WO2017134989A1 - インプリント装置および物品の製造方法 - Google Patents

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WO2017134989A1
WO2017134989A1 PCT/JP2017/000578 JP2017000578W WO2017134989A1 WO 2017134989 A1 WO2017134989 A1 WO 2017134989A1 JP 2017000578 W JP2017000578 W JP 2017000578W WO 2017134989 A1 WO2017134989 A1 WO 2017134989A1
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substrate
gas
mold
stage
imprint apparatus
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PCT/JP2017/000578
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English (en)
French (fr)
Inventor
坂本　英治
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an imprint apparatus and a method of manufacturing an article.
  • Imprint technology is a technology that enables transfer of nanoscale fine patterns, and is attracting attention as one of the nanolithography technologies for mass production of magnetic recording media and semiconductor devices.
  • imprint technology an imprint material is cured in a state in which a mold (mold) on which a pattern is formed is in contact (imprinting) with an imprint material (resin) on a substrate, and a mold is formed from the cured imprint material. The pattern is transferred onto the substrate by peeling (releasing).
  • Patent Document 1 discloses a technique of forming a curtain-like air flow (air curtain) from the outer peripheral portion of a mold toward a substrate to make it difficult for particles from the outside to enter between the mold and the substrate.
  • Patent Document 1 when the substrate stage starts moving to the sealing position where the mold imprints the pattern on the imprint material, the substrate and the gas near the surface of the substrate stage also move along with the substrate stage. Therefore, in Patent Document 1, when the substrate stage moves, a backflow toward the center direction of the mold occurs in a part of the air flow in the radial direction, and particles easily enter from the backflow portion. This increases the possibility of the occurrence of pattern defects due to the presence of particles between the time when the mold and the imprint material are brought into contact.
  • An object of the present invention is, for example, to provide an imprint apparatus with reduced pattern defects.
  • the present invention is an imprint apparatus for forming a pattern on a substrate using a mold, which holds the substrate and moves the stage, and holds the substrate on the stage Imprint having a plate member disposed on the outer peripheral portion of the portion and having a hole, and a control unit for suctioning the gas in the space on the stage through the hole or controlling the discharge of the gas into the space on the stage Provide an apparatus.
  • an imprint apparatus with reduced pattern defects can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic view of an imprint apparatus in a first embodiment. It is a schematic diagram explaining the pattern part failure
  • FIG. 2 is a top view of a substrate and a porous plate in Example 1;
  • FIG. 2 is a top view of a substrate and a slit-like perforated plate in Example 1;
  • FIG. 7 is a schematic view of an imprint apparatus of another mode in the first embodiment. It is a figure explaining switching of a flow path.
  • FIG. 7 is a schematic view of an imprint apparatus in a second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic view of an imprint apparatus of another mode in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a top view of a substrate and a perforated plate in Example 2;
  • FIG. 10 is a schematic view of an imprint apparatus in a third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining removal of particles attached to a pattern portion in Example 3.
  • FIG. 14 is a schematic view of an imprint apparatus in a fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a view for explaining the removal of particles attached to a plate material in Example 4; It is a figure which shows the manufacturing method of articles
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of the imprint apparatus 1 in the first embodiment.
  • the imprint apparatus 1 is used to manufacture devices such as semiconductor devices, and forms an imprint material (uncured resin) on a processing target substrate with a mold to form a pattern of the imprint material on the substrate.
  • an imprint apparatus adopting a photo-curing method as a method of curing the imprint material is used, but the present invention is not limited to this.
  • the Z axis is parallel to the optical axis of the illumination system that emits ultraviolet light to the imprint material on the substrate, and the X axis and Y axis are orthogonal to each other in a plane perpendicular to the Z axis.
  • the imprint apparatus 1 includes an irradiation unit 100, a mold holding unit 4, a substrate stage 6, and a supply unit 7.
  • the irradiation unit 100 irradiates the imprint material 8 with the ultraviolet light 101 during the imprinting process.
  • the irradiation unit 100 includes an exposure light source and an optical element for adjusting the ultraviolet light 101 emitted from the exposure light source to light suitable for imprinting.
  • a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that is cured by receiving energy for curing is used.
  • energy for curing electromagnetic waves, heat, etc. are used. Examples of the electromagnetic wave include light such as infrared light, visible light, and ultraviolet light whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less.
  • the curable composition is a composition which is cured by irradiation of light or by heating.
  • the photocurable composition which is cured by light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a nonpolymerizable compound or a solvent as required.
  • the non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant, a polymer component and the like.
  • the imprint material is applied in the form of a film on a substrate by a spin coater or a slit coater.
  • the liquid jet head may apply droplets or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets onto the substrate.
  • the viscosity (the viscosity at 25 ° C.) of the imprint material is, for example, 1 mPa ⁇ s or more and 100 mPa ⁇ s or less.
  • the mold 2 has a rectangular outer peripheral shape, and the surface facing the substrate 5 includes, for example, a pattern portion 3 in which a concavo-convex pattern to be transferred, such as a circuit pattern, is formed three-dimensionally.
  • the material of the mold 2 is a material capable of transmitting the ultraviolet light 101, and in this embodiment, is made of quartz as an example.
  • the mold 2 may have a shape in which a cavity (recess) 9 having a certain depth is formed on the surface to which the ultraviolet light 101 is irradiated.
  • the mold holding unit 4 has a drive mechanism for moving the mold 2 while holding the mold 2.
  • the mold holding unit 4 can hold the mold 2 by attracting the outer peripheral region of the irradiation surface of the ultraviolet light 101 in the mold 2 by vacuum suction or electrostatic force.
  • the mold holding unit 4 is connected to a vacuum pump (not shown) installed outside, and the mold 2 is turned on / off by this vacuum pump. Desorption of is switched.
  • the mold holding unit 4 moves the mold 2 in each axial direction so as to press or pull the mold 2 and the imprint material 8 on the substrate 5.
  • maintenance part 4 there exist a linear motor or an air cylinder, for example.
  • this drive mechanism may be composed of a plurality of drive systems such as a coarse movement drive system and a fine movement drive system in order to cope with the high precision positioning of the mold 2. Furthermore, there may be a configuration having a position adjustment function (rotation mechanism) not only in the Z-axis direction but also in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the ⁇ direction, a tilt function for correcting the tilt of the mold 2 and the like.
  • the pressing and pulling operations in the imprint apparatus 1 may be realized by moving the mold 2 in the Z-axis direction, but may be realized by moving the substrate stage 6 in the Z-axis direction, or , Both may be moved relative to each other.
  • the substrate 5 is made of glass, ceramics, metal, semiconductor, resin or the like, and if necessary, a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface.
  • the substrate 5 is a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass or the like.
  • An ultraviolet curable imprint material 8 which is pattern-formed by the pattern portion 3 formed on the mold 2 is supplied to the surface to be processed.
  • the substrate stage 6 holds the substrate 5 and performs alignment between the mold 2 and the imprint material 8 when the mold 2 contacts the imprint material 8 on the substrate 5.
  • the substrate stage 6 also has a stage drive mechanism (not shown) that can move in each axial direction.
