型、それを用いたインプリント方法および物品の製造方法
【課題】外部環境からの熱に起因した熱変形を低減するのに有利な型を提供する。
【解決手段】この型８は、被処理体１３に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部８ａを有する。パターン部８ａが設置されている側の面は、パターン部８ａが配置された第１面と、パターン部８ａが配置されていない第２面８ｂとを含む。型８は、第２面８ｂの表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜４０（４２、４５）を有する。
【解決手段】この型８は、被処理体１３に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部８ａを有する。パターン部８ａが設置されている側の面は、パターン部８ａが配置された第１面と、パターン部８ａが配置されていない第２面８ｂとを含む。型８は、第２面８ｂの表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜４０（４２、４５）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型、それを用いた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】
半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。一般に半導体デバイスの製造においては、このような一連のインプリント動作を、１枚の基板上にてパターン形成領域（ショット領域）を変更しつつ複数回実施することで、複数の樹脂のパターンを成形する。
【０００３】
上記技術を採用したインプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付けたとき、樹脂の内部に気泡が残留する場合がある。この状態で樹脂を硬化させると、気泡が存在する場所のパターンが形成されなかったり、パターンが歪んだりするなどの影響が生じる可能性がある。そこで、特許文献１は、型と基板上の樹脂とを押し付ける際に、樹脂に対して拡散性または溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素などのガスを供給し、型と基板上の樹脂との隙間に充填させるインプリント・リソグラフィ法を開示している。さらに、この特許文献１では、型と基板との間の空間を大気圧以下とすることで、気泡の残留を低減させる方法も開示されている。また、特許文献２は、型またはその周辺や、基板を保持するステージに設置した回収口からガスの回収（排気）を行いつつ、型と基板との間の空間に上記のようなガスを供給するリソグラフィ・インプリント・システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０９７６９号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
ここで、インプリント装置にて、特に１枚の基板上でショット領域を変更しつつインプリント処理を繰り返す場合について考える。このとき、特許文献１および特許文献２に示す方法では、型と基板とが毎回接近することで、ショット領域で発生した外部環境からの熱が、型と基板との隙間の上記ガスを介して型に伝達される。したがって、この熱に起因して型が変形する可能性があり、この熱変形は、結果的にこの型を使用するインプリント装置の転写精度に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、外部環境からの熱に起因した熱変形を低減するのに有利な型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、被処理体に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部を有する型であって、パターン部が設置されている側の面は、パターン部が配置された第１面と、パターン部が配置されていない第２面と、を含み、第２面の表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外部環境からの熱に起因した熱変形を低減するのに有利な型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】モールドとウエハとの押し付け動作時の位置関係を示す図である。
【図３】熱拡散膜の構成の３つの例を示す図である。
【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を参照して説明する。
【００１１】
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。このインプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂（被処理体）を、本実施形態のモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の各図において、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、ガス供給機構６と、制御部７とを備える。
【００１２】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、不図示の光源と、この光源から射出された紫外線９をインプリントに適切な光に調整するための光学素子とから構成される。なお、本実施形態では光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、光照射部２に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１３】
モールド８は、外周形状が矩形であり、ウエハ１０に対向する面に３次元状に形成されたパターン部（例えば、表面上に回路パターンなどの転写すべき微細な凹凸パターンを有する凸部）８ａを含む。このモールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な石英などである。また、モールド８は、以下のような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。特に、本実施形態のモールド８は、ウエハ１０に対向する面におけるパターン部８ａの表面（第１面）の領域を除いた第２面８ｂに、熱拡散膜を有する。この熱拡散膜については、以下で詳説する。
【００１４】
モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１１と、このモールドチャック１１を保持し、モールド８（モールドチャック１１）を移動させるモールド駆動機構１２とを有する。モールドチャック１１は、モールド８における紫外線９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド８を保持し得る。例えば、モールドチャック１１が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１１は、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦによりモールド８の脱着が切り替えられる。モールド駆動機構１２は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１３との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド８をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１２に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、モールド８の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離し動作は、上述のようにモールド８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。
