JP6336275B2 - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

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本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。
モールドに形成されたパターンを基板上のインプリント材に転写するインプリント装置が、磁気記憶媒体や半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置では、パターンが形成されたパターン領域を有するモールドと基板のショット領域上に供給されたインプリント材とを接触させ、その状態でインプリント材を硬化させる。そして、硬化したインプリント材からモールドを剥離(離型)することにより、基板上にパターンを形成することができる。
半導体デバイスなどの製造では、基板のショット領域にモールドのパターンを精度よく重ね合わせして転写することが求められている。そのため、基板を保持する基板保持部に複数のペルチェ素子を設けて基板の温度を制御することによりショット領域を変形する方法が提案されている(特許文献1参照)。
特開平06−204116号公報
特許文献1に記載されているように、ペルチェ素子などの熱電素子を用いて基板の温度を高精度に制御するためには、熱電素子または熱電素子によって温度が制御される部材を基板に密接させることが好ましい。しかしながら、発明者は、基板にパーティクルが付着している場合や、基板が傾いている場合などでは、熱電素子または部材を基板に密接させることができず、基板の温度を高精度に制御することが困難になりうることを見出した。
そこで、本発明は、基板とモールドとの重ね合わせを高精度に行う上で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、パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板の第1面に形成されたショット領域上のインプリント材を成形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、前記基板を保持する基板保持部と、記基板保持部に設けられ、前記第1面の反対側の第2面に光を照射することにより記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる加熱部と、前記パターン領域と前記ショット領域との形状差が許容範囲に収まるように前記加熱部を制御する制御部とを含み、前記加熱部は、前記第2面における複数の箇所に照射される光を射出する複数の射出部と、前記複数の射出部から射出された光のそれぞれが通過するように前記基板保持部に設けられた複数の空洞とを含む、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好ましい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、基板とモールドとの重ね合わせを高精度に行う上で有利なインプリント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構成を示す概略図である。 第1実施形態のインプリント装置における基板保持部の構成を示す図である。 基板保持部をZ方向から見たときの図である。 基板保持部の構成例を示す図である。 基板保持部の構成例を示す図である。 インプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。 モールドのパターン領域の形状、および基板のショット領域の形状を示す図である。 加熱部により基板の裏面に照射される光の強度、基板の温度、およびショット領域の変形量における時刻に対する変化を示す図である。 加熱部による変形を行う複数のショット領域の配置を示す図である。
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する。また、各図において、基板の表面と平行な面で互いに直交する方向をそれぞれX方向およびY方向とし、基板の表面に垂直な方向をZ方向とする。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態のインプリント装置1について、図1を参照しながら説明する。インプリント装置1は、パターンが形成されたパターン領域8aを有するモールド8を用いて、基板10の表面(第1面)に形成されたショット領域上のインプリント材を成形して、当該ショット領域にパターンを形成する。例えば、インプリント装置1は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたモールド8を基板上のインプリント材に接触させた状態でインプリント材を硬化させる。そして、インプリント装置1は、基板10とモールド8との間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールド8を剥離(離型)することによって基板上にモールド8のパターンを転写することができる。インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第1実施形態のインプリント装置1は光硬化法を採用している。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂(以下、樹脂14)を基板上に供給し、モールド8と樹脂14とを接触させた状態で樹脂14に紫外線を照射することにより当該樹脂14を硬化させる方法である。紫外線の照射により樹脂14が硬化した後、樹脂14からモールド8を剥離することによって基板上にパターンを形成することができる。
