JP2023047940A - 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】インプリント処理におけるパターン欠陥等を抑制可能なインプリント装置を提供する。
【解決手段】パターン部を有する型を用いて、インプリント材が塗布された基板上の複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行うインプリント装置であって、インプリント材に光を照射して硬化させる照射部と、型と基板の間の空間に所定の気体を供給するための気体供給部と、所定のインプリント領域のインプリント材とパターン部とを接触させて照射部から光を照射する際に、所定のインプリント領域の周辺にインプリント材を硬化させたい周辺領域が存在する場合には、周辺領域の位置に応じて気体供給部からの気体の供給を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

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。

基板の上に配置されたインプリント材に型（モールド）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パターンを形成するインプリント技術が注目されている。

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モールド（型）で成形（成型）して硬化させ、基板上にパターンを形成する微細加工技術が注目されている。かかる技術はインプリント技術と呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細のパターンを形成することができる。

インプリント技術の一つとして、例えば、光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置は、基板上に塗布された光硬化性のインプリント材にモールドを接触させ（押印）、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モールドを引き離す（離型）ことで、基板上にパターンを形成する。これら一連の処理はインプリント処理とも呼ばれる。

さらに、スループット向上を目的として予め基板全面にインプリント材を塗布しておく技術がある。この場合、これからパターンを形成する未処理インプリント領域に対し光を照射してしまうとモールド接触前にインプリント材が硬化してしまう可能性がある。従って、モールドを破損したり、当該インプリント領域に対し正しくパターンを形成することができないことがある。特許文献１では、光源からの光が照射される照射領域を高い精度で規定するために有利な技術が記載されている。

特開２０１８－４１７７４号公報

また、予め基板全面にインプリント材を塗布しておく場合、インプリント処理を実施する予定のない非インプリント領域のインプリント材を硬化させずにしておくと未硬化のインプリント材がインプリント処理済のパターンに侵入してしまうことがある。これにより、パターン欠陥を発生させる場合がある。

本発明はこのような事情に鑑み、インプリント処理におけるパターン欠陥等を抑制可能なインプリント装置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、パターン部を有する型を用いて、インプリント材が塗布された基板上の複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行うインプリント装置であって、インプリント材に光を照射して硬化させる照射部と、型と基板の間の空間に所定の気体を供給するための気体供給部と、所定のインプリント領域のインプリント材とパターン部とを接触させて照射部から光を照射する際に、所定のインプリント領域の周辺にインプリント材を硬化させたい周辺領域が存在する場合には、周辺領域の位置に応じて気体供給部からの気体の供給を制御する制御部と、を有することことを特徴とする。

本発明によれば、インプリント処理におけるパターン欠陥等を抑制可能なインプリント装置を提供することができる。

実施例１のインプリント装置を示す概略図である。 実施例１の基板を例示した図である。 非インプリント領域のインプリント材を例示した図である。 実施例１のインプリント装置による気体供給と硬化方法を示した図である。 実施例１のインプリント装置による気体供給と硬化処理を示すフローチャートである。 実施例２のインプリント装置による非インプリント領域への光照射を示した図である。 実施例３のインプリント装置による非インプリント領域への光照射を示した図である。 物品の製造方法を説明するための概略図である。

以下に、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や図を用いて説明する。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。また、以下では、基板２上のインプリント材７に対して照射光２１を照射する光照射部２０の光軸と平行な方向を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軸およびＹ軸とする。

＜実施例１＞
図１は、実施例１のインプリント装置１の概略構成を示す図である。図１（Ａ）はインプリント装置１をＹ方向から見た図であり、図１（Ａ）はモールド４の周辺を－Ｚ方向から＋Ｚ方向に見た図である。

インプリント装置１は、半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。インプリント装置１は、モールド４のパターンを被処理の基板２上のインプリント材７にインプリント処理によって転写することで、基板２上にインプリント材７のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。インプリント処理（インプリント工程）とは、インプリント材７にモールド４のパターン部５を接触させ（接触工程）、接触後にインプリント材７を硬化させる（硬化工程）。そして、硬化させた後、インプリント材７からモールド４を引き離す（離型工程）一連の工程を意味する。このインプリント処理は、基板２上におけるパターンを形成するインプリント領域毎に行う。

基板２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド４に形成されたパターン部５によりパターン成形されるインプリント材７が塗布される。また基板２は、ガリ砒素ウエハ、複合接着ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハ、液晶パネル基板、レクチルなど各種基板でもよい。また、外形形状も円形だけでなく方形などでもよく、その場合、後述する基板チャック２００の外形も基板２の外形に合わせた形状にすればよい。

モールド（型）４は、矩形の外周形状を有し、基板２に対向する面（パターン面）に３次元状に形成されたパターン（回路パターンなどの基板２に転写すべき凹凸パターン）を備えたパターン部（メサ部）５を有する。モールド４は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。また、モールド４は、露光光源（不図示）より照射される照射光が照射される面に、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していてもよい。

