モールド、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法
【課題】インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供する。
【解決手段】基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、を有し、前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とするモールドを提供する。
【解決手段】基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、を有し、前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とするモールドを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド、インプリント装置、インプリント方法及び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（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などを製造するためのリソグラフィ装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、インプリント技術を利用して、基板上の樹脂にパターン（微細な構造）を有するモールドを押し付けた状態で樹脂を硬化させてパターンを転写する装置である。
【０００３】
インプリント装置は、３２ｎｍ程度のハーフピッチを有する半導体デバイスの製造に適用することが考えられている。この場合、ＩＴＲＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｏａｄｍａｐ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）によれば、６．４ｎｍの重ね合わせ精度が必要とされている。従って、インプリント装置では、基板上の樹脂にモールドを押し付ける際に、基板上に形成されたパターンの倍率（サイズ）とモールドのパターン（基板上に転写すべきパターン）の倍率とを数ｎｍ以下の精度で一致させる必要がある。
【０００４】
モールドは、作製時にはパターン面が上向きであるが、使用時にはパターン面が下向きとなる（即ち、姿勢が異なる）ため、重力の影響などでパターンが変形してしまう。また、モールドにパターンを形成する際に、電子ビーム描画装置の光学系における歪曲収差などによってモールドのパターンに歪が生じてしまうこともある。なお、歪を生じることなくモールドのパターンを形成できたとしても、基板上に形成されたパターンに歪（変倍）が生じていれば、重ね合わせ精度が低下してしまう。例えば、加熱プロセス（成膜やスパッタリングなど）を経るにつれて基板は拡大又は縮小し、基板上に形成されたパターンの倍率が各方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）で異なってしまう。実際のプロセスでは、基板に±１０ｐｐｍ程度の変倍が発生し、基板上に形成されたパターンにおけるＸ軸方向とＹ軸方向との倍率差も１０ｐｐｍ程度発生している。このような重ね合わせ精度を低下させてしまう要因、即ち、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率との不一致（例えば、基板上に形成されたパターンに対するモールドのパターンの変形（収差））をディストーションと称する。
【０００５】
ディストーションが発生した場合、ステッパーやスキャナーなどの露光装置では、基板の変形に応じて露光時の各ショット領域のサイズを変化させている。例えば、スキャナーでは、投影光学系の縮小倍率を基板の倍率（即ち、基板上に形成されたパターンの倍率）に応じて数ｐｐｍ程度変更すると共に、基板の倍率に応じて基板及びレチクルの走査速度を数ｐｐｍ程度変化させる。このように、露光装置では、ディストーションが発生したとしても、基板上に転写すべきパターンの倍率を補正することで高精度な重ね合わせを実現している。
【０００６】
一方、インプリント装置は、投影光学系を備えていないことに加えて、基板上の樹脂とモールドとが直接接触するため、ディストーションが発生した場合において、露光装置で行われているような補正を適用することができない。そこで、インプリント装置では、モールドのパターンの倍率を基板上に形成されたパターンの倍率に一致させるために、モールド（のパターン）を物理的に変形させる倍率補正機構を備えている。倍率補正機構は、例えば、モールドの外周から外力を与えることで、或いは、モールドを加熱する（即ち、モールドを膨張させる）ことで、モールドを物理的に変形させている。
【０００７】
また、インプリント装置には、基板上の樹脂にモールドを接触させてからモールドのパターンに樹脂が充填されるまでに要する時間を短くすることが求められている。そこで、モールドのパターン面を基板に対して凸形状に変形させるためのキャビティや基板とモールドとの間の雰囲気ガス及び圧力を変化させるための配管などが形成されたモールドが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００９−５３２２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
倍率補正機構において、モールド（のパターン）を所望の形状に変形させるためには、モールドの構造を一様にして、モールドの外周から与えた外力がモールド面に均一に伝わるようにする必要がある。しかしながら、モールドにキャビティや配管を形成するとモールドの構造が複雑になってしまうため、モールドの構造の一様性が失われてしまう可能性が高く、倍率補正機構を用いても、数ｎｍ以下の精度でモールドを変形させることは困難である。その結果、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率とを数ｎｍ以下の精度で一致させること、即ち、インプリント装置に必要とされる重ね合わせ精度を実現することが難しくなってしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのモールドは、基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、を有し、前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一側面としてのモールドを適用したインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【図３】第２の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【図４】第３の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一側面としてのモールドを適用したインプリント装置１の構成を示す図である。インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造工程で使用されるリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを剥離（離型）することで基板にモールドのパターン（凹凸パターン）を転写するインプリント処理を行う。インプリント装置１は、本実施形態では、樹脂硬化法として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。また、本実施形態では、図１に示すように、モールドに対して紫外線を照射する方向に平行な軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。
【００１７】
インプリント装置１は、照射部４と、モールド３を保持するモールド保持部５と、基板２を保持する基板保持部６と、樹脂供給部７と、アライメント計測部８と、ガス給排部９と、圧力調整部１０と、制御部１８とを有する。また、インプリント装置１は、基板保持部６を保持するためのベース定盤２０と、モールド保持部５を保持するためのブリッジ定盤２１と、ブリッジ定盤２１を支持するための支柱２２とを有する。
【００１８】
基板２は、モールド３のパターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハなどを含む。基板２には、紫外線硬化型の樹脂が供給（塗布）される。
