JP7041483B2 - インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置が、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、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。

インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させる接触工程において、モールドのパターン凹部にインプリント材が充填されずにモールドとインプリント材との間に気泡が残存することがある。この場合、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良（欠損）が生じうる。そのため、接触工程の際に、モールドと基板との間の空間を、モールドのパターンへのインプリント材の充填を促進させるためのガス（以下、充填促進ガスと呼ぶことがある）で満たすことが好ましい。

特許文献１には、インプリント材を吐出した基板をモールドの下に移動させる際の移動経路に充填促進ガスを供給する方法が提案されている。これにより、基板の移動とともに充填促進ガスをモールドの下に移動させ、モールドと基板との間の空間に充填促進ガスを効率よく流入させることができる。

特許第５８２８６２６号公報

充填促進ガスとしては、例えばヘリウムガスやＰＦＰ（ペンタフルオロプロパン）ガスなどが用いられうるが、それらのガスは非常に高価である。したがって、インプリント装置では、接触工程ごとに必要となる充填促進ガスの必要量を予め決定し、決定した必要量だけ充填促進ガスを移動経路に供給することが、該ガスの使用量を低減する上で好ましい。しかしながら、充填促進ガスを移動経路に供給するための供給管の内部では、充填促進ガスを供給していない時間の経過につれて空気等が流入して充填促進ガスが減少しうる。この場合、予め決定した必要量の充填促進ガスが移動経路に供給されず、基板上へのパターンの転写不良が生じ易くなりうる。

そこで、本発明は、充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供することを目的とする。

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方法は、モールド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第１処理を繰り返し行うインプリント方法であって、前記第１処理は、前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給工程と、を含み、前記第１処理とは異なる第２処理を前記第１処理間で行う場合、前記第２処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第１処理の前記供給工程の前に行う、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、充填促進ガスの使用量の低減、および基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術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実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。 図２のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。 第２実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。 図４のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。 第３実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。 図６のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図である。 第４実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。 物品の製造方法を示す図である。

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。以下の実施形態では、基板の面と平行な面方向（基板の面に沿った方向）において互いに直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、基板の面に垂直な方向（基板に入射する光の光軸に沿った方向）をＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
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と型とを接触させ、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、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。例えば、インプリント装置は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド（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、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）することで、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれ、基板における複数のショット領域の各々について行われる。つまり、１枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行う場合には、該１枚の基板におけるショット領域の数だけインプリント処理が繰り返し行われることとなる。

インプリント材には、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、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

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る。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、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、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。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以下である。

［インプリント装置の構成］
次に、本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１０について説明する。図１は、第１実施形態のインプリント装置１０の構成を示す概略図である。インプリント装置１０は、例えば、モールド１を保持するモールドステージ２（モールド保持部）と、基板３を保持して移動可能な基板ステージ４（基板保持部）と、硬化部５と、吐出部６（ディスペンサ）と、供給部７と、制御部８とを含みうる。制御部８は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置１０の各部を制御してインプリント処理を制御する。

モールド１は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面において基板側に突出した一部の領域（パターン領域１ａ）には、基板上のインプリント材９に転写されるべき凹凸のパターンが形成されている。また、基板３としては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板３としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。

モールドステージ２は、例えば、真空吸着などによりモールド１を保持するモールドチャックと、モールド１と基板３との間隔を変更させるようにモールド１をＺ方向に駆動するモールド駆動部とを含みうる。本実施形態のモールドステージ２は、Ｚ方向にモールド１を駆動するように構成されているが、例えば、ＸＹ方向およびθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にモールド１を駆動する機能などを有してもよい。

基板ステージ４は、例えば、真空吸着などにより基板３を保持する基板チャックと、ＸＹ方向に基板３を駆動する基板駆動部とを含みうる。本実施形態の基板駆動部は、例えばリニアモータや平面モータなどによりＸＹ方向に基板３を駆動するように構成されているが、例えば、Ｚ方向およびθ方向に基板３を駆動する機能などを有してもよい。

硬化部５（照射部）は、モールド１と基板上のインプリント材９とが接触している状態で、基板上のインプリント材９にモールド１を介して光（例えば紫外線）を照射することにより当該インプリント材９を硬化させる。また、吐出部６は、基板ステージ４によって下方に配置された基板３に向けてインプリント材を吐出する（基板上にインプリント材を供給（塗布）する）。

