インプリント装置、インプリント方法及びデバイスの製造方法
【課題】 基板と基板ステージの位置ずれによる重ね合わせ精度の低下を抑え、より正確にパターンを転写するインプリント装置を実現する。
【解決手段】 基板上に塗布された転写材料と、パターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付けた状態で前記転写材料を硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離すことにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、前記基板を吸着して保持する基板保持部と、前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくする。
【解決手段】 基板上に塗布された転写材料と、パターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付けた状態で前記転写材料を硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離すことにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、前記基板を吸着して保持する基板保持部と、前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくする。
【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、インプリント方法及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、電子線描画装置等の装置を用いて微細パターンが形成された型（モールド）を原版として、転写材料（樹脂）が塗布された基板上に微細パターンを形成する技術である。具体的には、シリコンウエハやガラスプレート等の基板上に転写材料を塗布し、その転写材料に型のパターンを押し付けた状態でその転写材料を硬化させることによって微細パターンを形成することができる。
【０００３】
インプリント技術では従来の露光装置のように、基板を保持する基板保持装置として、所定の吸着圧によって基板を吸着するウエハチャック等を備えている。一方で、インプリント技術では従来の露光装置とは異なり、型を転写材料に押し付ける工程や転写材料を硬化後に型を転写材料から引き離す工程を含む。このため、型と転写材料の間には摩擦力が働き、転写材料から型を引き離しにくい。
【０００４】
特許文献１には、型と転写材料との間に微小な角度をつけて引き離しやすくするインプリント技術が記載されている。具体的には、基板の中心部を意図的にチャックから離して基板を変形させるインプリント装置が開示されている。型の押印時に基板を全面吸着するのに対し、離型時に基板の円周部を吸着しつつ基板中心部から気体を噴出させることで基板をチャックから離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０８３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７（ａ）は基板４と基板ステージ５が局所的に離れてしまった状態を示している。図７（ｂ）はモールド１と樹脂３の離型が完了した工程で基板４と基板ステージ５が点７ａと点７ｂで接触していない状態を示している。モールドを基板に押し付ける前とは異なる場所で基板を吸着するので、図７（ｂ）のように歪んでしまう。
【０００７】
このように基板がウエハチャックから離れてしまうと、型と転写材料とが離れた後、再び基板はウエハチャックに吸着されるが、離れる前と同じ場所で基板が吸着されるとは限らない。異なる場所で基板を吸着すると、基板が歪んでしまい基板の位置ずれが生じる。この状態で次のステップのインプリントが開始されると、基板上に形成されるパターンの位置ずれや重ね合わせ精度の低下につながる。
【０００８】
一方で、ウエハチャックによってあまりにも大きな力で基板を吸着すると、基板が撓んでしまい基板の平坦度が失われてしまう。型を転写材料に押し付ける工程や転写材料を硬化させる工程で平坦度が保たれていないと、パターンの転写精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の課題認識を契機としてなされたものであり、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンの転写精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のインプリント装置は、基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、前記基板を吸着して保持する基板保持部と、前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンの転写精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）第１実施形態における樹脂の塗布工程を示す図である。 （ｂ）第１実施形態における型を押し付ける工程を示す図である。 （ｃ）第１実施形態における樹脂を硬化させる工程を示す図である。 （ｄ）第１実施形態における樹脂から型を引き離す工程を示す図である。
【図２】（ａ）第１実施形態を説明するインプリント装置を示す概略図である。 （ｂ）吸着圧可変機構の変形例を示す図である。
【図３】（ａ）第２実施形態における樹脂の塗布工程を示す図である。 （ｂ）第２実施形態における型を押し付ける工程を示す図である。 （ｃ）第２実施形態における樹脂を硬化させる工程を示す図である。 （ｄ）第２実施形態における樹脂から型を引き離す工程を示す図である。
【図４】第２実施形態を説明するインプリント装置を示す概略図である。
【図５】（ａ）第３実施形態を説明するインプリント装置を示す図である。 （ｂ）第３実施形態の吸着圧可変機構の変形例を示す図である。
【図６】インプリントの動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）基板ステージ上の基板が局所的に離れた状態を示す図である。 （ｂ）基板ステージ上の基板が歪んでいる状態を示す図である。
【図８】（ａ）モールドが局所的に離れた状態を示す図である。 （ｂ）モールドが歪んでいる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態を説明する。
【００１４】
[第１実施形態]
本実施形態では転写材料として光が照射されることによって硬化する樹脂を使用した、光硬化法のインプリント技術について説明する。また、型としては凹凸部が表面に形成されたモールドを用いて説明する。
【００１５】
図１はインプリントの動作を説明する図であり、インプリント装置（微細構造転写装置）の一部を示した図である。図１（ａ）はモールドチャック２（型保持部）に保持されたモールド１の下に、不図示の塗布装置によって樹脂３が塗布された基板４が基板ステージ５に設けられたウエハチャック（基板保持部）によって保持された状態である。
【００１６】
インプリント装置における基板４を保持する機構としては、バキュームチャックが使われている。バキュームチャックは基板４の裏面の空間を基板表面よりも減圧された状態とし、その気圧差により基板４が基板ステージ５により保持される。
【００１７】
最近の半導体デバイスにおいては基板４の表面の平坦度が課題となる。基板４と基板ステージ５との間にゴミの挟み込みによる平坦度の低下の影響を減らすため、可能な限り基板４と基板ステージ５の接触率を小さくすることが求められている。そのためバキュームチャックの表面には無数のピンが立っていて、基板４との接触面積が少なくなっているピンチャックが主流となっている。
【００１８】
このようなバキュームチャックにより、基板４の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧（第１の吸着圧）で、基板４を複数の基板吸着部６で吸着し、基板ステージ５上に高精度に位置決めされている。基板吸着部６は不図示のバキューム源に接続されている。
【００１９】
点７ａは基板４上の点で基板４と基板ステージ５に有するピンチャックとの接触箇所を表している。点７ｂはピンチャック上の点で基板４とピンチャックとの接触箇所を表している。図１（ａ）で点７ａと点７ｂは接触している。
【００２０】
