JP6978877B2 - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。

インプリント装置は、基板の上のインプリント材に型を接触させる接触処理、該インプリント材を硬化させる硬化処理および該インプリント材の硬化物からなるパターンと前記型とを分離する分離処理を含むインプリント処理を行う。分離処理において、インプリント材の硬化物と型との結合力が強いと、硬化物と型とを分離することができない場合がある。

特許文献１には、成型がなされたインプリント材からの離型のために基板保持部および型保持部のうちの少なくとも一方を駆動する駆動部と、駆動部による離型の完了を検出する検出部とを備えるインプリント装置が記載されている。

特開２０１５−１１５３７０公報

分離処理において、インプリント材の硬化物と型との結合力が強いと、硬化物と型とを分離することができない場合がある他、型が型チャックから外れる場合や、基板が基板チャックから外れる場合がある。硬化物と型とを分離することができない場合において、特許文献１に記載されたインプリント装置では、再び離型（分離）のための駆動を行う必要があり、スループットが低下する。また、型が型チャックから外れる場合には型を型チャックで保持しなおす必要があり、基板が基板チャックから外れる場合には基板を基板チャックで保持し直す必要がある。この場合、アライメント計測からやり直す必要があり、スループットが更に低下する。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、スループットの向上に有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上の硬化性組成物に型を接触させる接触処理、該硬化性組成物に硬化用のエネルギーを与えることにより該硬化性組成物を硬化させる硬化処理および該硬化性組成物の硬化物からなるパターンと前記型とを分離する分離処理を含むインプリント処理を行うインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記接触処理および前記分離処理が行われるように前記基板と前記型との相対位置を変更する駆動機構と、前記パターンと前記型との結合力に逆らって前記分離処理が行われている期間に発生する状態量に基づいて前記分離処理が完了するかどうかを予測し、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記分離処理が完了するように前記分離処理における前記駆動機構の制御を変更する制御部と、を備え、前記状態量は、真空吸引によって前記型を保持するための第１真空ラインの圧力、および、真空吸引によって前記基板を保持するための第２真空ラインの圧力のうち少なくとも１つを含む。

本発明によれば、スループットの向上に有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 インプリント装置におけるインプリント処理を模式的に示す図。 分離工程において作用する力を模式的に示す図。 インプリント処理の制御システムの構成例を示す図。 型位置決め機構の構成例を示す図。 ロードセルによって計測されうる駆動力の時間変化を例示する図。 物品製造方法を例示する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置１００の構成が示されている。インプリント装置１００は、インプリント処理によって基板Ｓの上にインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンを形成するように構成される。インプリント処理は、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭに型Ｍ（のパターン面Ｐ）を接触させる接触処理、インプリント材ＩＭを硬化させる硬化処理およびインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンと型Ｍ（のパターン面Ｐ）とを分離する分離処理を含む。

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。インプリント材は、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、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。

本明細書および添付図面では、基板Ｓの表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。

インプリント装置１００は、基板Ｓを保持し駆動する基板駆動機構ＳＤＭ、基板駆動機構ＳＤＭを支持するベースフレームＢＦ、型Ｍを保持し駆動する型駆動機構ＭＤＭ、および、型駆動機構ＭＤＭを支持する構造体ＳＴを備えうる。基板駆動機構ＳＤＭは、真空吸引によって基板Ｓを保持する基板チャックＳＣを含む基板ステージＳＳと、基板ステージＳＡを位置決めすることによって基板Ｓを位置決めする基板位置決め機構ＳＡとを含みうる。型駆動機構ＭＤＭは、真空吸引によって型Ｍを保持する型チャックＭＣと、型チャックＭＣを位置決めすることによって型Ｍを位置決めする型位置決め機構ＭＡとを含みうる。型駆動機構ＭＤＭは、型Ｍの４つの側面に力を加えることによって型Ｍを変形させる変形機構ＭＡＧを含んでもよい。型駆動機構ＭＤＭは、型Ｍに加えられる力を検出するロードセルＬＣを含んでもよい。型駆動機構ＭＤＭは、更に、接触処理において、型Ｍのパターン面Ｐが基板Ｓに向かって凸形状になるように型Ｍのパターン面Ｐを変形させるようにパターン面Ｐの反対側の面に圧力を加える圧力機構を備えうる。

