インプリント装置およびデバイス製造方法
【課題】 インプリント装置に備えられた各種装置とパターン面Ｐとの距離が離れているため、基板ステージ１４が移動する距離が長くなり、装置のスループットに影響を与える。
【解決手段】 本発明のインプリント装置は、パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構を有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明のインプリント装置は、パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上のインプリント材を型により成形して基板上にパターンを形成するインプリント装置、および、デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、電子線描画装置等を用いて微細なパターンが形成された型（モールド）を原版としてシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に微細なパターンを形成する技術である。インプリント装置は、基板上にインプリント材（樹脂）を供給（塗布）し、そのインプリント材に型のパターンを押し付けた状態でそのインプリント材を硬化させることによって微細なパターンを形成することができる。
【０００３】
特許文献１は、インプリント技術を利用して基板上に半導体デバイスを製造する技術に関するものである。文献には、基板の一部の領域にパターンを形成する動作を繰り返すことによってウエハの全面にパターンを形成することが記載されている。その後、インプリントによって形成されたパターンを利用してエッチング処理や酸化処理、成膜処理などがなされる。以上の処理を繰り返すことによって多層構造の半導体デバイスが製造される。
【０００４】
インプリントに用いるインプリント材は、空気中に放置すると、インプリント材の成分の一部が気化して、体積や成分が変化する場合がある。また、空気中の酸素や水蒸気などの影響でインプリント材の性質が変化する場合もある。このようなインプリント材の特性から、インプリント前に基板の広い範囲にインプリント材を予め塗布しておくと、樹脂の変化によってインプリントによるパターン形成に影響を与える恐れがある。このため、図７に示すようにインプリント材を基板上に塗布するための塗布機構Ｄをインプリント装置１０内部に構成して、インプリント動作をおこなう直前に塗布機構Ｄによって基板１３上のパターンを形成する領域にインプリント材を塗布する。インプリント材が塗布された後にパターンを形成する。これら、樹脂の塗布とパターン形成を基板上のパターンを形成する場所毎に繰り返す。
【０００５】
また、インプリント装置で用いられる型は従来から半導体露光装置で用いられているマスク（レチクル）とほぼ同じ形状をしている。これは、従来のフォトリソグラフィー工程で用いられている、レチクル搬送装置などのレチクルに関わる設備をインプリント装置にも共用して使えるという利点がある。インプリントに用いられる型（モールド）を、微細なパターンが形成されている面から見た例を図８に示す。図８に示すように、モールド１１の中央部に微細なパターンを有するパターン面Ｐが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８のようなモールド１１を用いると、樹脂を塗布する塗布機構Ｄや基板上のマークを検出するアライメントスコープＳなどの各種装置をモールド１１よりも外側に配置する必要がある。このため、インプリント装置に備えられた各種装置とパターン面Ｐの位置が離れてしまう。各種装置とパターン面Ｐとの距離が離れていると、基板ステージ１４が移動する距離が長くなるため、装置のスループットに影響を与える。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明のインプリント装置は、パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、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】
【００１１】
【図１】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。
【図２】（Ａ）孔部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）複数の孔部を有するモールドを示す図である。
【図３】（Ａ）切り欠き部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）切り欠き部を複数有するモールドを示す図である。
【図４】（Ａ）切り欠き部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）切り欠き部を複数有するモールドを示す図である。
【図５】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６】第３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７】従来のインプリント装置を示す概略図である。
【図８】従来のインプリント装置に用いられる型を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のインプリント装置の断面図を示している。インプリント装置１０は、モールド１１（型）を保持するモールドチャック１２（型保持機構）を備えている。モールド１１にはパターンが形成されているパターン面Ｐを有する。モールドチャック１２は構造体１８に取り付けられ、不図示の駆動源と制御機構によって基板１３とモールド１１が近づいたり離れたりする方向に駆動することができる。
【００１４】
ステージ定盤１９上を駆動する基板ステージ１４は基板１３を保持する。基板１３にインプリント材としての樹脂２２を供給（塗布）するために、インプリント装置１０内部に供給機構（塗布機構Ｄ）を備えている。塗布機構Ｄは樹脂２２を供給する。基板ステージ１４を駆動して基板１３を塗布機構Ｄの下に移動させて樹脂２２を塗布する。樹脂２２を塗布したインプリント領域をモールド１１の下へ移動させるために、基板ステージ１４を駆動する。
【００１５】
このとき、測長機器１５を用いて基板ステージ１４の位置を計測し、不図示の制御機構によって基板ステージ１４の位置をナノメートルの精度で位置合わせ制御を行う。測長機器１５としては、例えばレーザー干渉計やエンコーダーなどを用いることができる。さらに、インプリント装置１０には、アライメントスコープＳを備えている。アライメントスコープＳによって、基板の上に形成されたアライメントマークを撮像し、画像処理によって位置を算出している。このようにして算出された位置を基にして、下地に対して高精度に重なるようにインプリントが実施される。
【００１６】
上述のような位置合わせを行った後に、モールドチャック１２を基板に向かって移動させることで、モールド１１のパターン面Ｐを基板１３上の樹脂２２が塗布されたインプリント領域に押し付ける。パターン面Ｐを樹脂２２に押し付けた状態で樹脂２２を硬化させるために、インプリント装置１０には光源１６を備えている。本実施形態では光源１６から紫外線を照射して樹脂２２を硬化させる。モールド１１は樹脂２２を硬化させるための紫外光が透過するように、ガラス（石英）で製作されている。
【００１７】
樹脂２２が硬化した後、モールド１１を樹脂２２から引き離すことにより、基板上にパターンが形成される。パターンの転写が行われた後、次にパターンを形成するインプリント領域に樹脂を塗布するため、基板ステージ１４が駆動して基板１３が塗布機構Ｄの下へ移動する。このようにして、基板１３上のインプリント材を成形して基板上にパターンを形成する。これら一連の動作を基板上で繰り返すことにより、複数のインプリント領域にパターンを形成することができる。このため、半導体デバイスを製造する際にも、従来の半導体露光装置と同様にこのインプリント装置を用いることができる。
【００１８】
