JP7358192B2 - インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法に関するものである。

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て、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターン（構造体）を形成することができるインプリント技術が注目されている。インプリント技術は、基板上に未硬化のインプリント材を供給（塗布）し、かかるインプリント材とモールド（型）とを接触させて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応するインプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術である。

インプリント技術において、インプリント材の硬化法の１つとして光硬化法がある。光硬化法は、基板上のショット領域に供給されたインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させた状態で例えばＵＶ光（紫外線）を照射してインプリント材を硬化させることでパターンを形成する方法である。

このようなインプリント装置ではモールドの突出部（メサ部）に設けられたパターンの細部にまでインプリント材を充填させるために、インプリント材とモールドとを接触させる際に、押圧力を加えて接触させることが行われている。しかし押圧力が与えられると、突出部の外側にインプリント材がはみ出し、インプリント材が突出部の側面に付着してしまうことがある。このような側面に付着したインプリント材にＵＶ光が照射され硬化すると、基板上に落下して異物となり、パターン不良やモールドの破損を引き起こす可能性が生じる。

また、あらかじめ基板全面にインプリント材を塗布したのちに、位置をずらしながら突出部を繰り返し押圧してインプリント処理を行うインプリント処理も検討されている。このようなインプリント処理において、突出部が接している部分以外のインプリント材にＵＶ光が照射されてしまうと、次の押圧時に既にインプリント材が硬化してしまっていてパターン形成が正常に行えない可能性が生じる。

特許文献１には、モールドに照射されるＵＶ光の照射領域を制限するマスク板を設け、当該マスク板によりＵＶ光の透過領域を突出部の内側となるように配置することで、対象領域外にＵＶ光が照射されることを防止する技術が開示されている。

特開２０１３－３８１１７公報

特許文献１のようにマスク板によって突出部の領域外へのＵＶ光の照射を防止する方法では、突出部の形状とマスク板によるＵＶ透過領域の形状をそろえる必要がある。しかしながら、モールドの突出部の形状は、製造する物品の種類や工程によって変わる可能性があり、突出部の形状がかわるごとに、当該突出部の形状に応じたマスク板（マスキングブレード）を設ける必要が生じるため現実的とはいえない。

そこで、本発明は、型が変更されるなどにより突出部の形状が変化したとしても、突出部の外側に紫外線を照射させないことができるインプリント装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のインプリント装置は、基部から突出する突出部を有する型を用いて、前記突出部を基板上の組成物に接触させてインプリント処理するインプリント装置であって、前記型を保持する型保持部と、前記組成物が設けられた前記基板を保持する基板保持部と、前記組成物と前記型の突出部とが接触するように駆動する駆動部と、前記組成物を硬化させる光を照射する第一照明部と、前記組成物を硬化させるビーム状の光を走査する走査部を備える第二照明部と、前記組成物と前記突出部とが接している状態で、前記突出部の第一領域に対応する位置の前記組成物に前記第一照明部からの光が照射されるように制御し、前記突出部の前記第一領域ではない第二領域に対応する位置の前記組成物に前記第二照明部からの光が照射されるように前記走査部を制御する制御部と、を有し、前記第二領域は、前記第一領域を囲むように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、型が変更されるなどにより突出部の形状が変化したとしても、簡便に当該突出部の外側に紫外線を照射させないことができる。

本発明のインプリント装置の構成を示す概略図である。 （ａ）型をＺ軸方向から見た平面図である。（ｂ）型の図２（ａ）に示すＡ－Ａ‘断面である。（ｃ）図２（ａ）とは異なるパターン領域の形状を有する型をＺ軸方向から見た平面図である。 本発明の走査光照明部５を示す概略図である。 第１の実施形態に係るインプリント装置における処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るインプリント処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）図２（ａ）に示すパターン領域の一括露光の照射領域３５と走査露光の照射領域３６を示す図である。（ｂ）走査露光の様子を説明する図である。 （ａ）図２（ｃ）に示すパターン領域の一括露光の照射領域３５と走査露光の照射領域３６を示す図である。（ｂ）図７（ａ）の走査露光の様子を説明する図である。（ｃ）図７（ａ）の走査露光の様子を説明する図である。 充填スピードに差がある場合の突出部１８について説明する図である。 第２の実施形態に係るインプリント処理の流れを示すフローチャートである。 インプリント装置を用いて基板にパターンを形成して物品を製造する処理の流れを示す図である。