［インプリント方法］
以下に、本実施形態のインプリント装置１０で行われるインプリント方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図２のフローチャートに示す各工程は、制御部８によって制御され、上述した「インプリント処理（第１処理）」は、Ｓ１４～Ｓ２０の工程を含みうる。

Ｓ１０では、制御部８は、インプリント処理とは異なる処理（第２処理）を行うか否かを判定する。本実施形態では、第２処理として、基板３の交換処理（基板ロットの変更も含む）を例示して説明するが、例えば、モールド１の交換、モールド１の洗浄、装置メンテナンス等も含まれうる。第２処理（基板３の交換処理）を行うと判定した場合にはＳ１１に進み、第２処理を行わないと判定した場合にはＳ１４に進む。

Ｓ１１～Ｓ１３では、制御部８は、基板ステージ４により保持された基板３の交換処理を行う。具体的には、制御部８は、Ｓ１１において基板ステージ４から基板３をアンロード（搬出）し、Ｓ１２において基板ロットを変更（交換）し、Ｓ１３において基板ステージ４に基板３をロード（搬入）する。ここで、装置の立ち上げ時など、基板ステージ４上に基板３がない場合には、Ｓ１１～Ｓ１２の工程は行われず、Ｓ１３の基板のロードのみが行われうる。

Ｓ１４では、制御部８は、基板３における複数のショット領域のうち、インプリント処理を行う対象のショット領域（以下、対象ショット領域と称する）が吐出部６の下に配置されるように、基板ステージ４によって基板３を移動させる。Ｓ１５では、制御部８は、対象ショット領域上にインプリント材９を吐出するように吐出部６を制御する（吐出工程）。Ｓ１６では、制御部８は、吐出部６によりインプリント材９が配置された対象ショット領域がモールド１のパターン領域１ａの下方に配置されるように、基板ステージ４によって基板３を移動させる（移動工程）。Ｓ１７では、制御部８は、モールド１と基板３との間隔（Ｚ方向）を狭めて目標間隔になるようにモールドステージ２を制御し、モールド１と対象ショット領域上のインプリント材９との接触面積を拡げていく（接触工程）。Ｓ１８では、制御部８は、モールド１と基板３との間隔を目標間隔に維持しながら所定時間経過させ、モールド１のパターン凹部にインプリント材９を充填させる。

Ｓ１９では、制御部８は、モールド１と対象ショット領域上のインプリント材９とを接触させた状態で、当該インプリント材９に光（紫外線）を照射するように硬化部５を制御し、対象ショット領域上のインプリント材９を硬化させる。Ｓ２０では、制御部８は、モールド１と基板３との間隔（Ｚ方向）を広げるようにモールドステージ２を制御し、硬化したインプリント材９からモールド１を剥離（離型）する。Ｓ２１では、制御部８は、基板ステージ４により保持された基板上に、次にインプリント処理を行うべきショット領域（以下、次のショット領域）があるか否かの判定を行う。該基板上に次のショット領域がある場合にはＳ１０に進み、制御部８は、Ｓ１０において基板３の交換工程を行わないと判定してＳ１４に進む。一方、該基板上に次のショット領域がない場合にはＳ２２に進む。Ｓ２２では、制御部８は、次にインプリント処理を行うべき基板（以下、次の基板）があるか否かの判定を行う。次の基板がある場合にはＳ１０に進み、制御部８は、Ｓ１０において基板の交換工程を行うと判定してＳ１１に進む。一方、次の基板がない場合には終了する。

［充填促進ガスの供給］
一般に、インプリント装置では、モールド１のパターン凹部にインプリント材９が充填されずにモールド１とインプリント材９との間に気泡が残存すると、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良（欠損）が生じうる。そのため、インプリント装置では、接触工程（Ｓ１７）の際、モールド１と基板３との間の空間を、モールド１のパターン凹部へのインプリント材９の充填を促進させるガス（以下、充填促進ガスと称する）で満たしておくことが好ましい。充填促進ガスとしては、ヘリウムガスなど分子量が小さくモールドに対して高い透過性を有するガスや、ＰＦＰ（ペンタフルオロプロパン）ガスなどモールドと基板上のインプリント材を接触させた際に液化（即ち凝縮）するガスが用いられうる。

