インプリント装置、および、物品の製造方法
【課題】スループットの点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】インプリント装置１は、保持部４を有し、保持部４に保持された基板１１上のインプリント材１３を型９により成形して硬化させ、離型して、基板１１上にパターンを形成するインプリント処理を行う。このインプリント装置１は、型９により成形されたインプリント材１３を離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段２と、離型の後に保持部４から搬出された基板１１上のインプリント材１３を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段６とを有する。
【解決手段】インプリント装置１は、保持部４を有し、保持部４に保持された基板１１上のインプリント材１３を型９により成形して硬化させ、離型して、基板１１上にパターンを形成するインプリント処理を行う。このインプリント装置１は、型９により成形されたインプリント材１３を離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段２と、離型の後に保持部４から搬出された基板１１上のインプリント材１３を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ー技術に加え、基板上の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）をモールドにより成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで離型することにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
このインプリント装置では、あるショットにて樹脂が完全に硬化した後に離型を行い、その後、他のショットに対するインプリント処理に移行するのが一般的である。これに対して、一連のインプリント処理工程の時間を短縮させるために、あるショットにて樹脂が完全に硬化するのを待たず、半硬化の状態で離型を行い、他のショットに対するインプリント処理に移行する方法がある。例えば、特許文献１は、ある領域にて賦型フィルム（型）と基板上の未硬化樹脂とを接触させる押型を行った後、樹脂が完全に硬化する前に離型を行うポリエステル化粧板の製造方法を開示している。ただし、この製造方法は、赤外線を照射することにより樹脂を硬化させる熱サイクル法を採用している。また、特許文献２は、光照射を実施して重合を開始させた後、樹脂の重合が完了する前にモールドを離型させるインプリント方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１７２０１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０２３０９５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記特許文献１および２のように、半硬化の状態で離型を行う方法では、離型後の樹脂に対して再度光照射を実施して完全に硬化させる必要がある。しかしながら、特許文献１および２では、その後の光照射をどのような形態で実施するかについては言及されていない。
【０００６】
本発明は、スループットの点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、保持部を有し、該保持部に保持された基板上のインプリント材を型により成形して硬化させ、離型して、基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、型により成形されたインプリント材を離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段と、離型の後に保持部から搬出された基板上のインプリント材を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スループットの点で有利なインプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】光硬化性樹脂の受光量に対する硬さの変化を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図５】第３実施形態に係る光照射モジュールの構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る光照射モジュールの他の構成を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る光照射モジュールの他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図１は、本実施形態のインプリント装置の構成を示す図である。このインプリント装置は、半導体デバイスなどのデバイス製造に使用され、被処理体であるウエハ上（基板上）のインプリント材（典型的には未硬化樹脂）をモールド（型）で成形し、パターン（典型的には樹脂のパターン）を基板上に形成する装置である。なお、本実施形態のインプリント装置は、光硬化法を採用するものとする。また、以下の図においては、基板上の樹脂に対して紫外線を照射する各照射部の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。このインプリント装置１は、第１光照射部２と、モールド保持部３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、第２光照射部６と、基板搬送部７と、制御部８とを備える。
【００１２】
第１光照射部２は、モールド９とウエハ１１上の樹脂とを接触させる押型処理の後に、樹脂を硬化させる第１硬化処理として、モールド９に対して紫外線１０を照射する光照射装置（第１硬化手段）である。この第１光照射部２は、不図示であるが、光源と、該光源から射出される紫外線１０を被照射面となる後述の凹凸パターン９ａに対して所定の形状で均一に照射するための複数の光学素子とから構成される。特に、第１光照射部２による光の照射領域（照射範囲）は、凹凸パターン９ａの領域と同程度、または凹凸パターン９ａの領域よりもわずかに大きい広い領域であることが望ましい。これは、照射領域を必要最小限とすることで、照射に伴う熱に起因してモールド９またはウエハ１１が膨張し、樹脂に転写されるパターンに位置ズレや歪みが発生することを抑えるためである。加えて、ウエハ１１などで反射した紫外線１０が後述の塗布部５に到達し、塗布部５の吐出部に残留した樹脂を硬化させてしまうことで後の塗布部の動作に異常が生じることを防止するためでもある。ここで、光源としては、例えば、高圧水銀ランプ、各種エキシマランプ、エキシマレーザーまたは発光ダイオードなどが採用可能である。なお、この光源は、被受光体である樹脂の特性に応じて適宜選択されるが、本発明は、光源の種類、数、または波長などにより限定されるものではない。また、モールド９は、ウエハ１１に対向する面に所定のパターン（例えば、回路パターンに対応した凹凸パターン９ａ）が３次元状に形成された型である。なお、モールド９の材質は、紫外線を透過させることが可能な石英などである。
【００１３】
モールド保持部（型保持部）３は、真空吸着力や静電力によりモールド９を引きつけて保持する型保持手段である。このモールド保持部３は、不図示であるが、モールドチャックと、ウエハ１１上に塗布された紫外線硬化樹脂にモールド９を押し付けるためにモールドチャックをＺ軸方向に駆動するモールド駆動機構とを含む。なお、インプリント装置１における押型および離型の各動作は、このようにモールド９をＺ方向に移動させることで実現してもよいが、例えば、ウエハステージ４（ウエハ１１）をＺ方向に移動させることで実現してもよく、または、その両方を移動させてもよい。
【００１４】
ウエハステージ４は、ウエハ１１を例えば真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を移動可能とする保持部である。ここで、ウエハ１１は、例えば単結晶シリコンからなる被処理体であり、この被処理面には、モールド９により成形される紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が塗布される。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４の位置決めのために各種計測を行う計測器１２を備える。後述の制御部８は、この計測器１２で計測された情報に基づいてウエハステージ４の位置決めを制御する。