基板駆動機構ＳＤＭおよび型駆動機構ＭＤＭは、基板Ｓと型Ｍとの相対位置が変更されるように基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方を駆動する駆動機構ＤＭを構成する。駆動機構ＤＭによる相対位置の変更は、基板Ｓの上のインプリント材に対する型Ｍ（のパターン面Ｐ）の接触、および、硬化したインプリント材（硬化物のパターン）からの型の分離のための駆動を含む。換言すると、駆動機構ＤＭによる相対位置の変更は、接触処理および分離処理が行われるように基板Ｓと型Ｍとの相対位置を変更することを含む。基板駆動機構ＳＤＭは、基板Ｓを複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。型駆動機構ＭＤＭは、型Ｍを複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。

インプリント装置１００は、更に、ディスペンサＤＳＰを備えうる。ただし、ディスペンサＤＳＰは、インプリント装置１００の外部装置として構成されてもよい。ディスペンサＤＳＰは、基板Ｓのショット領域にインプリント材ＩＭを配置する。基板Ｓのショット領域へのインプリント材ＩＭの配置は、基板駆動機構ＳＤＭによって基板Ｓが駆動されている状態で、該駆動と同期してディスペンサＤＳＰがインプリント材ＩＭを吐出することによってなされうる。ここで、ディスペンサＤＳＰが基板Ｓの上の１つのショット領域にインプリント材ＩＭを配置する度に接触処理、硬化処理および分離処理が実行されうる。あるいは、ディスペンサＤＳＰが基板Ｓの上の複数のショット領域にインプリント材ＩＭを配置した後に、該複数のショット領域の各々に対して接触処理、硬化処理および分離処理が実行されてもよい。

インプリント装置１００は、更に、硬化部ＣＵを備えうる。硬化部ＣＵは、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭに型Ｍ（のパターン面Ｐ）が接触した状態でインプリント材ＩＭに硬化用のエネルギーを照射することによってインプリント材ＩＭを硬化させる。これによって、インプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンが基板Ｓの上に形成される。

インプリント装置１００は、更に、基板Ｓのマークの位置、型Ｍのマークの位置、基板Ｓのマークと型Ｍのマークとの相対位置等を検出するアライメントスコープＡＳと、基板Ｓのマークの位置を検出するオフアクシススコープＯＡＳとを備えうる。インプリント装置１００は、更に、制御部ＣＮＴを備えうる。制御部ＣＮＴは、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンと型Ｍとの結合力に逆らって分離処理が行われている期間に駆動機構ＭＤＭにおいて発生する状態量に基づいて分離処理が完了するかどうかを予測する。そして、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了しないと予測される場合に、分離処理が完了するように、分離処理における駆動機構ＭＤＭの制御を変更する。制御部ＣＮＴは、インプリント装置１００における他の動作の制御も行うように構成されうる。

制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。取得部ＤＥＴおよび制御部ＣＮＴは、単一の構成要素として構成されてもよい。

図２には、インプリント装置１００におけるインプリント処理が模式的に示されている。図２に示されるインプリント処理は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。図２に示されたインプリント処理は、基板Ｓの上にインプリト材ＩＭを配置する配置処理を含んでいるが、配置処理は、他の装置によって実行されてもよい。

まず、図２（ａ）の工程（配置処理）では、基板Ｓの１又は複数のショット領域の上にディスペンサＤＳＰによってインプリント材ＩＭが配置される。次いで、図２（ｂ）の工程では、基板Ｓのパターン形成対象のショット領域と型Ｍとが位置合わせされるように駆動機構ＤＭ（ＭＤＭ、ＳＤＭ）が制御される。次いで、図２（ｃ）の工程（接触処理）では、基板Ｓのパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材ＩＭと型Ｍとが接触するように駆動機構ＤＭ（ＭＤＭ、ＳＤＭ）が制御される。この接触処理は、型Ｍのパターン面Ｐに形成されたパターンの凹部にインプリント材ＩＭを充填させる充填処理を含みうる。