図２は第１実施形態において、パターンが形成されたパターン面Ｐを有する面から板状体のモールド１１を見た図である。図２（Ａ）の板状体のモールド１１にはパターン面Ｐの周囲にモールドを貫通した孔部３０が設けられている。本実施形態のインプリント装置１０は、モールドチャック１２の内部に塗布機構Ｄが配置されている。塗布機構Ｄには、実際に樹脂が吐出する不図示の吐出口（供給口）を有しており、この供給口の位置が孔部３０の位置に対応している。この構成により、孔部３０の位置から塗布機構Ｄによって基板１３上に樹脂２２を塗布することができる。
【００１９】
本実施形態によれば、モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面Ｐと塗布機構Ｄとの距離が縮まるため、その間を移動する基板ステージ１４の駆動距離が従来と比較して短くなる。従来のインプリント装置と同様に１つの領域ごとに樹脂２２の塗布とパターンの形成を繰り返して、基板上の複数の領域にパターンの形成を行うときに、１往復毎に移動距離を短くすることができる。そのため、インプリント装置のスループットを向上させる効果が得られる。基板ステージ１４が往復移動する回数が多いほど、その効果は大きくなる。
【００２０】
さらに、基板ステージ１４の移動距離が短縮されることで、樹脂２２を塗布してからインプリントまでの時間も短縮されるので、樹脂２２が気化したり変質したりする影響を低減する効果が得られる。
【００２１】
本実施形態のモールド１１は、従来のモールドと同じ外形を持つものを用いることで、従来から半導体製造工場で使用されているレチクル搬送装置を使うことができる。
【００２２】
モールド１１に有する孔部３０は図２（Ａ）のように一つでも良いし、図２（Ｂ）のように複数の孔部３０を設けても良い。複数形成された孔部にそれぞれ、塗布機構Ｄを配置することも可能である。こうすることで、基板ステージの駆動方向に応じて塗布機構Ｄを使い分けることが可能になり、基板ステージの移動距離をさらに短くすることができる。
【００２３】
孔部３０の形状は図２に示されたものに限らず、丸形、楕円形、角形などいかなる形状でも良い。また孔部３０の長さを、少なくともパターンが形成されているパターン面Ｐの１辺の長さよりも長くし、孔部の長さに合わせて供給口を配置することで、インプリント領域に効率良く樹脂を塗布できる。また、孔部３０はパターンが形成されている領域の１辺と平行に形成するのが望ましい。
【００２４】
図３はモールド１１に孔部３０の代わりに切り欠き部３１が設けられたものを示している。モールド１１の切り欠き部３１に塗布機構Ｄが配置されるように構成しても良い。この場合も、切り欠き部３１は図３（Ａ）のようにひとつでも、図３（Ｂ）のように複数でも良い。図３の切り欠き部３１は図２の孔部３０と形状が異なるだけで、同様にパターン面Ｐと塗布機構Ｄの距離が短くなり、インプリント装置のスループットが向上する。
【００２５】
また、モールド１１の切り欠き部３１は図４に示すようにモールド１１の角に有し、モールドの角に有する切り欠き部３１に塗布機構Ｄが配置されるように構成しても良い。この場合も、切り欠き部３１は図４（Ａ）のようひとつでも、図４（Ｂ）のように複数でも良い。
【００２６】
モールド１１はモールドチャック１２で保持される。モールドチャック１２のチャック形状は、上述の孔部や切り欠き部が設けられたモールド１１の形状に応じた形状にする必要がある。また、孔部のあるモールドの場合、モールド１１を保持したとき、パターン面Ｐの形状が好ましくない形状（非対称）に変形する可能性がある。そのため、複数の孔部を持つモールドは、モールド１１の外形またはパターン面Ｐに対して対称となるように孔部３０を形成することが望ましい。パターン面の中心に対して点対称としても良いし、パターン面の中心線から線対称としても良い。これにより、モールド１１を保持したときに生じるパターン面Ｐの変形は対称形になるため、インプリントパターンにおける変形の管理や補正が容易になる効果が得られる。
【００２７】
例えば、モールド側面を保持する機構でモールド１１に外力を加え、積極的にパターン面Ｐを変形させることでインプリントパターン形状を補正や制御する場合を考える。
【００２８】
この場合、モールド１１の孔部３０の形状または配置によって外力とパターン面Ｐの変形量との関係をコントロールすることが可能である。ここでも、モールド１１の孔部３０の形状をパターン面Ｐに対して対称な配置や形状とすることで、パターン面Ｐの変形量の制御は容易になる。また、モールド１１の孔部３０がパターン面に対して対称であれば、モールド１１が熱変形した場合でも、変形量が均一になる効果も期待できる。
【００２９】
本実施形態では、塗布機構Ｄがモールドチャック１２の内部に配置されるとして説明してきたが、モールド１１の内部に設けた上述のような孔部に塗布機構Ｄが存在する構成であれば良く、モールドチャック１２の内部に限定されるものではない。例えば、塗布機構Ｄの実際に樹脂が吐出される供給口が孔部３０に対応していれば良く、モールドチャック１２の外に配置された塗布機構Ｄの本体と供給口とを樹脂が通る管でつなぐことができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のインプリント装置について説明する。図５は第２実施形態を示したインプリント装置を示す図である。
【００３１】
半導体の製造工程においては、基板に形成されたレイヤーに重ね合わせて新たなレイヤーを形成することが特徴であるため、下地のレイヤーに対して高精度に位置合わせをしてインプリントする必要がある。高精度の位置合わせを可能にするために、下地となるレイヤーにアライメントマークを形成しておく。また、グローバルアライメント計測を行なうにはベースラインを計測する必要がある。基板上に形成されたマークの他に、基板ステージ上に基板１３の表面と同じ高さに基準マークが形成されている。
【００３２】
図７に示すように、従来のインプリント装置１０にはマイクロスコープ（顕微鏡）と撮像素子と画像処理装置からなるアライメントスコープＳをモールドチャック１２の外側に備えていた。前のレイヤーに重ね合わせてインプリントを行う時には、このアライメントスコープＳによって下地のアライメントマークを撮像し、画像処理によって位置を算出している。このようにして算出された位置を基にして、下地のレイヤーに対して高精度に重なるようにインプリントが実施される。
【００３３】
モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面Ｐと、基板上のマークを検出するアライメントスコープＳとの位置関係（ベースライン）は厳密に管理する必要がある。ベースラインが変動すると、アライメント計測結果にその変動分が誤差として入ってくるため、重ね合わせインプリントの位置誤差となる。
【００３４】
ベースライン変動の主な要因となるのが、アライメントスコープＳ、モールド１１、モールドチャック１２、構造体１８のそれぞれの熱膨張による相対位置の変動である。従って、アライメントスコープＳとモールド１１のパターン面Ｐとの距離が大きいほど、熱膨張による位置変動量が大きくなる。このため、パターン面ＰとアライメントスコープＳの距離が短いほど相対位置の変動を小さくすることができる。また、基板上のマークや基板ステージ上に設けられた基準マークを検出する位置と、パターンの転写を行なう位置が近付くため、基板ステージの移動距離を小さくすることができる。
【００３５】
そこで、図５に示すように本実施形態のインプリント装置１０は、モールドチャック１２内部にアライメントスコープＳを構成することを特徴としている。モールド１１は第１実施形態で説明したものと同様であり、図２〜４で示すような孔部３０が設けられている。第１実施形態で説明した図２〜４のいずれのモールドも適用可能である。本実施形態では図２に示した孔部３０が設けられたモールドを適用した場合について説明する。
【００３６】
モールドチャック１２でモールド１１を保持したときに、モールド１１の孔部３０に対応する部分にアライメントスコープＳを配置する。アライメントスコープＳによってモールド１１の孔部３０から基板１３上のアライメントマークを観察して基板１３の位置を算出する。
【００３７】
本実施形態によれば、モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面ＰとアライメントスコープＳとの距離が短くなるため、ベースライン変動を低減することが可能になり、基板上でパターンを形成する位置の精度を向上することができる。また、パターン面ＰとアライメントスコープＳとの距離を短くすることができるため、第１実施形態で説明したことと同様に基板ステージ１４がこれらの間を移動する時間も短縮されるため、インプリント装置のスループットを向上することができる。
