JP5932286B2 - インプリント装置、それを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、およびそれを用いた物品の製造方法に関する。

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（モールド）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（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（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。

ここで、インプリント処理が施される基板は、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ることで、基板が拡大または縮小し、平面内で直交する２軸方向でパターンの形状（またはサイズ）が変化する場合がある。したがって、インプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付けるに際し、基板上に予め形成されているパターン（基板側パターン）の形状と、型に形成されているパターン部の形状とを合わせる必要がある。この僅かに変形した基板側パターンの形状と型のパターン部の形状とを合わせる技術として、特許文献１は、型の外周に対して外力を与えることで、型（パターン部）を変形させる装置を開示している。しかしながら、この特許文献１に示す装置では、例えば、型の材質が石英であるとすると、ポアソン比が０．１６であるため、型の軸方向の一端を圧縮すると、その軸に直交する方向の一端が膨張する。したがって、このような型のポアソン比に依存する変形が生じると、特に型を台形形状に変形させたい場合に、型の面内が線形に変形しづらいため、重ね合わせ精度に影響を及ぼす可能性がある。そこで、このような形状補正時に、型にポアソン比に依存した変形を生じさせない方法として、特許文献２は、型を加熱して熱変形させることで、基板側パターンの形状と型のパターン部の形状とを合わせるインプリント方法を開示している。

特表２００８−５０４１４１号公報 国際公開第２００９／１５３９２５号

しかしながら、特許文献２に示す方法では、型の材質が石英であるとすると、樹脂を硬化させるための紫外線は、その大半が型を通過してしまうため、型を加熱させるための光として利用することが難しい。したがって、型を効率良く加熱させるためには、型が吸収し易い赤外線などを照射する光源が別途必要となり、結果的にインプリント装置が高コストとなる可能性がある。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、インプリント処理に際し、基板上に予め存在するパターンと、新たに形成される樹脂のパターンとの重ね合わせに有利なインプリント装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上のインプリント材を型に接触させた状態で硬化させて、基板上に硬化した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、インプリント材は、第１波長の光を受光することで硬化する光硬化性の材料であり、前記第１波長の光の光路上に配置することにより前記基板上の基板側パターンが前記第１波長の光を受光しないようにすることが可能な光学素子を含み、第１波長とは異なる第２波長の光を用いて基板側パターンを熱変形させる基板加熱機構と、基板加熱機構を制御して、第１波長の光が基板側パターンに照射されていない間に基板側パターンを熱変形させることで、型に形成されているパターン部の形状に基板側パターンの形状を近づける制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、インプリント処理に際し、基板上に予め存在するパターンと、新たに形成される樹脂のパターンとの重ね合わせに有利なインプリント装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係るウエハ加熱機構の構成および配置を示す図である。 光調整器として採用する液晶装置の表面構成を示す図である。 予め存在するパターンの形状補正の流れを示すフローチャートである。 予め存在するパターンに対する照射量分布などを示す図である。 予め存在するパターンに対する他の照射量分布などを示す図である。 第２実施形態に係るウエハ加熱機構の構成および配置を示す図である。 光調整器として採用するＤＭＤの表面構成を示す図である。 第３実施形態に係るウエハ加熱機構の構成および配置を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態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、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、ウエハ上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。また、以下の図においては、ウエハ上の樹脂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、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、ウエハ加熱機構６と、制御部７とを備える。

光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、この光源から照射された紫外線９をインプリントに適切な光に調整する光学素子とから構成される。

モールド８は、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、ウエハ１０に対する面には、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部８ａを含む。また、モールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な材質であり、本実施形態では一例として石英とする。さらに、モールド８は、後述するような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。

モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１１と、このモールドチャック１１を保持し、モールド８（モールドチャック１１）を移動させるモールド駆動機構１２とを有する。モールドチャック１１は、モールド８における紫外線９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８を保持し得る。例えば、モールドチャック１１が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１１は、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ＯＮ／ＯＦＦによりモールド８の脱着が切り替えられる。また、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１２は、光照射部２から照射された紫外線９がウエハ１０に向かうように、中心部（内側）に開口領域１３を有する。この開口領域１３には、開口領域１３の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。圧力調整装置は、例えば、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４との押し付けに際して、空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部８ａをウエハ１０に向かい凸形に撓ませ、樹脂１４に対してパターン部８ａの中心部から接触させ得る。これにより、パターン部８ａと樹脂１４との間に気体（空気）が残留することを抑え、パターン部８ａの凹凸部に樹脂１４を隅々まで充填させることができる。

モールド駆動機構１２は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４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８を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１２に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、モールド８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θ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８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８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ４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。

ウエハ１０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、紫外線硬化樹脂であり、モールド８に形成されたパターン部８ａにより成形される樹脂１４が塗布される。

ウエハステージ４は、ウエハ１０を保持し、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４との押し付けに際してモールド８と樹脂１４との位置合わせを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１０を、吸着力により保持するウエハチャック１６と、このウエハチャック１６を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構１７とを有する。このステージ駆動機構１７に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータや平面モータがある。ステージ駆動機構１７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、ウエハ１０のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１０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、ウエハステージ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（反射部）１８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１８にそれぞれビームを照射することで、ウエハステージ４の位置を測定する複数のレーザー干渉計（測長器）１９を備える。レーザー干渉計１９は、ウエハステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部７は、このときの計測値に基づいてウエハ１０（ウエハステージ４）の位置決め制御を実行する。

塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１０上に樹脂（未硬化樹脂）１４を塗布する。ここで、この樹脂１４は、紫外線９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。また、塗布部５の吐出ノズル５ａから吐出される樹脂１４の量も、ウエハ１０上に形成される樹脂１４の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。

ウエハ加熱機構（基板加熱機構）６は、インプリント装置１に搬入されたウエハ１０上に予め存在する被処理部としてのパターン（基板側パターン）２０を加熱することで、パターン２０を所望の形状またはサイズに変化させる。図２は、インプリント装置１に設置されたモールド８とウエハ１０とに対するウエハ加熱機構６の構成および配置を示す概略図である。なお、図２において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このウエハ加熱機構６では、パターン２０を加熱するための熱源として、樹脂１４を硬化させるための光（紫外線９）を照射させる光照射部２の光源を併用する。

ここで、ウエハ加熱機構６によるパターン２０の形状補正は、樹脂１４をパターン２０上に塗布し、モールド８と樹脂１４とを押し付けた後で、かつ樹脂１４を硬化させる前に実施され得る。しかしながら、ウエハ加熱機構６として単に光照射部２から照射された光を利用するだけでは、パターン２０の形状補正が完了する前に樹脂１４が硬化してしまい望ましくない。そこで、ウエハ加熱機構６は、光照射部２から照射された光のうち、樹脂１４が感光（硬化）する波長（第１波長）のものを反射または吸収して遮光（分離）する光学フィルタ（光学素子）２１を有する。例えば、光照射部２から照射された光の波長帯域が２００〜８００ｎｍであるとすると、このうち、樹脂１４が感光する光の波長（第１波長）は、３００〜４００ｎｍの波長帯域に存在する。したがって、光学フィルタ２１としては、第１波長以外の光、例えば４００〜８００ｎｍの波長帯域に波長（第２波長）が存在する光を透過するものとすればよい。この光学フィルタ２１は、光照射部２からウエハ１０上に向かう紫外線９の光路上で、かつ光照射部２とモールド８との間に設置される。また、光学フィルタ２１は、後述の制御部７からの動作指令に基づいて、駆動機構２２により光路（Ｚ軸）に直交する平面方向（ＸＹ平面）にて移動可能である。具体的には、光学フィルタ２１は、パターン２０の形状補正時には、図２（ａ）に示すように光路内に進入した状態となり、一方、樹脂１４の硬化時には、図２（ｂ）に示すように光路外へと退避した状態となる。なお、本実施形態のウエハ加熱機構６では、光照射部２から照射された光のうち、特定の波長帯域の光を遮光する光学素子の一例として光学フィルタを採用するが、例えば、干渉フィルタやビームスプリッタなども採用し得る。

