JP6942487B2 - インプリント装置、インプリント方法、および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法、および物品製造方法に関する。

磁気記憶媒体や半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ装置の一つとして、インプリント装置が実用化されつつある。インプリント装置は、パターンが形成された型を基板上のインプリント材と接触させ、接触させた状態でインプリント材を硬化させ、その後、硬化したインプリント材から型を分離させることで、基板上にインプリント材のパターンを形成する。

エラー発生時等、基板の全てのショット領域にインプリント処理が完了する前に基板を搬出する場合、インプリント材が未硬化のまま装置から基板を搬出すると、インプリント材の揮発成分によって外部が汚染されうるため、その対策が必要である。特許文献１は、インプリント処理の継続が不可能となるエラーが発生した場合、インプリント処理を中止し、基板上のインプリント材の揮発を止めるべくインプリント材を硬化させた後に基板を装置外に搬出する方法を開示している。

特開２０１６−１４９５１０号公報

インプリント技術を用いてパターンを高精度かつ高スループットで形成するためには、型をインプリント材から引き離す際に生じる欠陥（離型欠陥）が少ないことが求められる。離型欠陥を少なくするには、インプリント材の基板との密着性、型との離型性を共に良好にすることが重要である。離型欠陥の低減に有利なパターン形成方法に、パターン形成層として、基板上に重合開始性の異なる２種の組成物を積層し、その混合層をインプリント材として用いる方法がある。２種の組成物の一方は、実質的に光反応性を有しない重合性組成物でありうる。上記したように、基板の全てのショット領域にインプリント処理が完了する前に処理を停止して基板を搬出することが必要となる場合もある。したがって、このようなインプリント装置においては、基板上に１層目に光反応性を有しない重合性組成物を供給した後、２層目に硬化性組成物を供給する前に処理が停止する場合もありうる。

しかし、特許文献１では、光反応性を有するインプリント材しか考慮されていない。そのため、実質的に光反応性を有しない重合性組成物に特許文献１の技術を適用しただけでは、重合性組成物は未硬化の状態で基板がインプリント装置から搬出されてしまい、揮発成分による外部の汚染を免れない。

本発明は、基板上の未硬化のインプリント材による汚染を低減するのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面によれば、重合性化合物を含有し重合開始剤を含有しない未硬化状態の第１組成物が供給された基板の上に、重合開始剤および重合性化合物を含有する第２組成物の液滴を供給し、該供給によって形成された前記第１組成物と前記第２組成物との混合層に型を接触させ、前記混合層を硬化させ、該硬化した混合層から前記型を引き離すことにより、前記混合層にパターンを形成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、前記混合層が形成されるように前記基板のショット領域における前記未硬化状態の第１組成物の上に前記第２組成物の液滴を供給する供給部と、前記混合層を硬化させる硬化部と、前記供給部および前記硬化部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記基板の複数のショット領域の全てに対して前記インプリント処理が完了する前に前記基板を前記インプリント装置の外部に搬出する場合、該搬出の前に、前記基板の上の前記第１組成物が未硬化状態である部分に前記第２組成物の液滴を供給し、該部分にできた前記混合層を硬化させる硬化処理を行うよう前記供給部および前記硬化部を制御することを特徴とするインプリント装置が提供される。

本発明によれば、例えば、基板上の未硬化のインプリント材による汚染を低減するのに有利な技術が提供される。

実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図。 実施形態におけるインプリント処理及びエラー処理を説明するフローチャート。 基板の複数のショット領域を例示する図。 硬化性組成物Ａ２のマップを例示する図。 実施例１における非接触硬化処理を示すフローチャート。 実施例２における非接触硬化処理を示すフローチャート。 図４のマップに従い硬化性組成物Ａ２が供給された後のショット領域を示す図とその一部領域の拡大図。 硬化性組成物Ａ３のマップを例示する図。 図４のマップと図８のマップを合成したマップを示す図。 図９のマップに従い硬化性組成物Ａ２と硬化性組成物Ａ３が供給された後のショット領域を示す図とその一部領域の拡大図。 硬化性組成物Ａ３のマップを例示する図。 図１１のマップに従い硬化性組成物Ａ３が供給された後のショット領域を示す図とその一部領域の拡大図。 実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図。 実施形態における物品製造方法を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。なお、図面中、同一の構成要素には同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、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、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。

インプリント材としては、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、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。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。本実施形態のインプリント材に用いられる組成物の具体例については後述する。インプリント材は、インプリント材供給装置により、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配置されうる。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコン基板、化合物半導体基板、石英ガラスである。

インプリント装置は、半導体デバイスなどの製造に使用され、上記のとおり、型を用いて基板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。例えば、インプリント装置は、凹凸のパターンが形成された型を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、インプリント装置は、型と基板との間隔を広げ、硬化したインプリント材から型を引き離すこと（離型）によって基板上にインプリント材で構成されたパターンを形成することができる。インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱硬化法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用する例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化状態の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、型とインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に紫外線を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。ここでは、光として紫外線を用いる場合について説明するが、インプリント材を硬化させるために異なる波長の光を用いてもよい。

