JP7118674B2 - 型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置、成形方法、および物品の製造方法 - Google Patents

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

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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、成形方法、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、テンプレート）とショット領域の位置合せを行いながら、型とインプリント材とを接触（押印）させ、インプリント材を型に充填させる。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、型や基板に異物が付着した場合、型が破損する可能性や基板上に形成される組成物が不良となる可能性がある。
そこで、特許文献１では、基板と型とを所定の間隙を空けて対向配置することにより定められた基板と型との間の空間に、不良を低減させる作用を奏する気体を供給して第１の気流を形成する。また、基板と型との間の空間の周辺を清浄にするために第２の気流を形成し、第２の気流を第１の気流に巻き込ませないように第１の気流と第２の気流の間に第３の気流を流す。これにより、型と基板との周辺の清浄さを維持しつつ、基板と型との間の空間に気体を充満させる技術が開示されている。
特開２０１４－０５６８５４号公報
特許文献１のように、基板と型との間の空間やその周辺に気体を供給するインプリント装置では、基板や型を搬送する搬送部が供給された気体の気流が形成される空間に入ることがある。この場合、気流が搬送部に当たることにより、搬送部に付着した異物が飛散することがある。また、気流が搬送部に当たることにより、気流の流れが変わりインプリント装置の各部に付着した異物が飛散することがある。そして、飛散した異物が型や基板に付着して、型の破損や基板上に形成される組成物の不良の原因となる可能性がある。
そこで、本発明は、型や基板に異物が付着することを抑制することができる成形装置、成形方法、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、型を用いて基板上に組成物を成形する成形装置であって、物体を保持するハンド部と前記ハンド部が取り付けられたアーム部を有し、前記物体を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記物体を保持する保持部と、前記保持部に保持される前記物体の周囲を囲む物体空間に気体を供給する供給部と、前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方が前記物体空間の中に入っている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第１供給量を、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間の外に出ている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第２供給量よりも、小さくするように、前記供給部を制御する制御部と、を有する。
本発明によれば、型や基板に異物が付着することを抑制することができる成形装置、成形方法、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。 型搬送部を示した図である。 型搬送部が保持している型を搬送するシーケンスを示したフローチャートである。 待機位置で待機する型搬送部を示した図である。 型保持部まで移動した型搬送部を示した図である。 型と接触した型搬送部を示した図である。 型を保持した型搬送部を示した図である。 待機位置で型を保持した型搬送部を示した図である。 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７（物体）上に供給されたインプリント材と型１０（物体）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１０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７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、後述の照明部２０により、基板上のインプリント材に対して照射される光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。照明部２０は、インプリント処理の際に、型１０に対して紫外線を照射する照明手段である。この照明部２０は、光源２１と、光源２１から照射された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学系２２から構成される。
