JP7195789B2

JP7195789B2 - 平坦化装置、及び物品の製造方法

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Publication number: JP7195789B2
Application number: JP2018125526A
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Inventors: 陽司川▲崎▼
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Description

本発明は平坦化装置、及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加えて、基板上の未硬化のインプリント材を型（モールド）で成形して硬化させ、基板上にインプリント材のパターンを形成する微細加工技術が注目されている。かかる技術は、インプリント技術と呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターンを形成することができる。

インプリント技術の１つとして、例えば、光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置は、基板上（ショット領域）に供給された光硬化性のインプリント材を型で成形し、光を照射して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型を引き離すことで、基板上にパターンを形成する。

また、近年では、インプリント装置を用いて基板を平坦化する技術が提案されている（特許文献１）。基板の平坦化技術に関しては、一般的には、既存の塗布装置（スピンコーター）を用いて基板上に塗布膜を形成することで基板の段差を平坦化する技術が知られているが、基板の段差をナノスケールで平坦化するには不十分である。一方、特許文献１に開示された技術は、基板の段差に基づいてインプリント材を滴下し、滴下したインプリント材にテンプレートを接触させた状態でインプリント材を硬化することで平坦化の精度向上を図るものである。

特表２０１１－５２９６２６号公報

しかしながら、従来の平坦化装置には、離型動作に対する対応が十分でない。平坦化装置では大面積の型と基板上の全面に供給されたインプリント材と接触させ、インプリント材を硬化させた後に型の全面を引きはがすことがある。大面積の型の全面が硬化したインプリント材に接触した状態から離型しようとすると、離型にかかるエネルギーが高くなり容易に離型することができない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、硬化したインプリント材から大面積の型を引き離すのに有利な平坦化装置を提供することを目的とする。

本発明の平坦化装置は、基板上の組成物に型を接触させることによって前記組成物の表面を平坦化する平坦化装置であって、前記型と前記組成物を接触させた状態で、前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に対して照射する光照射部と、前記組成物に対して前記光照射部が前記光を照射する光照射領域を輪帯形状に変化させるとともに、前記組成物のうち前記光の照射が終了した部分から先に、前記型と引き離すように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、硬化したインプリント材から大面積の型を引き離すのに有利な平坦化装置を提供することができる。

本発明の一側面としての平坦化装置の構成を示す概略図である。平坦化処理の概要を説明するための図である。本発明の第１実施形態の平坦化処理時の基板と型の断面図である。本発明の露光時の光照射領域と遮光領域を示す図である。本発明の第１実施形態の平坦化処理を説明するフローチャートである。本発明の第２実施形態の平坦化処理時の基板と型の断面図である。本発明の第２実施形態の基板ステージの断面図である。本発明の第２実施形態の平坦化処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、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。

（第１実施形態）
図１は、本発明における平坦化装置１００の構成を示す概略図である。平坦化装置１００は、型（モールド、テンプレート）を用いて基板上のインプリント材（組成物）を成形する成形装置（所謂、インプリント装置）で具現化され、本実施形態では、基板上のインプリント材を平坦化する。平坦化装置１００は、基板上のインプリント材と型とを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型を引き離すことで基板上にインプリント材の平坦面を形成する。インプリント材を硬化させる方法としては、光を照射することによってインプリント材を硬化させる光硬化法を用いる場合について説明する。本発明において、型１１はインプリント材の平坦面を形成するための平面部が少なくとも基板１に対向する表面に形成されている。

本発明で使用する基板は、シリコンウエハが代表的な基材であるが、これに限定されるものではない。基板１は、アルミニウム、チタン－タングステン合金、アルミニウム－ケイ素合金、アルミニウム－銅－ケイ素合金、酸化ケイ素、チッ化ケイ素等の半導体デバイス用基板として知られているものの中からも任意に選択することができる。なお、基板１には、シランカップリング処理、シラザン処理、有機薄膜の成膜、等の表面処理により密着層を形成し、硬化性組成物との密着性を向上させた基板を用いてもよい。なお、基板１は、典型的には、直径３００ｍｍの円形であるが、これに限定されるものではない。

型１１としては、光を照射してインプリント材を硬化させる工程を考慮して、光透過性の材料で構成されている。具体的には、型１１を構成する材料としては、ガラス、石英、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネート樹脂等の光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサン等の柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が好ましい。なお、本発明では、型１１は、３００ｍｍよりも大きく、５００ｍｍよりも小さい直径の円形であるが、これに限られない。また、型１１の厚さは、好ましくは、０．２５ｍｍ以上２ｍｍ未満であるが、これに限られない。