【００３８】
なお、モールド１１と基板１３の高さや傾き方向の相対位置を計測する高さセンサＦをインプリント装置１０に構成しても良い。高さセンサＦには、例えばレーザー光を基板１３に投光し、その反射光を検出することで高さや傾きを計測するセンサなどを用いることができる。アライメントスコープＳと同様に、モールド１１の孔部３０に対応する場所に高さセンサＦを配置する形態とすれば、アライメントスコープＳの場合と同様に精度や生産性を向上することができる。
【００３９】
また、図２（Ｂ）のように孔部３０が複数形成されていればアライメントスコープＳと高さセンサＦを両方ともパターン面Ｐに近づけることが可能である。さらに、第１実施形態で説明した塗布機構Ｄを同時に備えることも可能である。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態のインプリント装置について説明する。図６は第３実施形態のインプリント装置を示す図である。本実施形態のインプリント装置１０は、モールド１１のパターン面Ｐの近傍に、気体を供給あるいは回収できるノズルＮをモールドチャック１２内部に構成していることを特徴とする。また、第１実施形態と同じくモールドには貫通した孔を設けている。
【００４１】
インプリント時に基板１３に塗布された樹脂２２の周囲を、特定の気体で置換することで転写の不良を低減させることができる。これは、インプリントに用いられる樹脂の性質によっては、大気中の酸素の影響により、樹脂の特性が変質する恐れがあるためである。また、モールドを樹脂に押し付ける工程で、凝縮性の気体を用いることで樹脂がパターンの凹凸に充填しやすくなる。そのため、例えば低酸素状態にするための窒素やヘリウム、また各種機能性ガスの使用が検討されている。
【００４２】
樹脂２２の周囲に気体を供給するときに、モールド１１の外周から気体を供給しても、モールド中心部のパターン面Ｐ部分の気体濃度を上げるのは効率的ではない。さらに、モールド１１の周辺空間には供給した気体が大量に漏洩することとなる。従って、できるだけ効率良く気体を供給するには、パターン面Ｐの近くから気体を供給する方が良いと考えられる。
【００４３】
そのため、本実施形態のインプリント装置１０の構成においては、モールドチャック１２内部に構成したノズルＮから気体を供給することを特徴としている。モールドチャック１２でモールド１１を保持したときに、モールド１１の孔部３０部分にノズルＮが存在する配置としている。本実施形態では図２のモールドを用いた例について説明するが、図２〜４のいずれのモールドも適用可能である。
【００４４】
ノズルＮによってモールド１１の孔部３０から気体を供給することで、モールド１１の周辺空間へ気体が漏洩する量を最小限に抑えつつ、気体を樹脂２２周囲へ効率良く供給できる。こうすることにより、例えば低酸素状態にすることができれば、樹脂の酸素による変質を抑えることが可能になり、形成されたパターンの不良を低減することが可能になる。
【００４５】
また、型を樹脂に押し付けた時、樹脂の周囲を減圧することによりモールドのパターンに樹脂が充填しやすくなる。基板に塗布された樹脂の周囲を減圧することで、パターン形成の不良を低減させることも提案されている。
【００４６】
樹脂周囲の気体を吸引するときに、モールド１１の外周から気体を吸引しても、モールド１１の外部周辺空間の気体を吸引してしまい効率的ではない。このため、ノズルＮには気体を吸引する機能をもたせることができる。そこで、ノズルＮによってモールド１１の孔部３０から気体を吸気する構成としても良い。この構成により、容易にパターン面Ｐ周囲を減圧することが可能になる。また、樹脂２２の周囲で発生した樹脂の蒸気などの気体を排気する目的で、ノズルＮによって吸気しても良い。
【００４７】
また、複数の孔部を有していれば、気体の供給、回収を行うノズルを複数有する構成とすることができる。複数のノズルのうち少なくとも１つを気体供給ノズルとし、少なくとも１つを気体回収ノズルとすることで、樹脂２２上に気体の流れを発生させて効率良く気体を供給することも可能である。また、この方法により、モールド１１の周辺空間へ気体が漏洩することを低減することができる。
【００４８】
さらに、複数の孔部または切り欠き部を有していれば、気体の供給、回収を行なうノズルに加えて第１実施形態で説明した塗布機構Ｄや第２実施形態で説明したアライメントスコープＳ、高さセンサＦを同時に備えることも可能である。また、孔部及び切り欠き部を同時に有するモールドを用いても良い。
【００４９】
また、インプリントを繰り返し実施しているときには、モールド１１と樹脂２２が接触と剥離を繰り返しているため、モールドが帯電することが懸念される。例えばモールド１１が帯電すると周辺に存在したパーティクルをパターン面Ｐに吸着してしまう可能性がある。吸着してしまったパーティクルはパターン形成の不良の原因となる。そこで、ノズルＮからイオン化した気体を供給する構成としても良い。
【００５０】
例えば、空気をイオン化するイオナイザーをモールドチャック１２内部に構成することが可能である。このような構成により、パターン面Ｐの近傍にノズルＮによってイオン化した気体を供給でき、効果的にパターン面Ｐの除電をおこなうことが可能になる。そのため、モールドのパターン面Ｐにパーティクルが吸着するのを抑えることができ、パターン形成の不良を低減する効果が得られる。
【００５１】
第３実施形態では孔部３０を有するモールド１１用いた例を説明したが、第１実施形態と同様に切り欠き部３１を有するモールド１１を用いても良い。
【００５２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の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１０は、モールド保持機構（型保持部）を有しており、モールド保持機構はモールドに有する孔部でモールドを保持している。本実施形態におけるモールド１１には第１実施形態と同じくモールドには孔部を設けている。モールドの形状は図２〜４のいずれも適用可能である。
【００５３】
モールドチャック１２はモールド１１を真空吸着によって保持することができた。他にもモールド１１を保持する方法としては、例えばモールド保持機構によりモールド１１の側面などパターン面Ｐ以外の部分を挟んだり掴んだりすることでモールド１１を保持することも可能である。
【００５４】
そこで、モールドチャック１２による真空吸着とモールド保持機構によるモールドの保持を共存させる。こうすることにより、真空吸着が故障した場合でも、モールドを保持し続けることができる。さらに、モールド保持機構によってモールド１１の対向する両側面を押してモールド１１を変形させることで、パターン面Ｐに形成された、インプリントパターンを変化させることができる。このように、モールド保持機構にインプリントパターンを補正する補正機構としての機能を持たせても良い。この時、モールドのパターンを挟むようにパターンの両側に孔部が形成されている（図２（Ｂ）、図３（Ｂ））と大きな力を加えなくても、容易にパターンを補正することができる。
【００５５】
また、モールド１１とモールドチャック１２あるいは構造体１８との相対位置を計測するセンサやモールドの変形量を計測するセンサをモールド保持機構と同時に構成しても良い。このような構成とすることで、モールド１１を機械的に保持しながら倍率を補正することが可能になる。また、パターン面Ｐの付近を保持することが可能になる。
【００５６】
さらに、第１実施形態または第２実施形態に記載された塗布機構ＤまたはアライメントスコープＳを同時に構成しても良い。こうすることで、スループットの向上に加えて、モールドのパターンを補正することができる。
【００５７】
本実施形態の孔部は必ずしも貫通している必要はなく、くぼみや段差が形成されているモールドとしても良い。例えば、モールドの下面にモールドの外縁から延びたくぼみや段差が形成されたモールドを用いてもよい。この場合、モールドチャック１２に保持されたモールドのくぼみや段差の中に位置するように前述の塗布機構Ｄの供給口、または、ノズルＮの供給口もしくは回収口を配置することができる。このようにしても、孔部が貫通しているのと同様の効果が得られる。
