JP7237519B2 - 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

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技術に加え、基板上のインプリント材を型（モールド、テンプレート）で成形し、インプリント材（組成物）を基板上に成形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成形することができる。

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、型と基板に塗布された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に成形される。

また、従来、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（平坦化技術）が知られているが、この塗布装置を用いた平坦化技術に関しては、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。そこで、近年ではインプリント技術を用いて基板を平坦化する平坦化技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１に開示された平坦化技術は、基板の段差に基づいて組成物を滴下し、滴下した組成物に型を接触させた状態で組成物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

特許文献１において、型を基板上の組成物に接触させて組成部を硬化させた後に、型と硬化した組成物とを引き離す（離型処理）の際に、型と基板上の組成物（基板）とに互いに引き合う力（以降、離型力とする。）が働く。この離型力が大きいと、離型処理の際に基板の周囲から中心に向かって、型と基板上の組成物とが徐々に引き離されていくため、型が基板に向かって撓む（凸に変形する）。そして、離型処理が完了して型と基板上の組成物とが離間した後に、凸に変形した型が元の形状に戻ろうとする力（以降、復元力とする）によって、型が振動する可能性がある。また、型に発生する振動が大きい場合や型に発生する振動の回数が多い場合には、型の寿命が短くなる可能性もある。

そこで、本発明は、型の振動を低減できる成形装置、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、型を用いて基板上の組成物を成形する成形装置であって、型を保持して移動する型保持部と、基板を保持して移動する基板保持部と、前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を駆動することで、 前記型保持部に保持された型と前記基板保持部に保持された基板上の組成物とが密着した状態から前記型と前記組成物とが離れる方向である第１方向に移動させる第１移動を行い、当該第１移動を行うことで前記型と前記組成物との剥離が開始された後、かつ前記型と前記組成物との剥離が完了していない状態で、前記型と前記組成物とが近づく方向である第２方向に移動させる第２移動を行うように制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第２方向への移動の後、所定位置に停止した状態で、前記型と前記組成物との剥離が進行しているかを判断することを特徴とする。

本発明によれば、型の振動を低減できる成形装置、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。

平坦化装置を示す図である。 平坦化処理を示す図である。 離型処理を示すフローチャートである。 離型処理における型保持部、及び型を示す図である。 離型処理における基板と型との密着領域を示す図である。 離型処理における型保持部を駆動するための電流、及び型保持部の位置を示す図である。

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平坦化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。

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、平坦化装置１００について説明する。平坦化装置１００（成形装置）は、型（モールド、テンプレート）９を用いて基板１上の組成物を成形する成形装置で具現化され、本実施形態では、基板１上の組成物を平坦化する。平坦化装置１００は、基板１上の組成物と型９とを接触させた状態で組成物を硬化させ、硬化した組成物から型を引き離すことで基板１上に組成物の平坦面を形成する。

基板１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９としては、光照射工程を考慮して光透過性の材料で構成された型を用いるとよい。型９を構成する材料の材質としては、具体的に、ガラス、石英、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、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、型９は、３００ｍｍよりも大きく、５００ｍｍよりも小さい直径の円形が好ましいが、これに限られない。また、型９の厚さは、好適には、０．２５ｍｍ以上２ｍｍ未満であるが、これに限られない。

組成物としては、光照射工程を考慮してＵＶ硬化性液体を用いるとよい。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。

平坦化装置１００は、図１に示すように基板チャック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７と、支柱８と、型チャック１１と、ヘッド１２と、アライメント棚１３とを有する。さらに、圧力調整部１５、供給部１７と、基板搬送部１８と、アライメントスコープ１９と、光源２０と、ステージ駆動部２１と、型搬送部２２と、洗浄部２３と、入力部２４と、制御部２００とを有する。本実施形態において、基板チャック２及び基板ステージ３は、基板１を保持して移動する基板保持部を構成し、型チャック１１及びヘッド１２は、型９を保持して移動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を参照するに、基板１は、搬送ハンドなどを含む基板搬送部１８によって、平坦化装置１００の外部から搬入され、基板チャック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、基板チャック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２１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２１は、回転機構を含み、基板チャック２又は基板ステージ３をＺ軸方向に平行な軸周りに回転駆動する（回転させる）。