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って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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。典型的にはアクリレートやメタクリレートのようなモノマーを用いてもよい。光の照射によって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、非重合性化合物又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って基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で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。

平坦化装置１００は、図１に示すように、チャック２と、基板ステージ３と、ベース定盤４と、支柱５と、天板６と、ガイドバープレート７と、ガイドバー８と、型駆動部９と、支柱１０と、型チャック１２と、ヘッド１３と、アライメント棚１４とを有する。また、平坦化装置１００は、供給部２０と、オフアクシスアライメントスコープ（ＯＡスコープ２１）と、基板搬送部２２と、アライメントスコープ２３と、光照射部２４とを有する。さらに、平坦化装置１００は、ステージ駆動部３１と、型搬送部３２と、洗浄部３３と、入力部３４と、制御部２００とを有する。本実施形態において、チャック２及び基板ステージ３は、基板１を保持する基板保持部を構成し、型チャック１２及びヘッド１３は、型１１を保持する型保持部を構成する。ここでは、水平面をＸＹ平面とし、鉛直方向をＺ軸方向とするようにＸＹＺ座標系が定義されている。

図１を参照して平坦化装置の動作について説明する。基板１は、搬送ハンドなどを含む基板搬送部２２によって、平坦化装置１００の外部から搬入され、チャック２に保持される。基板ステージ３は、ベース定盤４に支持され、チャック２に保持された基板１を所定の位置に位置決めするために、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。ステージ駆動部３１は、例えば、リニアモータやエアシリンダなどを含み、基板ステージ３を少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する（移動させる）が、基板ステージ３を２軸以上の方向（例えば、６軸方向）に駆動する機能を有していてもよい。また、ステージ駆動部３１は、回転機構を含み、チャック２又は基板ステージ３をＺ軸方向に平行な軸周り（θｚ方向）に回転駆動する（回転させる）。さらにステージ駆動部３１は、基板１を傾ける機構を含み、チャック２又は基板ステージ３をＸ軸方向に平行な軸周り（θｘ方向）やＹ軸方向に平行な軸周り（θｙ方向）に回転駆動してもよい。

型１１は、搬送ハンドなどを含む型搬送部３２によって、平坦化装置１００の外部から搬入され、型チャック１２に保持される。型１１は、例えば、円形又は四角形の外形を有し、基板上のインプリント材に接触して基板１の表面形状に倣う平面部１１ａを含む。平面部１１ａは、本実施形態では、基板１と同じ大きさ、又は、基板１よりも大きい大きさを有する。型チャック１２は、ヘッド１３に支持され、型１１のＺ軸周りの傾きを補正する機能を有する。型チャック１２及びヘッド１３のそれぞれは、光照射部２４から照射される光（紫外線）を通過させる開口（不図示）を含む。また、型チャック１２又はヘッド１３には、基板１上のインプリント材に対する型１１の押し付け力（押印力）を計測するためのロードセルが配置されている。

ベース定盤４には、天板６を支持する支柱５が配置されている。ガイドバー８は、天板６を貫通し、一端がガイドバープレート７に固定され、他端がヘッド１３に固定される。型駆動部９は、ガイドバー８を介して、ヘッド１３をＺ軸方向に駆動して、型チャック１２に保持された型１１を基板１上のインプリント材に接触させたり、基板１上のインプリント材から引き離したりする。また、型駆動部９は、本実施形態では、ヘッド１３をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する（移動させる）機能、及び、型チャック１２又はヘッド１３をＺ軸方向に平行な軸周り（θｚ方向）に回転駆動する機能を有する。さらに型駆動部９は、型１１を傾ける機構を含み、型チャック１２又はヘッド１３をＸ軸方向に平行な軸周り（θｘ方向）やＹ軸方向に平行な軸周り（θｙ方向）に回転駆動してもよい。

アライメント棚１４は、支柱１０を介して天板６に懸架される。アライメント棚１４には、ガイドバー８が貫通している。また、アライメント棚１４には、例えば、斜入射像ずれ方式を用いて、チャック２に保持された基板１の高さ（平坦度）を計測するための高さ計測装置（不図示）が配置されている。