【００１５】
塗布部５は、ウエハ１１上に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する塗布手段である。ここで、樹脂１３は、紫外線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って、半導体デバイスの種類などにより適宜選択される。なお、塗布部５は、図１に示すようにインプリント装置１の内部に設置せず、別途外部に塗布装置を準備し、この塗布装置により予め樹脂を塗布したウエハ１１をインプリント装置１の内部に導入する構成もあり得る。この構成によれば、インプリント装置１の内部での塗布工程がなくなるため、インプリント装置１での処理の迅速化が可能となる。また、塗布部５が不要となることから、インプリント装置１全体としての製造コストを抑えることができる。
【００１６】
第２光照射部６は、モールド９と樹脂１３とが非接触となったとき、すなわち、モールド９と樹脂１３とを引き離す離型処理の後に、再度、樹脂１３を硬化させる第２硬化処理としてウエハ１１に対して紫外線１４を照射する光照射装置（第２硬化手段）である。この第２光照射部６が有する光源は、第１光照射部６が有する光源と同様に高圧水銀ランプなどが採用可能である。なお、この第２光照射部６については、以下で詳説する。
【００１７】
基板搬送部７は、インプリント装置１の外部、またはインプリント装置１の内部に設置された基板収容部などからウエハステージ４へウエハ１１を搬送する搬送手段である。なお、本実施形態のインプリント装置１では、基板搬送部７を１つ設置するものとしているが、生産性を高めるために、ウエハ１１の供給（搬入）と回収（搬出）とをそれぞれ行う２つの基板搬送部を設置する構成もあり得る。
【００１８】
制御部８は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。この制御部８は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態では、制御部８は、モールド保持部３やウエハステージ４などの動作に加え、少なくとも第１光照射部２および第２光照射部６による紫外線照射を制御する。なお、制御部８は、インプリント装置１の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００１９】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御部８は、基板搬送部７によりウエハ１１をウエハステージ４に搬送し、このウエハ１１を載置および固定させた後、計測器１２にウエハ１１に対するアライメント計測を実施させる。次に、制御部８は、ウエハステージ４を塗布部５の塗布位置へ移動させ、その後、塗布部５は、塗布工程としてウエハ１１の所定のショット（インプリント領域）に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する。次に、制御部８は、ウエハ１１上の当該ショットがモールド９の直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させる。次に、制御部８は、モールド９とウエハ１１上の当該ショットとの位置合わせ、および不図示の倍率補正機構によるモールド９の倍率補正などを実施した後、モールド駆動機構を駆動させ、ウエハ１１上の樹脂１３にモールド９を押し付ける（押型工程）。このとき、樹脂１３は、押型によりモールド９に形成された凹凸パターン９ａの凹部に充填される。この状態で、第１光照射部２は、第１硬化処理（第１硬化工程）としてモールド９の背面（上面）から紫外線１０を照射して、モールド９を透過した紫外線１０により樹脂１３を硬化させる。ただし、この第１硬化処理では、樹脂１３を完全に硬化させるまで紫外線１０を照射することはせず、制御部８は、樹脂１３が半硬化の状態のまま、モールド駆動機構を再駆動させ、モールド９をウエハ１１から引き離す（離型工程）。
【００２０】
図２は、光照射による受光量Ｅに対する光硬化性樹脂の硬度Ｈを示すグラフである。図２に示すように、硬度Ｈは、受光量Ｅの増加と共に増加し、受光量Ｅｓ以上では硬度Ｈｓからほとんど変化しなくなる。この硬度がＨｓからほとんど変化しなくなった状態を以下「完全硬化状態」と呼ぶ。一方、硬度Ｈが、モールドと樹脂とを離型させても樹脂に形成されたパターン形状が維持される最低限の硬度Ｈｒ（＜Ｈｓ）よりも低いと、離型後に樹脂が流動してパターン形状が壊れてしまう。すなわち、硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓの範囲にあれば、離型を実施しても樹脂のパターン形状が維持される。この硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓの範囲にある状態を以下「半硬化状態」と呼ぶ。この場合、硬度ＨをＨｒとするのに必要な受光量をＥｒ（＜Ｅｓ）とすると、樹脂を半硬化状態にすることができる受光量Ｅの範囲は、Ｅｒ≦Ｅ＜Ｅｓとなる。このように、離型した際に樹脂に形成されたパターン形状が維持されるためには、樹脂を必ずしも完全硬化状態にする必要はなく、半硬化状態でもよい。したがって、樹脂をこの半硬化状態で離型することにより、完全硬化状態で離型させるよりも光の照射時間を短くすることができる。
【００２１】
しかしながら、樹脂を半硬化状態としたまま、その後の半導体デバイス製造工程、例えばエッチング工程に移行すると、エッチング耐性などに影響が出る場合がある。そこで、インプリント装置１では、第２光照射部６は、第２硬化処理として、離型された樹脂１３に対して総受光量ＥｔｏｔａｌがＥｓ≦Ｅｔｏｔａｌとなるように紫外線１４の追加照射（第２硬化工程）を実施することで、最終的に樹脂１３を完全硬化状態とする。この場合、まず、ウエハ１１上の全てのショットに対して半硬化状態でのパターン形成工程が完了した後、制御部８は、基板搬送部７により処理済みのウエハ１１を回収させ、ウエハステージ４に対して次に処理されるウエハ１１を供給する。次に、制御部８は、回収したウエハ１１を第２光照射部６の照射領域に搬送し、その照射領域下に位置したウエハ１１に対して光照射を実施させることで、樹脂１３を完全硬化状態とする。これにより、ウエハ１１上の各ショットの表面には、凹凸パターン９ａに倣った完全硬化状態の樹脂１３の層が形成される。一方、ウエハステージ４上には、次に処理されるウエハ１１が基板搬送部７により供給されている。したがって、インプリント装置１は、第２光照射部６によりウエハ１１上の樹脂１３に追加照射を実施している間に、ウエハステージ４上のウエハ１１に対してパターン形成工程を実施することができる。すなわち、インプリント装置１は、１つの装置にて、押型処理、第１硬化処理（半硬化工程）、および離型処理の一連のパターン形成工程と、半硬化状態の樹脂を完全硬化状態とする第２硬化処理（完全硬化工程）とを平行して実施することができる。
【００２２】
