JP6821414B2 - インプリント装置、及び物品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インプリント装置、及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイス等の製造のために基板上に微細なパターンを形成するための装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、基板上のインプリント材と、パターンが形成された部分（以下、パターン部という）を有するモールドとを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、硬化物のパターンを形成する装置である。
インプリント装置の吐出部がインプリント材を吐出したときに生じる微小な液滴が飛散することがある。図９に示すように、飛散した液滴５０４が基板５０３の上に形成された硬化したインプリント材のパターン１５０１に付着することにより、パターン１５０１の凸部１５０１ａ同士が近づくようなパターン１５０１の倒れが生じることがある。
特許文献１には、チャンバ内の気流の上流側に位置するインプリント領域に、気流の下流側に位置するインプリント領域よりも先にパターンが形成されるようにパターンの形成順序を制御するインプリント装置が記載されている。
特開２０１５−２３３１００号公報
特許文献１に記載されているようなパターンの形成時だけのタイミングではなく基板の搬出時においてもこのようなパターンの倒れは発生しうる。あるいは、何らかの要因で吐出部から飛散した液滴が滞留する場合にもパターンの倒れの発生を低減することが求められている。本発明は上記課題に鑑み、基板上に形成されたインプリント材のパターン倒れの発生を低減する上で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。
本発明にかかるインプリント装置は、型を用いて基板の複数の領域上に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、吐出口を含み、該吐出口を介して前記インプリント材を吐出する吐出部と、前記基板を保持して移動するステージと、前記ステージの移動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記複数の領域のうちの第１領域に前記パターンを形成してから前記複数の領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にパターンを形成するまでの期間において前記第１領域に前記吐出口に対向する対向位置を通過させず、且つ、前記吐出口と対向する対向位置で前記基板に沿った気流が生じた状態で前記吐出部が前記基板に対して最後に前記インプリント材を吐出してから所定時間が経過したあとに前記パターンの形成された領域に前記対向位置を通過させるように前記ステージの移動を制御することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に形成されたインプリント材のパターン倒れの発生を低減する上で有利となる。
インプリント装置の構成を示す図である。 搬送機構の動作を説明する図である。 第１実施形態に係るパターンの形成順序を説明する図である。 パターンの形成順序のその他の例を示す図である。 パターンの形成順序の確認方法を示すフローチャートである。 第１実施形態の基板の搬出経路について説明する図である。 第２実施形態の基板の搬出経路について説明する図である。 物品の製造方法を示す図である。 パターン倒れについて説明する図である。 従来のパターンの形成順序を説明する図である。
［第１実施形態］
（インプリント装置の構成）
図１（ａ）は本実施形態のインプリント装置１００の構成を示す図である。インプリント装置１００は、モールド（型）１０２を用いて基板１０３上にインプリント材のパターンを形成する。図１において、光源１０５から出射され、モールド１０２を透過して基板１０３に入射する光１０５ａの光の光軸に平行な軸をＺ軸とする（本実施形態では鉛直方向）。Ｚ軸に垂直な平面内において直交する２軸をＸ軸、Ｙ軸とする。
ステージ１０４は、保持部１０８を介して基板１０３を保持する。保持部１０８は真空ポンプ（不図示）と接続されており、真空吸着力により基板１０３を吸着保持する。ステージ１０４は駆動機構１１３によって、定盤１２９の上を移動する。ステージ１０４はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、及び各軸の回転方向（θＸ、θＹ、θＺ）に移動可能である。駆動機構１１３は、例えば、リニアモータやパルスモータ等のアクチュエータである。
形成機構１０１は、真空吸着力によりモールド１０２を吸着保持するモールド保持部１１０とモールド１０２とをＺ軸方向に移動させるモールド駆動機構（不図示）を有する。モールド駆動機構を用いて、未硬化状態のインプリント材１２７とモールド１０２との接触動作、及び、硬化したインプリント材１２７からのモールド１０２の引き離し動作を行う。これにより、インプリント材１２７には、モールド１０２のパターン部１０２ａに形成された凹凸パターンの反転パターンが形成される。形成機構１０１の中央部には円筒形状の空間１０１ａが形成されている。インプリント材１２７とモールド１０２との接触動作及び引き離し動作は、ステージ１０４のみの移動、あるいは形成機構１０１とステージ１０４の移動の組み合わせにより行ってもよい。引き離しの方向は、例えばＺ軸方向に沿う方向である。