インプリント材７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１５０ｎｍ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。インプリント材７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。インプリント材７の塗布量（供給量）は、具体的には、０．１～１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約１ｐＬ／滴で使用する場合がありうる。なお、インプリント材７の全塗布量は、パターン部５の密度、及び所望の残膜厚により決定される。

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また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。また光硬化性組成物（光硬化性樹脂）を使用する際には、光硬化法を用いて硬化させ、加熱により硬化する組成物である熱硬化性組成物（熱硬化性樹脂）を使用する場合は熱硬化法を用いて硬化させる。

実施例１のインプリント装置１は、光照射部２０と、モールド保持部６と、基板ステージ３と、気体供給部１０と、気体供給制御部１１と、制御部３０と、を備える。

光照射部２０は、インプリント処理の際に、インプリント材７、７１に対して、例えば、紫外線等の照射光２１を照射する。光照射部２０は、不図示であるが露光光源と、この露光光源から照射された照射光２１をインプリントに適切な光に調整する光学素子と、露光光源から照射された照射光２１の照射領域（照射範囲）を制限する遮光板（マスキングブレード）から構成される。

当該遮光板は複数配置され、各々の遮光板は後述する制御部３０によって、それぞれの位置が制御され、当該複数の遮光板の位置によって光照射部２０から照射される照射光２１の照射範囲を調整することができる。それぞれの遮光板はＸ軸方向やＹ軸方向、または各軸のθ方向に駆動可能な駆動部を備えうる。制御部３０は、当該駆動部を制御することで遮光板の位置を調整可能となる。

モールド保持部６は、モールド４を保持しながら、モールド４を移動させる駆動機構を有する。モールド保持部６は、モールド４における照射光２１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モールド４の保持が可能である。

モールド保持部６は、モールド４と基板２上のインプリント材７との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド４を各軸方向に移動させる。また、モールド４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ていてもよい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、または各軸のθ方向の位置調整機能や、モールド４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。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動作は、モールド４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板ステージ３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。

基板ステージ３は、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構を有する。また、基板ステージ３は、基板２を保持し、モールド４と基板２上のインプリント領域８との押し付けに際して、モールド４とインプリント領域８との位置合わせを実施する。位置合わせは、不図示のアライメント計測部により、モールドのマーク（アライメントメーク）と基板２のマークを計測し、計測結果に基づきステージ駆動機構により基板ステージ３を移動させて位置合わせを行う。

ステージ駆動機構は、Ｘ軸及び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されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、基板２のθ方向の位置調整機能、または基板２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。

図２は、実施例１の基板２を例示した図である。ここで、図２に示すように、基板２上には複数のインプリント領域８が設定され、複数のインプリント領域８に対しインプリント処理を順次行いパターンを形成し得る。ここで、基板２上には、インプリント処理を実施しない、即ち、パターンを形成しない領域である非インプリント領域（周辺領域）７０も複数存在し得る。

非インプリント領域７０上にもインプリント材が供給されている場合、非インプリント領域７０上に供給されている未硬化のインプリント材７１はインプリント処理が実施されないため、未硬化のまま基板２上に存在することになる。なお、未硬化のインプリント材７１は供給される領域が異なるのみであって、未硬化のインプリント材７と同様のインプリント材である。

図３は、非インプリント領域７０上に供給された未硬化のインプリント材７１を例示した図である。図３（Ａ）は、非インプリント領域７０上には未硬化のインプリント材７１があり、隣接するインプリント領域のインプリント材７にパターン４０が形成されている状態を示す図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態で時間経過により当該隣接する領域に未硬化のインプリント材７１が侵入し、パターン４０の一部を欠損させている状態を示す図である。

例えば、基板２にインプリント材７のパターンを形成する際に、インプリント処理を開始する前に基板２上の全面にインプリント材７を供給してからインプリント処理を実施する場合がある。その場合、パターンを形成しない非インプリント領域７０には、図３（Ａ）に示すように、未硬化状態のインプリント材７１が供給されたままとなっている。そして、図３（Ｂ）に示すように、時間経過に伴い、非インプリント領域７０上の未硬化のインプリント材７１が、隣接しているインプリント領域のパターン（樹脂パターン）４０に侵入してしまう場合がある。そして、侵入した未硬化のインプリント材７１によって、図３（Ｂ）に示すように、一部のパターン４０のパターン欠陥が発生する可能性がある。

