インプリント装置、インプリント方法、および、物品の製造方法
【課題】生産性の点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】基板５上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、前記基板５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、前記基板５に対して前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段７と、前記基板５上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発手段９と、を備え、前記吐出手段７は、前記基板５上で液滴と液滴とが接触するように前記混合液を吐出する。
【解決手段】基板５上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、前記基板５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、前記基板５に対して前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段７と、前記基板５上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発手段９と、を備え、前記吐出手段７は、前記基板５上で液滴と液滴とが接触するように前記混合液を吐出する。
【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、インプリント方法、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技術に加え、モールド（型）と基板上の未硬化樹脂とを互いに押し付けて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が存在する。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一つとして、光硬化法がある。この光硬化法は、まず、基板上のショット領域（インプリント領域）に紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化樹脂）を吐出する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）とモールドとを互いに押し付ける。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】
このインプリント技術を採用したインプリント装置により基板上に樹脂のパターンが形成された後、この基板は、別のエッチング装置に搬送され、樹脂のパターンに沿った凹部（パターン転写部）が形成される。このとき、凹部の線幅に係る面内ばらつきが発生しないように、樹脂パターンの残膜厚を基板の面内で均一化することが重要となる。そこで、特許文献１は、インクジェット方式の吐出装置で樹脂を基板上に吐出する際、転写するパターンの密度に応じて樹脂の液滴の配置を最適化することにより残膜厚を均一化するインプリント方法を開示している。しかしながら、この特許文献１に示すように、樹脂を離散的に基板上に配置するインプリント方法では、基板上にて樹脂が広がりにくいため、樹脂とモールドとを押し付ける際、基板とモールドとの間に気泡が閉じ込められやすい。この気泡を閉じ込めたまま樹脂を硬化させると、形成した樹脂のパターンに未充填欠陥が生じる可能性がある。一方、この未充填欠陥の発生を防止するために、気泡が消滅するまで待機すると、当然、生産性が低下する。そこで、特許文献２は、樹脂に対する溶解性や拡散性の高い気体をモールドと基板との間に導入することで、気泡の消滅を促進す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】米国特許出願公開第２００９／０１１５１１０号明細書
【特許文献２】特表２００７−５０９７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示すインプリント方法では、生産性の向上のために、更なる改善が望まれる。
【０００６】
本発明は、生産性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、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、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、基板に対して未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段と、基板上に吐出された混合液から溶媒を蒸発させる蒸発手段と、を備え、吐出手段は、基板上で液滴と液滴とが接触するように混合液を吐出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、生産性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概略図である。
【図２】基板上に吐出した液滴の配置を示す模式図である。
【図３】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概略図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るインプリント装置に関する図である。
【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、本発明の第１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、本実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図である。このインプリント装置は、半導体デバイスの製造工程に使用される被処理基板であるウエハ上（基板上）に対してモールド（型）のパターンを転写する加工装置であり、特に、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、図１において、モールドに対する光（紫外線）の照射軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で後述のモールドベースに対してウエハが移動する方向にＸ軸を取り、該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸を取って説明する。このインプリント装置１は、照明系ユニット２と、モールド３と、モールド保持装置４と、ウエハ５と、ウエハステージ６と、吐出装置７と、モールド搬送装置８と、減圧機構９と、制御装置１０とを備える。
【００１２】
照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、モールド３に対して紫外線１１を照射する照明手段である。照明系ユニット２は、光源と、該光源から射出された紫外線１１をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学素子から構成される。モールド保持装置４は、モールド３を保持、及び固定するための保持装置である。このモールド保持装置４は、モールド３に圧縮力を加えることにより、モールド３に形成されたパターンを所望の形状に補正する形状補正機構１２と、吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールドベース１３とを備える。また、モールド保持装置４は、ウエハ５上に形成された紫外線硬化樹脂にモールド３を押し付けるために、モールドベース１３をＺ軸方向に駆動する不図示のベース駆動機構を備える。なお、このインプリント装置１では、上記のように、一方のモールド３をＺ方向に駆動する構成とするが、例えば、他方のウエハステージ６（ウエハ５）をＺ方向に駆動する構成としてもよい。
【００１３】