［インプリント装置の構成について］
本実施形態におけるインプリント装置は、実質的に光に反応して硬化する性質を持たない未硬化状態の重合性組成物Ａ１（第１組成物）が予め塗布された基板を装置内に搬入するように構成されている。重合性組成物Ａ１は光反応性を有しないので、重合性組成物Ａ１に単に光を照射しても硬化しない。本実施形態では、インプリント時に、この重合性組成物Ａ１の上に、光に反応して硬化する性質を有する硬化性組成物Ａ２（第２組成物）を供給し、重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ２の混合層からなるインプリント材を基板上に形成する。重合性組成物Ａ１単体では光を照射しても硬化しないが、そこに硬化性組成物Ａ２が混入することにより、光を照射すると硬化させることができるようになる。本実施形態では、この混合層をパターン形成層として用いる。なお、基板と重合性組成物Ａ１との間にはパターン形成層には含まれない別の密着層が介在していてもよいが、そのようなパターン形成層を形成しない密着層についてはここで説明しない。以下、本実施形態におけるインプリント装置について詳しく説明する。

図１は、本実施形態におけるインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、型１を保持する型保持部２と、基板４を保持する基板保持部５と、基板４上のインプリント材６に光を照射してインプリント材６を硬化させる硬化部３とを含みうる。また、インプリント装置１００は、硬化性組成物Ａ２を基板４に供給する供給部７（第１供給部）と、硬化性組成物Ａ３を基板４に供給する供給部９と（第２供給部）、インプリント装置１００の各部を制御する制御部８とを含みうる。制御部８は、例えばＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント処理を統括的に制御する処理部として機能する。

型１は、例えば、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作成されており、基板側の面における一部の領域（パターン領域１ａ）には、基板上のインプリント材６を成形するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板４には、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うる。基板４の上面（被処理面）には、後述する供給部７によって硬化性組成物Ａ２が供給される。

型保持部２は、例えば真空吸着力や静電力などにより型１を保持し、型１のパターン領域１ａと基板上のインプリント材６とを接触させたり剥離させたりするように型１をＺ方向に駆動する。型保持部２は、Ｚ方向に型１を駆動する機能だけでなく、ＸＹ方向やθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）における型１の位置を調整する調整機能や、型１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。

基板保持部５は、基板ステージ５ａと基板ステージ５ａによって保持された基板チャック５ｂとを含む。基板チャック５ｂは、例えば真空吸着力や静電力などにより基板４を保持し、基板ステージ５ａはＸＹ方向に移動して基板４のＸＹ方向における位置決めを行う。基板保持部５は、ＸＹ方向に基板４を移動させる機能だけでなく、Ｚ方向に基板４を移動させる機能やθ方向における基板４の位置を調整する調整機能などを有していてもよい。ここで、本実施形態のインプリント装置１００では、型１と基板４との間の距離を変える動作が型保持部２によって行われるが、それに限られるものではなく、基板保持部５によって行われてもよいし、双方で相対的に行われてもよい。

硬化部３は、基板上に配置（積層）されたインプリント材６に光を照射してインプリント材６を硬化させる。硬化部３は、例えば、インプリント材６を硬化させる光を射出する光源を有する。硬化部３は更に、光源から射出された光を適切な光に調整するための光学素子を含んでいてもよい。本実施形態では光硬化法が採用されているため、紫外線を射出する光源が用いられているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、インプリント材６としての熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源が光源の代わりに用いられる。

供給部７は、硬化性組成物Ａ２を収容するタンク７ａと、タンク７ａに収容された硬化性組成物Ａ２を基板に供給するディスペンサ７ｂとを含みうる。ディスペンサ７ｂは、それぞれが硬化性組成物Ａ２の液滴を基板４に向けて吐出する複数のノズル７ｃを含む。供給部７は、基板４と供給部７とが相対的に移動している状態で複数のノズル７ｃの各々から硬化性組成物Ａ２の液滴を吐出させることにより、基板上に硬化性組成物Ａ２を配置する。例えば、複数のノズル７ｃがＹ方向に沿って配列されている場合、複数のノズル７ｃの各々から硬化性組成物Ａ２の液滴を基板４に配置する工程は、複数のノズル７ｃの配列方向と異なる方向（例えばＸ方向）に基板４が移動している状態で行われる。このとき、複数のノズル７ｃの各々における液滴の吐出は、硬化性組成物Ａ２の液滴の基板上における配置を示すマップに従って制御部８により制御される。型１のパターン領域１ａの凹部が密に存在する領域に対向する基板上には密に、凹部が疎に存在する領域に対向する基板上には疎に、液滴が配置される。硬化性組成物Ａ２のマップは、型１のパターン領域１ａに形成された凹凸のパターンの設計情報に基づいて事前に作成されている。あるいは、インプリント装置１００内の制御部８によって作成されうる。

供給部９は、硬化性組成物Ａ３を収容するタンク９ａと、タンク９ａに収容された硬化性組成物Ａ３を基板に供給するディスペンサ９ｂとを含みうる。ディスペンサ９ｂは、それぞれが硬化性組成物Ａ３の液滴を基板４に向けて吐出する複数のノズル９ｃを含む。供給部９による硬化性組成物Ａ３の基板４への供給方法は、供給部７によるそれと同様でありうる。硬化性組成物Ａ３のマップについては、後述する。