圧力制御部（不図示）は配管１１１を介して気体の送り込み、及び排気を行い、ガラス板１１２及びモールド１０２のくぼみ部１０２ｂで囲われた空間１０１ａ内の圧力を制御する。圧力制御部により空間１０１ａの気圧をインプリント装置１００内の気圧より上昇させることで、モールド１０２のパターン部１０２ａを基板１０３の方向に凸形状に変形させる。
なお、保持部１０８及びモールド保持部１１０は、真空吸着力ではなく静電気力を利用してそれぞれの保持対象物を保持してもよい。
モールド１０２は、中央部に、凹凸パターンの形成された矩形のパターン部１０２ａを備えている。また、モールド１０２の、パターン部１０２ａとは反対側の面にはＺ軸方向に１ｍｍ程度掘り込まれたくぼみ部１０２ｂが形成されている。パターン部１０２ａに設けられた凹部１２３と凸部１２４とを有し、凹部と掘り込み深さが数十ｎｍ〜数百ｎｍ、凹部１２３と凸部１２４のそれぞれの幅が数ｎｍ〜十数ｎｍ程度である。
アライメント系１１６は、パターン部１０２ａの四隅に形成されているマーク（不図示）や基板１０３上に形成されているマーク（不図示）を検出する。検出結果に基づいて制御部１２６は、基板１０３の各ショット領域とパターン部１０２ａとの相対位置や形状差等を取得する。ショット領域は既にパターンを形成し終えた下地層の単位領域であり、スクライブライン（不図示）によって区切られて形成されている。
１つのショットは、光露光装置によってレチクルを用いて形成する繰り返しパターンに相当する。１つのショット領域は、例えば、２６ｍｍ×３３ｍｍ程度のサイズである。１つのショット領域にはユーザーが希望するチップサイズのパターンを１つ又は複数形成されうる。
モールド１０２の材料として、インプリント材１２７を硬化可能な光１０５ａが透過できる材料が用いられる。例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類、サファイアや窒化ガリウム、さらにはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレンなどの樹脂等である。あるいは、これらの材質の任意の積層材でもよい。
アライメント系１０７は、基板１０３上に形成されたアライメントマーク（不図示）と、マーク台１１５の上面に形成された基準マークとを検出する。検出結果に基づいて、制御部１２６がステージ１０４に対する基板１０３の位置を求める。アライメント系１１６は、モールド１０２に形成されたマーク（不図示）と基板１０３上のアライメントマークとを検出する。アライメント系１１６は、モールド１０２に形成されたマークとアライメントマークにより生じるモアレ信号（干渉縞）に基づいて、インプリント材１２７のパターンが形成されるショット領域とパターン部１０２ａとの位置ずれや形状差を求める。
撮像部１１４は、インプリント動作中に基板１０３の方向を撮像して、凹部１２３にインプリント材１２７が充填される様子を観察する。制御部１２６は、撮像部１１４の撮像結果に基づいてモールド１０２と基板１０３との間のパーティクルの有無を判断する。供給機構１２５は、モールド１０２と基板１０３の間の空間に供給するための気体を供給する。当該気体として、例えばヘリウムガスを供給する。これにより、凹部１２３へのインプリント材１２７の充填を促進させる。センサ１０９は、光学式の測距センサであり、基板１０３の表面のＺ軸方向の位置１０９ａ（面位置）を計測する。
吐出部１０６は、未硬化状態のインプリント材１２７を含むタンク（不図示）とインプリント材１２７を吐出するノズル１２２とを有する。図１（ｂ）は吐出部１０６を−Ｚ方向から見た図である。ノズル１２２は、Ｙ軸方向に沿って形成された複数の吐出口１２２ａを介してインプリント材１２７を吐出する。図１（ｂ）では吐出口１２２ａがＸ軸方向に１列のみ形成された場合を図示しているが、Ｘ軸方向に沿って複数列形成されていてもよい。
ノズル１２２は、吐出口１２２ａと対向する対向位置で基板１０３をＸ軸方向に沿って走査させている間にインプリント材１２７ａを吐出する。これにより、基板１０３には複数の液滴状態、あるいは基板１０３上で濡れて広がった状態でインプリント材１２７ａが供給される。ノズル１２２のＹ軸方向の長さは、ショット領域の一辺の長さとほぼ等しくなるように構成されている。駆動機構１１３がステージ１０４のＺ軸方向の位置を調整することにより、ノズル１２２と基板１０３とのＺ軸方向のギャップは数百μｍ〜１ｍｍ程度に調整される。
ステージ１０４は、吐出口１２２ａと対向する対向位置とモールド１０２と対向する位置とを何度も往復移動する。これにより、基板１０３へのインプリント材１２７の付与と付与されたインプリント材１２７へのパターンの形成とが順次行われる。
インプリント装置１００の各構成要素はチャンバ１１８に収容されている。チャンバ１１８の内部の空調機構として、気体供給部１２０及び気体回収部１２１を有する。気体供給部１２０は、チャンバ１１８の外部の雰囲気の気体を取り込み、ケミカルフィルタやパーティクルフィルタで取り込んだ気体に含まれる化学物質や塵を取り除き、チャンバ１１８の内部へ清浄な気体を供給する。気体回収部１２１は真空ポンプなどを用いて気体を吸引する。
気体供給部１２０と気体回収部１２１とにより、チャンバ１１８の内部では＋Ｘ方向から−Ｘ方向に流れる気流１１９が発生する。なお、気流１１９の方向は別の方向に流れる気流であってもよい。
