JP2023179278A - 成形装置、インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板周辺部のインプリント時のモールドへの異物を抑制し、欠陥性能を良好とするインプリント装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】 基板上に配置された硬化性組成物とモールドとを接触させ、該接触させた状態で硬化性組成物を硬化することで基板上に硬化物のパターンを形成するインプリント装置であって、硬化性組成物を供給するための供給部と、モールドを保持するモールド保持部と、基板を保持する基板ステージと、前記基板ステージに保持される基板の周囲に配置され、基板面と平行な面を有する周辺部材と、を有し、前記基板と前記モールドとを近づける工程の前に、前記供給部により硬化性組成物を前記周辺部材の表面に供給することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、成形装置、特にモールドを用いて基板上にパターンを形成するインプリント装置に関する。

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技術に加えて、基板上の硬化性の組成物（硬化性組成物）をモールド（型）で成形し、当該基板上に硬化物を成形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成形することができる。

インプリント技術の１つとして、光硬化による光インプリント法がある。光インプリント法は、基板上に未硬化の光硬化性組成物を塗布し、ナノメートルオーダーの凹凸構造（回路パターンなどの転写構造）を持つ光透過性の型を基板上の光硬化性組成物と接触するように押し付ける（押印する）。押し付けた状態で光硬化性組成物を硬化させ、その後に型を基板から離型することで、基板に等倍パターンの硬化物を転写する方法である。

上述したインプリント法は、型と硬化物の強固な密着力に起因して、離型する際にモールドが帯電する場合がある。一方、基板の周辺領域をインプリントする工程においては、モールドの接触面が基板周辺部から部分的にはみ出した状態で押印する場合があり、この場合においては基板周辺に配置されている部材に近接することになる。

すなわち、モールドが帯電した状態で基板周辺をインプリントすると、基板周辺に配置された部材表面に存在する異物が引き寄せられてモールドに吸着してしまう。この異物がモールドに付着した状態でインプリントを行うと、モールドが破損したり、形成されるパターンに欠陥が生じたりするなどの問題を引き起こす要因となる。

この課題に対して、特許文献１には、帯電させた部材を周辺部材に対向し且つ近接する位置まで移動させ、周辺部材上の異物を帯電除去することが記載されている。

また特許文献２では、帯電させた部材をモールド表面に対向し且つ近接させ、モールド表面の異物を除去することが記載されている。

特開２０２１－２６２６号公報 特開２０１７－９２４８８号公報

しかしながら特許文献１においては、異物除去を行うたびに部材を帯電させて周辺部材に近接する位置まで移動させ、周辺部材上の異物を除去する必要がある。このことは、生産性を低下させる要因となってしまう。

特許文献２においては、モールド表面に付着した異物をインプリント前に除去する必要ある。しかし、周辺部材に異物が複数吸着している場合、帯電したモールドと周辺部材とが近接するたびにモールド側に異物が移動して付着する恐れがあり、良好な対処方法とはならない場合があった。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、基板周辺部に存在する異物が及ぼす悪影響を抑制することで、生産性を向上させる成形装置を提供することを例示的目的とする。

上記課題に鑑み、本発明に関わる成形装置は、
基板上に配置された硬化性組成物とモールドとを接触させ、該接触させた状態で硬化性組成物を硬化することで基板上に硬化物のパターンを形成する成形装置であって、
硬化性組成物を供給するための供給部と、モールドを保持するモールド保持部と、基板を保持する基板ステージと、前記基板ステージに保持される基板の周囲に配置され、基板面と平行な面を有する周辺部材と、を有し、
前記基板と前記モールドとを近づける工程の前に、前記供給部により硬化性組成物を前記周辺部材の表面に供給することを特徴とする。