［インプリント材６を組成する組成物について］
本実施形態で使用されるインプリント材６を組成する組成物について説明する。以下では、重合性組成物Ａ１に含まれる成分ａを成分ａ１と表記し、硬化性組成物Ａ２に含まれる成分ａを成分ａ２と表記し、硬化性組成物Ａ３に含まれる成分ａを成分ａ３と表記する。成分ｂ〜ｅについても同様である。成分ａ〜ｅの具体例については後述する。

本実施形態において、重合性組成物Ａ１は、少なくとも重合性化合物である成分ａ１を有する組成物である。重合性組成物Ａ１はさらに、増感剤である成分ｃ１、非重合性化合物である成分ｄ１、溶剤である成分ｅ１を含有してもよい。重合性組成物Ａ１は実質的に光反応性を有しないものとする。すなわち、重合性組成物Ａ１単体では、光を照射しても実質的に硬化しない。

本実施形態において、硬化性組成物Ａ２は、少なくとも光重合開始剤である成分ｂ２を有する組成物である。硬化性組成物Ａ２はさらに、重合性化合物である成分ａ２、増感剤である成分ｃ２、非重合性化合物である成分ｄ２、溶剤である成分ｅ２を含有してもよい。

本実施形態において、硬化性組成物Ａ３は、少なくとも光重合開始剤である成分ｂ３を有する組成物である。硬化性組成物Ａ３はさらに、重合性化合物である成分ａ３、増感剤である成分ｃ３、非重合性化合物である成分ｄ３、溶剤である成分ｅ３を含有してもよい。

以下、各成分について説明する。

（成分ａ：重合性化合物）
成分ａは、重合性化合物である。本明細書において、重合性化合物とは、光重合開始剤である成分ｂから発生した重合因子（ラジカル等）と反応し、連鎖反応（重合反応）によって高分子化合物からなる膜を形成する化合物をいう。
このような重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物が挙げられる。重合性化合物である成分ａは、一種類の重合性化合物のみから構成されていてもよいし、複数種類の重合性化合物で構成されていてもよい。

（成分ｂ：光重合開始剤）
成分ｂは、光重合開始剤である。本明細書において、光重合開始剤とは、所定の波長の光を感知して重合因子（ラジカル）を発生させる化合物をいう。具体的には、光重合開始剤は、光（赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の荷電粒子線等、放射線）によりラジカルを発生する重合開始剤（ラジカル発生剤）である。
成分ｂは、一種類の光重合開始剤で構成されていてもよいし、複数種類の光重合開始剤で構成されていてもよい。

（成分ｃ：増感剤）
増感剤である成分ｃは、光重合開始剤である成分ｂと共存した場合には光重合開始剤である成分ｂの光ラジカル発生を促進させる化合物である。かつ増感剤である成分ｃ単独では実質的に光ラジカル重合を開始する能力を有しない化合物と定義する。
重合性組成物Ａ１は、増感剤である成分ｃ１を含有していてもよい。光重合開始剤である成分ｂ１を実質的に含有しない重合性組成物Ａ１の当該ショットにおける光硬化性を増感機構により高めることができるためである。

（成分ｄ：非重合性化合物）
重合性組成物Ａ１、硬化性組成物Ａ２、及び硬化性組成物Ａ３は、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない限りにおいて、更に成分ｄとして非重合性化合物を含有することができる。このような成分ｄとしては、（メタ）アクリロイル基などの重合性官能基を有さず、かつ、所定の波長の光を感知して上記重合因子（ラジカル）を発生させる能力を有しない化合物が挙げられる。例えば、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、その他添加剤等が挙げられる。成分ｄとして前記した化合物を複数種類含有してもよい。

（成分ｅ：溶剤）
重合性組成物Ａ１、硬化性組成物Ａ２、及び硬化性組成物Ａ３は、成分ｅとして溶剤を含有していてもよい。成分ｅとしては、成分ａ、成分ｂ、成分ｃ、成分ｄが溶解する溶剤であれば、特に限定はされない。本実施形態において、成分ｅとして使用される溶剤は例えば、常圧における沸点が８０℃以上２００℃以下の溶剤である。より具体的には、成分ｅとして使用される溶剤は、エステル構造、ケトン構造、水酸基、エーテル構造のいずれかを少なくとも１つ有する溶剤である。

本実施形態に係る重合性組成物Ａ１は、成分ｅ１を含有することが好ましい。基板上への重合性組成物Ａ１の塗布方法としてスピンコート法が好ましいためである。スピンコート法を用いて重合性組成物Ａ１を基板上に配置する場合、必要に応じてベーク工程を実施し、溶剤である成分ｅ１を揮発させてもよい。

［インプリント処理について］
図２を参照して、インプリント装置１００におけるインプリント処理及びエラー処理について説明する。Ｓ１０１では、制御部８は、型１を型保持部２の下に搬送するように型搬送機構（不図示）を制御し、型１を保持するように型保持部２を制御する。型１のパターン領域１ａには、上述のように設計情報に従った凹凸のパターンが形成されており、型１に形成されたパターンを識別するための識別情報が設けられている。制御部８は、読み取り機構（不図示）に型１の識別情報を読み取らせ、その識別情報を取得する。