基板４を保持する際の基板吸着部６の吸着圧については、あまり小さくしすぎると基板が撓んでしまい基板の平坦度が失われてしまう。また、反対に吸着圧をあまり大きくしすぎると基板を安定して保持できなくなってしまう。基板４の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧は、ピン同士の間隔などで最適値は異なるが、−７０〜−６０ｋＰａ程度である。ここでは、平坦度の仕様を満足するために、基板吸着圧を−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２１】
ここでは、吸着圧を基板吸着部６の圧力から基板表面の気圧を引いた値で表すことにする。本実施形態では、インプリントを大気圧の雰囲気中で行うため基板表面は大気圧を受ける。しかし、大気圧に限らずインプリントを行う際の雰囲気に応じて基板表面が受ける圧力が決まる。吸着圧が小さいほど基板４にはたらく力（吸着力）が大きいことを意味する。反対に、吸着圧が大きいほど基板４にはたらく吸着力が小さいことを意味する。また、モールドチャック２によって保持されるモールド１は可逆性を有する弾性部材である。さらに、基板ステージ５によって保持される基板４も可逆性を有する弾性部材である。
【００２２】
図１（ｂ）は基板４上に塗布された樹脂３とモールド１の微細パターン面を押し付けている状態を示している。基板上に塗布された樹脂３をモールド１に押し付けても良いし、パターン面を有するモールドを樹脂３に押し付けても良い。また樹脂３とモールド１を互いに押し付けあっても良く、少なくとも一方を他方に押し付ければ良い。この時、モールド１に有する微細パターンの凹部に樹脂３が充填する。硬化前の樹脂３は液体であるので、モールド１と樹脂３が接触することにより基板４にかかる力は無視できる。この押印する工程では、基板の平坦度が保たれていることが求められるので、バキュームチャックは基板の表面の平坦度を保つ吸着圧（第１の吸着圧）に設定し、基板を保持する。ここでは、吸着圧は樹脂３を塗布した時と同じく−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２３】
図１（ｃ）はモールド１の微細パターンの凹部に樹脂３の充填が完了した後、樹脂３に不図示の光源から光２１を照射する状態を示している。石英など光が透過する材料でモールド１を作成することにより、モールドチャック側に設けられた光源を用いて、モールド１を挟んで樹脂３に光２１を照射することができる。この樹脂３を硬化させる工程では、平坦度が保たれていないとパターンを精度よく形成することができない。そのため、基板の表面の平坦度を保つ吸着圧（第１の吸着圧）に設定する。ここでは、型を押し付けた工程と同じく−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２４】
図１（ｄ）は硬化した樹脂３からモールド１を引き離す工程を示している。この離型の工程では、基板４にも硬化した樹脂３を介してモールド１が受ける力と同じ方向に力が働く。
【００２５】
このように型を樹脂に押し付ける工程では、樹脂は硬化前の液体の状態であるので基板にかかる力は無視できるほど小さい。しかし、型を樹脂から引き離す工程では樹脂は硬化されており基板をチャックから離す力が無視できない大きさで働く。ウエハチャックが基板を吸着する力の大きさよりも、型が基板を引っ張る力の大きさの方が大きくなると、基板がチャックから離れてしまう。基板吸着部６が基板４を吸着する力よりも、モールド１が基板４を引っ張る力が大きくなると図７（ａ）のように点７ａと点７ｂが離れ、基板４が基板ステージ５から局所的に離れた状態になる。モールド１と樹脂３とが離れた後、再び基板４は基板ステージ５に吸着されるが、点７ａと点７ｂがまた一致するとは限らない。
【００２６】
この離型の工程では、基板４が基板ステージ５から局所的に離れないようにするため、吸着力を高める。不図示の制御部によりバキュームチャックの吸着圧の大きさを制御する。この時の吸着圧の大きさは基板４が塑性変形を起こす大きさが限度である。ここでは−９０ｋＰａ以上として、型を押し付ける工程で設定されていた吸着圧（第１の吸着圧）よりも小さな吸着圧（第２の吸着圧）に設定する。吸着圧を小さくした後、モールド１と樹脂３を引き離す。この時、吸着圧を小さくすることで基板４の平坦度は低下するが、すでに樹脂３が硬化しているので影響は少ない。
【００２７】
このように、吸着圧を小さくすると基板４の平坦度は低下するが、基板４と基板ステージ５が離れることが無ければ、吸着圧を元に戻したときに基板４の位置ずれが生じにくくなる。
【００２８】
図２（ａ）は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。図２（ａ）のインプリント装置において、吸着圧は吸着圧可変機構１０を介して発生させる。基板吸着部６は吸着圧可変機構１０を介して吸着圧を発生させるバキューム源８に接続している。
【００２９】
吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧を基板吸着用の２系統の吸着ライン１３ａ、１３ｂとに分ける。それぞれの吸着ライン１３ａ、１３ｂによる吸着圧は、レギュレータ１２ａ、１２ｂによって所定の吸着圧に調整される。例えば、吸着ライン１３ａを基板の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧に設定して、吸着ライン１３ｂを吸着ライン１３ａよりも小さな吸着圧に設定する。この調整により、基板吸着部６の吸着圧は２段階の圧力に設定することができる。そして、切換手段である電磁弁１１を操作することで、基板吸着部６の吸着圧を２段階に変化させることができる。具体的には、制御部１５が切換手段である電磁弁１１を図１で説明したようなタイミングで制御して、吸着圧を切換える。
【００３０】
吸着圧可変機構１０は電磁弁１１とレギュレータ１２、吸着ライン１３で構成する代わりに、図２（ｂ）に示すようにサーボバルブ１４を用いることもできる。サーボバルブ１４は所定の吸着圧に制御することができる。制御部１５によってサーボバルブ１４の吸着圧を変化させることにより、無段階の吸着圧の制御が可能になる。
【００３１】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンを転写の精度を向上することができる。
【００３２】
[第２実施形態]
第１実施形態では基板４が基板ステージ５から離れてしまうことを防ぐために、吸着圧を小さくする場合について説明した。
【００３３】
同様の問題がモールド１においても発生しうる。モールド１はピンチャックを用いたモールドチャック２（型保持部）で吸着保持される。樹脂から型を引き離す工程で、モールド１がモールドチャック２から離れてしまう恐れがある。
【００３４】
図８を用いてモールドにおける課題を詳しく説明する。図８（ａ）の点７ｃはモールド上の点でモールドとモールドチャックのある接触箇所を表している。点７ｄはモールドチャック上の点でモールドとモールドチャックのある接触箇所を表している。図８（ａ）はモールド１と樹脂３を引き離す工程でモールド１がモールドチャック２から局所的に離れてしまった状態である。
【００３５】
モールド１と樹脂３を引き離す工程ではモールド１は硬化した樹脂３に下向きに引っ張られる力がかかる。この力がモールド１を吸着する力より大きくなると図８（ａ）のようにモールド１がモールドチャック２から局所的に離れてしまう。モールド１と樹脂３とが離れた後、再びモールド１はモールドチャック２に吸着されるが、点７ｃと点７ｄがまた一致するとは限らない。また、モールドを引っ張る力がより大きければ、モールド１がモールドチャック２から落下する恐れもある。
【００３６】
図８（ｂ）はモールド１と樹脂３の剥離が完了した工程でモールドとモールドチャックが点７ｃと点７ｄで接触していない状態を示している。モールドを基板に押し付ける前とは異なる場所でモールドを吸着するので、モールド１が歪んでしまい、モールドの位置ずれが生じる。この状態で次のステップのインプリントが開始されてしまうと、パターンの位置ずれや重ね合わせ精度の低下につながる。
【００３７】
この問題はモールド１の厚さが薄い場合（例えば基板と同等）に起こりうる。モールド１が薄いとモールドを吸着する部分（モールド吸着部９）で変形し、モールドの平坦度に影響を与える。
【００３８】
図３はインプリントの動作を説明する図であり、インプリント装置の一部を示している。第１実施形態と同じ番号のものはここでは説明を省略する。図３（ａ）〜図３（ｄ）は図１（ａ）〜図１（ｄ）に対応している。
【００３９】
図３（ａ）はモールド１と基板４とが位置決めされた状態である。点７ｃはモールド１上の点でモールド１とモールドチャック２との接触箇所を表している。点７ｄはモールドチャック２上の点でモールド１とモールドチャック２との接触箇所を表している。本実施形態におけるモールド１を保持する方法としては、バキュームチャックと呼ばれるモールドチャック２が使われている。バキュームチャックはモールド１の裏面（凹凸パターンが形成されていない面）の空間をモールド表面（凹凸パターンが形成されているパターン面）よりも減圧された状態とし、その気圧差によりモールド１がモールドチャック２により保持される。