さらに、ウエハ加熱機構６は、パターン２０の表面に所望の照射量分布を形成することでパターン２０に温度分布を形成させるために、光照射部２から照射された紫外線９のうち特定部分の光のみをウエハ１０の表面に向けて照射可能とする光調整器２３を有する。図３は、光調整器２３として採用可能な液晶装置３１の表面構成を示す概略図である。この液晶装置３１は、図３（ａ）に示すように、光透過面に格子状に配列された複数の液晶素子３２を有する。これらの液晶素子３２は、後述の制御部７からの動作指令に基づいて個々に与えられる電圧により、パターン２０に向けて照射する任意の照射量分布（照度分布）を形成する。例えば、液晶装置３１は、図３（ｂ）に示すように、複数の液晶素子３２で構成される表面領域の上部に配置されている液晶素子３２にて光が透過し易いように表面全体で階調を付けることで照射量分布を形成することができる。なお、液晶装置３１の分割数、すなわち液晶装置３１における液晶素子３２の配置数は、必要とされる照射量分布に合わせて適宜決定し得る。この光調整器２３は、光照射部２からウエハ１０に向かう紫外線９の光路上で、かつ光照射部２と光学フィルタ２１との間に設置される。

制御部７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７は、例えば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、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態の制御部７は、少なくともウエハ加熱機構６の動作を制御する。なお、制御部７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。

また、インプリント装置１は、インプリント処理に際し、ウエハ１０上に存在し、被処理部となるパターン２０の形状またはサイズを計測するためのアライメント計測系２６を備える。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２７と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２８と、ベース定盤２７から延設され、除振器２９を介してブリッジ定盤２８を支持するための支柱３０とを備える。除振器２９は、床面からブリッジ定盤２８へ伝わる振動を除去する。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８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送するモールド搬送機構や、ウエハ１０を装置外部からウエハステージ４へ搬送する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について説明する。まず、制御部７は、基板搬送機構によりウエハ１０を搬入させ、ウエハステージ４上のウエハチャック１６にウエハ１０を載置および固定させる。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１７を駆動させ、パターン形成領域（被処理部）としてウエハ１０上に存在するパターン２０を、塗布部５による塗布位置へ移動させる。次に、制御部７は、塗布部５に対し、塗布工程としてパターン２０上に樹脂１４を塗布させる。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１７を再駆動させ、ウエハ１０上のパターン２０がモールド８に形成されたパターン部８ａの直下に位置するように移動させる。次に、制御部７は、押型工程として、モールド駆動機構１２を駆動させ、ウエハ１０上の樹脂１４にモールド８を押し付ける。この押し付けにより、樹脂１４は、パターン部８ａの凹凸部に充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１４を硬化させる。そして、樹脂１４が硬化した後に、制御部７は、離型工程として、モールド駆動機構１２を再駆動させ、モールド８を樹脂１４から引き離す。これにより、ウエハ１０上のパターン２０の表面には、パターン部８ａの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１４のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ４の駆動によりパターン形成領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１０上に複数の樹脂１４のパターンを成形することができる。

ここで、インプリント装置１によりインプリント処理が施されるウエハ１０は、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリングなどの成膜工程での加熱処理などを経た後に、インプリント装置１内に搬入される。したがって、ウエハ１０は、インプリント装置１内に搬入される前に拡大または縮小し、ＸＹ平面内で直交する２軸方向でパターン２０の形状（またはサイズ）が変化している場合がある。このパターン２０の変形には、主に、倍率成分、平行四辺形成分、または台形成分の変形成分があり、それらが組み合わされていることもある。そこで、インプリント装置１は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４とを押し付けるに際し、ウエハ１０上に予め形成されているパターン２０の形状を補正し、モールド８に形成されているパターン部８ａの形状とを合わせる必要がある。特に、本実施形態のインプリント装置１では、制御部７は、アライメント計測系２６による計測結果からパターン部８ａの形状の補正量を算出し、パターン２０を熱変形させることにより形状を補正させる。