本発明によれば、押印時のモールドの異物付着を抑制し、生産性を向上させた成形装置を提供することができる。

第１実施形態のインプリント装置の概略構成を示した図である。 第１実施形態の動作方法を示した図である。 （ａ）基板上のパターン部のレイアウトが中央に位置した場合の光硬化性組成物を塗布した状態を示した図である。（ｂ）基板上のパターン部のレイアウトを半ピッチずらして配置した場合の光硬化性組成物を塗布した状態を示した図である。 第２実施形態のインプリント装置を示した図である。 第３実施形態のインプリント装置を示した図である。 （ａ）第４実施形態のインプリント装置を示した図である。（ｂ）周辺部材上の硬化した光硬化組成物にさらに光硬化性組成物を塗布した直後の状態を示した図である。（ｃ）周辺部材上の硬化した光硬化組成物を除去した直後を示した図である。 （ａ）周辺部材上の異物を表した図である。（ｂ）モールドのパターン面が周辺部材上の異物を噛みこんだ状態を示した図である。（ｃ）モールドのパターン面の異物が次のショットへ引き継がれた状態を示した図である。 （ａ）周辺部材に光硬化性組成物を塗布した直後の状態を示した図である。（ｂ）周辺部材に光硬化性組成物を塗布して時間が経過した状態を示した図である。 周辺部材に光硬化性組成物の塗布処理を実施する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概略図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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ことがある。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の図１は、第１実施形態の成形装置であるインプリント装置の図である。本実施形態のインプリント装置は、図１に示すように、基板１０上に供給された光硬化性組成物９と光透過性のモールド７（原版、光透過性モールド）とを接触させる。そして、光硬化性組成物９に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールド７の凹凸パターン７ａが転写された硬化物を成形する。

このインプリント装置１は、半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板上の未硬化の光硬化性組成物９をモールド７で成形し、基板上１０に樹脂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。

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。

光硬化性組成物９は、液体噴射ヘッドである吐出部２０によって、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。光硬化性組成物９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。

本実施形態では、インプリント装置１は、光の照射により光硬化性組成物９を硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、以下では、基板１０上の光硬化性組成物９に対して光８を照射する、後述の照射光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

図１を用いて、インプリント装置１の各部について説明する。光透過性のモールド７を保持するモールド保持部３は、真空吸着力や静電気力によってモールド７を引き付けて保持するモールドチャック１１と、モールドチャック１１を保持してモールド７（およびモールドチャック１１）を移動させるモールド移動機構１２とを含む。モールドチャック１１及びモールド移動機構１２は、照射部２からの光８が基板１０の上の光硬化性組成物９に照射されるように、中心部（内側）に開口を有する。

モールド移動機構１２は、基板１０の上の光硬化性組成物へのモールド７の押し付け（押印）、又は、基板１０の上の光硬化性組成物９からのモールド７の引き離し（離型）を選択的に行うように、モールド７をＺ軸方向に移動させる。モールド移動機構１２に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。モールド移動機構１２は、モールド７を高精度に位置決めするために、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良い。

また、モールド移動機構１２は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向にモールド７を移動可能に構成されていても良い。更に、モールド移動機構１２は、モールド７のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置やモールド７の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。

モールド７は、矩形の外周形状を有し、基板に対向する面（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１０に転写すべき凹凸パターン）を備えたパターン部７ａを有するインプリントモールドであることが好ましい。モールド７は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成されると好ましい。また、モールド７は、光８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。ただし、本発明はこれに限らず、モールドを表面が平坦な成形型とすることで、基板表面を平坦化する平坦化装置として本発明の成形装置を適用することも可能である。

照射部２は、光源（不図示）と照射光学系（不図示）を有し、照射光学系は後述の光学素子を組み合わせたものを備える。照射部２は、インプリント処理（成形処理）において、モールド７を介して、基板１０の上の光硬化性組成物９に光８（例えば、紫外線）を照射する。照射部２は、光源と、光源からの光をインプリント処理に適切な光８の状態（光の強度分布、照明領域など）に調整するための光学素子（レンズ、ミラー、遮光板など）とを含む。本実施例では、光硬化法を採用しているため、インプリント装置１が照射部２を有している。

基板チャック１４は、真空吸着力や静電気力によって基板１０を引き付けて保持する。周辺部材１５は、基板チャック１４に保持された基板１０を取り囲むようにして、基板チャック１４の周囲に配置されている。また、周辺部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面とがほぼ同じ高さ位置になるように、周辺部材１５が配置されている。基板チャック１４はステージ駆動機構１６上に搭載される。ここで、基板チャック１４、ステージ駆動機構１６を合わせて基板ステージ４（移動部）とする。

