JP7059046B2 - 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上のインプリント材を型で成形し、インプリント材の組成物を基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を塗布する。次に、型（原版）のパターン部とショット領域の位置合せを行いながら、型のパターン部とインプリント材とを接触（押印）させ、インプリント材をパターン部に充填させる。そして、光を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで型のパターン部とインプリント材とを引き離すことにより、インプリント材の組成物が基板上のショット領域に形成される。

インプリント装置では、押印の際に型と基板の間に異物が挟み込まれると、型が破損する可能性がある。

特許文献１では、インプリント装置において基板上に存在する異物を静電力により捕捉して除去する技術が開示されている。

特許第６１７１４１２号公報

特許文献１では、基板上に存在する異物が帯電している場合は、静電気力により異物を捕捉して除去することができるが、異物が帯電していない場合は異物を捕捉して除去することが困難である。

そこで本発明は、基板上に付着した異物を効果的に除去することができる成形装置、および物品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一側面としての成形装置は、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、基板を保持して移動するステージと、供給部によって供給された液体を前記基板上に導く供給口と、前記基板上に供給された前記液体を回収部に向かって導く回収口とが設けられ、前記基板と対向する対向面を有する対向部と、前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加する振動発生部と、を備えており、前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面の面積よりも小さく、前記供給部は前記基板上に供給される前記液体が流れる流路を有し、前記振動発生部は前記流路内に配置され、前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面に平行な、前記流路の断面積よりも小さい。

本発明によれば、基板上に付着した異物を効果的に除去することができる成形装置、および物品の製造方法を提供することができる。

インプリント装置を示した図である。 異物検出部を示した図である。 クリーニング部を示した図である。 基板上の異物の位置を示した図である。 インプリント処理を示したフローチャートである。 クリーニング処理を示したフローチャートである。 変形例１に係るクリーニング部を示した図である。 変形例２に係るクリーニング部の拡大図である。 変形例３に係るクリーニング部を示した図である。 変形例４に係るクリーニング部を示した図である。 変形例５に係るクリーニング部を示した図である。 変形例５に係るクリーニング部を示した図である。 基板チャックの断面を示した図である。 実施例２に係る計測処理とクリーニング処理を示したフローチャートである。 実施例２に係るクリーニング処理を示したフローチャートである。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置としてインプリント装置を用いた例について説明する。各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１はインプリント装置を示した図である。インプリント装置１（成形装置）は、基板１０１上に供給されたインプリント材と型１００（原版、テンプレート）とを接触させる。そして、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１００の凹凸パターンが転写された硬化物の組成物を成形する。

ここで、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１５０ｎｍ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、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。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、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、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。

基板は、ガラス、セラミックス、金属、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。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。また、基板は、インプリント処理によりマスターマスクからレプリカマスクを製造するためのガラス基板であっても良い。

型は、矩形の外周形状を有し、基板に対向する面（パターン面）に３次元状に形成されたパターン（回路パターンなどの基板１０１に転写すべき凹凸パターン）を備えたパターン部を有する。型は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。

本実施例では、インプリント装置１は、光の照射によりインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、以下では、基板上のインプリント材に対して光を照射する、後述の照射光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

図１を用いて、インプリント装置１の各部について説明する。型保持装置１１０は、真空吸着力や静電力によって型１００を引き付けて保持する型チャック（不図示）と、型チャックを保持して型１００（型チャック）を移動させる型移動機構（不図示）とを含む。型チャック及び型移動機構は、照射部１０４からの光が基板１０１の上のインプリント材に照射されるように、中心部（内側）に開口を有する。型移動機構は、基板１０１の上のインプリント材への型１００の押し付け（押印）、又は、基板１０１の上のインプリント材からの型１００の引き離し（離型）を選択的に行うように、型１００をＺ軸方向に移動させる。型移動機構に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。型移動機構は、型１００を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていても良い。また、型移動機構は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型１００を移動可能に構成されていても良い。更に、型移動機構は、型１００のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型１００の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。型保持装置１１０は、第１制御部１２０により制御される。

照射部１０４は、光源（不図示）と照射光学系（不図示）を有し、照射光学系は後述の光学素子を組み合わせたものを備える。照射部１０４は、インプリント処理（成形処理）において、型１００を介して、基板１０１の上のインプリント材に光（例えば、紫外線）を照射する。照射部１０４は、光源と、光源からの光をインプリント処理に適切な光の状態（光の強度分布、照明領域など）に調整するための光学素子（レンズ、ミラー、遮光板など）とを含む。本実施例では、光硬化法を採用しているため、インプリント装置１が照射部１０４を有している。但し、熱硬化法を採用する場合には、インプリント装置１は、照射部１０４に代えて、インプリント材（熱硬化性インプリント材）を硬化させるための熱源を有することになる。照射部１０４は、第２制御部１２１により制御される。

アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、基板１０１に形成されたアライメントマークと、型１００に形成されたアライメントマークとのＸ軸及びＹ軸の各方向への位置ずれを計測する。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、インプリントヘッド部１０６に構成されている。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは第３制御部１２２により制御される。また、第３制御部１２２は、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂによって計測された位置ずれを取得する。また、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、型１００のパターン部の形状や基板１０１に形成されたショット領域の形状を計測することも可能である。従って、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、インプリント処理の対象となる基板１０１の領域と型１００のパターン部との間の整合状態を計測する計測部としても機能する。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、本実施形態では、型１００のパターン部と基板１０１に形成されたショット領域との形状差を計測する。また、第２アライメントスコープ１１２は、オフアクシスのアライメントスコープであり、必要に応じてグル―バルなアライメントを行う。第２アライメントスコープ１１２も第３制御部１２２により制御される。

吐出装置１１１は、予め設定されている供給量情報に基づいて、インプリント材を吐出して、基板１０１の上にインプリント材を供給する。また、吐出装置１１１から供給されるインプリント材の供給量は、例えば、基板１０１に形成されるインプリント材のパターンの厚さやインプリント材のパターンの密度などに応じて設定される。吐出装置１１１は、第４制御部１２３により制御されている。

気体供給機構１１８ａ、１１８ｂは、インプリント装置１の内部で発生したパーティクルを型１００、及び基板１０１の周辺に進入させないために、気体を供給する機能を有する。気体供給機構１１８ａ、１１８ｂは、第５制御部１２４により制御されている。

基板チャック１０２（保持部）は、真空吸着力や静電力によって基板１０１を引き付けて保持する。板部材１１３ａ、１１３ｂは、基板１０１を取り囲むようにして、基板１０１と同じ高さになるように基板チャック１０２の周囲に配置されている。基板チャック１０２は微動ステージ１１４ａ上に搭載され、微動ステージ１１４ａは、粗動ステージ１１４ｂ上に搭載される。ここで、微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂを合わせてステージ１１４とする。また、以下の説明では、ステージ１１４が移動することは、微動ステージ１１４ａのみが移動すること、粗動ステージ１１４ｂのみが移動すること、又は微動ステージ１１４ａ及び粗動ステージ１１４ｂが移動することを意味する。

ステージ１１４は、ＸＹ面内で移動可能である。型１００のパターン部を基板１０１の上のインプリント材に押し付ける際に微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂの位置を調整することで型１００の位置と基板１０１の位置とを互いに整合させる。微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂに適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。また、微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂは、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１０１を移動可能に構成されていても良い。なお、インプリント装置１における型１００の押印及び離型は、型１００をＺ軸方向に移動させることで実現する。ただし、基板１０１をＺ軸方向に移動させることで実現させても良い。また、型１００と基板１０１の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、型１００の押印及び離型を実現しても良い。更に、微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂは、基板１０１のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１０１の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。また、微動ステージ１１４ａ、及び粗動ステージ１１４ｂの位置はステージ干渉計１１７でモニタされている。微動ステージ１１４ａ、粗動ステージ１１４ｂ、及びステージ干渉計１１７は、第６制御部１２５により制御されている。

異物検出部１０９は、基板チャック１０２に保持された基板１０１上の異物を検出し、基板１０１上における異物の位置を特定する。異物検出部１０９は、例えば、基板１０１を移動させながら、基板１０１に対して所定の角度でレーザー光を入射させる。異物にレーザー光が照射された場合、レーザー光は異物によって散乱され、その散乱光を検出することで、異物の検出と、基板１０１上における異物の位置を特定する。また、異物検出部１０９は、第７制御部１２６により制御されている。

クリーニング部１１９は、基板チャック１０２に保持された基板１０１上の異物３５０を除去する。また、クリーニング部１１９は、第８制御部１２７により制御されている。また、クリーニング部１１９は、メンテナンス等のためにインプリント装置から着脱することが可能なカートリッジ式の構成としても良い。

主制御部１２８は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従って、第１制御部１２０等の各制御部を制御する。つまり、主制御部１２８は、第１制御部１２０等の各制御部を介してインプリント装置１の各部の動作及び調整などを制御する。また、主制御部１２８は、第１制御部１２０等の各制御部が構成されたコンピュータと別のコンピュータからなる構成としても良いし、第１制御部１２０等の制御部のうちの少なくとも１つの制御部と共通のコンピュータからなる構成としても良い。また、主制御部１２８は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成しても良いし、インプリント装置１の他の部分とは別対で（別の筐体内に）構成しても良い。

インプリント装置１は、ステージ１１４を載置するベース定盤１１６と、型保持装置１１０等を固定するブリッジ定盤１０８と、を有する。

図２は、実施例１に係る異物検出部１０９を示した図である。光源２１０はレーザー光を照射する光源である。照明光学系２１１は、レーザー光を基板１０１に照射するために、光源２１０から照射されたレーザー光を整形する。また、照明光学系２１１により成形されたレーザー光は基板１０１に対して所定の角度で入射する。基板１０１上に異物３５０が存在する場合、基板１０１に照射されたレーザー光が異物３５０に当たり、散乱光が周囲の空間に散乱する。異物３５０が存在しない場合、レーザー光は基板１０１で反射する。