本実施形態のインプリント装置１０には、吐出部６によりインプリント材９が配置された対象ショット領域がモールド１の下方に配置されるように基板３を移動させる移動経路に、充填促進ガスを供給管７ａを介して供給する供給部７が設けられている。供給部７は、例えばモールドステージ２と吐出部６との間に配置された吹出部７ｂの開口（吹出口７ｃ）に供給管７ａを介して連通されており、供給管７ａを介して吹出口７ｃから充填促進ガス７ｄを吹き出すことにより充填促進ガス７ｄを該移動経路に供給する。このように移動経路に供給された充填促進ガスは、その粘性に起因して基板３の移動とともに移動するため、モールド１と基板３との間の狭い空間においても充填促進ガスを効率よく流入させることができる。

ところで、このような充填促進ガスは非常に高価であるため、インプリント装置では、基板３を移動させている間、充填促進ガスを移動経路に常時供給し続けるのではなく、接触工程ごとに必要となる必要量だけ移動経路に供給することが好ましい。つまり、インプリント装置では、接触工程ごとに必要となる充填促進ガスの必要量（所定量）を実験やシミュレーションなどにより予め決定し、決定した必要量だけ、所定のタイミングで充填促進ガスを移動経路に供給することが好ましい。

本実施形態では、図２のフローチャートに示すように、予め決定された必要量（所定量）の充填促進ガスを供給管７ａを介して基板３の移動経路に供給する供給工程（Ｓ２３）が、Ｓ１６およびＳ１７の工程の期間内に行われうる。制御部８は、基板３の移動経路に供給する充填促進ガスの量を、充填促進ガスの供給開始タイミングと供給終了タイミングとによって制御しうる。例えば、制御部８は、図３に示すように、対象ショット領域が吹出口７ｃに差し掛かったタイミングで移動経路への充填促進ガスの供給を開始する。そして、対象ショット領域がモールド１のパターン領域１ａの下方に配置されて基板ステージ４（基板３）の移動が終了したタイミングで充填促進ガスの供給を終了する。図３は、図２のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図２に示す各工程の符号は図３に示す符号に対応している。

［充填促進ガスの補償］
このように構成されたインプリント装置１０では、基板３の移動経路に充填促進ガスを供給していない時間の経過につれて、供給管７ａの内部から充填促進ガスが抜けて空気等の雰囲気ガスが供給管７ａの内部に流入する。即ち、供給管７ａの内部状態（充填促進ガスの濃度）が変化しうる。例えば、１枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行っているときには、供給工程（Ｓ２３）が比較的短い時間間隔で繰り返し行われる。そのため、この場合においては、供給管７ａの内部からの充填促進ガスの抜けが殆ど生じず、供給管７ａの内部状態の変化が許容範囲内となることが分かっている。

一方、基板３の交換工程（基板ロットの変更）などの第２処理がインプリント処理間に行われる場合、前回の供給工程からの経過時間が長くなり、それに伴い、供給管７ａの内部から充填促進ガスが抜けて雰囲気ガスが流入する量が増える。その結果、供給管７ａの内部状態の変化が許容範囲内に収まらなくなりうる。この場合、基板３の交換処理後の最初の供給工程（次に行われる供給工程）では、供給管７ａに流入した雰囲気ガスが吹出口７ｃから始めに吹き出されるため、移動経路に充填促進ガスを供給する開始タイミングが遅れる。つまり、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することが困難になり、基板上へのパターンの転写不良が生じやすくなりうる。

そこで、本実施形態では、第２処理の期間内に供給管７ａの内部で減少した充填促進ガスを補償するように、供給部７により供給管７ａの内部に充填促進ガスを供給する補償工程（Ｓ２４）を、次に行われる供給工程（Ｓ２３）の前に行う。この補償工程により、供給管７ａに流入した雰囲気ガスが充填促進ガスで置換され、次に行われる供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

次に、補償工程の実施タイミングについて説明する。本実施形態では、図２に示すように、基板３の交換処理（Ｓ１１～Ｓ１３）の期間内に補償工程（Ｓ２４）が行われうる。例えば、図３に示すタイミングチャートでは、基板ステージ４上に基板３をロードするＳ１３の工程の期間内に補償工程（Ｓ２４）を行う例を示している。しかしながら、それに限られるものではなく、基板ステージ４上から基板３をアンロードするＳ１１の工程や、基板ロットの変更を行うＳ１２の工程の期間内に補償工程（Ｓ２４）を行ってもよい。