図1は、第1実施形態のインプリント装置1の構成を示す概略図である。インプリント装置1は、モールド保持部3と、基板保持部4と、露光部2と、樹脂供給部5と、アライメント計測部6(計測部)とを含む。また、インプリント装置1は、インプリント処理を制御する(インプリント装置1の各部を制御する)制御部7を含む。制御部7は、CPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成されており、インプリント装置1の各部に回線を介して接続され、プログラムなどに従って各部の制御を実行しうる。制御部7は、インプリント装置1の他の部分と一体に構成されてもよい(共通の筐体内に配置されてもよい)し、他の部分と別体に構成されてもよい(別の筐体内に配置されてもよい)。ここで、モールド保持部3は、ベース定盤27により除振器29と支柱30とを介して支持されたブリッジ定盤28に固定されており、基板保持部4は、ベース定盤27に固定されている。除振器29は、インプリント装置1が設置されている床からブリッジ定盤28に伝わる振動を抑制する。
露光部2は、インプリント処理の際に、基板上の樹脂14を硬化させる光9(紫外線)を当該樹脂14に照射する。露光部2は、例えば、基板上の樹脂14を硬化させる光(紫外線)を射出する光源と、当該光源から射出された光をインプリント処理において適切な光に整形する光学系とを含みうる。第1実施形態のインプリント装置1では、後述するアライメント計測部6から射出される光35の光路を妨げないようにするため、露光部2から射出された光9は、光学部材36で反射されて基板上の樹脂14に照射される。ここで、第1実施形態のインプリント装置1は、露光部2からの光9が光学部材36で反射されて基板10に照射され、アライメント計測部6からの光35が光学部材36を透過して基板10に照射されるように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、露光部2からの光9が光学部材36を透過して基板10に照射され、アライメント計測部6からの光35が光学部材36で反射されて基板10に照射されるように構成されてもよい。光学部材36としては、例えば、特定の波長を有する光を透過し、当該特定の波長と異なる波長を有する光を反射する特性を有するダイクロイックミラーなどが用いられうる。
モールド8は、通常、石英など紫外線を透過することが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域(パターン領域8a)には、基板10に転写する凹凸のパターンが形成されている。また、モールド8は、基板側の面と反対側の面に、パターン領域8a付近の厚みが薄くなるように掘り込まれたキャビティ(凹部)が形成されるように構成されてもよい。このようにキャビティを有し、パターン領域付近を薄くすることで、後述する開口領域13の圧力を増加させたとき、パターン領域8aを基板10に向かった凸形状に変形することができる。
モールド保持部3は、例えば真空吸着力や静電力などによりモールドを保持するモールドチャック11と、モールドチャック11をZ方向に駆動するモールド駆動部12とを含みうる。モールド駆動部12は、中央部(内側)に開口領域13を有しており、露光部2から射出された光がモールド8を介して基板10に照射されるように構成されている。また、開口領域13の一部とモールド8に形成されたキャビティとによって規定される空間が密閉空間になるように、開口領域13に光透過部材(例えばガラス板(不図示))を設けてもよい。このように光透過部材を設けた場合、光透過部材によって密閉された空間には、配管を介して圧力調整装置(不図示)が接続され、それにより当該空間内の圧力が調整される。例えば、モールド8と基板上の樹脂14とを接触させる際には、圧力調整装置により空間内の圧力をその外部の圧力より高く設定し、モールド8のパターン領域8aを基板10に向かった凸形状に変形する。これにより、パターン領域8aをその中心部から外側に向かって基板上の樹脂14に接触させることができるため、モールド8のパターンに気泡が閉じ込められることを低減することができる。その結果、基板上に転写されるパターンの欠損を防止することができる。
ここで、モールド8のパターン領域8aには、製造誤差や熱変形などにより、例えば倍率成分や台形成分、平行四辺形成分などの成分を含む変形が生じている場合がある。そのため、モールド8の側面における複数の箇所に力を加えてパターン領域8aを変形させる変形部38をモールド保持部3に設けてもよい。例えば、変形部38は、図2に示すように、モールド8の各側面に力を加えるように配置された複数のアクチュエータ39を含みうる。そして、モールド8の各側面に配置された複数のアクチュエータ39が各側面における複数の箇所に個別に力を加える。これにより、変形部38は、モールド8のパターン領域8aを変形することができる。変形部38におけるアクチュエータ39としては、例えば、リニアモータやエアシリンダ、ピエゾアクチュエータなどが用いられうる。変形部38における複数のアクチュエータ39は、その変位量、歪み量および印加した力の少なくとも1つがモニタされ、モニタされた結果に基づいて制御部7により制御される。
モールド駆動部12は、例えば、リニアモータやエアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド8と基板上の樹脂14とを接触させたり剥離させたりするようにモールドチャック11(モールド8)をZ方向に駆動する。モールド駆動部12は、モールド8と基板上の樹脂14とを接触させる際には高精度な位置決めが要求されるため、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、モールド駆動部12は、Z方向の駆動だけでなく、XY方向およびωZ方向(Z軸周りの回転方向)にモールド8の位置を調整する位置調整機能や、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していてもよい。ここで、第1実施形態のインプリント装置1では、モールド8と基板10との間の距離を変える動作はモールド駆動部12で行っているが、基板保持部4の基板駆動部17で行ってもよいし、双方で相対的に行ってもよい。