【００１９】
モールド３は、矩形形状の外形を有し、基板２に対向する面に、基板２（に供給された樹脂）に転写する凹凸パターンが３次元形状に形成された型（原版）である。モールド３は、紫外線を透過する材料（例えば、石英など）で構成される。モールド３には、基板２とモールド３との間のガス及び圧力を制御するための配管などが配置されている。モールド３は、かかる配管を介して、ガス給排部９に接続されている。また、モールド３には、モールド３の形状（詳細には、パターン部の形状）を変形させるための凹形状のキャビティ２５が形成されていてもよい。
【００２０】
照射部４は、インプリント処理を行う際に、モールド３を介して、基板２の上の樹脂に紫外線を照射する。照射部４は、紫外線を発する光源１１と、光源１１から発せられた紫外線をインプリント処理に適切な紫外線に調整するための複数の光学素子１２とを含む。なお、樹脂硬化法として熱硬化法を採用する場合には、照射部４は、樹脂（熱硬化型の樹脂）を加熱する熱源部に置換される。
【００２１】
モールド保持部５は、モールド３を保持（固定）して、基板２（の上の樹脂）にモールド３を押し付ける（インプリントする）ための機構である。モールド保持部５は、モールドチャック１３と、モールドステージ１４と、倍率補正機構（変形部）１５とを含む。モールドチャック１３は、モールド３を機械的に保持（例えば、吸着）し、モールドステージ１４に載置される。モールドステージ１４は、モールド３のパターンを基板２に転写する際に、基板２とモールド３との間隔を位置決めするための駆動系を含み、モールド３をＺ軸方向に駆動する。モールド３のパターンを基板２に転写する際には、高精度な位置決めが要求されるため、モールドステージ１４の駆動系は、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、モールドステージ１４の駆動系は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能やモールド３の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。倍率補正機構１５は、モールド３のパターンの倍率（サイズ）を補正する機能を有する。倍率補正機構１５は、本実施形態では、モールドチャック１３に支持され、モールド３の側面（詳細には、基部の側面）に力を加えてモールド３の形状（詳細には、パターン部の形状）を変形させる。
【００２２】
基板保持部６は、基板２を保持（固定）し、インプリント処理を行う際に、基板２とモールド３との位置合わせを行うための機構である。基板保持部６は、基板チャック１６と、基板ステージ１７とを含む。基板チャック１６は、基板２を機械的に保持（例えば、吸着）し、基板ステージ１７に載置される。また、基板チャック１６には、モールド３の位置合わせを行う際に用いられる基準マーク２３が配置されている。基板ステージ１７は、基板２とモールド３との位置合わせを行うための駆動系を含む。基板ステージ１７の駆動系は、基板２をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動し、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、基板ステージ１７の駆動系は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や基板２の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。
【００２３】
樹脂供給部７は、基板２の上に、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化型の樹脂を供給する。樹脂供給部７は、例えば、樹脂を吐出（滴下）するノズルを含むディスペンサヘッドで構成される。基板２の上に供給される樹脂の量は、必要となる厚さや転写するパターンの密度などに応じて決定される。
【００２４】
アライメント計測部８は、基板２の上に形成されたアライメントマークとモールド３に形成されたアライメントマークとの位置ずれ（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ）を計測する。
【００２５】
ガス給排部９は、インプリント処理を行う際に、モールド３に配置された配管を介して、基板２とモールド３との間にガス（凝縮性ガス）を供給する。また、ガス給排部９は、インプリント処理を行う際に、モールド３に配置された配管を介して、基板２とモールド３との間のガスを排気する。これにより、基板２の上の樹脂にモールド３を接触させてからモールド３のパターンに樹脂が充填されるまでの時間を短縮すると共に、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００２６】
圧力調整部１０は、モールド３に形成されたキャビティ２５の圧力を調整する。例えば、圧力調整部１０は、キャビティ２５の圧力が外部の圧力よりも高くなるように、キャビティ２５の圧力を調整することで、モールド３の形状が基板側に凸形状となるようにモールド３を撓ませる。これにより、基板２の上の樹脂にモールド３を押し付ける際に、モールド３がパターンの中心部から樹脂に接触することになる。従って、基板２の上の樹脂とモールド３との間に空気が閉じ込められてしまうことを抑制し、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００２７】
制御部１８は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体動作（インプリント装置１の各部）を制御する。例えば、制御部１８は、インプリント処理を行う際に、基板２に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとが一致するように、倍率補正機構１５によるモールド３の変形を制御する。
【００２８】
以下、各実施形態において、モールド３の具体的な構造について説明する。
【００２９】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図２（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すモールド３のＡ−Ａ断面図である。モールド３は、基板２に転写すべきパターン（例えば、回路パターンなどの凹凸パターン）が形成された矩形形状のパターン部２１０と、基板側の面を表面２２０ａとし、表面とは反対側の面を裏面２２０ｂとする基部２２０とを含む。
【００３０】
基部２２０の表面２２０ａには、パターン部２１０が配置されている。また、基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、第１開口２３２をそれぞれ含む複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、４つの第１開口部２３０が形成されているが、第１開口部２３０の数は限定されるものではない。第１開口部２３０のそれぞれは、本実施形態では、パターン部２１０の直交する２つの辺のそれぞれに沿ったＬ字型形状の溝２３４を含み、かかる溝２３４に第１開口２３２が形成されている。
【００３１】
一方、基部２２０の裏面２２０ｂには、表面２２０ａに形成された第１開口部２３０に対応して、第２開口２４２をそれぞれ含む複数の第２開口部２４０が形成されている。
【００３２】
また、基部２２０には、複数の第１開口部２３０のそれぞれと複数の第２開口部２４０のそれぞれとを接続する複数の配管２５０が配置されている。ここで、基部２２０における配管２５０の配置について説明する。図２（ｃ）に示すように、基部２２０の表面２２０ａにおいて、パターン部２１０の各辺を延長した線ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３及びＬＮ４を境界線として、８つの領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５、ＡＲ６、ＡＲ７及びＡＲ８を規定する。そして、領域ＡＲ１乃至ＡＲ８のうち、パターン部２１０の頂点のみでパターン部２１０と接する領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３及びＡＲ４を面とする基部２２０の部分に配管２５０の総体積の８割以上が存在するように、配管２５０を配置する。このような配管２５０の配置によって、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性が維持され、パターン部２１０を高精度に（例えば、数ｎｍ以下の精度で）変形させることができる。従って、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを数ｎｍ以下の精度で一致させること、即ち、インプリント装置１に必要とされる重ね合わせ精度を実現することが可能となる。また、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、溝２３４の深さを浅くする（上述したように、数十μｍから数ｍｍ程度）とよい。