制御部１２６は、形成機構１０１、光源１０５、吐出部１０６、アライメント系１０７、センサ１０９、駆動機構１１３、撮像部１１４、アライメント系１１６、記憶部１３０、と接続されている。記憶部１３０は、各種計測機器などの計測結果や、制御部１２６により決定されたパターンの形成順序などが記憶されている。制御部１２６が記憶部１３０に記憶されているプログラムを読み出し、制御部１２６と接続されている各構成要素を制御してプログラムを実行させる。
制御部１２６は、基板１０３条の複数のショット領域へのパターンの形成順序を決定する決定手段としての機能も有する。決定された形成順序になるように、駆動機構１１３に制御信号を送ることによってステージ１０４の移動を制御する。なお、制御部１２６は、制御部１２６が実行すべき機能を備えていれば、別個の制御基板の集合体であってもよいし、１つの制御基板であってもよい。
図２は基板１０３を搬送する搬送機構（搬出部）２００の動作を説明する図である。搬送機構２００は、基板１０３を保持するハンド２０２、ハンド２０２のＸＹ方向及び回転方向に伸長可能なアーム２０３、アーム２０３をＺ軸方向に移動可能な駆動機構２０１とを有する。搬送機構２００は、複数の基板１０３が保管されている保管部２０４からの基板１０３を抜き出し、待機位置２０５ａへの載置、待機位置２０５ａからステージ１０４への基板１０３の搬入、ステージ１０４から待機位置２０５ｂへの基板１０３の搬出、等を行う。
（パターンの形成順序）
ノズル１２２からインプリント材１２７を吐出すると、基板１０３に着弾する液滴だけでなく当該液滴から分離した霧状の微小な液滴（ミスト）が発生する。当該微小な液滴が、基板１０３に形成されたインプリント材１２７のパターンに付着すること、及び当該付着によるインプリント材１２７のパターンの倒れを低減するためのパターンの形成順序について説明する。本実施形態にかかるパターンの形成順序は、制御部１２６によって予め設定されたものとし、制御部１２６はかかる形成順序を実行するように、ステージ１０４を移動させる。
図３は、第１実施形態に係るパターンの形成順序を説明する図である。図３は、基板１０３に２次元に配置された複数のショット領域（複数の領域）のうち、同じ行、すなわちＸ軸方向に隣り合うショット領域へパターンを形成する様子を示している。なお、前述の凹部１２３及び凸部１２４の図示を省略している。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は＋Ｚ方向から基板１０３を見た図、図３（ｄ）〜図３（ｆ）は−Ｙ方向から基板１０３を見た図である。また、図３（ａ）と図３（ｄ）、図３（ｂ）と図３（ｅ）、図３（ｃ）と図３（ｆ）はそれぞれ同じ時刻での様子を示している。黒色のショット領域は、硬化したインプリント材１２７のパターンが形成されたショット領域を示している。
図３（ａ）と図３（ｄ）は、ショット領域７０１に対して既にインプリント材パターンを形成し終えたときの様子を示す。図３（ｂ）と図３（ｅ）は、ショット領域７０２に対して供給するように、ノズル１２２がインプリント材１２７を吐出し始めた様子を示している。ステージ１０４が＋Ｘ方向に移動している間にインプリント材１２７を吐出する。インプリント材１２７の吐出と同時に、微小な液滴７０３も吐出される。
図３（ｃ）と図３（ｆ）は、ショット領域７０２をモールド１０２と対向させ、ショット領域７０２に供給されたインプリント材１２７に対してパターンを形成し終えたときの様子を示す。図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の間に移行するまでの間、液滴７０３はノズル１２２の付近を漂う。しかし、パターンの形成されたショット領域７０１は吐出口１２２ａと対向する対向位置を通過しないため、インプリント材１２７のパターンが形成されたショット領域７０１に対して液滴７０３が付着することを抑制することができる。
図３（ｃ）と図３（ｆ）に示す状態以降は、基板１０３の一番右側のショット領域の列から順番に１、２、３、・・・、Ｎ列とした場合に、同じ行内では１〜Ｎ列の順にパターンを形成していき、隣の行内では再び１〜Ｎ列の順にパターンを形成していく。
なお、本実施形態に係るパターンの形成順序は図３に示す場合に限られない。図４は、複数のショット領域に対するパターンの形成順序のその他の例を示す図である。図４（ａ）では、まず、基板１０３の右下のショット領域５０５から同じ列内（１列目）のショット領域に対して順にパターンを形成していく。次に、隣の列（２列目）の一番下のショット領域５０６から２列目のショット領域に対して順にパターンを形成していく。これらを列が変わるごとに繰り返して、ショット領域５０７に最後にパターンを形成し終える形成順序でも良い。
図４（ｂ）では、まず、基板１０３の右下のショット領域５０５から同じ列内（１列目）のショット領域に対して順にパターンを形成していく。次に、隣の列（２列目）の一番上野ショット領域５０８から２列目のショット領域に対して順にパターンを形成していく。Ｙ軸方向に往復する順序で順次異なる列にパターンを形成していき、ショット領域５０９に最後にパターンを形成し終える形成順序でもよい。
つまり、吐出口１２２ａと対向する対向位置からモールド１０２と対向する位置に向かう方向に第１ショット領域（第１領域）及び第２ショット領域（第２領域）が順に並んでいる場合に、第１ショット領域よりも先に第２ショット領域にパターンを形成する。このような形成順序にして、第１ショット領域にインプリント材１２７のパターンを形成してから第２ショット領域にパターンを形成するまでの期間に、第１ショット領域が吐出口１２２ａと対向する対向位置を通過する形成順序を規制（禁止）する。