集光光学系２１２は、レーザー光が異物３５０に当たり散乱した散乱光を集光する。集光光学系２１２は、レーザー光が基板１０１に反射した反射光は集光せず、レーザー光が異物３５０に当たり散乱した散乱光を集光する位置に配置される。

光検出器２１３は集光光学系２１２で集光された光を検出する。光検出器２１３により検出された光は電気信号に変換され、第７制御部１２６により電気信号の強度のピーク値が取得される。予め実験やシミュレーションなどにより電気信号の強度のピーク値と異物３５０の粒径の関係を取得しておくことにより、第７制御部１２６は電気信号の強度のピーク値は異物３５０の粒径に変換する。また、光源２１０から照射されるレーザー光を、紫外線の波長を有するレーザー光とすることにより、異物３５０の粒径がサブμｍ以下であっても異物３５０で散乱した散乱光を検出することができる。

また、ステージ１１４が移動することにより、基板チャック１０２に保持された基板１０１を移動させながら、レーザー光を基板１０１の全面に照射する。第７制御部１２６により電気信号の強度のピーク値が取得され、第６制御部１２５によりステージ１１４の位置が取得されることにより、主制御部１２８が基板１０１上の異物３５０の位置が特定する。または、第６制御部１２５により取得されたステージ１１４の位置を、主制御部１２８を介して第７制御部１２６が取得することにより、第７制御部１２６が基板１０１上の異物３５０の位置を特定しても良い。

図３は、クリーニング部１１９を示した図である。クリーニング部１１９は、液体を用いたクリーニングにより、基板１０１に付着した異物３５０を除去する。ここで、クリーニングに用いる液体は、中性の液体とすることができるが、基板１０１の材料、基板１０１に形成されたパターン、または基板１０１に成膜された膜などに影響を及ぼさない範囲でｐＨが調整されたアルカリ性、または酸性の液体としても良い。例えば、純水、水素水、酸素水、オゾン水、ナノバブル水などを液体として用いることができる。

タンク２０４は、クリーニング部１１９と基板１０１との間に供給する液体を貯蔵する。振動発生部２０３は、タンク２０４の内部において液体に接触する位置に配置される。また、振動発生部２０３は液体に接触した状態で振動を発生させて、液体に振動を印加する。これにより効率よく振動を液体に印加することができる。

プレート２０１（対向部）は基板１０１に対向する位置に配置され、プレート２０１と基板１０１の間に液体が保持された液浸領域２００を形成するために、液体と接触したときの濡れ性が制御された、対向面（対向面）を有する。この対向面は、基板に対向し、且つ基板とほぼ平行な（角度の絶対値が１．５度以下、更に望ましくは０．５度以下）面のことであり、この対向面の面積とは、対向面に設けられた穴等も含めた面積のことである。但し、穴の面積は対向面の面積の１０分の１以下、望ましくは５０分の１以下であることが望ましい。プレート２０１は、後述の供給部２０５と液体が流れる流路で接続して液体を供給する供給口を有する。また、プレート２０１は、後述の回収部２０２と液体が流れる流路で接続して液体を回収する回収口を有する。また、供給口と回収口は、プレート２０１の対向面に配置される。また、供給口はプレート２０１の対向面の中央部に配置され、回収口は供給口の周囲に配置される。また、回収口は、供給口を取り囲むような環状の形状でも良いし、複数の回収口が供給口の周囲に配置されても良い。また、液浸領域２００のＸＹ平面における直径が５～１５ｍｍ程度であるため、供給口と回収口の距離Ｒは２．５～７．５ｍｍ程度であればよい。

供給部２０５はタンク２０４、及びプレート２０１と流路で接続する。タンク２０４に貯蔵された液体を、プレート２０１に接続した流路、プレート２０１に配置された供給口を介して、プレート２０１と基板１０１との間に供給する。振動発生部２０３により振動が印加された液体が供給されることにより、基板１０１に付着している異物は基板１０１から離脱して液体中に浮遊する。回収部２０２は、プレート２０１に配置された回収口を介して基板１０１上から離脱して液体中に浮遊している異物３５０を液体とともに回収する。

循環装置２２１は、回収部２０２、及びタンク２０４と接続して、液体を回収して、タンク２０４に液体を供給する。また、循環装置２２１は、液体が気化して減少した際に液体を補充するためのリザーバタンク（不図示）を有する。また、液体とともに回収した異物３５０を吸着するフィルター（不図示）を有する。フィルターで異物３５０を吸着することにより、異物３５０を含む液体がプレート２０１と基板１０１の間に供給されることを抑制できる。