  • an actuator employable for this stage drive mechanism there are, for example, a linear motor and a planar motor.
  • the stage drive mechanism may be configured of a plurality of drive systems such as a coarse movement drive system and a fine movement drive system in each direction of the X-axis and the Y-axis. Furthermore, a drive system for position adjustment in the Z-axis direction, a position adjustment function (rotation mechanism) of the substrate 5 in the ⁇ direction, or a tilt function for correcting the tilt of the substrate 5 may be used.
  • the supply unit 7 is installed near the mold holding unit 4 and supplies the imprint material 8 onto the substrate 5.
  • the imprint material 8 is a photocurable resin having a property of being cured by receiving the ultraviolet rays 101, and is appropriately selected according to various conditions such as a semiconductor device manufacturing process.
  • the amount of the imprint material 8 discharged from the supply unit 7 is also appropriately determined by the desired thickness of the imprint material 8 formed on the substrate 5, the density of the pattern to be formed, and the like.
  • the mold holding portion 4 is moved in the -Z direction to press the pattern portion 3 against the imprint material 8
  • the pattern is formed on the substrate 5.
  • the pattern portion 3 is brought into contact with the imprint material 8 in a state where the particles 90 adhere to the inside of the imprint region on the substrate 5 and the pattern portion 3. If it does, as shown to FIG. 2C, there exists a possibility that the pattern part 3 may be damaged.
  • the imprint apparatus is placed in a clean environment for manufacturing semiconductor devices, it is very difficult to eliminate the generation of particles.
  • particles are substances that are not intended to participate in pattern formation.
  • the solid material discharged from the supply unit 7 may be drifted and dried, fine particles generated from members constituting the imprint apparatus 1, or dust which enters from the outside and exists in the imprint apparatus 1.
  • the ease of occurrence of pattern defects varies depending on the pattern dimension and pattern depth of the pattern portion 3, but if particles having a size larger than the half pitch dimension are present, pattern defects are likely to occur.
  • the mold 2 has a relatively high manufacturing cost, which causes an increase in the cost of the semiconductor device. Therefore, in the imprint apparatus, it is necessary to prevent particles from entering the imprint space and adhering to the substrate 5 and the pattern portion 3.
  • the imprint space refers to a space sandwiched between the mold 2 and the substrate 5 when the mold 2 and the substrate 5 face each other. In the conventional imprint apparatus, as shown in FIG.
  • the gas 15 is sprayed toward the substrate 5 from the nozzle 16 connected with the gas supply source 14 which is an air flow forming unit (air flow forming unit).
  • An air flow is formed toward the outside of the printing apparatus. That is, an air flow is generated in the direction along the outer peripheral side of the substrate 5 in a state where the stage 6 (substrate 5) faces the mold 2. This prevents the particles 90 from entering the imprint space.
  • the nozzle 16 is provided in the mold holding unit 4 so as to surround the mold 2.
  • the gas 15 blown from the nozzle 16 to the substrate 5 forms a flow velocity distribution 92 which is a Hagen-Poiseuille flow from the space sandwiched between the mold 2 and the substrate 5 to the outside of the imprint space.
  • a porous plate 10 and a control unit 50 are provided to prevent particles in the vicinity of the surface of the substrate stage 6 from intruding into the imprint space.
  • a porous plate 10 (plate member) having a large number of holes 11 is provided on an outer peripheral portion on an outer periphery of a portion of the substrate stage 6 which holds the substrate 5.
  • a vacuum source (suction means) 12 connected to the porous plate 10 sucks the gas 13 in the space above the substrate stage through the holes 11 to prevent particles in the periphery from intruding into the imprint space.
  • a large number of holes 11 formed in the porous plate 10 are holes serving as gas suction or discharge ports.
  • the control unit 50 is connected to the supply unit 7, the substrate stage 6, the irradiation unit 100, and the vacuum source 12 connected to the porous plate 10, and controls these to execute an imprint process.
  • the control unit 50 includes a CPU that executes a program related to the imprint process, and a memory that stores the program, various measurement values, and the like.
  • FIG. 4 is a view of the mold 2 and the mold holding unit 4 as viewed from the -Z direction.
  • the nozzles 16 are annularly arranged to surround the mold 2. Although the nozzles 16 are in one row in the present embodiment, the rows of the plurality of nozzles 16 may be arranged concentrically. Also, the shape of one nozzle 16 may be a slit instead of a circle.
  • FIG. 5 is a view of the substrate 5 and the porous plate 10 as seen from the + Z direction.
  • the porous plate 10 occupies the entire top surface of the substrate stage 6 except for the portion on which the substrate 5 is mounted.
  • the porous plate 10 is a member in which the holes 11 are substantially uniformly distributed.
  • the shape of the hole 11 is not limited to a round hole, and may be a shape that can be uniformly suctioned. For example, as shown in FIG. 6, it may be shaped like a slit 18 surrounding the substrate 5.
  • the material of the porous plate 10 is suitably plastic, ceramic or porous material thereof that does not affect the semiconductor process.
  • the flow rate of the gas 15 blown out from the nozzle 16 is appropriately determined, it is desirable that the average flow velocity flowing outward from the imprint space is larger than the maximum value of the moving speed of the substrate stage 6.
  • the flow rate of the gas 15 is desirably 60 L / min or more.
  • the flow rate of the gas 13 sucked from the porous plate 10 is also determined appropriately, the flow rate of the particles 90 floating outside the substrate stage 6 before being discharged from the porous plate 10 before reaching the substrate 5 even if the reverse flow is applied It should be set.
  • the average flow velocity of the gas 13 sucked from the porous plate 10 is 1.7 mm / s or more. do it.
  • the flow rate of the gas 13 sucked from the porous plate 10 may be adjusted by a flow rate adjusting unit (not shown) provided between the porous plate 10 and the vacuum source 12 and connected to the control unit 50.
  • the control unit 50 may be connected to a pressure source (discharge means) 19 connected to the perforated plate 10 as shown in FIG.
  • a pressure source discharge means
  • the gas 90 is released from the porous plate 10 to the space on the substrate stage, whereby the particles 90 that have entered the reverse flow area are removed from the imprinting space. It is discharged to the outside of the imprint space.
  • the control unit 50 of the imprint apparatus is connected to the switching device (switching unit) 27 that switches between the vacuum source 12 and the pressure source 19. Good.
  • the switching device 27 switches the connection destination of the hole 11 between the vacuum source 11 and the pressure source 12 according to the position information of the substrate stage 6 based on the instruction from the control unit 50.
  • the suction of the gas 13 and the discharge of the gas 17 can be switched.
  • the connection destination of the porous plate 10 is set to the vacuum source 12 when a gas is sucked.
  • the connection destination of the porous plate 10 is used as the pressure source 19 when releasing the gas.
  • the flow rate of the suction of the gas 13 and the discharge of the gas 17 can be adjusted by adjustment means (not shown) connected to the control unit 50.
  • adjustment means not shown
  • the number of particles 90 entering the imprint space can be reduced. .