補償工程（Ｓ２４）では、例えば、供給管７ａの内部体積に対応する量だけ供給管７ａに充填促進ガスを供給してもよい。また、充填促進ガスを検知するセンサを供給管７ａの端部（吹出口７ｃ）に設け、該センサで充填促進ガスが検知されるまで供給管７ａに充填促進ガスを供給してもよい。いずれの方法にせよ、補償工程では、供給工程（Ｓ２３）で使用される充填促進ガスの量より少ない量の充填促進ガスが使用される。ここで、供給管７ａの内部体積に対応する量だけ供給管７ａに充填促進ガスを供給する場合、制御部８は、供給部７から供給管７ａに充填促進ガスを供給する時間Ｔｐによって、充填促進ガスの供給量を制御しうる。時間Ｔｐ［ｓｅｃ］は、供給部７から供給管７ａに供給される充填促進ガスの流量Ｑ［ｍ^３／ｓｅｃ］と、供給管７ａの長さＬ［ｍ］と、供給管７ａの断面積Ａ［ｍ^２］から、Ｔｐ＝Ｌ×Ａ／Ｑによって求めることができる。

このように、本実施形態のインプリント装置１０では、第２処理（基板３の交換処理中）の期間内に供給管７ａの内部で減少した充填促進ガスを補償する補償工程（Ｓ２４）を、該第２処理の期間内に行う。これにより、供給工程（Ｓ２３）において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができ、基板上へのパターンの転写不良（欠損）を低減することができる。また、第２処理の期間内に補償工程を行うことにより、スループットへの影響を低減することができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のインプリント装置について説明する。第１実施形態では、第２処理（例えば、基板の交換処理）の期間内に補償工程（Ｓ２４）を行う例について説明した。第２実施形態では、基板上にインプリント材を吐出する吐出工程の期間内に補償工程を行う例について、図４および図５を参照しながら説明する。ここで、第２実施形態のインプリント装置の構成については、第１実施形態のインプリント装置１０と同様であるため説明を省略する。

図４は、第２実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図５は、図４のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図４に示す各工程の符号は図５に示す符号に対応している。図４に示すフローチャートにおいて、図２に示すフローチャートの工程と同様の工程については同じ符号で示している。また、図４に示すフローチャートでは、図２に示すフローチャートに対し、Ｓ１０において第２処理を行うと判定された後の工程が異なっており、第２処理を行わないと判定された後の工程（Ｓ１４～Ｓ２３）は同様である。以下では、図２に示すフローチャートと異なる工程について説明する。

Ｓ１１～Ｓ１３では、制御部８は、図２のフローチャートと同様に、基板３の交換処理を行う。Ｓ２５では、制御部８は、Ｓ１４と同様に、対象ショット領域が吐出部６の下に配置されるように、基板ステージ４によって基板３を移動させる。Ｓ２６では、制御部８は、Ｓ１５と同様に、対象ショット領域上にインプリント材９を吐出するように吐出部６を制御する（吐出工程）。また、第２実施形態では、図４および図５に示すように、供給管７ａの内部での充填促進ガスの減少を補償する補償工程（Ｓ２４）が、Ｓ２６の工程（吐出工程）の期間内に行われる。

このように、第２実施形態のインプリント装置では、基板上にインプリント材９を吐出する吐出工程の期間内に補償工程（Ｓ２４）が行われる。これにより、基板３の交換処理が予期せぬトラブルにより長期間停止した場合であっても、該交換処理の後に補償工程を行うことができ、供給工程（Ｓ２３）において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態のインプリント装置について説明する。第３実施形態では、供給工程（Ｓ２３）に連続するように補償工程（Ｓ２４）を行う例について、図６および図７を参照しながら説明する。ここで、第３実施形態のインプリント装置の構成については、第１実施形態のインプリント装置１０と同様であるため説明を省略する。

図６は、第３実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図７は、図６のフローチャートにおける各工程のタイミングチャートの例を示す図であり、図６に示す各工程の符号は図７に示す符号に対応している。図６に示すフローチャートにおいて、図２および図４に示すフローチャートの工程と同様の工程については同じ符号で示している。また、図６に示すフローチャートでは、図２に示すフローチャートに対し、Ｓ１０において第２処理を行うと判定された後の工程が異なっており、第２処理を行わないと判定された後の工程（Ｓ１４～Ｓ２３）は同様である。以下では、図２に示すフローチャートと異なる工程について説明する。