【００４０】
このようなバキュームチャックにより、第１実施形態と同様にパターン形成のシーケンスにおいて、型の平坦度を保つのに最適な吸着力でモールド１を吸着する。モールド１の平坦度が低いとパターン面が変形してしまうからである。モールド１を保持するモールド吸着部９は不図示のバキューム源に接続されている。この吸着圧はモールド１の厚さによって異なるが、ここでは、−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。
【００４１】
図３（ｂ）はモールド１を基板４に押し付ける工程を示している。ここでも、第１実施形態と同じく、モールドと基板の少なくとも一方を他方に押し付ければ良い。図３（ｃ）は光２１を照射して樹脂３を硬化させる工程を示している。この押印する工程、および、硬化させる工程では、モールド１の平坦度が保たれていることが求められるので、基板の平坦度を保つ吸着圧に設定する。ここでは、吸着圧は樹脂３を塗布した時と同じく−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。
【００４２】
図３（ｄ）は硬化した樹脂３からモールド１を引き離す工程を示している。この離型の工程では、モールド１がモールドチャック２から局所的に離れないような大きさまで吸着圧を小さくする。この時の吸着圧の大きさはモールド１が塑性変形を起こす大きさが限度である。ここでは−９０ｋＰａ以上として、モールドを押し付けた工程よりも小さな吸着圧に設定する。吸着圧を小さくした後、モールド１と樹脂３を引き離す。この時、吸着圧を小さくすることでモールド１の平坦度は低下するが、すでに樹脂３が硬化しているので影響は少ない。
【００４３】
図４は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。図４のインプリント装置において、吸着圧は吸着圧可変機構１０を介して発生させる。モールド吸着部９は吸着圧可変機構１０を介して吸着圧を発生させるバキューム源８に接続している。
【００４４】
吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧をモールド吸着用の２系統の吸着ライン１３ｃ、１３ｄとに分ける。それぞれの吸着ライン１３ｃ、１３ｄによる吸着圧は、レギュレータ１２ｃ、１２ｄによって所定の吸着圧に調整される。例えば、吸着ライン１３ｃを基板の平坦度を保つのに最適な吸着圧に設定して、吸着ライン１３ｄを吸着ライン１３ｃよりも小さな吸着圧に設定する。この調整により、吸着圧は２段階の圧力に設定することができる。そして、切換手段である電磁弁１１を操作することで、モールド吸着部９の吸着圧を２段階に変化させることができる。具体的には、制御部１５が図３で説明したようなタイミングで切換手段である電磁弁１１を制御して、吸着圧を切換える。
【００４５】
さらに、吸着圧可変機構１０は第１実施形態と同様に図２（ｂ）に示すようなサーボバルブ１４を用いることもできる。
【００４６】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、モールドがチャックから離れることを抑え、パターンを転写の精度を向上することができる。
【００４７】
[第３実施形態]
図５は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。上記実施形態と同じ番号のものはここでは説明を省略する。図５（ａ）のインプリント装置において、吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧を基板吸着用の２系統の吸着ライン１３ａ、１３ｂとに分け、モールド吸着用の２系統の吸着ライン１３ｃ、１３ｄとに分ける。このような構成とすることにより、バキューム源８を一つとすることができる。それぞれの吸着ライン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによる吸着圧は、レギュレータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによって所定の吸着圧に調整される。この調整により、基板吸着部６とモールド吸着部９に関する吸着圧はそれぞれ２段階の圧力に設定することができる。
【００４８】
このように吸着圧可変機構１０でバキューム源８からの吸着圧をレギュレータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより必要な値に設定しておき、吸着ライン系統を電磁弁１１ａ、１１ｂを用い瞬時に吸着圧を切換えることができる。こうすることで、余計なタイムラグなく吸着圧を変更することができる。また、吸着圧を切換えるタイミングは第１実施形態及び第２実施形態と同様に制御部１５が吸着圧可変機構１０を制御することができる。
【００４９】
本実施例では、電磁弁１１ａをモールドチャック２とレギュレータ１２ｃ、１２ｄの間に入れているが、バキューム源８とレギュレータ１２ｃ、１２ｄの間に電磁弁１１ａを設けても良い。電磁弁１１ｂについても同様にバキューム源８とレギュレータ１２ａ、１２ｂの間に設けても良い。また、１つのバキューム源を用いた実施形態について説明したが、複数のバキューム源を設けて、吸着圧を設定しても良い。
【００５０】
また、図５（ｂ）のように、吸着圧可変機構１０をサーボバルブ１４ａ、１４ｂで構成することができる。サーボバルブ１４ａは吸着圧を制御し、サーボバルブ１４ｂは吸着圧を制御して、所定の吸着圧に調整される。サーボバルブで吸着圧を変化させることにより、無段階の吸着圧の制御が可能になる。
【００５１】
吸着圧の制御は第１実施形態および第２実施形態と同様とすることができる。また、必ずしも両方同時に行なう必要は無く、吸着圧を変化させるタイミングを別々に制御することもできる。インプリントに用いる樹脂の種類やモールドに形成されたパターンに応じて制御してもよい。
【００５２】
このように、モールドと樹脂とを引き離す離型工程において、モールドと基板の吸着圧を共に小さくすることで、離型を早く行うことができる。
【００５３】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板とモールドがチャックから離れることを抑える。基板と基板ステージ、モールドとモールドチャックの位置ずれによる重ね合わせ精度の低下を抑え、より正確にパターンを転写することを目的とする。
【００５４】
[第４実施形態]
インプリントを基板上で複数回繰り返す場合について説明する。パターンを転写する場所に樹脂を塗布するための移動とモールドを押し付けるための移動が繰り返し行なわれる。繰り返し行なわれるインプリントのプロセスについて図６を用いて説明する。
【００５５】
図５（ａ）のインプリント装置において、バキューム源８を作動させ、吸着ライン１３ｃに設定された吸着圧でモールド１をモールドチャック２に吸着させる。吸着ライン１３ｃは型の平坦度を保つのに最適な満足できる程度の吸着圧に調整されている。例えば、ここでは−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。この時点で基板ステージ５に吸着力は発生していない。
【００５６】
基板４をインプリント装置に搬入後、吸着ライン１３ａに設定された吸着圧で基板４を基板ステージ５の上面に吸着して固定する。吸着ライン１３ａは基板の平坦度を満足できる程度の吸着圧に調整されている。例えば、ここでは−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００５７】
基板４が基板ステージ５に吸着された後、ステップＳ１で不図示の塗布装置によって基板４の表面に樹脂３が塗布される。
【００５８】
次に、ステップＳ２で樹脂が塗布された場所にパターンを形成するために、基板ステージ５を駆動させて、基板４を塗布装置付近からモールド１の下の押印位置へ移動させる。
【００５９】
移動させた後、ステップＳ３でモールドチャック２に吸着保持されたモールド１を基板４に塗布された樹脂３に押し付け、モールド１の凹部に樹脂３を充填させる。
【００６０】
モールド１に有する微細パターンの凹部に樹脂３が充填した後に、ステップＳ４で光を照射して樹脂３を硬化させる。この間の基板吸着部６、モールド吸着部９の吸着圧は吸着ライン１３ｃ、吸着ライン１３ａによって調整される。
【００６１】