  • pattern defects and breakage of the mold 2 can be less likely to occur.
  • the imprint apparatus according to the second embodiment has a mechanism for replacing air in the imprint space with a replacement gas such as pentafluoropropane (PFP) or helium gas.
  • a replacement gas such as pentafluoropropane (PFP) or helium gas.
  • FIG. 9 is a schematic view of the imprint apparatus 1 in the second embodiment.
  • the replacement gas supply source 21 is a replacement gas supply unit, and supplies a replacement gas from the supply nozzle 22 to the imprint space. Then, the replacement gas in the imprint space is recovered through the recovery nozzle 24 into the replacement gas recovery unit 23 which is a replacement gas recovery unit.
  • a plate member having holes serving as a gas suction port and a gas discharge port is provided on the upper surface of the substrate stage 6 excluding the region for holding the substrate 5.
  • the porous plate 25 is provided in the first region adjacent to the substrate 5, and the porous plate 10 is provided in the second region on the side not adjacent to the substrate 5 of the porous plate 25.
  • the porous plates 10 and 25 are connected to the vacuum source 12 connected to the control unit 50 respectively.
  • a control valve 20 capable of controlling the amount of suction of the gas drawn from each of the porous plates 10, 25 is provided in the flow path of the gas from the vacuum source 12 to the porous plates 10, 25.
  • the control unit 50 is also connected to the control valve 20, and can control the flow rate of the gas drawn from the porous plate 25.
  • the imprint space When the imprint material 8 is supplied to the periphery of the substrate 5 to form a pattern, the imprint space may be in a positional relationship including both the substrate 5 and the porous plate 25. At this time, if the gas is sucked from the porous plate 25, the balance of supply and recovery of the replacement gas is lost, and the gas 15 for suppressing particles is introduced to the imprint space. As a result, not only the particle suppression effect is reduced, but also the replacement gas concentration in the imprint space may be reduced. Therefore, in the imprint apparatus 1 of the second embodiment, when the imprint space has a positional relationship including both the substrate 5 and the porous plate 25, the suction of gas from the porous plate 25 is stopped.
  • the first region is further divided into a plurality of regions so that the individual regions can be suctioned independently.
  • FIG. 11 shows an example in which the first region is divided into four regions 251 to 254.
  • the control valve 30 is a control valve for individually controlling the suction amount (flow rate of gas) of the gas from the regions 251 to 254.
  • the control valve 30 is operated to stop only the suction of the gas from the area 251.
  • the control valve 30 is operated to stop only the suction of the gas from the area 251.
  • Example 3 It is known that, in the imprint apparatus 1, when the mold 2 and the cured imprint material 8 are pulled apart, the pattern portion 3 is easily charged. In addition, the charging of the pattern portion 3 makes it easy to attract surrounding particles. For example, even if the substrate stage 6 is separated from the mold 2 as shown in FIG. 8B, the floating particles may be attracted to the pattern portion 3 of the mold 2 and be attached. .
  • the imprint apparatus 1 according to the third embodiment has capturing means for removing particles attached to the pattern portion 3 of the mold 2 or capturing particles floating in and out of the imprint space.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the imprint apparatus 1 in the third embodiment.
  • the configuration of the imprint apparatus 1 according to the present embodiment is the same as the configuration of the imprint apparatus 1 according to the first embodiment and the configuration other than the porous plate 10. The detailed description of the configuration already described is omitted.
  • the porous plate 34 has a plurality of holes 11 similarly to the porous plate 10 described above, and the surface that can face the mold 2 is made of a conductive material.
  • the porous plate 34 functions as an electrode unit by being connected to the power supply 35.
  • the whole of the porous plate 34 may function as an electrode unit, and a part may function as an electrode unit.
  • the surface of the porous plate 34 may be protected by an insulating coating (not shown).
  • the perforated plate 34 is connected to the power supply 35, and the other of the power supply 35 is grounded.
  • the polarity of the power source 35 on the side of the porous plate 34 is positive in FIG. 12 but may be negative depending on the charge polarity of the pattern portion 3.
  • the power source 35 is not limited to a DC power source that applies a DC voltage, and may be an AC power source that applies an AC voltage. Alternatively, the power supply may be switched between a DC voltage and an AC voltage.
  • the control unit 50 can control the surface potential of the porous plate 34 by controlling the power supply 35.
  • the imprint apparatus 1 preferably includes a charge removing device (not shown) for removing the charge of the mold 2.
  • a charge removing device for removing the charge of the mold 2.
  • a corona discharge type or ionizing radiation type such as soft X-ray or alpha ray is adopted.
  • FIG. 13 is an enlarged view of a portion in which the porous plate 34 is brought close to and opposed to the pattern portion 3 of the mold to which the particles 90 are attached. Since the pattern portion 3 is destaticized by the diselectrification device, the adhesion between the particle 90 and the pattern portion 3 is relatively small (about the van der Waals force). By setting the porous plate 34 to have the same polarity as that of the mold 2, the particles 90 can be pulled away from the pattern portion 3 with a relatively small external force. The particles 90 pulled away from the pattern portion 4 are attracted to the porous plate 34. After being drawn, it is collected in the vacuum source 12 through the holes 11 for drawing the surrounding gas or is captured on the surface of the porous plate 34.
  • the charged porous plate 34 can attract not only charged particles but also particles having no charge. This is because the particles 90 are separated from the pattern portion 3 by the electric field gradient force derived from the nonuniformity of the electric field formed by the porous plate 34.
  • the imprint apparatus 1 of the present embodiment can attract the particles 90 more strongly than in the case of the first embodiment. Even particles adhering to the pattern portion 3 can be collected. As a result, it is possible to make it difficult to cause breakage of the mold 2 due to the pattern defect and the sandwiching to the pattern portion 3.
  • the imprint apparatus 1 of the present embodiment may have an electrometer (not shown) that measures the potential of the pattern unit 3.
  • the control unit 50 may control the polarity and the magnitude of the voltage applied to the porous plate 34 based on the result of periodically measuring the potential.
  • Example 4 When the partial particle in which the hole 11 of the porous plate 10 is not formed adheres, when passing near the type
  • the particles floating in the space May adhere to 26. Since the plate 26 is not frequently replaced from the viewpoint of throughput, the possibility that particles are attached is relatively high. Once particles adhere to the surface of the plate 26, the flow of the gas 15 becomes almost zero on the surface of the plate 26, and it becomes difficult to remove the particles from the surface of the plate 26 by the gas 15.
  • the fourth embodiment of the present invention has a removing means for removing particles attached to the plate 26.
  • FIG. 14 is a view showing the arrangement of an imprint apparatus 1 according to the fourth embodiment.
  • the imprint apparatus 1 has a conductive plate member 31 electrically grounded on the substrate stage 6.
  • the plate member 31 is preferably disposed closer to the portion where the substrate 5 is disposed than the porous plate 10. With this configuration, the porous plate 10 can easily recover the particles 90 which are separated from the plate 31 and carried on the flow of the gas from the nozzle 16 by the configuration described later.
  • the surface of the plate member 31 may be protected by an insulating coating (not shown).