ウエハ５は、例えば、単結晶シリコンからなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となる紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が吐出される。また、ウエハステージ６は、ウエハ５を真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持手段（移動体）である。また、吐出装置７は、ウエハ５上に未硬化の樹脂を吐出する吐出手段（塗布手段）である。樹脂は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂であり、製造する半導体デバイスの種類等により適宜選択される。ここで、本実施形態の吐出装置７は、この樹脂に対してある溶媒を混合した混合液を液滴として、インクジェット方式にて吐出するものとする。更に、モールド搬送装置８は、モールド３を搬送し、モールドベース１３に対してモールド３を設置する搬送手段である。
【００１４】
減圧機構９は、吐出装置７にてウエハ５上に樹脂の液膜を形成した後に、液膜中の溶媒を好適に蒸発させるための蒸発手段である。この減圧機構９は、液膜の周囲の雰囲気を減圧することが可能な真空排気機構（減圧手段）を含む。一方、蒸発手段は、後述するが、溶媒の揮発性が高い場合には、減圧機構９の構成に変えて、単に液膜に対して送風が可能な送風機構としてもよい。また、減圧機構９は、図１に示すように、モールド保持装置４と一体で、かつ、モールド３に形成された凹凸パターン周辺に減圧部（送風部）が位置するように設置することが望ましい。
【００１５】
制御装置１０は、インプリント装置１の各構成要素の動作及び調整等を制御する制御手段である。この制御装置１０は、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、及びシーケンサ等で構成され、プログラム、若しくはシーケンスにより、各構成要素の制御を実行する。なお、制御装置１０は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。
【００１６】
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、後述する制御部は、ウエハステージ６にウエハ５を載置及び固定させた後、ウエハステージ６を吐出装置７の吐出位置へ移動させる。その後、吐出装置７は、吐出工程として、ウエハ５の所定のショット（被処理領域）に樹脂（未硬化樹脂）を吐出する。次に、制御部は、ウエハ５上の吐出面がモールド３の直下に位置するように、ウエハステージ６を移動させる。次に、制御部は、モールド３の押印面とウエハ５上の吐出面との位置合わせ、及び形状補正機構１２によるモールド３の形状補正を実施した後、ベース駆動機構を駆動させ、ウエハ５上の樹脂にモールド３を押印する（押印工程）。このとき、樹脂は、モールド３の押印によりモールド３に形成されたパターンに沿って流動する。この状態で、照明系ユニット２は、硬化工程として、モールド３の背面（上面）から紫外線１１を照射し、モールド３を透過した紫外線１１により樹脂が硬化する。そして、樹脂が硬化した後、制御部は、ベース駆動機構を再駆動させ、モールド３をウエハ５から離型させる（離型工程）。これにより、ウエハ５上のショットの表面には、モールド３のパターンに倣った３次元形状の樹脂の層が形成される。
【００１７】
次に、インプリント装置１の作用について説明する。図２は、吐出装置７によりウエハ５上のショット２０に対して吐出された、混合液からなる液滴２１の形状を示す模式図である。この場合、混合液は、溶媒である酢酸エチルに、樹脂を１．６％溶解させたものとする。ここで、吐出装置７は、上記吐出工程において、混合液を１８０ピコリットルの液滴としてショット２０上に吐出する。このとき、ショット２０上における液滴２１の配置は、モールド３に形成された凹凸パターンの密度に基づいて決定される。即ち、制御装置１０は、液滴２１の吐出領域が、凹凸パターンの密度の高い領域では密に、一方、凹凸パターンの密度の低い領域では疎になるように、吐出装置７に対して液滴２１の吐出量を調整させる。これにより、ショット２０上に吐出された、ある１つの液滴２１は、図２（ａ）に示すように、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。そして、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が１秒以内に混合液で満たされるので、ショット２０上には混合液からなる液膜が形成される。
【００１８】
ここで、本実施形態における混合液中の溶媒の体積は、樹脂の体積の６０倍としたが、樹脂に形成される微細パターンの高さや残膜厚によっては、最適な体積比が異なる。例えば、５０〜１００ｎｍの微細パターン高さ、及び１０〜２０ｎｍの残膜厚を実現するためには、この溶媒の体積は、樹脂の体積の３０〜１０００倍であることが望ましい。なお、混合液中の溶媒の体積が樹脂の体積の３０倍よりも小さい場合には、ショット２０上に吐出された液滴と液滴とは接触しない（図２（ｂ）参照）。この場合、ショット２０上にて各液滴２２が広がり１つの液膜となるためには、１０秒以上の時間を要するため、インプリント装置１全体の生産性が低下する。一方、この溶媒の体積が樹脂の体積の１０００倍よりも大きい場合には、ショット２０上に液滴２１を吐出した後の液膜の厚みが厚くなる。この場合、液膜の粘性抵抗が小さくなるので、ショット２０上の液膜の厚みは、均一となる。この液膜の厚みの均一化により、形成される微細パターンの残膜厚には、凹凸パターンの密度分布に応じた厚み分布が発生する。
【００１９】
更に、混合液の１回の吐出量を１８０ピコリットルとすることで、液膜の厚みは、最大で３μｍとなる。このように液膜の厚みが薄くなることにより、液膜の形成から３秒経過した後でも、凹凸パターンの密度に応じて形成された液膜の厚み分布は維持される。例えば、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓである場合には、液膜の厚みが４０μｍ以下であれば、粘性抵抗により均一な厚みの液膜にはならない。特に、本実施形態の溶媒である酢酸エチルの粘度は、０．４ｍＰａ・ｓであるため、液膜の厚み分布はそのまま維持される。なお、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓ以上である場合には、４０μｍよりも厚い膜厚でも、液膜の厚み分布を維持できる。逆に、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓよりも低い場合には、液膜の厚さが４０μｍよりも薄くないと、液膜の厚み分布を維持することができない。以上のことを踏まえ、本実施形態における混合液の粘度μ（Ｐａ・ｓ）と、液膜の厚みｄ（ｍ）との関係は、式（１）で表される。
μ／ｄ≧１０ （１）
【００２０】
また、本実施形態のインプリント装置１では、制御装置１０は、吐出工程にてショット２０上に液膜を形成した後、液膜中の溶媒を蒸発させる蒸発工程に移行する。この溶媒を蒸発させることにより、ショット２０上には所望の厚み分布を有する樹脂の液膜が形成される。ここで、溶媒の揮発性が高い場合には、自然に蒸発（自然気化）させればよい。これに対して、減圧機構９により故意に液滴の吐出領域の周辺の空間（雰囲気）を減圧することで、溶媒の蒸発速度を上げてもよい。この場合、インプリント装置１のスループットを低下させることなく溶媒を効率良く蒸発させるためには、溶媒の沸点は、大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａであることが望ましい。例えば、溶媒の沸点が大気圧下で２５℃未満、又は、常温での蒸気圧が０．０９ＭＰａ以上の場合には、溶媒が過度に蒸発しやすいため、吐出装置７による混合液の吐出安定性が低下する可能性がある。一方、溶媒の沸点が大気圧下で９０℃以上、又は、常温での蒸気圧が０．０１ＭＰａ未満の場合には、溶媒がショット２０上に残りやすく、この残留溶媒が欠陥の原因となる可能性がある。
【００２１】
制御装置１０は、上記の蒸発工程の終了後、残留した樹脂の膜に対してモールド３を押し付ける押印工程に移行し、その後、上記のように、硬化工程、及び離型工程を順に実行することで、ウエハ５上に樹脂の微細パターンを形成する。このように、吐出装置７は、吐出工程において、モールド３の凹凸パターンの密度に応じてショット２０上に液滴を配置（吐出）することで液膜の厚みに分布を持たせるので、ショット２０上に形成した樹脂の微細パターンの残膜厚を均一にすることができる。以後、このインプリント装置１とは別のエッチング装置により、ウエハ５に対して、このウエハ５上に形成した樹脂の微細パターンをマスクとしてＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチングを実施し、樹脂の下層に凹部を形成する。このとき、本実施形態の作用により、凹部形成前の樹脂の微細パターンの残膜厚がウエハ５の面内で均一になっているので、ドライエッチングによる凹部の線幅の面内ばらつきは生じない。