型９は、搬送ハンドなどを含む型搬送部２２によって、平坦化装置１００の外部から搬入され、型チャック１１に保持される。型９は、例えば、円形又は四角形の外形を有し、下面に平面部１０を含む。平面部１０は、基板上の組成物に接触して基板１の表面形状に倣うような剛性を有する。平面部１０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１１は、ヘッド１２に支持され、型９のＺ軸周りの傾きを補正する機能を有する。型チャック１１及びヘッド１２のそれぞれは、光源２０からコリメータレンズを介して照射される光（紫外線）を通過させる開口（不図示）を含む。型チャック１１は、型９を機械的保持手段（不図示）によって保持する。また、ヘッド１２は、型チャック１１を機械的保持手段（不図示）によって保持する。ヘッド１２は型９を基板１に押し付けならびに引きはがしする際に基板と型の間隔を位置決めするための駆動機構（不図示）を構成しており、型９をＺ軸方向に移動させる。ヘッド１２の駆動機構は、例えば、リニアモータ、エアシリンダ、又はボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。また、型チャック１１又はヘッド１２には、基板上の組成物に対する型９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。型変形機構（型変形部）は、まず、型チャック１１の内側に存在する空間と、型９にて囲まれた内部空間とで形成される空間領域Ａを密閉空間とする密閉部材１４を備える。また、型変形機構は、型チャック１１の外部に設置され、空間領域Ａ内の圧力を調整する圧力調整部１５（加圧手段、減圧手段、または背圧制御手段）を備える。密閉部材１４は、石英ガラス等の光透過性の平板部材で形成され、一部に、圧力調整部１５に接続される配管１６の接続口（不図示）を備える。圧力調整部１５は、空間領域Ａの圧力を上昇させることにより、型９が凸に変形する変形量を大きくすることができる。また、圧力調整部１５は、空間領域Ａの圧力を低下させることにより、型９が凸に変形する変形量を小さくすることができる。

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７は、天板６に懸架され、アライメント棚１３を貫通し、ヘッド１２に固定される。アライメント棚１３は、支柱８を介して天板６に懸架される。アライメント棚１３には、ガイドバー７が貫通している。また、アライメント棚１３には、例えば、斜入射像ずれ方式を用いて、基板チャック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系（不図示）が配置されている。

アライメントスコープ１９は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、型９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９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１９がなくてもよい。アライメントスコープ１９は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、型９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１７は、基板１に未硬化の組成物を吐出する吐出口（ノズル）を含むディスペンサで構成され、基板上に組成物を供給（塗布）する。供給部１７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組成物を供給することができる。また、供給部１７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、１００を超えてもよい（即ち、リニアノズルアレイでもよいし、複数のリニアノズルアレイを組み合わせてもよい）。

洗浄部２３は、型９が型チャック１１に保持された状態で、型９を洗浄する（クリーニングする）。洗浄部２３は、本実施形態では、基板上の硬化した組成物から型９を引き離すことによって、型９、特に、平面部１０に付着した組成物を除去する。洗浄部２３は、例えば、型９に付着した組成物を拭き取ってもよいし、ＵＶ照射、ウェット洗浄、ドライプラズマ洗浄などを用いて型９に付着した組成物を除去してもよい。

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９の平面部１０を基板上の組成物に接触させて平面部１０を基板１の表面形状に倣わせることで組成物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。

次に、図２を参照して、平坦化処理について説明する。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１７から組成物ＩＭを供給する。図２（ａ）は、基板上に組成物ＩＭを供給し、型９を接触させる前の状態を示している。次に、図２（ｂ）に示すように、基板１上の組成物ＩＭと型９の平面部１０とを接触させる。図２（ｂ）は、型９の平面部１０の全面が基板１上の組成物ＩＭに接触し、型９の平面部１０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、光源２０から、型９を介して、基板１上の組成物ＩＭに光を照射して組成物ＩＭを硬化させる。次に、基板上の硬化した組成物ＩＭから型９を引き離す（離型処理）。これにより、基板１の全面で均一な厚みの組成物ＩＭの層（平坦化層）を形成することができる。図２（ｃ）は、基板１上に組成物ＩＭの平坦化層が形成された状態を示している。ここで、以下では型９の平面部１０と基板上の組成物ＩＭとが接触（密着）、又は剥離することを、単に型９と基板上の組成物ＩＭとがそれぞれ接触（密着）、又は剥離すると表現する。

