつ短時間でインプリント処理を実行する事ができる。

本実施例にかかるインプリント装置を用いることによって、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際の生産性が向上する。
物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。

かかる製造方法は、インプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）の表面に型のパターンを形成する工程を含んでも良い。ここで型のパターンを転写する工程は平坦化工程を含んでも良い。また、基板は母材単体であるものに限らず多層構造のものを含んでも良い。
かかる製造方法は、上記パターン形成工程の前または後に、基板を処理する工程を更に含む。例えば処理工程は、パターンの残膜を除去する工程や現像工程を含みうる。

また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングする工程と、基板からチップを切り出す工程（ダイシング）と、フレームにチップを配置して電気的に接続する工程（ボンディング）、樹脂で封止をする工程（モールド）といった周知の工程を含みうる。
本実施形態におけるインプリント装置を用いた物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

なお、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介してインプリント装置に供給するようにしてもよい。そしてそのインプリント装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。

１ インプリント装置
３ 型保持部
４ 気体供給部
５ 基板保持部
６ 制御部
９ 型
９ａ パターン領域
１１ インプリント材
１２ 基板
１４ 型駆動部
１６ 置換気体
１７ａ～１７ｄ 気体供給口
２０ 基板駆動部

Claims (12)

1. 基板上のインプリント材に対して、型のパターン領域を接触させることで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、
   前記基板を移動させるための基板駆動部と、
   前記パターン領域の周辺に設けられ、前記パターン領域と前記基板との間の空間に気体を供給するための気体供給口と、
   前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う対象ショット領域に向けた所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合に、前記所定の方向の上流から順番に、前記対象ショット領域、前記気体供給口、前記パターン領域の順番となるような位置に前記基板を移動し、その後で、前記気体供給口から前記気体を供給しつつ、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させ、前記対象ショット領域と前記パターン領域を対向させてから前記インプリント処理を行うように制御する制御部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記気体供給口は、前記パターン領域の周辺に複数設けら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、前記複数の気体供給口のうちの少なくとも前記対象ショット領域と前記パターン領域の間に配置された前記気体供給口から前記気体を供給するように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、前記インプリント処理中も前記気体供給口から前記気体を供給するように制御することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う前記対象ショット領域に向けた前記所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合は、前記基板の所定のショット領域に前記インプリント処理を行った後に、前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う前記対象ショット領域に向けた前記所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う前記対象ショット領域に向けた前記所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合は、前記基板をインプリント装置に搬入した後で、最初に前記インプリント処理を行う前記対象ショット領域に向けた前記所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させることによって、前記対象ショット領域が前記気体供給口を通過する際、または通過する前から前記気体供給口によって前記気体を供給することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させることによって、前記対象ショット領域が前記気体供給口を通過する際、または通過する前から前記気体供給口によって前記気体を供給することによって、前記気体供給口から供給された前記気体にクエット流れを生じさせ、前記パターン領域の下に前記気体を引き込むことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記気体は、ヘリウム、水素、ペンタフルオロプロパン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロフルオロエーテルの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１～８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 基板上のインプリント材に対して、型のパターン領域を接触させることで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を制御するためのインプリント方法であって、
    前記インプリント装置は、前記基板を移動させるための基板駆動部と、
    前記パターン領域の周辺に設けられ、前記パターン領域と前記基板との間の空間に気体を供給するための気体供給口と、を有し、
    インプリント方法は、
    前記基板の移動方向が変更された後で、最初に前記インプリント処理を行う対象ショット領域に向けた所定の方向に前記基板駆動部によって前記基板を移動させる場合に、前記所定の方向の上流から順番に、前記対象ショット領域、前記気体供給口、前記パターン領域の順番となるような位置に前記基板を移動し、その後で、前記気体供給口から前記気体を供給しつつ、前記基板駆動部によって前記所定の方向に前記基板を移動させ、前記対象ショット領域と前記パターン領域を対向させてから前記インプリント処理を行うように制御する制御ステップ、を有することを特徴とするインプリント方法。
11. 請求項１０記載の前記インプリント方法の前記制御ステップをコンピュータにより実行させるためのコンピュータプログラム。
12. 請求項１～９のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて前記基板にパターンを形成するパターン形成工程と、
    前記パターン形成工程によりパターンが形成された前記基板を現像する工程と、を含む
    ことを特徴とする物品の製造方法。

Images