規制すべき従来のパターンの形成順序を、参考までに図１０に示す。図５（ａ）〜図５（ｃ）は＋Ｚ方向から基板１０３を見た図、図５（ｄ）〜図５（ｆ）は−Ｙ方向から基板１０３を見た図である。また、図５（ａ）と図５（ｄ）、図５（ｂ）と図５（ｅ）、図５（ｃ）と図５（ｆ）はそれぞれ同じ時刻での様子を示している。黒色のショット領域は、硬化したインプリント材１２７のパターンが形成されたショット領域を示している。ショット領域５０１に先にパターンを形成してしまうと、ショット領域５０２へのインプリント材１２７の付与のための移動中にショット領域５０１が吐出口１２２ａと対向する対向位置を通過してしまう。微小な液滴５０４がショット領域５０１に付着しやすくなる。
図１０に示すような形成順序を規制（禁止）することによって、吐出口１２２ａと対向する位置に浮遊する微小な液滴７０３が、硬化したインプリント材１２７のパターンに付着することを抑制できる。これにより、基板１０３上に形成されたインプリント材のパターン倒れの発生を低減することができる。
本実施形態において、吐出口１２２ａの下方における気流は、吐出口１２２ａと対向する対向位置からモールド１０２に対向する位置に向かう方向の成分を含まない方向に形成されることが好ましい。微小な液滴７０３が基板１０３上に形成されたパターンに付着することをより抑制することができる。
［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態のように制御部１２６がパターンの形成順序を設定するのではなく、インプリント装置１００のユーザーがパターンの形成順序を設定できる点で第１実施形態とは異なる。ただし、液滴７０３が、形成されたインプリント材１２７のパターンに付着することを回避できる形成順序かどうかを制御部１２６が確認する。
インプリント装置１００は、前述の構成に加え、ユーザーがパターンの形成順序を設定するためのユーザーインターフェースを有する。当該ユーザーインターフェースはディスプレイ等を含み、制御部１２６と接続されている。記憶部１３０には、図５のフローチャートに示すプログラムが記憶されている。制御部１２６は当該プログラムを読み出して、パターンの形成順序を確認する。さらに、記憶部１３０にはモールド１０２の種類と、それぞれのモールド１０２が形成順序の確認の要否とが対応づけられて記憶されている。形成順序の確認が必要なモールド１０２とは、例えば、凹部１２３と凸部１２４のピッチが狭いパターンであったり、凸部１２４の横の長さよりも縦の長さ（Ｚ軸方向の長さ）が２倍以上の場合である。
図５は、パターンの形成順序の確認方法を示すフローチャートである。Ｓ６０１では、制御部１２６はモールド１０２がインプリント装置１００に搬入されたモールド１０２の種類を確認する。Ｓ６０２では、制御部１２６は、記憶部１３０に記憶された情報を参照して、Ｓ６０１で搬入されたモールド１０２が形成順序の確認が必要なモールドかどうかを判断する。
Ｓ６０２において、制御部１２６が形成順序の確認が不要なモールドである（Ｎｏ）と判断した場合は、Ｓ６０５に進む。インプリント装置１００内に搬入された基板１０３に対して、ユーザーからユーザーインターフェースを介して設定されたパターンの形成順序通りに基板１０３の各ショット領域に対してインプリント処理を行う。当該パターンの形成順序が、第１実施形態で説明した形成順序のいずれでなくても構わない。
Ｓ６０２において、制御部１２６が形成順序の確認が必要なモールドである（Ｙｅｓ）と判断した場合は、Ｓ６０３に進み、ユーザーからユーザーインターフェースを介して設定されたパターンの形成順序を確認する。Ｓ６０４において、制御部１２６はパターンの形成順序が所定の条件を満たすかどうかを判断する。
所定の条件とは、先にインプリント材１２７のパターンの形成された領域が吐出部１０６との対向位置を通らないことである。基板１０３の一番＋Ｘ方向側の列から順番に列番号を１、２、〜、Ｎ列、基板１０３の一番＋Ｙ方向側の行から順番に行番号を１、２、〜、Ｎ’行とする。この場合に、同一行内における２つのショット領域のうち＋Ｘ方向側のショット領域に先にパターンを形成する順序である。第１実施形態で示した順序などが好ましい形成順序である。
Ｓ６０４で制御部１２６が所定の条件を満たす（Ｙｅｓ）と判断した場合は、Ｓ６０５に進み搬入された基板１０３に対して、ユーザーからユーザーインターフェースを介して設定されたパターンの形成順序通りにインプリント処理を行う。Ｓ６０４で制御部１２６が所定の条件を満たさない（Ｎｏ）と判断した場合は、すなわち、先にインプリント材１２７のパターンの形成された領域が吐出部１０６との対向位置を通ると判断した場合はＳ６０６に進む。Ｓ６０６で、制御部１２６はユーザーに対してエラーを通知する。エラーの通知方法は、前述のインターフェースに形成順序が不適切であることを通知してもよいし、所定の光源の点灯や、所定の音を発することによって通知してもよい。Ｓ６０６をエラーを通知したあと、基板１０３に対するインプリント処理は行わずに図４のフローチャートに示すプログラムを終了する。
なお、Ｓ６０６でエラーを通知するとともにユーザーに対して前述の所定の条件を満たすパターンの形成順序の再設定を促す表示をしてもよい。あるいは、前述の所定の条件を満たす推奨のパターン形成順序を予め記憶部１３０に記憶しておき、Ｓ６０６でエラーを通知したあとに、当該推奨パターン形成順序でインプリント処理を行ってもよい。