このようなパターン欠陥を防ぐため、パターンを形成しない非インプリント領域７０上の未硬化のインプリント材７１は硬化させることが重要である。硬化させるためには、例えば、非インプリント領域７０にも通常のパターンを形成するインプリント領域８と同様のインプリント処理を実施する方法がある。しかし、非インプリント領域７０は、インプリント処理を実施しない領域である。そのため、上記のように非インプリント領域７０にインプリント処理を行うと、基板２全体でのパターン形成に対する処理時間が通常の処理時間と比べると増えて効率が悪くなり、スループットが悪化してしまう。

また、インプリント処理を行わないで、非インプリント領域７０のインプリント材７１にも光を照射して硬化させる方法もある。ここで、未硬化のインプリント材７、７１は酸素を含む環境下では、光照射しても酸素によって硬化反応が阻害され効率良く硬化できない。そのため、未硬化のインプリント材７、７１における硬化は、照射量（露光量）よりモールド４と基板２との間の酸素濃度の方が硬化に与える影響が非常に大きい。通常のインプリント処理の際は、モールド４と未硬化のインプリント材７とを接触させると酸素濃度が硬化に支障のない程度に低下するため、この状態で光照射するとインプリント材７は硬化する。

しかし、上記のように非インプリント領域７０にはインプリント処理を行わないため、未硬化のインプリント材７１を光照射で硬化させるためには、酸素を含まない気体を非インプリント領域７０に別途供給する必要がある。その場合、非インプリント領域７０に新たに硬化の為の光を照射するために各種処理を実施すると、基板２全体でのパターン形成に対する処理時間が通常の処理時間と比べて増えてしまうことで効率が悪くなり、スループットが悪化してしまう。さらに、この時、まだ未処理のインプリント領域の周辺にも気体が供給されてしまうと、非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１に硬化の為の光を新たに照射した際に、当該未処理のインプリント領域のインプリント材７の硬化が促進してしまう。これにより、当該領域に対しこの後インプリント処理する際に、パターン形成不良を起こしてしまう可能性もある。

そこで、実施例１のインプリント装置１では、非インプリント領域７０の位置及び未処理インプリント領域の位置に応じて制御部３０が気体供給部１０から供給する気体９を制御する。これにより、スループットを悪化させずに、非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１を効率良く硬化させることができる。さらに、未硬化のインプリント材７１を硬化させる際、非インプリント領域７０または後述する特定インプリント領域（所定のインプリント領域）８０に隣接するインプリント領域（他の周辺領域）の未硬化のインプリント材７を硬化させないことも可能となる。

実施例１の気体９は、酸素を含まない気体であって、未硬化のインプリント材７、７１の硬化を阻害しない気体が望ましい。例えばヘリウムガス等の希ガスが挙げられる。さらに、窒素ガス、及び凝縮性ガス（例えば、ペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ））等の少なくとも１つを含むガスであってもよい。なお、気体９は酸素を含まない気体が望ましいが、未硬化のインプリント材７、７１の硬化を阻害しないのであれば、微量の酸素を含んでいてもよい。

気体供給部１０は、モールド４を取り囲むようにモールド４の外周に配置される。実施例１の気体供給部１０は、図１（Ｂ）に示すように、複数の気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに分割される。さらに、複数の気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは気体９を供給するための気体供給口を夫々に備える。後述する図６や図７に例示しているように実施例１では、１つの気体供給部１０に複数の気体供給口を備えている。気体供給口は１つの気体供給部１０に複数備えられていることが好ましいが、１つ以上備えられていればよい。

なお、気体供給部１０は、気体９の供給だけではなく、気体９を含む周囲の気体を吸引することができる吸引機能も備えうる。気体９を含む周囲の気体を吸引する際は、気体供給部１０に備える気体供給口を吸引口として使用してもよいし、気体供給口と同じ流路とならないように、別途吸引口を気体供給部１０に備えてもよい。

気体供給制御部１１は、気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの夫々の気体供給口から供給する気体９の供給量及び供給時間の制御に加え、気体９の供給の開始及び供給の停止を制御することができる。これにより、特定インプリント領域８０の周辺にインプリント材を硬化させたくない他の周辺領域（未処理インプリント領域）も存在する場合であっても気体供給部１０から供給する気体９の制御が可能になる。即ち、非インプリント領域７０の位置及び未処理インプリント領域の位置に応じて気体供給部１０から気体９の供給を制御ができる。また、気体供給制御部１１は、上記した吸引機能も制御する。

制御部３０は、ＣＰＵやメモリ（記憶部）などを含み、少なくとも１つのコンピュータで構成され、制御部３０はインプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部３０は、メモリに格納されたプログラムに従って、インプリント装置１全体の各構成要素の動作調整などを統括的に制御する。また、制御部３０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。さらに、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）構成してもよいし、インプリント装置１とは別の場所に設置し遠隔で制御してもよい。また、制御部３０は気体供給制御部１１を制御する。

図４、図５を参照して実施例１における非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１の硬化方法の一例を以下に説明する。図４は、実施例１のインプリント装置１による気体９の供給方法と非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１の硬化方法を示した図である。