【００２２】
以上のように、本実施形態のインプリント装置１によれば、ウエハ５上に形成された樹脂の微細パターンの残膜厚を均一化しつつ、高い生産性を確保し、未充填欠陥の発生を防止することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、樹脂に混合する溶媒として酢酸エチルを用いたが、溶媒は、この物質に限定するものではない。例えば、溶媒は、上記のように沸点が大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａの条件を満たし、紫外線硬化樹脂を溶解する溶媒であれば、その他の物質でも代用可能である。
【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。本実施形態のインプリント装置の特徴は、吐出装置７が吐出する混合液を、溶媒であるハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ−２４５ｃａ）に、樹脂を０．３％溶解させたものとする点にある。なお、本実施形態のインプリント装置の構成は、第１実施形態に係るインプリント装置１と同様であるため、各構成要素の符号は、インプリント装置１と同一とし、説明を省略する。この場合、吐出装置７は、上記吐出工程において、混合液を１ナノリットルの液滴としてショット２０上に吐出する。本実施形態においても、ショット２０上における液滴２１の配置は、モールド３に形成された凹凸パターンの密度に基づいて決定される。これにより、ショット２０上に吐出された、ある１つの液滴２３は、図２（ｃ）に示すように、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。この場合も、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が短時間内に混合液で満たされるので、ショット２０上には混合液からなる液膜が形成される。
【００２５】
ここで、本実施形態における混合液中の溶媒の体積は、樹脂の体積の３００倍とした。この場合も、例えば、５０〜１００ｎｍの微細パターン高さ、及び１０〜２０ｎｍの残膜厚を実現するためには、この溶媒の体積は、樹脂の体積の３０〜１０００倍であることが望ましい。更に、混合液の１回の吐出量を１ナノリットルとすることで、液膜の厚みは、最大で１５μｍとなる。このように液膜の厚みが薄くなることにより、液膜の形成から３秒経過した後でも、第１実施形態と同様に、凹凸パターンの密度に応じて形成された液膜の厚み分布は維持される。例えば、混合液の粘度が０．６ｍＰａ・ｓである場合、液膜の厚みが６０μｍ以下であれば、粘性抵抗により均一な厚みの液膜にはならない。特に、本実施形態の溶媒であるＨＦＣ−２４５ｃａの粘度は、０．６ｍＰａ・ｓであるため、液膜の厚み分布はそのまま維持される。
【００２６】
また、本実施形態のインプリント装置でも、制御装置１０は、吐出工程にてショット２０上に液膜を形成した後、液膜中の溶媒を蒸発させる蒸発工程に移行する。特に、本実施形態では、制御装置１０は、液膜が形成されたウエハ５を減圧機構９の減圧部に移動させた後、減圧機構９により溶媒の蒸発工程を実施させる。このとき、減圧機構９は、液膜周辺の雰囲気を０．０７ＭＰａの減圧雰囲気に調整する。このように、減圧機構９は、液膜周辺の雰囲気を減圧させることにより、溶媒であるＨＦＣ−２４５ｃａの蒸発速度を上げることができる。
【００２７】
制御装置１０は、上記の蒸発工程の終了後、残留した樹脂の膜に対してモールド３を押し付ける押印工程に移行し、その後、上記のように、硬化工程、及び離型工程を順に実行することで、ウエハ５上に樹脂の微細パターンを形成する。特に、本実施形態では、蒸発工程にて減圧雰囲気中にＨＦＣ−２４５ｃａが存在する状態において、押印工程に移行することが望ましい。このＨＦＣ−２４５ｃａは、０．０７ＭＰａの減圧雰囲気中では気体として存在するが、０．１ＭＰａの圧力雰囲気では凝縮する性質を有する。そこで、この凝縮性を利用することで、モールド３と樹脂との間に発生する気泡を１秒以下の短時間で消滅させることができる。更に、ＨＦＣ−２４５ｃａは、フッ素系の材料であるため、離型工程においても、モールド３と樹脂との界面にＨＦＣ−２４５ｃａを導入することにより離型力を下げることができるという離型剤としての利点がある。
【００２８】
以後、第１実施形態と同様に、別のエッチング装置により、ウエハ５上に形成した樹脂の微細パターンをマスクとして、ＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチングを実施し、樹脂の下層に凹部を形成する。このように、本実施形態のインプリント装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出装置７が吐出する混合液の溶媒としてＨＦＣ−２４５ｃａを採用することにより、溶媒の蒸発時間を更に短縮することができる等の利点がある。
【００２９】
なお、本実施形態では、樹脂に混合する溶媒としてハイドロフルオロカーボンを用いたが、溶媒は、この物質に限定するものではない。例えば、溶媒は、上記のように沸点が大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａの条件を満たすものであれば、ハイドロフルオロエーテル、又はハイドロフルオロオレフィン等のフッ素系の物質でも代用可能である。
【００３０】
（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３は、本実施形態に係るインプリント装置３０の構成を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、インプリント装置の側面図であり、図３（ｂ）は、複数のショットを含むインプリント領域の周辺をＺ方向上面から見た平面図（透視図）である。なお、図３に示すインプリント装置３０において、第１実施形態に係るインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態のインプリント装置３０の特徴は、少なくとも２つの吐出装置３１と、少なくとも２つの減圧装置３２とを有する点にある。以下、インプリント装置３０は、第１及び第２の吐出装置３１ａ、３１ｂと、第１及び第２の減圧装置３２ａ、３２ｂとの各２台の装置を有するものとして説明する。ここで、第１の吐出装置３１ａと第２の吐出装置３１ｂとは、図３（ｂ）に示すように、Ｙ方向の各ショット列に一致し、かつ、Ｘ方向で同列となるように設置することが望ましい。更に、モールド保持装置４に設置された第１の減圧装置３２ａに対して、第２の減圧装置３２ｂも、Ｙ方向のショット列に一致し、かつ、Ｘ方向で第１減圧装置３２ａと同列となるように設置することが望ましい。なお、吐出装置３１及び減圧装置３２の本体自体の構成は、第１実施形態に係る吐出装置７及び減圧機構９の本体構成とそれぞれ略同一とする。
【００３１】
この場合、制御装置１０は、吐出工程において、図３（ｂ）に示すようにウエハステージ６を−Ｙ方向に駆動しながら、２つの第１及び第２の吐出装置３１ａ、３１ｂにより同時に２つのショット３３ａ、３３ｂに対して樹脂と溶媒との混合液を吐出する。このときの溶媒の沸点や常温での蒸気圧の各条件は、第１実施形態と同様である。これにより、ショット３３ａ、３３ｂ上に吐出されたある１つの液滴は、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。この場合も、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が短時間内に混合液で満たされるので、ショット３３ａ、３３ｂ上には混合液からなる液膜が形成される。次に、制御装置１０は、ウエハステージ６を駆動し、液膜を形成したショットの一方、例えば、ショット３３ａをモールド保持装置４に設置された第１の減圧装置３２ａの減圧部に移動させる。この移動により、他方のショット３３ｂは、第２の減圧装置３２ｂの減圧部に位置することになる。次に、制御装置１０は、第１の減圧装置３２ａ、及び第２の減圧装置３２ｂにより、混合液が吐出されたショット３３ａ、３３ｂの周辺を減圧雰囲気とする。これにより、各減圧装置３２ａ、３２ｂは、混合液中から溶媒を短時間で蒸発させることができ、同時に、溶媒を適宜回収することにより、この溶媒がインプリント装置３０内に拡散することに起因する装置内部の汚染を防止することができる。このように、本実施形態のインプリント装置３０によれば、上記実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出装置３１と減圧装置３２とをそれぞれ複数設置することで、更なるスループットの向上を図ることができる。