【００３３】
配管２５０は、ガス給排部９に接続され、基板２とモールド３との間、即ち、溝２３４の近傍にガスを供給したり、溝２３４の近傍からガスを排気したりする際に使用される。本実施形態では、インプリント処理を行う際に、配管２５０（第１開口２３２及び第２開口２４２）及び溝２３４を介して、基板２とモールド３との間（溝２３４の近傍）のガスや圧力を制御する。これにより、上述したように、モールド３のパターンに樹脂が充填されるまでの時間を短縮すると共に、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００３４】
また、基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合において、基板２とモールド３との間（溝２３４の近傍）のガスや圧力を制御するためには、図２（ａ）に示すように、パターン部２１０の周囲を取り囲むように複数の溝２３４を形成するとよい。基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合には、モールド３のパターン部２１０の一部が基板２と重ならず、基板２の外側の領域に位置することになる。この際、パターン部２１０の周囲を取り囲むように複数の溝２３４を形成することで、少なくとも１つ以上の溝２３４が基板２と重なるため、かかる溝２３４を介して、基板２とモールド３との間のガスや圧力を制御することが可能となる。
【００３５】
また、溝２３４の形状は、Ｌ字型形状に限定されるものではなく、例えば、円弧形状などであってもよい。更に、例えば、図２（ｄ）に示すように、溝２３４を入れ子状に形成して、溝２３４がパターン部２１０の周囲を多重に取り囲むようにしてもよい。溝２３４の形状がＬ字型形状である場合には、溝２３４の先端がパターン部２１０の各辺の中心付近に位置するが、溝２３４を入れ子状に形成する場合には、溝２３４の先端がパターン部の頂点付近に位置する。溝２３４の先端がパターン部２１０の各辺の中心付近に位置する場合には、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性がパターン部２１０の各辺の中心付近で崩れる可能性がある。一方、溝２３４の先端がパターン部の頂点付近に位置する場合には、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性がパターン部２１０の各辺全体において維持される。従って、パターン部２１０を高精度に変形させることができ、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを数ｎｍ以下の精度で一致させることができる。
【００３６】
また、第１開口部２３０（第１開口２３２及び溝２３４）は、多孔質体で構成してもよい。第１開口部２３０を多孔質体で構成することで、モールド３の基部２２０における剛性の不均一性を抑えることが可能となる。従って、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性を更に維持することができる。
【００３７】
また、配管２５０（第２開口２４２）に接続する配管をモールドチャック１３に形成することを考えると、配管２５０は、モールド３又はパターン部２１０の中心に対して同心円上に配置されるとよい。更に、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、第１開口部２３０（第１開口２３２）、第２開口部２４０（第２開口２４２）及び配管２５０は、それぞれモールド３又はパターン部２１０の中心に対して点対称となるように配置されるとよい。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図３（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すモールド３のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、第１開口２３２をそれぞれ含む複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、４つの第１開口部２３０が形成されているが、第１開口部２３０の数は限定されるものではない。第１開口部２３０のそれぞれは、本実施形態では、パターン部２１０の直交する２つの辺のそれぞれに沿ったＬ字型形状の溝２３４を含み、かかる溝２３４に第１開口２３２が形成されている。
【００４０】
一方、基部２２０の裏面２２０ｂには、表面２２０ａに形成された第１開口部２３０に対応して、第２開口２４２をそれぞれ含む複数の第２開口部２４０が形成されている。
【００４１】
また、基部２２０には、複数の第１開口部２３０のそれぞれと複数の第２開口部２４０のそれぞれとを接続する複数の配管２５０が配置されている。本実施形態では、第１開口２３２と第２開口２４２とは同軸上には形成されていないため、配管２５０は、第１開口２３２と第２開口２４２を接続するために、パターン部２１０が配置される表面２２０ａに平行な方向に延在する水平部分２５２を含む。倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、パターン部２１０の近傍におけるモールド３の構造が一様であることが求められる。従って、図３（ａ）に示すように、第１開口２３２と第２開口２４２とを接続するための水平部分２５２を配管２５０に形成し、パターン部２１０の近傍におけるモールド３の構造の一様性を維持することで、パターンの倍率補正の精度の低下を低減するとよい。
【００４２】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、モールド３にキャビティ２５が形成されている場合を考えると、キャビティ２５に配管２５０を配置（形成）することは、モールド３の構造の複雑化を招くため、避ける必要がある。そこで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、キャビティ２５を表面２２０ａに投影させた場合に、第１開口２３２を投影されたキャビティ２５と重なる領域に形成し、第２開口２４２を裏面２２０ｂにおいてキャビティ２５の外側の領域に形成する。そして、配管２５０の水平部分２５２が表面２２０ａとキャビティ２５との間の基部２２０の部分に位置するように配管２５０を配置して、第１開口２３２と第２開口２４２とを接続する。これにより、配管２５０がキャビティ２５に配置されることを避けながら、第１開口部２３０と第２開口部２４０とを接続することができる。ここで、図３（ｃ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示すモールド３のＣ−Ｃ断面図である。
【００４３】
図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すモールド３は、本実施形態では、図３（ｅ）に示すように、複数の板部材、具体的には、４つの板部材２２２、２２４、２２６及び２２８を接合して構成されている。図３（ｅ）を参照するに、板部材２２２には溝２３４が形成され、板部材２２４には第１開口２３２及び配管２５０が形成され、板部材２２６には配管２５０の水平部分２５２が形成され、板部材２２８には第２開口２４２及び配管２５０が形成されている。但し、各板部材２２２乃至２２８に形成する要素（第１開口２３２、第２開口２４２、配管２５０など）やモールド３を構成する板部材の数は限定されるものではなく、モールド３の製造プロセスに適するように決定すればよい。また、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、表面２２０ａを含む板部材２２２の厚さを薄くするとよい。本実施形態では、表面２２０ａを含む板部材２２２の厚さは、裏面２２０ｂを含む板部材２２８の厚さよりも薄くなっている。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