ステップＳ５では、樹脂３の硬化後、モールドチャック２にモールド１を吸着している吸着圧を制御部によって吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｄに切換えるように電磁弁１１ａを作動させる。吸着ライン１３ｄの吸着圧はモールド１と樹脂３とを引き離す工程でモールド１がモールドチャック２から局所的に離れないような大きさまで吸着圧が調整されている。この時の吸着圧の大きさはモールド１が塑性変形を起こす大きさが限度で、例えば、ここでは−９０ｋＰａ以上とする。
【００６２】
同様に、基板ステージ５に基板４を吸着している吸着圧を吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｂに切り換えるように電磁弁１１ｂを作動させる。吸着ライン１３ｂの吸着圧はモールド１と樹脂３を引き離す工程で基板４が基板ステージ５から局所的に離れないような大きさまで吸着圧が調整されている。この時の吸着圧の大きさは基板４が塑性変形を起こす大きさが限度で、例えば、ここでは−９０ｋＰａ以上とする。
【００６３】
吸着圧をそれぞれ吸着ライン１３ｄ、吸着ライン１３ｂに切り換えた後、モールド１と樹脂３を引き離す。
【００６４】
モールド１と樹脂３の剥離が完了後、ステップＳ６で再び吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｃ、吸着ライン１３ａにそれぞれ切換える。モールド１と樹脂３の平坦度が満足できる程度の吸着圧に調整された後、樹脂３を塗布するために基板ステージ５を駆動させて基板４を塗布装置付近の塗布位置へ移動させる。
【００６５】
こうして、再びステップＳ１へと戻り、パターンの形成を行なう。基板４上の全ての場所でパターンを形成したら、ステップＳ５の後、基板４はインプリント装置から搬出される。
【００６６】
上記説明では、ステップＳ６で平坦度が満足できる程度の吸着圧に戻したが、吸着力を戻すタイミングはこれに限定されない。そのため、モールド１と樹脂３とが離れた後も大きな吸着力で基板を保持しても良い。
【００６７】
一方で、基板の表面の平坦度が求められるのは樹脂３を硬化させるステップＳ４の工程である。したがって、少なくともステップＳ４の樹脂３を硬化させる工程においてモールド１と基板４の平坦度を保つ吸着圧で保持すればよい。例えば、ステップＳ５で小さくした吸着圧のままインプリント工程を進めて、樹脂を硬化させるステップＳ４で基板の平坦度が満足できる吸着圧に設定する。
【００６８】
上記の吸着圧の制御を行なうことによって、ステップＳ２とステップＳ６の基板の移動時に吸着圧が小さくなっている。そのため、大きな加速度で基板ステージを移動させても基板を安定して移動させることができる。
【００６９】
また、基板上に不図示の塗布機構により樹脂を塗布する際に、基板の平坦度が保持されていると、パターンを形成する基板上のショット領域に正確に樹脂を塗布することができる。そのため、大きくした吸着力を基板上に樹脂を塗布するステップＳ１の時に元に戻しても良い。
【００７０】
第３実施形態のインプリント装置を用いて説明したが、第１実施形態や第２実施形態のインプリント装置についても適用することが可能である。
【００７１】
上記いずれの実施形態も基板４の全面を基板ステージ５によって真空吸着するものについて説明したが、必ずしも全面の吸着力を変化させる必要は無い。基板ステージ５を部分的に吸着力を変化させることができるような構造とし、モールド１を引き離す工程でモールドに有するパターンと樹脂３が接触している部分の基板の吸着力を変えるようにしても良い。また、接触している部分の一回り大きな領域で吸着力を変化させることもできる。基板の大きさに対してモールドの大きさやモールドに有するパターンの大きさが小さい場合には、必要な場所のみ吸着力を変えることで、他の部分は平坦度を保つ圧力で保持することができる。これにより、基板の無駄な変形を抑えることができる。
【００７２】
また、光を照射後にモールド１と樹脂３を引き離す際に発生する力以上の力で吸着しても塑性変形しない程度の厚みでモールド１を製作し、モールド吸着部９の圧力を引き離す際に発生する力以上の圧力に常時設定しても良い。モールド１の厚みとしては、１ｍｍ以上の厚みがあればよい。
【００７３】
また、何れの実施形態も光を照射して樹脂を硬化させる光硬化法について説明をしたが、加熱することによって樹脂を硬化させるインプリントについても本発明を適用することが可能である。
【００７４】
また、何れも大気圧の雰囲気中でインプリントを行う実施形態について説明をした。インプリントを低真空あるいは高真空の雰囲気行う場合には、基板を真空内に配置する必要がある。基板ステージを真空内で使用する場合、バキューム源により基板を吸着することができない。このような場合には、電磁力で基板を吸着する静電吸着方式を用いることができる。電磁力を用いた場合でも本発明を適用することが可能である。
【００７５】
［デバイスの製造方法］
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うる。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うる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。
【符号の説明】
【００７６】
１ モールド
２ モールドチャック
３ 樹脂
４ 基板
５ 基板ステージ
６ 基板吸着部
８ バキューム源
９ モールド吸着部
１０ 吸着圧可変機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置、インプリント方法及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、電子線描画装置等の装置を用いて微細パターンが形成された型（モールド）を原版として、転写材料（樹脂）が塗布された基板上に微細パターンを形成する技術である。具体的には、シリコンウエハやガラスプレート等の基板上に転写材料を塗布し、その転写材料に型のパターンを押し付けた状態でその転写材料を硬化させることによって微細パターンを形成することができる。
【０００３】
インプリント技術では従来の露光装置のように、基板を保持する基板保持装置として、所定の吸着圧によって基板を吸着するウエハチャック等を備えている。一方で、インプリント技術では従来の露光装置とは異なり、型を転写材料に押し付ける工程や転写材料を硬化後に型を転写材料から引き離す工程を含む。このため、型と転写材料の間には摩擦力が働き、転写材料から型を引き離しにくい。
【０００４】
特許文献１には、型と転写材料との間に微小な角度をつけて引き離しやすくするインプリント技術が記載されている。具体的には、基板の中心部を意図的にチャックから離して基板を変形させるインプリント装置が開示されている。型の押印時に基板を全面吸着するのに対し、離型時に基板の円周部を吸着しつつ基板中心部から気体を噴出させることで基板をチャックから離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０８３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７（ａ）は基板４と基板ステージ５が局所的に離れてしまった状態を示している。図７（ｂ）はモールド１と樹脂３の離型が完了した工程で基板４と基板ステージ５が点７ａと点７ｂで接触していない状態を示している。モールドを基板に押し付ける前とは異なる場所で基板を吸着するので、図７（ｂ）のように歪んでしまう。
【０００７】
このように基板がウエハチャックから離れてしまうと、型と転写材料とが離れた後、再び基板はウエハチャックに吸着されるが、離れる前と同じ場所で基板が吸着されるとは限らない。異なる場所で基板を吸着すると、基板が歪んでしまい基板の位置ずれが生じる。この状態で次のステップのインプリントが開始されると、基板上に形成されるパターンの位置ずれや重ね合わせ精度の低下につながる。
【０００８】
一方で、ウエハチャックによってあまりにも大きな力で基板を吸着すると、基板が撓んでしまい基板の平坦度が失われてしまう。型を転写材料に押し付ける工程や転写材料を硬化させる工程で平坦度が保たれていないと、パターンの転写精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の課題認識を契機としてなされたものであり、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンの転写精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のインプリント装置は、基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、前記基板を吸着して保持する基板保持部と、前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンの転写精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）第１実施形態における樹脂の塗布工程を示す図である。 （ｂ）第１実施形態における型を押し付ける工程を示す図である。 （ｃ）第１実施形態における樹脂を硬化させる工程を示す図である。 （ｄ）第１実施形態における樹脂から型を引き離す工程を示す図である。