アライメントスコープ２３は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、型１１に設けられたアライメントマークとを観察するための光学系及び撮像系を含む。但し、型１１にアライメントマークが設けられていない場合には、アライメントスコープ２３がなくてもよい。アライメントスコープ２３は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、型１１に設けられたアライメントマークとの相対的な位置を計測し、その位置ずれを補正するアライメントに用いられる。

供給部２０（ディスペンサ）は、基板１に未硬化（液状）のインプリント材を吐出する吐出口（ノズル）を含むディスペンサで構成され、基板上にインプリント材を供給（塗布）する。供給部２０は、例えば、ピエゾジェット方式やマイクロソレノイド方式などを採用し、基板上に１ｐＬ（ピコリットル）程度の微小な容積のインプリント材を供給することができる。また、供給部２０における吐出口の数は、限定されるものではなく、１つ（シングルノズル）であってもよいし、複数であってもよく、例えば１００を超えてもよい（リニアノズルアレイ）。さらに、供給部２０は、複数のリニアノズルアレイを組み合わせてもよい。

ＯＡスコープ２１は、アライメント棚１４に支持される。ＯＡスコープ２１は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、基板１の複数のショット領域に設けられたアライメントマークを検出し、複数のショット領域のそれぞれの位置を決定するグローバルアライメント処理に用いられる。アライメントスコープ２３によって型１１と基板ステージ３との位置関係を求め、ＯＡスコープ２１によって基板ステージ３と基板１との位置関係を求めることで型１１と基板１との相対的な位置を合わせる（アライメント）ことができる。

洗浄部３３は、型１１が型チャック１２に保持された状態で、型１１を洗浄する（クリーニングする）。洗浄部３３は、本実施形態では、基板上の硬化したインプリント材から型１１を引き離すことによって、型１１、特に、平面部１１ａに付着したインプリント材を除去する。洗浄部３３は、例えば、型１１に付着したインプリント材を拭き取ってもよいし、ＵＶ照射、ウェット洗浄、プラズマ洗浄などを用いて型１１に付着したインプリント材を除去してもよい。

制御部２００は、ＣＰＵやメモリなどを含み、平坦化装置１００の全体を制御する。制御部２００は、平坦化装置１００の各部を統括的に制御して平坦化処理を行う処理部として機能する。ここで、平坦化処理とは、型１１の平面部１１ａを基板上のインプリント材に接触させて平面部１１ａを基板１の表面形状に倣わせることでインプリント材を平坦化する処理である。なお、平坦化処理は、一般的には、ロット単位で、即ち、同一のロットに含まれる複数の基板のそれぞれに対して行われる。制御部２００は、平坦化装置１００内に設けてもよいし、平坦化装置１００とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。

（平坦化処理方法について）
図２（ａ）乃至図２（ｃ）を参照して、平坦化処理について概要を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、下地パターン１ａが形成されている基板１に対して、供給部２０からインプリント材ＩＭを供給する。図２（ａ）に示すように、供給部２０は、下地パターン１ａの有無や粗密に応じてインプリント材ＩＭを基板上で分布を設けて供給することができる。図２（ａ）は、基板上にインプリント材ＩＭを供給し、型１１を接触させる前の状態を示している。次いで、図２（ｂ）に示すように、基板上のインプリント材ＩＭと型１１の平面部１１ａとを接触させる。図２（ｂ）は、型１１の平面部１１ａが基板上のインプリント材ＩＭと接触し、型１１の平面部１１ａが基板１の表面形状に倣った状態を示している。そして、図２（ｂ）に示す状態で、光照射部２４から、型１１を介して、基板上のインプリント材ＩＭに光（紫外線）を照射してインプリント材ＩＭを硬化させる。次に、図２（ｃ）に示すように、基板上の硬化したインプリント材ＩＭから型１１を引き離す。これにより、基板１の全面で均一な厚みのインプリント材ＩＭの層（平坦化層）を形成することができる。インプリント材ＩＭによる平坦化層の表面は基板１の表面にならっていればよい。一般的に基板１の表面の状態よりも下地パターン１ａの方が周期の短い凹凸形状が形成されている。図２（ｃ）は、基板上にインプリント材ＩＭの平坦化層が形成された状態を示している。

このような平坦化処理を行う際、大面積の型１１と基板１の全面に供給されるインプリント材ＩＭと接触させ、全面に接触した状態から型１１を引き離すことは困難である。型１１とインプリント材との接触面積が大きいほど引き離しにくくなる。そのため、平坦化装置１００の離型動作に時間を要したり、型１１が破損したりする恐れがある。