基板ステージ４は、ＸＹ面内で移動可能である。モールド７のパターン部７ａを基板１０の上の光硬化性組成物９に押し付ける際に基板ステージ４の位置を調整することでモールド７の位置と基板１０の位置とを互いに整合させる。基板ステージ４に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。また、基板ステージ４は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１０を移動可能に構成されていても良い。なお、インプリント装置１におけるモールド７の押印及び離型は、モールド７をＺ軸方向に移動させることで実現する。ただし、基板１０をＺ軸方向に移動させることで実現させても良い。また、モールド７と基板１０の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、モールド７の押印及び離型を実現しても良い。また、基板ステージ４は、基板１０のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１０の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。

また、基板ステージ４は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１７を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラー１７にそれぞれヘリウムネオンなどのビームを照射することで基板ステージ４の位置を測定する複数のレーザー干渉計１８を備える。なお、図１では、参照ミラー１７とレーザー干渉計１８との１つの組のみを図示している。レーザー干渉計１８は、基板ステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部６は、このときの計測値に基づいて基板１０（基板ステージ４）の位置決め制御を実行する。また、基板ステージ４の位置を計測するためにエンコーダを用いてもよい。

周辺部材１５は、参照ミラー１７とレーザー干渉計１８との光路に後述の第１気体３０（不図示）が侵入しないようにさせる機能を有する。また、周辺部材１５があることにより、基板１０の周辺に配置されるショット領域をインプイリントする際に、第１気体供給部（不図示）から供給される気体の濃度を高く保つことができるという効果もある。ここで、周辺部材１５の上の空間と基板１０の上の空間とで気体の濃度に１％以上の差が生じない限度で、周辺部材１５の上面の高さ位置と基板チャック１４に保持された基板１０の上面の高さ位置に差が生じていてもよい。例えば、周辺部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面との高さ位置の差は１ｍｍ以下であればよい。より好ましくは、周辺部材１５の上面と基板チャック１４に保持された基板１０の上面との高さ位置の差は０．１ｍｍ以下であればよい。

基板１０は、ガラス、セラミックス、金属、インプリント材等が用いられ、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、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。また、基板は、インプリント処理によりマスターモールドからレプリカモールドを製造するためのガラス基板であっても良い。

塗布部５（供給部）はモールド保持部３の近傍に設置され、基板１０上に存在する、少なくとも１つのショット領域（成形領域）に光硬化性組成物９を塗布する。塗布部５は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、未硬化状態の光硬化性組成物９を収容する容器１９と、吐出部２０とを含む。

容器１９は、その内部を光硬化性組成物９の硬化反応を起こさないような、例えば若干の酸素を含む雰囲気としつつ、光硬化性組成物９を管理可能とするものが望ましい。また、容器１９の材質は、光硬化性組成物９に異物や化学的な不純物を混入させないようなものとすることが望ましい。

吐出部２０は、例えば複数の吐出口を含むピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有する。光硬化性組成物９の塗布量（吐出量）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多い。なお、光硬化性組成物９の全塗布量は、パターン部７ａの密度、および所望の残膜厚により決定される。塗布部５は、後述する制御部６からの動作指令に基づいて、光硬化性組成物９を液滴としてショット上に分散させて塗布させ、塗布位置や塗布量などを制御する。

アライメント計測部２１は、基板１０上に形成されているアライメントマークを計測する。また、インプリント装置１は、基板ステージ４を載置し基準平面を形成する定盤２２と、モールド保持部３を固定するブリッジ定盤２３と、定盤２２から延設され、床面からの振動を除去する除振器２４を介してブリッジ定盤２３を支持する支柱２５とを備える。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド７を装置外部とモールド保持部３との間で搬入出させるモールド搬送部や、基板１０を装置外部と基板ステージ４との間で搬入出させる基板搬送部などを含み得る。

制御部６は、塗布部５（供給部）、モールド保持部３および基板ステージ４の動作を制御するものであり、ＣＰＵやメモリなどを含む、少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部６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、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の各構成要素の動作及び調整などを制御する。また、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。