型保持部１７は、型１０を保持及び固定し、基板７に型１０のパターンを転写するためのユニットである。型保持部１７は、型保持機構１１、型駆動機構１２からなる。型保持機構１１は、ＸＹ平面に平行な保持面と機械的保持手段としての真空吸着パッド（不図示）とを有し、型１０を保持面において真空吸着パッドにより保持及び固定する。また、型保持機構１１は図示しない機械的保持手段によって、型駆動機構１２に保持される。型駆動機構１２は型１０のパターンを基板７に転写する際に基板７と型１０の間隔を位置決めするための駆動系であり、Ｚ軸方向に駆動する。また、パターン転写時には高精度な位置決めが要求されるため、粗動駆動系と微動駆動系など複数の駆動系から構成されていても良い。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向位置調整機能、型１０の傾きを補正するためのチルト機能を有していても良い。また、型保持部１７はブリッジ定盤１３に保持される。
基板ステージ１８は、基板７を保持し、インプリント時に基板７と型１０の並進シフトの補正（位置合わせ）をするユニットである。基板ステージ１８は、基板保持機構６、基板駆動機構５からなる。基板保持機構６は、ＸＹ平面に平行な保持面と機械的保持手段としての真空吸着パッド（不図示）とを有し、基板７を保持面において真空吸着パッドにより保持する。また、基板保持機構６は機械的保持手段としての真空吸着パッド（不図示）によって基板駆動機構５に保持される。基板駆動機構５は、基板７と型１０の並進シフトの補正（位置合わせ）をするためのＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する駆動系である。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向の駆動系は、粗動駆動系と微動駆動系など複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、基板７のθ（Ｚ軸周りの回転）方向における位置の調整機能、基板７の傾きを補正するためのチルト機能を有していても良い。また、基板ステージ１８は、基板７を基板保持機構６に対して相対的に昇降させる昇降部（不図示）を有する。昇降部は、後述の基板搬送部１６のハンド部との基板７の受け渡しのために基板７を基板保持機構６に対して相対的に上昇させる。
型搬送部１４は型を吸着保持して搬送するユニットで、型１０を保持して型保持部１７への型の供給および型保持部１７からの型１０の回収を行う。型搬送部１４は、アーム駆動部と、アーム駆動部により駆動されるアーム部と、アーム部に取り付けられ型１０を保持するハンド部とを備えうる。また、制御部２は、型搬送部１４を制御して、型搬送部１４に型１０を搬送させる。アーム駆動部はアーム部をＸＹ平面に沿って回転駆動し、Ｚ軸方向に直線駆動する。なお、アーム部とハンド部は一体として構成されてもよい。ここで、型搬送部１４が型保持部１７に型１０を搬入する場合、ハンド部が型１０を保持した状態でアーム駆動部がアーム部を駆動する。これにより、ハンド部に保持された型１０と型保持部１７とが対向する位置に型１０を移動する。そして、型保持部１７と型１０が接触する位置に型保持部１７またはハンド部がＺ軸方向に移動して、型保持部１７が型１０を保持する。また、型搬送部１４が型保持部１７から型１０を搬出する場合、型保持部１７が型１０を保持した状態でハンド部と型１０が対向する位置にハンド部が移動する。そして、型保持部１７またはハンド部がＺ軸方向に移動して、ハンド部が型１０を保持する。また、インプリント装置１においてインプリント処理を行っている期間では、型搬送部１４は型保持部１７に保持された型１０の周囲を囲む空間（物体空間）の外に出ている。
同様に、基板搬送部１６は、基板を吸着保持して搬送するユニットで、基板７を保持して、基板ステージ１８への基板７の供給、および回収を行う。基板搬送部１６は、アーム駆動部と、アーム駆動部により駆動されるアーム部と、アーム部に取り付けられ基板７を保持するハンド部とを備えうる。また、制御部２は、基板搬送部１６を制御して、基板搬送部１６に基板７を搬送させる。アーム駆動部はアーム部をＸＹ平面に沿って回転駆動し、Ｚ軸方向に直線駆動する。なお、アーム部とハンド部は一体として構成されてもよい。ここで、基板搬送部１６が基板ステージ１８に基板７を搬入する場合、ハンド部が基板７を保持した状態でアーム駆動部がアーム部を駆動する。これにより、ハンド部に保持された基板７と基板ステージ１８とが対向する位置に基板７を移動する。そして、基板ステージ１８の昇降部と基板７が接触する位置に基板ステージ１８またはハンド部がＺ軸方向に移動して、基板ステージ１８の昇降部が基板７を保持する。そして、昇降部が基板７を基板保持機構６に対して相対的に下降させて、基板保持機構６が基板７を保持する。また、基板搬送部１６が基板ステージ１８から基板７を搬出する場合、基板ステージ１８の昇降部が基板７を保持した状態でハンド部が基板７と基板保持機構６の間の位置にハンド部が移動する。そして、基板ステージ１８またはハンド部がＺ軸方向に移動して、ハンド部が基板７を保持する。また、インプリント装置１においてインプリント処理を行っている期間では、基板搬送部１６は基板ステージ１８に保持された基板７の周囲を囲む空間（物体空間）の外に出ている。