次いで、図２（ｄ）の工程（硬化処理）では、硬化部ＣＵによって型Ｍのパターン領域Ｐの下のインプリント材ＩＭに硬化用のエネルギーＥが照射され、これによってインプリント材ＩＭが硬化し、インプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンが形成される。次いで、図２（ｅ）の工程（分離処理）では、基板Ｓのショット領域の上のインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンと型Ｍ（のパターン面Ｐ）とが分離されるように駆動機構ＤＭ（ＭＤＭ、ＳＤＭ）が制御される。これにより、基板Ｓのショット領域の上には、型Ｍから分離されたパターンが残る。分離処理では、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンと型Ｍ（のパターン面Ｐ）との結合力に逆らって基板Ｓと型Ｍとが引き離されるように駆動機構ＭＤが基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方が駆動される。

図３には、図２（ｅ）の分離工程において作用する力が模式的に示されている。基板Ｓと型Ｍとが引き離されるように駆動機構ＤＭが基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方が駆動力ＦＤで駆動されると、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン面Ｐとの間には、駆動力ＦＤとは逆向きに抗力（反力）ＦＲが発生する。駆動力ＦＤ（抗力ＦＲ）がインプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン面Ｐとの結合力ＦＢを超えると、インプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン面Ｐとが分離される。抗力ＦＲは、型チャックＭＣと型Ｍとの間、基板チャックＳＣと基板Ｓとの間、基板Ｓとインプリント材ＩＭの硬化物との間にも発生する。駆動力ＦＤ（抗力ＦＲ）が型チャックＭＣの保持力（吸引力）を超えると、型チャックＭＣから型Ｍが外れる。駆動力ＦＤ（抗力ＦＲ）が基板チャックＳＣの保持力（吸引力）を超えると、基板チャックＳＣから基板Ｓが外れる。

基板チャックＳＣは、後述のように互いに独立した複数の吸引部を有しうる。分離処理は、インプリント処理（分離処理）の対象のショット領域が型Ｍに向かって凸形状になることが許容されるように複数の吸引部が制御された状態でなされうる。

制御部ＣＮＴは、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンと型Ｍ（のパターン面Ｐ）との結合力ＦＢに逆らって分離処理が行われている期間に駆動機構ＭＤＭにおいて発生する状態量を取得する。制御部ＣＮＴは、取得した状態量に基づいて、分離処理が完了するかどうかを予測し、分離処理が完了しないと予測される場合に、分離処理が完了するように、分離処理における駆動機構ＭＤＭの制御を変更する。

図４には、制御部ＣＮＴおよび駆動機構ＤＭによって構成されるインプリント処理の制御システムの構成例が示されている。型駆動機構ＭＤＭの型チャックＭＣは、型Ｍを保持する保持部に設けられた吸引部１０１（吸引溝）と、吸引部１０１に接続された真空ライン１０５とを含む。また、型チャックＭＣは、真空ライン１０５の圧力を検出する圧力センサ１０２と、真空ライン１０５と真空源１０４との間に配置され真空ライン１０５の圧力を調整する圧力調整部１０３とを含む。圧力センサ１０２は、検出した圧力を示す情報を制御部ＣＮＴに提供する。圧力調整部１０３は、制御部ＣＮＴからの圧力指令値または開度指令値等の指令値に従って真空ライン１０５の圧力を調整する。