まず、パターン２０の形状補正の流れについて概説する。インプリント装置１では、パターン２０の形状、すなわち変形成分を補正するために、パターン２０の平面領域の内外に所望の補正量を得るための温度分布を形成する。図４は、本実施形態に係るパターン２０の形状補正の流れを示すフローチャートである。まず、制御部７は、アライメント計測系２６に対してウエハ１０上に存在するパターン２０の形状を計測させる（ステップＳ１００）。次に、制御部７は、ステップＳ１００における計測結果に基づいて、パターン２０に含まれる変形成分を分析し、補正量を算出する（ステップＳ１０１）。次に、制御部７は、ステップＳ１０１にて得られた補正量と、予め準備された各変形成分における補正量に対応した光照射部２と光調整器２３とによる照射量の関係表とを照合し、形状補正のために必要な照射量を導出する（ステップＳ１０２）。そして、制御部７は、ウエハ加熱機構６内の駆動機構２２により光学フィルタ２１を紫外線９の光路内に進入させ、ステップＳ１０２にて得られた照射量を指標として、光照射部２による照射と同時に光調整器２３の動作を制御する（ステップＳ１０３）。このとき、パターン２０の平面領域の内外では、照射量が調整された光を受けて、照射量分布が形成される。

ここで、一例として、パターン２０に台形成分のみを含む変形が生じている場合について具体的に説明する。図５は、パターン２０の補正前および補正後の形状に対応した照射量分布、およびその照射量に伴いパターン２０に生じる温度と変位量との分布を示す概略図である。なお、このパターン２０は、Ｙ軸方向（座標Ｙ）のみに台形成分を含み、Ｘ軸方向には特に変形していないものとする。まず、制御部７は、ステップＳ１０１にて、パターン２０の変形成分が、図５の最左に示すようにＹ軸方向のプラス側の上底が正常幅である下底よりも狭くなった台形成分であると認識し、同時に補正量、すなわち上底の幅を正常に戻す量を算出する。次に、制御部７は、ステップＳ１０２にて補正量と関係表とを照合し、必要となる照射量を導く。そして、制御部７は、光照射部２による照射と同時に光調整器２３を動作させ、パターン２０においてＹ軸方向のみに照射量分布４０を形成する。このとき、照射量分布４０は、上底の部分で最大の補正幅としつつ、上底から下底に向かい徐々に補正幅を小さくさせるため、図５に示すような線形となる。なお、パターン２０のＸ軸方向では台形成分の変形がないと仮定しているため、Ｘ軸方向の照射量は、一様である。このように照射量分布４０が調整された光を受け、パターン２０は、図５に示すような温度分布４１で加熱される。ここで、温度分布４１が下底から上底に向けて一様に上昇せず上底付近にて下降するのは、パターン２０の外側の領域では加熱がなされていないので、放熱によりパターン２０の外周部の温度が低下するためである。この加熱により、パターン２０は、図５に示すような変形量分布４２で熱変形し、図５の最右に示すように、上底の両端では変形が残存する部分があるものの、所望の形状に近似した形状に補正される。

さらに、図５に示す例と比較し、パターン２０の補正後の形状を所望の形状にさらに近づけ、重ね合わせ精度をより向上させる方法もある。図６は、図５に対応したパターン２０の形状補正の他の例を示す概略図である。この図６に示す例では、パターン２０の加熱範囲を、パターン２０の平面領域に限らず、上底の上部に位置する領域５０をも含ませたものとする。上記図５に示す例では、パターン２０の上底の上部に位置する外側の領域では加熱がなされていないので、パターン２０の平面領域にて温度分布４１および変形量分布４２の低下部分が発生した。これに対して、図６に示す例では、領域５０も加熱範囲とすることで、パターン２０の平面領域では、照射量分布５１に対して、図６に示すような線形の温度分布５２および変形量５３となり、低下部分が発生しない。したがって、パターン２０は、図６の最右に示すように、ほぼ所望の形状に補正される。