【００３２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４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、本実施形態に係るインプリント装置４０に係る図であり、特に、図４（ａ）は、インプリント装置４０の構成を示す側面図である。なお、図４に示すインプリント装置４０において、第１実施形態に係るインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態のインプリント装置４０の特徴は、複数の種類の液体を異なる吐出量にて吐出可能な吐出装置４１を有する点にある。この吐出装置４１は、それぞれ異なる液体が収容される液容器４２と、この各液容器４２から吐出装置４１へ各液体を送る流路４６とを含み、各液体をそれぞれ個別に吐出する不図示の複数の吐出口を有する。特に、本実施形態の液容器４２は、溶媒の体積が樹脂の体積の６０倍となるように調製した第１の混合液を収容する第１の液容器４２ａと、溶媒の体積が樹脂の体積の３００倍となるように調製した第２の混合液を収容する第２の液容器４２ｂとからなるものとする。また、液容器４２ａに接続される吐出口からの吐出量は、１８０ピコリットル、一方、液容器４２ｂに接続される吐出口からの吐出量は、１ナノリットルである。なお、本実施形態で採用する溶媒は、上記実施形態に示すものが望ましい。
【００３３】
この場合、制御装置１０は、吐出工程において、ウエハ５を載置したウエハステージ６を−Ｙ方向に駆動しながら、吐出装置４１により、ショット４３に対して樹脂と溶媒との混合液を吐出する。このときの溶媒の沸点や常温での蒸気圧の各条件は、第１実施形態と同様である。図４（ｂ）は、吐出装置４１によりウエハ５上のショット４３に対して吐出された、混合液からなる液滴４４、４５の形状を示す模式図である。なお、ショット４３の端部４３ａは、モールド３の端部と一致する部分、又は、ウエハ５の端部と一致する部分であるが、以下、端部４３ａは、モールド３の端部と一致する部分として説明する。ここで、吐出装置４１から吐出された液滴が端部４３ａから大きく外側にはみ出ると、隣接するショット４３の欠陥の原因となる可能性がある。同様に、液滴がウエハ５の外側にはみ出ると、ウエハ５の端部における発塵の原因となる可能性がある。そこで、このような液滴のはみ出しを抑制するために、吐出装置４１は、端部４３ａに対しては、１８０ピコリットルの液滴４４を吐出し、一方、ショット４３の内部に対しては、１ナノリットルの液滴４５を吐出するように、吐出する混合液を使い分ける。これにより、端部４３ａ付近の液滴４４がショット４３の内部に吐出された液滴４５よりも小さくなるので、端部４３ａからの液滴のはみ出しを抑えることができる。なお、制御装置１０が実行させる蒸発工程以後の工程は、上記実施形態と同様である。このように、本実施形態のインプリント装置４０によれば、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出工程時のショット４３からの液滴のはみ出しを好適に抑えることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、インプリント装置４０は、複数の液容器４２ａ、４２ｂと、これに対応した複数の吐出口を有する吐出装置４１を有するものとして説明したが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、複数の液容器に対して、それぞれ吐出口を有する複数の吐出装置を有する構成としてもよい。
【００３５】
（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。更に、該製造方法は、パターンが形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子等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、パターンが形成された基板を加工する他の処理を含みうる。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。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１ インプリント装置
５ ウエハ
７ 吐出装置
９ 減圧装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置、インプリント方法、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技術に加え、モールド（型）と基板上の未硬化樹脂とを互いに押し付けて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が存在する。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一つとして、光硬化法がある。この光硬化法は、まず、基板上のショット領域（インプリント領域）に紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化樹脂）を吐出する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）とモールドとを互いに押し付ける。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】
このインプリント技術を採用したインプリント装置により基板上に樹脂のパターンが形成された後、この基板は、別のエッチング装置に搬送され、樹脂のパターンに沿った凹部（パターン転写部）が形成される。このとき、凹部の線幅に係る面内ばらつきが発生しないように、樹脂パターンの残膜厚を基板の面内で均一化することが重要となる。そこで、特許文献１は、インクジェット方式の吐出装置で樹脂を基板上に吐出する際、転写するパターンの密度に応じて樹脂の液滴の配置を最適化することにより残膜厚を均一化するインプリント方法を開示している。しかしながら、この特許文献１に示すように、樹脂を離散的に基板上に配置するインプリント方法では、基板上にて樹脂が広がりにくいため、樹脂とモールドとを押し付ける際、基板とモールドとの間に気泡が閉じ込められやすい。この気泡を閉じ込めたまま樹脂を硬化させると、形成した樹脂のパターンに未充填欠陥が生じる可能性がある。一方、この未充填欠陥の発生を防止するために、気泡が消滅するまで待機すると、当然、生産性が低下する。そこで、特許文献２は、樹脂に対する溶解性や拡散性の高い気体をモールドと基板との間に導入することで、気泡の消滅を促進す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】米国特許出願公開第２００９／０１１５１１０号明細書
【特許文献２】特表２００７−５０９７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示すインプリント方法では、生産性の向上のために、更なる改善が望まれる。
【０００６】
本発明は、生産性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、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、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、基板に対して未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段と、基板上に吐出された混合液から溶媒を蒸発させる蒸発手段と、を備え、吐出手段は、基板上で液滴と液滴とが接触するように混合液を吐出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、生産性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概略図である。
【図２】基板上に吐出した液滴の配置を示す模式図である。