このように、第１ショット領域にインプリント材１２７のパターンを形成してから第２ショット領域にパターンを形成するまでの期間に、第１ショット領域が吐出口１２２ａと対向する対向位置を通過する形成順序を規制する。これにより、吐出口１２２ａと対向する位置に浮遊する液滴が、硬化したインプリント材１２７のパターンに付着することを抑制し、基板１０３上に形成されたインプリント材のパターン倒れの発生を低減することができる。
本実施形態において、吐出口１２２ａの下方における気流は、吐出口１２２ａと対向する対向位置からモールド１０２に対向する位置に向かう方向の成分を含まない方向に形成されることが好ましい。微小な液滴７０３が基板１０３上に形成されたパターンに付着することをより抑制することができる。
［第３実施形態］
次に、基板１０３上の全てのショット領域に対してインプリント処理を終えた後、すなわち、基板１０３の最後のショット領域に対してパターンを形成したあとの基板１０３の搬出動作について説明する。なお、基板１０３のショット領域に対するパターンの形成は、先にパターンの形成された領域が吐出口１２２ａと対向しないように行われる。そのためであれば、インプリント材１２７の付与とインプリント処理とのためのステージ１０４の移動が最短距離で行われなくてもよい。
ステージ１０４は最後にショット領域に対してパターンを形成したときの基板ステージ１０４の位置Ｐから搬送機構２００によって基板１０３を搬出可能な位置Ｐ’まで移動する。位置Ｐ及び位置Ｐ’は、例えばステージ１０４の中心位置である。
図６は基板１０３の搬出経路を示す図であり、ステージ１０４及び搬送機構２００を＋Ｚ方向から見た図である。既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図６に示すように搬送機構２００がモールド保持部１１０に対して吐出部１０６側に設けられている。
この場合、従来のように、位置Ｐから位置Ｐ’までの最短経路である経路９０１に沿ってステージ１０４が移動すると、パターンの形成されたショット領域が吐出口１２２ａとの対向位置を通過してしまう。最後にノズル１２２が液滴を吐出したときに生じた微小な液滴７０３が、基板１０３の搬出時も吐出口１２２ａとの対向位置に滞溜している場合、微小な液滴７０３が形成されたパターンに付着してパターン倒れが生じるおそれがある。
そこで、制御部１２６は基板１０３の搬出経路を迂回経路に設定する。迂回経路とは、基板１０３に対して最後にインプリント材１２７のパターンを形成したあと搬送機構２００までステージ１０４を移動させるまでの間に、パターンの形成された複数のショット領域が吐出口１２２ａとの対向位置を通過しない経路である。さらに、位置Ｐから位置Ｐ’までの最短経路でもない経路でもありうる。経路９０２は迂回経路の一例である。経路９０２は、ノズル１２２に対して−Ｙ方向側に基板１０３が位置するようにステージ１０４を移動し、その後に搬送機構２００まで移動させる経路である。
このように、搬出時においても、吐出口１２２ａと対向する位置に浮遊する液滴が硬化したインプリント材１２７のパターンに付着することを抑制し、基板１０３上に形成されたインプリント材のパターン倒れの発生を低減することができる。
なお、当該迂回経路を用いた基板１０３の搬出も、制御部１２６がモールド１０２の種類に応じて必要と判断した場合だけ行えばよい。吐出口１２２ａの下方における気流は、パターンの形成時において吐出口１２２ａと対向する対向位置からモールド１０２に対向する位置に向かう方向の成分を含まない方向に形成されることが好ましい。微小な液滴７０３が基板１０３上に形成されたパターンに付着することをより抑制することができる。
［第４実施形態］
第３実施形態とは異なる、基板１０３の搬出動作について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、ステージ１０４まわりを＋Ｚ方向から見た図、図７（ｂ）はノズル１２２まわりを−Ｙ方向から見た図である。なお、基板１０３のショット領域に対するパターンの形成は、先にパターンの形成された領域が吐出口１２２ａと対向しないように行われる。そのためであれば、インプリント材１２７の付与とインプリント処理とのためのステージ１０４の移動が最短距離で行われなくてもよい。
図７に示すように、ノズル１２２が搬送機構２００の近くにあり、基板１０３がノズル１２２と対向する位置を通過しない経路が存在しない場合（経路１００１、１００２等）に好適である。制御部１２６は、ノズル１２２が最後にインプリント材を吐出してから少なくとも所定時間Ｔが経過した後に基板１０３上に形成されたパターンがノズル１２２と対向する位置に移動するようにステージ１０４を制御する。
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、気流１１９の方向のノズル１２２の吐出領域の長さをＬ、ノズル１２２からノズル１２２と対向する物体までのギャップをＧ、ノズル１２２からステージ１０４までの基準ギャップをＧ０、とする。ノズル１２２の吐出領域の長さとは、Ｙ軸方向に並ぶ複数の吐出口１２２ａのうち、インプリント材１２７の付与に使用した吐出口１２２ａの端から端までの長さである。このとき所定時間Ｔは、例えばギャップＧに応じて下記の式（１）又は式（２）により決定される。
Ｔ＝ Ｌ／Ｖ０（Ｇ＞Ｇ０）・・・式（１）
Ｔ＝ Ｌ／Ｖ１（Ｇ≦Ｇ０）・・・式（２）
式（１）は、Ｇ＞Ｇ０の場合である。例えば、ステージ１０４が吐出口１２２ａと対向していない場合である。このときの、ノズル１２２の下方での気流１１９の流速をＶ０としている。