【００５８】
上記のいずれの実施形態もモールドの大きさについてはどのようなものを用いても良いが、例として従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさのものを用いることができる。例えば、１５２ｍｍ×１５２ｍｍのモールド１１の中央付近にパターン面Ｐが形成され、その周囲に孔部を有する型を用いる。パターン面Ｐは基板上にパターンを形成するショットの領域と同じか、それよりも大きなパターンを形成する。
【００５９】
上記いずれの実施形態も孔部３０を有するモールド１１として説明したが、図３、４のように切り欠き部３１を有してもよい。また、モールド１１に孔部３０と切り欠き部３１を同時に有してもよく、孔部３０及び切り欠き部３１の少なくとも一方を有していれば良い。さらに、上記のいずれの実施形態もモールドの形状は図２〜図４に記載されたものに限定されない。本発明はパターンＰの領域より外側で、モールド１１を取り囲むように外接する矩形の領域の内側で、樹脂２２が通過するように塗布機構Ｄを配置すればよい。また、外形が非矩形のモールド１１の外側で、かつ当該モールド１１の外形に外接する矩形の内部の領域を介して樹脂が通過するように（または当該領域に）塗布機構Ｄの供給口を配置してもよい。また、塗布機構に限らず、前述のアライメントスコープＳ、高さセンサＦ、ノズルＮのいずれかを配置してもよい。ここで、モールド１１に外接する矩形の領域とは図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）の点線で囲まれる切り欠き部３１を含むモールド１１を取り囲む矩形状の領域を示す。
【００６０】
この矩形の領域が従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさとすることができる。こうすることにより、従来の露光装置で用いられているテンプレートを搬送するための装置などを利用することができる。また、従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさにしなくても、上述した矩形の領域の大きさを異なる型の形状毎に揃えることができる。
【００６１】
上記のいずれの実施形態もパターンが形成されたモールドを駆動させて樹脂が塗布された基板に押し付ける場合について説明したが、樹脂が塗布された基板を駆動させてモールドに押し付ける構成とすることもできる。また、モールドと基板を互いに押し付けあう構成としてもよい。このように、基板とモールドの少なくとも一方を他方に押し付ければよい。
【００６２】
上記のいずれの実施形態も光を照射することによって硬化する樹脂を用いた光硬化法について説明した。光硬化法に限らず、熱可塑性の樹脂を用いてパターンの形成を行う熱サイクル法によるインプリントを行っても良い。その場合、インプリント装置には樹脂に熱を与えるため、モールドチャック１２や基板ステージ１４などにヒーターなどの熱源を備えている。熱サイクル法では、熱可塑性のナノインプリント樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板にモールドが押し付けられる。そして、冷却した後に樹脂からモールドを引き離すことによりパターンが形成される。
【００６３】
［デバイス製造方法］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）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、該デバイス製造方法は、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。
【００６４】
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組み合わせ、変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ インプリント装置
１１ モールド
Ｐ パターン面
３０ 孔部
Ｄ 塗布機構
Ｓ アライメントスコープ
Ｆ 高さセンサ
Ｎ ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上のインプリント材を型により成形して基板上にパターンを形成するインプリント装置、および、デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、電子線描画装置等を用いて微細なパターンが形成された型（モールド）を原版としてシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に微細なパターンを形成する技術である。インプリント装置は、基板上にインプリント材（樹脂）を供給（塗布）し、そのインプリント材に型のパターンを押し付けた状態でそのインプリント材を硬化させることによって微細なパターンを形成することができる。
【０００３】
特許文献１は、インプリント技術を利用して基板上に半導体デバイスを製造する技術に関するものである。文献には、基板の一部の領域にパターンを形成する動作を繰り返すことによってウエハの全面にパターンを形成することが記載されている。その後、インプリントによって形成されたパターンを利用してエッチング処理や酸化処理、成膜処理などがなされる。以上の処理を繰り返すことによって多層構造の半導体デバイスが製造される。
【０００４】
インプリントに用いるインプリント材は、空気中に放置すると、インプリント材の成分の一部が気化して、体積や成分が変化する場合がある。また、空気中の酸素や水蒸気などの影響でインプリント材の性質が変化する場合もある。このようなインプリント材の特性から、インプリント前に基板の広い範囲にインプリント材を予め塗布しておくと、樹脂の変化によってインプリントによるパターン形成に影響を与える恐れがある。このため、図７に示すようにインプリント材を基板上に塗布するための塗布機構Ｄをインプリント装置１０内部に構成して、インプリント動作をおこなう直前に塗布機構Ｄによって基板１３上のパターンを形成する領域にインプリント材を塗布する。インプリント材が塗布された後にパターンを形成する。これら、樹脂の塗布とパターン形成を基板上のパターンを形成する場所毎に繰り返す。
【０００５】
また、インプリント装置で用いられる型は従来から半導体露光装置で用いられているマスク（レチクル）とほぼ同じ形状をしている。これは、従来のフォトリソグラフィー工程で用いられている、レチクル搬送装置などのレチクルに関わる設備をインプリント装置にも共用して使えるという利点がある。インプリントに用いられる型（モールド）を、微細なパターンが形成されている面から見た例を図８に示す。図８に示すように、モールド１１の中央部に微細なパターンを有するパターン面Ｐが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８のようなモールド１１を用いると、樹脂を塗布する塗布機構Ｄや基板上のマークを検出するアライメントスコープＳなどの各種装置をモールド１１よりも外側に配置する必要がある。このため、インプリント装置に備えられた各種装置とパターン面Ｐの位置が離れてしまう。各種装置とパターン面Ｐとの距離が離れていると、基板ステージ１４が移動する距離が長くなるため、装置のスループットに影響を与える。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明のインプリント装置は、パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、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】
【００１１】
【図１】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。
【図２】（Ａ）孔部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）複数の孔部を有するモールドを示す図である。
【図３】（Ａ）切り欠き部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）切り欠き部を複数有するモールドを示す図である。
