インプリント装置、それを用いた物品の製造方法
【課題】型に対する樹脂の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、基板全体に施される処理の均一性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、基板１２上の未硬化樹脂１５を型８により成形して硬化させて、基板１２上に硬化した樹脂１５のパターンを形成する。このインプリント装置１は、型８と未硬化樹脂１５との押し付けに際し、型８の側から基板１２上に向けてガスを供給し、かつ供給されたガスを型８の側で回収するガス供給機構４と、基板１２を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された基板１２の表面に合わせた表面高さで基板１２を囲むように外側に配置される平板部２２を有する基板保持部５と、基板保持部５に保持された基板１２の外周側面と、平板部２２の基板１２に向かう内周側面との間に存在する間隙領域２４に入り込んだガスを回収するガス回収機構２５とを有する。
【解決手段】インプリント装置１は、基板１２上の未硬化樹脂１５を型８により成形して硬化させて、基板１２上に硬化した樹脂１５のパターンを形成する。このインプリント装置１は、型８と未硬化樹脂１５との押し付けに際し、型８の側から基板１２上に向けてガスを供給し、かつ供給されたガスを型８の側で回収するガス供給機構４と、基板１２を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された基板１２の表面に合わせた表面高さで基板１２を囲むように外側に配置される平板部２２を有する基板保持部５と、基板保持部５に保持された基板１２の外周側面と、平板部２２の基板１２に向かう内周側面との間に存在する間隙領域２４に入り込んだガスを回収するガス回収機構２５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、それを用いた物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）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領域に紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
上記技術を採用したインプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付ける際に、型に形成されている微細な凹凸パターンに未硬化樹脂が好適に充填され、一方、型と硬化した樹脂とを引き離す際には、引き離し力が可能な限り低減されることが望ましい。これに対し、非特許文献１は、インプリント処理の際に、型とウエハ上の樹脂との間の隙間に特定のガス（ペンタフルオロプロパン）を供給することで、上記の充填性または離型性を向上させる方法を記載している。しかしながら、非特許文献１には、ウエハの端部の領域に対するインプリント処理が考慮されていない。例えば半導体デバイスの一連の製造工程では、インプリント装置により常に基板の端部から同一の距離の部分にまで樹脂パターンが形成されていないと、後の製造工程にて基板全体に対して均一な処理を施すことができない。この場合、結果的に基板全体でのデバイスの歩留まりの低下を引き起こす。これは、例えば露光装置を用いた製造工程でも同様である。ここで、特許文献１は、ウエハステージに載置されたウエハの外側に、ウエハの表面と同等の高さ（表面高さ）を有する同面板を配置した液浸露光装置を開示している。この液浸露光装置においても、ウエハの端部と同面板との間隙から気泡を巻き込むことに起因して、ウエハの端部と中央部とでのデバイスに差が生じ、ウエハ全体でのデバイスの歩留まりの低下を引き起こす。そこで、特許文献１に示す液浸露光装置では、上記の間隙に積極的に水を流して気泡の巻き込みを抑制することで、ウエハの端部でも均一なデバイスを形成し、歩留まりの低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８―２１８９７６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Hiroshi Hiroshima, “Release force reduction in UV nanoimprint by mold orientationcontrol and by gas environment”, JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY, Nov/Dec2009, B27(6), P. 2862-2865
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す構成を、非特許文献１に示す方法を採用したインプリント装置にそのまま適用することは難しい。非特許文献１に示されたガスであるペンタフルオロプロパンは、常温、常圧で気体であるため、ウエハと、このウエハの外側に配置されている同面板との間隙では、この間隙に沿って伝達し、インプリント装置内のその他の空間に漏えいしてしまうからである。このペンタフルオロプロパンは、温暖化係数が高いため、漏えいすることは好ましくなく、その都度全量回収することが望まれる。ここで、充填性と離型性とが考慮されていれば、上記のようなインプリント装置にペンタフルオロプロパン以外のガスを採用することも考えられるが、採用可能なガスは、他のフッ素系のガスや樹脂の粘度を低下させる樹脂溶剤からなるガスなどである。このようなガスも、温暖化係数、インプリント装置内の環境維持、または可燃性ガスである場合の防爆対策などの観点から、全量回収することが望ましいのは同様である。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、型に対する樹脂の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、基板全体に施される処理の均一性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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、型と未硬化樹脂との押し付けに際し、型の側から基板上に向けてガスを供給し、かつ供給されたガスを型の側で回収するガス供給機構と、基板を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された基板の表面に合わせた表面高さで基板を囲むように外側に配置される平板部を有する基板保持部と、基板保持部に保持された基板の外周側面と、平板部の基板に向かう内周側面との間に存在する間隙領域に入り込んだガスを回収するガス回収機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、型に対する樹脂の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、基板全体に施される処理の均一性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】
【００１０】
【図１】本発明の一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】ウエハステージ側から見たモールドの表面を示す図である。
【図３】ウエハステージ上の同面板の構成を示す図である。
【図４】ガス回収機構の回収管の他の構成例を示す図である。
【図５】ガス回収機構が間隙領域にあるガスを回収する状態を示す図である。
【図６】ガス回収機構が間隙領域にあるガスを回収する他の状態を示す図である。