Ｓ１０２では、制御部８は、Ｓ１０１で取得した型１の識別情報に基づいて、ディスペンサ７ｂが有する複数のノズル７ｃの各々を制御するためのマップを取得する。マップは、基板におけるインプリント処理の対象であるショット領域のどの位置にインプリント材を構成する組成物を配置するかを示す情報である。マップの例については後述する。また、制御部８は、硬化部３がインプリント材６に照射する光を制御するための硬化条件（例えば照射量）を取得する。以下では、マップ及び硬化条件のセットを単に「設定」という。Ｓ１０２で取得される設定Ｐ１は、型１に形成された凹凸のパターンの設計情報に基づいて、あるいは、実験結果に基づいて予め作成されたものでもよい、識別情報からパターンの設計情報を読み出して逐次作成されるものであってもよい。

Ｓ１０３では、制御部８は、重合性組成物Ａ１が塗布された基板４をインプリント装置内に搬入し、さらに基板保持部５の上に搬送するよう基板搬送機構（不図示）を制御し、基板４を保持するように基板保持部５を制御する。これにより、基板４がインプリント装置内に配置される。なお、重合性組成物Ａ１は、基板がインプリント装置に搬入される前に、例えばスピンコータ―（不図示）を用いて、塗布される。

Ｓ１０４では、制御部８は、型１のパターンを転写する対象のショット領域に硬化性組成物Ａ２を供給するように供給部７を制御する。例えば、制御部８は、基板４をＸ方向に移動させながら、Ｓ１０２で取得した設定Ｐ１のマップに従って各ノズル７ｃにおける液滴の吐出を制御する。これにより基板４のショット領域にはインプリント材６ａとしての重合性組成物Ａ１の上にインプリント材６ｂとしての硬化性組成物Ａ２が積層される。

Ｓ１０５では、制御部８は、基板保持部５を制御することにより、ショット領域を型１のパターン領域１ａの下に移動させる。Ｓ１０６では、制御部８は、型保持部２を制御してパターン領域１ａとショット領域のインプリント材６とを接触させる。Ｓ１０７では、制御部８は、パターン領域１ａとインプリント材６とが接触している状態で、パターン領域１ａとショット領域との位置合わせ（アライメント）を行う。例えば、制御部８は、型１に設けられたマークと基板４に設けられたマークとをアライメントスコープ（不図示）に検出させ、検出された型１のマークと基板４のマークとを用いてパターン領域１ａとショット領域との相対位置を制御する。そして、ショット領域のインプリント材６をパターン領域１ａの凹部に十分に充填させるため、パターン領域１ａとインプリント材６とを接触させた状態で所定の時間を経過させる。これにより、ショット領域上の重合性組成物Ａ１の上から離散的に積層された硬化性組成物Ａ２は、ショット領域とパターン領域１ａの間で押し広げられる。こうして重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ２の混合層ができ、この混合層が毛細管現象によりショット領域とパターン領域１ａの間隙の全域へと拡がる。

Ｓ１０８では、制御部８は、型１を接触させたインプリント材６に対して、Ｓ１０２で取得した設定Ｐ１の硬化条件に従って、光を照射するように硬化部３を制御し、インプリント材６（混合層）を硬化させる。Ｓ１０９では、制御部８は、型１と基板４との間の距離が大きくなるように型保持部２を制御して型１をインプリント材６（混合層）から引き離す。

Ｓ１１０では、制御部８は、基板上に引き続き型１のパターンを転写するショット領域（次のショット領域）があるか否かの判定を行う。次のショット領域がある場合はＳ１０４に戻って次のショット領域についての処理が繰り返される。次のショット領域がない場合は処理はＳ１１１に進む。Ｓ１１１では、制御部８は、基板４を基板保持部５から回収し、インプリント装置１００から外部に搬出するように基板搬送機構（不図示）を制御する。

次に、基板保持部により基板が保持されてから基板の複数のショット領域の全てに対してパターン形成（インプリント処理）が完了する前（Ｓ１０４からＳ１１１の前までの間）に基板を外部に搬出する場合の処理について説明する。これは例えば、基板の複数のショット領域の全てに対してインプリント処理が完了する前に、インプリント処理の継続が不可能となるエラーが検知された場合の処理でありうる。あるいは、これは、基板の複数のショット領域の全てに対してインプリント処理が完了する前にユーザから処理停止の操作指示が検知された場合の処理でありうる。このような場合に、制御部８は、インプリント処理を停止し、基板を搬出する前に、基板上のインプリント材が未硬化状態である部分を硬化させる硬化処理に移行する。本実施形態においては、この硬化処理は、基板上のインプリント材が未硬化である部分に型１を接触させずに行う（非接触硬化処理）。