基板10は、例えば、単結晶シリコン基板やSOI(Silicon on Insulator)基板などが用いられる。基板10の表面(被処理面(第1面))には、後述する樹脂供給部5によって樹脂(紫外線硬化樹脂)が供給される。
基板保持部4は、基板チャック16と基板駆動部17とを含み、基板10をX方向およびY方向に駆動する。基板チャック16は、例えば真空吸着力や静電力などで基板10の裏面(第1面の反対側の第2面)を吸着することにより基板10を保持する。基板駆動部17は、基板チャック16を機械的に保持するとともに、基板チャック16(基板10)をX方向およびY方向に駆動する。基板駆動部17は、例えば、リニアモータや平面モータなどが用いられ、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系によって構成されてもよい。また、基板駆動部17は、基板10をZ方向に駆動する駆動機能や、基板10をωZ方向に回転駆動して基板10の位置を調整する位置調整機能、基板10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よい。
また、基板保持部4の位置は、位置計測部19によって計測される。位置計測部19は、例えば、レーザ干渉計やエンコーダなどを含み、基板保持部4の位置を計測する。ここでは、位置計測部19がレーザ干渉計を含む例について説明する。レーザ干渉計は、レーザ光を基板保持部4(基板チャック16)の側面に備えられた反射板18に向けて照射し、反射板18で反射されたレーザ光によって基板保持部4における基準位置からの変位を検出する。これにより、位置計測部19は、レーザ干渉計によって検出された変位に基づいて基板保持部4の現在位置を計測することができる。そして、位置計測部19の計測結果に基づいて、基板保持部4(基板10)の位置決めが制御部7によって制御される。ここで、位置計測部19は、基板保持部4のX方向、Y方向およびZ方向のそれぞれにおいて変位を検出する1つ以上のレーザ干渉計を含みうる。そして、この場合、基板保持部4には、各レーザ干渉計に対応するように複数の反射板18が備えられる。これにより、位置計測部19は、基板保持部4のX方向、Y方向、Z方向、ωX方向(X軸周りの回転方向)、ωY方向(Y軸周りの回転方向)およびωZ方向における位置を計測することができる。
樹脂供給部5は、基板上にインプリント材を供給する。上述したように、第1実施形態では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂(樹脂14)がインプリント材として用いられる。そして、樹脂供給部5から基板上に供給される樹脂14は、半導体デバイスの製造工程における各種条件によって適宜選択されうる。また、樹脂供給部5から供給される樹脂の量は、基板上の樹脂14に形成されるパターンの厚さやパターンの密度などを考慮して適宜決定される。ここで、基板上に供給された樹脂14を、モールド8に形成されたパターンに十分に充填させるために、モールド8と樹脂14とを接触させた状態で所定の時間を経過させるとよい。
アライメント計測部6は、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20とにそれぞれ設けられた複数のマーク(アライメントマーク)を検出することによって、パターン領域8aとショット領域20との形状差を計測する。パターン領域8aのマークとショット領域20のマークとは、パターン領域8aとショット領域20とをXY方向において一致させた際に重なり合うように配置されている。そして、アライメント計測部6がパターン領域8aのマークとそれに対応するショット領域20のマークとに光学部材36を介して光を照射し、それらのずれ量を複数のマークの各々について検出する。これにより、アライメント計測部6は、パターン領域8aとショット領域20との形状差を計測することができる。
このように構成されたインプリント装置1においてインプリント処理が施される基板10は、一連の半導体デバイスの製造工程(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、基板上のショット領域20には、倍率成分や台形成分などの成分を含む変形が生じている場合がある。そして、この場合、変形部38によってモールド8のパターン領域8aを変形することだけでは、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20とを高精度に重ね合わせすることが不十分になりうる。そのため、基板10のショット領域20を、変形部38によって変形されたモールド8のパターン領域8aの形状に合うように変形することが好ましい。そこで、第1実施形態のインプリント装置1は、基板10の裏面から光を照射することにより基板10を加熱してショット領域20を変形させる加熱部37を基板保持部4に含む。以下に、加熱部37を含む基板保持部4の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態のインプリント装置1における基板保持部4の構成を示す図である。