上記のようなパターン２０の形状補正は、押型工程中または押型工程後で、硬化工程の前に実施され得る。制御部７は、このパターン２０の形状補正にて、パターン２０の形状とモールド８のパターン部８ａの形状とを合わせた後、光学フィルタ２１を紫外線９の光路外へ退避させ、硬化工程に移行する。なお、パターン２０の形状補正を促進するために、形状補正時にパターン２０に対応する領域の吸着力を局所的に低減させてもよい。このとき、制御部７は、樹脂１４を均一に硬化させるために、パターン２０の平面領域にて照射量が均一になるようにウエハ加熱機構６内の光調整器２３を制御してもよい。また、硬化工程時に光学フィルタ２１が退避することで、樹脂１４が感光する波長と感光しない波長の全ての波長帯域の光がパターン２０へ照射されるため、パターン２０での熱量が増加して、パターン２０の形状補正に影響を及ぼす可能性もある。そこで、制御部７は、硬化工程時には、全体の照射量を低減させるように光調整器２３を制御してもよい。このように、インプリント装置１は、パターン２０の平面領域に樹脂１４のパターンを形成しつつパターン２０の形状補正を実施することで、パターン２０の形状とパターン部８ａの形状とを精度良く合わせることができる。このような形状補正に対し、従来のインプリント装置では、モールド保持機構３に、モールド８の側面に外力または変位を与えることでモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する形状補正機構（倍率補正機構）を有するものがある。本実施形態のインプリント装置１では、特に、上記のような従来の形状補正機構によりモールド８のみを変形させて台形成分を補正する場合に比べて、より高精度にパターン２０の形状とパターン部８ａの形状とを合わせることができる。これにより、パターン２０と、新たに形成される樹脂１４のパターンとは、精度良く重ね合わされることになる。特に、本実施形態のパターン２０の形状補正では、従来のモールドを熱変形させることで形状補正を実施する際の赤外線光源などを必要とせず、通常の硬化用光源を含む光照射部２による紫外線９を使用する。したがって、インプリント装置１が高コストとなることを抑えることもできる。

なお、上記パターン２０の形状補正では、台形成分に関する補正について説明したが、例えば倍率成分を補正する場合には、制御部７は、パターン２０の平面領域の内外に均一な温度分布が形成されるように、光調整器２３を制御すればよい。同様に、例えば樽形や糸巻き形の変形成分を補正する場合には、制御部７は、パターン２０の平面領域にて、変形成分に対応する温度分布が形成されるように、光調整器２３を制御すればよい。また、上記パターン２０の形状補正では、パターン２０のＹ軸方向のみに照射量分布を形成するものとしたが、変形成分によりパターン２０のＸ軸方向に照射量分布を形成してもよく、または、Ｘ、Ｙ軸の両方向に照射量分布を形成してもよい。さらに、本実施形態のパターン２０の形状補正は、上記のとおり押型工程中または押型工程後に実施されるのが望ましいが、押型工程前に実施してもよい。