次に、図３、及び図４を参照して、基板１上の組成物ＩＭと型９を引き離す離型処理について説明する。図３は離形処理を示すフローチャートである。また、図４は離型処理における型保持部、及び型９を示す図である。まず、離型処理を開始する前は、図４（ａ）に示すように、型９は平坦な形状であり、基板１上の硬化した組成物ＩＭと型９とが密着した状態となっている。図３のＳ３０１において、制御部２００は、ヘッド１２の駆動機構によりヘッド１２を基板１（組成物ＩＭ）から離れる方向（＋Ｚ軸方向、上方向）に駆動させるための駆動力を発生させる。つまり、制御部２００は、型チャック１１に保持された型９を上方向に移動させるように駆動力を発生させる。ここで、制御部２００は、ヘッド１２を駆動させるための駆動力を徐々に大きくしていくため、最初は基板１上の組成物ＩＭと型９の全面とが密着した状態のままとなる。また、制御部２００は、不図示の検出部によりヘッド１２の駆動機構を制御するための制御信号の電流値を検出させる。ここで、制御信号の電流値は、ヘッド１２の駆動機構を駆動するためのアクチュエータに流す電流値であり、制御信号の電流値に応じてヘッド１２の駆動機構が発生する駆動力が増減する。

ここでは、型保持部（ヘッド１２）を上方向（＋Ｚ軸方向）駆動して離型処理を行う例について説明するがこれに限られない。基板保持部を下方向（－Ｚ軸方向）に駆動して離型処理を行っても良いし、型保持部を上方向（＋Ｚ軸方向）に駆動しかつ基板保持部を下方向（－Ｚ軸方向）に駆動して離型処理を行っても良い。また、型保持部を駆動する場合、型９と基板１上の組成物ＩＭとが離れる方向（第１方向）は上方向になり、型９と基板１上の組成物ＩＭとが近づく方向は下方向となる。また、基板保持部を駆動する場合、型９と基板１上の組成物ＩＭとが離れる方向（第２方向）は下方向になり、型９と基板１上の組成物ＩＭとが近づく方向は上方向となる。

図３のＳ３０２において、制御部２００は、検出された制御信号の電流値に基づいて、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したかを判断する。制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したと判断した場合はＳ３０３に進み、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始していないと判断した場合はＳ３０１に戻り型９を上方向に移動させるように駆動力をさらに大きくする。なお、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したかを判断する方法については後述する。

図４（ｂ）は、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始され、型チャック１１に保持された型９を上方向に移動させる移動（第１移動）が行われた状態を示している。このとき、型９の一部と基板１上の組成物ＩＭの一部とが離間して、型９と基板１上の組成物ＩＭとが剥離した状態となる。また、基板１上の組成物ＩＭと型９とが密着した領域（密着領域）が存在するため、型９は、基板１に近づく方向（－Ｚ軸方向、下方向）に離型力を受ける。これにより、型９は下方向に向かって凸に変形する。また、型９が下方向に向かって凸に変形することにより、型９を平坦な形状に戻そうとする復元力が型９に発生する。この復元力は、型９が基板１上の組成物ＩＭから剥がれようとする力（以降、剥離力とする。）となり、基板１上の組成物ＩＭと型９とを剥離させる。ここで、型９の密着領域の周囲の面と基板１の上面との角度を剥離角θとする。剥離角は、型９を上方向に移動させるほど大きくなる。ここで、図４（ｂ）における剥離角をθ_１とする。