基板保持部4に含まれる加熱部37は、基板10の裏面における複数の箇所に光21を照射することにより、基板10に熱を加えてショット領域20を変形させる。加熱部37は、基板10の裏面における1つの箇所に照射する光21を射出する射出部22aと、当該1つの箇所と射出部22aとの間において基板10の裏面に照射される光が通過するように形成された空洞22bとをそれぞれ有する複数の光照射部22を含む。各光照射部22における射出部22aは、基板の裏面における1つの箇所に光21を斜入射させるように構成されている。また、射出部22aから射出される光21の波長は、基板10に吸収される波長であることが好ましく、例えば紫外から可視領域の波長が用いられうる。第1実施形態の加熱部37では、射出部22aとしてレーザダイオードなどの発光素子40が用いられ、射出部22aから射出された光21を効率良く基板10の裏面に導くためにコリメータレンズ22cが設けられている。そして、複数の光照射部22は、基板上に形成された複数のショット領域20の各々において変形を行うことができるように、例えば図3に示すように、基板保持部4のXY平面内において格子状に配置される。図3は、基板保持部4をZ方向から見たときの図である。光照射部22の配置や個数は、ショット領域20が有する変形成分やショット領域20を変形する際の精度などによって決定されうる。
ここで、各光照射部22は、射出部22aから射出され基板10の裏面で反射された光21を吸収する光吸収部材22dを含んでもよい。これにより、基板10で反射された光21が基板チャック16(空洞22bの内側)や射出部22aなどに照射されて、それらの温度が上昇することを防止することができる。光吸収部材22dは、例えば、基板10の裏面で反射された光21の吸収率が80%以上になるように構成されているとよい。また、各光照射部22は、図4(a)に示すように、射出部22aから射出された光21を透過する光透過部材22e(例えばガラス部材など)を空洞22bに含んでもよい。これにより、基板保持部4が基板10を保持していないときにおいて、パーティクル(ゴミなどの異物)が空洞22bに進入することを防止することができる。さらに、各光照射部22は、図4(b)に示すように、配管23を介して空洞22bの圧力を調整する調整部22fを設けてもよい。このように調整部22fを設けることで、各光照射部22に基板を吸着する機能を持たせることができる。即ち、基板保持部4に基板10が搭載されている状態で各光照射部22における空洞22bの圧力を調整することにより、複数の光照射部22によって基板10を吸着保持させることができる。
基板保持部4は、図1および図2に示すように、基板チャック16と基板駆動部17との間に温調プレート33を含み、各光照射部22の射出部22aが温調プレート33内に設けられるように構成されてもよい。温調プレート33は、例えば、冷媒を流すための流路を有しており、冷媒の流量や温度を制御することにより、基板チャック16の温度を所定の温度に管理したり、射出部22aおよび光吸収部材22dで発生する熱を吸収したりすることができる。また、基板保持部4における加熱部37では、図5に示すように、射出部22aとして、光源部44から射出された光を基板10の裏面における1つの箇所に導く光ファイバ41が用いられもよい。この場合においても、射出部22aとしての光ファイバ41から射出された光21を効率良く基板10の裏面に導くためにコリメータレンズ22cを設けるとよい。そして、光源部44は、基板の裏面における各箇所に照射される光の強度を個別に変更できるように構成されるとよい。
基板保持部4は、基板10における複数の領域の各々を吸着する吸着力をそれぞれ変更可能に構成されてもよい。このように構成された基板保持部4では、ショット領域20とモールド8のパターン領域8aとの位置合わせの際に、当該ショット領域20を含む基板上の領域を吸着する吸着力を、基板上の他の領域を吸着する吸着力より相対的に小さくする。例えば、基板10における複数の領域が、インプリント処理を行う対象のショット領域20aを有する第1領域と、第1領域と異なる第2領域とを含むとする。このとき、基板保持部4は、ショット領域20aとパターン領域8aとの位置合わせにおいて、基板10の裏面に光を照射してショット領域20aを変形させる際に、第1領域における吸着力が第2領域における吸着力より小さくなるように制御される。このように基板上の各領域における吸着力を制御することで、基板10の位置ずれを防ぎながら、ショット領域20aの裏面と基板保持部4との間に発生する摩擦力を低減させ、基板10への入熱量に対するショット領域20aの変形量を大きくすることができる。その結果、ショット領域20aの形状を目標形状にするために基板10に照射される光の照射量を少なくすることができるため、射出部22aから射出される光21の強度を小さくしたり、光21を基板10に照射する時間を短くしたりすることができる。
図3に示す例では、基板保持部4は、基板10における4つの領域10a〜10dの各々を吸着する吸着力を個別に変更可能に構成されている。そして、インプリント処理を行う対象のショット領域20aが領域10cに含まれているものとする。このとき、ショット領域20aとパターン領域8aとの位置合わせの際、ショット領域20aを含む領域10cとそれに隣り合う領域10dとにおける吸着力が、領域10aおよび10bにおける吸着力より小さくなるように基板保持部4が制御される。これにより、基板10の位置ずれを防ぎながら、ショット領域20aの裏面と基板保持部4との間に発生する摩擦力を低減させることができ、ショット領域20aの変形を効率良く行うことができる。ここで、図3に示す基板保持部4は、X方向に沿って分割された基板上の4つの領域10a〜10dにおいて吸着力を個別に変更可能に構成されているが、それに限られるものではない。例えば、基板上の領域の数や形状は、ショット領域20を変形させる上で最適な組み合わせに適宜設定され、それに応じて基板保持部4の構成も適宜変更されうる。