塗布部８は、基板７にインプリント材３０を塗布するためのユニットである。塗布部８は、インプリント材を吐出する吐出口（不図示）を有しており、吐出口から基板７にインプリント材３０を塗布する。また、吐出するインプリント材３０の量は、必要となるインプリント材３０の厚さや転写するパターン密度などによって決めれば良い。
第１供給部４は、不図示のフィルタで浄化された気体を、基板ステージ１８の上の空間に向かって、Ｘ軸方向に沿った方向に供給する。第１供給部４により物体空間に浄化された気体が供給されることで、装置内の異物が基板７や型１０に付着することを抑制できる。以下では第１供給部４により供給される気体の流れを第１気流とする。また、第１供給部４により供給される気体は、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、水素、キセノン、及び、ペンタフルオロプロパンのうち少なくとも１つを含む気体とすることができる。
第２供給部９は、不図示のフィルタで浄化された気体を基板７に向かってＺ軸方向に沿った方向に吹き出す。第２供給部９は、吹き出した気体によって、第２供給部９よりも内側の物体空間と、第２供給部９よりも外側の空間を区切るように、型保持部１７の周囲を取り囲んで設けられる。これにより、物体空間に異物が入ることを防止できる。以下では第２供給部９により供給される気体の流れを第２気流とする。また、第２供給部９により供給される気体も、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、水素、キセノン、及び、ペンタフルオロプロパンのうち少なくとも１つを含む気体とすることができる。
回収部３は、第１供給部４、及び第２供給部９から供給された気体を回収する。回収部３は、第１供給部４と対向する位置に配置される。これにより、第１供給部４から供給された気体は物体空間を通過して、回収部３によって回収される。また、回収部３は、型保持部１７の周囲を取り囲んで設けられた第２供給部９の外側に配置される。これにより、物体空間を通過した気体だけでなく、物体空間を通過しない気体も回収部３によって回収される。
制御部２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、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、制御部２は、複数のコンピュータからなる構成としても良いし、１つのコンピュータからなる構成としても良い。また、制御部２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の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成しても良い。また、制御部２は第１供給部４から供給する気体の単位時間当たりの供給量（以下では、第１供給部４の供給量とする。）、回収部３へ回収する気体の単位時間当たりの回収量（以下では、回収部３の回収量とする。）、及び、第２供給部９から供給する気体の単位時間当たりの供給量（以下では第２供給部９の供給量とする。）を、例えば、流量調整弁（不図示）により制御する。
ここで、インプリント装置１において、インプリント処理を行っている期間での、第１供給部４の供給量をＬ１０、及び第２供給部９の供給量をＬ２０とする。Ｌ１０、及びＬ２０は、異物が付着することや、基板ステージ１８の上の空間へ異物が入ることを抑制するための供給量に制御される。ここで、インプリント装置１においてインプリント処理を行っている期間では、型搬送部１４は物体空間の外に出ている。また、インプリント装置１においてインプリント処理を行っている期間では、基板搬送部１６は物体空間の外に出ている。
図２は、型１０を搬送する型搬送部１４を示した図である。図２において、型搬送部１４は型１０を型保持部１７から搬出するために物体空間に入っている。また、物体空間には、第１供給部４から供給される気体の第１気流が形成される。インプリント装置１内には異物が存在していて、型搬送部１４などの各部に異物が付着している可能性がある。例えば、型搬送部１４が物体空間に入ると、型搬送部１４に付着した異物が第１気流に当たることで飛散する可能性がある。また、物体空間に入った型搬送部１４により第１気流の方向が変わり、型搬送部が物体空間から出ている状態では第１気流が当たらないインプリント装置１の部分に第１気流が当たることにより、当該部分に付着していた異物が飛散する可能性がある。また、物体空間の周囲には、第２供給部９から供給される気体の第２気流が形成される。型搬送部１４が物体空間に入ると、型搬送部１４に付着した異物が第２気流に当たることで飛散する可能性がある。また、物体空間に入った型搬送部１４により第２気流の方向が変わり、型搬送部が物体空間から出ている状態では第２気流が当たらないインプリント装置１の部分に第２気流が当たることにより、当該部分に付着していた異物が飛散する可能性がある。
型搬送部１４が物体空間に入る場合、第１供給部４の供給量をＬ１０とは異なるＬ１１とする。また、型搬送部１４が物体空間に入る場合、第２供給部９の供給量をＬ２０とは異なるＬ２１とする。型搬送部１４が物体空間に入ることにより飛散し得る異物が、第１気流により飛散しにくい異物である場合、Ｌ１１をＬ１０より小さくする。例えば、Ｌ１１をＬ１０の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ１１をＬ１０の７０％以下（４０％以上）とすると良い。第１供給部４の供給量を小さくすることにより、物体空間に含まれる異物の増加が抑制される。よって、異物が型１０や基板７に付着することが抑制される。このとき、回収部３の回収量を、型搬送部１４が物体空間に入る前に回収部３の回収量よりも小さくすると良い。