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の実施形態＞
図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、型を用いて基板上にインプリント材（組成物とも称する）のパターンを形成するインプリント処理を行うリソグラフィ装置である。本実施形態では、インプリント装置１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ことができる。

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。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。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、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。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

インプリント装置１は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。なお、図１に示すように、基板上のインプリント材に対して光を照射する照明部の光軸に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。

インプリント装置１は、照明部２（第一照明部）と、型保持機構３と、基板ステージ４と、走査光照明部５（第二照明部）と、制御部６と、アライメント計測部７とを有する。また、インプリント装置１は、基板ステージ４を載置するベース定盤８と、型保持機構３を固定するブリッジ定盤９と、ベース定盤８から延設され、除振器１０を介してブリッジ定盤９を支持する支柱１１とを有する。除振器１０は、床面からブリッジ定盤９に伝わる振動を低減（除去）する。更に、インプリント装置１は、型１２を外部から型保持機構３に搬送する型搬送部（不図示）や基板１３を外部から基板ステージ４に搬送する基板搬送部（不図示）なども有する。

照明部２は、インプリント処理において、基板１３上のインプリント材１４に対して、マスキングブレード１５（遮光部材）、ダイクロイックミラー１６及び型１２を介して、インプリント材１４を硬化させる紫外線１７を照射する。照明部２は、例えば、４００ｎｍの波長帯域光を射出する光源と、かかる光源から射出された紫外線１７をインプリント処理に適するように調整する光学素子とを含む。マスキングブレード１５は、照明部２から射出される紫外線１７の基板１３への照射範囲を制限するための遮光板であり、詳細は後述するが型１２と照明部２（光源）との間に位置し、紫外線１７の照射範囲を矩形形状に調整することができる。マスキングブレードの照射領域は適宜調整できるように設けられており、露光時に照明部２からの紫外線は、マスキングブレードの位置で定まる照射領域に一括照射される。

型１２は、多角形（矩形）の外周形状を有し、基板１３に対向する面の中心付近には、周囲の基部１２ｂより突出した部分（突出部１８、メサ部とも称する）が設けられている。そしてこの突出部１８の領域がインプリント材１４に接触することでインプリント処理が行われる。

図２（ａ）は、型１２をＺ軸方向から見た平面図である。図２（ｂ）は、型１２の図２（ａ）に示すＡ－Ａ‘断面である。型１２の突出部１８には、回路パターンなどの基板１３に転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されている。型１２は、紫外線１７を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成されている。また、型１２は、基板１３に対向する面とは反対側の面（紫外線１７の入射側の面）に、型１２（突出部１８）の変形を容易にするためのキャビティ１２ａ（凹部）が設けられている。キャビティ１２ａは、円形の平面形状を有し、その深さは、パターン部１８の大きさや材料に応じて適宜設定される。Ｚ軸方向から見たときにキャビティ１２ａは、突出部１８よりも広い領域となるように設けられており、キャビティ１２ａの中央部分に位置するように突出部１８が配置されている。また、突出部１８のＺ軸方向から見た外形形状は、図２（ａ）に示す矩形形状や、図２（ｃ）に示すような多角形形状等さまざまな形状を採用することができ、製造する物品の種類や工程によって適宜選択することができる。

型保持機構３は、型１２を保持する型保持部１９と、型保持部１９を保持して型１２（型保持部１９）を移動させる型駆動部２０とを含む。

型保持部１９は、型１２の紫外線１７の入射側の面の外周領域を真空吸着力や静電力によって引き付けることで型１２を保持する。例えば、型保持部１９が真空吸着力によって型１２を保持する場合、型保持部１９は、外部に設置された真空ポンプに接続され、かかる真空ポンプのオン／オフによって型１２の着脱（保持及び保持の解除）が切り替えられる。

型駆動部２０は、基板１３上のインプリント材１４への型１２の突出部１８の押し付け（押印処理）、又は、基板１３上のインプリント材１４からの型１２の突出部１８の引き離し（離型処理）を選択的に行うように、型１２をＺ軸方向に移動させる。型駆動部２０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。型駆動部２０は、型１２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よい。また、型駆動部２０は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型１２を移動可能に構成されている。更に、型駆動部２０は、型１２のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型１２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よい。