次に、第1実施形態のインプリント装置1において、モールド8のパターンを基板上の複数のショット領域20の各々に転写するインプリント処理の一例について、図6を参照しながら説明する。図6は、モールド8のパターンを基板上の複数のショット領域20の各々に転写するインプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。
S601では、制御部7は、基板10を基板保持部4の上に搬送するように基板搬送機構(不図示)を制御し、基板10を保持するように基板保持部4を制御する。これにより、基板10がインプリント装置1内に配置される。S602では、制御部7は、基板上のショット領域20a(インプリント処理が行われるショット領域20)が樹脂供給部5の下に配置されるように基板駆動部17を制御する。そして、制御部7は、ショット領域20aに樹脂14(未硬化樹脂)を供給するように樹脂供給部5を制御する。S603では、制御部7は、樹脂14が供給されたショット領域20aがモールド8のパターン領域8aの下に配置されるように基板駆動部17を制御する。S604では、制御部7は、モールド8と基板上の樹脂14とが接触するようにモールド駆動部12を制御する。S605では、制御部7は、モールド8のパターン領域8aと基板上のショット領域20aとの形状差を示す情報を取得する。制御部7は、インプリント装置1に設けられたアライメント計測部6でパターン領域8aとショット領域20aとの形状差を計測することによって当該情報を取得してもよい。また、制御部7は、インプリント装置1の外部における計測装置によって得られたパターン領域8aとショット領域20aとの形状差を当該情報として取得してもよい。
S606では、制御部7は、S605において取得された情報に基づいて、モールド8のパターン領域8aにおける補正量と基板10のショット領域20aにおける補正量とを決定する。S607では、制御部7は、モールド8のパターン領域8aにおける補正量に基づいて、変形部38によってパターン領域8aを変形する際における変形部38の駆動量(変形部38がモールドに加える力)を決定する。また、制御部7は、基板10のショット領域20aにおける補正量に基づいて、加熱部37によって基板10の裏面に照射される光の強度分布を決定する。そして、制御部7は、S606において決定した駆動量と光の強度分布とに基づいて変形部38と加熱部37とを制御し、モールド8のパターン領域8aの形状と基板10のショット領域20aの形状とを補正する。即ち、制御部7は、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20aとの位置合わせを行う。
ここで、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20aとの位置合わせについて、図7を参照しながら説明する。図7(a)は、モールド8のパターン領域8aの形状を示す図であり、図7(b)は、基板10のショット領域20aの形状を示す図である。そして、以下では、ショット領域20aに台形成分を含む変形が生じているものとする。まず、制御部7は、変形部38を制御することによりモールド8の±Y方向側の側面における所定箇所に力47を加え、パターン領域8aの形状がショット領域20aの形状(台形形状)に近づくようにパターン領域8aを変形させる。このとき、パターン領域8aには、±Y方向の変形だけではなく+X方向にもポアソン比からなる変形48が生じうるため、パターン領域8aの形状は、図7(a)の破線で示す形状46となる。この段階で、パターン領域8aとショット領域20aとの重ね合わせを行うと、ポアソン比からなる変形の分だけ重ね合わせ精度が低下しうることとなる。そこで、制御部7は、変形部38により変形されたパターン領域8aの形状46を目標形状とし、ショット領域20aの形状が当該目標形状(形状46)に近づくように加熱部37による基板10の加熱を制御する。
例えば、制御部7は、ショット領域20aの温度分布が、Y方向には温度が均一で、かつ+X方向にいくに従って温度が線形に高くなる分布(図7(b)の上図)になるように、加熱部37における各光照射部22の射出部22aを制御する。このとき、基板10は温度に応じて等方的に膨張するため、ショット領域20aは±Y方向だけでなく+X方向にも変形し、図7(b)の破線で示す形状45となる。これにより、ショット領域20aの形状を、変形部38によって変形されたパターン領域の形状46(目標形状)に近づけることができる。即ち、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20aとの位置合わせを高精度に行うことができる。図7に示す例では、台形成分を含む変形が生じているショット領域の補正について説明したが、実際にはショット領域20aに様々な成分(例えば、倍率成分や台形成分、平行四辺形成分など)を含む変形が生じていることがある。この場合では、ショット領域20aに生じている変形の各成分に基づいて、ショット領域のXY面内で適切な温度分布が形成されるように、加熱部37における各光照射部22の射出部22aを制御することが好ましい。
S608では、制御部7は、モールド8を接触させた樹脂14に対して紫外線を照射するように露光部2を制御し、当該樹脂14を硬化させる。モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20aとの重ね合わせを高精度に行うためには、加熱部37によって変形されたショット領域の形状を、樹脂14を硬化している期間51においても維持しておくことが好ましい。そのため、制御部7は、樹脂14を硬化している期間51において、加熱部37によって変形されたショット領域20aの形状が維持されるように、加熱部37が基板10の裏面に照射する光の強度を調整するとよい。