【図２】（ａ）第１実施形態を説明するインプリント装置を示す概略図である。 （ｂ）吸着圧可変機構の変形例を示す図である。
【図３】（ａ）第２実施形態における樹脂の塗布工程を示す図である。 （ｂ）第２実施形態における型を押し付ける工程を示す図である。 （ｃ）第２実施形態における樹脂を硬化させる工程を示す図である。 （ｄ）第２実施形態における樹脂から型を引き離す工程を示す図である。
【図４】第２実施形態を説明するインプリント装置を示す概略図である。
【図５】（ａ）第３実施形態を説明するインプリント装置を示す図である。 （ｂ）第３実施形態の吸着圧可変機構の変形例を示す図である。
【図６】インプリントの動作を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）基板ステージ上の基板が局所的に離れた状態を示す図である。 （ｂ）基板ステージ上の基板が歪んでいる状態を示す図である。
【図８】（ａ）モールドが局所的に離れた状態を示す図である。 （ｂ）モールドが歪んでいる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態を説明する。
【００１４】
[第１実施形態]
本実施形態では転写材料として光が照射されることによって硬化する樹脂を使用した、光硬化法のインプリント技術について説明する。また、型としては凹凸部が表面に形成されたモールドを用いて説明する。
【００１５】
図１はインプリントの動作を説明する図であり、インプリント装置（微細構造転写装置）の一部を示した図である。図１（ａ）はモールドチャック２（型保持部）に保持されたモールド１の下に、不図示の塗布装置によって樹脂３が塗布された基板４が基板ステージ５に設けられたウエハチャック（基板保持部）によって保持された状態である。
【００１６】
インプリント装置における基板４を保持する機構としては、バキュームチャックが使われている。バキュームチャックは基板４の裏面の空間を基板表面よりも減圧された状態とし、その気圧差により基板４が基板ステージ５により保持される。
【００１７】
最近の半導体デバイスにおいては基板４の表面の平坦度が課題となる。基板４と基板ステージ５との間にゴミの挟み込みによる平坦度の低下の影響を減らすため、可能な限り基板４と基板ステージ５の接触率を小さくすることが求められている。そのためバキュームチャックの表面には無数のピンが立っていて、基板４との接触面積が少なくなっているピンチャックが主流となっている。
【００１８】
このようなバキュームチャックにより、基板４の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧（第１の吸着圧）で、基板４を複数の基板吸着部６で吸着し、基板ステージ５上に高精度に位置決めされている。基板吸着部６は不図示のバキューム源に接続されている。
【００１９】
点７ａは基板４上の点で基板４と基板ステージ５に有するピンチャックとの接触箇所を表している。点７ｂはピンチャック上の点で基板４とピンチャックとの接触箇所を表している。図１（ａ）で点７ａと点７ｂは接触している。
【００２０】
基板４を保持する際の基板吸着部６の吸着圧については、あまり小さくしすぎると基板が撓んでしまい基板の平坦度が失われてしまう。また、反対に吸着圧をあまり大きくしすぎると基板を安定して保持できなくなってしまう。基板４の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧は、ピン同士の間隔などで最適値は異なるが、−７０〜−６０ｋＰａ程度である。ここでは、平坦度の仕様を満足するために、基板吸着圧を−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２１】
ここでは、吸着圧を基板吸着部６の圧力から基板表面の気圧を引いた値で表すことにする。本実施形態では、インプリントを大気圧の雰囲気中で行うため基板表面は大気圧を受ける。しかし、大気圧に限らずインプリントを行う際の雰囲気に応じて基板表面が受ける圧力が決まる。吸着圧が小さいほど基板４にはたらく力（吸着力）が大きいことを意味する。反対に、吸着圧が大きいほど基板４にはたらく吸着力が小さいことを意味する。また、モールドチャック２によって保持されるモールド１は可逆性を有する弾性部材である。さらに、基板ステージ５によって保持される基板４も可逆性を有する弾性部材である。
【００２２】
図１（ｂ）は基板４上に塗布された樹脂３とモールド１の微細パターン面を押し付けている状態を示している。基板上に塗布された樹脂３をモールド１に押し付けても良いし、パターン面を有するモールドを樹脂３に押し付けても良い。また樹脂３とモールド１を互いに押し付けあっても良く、少なくとも一方を他方に押し付ければ良い。この時、モールド１に有する微細パターンの凹部に樹脂３が充填する。硬化前の樹脂３は液体であるので、モールド１と樹脂３が接触することにより基板４にかかる力は無視できる。この押印する工程では、基板の平坦度が保たれていることが求められるので、バキュームチャックは基板の表面の平坦度を保つ吸着圧（第１の吸着圧）に設定し、基板を保持する。ここでは、吸着圧は樹脂３を塗布した時と同じく−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２３】
図１（ｃ）はモールド１の微細パターンの凹部に樹脂３の充填が完了した後、樹脂３に不図示の光源から光２１を照射する状態を示している。石英など光が透過する材料でモールド１を作成することにより、モールドチャック側に設けられた光源を用いて、モールド１を挟んで樹脂３に光２１を照射することができる。この樹脂３を硬化させる工程では、平坦度が保たれていないとパターンを精度よく形成することができない。そのため、基板の表面の平坦度を保つ吸着圧（第１の吸着圧）に設定する。ここでは、型を押し付けた工程と同じく−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００２４】
図１（ｄ）は硬化した樹脂３からモールド１を引き離す工程を示している。この離型の工程では、基板４にも硬化した樹脂３を介してモールド１が受ける力と同じ方向に力が働く。
【００２５】
このように型を樹脂に押し付ける工程では、樹脂は硬化前の液体の状態であるので基板にかかる力は無視できるほど小さい。しかし、型を樹脂から引き離す工程では樹脂は硬化されており基板をチャックから離す力が無視できない大きさで働く。ウエハチャックが基板を吸着する力の大きさよりも、型が基板を引っ張る力の大きさの方が大きくなると、基板がチャックから離れてしまう。基板吸着部６が基板４を吸着する力よりも、モールド１が基板４を引っ張る力が大きくなると図７（ａ）のように点７ａと点７ｂが離れ、基板４が基板ステージ５から局所的に離れた状態になる。モールド１と樹脂３とが離れた後、再び基板４は基板ステージ５に吸着されるが、点７ａと点７ｂがまた一致するとは限らない。
【００２６】
この離型の工程では、基板４が基板ステージ５から局所的に離れないようにするため、吸着力を高める。不図示の制御部によりバキュームチャックの吸着圧の大きさを制御する。この時の吸着圧の大きさは基板４が塑性変形を起こす大きさが限度である。ここでは−９０ｋＰａ以上として、型を押し付ける工程で設定されていた吸着圧（第１の吸着圧）よりも小さな吸着圧（第２の吸着圧）に設定する。吸着圧を小さくした後、モールド１と樹脂３を引き離す。この時、吸着圧を小さくすることで基板４の平坦度は低下するが、すでに樹脂３が硬化しているので影響は少ない。
【００２７】
このように、吸着圧を小さくすると基板４の平坦度は低下するが、基板４と基板ステージ５が離れることが無ければ、吸着圧を元に戻したときに基板４の位置ずれが生じにくくなる。
【００２８】
図２（ａ）は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。図２（ａ）のインプリント装置において、吸着圧は吸着圧可変機構１０を介して発生させる。基板吸着部６は吸着圧可変機構１０を介して吸着圧を発生させるバキューム源８に接続している。
【００２９】
吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧を基板吸着用の２系統の吸着ライン１３ａ、１３ｂとに分ける。それぞれの吸着ライン１３ａ、１３ｂによる吸着圧は、レギュレータ１２ａ、１２ｂによって所定の吸着圧に調整される。例えば、吸着ライン１３ａを基板の表面の平坦を保つのに最適な吸着圧に設定して、吸着ライン１３ｂを吸着ライン１３ａよりも小さな吸着圧に設定する。この調整により、基板吸着部６の吸着圧は２段階の圧力に設定することができる。そして、切換手段である電磁弁１１を操作することで、基板吸着部６の吸着圧を２段階に変化させることができる。具体的には、制御部１５が切換手段である電磁弁１１を図１で説明したようなタイミングで制御して、吸着圧を切換える。
【００３０】
吸着圧可変機構１０は電磁弁１１とレギュレータ１２、吸着ライン１３で構成する代わりに、図２（ｂ）に示すようにサーボバルブ１４を用いることもできる。サーボバルブ１４は所定の吸着圧に制御することができる。制御部１５によってサーボバルブ１４の吸着圧を変化させることにより、無段階の吸着圧の制御が可能になる。
【００３１】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板がチャックから離れることを抑え、パターンを転写の精度を向上することができる。
【００３２】
[第２実施形態]
第１実施形態では基板４が基板ステージ５から離れてしまうことを防ぐために、吸着圧を小さくする場合について説明した。
【００３３】
同様の問題がモールド１においても発生しうる。モールド１はピンチャックを用いたモールドチャック２（型保持部）で吸着保持される。樹脂から型を引き離す工程で、モールド１がモールドチャック２から離れてしまう恐れがある。
【００３４】
図８を用いてモールドにおける課題を詳しく説明する。図８（ａ）の点７ｃはモールド上の点でモールドとモールドチャックのある接触箇所を表している。点７ｄはモールドチャック上の点でモールドとモールドチャックのある接触箇所を表している。図８（ａ）はモールド１と樹脂３を引き離す工程でモールド１がモールドチャック２から局所的に離れてしまった状態である。
【００３５】
モールド１と樹脂３を引き離す工程ではモールド１は硬化した樹脂３に下向きに引っ張られる力がかかる。この力がモールド１を吸着する力より大きくなると図８（ａ）のようにモールド１がモールドチャック２から局所的に離れてしまう。モールド１と樹脂３とが離れた後、再びモールド１はモールドチャック２に吸着されるが、点７ｃと点７ｄがまた一致するとは限らない。また、モールドを引っ張る力がより大きければ、モールド１がモールドチャック２から落下する恐れもある。
【００３６】
図８（ｂ）はモールド１と樹脂３の剥離が完了した工程でモールドとモールドチャックが点７ｃと点７ｄで接触していない状態を示している。モールドを基板に押し付ける前とは異なる場所でモールドを吸着するので、モールド１が歪んでしまい、モールドの位置ずれが生じる。この状態で次のステップのインプリントが開始されてしまうと、パターンの位置ずれや重ね合わせ精度の低下につながる。
【００３７】
この問題はモールド１の厚さが薄い場合（例えば基板と同等）に起こりうる。モールド１が薄いとモールドを吸着する部分（モールド吸着部９）で変形し、モールドの平坦度に影響を与える。
【００３８】
図３はインプリントの動作を説明する図であり、インプリント装置の一部を示している。第１実施形態と同じ番号のものはここでは説明を省略する。図３（ａ）〜図３（ｄ）は図１（ａ）〜図１（ｄ）に対応している。
【００３９】
図３（ａ）はモールド１と基板４とが位置決めされた状態である。点７ｃはモールド１上の点でモールド１とモールドチャック２との接触箇所を表している。点７ｄはモールドチャック２上の点でモールド１とモールドチャック２との接触箇所を表している。本実施形態におけるモールド１を保持する方法としては、バキュームチャックと呼ばれるモールドチャック２が使われている。バキュームチャックはモールド１の裏面（凹凸パターンが形成されていない面）の空間をモールド表面（凹凸パターンが形成されているパターン面）よりも減圧された状態とし、その気圧差によりモールド１がモールドチャック２により保持される。
【００４０】
このようなバキュームチャックにより、第１実施形態と同様にパターン形成のシーケンスにおいて、型の平坦度を保つのに最適な吸着力でモールド１を吸着する。モールド１の平坦度が低いとパターン面が変形してしまうからである。モールド１を保持するモールド吸着部９は不図示のバキューム源に接続されている。この吸着圧はモールド１の厚さによって異なるが、ここでは、−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。
【００４１】
図３（ｂ）はモールド１を基板４に押し付ける工程を示している。ここでも、第１実施形態と同じく、モールドと基板の少なくとも一方を他方に押し付ければ良い。図３（ｃ）は光２１を照射して樹脂３を硬化させる工程を示している。この押印する工程、および、硬化させる工程では、モールド１の平坦度が保たれていることが求められるので、基板の平坦度を保つ吸着圧に設定する。ここでは、吸着圧は樹脂３を塗布した時と同じく−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。
【００４２】
図３（ｄ）は硬化した樹脂３からモールド１を引き離す工程を示している。この離型の工程では、モールド１がモールドチャック２から局所的に離れないような大きさまで吸着圧を小さくする。この時の吸着圧の大きさはモールド１が塑性変形を起こす大きさが限度である。ここでは−９０ｋＰａ以上として、モールドを押し付けた工程よりも小さな吸着圧に設定する。吸着圧を小さくした後、モールド１と樹脂３を引き離す。この時、吸着圧を小さくすることでモールド１の平坦度は低下するが、すでに樹脂３が硬化しているので影響は少ない。
【００４３】
図４は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。図４のインプリント装置において、吸着圧は吸着圧可変機構１０を介して発生させる。モールド吸着部９は吸着圧可変機構１０を介して吸着圧を発生させるバキューム源８に接続している。
【００４４】
吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧をモールド吸着用の２系統の吸着ライン１３ｃ、１３ｄとに分ける。それぞれの吸着ライン１３ｃ、１３ｄによる吸着圧は、レギュレータ１２ｃ、１２ｄによって所定の吸着圧に調整される。例えば、吸着ライン１３ｃを基板の平坦度を保つのに最適な吸着圧に設定して、吸着ライン１３ｄを吸着ライン１３ｃよりも小さな吸着圧に設定する。この調整により、吸着圧は２段階の圧力に設定することができる。そして、切換手段である電磁弁１１を操作することで、モールド吸着部９の吸着圧を２段階に変化させることができる。具体的には、制御部１５が図３で説明したようなタイミングで切換手段である電磁弁１１を制御して、吸着圧を切換える。
【００４５】
さらに、吸着圧可変機構１０は第１実施形態と同様に図２（ｂ）に示すようなサーボバルブ１４を用いることもできる。
【００４６】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、モールドがチャックから離れることを抑え、パターンを転写の精度を向上することができる。
【００４７】
[第３実施形態]
図５は本実施形態のインプリント装置を示す概略図である。上記実施形態と同じ番号のものはここでは説明を省略する。図５（ａ）のインプリント装置において、吸着圧可変機構１０はバキューム源８から供給される真空圧を基板吸着用の２系統の吸着ライン１３ａ、１３ｂとに分け、モールド吸着用の２系統の吸着ライン１３ｃ、１３ｄとに分ける。このような構成とすることにより、バキューム源８を一つとすることができる。それぞれの吸着ライン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによる吸着圧は、レギュレータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによって所定の吸着圧に調整される。この調整により、基板吸着部６とモールド吸着部９に関する吸着圧はそれぞれ２段階の圧力に設定することができる。
【００４８】
このように吸着圧可変機構１０でバキューム源８からの吸着圧をレギュレータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより必要な値に設定しておき、吸着ライン系統を電磁弁１１ａ、１１ｂを用い瞬時に吸着圧を切換えることができる。こうすることで、余計なタイムラグなく吸着圧を変更することができる。また、吸着圧を切換えるタイミングは第１実施形態及び第２実施形態と同様に制御部１５が吸着圧可変機構１０を制御することができる。