型駆動機構ＭＤＭの型位置決め機構ＭＡは、制御部ＣＮＴからの位置指令値等の指令値に従って型Ｍ（型チャックＭＣ）を位置決めする。図５に例示されるように、型位置決め機構ＭＡは、制御部ＣＮＴからの位置指令値ＴＰに従って型Ｍ（型チャックＭＣ）の位置をフィードバック制御するように構成されうる。型位置決め機構ＭＡは、演算器５０１、補償器５０２、ドライバ５０３、アクチュエータ５０４およびセンサ５０５を含みうる。

演算器５０１は、位置指令値ＴＰとセンサ５０５の出力との偏差ＥＲを演算し、補償器５０２に提供する。補償器５０２は、偏差ＥＲに基づいて操作量ＭＶ（例えば、電流指令値、電圧値）を生成しドライバ５０３に提供する。ドライバ５０３は、操作量ＭＶに従った駆動力を発生するようにアクチュエータ５０４を駆動する。アクチュエータ５０４は、操作量ＭＶに従った駆動力で型チャックＭＣを駆動する。センサ５０５は、型チャックＭＣによって保持された型Ｍの位置を検出し、その位置を示す情報を演算器５０１に提供する。アクチュエータ５０４は、例えば、ボイスコイルモータまたは圧電素子でありうる。あるいは、型位置決め機構ＭＡは、制御部ＣＮＴからの位置指令値に従って型Ｍ（型チャックＭＣ）の位置をフィードフォワード制御するように構成されうる。型駆動機構ＭＤＭのロードセルＬＣは、型Ｍに加わる力（駆動力ＦＤ）を検出し、その力を示す情報を制御部ＣＮＴに提供する。

基板駆動機構ＳＤＭの基板チャックＳＣは、基板Ｓを保持する保持部に設けられた吸引部１１１（吸引溝）と、吸引部１１１に接続された真空ライン１１５とを含む。また、基板チャックＳＣは、真空ライン１１５の圧力を検出する圧力センサ１１２と、真空ライン１１５と真空源１１４との間に配置され真空ライン１１５の圧力を調整する圧力調整部１１３とを含む。圧力センサ１１２は、検出した圧力を示す情報を制御部ＣＮＴに提供する。圧力調整部１１３は、制御部ＣＮＴからの圧力指令値または開度指令値等の指令値に従って真空ライン１１５の圧力を調整する。基板チャックＳＣは、互いに独立した複数の吸引部１１１を有し、各吸引部１１１に対して圧力センサ１１２および圧力調整部１１３が設けられうる。

制御部ＣＮＴは、分離処理が行われている期間に駆動機構ＭＤＭにおいて発生する状態量を示す情報として、圧力センサ１０２、ロードセルＬＣ、補償器５０２、圧力センサ１１２からの情報を取得する。制御部ＣＮＴは、それらの状態量の少なくとも１つに基づいて分離処理が完了するかどうかを予測し、分離処理が完了しないと予測される場合に、分離処理が完了するように、分離処理における駆動機構ＭＤＭの制御を変更する。

状態量が圧力センサ１０２の出力、即ち、真空ライン１０５の圧力である場合は、制御部ＣＮＴは、該圧力が第１基準値より高い場合（即ち、第１基準値よりも大気圧に近い場合）に、分離処理が完了しないと予測（判断）する。ここで、真空ライン１０５の圧力が第１基準値より高いことは、結合力ＦＢが大きいために、型チャックＭＣの吸引力が不足しており、型チャックＭＣの保持部と型Ｍとの間に隙間が生じ、空気が真空ライン１０５に流入していることを意味する。

状態量がロードセルＬＣの出力、即ち、型Ｍに加えられている駆動力ＦＤである場合、制御部ＣＮＴは、駆動力ＦＤが第２基準値より高い場合に、分離処理が完了しないと予測（判断）する。図６には、ロードセルＬＣによって計測されうる力である駆動力ＦＤの時間変化が例示されている。ＴＨは第２基準値を示している。曲線４０１は、正常な場合における駆動力ＦＤの時間変化を例示している。曲線４０２は、分離処理が完了しない場合における駆動力ＦＤの時間変化を例示している。曲線４０２で示される力が第２基準値ＴＨを越えた場合に、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了しないと予測（判断）することができる。ここで、駆動力ＦＤが第２基準値より大きいことは、結合力ＦＢが大きいために、駆動力ＦＤが不足しており、現在の駆動力ＦＤでは、分離処理が完了しないことを意味する。