例えば、図8(a)に示すように、ショット領域20aを変形している期間52(時刻tからtまでの間)において、加熱部37により基板10の裏面に照射される光の強度を一定として基板10を加熱する場合を想定する。この場合、期間52(時刻tからtまでの間)では、図8(b)に示すように基板10の温度が線形的に上昇し、図8(c)に示すようにショット領域20aの変形量も線形的に増加していく。そして、制御部7は、ショット領域20aの形状と目標形状との差が許容範囲内に収まった時刻tにおいて、加熱部37により基板10の裏面に照射される光の強度を、基板10の温度が時刻tにおける温度で維持するように低下させる。これにより、樹脂14を硬化している期間51において、ショット領域20aの形状と目標形状との差が許容範囲内に収まった状態を維持させることができる。ここで、時刻t以降(期間51)における光の強度は、加熱部37が光を照射することにより基板10に加わる熱の大きさが基板10から放射される熱の大きさとほぼ同じになるように設定されうる。ショット領域20aから放射される熱は、例えば、基板10内で拡散する熱、基板10から空気などに伝達する熱、基板10から基板チャック16に伝達される熱などを含みうる。
S609では、制御部7は、モールド8を基板上の樹脂14から剥離(離型)するようにモールド駆動部12を制御する。S610では、制御部7は、基板上に引き続きモールド8のパターンを転写するショット領域20(次のショット領域20)があるか否かの判定を行う。次のショット領域20がある場合はS602に戻り、次のショット領域20がない場合はインプリント処理を終了する。ここで、図6では、モールド8と基板上の樹脂14とが接触した状態で、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20aとの位置合わせを行っているが、それに限られるものではない。例えば、当該位置合わせを行ってからモールド8と基板上の樹脂14とを接触させてもよい。即ち、図6において、S604の工程を、S607の工程の後で行ってもよい。
上述したように、第1実施形態のインプリント装置1は、基板10の裏面から光を照射することにより基板10を加熱してショット領域20を変形させる加熱部37を基板保持部4に含む。そして、第1実施形態のインプリント装置1(制御部7)は、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20との形状差が許容範囲に収まるように加熱部37を制御する。これにより、モールド8のパターン領域8aと基板10のショット領域20とを高精度に重ね合わせし、モールド8のパターンを精度よくショット領域20に転写することができる。
ここで、第1実施形態では、基板10に形成された1つのショット領域20aの形状を加熱部37により補正し、当該ショット領域20aに対してインプリント処理を行う例について説明したが、それに限られるものではない。例えば、図9(a)に示すように配列された4つのショット領域20や、図9(b)に示すように斜めに配置された2つのショット領域20など、基板10に形成された複数のショット領域20の形状を加熱部37により一括に補正してもよい。また、第1実施形態では、インプリント処理を行う対象のショット領域20aを変形させる際に、当該ショット領域20aの裏面に光を照射する例について説明したが、それに限られるものではない。例えば、ショット領域20aを変形させる際に、当該ショット領域20aの周辺に配置されたショット領域20の裏面に光を照射してもよい。これにより、ショット領域20aの形状を目標形状(変形部38により変形されたパターン領域8aの形状)に効率良く近づけることができる。
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態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。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)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、レジスト剥離、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。

Claims (15)

  1. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板の第1面に形成されたショット領域上のインプリント材を成形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、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    記基板保持部に設けられ、前記第1面の反対側の第2面に光を照射することにより記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる加熱部と、
    前記パターン領域と前記ショット領域との形状差が許容範囲に収まるように前記加熱部を制御する制御部と
    を含み、
    前記加熱部は、前記第2面における複数の箇所に照射される光を射出する複数の射出部と、前記複数の射出部から射出された光のそれぞれが通過するように前記基板保持部に設けられた複数の空洞とを含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記基板保持部は、前記第2面をチャックすることにより前記基板を保持する、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. 前記加熱部は、前記複数の空洞の各々に設けられ且つ前記第2面に照射される光を透過する光透過部材を含む、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. 前記加熱部は、前記複数の空洞の各々の圧力を調整することにより前記基板を前記基板保持部に保持させる調整部を含む、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。