インプリント装置１における押印処理及び離型処理は、本実施形態のように、型１２をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板１３（基板ステージ４）をＺ軸方向に移動させることで実現してもよい。また、型１２と基板１３の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、押印処理及び離型処理を実現してもよい。

型保持部１９及び型駆動部２０は、照射系２からの紫外線１７が基板１３上のインプリント材１４に照射されるように、中心部（内側）に開口２１を有する。開口２１には、開口２１の一部と型１２のキャビティ１２ａとで囲まれる空間を密閉空間にするための光透過部材２２が配置され、かかる密封空間内の圧力は、真空ポンプなどを含む圧力調整装置によって調整される。圧力調整装置は、例えば、基板１３上のインプリント材１４と型１２とを接触させる際に、密封空間内の圧力を外部の圧力よりも高くして、型１２のパターン部１８を基板１３に向かって凸形状に撓ませる（変形させる）。これにより、基板１３上のインプリント材１４に対して型１２のパターン部１８の中心部から接触させることができる。従って、型１２とインプリント材１４との間に空気が残留することが抑えられ、型１２の突出部１８の凹凸パターンの隅々までインプリント材１４を充填させることができる。これによって、基板１３上のインプリント材１４には、型１２の突出部１８によってパターンが成形される。

基板ステージ４は、基板１３を保持し、基板上のインプリント材１４と型１２とを接触させる際において型１２と基板１３との位置合わせ（アライメント）に用いられる。基板ステージ４は、基板１３を吸着して保持する基板保持部２３と、基板保持部２３を機械的に保持して各軸方向に移動可能とするステージ駆動部２４とを含む。

ステージ駆動部２４に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータや平面モータを含む。ステージ駆動部２４は、基板１３を高精度に位置決めするために、Ｘ軸及びＹ軸の各方向に対して、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よい。また、ステージ駆動部２４は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１３を移動可能に構成されていてもよい。更に、ステージ駆動部２４は、基板１３のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１３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よい。

基板ステージ４の側面には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に対応したエンコーダシステム２５が配置されている。エンコーダシステム２５は、エンコーダヘッド２６からエンコーダスケール２７にビームを照射することで、基板ステージ４の位置を計測する。エンコーダシステム２５は、基板ステージ４の位置を実時間で計測する。制御部６は、エンコーダシステム２５の計測値に基づいて、基板ステージ４の位置決めを実行する。

走査光照明部５（第二照明部）は、ダイクロイックミラー２８を介して基板１３上の所望の位置にビーム状の紫外線２９を走査させながら照射させ、インプリント材を硬化させる。

図３は、走査光照明部５の構成を示す概略図である。光源部３０は、インプリント材１４を硬化させる波長の光を照射する。例えば、光源部３０は４００ｎｍの波長帯域の光を射出する。本実施形態では、走査光照明部５の光源部３０は露光照明部２の光源とは別の光源を使用しているが、走査光照明部５と照明部２とで共通の光源からの光を用いてインプリント材に照射しても良い。

光源部３０から射出された光は光学素子３１によってビーム状にスポット形状を調整され、走査素子３２（走査部）へと導かれる。走査素子３２は、光学素子３１からのビーム光をＸＹ平面方向に走査する走査機構であり、当該走査素子３２で走査されたビーム状の紫外線２９が光学素子３３を介して基板１３上のインプリント材上に照射されることで、インプリント材を硬化させることができる。走査素子３２としては、例えばガルバノスキャナやＭＥＭＳミラーデバイス等を用いることができる。

制御部６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の各部を制御する。制御部６は、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ことで基板上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。さらに本実施形態において、制御部６は、型保持部１９で保持される型１２の種類（突出部１８の形状）に応じて、マスキングブレード１５による照射領域や走査光照明部５によるビーム状の光の走査を制御することができる。また、制御部６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）構成してもよいし、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）構成してもよい。

アライメント計測部７は、インプリント処理を行う際に、アライメント光３４を型１２および基板１３に照射し、型１２および基板１３で反射されたアライメント光３４を検出することで、型１２と基板１３との相対位置ずれ量等を計測する。ここで計測された相対位置ずれ量などは、型駆動部２０やステージ駆動部２４を調整することで、位置ずれを低減する際に用いられる。また、形状補正部（不図示）により型１２の突出部１８または基板１３のインプリント領域の形状を変形させることで、位置ずれを低減させることもできる。