【図７】従来のガス供給機構がガスの供給および回収する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。このインプリント装置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、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の各図において、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行に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。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ガス供給機構４と、ウエハステージ５と、塗布部６と、制御部７とを備える。
【００１３】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、光源１０と、この光源１０から射出された紫外線９をインプリントに適切な光に調整するための光学素子１１とから構成される。なお、本実施形態では光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、光照射部２に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１４】
モールド８は、外周形状が矩形であり、ウエハ１２に対向する面に３次元状に形成されたパターン部（例えば、表面上に回路パターンなどの転写すべき微細な凹凸パターンを有する凸部）８ａを含む。このモールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な石英などである。また、モールド８は、以下のような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。
【００１５】
モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１３と、このモールドチャック１３を保持し、モールド８（モールドチャック１３）を移動させるモールド駆動機構１４とを有する。モールドチャック１３は、モールド８における紫外線９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モールド８を保持し得る。例えば、モールドチャック１３が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１３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によりモールド８の脱着が切り替えられる。モールド駆動機構１４は、モールド８とウエハ１２上の樹脂１５との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド８をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１４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またはエアシリンダがある。また、モールド駆動機構１４は、モールド８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（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８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、上述のようにモールド８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ５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。
【００１６】
また、モールドチャック１３およびモールド駆動機構１４は、光照射部２から射出された紫外線９がウエハ１２に向けて照射されるように、中心部（内側）に開口領域１６を有する。この開口領域１６には、不図示であるが、開口領域１６の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。この圧力調整装置は、例えば、押し付け動作に際し、前記空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部８ａをウエハ１２に向かい凸形に撓ませ、樹脂１５に対してパターン部８ａの中心部から接触させる。これにより、パターン部８ａと樹脂１５との間に気体（空気）が閉じ込められるのを抑え、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１５を隅々まで充填させることができる。さらに、モールド保持機構３は、モールドチャック１３におけるモールド８の保持側に、モールド８の側面に外力または変位を与えることによりモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する倍率補正機構１７を有する。
【００１７】
ガス供給機構４は、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１５が充填される時間を短縮させたり、充填された樹脂１５に気泡が残留することを防止させたりする充填性の観点から、押し付け動作時にモールド８とウエハ１２との隙間にガスを供給する。また、ガス供給機構４は、引き離し力を可能な限り低減させる離型性の観点から、引き離し動作時にも同様にガスを供給する。図２は、ウエハステージ５側から見たモールド８の表面を示す概略平面図である。なお、この図２では、モールド８の位置に対応した後述するウエハステージ５上のウエハ１２と同面板２２とを点線で示している。ガス供給機構４は、まず、ウエハステージ５上に載置されたウエハ１２側へガスを供給（放出）する複数の供給口１８と、この供給口１８から供給されたガスを回収する複数の回収口１９とを有する。また、ガス供給機構４は、供給口１８および回収口１９にそれぞれ接続され、ガスの供給量を適宜調整しつつ、ガスの供給および回収を制御するガス制御部２０を含む。供給口１８（１８ａ〜１８ｄ）は、図２に示すように、モールド８に形成されたパターン部８ａの外周領域の四方に設置される。一方、回収口１９（１９ａ〜１９ｄ）は、図２に示すように、モールド８の四方側面に隣接して設置される。ここで、供給口１８のガス放出面は、押し付け動作時にウエハ１２上の樹脂１５との接触を回避するために、モールド８のウエハ１２に向かう側の面と同等の高さに設定される。また、ガス供給機構４が供給するガスとしては、上記の観点から、ペンタフルオロプロパンなどが望ましい。
【００１８】
ウエハ１２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド８に形成されたパターン部８ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）１５が塗布される。
【００１９】
ウエハステージ（基板保持部）５は、ウエハ１２を保持し、押し付け動作に際し、モールド８と樹脂１５との位置合わせを実施する。このウエハステージ５は、ウエハ１２を吸着力により保持するウエハチャック２１と、ウエハ１２の表面と同等の表面高さを有し、ウエハ１２の外側（外周近傍）に配置される同面板２２とを有する。さらに、ウエハステージ５は、ウエハチャック２１を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構２３を有する。図３は、ウエハステージ５上の同面板２２の構成を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ´断面線に対応したモールド８を含む断面図である。同面板（平板部）２２は、ウエハ１２上にて中心から離れた位置に存在するショット領域を処理対象としてインプリント処理を実施する際に、パターン部８とウエハ１２との隙間空間にて供給ガスの充填を維持する。ここで、ウエハ１２の外径は、その製造ロットによりバラツキがあり、このバラツキに対応するために、ウエハ１２の外周側面に対向する同面板２２の開口の内径は、通常のウエハ１２の最大外径よりも大きい。したがって、ウエハ１２の外周側面と同面板２２の内周側面（開口側面）との間には、間隙領域２４が存在する。そこで、インプリント装置１は、この間隙領域２４に存在するガスを回収可能とするガス回収機構２５を備える。図３（ａ）に示す例では、ガス回収機構２５は、間隙領域２４に吸引口が面するように、同面板２２の内部に複数の回収管２６を有する。図３（ｂ）は、同面板２２の内部に設置された複数の回収管２６の配置を示す平面図である。この複数の回収管２６は、図３（ｂ）に示すように、ウエハ１２が保持される中心位置から円周方向に向かうような放射状に配置される。これらの回収管２６は、ガス回収機構２５を構成するガス回収部２７にそれぞれ独立して接続され、このガス回収部２７は、それぞれの回収管２６におけるガスを独立して回収する。なお、複数の回収管２６が間隙領域２４に向かう位置は、図３に示すような同面板２２からとは限らず、例えば、図４に示すように、回収管２６の吸引口をウエハチャック２１側から間隙領域２４に面する構成としてもよい。