図４は、第３の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図４（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すモールド３のＤ−Ｄ断面図である。
【００４５】
基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、複数の第１開口部２３０のそれぞれは、複数の第１開口１２１を含むが、溝２３４は含んでいない。換言すれば、１つの第１開口部２３０において複数の第１開口２３２を形成することで、かかる複数の第１開口２３２を溝２３４として機能させている。これにより、溝２３４に起因する基部２２０のＸ軸方向及びＹ軸方向の剛性の不均一性を低減することが可能となり、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性を維持することができる。
【００４６】
１つの第１開口部２３０における複数の第１開口２３２の配置について説明する。基部２２０の表面２２０ａにおいて、パターン部２１０の中心ＣＰを原点とし、中心ＣＰを通りパターン部２１０の各辺に垂直な線ＬＮ５及びＬＮ６によって４つの象限を仮定する。この場合、１つの第１開口部２３０に含まれる複数の開口２３２は、図４（ａ）に示すように、４つの象限の１つに収まるように形成されている。これにより、基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合に、少なくとも１つの第１開口部２３０に含まれる第１開口２３２が基板２と重なるため、かかる第１開口２３２を介して、基板２とモールド３との間のガスや圧力を制御することが可能となる。
【００４７】
このように、各実施形態におけるモールド３においては、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性が維持され、パターン部２１０の変形を高精度に制御することができる。従って、インプリント装置１は、基板２の上の樹脂とモールド３とを接触させる際に、倍率補正機構１５によって、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを高い精度で一致させることができる。その結果、インプリント装置１は、高いスループットで経済性よく高品位な半導体デバイスや液晶表示素子などの物品を提供することができる。物品としてのデバイス（半導体デバイス、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（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、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。
【００４８】
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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド、インプリント装置、インプリント方法及び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（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などを製造するためのリソグラフィ装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、インプリント技術を利用して、基板上の樹脂にパターン（微細な構造）を有するモールドを押し付けた状態で樹脂を硬化させてパターンを転写する装置である。
【０００３】
インプリント装置は、３２ｎｍ程度のハーフピッチを有する半導体デバイスの製造に適用することが考えられている。この場合、ＩＴＲＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｏａｄｍａｐ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）によれば、６．４ｎｍの重ね合わせ精度が必要とされている。従って、インプリント装置では、基板上の樹脂にモールドを押し付ける際に、基板上に形成されたパターンの倍率（サイズ）とモールドのパターン（基板上に転写すべきパターン）の倍率とを数ｎｍ以下の精度で一致させる必要がある。
【０００４】
モールドは、作製時にはパターン面が上向きであるが、使用時にはパターン面が下向きとなる（即ち、姿勢が異なる）ため、重力の影響などでパターンが変形してしまう。また、モールドにパターンを形成する際に、電子ビーム描画装置の光学系における歪曲収差などによってモールドのパターンに歪が生じてしまうこともある。なお、歪を生じることなくモールドのパターンを形成できたとしても、基板上に形成されたパターンに歪（変倍）が生じていれば、重ね合わせ精度が低下してしまう。例えば、加熱プロセス（成膜やスパッタリングなど）を経るにつれて基板は拡大又は縮小し、基板上に形成されたパターンの倍率が各方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）で異なってしまう。実際のプロセスでは、基板に±１０ｐｐｍ程度の変倍が発生し、基板上に形成されたパターンにおけるＸ軸方向とＹ軸方向との倍率差も１０ｐｐｍ程度発生している。このような重ね合わせ精度を低下させてしまう要因、即ち、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率との不一致（例えば、基板上に形成されたパターンに対するモールドのパターンの変形（収差））をディストーションと称する。
【０００５】
ディストーションが発生した場合、ステッパーやスキャナーなどの露光装置では、基板の変形に応じて露光時の各ショット領域のサイズを変化させている。例えば、スキャナーでは、投影光学系の縮小倍率を基板の倍率（即ち、基板上に形成されたパターンの倍率）に応じて数ｐｐｍ程度変更すると共に、基板の倍率に応じて基板及びレチクルの走査速度を数ｐｐｍ程度変化させる。このように、露光装置では、ディストーションが発生したとしても、基板上に転写すべきパターンの倍率を補正することで高精度な重ね合わせを実現している。
【０００６】
一方、インプリント装置は、投影光学系を備えていないことに加えて、基板上の樹脂とモールドとが直接接触するため、ディストーションが発生した場合において、露光装置で行われているような補正を適用することができない。そこで、インプリント装置では、モールドのパターンの倍率を基板上に形成されたパターンの倍率に一致させるために、モールド（のパターン）を物理的に変形させる倍率補正機構を備えている。倍率補正機構は、例えば、モールドの外周から外力を与えることで、或いは、モールドを加熱する（即ち、モールドを膨張させる）ことで、モールドを物理的に変形させている。
【０００７】
また、インプリント装置には、基板上の樹脂にモールドを接触させてからモールドのパターンに樹脂が充填されるまでに要する時間を短くすることが求められている。そこで、モールドのパターン面を基板に対して凸形状に変形させるためのキャビティや基板とモールドとの間の雰囲気ガス及び圧力を変化させるための配管などが形成されたモールドが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００９−５３２２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