プレート２０１の面の濡れ性と、供給部２０５から供給される液体の供給量、及び回収部２０２へ回収される液体の回収量とを制御することにより、液浸領域２００はプレート２０１と基板１０１の間の一定の体積の空間内に形成される。液体を供給、回収する方法については、液体を供給させながら回収することにより液浸領域２００を形成する方法でも良い。この場合、液浸領域２００は一定の体積の空間内に形成されるが、液体は常に循環している。また、液体を一定の供給量だけ供給して液体の表面張力を利用して液浸領域２００を形成した後に液体を回収する方法でも良い。また、液浸領域２００のＸＹ平面の大きさは異物３５０を覆うために必要な大きさであれば良く、例えばＸＹ平面で５～１５ｍｍ程度の直径を有する円形状を形成する領域であれば良い。そのために、実験やシミュレーションなどにより、基板１０１とプレート２０１の間の距離から液体の供給量、回収量を予め決定しておくと良い。

振動発生部２０３によって印加される振動によって、異物を基板から引き離すためには、異物に対して横向き（プレート２０１の対向面と平行な方向）の力を与えることが望ましい。従って、プレート２０１の対向面と平行な、振動発生部２０３の断面の面積（振動発生部２０３の断面積）は、対向面の面積よりも小さいことが望ましい。また、更に振動発生部２０３の断面積は対向面の面積の１０分の１以下（更には９９分の１以下）とすることが望ましい。実施例においては、対向面の面積は５０ｍｍ^２以上２５０ｍｍ^２以下であり、振動発生部２０３の断面積は、０．５ｍｍ^２以上１０．０ｍｍ^２以下であり、その中で適宜上記の範囲を満足するように構成している。具体的には、振動発生部２０３の断面積が１．０ｍｍ^２、２．０ｍｍ^２、９．０ｍｍ^２のそれぞれの場合に、対向面の面積は１５０ｍｍ^２、２２５ｍｍ^２、２５０ｍｍ^２である。

振動発生部２０３が印加する振動は、例えば、２０ｋＨｚ～数ＭＨｚ以上の周波数の振動である超音波振動とすることができる。超音波振動のような高い周波数の振動を液体に印加することにより、粒径の小さい異物を効果的に基板１０１から離脱させることができる。また、検出された異物３５０の大きさ（粒径）や異物３５０が付着している位置により、振動発生部２０３が印加する振動の周波数、振幅を調整するようにしても良い。また、振動発生部２０３が印加する振動の周波数を高くするために、振動発生部２０３のＸＹ平面と平行な断面積は小さくすることが望ましい。ここで、振動発生部２０３の断面積は、供給口と回収口との距離Ｒの２倍を１辺とする正方形の面積（距離Ｒの２倍の２乗）よりも小さく、更には距離Ｒの２倍の２乗の５分の１（さらには１０分の１）よりも小さくすると良い。また、更に振動発生部２０３の断面積は、距離Ｒの２倍の２乗の１０００分の１以上の面積であることが望ましい。このような構成を採ることによって、異物に対して基板と平行な向きに力を与えて異物を基板から離れ易くすることができる、という効果が得られる。尚、ここでは振動発生部２０３の断面積は、１．０ｍｍ^２であり、上記の条件は全て満足する。また、距離Ｒが７．５ｍｍの場合は、断面積は９．０ｍｍ^２（或いは２．０ｍｍ^２以上１０．０ｍｍ^２以下でも良い）であり、この場合も上記の条件は全て満足する。

振動発生部２０３により発生した振動は粗密波（縦波）であり。振動は液体を伝わり異物３５０に到達すると、振動により異物３５０が刺激される。また、振動により液体に発生するキャビテーション現象によっても異物３５０が刺激される。これにより、異物３５０が基板１０１から離脱して液体中に浮遊する。液体のｐＨを適切に制御することで、離脱した異物３５０の表面は電気二重層が形成され液体と異なる電位差（ゼータ電位）が生じる。また、液浸領域２００と接触するプレート２０１と基板１０１の表面にも電気二重層が形成され液体と異なる電位差が生じる。よって、離脱した異物３５０は静電気力によりプレート２０１、及び基板１０１と反発するので、異物３５０はプレート２０１、及び基板１０１に付着することなく、液体中に浮遊している異物３５０は液体とともに回収される。

図４は、基板１０１上の異物３５０の位置を示した図である。異物３５０の位置を示す座標は、基板１０１の中心を（０，０）としたとき（Ｘ，Ｙ）で表される。異物検査ユニット２１４によって異物３５０が検出され、基板１０１上の異物３５０の位置を示す座標に基づいて、ステージ１１４が移動することにより基板１０１上の異物３５０がクリーニング部１１９の下に位置するように位置合わせをする。そして、クリーニング部１１９は液浸領域２００を異物３５０の周囲に形成する。形成される液浸領域２００の大きさは異物３５０のサイズと比較して十分に大きいため、クリーニングユニットで形成される液浸領域２００と異物３５０の位置は、例えば、±０．５ｍｍ程度の粗い精度で位置合わせを行えば良い。このように、ステージ１１４が移動することにより異物３５０が液浸領域２００（基板１０１上に供給された液体）に接触して、液体と異物３５０を回収することにより、基板１０１上から異物３５０を除去することができる。