図４（Ａ）は、直前のインプリント領域８１のインプリント材７にモールド４のパターン部５を接触させている状態を示す図である。図４（Ｂ）は、直前のインプリント領域８１からモールド４を引き離している状態を示す図である。図４（Ｃ）は、供給された気体９がモールド４の移動方向に引き込まれている状態を示す図である。図４（Ｄ）は、特定インプリント領域８０のインプリント材７にモールド４のパターン部５を接触させている状態を示す図である。図４（Ｅ）は、特定インプリント領域８０のインプリント材７と非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１に照射光２１を照射している状態を示す図である。

図５は、実施例１のインプリント装置１による気体９の供給処理と非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１の硬化処理を示すフローチャートである。なお、図５のフローチャートで示す各動作（処理）は、制御部３０がコンピュータプログラムを実行することによって、制御される。

実施例１では、非インプリント領域７０を除く複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行う中で、これからインプリント処理を行う領域が特定インプリント領域８０であった場合、当該領域の前に直前のインプリント領域８１にパターンを形成する。その後、特定インプリント領域８０の周辺に存在する領域であり、硬化させたいインプリント材７１が塗布されている非インプリント領域７０の位置に応じて気体供給部１０から供給される気体９の供給を制御する。その後、特定インプリント領域８０へのパターン形成動作と同時に特定インプリント領域８０の未硬化のインプリント材７と非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１を硬化させる。

特定インプリント領域８０は、インプリント処理を実施し、パターンを形成する領域である。また、特定インプリント領域８０は、非インプリント領域７０の周辺に配置された領域である。具体的には、特定インプリント領域８０は非インプリント領域７０と隣接する（隣り合う）インプリント領域であって、後述する直前のインプリント領域８１の直後にインプリント処理をする領域である。なお、特定インプリント領域８０は非インプリント領域７０に隣接するインプリント領域でなくても構わない。しかし、以下に説明する実施例１の硬化処理によれば、非インプリント領域７０上の未硬化のインプリント材７１を充分に硬化させるには、特定インプリント領域８０は非インプリント領域７０に隣接していることが望ましい。

直前のインプリント領域８１は、非インプリント領域７０を除く複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行う中で、特定インプリント領域８０にインプリント処理をする直前にインプリント処理を行った領域（直前のインプリント領域）である。なお、非インプリント領域７０、特定インプリント領域８０、直前のインプリント領域８１は基板２上に複数設定される。

実施例１のインプリント処理におけるパターン形成として、モールド４と基板２とを所定の位置関係に位置決め後、モールド保持部６を－Ｚ方向に移動し、パターン部５をパターンを形成するいずれかのインプリント領域のインプリント材７に押し付ける。その後、インプリント材７を硬化させた後に、パターン部５を引き離すことで基板２上にインプリント材のパターン４０を形成する。このインプリント処理を基板２上のパターンを形成する複数のインプリント領域に順次行う。以下に示すステップ（工程）Ｓ１０１からの処理は、順次インプリント処理を行っている中で、特定インプリント領域８０にパターンを形成する場合における処理の一例を示している。なお、本実施例では、基板２の搬入時において基板２の全面にはインプリント材が塗布されている。

まず、ステップＳ１０１で、制御部３０は、ステージ駆動機構を駆動させて、モールド４のパターン部５直下が直前のインプリント領域８１の直上となるように基板ステージ３を移動させ、位置合わせを行う。次に、図４（Ａ）に例示しているように直前のインプリント領域８１の未硬化のインプリント材７にモールド４のパターン部５を接触させた後、当該インプリント材７に照射光２１を照射して当該インプリント材７を硬化させ（硬化工程）、パターンを形成する。

次に、ステップＳ１０２で、制御部３０は、気体供給部１０を制御し、直前のインプリント領域８１のインプリント材７とパターン部５が接触している状態で、気体９の供給を開始する（気体供給工程）。なお、気体９の供給は、直前のインプリント領域８１のインプリント材７とパターン部５が接触している状態であれば、照射光２１の照射前または照射中のいずれであってもよい。

この際の気体９の供給は、特定インプリント領域８０に隣接している非インプリント領域７０の位置に応じて気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうち、最も非インプリント領域７０側に近い位置の気体供給部１０の気体供給口から供給する。さらにこの時、制御部３０は、最も非インプリント領域７０側に近い位置の気体供給部１０の気体供給口から気体９を供給させ、その他の気体供給部１０の気体供給口からは気体９を供給させないように気体供給部１０を制御する（制御工程）。

例えば、図４（Ａ）の場合では、気体供給部１０ａの気体供給口から気体９を供給させ、気体供給部１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの気体供給口からは気体９を供給させない。そして、制御部３０は、気体９を供給するに際し、後述するステップＳ１０３、Ｓ１０４における処理時の動作を考慮し、気体９の供給量を調整した上で供給させるように気体供給部１０を制御する。