そこで、本実施形態の平坦化装置１００は、型１１と基板１上のインプリント材とを引き離す（離型する）為に、インプリント材を硬化させるために光を照射する面積を可変にする。平坦化装置１００は、基板上のインプリント材の一部を硬化させ、一括で基板の全面を照射しないようにする。そして、平坦化装置１００は、光を照射してインプリント材が硬化した部分から型１１を引き離す。このように、本実施形態のインプリント装置は、基板上のインプリント材を部分的に硬化させることと、硬化したインプリント材から型を引き離すことを繰り返して行うことにより、一度に離型するエネルギーを小さくすることができる。

本実施形態の平坦化処理について図３を用いて説明する。図３は、平坦化処理のうちインプリント材ＩＭの硬化処理と硬化したインプリント材ＩＭから型１１を引き離す離型処理を示した、断面図である。

まず、平坦化装置１００は、図３（ａ）に示すように、型１１と基板１上のインプリント材ＩＭを接触させ、基板１上の全面で充填させた状態にする。次に、図３（ｂ）に示すように、インプリント材ＩＭを硬化させる領域は基板１の全面に対して一括でなく、基板１の周辺部（外周部）に部分的に光を照射してインプリント材を硬化させる。図４（ａ）に示すように、最初に光を照射する領域は基板１の周辺部なので、光照射領域は輪帯形状をしている。図４は、基板１を上面から観察した様子を示しており、基板１の周辺部の光照射領域４１と基板１の中央部の遮光領域４２からなる。

基板の周辺部のインプリント材を硬化させた後、図３（ｃ）に示すように基板の周辺部から型１１と硬化したインプリント材ＩＭの離型が開始される。その後、図３（ｄ）に示すように基板の周辺部よりも中心部側の領域のインプリント材ＩＭに部分的に光を照射する。平坦化装置１００は、図３（ｃ）で離型した領域よりも基板１の中心部側の領域のインプリント材ＩＭを硬化させる。このとき、図４（ｂ）に示すように輪帯形状の光照射領域４１を図４（ａ）と比較して小さく絞って基板１上のインプリント材に光を照射する。

図３（ｄ）に示した領域のインプリント材を硬化させた後、図３（ｅ）に示すように型１１を硬化したインプリント材ＩＭから引き離す。その後、図３（ｆ）に示すように基板の中心部のインプリント材ＩＭに部分的に光を照射する。平坦化装置１００は、基板１の中心部のインプリント材ＩＭを硬化させる。このとき、図４（ｃ）に示すように基板１の中心部を光照射領域４１として設定して基板１上のインプリント材に光を照射する。図３（ｆ）に示した領域のインプリント材を硬化させた後、図３（ｇ）に示すように型１１を硬化したインプリント材ＩＭから引き離す。

このように、本実施形態の平坦化装置は、基板上のインプリント材を部分的に硬化させる工程と硬化したインプリント材から型を引き離す工程を繰り返し行うことにより、型１１の全面をインプリント材ＩＭから引き離すことができる。

本実施形態の平坦化装置１００の光照射部２４には、基板１の周辺部から中心部に向かって光を照射できるように、光照射領域４１を変えることが可能な機構が設けられている。例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いたり、光照射部２４に含まれる光源と型１１の間に遮光板を配置したりして、光照射領域４１と遮光領域４２を制御することができる。本実施形態の平坦化処理は、基板１上のインプリント材を硬化する面積が一定以上大きくならないように制御し、離型時のエネルギーを小さい状態に保ち、容易に離型しやすくする。

図５を参照して、本実施形態の平坦化装置１００における平坦化処理について説明する。図５は、平坦化処理を示したフローチャートである。平坦化処理は、上述したように、制御部２００が平坦化装置１００の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ５０２では、型搬送部３２によって、平坦化装置１００に型１１を搬入し、型１１を型チャック１２に保持させる。Ｓ５０４では、平坦化処理に関する設定情報を取得する。平坦化処理に関する設定情報は、光を照射してインプリント材を硬化させる処理と離型処理を制御するための、基板１と型１１が接触している光照射領域の最大値などを含む。Ｓ５０６では、基板搬送部２２によって、同一のロットに含まれる複数の基板のうち、平坦化処理の対象となる基板１を平坦化装置１００に搬入し、かかる基板１をチャック２に保持させる。Ｓ５０８では、Ｓ５０６で搬入された基板１に対して、図２（ａ）のように、基板１上にインプリント材ＩＭを供給する処理（滴下処理）を行う。Ｓ５１０では、図２（ｂ）のように、基板１上のインプリント材ＩＭに型１１を接触させ、基板１と型１１との間にインプリント材ＩＭが充填した状態にする。