倍率補正機構において、モールド（のパターン）を所望の形状に変形させるためには、モールドの構造を一様にして、モールドの外周から与えた外力がモールド面に均一に伝わるようにする必要がある。しかしながら、モールドにキャビティや配管を形成するとモールドの構造が複雑になってしまうため、モールドの構造の一様性が失われてしまう可能性が高く、倍率補正機構を用いても、数ｎｍ以下の精度でモールドを変形させることは困難である。その結果、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率とを数ｎｍ以下の精度で一致させること、即ち、インプリント装置に必要とされる重ね合わせ精度を実現することが難しくなってしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのモールドは、基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、を有し、前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一側面としてのモールドを適用したインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【図３】第２の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【図４】第３の実施形態におけるモールドの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一側面としてのモールドを適用したインプリント装置１の構成を示す図である。インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造工程で使用されるリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを剥離（離型）することで基板にモールドのパターン（凹凸パターン）を転写するインプリント処理を行う。インプリント装置１は、本実施形態では、樹脂硬化法として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。また、本実施形態では、図１に示すように、モールドに対して紫外線を照射する方向に平行な軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。
【００１７】
インプリント装置１は、照射部４と、モールド３を保持するモールド保持部５と、基板２を保持する基板保持部６と、樹脂供給部７と、アライメント計測部８と、ガス給排部９と、圧力調整部１０と、制御部１８とを有する。また、インプリント装置１は、基板保持部６を保持するためのベース定盤２０と、モールド保持部５を保持するためのブリッジ定盤２１と、ブリッジ定盤２１を支持するための支柱２２とを有する。
【００１８】
基板２は、モールド３のパターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハなどを含む。基板２には、紫外線硬化型の樹脂が供給（塗布）される。
【００１９】
モールド３は、矩形形状の外形を有し、基板２に対向する面に、基板２（に供給された樹脂）に転写する凹凸パターンが３次元形状に形成された型（原版）である。モールド３は、紫外線を透過する材料（例えば、石英など）で構成される。モールド３には、基板２とモールド３との間のガス及び圧力を制御するための配管などが配置されている。モールド３は、かかる配管を介して、ガス給排部９に接続されている。また、モールド３には、モールド３の形状（詳細には、パターン部の形状）を変形させるための凹形状のキャビティ２５が形成されていてもよい。
【００２０】
照射部４は、インプリント処理を行う際に、モールド３を介して、基板２の上の樹脂に紫外線を照射する。照射部４は、紫外線を発する光源１１と、光源１１から発せられた紫外線をインプリント処理に適切な紫外線に調整するための複数の光学素子１２とを含む。なお、樹脂硬化法として熱硬化法を採用する場合には、照射部４は、樹脂（熱硬化型の樹脂）を加熱する熱源部に置換される。
【００２１】
モールド保持部５は、モールド３を保持（固定）して、基板２（の上の樹脂）にモールド３を押し付ける（インプリントする）ための機構である。モールド保持部５は、モールドチャック１３と、モールドステージ１４と、倍率補正機構（変形部）１５とを含む。モールドチャック１３は、モールド３を機械的に保持（例えば、吸着）し、モールドステージ１４に載置される。モールドステージ１４は、モールド３のパターンを基板２に転写する際に、基板２とモールド３との間隔を位置決めするための駆動系を含み、モールド３をＺ軸方向に駆動する。モールド３のパターンを基板２に転写する際には、高精度な位置決めが要求されるため、モールドステージ１４の駆動系は、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、モールドステージ１４の駆動系は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能やモールド３の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。倍率補正機構１５は、モールド３のパターンの倍率（サイズ）を補正する機能を有する。倍率補正機構１５は、本実施形態では、モールドチャック１３に支持され、モールド３の側面（詳細には、基部の側面）に力を加えてモールド３の形状（詳細には、パターン部の形状）を変形させる。
【００２２】
基板保持部６は、基板２を保持（固定）し、インプリント処理を行う際に、基板２とモールド３との位置合わせを行うための機構である。基板保持部６は、基板チャック１６と、基板ステージ１７とを含む。基板チャック１６は、基板２を機械的に保持（例えば、吸着）し、基板ステージ１７に載置される。また、基板チャック１６には、モールド３の位置合わせを行う際に用いられる基準マーク２３が配置されている。基板ステージ１７は、基板２とモールド３との位置合わせを行うための駆動系を含む。基板ステージ１７の駆動系は、基板２をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動し、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、基板ステージ１７の駆動系は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や基板２の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。
【００２３】
樹脂供給部７は、基板２の上に、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化型の樹脂を供給する。樹脂供給部７は、例えば、樹脂を吐出（滴下）するノズルを含むディスペンサヘッドで構成される。基板２の上に供給される樹脂の量は、必要となる厚さや転写するパターンの密度などに応じて決定される。
【００２４】
アライメント計測部８は、基板２の上に形成されたアライメントマークとモールド３に形成されたアライメントマークとの位置ずれ（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ）を計測する。
【００２５】
ガス給排部９は、インプリント処理を行う際に、モールド３に配置された配管を介して、基板２とモールド３との間にガス（凝縮性ガス）を供給する。また、ガス給排部９は、インプリント処理を行う際に、モールド３に配置された配管を介して、基板２とモールド３との間のガスを排気する。これにより、基板２の上の樹脂にモールド３を接触させてからモールド３のパターンに樹脂が充填されるまでの時間を短縮すると共に、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００２６】
圧力調整部１０は、モールド３に形成されたキャビティ２５の圧力を調整する。例えば、圧力調整部１０は、キャビティ２５の圧力が外部の圧力よりも高くなるように、キャビティ２５の圧力を調整することで、モールド３の形状が基板側に凸形状となるようにモールド３を撓ませる。これにより、基板２の上の樹脂にモールド３を押し付ける際に、モールド３がパターンの中心部から樹脂に接触することになる。従って、基板２の上の樹脂とモールド３との間に空気が閉じ込められてしまうことを抑制し、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００２７】
制御部１８は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体動作（インプリント装置１の各部）を制御する。例えば、制御部１８は、インプリント処理を行う際に、基板２に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとが一致するように、倍率補正機構１５によるモールド３の変形を制御する。
【００２８】