次に、ステップＳ１０３で、制御部３０は、モールド保持部６を制御し、図４（Ｂ）に例示しているように、モールド４のパターン部５を直前のインプリント領域８１から引き離す。パターン部５と直前のインプリント領域８１が接触している間のモールド４と基板２との間隙は非常に狭く、流体抵抗が大きい為、気体９はほとんど侵入できない。そして、モールド４の周囲の空間が気体９で満たされている状態で、直前のインプリント領域８１からモールド４のパターン部５を引き離すと、モールド４と基板２との間隙の体積が大きくなる。これにより、モールド４の周囲の空間に対して負圧となる為、気体９がモールド４と基板２の間の空間に引き込まれる。ステップＳ１０３では、図４（Ｂ）に例示しているように、モールド４と非インプリント領域７０との間の空間に引き込まれる。

次に、ステップＳ１０４で、制御部３０は、ステージ駆動機構を駆動させて、モールド４のパターン部５直下が特定インプリント領域８０の直上となるように基板ステージ３を移動させ、位置合わせを行う。この時、気体９は基板ステージ３の移動に伴うクエット流れで基板ステージ３の移動する方向とは反対の方向にさらに引き込まれる。

例えば、図４（Ｃ）の場合では、気体９は、図４（Ｂ）時の状態より基板ステージ３の移動に伴うクエット流れで＋Ｘ軸方向に引き込まれる。これにより、モールド４と非インプリント領域７０との間の空間に気体９が充分に供給される。この時、図４（Ｃ）に例示しているようにモールド４と特定インプリント領域８０との間の空間の一部に気体９が供給されていても構わない。この時、これから順次インプリント処理をする領域であり、この時点でパターン未形成の未処理インプリント領域の間の空間には気体９が供給されないよう上記のステップＳ１０２で気体供給部１０が制御されている。

次に、ステップＳ１０５で、制御部３０は、図４（Ｄ）に例示しているように、モールド保持部６を制御し、これからインプリント処理を行うインプリント領域である特定インプリント領域８０のインプリント材７にモールド４のパターン部５を接触させる。この時、モールド４と特定インプリント領域８０に隣接する非インプリント領域７０の間の空間には気体９が供給され、且つモールド４と未処理インプリント領域の間の空間には気体９が供給されていない状態で当該インプリント材７にパターン部５を接触させる。さらにこの時、特定インプリント領域８０に接する非インプリント領域７０上の空間が充分に気体９で置換されているのが望ましい。

次に、ステップＳ１０６（照射工程）で、制御部３０は、図４（Ｅ）に例示しているように、光照射部２０を制御する。そして、特定インプリント領域８０の未硬化のインプリント材７と非インプリント領域の未硬化のインプリント材７１に照射光２１を照射してそれぞれ硬化させる。当該硬化の際、同時に（同じタイミングで）この２つの領域に塗布されている未硬化のインプリント材７、７１を硬化させる。当該２つの領域に塗布されている未硬化のインプリント材７、７１を硬化させる際には、制御部３０が遮光板の位置を制御し、特定インプリント領域８０と非インプリント領域７０を含むように照射光２１の照射範囲を調整する。

なお、制御部３０は、上記したように当該２つの領域と、さらに当該２つの領域の周辺の領域にも照射光２１が照射されるように遮光板の位置を制御してもよい。即ち、特定インプリント領域８０と非インプリント領域７０に加え、これらの領域の周囲にある未処理インプリント領域にも一部の照射光２１が照射されるように照射範囲を制御してもよい。このように遮光板の位置を調整した上で照射光２１を照射することで、特定インプリント領域８０のインプリント材７と非インプリント領域７０のインプリント材７１に均一に照射光２１を照射することができる。

この際、未硬化のインプリント材７が塗布されている未処理インプリント領域の一部にも照射光２１が照射されてしまう。しかし、光照射部２０からの照射量（露光量）よりも、上記したようにモールド４とインプリント領域との間の空間の酸素濃度の方が硬化に与える影響が非常に大きい。

したがって、例えばモールド４と未硬化のインプリント材７を接触させていない、またはモールド４と未処理インプリント領域との間の空間に酸素が含まれない気体を供給し酸素濃度を所定以上低下させない限り、硬化反応が阻害され硬化が促進されない。即ち、気体９が供給されておらず、モールド４と未処理インプリント領域の未硬化のインプリント材７とを接触させてもいない当該未処理インプリント領域の一部に照射光２１が照射されても当該インプリント材７の硬化は促進されない。そして、この状態の当該インプリント材７に対し、後でインプリント処理をしても通常のパターン形成と同様のパターン形成をするこができる。