【図３】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概略図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るインプリント装置に関する図である。
【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、本発明の第１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、本実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図である。このインプリント装置は、半導体デバイスの製造工程に使用される被処理基板であるウエハ上（基板上）に対してモールド（型）のパターンを転写する加工装置であり、特に、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、図１において、モールドに対する光（紫外線）の照射軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で後述のモールドベースに対してウエハが移動する方向にＸ軸を取り、該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸を取って説明する。このインプリント装置１は、照明系ユニット２と、モールド３と、モールド保持装置４と、ウエハ５と、ウエハステージ６と、吐出装置７と、モールド搬送装置８と、減圧機構９と、制御装置１０とを備える。
【００１２】
照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、モールド３に対して紫外線１１を照射する照明手段である。照明系ユニット２は、光源と、該光源から射出された紫外線１１をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学素子から構成される。モールド保持装置４は、モールド３を保持、及び固定するための保持装置である。このモールド保持装置４は、モールド３に圧縮力を加えることにより、モールド３に形成されたパターンを所望の形状に補正する形状補正機構１２と、吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールドベース１３とを備える。また、モールド保持装置４は、ウエハ５上に形成された紫外線硬化樹脂にモールド３を押し付けるために、モールドベース１３をＺ軸方向に駆動する不図示のベース駆動機構を備える。なお、このインプリント装置１では、上記のように、一方のモールド３をＺ方向に駆動する構成とするが、例えば、他方のウエハステージ６（ウエハ５）をＺ方向に駆動する構成としてもよい。
【００１３】
ウエハ５は、例えば、単結晶シリコンからなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となる紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が吐出される。また、ウエハステージ６は、ウエハ５を真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持手段（移動体）である。また、吐出装置７は、ウエハ５上に未硬化の樹脂を吐出する吐出手段（塗布手段）である。樹脂は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂であり、製造する半導体デバイスの種類等により適宜選択される。ここで、本実施形態の吐出装置７は、この樹脂に対してある溶媒を混合した混合液を液滴として、インクジェット方式にて吐出するものとする。更に、モールド搬送装置８は、モールド３を搬送し、モールドベース１３に対してモールド３を設置する搬送手段である。
【００１４】
減圧機構９は、吐出装置７にてウエハ５上に樹脂の液膜を形成した後に、液膜中の溶媒を好適に蒸発させるための蒸発手段である。この減圧機構９は、液膜の周囲の雰囲気を減圧することが可能な真空排気機構（減圧手段）を含む。一方、蒸発手段は、後述するが、溶媒の揮発性が高い場合には、減圧機構９の構成に変えて、単に液膜に対して送風が可能な送風機構としてもよい。また、減圧機構９は、図１に示すように、モールド保持装置４と一体で、かつ、モールド３に形成された凹凸パターン周辺に減圧部（送風部）が位置するように設置することが望ましい。
【００１５】
制御装置１０は、インプリント装置１の各構成要素の動作及び調整等を制御する制御手段である。この制御装置１０は、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、及びシーケンサ等で構成され、プログラム、若しくはシーケンスにより、各構成要素の制御を実行する。なお、制御装置１０は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。
【００１６】
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、後述する制御部は、ウエハステージ６にウエハ５を載置及び固定させた後、ウエハステージ６を吐出装置７の吐出位置へ移動させる。その後、吐出装置７は、吐出工程として、ウエハ５の所定のショット（被処理領域）に樹脂（未硬化樹脂）を吐出する。次に、制御部は、ウエハ５上の吐出面がモールド３の直下に位置するように、ウエハステージ６を移動させる。次に、制御部は、モールド３の押印面とウエハ５上の吐出面との位置合わせ、及び形状補正機構１２によるモールド３の形状補正を実施した後、ベース駆動機構を駆動させ、ウエハ５上の樹脂にモールド３を押印する（押印工程）。このとき、樹脂は、モールド３の押印によりモールド３に形成されたパターンに沿って流動する。この状態で、照明系ユニット２は、硬化工程として、モールド３の背面（上面）から紫外線１１を照射し、モールド３を透過した紫外線１１により樹脂が硬化する。そして、樹脂が硬化した後、制御部は、ベース駆動機構を再駆動させ、モールド３をウエハ５から離型させる（離型工程）。これにより、ウエハ５上のショットの表面には、モールド３のパターンに倣った３次元形状の樹脂の層が形成される。
【００１７】
次に、インプリント装置１の作用について説明する。図２は、吐出装置７によりウエハ５上のショット２０に対して吐出された、混合液からなる液滴２１の形状を示す模式図である。この場合、混合液は、溶媒である酢酸エチルに、樹脂を１．６％溶解させたものとする。ここで、吐出装置７は、上記吐出工程において、混合液を１８０ピコリットルの液滴としてショット２０上に吐出する。このとき、ショット２０上における液滴２１の配置は、モールド３に形成された凹凸パターンの密度に基づいて決定される。即ち、制御装置１０は、液滴２１の吐出領域が、凹凸パターンの密度の高い領域では密に、一方、凹凸パターンの密度の低い領域では疎になるように、吐出装置７に対して液滴２１の吐出量を調整させる。これにより、ショット２０上に吐出された、ある１つの液滴２１は、図２（ａ）に示すように、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。そして、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が１秒以内に混合液で満たされるので、ショット２０上には混合液からなる液膜が形成される。
【００１８】
ここで、本実施形態における混合液中の溶媒の体積は、樹脂の体積の６０倍としたが、樹脂に形成される微細パターンの高さや残膜厚によっては、最適な体積比が異なる。例えば、５０〜１００ｎｍの微細パターン高さ、及び１０〜２０ｎｍの残膜厚を実現するためには、この溶媒の体積は、樹脂の体積の３０〜１０００倍であることが望ましい。なお、混合液中の溶媒の体積が樹脂の体積の３０倍よりも小さい場合には、ショット２０上に吐出された液滴と液滴とは接触しない（図２（ｂ）参照）。この場合、ショット２０上にて各液滴２２が広がり１つの液膜となるためには、１０秒以上の時間を要するため、インプリント装置１全体の生産性が低下する。一方、この溶媒の体積が樹脂の体積の１０００倍よりも大きい場合には、ショット２０上に液滴２１を吐出した後の液膜の厚みが厚くなる。この場合、液膜の粘性抵抗が小さくなるので、ショット２０上の液膜の厚みは、均一となる。この液膜の厚みの均一化により、形成される微細パターンの残膜厚には、凹凸パターンの密度分布に応じた厚み分布が発生する。
【００１９】