Ｓ５１２では、Ｓ５１０で基板１と型１１の間にインプリント材が充填した状態で、基板１の外周部より光を照射してインプリント材を硬化させる。平坦化処理に関する設定情報より、光照射領域が一定の面積に達したら、硬化したインプリント材と型の離型を開始する。離型を開始すると同時に、基板１上の光照射領域が一定の面積に達するように、未硬化のインプリント材に対して光を照射して順次インプリント材を硬化させる。このように、基板１上のインプリント材ＩＭに光を照射する光照射領域の面積が一定になるように照射と離型を連動させてもよいし、光照射領域の面積が徐々に小さくなるように光照射領域を決定してもよい。

Ｓ５１４では、基板搬送部２２によって、平坦化装置１００から平坦化処理が行われた基板１を搬出する。Ｓ５１６では、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行ったかどうかを判定する。Ｓ５１６での判定の結果、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行っていない場合には、次の処理対象の基板を平坦化装置１００に搬入するために、Ｓ５０６に移行する。一方で、Ｓ５１６での判定の結果、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行っている場合には、Ｓ５１８に移行する。Ｓ５１８では、洗浄部３３によって、型チャック１２に保持されている型１１を洗浄する。型１１を洗浄することにより、型１１の平面部１１ａに付着したインプリント材を除去することができる。Ｓ５２０では、型搬送部３２によって、平坦化装置１００から洗浄された型１１を搬出する。

なお、本実施形態では、同一のロットに含まれる全ての基板１に対する平坦化処理が終了し、平坦化装置１００から型１１を搬出する前に型１１を洗浄しているが、これに限られるものではない。例えば、同一のロットに含まれる全ての基板１に対して平坦化処理が終了していなくても、型１１を洗浄するようにしてもよい。また、型１１の平面部１１ａにおけるインプリント材の付着状態を検出する検出部を平坦化装置１００が備えている場合には、検出部の検出結果に応じて、型１１を洗浄するようにしてもよい。また、平坦化装置１００に洗浄部３３が備えられていない場合には、平坦化処理が終わった型１１を洗浄しないで平坦化装置１００から搬出し、外部の洗浄装置で型１１を洗浄してもよい。

このように、本実施形態の平坦化装置１００は、基板上のインプリント材の一部を硬化させ、硬化した領域から順に型を引き離すことにより、離型に対するエネルギーを低減することができる。

（第２実施形態）
上記の第１実施形態の平坦化装置１００は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）の順に光照射領域を周辺部から中心部に向かって変化させる場合について説明した。本発明の平坦化装置１００は、光照射領域を図４（ｃ）、図４（ｂ）、図４（ａ）の順に中心部から周辺部に向かって変化させることも可能である。

本実施形態の平坦化処理について図６を用いて説明する。図６は、平坦化処理のうちインプリント材ＩＭの硬化処理と硬化したインプリント材ＩＭから型１１を引き離す離型処理を示した、断面図である。

まず、平坦化装置１００は、図６（ａ）に示すように、型１１と基板１上のインプリント材ＩＭを基板１の中心部から接触させた状態にする。次に、図６（ｂ）に示すように、インプリント材ＩＭを硬化させる領域は基板１の全面に対して一括でなく、基板１の中心部に部分的に光を照射してインプリント材を硬化させる。図４（ｃ）に示すように、最初に光を照射する領域は基板１の中心部なので、光照射領域４１は円形状をしている。

基板の中心部のインプリント材を硬化させた後、図６（ｃ）に示すように基板の中心部から型１１と硬化したインプリント材ＩＭの離型を開始する。さらに、離型しながら中心部の外側の領域を未硬化のインプリント材と接触させるように型１１を変形させる。その後、図６（ｄ）に示すように基板の中心部よりも周辺部側の領域のインプリント材ＩＭに部分的に光を照射する。平坦化装置１００は、図６（ｃ）で離型した領域よりも基板１の周辺部側の領域のインプリント材ＩＭを硬化させる。このとき、図４（ｂ）に示すように輪帯形状の光照射領域４１に変形させて基板１上のインプリント材に光を照射する。