次にインプリント装置１を用いたインプリント処理について説明する。図５は、インプリント処理を示したフローチャートである。Ｓ５０１において、主制御部１２８は、不図示の基板搬送手段によりインプリント処理を行う基板１０１を基板チャック１０２に搬送させて、基板チャック１０２により基板１０１を保持させる。次にＳ５０２において、主制御部１２８は、異物検出部１０９により基板１０１上の異物３５０を検出させる。次にＳ５０３において、主制御部１２８は異物検出部１０９により基板１０１上に異物が検出されたか否かを判断する。Ｓ５０３において主制御部１２８が異物３５０は検出されたと判断した場合、Ｓ５０４に進み、主制御部１２８は、クリーニング部１１９により検出された異物３５０を除去させる。このとき、異物検出部１０９により検出された基板１０１上の異物３５０が複数ある場合は、主制御部１２８は、クリーニング部１１９により複数の異物３５０を除去させる。Ｓ５０３において異物３５０が検出されたと判断された場合、及びＳ５０４において異物３５０の除去が完了した場合、Ｓ５０５に進む。Ｓ５０５において、主制御部１２８は、インプリント装置１の各部を制御して、インプリント処理を行う。

ここでインプリント処理について説明する。インプリント処理においては、まず吐出装置１１１により基板１０１上の領域（インプリント領域）にインプリント材が供給される。次に、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂの計測結果に基づき、型移動機構、又はステージ１１４をＸＹ面内の方向に移動することにより、型１００と基板１０１との位置合わせが行われる。次に、型移動機構、又はステージ１１４がＺ軸方向に移動することにより、型１００のパターン部が基板１０１上のインプリント材に押し付けられる。次に照射部１０４により基板１０１上のインプリント材に光が照射される。次に、型移動機構、又はステージ１１４がＺ軸方向に移動することにより、型１００のパターン部と基板１０１上のインプリント材とが引き離される。また、基板１０１上にインプリント領域が複数ある場合には、基板１０１において複数のインプリント領域に対してインプリント処理が行われる。

次にＳ５０６において、主制御部１２８は、所定の枚数の基板１０１に対してインプリント処理を行ったかを判断する。所定の枚数の基板１０１に対してインプリント処理を行っていないと判断した場合、Ｓ５０１に戻り、次に処理するべき基板１０１を搬送する。また、所定の枚数の基板１０１に対してインプリント処理を行ったと判断した場合には終了する。

ここで、図５におけるＳ５０４の異物３５０を除去するクリーニング処理について説明する。図６は、クリーニング処理を示したフローチャートである。Ｓ６０１において、主制御部１２８は、ステージ１１４を移動させて、基板１０１上の異物３５０がクリーニング部１１９の下に位置するように位置合わせを行う。Ｓ６０２において、主制御部１２８は、振動発生部２０３により液体に振動を印加して、Ｓ６０３において、供給部２０５により液体を供給し、回収部２０２により液体と異物３５０を回収する。これにより、基板１０１上の異物３５０が除去される。

また、クリーニング部１１９は、板部材１１３ａ、１１３ｂ上に付着した異物３５０も除去することができる。この場合、異物３５０の位置、大きさは第２アライメントスコープ１１２により計測することができる。

以上により、インプリント処理を行う前に基板１０１に付着した異物３５０を効果的に除去することができる。

（変形例１）
次に本実施例における変形例１について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図７は変形例１に係るクリーニング部１１９を示した図である。なお、図７において、タンク２０４、循環装置２２１は図示が省略されている。図７において、振動発生部２０３は供給部２０５における液体の流路内に配置されている。よって、ＸＹ平面（前記液体が流れる方向に垂直な面）と平行な振動発生部２０３の断面積は、ＸＹ平面と平行な、供給部２０５における液体の流路の断面積より小さい。また、振動発生部２０３は、供給部２０５の流路内においてタンク２０４よりプレート２０１の供給口に近い位置に配置される。これにより、振動発生部２０３が発生させた振動が液体中を伝搬する際に振動が減衰することが抑制され、基板１０１上の異物３５０に強い振動を伝え、異物３５０に作用する力を大きくすることで、効果的に異物３５０を除去することができる。

（変形例２）
次に本実施例における変形例２について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。変形例２においては、振動発生部２０３の形状を変更することにより、さらに基板１０１上の異物３５０に効果的に力を作用させることができる。図８は、変形例２に係るクリーニング部１１９を示した図である。なお、図８において、タンク２０４、循環装置２２１、回収部２０２は図示が省略されている。振動発生部２０３の基板１０１に近い側の形状を平面形状ではなく円錐形状にしている。一般に平面形状を有する振動発生部から発生した振動の粗密波は平面波となり定在波となりやすい。定在波となった振動は、振動発生部２０３と異物３５０との位置関係によっては異物３５０に力を作用させることができない可能性がある。そこで、振動発生部２０３の先端形状を円錐形状にすることにより、液体中を伝搬する振動の粗密波を平面波ではなく球面波とすることができる。球面波による振動は、異物３５０の振動発生部２０３と異物３５０との位置関係によらずに異物３５０に力を作用させることができ、効果的に異物３５０を除去することができる。