以下、各実施形態において、モールド３の具体的な構造について説明する。
【００２９】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図２（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すモールド３のＡ−Ａ断面図である。モールド３は、基板２に転写すべきパターン（例えば、回路パターンなどの凹凸パターン）が形成された矩形形状のパターン部２１０と、基板側の面を表面２２０ａとし、表面とは反対側の面を裏面２２０ｂとする基部２２０とを含む。
【００３０】
基部２２０の表面２２０ａには、パターン部２１０が配置されている。また、基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、第１開口２３２をそれぞれ含む複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、４つの第１開口部２３０が形成されているが、第１開口部２３０の数は限定されるものではない。第１開口部２３０のそれぞれは、本実施形態では、パターン部２１０の直交する２つの辺のそれぞれに沿ったＬ字型形状の溝２３４を含み、かかる溝２３４に第１開口２３２が形成されている。
【００３１】
一方、基部２２０の裏面２２０ｂには、表面２２０ａに形成された第１開口部２３０に対応して、第２開口２４２をそれぞれ含む複数の第２開口部２４０が形成されている。
【００３２】
また、基部２２０には、複数の第１開口部２３０のそれぞれと複数の第２開口部２４０のそれぞれとを接続する複数の配管２５０が配置されている。ここで、基部２２０における配管２５０の配置について説明する。図２（ｃ）に示すように、基部２２０の表面２２０ａにおいて、パターン部２１０の各辺を延長した線ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３及びＬＮ４を境界線として、８つの領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５、ＡＲ６、ＡＲ７及びＡＲ８を規定する。そして、領域ＡＲ１乃至ＡＲ８のうち、パターン部２１０の頂点のみでパターン部２１０と接する領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３及びＡＲ４を面とする基部２２０の部分に配管２５０の総体積の８割以上が存在するように、配管２５０を配置する。このような配管２５０の配置によって、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性が維持され、パターン部２１０を高精度に（例えば、数ｎｍ以下の精度で）変形させることができる。従って、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを数ｎｍ以下の精度で一致させること、即ち、インプリント装置１に必要とされる重ね合わせ精度を実現することが可能となる。また、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、溝２３４の深さを浅くする（上述したように、数十μｍから数ｍｍ程度）とよい。
【００３３】
配管２５０は、ガス給排部９に接続され、基板２とモールド３との間、即ち、溝２３４の近傍にガスを供給したり、溝２３４の近傍からガスを排気したりする際に使用される。本実施形態では、インプリント処理を行う際に、配管２５０（第１開口２３２及び第２開口２４２）及び溝２３４を介して、基板２とモールド３との間（溝２３４の近傍）のガスや圧力を制御する。これにより、上述したように、モールド３のパターンに樹脂が充填されるまでの時間を短縮すると共に、モールド３のパターンにおける樹脂の充填欠陥を低減することができる。
【００３４】
また、基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合において、基板２とモールド３との間（溝２３４の近傍）のガスや圧力を制御するためには、図２（ａ）に示すように、パターン部２１０の周囲を取り囲むように複数の溝２３４を形成するとよい。基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合には、モールド３のパターン部２１０の一部が基板２と重ならず、基板２の外側の領域に位置することになる。この際、パターン部２１０の周囲を取り囲むように複数の溝２３４を形成することで、少なくとも１つ以上の溝２３４が基板２と重なるため、かかる溝２３４を介して、基板２とモールド３との間のガスや圧力を制御することが可能となる。
【００３５】
また、溝２３４の形状は、Ｌ字型形状に限定されるものではなく、例えば、円弧形状などであってもよい。更に、例えば、図２（ｄ）に示すように、溝２３４を入れ子状に形成して、溝２３４がパターン部２１０の周囲を多重に取り囲むようにしてもよい。溝２３４の形状がＬ字型形状である場合には、溝２３４の先端がパターン部２１０の各辺の中心付近に位置するが、溝２３４を入れ子状に形成する場合には、溝２３４の先端がパターン部の頂点付近に位置する。溝２３４の先端がパターン部２１０の各辺の中心付近に位置する場合には、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性がパターン部２１０の各辺の中心付近で崩れる可能性がある。一方、溝２３４の先端がパターン部の頂点付近に位置する場合には、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性がパターン部２１０の各辺全体において維持される。従って、パターン部２１０を高精度に変形させることができ、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを数ｎｍ以下の精度で一致させることができる。
【００３６】
また、第１開口部２３０（第１開口２３２及び溝２３４）は、多孔質体で構成してもよい。第１開口部２３０を多孔質体で構成することで、モールド３の基部２２０における剛性の不均一性を抑えることが可能となる。従って、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性を更に維持することができる。
【００３７】
また、配管２５０（第２開口２４２）に接続する配管をモールドチャック１３に形成することを考えると、配管２５０は、モールド３又はパターン部２１０の中心に対して同心円上に配置されるとよい。更に、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、第１開口部２３０（第１開口２３２）、第２開口部２４０（第２開口２４２）及び配管２５０は、それぞれモールド３又はパターン部２１０の中心に対して点対称となるように配置されるとよい。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図３（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すモールド３のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、第１開口２３２をそれぞれ含む複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、４つの第１開口部２３０が形成されているが、第１開口部２３０の数は限定されるものではない。第１開口部２３０のそれぞれは、本実施形態では、パターン部２１０の直交する２つの辺のそれぞれに沿ったＬ字型形状の溝２３４を含み、かかる溝２３４に第１開口２３２が形成されている。
【００４０】
一方、基部２２０の裏面２２０ｂには、表面２２０ａに形成された第１開口部２３０に対応して、第２開口２４２をそれぞれ含む複数の第２開口部２４０が形成されている。
【００４１】
また、基部２２０には、複数の第１開口部２３０のそれぞれと複数の第２開口部２４０のそれぞれとを接続する複数の配管２５０が配置されている。本実施形態では、第１開口２３２と第２開口２４２とは同軸上には形成されていないため、配管２５０は、第１開口２３２と第２開口２４２を接続するために、パターン部２１０が配置される表面２２０ａに平行な方向に延在する水平部分２５２を含む。倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、パターン部２１０の近傍におけるモールド３の構造が一様であることが求められる。従って、図３（ａ）に示すように、第１開口２３２と第２開口２４２とを接続するための水平部分２５２を配管２５０に形成し、パターン部２１０の近傍におけるモールド３の構造の一様性を維持することで、パターンの倍率補正の精度の低下を低減するとよい。