図６（ｄ）に示した領域のインプリント材を硬化させた後、図６（ｅ）に示すように型１１を硬化したインプリント材ＩＭから引き離す。さらに、離型しながら周辺部の未硬化のインプリント材と接触させるように型１１を変形させる。その後、図６（ｆ）に示すように基板の周辺部のインプリント材ＩＭに部分的に光を照射する。平坦化装置１００は、基板１の周辺部のインプリント材ＩＭを硬化させる。このとき、図４（ａ）に示すように基板１の周辺部を光照射領域４１として設定して基板１上のインプリント材に光を照射する。図６（ｆ）に示した領域のインプリント材を硬化させた後、図６（ｇ）に示すように型１１を硬化したインプリント材ＩＭから引き離すことで、基板１の全面でインプリント材を硬化させ、型１１を離型することができる。

図７に本実施形態で適用されうるチャック２を示す。図７は、基板１を保持した状態のチャック２の断面図である。本実施形態の平坦化装置１００の基板１を保持するチャック２は、部分的に降下する機能を有する。

図７（ａ）はチャック２の通常状態を示している。図７（ａ）の状態は、例えば、図６（ａ）や図６（ｂ）の基板の中心部のインプリント材と型を接触させて硬化させる時のチャック２の状態とすることができる。図７（ｂ）は型１１から離型する基板の中心部に対応する部位のチャック２が基板１を吸着しながら降下した状態を示している。図７（ｂ）の状態は、例えば、図６（ｃ）や図６（ｄ）の基板の中心部よりも周辺部側の領域のインプリント材と型を接触させて硬化させる時のチャック２の状態とすることができる。このように、チャック２が部分的に降下することで、基板１が中心部（離型部位）のみ下に引っ張られる形状を作ることができる。図７（ｃ）は、図７（ｂ）よりも広い範囲でチャック２が基板１を吸着しながら降下した状態を示している。図７（ｃ）の状態は、例えば、図６（ｅ）や図６（ｆ）の基板の周辺部のインプリント材と型を接触させて硬化させる時のチャック２の状態とすることができる。このように、本実施形態の平坦化装置のチャック２は、平坦化処理に合わせて、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）の順にチャック２の吸着面を部分的に降下するように制御されうる。

本実施形態の平坦化装置１００の光照射部２４には、基板１の中心部から周辺部に向かって光を照射できるように、光照射領域を変えることが可能な機構が設けられている。例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いたり、光照射部２４に含まれる光源と型１１の間に遮光板を配置したりして、光照射領域を制御することができる。本実施形態の平坦化処理は、基板１上のインプリント材を硬化する面積が一定以上大きくならないように制御し、離型時のエネルギーを小さい状態に保ち、容易に離型しやすくする。

図８を参照して、本実施形態の平坦化装置１００における平坦化処理について説明する。図８は、平坦化処理を示したフローチャートである。平坦化処理は、上述したように、制御部２００が平坦化装置１００の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ８０２では、型搬送部３２によって、平坦化装置１００に型１１を搬入し、型１１を型チャック１２に保持させる。Ｓ８０４では、平坦化処理に関する設定情報を取得する。平坦化処理に関する設定情報は、光を照射してインプリント材を硬化させる処理と離型処理を制御するための、基板１と型１１が接触している光照射領域の最大値などを含む。Ｓ８０６では、基板搬送部２２によって、同一のロットに含まれる複数の基板のうち、平坦化処理の対象となる基板１を平坦化装置１００に搬入し、かかる基板１をチャック２に保持させる。Ｓ８０８では、Ｓ８０６で搬入された基板１に対して、図２（ａ）のように、基板１上にインプリント材ＩＭを供給する処理（滴下処理）を行う。Ｓ８１０では、図６（ａ）のように、基板１上のインプリント材ＩＭに型１１の中心部から接触させ、設定情報に基づいて一定の面積の型と接触した状態となったら、光を照射してインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材と型とを引き離す。その後、未硬化のインプリント材に対して接触（充填）、硬化、離型を繰り返すことで基板１上の全面においてインプリント材を硬化させることができる。なお、基板１上のインプリント材ＩＭに光を照射する光照射領域の面積が一定になるように照射と離型を連動させてもよいし、光照射領域の面積が徐々に大きくなるように光照射領域を決定してもよい。