曲線４０３は、駆動力ＦＤが第２基準値ＴＨを越えないが、正常な場合よりも分離処理に長時間を要する場合における駆動力ＦＤの時間変化を例示している。このような状態を検出するために、制御部ＣＮＴは、例えば、駆動力ＦＤを時間で積分し、これによって得られる積分値が第３基準値を超えた場合に、分離処理が完了しないと予測（判断）するように構成されてもよい。

状態量が補償器５０２の出力（操作量ＭＶ）であり、該出力がアクチュエータ５０４に発生させる駆動力ＦＤである場合には、状態量がロードセルＬＣの出力である場合と等価である。制御部ＣＮＴは、補償器５０２の出力（駆動力ＦＤ）が第２基準値より高い場合、分離処理が完了しないと予測（判断）する。あるいは、制御部ＣＮＴは、補償器５０２の出力である駆動力ＦＤを時間で積分し、これによって得られる積分値が第３基準値を超えた場合に、分離処理が完了しないと予測（判断）するように構成されてもよい。

状態量が圧力センサ１１２の出力、即ち、真空ライン１１５の圧力である場合、制御部ＣＮＴは、該圧力が第４基準値より高い場合（即ち、第４基準値よりも大気圧に近い場合）、分離処理が完了しないと予測（判断）する。ここで、真空ライン１１５の圧力が第４基準値より高いことは、結合力ＦＢが大きいために、基板チャックＳＣの吸引力が不足しており、基板チャックＳＣの保持部と基板Ｓとの間に隙間が生じ、空気が真空ライン１１５に流入していることを意味する。

次に、制御部ＣＮＴが取得部ＤＥＴから提供される状態量に基づいて分離処理が完了しないと予測した場合に、分離処理が完了するように、分離処理における駆動機構ＭＤＭの制御を変更する例を例示的に説明する。

第１の例では、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了するように、真空ライン１０５、１１５の圧力が低くなるように（即ち、吸引力が大きくなるように）、圧力調整部１０３および圧力調整部１１３の制御を変更する。圧力調整部１０３および圧力調整部１１３の制御は、圧力調整部１０３、１１３に送る指令値を制御することによってなされる。ここで、制御部ＣＮＴが圧力センサ１０２の出力に基づいて分離処理が完了しないと予測した場合、制御部ＣＮＴは、真空ライン１０５、１１５のうち真空ライン１０５の圧力が低くなるように、圧力調整部１０３の制御を変更してもよい。また、制御部ＣＮＴが圧力センサ１１２の出力に基づいて分離処理が完了しないと予測した場合、制御部ＣＮＴは、真空ライン１０５、１１５のうち真空ライン１１５の圧力が低くなるように、圧力調整部１１３の制御を変更してもよい。

第２の例では、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了するように、基板Ｓと型Ｍとを引き離す速度を低下させるように駆動機構ＤＭを制御する。例えば、制御部ＣＮＴは、型Ｍを上昇させる速度を低下させるように駆動機構ＤＭを制御することができる。あるいは、制御部ＣＮＴは、基板Ｓを下降させる速度を低下させるように駆動機構ＤＭを制御することができる。

第３の例では、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了するように、基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方を振動させるように駆動機構ＤＭを制御する。この振動は、インプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンの損傷および型Ｍの損傷を抑えるために、Ｚ軸方向の振動を主成分とすることが望ましい。

第４の例では、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了するように、基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方の姿勢を変更するように駆動機構ＤＭを制御する。この姿勢の変更は、インプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンの損傷および型Ｍの損傷を抑えるために、θＸ軸およびθＹ軸の少なくとも一方に関する姿勢の変更であることが望ましい。