ここで、第２光照射部６による照射領域は、第１光照射部２による照射領域と同様、すなわち、凹凸パターン９ａの領域と同程度の領域としてもよいが、望ましくは、より広い領域、例えば、ウエハ１１全体を一括して照射可能な領域とするのがよい。また、第２光照射部６が照射する光の強度は、第１光照射部２による光の強度と同程度としてもよいが、望ましくは、第１光照射部６による光の強度よりも強い強度とするのがよい。これは、第２光照射部６による追加照射を狭い照射領域または弱い光強度で実施することによる生産性の低下を避けるためである。なお、第２光照射部６の照射領域は、例えばウエハ１１の直径と同程度、またはそれ以上の長さを有するスリット形状とする構成もあり得る。このような第２光照射部６を、上記のように基板搬送部７がウエハ１１を回収する搬送経路上に配置することで、第２光照射部６は、ウエハ１１の回収と並行してウエハ１１の表面全体に効率良く追加照射を行うことができる。さらに、第２光照射部６は、樹脂が完全硬化状態になるように、すなわち、樹脂の受光量ＥがＥｓ以上になるように光を照射できればよいので照射量の制御には高い精度を必要としない。したがって、第２光照射部６は、高価な光学素子などの構成要素を用いず、第１光照射部６よりも簡素な構成とすれば、インプリント装置１全体の製造コストを抑えることもできる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、半硬化状態のインプリント材の硬化処理を、基板保持部（ウエハステージ）からの基板の搬出後に（好ましくは、他の処理と並行して）行うことで生産性を向上させることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。図３は、本実施形態のインプリント装置２０の構成を示す図である。なお、図３において、図１におけるものと同一の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。本実施形態のインプリント装置２０の特徴は、第１実施形態のウエハステージ４に対応する第１ウエハステージ（第１基板保持部）２１と、もう１つの第２ウエハステージ（第２基板保持部）２２を有し、並行してウエハを処理することができる点にある。第１ウエハステージ２１と第２ウエハステージ２２とは、モールド保持部３の下と、第２光照射部６の下とに交互に移動可能である。また、インプリント装置２０は、第２光照射部６に隣接してウエハに対するアライメント計測を行う計測器２３を有する。さらに、第１実施形態の基板搬送部７の替わりに基板搬送部２４が、第２光照射部６に隣接して、第１ウエハステージ２１または第２ウエハステージ２２にウエハを搬送可能に設置されている。
【００２５】
ここで、制御部８は、第１ウエハステージ２１上の第１ウエハ２５に対してパターン形成工程を実施している間に、第２光照射部６の付近にある第２ウエハステージ２２上の第２ウエハ２６に対して計測器２３によりアライメント計測を実施させる。次に、制御部８は、第１実施形態と同様に半硬化状態で離型を実施した後に第１ウエハステージ２１を第２光照射部６の照射位置に移動させる。並行して、制御部８は、アライメント計測が完了した第２ウエハステージ２２をモールド９による押型位置に移動させる。そこで、制御部８は、第２ウエハ２６に対して、パターン形成工程を開始させる。一方、制御部８は、第２光照射部６に、第１ウエハ２５上の樹脂２７を完全硬化状態とする第２硬化処理を実施させる。そして、この第２硬化処理が完了した後、制御部８は、基板搬送部２４に、第１ウエハ２５を回収させ、その後、次にインプリント処理するウエハを第１ウエハステージ２１上に供給させる。制御部８は、以上のような処理を複数のウエハに対して繰り返す。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、１つのウエハに対するパターン形成工程と、別のウエハに対する第２硬化処理、搬送、またはアライメント計測などとを並行して実施することができるので、さらに生産性を向上させることができる。また、この場合、１つのウエハに対するパターン形成の間に、別のウエハに対するアライメント計測を実施することができる。したがって、例えば、ウエハステージを１つしか持たないインプリント装置と比較して、アライメント計測時間を長くとることができるため、アライメント計測精度の向上、ひいては製造されるデバイスの歩留まりの向上にもつながる。
【００２７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。図４は、本実施形態のインプリント装置３０の構成を示す平面図である。本実施形態のインプリント装置３０の特徴は、このインプリント装置３０全体をクラスタ構成とし、複数のインプリントモジュールＩＭに加えて、上記実施形態の第２光照射部６に対応する光の追加照射を実施する光照射モジュールＩＬＭを設置する点にある。なお、本実施形態における「クラスタ構成」とは、同様のインプリントモジュールＩＭを複数台、同一固定台（または床面）内に集合させる構成を示す。このクラスタ構成のメリットの１つは、複数のインプリントモジュールＩＭ間でウエハを搬送する搬送路を共有することにより、フットプリントを削減できる点である。また、もう１つのメリットは、複数のインプリントモジュールＩＭを統合して制御することにより、生産性が高い１台のインプリント装置として管理することができる点である。一般に、インプリント装置は、露光装置などのリソグラフィー装置と比較して、押型や離型などの処理が加わるため、生産性がおよそ４分の１以下と低い。このようにインプリント装置と他のリソグラフィー装置とで装置１台当たりの生産性の差が大きいと、例えばデバイス製造工程にて両者を混在させて使用する場合に管理が難しくなる。そこで、リソグラフィー装置１台と同等の生産性を有するようにインプリント装置をクラスタ構成とすれば、両者を混在させて使用する場合でも管理が比較的容易となる。
【００２８】
インプリント装置３０は、６台のインプリントモジュール（インプリント部）ＩＭ１〜ＩＭ６と、光照射モジュールＩＬＭと、これらの各モジュールＩＭ１〜ＩＭ６、ＩＬＭに隣設された基板搬送システム３１と、制御部３２とを含む。各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６は、それぞれ第２光照射部６が存在しないことを除いて、第１実施形態のインプリント装置１と基本的に同一構成である。なお、本実施形態では、インプリントモジュールＩＭの設置台数を６台としているが、これは一例であり、限定するものではない。
【００２９】
図５は、光照射モジュールＩＬＭの構成を示す図である。この独立モジュールである光照射モジュールＩＬＭは、光照射部４０と、基板格納庫４１と、基板搬送部４２とを有する第２硬化部である。まず、光照射部４０は、第１実施形態の第２光照射部６と同一構成であり、ウエハ４３上の半硬化状態にある樹脂を完全硬化させるために、ウエハ４３に対して紫外線４４を照射する照明手段である。基板格納庫４１は、基板搬送システム３１により搬送されたウエハ４３を複数枚格納可能とするウエハ保持部４１ａを有する格納手段である。なお、基板格納庫４１の構成または形状は、特に限定するものではなく、例えばＦＯＵＰのようなＳＥＭＩ規格に準拠した基板搬送用ケースでもよく、この場合、基板搬送システム３１によりＦＯＵＰ自体を光照射モジュールＩＬＭ内に搬入する構成もあり得る。また、基板搬送部４２は、光照射部４０と基板格納庫４１との間でウエハ４３の受け渡しを実施する搬送手段（搬送部）である。なお、生産性を高めるために、ウエハ４３の供給（搬入）と回収（搬出）とをそれぞれ行う２つの基板搬送部を設置する構成もあり得る。なお、本実施形態では、光照射モジュールＩＬＭをインプリント装置３０に１台設置する構成としているが、複数台設置する構成もあり得る。
【００３０】
基板搬送システム３１は、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６、および光照射モジュールＩＬＭの所定のウエハ搬入口に対して、処理前のウエハ４３を搬入し、かつ、処理済みのウエハ４３を搬出する不図示の搬送ロボットを有する。基板搬送システム３１は、インプリント装置３０が設置されるデバイス製造工場内の他の設備（処理装置）との間のウエハ４３の搬入出も実施する。さらに、制御部３２は、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６、光照射モジュールＩＬＭ、および基板搬送システム３１のそれぞれに対して回線３３を介して接続されており、その全てを統合的に制御し得る。なお、制御部３２は、インプリントモジュールＩＭのいずれかに含まれる制御部と併用してもよいし、インプリント装置３０の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００３１】