【００２０】
また、ステージ駆動機構２３は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。このステージ駆動機構２３も、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、ウエハ１２のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１２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。また、ウエハステージ５は、不図示であるが、その表面上にモールド８をアライメントする際に利用する基準マークを有する。
【００２１】
塗布部６は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１２上に樹脂（未硬化樹脂）１５を塗布する。ここで、この樹脂１５は、紫外線９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（インプリント材）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、塗布部６の吐出ノズル６ａから吐出される樹脂１５の量も、ウエハ１２上に形成される樹脂１５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。
【００２２】
制御部７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。制御部７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、プログラムなどに従って各構成要素の制御を実行し得る。特に、本実施形態の制御部７は、少なくともガス供給機構４とガス回収機構２５とを制御し得る。なお、制御部７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。
【００２３】
また、インプリント装置１は、不図示であるが、例えばウエハアライメントとして、ウエハ１２上に形成されたアライメントマークと、モールド８に形成されたアライメントマークとのＸ軸およびＹ軸の各方向への位置ずれを計測するアライメント計測系を備える。制御部７は、このアライメント計測系の計測結果に基づいて押し付け位置（座標）を演算する。また、インプリント装置１は、ウエハステージ５を載置するベース定盤２８と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２９と、ベース定盤２８から延設され、除振器３０を介してブリッジ定盤２９を支持するための支柱３１とを備える。除振器３０は、床面からブリッジ定盤２９へ伝わる振動を除去する。さらに、インプリント装置１は、モールド８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送する不図示のモールド搬送機構と、ウエハ１２を装置外部からウエハステージ５へ搬送する基板搬送機構３２とを備える。
【００２４】
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７は、モールド搬送機構により、モールド８をモールドチャック１３に搬送させ、搭載させる。次に、制御部７は、アライメント計測系により、ウエハステージ５上の基準マークとモールド８に形成されたアライメントマークとの間のＸ軸、Ｙ軸、およびθの各方向のずれを計測させる。ここで、制御部７は、モールドアライメントとして、この計測結果に基づいて基準マークとモールド８に形成されたアライメントマークとの位置合わせを実施させる。次に、制御部７は、基板搬送機構３２により、ウエハステージ５上のウエハチャック２１にウエハ１２を載置および固定させ、ウエハステージ５を塗布部６の塗布位置へ移動させる。次に、塗布部６は、塗布工程として、ウエハ１２上の処理対象であるショット領域に樹脂１５を塗布する。次に、制御部７は、そのショット領域がモールド８に形成されたパターン部８ａの直下に位置するように、ウエハステージ５を移動させ、ウエハアライメントを実行させる。次に、制御部７は、モールド駆動機構１４を駆動させ、ウエハ１２上の樹脂１５にモールド８を押し付ける（押型工程）。このとき、制御部７は、モールド保持機構３の内部に設置された不図示の荷重センサにより、押し付け完了の判断を実行する。この押し付けにより、樹脂１５がパターン部８ａの凹凸パターンに充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１５を硬化させる。そして、樹脂１５が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構１４を再駆動させ、モールド８を樹脂１５から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ１２上のショット領域の表面には、パターン部８ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂１５のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ５の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１２上に複数の樹脂１５のパターンを成形することができる。
【００２５】
ここで、上記の少なくとも押型工程における押し付け動作の直前に、制御部７は、ガス供給機構４により、モールド８とウエハ１２との間の隙間にてガスの供給および回収を実施させる。ここで、ガスの供給に加えて回収も実施するのは、供給ガスとして採用するペンタフルオロプロパンは、温暖化係数が高いので外部への漏えいが好ましくなく、また、回収後に再精製し、再利用するためである。まず、本実施形態との比較として、従来のインプリント装置におけるモールドとウエハとの間の隙間でのガスの供給および回収について説明する。図７は、従来のガスの供給および回収の様子を示す概略図である。この図７では、便宜上、本実施形態に係るインプリント装置の各構成要素と同一構成のものには同一の符号を付す。まず、図７（ａ）は、ウエハ１２の中央部に処理対象となるショット領域が存在する場合のガスの供給および回収の様子を示す断面図である。このとき、制御部７は、ステージ駆動機構２３により、モールド８に対してウエハ１２をＸ軸方向のマイナス側からプラス側に移動させつつ、ガス供給機構４により、供給口１８ａからガス１００をウエハ１２側に向けて供給させる。供給されたガス１００は、移動中のウエハ１２に引きずられる形でパターン部８ａの表面付近を通過し、供給口１８ａにパターン部８ａを基準として対向する回収口１９ｃにて回収される。すなわち、この場合の供給されたガス１００は、間隙領域２４を通過しないため、この間隙領域２４にて滞ることがなく、結果的にウエハ１２付近からガス１００が漏えいしづらい。
【００２６】