以上のように、本実施形態によれば、インプリント処理に際し、ウエハ１０上に予め存在するパターン２０と、新たに形成される樹脂１４のパターンとの重ね合わせに有利なインプリント装置１を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、第１実施形態では、光調整器２３として液晶装置３１を採用したウエハ加熱機構６を利用するのに対し、光調整器としてデジタル・ミラー・デバイスを採用したウエハ加熱機構を利用する点にある。以下、デジタル・ミラー・デバイス（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を、単に「ＤＭＤ」と表記する。図７は、本実施形態のインプリント装置６０に設置されたモールド８とウエハ１０とに対するウエハ加熱機構６１の構成および配置を示す概略図である。なお、図７において、第１実施形態のインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。まず、ウエハ加熱機構６１は、光照射部２からウエハ１０に向かう紫外線９の向きを垂直方向に変更させる第１反射板６２、第２反射板６３、および第３反射板６４との３つの反射板を有する。これらの反射板としては、一般的なミラー素子が採用可能である。また、ウエハ加熱機構６１は、これら３つの反射板６２、６３、６４により導かれる光路にて、同様に紫外線９の向きを垂直方向に変更させる位置にＤＭＤ６５を有する。このＤＭＤ６５は、複数のミラー素子を光反射面に配置し、各ミラー素子の面方向を個別に調整することで光の照射量を変化させるものである。図８は、光調整器として採用可能なＤＭＤ６５の表面構成を示す概略図である。このＤＭＤ６５は、図８（ａ）に示すように、格子状に配列された複数のミラー素子８０を有する。これらのミラー素子８０は、制御部７からの動作指令に基づいて個々に表面方向、すなわち光の反射方向を変更可能であり、パターン２０に向けて照射する任意の照射量分布を形成する。例えば、ＤＭＤ６５は、図８（ｂ）に示すように、複数のミラー素子８０で構成される表面領域の下部に配置されているミラー素子８０の反射方向を適宜変更することで、表面領域の上部を反射する光の照射量が強くなるような照射量分布を形成することができる。なお、ＤＭＤ６５におけるミラー素子８０の配置数は、必要とされる照射量分布に合わせて適宜決定し得る。

このウエハ加熱機構６１は、図７に示す配置例では、光照射部２とモールド８との間に設置される。パターン２０の形状補正の際には、まず、第１反射板６２は、光照射部２からウエハ１０に向かい照射された紫外線９が一旦外側に向かうように光路を変更する。次に、ＤＭＤ６５は、第１反射板６２にて反射された紫外線９を受け、制御部７からの駆動指令に基づいて、適切な照射量分布を形成するようにミラー素子８０を制御しつつ、紫外線９をウエハ１０側に向かうように光路を変更する。次に、第２反射板６３は、ＤＭＤ６５にて反射された紫外線９を受け、再度、光照射部２からウエハ１０に向かう光路側に紫外線９の光路を戻す。そして、第３反射板６４は、第２反射板６３にて反射された紫外線９を受け、紫外線９をウエハ１０に向けて反射する。

ここで、本実施形態におけるウエハ加熱機構６１も、第１実施形態と同様に、光照射部２から照射された紫外線９のうち、樹脂１４が感光する波長帯域のものを反射または吸収して遮光する光学フィルタ６６を有する。この光学フィルタ６６は、例えば、図７に示すように、第２反射板６３と第３反射板６４との光路間に設置され得る。また、第１実施形態では、光学フィルタ２１が光路（Ｚ軸）に直交する平面方向（ＸＹ平面）にて移動可能である。これに対して、本実施形態では、第１反射板６２と第３反射板６４とが、制御部７からの動作指令に基づいてそれぞれ駆動機構６７、６８により平面方向にて移動可能である。具体的には、第１反射板６２と第３反射板６４とは、パターン２０の形状補正時には、図７（ａ）に示すように光路内に進入した状態となり、一方、硬化工程時には、図７（ｂ）に示すように光路外へと退避した状態となる。このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。上記実施形態では、硬化工程時の照射量分布は、照射される光（紫外線９）の樹脂１４が感光する波長または樹脂１４が感光しづらい波長を問わず、均一（一定）である。これに対して、本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、硬化工程時では、樹脂１４が感光しづらい波長の光は、任意の照射量分布を維持し、一方、樹脂１４が感光する波長の光は、均一な照射量分布とする点にある。図９は、本実施形態のインプリント装置９０に設置されたモールド８とウエハ１０とに対するウエハ加熱機構９１の構成および配置を示す概略図である。なお、図９において、第１実施形態のインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。まず、ウエハ加熱機構９１は、光照射部２からウエハ１０に向かうＺ軸方向の直線上に配置される、上流側の第１光学フィルタ９２と、下流側の第２光学フィルタ９３とを有する。この第１光学フィルタ９２と第２光学フィルタ９３とは、共に光照射部２から照射された紫外線９のうち、樹脂１４が感光する波長帯域のものをそのまま透過させ、一方、樹脂１４が感光しづらい波長帯域のものを垂直方向に反射させる特性を有する。例えば、第１実施形態と同様に、樹脂１４を感光させる紫外線９の主な波長帯域が２００〜４００ｎｍであるとすれば、第１光学フィルタ９２と第２光学フィルタ９３としては、波長帯域が２００〜４００ｎｍ以外の範囲にある光を反射するものとすればよい。また、ウエハ加熱機構９１は、これら２つの光学フィルタ９２、９３により導かれる光路にて、紫外線９の向きを垂直方向に変更させる位置に、第２実施形態と同様のＤＭＤ９４と、その下流側に位置する反射板９５とを有する。なお、このＤＭＤ９４と反射板９５とは、それぞれ第２実施形態におけるＤＭＤ６５と第２反射板６３とに対応し、同一作用を有する。