次に、インプリント装置３０によるインプリント処理について説明する。まず、制御部３２は、基板搬送システム３１により、デバイス製造工場内の他の設備から、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６に適宜ウエハ４３を搬送させる。ここで、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６は、ウエハ４３に対して、第１実施形態における押型処理、第１硬化処理、および離型処理をそれぞれ実施する。次に、制御部３２は、基板搬送システム３１により、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６から半硬化状態にある樹脂のパターンが形成されたウエハ４３を回収し、光照射モジュールＩＬＭに搬送させる。次に、この光照射モジュールＩＬＭでは、まず、基板搬送部４２は、基板搬送システム３１からウエハ４３を受け取り、一旦基板格納庫４１に格納する。次に、基板搬送部４２は、基板格納庫４１からウエハ４３を適宜取り出し、このウエハ４３を光照射部４０の照射領域に移動させる。このとき、光照射部４０は、第１実施形態の第２硬化処理と同様に、ウエハ４３に対して紫外線４４を照射することで、ウエハ４３上の樹脂を完全硬化状態とする。次に、基板搬送部４２は、樹脂が完全硬化状態となったウエハ４３を再度基板格納庫４１に格納する。光照射モジュールＩＬＭは、このような処理を基板格納庫４１に格納されたウエハ４３の枚数に応じて繰り返す。そして、制御部３２は、光照射モジュールＩＬＭにて処理が完了したウエハ４３を基板搬送システム３１によりデバイス製造工場内の他の設備へ搬出させる。このように、本実施形態は、複数のインプリントモジュールＩＭによるパターン形成工程、光照射モジュールＩＬＭによる第２硬化処理、基板搬送システム３１による搬送などを並行して実施することができる。したがって、生産性の点で有利である。
【００３２】
なお、光照射モジュールＩＬＭの構成は、上記に限らず以下のような構成もあり得る。図６は、図５に示す光照射モジュールＩＬＭの構成を変更した第１例としての光照射モジュールＩＬＭ２の構成を示す図である。この光照射モジュールＩＬＭ２の特徴は、紫外線を発する光源５０と、上記基板格納庫４１と同様にウエハ４３を複数枚格納可能とする基板格納庫５１とを有し、光源５０からの紫外線を、光ファイバ５２を介して基板格納庫５１の内部に導く点にある。光源５０は、上記の光照射部４０が有する光源と同様に高圧水銀ランプなどが採用可能である。この光源５０から発せられた紫外線は、光ファイバ５２により基板格納庫５１内の複数のウエハ保持部５１ａそれぞれに導かれ、射出光学系５３によりウエハ４３に対して照射される。この光照射モジュールＩＬＭ２によれば、図５に示す光照射モジュールＩＬＭよりも、基板格納庫４１内の全てのウエハ４３上の半硬化状態の樹脂を完全硬化させるのに要する時間を短縮することができる。また、光照射モジュールＩＬＭ２は、光照射モジュールＩＬＭが有するような基板搬送部４２を必要としないため、製造コストの点でも有利である。
【００３３】
図７は、図５に示す光照射モジュールＩＬＭの構成を変更した第２例としての光照射モジュールＩＬＭ３の構成を示す図である。この光照射モジュールＩＬＭ３の特徴は、基板格納庫６０内のウエハ保持部６０ａ毎に、光照射部６１を設置する点にある。この場合、光照射部６１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などが採用可能であり、ウエハ保持部６０ａに保持されたウエハ４３に対して紫外線を照射可能としている。なお、光照射部６１の数は、ウエハ保持部６０ａの設置数と同じである必要はなく、１つの照射部が複数のウエハ４３に対して紫外線を照射することができるようになっていてもよい。その場合、適当な光学系がさらに追加されていてもよい。この光照射モジュールＩＬＭ３は、図６に示す光照射モジュールＩＬＭ２に含まれるような光源や光ファイバなどの導光光学系を必要としないため、実装上有利となり得る。
【００３４】
（物品の製造方法）
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、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。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、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。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。
【００３５】
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および変更が可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、インプリント装置が光硬化法を採用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、熱サイクル法などの他の方式を採用するものであってもよい。例えば、熱サイクル法を採用する場合には光硬化性樹脂に換わって熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を使用する。この場合、第１硬化手段および第２硬化手段としては、紫外線を照射する光照射装置の替わりに、樹脂を加熱する加熱装置または樹脂を冷却する冷却装置を使用する。また、この第２硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量、すなわち、加熱領域または冷却領域などの処理面積（ショット数の考慮も含む）は、第１硬化手段による量よりも広い領域とすることがスループットの点からは望ましい。また、第２硬化手段による加熱能力または冷却能力は、第１硬化手段による加熱能力または冷却能力よりも高い能力とすることがスループットの点からは望ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１ インプリント装置
２ 第１光照射部
４ ウエハステージ
６ 第２光照射部
９ モールド
１１ ウエハ
１３ 樹脂
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ー技術に加え、基板上の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）をモールドにより成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで離型することにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
このインプリント装置では、あるショットにて樹脂が完全に硬化した後に離型を行い、その後、他のショットに対するインプリント処理に移行するのが一般的である。これに対して、一連のインプリント処理工程の時間を短縮させるために、あるショットにて樹脂が完全に硬化するのを待たず、半硬化の状態で離型を行い、他のショットに対するインプリント処理に移行する方法がある。例えば、特許文献１は、ある領域にて賦型フィルム（型）と基板上の未硬化樹脂とを接触させる押型を行った後、樹脂が完全に硬化する前に離型を行うポリエステル化粧板の製造方法を開示している。ただし、この製造方法は、赤外線を照射することにより樹脂を硬化させる熱サイクル法を採用している。また、特許文献２は、光照射を実施して重合を開始させた後、樹脂の重合が完了する前にモールドを離型させるインプリント方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１７２０１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０２３０９５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記特許文献１および２のように、半硬化の状態で離型を行う方法では、離型後の樹脂に対して再度光照射を実施して完全に硬化させる必要がある。しかしながら、特許文献１および２では、その後の光照射をどのような形態で実施するかについては言及されていない。
【０００６】