  • a conductive electrode 32 connected to a power source 33 is provided outside the mold 2 with respect to the nozzle 16 of the mold 2.
  • the terminal of the power source 33 not connected to the electrode 32 is electrically grounded.
  • the power supply 33 is a power supply for applying a voltage including an alternating current component that changes with time, such as a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, and a sawtooth wave, to the electrode 32.
  • an electric field having a temporally varying magnitude is formed.
  • the electric field formed by the electrode 32 may be an electric field whose direction is reversed in time or may be an electric field in which only the magnitude changes in a fixed direction.
  • the direction of the electric field may be the same as the direction of the electric field corresponding to the potential of the mold 2.
  • the potential of the mold 2 can be measured by an electrometer (not shown) as in the third embodiment.
  • FIG. 15 shows a state immediately after the pattern portion 3 and the imprint material 8 are pulled apart.
  • the polarities of the pattern portion 3 and the imprint material 8 shown in FIG. 15 can be changed depending on the material of the pattern portion 3 and the imprint material 8.
  • the charging potential Vp of the pattern portion 3 is measured each time by an potentiometer (not shown), or made known by the result of the experiment and the potential measurement.
  • the substrate stage 6 moves in the X direction in order to apply the imprint material 8 from the supply unit 7 to the position where the next pattern is to be formed.
  • the power source 33 has the same polarity as the charge portion of the pattern portion 3 and the absolute value of the charge potential Vp of the pattern portion 3.
  • a large potential Ve is applied. That is, a potential of
  • the particles 90 which are easily separated are separated from above the plate 31 by receiving a force from the electric field formed between the electrode 32 and the plate 31.
  • the particles 90 separated from the plate 31 are carried by the flow of the gas 15 and collected in the vacuum source 12 through the porous plate 10 which sucks the surrounding gas.
  • the particles 90 that have been attached to the plate 31 do not leave the plate 31 even if a potential of
  • the electrodes 32 may be annularly or discretely disposed when the mold holding unit 4 is viewed in the ⁇ Z direction. It is preferable that at least a part of the mold holding unit 4 on the side far from the supply unit 7 be provided. The at least one portion is a portion that always faces the plate member 31 when the substrate stage 6 goes under the supply unit 7, and it is preferable that the particles attached to the plate member 31 be separated before approaching the mold 2.
  • the pattern of the cured product formed using the imprint apparatus is used permanently on at least a part of various articles or temporarily for manufacturing various articles.
  • the article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, or a mold.
  • Examples of the electric circuit element include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA.
  • the mold may, for example, be a mold for imprinting.
  • the pattern of the cured product is used as it is as a component member of at least a part of the article or temporarily used as a resist mask. After etching, ion implantation, or the like is performed in the substrate processing step, the resist mask is removed.
  • a substrate 5 such as a silicon wafer on which a workpiece 5z such as an insulator is formed is prepared, and subsequently, the surface of the workpiece 5z is exposed by an inkjet method or the like.
  • the print material 8 is applied.
  • a state in which a plurality of droplet-shaped imprint materials 8 are applied onto the substrate is shown.
  • the mold 2 for imprint is faced with the side on which the concavo-convex pattern is formed facing the imprint material 8 on the substrate.
  • the substrate 1 on which the imprint material 8 is applied is brought into contact with the mold 2 and pressure is applied.
  • the imprint material 8 is filled in the gap between the mold 2 and the workpiece 5z.
  • the concave portions of the mold correspond to the convex portions of the cured product
  • the concave portions of the mold correspond to the convex portions of the cured product, that is, the uneven pattern of the mold 2 is transferred to the imprint material 8 It will be done.