ここで、インプリント装置１によるインプリント方法（インプリント処理）について説明する。まず、制御部６は、基板搬送部により基板ステージ４に基板１０を載置および固定させる。次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６を駆動させて基板１０の位置を適宜変更させつつ、アライメント計測部２１により基板１０上のアライメントマークを順次計測させ、基板１０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ごとに逐次パターンを成形させる（ステップ・アンド・リピート）。ある１つのショット領域に対するパターン成形の流れとして、制御部６は、まず、ステージ駆動機構１６により、吐出部２０の吐出口の下に基板１０上の塗布位置（ショット領域上の特定の位置）を位置決めさせる。その後、塗布部５は、基板１０上のショット領域に光硬化性組成物９を塗布する（塗布工程）。

次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６により、パターン部７ａ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１０を移動させ、位置決めさせる。次に、制御部６は、パターン部７ａとショット領域上の基板側パターンとの位置合わせや倍率補正機構によるパターン部７ａの倍率補正などを実施する。その後、モールド移動機構１２を駆動させる。ショット領域上の光硬化性組成物９にパターン部７ａを押し付ける際に、パターン部７ａを基板１０に向かって凸形状に変形させて光硬化性組成物９に押し付ける（押印工程）。この押し付けにより、光硬化性組成物９は、パターン部７ａの凹凸パターンに充填される。

なお、制御部６は、押印工程完了の判断をモールド保持部３の内部に設置された荷重センサ（不図示）により行う。この状態で、照射部２は、硬化工程としてモールド７の背面（上面）から光８を所定時間照射し、モールド７を透過した光８により光硬化性組成物９を硬化させる。そして、光硬化性組成物９が硬化した後、制御部６は、モールド移動機構１２を再駆動させ、パターン部７ａを基板１０から引き離す（離型工程）。これにより、基板１０上のショット領域の表面には、パターン部７ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の光硬化性組成物パターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作を基板ステージ４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１０上に複数の光硬化性組成物パターンを成形することができる。

ここで本発明の課題となっている基板周辺部のインプリントにおける欠陥の問題について説明する。基板周辺部のインプリントでは、光透過性モールド７のパターン部７ａが基板１０から一部分が、周辺部材１５上に配置される。この時、周辺部材１５に異物７０１が無い事が望ましいが、図７（ａ）のように周辺部材１５に異物が付着していることがある。異物が付着していると図７（ｂ）のように光透過性モールド押印時にこの異物７０１を基板１０との間に挟み込む。離型後もこの異物が光透過性モールドのパターン部７ａに付着していると図７（ｃ）のように次のインプリントにおいても、この異物によるパターン形成不良、つまり欠陥が引き継がれる。その後のインプリントでも光透過性モールド７のパターン部７ａの異物による欠陥が生成され続ける事がある。このように光透過性モールド７のパターン部７ａ当該異物７０１は、光透過性モールド７に残留することで押印時のパターン形成時に欠陥の要因となる。

そこで図８（ａ）のように基板周辺部のインプリントの押印前に制御部６は、まず、ステージ駆動機構１６により、吐出部２０の吐出口の下に周辺部材１５を移動させ、塗布位置（特定の位置）を位置決めさせる。その後、塗布部５は、周辺部材１５の光透過性モールド７のパターン部７ａが基板１０から一部分はみ出した領域に光硬化性組成物９を塗布する。成形装置内（インプリント装置内）で周辺部材１５上に塗布された光硬化性組成物９は、塗布直後から広がることとなり、その広がる速度は、光硬化性組成物９の粘度によって変わることが一般的に知られている。また、光硬化性組成物９の厚みは、吐出部２０から吐出される光硬化性組成物９のドロップ数によって決まる。

例えば、塗布する光硬化性組成物の１ドロップの量が１ｐＬの場合で１平方センチメートルの面積で１４２個×１４２個のドロップ（合計２０１６４個）を等間隔に配置し、光硬化性組成物が均等に広がった場合の光硬化性組成物９の厚みは、約２００ナノメートルとなる。