なお、本実施形態においては、あらかじめインプリント装置１に基板１３が搬入される前に基板全面にインプリント材が供給されている例を用いて説明するが、インプリント装置１内に供給部を設け、基板１３上に未硬化のインプリント材を供給（塗布）してもよい。その際にインプリント材は基板１３全面に一括して供給（塗布）してもよいし、基板１３上のインプリント処理を実施する領域ごとに供給（塗布）してもよい。

次に、本実施形態におけるインプリント装置１を用いたインプリント処理について、図４および図５を用いて説明する。図４は、型がインプリント装置にロードおよびアンロードされる際のインプリント装置における処理の流れを示すフローチャートである。図５は、図４のステップＳ１４におけるパターンを形成するインプリント処理の流れを示すフローチャートである。かかる処理は、制御部６がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。

まずステップＳ１１では、制御部６は、型１２を外部の型搬送部（不図示）などにより型保持機構３へ搬送させ、型保持部１９で吸着保持するように制御する（型ロード）。

ステップＳ１２では、制御部６は、ステップＳ１においてロードされた型１２の種類に応じたマスキングブレード１５の位置（照射領域）となるようにマスキングブレード１５の位置を決定し調整する。そして、当該照射領域に応じた走査光照明部５の走査条件を決定する。具体的には、ロードされる型１２の種類および当該種類の突出部１８の形状は、搬入された型１２のシリアル番号やユーザに選択された製造レシピをもとに、インプリント装置１内に設けられたメモリ（記憶手段）等を参照することで特定される。そして特定された型１２の突出部１８の領域より確実に狭い領域となるマスキングブレードの位置（調整量）を決定し、さらにマスキングブレードで遮光されて光が照射されない突出部１８の領域に走査光照明部５からの光が走査されるように走査条件を決定する。すなわち、マスキングブレードの遮光量に応じて、走査光照明部５の走査条件が決定される。

図６（ａ）は、図２（ａ）で示すような突出部１８の形状の際に、ステップＳ２で決定される照射領域３５（第一領域）と、走査領域３６（第二領域）とを示した図である。図６（ｂ）に示す走査軌跡２９ａは、走査光照明部５からのビーム状の紫外線２９が走査される軌跡である。また、図７（ａ）は、図２（ｂ）で示すような突出部１８の形状の際に、ステップＳ２で決定される照射領域３５と走査領域３６を示した図である。図７（ｂ）の例では、走査領域３６を走査する際に、走査軌跡２９ｂを走査する間は、走査光照明部５は、光の照射を止め、走査軌跡２９ａを走査する間は、光を照射するように走査条件を決定する。

なお、図６（ｂ）及び図７（ｂ）の例では、走査光照明部５は、ビーム形状を常に一定としていたが、ビーム形状を走査中に変更してもよく、光学素子３１を制御することにより、スポット形状の大小を調整し、露光できる幅を調整してもよい。すなわち、図７（ｃ）に示すように走査領域３６に露光幅が狭い走査領域３６ａと露光幅が広い走査領域３６ｂが存在する突出部１８の場合には、走査領域３６ａにおいては、スポット形状が小さくなるように制御した状態で走査軌跡２９ａを走査させる。そして走査領域３６ｂにおいては、走査領域３６ａに比べて倍ぐらいのサイズとなるようにスポット形状を変更した状態で走査軌跡２９ｃを走査させるように走査条件を決定する。このとき、紫外線２９のスポット形状が大きくなった分、単位面積あたりの光量が低下するため、走査光照明部５の光源部３０の光量を増大させたり、走査素子３２による走査速度を遅くすることで、単位面積あたりの光量を一定とするように制御することが好ましい。

また、図６及び図７では、照射領域３５を囲むように設けられた走査領域３６を、紫外線２９を一周走査させることにより露光させる走査軌跡２９ａの例を示したが、複数回往復させるように走査条件を決定してもよい。なお、マスキングブレード１５の位置の調整および走査条件の決定に関しては、必ずしも基板搬入前に定まっている必要はなく、後述のステップＳ２５及びＳ２６の露光工程までに定まっていればよい。