一方、図７（ｂ）は、ウエハ１２の端部に処理対象となるショット領域が存在する場合のガスの供給および回収の様子を示す断面図である。このとき、制御部７は、図７（ａ）と同様の動作をウエハ１２の端部付近で実施させると、間隙領域２４の内部にガス１００が入り込む。したがって、間隙領域２４に入り込んだガス１００は、円周形状に沿って伝わり、回収口１９では回収が難しくなるため、結果的にウエハ１２付近から漏えいする。そこで、本実施形態のインプリント装置１では、ガス回収機構２５が間隙領域２４に入り込んだガスを回収し、ウエハ１２付近からの漏えいを抑止する。
【００２７】
図５は、本実施形態のガス回収機構２５により、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０に対してインプリント処理を実施する際の間隙領域２４に存在するガスを回収する状態を示す概略平面図である。この図５では、ショット領域４０の近傍に位置する同面板２２内の複数の回収管２６の一部を示し、かつ、この回収管２６のうち回収（排気）を実施している回収管２６ａを黒塗りで示し、回収を実施していない回収管２６ｂを白抜きで示す。ガス供給機構４がこのウエハ１２の位置にてガスの供給を開始すると、上述のとおり、間隙領域２４の内部にガスが入り込む。そこで、制御部７は、ガス回収機構２５を動作させることで、回収管２６から間隙領域２４の内部に存在するガスを回収し、このガスが漏えいすることを抑えることができる。これに対して、ガス回収機構２５が全ての回収管２６により回収動作を実施してしまうと、ショット領域４０の近傍に存在するガスまで回収することになり、充填性や離型性の向上という利点を得られない場合もある。そこで、本実施形態では、制御部７は、ガス回収機構２５に対し、このようにウエハ１２の端部にてガスの回収を実施させる場合には、図５に示すように、吸引口がショット領域４０の近傍にある回収管２６ｂでは回収動作をさせない。この場合、制御部７は、動作させない回収管２６ｂを、例えば、間隙領域２４に対向する位置にあるガス供給機構４の２つの供給口１８ｂ、１８ｄの間に吸引口が存在するものと決定し得る。このように、インプリント装置１では、ガス供給機構４の動作中に合わせ、ガス回収機構２５を上記のように動作させることで、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性を低下させることなく、供給されたガスの漏えいを抑えることができる。
【００２８】
なお、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０に対してインプリント処理を実施する際の間隙領域２４に存在するガスを回収する方法は、上記の方法に限定されない。例えば、図５に示した回収を実施する回収管２６ａの本数をさらに少なくすることも可能である。図６は、図５に対応し、回収を実施する回収管２６ａを減らした場合の状態を示す概略平面図である。まず、制御部７は、図５に示す状態と同様に、動作させない回収管２６ｂを、間隙領域２４に対向する位置にあるガス供給機構４の２つの供給口１８ｂ、１８ｄの間に吸引口が存在するものと決定する。そして、制御部７は、図６（ａ）に示すように、その動作させない回収管２６ｂの最も端に位置する２つの回収管２６ｂ１、２６ｂ２に隣設した２つの回収管２６ｃ、２６ｄのみにて回収動作をさせ、それ以外の回収管２６ｅでは全て回収動作をさせない。ここで、供給ガスとして採用するペンタフルオロプロパンは、回収される際には周辺の気体（空気）と混合した状態にあり、非常に希薄になっている。すなわち、このペンタフルオロプロパンを回収後、再精製して再度インプリント装置１で循環使用するためには、別途設置される精製装置の大型化を回避するように、ペンタフルオロプロパンが高濃度である状態で回収されることが望ましい。図６に示すような回収管２６の動作制御によれば、このような高濃度のペンタフルオロプロパンの回収化が可能となる。なお、ショット領域が、例えば、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０から次のインプリント処理にて処理対象となるショット領域４１（図６（ｂ）参照）に移行する場合も考えられる。この場合、制御部７は、図６（ｂ）に示すように、単に回収動作をさせる２つの回収管２６ｃ、２６ｄをそれぞれショット領域４１の位置に合わせて切り替えていくようなシーケンスを実行するのみで対応可能となる。
【００２９】
このように、インプリント装置１では、ウエハステージ５上に同面板２２を有することから、ウエハ１２上のどの位置に処理対象となるショット領域が存在しても、均一なインプリント処理を実施することができる。このとき、ペンタフルオロプロパンなどのガスを使用しても、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性に関する優位性を失わず、間隙領域２４からのガスの漏えいを抑えることができる。同時に、間隙領域２４からガスを好適に回収することができるため、ガスの回収後に再精製し、再利用するのにも有利となり得る。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、ウエハ１２全体に施されるインプリント処理の均一性で有利なインプリント装置１を提供することができる。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
１ インプリント装置
４ ガス供給機構
５ ウエハステージ
８ モールド
１２ ウエハ
１５ 樹脂
２２ 同面板
２４ 間隙領域
２５ ガス回収機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置、それを用いた物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）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領域に紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
上記技術を採用したインプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付ける際に、型に形成されている微細な凹凸パターンに未硬化樹脂が好適に充填され、一方、型と硬化した樹脂とを引き離す際には、引き離し力が可能な限り低減されることが望ましい。これに対し、非特許文献１は、インプリント処理の際に、型とウエハ上の樹脂との間の隙間に特定のガス（ペンタフルオロプロパン）を供給することで、上記の充填性または離型性を向上させる方法を記載している。しかしながら、非特許文献１には、ウエハの端部の領域に対するインプリント処理が考慮されていない。例えば半導体デバイスの一連の製造工程では、インプリント装置により常に基板の端部から同一の距離の部分にまで樹脂パターンが形成されていないと、後の製造工程にて基板全体に対して均一な処理を施すことができない。この場合、結果的に基板全体でのデバイスの歩留まりの低下を引き起こす。これは、例えば露光装置を用いた製造工程でも同様である。ここで、特許文献１は、ウエハステージに載置されたウエハの外側に、ウエハの表面と同等の高さ（表面高さ）を有する同面板を配置した液浸露光装置を開示している。この液浸露光装置においても、ウエハの端部と同面板との間隙から気泡を巻き込むことに起因して、ウエハの端部と中央部とでのデバイスに差が生じ、ウエハ全体でのデバイスの歩留まりの低下を引き起こす。そこで、特許文献１に示す液浸露光装置では、上記の間隙に積極的に水を流して気泡の巻き込みを抑制することで、ウエハの端部でも均一なデバイスを形成し、歩留まりの低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８―２１８９７６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Hiroshi Hiroshima, “Release force reduction in UV nanoimprint by mold orientationcontrol and by gas environment”, JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY, Nov/Dec2009, B27(6), P. 2862-2865