異物７０１が光硬化材料に接触することで図８（ｂ）のように固定され、周辺部材１５に留まることとなる。

図９は、周辺部材１５に光硬化性組成物９を塗布する工程を示したフローチャートである。まず、Ｓ１０１において、制御部６は、周辺部材１５に塗布した光硬化性組成物９の厚みの積算値を計算し、前回塗布してからの厚みが制御部６に設定した厚み（例えば２００マイクロメートル）以内であれば、Ｓ１０２で光硬化性組成物９を周辺部材１５に塗布を行う。次に、Ｓ１０３で周辺部材１５に光８により光硬化性組成物９を硬化させる。

Ｓ１０４で制御部６は、周辺部材１５上で処理が必要な領域の全てに光硬化性組成物９が処理したかどうかを判断する。処理が必要なすべての領域の処理が完了していない場合は、処理が必要な次の領域を処理する。処理を行う領域の順番については、特に制限はないが、制御部６は、基板ステージ４の移動距離が最小となるように計算し、処理を行う領域の順番を決定することが望ましい。

Ｓ１０１で制御部６が前回塗布してからの光硬化性組成物９の厚みが制御部６に設定した一定以上の厚み（例えば２００マイクロメートル）となった場合は、Ｓ２０１で制御部６は周辺部材５の高さを下げる。

Ｓ２０２で制御部６は周辺部材１５の高さが既定の下限値に到達するかどうか判断し、制御部６に設定している下限値に到達したら、周辺部材１５を交換する制御を行う。

この周辺部材１５上に光硬化性組成物９を塗布する工程は、制御部６の指示により実施され、そのタイミングは、特に限定しない。

ここで本発明の第一実施形態にかかわるインプリント装置１について、図２で説明する。

図２に示すように光透過性モールド７は、モールド保持部３により保持され、基板ステージ４により保持された基板１０は、平行に保たれる。基板ステージ４上の基板１０の周囲に配置され、基板面１０と平行な面を有する周辺部材１５をインプリント装置内に備える。

光硬化性組成物９を供給するための吐出部２０から周辺部材１５上に光硬化性組成物９が塗布される。周辺部材１５と基板ステージ４上の基板１０の表面の高さ位置は、一定に保つように周辺部材１５の高さ位置は、制御される。（不図示）周辺部材１５の表面は、光硬化性組成物９が広がりやすいような表面処理が行われていることが望ましい。

本実施形態では、図２に示すように基板１０の周囲に配置され、基板面１０と平行な面を有する周辺部材１５の表面に光硬化性組成物９を塗布する。光硬化性組成物９の塗布後は、一定時間待ち、光８により光硬化性組成物９を硬化させる。この光硬化性組成物９を塗布してから光照射の開始時間までの待ち時間（液滴の広がる時間）については、光硬化性組成物９の粘度が低いほど、短くなることが一般的に知られている。

本実施形態では、図３（ａ）に光硬化性組成物９の塗布の方法について説明する。基板周辺部のインプリントを行うレイアウト図の例を示す。基板１０の外周部をインプリントする場合に、光透過性モールドのパターン部７ａが基板１０の外側に露出し、周辺部材１５の表面上に配置される。この光透過性モールドのパターン部７ａが基板１０の外側に露出する部分に光硬化性組成物９を塗布し、硬化する。

塗布の領域は、基板周辺部のインプリントショット３０１の光透過性モールドのパターン部７ａが基板１０の外側に露出し、周辺部材１５の表面上を含む領域である。基板１０の中心から基板周辺部のインプリント３０１が最大の距離となる点３０２が塗布の最外周となる。この距離は、基板１０のインプリントのレイアウトに依存するため、制御部６は、基板１０のインプリントのレイアウトからこの最外周の距離を算出するものとする。例えば、図３（ａ）の例では、ショットサイズをＸ：２６ｍｍ、Ｙ：３３ｍｍとすると基板周辺部のインプリント３０１の最大の距離となる点３０２は、基板１０の中心から約１８９ｍｍと算出される。周辺部材１５上の光硬化性組成物９の塗布領域は、この領域の範囲以上とするが、周辺部材１５の外側の領域には光硬化性組成物９を塗布しない構成でもよい。一方で、周辺部材の表面全面に塗布してもよい。