このウエハ加熱機構９１は、図９に示す配置例では、光照射部２とモールド８との間に設置される。パターン２０の形状補正の際には、まず、第１光学フィルタ９２は、光照射部２からウエハ１０に向かい照射された紫外線９のうち、樹脂１４が感光しづらい波長帯域のもののみを外側に向かうように反射する。次に、ＤＭＤ９４は、第１光学フィルタ９２にて反射された紫外線９を受け、制御部７からの駆動指令に基づいて、適切な照射量分布を形成するようにミラー素子を制御しつつ、紫外線９をウエハ１０側に向かうように光路を変更する。次に、反射板９５は、ＤＭＤ９４にて反射された紫外線９を受け、再度、光照射部２からウエハ１０に向かう光路側に紫外線９の光路を戻す。そして、第２光学フィルタ９３は、反射板９５にて反射された紫外線９を受け、紫外線９をウエハ１０に向けて反射する。

ここで、光照射部２からウエハ１０に向かい照射された紫外線９のうち、樹脂１４が感光する波長帯域のものは、上記のとおり、第１光学フィルタ９２と第２光学フィルタ９３とをそのまま透過し、ウエハ１０上のパターン２０に照射される。したがって、ウエハ加熱機構９１は、第１光学フィルタ９２と第２光学フィルタ９３との間に、パターン２０の形状補正時には紫外線９を通過させ、一方、硬化工程時には紫外線９を遮蔽させる遮蔽板（シャッタ）９６を有する。この遮蔽板９６は、制御部７からの動作指令に基づいて、駆動機構９７により光路（Ｚ軸）に直交する平面方向（ＸＹ平面）にて移動可能である。具体的には、遮蔽板９６は、パターン２０の形状補正時には、図９（ａ）に示すように第１光学フィルタ９２と第２光学フィルタ９３との間の光路内に進入した状態となり、一方、硬化工程時には、図９（ｂ）に示すように光路外へと退避した状態となる。このように、本実施形態によれば、光照射部２から照射された紫外線９のうち、樹脂１４が感光しづらい波長のものは、ＤＭＤ９４にて照射量分布を適宜形成し、一方、樹脂１４が感光する波長のものは、照射時点からの均一な照射量分布を維持する。したがって、上記実施形態と同様の効果を奏しつつ、硬化工程時において、パターン２０の補正された形状を極力保ちながら、樹脂１４を均一に硬化させることができる。

なお、上記実施形態では、モールド８のパターン部８ａとウエハ１０上に存在するパターン２０とを合わせる方法としては、パターン２０の形状補正のみで実施しており、モールド８の形状補正では実施していない。そこで、上記のように、インプリント装置がモールド保持機構３にモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する形状補正機構を有する場合には、上記実施形態に係るパターン２０の形状補正と、形状補正機構によるモールド８の形状補正とを併用させてもよい。これによれば、熱変形により形状補正したパターン２０に対し、パターン部８ａの形状補正によりさらに補正の微調整ができるので、さらに重ね合わせ精度を向上させることができる。