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す構成を、非特許文献１に示す方法を採用したインプリント装置にそのまま適用することは難しい。非特許文献１に示されたガスであるペンタフルオロプロパンは、常温、常圧で気体であるため、ウエハと、このウエハの外側に配置されている同面板との間隙では、この間隙に沿って伝達し、インプリント装置内のその他の空間に漏えいしてしまうからである。このペンタフルオロプロパンは、温暖化係数が高いため、漏えいすることは好ましくなく、その都度全量回収することが望まれる。ここで、充填性と離型性とが考慮されていれば、上記のようなインプリント装置にペンタフルオロプロパン以外のガスを採用することも考えられるが、採用可能なガスは、他のフッ素系のガスや樹脂の粘度を低下させる樹脂溶剤からなるガスなどである。このようなガスも、温暖化係数、インプリント装置内の環境維持、または可燃性ガスである場合の防爆対策などの観点から、全量回収することが望ましいのは同様である。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、型に対する樹脂の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、基板全体に施される処理の均一性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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、型と未硬化樹脂との押し付けに際し、型の側から基板上に向けてガスを供給し、かつ供給されたガスを型の側で回収するガス供給機構と、基板を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された基板の表面に合わせた表面高さで基板を囲むように外側に配置される平板部を有する基板保持部と、基板保持部に保持された基板の外周側面と、平板部の基板に向かう内周側面との間に存在する間隙領域に入り込んだガスを回収するガス回収機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、型に対する樹脂の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、基板全体に施される処理の均一性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】
【００１０】
【図１】本発明の一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】ウエハステージ側から見たモールドの表面を示す図である。
【図３】ウエハステージ上の同面板の構成を示す図である。
【図４】ガス回収機構の回収管の他の構成例を示す図である。
【図５】ガス回収機構が間隙領域にあるガスを回収する状態を示す図である。
【図６】ガス回収機構が間隙領域にあるガスを回収する他の状態を示す図である。
【図７】従来のガス供給機構がガスの供給および回収する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。このインプリント装置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、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の各図において、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行に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。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ガス供給機構４と、ウエハステージ５と、塗布部６と、制御部７とを備える。
【００１３】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、光源１０と、この光源１０から射出された紫外線９をインプリントに適切な光に調整するための光学素子１１とから構成される。なお、本実施形態では光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、光照射部２に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１４】
モールド８は、外周形状が矩形であり、ウエハ１２に対向する面に３次元状に形成されたパターン部（例えば、表面上に回路パターンなどの転写すべき微細な凹凸パターンを有する凸部）８ａを含む。このモールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な石英などである。また、モールド８は、以下のような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。
【００１５】
モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１３と、このモールドチャック１３を保持し、モールド８（モールドチャック１３）を移動させるモールド駆動機構１４とを有する。モールドチャック１３は、モールド８における紫外線９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モールド８を保持し得る。例えば、モールドチャック１３が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１３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によりモールド８の脱着が切り替えられる。モールド駆動機構１４は、モールド８とウエハ１２上の樹脂１５との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド８をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１４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またはエアシリンダがある。また、モールド駆動機構１４は、モールド８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（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８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、上述のようにモールド８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ５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。
【００１６】
また、モールドチャック１３およびモールド駆動機構１４は、光照射部２から射出された紫外線９がウエハ１２に向けて照射されるように、中心部（内側）に開口領域１６を有する。この開口領域１６には、不図示であるが、開口領域１６の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。この圧力調整装置は、例えば、押し付け動作に際し、前記空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部８ａをウエハ１２に向かい凸形に撓ませ、樹脂１５に対してパターン部８ａの中心部から接触させる。これにより、パターン部８ａと樹脂１５との間に気体（空気）が閉じ込められるのを抑え、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１５を隅々まで充填させることができる。さらに、モールド保持機構３は、モールドチャック１３におけるモールド８の保持側に、モールド８の側面に外力または変位を与えることによりモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する倍率補正機構１７を有する。