図３（ｂ）の例では、基板１０のインプリントのレイアウトが、図３（ａ）とは異なり、インプリントのレイアウトの全体をＸ方向に＋１３ｍｍずらした例である。この場合の最外周の距離を算出する。この例では、ショットサイズをＸ：２６ｍｍ、Ｙ：３３ｍｍとすると基板周辺部のインプリント３０１の最大の距離となる点３０２は、基板１０の中心から約１８１ｍｍと算出される。周辺部材１５上の光硬化性組成物９の塗布領域は、この領域の範囲以上とするが、周辺部材１５の外側の領域には光硬化性組成物９を塗布しない構成でもよい。一方で、周辺部材の表面全面に塗布してもよい。

本光硬化性組成物９の塗布及び硬化の工程は、制御部６の指示により実施され、そのタイミングは、特に限定しない。

＜第２実施形態＞
次に、図４に基づいて第２実施形態のインプリント装置について説明する。図４は第２実施形態のインプリント装置の概略図である。光硬化性組成物９を硬化するため光照射部４０１が構成される。本実施形態のインプリント装置は、インプリント装置内にインプリントで使用される光８とは異なる光照射部４０１備え、周辺部材１５上の光硬化性組成物９を非接触で硬化させる。使用する光の波長は、インプリントで使用される光８と同じ波長であることが望ましい。

光照射部４０１により、光硬化性組成物９を周辺部材１５上の塗布した後に光を照射することにより光硬化性組成物９が硬化され、異物を周辺部材１５上に固定することが出来る。光を照射する条件は、光硬化性組成物９が硬化するために必要な照度及び照射時間に合わせる事が望ましい。この照度及び照射時間は、使用する光硬化性組成物９によって異なるため、あらかじめ使用する光硬化性組成物９の種類を制御部６に登録しておくとよい。登録された情報に基づき、使用する光硬化性組成物９によって照度及び照射時間を調整することができる。

本実施形態では、周辺部材１５上の光硬化性組成物９を硬化させる領域がインプリント装置内のインプリントで使用される光８より広い領域（例えば、ショットサイズがＸ：２６ｍｍ、Ｙ：３３ｍｍである場合）には、この実施形態が有効となる。

光硬化性組成物９は、酸素が存在すると酸素阻害で硬化しないことがあるため、ヘリウムや二酸化炭素や窒素などの雰囲気で露光するのがよい。光照射部４０１については、平行光が望ましい。光源としては、ＬＥＤ、レーザダイオード（ＬＤ）、ハロゲンランプ、エキシマランプ、冷陰極管、ＨＩＤランプ等が挙げられる。その他の光源の構成をしても構わないが、本実施形態では、光透過性モールド保持部３に光照射部４０１を搭載するため小型・軽量のＬＥＤ、ＬＤが適している。

未硬化状態の光硬化性組成物９を吐出する吐出部２０の先端には未硬化状態の光硬化性組成物９が充填された状態になっている。光が照射されると吐出部２０の先端部の光硬化性組成物９も硬化し、不吐出となることがあるため、吐出部２０が十分離れた位置にあったり、光が照射されない遮光部を設けたりすることが望ましい。光照射部４０１の高さについては、特に限定はしないが、光硬化性組成物９が硬化しやすい雰囲気となるように塗布された光硬化性組成物９との距離が１ｍｍ以下であればよい。

本光硬化性組成物９の塗布及び硬化の工程は、制御部６の指示により実施され、そのタイミングは、特に限定しない。

＜第３実施形態＞
次に、図５に基づいて第３実施形態のインプリント装置について説明する。図５は第３実施形態のインプリント装置に構成されるエアー排気部の概略図である。本実施形態のインプリント装置は、インプリント装置内の周辺部材１５にエアー排気５０１を備え、周辺部材１５上部のエアーを排気する。周辺部材１５上部のエアーを排気することで、周辺部材１５表面近傍の異物の付着を軽減することが出来る。エアー排気部は、真空ポンプなどの排気部（不図示）に接続される。排制御部６は、インプリント中に光硬化性組成物９を硬化するために供給するヘリウムや二酸化炭素や窒素などのガスの供給状態を阻害させないため、このエアーの排気を行わない。