【図４】（Ａ）切り欠き部を有するモールドを示す図である。（Ｂ）切り欠き部を複数有するモールドを示す図である。
【図５】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６】第３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７】従来のインプリント装置を示す概略図である。
【図８】従来のインプリント装置に用いられる型を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のインプリント装置の断面図を示している。インプリント装置１０は、モールド１１（型）を保持するモールドチャック１２（型保持機構）を備えている。モールド１１にはパターンが形成されているパターン面Ｐを有する。モールドチャック１２は構造体１８に取り付けられ、不図示の駆動源と制御機構によって基板１３とモールド１１が近づいたり離れたりする方向に駆動することができる。
【００１４】
ステージ定盤１９上を駆動する基板ステージ１４は基板１３を保持する。基板１３にインプリント材としての樹脂２２を供給（塗布）するために、インプリント装置１０内部に供給機構（塗布機構Ｄ）を備えている。塗布機構Ｄは樹脂２２を供給する。基板ステージ１４を駆動して基板１３を塗布機構Ｄの下に移動させて樹脂２２を塗布する。樹脂２２を塗布したインプリント領域をモールド１１の下へ移動させるために、基板ステージ１４を駆動する。
【００１５】
このとき、測長機器１５を用いて基板ステージ１４の位置を計測し、不図示の制御機構によって基板ステージ１４の位置をナノメートルの精度で位置合わせ制御を行う。測長機器１５としては、例えばレーザー干渉計やエンコーダーなどを用いることができる。さらに、インプリント装置１０には、アライメントスコープＳを備えている。アライメントスコープＳによって、基板の上に形成されたアライメントマークを撮像し、画像処理によって位置を算出している。このようにして算出された位置を基にして、下地に対して高精度に重なるようにインプリントが実施される。
【００１６】
上述のような位置合わせを行った後に、モールドチャック１２を基板に向かって移動させることで、モールド１１のパターン面Ｐを基板１３上の樹脂２２が塗布されたインプリント領域に押し付ける。パターン面Ｐを樹脂２２に押し付けた状態で樹脂２２を硬化させるために、インプリント装置１０には光源１６を備えている。本実施形態では光源１６から紫外線を照射して樹脂２２を硬化させる。モールド１１は樹脂２２を硬化させるための紫外光が透過するように、ガラス（石英）で製作されている。
【００１７】
樹脂２２が硬化した後、モールド１１を樹脂２２から引き離すことにより、基板上にパターンが形成される。パターンの転写が行われた後、次にパターンを形成するインプリント領域に樹脂を塗布するため、基板ステージ１４が駆動して基板１３が塗布機構Ｄの下へ移動する。このようにして、基板１３上のインプリント材を成形して基板上にパターンを形成する。これら一連の動作を基板上で繰り返すことにより、複数のインプリント領域にパターンを形成することができる。このため、半導体デバイスを製造する際にも、従来の半導体露光装置と同様にこのインプリント装置を用いることができる。
【００１８】
図２は第１実施形態において、パターンが形成されたパターン面Ｐを有する面から板状体のモールド１１を見た図である。図２（Ａ）の板状体のモールド１１にはパターン面Ｐの周囲にモールドを貫通した孔部３０が設けられている。本実施形態のインプリント装置１０は、モールドチャック１２の内部に塗布機構Ｄが配置されている。塗布機構Ｄには、実際に樹脂が吐出する不図示の吐出口（供給口）を有しており、この供給口の位置が孔部３０の位置に対応している。この構成により、孔部３０の位置から塗布機構Ｄによって基板１３上に樹脂２２を塗布することができる。
【００１９】
本実施形態によれば、モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面Ｐと塗布機構Ｄとの距離が縮まるため、その間を移動する基板ステージ１４の駆動距離が従来と比較して短くなる。従来のインプリント装置と同様に１つの領域ごとに樹脂２２の塗布とパターンの形成を繰り返して、基板上の複数の領域にパターンの形成を行うときに、１往復毎に移動距離を短くすることができる。そのため、インプリント装置のスループットを向上させる効果が得られる。基板ステージ１４が往復移動する回数が多いほど、その効果は大きくなる。
【００２０】
さらに、基板ステージ１４の移動距離が短縮されることで、樹脂２２を塗布してからインプリントまでの時間も短縮されるので、樹脂２２が気化したり変質したりする影響を低減する効果が得られる。
【００２１】
本実施形態のモールド１１は、従来のモールドと同じ外形を持つものを用いることで、従来から半導体製造工場で使用されているレチクル搬送装置を使うことができる。
【００２２】
モールド１１に有する孔部３０は図２（Ａ）のように一つでも良いし、図２（Ｂ）のように複数の孔部３０を設けても良い。複数形成された孔部にそれぞれ、塗布機構Ｄを配置することも可能である。こうすることで、基板ステージの駆動方向に応じて塗布機構Ｄを使い分けることが可能になり、基板ステージの移動距離をさらに短くすることができる。
【００２３】
孔部３０の形状は図２に示されたものに限らず、丸形、楕円形、角形などいかなる形状でも良い。また孔部３０の長さを、少なくともパターンが形成されているパターン面Ｐの１辺の長さよりも長くし、孔部の長さに合わせて供給口を配置することで、インプリント領域に効率良く樹脂を塗布できる。また、孔部３０はパターンが形成されている領域の１辺と平行に形成するのが望ましい。
【００２４】
図３はモールド１１に孔部３０の代わりに切り欠き部３１が設けられたものを示している。モールド１１の切り欠き部３１に塗布機構Ｄが配置されるように構成しても良い。この場合も、切り欠き部３１は図３（Ａ）のようにひとつでも、図３（Ｂ）のように複数でも良い。図３の切り欠き部３１は図２の孔部３０と形状が異なるだけで、同様にパターン面Ｐと塗布機構Ｄの距離が短くなり、インプリント装置のスループットが向上する。
【００２５】
また、モールド１１の切り欠き部３１は図４に示すようにモールド１１の角に有し、モールドの角に有する切り欠き部３１に塗布機構Ｄが配置されるように構成しても良い。この場合も、切り欠き部３１は図４（Ａ）のようひとつでも、図４（Ｂ）のように複数でも良い。
【００２６】
モールド１１はモールドチャック１２で保持される。モールドチャック１２のチャック形状は、上述の孔部や切り欠き部が設けられたモールド１１の形状に応じた形状にする必要がある。また、孔部のあるモールドの場合、モールド１１を保持したとき、パターン面Ｐの形状が好ましくない形状（非対称）に変形する可能性がある。そのため、複数の孔部を持つモールドは、モールド１１の外形またはパターン面Ｐに対して対称となるように孔部３０を形成することが望ましい。パターン面の中心に対して点対称としても良いし、パターン面の中心線から線対称としても良い。これにより、モールド１１を保持したときに生じるパターン面Ｐの変形は対称形になるため、インプリントパターンにおける変形の管理や補正が容易になる効果が得られる。
【００２７】
例えば、モールド側面を保持する機構でモールド１１に外力を加え、積極的にパターン面Ｐを変形させることでインプリントパターン形状を補正や制御する場合を考える。
【００２８】
この場合、モールド１１の孔部３０の形状または配置によって外力とパターン面Ｐの変形量との関係をコントロールすることが可能である。ここでも、モールド１１の孔部３０の形状をパターン面Ｐに対して対称な配置や形状とすることで、パターン面Ｐの変形量の制御は容易になる。また、モールド１１の孔部３０がパターン面に対して対称であれば、モールド１１が熱変形した場合でも、変形量が均一になる効果も期待できる。
【００２９】
本実施形態では、塗布機構Ｄがモールドチャック１２の内部に配置されるとして説明してきたが、モールド１１の内部に設けた上述のような孔部に塗布機構Ｄが存在する構成であれば良く、モールドチャック１２の内部に限定されるものではない。例えば、塗布機構Ｄの実際に樹脂が吐出される供給口が孔部３０に対応していれば良く、モールドチャック１２の外に配置された塗布機構Ｄの本体と供給口とを樹脂が通る管でつなぐことができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のインプリント装置について説明する。図５は第２実施形態を示したインプリント装置を示す図である。