（変形例３）
次に本実施例における変形例３について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図９は変形例３に係るクリーニング部１１９を示した図である。なお、図９において、タンク２０４、循環装置２２１は図示が省略されている。変形例３に係るクリーニング部１１９では、図９に示すように、振動発生部２０３がプレート２０１の対向面において、供給口と回収口との間に配置される。よって、振動発生部２０３のＸＹ平面上の断面積は、距離Ｒの２乗した値よりも小さくすれば良い。例えば、振動発生部２０３のＸＹ平面と平行な断面積は、距離Ｒを２．５ｍｍとすると６．２５ｍｍ^２より小さい面積とすることができ、距離Ｒを７．５ｍｍとすると５６．２５ｍｍ^２より小さい面積とすることができる。

これにより、振動発生部２０３が発生させた振動が液体中を伝搬する際に振動が減衰することが抑制され、基板１０１上の異物３５０に強い振動を伝え、異物３５０に作用する力を大きくすることで、効果的に異物３５０を除去することができる。また、変形例２のように、振動発生部２０３の基板１０１に近い側の形状を平面形状ではなく円錐形状にしても良い。

以上により、基板１０１に付着した異物３５０を効果的に除去することができる。

（変形例４）
次に本実施例における変形例４について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図１０は変形例４に係るクリーニング部１１９を示した図である。なお、図１０において、タンク２０４、循環装置２２１は図示が省略されている。変形例３に係るクリーニング部１１９では、動発生部２０３がプレート２０１の対向面において、供給口と回収口との間に配置される。図１０の例では、振動発生部２０３をプレート２０１の対向面の中央部に配置して、プレート２０１の対向面において、振動発生部２０３の両側に供給口と回収口を配置する。つまり、振動発生部２０３の位置に対して＋Ｘ軸方向の位置に供給口を配置して、－Ｘ軸方向の位置に回収口を配置する。また、変形例３と同様に振動発生部２０３のＸＹ平面上の断面積は、距離Ｒの２乗した値よりも小さくする。

そして、液浸領域２００を形成するために、供給口から液体が供給され回収口から液体が回収されている状態で、ステージ１１４を－Ｘ軸方向に移動させる。これにより、供給口から供給された液体が回収口から回収される。つまり、回収口から供給口に向かう方向にステージ１１４を移動させながら異物３５０を除去する。このように、変形例４に係るクリーニング部１１９では、振動発生部２０３の両側に供給口と回収口を配置することにより、クリーニング部１１９の構成をより簡易な構成にすることができる。

（変形例５）
次に本実施例における変形例５について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図１１、及び図１２は変形例５に係るクリーニング部１１９を示した図である。なお、図１１、及び図１２において、タンク２０４、循環装置２２１は図示が省略されている。変形例５においては、プレート２０１の対向面の中央部に回収口と供給口を兼用する供給回収口を配置する。また、供給回収口には液体を供給、及び回収するための流路２５１が接続される。また、流路２５１内に液体の流れる方向を変更するための三方弁２５４が配置され、三方弁２５４が配置された位置において、供給部２０５に接続する流路と回収部２０２に接続する流路とに分かれている。また、振動発生部２０３は変形例１と同様にプレート２０１の供給回収口に近い位置に配置される。

図１１は、供給部２０５から液体を供給する場合を示している。図１１においては、三方弁２５４が供給部２０５側の流路から流路２５１へ液体を流す位置に固定される。そして、供給部２０５からの液体は流路２５１を介してプレート２０１と基板１０１の間に供給され、プレート２０１と基板１０１の間に液浸領域２００が形成される。このとき、振動発生部２０３が液体に振動を印加することにより、異物３５０が基板１０１から離脱して液浸領域２００中に浮遊する。

次に図１２は、回収部２０２に液体と異物３５０を回収する場合を示している。図１２においては、三方弁２５４が流路２５１から回収部２０２側の流路へ液体を流す位置に固定される。そして、プレート２０１と基板１０１の間に供給され液浸領域２００を形成した液体と液浸領域２００に浮遊した異物３５０は、流路２５１を介して回収部２０２へ回収される。

また、変形例５における、液体の供給、回収する方法については、液体を一定の供給量だけ供給して液体の表面張力を利用して液浸領域２００を形成した後に液体を回収する方法を採用する。

変形例５におけるクリーニング部１１９では、液体を供給、回収する流路を共通化して、液体を供給、回収する供給回収口を配置することで、クリーニング部１１９の構造を単純化することができ、クリーニング部１１９を小型化することができる。

以上により、本実施例に係るインプリト装置によれば、基板に付着した異物を効果的に除去することができる。

次に実施例２に係るインプリント装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１に従い得る。

実施例２では、異物検出部１０９によって基板チャック１０２に付着した異物３５０を検出して、クリーニング部１１９によって基板チャック上の異物３５０を除去する実施形態を説明する。