図３のＳ３０３において、制御部２００は、ヘッド１２を基板１に近づく方向（－Ｚ軸方向、下方向）に駆動させて、所定の位置で停止させる。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す状態からヘッド１２を駆動して、型９を下方向に移動させる移動（第２移動）が行われ、所定の位置（第１位置）で停止させている状態を示した図である。つまり、制御部２００は、ヘッド１２の駆動機構により、型９を下方向に移動させて所定の位置で停止させる。図４（ｃ）において、型９の凸に変形した形状を元の形状に戻そうとする復元力が、型９と基板１とが離れる方向に型９に作用するため、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が進行する。ここで、図４（ｃ）における剥離角をθ_２とする。図４（ｃ）において、型９の変形量は図４（ｂ）における型９の変形量よりも小さくなり、図４（ｃ）における剥離角θ２は、図４（ｂ）における剥離角θ１より小さくなる（θ２＜θ１）。その結果、凸に変形した型９の変形量が小さい状態で基板１上の組成物ＩＭと型９とが離間するため、基板１上の組成物ＩＭと型９とが離間した後に発生する型９の振動を低減することができる。

図３のＳ３０５において、制御部２００は、検出された制御信号の電流値に基づいて、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了したかを判断する。制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了したと判断した場合はＳ３０５に進み、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了していないと判断した場合はＳ３０４に戻る。なお、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了したかを判断する方法については後述する。

図４（ｄ）は、型９と基板１との離型処理が完了した状態を示している。型９が離型力による変形がない、平坦な形状となった状態でヘッド１２の駆動機構は型９を上方向の所定の位置まで移動させる。ここで、型９と基板１との離型処理が完了した時に、型９の変形が図４（ｂ）における型９の変形より小さい状態で、型９と基板１上の組成物ＩＭとが離間する。また、剥離角θも、図４（ｂ）における剥離角θ_１よりも小さい状態で、型９と基板１上の組成物ＩＭとが離間する。これにより、型９の復元力が小さくなるため、離間した後に型９に発生する振動は、図４（ｂ）の状態で離型処理が完了する場合に型９に発生する振動よりも低減する。

ここで、図４（ｃ）において、型９を所定の位置で停止させた状態としたが、これに限られない。つまり、剥離の進行に応じてヘッド１２の駆動機構により型９を移動させても良い。例えば、隔離角θが一定の角度になるように、ヘッド１２の駆動機構により型９を下方向に移動させてもよい。これにより、型９の変形量がさらに小さい状態で型９と基板１とが離間するため、型９の振動をさらに低減することができる。また、例えば、型９を所定の位置で停止させた状態で型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止した場合には、再度、ヘッド１２を上方向に駆動させても良い。

次に、図５を参照して、離型処理における基板１と型９との密着領域について説明する。図５（ａ）において、基板１上の組成物ＩＭと型９の全面とが密着した状態で組成物ＩＭを硬化させたときの、基板１上の組成物ＩＭと型９とが密着した領域である密着領域２５である。密着領域２５は、基板１（型９）の全面に広がる領域となる。図５（ｂ）において、型９をヘッド１２の駆動機構により上方向に移動させることにより、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始する。型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が進行するにつれて、基板１上の組成物ＩＭと型９とは、中心方向に向かって同心円状に剥離されていく。図５（ｃ）に示すように、さらに型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が進行すると、密着領域２５は円形状を保ったまま小さくなっていく。図５（ｄ）において、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了して、密着領域２５がなくなる。

ここで、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了した後に型９に発生する振動を低減するためには、型９と基板１との距離が可能な限り小さい状態で、型９と基板１上の組成物ＩＭとが離間することが望ましい。ヘッド１２の駆動機構の制御については、組成物ＩＭ、基板１、及び型９の材質や形状から、離型力、復元力、及び剥離力をシミュレートした結果に基づき、型９と基板１との距離が可能な限り小さくなるように制御プロファイルを予め決定しておくと良い。また、ヘッド１２の駆動機構におけるアクチュエータの電流値を計測して、計測した電流値に基づきヘッド１２の駆動機構の制御を行っても良い。また、型９と基板１上の組成物ＩＭとが剥離、及び離間する状態を観察するための撮像素子を有するカメラなどの撮像部（不図示）を用いて、密着領域２５を含む画像を取得して密着領域２５の面積を求める。そして、求めた密着領域２５の面積と型９のＺ軸方向の高さとに基づき型９の変形量を算出して、算出した変形量に基づきヘッド１２の駆動機構を制御しても良い。また、型９の変形量を計測する計測センサ（不図示）を構成して、計測した変形量に基づきヘッド１２の駆動機構を制御しても良い。