Ｓ１１２では、制御部８は、パターン形成を継続することが不可能となったエラーが、非接触硬化処理をも不可能とするエラーであるのか否かを判断するための情報を取得する。例えば、非接触硬化処理を実行するために必要となるインプリント装置１００の各構成部が正常であるか、あるいは復旧可能な状態であるか、を示す情報である。非接触硬化処理を実行するために必要となるインプリント装置１００の構成部は制御部８、基板保持部５、供給部９、硬化部３でありうる。また、制御部８は、非接触硬化処理の条件となる情報を取得する。例えば、重合性組成物Ａ１を硬化させるために基板上に供給させるべき硬化性組成物Ａ３の液滴の基板上における配置を示すマップの作成に係る情報でありうる。マップの作成に係る情報は、基板上にパターンを形成する処理を中止した時点のショット領域を示す番号と当該ショット領域に硬化性組成物Ａ２を供給したか否かを示す情報でありうる。さらに、制御部８は、非接触硬化処理に移行する前の処理を決定するための情報を取得する。例えば、非接触硬化処理を実行するために必要となるインプリント装置１００の各構成部とそれに干渉する可能性のある他の構成部の位置を示す情報である。干渉する可能性のある他の構成部は型保持部２、基板搬送機構（不図示）でありうる。

Ｓ１１３では、制御部８は、Ｓ１１２で取得したエラー情報に基づいて、基板上にパターンを形成する処理を中止した時点の状態から各構成部を非接触硬化処理の実行の妨げにならない位置に退避させる。退避させる必要のある構成部位は型保持部２、基板搬送機構（不図示）等でありうる。

Ｓ１１４では、制御部８は、Ｓ１１２で取得したエラー情報に基づいて、非接触硬化処理の実行が可能か判断する。例えば、インプリント材６を硬化させる処理を実行するために必要なインプリント装置の各構成部（例えばディスペンサ）に異常があれば非接触硬化処理の実行は不可能と判断される。非接触硬化処理の実行が不可能と判断された場合、処理はＳ１１６に移行し、制御部８は、基板４を基板保持部５から基板搬送機構（不図示）により回収する。このとき、基板４上のインプリント材６は未硬化である可能性があり、インプリント装置１００から搬出すると外部の装置などが汚染されうる。そこで、この場合には、インプリント装置１００から搬出しないのが望ましい。例えば、インプリント装置１００に構成される基板を複数収納する格納部（不図示）に保持するとよい。

非接触硬化処理の実行が可能と判断された場合、Ｓ１１５で、制御部８は、非接触硬化処理を実行する。非接触硬化処理が完了した後、Ｓ１１１に移行し、制御部８は、基板４を基板保持部５から回収し、インプリント装置１００から搬出するように基板搬送機構（不図示）を制御する。

（実施例１）
次に、Ｓ１１５の非接触硬化処理の実施例１を説明する。図３は、基板の複数のショット領域の例を示す図である。図３において、基板４は基板チャック５ｂに保持されている。制御部８は、基板４の連続したショット領域１、２、３、４、．．．の順に、図２のフローチャートに従いインプリント処理を進める。

ここで、ショット領域１〜Ｎ−１についてはＳ１０２で取得した設定Ｐ１に従い正常に処理が完了し、ショット領域ＮでＳ１０５の処理中にインプリント処理の継続が不可能となるエラーの発生が検知された場合を想定する。このとき、ショット領域Ｎは、Ｓ１０４で設定Ｐ１のマップに従い硬化性組成物Ａ２が供給された状態である。

図４に設定Ｐ１におけるマップの一例を模式的に示す。マップ２０は基板４のショット領域において硬化性組成物Ａ２を供給（配置）する位置を示している。マップ２０の領域２０ａは重合性組成物Ａ１が配置されている領域であり、領域２０ｂは重合性組成物Ａ１が配置されておりその上に硬化性組成物Ａ２を供給する位置である。

図７は、図４のマップ２０に従い硬化性組成物Ａ２が供給された後のショット領域を模式的に示す図とその一部領域の拡大図である。この拡大図には、マップ２０に従いショット領域に硬化性組成物Ａ２が供給された後の硬化性組成物Ａ２の状態の例が示されている。領域２４ａは重合性組成物Ａ１が塗布されている領域である。重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ２が供給された領域２４ｂは、一定時間経過後に斜線グリッドで示されるように広がる。上述したように、基板上に積層された硬化性組成物Ａ２は、ショット領域とパターン領域１ａとの間で押されることで広がっていく。そして、重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ２の混合層が毛細管現象によりショット領域とパターン領域１ａの間隙の全域へ広がる。

しかし、型１が硬化性組成物Ａ２に接触しない場合には、基板上の重合性組成物Ａ１に硬化性組成物Ａ２が行き渡らない領域が発生しうる。設定Ｐ１の硬化条件は、重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ２の混合層がショット領域とパターン領域１ａとの間隙の全域に広がった前提で硬化させる条件である。型１が硬化性組成物Ａ２に接触しない場合、硬化性組成物Ａ２の広がりが不足し重合性組成物Ａ１との混合が不十分となる、あるいは、硬化条件（例えば照射量）が不十分となることで、硬化しない領域が発生しうる。そして、基板４を重合性組成物Ａ１が未硬化の状態でインプリント装置から搬出された場合、搬出された基板を搬送する装置や搬入される外部の装置などが汚染されうる。

そこでＳ１１５の非接触硬化処理では、型１が基板上の組成物に接触しないことを前提にした処理を行う。例えば制御部８は、供給部９を制御して基板上の重合性組成物Ａ１が未硬化状態である部分に硬化性組成物Ａ３を供給し、該部分にできた混合層を硬化させてから、基板を外部に搬出する。