式（２）は、Ｇ≦Ｇ０の場合である。例えば、ステージ１０４が吐出口１２２ａと対向している場合である。基板ステージ１０４が通常時よりもノズル１２２に近づく方向に移動している場合である。このときの、ノズル１２２の下方での気流の流速をＶ１としている。
基準ギャップＧ０は数百μｍ〜１ｍｍ程度に調整される。ギャップＧ≦基準ギャップＧ０の場合に、ギャップＧが狭すぎることにより気流１１９では吐出口１２２ａの対向位置に浮遊する微小な液滴７０３を十分に排気できない場合は、Ｖ０≒０としてもよい。
所定時間Ｔが経過してから板１０３上に形成されたパターンがノズル１２２と対向する位置に移動させるための時間調整の方法について例をあげて説明する。例えば、時間調整は、基板１０３に対して最後にインプリント材１２７を吐出してから所定時間Ｔが経過するまでの期間において、ステージ１０４のＸＹ平面に沿った移動を一時停止することによって行われる。又は、ステージ１０４の停止及びステージ１０４の再駆動による時間のロスが大きい場合には、経路１００２のような迂回経路でステージ１０４を移動させてもよい。この場合でも、所定時間Ｔが経過した後に基板１０３上に形成されたパターンが吐出口１２２ａと対向する位置に移動するようにステージ１０４を制御できる。又は、所定時間Ｔを短縮する目的で、ステージ１０４を経路１００３のようにノズル１２２に対して＋Ｘ方向に移動させてもよい。
ステージ１０４がノズル１２２に対向しない位置に移動させることで、ノズル１２２が対向する物体は基板ステージ１０４ではなく定盤１２９となる。このようにして、ノズル１２２が対向する物体までのギャップＧを、ギャップＧ＞基準ギャップＧ０にすることができる。前述のように、吐出口１２２ａが対向するまでの物体までの距離を大きくすることによって所定時間Ｔを短縮することができる。
ステージ１０４が吐出口１２２ａと対向した状態のまま、−Ｚ方向にステージ１０４を移動させることによって、吐出口１２２ａが対向するまでの物体までの距離を大きくしてもよい。所定時間Ｔが経過した後であれば、所定時間Ｔが経過すると微小な液滴７０３は吐出口１２２ａと対向する位置から気流１１９にのって排気される。よって形成されたパターンが吐出口１２２ａの下を通過してもパターン倒れが発生しづらくなる。
気流１１９が＋Ｘ方向から−Ｘ方向に向かう方向である場合を例に説明したが、気流１１９の方向はこれに限られない。微小な液滴７０３が滞溜しないように、吐出口１２２ａとの対向位置において基板１０３に沿った気流が生じていればよい。
［第５実施形態］
第５実施形態にかかるインプリント装置１００は、吐出部１０６が退避可能に構成されている。具体的には、制御部（移動手段）１２６からの指示に基づいて、吐出部１０６がインプリント材１２７を付与するときの位置（第１位置）から、＋Ｚ方向に離れた退避位置（第２位置）に移動構成可能に構成されている。
基板１０３上の複数のショット領域に対して順次パターンを形成していく間、又は、最後にインプリント材１２７を吐出してから搬送機構２００までステージ１０４を移動させるまでの間において、制御部１２６は、吐出部１０６を退避位置に退避させる。吐出部１０６を退避位置に退避させている間に、インプリント材１２７のパターンが形成された領域が吐出口１２２ａとの対向位置を通過するようにステージ１０４を制御する。
吐出口１２２ａから吐出口１２２ａと対向する、定盤１２９やステージ１０４等の物体までの距離を大きくすることにより、微小な液滴７０３が気流１１９にのって排出される。よって形成されたパターンが吐出口１２２ａの下を通過してもパターン倒れが発生しづらくなる。吐出部１０６が退避位置に退避されている間に、吐出口１２２ａと対向する位置に一時的に気体を供給して微小な液滴７０３の排気力を高めてもよい。
［その他の実施形態］
各実施形態に適用可能なその他の実施形態について説明する。吐出口１２２ａとの対向位置における気流１１９を気体供給部１２０と気体回収部１２１とにより発生させる場合を説明したが、気流１１９は、別途ノズル１２２の近傍に設けた気流形成手段によって形成されもよい。あるいは、気流１１９がステージ１０４の水平方向（ＸＹ平面に沿う方向）の移動によって周囲の気体を引き込むことにより形成されたものであってもよい。
ステージ１０４には、基板１０３の周りに同面板（不図示）が配置されていてもよい。同面板とは、その表面の高さが基板１０３とほぼ同じになるように配置された板材である。
［物品の製造方法］
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターン又はその他のリソグラフィ装置を用いて潜像パターンの形成された基板を現像した後に残る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、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。型としては、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、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の処理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、レジストマスクは除去される。処理工程はさらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、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）を含んでもよい。