このエアー排気５０１の排気流量は、一般的に使用されているパーティクルカウンターと同様に０．１キュービックフィート（２．８３Ｌ／ｍｉｎ）から１．０キュービックフィート（２８．３Ｌ／ｍｉｎ）であればよい。排気孔の大きさは通過する異物の大きさ以上であればよい。例えば、装置内で発生する異物の大きさが１マイクロメートルであれば、１００マイクロメートルの排気孔の大きさきさであれば十分である。排気孔の配置については、塗布する光硬化性組成物９の最小ドロップ間隔以上であることが望ましい。例えば、最小ドロップ間隔が５０マイクロメートルであれば、その倍の間隔である１００マイクロメートル以上が望ましい。

制御部６は、光硬化性組成物９を塗布する場合、この排気孔に光硬化性組成物９を塗布しない位置制御をおこなう必要がある。周辺部材１５上のエアー排気５０１の位置は、周辺部材１５をインプリント装置に搭載した際に光センサなど（不図示）などで計測を行い、制御部６に記録しておく。

＜第４実施形態＞
次に、図６に基づいて第４実施形態のインプリント装置について説明する。図６（ａ）は第４実施形態のインプリント装置に構成される周辺部材１５上の光硬化性組成物９の除去に関する説明図である。本実施形態のインプリント装置は、インプリント装置内に生産には使用しない光透過性モールド６０１（例えば、パターンを有しないブランクモールドが望ましい）を備える。

周辺部材１５上の光硬化性組成物９を除去するためにインプリント装置内の光透過性モールド６０１を保管しているモールドのライブラリユニット（不図示）から、光透過性モールド６０１を取り出し、生産で使用している光透過性モールド７と交換する。周辺部材１５上の硬化済みの光硬化組成物９にさらに光硬化性組成物６０２を塗布し、インプリントを行う。

光硬化された光硬化性組成物は、インプリント後、周辺部材１５から除去され、光透過性モールド６０１に吸着する。光透過性モールド６０１は、インプリント装置１のモールド保持部３から排出され、光硬化性組成物がモールドの洗浄機（不図示）で洗浄処理が行われる。洗浄処理が終了した光透過性モールド６０１は、本処理に再度使用される。本処理は、制御部６により制御される。

光透過性モールド６０１とすでに硬化した光硬化性組成物９とのＺ方向の距離は、生産用の光透過性モールド７と同じインプリント条件が使用される。本処理を行う場合は、図６（ｂ）（ｃ）のように光硬化性組成物の塗布については、光透過性モールド６０１の接触面と同じか、または、小さくする必要がある。Ｘ方向に２６ｍｍ、Ｙ方向に３３ｍｍの大きさの光透過モールド６０１を使用する場合の大きさの場合、この大きさより同じか、または小さくする必要がある。例えば、Ｘ方向に２５ｍｍ、Ｙ方向に３２ｍｍの大きさとする。

本実施形態にて処理を行う場合には、周辺部材１５上の除去しようとする光硬化性組成物９の大きさが、光透過性モールド６０１の接触面より大きいと、光硬化性組成物が除去できたとしても光硬化組成物が、光透過性モールド６０１の接触面から脱落し、異物となることがある。そのため、光透過モールド６０１の接触面の大きさと同じか、または小さくして処理する必要がある。

また、周辺部材１５上の光硬化組成物９を塗布し、不連続（例えば、間隔は５０マイクロメートルとする）に硬化しておく必要がある。これは、光硬化性組成物９が連続的に塗布され、硬化していると、光硬化性組成物９と周辺部材１５の接着力が光透過モールド６０１との接着力より大きくなり、光硬化性組成物９と周辺部材１５から除去できなくなるためである。

本実施例は、光硬化性組成物９を周辺部材１５上に最初に塗布した場合や周辺部材１５上の光硬化組成物９を部分的に塗布した場合の光硬化性組成物の除去処理として有効な実施例となる。

（物品の製造方法）
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、モールド等である。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、レジストパターン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、レジストパターンは除去される。