Ｓ８１２では、基板搬送部２２によって、平坦化装置１００から平坦化処理が行われた基板１を搬出する。Ｓ８１４では、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行ったかどうかを判定する。Ｓ８１４での判定の結果、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行っていない場合には、次の処理対象の基板を平坦化装置１００に搬入するために、Ｓ８０６に移行する。一方で、Ｓ８１４での判定の結果、同一のロットに含まれる全ての基板に対して平坦化処理を行っている場合には、Ｓ８１６に移行する。Ｓ８１６では、洗浄部３３によって、型チャック１２に保持されている型１１を洗浄する。型１１を洗浄することにより、型１１の平面部１１ａに付着したインプリント材を除去することができる。Ｓ８１８では、型搬送部３２によって、平坦化装置１００から洗浄された型１１を搬出する。

このように、本実施形態の平坦化処理は、接触・硬化・離型を並行して処理することにより、常に一定の面積が型１１と基板１上のインプリント材とが接触している状態にすることができる。一定以上の接触面積が発生しないので、離型時のエネルギーを小さな状態に保つことができ、容易に離型することができる。

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及び変更が可能である。更に本発明は、平坦化装置について記載しているが、パターンが形成されている型を用いて基板の全面に一括してパターンを形成するインプリント装置にも適用しうる。

また、上記の平坦化装置は、光硬化法を用いてインプリント材を硬化させる平坦化処理について説明したが、上述の実施形態は光硬化法に限らず、熱を用いてインプリント材を硬化させる方法でもよい。光硬化法では、紫外線硬化樹脂を使用し、樹脂を介して基板に型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。上述の実施形態は硬化光として紫外線を照射するものとしたが、光の波長は、基板１上に供給されるインプリント材に応じて適宜決めることができる。これに対し、熱を用いた方法では、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付け、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。この場合、光照射領域を変化させる代わりに、加熱領域を順次変化させる。

物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述した平坦化装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）に平坦化した組成物を形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、平坦化された基板を加工する工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、平坦化処理に加えて、パターンを形成することによって基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。

１００平坦化装置
１基板
１１型
９型駆動部
３１ステージ駆動部
３２型搬送部
２００制御部

Claims

基板上の組成物に型を接触させることによって前記組成物の表面を平坦化する平坦化装置であって、
前記型と前記組成物を接触させた状態で、前記組成物を硬化させるための光を前記組成物に対して照射する光照射部と、
前記組成物に対して前記光照射部が前記光を照射する光照射領域を輪帯形状に変化させるとともに、前記組成物のうち前記光の照射が終了した部分から先に、前記型と引き離すように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする平坦化装置。
前記制御部は、前記基板を吸着しながら前記光の照射が終了した一部の前記基板の高さを変えるように、前記基板を保持する基板保持部を制御することを特徴とする請求項１に記載の平坦化装置。
前記制御部は、前記光照射部に、前記基板の周辺部から前記基板の中心部に向かって光照射領域を変化させて前記組成物に光を照射させることを特徴とする請求項１または２に記載の平坦化装置。
前記制御部は、硬化した前記組成物から順次、前記型を前記基板の周辺部から前記基板の中心部に向かって前記型を引き離すように、前記型を保持する型保持部を制御することを特徴とする請求項３に記載の平坦化装置。
前記制御部は、前記光照射部に、前記基板の中心部から前記基板の周辺部に向かって光照射領域を変化させて前記組成物に光を照射させることを特徴とする請求項１または２の平坦化装置。
前記制御部は、前記光の照射が終了した部分の前記組成物を順次、前記型の中心部から前記型の周辺部に向かって引き離すように前記基板の高さを変えるように、前記基板を保持する基板保持部を制御することを特徴とする請求項５に記載の平坦化装置。
前記制御部は、前記組成物のうち前記光の照射が終了した部分における前記組成物から前記型を引き離すとともに、前記光の照射が終了した部分とは異なる前記組成物に対して前記光を照射することを並行して行うように制御することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の平坦化装置。
前記型に付着した前記組成物を除去するための前記型の洗浄を行う洗浄部を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の平坦化装置。
前記制御部は、前記基板上の全面における前記組成物を一括して平坦することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の平坦化装置。
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の平坦化装置を用いて、前記基板上の前記組成物の表面を平坦化する工程と、
前記平坦化された基板を加工して物品を得る工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。