図８は、物品の製造方法をインプリント装置を用いた場合を例に説明する図である。図８では、１回の押印動作でパターンの形成される領域のみを図示し、基板１０３のその他の部分は省略している。図８（ａ）〜（ｄ）が、前述のインプリント処理（インプリント方法）の内容を示している。
図８（ａ）は、供給部２０７が、基材２ａ上に絶縁体等の被加工材１０３ｚが表面に形成された、基板１０３の表面にインプリント材１２７を供給する。ここでは、複数の液滴状のインプリント材１２７が基板１０３上に供給された様子を示している。
図８（ｂ）に示すように、モールド１０２の凹凸パターンが形成された側の面と基板１０３の上のインプリント材１２７とを対向させる。
図８（ｃ）に示すように、モールド１０２を下降させ、モールド１０２とインプリント材１２７とを接触させる。モールド１０２に対して所定の圧力を加えてもよい。インプリント材１２７はモールド１０２と被加工材１０３ｚとの隙間に充填される。この状態で照射部３が光１０５ａをモールド１０２を透過させて照射すると、インプリント材１２７は硬化する。
インプリント材１２７を硬化させた後、モールド１０２と基板１０３とを引き離すと、図８（ｄ）に示すように基板１０３上にインプリント材１２７の硬化物のパターンが形成される。当該硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になる。即ち、インプリント材１２７にモールド１０２の凹凸パターンの反転パターンが形成されたことになる。図８（ａ）〜（ｄ）の工程を、基板１０３上の全てのパターン形成対象の領域に対して硬化物のパターンを形成するまで繰り返す。１回の押印動作で基板１０３の上の全ての領域に硬化物のパターンを形成してもよい。
次に硬化したパターンを用いて基板１０３を加工する方法を説明する。図８（ｅ）に示すように、形成された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１０３ｚの表面のうち、硬化物が無い又は薄く堆積されていた部分が除去され、溝２ｄが形成される。
図８（ｆ）に示すように、硬化したインプリント材１２７のパターンを除去すると、被加工材１０３ｚの表面に溝２ｄが形成された物品を得ることができる。
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及び変更が可能である。
１０２ 型
１０３ 基板
１０４ 基板ステージ
１０６ 吐出部
１２２ ノズル
１２６ 制御部
１２７ インプリント材

Claims (16)

  1. 型を用いて基板の複数の領域上に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、
    吐出口を含み、該吐出口を介して前記インプリント材を吐出する吐出部と、
    前記基板を保持して移動するステージと、
    前記ステージの移動を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記複数の領域のうちの第１領域に前記パターンを形成してから前記複数の領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にパターンを形成するまでの期間において前記第１領域に前記吐出口に対向する対向位置を通過させず、且つ、前記吐出口と対向する対向位置で前記基板に沿った気流が生じた状態で前記吐出部が前記基板に対して最後に前記インプリント材を吐出してから所定時間が経過したあとに前記パターンの形成された領域に前記対向位置を通過させるように前記ステージの移動を制御することを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記制御部は、前記期間に、前記吐出口と該吐出口に対向する物体までとの距離を前記パターンの形成時に前記型と前記インプリント材とを引き離す方向に大きく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. 前記制御部は、前記ステージを前記対向位置から前記吐出口と対向しない位置に移動させることにより、又は、前記ステージを前記吐出口と対向させたまま前記方向に移動させることにより、前記距離を大きく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. 前記期間の少なくとも一部において、前記制御部は前記ステージの前記基板に沿う方向への移動を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  5. 前記所定時間は、前記気流の方向と、前記吐出部の吐出領域の前記気流の方向の長さと、前記対向位置における前記気流の流速とに基づいて決定された時間であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  6. 前記流速は、前記吐出口と該吐出口と対向する物体までの距離により決定された値であ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. 型を用いて基板の複数の領域上に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、
    吐出口を含み、該吐出口を介して前記インプリント材を吐出する移動可能な吐出部と、