ステップＳ１３では、制御部６は、基板１３を外部の基板搬送部（不図示）などにより基板ステージ４へ搬送させ、基板保持部２３で吸着保持するように制御する（基板ロード）。なお、ここで搬入される基板は、あらかじめ不図示の処理部により全面にインプリント材が供給（塗布）されている。

ステップＳ１４では、制御部６は、後述のインプリント処理を実行する。

ステップＳ１５では、制御部６は、基板１３を外部の基板搬送部などにより基板ステージ４から搬出させる（基板アンロード）。

ステップＳ１６では、制御部６は、次に処理すべき基板があるかを判定し、処理すべき基板がある場合には、Ｓ１３に戻り、処理すべき基板がない場合にはステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、制御部６は、型１２を外部の型搬送部などにより型保持機構３から搬出するように制御（型アンロード）し、処理を完了する。

ステップＳ２１では、制御部６は、型１２の突出部１８の下側にこれからインプリント処理を行う予定の基板１３のショット領域が位置するように基板ステージ４および型駆動部２０の少なくとも一方が駆動するように制御する。

ステップＳ２２では、制御部６は、型１２の突出部１８と基板１３のインプリント材１４とを接触させる（押圧工程）。具体的には、キャビティ１２ａで構成される空間の圧力を調整しながら型駆動部２０をＺ軸方向に駆動させて、気泡の残存が生じないように型１２の突出部１８と基板１３上のインプリント材１４を接触させる。このとき突出部１８の凹凸パターンにインプリント材１４が充填されるように調整しながら押圧されることが好ましい。

ステップＳ２３では、制御部６は、アライメント計測部７で基板１３と型１２とにそれぞれ設けられたアライメントマークの相対位置関係を計測させる。

ステップＳ２４では、制御部６は、ステップＳ２３で取得された相対位置ずれが低減するように、基板ステージ４および型駆動部２０の少なくとも一方が駆動するように制御し、基板１３と型１２の位置合わせを行う。

ステップＳ２５では、制御部６は、ステップＳ１２で位置決めされたマスキングブレード１５を介した照射部２からの紫外線１７を照射させるように制御する（露光工程）。具体的には、図６（ｂ）図７（ｂ）図７（ｃ）に示すような照射領域３５を照射部２で一括露光し、突出部１８の照射領域３５が接している領域のインプリント材を硬化させる。

ステップＳ２６では、制御部６は、ステップ１２で決定された走査条件に従って、走査光照明部５からの紫外線２９が走査されるように走査素子３２を制御する（露光工程）。具体的には、制御部６は、図６（ｂ）図７（ｂ）図７（ｃ）に示すような走査軌跡２９ａ、２９ｂ、２９ｃに沿ってビーム状の紫外線２９を走査することにより、突出部１８の走査領域３６が接している領域のインプリント材を硬化させる。

なお、図５のフローチャートで示すように、ステップＳ２５とステップＳ２６とを並行処理させることにより、インプリント処理にかかる時間を短縮させることができるが、順次行われるようにしてもよい。

ステップＳ２７では、制御部６は、型１２の突出部１８を硬化されたインプリント材１４から離型する。具体的には、キャビティ１２ａで構成される空間の圧力を調整しながら型駆動部２０をＺ軸方向に駆動させることで、型１２をインプリント材１４から離型させる。

以上のように、型保持部１９で保持される型の種類、詳細には型１２の突出部１８の形状に応じて、マスキングブレード１５の位置と、走査光照明部の走査軌跡を制御することにより、常に突出部１８の形状に応じた露光範囲を露光することができる。すなわち、使用しようとする型の突出部の形状ごとに固有のマスキングブレードを設けなくとも、簡便に突出部１８の外側のインプリント材に紫外線が照射されることを防止でき、信頼性の高いインプリント処理を実現することができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、インプリント材の凹凸パターンへの充填スピードについては考慮せずに、露光される際には、インプリント領域全面において凹凸パターンへのインプリント材の充填が完了しているものとして説明を行った。本実施形態においては、インプリント材の充填に時間差が生じる場合の走査露光について説明を行う。本実施形態においては、第１の実施形態と異なる部分について説明を行い、第１の実施形態と同様な内容については説明を省略する。