更に、混合液の１回の吐出量を１８０ピコリットルとすることで、液膜の厚みは、最大で３μｍとなる。このように液膜の厚みが薄くなることにより、液膜の形成から３秒経過した後でも、凹凸パターンの密度に応じて形成された液膜の厚み分布は維持される。例えば、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓである場合には、液膜の厚みが４０μｍ以下であれば、粘性抵抗により均一な厚みの液膜にはならない。特に、本実施形態の溶媒である酢酸エチルの粘度は、０．４ｍＰａ・ｓであるため、液膜の厚み分布はそのまま維持される。なお、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓ以上である場合には、４０μｍよりも厚い膜厚でも、液膜の厚み分布を維持できる。逆に、混合液の粘度が０．４ｍＰａ・ｓよりも低い場合には、液膜の厚さが４０μｍよりも薄くないと、液膜の厚み分布を維持することができない。以上のことを踏まえ、本実施形態における混合液の粘度μ（Ｐａ・ｓ）と、液膜の厚みｄ（ｍ）との関係は、式（１）で表される。
μ／ｄ≧１０ （１）
【００２０】
また、本実施形態のインプリント装置１では、制御装置１０は、吐出工程にてショット２０上に液膜を形成した後、液膜中の溶媒を蒸発させる蒸発工程に移行する。この溶媒を蒸発させることにより、ショット２０上には所望の厚み分布を有する樹脂の液膜が形成される。ここで、溶媒の揮発性が高い場合には、自然に蒸発（自然気化）させればよい。これに対して、減圧機構９により故意に液滴の吐出領域の周辺の空間（雰囲気）を減圧することで、溶媒の蒸発速度を上げてもよい。この場合、インプリント装置１のスループットを低下させることなく溶媒を効率良く蒸発させるためには、溶媒の沸点は、大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａであることが望ましい。例えば、溶媒の沸点が大気圧下で２５℃未満、又は、常温での蒸気圧が０．０９ＭＰａ以上の場合には、溶媒が過度に蒸発しやすいため、吐出装置７による混合液の吐出安定性が低下する可能性がある。一方、溶媒の沸点が大気圧下で９０℃以上、又は、常温での蒸気圧が０．０１ＭＰａ未満の場合には、溶媒がショット２０上に残りやすく、この残留溶媒が欠陥の原因となる可能性がある。
【００２１】
制御装置１０は、上記の蒸発工程の終了後、残留した樹脂の膜に対してモールド３を押し付ける押印工程に移行し、その後、上記のように、硬化工程、及び離型工程を順に実行することで、ウエハ５上に樹脂の微細パターンを形成する。このように、吐出装置７は、吐出工程において、モールド３の凹凸パターンの密度に応じてショット２０上に液滴を配置（吐出）することで液膜の厚みに分布を持たせるので、ショット２０上に形成した樹脂の微細パターンの残膜厚を均一にすることができる。以後、このインプリント装置１とは別のエッチング装置により、ウエハ５に対して、このウエハ５上に形成した樹脂の微細パターンをマスクとしてＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチングを実施し、樹脂の下層に凹部を形成する。このとき、本実施形態の作用により、凹部形成前の樹脂の微細パターンの残膜厚がウエハ５の面内で均一になっているので、ドライエッチングによる凹部の線幅の面内ばらつきは生じない。
【００２２】
以上のように、本実施形態のインプリント装置１によれば、ウエハ５上に形成された樹脂の微細パターンの残膜厚を均一化しつつ、高い生産性を確保し、未充填欠陥の発生を防止することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、樹脂に混合する溶媒として酢酸エチルを用いたが、溶媒は、この物質に限定するものではない。例えば、溶媒は、上記のように沸点が大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａの条件を満たし、紫外線硬化樹脂を溶解する溶媒であれば、その他の物質でも代用可能である。
【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。本実施形態のインプリント装置の特徴は、吐出装置７が吐出する混合液を、溶媒であるハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ−２４５ｃａ）に、樹脂を０．３％溶解させたものとする点にある。なお、本実施形態のインプリント装置の構成は、第１実施形態に係るインプリント装置１と同様であるため、各構成要素の符号は、インプリント装置１と同一とし、説明を省略する。この場合、吐出装置７は、上記吐出工程において、混合液を１ナノリットルの液滴としてショット２０上に吐出する。本実施形態においても、ショット２０上における液滴２１の配置は、モールド３に形成された凹凸パターンの密度に基づいて決定される。これにより、ショット２０上に吐出された、ある１つの液滴２３は、図２（ｃ）に示すように、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。この場合も、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が短時間内に混合液で満たされるので、ショット２０上には混合液からなる液膜が形成される。
【００２５】
ここで、本実施形態における混合液中の溶媒の体積は、樹脂の体積の３００倍とした。この場合も、例えば、５０〜１００ｎｍの微細パターン高さ、及び１０〜２０ｎｍの残膜厚を実現するためには、この溶媒の体積は、樹脂の体積の３０〜１０００倍であることが望ましい。更に、混合液の１回の吐出量を１ナノリットルとすることで、液膜の厚みは、最大で１５μｍとなる。このように液膜の厚みが薄くなることにより、液膜の形成から３秒経過した後でも、第１実施形態と同様に、凹凸パターンの密度に応じて形成された液膜の厚み分布は維持される。例えば、混合液の粘度が０．６ｍＰａ・ｓである場合、液膜の厚みが６０μｍ以下であれば、粘性抵抗により均一な厚みの液膜にはならない。特に、本実施形態の溶媒であるＨＦＣ−２４５ｃａの粘度は、０．６ｍＰａ・ｓであるため、液膜の厚み分布はそのまま維持される。
【００２６】
また、本実施形態のインプリント装置でも、制御装置１０は、吐出工程にてショット２０上に液膜を形成した後、液膜中の溶媒を蒸発させる蒸発工程に移行する。特に、本実施形態では、制御装置１０は、液膜が形成されたウエハ５を減圧機構９の減圧部に移動させた後、減圧機構９により溶媒の蒸発工程を実施させる。このとき、減圧機構９は、液膜周辺の雰囲気を０．０７ＭＰａの減圧雰囲気に調整する。このように、減圧機構９は、液膜周辺の雰囲気を減圧させることにより、溶媒であるＨＦＣ−２４５ｃａの蒸発速度を上げることができる。
【００２７】
制御装置１０は、上記の蒸発工程の終了後、残留した樹脂の膜に対してモールド３を押し付ける押印工程に移行し、その後、上記のように、硬化工程、及び離型工程を順に実行することで、ウエハ５上に樹脂の微細パターンを形成する。特に、本実施形態では、蒸発工程にて減圧雰囲気中にＨＦＣ−２４５ｃａが存在する状態において、押印工程に移行することが望ましい。このＨＦＣ−２４５ｃａは、０．０７ＭＰａの減圧雰囲気中では気体として存在するが、０．１ＭＰａの圧力雰囲気では凝縮する性質を有する。そこで、この凝縮性を利用することで、モールド３と樹脂との間に発生する気泡を１秒以下の短時間で消滅させることができる。更に、ＨＦＣ−２４５ｃａは、フッ素系の材料であるため、離型工程においても、モールド３と樹脂との界面にＨＦＣ−２４５ｃａを導入することにより離型力を下げることができるという離型剤としての利点がある。
【００２８】
以後、第１実施形態と同様に、別のエッチング装置により、ウエハ５上に形成した樹脂の微細パターンをマスクとして、ＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチングを実施し、樹脂の下層に凹部を形成する。このように、本実施形態のインプリント装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出装置７が吐出する混合液の溶媒としてＨＦＣ−２４５ｃａを採用することにより、溶媒の蒸発時間を更に短縮することができる等の利点がある。
【００２９】