図１３は基板チャック１０２の断面を示す図である。基板チャック１０２が基板１０１と接触する表面には、基板１０１と接触する面積を減らし異物３５０を挟み込む確率を小さくするために、複数のピン１０２ａが構成されている。例えば、ＸＹ方向におけるピン１０２ａの直径は約１ｍｍであり、Ｚ軸方向におけるピン１０２ａの長さは約０．５ｍｍであり、ピン１０２ａの配置ピッチは約１～９ｍｍである。

複数の基板１０１にインプリント処理を行う場合、基板１０１が基板チャック１０２に搬入されて、インプリント処理が行われ、基板１０１が基板チャック１０２から搬出されるという動作が複数回にわたり繰り返される。この間に基板１０１の裏面に付着して運ばれてきた異物３５０や、インプリント装置内で発生した異物３５０が、基板チャック１０２に付着することがある。また、図１３に示すように、異物３５０はピン１０２ａの間の底面、ピン１０２ａの上面、及び側面に付着することがある。例えば、ピン１０２ａの上面に異物３５０が付着している場合、基板チャック１０２に搬入された基板１０１とピン１０２ａの上面の間に異物３５０が挟み込まれる。これにより、基板チャック１０２に保持された基板１０１において異物３５０が挟み込まれた位置の高さが局所的に高くなる。基板１０１に局所的に高い位置があると、インプリント処理を行った時のインプリント材の残膜を一定にすることが困難になる。また、異物３５０がピン１０２ａ間の底面やピン１０２ａの側面に付着している場合、基板１０１が基板チャック１０２から剥離することで基板１０１が帯電して、異物３５０が静電気力により基板１０１の裏面に付着することがある。基板１０１の裏面に付着した異物３５０が離脱して、インプリント装置１の各部に付着することによりインプリント装置１の動作に影響が生じることがある。また、他の基板１０１の表面に付着することにより、インプリント処理により成形される組成物の不良や型１００の破損が生じることがある。

このように、基板チャック１０２上の異物３５０を除去することが重要である。そこで、本実施例では、異物検出部１０９が基板チャック１０２に保持された計測基板の平坦度を計測することにより、基板チャック１０２上に付着した異物３５０を検出する。そして、計測結果に基づき、クリーニング部１１９によって基板チャック１０２上の異物３５０を除去する。実施例２に係る異物検出部１０９は、基板の高さを計測する計測部（不図示）を有する。計測部は、例えば、基板に光を斜入射させて、反射する光の位置の変位を計測することにより、基板のＺ軸方向の高さを計測することができる。

図１４は、実施例２に係る計測処理とクリーニング処理を示したフローチャートである。Ｓ１４０１において、主制御部１２８は、不図示の基板搬送手段により基板の平坦度を計測するための計測基板を基板チャック１０２に搬送させて、基板チャック１０２により基板１０１を保持させる。次にＳ１４０２において、主制御部１２８は、計測部により計測基板のＺ軸方向の高さを計測する。この時、主制御部１２８は、ステージ１１４を移動させて、計測基板の複数の位置における高さを計測して、計測基板上のＸＹ方向の位置に対応したＺ軸方向と高さを取得する。次にＳ１４０３において、主制御部１２８は、計測基板の複数の位置における高さと所定の閾値とを比較して、計測基板の複数の位置における高さが所定の閾値以下であるか否かを判断する。Ｓ１４０３において主制御部１２８が計測基板の複数の位置における高さが所定の閾値以下であると判断した場合、処理を終了する。Ｓ１４０３において主制御部１２８が計測基板の複数の位置における高さが所定の閾値以下でないと判断した場合、Ｓ１４０４に進み、基板チャック１０２のクリーニング処理を行う。ここで、計測基板の複数の位置における高さが所定の閾値以下でないと判断する場合として、計測基板の複数の位置における高さのうち少なくとも１つの高さが所定の閾値以下でない場合としても良い。また、計測基板の複数の位置における高さのうち所定の数以上の高さが所定の閾値以下でない場合としても良い。

次に図１４におけるＳ１４０４のクリーニング処理について、図１５を用いて説明する。図１５は、実施例２に係るクリーニング処理を示したフローチャートである。Ｓ１５０１において、主制御部１２８は、不図示の基板搬送手段により計測基板を基板チャック１０２から搬出させる。Ｓ１５０２において、主制御部１２８は、ステージ１１４を移動させて、基板チャック１０２上の異物３５０がクリーニング部１１９の下に位置するように位置合わせを行う。この時、基板チャック１０２上の異物３５０の位置は、所定の閾値以下でないと判断された計測基板の高さの位置に対応する、基板チャック１０２上の位置である。Ｓ６０２において、主制御部１２８は、振動発生部２０３により液体に振動を印加して、Ｓ６０３において、供給部２０５により液体を供給し、回収部２０２により液体と異物３５０を回収する。これにより、基板チャック１０２上の異物３５０が除去される。