【００３１】
半導体の製造工程においては、基板に形成されたレイヤーに重ね合わせて新たなレイヤーを形成することが特徴であるため、下地のレイヤーに対して高精度に位置合わせをしてインプリントする必要がある。高精度の位置合わせを可能にするために、下地となるレイヤーにアライメントマークを形成しておく。また、グローバルアライメント計測を行なうにはベースラインを計測する必要がある。基板上に形成されたマークの他に、基板ステージ上に基板１３の表面と同じ高さに基準マークが形成されている。
【００３２】
図７に示すように、従来のインプリント装置１０にはマイクロスコープ（顕微鏡）と撮像素子と画像処理装置からなるアライメントスコープＳをモールドチャック１２の外側に備えていた。前のレイヤーに重ね合わせてインプリントを行う時には、このアライメントスコープＳによって下地のアライメントマークを撮像し、画像処理によって位置を算出している。このようにして算出された位置を基にして、下地のレイヤーに対して高精度に重なるようにインプリントが実施される。
【００３３】
モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面Ｐと、基板上のマークを検出するアライメントスコープＳとの位置関係（ベースライン）は厳密に管理する必要がある。ベースラインが変動すると、アライメント計測結果にその変動分が誤差として入ってくるため、重ね合わせインプリントの位置誤差となる。
【００３４】
ベースライン変動の主な要因となるのが、アライメントスコープＳ、モールド１１、モールドチャック１２、構造体１８のそれぞれの熱膨張による相対位置の変動である。従って、アライメントスコープＳとモールド１１のパターン面Ｐとの距離が大きいほど、熱膨張による位置変動量が大きくなる。このため、パターン面ＰとアライメントスコープＳの距離が短いほど相対位置の変動を小さくすることができる。また、基板上のマークや基板ステージ上に設けられた基準マークを検出する位置と、パターンの転写を行なう位置が近付くため、基板ステージの移動距離を小さくすることができる。
【００３５】
そこで、図５に示すように本実施形態のインプリント装置１０は、モールドチャック１２内部にアライメントスコープＳを構成することを特徴としている。モールド１１は第１実施形態で説明したものと同様であり、図２〜４で示すような孔部３０が設けられている。第１実施形態で説明した図２〜４のいずれのモールドも適用可能である。本実施形態では図２に示した孔部３０が設けられたモールドを適用した場合について説明する。
【００３６】
モールドチャック１２でモールド１１を保持したときに、モールド１１の孔部３０に対応する部分にアライメントスコープＳを配置する。アライメントスコープＳによってモールド１１の孔部３０から基板１３上のアライメントマークを観察して基板１３の位置を算出する。
【００３７】
本実施形態によれば、モールドチャック１２に保持されたモールド１１のパターン面ＰとアライメントスコープＳとの距離が短くなるため、ベースライン変動を低減することが可能になり、基板上でパターンを形成する位置の精度を向上することができる。また、パターン面ＰとアライメントスコープＳとの距離を短くすることができるため、第１実施形態で説明したことと同様に基板ステージ１４がこれらの間を移動する時間も短縮されるため、インプリント装置のスループットを向上することができる。
【００３８】
なお、モールド１１と基板１３の高さや傾き方向の相対位置を計測する高さセンサＦをインプリント装置１０に構成しても良い。高さセンサＦには、例えばレーザー光を基板１３に投光し、その反射光を検出することで高さや傾きを計測するセンサなどを用いることができる。アライメントスコープＳと同様に、モールド１１の孔部３０に対応する場所に高さセンサＦを配置する形態とすれば、アライメントスコープＳの場合と同様に精度や生産性を向上することができる。
【００３９】
また、図２（Ｂ）のように孔部３０が複数形成されていればアライメントスコープＳと高さセンサＦを両方ともパターン面Ｐに近づけることが可能である。さらに、第１実施形態で説明した塗布機構Ｄを同時に備えることも可能である。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態のインプリント装置について説明する。図６は第３実施形態のインプリント装置を示す図である。本実施形態のインプリント装置１０は、モールド１１のパターン面Ｐの近傍に、気体を供給あるいは回収できるノズルＮをモールドチャック１２内部に構成していることを特徴とする。また、第１実施形態と同じくモールドには貫通した孔を設けている。
【００４１】
インプリント時に基板１３に塗布された樹脂２２の周囲を、特定の気体で置換することで転写の不良を低減させることができる。これは、インプリントに用いられる樹脂の性質によっては、大気中の酸素の影響により、樹脂の特性が変質する恐れがあるためである。また、モールドを樹脂に押し付ける工程で、凝縮性の気体を用いることで樹脂がパターンの凹凸に充填しやすくなる。そのため、例えば低酸素状態にするための窒素やヘリウム、また各種機能性ガスの使用が検討されている。
【００４２】
樹脂２２の周囲に気体を供給するときに、モールド１１の外周から気体を供給しても、モールド中心部のパターン面Ｐ部分の気体濃度を上げるのは効率的ではない。さらに、モールド１１の周辺空間には供給した気体が大量に漏洩することとなる。従って、できるだけ効率良く気体を供給するには、パターン面Ｐの近くから気体を供給する方が良いと考えられる。
【００４３】
そのため、本実施形態のインプリント装置１０の構成においては、モールドチャック１２内部に構成したノズルＮから気体を供給することを特徴としている。モールドチャック１２でモールド１１を保持したときに、モールド１１の孔部３０部分にノズルＮが存在する配置としている。本実施形態では図２のモールドを用いた例について説明するが、図２〜４のいずれのモールドも適用可能である。
【００４４】
ノズルＮによってモールド１１の孔部３０から気体を供給することで、モールド１１の周辺空間へ気体が漏洩する量を最小限に抑えつつ、気体を樹脂２２周囲へ効率良く供給できる。こうすることにより、例えば低酸素状態にすることができれば、樹脂の酸素による変質を抑えることが可能になり、形成されたパターンの不良を低減することが可能になる。
【００４５】
また、型を樹脂に押し付けた時、樹脂の周囲を減圧することによりモールドのパターンに樹脂が充填しやすくなる。基板に塗布された樹脂の周囲を減圧することで、パターン形成の不良を低減させることも提案されている。
【００４６】
樹脂周囲の気体を吸引するときに、モールド１１の外周から気体を吸引しても、モールド１１の外部周辺空間の気体を吸引してしまい効率的ではない。このため、ノズルＮには気体を吸引する機能をもたせることができる。そこで、ノズルＮによってモールド１１の孔部３０から気体を吸気する構成としても良い。この構成により、容易にパターン面Ｐ周囲を減圧することが可能になる。また、樹脂２２の周囲で発生した樹脂の蒸気などの気体を排気する目的で、ノズルＮによって吸気しても良い。
【００４７】
また、複数の孔部を有していれば、気体の供給、回収を行うノズルを複数有する構成とすることができる。複数のノズルのうち少なくとも１つを気体供給ノズルとし、少なくとも１つを気体回収ノズルとすることで、樹脂２２上に気体の流れを発生させて効率良く気体を供給することも可能である。また、この方法により、モールド１１の周辺空間へ気体が漏洩することを低減することができる。
【００４８】
さらに、複数の孔部または切り欠き部を有していれば、気体の供給、回収を行なうノズルに加えて第１実施形態で説明した塗布機構Ｄや第２実施形態で説明したアライメントスコープＳ、高さセンサＦを同時に備えることも可能である。また、孔部及び切り欠き部を同時に有するモールドを用いても良い。
【００４９】