なお、本実施形態では、樹脂に混合する溶媒としてハイドロフルオロカーボンを用いたが、溶媒は、この物質に限定するものではない。例えば、溶媒は、上記のように沸点が大気圧下で２５〜９０℃、又は、常温での蒸気圧が０．０１〜０．０９ＭＰａの条件を満たすものであれば、ハイドロフルオロエーテル、又はハイドロフルオロオレフィン等のフッ素系の物質でも代用可能である。
【００３０】
（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３は、本実施形態に係るインプリント装置３０の構成を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、インプリント装置の側面図であり、図３（ｂ）は、複数のショットを含むインプリント領域の周辺をＺ方向上面から見た平面図（透視図）である。なお、図３に示すインプリント装置３０において、第１実施形態に係るインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態のインプリント装置３０の特徴は、少なくとも２つの吐出装置３１と、少なくとも２つの減圧装置３２とを有する点にある。以下、インプリント装置３０は、第１及び第２の吐出装置３１ａ、３１ｂと、第１及び第２の減圧装置３２ａ、３２ｂとの各２台の装置を有するものとして説明する。ここで、第１の吐出装置３１ａと第２の吐出装置３１ｂとは、図３（ｂ）に示すように、Ｙ方向の各ショット列に一致し、かつ、Ｘ方向で同列となるように設置することが望ましい。更に、モールド保持装置４に設置された第１の減圧装置３２ａに対して、第２の減圧装置３２ｂも、Ｙ方向のショット列に一致し、かつ、Ｘ方向で第１減圧装置３２ａと同列となるように設置することが望ましい。なお、吐出装置３１及び減圧装置３２の本体自体の構成は、第１実施形態に係る吐出装置７及び減圧機構９の本体構成とそれぞれ略同一とする。
【００３１】
この場合、制御装置１０は、吐出工程において、図３（ｂ）に示すようにウエハステージ６を−Ｙ方向に駆動しながら、２つの第１及び第２の吐出装置３１ａ、３１ｂにより同時に２つのショット３３ａ、３３ｂに対して樹脂と溶媒との混合液を吐出する。このときの溶媒の沸点や常温での蒸気圧の各条件は、第１実施形態と同様である。これにより、ショット３３ａ、３３ｂ上に吐出されたある１つの液滴は、少なくとも隣接する他のいずれかの液滴と接触する。この場合も、この接触した部分に働く表面張力により、液滴と液滴とに囲まれた領域が短時間内に混合液で満たされるので、ショット３３ａ、３３ｂ上には混合液からなる液膜が形成される。次に、制御装置１０は、ウエハステージ６を駆動し、液膜を形成したショットの一方、例えば、ショット３３ａをモールド保持装置４に設置された第１の減圧装置３２ａの減圧部に移動させる。この移動により、他方のショット３３ｂは、第２の減圧装置３２ｂの減圧部に位置することになる。次に、制御装置１０は、第１の減圧装置３２ａ、及び第２の減圧装置３２ｂにより、混合液が吐出されたショット３３ａ、３３ｂの周辺を減圧雰囲気とする。これにより、各減圧装置３２ａ、３２ｂは、混合液中から溶媒を短時間で蒸発させることができ、同時に、溶媒を適宜回収することにより、この溶媒がインプリント装置３０内に拡散することに起因する装置内部の汚染を防止することができる。このように、本実施形態のインプリント装置３０によれば、上記実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出装置３１と減圧装置３２とをそれぞれ複数設置することで、更なるスループットの向上を図ることができる。
【００３２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４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、本実施形態に係るインプリント装置４０に係る図であり、特に、図４（ａ）は、インプリント装置４０の構成を示す側面図である。なお、図４に示すインプリント装置４０において、第１実施形態に係るインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態のインプリント装置４０の特徴は、複数の種類の液体を異なる吐出量にて吐出可能な吐出装置４１を有する点にある。この吐出装置４１は、それぞれ異なる液体が収容される液容器４２と、この各液容器４２から吐出装置４１へ各液体を送る流路４６とを含み、各液体をそれぞれ個別に吐出する不図示の複数の吐出口を有する。特に、本実施形態の液容器４２は、溶媒の体積が樹脂の体積の６０倍となるように調製した第１の混合液を収容する第１の液容器４２ａと、溶媒の体積が樹脂の体積の３００倍となるように調製した第２の混合液を収容する第２の液容器４２ｂとからなるものとする。また、液容器４２ａに接続される吐出口からの吐出量は、１８０ピコリットル、一方、液容器４２ｂに接続される吐出口からの吐出量は、１ナノリットルである。なお、本実施形態で採用する溶媒は、上記実施形態に示すものが望ましい。
【００３３】
この場合、制御装置１０は、吐出工程において、ウエハ５を載置したウエハステージ６を−Ｙ方向に駆動しながら、吐出装置４１により、ショット４３に対して樹脂と溶媒との混合液を吐出する。このときの溶媒の沸点や常温での蒸気圧の各条件は、第１実施形態と同様である。図４（ｂ）は、吐出装置４１によりウエハ５上のショット４３に対して吐出された、混合液からなる液滴４４、４５の形状を示す模式図である。なお、ショット４３の端部４３ａは、モールド３の端部と一致する部分、又は、ウエハ５の端部と一致する部分であるが、以下、端部４３ａは、モールド３の端部と一致する部分として説明する。ここで、吐出装置４１から吐出された液滴が端部４３ａから大きく外側にはみ出ると、隣接するショット４３の欠陥の原因となる可能性がある。同様に、液滴がウエハ５の外側にはみ出ると、ウエハ５の端部における発塵の原因となる可能性がある。そこで、このような液滴のはみ出しを抑制するために、吐出装置４１は、端部４３ａに対しては、１８０ピコリットルの液滴４４を吐出し、一方、ショット４３の内部に対しては、１ナノリットルの液滴４５を吐出するように、吐出する混合液を使い分ける。これにより、端部４３ａ付近の液滴４４がショット４３の内部に吐出された液滴４５よりも小さくなるので、端部４３ａからの液滴のはみ出しを抑えることができる。なお、制御装置１０が実行させる蒸発工程以後の工程は、上記実施形態と同様である。このように、本実施形態のインプリント装置４０によれば、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、吐出工程時のショット４３からの液滴のはみ出しを好適に抑えることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、インプリント装置４０は、複数の液容器４２ａ、４２ｂと、これに対応した複数の吐出口を有する吐出装置４１を有するものとして説明したが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、複数の液容器に対して、それぞれ吐出口を有する複数の吐出装置を有する構成としてもよい。
【００３５】
（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。更に、該製造方法は、パターンが形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子等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、パターンが形成された基板を加工する他の処理を含みうる。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。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１ インプリント装置
５ ウエハ
７ 吐出装置
９ 減圧装置
【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、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、
前記基板に対して前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段と、
前記基板上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発手段と、を備え、