【００４９】
本実施例では、電磁弁１１ａをモールドチャック２とレギュレータ１２ｃ、１２ｄの間に入れているが、バキューム源８とレギュレータ１２ｃ、１２ｄの間に電磁弁１１ａを設けても良い。電磁弁１１ｂについても同様にバキューム源８とレギュレータ１２ａ、１２ｂの間に設けても良い。また、１つのバキューム源を用いた実施形態について説明したが、複数のバキューム源を設けて、吸着圧を設定しても良い。
【００５０】
また、図５（ｂ）のように、吸着圧可変機構１０をサーボバルブ１４ａ、１４ｂで構成することができる。サーボバルブ１４ａは吸着圧を制御し、サーボバルブ１４ｂは吸着圧を制御して、所定の吸着圧に調整される。サーボバルブで吸着圧を変化させることにより、無段階の吸着圧の制御が可能になる。
【００５１】
吸着圧の制御は第１実施形態および第２実施形態と同様とすることができる。また、必ずしも両方同時に行なう必要は無く、吸着圧を変化させるタイミングを別々に制御することもできる。インプリントに用いる樹脂の種類やモールドに形成されたパターンに応じて制御してもよい。
【００５２】
このように、モールドと樹脂とを引き離す離型工程において、モールドと基板の吸着圧を共に小さくすることで、離型を早く行うことができる。
【００５３】
本実施形態によれば、硬化させた転写材料と型を引き離すときに、基板とモールドがチャックから離れることを抑える。基板と基板ステージ、モールドとモールドチャックの位置ずれによる重ね合わせ精度の低下を抑え、より正確にパターンを転写することを目的とする。
【００５４】
[第４実施形態]
インプリントを基板上で複数回繰り返す場合について説明する。パターンを転写する場所に樹脂を塗布するための移動とモールドを押し付けるための移動が繰り返し行なわれる。繰り返し行なわれるインプリントのプロセスについて図６を用いて説明する。
【００５５】
図５（ａ）のインプリント装置において、バキューム源８を作動させ、吸着ライン１３ｃに設定された吸着圧でモールド１をモールドチャック２に吸着させる。吸着ライン１３ｃは型の平坦度を保つのに最適な満足できる程度の吸着圧に調整されている。例えば、ここでは−８０〜−７０ｋＰａ程度に設定する。この時点で基板ステージ５に吸着力は発生していない。
【００５６】
基板４をインプリント装置に搬入後、吸着ライン１３ａに設定された吸着圧で基板４を基板ステージ５の上面に吸着して固定する。吸着ライン１３ａは基板の平坦度を満足できる程度の吸着圧に調整されている。例えば、ここでは−７０〜−６０ｋＰａ程度に設定する。
【００５７】
基板４が基板ステージ５に吸着された後、ステップＳ１で不図示の塗布装置によって基板４の表面に樹脂３が塗布される。
【００５８】
次に、ステップＳ２で樹脂が塗布された場所にパターンを形成するために、基板ステージ５を駆動させて、基板４を塗布装置付近からモールド１の下の押印位置へ移動させる。
【００５９】
移動させた後、ステップＳ３でモールドチャック２に吸着保持されたモールド１を基板４に塗布された樹脂３に押し付け、モールド１の凹部に樹脂３を充填させる。
【００６０】
モールド１に有する微細パターンの凹部に樹脂３が充填した後に、ステップＳ４で光を照射して樹脂３を硬化させる。この間の基板吸着部６、モールド吸着部９の吸着圧は吸着ライン１３ｃ、吸着ライン１３ａによって調整される。
【００６１】
ステップＳ５では、樹脂３の硬化後、モールドチャック２にモールド１を吸着している吸着圧を制御部によって吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｄに切換えるように電磁弁１１ａを作動させる。吸着ライン１３ｄの吸着圧はモールド１と樹脂３とを引き離す工程でモールド１がモールドチャック２から局所的に離れないような大きさまで吸着圧が調整されている。この時の吸着圧の大きさはモールド１が塑性変形を起こす大きさが限度で、例えば、ここでは−９０ｋＰａ以上とする。
【００６２】
同様に、基板ステージ５に基板４を吸着している吸着圧を吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｂに切り換えるように電磁弁１１ｂを作動させる。吸着ライン１３ｂの吸着圧はモールド１と樹脂３を引き離す工程で基板４が基板ステージ５から局所的に離れないような大きさまで吸着圧が調整されている。この時の吸着圧の大きさは基板４が塑性変形を起こす大きさが限度で、例えば、ここでは−９０ｋＰａ以上とする。
【００６３】
吸着圧をそれぞれ吸着ライン１３ｄ、吸着ライン１３ｂに切り換えた後、モールド１と樹脂３を引き離す。
【００６４】
モールド１と樹脂３の剥離が完了後、ステップＳ６で再び吸着圧可変機構１０の吸着ライン１３ｃ、吸着ライン１３ａにそれぞれ切換える。モールド１と樹脂３の平坦度が満足できる程度の吸着圧に調整された後、樹脂３を塗布するために基板ステージ５を駆動させて基板４を塗布装置付近の塗布位置へ移動させる。
【００６５】
こうして、再びステップＳ１へと戻り、パターンの形成を行なう。基板４上の全ての場所でパターンを形成したら、ステップＳ５の後、基板４はインプリント装置から搬出される。
【００６６】
上記説明では、ステップＳ６で平坦度が満足できる程度の吸着圧に戻したが、吸着力を戻すタイミングはこれに限定されない。そのため、モールド１と樹脂３とが離れた後も大きな吸着力で基板を保持しても良い。
【００６７】
一方で、基板の表面の平坦度が求められるのは樹脂３を硬化させるステップＳ４の工程である。したがって、少なくともステップＳ４の樹脂３を硬化させる工程においてモールド１と基板４の平坦度を保つ吸着圧で保持すればよい。例えば、ステップＳ５で小さくした吸着圧のままインプリント工程を進めて、樹脂を硬化させるステップＳ４で基板の平坦度が満足できる吸着圧に設定する。
【００６８】
上記の吸着圧の制御を行なうことによって、ステップＳ２とステップＳ６の基板の移動時に吸着圧が小さくなっている。そのため、大きな加速度で基板ステージを移動させても基板を安定して移動させることができる。
【００６９】
また、基板上に不図示の塗布機構により樹脂を塗布する際に、基板の平坦度が保持されていると、パターンを形成する基板上のショット領域に正確に樹脂を塗布することができる。そのため、大きくした吸着力を基板上に樹脂を塗布するステップＳ１の時に元に戻しても良い。
【００７０】
第３実施形態のインプリント装置を用いて説明したが、第１実施形態や第２実施形態のインプリント装置についても適用することが可能である。
【００７１】
上記いずれの実施形態も基板４の全面を基板ステージ５によって真空吸着するものについて説明したが、必ずしも全面の吸着力を変化させる必要は無い。基板ステージ５を部分的に吸着力を変化させることができるような構造とし、モールド１を引き離す工程でモールドに有するパターンと樹脂３が接触している部分の基板の吸着力を変えるようにしても良い。また、接触している部分の一回り大きな領域で吸着力を変化させることもできる。基板の大きさに対してモールドの大きさやモールドに有するパターンの大きさが小さい場合には、必要な場所のみ吸着力を変えることで、他の部分は平坦度を保つ圧力で保持することができる。これにより、基板の無駄な変形を抑えることができる。
【００７２】
また、光を照射後にモールド１と樹脂３を引き離す際に発生する力以上の力で吸着しても塑性変形しない程度の厚みでモールド１を製作し、モールド吸着部９の圧力を引き離す際に発生する力以上の圧力に常時設定しても良い。モールド１の厚みとしては、１ｍｍ以上の厚みがあればよい。
【００７３】
また、何れの実施形態も光を照射して樹脂を硬化させる光硬化法について説明をしたが、加熱することによって樹脂を硬化させるインプリントについても本発明を適用することが可能である。
【００７４】
また、何れも大気圧の雰囲気中でインプリントを行う実施形態について説明をした。インプリントを低真空あるいは高真空の雰囲気行う場合には、基板を真空内に配置する必要がある。基板ステージを真空内で使用する場合、バキューム源により基板を吸着することができない。このような場合には、電磁力で基板を吸着する静電吸着方式を用いることができる。電磁力を用いた場合でも本発明を適用することが可能である。
【００７５】
［デバイスの製造方法］
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うる。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うる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。