本発明は、スループットの点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、保持部を有し、該保持部に保持された基板上のインプリント材を型により成形して硬化させ、離型して、基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、型により成形されたインプリント材を離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段と、離型の後に保持部から搬出された基板上のインプリント材を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スループットの点で有利なインプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】光硬化性樹脂の受光量に対する硬さの変化を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図５】第３実施形態に係る光照射モジュールの構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る光照射モジュールの他の構成を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る光照射モジュールの他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図１は、本実施形態のインプリント装置の構成を示す図である。このインプリント装置は、半導体デバイスなどのデバイス製造に使用され、被処理体であるウエハ上（基板上）のインプリント材（典型的には未硬化樹脂）をモールド（型）で成形し、パターン（典型的には樹脂のパターン）を基板上に形成する装置である。なお、本実施形態のインプリント装置は、光硬化法を採用するものとする。また、以下の図においては、基板上の樹脂に対して紫外線を照射する各照射部の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。このインプリント装置１は、第１光照射部２と、モールド保持部３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、第２光照射部６と、基板搬送部７と、制御部８とを備える。
【００１２】
第１光照射部２は、モールド９とウエハ１１上の樹脂とを接触させる押型処理の後に、樹脂を硬化させる第１硬化処理として、モールド９に対して紫外線１０を照射する光照射装置（第１硬化手段）である。この第１光照射部２は、不図示であるが、光源と、該光源から射出される紫外線１０を被照射面となる後述の凹凸パターン９ａに対して所定の形状で均一に照射するための複数の光学素子とから構成される。特に、第１光照射部２による光の照射領域（照射範囲）は、凹凸パターン９ａの領域と同程度、または凹凸パターン９ａの領域よりもわずかに大きい広い領域であることが望ましい。これは、照射領域を必要最小限とすることで、照射に伴う熱に起因してモールド９またはウエハ１１が膨張し、樹脂に転写されるパターンに位置ズレや歪みが発生することを抑えるためである。加えて、ウエハ１１などで反射した紫外線１０が後述の塗布部５に到達し、塗布部５の吐出部に残留した樹脂を硬化させてしまうことで後の塗布部の動作に異常が生じることを防止するためでもある。ここで、光源としては、例えば、高圧水銀ランプ、各種エキシマランプ、エキシマレーザーまたは発光ダイオードなどが採用可能である。なお、この光源は、被受光体である樹脂の特性に応じて適宜選択されるが、本発明は、光源の種類、数、または波長などにより限定されるものではない。また、モールド９は、ウエハ１１に対向する面に所定のパターン（例えば、回路パターンに対応した凹凸パターン９ａ）が３次元状に形成された型である。なお、モールド９の材質は、紫外線を透過させることが可能な石英などである。
【００１３】
モールド保持部（型保持部）３は、真空吸着力や静電力によりモールド９を引きつけて保持する型保持手段である。このモールド保持部３は、不図示であるが、モールドチャックと、ウエハ１１上に塗布された紫外線硬化樹脂にモールド９を押し付けるためにモールドチャックをＺ軸方向に駆動するモールド駆動機構とを含む。なお、インプリント装置１における押型および離型の各動作は、このようにモールド９をＺ方向に移動させることで実現してもよいが、例えば、ウエハステージ４（ウエハ１１）をＺ方向に移動させることで実現してもよく、または、その両方を移動させてもよい。
【００１４】
ウエハステージ４は、ウエハ１１を例えば真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を移動可能とする保持部である。ここで、ウエハ１１は、例えば単結晶シリコンからなる被処理体であり、この被処理面には、モールド９により成形される紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が塗布される。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４の位置決めのために各種計測を行う計測器１２を備える。後述の制御部８は、この計測器１２で計測された情報に基づいてウエハステージ４の位置決めを制御する。
【００１５】
塗布部５は、ウエハ１１上に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する塗布手段である。ここで、樹脂１３は、紫外線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って、半導体デバイスの種類などにより適宜選択される。なお、塗布部５は、図１に示すようにインプリント装置１の内部に設置せず、別途外部に塗布装置を準備し、この塗布装置により予め樹脂を塗布したウエハ１１をインプリント装置１の内部に導入する構成もあり得る。この構成によれば、インプリント装置１の内部での塗布工程がなくなるため、インプリント装置１での処理の迅速化が可能となる。また、塗布部５が不要となることから、インプリント装置１全体としての製造コストを抑えることができる。
【００１６】
第２光照射部６は、モールド９と樹脂１３とが非接触となったとき、すなわち、モールド９と樹脂１３とを引き離す離型処理の後に、再度、樹脂１３を硬化させる第２硬化処理としてウエハ１１に対して紫外線１４を照射する光照射装置（第２硬化手段）である。この第２光照射部６が有する光源は、第１光照射部６が有する光源と同様に高圧水銀ランプなどが採用可能である。なお、この第２光照射部６については、以下で詳説する。
【００１７】
基板搬送部７は、インプリント装置１の外部、またはインプリント装置１の内部に設置された基板収容部などからウエハステージ４へウエハ１１を搬送する搬送手段である。なお、本実施形態のインプリント装置１では、基板搬送部７を１つ設置するものとしているが、生産性を高めるために、ウエハ１１の供給（搬入）と回収（搬出）とをそれぞれ行う２つの基板搬送部を設置する構成もあり得る。
【００１８】
制御部８は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。この制御部８は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態では、制御部８は、モールド保持部３やウエハステージ４などの動作に加え、少なくとも第１光照射部２および第２光照射部６による紫外線照射を制御する。なお、制御部８は、インプリント装置１の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００１９】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御部８は、基板搬送部７によりウエハ１１をウエハステージ４に搬送し、このウエハ１１を載置および固定させた後、計測器１２にウエハ１１に対するアライメント計測を実施させる。次に、制御部８は、ウエハステージ４を塗布部５の塗布位置へ移動させ、その後、塗布部５は、塗布工程としてウエハ１１の所定のショット（インプリント領域）に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する。次に、制御部８は、ウエハ１１上の当該ショットがモールド９の直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させる。次に、制御部８は、モールド９とウエハ１１上の当該ショットとの位置合わせ、および不図示の倍率補正機構によるモールド９の倍率補正などを実施した後、モールド駆動機構を駆動させ、ウエハ１１上の樹脂１３にモールド９を押し付ける（押型工程）。このとき、樹脂１３は、押型によりモールド９に形成された凹凸パターン９ａの凹部に充填される。この状態で、第１光照射部２は、第１硬化処理（第１硬化工程）としてモールド９の背面（上面）から紫外線１０を照射して、モールド９を透過した紫外線１０により樹脂１３を硬化させる。ただし、この第１硬化処理では、樹脂１３を完全に硬化させるまで紫外線１０を照射することはせず、制御部８は、樹脂１３が半硬化の状態のまま、モールド駆動機構を再駆動させ、モールド９をウエハ１１から引き離す（離型工程）。