Ｓ１１～Ｓ１３では、制御部は８、図２のフローチャートと同様に、基板３の交換処理を行う。Ｓ２５では、制御部８は、Ｓ１４と同様に、対象ショット領域が吐出部６の下に配置されるように、基板ステージ４によって基板３を移動させる。Ｓ２６では、制御部８は、Ｓ１５と同様に、対象ショット領域上にインプリント材９を吐出するように吐出部６を制御する（吐出工程）。Ｓ２７では、制御部８は、Ｓ１６と同様に、対象ショット領域がモールド１のパターン領域１ａの下方に配置されるように、基板ステージ４によって基板３を移動させる。Ｓ２８では、制御部８は、Ｓ１７と同様に、モールド１と基板上のインプリント材９とを接触させる（接触工程）。

第３実施形態では、図６および図７に示すように、予め決定された必要量（所定量）の充填促進ガスを供給管を介して基板の移動経路に供給する供給工程（Ｓ２３）が、Ｓ２７およびＳ２８の工程の期間内に行われる。供給工程（Ｓ２３）における充填促進ガスの供給開始タイミングおよび供給終了タイミングは、第１実施形態で説明したとおりである。例えば、対象ショット領域が吹出口７ｃに差し掛かったタイミングで移動経路への充填促進ガスの供給を開始し、対象ショット領域がモールド１のパターン領域１ａの下方に配置されて基板３の移動が終了したタイミングで充填促進ガスの供給を終了する。

また、第３実施形態では、図６および図７に示すように、供給管７ａの内部での充填促進ガスの減少を補償する補償工程（Ｓ２４）が、Ｓ２６～Ｓ２８の工程の期間内において、供給工程（Ｓ２３）に連続するように行われる。供給部７では、一般的にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）が設けられ、そのＭＦＣのバルブを開閉することによって、供給部７からの充填促進ガスの供給が制御される。つまり、第３実施形態では、補償工程と供給工程とにおいて、ＭＦＣのバルブの開閉を行わずに、即ち、供給部７から供給管７ａへの充填促進ガスの供給を止めずに、該供給を連続して行う。

このように、第３実施形態のインプリント装置では、供給工程（Ｓ２３）に連続するように補償工程（Ｓ２４）を行う。これにより、供給部７に設けられたＭＦＣのバルブの開閉を減らし、該ＭＦＣが故障する可能性を低減することができる。また、第２実施形態と同様に、基板３の交換処理が予期せぬトラブルにより長期間停止した場合であっても、該交換処理の後に補償工程を行うことができ、供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。

＜第４実施形態＞
本発明に係る第４実施形態のインプリント装置について説明する。第１～３実施形態では、基板３の交換処理などの定期的な処理（第２処理）が行われたときに補償工程を行う例について説明した。第４実施形態では、前回の供給工程からの経過時間に基づいて補償工程を行う例について説明する。第４実施形態に係る方法では、例えば、インプリント装置が予期せずに停止しても、インプリント装置の再稼働後における最初の供給工程で、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。ここで、第４実施形態のインプリント装置の構成については、第１実施形態のインプリント装置１０と同様であるため説明を省略する。

以下に、本実施形態に係るインプリント方法について、図８を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。図８のフローチャートにおけるＳ３２～Ｓ４１の各工程は、図２のフローチャートにおけるＳ１４～Ｓ２３の各工程と同様であるため、それらの工程の説明を省略する。

Ｓ３０では、制御部８は、前回の供給工程からの経過時間（即ち、供給工程を最後に行ってからの経過時間）が閾値以上であるか否かを判定する。閾値Ｔｄは、供給管７ａの長さや断面積など装置構成によって決定され、例えば、供給管７ａの長さが１［ｍ］の場合、２分～６０分の間に設定されうる。経過時間が閾値Ｔｄ以上である場合にはＳ３１に進み、経過時間が閾値Ｔｄ未満である場合にはＳ３１の工程を行わずにＳ３２に進む。

Ｓ３１では、制御部８は、供給管７ａの内部における充填促進ガスの減少を補償するように、供給部７によって供給管７ａの内部に充填促進ガスを供給する（補償工程）。この補償工程により、供給管７ａの内部に流入した雰囲気ガスを充填促進ガスで置換し、次に行われる供給工程において、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。補償工程では、第１実施形態で説明したように、供給管７ａの内部体積に対応する量だけ供給管７ａに充填促進ガスを供給してもよい。この場合、制御部８は、供給部７から供給管７ａに充填促進ガスを供給する時間Ｔｐによって、充填促進ガスの供給量を制御しうる。また、補償工程では、前回の供給工程からの経過時間に基づいて、供給部７から供給管に供給する充填促進ガスの供給時間（即ち、供給量）を決定してもよい。例えば、経過時間が６０分の場合における充填促進ガスの供給時間をＴａ［ｓｅｃ］に決定し、経過時間が２分の場合における充填促進ガスの供給時間をＴａ／４［ｓｅｃ］に決定してもよい。このような供給時間（供給量）は、経過時間を変数とする式やテーブルによって算出され、該式やテーブルは、実験や拡散方程式等を用いたシミュレーションなどによって決定されうる。