【００１７】
ガス供給機構４は、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１５が充填される時間を短縮させたり、充填された樹脂１５に気泡が残留することを防止させたりする充填性の観点から、押し付け動作時にモールド８とウエハ１２との隙間にガスを供給する。また、ガス供給機構４は、引き離し力を可能な限り低減させる離型性の観点から、引き離し動作時にも同様にガスを供給する。図２は、ウエハステージ５側から見たモールド８の表面を示す概略平面図である。なお、この図２では、モールド８の位置に対応した後述するウエハステージ５上のウエハ１２と同面板２２とを点線で示している。ガス供給機構４は、まず、ウエハステージ５上に載置されたウエハ１２側へガスを供給（放出）する複数の供給口１８と、この供給口１８から供給されたガスを回収する複数の回収口１９とを有する。また、ガス供給機構４は、供給口１８および回収口１９にそれぞれ接続され、ガスの供給量を適宜調整しつつ、ガスの供給および回収を制御するガス制御部２０を含む。供給口１８（１８ａ〜１８ｄ）は、図２に示すように、モールド８に形成されたパターン部８ａの外周領域の四方に設置される。一方、回収口１９（１９ａ〜１９ｄ）は、図２に示すように、モールド８の四方側面に隣接して設置される。ここで、供給口１８のガス放出面は、押し付け動作時にウエハ１２上の樹脂１５との接触を回避するために、モールド８のウエハ１２に向かう側の面と同等の高さに設定される。また、ガス供給機構４が供給するガスとしては、上記の観点から、ペンタフルオロプロパンなどが望ましい。
【００１８】
ウエハ１２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド８に形成されたパターン部８ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）１５が塗布される。
【００１９】
ウエハステージ（基板保持部）５は、ウエハ１２を保持し、押し付け動作に際し、モールド８と樹脂１５との位置合わせを実施する。このウエハステージ５は、ウエハ１２を吸着力により保持するウエハチャック２１と、ウエハ１２の表面と同等の表面高さを有し、ウエハ１２の外側（外周近傍）に配置される同面板２２とを有する。さらに、ウエハステージ５は、ウエハチャック２１を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構２３を有する。図３は、ウエハステージ５上の同面板２２の構成を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ´断面線に対応したモールド８を含む断面図である。同面板（平板部）２２は、ウエハ１２上にて中心から離れた位置に存在するショット領域を処理対象としてインプリント処理を実施する際に、パターン部８とウエハ１２との隙間空間にて供給ガスの充填を維持する。ここで、ウエハ１２の外径は、その製造ロットによりバラツキがあり、このバラツキに対応するために、ウエハ１２の外周側面に対向する同面板２２の開口の内径は、通常のウエハ１２の最大外径よりも大きい。したがって、ウエハ１２の外周側面と同面板２２の内周側面（開口側面）との間には、間隙領域２４が存在する。そこで、インプリント装置１は、この間隙領域２４に存在するガスを回収可能とするガス回収機構２５を備える。図３（ａ）に示す例では、ガス回収機構２５は、間隙領域２４に吸引口が面するように、同面板２２の内部に複数の回収管２６を有する。図３（ｂ）は、同面板２２の内部に設置された複数の回収管２６の配置を示す平面図である。この複数の回収管２６は、図３（ｂ）に示すように、ウエハ１２が保持される中心位置から円周方向に向かうような放射状に配置される。これらの回収管２６は、ガス回収機構２５を構成するガス回収部２７にそれぞれ独立して接続され、このガス回収部２７は、それぞれの回収管２６におけるガスを独立して回収する。なお、複数の回収管２６が間隙領域２４に向かう位置は、図３に示すような同面板２２からとは限らず、例えば、図４に示すように、回収管２６の吸引口をウエハチャック２１側から間隙領域２４に面する構成としてもよい。
【００２０】
また、ステージ駆動機構２３は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。このステージ駆動機構２３も、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、ウエハ１２のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１２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。また、ウエハステージ５は、不図示であるが、その表面上にモールド８をアライメントする際に利用する基準マークを有する。
【００２１】
塗布部６は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１２上に樹脂（未硬化樹脂）１５を塗布する。ここで、この樹脂１５は、紫外線９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（インプリント材）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、塗布部６の吐出ノズル６ａから吐出される樹脂１５の量も、ウエハ１２上に形成される樹脂１５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。
【００２２】
制御部７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。制御部７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、プログラムなどに従って各構成要素の制御を実行し得る。特に、本実施形態の制御部７は、少なくともガス供給機構４とガス回収機構２５とを制御し得る。なお、制御部７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。
【００２３】
また、インプリント装置１は、不図示であるが、例えばウエハアライメントとして、ウエハ１２上に形成されたアライメントマークと、モールド８に形成されたアライメントマークとのＸ軸およびＹ軸の各方向への位置ずれを計測するアライメント計測系を備える。制御部７は、このアライメント計測系の計測結果に基づいて押し付け位置（座標）を演算する。また、インプリント装置１は、ウエハステージ５を載置するベース定盤２８と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２９と、ベース定盤２８から延設され、除振器３０を介してブリッジ定盤２９を支持するための支柱３１とを備える。除振器３０は、床面からブリッジ定盤２９へ伝わる振動を除去する。さらに、インプリント装置１は、モールド８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送する不図示のモールド搬送機構と、ウエハ１２を装置外部からウエハステージ５へ搬送する基板搬送機構３２とを備える。
【００２４】