ここで、飛散しにくい異物は、例えば、粒径、比重、または付着性など異物の属性により決めることができる。どのような属性の異物が、インプリント装置１内に存在するかを予め調査、分析することにより、飛散し得る異物が飛散しにくい異物であるか否かを決定することができる。また、飛散し得る異物が飛散しにくい異物であるか否かは、予め実験やシミュレーションなどを行うことにより決定することもできる。そして、飛散し得る異物が飛散しにくい異物であるか否かに基づき、Ｌ１１の値を制御部２に構成されたメモリに格納しておき、制御部２がＬ１１に基づき第１供給部４を制御する。
また、型搬送部１４が物体空間に入ることにより飛散し得る異物が、第１気流により飛散しやすい異物である場合、Ｌ１１をＬ１０より大きくする。例えば、Ｌ１１をＬ１０の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ１１をＬ１０の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。第１供給部４の供給量を大きくすることにより、異物が第１気流により回収部３まで運ばれて回収される。これにより、物体空間に含まれる異物の増加が抑制される。よって、型１０や基板７に付着することが抑制される。このとき、回収部３の回収量を、型搬送部１４が物体空間に入る前に回収部３の回収量よりも大きくすると良い。
ここで、飛散しやすい異物は、例えば、粒径、比重、または付着性など異物の属性により決めることができる。どのような属性の異物が、インプリント装置１内に存在するかを予め調査、分析することにより、飛散し得る異物が飛散しやすい異物であるか否かを決定することができる。また、飛散し得る異物が飛散しやすい異物であるか否かは、同様に予め実験やシミュレーションなどを行うことにより、推定することもできる。そして、飛散し得る異物が飛散しやすい異物であるか否かに基づき、Ｌ１１の値を制御部２に構成されたメモリに格納しておき、制御部２がＬ１１に基づき第１供給部４を制御する。
また、第２供給部９の供給量についても第１供給部４の供給量と同様にすることができる。型搬送部１４が物体空間に入ることにより飛散し得る異物が、第２気流により飛散しにくい異物である場合、Ｌ２１をＬ２０より小さくする。例えば、Ｌ２１をＬ２０の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ２１をＬ２０の７０％以下（４０％以上）とすると良い。また、型搬送部１４が物体空間に入ることにより飛散し得る異物が、第２気流により飛散しやすい異物である場合、Ｌ２１をＬ２０より大きくする。例えば、Ｌ２１をＬ２０の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ２１をＬ２０の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。これにより、型１０や基板７に異物が付着することを抑制することができる。また、Ｌ１１同様に実験やシミュレーションなどを行うことにより推定された結果に基づき決定された、Ｌ２１の値を制御部２に構成されたメモリに格納しておき、制御部２がＬ２１に基づき第２供給部９を制御する。
ただし、第２気流により飛散し得る異物が、第１気流により飛散し得る異物と飛散のしやすさが異なる場合は、第２供給部９の供給量の増減を第１供給部４の供給量の増減とは異なるようにしても良い。つまり、Ｌ１１をＬ１０より大きくする場合であっても、Ｌ２１をＬ２０より小さくしても良いし、その逆であっても良い。このとき、回収部３の回収量は、Ｌ１０とＬ２０の和（Ｌ１０＋Ｌ２０）とＬ１１とＬ２１の和（Ｌ１１＋Ｌ ２１ ）とを比較した結果により決定すると良い。
また、本実施例では型搬送部１４が型１０を搬送する場合で説明したが、基板搬送部１６が基板７を搬送する場合も、同様に第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量を制御することにより、型１０や基板７に異物が付着することが抑制できる。
以上により、本実施例に係るインプリト装置によれば、第１供給部４、及び第２供給部９の少なくともいずれか一方の供給量を制御することにより、型や基板に異物が付着することを抑制することができる。また、回収部３の回収量を制御することにより、型や基板に異物が付着することを抑制することができる。
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、型搬送部１４が型１０を搬送する際に、第１供給部４、及び第２供給部９の少なくともいずれか一方から供給する気体の単位時間当たりの供給量を制御する実施形態を説明する。