以上により、本実施例に係るインプリト装置によれば、基板チャックに付着した異物を効果的に除去することができる。

（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１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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。

なお、型４ｚとして、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用の型を用いた例について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有する型（ブランクテンプレート）であってもよい。ブランクテンプレートは、平面部によって基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化処理（成形処理）を行う平坦化装置（成形装置）に用いられる。平坦化処理は、基板上に供給された硬化性組成物にブランクテンプレートの平坦部を接触させた状態で、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化性組成物を硬化させる工程を含む。

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。

成形装置の一例として、基板の上のインプリント材を型により成形（成型）して、基板にパターン形成を行うインプリント装置について説明したが、インプリント装置に限定されるものではない。成形装置の一例として、型として凹凸パターンがない平面部を有する型（ブランクテンプレート）を用いて、基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化処理（成形処理）を行う平坦化装置であっても良い。

また、実施例１及び実施例２は、単独で実施するだけでなく、実施例１及び実施例２を組合せて実施することができる。

Claims (17)

1. 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、
   基板を保持して移動するステージと、
   供給部によって供給された液体を前記基板上に導く供給口と、前記基板上に供給された前記液体を回収部に向かって導く回収口とが設けられ、前記基板と対向する対向面を有する対向部と、
   前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加する振動発生部と、を備えており、
   前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面の面積よりも小さく、
   前記供給部は前記基板上に供給される前記液体が流れる流路を有し、前記振動発生部は前記流路内に配置され、
   前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面に平行な、前記流路の断面積よりも小さい、ことを特徴とする成形装置。
2. 前記液体を貯蔵するタンクを有し、前記振動発生部は前記タンクの内部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
3. 前記振動発生部は前記対向面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
4. 前記対向部に設けられた１つの穴が、前記供給口と前記回収口とを兼ねるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成形装置。
5. 前記振動発生部は前記対向面において前記供給口と前記回収口の間に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の成形装置。
6. 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、
   基板を保持して移動するステージと、
   供給部によって供給された液体を前記基板上に導く供給口と、前記基板上に供給された前記液体を回収部に向かって導く回収口とが設けられ、前記基板と対向する対向面を有する対向部と、
   前記供給口から前記基板上に供給され前記回収口から回収される前記液体の流路内に配置され、前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加する振動発生部と、を備えており、
   前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面と平行な面における前記流路の断面積よりも小さく、
   前記対向部に設けられた１つの穴が、前記供給口と前記回収口とを兼ねるように構成されていることを特徴とする成形装置。
7. 前記流路内に前記液体の流れる方向を変更する弁を有し、前記振動発生部は前記弁より前記供給部から遠い位置に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の成形装置。
8. 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、
   基板を保持して移動するステージと、
   供給部によって供給された液体を前記基板上に導く供給口と、前記基板上に供給された前記液体を回収部に向かって導く回収口とが設けられ、前記基板と対向する対向面を有する対向部と、
   前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加する振動発生部と、を備えており、
   前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面の面積よりも小さく、
   前記対向部に設けられた１つの穴が、前記供給口と前記回収口とを兼ねるように構成されていることを特徴とする成形装置。
9. 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、
   基板を保持して移動するステージと、
   供給部によって供給された液体を前記基板上に導く供給口と、前記基板上に供給された前記液体を回収部に向かって導く回収口とが設けられ、前記基板と対向する対向面を有する対向部と、
   前記供給口から前記基板上に供給され前記回収口から回収される前記液体の流路内に配置され、前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加する振動発生部と、を備えており、
   前記対向面と平行な面における前記振動発生部の断面積は、前記対向面と平行な面における前記流路の断面積よりも小さく、
   前記流路内に前記液体の流れる方向を変更する弁を有し、前記振動発生部は前記弁より前記供給部から遠い位置に配置されることを特徴とする成形装置。
10. 前記ステージに保持された前記基板上の異物を検出する異物検出部を有し、前記異物検出部により検出された前記異物の位置に基づいて、前記ステージは検出された前記異物が前記基板上に供給された液体に接触するように前記基板を移動することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の成形装置。
11. 前記液体は前記異物の位置を中心とした領域に供給されることを特徴とする、請求項１０に記載の成形装置。
12. 前記振動発生部の形状は円錐形状を含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の成形装置。
13. 前記供給部が供給する前記液体は、純水、水素水、酸素水、オゾン水、ナノバブル水のうちのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の成形装置。
14. 前記ステージは前記基板を保持する保持部を有し、前記保持部に付着した異物を除去することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の成形装置。
15. 前記成形装置は、型のパターンを組成物に接触させることにより組成物のパターンを形成することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載の成形装置。
16. 前記成形装置は、型の平面部を組成物に接触させることにより組成物を平坦にすることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載の成形装置。
17. 請求項１５又は１６に記載の成形装置を用いて前記液体に接触した状態で前記液体に振動を印加することにより前記基板上の異物を除去した後に組成物を基板に形成する工程と、
    前記工程で前記組成物が形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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