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、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に成形されたシリコンウエハ等の基板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の表面に光硬化材料３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になった光硬化材料３ｚ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、インプリント用のモールド４ｚを、その凹凸パターンが成形された側を基板上の光硬化材料３ｚに向け、対向させる。図８（ｃ）に示すように、光硬化材料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。光硬化材料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光硬化材料３ｚは硬化する。

図８（ｄ）に示すように、光硬化材料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上に光硬化材料３ｚの硬化物のパターンが成形される。この硬化物のパターンは、モールドの凹部が硬化物の凸部に、モールド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、インプリント材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パターン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が成形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。

以上、本発明の好ましいいくつかの実施形態を説明したが、本発明のこれらの実施形態は、例として説明したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。実現可能な実施形態は、種々の形態で実施されることが出来る。本発明の要旨の範囲で、大きさの変更、位置の変更、内容の省略、置き換え、または形状の変更を行うことが出来る。これらの変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明の範囲に含まれる。

１ インプリント装置
３ モールド保持部
７ 光透過性モールド
７ａ パターン部
８ 光（露光光）
９ 光硬化性組成物
１０ プロセス基板
１５ 周辺部材
２０ 吐出部
３０１ 基板周辺部のインプリント
４０１ 光照射部
５０１ エアー排気
７０１ 異物

Claims (12)

1. 基板上に配置された硬化性組成物とモールドとを接触させ、該接触させた状態で硬化性組成物を硬化することで基板上に硬化物を形成する成形装置であって、
   硬化性組成物を供給する供給部と、
   モールドを保持するモールド保持部と、
   基板を保持する基板ステージと、
   前記基板ステージに保持された基板の周辺に配置される周辺部材と、
   前記供給部、前記モールド保持部および基板ステージの動作を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部が、前記基板と前記モールドとを近づける前に、前記供給部により硬化性組成物を前記周辺部材の表面に供給する動作を制御する
   ことを特徴とする成形装置。
2. 前記周辺部材の表面に供給する動作は、前記成形装置内で実施される請求項１に記載の成形装置。
3. 前記制御部は、前記周辺部材の表面に供給する動作の後に、供給された硬化性組成物を硬化する動作を制御する請求項１に記載の成形装置。
4. 前記周辺部材の表面に供給された前記硬化性組成物の厚みを計測する計測部を有する請求項１に記載の成形装置。
5. 前記制御部は、前記周辺部材の表面に供給された硬化性組成物の厚みが一定以上の厚みとなった場合、前記周辺部材の高さ位置を下げる、または前記周辺部材上の硬化性組成物を除去する動作を制御する請求項１記載の成形装置。
6. 前記モールドは、表面に凹凸のパターンを有しており、基板上に硬化物のパターンを形成するインプリント装置である請求項１に記載の成形装置。
7. 前記モールドは、表面が平坦な成形型であり、基板表面を平坦化する平坦化装置である請求項１に記載の成形装置。
8. 前記基板がウエハであり、ウエハの外周部においてモールドが接触する領域からはみだした領域に対向する周辺部材上に硬化性組成物が付与されている、請求項１に記載の成形装置。
9. 前記制御部は、前記周辺部材に塗布する硬化性組成物の表面の高さ位置が、基板の表面の高さ位置より低くなるように塗布量を制御する、請求項１に記載の成形装置。
10. 前記制御部は、前記基板の周辺部材に塗布する硬化性組成物の近傍のエアーを排気する動作を制御する、請求項１に記載の成形装置。
11. 基板上に配置された硬化性組成物とモールドとを接触させ、該接触させた状態で硬化性組成物を硬化することで基板上に硬化物を形成する成形方法であって、
    基板に硬化性組成物を供給する工程と、
    基板を保持する基板ステージが有する前記基板の周辺部材の表面に硬化性組成物を供給する工程と、
    前記基板と前記モールドとを近づける工程と、を有し、
    前記基板と前記モールドとを近づける工程の前に、前記基板の周辺部材の表面に硬化性組成物を供給する、ことを特徴とする、成形方法。
12. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の成形装置を用いて、基板上の組成物を成形する工程と、成形された組成物を有する基板を加工する工程と、加工された基板から物品を得る工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。

Images