図３は、型搬送部１４が型１０を搬送するシーケンスを示したフローチャートである。図３では、型搬送部１４が保持している型１０を搬出した後に、型１０を型保持部１７に搬入する例を示している。また、図４乃至８は型１０を搬送する型搬送部１４を示す図である。型搬送部１４が型を搬送するシーケンスが開始される前は、図４に示すように型搬送部１４は待機位置で待機する。このとき、型搬送部１４は、物体空間には入っていない。また、この時の第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量をそれぞれ、Ｌ１０、Ｌ２０とする。
型搬送部１４が型を搬送するシーケンスが開始されると、Ｓ２０１において、型搬送部１４が型保持部１７まで移動する。図５に示すように型搬送部１４は型１０を搬出できる位置まで移動するため、型搬送部１４は物体空間に入る。この時の第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量をそれぞれ、Ｌ１１、Ｌ２１とする。ここでは、異物の飛散を抑制するためにＬ１１をＬ１０より小さくする。例えば、Ｌ１１をＬ１０の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ１１をＬ１０の７０％以下（４０％以上）とすると良い。また、同様に異物の飛散を抑制するためにＬ２１をＬ２０より小さくする。例えば、Ｌ２１をＬ２０の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ２１をＬ２０の７０％以下（４０％以上）とすると良い。また、実施例１と同様に、飛散し得る異物によって、Ｌ１１をＬ１０より大きくしても良い。例えば、Ｌ１１をＬ１０の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ１１をＬ１０の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、実施例１と同様に、飛散し得る異物によって、Ｌ２１をＬ２０より大きくしても良い。例えば、Ｌ２１をＬ２０の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ２１をＬ２０の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に回収部３の回収量を制御すると良い。
次にＳ２０２において、型搬送部１４は型１０を型保持部１７から搬出する。図６に示すように型搬送部１４のハンド部と型１０とが接触した状態で型保持部１７が型１０を保持する保持力を弱めることにより型１０が型搬送部１４に受け渡され、型搬送部１４が型１０を保持する。そして、図７に示すように型１０を保持した型搬送部１４が下（－Ｚ軸方向）に移動する。そして、図８に示すように型１０を保持した型搬送部１４が右（＋Ｘ軸方向）に移動した後に、上（＋Ｚ軸方向）に移動して、型搬送部１４が待機位置まで移動する。型搬送部１４が待機位置に位置している状態では、型搬送部１４は物体空間に入っておらず、物体空間から出ている。
次にＳ２０３において、型搬送部１４は型１０を、型を収納するための型収納部（不図示）に搬入する。このとき、図８に示すように、型搬送部１４は、物体空間には入っていない。型搬送部１４が物体空間から出た後の所定の期間において、第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量をそれぞれ、Ｌ１２、Ｌ２２とする。また、所定の期間は、型搬送部１４が物体空間を出てから、再び物体空間に入るまでの期間を実験やシミュレーション等で予め決めておくと良い。ここでは、型搬送部１４が物体空間に入ったことにより飛散した異物を回収するために、Ｌ１２をＬ１１より大きくする。例えば、Ｌ１２をＬ１１の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ１２をＬ１１の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に型搬送部１４が物体空間に入ったことにより飛散した異物を回収するために、Ｌ２２をＬ２１より大きくする。例えば、Ｌ２２をＬ２１の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ２２をＬ２１の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に回収部３の回収量を制御すると良い。
次にＳ２０４において、型搬送部１４は型収納部から型１０を搬出する。ここで搬出する型１０として、型保持部１７から搬出した型１０とは別の型を搬出しても良いし、例えば、型保持部１７から搬出した型１０をクリーニングした後に同じ型を搬出しても良い。
次に、Ｓ２０５において、図７に示すように型搬送部１４は型１０を保持して型保持部１７まで移動する。そして、Ｓ２０６において、図６に示すように型搬送部１４が上（＋Ｚ軸方向）に移動する。そして、型保持部１７と型１０とが接触した状態で型搬送部１４が型１０を保持する保持力を強めることにより型１０が型搬送部１４に受け渡され、型保持部１７が型１０を保持する。そして、図５に示すように型搬送部１４が下（－Ｚ軸方向）に移動する。このように型搬送部１４は型１０を型搬送部１４に搬入できる位置まで移動するため、搬送部１４は物体空間に入る。この時の第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量をそれぞれ、Ｌ１３、Ｌ２３とする。ここでは、異物の飛散を抑制するためにＬ１３をＬ１２より小さくする。