第１の実施形態で説明したように型１２の突出部１８には、インプリント材に形成したい凹凸パターンが設けられている領域があるが、凹凸パターンが設けられていない平坦な領域も存在する。このような平坦な領域や、凹凸パターンの領域でもパターンピッチが広い領域などでは、突出部１８とインプリント材１４とを接触させたときにインプリント材が充填される速度が速くなり、早期に充填が完了するといえる。図８に、突出部１８の走査領域３６に充填が早い領域３９（充填しやすい領域）と充填が遅い領域４０（充填しにくい領域）とが存在する場合を示している。

このようにインプリント材の充填が早い領域３９は、インプリント領域全面のインプリント材の充填が完了する前であっても、露光を行うことができる領域であるといえる。そのため当該領域の露光を全面のインプリント材の充填が完了する前から開始することで、インプリント処理にかかる時間を短縮させることができる。

図９に、本実施形態に係るパターンを形成する処理の流れを示すフローチャートを示す。かかる処理は、制御部６がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。図９のフローのＳ２１乃至Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２７、Ｓ２８については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態においてインプリント装置１は、ステップＳ１１で搬入される型１２のインプリント材１４の充填が早い領域３９が存在するか否か、および、存在する場合にはどの位置に設けられているかを特定できる情報をメモリ（記憶手段）などで保持している。そのため図４のステップＳ１２では、搬入された型１２のシリアル番号や製造レシピをもとに型１２の種類および突出部の形状１２を特定する際に、当該型に充填が早い領域３９があるかの情報も特定される。そしてステップＳ１２では特定された型１２の突出部１８の領域より確実に狭い領域となるマスキングブレードの位置を決定し、マスキングブレードで遮光されて光が照射されない突出部１８の領域に走査光照明部５からの光が走査されるように走査条件を決定する。このとき制御部６は、走査領域３６のうち充填速度が早い領域３９を、それ以外の領域（充填速度が遅い領域４０）よりも先に露光されるように走査条件を決定する。

そして、図９のステップＳ３１では、制御部６は、まずステップ１２で決定された走査条件に基づいて、充填が早い領域３９に走査光照明部５からの紫外線２９が走査されるように走査素子３２を制御する（露光工程）。本工程で露光される領域は、一般的に突出部１８の凹凸パターンが存在しない平坦な領域であるため、アライメント精度が求められない領域であるともいえる。そのため、押圧工程が開始された後であればステップＳ２４に示すアライメント工程が完了する前（アライメント中）であっても、当該領域の充填さえ完了していれば完全硬化しない程度であれば開始することができる。

そして、ステップＳ３２では、制御部６は、ステップ１２で決定された走査条件に基づいて、充填が遅い領域４０に走査光照明部５からの紫外線２９が走査されるように走査素子３２を制御する（露光工程）。

つまり本実施形態においても、型保持部１９で保持される型の種類、詳細には型１２の突出部１８の形状に応じて、マスキングブレード１５の位置と、走査光照明部の走査軌跡を制御することにより、常に突出部１８の形状に応じた露光範囲を露光することができる。すなわち、使用しようとする型の形状ごとに固有のマスキングブレード１５を設けなくとも、簡便に突出部１８の外側のインプリント材に紫外線が照射されることを防止でき、信頼性の高いインプリント処理を実現することができる。さらに、本実施形態によれば、あらかじめ充填が早い領域３９については突出部１８全面の充填が完了する前であっても露光が開始できるため、インプリント処理にかかる時間を短縮することができる。

＜物品の製造について＞
以上説明したインプリント装置１を用いて形成される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、図１０を用いて、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。まず図１０（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１０（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１０（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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１０（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１０（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１０（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。

そして物品の製造方法には、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も含まれる。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といえる。

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。

１ インプリント装置
２ 照明部
５ 走査光照明部
１２ 型
１３ 基板
１４ インプリント材（組成物）
１７ 紫外線
１８ 突出部（メサ部）
２９ 紫外線
３２ 走査素子

Claims (10)