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７は、モールド搬送機構により、モールド８をモールドチャック１３に搬送させ、搭載させる。次に、制御部７は、アライメント計測系により、ウエハステージ５上の基準マークとモールド８に形成されたアライメントマークとの間のＸ軸、Ｙ軸、およびθの各方向のずれを計測させる。ここで、制御部７は、モールドアライメントとして、この計測結果に基づいて基準マークとモールド８に形成されたアライメントマークとの位置合わせを実施させる。次に、制御部７は、基板搬送機構３２により、ウエハステージ５上のウエハチャック２１にウエハ１２を載置および固定させ、ウエハステージ５を塗布部６の塗布位置へ移動させる。次に、塗布部６は、塗布工程として、ウエハ１２上の処理対象であるショット領域に樹脂１５を塗布する。次に、制御部７は、そのショット領域がモールド８に形成されたパターン部８ａの直下に位置するように、ウエハステージ５を移動させ、ウエハアライメントを実行させる。次に、制御部７は、モールド駆動機構１４を駆動させ、ウエハ１２上の樹脂１５にモールド８を押し付ける（押型工程）。このとき、制御部７は、モールド保持機構３の内部に設置された不図示の荷重センサにより、押し付け完了の判断を実行する。この押し付けにより、樹脂１５がパターン部８ａの凹凸パターンに充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１５を硬化させる。そして、樹脂１５が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構１４を再駆動させ、モールド８を樹脂１５から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ１２上のショット領域の表面には、パターン部８ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂１５のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ５の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１２上に複数の樹脂１５のパターンを成形することができる。
【００２５】
ここで、上記の少なくとも押型工程における押し付け動作の直前に、制御部７は、ガス供給機構４により、モールド８とウエハ１２との間の隙間にてガスの供給および回収を実施させる。ここで、ガスの供給に加えて回収も実施するのは、供給ガスとして採用するペンタフルオロプロパンは、温暖化係数が高いので外部への漏えいが好ましくなく、また、回収後に再精製し、再利用するためである。まず、本実施形態との比較として、従来のインプリント装置におけるモールドとウエハとの間の隙間でのガスの供給および回収について説明する。図７は、従来のガスの供給および回収の様子を示す概略図である。この図７では、便宜上、本実施形態に係るインプリント装置の各構成要素と同一構成のものには同一の符号を付す。まず、図７（ａ）は、ウエハ１２の中央部に処理対象となるショット領域が存在する場合のガスの供給および回収の様子を示す断面図である。このとき、制御部７は、ステージ駆動機構２３により、モールド８に対してウエハ１２をＸ軸方向のマイナス側からプラス側に移動させつつ、ガス供給機構４により、供給口１８ａからガス１００をウエハ１２側に向けて供給させる。供給されたガス１００は、移動中のウエハ１２に引きずられる形でパターン部８ａの表面付近を通過し、供給口１８ａにパターン部８ａを基準として対向する回収口１９ｃにて回収される。すなわち、この場合の供給されたガス１００は、間隙領域２４を通過しないため、この間隙領域２４にて滞ることがなく、結果的にウエハ１２付近からガス１００が漏えいしづらい。
【００２６】
一方、図７（ｂ）は、ウエハ１２の端部に処理対象となるショット領域が存在する場合のガスの供給および回収の様子を示す断面図である。このとき、制御部７は、図７（ａ）と同様の動作をウエハ１２の端部付近で実施させると、間隙領域２４の内部にガス１００が入り込む。したがって、間隙領域２４に入り込んだガス１００は、円周形状に沿って伝わり、回収口１９では回収が難しくなるため、結果的にウエハ１２付近から漏えいする。そこで、本実施形態のインプリント装置１では、ガス回収機構２５が間隙領域２４に入り込んだガスを回収し、ウエハ１２付近からの漏えいを抑止する。
【００２７】
図５は、本実施形態のガス回収機構２５により、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０に対してインプリント処理を実施する際の間隙領域２４に存在するガスを回収する状態を示す概略平面図である。この図５では、ショット領域４０の近傍に位置する同面板２２内の複数の回収管２６の一部を示し、かつ、この回収管２６のうち回収（排気）を実施している回収管２６ａを黒塗りで示し、回収を実施していない回収管２６ｂを白抜きで示す。ガス供給機構４がこのウエハ１２の位置にてガスの供給を開始すると、上述のとおり、間隙領域２４の内部にガスが入り込む。そこで、制御部７は、ガス回収機構２５を動作させることで、回収管２６から間隙領域２４の内部に存在するガスを回収し、このガスが漏えいすることを抑えることができる。これに対して、ガス回収機構２５が全ての回収管２６により回収動作を実施してしまうと、ショット領域４０の近傍に存在するガスまで回収することになり、充填性や離型性の向上という利点を得られない場合もある。そこで、本実施形態では、制御部７は、ガス回収機構２５に対し、このようにウエハ１２の端部にてガスの回収を実施させる場合には、図５に示すように、吸引口がショット領域４０の近傍にある回収管２６ｂでは回収動作をさせない。この場合、制御部７は、動作させない回収管２６ｂを、例えば、間隙領域２４に対向する位置にあるガス供給機構４の２つの供給口１８ｂ、１８ｄの間に吸引口が存在するものと決定し得る。このように、インプリント装置１では、ガス供給機構４の動作中に合わせ、ガス回収機構２５を上記のように動作させることで、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性を低下させることなく、供給されたガスの漏えいを抑えることができる。
【００２８】
なお、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０に対してインプリント処理を実施する際の間隙領域２４に存在するガスを回収する方法は、上記の方法に限定されない。例えば、図５に示した回収を実施する回収管２６ａの本数をさらに少なくすることも可能である。図６は、図５に対応し、回収を実施する回収管２６ａを減らした場合の状態を示す概略平面図である。まず、制御部７は、図５に示す状態と同様に、動作させない回収管２６ｂを、間隙領域２４に対向する位置にあるガス供給機構４の２つの供給口１８ｂ、１８ｄの間に吸引口が存在するものと決定する。そして、制御部７は、図６（ａ）に示すように、その動作させない回収管２６ｂの最も端に位置する２つの回収管２６ｂ１、２６ｂ２に隣設した２つの回収管２６ｃ、２６ｄのみにて回収動作をさせ、それ以外の回収管２６ｅでは全て回収動作をさせない。ここで、供給ガスとして採用するペンタフルオロプロパンは、回収される際には周辺の気体（空気）と混合した状態にあり、非常に希薄になっている。すなわち、このペンタフルオロプロパンを回収後、再精製して再度インプリント装置１で循環使用するためには、別途設置される精製装置の大型化を回避するように、ペンタフルオロプロパンが高濃度である状態で回収されることが望ましい。図６に示すような回収管２６の動作制御によれば、このような高濃度のペンタフルオロプロパンの回収化が可能となる。なお、ショット領域が、例えば、ウエハ１２の端部に位置するショット領域４０から次のインプリント処理にて処理対象となるショット領域４１（図６（ｂ）参照）に移行する場合も考えられる。この場合、制御部７は、図６（ｂ）に示すように、単に回収動作をさせる２つの回収管２６ｃ、２６ｄをそれぞれショット領域４１の位置に合わせて切り替えていくようなシーケンスを実行するのみで対応可能となる。
【００２９】