例えば、Ｌ１３をＬ１２の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ１３をＬ１２の７０％以下（４０％以上）とすると良い。また、同様に異物の飛散を抑制するためにＬ２３をＬ２２より小さくする。例えば、Ｌ２３をＬ２２の９０％以下とすると良い。さらに望ましくはＬ２３をＬ２２の７０％以下（４０％以上）とすると良い。また、実施例１と同様に、飛散し得る異物によって、Ｌ１３をＬ１２より大きくしても良い。例えば、Ｌ１３をＬ１２の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ１３をＬ１２の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、実施例１と同様に、飛散し得る異物によって、Ｌ２３をＬ２２より大きくしても良い。例えば、Ｌ２３をＬ２２の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ２３をＬ２２の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に回収部３の回収量を制御すると良い。
次に、Ｓ２０７において、図４に示すように型搬送部１４は待機位置まで移動する。このとき、型搬送部１４は、物体空間には入っていない。また、この時の第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量をそれぞれＬ１４、Ｌ２４とする。ここでは、型搬送部１４が物体空間に入ったことにより物体空間内に飛散した異物を回収するために、Ｌ１４をＬ１２およびＬ１３のいずれか一方より大きくする。例えば、Ｌ１４をＬ１２およびＬ１３のいずれか一方の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ１４をＬ１３の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に型搬送部１４が物体空間に入ったことにより飛散した異物を回収するために、Ｌ２４をＬ２２およびＬ２３のいずれか一方より大きくする。例えば、Ｌ２４をＬ２２およびＬ２３のいずれか一方の１１０％以上とすると良い。さらに望ましくはＬ２４をＬ２３の１３０％以上（２５０％未満）とすると良い。また、同様に回収部３の回収量を制御すると良い。
また、本実施例では型搬送部１４が型１０を搬送する場合で説明したが、基板搬送部１６が基板７を搬送する場合も、同様に第１供給部４の供給量、及び第２供給部９の供給量を制御することにより、型１０や基板７に異物が付着することが抑制できる。
以上により、本実施例に係るインプリト装置によれば、第１供給部４、及び第２供給部９の少なくともいずれか一方の供給量を制御することにより、型や基板に異物が付着することを抑制することができる。また、回収部３の回収量を制御することにより、型や基板に異物が付着することを抑制することができる。
（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。
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 (15)

  1. 型を用いて基板上に組成物を成形する成形装置であって、
    物体を保持するハンド部と前記ハンド部が取り付けられたアーム部を有し、前記物体を搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された前記物体を保持する保持部と、
    前記保持部に保持される前記物体の周囲を囲む物体空間に気体を供給する供給部と、
    前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方が前記物体空間の中に入っている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第１供給量を、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間の外に出ている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第２供給量よりも、小さくするように、前記供給部を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする成形装置。
  2. 前記制御部は、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間から出た後の所定の期間において、前記第２供給量を前記第１供給量より大きくするように、前記供給部を制御することを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
  3. 前記制御部は、前記物体空間に含まれる異物の増加が抑制されるように決定された前記第２供給量で前記気体を供給するように前記供給部を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の成形装置。