前記吐出手段は、前記基板上で液滴と液滴とが接触するように前記混合液を吐出する、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記吐出手段は、インクジェット方式を採用する、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】
前記吐出手段は、互いに異なる種類の前記混合液を収容する複数の容器を含む、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記吐出手段は、前記基板上のインプリント領域の端部と前記インプリント領域の内部とに対して、それぞれ異なる種類の前記混合液を吐出し、
前記端部に対する前記混合液の吐出量は、前記内部に対する前記混合液の吐出量より少ない、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】
前記蒸発手段は、前記基板上の前記混合液の周囲の雰囲気に対して送風する送風機構を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記蒸発手段は、前記基板上の前記混合液の周囲の雰囲気を減圧する減圧機構を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記吐出手段は、前記蒸発手段により前記混合液の前記溶媒が蒸発して得られた液膜の厚みが前記型の凹部の密度に応じた厚みとなるように、前記混合液を前記基板に吐出する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記吐出手段は、前記混合液の粘度をμ（Ｐａ・ｓ）とし、前記基板上に吐出された前記混合液の液膜の厚みをｄ（ｍ）とすると、
μ／ｄ≧１０
の条件を満たすように前記混合液を前記基板に吐出する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記混合液における前記溶媒の体積は、前記樹脂の体積の３０〜１０００倍の範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記溶媒の沸点は、大気圧下で２５〜９０℃の範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記溶媒の常温での蒸気圧は、０．０１〜０．０９ＭＰａの範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記溶媒は、離型剤を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
前記溶媒は、酢酸エチル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、又は、ハイドロフルオロオレフィンを含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、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方法であって、
前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を該混合液の液滴と液滴とが接触するように前記基板上に吐出する吐出工程と、
前記基板上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発工程と、
を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のインプリント装置、又は、請求項１４に記載のインプリント方法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、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、
前記基板に対して前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を吐出する吐出手段と、
前記基板上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発手段と、を備え、
前記吐出手段は、前記基板上で液滴と液滴とが接触するように前記混合液を吐出する、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記吐出手段は、インクジェット方式を採用する、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】
前記吐出手段は、互いに異なる種類の前記混合液を収容する複数の容器を含む、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記吐出手段は、前記基板上のインプリント領域の端部と前記インプリント領域の内部とに対して、それぞれ異なる種類の前記混合液を吐出し、
前記端部に対する前記混合液の吐出量は、前記内部に対する前記混合液の吐出量より少ない、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】
前記蒸発手段は、前記基板上の前記混合液の周囲の雰囲気に対して送風する送風機構を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記蒸発手段は、前記基板上の前記混合液の周囲の雰囲気を減圧する減圧機構を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記吐出手段は、前記蒸発手段により前記混合液の前記溶媒が蒸発して得られた液膜の厚みが前記型の凹部の密度に応じた厚みとなるように、前記混合液を前記基板に吐出する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記吐出手段は、前記混合液の粘度をμ（Ｐａ・ｓ）とし、前記基板上に吐出された前記混合液の液膜の厚みをｄ（ｍ）とすると、
μ／ｄ≧１０
の条件を満たすように前記混合液を前記基板に吐出する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記混合液における前記溶媒の体積は、前記樹脂の体積の３０〜１０００倍の範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記溶媒の沸点は、大気圧下で２５〜９０℃の範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記溶媒の常温での蒸気圧は、０．０１〜０．０９ＭＰａの範囲にある、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記溶媒は、離型剤を含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
前記溶媒は、酢酸エチル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、又は、ハイドロフルオロオレフィンを含む、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、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方法であって、
前記未硬化樹脂と溶媒との混合液を該混合液の液滴と液滴とが接触するように前記基板上に吐出する吐出工程と、
前記基板上に吐出された前記混合液から前記溶媒を蒸発させる蒸発工程と、
を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のインプリント装置、又は、請求項１４に記載のインプリント方法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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２９３８１（Ｐ２０１２−１２９３８１Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０１７８（Ｐ２０１０−２８０１７８）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【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７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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