上記のように光照射部２０から照射光２１を照射する際には、モールド４と非インプリント領域７０の間の空間に気体９が供給された状態で照射光２１を照射する。これにより、酸素による硬化反応阻害の影響を抑制し、スループットも悪化させずに効率良く非インプリント領域７０上の未硬化のインプリント材７１を硬化させることができる。

次に、ステップＳ１０７で、制御部３０は、モールド保持部６を制御し、モールド４のパターン部５を特定インプリント領域８０から引き離す。このようなステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理を、複数のインプリント領域に順次パターンを形成するインプリント処理を行う上で、非インプリント領域７０の数だけ行う。即ち、非インプリント領域７０の数に応じてステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理を繰り返し行う。

パターンを形成するインプリント処理を行う順序は、隣り合うインプリント領域を順次インプリント処理することがスループットの点で有利な典型例である。例えば、＋Ｘ方向に順次インプリント処理を行い、＋Ｘ方向端のパターンを形成するインプリント領域までインプリントしたら、次は、当該＋Ｘ方向端のインプリント領域から＋Ｙ方向または－Ｙ方向に１列移動した＋Ｘ方向端に移動する。そして同様に、－Ｘ方向側のパターンを形成するインプリント領域にインプリント処理を順次行い、これを繰り返すことで達成される。実施例１では、上記したように、隣接する領域にインプリント処理を順次行っていく場合であっても、特定インプリント領域８０にインプリント処理をする前（直前）にインプリント領域８１にパターンを形成する。

なお、インプリント処理を行う順序は上記した順序に限られるものではなく、千鳥順、ランダム等の順序を設定可能である。また、実施例１におけるインプリント処理を行う順序は、制御部３０が有するメモリ等に予めレシピとして保存されている。

以上のように、実施例１の方法を用いることで、基板２上の複数のインプリント領域に順次パターンを形成するインプリント処理を行う上で、非インプリント領域７０の未硬化のインプリント材７１を効率よく硬化させることが可能となる。これにより、インプリント処理済みであるパターン４０への未硬化のインプリント材７１の侵入を防ぎ、パターン欠陥発生を抑制させたインプリント装置１を提供することができる。

＜実施例２＞
以下、実施例２のインプリント装置１について説明する。インプリント装置１の各種構成自体は実施例１及び実施例２と同様であり、実施例２として言及しない事項は、実施例１に従う。

図６は、実施例２の気体供給部１０による気体９の供給及び未硬化のインプリント材７１の硬化方法の一例を示す図である。実施例２では、特定インプリント領域８０の周囲に配置された未処理インプリント領域と処理済インプリント領域の位置に応じて、各気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによる気体９の供給を制御する。

ここで、図６に例示するように、実施例２の特定インプリント領域８０の周囲にはインプリント領域８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、及び非インプリント領域７０ａ、７０ｂが配置されている。ここで、実施例２においては、インプリント領域８ａ、８ｂはパターン形成がされている処理済インプリント領域であり、インプリント領域８ｃ、８ｄ、８ｅがパターン形成がされていない未処理インプリント領域である。そして、この場合において、まず硬化処理を行う非インプリント領域７０を非インプリント領域７０ａとする。さらに、特定インプリント領域８０の前にパターン形成動作を実施する直前のインプリント領域８１をインプリント領域８ｂとする。また、インプリント領域８ｂにはパターンが形成されているが、モールド４がインプリント領域８ｂから引き離されていない状態とする。

上記の条件下において、制御部３０は、特定インプリント領域８０に対して未処理インプリント領域であるインプリント領域８ｃ、８ｄ、８ｅ側に配置された気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃからは気体９を供給しないように制御する。そして、制御部３０は、実施例１と同様にインプリント領域８ｂとパターン部５が接触している間に非インプリント領域７０ａ側に配置された気体供給部１０ｄから気体９を供給するように制御する。

次に、制御部３０は、パターン部５をインプリント領域８ｂから引き離すことで気体９をモールド４と非インプリント領域７０ａとの間の空間に引き込む。次に、制御部３０は、パターン部５の直下が特定インプリント領域８０の直上となるように基板ステージ３を移動させ、パターン形成動作を実施する。この時、モールド４と非インプリント領域７０ａとの間の空間に引き込まれた気体９は、非インプリント領域７０ａ上を充分に満たした（置換した）状態になっている。この状態で、実施例１と同様に、光照射部２０及び不図示の遮光板を制御し、特定インプリント領域８０の未硬化のインプリント材７と同時に非インプリント領域７０ａの未硬化のインプリント材７１を硬化させる。この際の照射光２１を照射するの照射領域（照射範囲）２２は図６に示す破線表示の範囲である。