  5. 前記加熱部は、前記第2面に照射され、前記第2面で反射された光を吸収する光吸収部材を更に含む、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. 前記加熱部は、前記第2面に光を斜入射させるように構成され、
    前記光吸収部材は、前記第2面で反射された光の吸収率が80%以上になるように構成されている、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. 前記基板保持部は、記基板の前記第2面における複数の領域の各々を吸着する吸着力をそれぞれ変更可能に構成され、
    前記複数の領域は、前記インプリント処理を行う対象の前記ショット領域を有する第1領域と、前記第1領域とは異なる第2領域とを含み、
    前記制御部は、前記パターン領域と前記ショット領域との位置合わせにおいて、前記第1領域における吸着力が前記第2領域における吸着力より小さくなるように前記基板保持部を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  8. 各射出部はレーザダイオードを含む、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  9. 各射出部は、光源から射出された光を前記第2面に導く光ファイバを含む、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  10. 前記制御部は、前記ショット領域に温度分布が形成されるように、各射出部から射出される光の強度を個別に変更する、ことを特徴とする請求項乃至のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  11. 前記形状差を計測する計測部を更に含み、
    前記制御部は、前記計測部で計測された前記形状差に基づいて前記加熱部を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。
  12. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板の第1面に形成されたショット領域上のインプリント材を成形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、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に設けられ、前記第1面の反対側の第2面に光を照射することにより前記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる加熱部と、
    前記パターン領域と前記ショット領域との形状差が許容範囲に収まるように前記加熱部を制御する制御部と、
    を含み、
    前記加熱部は、前記第2面に照射される光が通過するように前記基板保持部に設けられた空洞と、前記空洞に設けられ且つ前記第2面に照射される光を透過する光透過部材とを含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  13. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板の第1面に形成されたショット領域上のインプリント材を成形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、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に設けられ、前記第1面の反対側の第2面に光を照射することにより前記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる加熱部と、
    前記パターン領域と前記ショット領域との形状差が許容範囲に収まるように前記加熱部を制御する制御部と、
    を含み、
    前記加熱部は、前記第2面に照射される光が通過するように前記基板保持部に設けられた空洞と、前記空洞の圧力を調整することにより前記基板を前記基板保持部に吸着させる調整部とを含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  14. パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板の第1面に形成されたショット領域上のインプリント材を成形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、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に設けられ、前記第1面の反対側の第2面に光を照射することにより前記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる加熱部と、
    前記パターン領域と前記ショット領域との形状差が許容範囲に収まるように前記加熱部を制御する制御部と、
    を含み、
    前記加熱部は、前記第2面に照射され、前記第2面で反射された光を吸収する光吸収部材を更に含む、ことを特徴とするインプリント装置。
  15. 請求項1乃至14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、
    前記工程でパターンを形成された前記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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