  4. 前記制御部は、前記成形装置に存在する異物の属性に基づき決定された前記第２供給量で前記気体を供給するように前記供給部を制御することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成形装置。
  5. 前記物体空間から気体を回収する回収部を有し、
    前記制御部は、前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方が前記物体空間の中に入っている場合の前記回収部による単位時間当たりの前記気体の第１回収量を、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間の外に出ている場合の前記回収部による単位時間当たりの前記気体の第２回収量よりも、小さくするように、前記回収部を制御することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成形装置。
  6. 前記制御部は、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間から出た後の所定の期間において、前記第２回収量を前記第１回収量より大きくするように、前記回収部を制御することを特徴とする、請求項５に記載の成形装置。
  7. 前記制御部は、前記物体空間に含まれる異物の増加が抑制されるように決定された前記第２回収量で前記気体を回収するように前記回収部を制御することを特徴とする、請求項５又は６に記載の成形装置。
  8. 前記制御部は、前記成形装置に存在する異物の属性に基づき決定された前記第２回収量で前記気体を回収するように前記回収部を制御することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の成形装置。
  9. 前記供給部は、前記保持部が前記物体を保持する保持面と平行な方向に前記気体が流れるように前記気体を供給することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の成形装置。
  10. 前記供給部は、前記保持部が前記物体を保持する保持面と垂直な方向に前記気体が流れるように前記気体を供給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. 前記物体は前記型又は前記基板であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の成形装置。
  12. 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請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の成形装置。
  13. 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請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の成形装置。
  14. 型を用いて基板上に組成物を成形する成形方法であって、
    保持部に保持される物体の周囲を囲む物体空間に気体を供給する供給部を制御する制御工程と、
    前記制御工程の後、型を用いて組成物を基板に形成する工程と、を有し、
    前記制御工程において、
    前記保持部に物体を、前記物体を保持するハンド部と前記ハンド部が取り付けられたアーム部を有する搬送部により搬送する工程と、
    前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方が前記物体空間の中に入っている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第１供給量を、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間の外に出ている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第２供給量よりも、小さくするように、前記供給部を制御する工程と、を有する
    ことを特徴とする成形方法。
  15. 保持部に保持される物体の周囲を囲む物体空間に気体を供給する供給部を制御する制御工程と、
    前記制御工程の後、型を用いて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、を有し、
    前記制御工程において、
    前記保持部に物体を、前記物体を保持するハンド部と前記ハンド部が取り付けられたアーム部を有する搬送部により搬送する工程と、
    前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方が前記物体空間の中に入っている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第１供給量を、前記ハンド部及び前記アーム部が前記物体空間の外に出ている場合の前記供給部による単位時間当たりの前記気体の第２供給量よりも、小さくするように、前記供給部を制御する工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。
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