【００２０】
図２は、光照射による受光量Ｅに対する光硬化性樹脂の硬度Ｈを示すグラフである。図２に示すように、硬度Ｈは、受光量Ｅの増加と共に増加し、受光量Ｅｓ以上では硬度Ｈｓからほとんど変化しなくなる。この硬度がＨｓからほとんど変化しなくなった状態を以下「完全硬化状態」と呼ぶ。一方、硬度Ｈが、モールドと樹脂とを離型させても樹脂に形成されたパターン形状が維持される最低限の硬度Ｈｒ（＜Ｈｓ）よりも低いと、離型後に樹脂が流動してパターン形状が壊れてしまう。すなわち、硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓの範囲にあれば、離型を実施しても樹脂のパターン形状が維持される。この硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓの範囲にある状態を以下「半硬化状態」と呼ぶ。この場合、硬度ＨをＨｒとするのに必要な受光量をＥｒ（＜Ｅｓ）とすると、樹脂を半硬化状態にすることができる受光量Ｅの範囲は、Ｅｒ≦Ｅ＜Ｅｓとなる。このように、離型した際に樹脂に形成されたパターン形状が維持されるためには、樹脂を必ずしも完全硬化状態にする必要はなく、半硬化状態でもよい。したがって、樹脂をこの半硬化状態で離型することにより、完全硬化状態で離型させるよりも光の照射時間を短くすることができる。
【００２１】
しかしながら、樹脂を半硬化状態としたまま、その後の半導体デバイス製造工程、例えばエッチング工程に移行すると、エッチング耐性などに影響が出る場合がある。そこで、インプリント装置１では、第２光照射部６は、第２硬化処理として、離型された樹脂１３に対して総受光量ＥｔｏｔａｌがＥｓ≦Ｅｔｏｔａｌとなるように紫外線１４の追加照射（第２硬化工程）を実施することで、最終的に樹脂１３を完全硬化状態とする。この場合、まず、ウエハ１１上の全てのショットに対して半硬化状態でのパターン形成工程が完了した後、制御部８は、基板搬送部７により処理済みのウエハ１１を回収させ、ウエハステージ４に対して次に処理されるウエハ１１を供給する。次に、制御部８は、回収したウエハ１１を第２光照射部６の照射領域に搬送し、その照射領域下に位置したウエハ１１に対して光照射を実施させることで、樹脂１３を完全硬化状態とする。これにより、ウエハ１１上の各ショットの表面には、凹凸パターン９ａに倣った完全硬化状態の樹脂１３の層が形成される。一方、ウエハステージ４上には、次に処理されるウエハ１１が基板搬送部７により供給されている。したがって、インプリント装置１は、第２光照射部６によりウエハ１１上の樹脂１３に追加照射を実施している間に、ウエハステージ４上のウエハ１１に対してパターン形成工程を実施することができる。すなわち、インプリント装置１は、１つの装置にて、押型処理、第１硬化処理（半硬化工程）、および離型処理の一連のパターン形成工程と、半硬化状態の樹脂を完全硬化状態とする第２硬化処理（完全硬化工程）とを平行して実施することができる。
【００２２】
ここで、第２光照射部６による照射領域は、第１光照射部２による照射領域と同様、すなわち、凹凸パターン９ａの領域と同程度の領域としてもよいが、望ましくは、より広い領域、例えば、ウエハ１１全体を一括して照射可能な領域とするのがよい。また、第２光照射部６が照射する光の強度は、第１光照射部２による光の強度と同程度としてもよいが、望ましくは、第１光照射部６による光の強度よりも強い強度とするのがよい。これは、第２光照射部６による追加照射を狭い照射領域または弱い光強度で実施することによる生産性の低下を避けるためである。なお、第２光照射部６の照射領域は、例えばウエハ１１の直径と同程度、またはそれ以上の長さを有するスリット形状とする構成もあり得る。このような第２光照射部６を、上記のように基板搬送部７がウエハ１１を回収する搬送経路上に配置することで、第２光照射部６は、ウエハ１１の回収と並行してウエハ１１の表面全体に効率良く追加照射を行うことができる。さらに、第２光照射部６は、樹脂が完全硬化状態になるように、すなわち、樹脂の受光量ＥがＥｓ以上になるように光を照射できればよいので照射量の制御には高い精度を必要としない。したがって、第２光照射部６は、高価な光学素子などの構成要素を用いず、第１光照射部６よりも簡素な構成とすれば、インプリント装置１全体の製造コストを抑えることもできる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、半硬化状態のインプリント材の硬化処理を、基板保持部（ウエハステージ）からの基板の搬出後に（好ましくは、他の処理と並行して）行うことで生産性を向上させることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。図３は、本実施形態のインプリント装置２０の構成を示す図である。なお、図３において、図１におけるものと同一の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。本実施形態のインプリント装置２０の特徴は、第１実施形態のウエハステージ４に対応する第１ウエハステージ（第１基板保持部）２１と、もう１つの第２ウエハステージ（第２基板保持部）２２を有し、並行してウエハを処理することができる点にある。第１ウエハステージ２１と第２ウエハステージ２２とは、モールド保持部３の下と、第２光照射部６の下とに交互に移動可能である。また、インプリント装置２０は、第２光照射部６に隣接してウエハに対するアライメント計測を行う計測器２３を有する。さらに、第１実施形態の基板搬送部７の替わりに基板搬送部２４が、第２光照射部６に隣接して、第１ウエハステージ２１または第２ウエハステージ２２にウエハを搬送可能に設置されている。
【００２５】
ここで、制御部８は、第１ウエハステージ２１上の第１ウエハ２５に対してパターン形成工程を実施している間に、第２光照射部６の付近にある第２ウエハステージ２２上の第２ウエハ２６に対して計測器２３によりアライメント計測を実施させる。次に、制御部８は、第１実施形態と同様に半硬化状態で離型を実施した後に第１ウエハステージ２１を第２光照射部６の照射位置に移動させる。並行して、制御部８は、アライメント計測が完了した第２ウエハステージ２２をモールド９による押型位置に移動させる。そこで、制御部８は、第２ウエハ２６に対して、パターン形成工程を開始させる。一方、制御部８は、第２光照射部６に、第１ウエハ２５上の樹脂２７を完全硬化状態とする第２硬化処理を実施させる。そして、この第２硬化処理が完了した後、制御部８は、基板搬送部２４に、第１ウエハ２５を回収させ、その後、次にインプリント処理するウエハを第１ウエハステージ２１上に供給させる。制御部８は、以上のような処理を複数のウエハに対して繰り返す。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、１つのウエハに対するパターン形成工程と、別のウエハに対する第２硬化処理、搬送、またはアライメント計測などとを並行して実施することができるので、さらに生産性を向上させることができる。また、この場合、１つのウエハに対するパターン形成の間に、別のウエハに対するアライメント計測を実施することができる。したがって、例えば、ウエハステージを１つしか持たないインプリント装置と比較して、アライメント計測時間を長くとることができるため、アライメント計測精度の向上、ひいては製造されるデバイスの歩留まりの向上にもつながる。