図５は実施例１における非接触硬化処理の詳細を示すフローチャートである。なお、硬化性組成物Ａ３が重合性組成物Ａ１上に供給されてから一定時間経過後にこの硬化性組成部Ａ３が広がる領域は、硬化性組成物Ａ２のそれと等しいものとする。また、ここでは硬化性組成物Ａ２とＡ３を別物として扱っているが、第２実施形態で言及するように、硬化性組成物Ａ２とＡ３は同じ物であってもよい。すなわち、硬化性組成物Ａ２とＡ３は、第１組成物（重合性組成物Ａ１）に対する第２組成物として機能しうる。

まず、制御部８は、Ｓ１１２で取得した情報に基づき、マップ及び硬化条件を決定する。Ｓ１１５−１で、制御部８は、設定Ｐ１のマップ２０に従って硬化性組成物Ａ２は供給されたが重合性組成物Ａ１が未硬化状態である部分を有するショット領域があるかを判断する。Ａ２供給後であるが重合性組成物Ａ１が未硬化の部分を含むショット領域がある場合、制御部８は、その状態のための設定Ｐ２を選択し、Ｓ１１５−２に移行する。Ａ２供給後であるが重合性組成物Ａ１が未硬化の部分を含むショット領域がなければ、処理はＳ１１５−５に移行する。Ｓ１１５−５では、制御部８は、塗布された重合性組成物Ａ１が未硬化状態の部分を有する次のショット領域（未硬化ショット領域）があるかを判断する。ここで次の未硬化ショット領域があれば、その状態のための設定Ｐ３を選択し、Ｓ１１５ａ−６に移行する。次の未硬化ショット領域がなければ処理は終了する。

ショット領域Ｎの硬化処理では、Ｓ１１５−１からＳ１１５−２に移行する。Ｓ１１５−２では、制御部８は、設定Ｐ２を取得する。図８に設定Ｐ２のマップ２１の一例を模式的に示す。マップ２１における領域２１ａは重合性組成物Ａ１が塗布された領域であり、領域２１ｃはＳ１１５−３で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ３を積層する領域を示している。Ｓ１１５−３では、制御部８は、Ｓ１１５−２で取得した設定Ｐ２のマップ２１に従って各ノズル９ｃにおける液滴の吐出を制御する。これにより、ショット領域Ｎには、マップ２０に従って硬化性組成物Ａ２が積層され、さらにマップ２１に従って硬化性組成物Ａ３が積層される。

図９に、設定Ｐ１のマップと設定Ｐ２のマップを合成したマップ２２を示す。マップ２２の領域２２ａは重合性組成物Ａ１が塗布された位置を示す。領域２２ｂはＳ１０４で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ２を供給する位置を示す。領域２２ｃはＳ１１５−３で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ３を供給する位置を示す。

図１０は、図９のマップ２２に従い硬化性組成物Ａ２と硬化性組成物Ａ３が供給された後のショット領域を模式的に示す図とその一部領域の拡大図である。この拡大図には、マップ２２に従いショット領域に硬化性組成物Ａ２およびＡ３が供給された後の、各組成物の状態が示されている。領域２５ｂは、Ｓ１０４で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ２が供給され、一定時間経過後に広がった領域を示している。領域２５ｃは、Ｓ１１５−３で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ３が供給されてから一定時間経過後に広がった領域を示している。領域２５ｄは、Ｓ１０４で供給された硬化性組成物Ａ２とＳ１１５−３で供給された硬化性組成物Ａ３が混在する領域を示している。領域２５ｄは硬化性組成物Ａ３が余分に供給された領域であり、ないのが好ましいが、Ｓ１０４の後で硬化性組成物Ａ２が供給されないままの領域が、ノズル９ｃから吐出した液滴の基板上における領域よりも小さな空隙である場合に生じうる。硬化性組成物Ａ２が供給されているショット領域において、硬化性組成物Ａ３の積層に使用するマップは、硬化性組成物Ａ２が供給されていない領域を満たし、かつ、硬化性組成物Ａ２と混在する領域が小さくなるように作成するのが好ましい。硬化性組成物Ａ３のマップは、実験結果に基づいて予め作成されている。あるいは、硬化性組成物Ａ３のマップは、硬化性組成物Ａ２のマップに基づいて、インプリント装置１００内の制御部８によって作成されうる。

Ｓ１１５−４では、制御部８は、基板保持部５を制御して、重合性組成物Ａ１の上に硬化性組成物Ａ３が積層されたショット領域を、硬化部３による光の照射領域に配置させる。そして、制御部８は、Ｓ１１５−２で取得した硬化条件に従って、光を照射するように硬化部３を制御し、当該ショット領域の組成物を硬化させる。ここでの硬化条件は、硬化性組成物Ａ２及びＡ３の分布が図１０に示す分布であることを前提とした条件である。重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３との混合の結果、硬化性組成物Ａ３の光重合開始剤である成分ｂ３が重合性組成物Ａ１にも移行し、重合性組成物Ａ１が感光性を得る。このため、重合性組成物Ａ１及び硬化性組成物Ａ３はいずれも、照射される光によって硬化される。上述した処理により、ショット領域Ｎの重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３の混合層が硬化される。