  • the pattern of the cured product when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the workpiece 5z which has no cured product or remains thin is removed, and the groove 5z is removed. Become. As shown in FIG. 16F, when the pattern of the cured product is removed, it is possible to obtain an article having grooves 5z formed on the surface of the workpiece 5z.
  • the pattern of the cured product is removed here, it may be used, for example, as a film for interlayer insulation included in a semiconductor element or the like, that is, as a component of an article without removing it even after processing.

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Abstract

型を用いて基板５にパターンを形成するインプリント装置１は、基板５を保持して移動可能な基板ステージ６と、基板ステージ６上の基板５を保持する領域の外周部に配置され、孔を有する板部材である多孔板１０と、基板ステージ６の上面近傍の異物９０がインプリント空間に侵入するのを防止するために孔を介して基板ステージ６上の空間の気体を吸引または基板ステージ６上の空間に対する気体の放出を制御する制御部と、を有する。

Description

インプリント装置および物品の製造方法
　本発明は、インプリント装置および物品の製造方法に関する。
　インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、磁気記録媒体や半導体デバイスの量産向けナノリソグラフィ技術の１つとして注目されている。インプリント技術では、パターンが形成されたモールド（型）と基板上のインプリント材（樹脂）とを接触（押印）させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化させたインプリント材からモールドを剥離（離型）することで基板上にパターンを転写する。
　インプリント装置において生じるパターン欠陥の一つに、外部からのパーティクルをモールドと基板の間に挟み込んだ状態で押印することにより発生する欠陥がある。パーティクルがモールドのパターン内に付着してしまうと、それ以降に押印した全てのパターンの同じ場所に欠陥が発生し、歩留が低下する要因となる。また、パーティクルの挟み込みによりモールドが破損する可能性が高くなる。インプリントプロセスでは、モールドの製造コストが比較的高いため、モールドの破損は製品のコストアップの大きな要因となる。特許文献１には、モールドの外周部から基板に向けてカーテン状の気流（エアカーテン）を形成し、外部からのパーティクルがモールドと基板との間に入り難くする技術が開示されている。
特開２０１４－５６８５４号公報
　しかしながら、基板ステージがモールドによってインプリント材にパターンが押印される押印位置へ移動を開始すると、基板と基板ステージ表面近傍の気体も基板ステージとともに移動する。したがって、特許文献１では、基板ステージが移動する事で放射方向の気流の一部にモールドの中心方向に向かう逆流が発生し、逆流部分からパーティクルが入り込みやすくなる。これにより、型とインプリント材とを接触させたときに間にパーティクルがあることによってパターン欠陥の発生する可能性が高くなる。
　本発明は、例えば、パターン欠陥を低減したインプリント装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、型を用いて基板にパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板を保持して移動可能なステージと、前記ステージ上の前記基板を保持する部分の外周部に配置され、孔を有する板部材と、前記孔を介して前記ステージ上の空間の気体を吸引または前記ステージ上の空間に対する気体の放出を制御する制御部と、を有するインプリント装置を提供する。
　本発明によれば、例えば、パターン欠陥を低減したインプリント装置を提供することができる。
実施例１におけるインプリント装置の模式図である。 パーティクルによるパターン部破損を説明する模式図である。 従来のインプリント装置の一例を示す図である。 モールドおよびモールド保持部の下面図である。 実施例１における基板および多孔板の上面図である。 実施例１における基板およびスリット状の多孔板の上面図である。 実施例１における別様態のインプリント装置の模式図である。 流路の切替を説明する図である。 実施例２におけるインプリント装置の模式図である。 実施例２における別様態のインプリント装置の模式図である。 実施例２における基板および多孔板の上面図である。 実施例３におけるインプリント装置の模式図である。 実施例３におけるパターン部に付着したパーティクルの除去を説明する図である。 実施例４におけるインプリント装置の模式図である。 実施例４における板材に付着したパーティクルの除去を説明する図である。 物品の製造方法を示す図である。
（実施例１）
　図１は、実施例１におけるインプリント装置１の概略構成を示す図である。このインプリント装置１は、半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板上のインプリント材（未硬化樹脂）を型（モールド）で成形し、基板上にインプリント材のパターンを形成する装置である。ここではインプリント材を硬化する方法として光硬化法を採用したインプリント装置とするが、これに限られるものではない。以下の図においては、基板上のインプリント材に対して紫外線を照射する照明系の光軸と平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取る。インプリント装置１は、照射部１００と、型保持部４と、基板ステージ６と、供給部７を備える。
　照射部１００は、インプリント処理の際に、インプリント材８に対して紫外線１０１を照射する。この照射部１００は、不図示であるが、露光光源と、この露光光源から照射された紫外線１０１をインプリントに適切な光に調整する光学素子から構成される。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。
　型２は、外周形状が角形であり、基板５に対向する面は、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部３を含む。型２の材質は、紫外線１０１を透過させることが可能な材質であり、本実施例では一例として石英とする。さらに、型２は、Ｚ方向の変形を容易とするために、紫外線１０１が照射される面に、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）９が形成された形状としてもよい。
　型保持部４は、型２を保持しながら、型２を移動させる駆動機構を有する。型保持部４は、型２における紫外線１０１の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることで型２の保持が可能である。例えば、型保持部４が真空吸着力により型２を保持する場合には、型保持部４は、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦにより型２の脱着が切り替えられる。型保持部４は、型２と基板５上のインプリント材８との押し付け、または引き離しを行うように型２を各軸方向に移動させる。この型保持部４の駆動機構として採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、この駆動機構は、型２の高精度な位置決めに対応するために、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。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ方向の位置調整機能（回転機構）や、型２の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離し動作は、型２をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板ステージ６をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。
　基板５は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、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５としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。この被処理面には、型２に形成されたパターン部３によりパターン成形される紫外線硬化型のインプリント材８が供給される。基板ステージ６は、基板５を保持し、型２と基板５上のインプリント材８との接触動作に際して型２とインプリント材８との位置合わせを実施する。また基板ステージ６は、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構（不図示）を有する。このステージ駆動機構に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータや平面モータがある。ステージ駆動機構は、Ｘ軸および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。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、基板５のθ方向の位置調整機能（回転機構）、または基板５の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。