このように、第４実施形態のインプリント装置は、前回の供給工程からの経過時間が閾値以上である場合に補償工程を行う。これにより、例えば、インプリント装置が予期せずに停止しても、インプリント装置の再稼働後における最初の供給工程で、予め決定した必要量の充填促進ガスを移動経路に供給することができる。ここで、本実施形態では、対象ショット領域を吐出部６の下に配置するように基板を移動させるＳ３２の工程の前に補償工程（Ｓ３１）を行ったが、補償工程は、次の供給工程の前に行われればよく、該供給工程に連続するように行われてもよい。

＜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、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、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。

インプリント装置を用いて成形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、物品の具体的な製造方法について説明する。図９（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ェハ等の基板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９（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９（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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（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９（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９（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。

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。

１：モールド、２：モールドステージ、３：基板、４：基板ステージ、５：硬化部、６：吐出部、７：供給部、７ａ：供給管、８：制御部、９：インプリント材、１０：インプリント装置

Claims (10)

1. モールド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第１処理を繰り返し行うインプリント方法であって、
   前記第１処理は、
   前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、
   前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、
   前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを、予め決定された所定量だけ供給管を介して供給する供給工程と、
   を含み、
   前記第１処理とは異なる第２処理を前記第１処理間で行う場合、前記第２処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第１処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント方法。
2. 前記第２処理は、基板の交換、ロットの交換、モールドの交換およびモールドの洗浄のうち少なくとも１つの処理を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント方法。
3. モールド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処理を繰り返し行うインプリント方法であって、
   前記処理は、
   前記インプリント材を吐出する吐出部の下に前記基板を配置し、前記吐出部により前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、
   前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、
   前記移動工程における前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを、予め決定された所定量だけ供給管を介して供給する供給工程と、
   を含み、
   前記処理では、前記供給工程を最後に行ってからの経過時間が閾値以上であるか否かを判断する判断工程を前記吐出工程の前に行い、前記判断工程において前記経過時間が前記閾値以上であると判断した場合、前記経過時間に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント方法。
4. 前記補償工程では、前記供給管に供給すべき前記ガスの量を前記経過時間に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント方法。
5. 前記補償工程では、前記供給管の内部体積に対応する量だけ前記供給管に前記ガスを供給する、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方法。
6. 前記補償工程を、次に行われる前記供給工程の前において当該供給工程に連続するように行う、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方法。
7. 前記補償工程を、前記第２処理の期間内に行う、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方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント方法を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
   前記形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程と、を含み、
   前記加工工程で加工され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。
9. モールド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第１処理を繰り返し行うインプリント装置であって、
   前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出部と、
   前記吐出部により前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置する際の前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給部と、
   前記第１処理において、予め決定された所定量の前記ガスを前記移動経路に供給する供給工程を行うように前記供給部を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記第１処理とは異なる第２処理を前記第１処理間で行う場合、前記第２処理の期間内に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記第１処理の前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント装置。
10. モールド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処理を繰り返し行うインプリント装置であって、
    前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出部と、
    前記吐出部により前記インプリント材が配置された前記基板上の領域を前記モールドの下に配置する際の前記基板の移動経路に、前記モールドのパターンへの前記インプリント材の充填を促進させるガスを供給管を介して供給する供給部と、
    前記処理を制御する制御部と、
    を含み、
    前記処理は、
    前記吐出部の下に前記基板を配置し、前記吐出部により前記基板上に前記インプリント材を吐出する吐出工程と、
    前記インプリント材が配置された前記基板上の前記領域を前記モールドの下に配置するように前記基板を移動させる移動工程と、
    前記移動工程における前記移動経路に、予め決定された所定量だけ前記ガスを前記供給管を介して供給する供給工程と、を含み、
    前記制御部は、前記処理において、前記供給工程を最後に行ってからの経過時間が閾値以上であるか否かを判断する判断工程を前記吐出工程の前に行い、前記判断工程において前記経過時間が前記閾値以上であると判断した場合、前記経過時間に前記供給管の内部で減少した前記ガスを補償する補償工程を、次に行われる前記供給工程の前に行う、ことを特徴とするインプリント装置。

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