（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述した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）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。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。

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および変更が可能である。

１ インプリント装置
６ ウエハ加熱機構
７ 制御部
８ モールド
８ａ パターン部
９ 紫外線
１０ ウエハ
１４ 樹脂
２０ 基板側パターン
２１ 光学フィルタ

Claims (14)

1. 基板上のインプリント材を型に接触させた状態で硬化させて、前記基板上に硬化した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、
   前記インプリント材は、第１波長の光を受光することで硬化する光硬化性の材料であり、
   前記第１波長の光の光路内に配置することにより前記基板上の基板側パターンが前記第１波長の光を受光しないようにすることが可能な光学素子を含み、前記第１波長の光とは異なる第２波長の光を用いて前記基板側パターンを熱変形させる基板加熱機構と、
   前記基板加熱機構を制御して、前記第１波長の光が前記基板側パターンに照射されていない間に前記基板側パターンを熱変形させることで、前記型に形成されているパターン部の形状に前記基板側パターンの形状を近づける制御部と、を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記第１波長の光および前記第２波長の光を含む光は、同一の光源から出射さ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. 基板上のインプリント材を型に接触させた状態で硬化させて、前記基板上に硬化した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、
   前記インプリント材は、第１波長の光を受光することで硬化する光硬化性の材料であり、
   前記第１波長の光および前記第１の波長とは異なる第２波長の光とを含む光を出射する光源と、
   前記第１波長の光の光路内に配置することにより前記基板上の基板側パターンが前記第１波長の光を受光しないようにすることが可能な光学素子を含み、前記第２波長の光を用いて前記基板側パターンを熱変形させる基板加熱機構と、
   前記基板加熱機構を制御して、前記第１波長の光が前記基板側パターンに照射されていない間に前記基板側パターンを熱変形させることで、前記型に形成されているパターン部の形状に前記基板側パターンの形状を近づける制御部と、を備えることを特徴とするインプリント装置。
4. 前記光学素子を前記第１波長の光と前記第２波長の光とを含む光の光路内の第１位置と前記光路外の第２位置とに駆動する駆動機構を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記光学素子は、前記第１波長の光を反射又は吸収し、かつ、前記第２波長の光を透過させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記光学素子が前記第１波長の光の光路外にある状態で、前記基板側パターンに前記第１波長の光を照射して前記インプリント材を硬化させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記第１波長の光および前記第２波長の光は紫外線の波長帯域の光であり、かつ、前記第２波長の光は、２００〜４００ｎｍ以外の波長帯域の光であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記第１波長の光および前記第２波長の光を含む光は、前記型を透過して前記基板側パターンに照射されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記光学素子は、光学フィルタ、干渉フィルタ、またはビームスプリッタのいずれかであることを特徴とする請求項１又は３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、前記基板側パターンの形状の補正を、前記パターン部と前記基板側パターンに塗布された未硬化状態の前記インプリント材とを押し付けている間、または押し付ける前に実施させ、
    前記基板側パターンの形状を前記パターン部の形状に近づけた後、前記第１波長の光を用いて前記インプリント材を硬化させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記基板加熱機構は、前記第２波長の光の照射量を調整し、前記照射量が調整された光により、前記基板側パターンの平面領域に照射量分布を形成する光調整器を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記光調整器は、光透過面に複数の液晶素子が配置され、前記複数の液晶素子に対する電圧を個別に制御することで前記照射量分布を変化させる液晶装置であ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. 前記光調整器は、光反射面に複数のミラー素子が配置され、前記複数のミラー素子の面方向を個別に調整することで前記照射量分布を変化させるデジタル・ミラー・デバイスであ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。
14. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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