次のショット領域Ｎ＋１の硬化処理では、Ｓ１１５−５からＳ１１５ａ−６に移行する。Ｓ１１５ａ−６では、制御部８は、Ｓ１０４で硬化性組成物Ａ２が供給されていない状態から硬化させるための、設定Ｐ３を取得する。図１１は、設定Ｐ３における硬化性組成物Ａ３のマップの一例を模式的に示す図である。マップ２３の領域２３ａは重合性組成物Ａ１が塗布された位置であり、領域２３ｃはＳ１１５ａ−７で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ３を供給する位置を示す。Ｓ１１５ａ−７では、Ｓ１１５ａ−６で取得した設定Ｐ３のマップに従って各ノズル９ｃにおける液滴の吐出を制御する。これにより、ショット領域Ｎ＋１には、マップ２３に従って硬化性組成物Ａ３が積層される。

図１２は、図１１のマップ２３に従い硬化性組成物Ａ３が供給された後のショット領域を模式的に示す図とその一部領域の拡大図である。領域２６ｃは、Ｓ１１５ａ−７で重合性組成物Ａ１の上から硬化性組成物Ａ３が供給されてから一定時間経過後に広がった領域を示している。ノズル９ｃから吐出した液滴が基板上で広がった際に、硬化性組成物Ａ３が積層されないままの領域が小さく、かつ、隣接する液滴との重なりが少ないのが好ましい。硬化性組成物Ａ３の消費を抑え、かつ、硬化条件（例えば、光の照射時間）が短くなることで処理時間が短縮されうる。硬化性組成物Ａ２が供給されていないショット領域において、硬化性組成物Ａ３の供給に使用するマップは、ショット領域を満たし、かつ、隣接して積層される硬化性組成物Ａ３同士が混在する領域が小さくなるように作成するのが好ましい。硬化性組成物Ａ３のマップは、実験結果に基づいて予め作成されうる。あるいは、硬化性組成物Ａ３のマップは制御部８によって作成されてもよい。

Ｓ１１５ａ−８では、制御部８は、基板保持部５を制御して、硬化性組成物Ａ３が積層されたショット領域を硬化部による光の照射領域に配置させる。そして、制御部８は、Ｓ１１５ａ−６で取得した硬化条件に従って、光を照射するように硬化部３を制御して、当該ショット領域の組成物を硬化させる。ここでの硬化条件は、硬化性組成物Ａ３の分布が図１２に示す分布であることを前提とした条件である。上述した処理により、ショット領域Ｎ＋１の重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３との混合層が硬化される。

制御部８は、ショット領域Ｎ＋１以降、ショット領域Ｎ＋２、Ｎ＋３、．．．の順に最終ショットまでショット領域Ｎ＋１と同じフローで処理を進める。これによりショット領域Ｎ＋２、Ｎ＋３、．．．の重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３の混合層が硬化される。

（実施例２）
次に、Ｓ１１５の非接触硬化処理の実施例２を説明する。実施例１は、基板上の重合性組成Ａ１が未硬化状態である部分に硬化性組成物Ａ３を供給し、該部分にできた混合層を硬化させることを、該部分を有するショット領域ごとに行うものであった。これに対して実施例２では、基板上に重合性組成物Ａ１が未硬化状態である部分に硬化性組成物Ａ３を供給し、該部分にできた混合層を硬化させることを、該部分を有する全てのショット領域について一括して行う。図６は、実施例２における非接触硬化処理のフローチャートである。実施例２では、重合性組成物Ａ１が未硬化である部分を有する複数のショット領域に硬化性組成物Ａ３を供給した後に、重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３の混合層の硬化を一括して実施する。

Ｓ１１５−１〜Ｓ１１５−５では、制御部８は、実施例１と同様の処理を行う。ショット領域Ｎ＋１、Ｎ＋２、．．．の硬化処理では、Ｓ１１５−５からＳ１１５ｂ−６に移行する。Ｓ１１５ｂ−６では、制御部８は、Ｓ１０４で硬化性組成物Ａ２が供給されていない状態から硬化させるための、設定Ｐ３を取得する。

Ｓ１１５ｂ−７では、制御部８は、Ｓ１１５ｂ−６で取得したマップに従って、ショット領域Ｎ＋１、Ｎ＋２、．．．の順に最終ショット領域までを対象に、各ノズル９ｃにおける液滴の吐出を制御する。これにより、Ｎ＋１、Ｎ＋２、．．．には、マップ２３に従って硬化性組成物Ａ３が積層される。

Ｓ１１５ｂ−８では、制御部８は、基板保持部５を制御して、硬化性組成物Ａ３が積層されたショット領域Ｎ＋１を硬化部３による光の照射領域に配置させる。そして、Ｓ１１５ｂ−６で取得した硬化条件に従って、光を照射するように硬化部３を制御し、当該ショット領域の組成物を硬化させる。この際、隣接ショット領域の各組成物の硬化も進行しうる。パターン形成が目的ではないため、本実施例では支障ないとみなしているが、もし特定のショット領域だけ硬化させたい場合には、実施例１と同様にすればよい。そして、制御部８は、ショット領域Ｎ＋１以降、ショット領域Ｎ＋２、Ｎ＋３、．．．の順に最終ショット領域までショット領域Ｎ＋１と同じく処理する。これによりショット領域Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３、．．．の重合性組成物Ａ１と硬化性組成物Ａ３の混合層が硬化される。