　供給部７は、型保持部４の近傍に設置され、基板５上にインプリント材８を供給する。ここで、このインプリント材８は、紫外線１０１を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。また、供給部７から吐出されるインプリント材８の量も、基板５上に形成されるインプリント材８の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。
　基板５にインプリント材８が供給され、型２と基板５とが所定の位置関係に位置決めされた後、型保持部４を－Ｚ方向に移動し、パターン部３をインプリント材８に押し付けて基板５上にパターンを形成する。ここで図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、パーティクル９０が基板５上の押印領域内やパターン部３に付着した状態で、パターン部３をインプリント材８に接触させてしまうと、図２（Ｃ）に示すように、パターン部３を破損する可能性がある。インプリント装置は半導体デバイスを製造するための清浄な環境内に置かれるが、パーティクルの発生を無くすというのは非常に困難である。本明細書において、「パーティクル」とは、パターン形成に関与することを目的としていない物質である。例えば、供給部７から吐出されたインプリント材８が漂い乾燥した固形物、インプリント装置１を構成する部材から生じる微粒子、外部から進入してインプリント装置１内に存在する塵などである。パターン欠陥の発生のしやすさは、パターン部３のパターン寸法やパターン深さにより異なるが、ハーフピッチ寸法以上の大きさのパーティクルがあるとパターン欠陥が発生しやすくなる。
　一旦、パターン部３が破損してしまうと図２（Ｄ）に示されるように、それ以後、基板５上に形成される全てのパターン９１の同じ場所に欠陥が発生してしまい、半導体デバイス製造の歩留が著しく低下してしまう。また、型２は比較的製造コストが高く、半導体デバイスのコストアップの原因となってしまう。したがって、インプリント装置では、パーティクルがインプリント空間へ入り込み、基板５やパターン部３に付着するのを防止しなければならない。なお、以下の説明において、インプリント空間とは、型２と基板５とが対向した時に型２と基板５とで挟まれる空間をいう。従来のインプリント装置では、図３（Ａ）に示すように、気流形成部（気流形成手段）である気体供給源１４を接続したノズル１６から基板５に向けて気体１５を吹き付けることで、インプリント装置の外側に向かう気流を形成している。つまり、ステージ６（基板５）が型２に対向している状態で基板５の外周側に沿う方向に気流を生じさせる。これにより、パーティクル９０がインプリント空間に入り込むのを防止している。ノズル１６は、型２の周囲を囲うように型保持部４に設けられる。ノズル１６から基板５に吹き付けられた気体１５は、型２と基板５とに挟まれた空間からインプリント空間の外部に向かって、ハーゲン・ポアズイユ流となる流速分布９２を形成する。
　しかしながら、図３（Ｂ）に示すように基板ステージ６が移動する際には、基板ステージ６の進行方向の前方では流速分布９３、後方では流速分布９４のように変化する。流速分布９４の基板ステージ６の表面近傍では、外部からインプリント空間に向かう逆流が一部に形成される。これは、一般的に気体を含む粘性流体では壁面において流速がゼロとなるため、基板ステージ６が移動すると、基板ステージ６の表面近傍の気体も基板ステージ６とともに移動し、クエット流れを形成するからである。外部からインプリント空間に向かう逆流が生じると、基板ステージ６の表面近傍に存在するパーティクル９０は基板ステージ６が往復運動を繰り返すうちにインプリント空間の中に入る可能性が高くなる。
　そこで、図１に示す実施例１のインプリント装置では、基板ステージ６の表面近傍のパーティクルがインプリント空間に侵入するのを防止するための多孔板１０および制御部５０を設ける。多数の孔１１を有する多孔板１０（板部材）は、基板ステージ６の基板５を保持する部分の外周にある外周部に設けられている。多孔板１０に接続された真空源（吸引手段）１２が、孔１１を介して基板ステージ上の空間の気体１３の吸引を行い、周辺にあるパーティクルがインプリント空間に侵入するのを防止する。多孔板１０に形成された多数の孔１１は気体の吸引口又は放出口となる孔である。制御部５０は、供給部７、基板ステージ６、照射部１００、多孔板１０に接続された真空源１２、に接続されており、これらを制御してインプリント処理を実行する。制御部５０は、インプリント処理に関するプログラムを実行するＣＰＵ、およびプログラムや各種計測値等を記憶するメモリを含む。図４は、型２および型保持部４を－Ｚ方向から見た図である。ノズル１６は、型２を囲うように環状に配置される。本実施例においてノズル１６は１列であるが、複数のノズル１６の列が同心円状に配置されていてもよい。また、１つのノズル１６の形状が円形ではなくスリット状でもよい。また、ノズル１６は、離散的に型２を周辺に配置されていてもよい。図５は、基板５および多孔板１０を＋Ｚ方向から見た図である。本実施例において多孔板１０は、基板５の搭載されている部分を除く基板ステージ６の上面全体を占めている。多孔板１０は、孔１１が概一様に分布している部材である。孔１１の形状は丸孔に限らず、均一に吸引できる形状ならよい。例えば、図６に示すように基板５を囲うスリット１８のような形状でもよい。多孔板１０の材質は、半導体プロセスに影響を与えないプラスチック、セラミックスやそれらの多孔質体が適している。
　ノズル１６から吹き出す気体１５の流量は適宜決定されるが、インプリント空間から外側に流れる平均流速が基板ステージ６の移動の速さの最大値よりも大きい事が望ましい。例えば、型保持部４の外周の大きさがφ３２０ｍｍ、インプリント空間の高さが１ｍｍ、基板ステージ６の最大の速さが１ｍ／ｓの時、気体１５の流量は６０Ｌ／ｍｉｎ以上が望ましい。多孔板１０から吸引する気体１３の流量も適宜決定されるが、基板ステージ６の外部に浮遊するパーティクル９０が、逆流に乗っても基板５に到達する前に多孔板１０から排出される流速に設定すればよい。前記の例では、逆流領域のＺ方向高さを約１７０μｍ、基板５の端から基板ステージ６の端まで１００ｍｍとすると、多孔板１０から吸引する気体１３の平均流速は１．７ｍｍ／ｓ以上とすればよい。多孔板１０から吸引する気体１３の流量は、多孔板１０と真空源１２の間に設けられ、制御部５０に接続された、不図示の流量調整手段により調整すればよい。
　制御部５０は、図７に示すように、多孔板１０に接続された加圧源（放出手段）１９と接続されてもよい。この場合、多孔板１０がインプリント空間の外部にあるときに多孔板１０から基板ステージ上の空間に対して気体１７を放出すことで、逆流領域に入ってきたパーティクル９０は、インプリント空間からインプリント空間の外部に排出される。
　さらに、実施例１のインプリント装置の制御部５０は、図８に示すように、真空源１２と加圧源１９の両方との切り替えを行う切替装置（切り替え部）２７に接続されていてもよい。切替装置２７は、制御部５０からの指示に基づいて、基板ステージ６の位置情報に応じて、孔１１が接続される先を真空源１１と加圧原１２とに切り替える。気体１３の吸引と気体１７の放出を切り替える事が出来る。吸引と放出の切替えは、例えば、多孔板１０の接続先を、気体を吸引する場合は真空源１２にする。或いは、多孔板１０の接続先を、気体を放出する場合は加圧源１９にする。例えば、インプリント材８を基板５に供給し、パターン部３をインプリント材８に押し付ける動作を繰り返すインプリント工程の間は、図８（Ａ）に示すように真空源１２に接続し、気体１３を吸引する。一方、基板ステージ６が型保持部４の下から外れて基板５の交換を行う工程の間など、多孔板１０が型と対向していない状態で、図８（Ｂ）に示すように加圧源１９に接続し、気体１７を放出する。このように構成する事で、基板ステージ６が型保持部４の下から外れた際に、空気中に浮遊するパーティクルが基板５に付着するのを抑制し、かつ、インプリント工程中においてもパーティクルがインプリント空間に入り込むのを抑制する事が出来る。気体１３の吸引と気体１７の放出の流量は、制御部５０と接続された不図示の調整手段により調整できる。以上説明したとおり本実施例１によれば、基板ステージ６表面近傍に存在するパーティクル９０が基板ステージ６の移動に伴う逆流に乗ったとしても、インプリント空間に侵入するパーティクル９０の数を低減出来る。これにより、パターン欠陥および型２の破損を発生しづらくすることが出来る。
（実施例２）
　実施例２のインプリント装置は、インプリント空間の空気をペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ）やヘリウムガス等の置換ガスで置換する機構を有する。これにより、型の凹凸部分へのインプリント材の充填性や、離型のしやすさ（インプリント材と型との引き離し易さ）を向上することができる。本実施例においては、外部に浮遊するパーティクル９０がインプリント空間に入るのを抑制しながら、インプリント空間の置換ガス濃度を十分に保つ事が可能なインプリント装置について説明する。