上記の条件下で、非インプリント領域７０ｂの未硬化のインプリント材７１も同時に硬化させるために、例えば、気体供給部１０ｂ、１０ｃからも気体９を供給する場合を想定する。この場合、照射領域２２と重なる未処理の領域であるインプリント領域８ｃ、８ｄ、８ｅの未硬化のインプリント材７の一部の硬化が促進してしまい、後にインプリント領域８ｃ、８ｄ、８ｅをインプリント処理する際、パターン形成不良の原因となってしまう。したがって、制御部３０は、上記した処理時で気体９を供給する際に、モールド４と非インプリント領域７０ａとの間の空間に気体９を供給させ、モールド４と非インプリント領域７０ｂとの間の空間には気体９を供給させないように気体供給部１０を制御する。

実施例２における一方の非インプリント領域７０ａの未硬化のインプリント材７１を硬化させた後であって、もう一方の非インプリント領域７０ｂの未硬化のインプリント材７１を硬化させる場合は、以下の条件で硬化処理を行う。この場合、上記した処理によってすでに非インプリント領域７０ａのインプリント材７１は硬化済であるため、ここでは未処理の領域であるインプリント領域８ｄを直前のインプリント領域８１とする。さらに、未処理の領域であるインプリント領域８ｅを特定インプリント領域８０とする。

そして、上記の処理と同様に、インプリント領域８ｄにパターン形成を行い、インプリント領域８ｄとパターン部５が接触している間に非インプリント領域７０ｂ側に配置された気体供給部１０ｂから気体９を供給するように制御する。

次に、パターン部５をインプリント領域８ｄから引き離すことで気体９をモールド４と非インプリント領域７０ｂとの間の空間に引き込む。次に、パターン部５直下がインプリント領域８ｅの直上となるように基板ステージ３を移動させ、パターン形成動作を実施する。この時、モールド４と非インプリント領域７０ｂとの間の空間に引き込まれた気体９は、非インプリント領域７０ｂ上を充分に満たした（置換した）状態になっている。この状態で、実施例１と同様に、光照射部２０及び不図示の遮光板を制御し、インプリント領域８ｅの未硬化のインプリント材７と同時に非インプリント領域７０ｂの未硬化のインプリント材７１を硬化させる。

以上のように、実施例２によれば、実施例１と同様に非インプリント領域７０ａ、７０ｂの未硬化のインプリント材７１を効率よく硬化させることが可能となる。これにより、インプリント処理済みであるパターン４０への未硬化のインプリント材７１の侵入を防ぎ、パターン欠陥発生を抑制させたインプリント装置１を提供することができる。

＜実施例３＞
以下、実施例３のインプリント装置１について説明する。インプリント装置１の各種構成自体は実施例１及び実施例２と同様であり、実施例３として言及しない事項は、実施例１及び実施例２に従う。

図７は、実施例３の気体供給部１０による気体９の供給及び未硬化のインプリント材７１の硬化方法の一例を示す図である。実施例３では、特定インプリント領域８０の周囲に配置されたインプリント領域８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅにパターンを形成し、全て処理済インプリント領域にしてからモールド４と非インプリント領域７０ａ、７０ｂの間の空間に気体９を供給する。そして、特定インプリント領域８０の未硬化のインプリント材７と同時に非インプリント領域７０ａ、７０ｂの未硬化のインプリント材７１を硬化する。

ここで、図７に例示するように、特定インプリント領域８０の周囲にはインプリント領域８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅが配置されている。そして、上記のようにインプリント領域８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅが全て処理済インプリント領域の場合、任意の気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから気体９を供給すればよい。また、全ての気体供給部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから気体９を供給してもよい。いずれの場合であっても、特定インプリント領域８０の周囲の非インプリント領域７０ａ、７０ｂ上が気体９で充分に満たされるよう（置換するように）に気体９を供給する。

実施例３のように特定インプリント領域８０の周囲が全て処理済インプリント領域ならば、照射光２１の照射領域２２と重なる未処理インプリント領域が存在しない。そのため、パターン形成動作前に未硬化のインプリント材７が硬化してしまうことによるパターン形成不良は起こらない。

以上のように実施例３によれば、実施例１と同様に非インプリント領域７０ａ、７０ｂの未硬化のインプリント材７１を効率よく硬化させることが可能となる。これにより、インプリント処理済みであるパターン４０への未硬化のインプリント材７１の侵入を防ぎ、パターン欠陥発生を抑制させたインプリント装置１を提供することができる。

＜物品製造方法に係る実施例＞
本実施例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。本実施例の物品の製造方法は、基板に塗布された組成物に上記のインプリント装置１を用いてパターンを形成する工程（基板に処理を行う工程）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、組成物剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施例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１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、モールド（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。モールドとしては、インプリント等の基板処理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、組成物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またはイオン注入等が行われた後、組成物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図８を参照して説明する。図８（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の表面に組成物３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になった組成物３ｚが基板１ｚ上に付与された様子を示している。