また、インプリントを繰り返し実施しているときには、モールド１１と樹脂２２が接触と剥離を繰り返しているため、モールドが帯電することが懸念される。例えばモールド１１が帯電すると周辺に存在したパーティクルをパターン面Ｐに吸着してしまう可能性がある。吸着してしまったパーティクルはパターン形成の不良の原因となる。そこで、ノズルＮからイオン化した気体を供給する構成としても良い。
【００５０】
例えば、空気をイオン化するイオナイザーをモールドチャック１２内部に構成することが可能である。このような構成により、パターン面Ｐの近傍にノズルＮによってイオン化した気体を供給でき、効果的にパターン面Ｐの除電をおこなうことが可能になる。そのため、モールドのパターン面Ｐにパーティクルが吸着するのを抑えることができ、パターン形成の不良を低減する効果が得られる。
【００５１】
第３実施形態では孔部３０を有するモールド１１用いた例を説明したが、第１実施形態と同様に切り欠き部３１を有するモールド１１を用いても良い。
【００５２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の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１０は、モールド保持機構（型保持部）を有しており、モールド保持機構はモールドに有する孔部でモールドを保持している。本実施形態におけるモールド１１には第１実施形態と同じくモールドには孔部を設けている。モールドの形状は図２〜４のいずれも適用可能である。
【００５３】
モールドチャック１２はモールド１１を真空吸着によって保持することができた。他にもモールド１１を保持する方法としては、例えばモールド保持機構によりモールド１１の側面などパターン面Ｐ以外の部分を挟んだり掴んだりすることでモールド１１を保持することも可能である。
【００５４】
そこで、モールドチャック１２による真空吸着とモールド保持機構によるモールドの保持を共存させる。こうすることにより、真空吸着が故障した場合でも、モールドを保持し続けることができる。さらに、モールド保持機構によってモールド１１の対向する両側面を押してモールド１１を変形させることで、パターン面Ｐに形成された、インプリントパターンを変化させることができる。このように、モールド保持機構にインプリントパターンを補正する補正機構としての機能を持たせても良い。この時、モールドのパターンを挟むようにパターンの両側に孔部が形成されている（図２（Ｂ）、図３（Ｂ））と大きな力を加えなくても、容易にパターンを補正することができる。
【００５５】
また、モールド１１とモールドチャック１２あるいは構造体１８との相対位置を計測するセンサやモールドの変形量を計測するセンサをモールド保持機構と同時に構成しても良い。このような構成とすることで、モールド１１を機械的に保持しながら倍率を補正することが可能になる。また、パターン面Ｐの付近を保持することが可能になる。
【００５６】
さらに、第１実施形態または第２実施形態に記載された塗布機構ＤまたはアライメントスコープＳを同時に構成しても良い。こうすることで、スループットの向上に加えて、モールドのパターンを補正することができる。
【００５７】
本実施形態の孔部は必ずしも貫通している必要はなく、くぼみや段差が形成されているモールドとしても良い。例えば、モールドの下面にモールドの外縁から延びたくぼみや段差が形成されたモールドを用いてもよい。この場合、モールドチャック１２に保持されたモールドのくぼみや段差の中に位置するように前述の塗布機構Ｄの供給口、または、ノズルＮの供給口もしくは回収口を配置することができる。このようにしても、孔部が貫通しているのと同様の効果が得られる。
【００５８】
上記のいずれの実施形態もモールドの大きさについてはどのようなものを用いても良いが、例として従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさのものを用いることができる。例えば、１５２ｍｍ×１５２ｍｍのモールド１１の中央付近にパターン面Ｐが形成され、その周囲に孔部を有する型を用いる。パターン面Ｐは基板上にパターンを形成するショットの領域と同じか、それよりも大きなパターンを形成する。
【００５９】
上記いずれの実施形態も孔部３０を有するモールド１１として説明したが、図３、４のように切り欠き部３１を有してもよい。また、モールド１１に孔部３０と切り欠き部３１を同時に有してもよく、孔部３０及び切り欠き部３１の少なくとも一方を有していれば良い。さらに、上記のいずれの実施形態もモールドの形状は図２〜図４に記載されたものに限定されない。本発明はパターンＰの領域より外側で、モールド１１を取り囲むように外接する矩形の領域の内側で、樹脂２２が通過するように塗布機構Ｄを配置すればよい。また、外形が非矩形のモールド１１の外側で、かつ当該モールド１１の外形に外接する矩形の内部の領域を介して樹脂が通過するように（または当該領域に）塗布機構Ｄの供給口を配置してもよい。また、塗布機構に限らず、前述のアライメントスコープＳ、高さセンサＦ、ノズルＮのいずれかを配置してもよい。ここで、モールド１１に外接する矩形の領域とは図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）の点線で囲まれる切り欠き部３１を含むモールド１１を取り囲む矩形状の領域を示す。
【００６０】
この矩形の領域が従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさとすることができる。こうすることにより、従来の露光装置で用いられているテンプレートを搬送するための装置などを利用することができる。また、従来の露光装置で用いられているテンプレートと同じ大きさにしなくても、上述した矩形の領域の大きさを異なる型の形状毎に揃えることができる。
【００６１】
上記のいずれの実施形態もパターンが形成されたモールドを駆動させて樹脂が塗布された基板に押し付ける場合について説明したが、樹脂が塗布された基板を駆動させてモールドに押し付ける構成とすることもできる。また、モールドと基板を互いに押し付けあう構成としてもよい。このように、基板とモールドの少なくとも一方を他方に押し付ければよい。
【００６２】
上記のいずれの実施形態も光を照射することによって硬化する樹脂を用いた光硬化法について説明した。光硬化法に限らず、熱可塑性の樹脂を用いてパターンの形成を行う熱サイクル法によるインプリントを行っても良い。その場合、インプリント装置には樹脂に熱を与えるため、モールドチャック１２や基板ステージ１４などにヒーターなどの熱源を備えている。熱サイクル法では、熱可塑性のナノインプリント樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板にモールドが押し付けられる。そして、冷却した後に樹脂からモールドを引き離すことによりパターンが形成される。
【００６３】
［デバイス製造方法］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）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、該デバイス製造方法は、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。
【００６４】
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組み合わせ、変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ インプリント装置
１１ モールド
Ｐ パターン面
３０ 孔部
Ｄ 塗布機構
Ｓ アライメントスコープ
Ｆ 高さセンサ
Ｎ ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記型は、少なくとも前記パターンが形成されている領域の１辺の長さより長い辺を有する孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を有し、
前記供給機構は、少なくとも前記パターンが形成されている領域の１辺の長さ以上の長さを有する供給口を有し、前記保持された型の孔部及び切り欠き部の少なくとも一方の領域に前記供給口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記型を保持する型保持機構を有し、