第５の例では、制御部ＣＮＴは、分離処理が完了するように、変形機構ＭＡＧを制御する。この制御は、変形機構ＭＡＧが型Ｍの側面（例えば、対向する２側面、又は、４側面）を押圧する力を大きくすることによって型チャックＭＣから型Ｍが外れることを抑制する制御でありうる。

上記の第１の例から第５の例は、それらのうちの少なくとも２つを組み合わせて採用されうる。また、上記の第１の例から第５の例は、他の方法と組み合わせて採用されうる。

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、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図７（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７（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７（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図７（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に型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図７（ｅ）に示すように、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７（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。

１００：インプリント装置、ＤＭ：駆動機構、ＭＤＭ：型駆動機構、ＭＣ：型チャック、ＭＡ：型駆動機構、ＬＣ：ロードセル、ＳＤＭ：基板位置決め機構、ＳＣ：基板チャック、ＳＳ：基板ステージ、ＳＡ：基板位置決め機構、Ｍ：型、Ｓ：基板、ＣＮＴ：制御部

Claims (15)

1. 基板の上の硬化性組成物に型を接触させる接触処理、該硬化性組成物に硬化用のエネルギーを与えることにより該硬化性組成物を硬化させる硬化処理および該硬化性組成物の硬化物からなるパターンと前記型とを分離する分離処理を含むインプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記接触処理および前記分離処理が行われるように前記基板と前記型との相対位置を変更する駆動機構と、
   前記パターンと前記型との結合力に逆らって前記分離処理が行われている期間に発生する状態量に基づいて前記分離処理が完了するかどうかを予測し、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記分離処理が完了するように前記分離処理における前記駆動機構の制御を変更する制御部と、を備え、
   前記状態量は、真空吸引によって前記型を保持するための第１真空ラインの圧力、および、真空吸引によって前記基板を保持するための第２真空ラインの圧力のうち少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記駆動機構は、真空吸引によって前記型を保持する型チャックを更に含み、前記第１真空ラインは、前記型チャックに接続された真空ラインである、
   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. 前記駆動機構は、前記型を駆動する型駆動機構を含み、前記状態量は、前記型駆動機構が発生する駆動力を含む、
   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. 前記型駆動機構は、前記型を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するドライバとを含み、前記制御部は、前記ドライバに提供される操作量に基づいて前記駆動力を取得する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記型駆動機構は、前記型の位置を検出するセンサを含み、前記センサの出力に基づいて前記型の位置をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記駆動力を時間で積分して得られる積分値に基づいて、前記分離処理が完了するかどうかを予測する、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記駆動機構は、前記型に加えられる力を検出するロードセルを含み、
   前記制御部は、前記ロードセルからの出力に基づいて前記駆動力を取得する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記型チャックが前記型を真空吸引する力が大きくなるように前記第１真空ラインの圧力の制御を変更する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
9. 前記駆動機構は、真空吸引によって前記基板を保持する基板チャックを更に含み、前記第２真空ラインは、前記基板チャックに接続された真空ラインである、
   ことを特徴とする請求項１乃至８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、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記基板チャックが前記基板を真空吸引する力が大きくなるように前記基板チャックの制御を変更する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
11. 前記制御部は、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記基板と前記型とを引き離す速度を低下させるように前記駆動機構の制御を変更する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記制御部は、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記基板および前記型の少なくとも一方を振動させるように前記駆動機構の制御を変更する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 前記制御部は、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記基板および前記型の少なくとも一方の姿勢を変更するように前記駆動機構の制御を変更する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 前記駆動機構は、前記型の側面に力を加えることによって前記型を変形させる変形機構を更に含み、
    前記制御部は、前記分離処理が完了しないと予測される場合に、前記変形機構が前記型の側面に加える力が大きくなるように前記変形機構の制御を変更する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
15. 請求項１乃至１４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の上にパターンを形成する工程と、
    前記工程において前記パターンが形成された基板の処理を行う工程と、
    を含み、前記処理が行わ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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