上述の処理を経て、インプリント装置１００は、基板上の全てのショット領域の各組成物が硬化した状態で基板４をインプリント装置１００から搬出する。これにより、基板上の未硬化のインプリント材６からの化学物質による外部への汚染を低減（防止）することができる。

なお、汚染を低減する効果は落ちるが、基板上の未硬化のインプリント材６の全部を硬化させなくともよい。例えば、インプリント材６が周辺雰囲気と触れる表層だけ硬化させるような設定を用いてもよい。未硬化のインプリント材６の全部を硬化させるより、硬化性組成物Ａ２の消費量、非接触硬化処理の処理時間の少なくとも１つにおいて有利になりうる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、硬化性組成物Ａ２とＡ３を別物として説明したが、両者に同じ物を使用してもよい。図１３に、図１に示したインプリント装置１００の構成の変形例を示す。図１のインプリント装置との違いは、図１３の構成には硬化性組成物Ａ３を供給する供給部９が省略されていることである。図１３の態様においては、硬化性組成物Ａ３として硬化性組成物Ａ２を使用し、供給部９の機能を供給部７で兼ねる。すなわち、図１３の構成において、制御部８は、全ショット領域のインプリント処理が完了する前に基板を外部に搬出する場合、基板の上の重合性組成物Ａ１（第１組成物）が未硬化状態である部分に硬化性組成物Ａ２（第２組成物）を供給する。その後、制御部８は、該部分にできた混合層を硬化させてから、基板を外部に搬出する。

本実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置に対し、構成が簡素化できる点で優れる。ただし、供給部７のエラーによりインプリント処理を継続することが不可能となった場合には、本実施形態のインプリント装置では非接触硬化処理が不可能となる。すなわち、第１実施形態のインプリント装置は、供給部７のエラーによりインプリント処理を継続することが不可能となった場合でも、供給部９によって非接触硬化処理を継続できる点で有利である。

＜物品製造方法の実施形態＞
インプリント装置を用いて形成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、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、インプリント用の型等が挙げられる。

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、レジストマスクは除去される。

次に、物品製造方法について説明する。図１４（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の表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１４（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１４（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型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型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１４（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１４（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチング型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１４（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。

（他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：インプリント装置、２：型保持部、３：硬化部、５：基板保持部、７，９：供給部、８：制御部

Claims (9)

1. 重合性化合物を含有し重合開始剤を含有しない未硬化状態の第１組成物が供給された基板の上に、重合開始剤および重合性化合物を含有する第２組成物の液滴を供給し、該供給によって形成された前記第１組成物と前記第２組成物との混合層に型を接触させ、前記混合層を硬化させ、該硬化した混合層から前記型を引き離すことにより、前記混合層にパターンを形成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、
   前記混合層が形成されるように前記基板のショット領域における前記未硬化状態の第１組成物の上に前記第２組成物の液滴を供給する供給部と、
   前記混合層を硬化させる硬化部と、
   前記供給部および前記硬化部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記基板の複数のショット領域の全てに対して前記インプリント処理が完了する前に前記基板を前記インプリント装置の外部に搬出する場合、該搬出の前に、前記基板の上の前記第１組成物が未硬化状態である部分に前記第２組成物の液滴を供給し、該部分にできた前記混合層を硬化させる硬化処理を行うよう前記供給部および前記硬化部を制御する
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記部分にできた前記混合層に前記型を接触させずに前記硬化処理を行う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. 前記供給部は、
   前記インプリント処理のために前記第２組成物の液滴を供給する第１供給部と、
   前記硬化処理のために前記第２組成物の液滴を供給する第２供給部と、
   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. 前記制御部は、前記部分を有するショット領域ごとに前記硬化処理を行う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. 前記制御部は、前記部分を有する全てのショット領域について一括して前記硬化処理を行う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。
6. 前記制御部は、前記複数のショット領域の全てに対してインプリント処理が完了する前に前記インプリント処理の継続が不可能となるエラーが検知された場合に、前記硬化処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記複数のショット領域の全てに対してインプリント処理が完了する前にユーザからの処理停止の操作指示が検知された場合に、前記硬化処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 型を用いて基板の上にパターンを形成するインプリント装置を用いたインプリント方法であって、
   重合性化合物を含有し重合開始剤を含有しない未硬化状態の第１組成物が供給された前記基板を搬入して基板保持部によって保持する工程と、
   前記基板保持部に保持された前記基板のショット領域に、重合開始剤および重合性化合物を含有する第２組成物の液滴を供給する工程と、
   前記ショット領域の上に形成された前記第１組成物と前記第２組成物との混合層からなるインプリント材に前記型を接触させた状態で前記インプリント材を硬化させ、該硬化したインプリント材から前記型を引き離すことで、前記インプリント材にパターンを形成するインプリント処理を行う工程と、
   前記基板の複数のショット領域の全てに対して前記インプリント処理が完了する前に前記基板を前記インプリント装置の外部に搬出する場合、該搬出の前に、前記基板の上の前記第１組成物が未硬化状態である部分に前記第２組成物の液滴を供給し、該部分にできた前記混合層を硬化させる工程と、
   を有することを特徴とするインプリント方法。
9. 請求項１乃至７のいずれか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、
   前記形成する工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
   を有し、
   前記処理する工程で処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

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