【符号の説明】
【００７６】
１ モールド
２ モールドチャック
３ 樹脂
４ 基板
５ 基板ステージ
６ 基板吸着部
８ バキューム源
９ モールド吸着部
１０ 吸着圧可変機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、
前記基板を吸着して保持する基板保持部と、
前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくすることを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記基板保持部は、前記基板を吸着保持するためのバキューム源に接続されており、
前記制御部は、前記バキューム源による吸着圧を小さくすることによって、前記基板を吸着保持するための前記吸着力を大きく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】
前記基板保持部は、吸着圧可変機構に接続されており、
前記制御部が前記吸着圧可変機構を制御することによって前記吸着圧を変化させ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】
前記吸着圧可変機構は、異なる吸着圧を発生する２系統の吸着ラインと
該異なる２系統の吸着ラインを所定のタイミングで切換える切換手段を有しており、
該切換手段で前記異なる２系統の吸着ラインを切換えることによって、前記吸着圧を変化させることを特徴とする請求項３記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記異なる２系統の吸着圧は、基板の表面を平坦に保つ第１の吸着圧と、該第１の吸着圧よりも吸着圧が小さい第２の吸着圧である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】
前記基板保持部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と前記転写材料を硬化させる工程で、前記基板の表面を平坦に保つ吸着力で前記基板を吸着するように、前記制御部が前記吸着圧を制御す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】
前記吸着圧可変機構は、バキューム源の真空圧を無段階に変化させるサーボバルブを備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記基板保持部は部分的に異なる吸着力の大きさで前記基板を吸着することができ、
前記制御部は、前記型と前記転写材料が接触している部分に対応した前記基板保持部の吸着力を、前記引き離す工程で大きくする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】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、
前記型を吸着して保持する型保持部と、
前記型保持部に生じる前記型を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくする
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント方法であって、
前記基板を吸着するための吸着力を、
前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力の大きさを大きくすることを特徴とするインプリント方法
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
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デバイスの製造方法。
【請求項１】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、
前記基板を吸着して保持する基板保持部と、
前記基板保持部に生じる前記基板を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくすることを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記基板保持部は、前記基板を吸着保持するためのバキューム源に接続されており、
前記制御部は、前記バキューム源による吸着圧を小さくすることによって、前記基板を吸着保持するための前記吸着力を大きく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】
前記基板保持部は、吸着圧可変機構に接続されており、
前記制御部が前記吸着圧可変機構を制御することによって前記吸着圧を変化させ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】
前記吸着圧可変機構は、異なる吸着圧を発生する２系統の吸着ラインと
該異なる２系統の吸着ラインを所定のタイミングで切換える切換手段を有しており、
該切換手段で前記異なる２系統の吸着ラインを切換えることによって、前記吸着圧を変化させることを特徴とする請求項３記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記異なる２系統の吸着圧は、基板の表面を平坦に保つ第１の吸着圧と、該第１の吸着圧よりも吸着圧が小さい第２の吸着圧である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】
前記基板保持部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と前記転写材料を硬化させる工程で、前記基板の表面を平坦に保つ吸着力で前記基板を吸着するように、前記制御部が前記吸着圧を制御す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】
前記吸着圧可変機構は、バキューム源の真空圧を無段階に変化させるサーボバルブを備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記基板保持部は部分的に異なる吸着力の大きさで前記基板を吸着することができ、
前記制御部は、前記型と前記転写材料が接触している部分に対応した前記基板保持部の吸着力を、前記引き離す工程で大きくする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】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント装置であって、
前記型を吸着して保持する型保持部と、
前記型保持部に生じる前記型を吸着するため吸着力を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力を大きくする
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
基板上に塗布された転写材料とパターンを有する型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程と、押し付けた状態で前記転写材料を硬化させる工程と、硬化させた後、前記転写材料と前記型とを引き離す工程を経ることにより、前記パターンを前記転写材料に転写するインプリント方法であって、
前記基板を吸着するための吸着力を、
前記転写材料と前記型の少なくとも一方を他方に押し付ける工程における前記吸着力よりも、前記転写材料と前記型とを引き離す工程における前記吸着力の大きさを大きくすることを特徴とするインプリント方法
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
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デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４４６３（Ｐ２０１２−４４６３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９９６０（Ｐ２０１０−１３９９６０）
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【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１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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