    前記基板を保持して移動するステージと、
    前記ステージの移動を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記基板に前記インプリント材を付与するときの第１位置から前記パターンの形成時に前記型と前記インプリント材とを引き離す方向に離れた第２位置に前記吐出部を退避させてから、前記パターンの形成された領域が前記吐出口と対向する対向位置を通過するように前記ステージを制御することを特徴とするインプリント装置。
  8. 前記基板を装置外部に搬出する搬出部を有し、
    前記吐出部が前記基板に対して最後に前記インプリント材を吐出してから前記基板を前記搬出部まで前記ステージを移動させるまでの間に、前記制御部は前記吐出部を前記第２位置に退避させることを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
  9. 型を用いて基板の複数の領域上に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、
    吐出口を含み、該吐出口を介して前記インプリント材を吐出する吐出部と、
    前記基板を保持して移動するステージと、
    前記ステージの移動を制御する制御部と、
    前記型を保持する保持部に対して前記吐出部側に設けられた、前記基板を装置外部に搬出する搬出部を有し、
    前記制御部は、前記複数の領域のうちの第１領域に前記パターンを形成してから前記複数の領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にパターンを形成するまでの期間において前記第１領域に前記吐出口と対向する対向位置を通過させず、且つ、前記複数の領域のうちの最後の領域に前記パターンを形成したあと最短経路で前記搬出部まで前記ステージを移動させている間に前記複数の領域が前記対向位置を通過する場合、前記複数の領域に前記対向位置を通過させないように前記最短経路より長い迂回経路で前記ステージを移動させることを特徴とするインプリント装置。
  10. 型を用いて基板上の複数の領域に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、
    吐出口を含み、該吐出口を介して前記インプリント材を吐出する吐出部と、
    前記複数の領域に対する前記パターンの形成順序を決定する決定手段と、
    前記基板を保持し、前記決定手段によって決定された形成順序に基づいて移動するステージと、を有し、
    前記決定手段は、前記複数の領域のうち第１領域にパターンを形成してから前記複数の領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にパターンを形成するまでの期間に、前記第１領域が前記吐出口と対向する対向位置を通過する前記形成順序を規制することを特徴とするインプリント装置。
  11. 前記決定手段はユーザーから指示された形成順序が前記期間に前記第１領域が前記対向位置を通過する形成順序であるかを確認し、前記第１領域が前記対向位置を通過する場合は前記ユーザーに対するエラーを通知することを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
  12. 前記対向位置から前記型に対向する位置に向かう方向に沿って前記第１領域及び前記第２領域が順に並んでいる場合に、前記決定手段は前記第２領域よりも先に前記第１領域へ前記パターンの形成を禁止することを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
  13. 前記吐出部は、前記第１領域に前記パターンを形成してから前記第２領域にパターンを形成するまでに前記第２領域に対して前記インプリント材を吐出することを特徴とする請求項１乃至７及び請求項１０乃至１２のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
  14. 前記対向位置において気流を形成する気流形成手段を有し、
    前記気流形成手段は、前記対向位置から前記型に対向する前記パターンの形成位置に向かう方向の成分を含まない方向に前記気流を形成することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  15. 前記制御部は、前記吐出口と対向する対向位置で前記基板に沿った気流が生じた状態で前記吐出部が前記基板に対して最後に前記インプリント材を吐出してから所定の経路で前記ステージを移動させることにより前記パターンの形成された領域に前記対向位置を通過させる時刻よりも所定時間だけ遅い時刻に、前記パターンの形成された領域に前記対向位置を通過させるように前記ステージの移動を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  16. 請求項１乃至１５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上にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンの形成された基板を加工する工程とを有し、
    前記加工した基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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