【００４２】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、モールド３にキャビティ２５が形成されている場合を考えると、キャビティ２５に配管２５０を配置（形成）することは、モールド３の構造の複雑化を招くため、避ける必要がある。そこで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、キャビティ２５を表面２２０ａに投影させた場合に、第１開口２３２を投影されたキャビティ２５と重なる領域に形成し、第２開口２４２を裏面２２０ｂにおいてキャビティ２５の外側の領域に形成する。そして、配管２５０の水平部分２５２が表面２２０ａとキャビティ２５との間の基部２２０の部分に位置するように配管２５０を配置して、第１開口２３２と第２開口２４２とを接続する。これにより、配管２５０がキャビティ２５に配置されることを避けながら、第１開口部２３０と第２開口部２４０とを接続することができる。ここで、図３（ｃ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示すモールド３のＣ−Ｃ断面図である。
【００４３】
図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すモールド３は、本実施形態では、図３（ｅ）に示すように、複数の板部材、具体的には、４つの板部材２２２、２２４、２２６及び２２８を接合して構成されている。図３（ｅ）を参照するに、板部材２２２には溝２３４が形成され、板部材２２４には第１開口２３２及び配管２５０が形成され、板部材２２６には配管２５０の水平部分２５２が形成され、板部材２２８には第２開口２４２及び配管２５０が形成されている。但し、各板部材２２２乃至２２８に形成する要素（第１開口２３２、第２開口２４２、配管２５０など）やモールド３を構成する板部材の数は限定されるものではなく、モールド３の製造プロセスに適するように決定すればよい。また、倍率補正機構１５によるパターンの倍率補正の精度を考えると、表面２２０ａを含む板部材２２２の厚さを薄くするとよい。本実施形態では、表面２２０ａを含む板部材２２２の厚さは、裏面２２０ｂを含む板部材２２８の厚さよりも薄くなっている。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
図４は、第３の実施形態におけるモールド３の構造を示す図である。図４（ａ）は、基板側（表面側）から見たモールド３を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すモールド３のＤ−Ｄ断面図である。
【００４５】
基部２２０の表面２２０ａにおけるパターン部２１０の周囲には、複数の第１開口部２３０が形成されている。本実施形態では、複数の第１開口部２３０のそれぞれは、複数の第１開口１２１を含むが、溝２３４は含んでいない。換言すれば、１つの第１開口部２３０において複数の第１開口２３２を形成することで、かかる複数の第１開口２３２を溝２３４として機能させている。これにより、溝２３４に起因する基部２２０のＸ軸方向及びＹ軸方向の剛性の不均一性を低減することが可能となり、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性を維持することができる。
【００４６】
１つの第１開口部２３０における複数の第１開口２３２の配置について説明する。基部２２０の表面２２０ａにおいて、パターン部２１０の中心ＣＰを原点とし、中心ＣＰを通りパターン部２１０の各辺に垂直な線ＬＮ５及びＬＮ６によって４つの象限を仮定する。この場合、１つの第１開口部２３０に含まれる複数の開口２３２は、図４（ａ）に示すように、４つの象限の１つに収まるように形成されている。これにより、基板２の周辺ショット領域にインプリント処理を行う場合に、少なくとも１つの第１開口部２３０に含まれる第１開口２３２が基板２と重なるため、かかる第１開口２３２を介して、基板２とモールド３との間のガスや圧力を制御することが可能となる。
【００４７】
このように、各実施形態におけるモールド３においては、倍率補正機構１５がモールド３の基部２２０の側面２２０ｃに力を加えたときに、パターン部２１０に伝わる力の均一性が維持され、パターン部２１０の変形を高精度に制御することができる。従って、インプリント装置１は、基板２の上の樹脂とモールド３とを接触させる際に、倍率補正機構１５によって、基板２の上に形成されたパターンのサイズとモールド３のパターンのサイズとを高い精度で一致させることができる。その結果、インプリント装置１は、高いスループットで経済性よく高品位な半導体デバイスや液晶表示素子などの物品を提供することができる。物品としてのデバイス（半導体デバイス、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（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、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。
【００４８】
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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、
前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、
前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、
を有し、
前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記複数の第１開口部のそれぞれは、前記第１開口が形成され、前記パターン部の直交する２つの辺のそれぞれに沿った溝を含み、
前記複数の第１開口部における複数の前記溝は、前記パターン部の周囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
前記複数の第１開口部における前記複数の溝は、前記パターン部の周囲を多重に取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項４】
前記複数の配管は、前記表面に平行な方向に延在する水平部分を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のモールド。
【請求項５】
前記基部は、前記パターン部を変形させるために前記裏面に形成された凹形状のキャビティを含み、
前記キャビティを前記表面に投影させた場合に、前記第１開口は、前記投影されたキャビティと重なる領域に形成され、
前記第２開口は、前記裏面において前記キャビティの外側の領域に形成され、
前記複数の配管は、前記水平部分が前記表面と前記キャビティとの間の前記基部の部分に位置するように配置されることを特徴とする請求項４に記載のモールド。
【請求項６】
前記複数の第１開口部のそれぞれは、複数の前記第１開口を含み、
前記表面において、前記パターン部の中心を原点とし、前記中心を通り前記パターン部の各辺に垂直な線によって４つの象限を仮定した場合に、前記複数の第１開口部の１つに含まれる複数の前記第１開口は、前記４つの象限の１つに収まるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項７】
前記複数の第１開口部は、多孔質体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のモールド。
【請求項８】
前記複数の第１開口部、前記複数の第２開口部及び前記複数の配管は、それぞれ前記パターン部の中心に対して点対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項９】
前記基部は、前記表面に平行な複数の板部材で構成され、
前記複数の板部材のうち、前記表面を含む板部材の厚さは、前記裏面を含む板部材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項１０】