前記供給機構に含まれる前記インプリント材の供給口が前記型保持機構に配置されてい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】
前記型保持機構は前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介して前記型を保持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】
前記型保持機構は、前記パターンを挟むように前記パターンの両側にそれぞれ設けられた前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介して前記型を保持し、前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方に力を加えて前記パターンを変形させ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】
パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された型の前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介してアライメントマークを検出するスコープ
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項７】
前記保持された型に設けられた孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して基板上の領域に対して気体の供給及び気体の回収の少なくとも一方を行なうノズルを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記型に孔部および切り欠き部の少なくとも一方が複数形成され、前記孔部または切り欠き部の少なくとも１つを介して前記基板上の領域に気体の供給を行なうノズルと、前記孔部または切り欠き部の少なくとも他の１つを介して前記基板上の領域から気体の回収を行なうノズルと
を有することを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
【請求項９】
基板上のインプリント材を型により成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
孔部及び切り欠き部の少なくとも一方が設けられた板状体の形状をなす型を保持する型保持機構と、
前記形状をなす型を保持した前記型保持機構の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方に対応する部分に設けられた供給口を含み、該供給口を介して前記基板にインプリント材を供給する供給機構と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
基板上のインプリント材を型により成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された非矩形の外形を有する型の外側で、かつ、該外形に外接する矩形の内側の領域を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０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製造方法。
【請求項１】
パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された型の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記型は、少なくとも前記パターンが形成されている領域の１辺の長さより長い辺を有する孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を有し、
前記供給機構は、少なくとも前記パターンが形成されている領域の１辺の長さ以上の長さを有する供給口を有し、前記保持された型の孔部及び切り欠き部の少なくとも一方の領域に前記供給口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記型を保持する型保持機構を有し、
前記供給機構に含まれる前記インプリント材の供給口が前記型保持機構に配置されてい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】
前記型保持機構は前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介して前記型を保持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】
前記型保持機構は、前記パターンを挟むように前記パターンの両側にそれぞれ設けられた前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介して前記型を保持し、前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方に力を加えて前記パターンを変形させ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】
パターンと、該パターンの外側の領域にある孔部及び切り欠き部の少なくとも一方とを有する型により、基板上のインプリント材を成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された型の前記孔部及び前記切り欠き部の少なくとも一方を介してアライメントマークを検出するスコープ
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項７】
前記保持された型に設けられた孔部及び切り欠き部の少なくとも一方を介して基板上の領域に対して気体の供給及び気体の回収の少なくとも一方を行なうノズルを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記型に孔部および切り欠き部の少なくとも一方が複数形成され、前記孔部または切り欠き部の少なくとも１つを介して前記基板上の領域に気体の供給を行なうノズルと、前記孔部または切り欠き部の少なくとも他の１つを介して前記基板上の領域から気体の回収を行なうノズルと
を有することを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
【請求項９】
基板上のインプリント材を型により成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
孔部及び切り欠き部の少なくとも一方が設けられた板状体の形状をなす型を保持する型保持機構と、
前記形状をなす型を保持した前記型保持機構の前記孔部及び切り欠き部の少なくとも一方に対応する部分に設けられた供給口を含み、該供給口を介して前記基板にインプリント材を供給する供給機構と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
基板上のインプリント材を型により成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
保持された非矩形の外形を有する型の外側で、かつ、該外形に外接する矩形の内側の領域を介して前記インプリント材を前記基板上に供給する供給機構
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０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２０１２−１２４３９０（Ｐ２０１２−１２４３９０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５１４０（Ｐ２０１０−２７５１４０）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【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６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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