次に、図６を参照して、離型処理における型保持部（ヘッド）を駆動するための電流、及び型保持部（ヘッド）の位置について説明する。まず、図６（ａ）、（ｂ）を参照して、第１の離形処理の例について説明する。また、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したかを判断する方法について説明する。図６（ａ）は、制御信号の電流値（縦軸）と離型処理が開始された時点からの時間（横軸）の関係を示している。ここで、離型処理は、ヘッド１２の駆動機構による上方向への駆動力の発生が開始された時点から開始されるものとする。離型処理において、制御部２００は、制御信号の電流値を、型９に作用する離型力に応じて増減させる。また、縦軸は、離型処理が開始された時点における制御信号の電流値を原点としている。また、図６（ｂ）は、ヘッド１２の位置（縦軸）と離型処理が開始された時点からの時間（横軸）の関係を示している。また、縦軸は、離型処理が開始された時点におけるヘッド１２の位置を原点としている。

まず、時間ｔ＝０から時間ｔ＝ｔ_１１の間は、離型処理の開始から型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離の開始まで、型９に作用する離型力に応じてヘッド１２の駆動機構の駆動力を大きくしていく。ここで、制御信号の電流値は、ヘッド１２の駆動機構が発生する駆動力に比例する。そのため、制御部２００は、ヘッド１２の駆動機構を制御するため制御信号の電流値を増加させていく。

次に、時間ｔ＝ｔ_１１において、ヘッド１２の位置が上昇すると、型９が凸に変形して、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始される。そして、基板１上の組成物ＩＭと型９とが密着する密着領域２５がヘッド１２の位置の上昇に応じて減少するため、型９に作用する離型力も減少する。離型力の減少に応じてヘッド１２の駆動機構を駆動するために必要な駆動力も減少するので、制御部２００はヘッド１２を駆動するための制御信号の電流値を減少させる。ここで、制御部２００は、制御信号の電流値が増加から減少に転じた変化に基づいて、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したことを判断することができる。また、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したことを判断するために、他の方法を用いてもよい。例えば、制御部２００は、前述の撮像部（不図示）を用いて取得した密着領域２５を含む画像に基づき、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したことを判断しても良い。また、例えば、制御部２００は、前述の計測センサ（不図示）を用いて計測した型９の変形量に基づき、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が開始したことを判断しても良い。

次に、時間ｔ＝ｔ_１１から時間ｔ＝ｔ_１２までの間、制御部２００は、制御信号の電流値を減少させることにより、駆動機構によりヘッド１２は上方向に移動した後、下方向に移動する。これにより、ヘッド１２に保持された型９の剥離角θは、ヘッド１２が上方向に移動した後、下方向に移動を開始した時点の位置にあるときよりも小さくなる。

次に、時間ｔ＝ｔ_１２から時間ｔ＝ｔ_１３までの間、制御部２００は、ヘッド１２の位置を一定に保つように制御する。このとき、型９の形状が元に戻るように型９に復元力が作用するので、ヘッド１２の位置が一定であっても、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離は進行して、密着領域２５は小さくなっていく。よって、型９に作用する離型力が減少するため、制御部２００は、ヘッド１２を駆動するための制御信号の電流値を減少させる。

次に、時間ｔ＝ｔ_１３において、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了して、密着領域２５がなくなる。このとき、ヘッド１２に保持された型９の剥離角θは、ヘッド１２が上方向に移動した後、下方向に移動を開始した時点の位置にあるときよりも小さいので、型９が上方向の最大位置にあるときに剥離が完了する場合よりも、型９に発生する振動は低減される。制御部２００は、時間ｔ＝ｔ_１３において、制御信号の電流値が０、または十分に小さい値になったことで型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了したこと、つまり離型処理が完了したことを判断する。