【００２７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。図４は、本実施形態のインプリント装置３０の構成を示す平面図である。本実施形態のインプリント装置３０の特徴は、このインプリント装置３０全体をクラスタ構成とし、複数のインプリントモジュールＩＭに加えて、上記実施形態の第２光照射部６に対応する光の追加照射を実施する光照射モジュールＩＬＭを設置する点にある。なお、本実施形態における「クラスタ構成」とは、同様のインプリントモジュールＩＭを複数台、同一固定台（または床面）内に集合させる構成を示す。このクラスタ構成のメリットの１つは、複数のインプリントモジュールＩＭ間でウエハを搬送する搬送路を共有することにより、フットプリントを削減できる点である。また、もう１つのメリットは、複数のインプリントモジュールＩＭを統合して制御することにより、生産性が高い１台のインプリント装置として管理することができる点である。一般に、インプリント装置は、露光装置などのリソグラフィー装置と比較して、押型や離型などの処理が加わるため、生産性がおよそ４分の１以下と低い。このようにインプリント装置と他のリソグラフィー装置とで装置１台当たりの生産性の差が大きいと、例えばデバイス製造工程にて両者を混在させて使用する場合に管理が難しくなる。そこで、リソグラフィー装置１台と同等の生産性を有するようにインプリント装置をクラスタ構成とすれば、両者を混在させて使用する場合でも管理が比較的容易となる。
【００２８】
インプリント装置３０は、６台のインプリントモジュール（インプリント部）ＩＭ１〜ＩＭ６と、光照射モジュールＩＬＭと、これらの各モジュールＩＭ１〜ＩＭ６、ＩＬＭに隣設された基板搬送システム３１と、制御部３２とを含む。各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６は、それぞれ第２光照射部６が存在しないことを除いて、第１実施形態のインプリント装置１と基本的に同一構成である。なお、本実施形態では、インプリントモジュールＩＭの設置台数を６台としているが、これは一例であり、限定するものではない。
【００２９】
図５は、光照射モジュールＩＬＭの構成を示す図である。この独立モジュールである光照射モジュールＩＬＭは、光照射部４０と、基板格納庫４１と、基板搬送部４２とを有する第２硬化部である。まず、光照射部４０は、第１実施形態の第２光照射部６と同一構成であり、ウエハ４３上の半硬化状態にある樹脂を完全硬化させるために、ウエハ４３に対して紫外線４４を照射する照明手段である。基板格納庫４１は、基板搬送システム３１により搬送されたウエハ４３を複数枚格納可能とするウエハ保持部４１ａを有する格納手段である。なお、基板格納庫４１の構成または形状は、特に限定するものではなく、例えばＦＯＵＰのようなＳＥＭＩ規格に準拠した基板搬送用ケースでもよく、この場合、基板搬送システム３１によりＦＯＵＰ自体を光照射モジュールＩＬＭ内に搬入する構成もあり得る。また、基板搬送部４２は、光照射部４０と基板格納庫４１との間でウエハ４３の受け渡しを実施する搬送手段（搬送部）である。なお、生産性を高めるために、ウエハ４３の供給（搬入）と回収（搬出）とをそれぞれ行う２つの基板搬送部を設置する構成もあり得る。なお、本実施形態では、光照射モジュールＩＬＭをインプリント装置３０に１台設置する構成としているが、複数台設置する構成もあり得る。
【００３０】
基板搬送システム３１は、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６、および光照射モジュールＩＬＭの所定のウエハ搬入口に対して、処理前のウエハ４３を搬入し、かつ、処理済みのウエハ４３を搬出する不図示の搬送ロボットを有する。基板搬送システム３１は、インプリント装置３０が設置されるデバイス製造工場内の他の設備（処理装置）との間のウエハ４３の搬入出も実施する。さらに、制御部３２は、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６、光照射モジュールＩＬＭ、および基板搬送システム３１のそれぞれに対して回線３３を介して接続されており、その全てを統合的に制御し得る。なお、制御部３２は、インプリントモジュールＩＭのいずれかに含まれる制御部と併用してもよいし、インプリント装置３０の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００３１】
次に、インプリント装置３０によるインプリント処理について説明する。まず、制御部３２は、基板搬送システム３１により、デバイス製造工場内の他の設備から、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６に適宜ウエハ４３を搬送させる。ここで、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６は、ウエハ４３に対して、第１実施形態における押型処理、第１硬化処理、および離型処理をそれぞれ実施する。次に、制御部３２は、基板搬送システム３１により、各インプリントモジュールＩＭ１〜ＩＭ６から半硬化状態にある樹脂のパターンが形成されたウエハ４３を回収し、光照射モジュールＩＬＭに搬送させる。次に、この光照射モジュールＩＬＭでは、まず、基板搬送部４２は、基板搬送システム３１からウエハ４３を受け取り、一旦基板格納庫４１に格納する。次に、基板搬送部４２は、基板格納庫４１からウエハ４３を適宜取り出し、このウエハ４３を光照射部４０の照射領域に移動させる。このとき、光照射部４０は、第１実施形態の第２硬化処理と同様に、ウエハ４３に対して紫外線４４を照射することで、ウエハ４３上の樹脂を完全硬化状態とする。次に、基板搬送部４２は、樹脂が完全硬化状態となったウエハ４３を再度基板格納庫４１に格納する。光照射モジュールＩＬＭは、このような処理を基板格納庫４１に格納されたウエハ４３の枚数に応じて繰り返す。そして、制御部３２は、光照射モジュールＩＬＭにて処理が完了したウエハ４３を基板搬送システム３１によりデバイス製造工場内の他の設備へ搬出させる。このように、本実施形態は、複数のインプリントモジュールＩＭによるパターン形成工程、光照射モジュールＩＬＭによる第２硬化処理、基板搬送システム３１による搬送などを並行して実施することができる。したがって、生産性の点で有利である。
【００３２】
なお、光照射モジュールＩＬＭの構成は、上記に限らず以下のような構成もあり得る。図６は、図５に示す光照射モジュールＩＬＭの構成を変更した第１例としての光照射モジュールＩＬＭ２の構成を示す図である。この光照射モジュールＩＬＭ２の特徴は、紫外線を発する光源５０と、上記基板格納庫４１と同様にウエハ４３を複数枚格納可能とする基板格納庫５１とを有し、光源５０からの紫外線を、光ファイバ５２を介して基板格納庫５１の内部に導く点にある。光源５０は、上記の光照射部４０が有する光源と同様に高圧水銀ランプなどが採用可能である。この光源５０から発せられた紫外線は、光ファイバ５２により基板格納庫５１内の複数のウエハ保持部５１ａそれぞれに導かれ、射出光学系５３によりウエハ４３に対して照射される。この光照射モジュールＩＬＭ２によれば、図５に示す光照射モジュールＩＬＭよりも、基板格納庫４１内の全てのウエハ４３上の半硬化状態の樹脂を完全硬化させるのに要する時間を短縮することができる。また、光照射モジュールＩＬＭ２は、光照射モジュールＩＬＭが有するような基板搬送部４２を必要としないため、製造コストの点でも有利である。
【００３３】
図７は、図５に示す光照射モジュールＩＬＭの構成を変更した第２例としての光照射モジュールＩＬＭ３の構成を示す図である。この光照射モジュールＩＬＭ３の特徴は、基板格納庫６０内のウエハ保持部６０ａ毎に、光照射部６１を設置する点にある。この場合、光照射部６１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などが採用可能であり、ウエハ保持部６０ａに保持されたウエハ４３に対して紫外線を照射可能としている。なお、光照射部６１の数は、ウエハ保持部６０ａの設置数と同じである必要はなく、１つの照射部が複数のウエハ４３に対して紫外線を照射することができるようになっていてもよい。その場合、適当な光学系がさらに追加されていてもよい。この光照射モジュールＩＬＭ３は、図６に示す光照射モジュールＩＬＭ２に含まれるような光源や光ファイバなどの導光光学系を必要としないため、実装上有利となり得る。
【００３４】
（物品の製造方法）
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、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。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、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。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。