1. 基部から突出する突出部を有する型を用いて、前記突出部を基板上の組成物に接触させてインプリント処理するインプリント装置であって、
   前記型を保持する型保持部と、
   前記組成物が設けられた前記基板を保持する基板保持部と、
   前記組成物と前記型の突出部とが接触するように駆動する駆動部と、
   前記組成物を硬化させる光を照射する第一照明部と、
   前記組成物を硬化させるビーム状の光を走査する走査部を備える第二照明部と、
   前記組成物と前記突出部とが接している状態で、前記突出部の第一領域に対応する位置の前記組成物に前記第一照明部からの光が照射されるように制御し、前記突出部の前記第一領域ではない第二領域に対応する位置の前記組成物に前記第二照明部からの光が照射されるように前記走査部を制御する制御部と、を有し、
   前記第二領域は、前記第一領域を囲むように設けられていること
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記型と前記第一照明部との間の位置に、前記第一照明部からの光を遮光する遮光部材を有し、前記第一領域は、当該遮光部材の遮光量により定まることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記制御部は、前記遮光部材の遮光量に応じて、前記走査部を制御することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記型保持部に保持された型の種類を特定し、前記走査部を特定される型の種類に応じて走査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装置。
5. 前記制御部は、前記第一照明部からの照射と、前記第二照明部からの照射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４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 基部から突出する突出部を有する型を用いて、前記突出部を基板上の組成物に接触させてインプリント処理するインプリント装置であって、
   前記型を保持する型保持部と、
   前記組成物が設けられた前記基板を保持する基板保持部と、
   前記組成物と前記型の突出部とが接触するように駆動する駆動部と、
   前記組成物を硬化させる光を照射する第一照明部と、
   前記組成物を硬化させるビーム状の光を走査する走査部を備える第二照明部と、
   前記組成物と前記突出部とが接している状態で、前記突出部の第一領域に対応する位置の前記組成物に前記第一照明部からの光が照射されるように制御し、前記突出部の前記第一領域ではない第二領域に対応する位置の前記組成物に前記第二照明部からの光が照射されるように前記走査部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第一照明部からの照射と、前記第二照明部からの照射とを並行して行うように制御することを特徴とするインプリント装置。
7. 前記型の突出部には、前記組成物と接触させた際に前記組成物の充填速度が異なる複数の領域が存在し、
   前記制御部は、前記第二領域のうち前記組成物の充填速度が早い領域から前記第二の照明部の光が照射されるように、前記走査部を制御する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装置。
8. 基部から突出する突出部を有する型を用いて、前記突出部を基板上の組成物に接触させてインプリント処理するインプリント装置であって、
   前記型を保持する型保持部と、
   前記組成物が設けられた前記基板を保持する基板保持部と、
   前記組成物と前記型の突出部とが接触するように駆動する駆動部と、
   前記組成物を硬化させる光を照射する第一照明部と、
   前記組成物を硬化させるビーム状の光を走査する走査部を備える第二照明部と、
   前記組成物と前記突出部とが接している状態で、前記突出部の第一領域に対応する位置の前記組成物に前記第一照明部からの光が照射されるように制御し、前記突出部の前記第一領域ではない第二領域に対応する位置の前記組成物に前記第二照明部からの光が照射されるように前記走査部を制御する制御部と、を有し、
   前記型の突出部には、前記組成物と接触させた際に前記組成物の充填速度が異なる複数の領域が存在し、
   前記型の突出部には、前記組成物と接触させた際に前記組成物の充填速度が異なる複数の領域が存在し、
   前記制御部は、前記第二領域のうち前記組成物の充填速度が早い領域から前記第二の照明部の光が照射されるように、前記走査部を制御することを特徴とするインプリント装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上にインプリント処理する工程と、
   前記工程でインプリント処理された前記基板を加工する工程とを含み、
   加工された前記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。
10. 基部から突出する突出部を有する型を用いて、前記突出部を基板上の組成物に接触させてインプリント処理するインプリント方法であって、
    前記組成物と前記突出部とを接触させる接触工程と、
    前記接触工程ののちに、前記突出部の第一領域に対応する位置の前記組成物に、当該組成物を硬化させる光を照射する第１の照射工程と、
    前記接触工程ののちに、前記突出部の前記第一領域ではない第二領域に対応する位置の前記組成物に、当該組成物を硬化させるビーム状の光を走査して照射する第２の照射工程と、を有し、
    前記第１の照射工程と前記第２の照射工程とは、並行して行われることを特徴とするインプリント方法。

Images