次に、図６（ｃ）、（ｄ）を参照して、第２の離型処理の例について説明する。ここでは、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止した後に再度、剥離が開始したかを判断する方法について説明する。図６（ｂ）において、時間ｔ＝ｔ_１２から時間ｔ＝ｔ_１３までの間、ヘッド１２が上方向に移動した後、下方向に移動して一定の位置に停止した場合、ヘッド１２の位置を一定に保つと、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止することがある。これは、基板１、組成物ＩＭ、及び型９の材質や形状によって、離型力、復元力、剥離力が様々に変化することによる。そこで、制御部２００が型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止しているかを判断して、停止している場合は、再度、ヘッド１２を上方向に移動することで剥離を進行させる。

まず、時間ｔ＝０から時間ｔ＝ｔ_２２の間は、図６（ａ）、（ｂ）と同様であるため説明を省略する。また、時間ｔ＝ｔ_２２以降も、図６（ａ）、（ｂ）と同様である事項については説明を省略する。

次に、時間ｔ＝ｔ_２３において、制御部２００は、制御信号の電流値が減少せず、一定の値になっていることにより、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止していると判断する。ここで、制御信号の電流値が一定となっているということは、型９に作用する離型力が減少しておらず、密着領域２５が減少していないことを示している。つまり、密着領域２５が減少していないということは、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止していることを示している。また、制御部２００は、図３のＳ３０４において、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止しているかの判断を行い、停止している場合は図３のＳ３０１の処理に戻るようにするとよい。

次に、時間ｔ＝ｔ_２３から時間ｔ＝ｔ_２４の間、制御部２００は、ヘッド１２を上方向に移動させる移動（第３移動）を行うようにヘッド１２の駆動機構の駆動力を制御する。

次に、時間ｔ＝ｔ_２４において、ヘッド１２の位置が上昇すると、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が再開される。そして、制御部２００は、制御信号の電流値が増加から減少に転じた変化に基づいて、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が再開したことを判断することができる。

次に、時間ｔ＝ｔ_２４から時間ｔ＝ｔ_２５までの間、制御部２００は、駆動機構によりヘッド１２は上方向に移動した後、ヘッド１２を下方向に移動させる移動（第４移動）を行うようにヘッド１２の駆動機構の駆動力を制御する。

次に、時間ｔ＝ｔ_２５から時間ｔ＝ｔ_２６までの間、制御部２００は、ヘッド１２を所定の位置（第２位置）で停止するように制御する。ここで、ヘッド１２を停止させる位置は、時間ｔ＝ｔ_２３から時間ｔ＝ｔ_２４の間にヘッド１２を停止させている位置（第１位置）よりも型９と基板１上の組成物ＩＭとがより離れる位置であるため、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止せずに進行する。

次に、時間ｔ＝ｔ_２６において、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が完了して、密着領域２５がなくなる。このとき、ヘッド１２に保持された型９の剥離角θは、ヘッド１２が上方向に移動した後、下方向に移動を開始した時点の位置にあるときよりも小さいので、型９が上方向の最大位置にあるときに剥離が完了する場合よりも、型９に発生する振動は低減される。

また、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止した場合、制御部２００は、駆動機構によりヘッド１２は上方向に移動した後、ヘッド１２を下方向に移動させる移動を行うことを繰り返し行っても良い。

ここで、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離が停止している場合に、圧力調整部１５により空間領域Ａの圧力を低下させても良い。つまり、ヘッド１２を上方向に移動させることに代えて、またはヘッド１２を上方向に移動させるとともに、圧力調整部１５により空間領域Ａの圧力を低下させることにより、型９と基板１上の組成物ＩＭとの剥離を再開させることができる。

本実施形態で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た型を用いて基板上にパターンを形成するインプリント装置（成形装置）にも適用しうる。特に基板全面を一括してインプリントするインプリント装置に好適である。また、光硬化方式について記載しているが、熱硬化方式にも適用しうる。