【００３５】
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および変更が可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、インプリント装置が光硬化法を採用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、熱サイクル法などの他の方式を採用するものであってもよい。例えば、熱サイクル法を採用する場合には光硬化性樹脂に換わって熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を使用する。この場合、第１硬化手段および第２硬化手段としては、紫外線を照射する光照射装置の替わりに、樹脂を加熱する加熱装置または樹脂を冷却する冷却装置を使用する。また、この第２硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量、すなわち、加熱領域または冷却領域などの処理面積（ショット数の考慮も含む）は、第１硬化手段による量よりも広い領域とすることがスループットの点からは望ましい。また、第２硬化手段による加熱能力または冷却能力は、第１硬化手段による加熱能力または冷却能力よりも高い能力とすることがスループットの点からは望ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１ インプリント装置
２ 第１光照射部
４ ウエハステージ
６ 第２光照射部
９ モールド
１１ ウエハ
１３ 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部を有し、該保持部に保持された基板上のインプリント材を型により成形して硬化させ、離型して、前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
前記型により成形されたインプリント材を前記離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段と、
前記離型の後に前記保持部から搬出された前記基板上のインプリント材を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
離型しても成形されたインプリント材の形状が維持されるインプリント材の所定の硬度をＨｒ、Ｈｒより大きいインプリント材の硬度をＨｓとして、
前記第１硬化手段は、前記インプリント材の硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓを満たすように前記インプリント材を硬化させ、
前記第２硬化手段は、前記インプリント材の硬度Ｈが硬度Ｈｓとなるように前記インプリント材を硬化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記第２硬化手段は、前記基板の搬送と並行して前記第２硬化処理を実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記第２硬化手段は、前記第１硬化処理を含む１つの基板に対する前記インプリント処理と並行して、他の基板に対する前記第２硬化処理を実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項５】
それぞれ、前記第１硬化処理を含む前記インプリント処理を実施する複数のインプリント部と、
前記第２硬化手段を含む第２硬化部と、
前記複数のインプリント部と前記第２硬化部との間で前記基板の搬送を実施する搬送部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記第２硬化部は、前記搬送部により搬送された基板を格納する格納庫を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記第２硬化手段は、前記格納庫に設けられ、前記格納庫に格納された基板上のインプリント材を硬化させる、
ことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記第２硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量は、前記第１硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量より大きい、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
請求項１〜８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樹脂のパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１】
保持部を有し、該保持部に保持された基板上のインプリント材を型により成形して硬化させ、離型して、前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
前記型により成形されたインプリント材を前記離型の前に硬化させる第１硬化処理を実施する第１硬化手段と、
前記離型の後に前記保持部から搬出された前記基板上のインプリント材を硬化させる第２硬化処理を実施する第２硬化手段と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
離型しても成形されたインプリント材の形状が維持されるインプリント材の所定の硬度をＨｒ、Ｈｒより大きいインプリント材の硬度をＨｓとして、
前記第１硬化手段は、前記インプリント材の硬度ＨがＨｒ≦Ｈ＜Ｈｓを満たすように前記インプリント材を硬化させ、
前記第２硬化手段は、前記インプリント材の硬度Ｈが硬度Ｈｓとなるように前記インプリント材を硬化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記第２硬化手段は、前記基板の搬送と並行して前記第２硬化処理を実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記第２硬化手段は、前記第１硬化処理を含む１つの基板に対する前記インプリント処理と並行して、他の基板に対する前記第２硬化処理を実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項５】
それぞれ、前記第１硬化処理を含む前記インプリント処理を実施する複数のインプリント部と、
前記第２硬化手段を含む第２硬化部と、
前記複数のインプリント部と前記第２硬化部との間で前記基板の搬送を実施する搬送部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記第２硬化部は、前記搬送部により搬送された基板を格納する格納庫を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記第２硬化手段は、前記格納庫に設けられ、前記格納庫に格納された基板上のインプリント材を硬化させる、
ことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記第２硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量は、前記第１硬化手段による単位時間当たりの処理領域の量より大きい、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
請求項１〜８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樹脂のパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６４８０９（Ｐ２０１２−１６４８０９Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９８４（Ｐ２０１１−２３９８４）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]