　図９は、実施例２におけるインプリント装置１の概略図である。置換ガス供給源２１は置換ガス供給部であり、供給ノズル２２からインプリント空間に置換ガスを供給する。そして、インプリント空間の置換ガスは、回収ノズル２４を通して置換ガス回収部である置換ガス回収器２３に回収される。基板５を保持する領域を除く基板ステージ６の上面には、気体の吸引口かつ放出口である孔を有する板部材が設けられる。本実施例の板部材には、基板５に隣接する第１領域に多孔板２５が設けられ、多孔板２５の基板５と隣接しない側の第２領域に多孔板１０が設けられる。多孔板１０、２５はそれぞれ制御部５０に接続された真空源１２に接続されている。真空源１２から多孔板１０、２５までの気体の流路には、多孔板１０、２５のそれぞれから吸引する気体の吸引量を制御可能な制御弁２０が設けられている。例えば、制御部５０は制御弁２０にも接続されており、多孔板２５から吸引される気体の流量を制御出来る。
　基板５の周辺部にインプリント材８を供給してパターンを形成する場合、インプリント空間が基板５と多孔板２５の両方を含む位置関係になることがある。この時、多孔板２５から気体を吸引していると、置換ガスの供給回収のバランスが崩れ、パーティクルを抑制するための気体１５をインプリント空間に導いてしまう。これにより、パーティクル抑制効果が低減するだけでなく、インプリント空間の置換ガス濃度が低下する可能性がある。したがって、実施例２のインプリント装置１では、インプリント空間が基板５と多孔板２５の両方を含む位置関係になる場合に、多孔板２５から気体の吸引を停止する。これにより、パーティクル抑制効果を低減させず、かつ、インプリント空間の置換ガス濃度を高く保つ事が可能である。また、図１０に示すように、第１領域の多孔板２５の部分を孔の無い単純な板材２６に置き換え、気体を吸引しないようにすることもできる。この場合、パーティクル抑制効果が若干低減するが、構成が単純になるため装置コストを低減することができる。
　上記の例では、インプリント空間が基板５と第１領域の両方を含む位置関係になる場合に多孔板２５または板材２６を通して気体の吸引を行わない。そのため、逆流に乗ったパーティクル９０を回収する領域が小さくなり、パーティクル９０がインプリント空間に入る可能性が高くなる。これに対し、本実施例２の別の様態として、第１領域を更に複数領域に分割し、個々の領域を独立して吸引出来るように構成する。図１１は、第１領域を領域２５１～２５４に４分割した例を示している。制御弁３０は、領域２５１～２５４からの気体の吸引量（気体の流量）を個別に制御するための制御弁である。図１１では、インプリント材８が基板５の－Ｘ側端面に供給された状態でパターンを形成する場合を示している。この時、インプリント空間は基板５と領域２５１を含んだ位置関係になるため、制御弁３０を操作して領域２５１からの気体の吸引のみを停止する。このように前記第１領域を分割した個々の領域からの気体の吸引を個別に行なうようにする事で、逆流に乗ったパーティクル９０を回収する領域の縮小を最小限に抑えることができ、パーティクル９０がインプリント空間に入る可能性を低く保つ事が出来る。これにより、インプリント空間に侵入するパーティクル９０の数を低減し、パターン欠陥および型２の破損を発生しづらくすることが出来る。
（実施例３）
　インプリント装置１では、型２と硬化したインプリント材８とを引き離したときにパターン部３が帯電しやすくなることが知られている。また、パターン部３が帯電することによって周囲のパーティクルを引き寄せやすくなってしまう。例えば図８（Ｂ）に示すように基板ステージ６が型２から離れている状態であったとしても、浮遊しているパーティクルが型２のパターン部３に引き寄せられて、付着する可能性がある。
　実施例３に係るインプリント装置１は、型２のパターン部３に付着したパーティクルを除去、あるいはインプリント空間の内外を浮遊するパーティクルを捕捉する捕捉手段を有する。図１２は、実施例３におけるインプリント装置１の構成を示す図である。本実施形態のインプリント装置１の構成は、実施例１に係るインプリント装置１の構成と多孔板１０以外の構成は同じであり、既に説明した構成の詳細な説明は省略する。多孔板３４は、前述の多孔板１０と同様に複数の孔１１を有し、かつ型２と対向可能な面が導電性の材質で構成されている。多孔板３４は電源３５と接続されていることにより、電極部として機能する。多孔板３４は、全体が電極部として機能してもよく、一部が電極部として機能してもよい。なお、多孔板３４の表面は不図示の絶縁被膜によって保護されてもよい。多孔板３４は電源３５に接続され、電源３５の他方は接地されている。
　電源３５の多孔板３４側の極性は図１２においては正となっているが、パターン部３の帯電極性によっては負としてもよい。また電源３５は、直流電圧を印加する直流電源に限らず交流電圧を印加する交流電源としてもよい。または、直流電圧と交流電圧とが切り替えられる電源でもよい。制御部５０が電源３５を制御することにより、多孔板３４の表面電位を制御することができる。
　なお、実施例３にかかるインプリント装置１は、型２を除電するための除電装置（不図示）を有することが好ましい。除電装置としては、コロナ放電式、または、軟Ｘ線やα線等の電離放射線式が採用される。除電装置によって、型２を除電することで、比較的小さな値までパターン部３の電位を下げることができる。
　図１３は、パーティクル９０が付着した型のパターン部３に多孔板３４を近接して対向させた部分の拡大図である。パターン部３は除電装置により除電されているので、パーティクル９０とパターン部３との付着力は比較的小さく（ファンデルワールス力程度）なっている。多孔板３４を型２と同じ極性にしておくことにより、パーティクル９０は比較的小さい外力でパターン部３から引き離す事が出来る。パターン部４から引き離されたパーティクル９０は、多孔板３４に引き寄せられる。引き寄せられた後は、周囲の気体を吸引している孔１１を介して真空源１２に回収されるか、又は、多孔板３４の表面に捕捉される。
　なお、帯電した多孔板３４は、電荷を帯びたパーティクルだけでなく、電荷をもたないパーティクルをも引き寄せうる。多孔板３４が形成する電界の非一様性に由来する電界勾配力によってパーティクル９０がパターン部３から離れるからである。
　これにより、本実施形態のインプリント装置１は、実施例１の場合よりもさらにパーティクル９０を強く引き寄せることができる。パターン部３に付着したパーティクルまでも回収できる。これにより、パターン欠陥およびパターン部３への挟まりによる型２の破損を発生しづらくすることができる。
　なお、本実施形態のインプリント装置１は、パターン部３の電位を計測する電位計（不図示）を有していてもよい。これにより、定期的に電位を計測した結果に基づいて、制御部５０が、多孔板３４に与える電圧の極性や大きさを制御してもよい。
（実施例４）
　多孔板１０の孔１１が形成されていない部分パーティクルが付着した場合、型２の近くを通過したときに多孔板１０からパターン部にパーティクルが引き寄られる可能性がある。例えば、図１０に示す様な型２と基板ステージ６の位置関係より更に基板ステージ６がノズル１６の下から離れ、気体１５が板材２６上を流れなくなると、空間に浮遊しているパーティクルが板材２６に付着する可能性がある。板材２６は、スループットの観点から頻繁に交換するものでは無いため、パーティクルが付着している可能性が比較的高い。板材２６の表面に一度パーティクルが付着すると、板材２６の表面は気体１５の流れがほぼ０となるため、気体１５によって板材２６表面からパーティクルを除去することが困難となる。本発明の実施例４では、板材２６に付着したパーティクルを除去するための除去手段を有する。
　図１４は、実施例４に係るインプリント装置１の構成を示す図である。インプリント装置１は、基板ステージ６には、電気的に接地された導電性の板材３１を有する。板材３１は、多孔板１０よりも基板５の配置される部分に近い側に配置されていることが好ましい。このように構成することで、後述の構成により板材３１から離脱し、ノズル１６からの気体の流れに乗って運ばれたパーティクル９０を、多孔板１０によって回収しやすくすることができる。なお、板材３１の表面は不図示の絶縁被膜によって保護されてもよい。
　一方、型２のノズル１６よりも型２に対して外側には電源３３に接続された導電性の電極３２が設けられている。電源３３の、電極３２と接続されていない方の端子は電気的に接地されている。電源３３は、正弦波、矩形波、三角波、鋸波等時間的に変化する交流成分を含む電圧を電極３２に与えるための電源である。電極３２と板材３１が対向すると、時間的に大きさの変動する電界が形成される。なお、電極３２によって形成される電界は、その向きが時間的に逆転する電界であってもよいし、一定の向きで大きさだけが変動する電界であってもよい。電界の向きは、型２の電位に応じた電界の方向と同じ向きとしてもよい。型２の電位は、実施例３と同様に電位計（不図示）によって計測されうる。
　次に、板材３１に付着したパーティクル９０の除去方法について説明する。図１５は、パターン部３とインプリント材８とを引き離した直後の様子を示している。図１５に示すパターン部３およびインプリント材８の極性は、パターン部３およびインプリント材８の材質によって変化しうる。パターン部３の帯電電位Ｖｐは不図示の電位計で都度計測するか、予め実験して電位計測した結果により既知とする。
　図１５に示す状態のあと、次のパターンを形成する位置に供給部７からインプリント材８を付与するため、基板ステージ６はＸ方向に移動する。基板ステージ６の移動によって電極３２と板材３１とが少なくとも対向している期間に、電源３３は電極３２にパターン部３の帯電極性と同極で、かつパターン部３の帯電電位Ｖｐの絶対値より大きい電位Ｖｅを印加する。すなわち、｜Ｖｅ｜＞｜Ｖｐ｜となる電位を電極３２と板材３１が対向している間に電極３２に少なくとも１回以上印加する。これにより、板材３１上に付着しているパーティクル９０のうち、離脱しやすいパーティクル９０は、電極３２と板材３１との間に形成された電界から力を受けて板材３１上から離れる。板材３１から離れたパーティクル９０は気体１５の流れに運ばれ、周囲の気体を吸引している多孔板１０を介して真空源１２に回収される。
　一方、板材３１に付着したままのパーティクル９０は、予め｜Ｖｅ｜＞｜Ｖｐ｜なる電位を与えても板材３１から離れなかったものである。したがって、基板ステージ６の移動によりパターン部３の下を通過しても、パーティクル９０が板材３１から離れてパターン部３に付着する可能性は低い。