（物品の製造方法）
次に、前述の平坦化装置又は平坦化方法を利用した物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、カラーフィルタ、ＭＥＭＳ等）の製造方法を説明する。当該製造方法は、前述の平坦化装置を使用して、基板（ウェハ、ガラス基板等）に配置された組成物と型を接触させて平坦化させ、組成物を硬化させて組成物と型を離す工程とを含む。そして、平坦化された組成物を有する基板に対して、リソグラフィ装置を用いてパターンを形成するなどの処理を行う工程と、処理された基板を他の周知の加工工程で処理することにより、物品が製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。

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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (14)

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、
   型を保持して移動する型保持部と、
   基板を保持して移動する基板保持部と、
   前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を駆動することで、
   前記型保持部に保持された型と前記基板保持部に保持された基板上の組成物とが密着した状態から前記型と前記組成物とが離れる方向である第１方向に移動させる第１移動を行い、
   当該第１移動を行うことで前記型と前記組成物との剥離が開始された後、かつ前記型と前記組成物との剥離が完了していない状態で、前記型と前記組成物とが近づく方向である第２方向に移動させる第２移動を行うように制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第２方向への移動の後、所定位置に停止した状態で、前記型と前記組成物との剥離が進行しているかを判断することを特徴とする成形装置。
2. 前記制御部は、前記第２移動を行った後、第１位置で停止させるように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. 前記第１位置は、前記型と前記組成物との剥離が進行する位置であることを特徴とする、請求項２に記載の成形装置。
4. 前記第１位置は、前記型の形状を元に戻そうとする復元力が前記型に作用する位置であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の成形装置。
5. 前記制御部は、前記第２移動の後、前記型と前記組成物との剥離が進行せず停止した場合、前記第１方向に移動させる第３移動を行うように制御することを特徴とする、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の成形装置。
6. 前記制御部は、前記第３移動を行った後、前記第１位置よりも前記型と前記組成物とが離れる第２位置で停止させるように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、前記型保持部を移動するための駆動力に基づいて前記第２移動を行うように制御することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成形装置。
8. 前記制御部は、前記型保持部を制御するための制御信号の電流値に基づいて前記第２移動を行うように制御することを特徴とする、請求項７に記載の成形装置。
9. 前記型保持部に保持された前記型は、前記型と前記組成物とが密着した状態から前記型保持部が前記第１方向に移動した場合、凸に変形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. 前記型を変形させる型変形部を有し、
    前記制御部は、前記型変形部を制御して、前記型と前記組成物との剥離を進行させ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１０のいずれか１項に記載の成形装置。
13. 型を用いて基板上の組成物を成形する成形方法であって、
    型を保持して移動する型保持部及び基板を保持して移動する基板保持部の少なくとも一方を駆動することで、前記型保持部に保持された型と前記基板保持部に保持された基板上の組成物とが密着した状態から前記型と前記組成物とが離れる方向である第１方向に移動させ前記型と前記組成物とを剥離させる第１移動工程と、
    当該第１移動工程を行うことで前記型と前記組成物との剥離が開始された後、かつ前記型と前記組成物との剥離が完了していない状態で、前記型保持部を前記型と前記組成物とが近づく方向である第２方向に移動させる第２移動工程と、
    前記第２移動工程の後、所定位置に停止した状態で、前記型と前記組成物との剥離が進行しているかを判断する判断工程と、
    を有することを特徴とする成形方法。
14. 基板上に型を用いて組成物を成形する成形工程と、
    前記組成物が成形された前記基板を処理する処理工程と、
    前記処理工程において処理された前記基板から物品を製造する製造工程と、を有し、
    前記成形工程は、
    型を保持して移動する型保持部及び基板を保持して移動する基板保持部の少なくとも一方を駆動することで、
    前記型保持部に保持された型と前記基板保持部に保持された基板上の組成物とが密着した状態から前記型と前記組成物とが離れる方向である第１方向に移動させ前記型と前記組成物とを剥離させる第１移動工程と、
    当該第１移動工程を行うことで前記型と前記組成物との剥離が開始された後、かつ前記型と前記組成物との剥離が完了していない状態で、前記型保持部を前記型と前記組成物とが近づく方向である第２方向に移動させる第２移動工程と、
    前記第２移動工程の後、所定位置に停止した状態で、前記型と前記組成物との剥離が進行しているかを判断する判断工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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