このように、インプリント装置１では、ウエハステージ５上に同面板２２を有することから、ウエハ１２上のどの位置に処理対象となるショット領域が存在しても、均一なインプリント処理を実施することができる。このとき、ペンタフルオロプロパンなどのガスを使用しても、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性に関する優位性を失わず、間隙領域２４からのガスの漏えいを抑えることができる。同時に、間隙領域２４からガスを好適に回収することができるため、ガスの回収後に再精製し、再利用するのにも有利となり得る。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、モールド８に対する樹脂１５の充填性や離型性に有用なガスを利用する場合でも、ウエハ１２全体に施されるインプリント処理の均一性で有利なインプリント装置１を提供することができる。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
１ インプリント装置
４ ガス供給機構
５ ウエハステージ
８ モールド
１２ ウエハ
１５ 樹脂
２２ 同面板
２４ 間隙領域
２５ ガス回収機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、前記基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型と前記未硬化樹脂との押し付けに際し、前記型の側から前記基板上に向けてガスを供給し、かつ供給された前記ガスを前記型の側で回収するガス供給機構と、
前記基板を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された前記基板の表面に合わせた表面高さで前記基板を囲むように外側に配置される平板部を有する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の外周側面と、前記平板部の前記基板に向かう内周側面との間に存在する間隙領域に入り込んだ前記ガスを回収するガス回収機構と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記ガス回収機構は、前記間隙領域に面する前記平板部の前記内周側面、または前記基板が保持される側の外周側面の少なくとも一方の面に、前記ガスを吸引する複数の吸引口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。
【請求項３】
前記複数の吸引口は、それぞれ独立した回収管に接続され、
前記回収管は、前記平板部の内部に、前記基板が保持される中心位置から円周方向に向かうような放射状に配置され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。
【請求項４】
前記ガス供給機構を構成する前記ガスを供給する複数の供給口は、前記型に形成されたパターン部の外周領域に隣設され、一方、前記ガス供給機構を構成する前記ガスを回収する複数の回収口は、前記型の外周側面に隣設されており、
前記ガス回収機構の動作を制御する制御部は、前記基板に対する前記パターン部の位置に応じて、前記回収管による回収動作を独立して制御す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。
【請求項５】
前記制御部は、前記パターン部が前記間隙領域に対向する位置に存在する場合には、前記ガスを回収する際に、前記間隙領域に対向する位置にある前記供給口の間に前記吸引口が存在する前記回収管では回収動作を行わせないことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回収動作を行わせない前記回収管の以外の前記回収管のうち、前記回収動作を行わせない前記回収管に最も近くに隣設した前記回収管でのみ回収動作を行わせる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】
前記ガスは、ペンタフルオロプロパンであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
請求項１ないし７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】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、前記基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型と前記未硬化樹脂との押し付けに際し、前記型の側から前記基板上に向けてガスを供給し、かつ供給された前記ガスを前記型の側で回収するガス供給機構と、
前記基板を保持しつつ移動可能であり、かつ、保持された前記基板の表面に合わせた表面高さで前記基板を囲むように外側に配置される平板部を有する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の外周側面と、前記平板部の前記基板に向かう内周側面との間に存在する間隙領域に入り込んだ前記ガスを回収するガス回収機構と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記ガス回収機構は、前記間隙領域に面する前記平板部の前記内周側面、または前記基板が保持される側の外周側面の少なくとも一方の面に、前記ガスを吸引する複数の吸引口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。
【請求項３】
前記複数の吸引口は、それぞれ独立した回収管に接続され、
前記回収管は、前記平板部の内部に、前記基板が保持される中心位置から円周方向に向かうような放射状に配置され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。
【請求項４】
前記ガス供給機構を構成する前記ガスを供給する複数の供給口は、前記型に形成されたパターン部の外周領域に隣設され、一方、前記ガス供給機構を構成する前記ガスを回収する複数の回収口は、前記型の外周側面に隣設されており、
前記ガス回収機構の動作を制御する制御部は、前記基板に対する前記パターン部の位置に応じて、前記回収管による回収動作を独立して制御す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。
【請求項５】
前記制御部は、前記パターン部が前記間隙領域に対向する位置に存在する場合には、前記ガスを回収する際に、前記間隙領域に対向する位置にある前記供給口の間に前記吸引口が存在する前記回収管では回収動作を行わせないことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回収動作を行わせない前記回収管の以外の前記回収管のうち、前記回収動作を行わせない前記回収管に最も近くに隣設した前記回収管でのみ回収動作を行わせる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】
前記ガスは、ペンタフルオロプロパンであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
請求項１ないし７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２０１３−６９７３２（Ｐ２０１３−６９７３２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５４３２（Ｐ２０１１−２０５４３２）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【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２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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