図８（Ｂ）に示すように、モールド４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板１ｚ上の組成物３ｚに向け、対向させる。図８（Ｃ）に示すように、組成物３ｚが付与された基板１ｚとモールド４ｚとを接触させ、圧力を加える（接触工程）。組成物３ｚはモールド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、モールド４ｚを透して照射すると、組成物３ｚは硬化する（硬化工程）。このとき本実施例では、装置内で取得した分光感度特性に基づき、最適光重合度となるような照射量で組成物に光を照射することが可能となる。

図８（Ｄ）に示すように、組成物３ｚを硬化させた後、モールド４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上に組成物３ｚの硬化物のパターンが形成される（パターン形成工程、成形工程）。この硬化物のパターンは、モールド４ｚの凹部が硬化物の凸部に、モールド４ｚ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、組成物３ｚにモールド４ｚの凹凸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。なお、モールド４ｚとして、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用のモールドを用いた例について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有する平面テンプレートであってもよい。

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ず、その要旨の範囲内で種々の変形変更が可能である。

また、上述した各実施例における制御の一部または全部を上述した各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または各種記憶媒体を介してインプリント装置１等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１等におけるコンピュータ（または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、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
２ 基板
４ 型
５ パターン部
７ インプリント材
８ インプリント領域
９ 気体
１０ 気体供給部
１１ 気体供給制御部
３０ 制御部

Claims (16)

1. パターン部を有する型を用いて、インプリント材が塗布された基板上の複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記インプリント材に光を照射して硬化させる照射部と、
   前記型と前記基板の間の空間に所定の気体を供給するための気体供給部と、
   所定のインプリント領域の前記インプリント材と前記パターン部とを接触させて前記照射部から光を照射する際に、前記所定のインプリント領域の周辺に前記インプリント材を硬化させたい周辺領域が存在する場合には、前記周辺領域の位置に応じて前記気体供給部からの前記気体の供給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. 前記気体は、酸素を含まない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. 前記照射部からの光は、前記所定のインプリント領域の前記周辺にも照射されることを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記所定のインプリント領域の前記周辺に前記インプリント材を硬化させたくない他の周辺領域も存在する場合には、前記周辺領域の位置および前記他の周辺領域の位置とに応じて前記気体供給部からの前記気体の供給を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. 前記周辺領域は、前記所定のインプリント領域に隣接する領域である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. 前記気体供給部は複数の気体供給口を有し、前記制御部は、前記所定のインプリント領域の前記基板上の位置に応じて前記複数の気体供給口の内のいずれの気体供給口から前記気体を供給するかを制御する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. 前記複数の気体供給口は、前記型の外周に配置されてい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. 前記制御部は、前記複数の気体供給口のうち前記周辺領域に最も近い位置に配置されている前記気体供給口から前記気体を供給することを特徴とする請求項６または７に記載のインプリント装置。
9. 前記制御部は、前記複数の気体供給口のうち、次のインプリント領域となる前記他の周辺領域の側に配置されている前記気体供給口から前記気体を供給しないことを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記制御部は、前記型と前記次のインプリント領域となる前記他の周辺領域の間の空間に前記気体が供給されないように前記気体供給部を制御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. 前記制御部は、前記所定のインプリント領域に対する前記インプリント処理を行う直前にインプリント処理を行った直前のインプリント領域に前記型が接触している状態で、前記周辺領域と前記型との間に前記気体を供給することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記制御部は、前記直前のインプリント領域から前記型を引き離すことで、前記型と前記周辺領域との間の空間に前記気体が供給されるように前記気体供給部を制御することを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
13. 前記制御部は、前記所定のインプリント領域の前記周辺に前記周辺領域が２つある場合、前記型と一方の前記周辺領域との間の空間に前記気体を供給し、前記型ともう一方の前記周辺領域との間の空間には前記気体が供給されないように前記気体供給部を制御することを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 前記周辺は、前記所定のインプリント領域に隣接する領域の一部を含むことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
15. パターン部を有する型を用いて、インプリント材が塗布された基板上の複数のインプリント領域に順次インプリント処理を行うインプリント方法であって、
    前記インプリント材に光を照射して前記インプリント材を硬化させる照射工程と、
    前記型と前記基板の間の空間に所定の気体を供給する気体供給工程と、
    所定のインプリント領域の前記インプリント材と前記パターン部とを接触させて前記インプリント材に光を照射する際に、前記所定のインプリント領域の周辺に前記インプリント材を硬化させたい周辺領域が存在する場合には、前記周辺領域の位置に応じて前記気体供給工程により前記気体の供給を制御する制御工程と、
    を有することを特徴とするインプリント方法。
16. 請求項１～１４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で前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、
    前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。
    
    

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