　このように、電源３３を用いて電極３２に交流成分を含む電圧を印加することにより、板材３１に付着した比較的離脱しやすいパーティクルを板材３１上から除去することができる。これにより、板材３１から意図しないタイミングで離れたパーティクル９０がパターン部３に付着しにくくすることができる。よって、インプリント処理の際のパターン欠陥の発生や型２の破損の発生を抑制することができる。
　電極３２は、型保持部４を－Ｚ方向から見たときに、環状に配置されていてもよいし、離散的に配置されていてもよい。型保持部４のうち、供給部７から遠い側の少なくとも一部に設けられていることが好ましい。当該少なくとも一部は、基板ステージ６が供給部７の下へ向かう時に板材３１に必ず対向する部分であり、板材３１に付着したパーティクルが型２に近づく前に離脱させることが好ましいからである。
（物品の製造方法に係る実施例）
　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５ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板５を用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材５ｚの表面にインプリント材８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８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２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８に向け、対向させる。図１６(c)に示すように、インプリント材８が付与された基板１と型２とを接触させ、圧力を加える。インプリント材８は型２と被加工材５ｚ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２を透して照射すると、インプリント材８は硬化する。
　図１６(d)に示すように、インプリント材８を硬化させた後、型２と基板５を引き離すと、基板５上にインプリント材８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８に型２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５ｚ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５ｚ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。
　以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されず、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。
　１　　インプリント装置
　２　　型
　４　　型保持部
　５　　基板
　６　　ステージ
　８　　インプリント材
　１０　多孔板
　１２　真空源
 
 

Claims (18)

  1. 　型を用いて基板にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
    　前記基板を保持して移動可能なステージと、
    　前記ステージ上の前記基板を保持する部分の外周部に配置され、孔を有する板部材と、
    　前記孔を介して前記ステージ上の空間の気体を吸引する吸引手段と、を有する
    　ことを特徴とするインプリント装置。
  2. 　型を用いて基板にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
    　前記基板を保持して移動可能なステージと、
    　前記ステージ上の前記基板を保持する部分の外周部に配置され、孔を有する板部材と、
    　前記孔を介して前記ステージ上の空間に気体を放出する放出手段と、を有する
    　ことを特徴とするインプリント装置。
  3. 　前記孔を介して前記ステージ上の空間に気体を放出する放出手段と、
    　前記孔の接続先を前記吸引手段または前記放出手段に切り替える切り替え部と、を有す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。
  4. 　前記切り替え部を制御する制御部を有し、
    　前記制御部は、前記ステージの位置情報に基づいて前記孔の接続先を切り替えることを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
  5. 　前記放出手段は、前記板部材が前記型と対向していない状態で前記気体の放出を行うことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
  6. 　前記型の周囲から気体を吹き出し、前記基板が前記型に対向している状態で前記基板の外周側に沿う方向に気流を生じさせる気流形成手段を有し、
    　前記気流形成手段は、前記放出手段から放出された気体を前記基板の外周側に沿う方向に流すことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
  7. 　前記孔は前記基板を取り囲むように配置されてい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。
  8. 　前記吸引手段が吸引する気体の流量およびタイミングの少なくとも一方を制御する制御部を有し、
    　前記吸引手段は、前記板部材の第１領域の前記孔から前記気体を吸引する第１吸引部と、前記板部材の第２領域の前記孔から前記気体を吸引する第２吸引部と、を含み、
    　前記制御部は、前記第１吸引部と前記第２吸引部とのそれぞれが吸引する気体の流量およびタイミングの少なくとも一方を制御す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。
  9. 　前記放出手段が放出する気体の流量およびタイミングの少なくとも一方を制御する制御部を有し、
    　前記放出手段は、前記板部材の第１領域の前記孔から前記気体を放出する第１放出部と、前記板部材の第２領域の前記孔から前記気体を放出する第２放出部と、を含み、
    　前記制御部は、前記第１放出部と前記第２放出部とのそれぞれが吸引する気体の流量およびタイミングの少なくとも一方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。
  10. 　前記ステージ上に設けられた電極部と、
    　前記電極部に直流電圧を印加する電源と、を有し、
    　前記直流電圧を用いて前記電極は前記ステージ上のパーティクルを引き寄せ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。
  11. 　前記電極部は前記板材の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
  12. 　前記電源は、前記電極部の表面に前記型の電位と同じ極性の電位を与えることを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
  13. 　前記型保持部の、前記ステージとの対向可能な部分に設けられた第１電極部と、
    　前記ステージ上に設けられた第２電極部と、
    　前記第１電極部と前記第２電極部との間に交流成分を含む電圧を印加する電源と、を含み、
    　前記電源を用いて前記第１電極部からパーティクルを離脱させ
    　前記吸引手段は、前記離脱させたパーティクルを前記気体とともに前記孔を介して吸引す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。
  14. 　前記板部材は、前記第２電極部よりも前記ステージの外周側に設けられることを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
  15. 　前記電源は、前記第１電極部と前記第２電極部とが対向したときに形成される電界の向きが一定となるように前記交流成分を含む電圧を印加することを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
  16. 　前記電源は、前記第１電極部と前記第２電極部とが対向したときに形成される電界の向きが、前記型の電位に応じた電界の方向と同じ向きになるように前記交流成分を含む電圧を印加することを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
  17. 　型を用いて基板にパターンを形成するインプリント装置を用いて前記パターンを前記基板上に形成する工程と、
    　前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、を有し、
    　前記インプリント装置は、
    　前記基板を保持して移動可能なステージと、
    　前記ステージ上の前記基板を保持する部分の外周部に配置され、孔を有する板部材と、
    　前記孔を介して前記ステージ上の空間の気体を吸引する吸引手段と、を有することを特徴とする物品の製造方法。
  18. 　型を用いて基板にパターンを形成するインプリント装置を用いて前記パターンを前記基板上に形成する工程と、
    　前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、を有し、
    　前記インプリント装置は、
    　前記基板を保持して移動可能なステージと、
    　前記ステージ上の前記基板を保持する部分の外周部に配置され、孔を有する板部材と、
    　前記孔を介して前記ステージ上の空間に気体を放出する放出手段と、を有することを特徴とする物品の製造方法。
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