基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
前記モールドは、
前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、
前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、
を有し、
前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置され、
前記インプリント装置は、
前記インプリント処理を行う際に、前記複数の配管を介して、前記基板と前記モールドとの間にガスを供給し、前記基板と前記モールドとの間のガスを排気する給排部と、
前記インプリント処理を行う際に、前記基部の側面に力を加えて前記パターン部を変形させる変形部と、
前記基板に形成されたパターンのサイズと前記パターン部のパターンのサイズとが一致するように、前記変形部による前記パターン部の変形を制御する制御部と、
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乃至９のうちいずれか１項に記載のモールドを基板の上の樹脂に接触させるステップと、
前記樹脂と前記モールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させるステップと、
硬化した前記樹脂から前記モールドを剥離することで前記基板の上に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を有し、
前記モールドを前記樹脂に接触させるステップでは、前記基板に形成されたパターンのサイズと前記パターン部のパターンのサイズとが一致するように、前記基部の側面に力を加えて前記パターン部を変形させることを特徴とするインプリント方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成するステップと、
前記パターンが形成された基板を加工するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１】
基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント装置に用いられるモールドであって、
前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、
前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、
を有し、
前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置されていることを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記複数の第１開口部のそれぞれは、前記第１開口が形成され、前記パターン部の直交する２つの辺のそれぞれに沿った溝を含み、
前記複数の第１開口部における複数の前記溝は、前記パターン部の周囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
前記複数の第１開口部における前記複数の溝は、前記パターン部の周囲を多重に取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項４】
前記複数の配管は、前記表面に平行な方向に延在する水平部分を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のモールド。
【請求項５】
前記基部は、前記パターン部を変形させるために前記裏面に形成された凹形状のキャビティを含み、
前記キャビティを前記表面に投影させた場合に、前記第１開口は、前記投影されたキャビティと重なる領域に形成され、
前記第２開口は、前記裏面において前記キャビティの外側の領域に形成され、
前記複数の配管は、前記水平部分が前記表面と前記キャビティとの間の前記基部の部分に位置するように配置されることを特徴とする請求項４に記載のモールド。
【請求項６】
前記複数の第１開口部のそれぞれは、複数の前記第１開口を含み、
前記表面において、前記パターン部の中心を原点とし、前記中心を通り前記パターン部の各辺に垂直な線によって４つの象限を仮定した場合に、前記複数の第１開口部の１つに含まれる複数の前記第１開口は、前記４つの象限の１つに収まるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項７】
前記複数の第１開口部は、多孔質体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のモールド。
【請求項８】
前記複数の第１開口部、前記複数の第２開口部及び前記複数の配管は、それぞれ前記パターン部の中心に対して点対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項９】
前記基部は、前記表面に平行な複数の板部材で構成され、
前記複数の板部材のうち、前記表面を含む板部材の厚さは、前記裏面を含む板部材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項１０】
基板の上の樹脂とモールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させて前記基板にパターンを転写するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
前記モールドは、
前記基板に転写すべきパターンが形成された矩形形状のパターン部と、
前記パターン部が配置される表面の前記パターン部の周囲に形成され、第１開口をそれぞれ含む複数の第１開口部と、前記表面とは反対側の裏面に形成され、第２開口をそれぞれ含む複数の第２開口部と、前記複数の第１開口部のそれぞれと前記複数の第２開口部のそれぞれとを接続する複数の配管と、を含む基部と、
を有し、
前記表面において前記パターン部の各辺を延長した線を境界線として規定される複数の領域のうち、前記パターン部の頂点のみで前記パターン部と接する領域を面とする前記基部の部分に前記複数の配管の総体積の８割以上が存在するように、前記複数の配管が配置され、
前記インプリント装置は、
前記インプリント処理を行う際に、前記複数の配管を介して、前記基板と前記モールドとの間にガスを供給し、前記基板と前記モールドとの間のガスを排気する給排部と、
前記インプリント処理を行う際に、前記基部の側面に力を加えて前記パターン部を変形させる変形部と、
前記基板に形成されたパターンのサイズと前記パターン部のパターンのサイズとが一致するように、前記変形部による前記パターン部の変形を制御する制御部と、
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乃至９のうちいずれか１項に記載のモールドを基板の上の樹脂に接触させるステップと、
前記樹脂と前記モールドとを接触させた状態で当該樹脂を硬化させるステップと、
硬化した前記樹脂から前記モールドを剥離することで前記基板の上に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を有し、
前記モールドを前記樹脂に接触させるステップでは、前記基板に形成されたパターンのサイズと前記パターン部のパターンのサイズとが一致するように、前記基部の側面に力を加えて前記パターン部を変形させることを特徴とするインプリント方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成するステップと、
前記パターンが形成された基板を加工するステップと、
を有する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２０１３−３８１３７（Ｐ２０１３−３８１３７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１３２２（Ｐ２０１１−１７１３２２）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【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２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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