【００１５】
また、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１２は、光照射部２から射出された紫外線９がウエハ１０に向けて照射されるように、中心部（内側）に開口領域１４を有する。この開口領域１４には、不図示であるが、開口領域１４の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。この圧力調整装置は、例えば、押し付け動作に際し、前記空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部８ａをウエハ１０に向かい凸形に撓ませ、樹脂１３に対してパターン部８ａの中心部から接触させる。これにより、パターン部８ａと樹脂１３との間に気体（空気）が閉じ込められるのを抑え、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１３を隅々まで充填させることができる。さらに、モールド保持機構３は、モールドチャック１１におけるモールド８の保持側に、モールド８の側面に外力または変位を与えることによりモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する倍率補正機構１５を有する。
【００１６】
ウエハ１０は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド８に形成されたパターン部８ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）１３が塗布される。
【００１７】
ウエハステージ４は、ウエハ１０を保持し、押し付け動作に際し、モールド８と樹脂１３との位置合わせを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１０を吸着力により保持するウエハチャック１６と、このウエハチャック１６を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構１７とを有する。ステージ駆動機構１７は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。このステージ駆動機構１７も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１０のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１０の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。また、ウエハステージ４は、その表面上にモールド８をアライメントする際に利用する基準マーク２０を有する。
【００１８】
塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１０上に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する。ここで、この樹脂１３は、紫外線９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。また、塗布部５の吐出ノズル５ａから吐出される樹脂１３の量も、ウエハ１０上に形成される樹脂１３の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。
【００１９】
ガス供給機構６は、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１３が充填される時間を短縮させたり、充填された樹脂１３に気泡が残留することを防止させたりするために、押し付け動作時にモールド８とウエハ１０との隙間にガスを供給する。このガス供給機構６は、モールド８の四方の側面部にそれぞれ配置され、ウエハ１０側へガスを供給（放出）する４つの供給口１８（１８ａ〜１８ｄ：図２参照）と、供給量を適宜調整しつつ、配管１９を介してガスを各供給口１８へ送るガス制御部２１とを含む。各供給口１８のガス放出面は、モールド８のウエハ１０に向かう側の面と同等の高さに設定される。なお、供給ガスとしては、樹脂１３に対して拡散性または溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素などのガスを採用することが望ましい。
【００２０】
制御部７は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部７は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。さらに、制御部７は、不図示であるが、モールド８およびウエハ１０の温度を所望の基準温度に一定に保つための精密温度制御装置の制御も実行する。なお、制御部７は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。
【００２１】
また、インプリント装置１は、例えばウエハアライメントとして、ウエハ１０上に形成されたアライメントマークと、モールド８に形成されたアライメントマークとのＸ軸およびＹ軸の各方向への位置ずれを計測するアライメント計測系２２を備える。制御部７は、アライメント計測系２２の計測結果に基づいて押し付け位置（座標）を演算する。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２３と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２４と、ベース定盤２３から延設され、除振器２５を介してブリッジ定盤２４を支持するための支柱２６とを備える。除振器２５は、床面からブリッジ定盤２４へ伝わる振動を除去するものである。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送するモールド搬送機構と、ウエハ１０を装置外部からウエハステージ４へ搬送する基板搬送機構とを備える。
【００２２】
次に、インプリント装置１によるインプリント方法について説明する。図２は、モールド８とウエハ１０との押し付け動作時の位置関係を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、ウエハ１０の中心に位置するショット領域を処理対象とした場合の断面図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ´断面を示す平面図である。まず、制御部７は、モールド搬送機構によりモールド８をモールドチャック１１に搬送させ、搭載させる。次に、制御部７は、アライメント計測系２２により、基準マーク２０とモールド８に形成されたアライメントマークとの間のＸ軸、Ｙ軸、およびθの各方向のずれを計測させる。ここで、制御部７は、モールドアライメントとして、この計測結果に基づいて基準マーク２０とモールド８に形成されたアライメントマークとの位置合わせを実施させる。次に、制御部７は、基板搬送機構によりウエハステージ４上のウエハチャック１６にウエハ１０を載置および固定させ、ウエハステージ４を塗布部５の塗布位置へ移動させる。次に、塗布部５は、塗布工程として、ウエハ１０上の処理対象であるショット領域（例えば対象ショット領域３０）に樹脂１３を塗布する。次に、制御部７は、対象ショット領域３０がモールド８に形成されたパターン部８ａの直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させ、ウエハアライメントを実行させる。次に、制御部７は、モールド駆動機構１２を駆動させ、ウエハ１０上の樹脂１３にモールド８を押し付ける（押型工程）。このとき、制御部７は、モールド保持機構３の内部に設置された不図示の荷重センサにより、押し付け完了の判断を実行する。この押し付けにより、樹脂１３がパターン部８ａの凹凸パターンに充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１３を硬化させる。そして、樹脂１３が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構１２を再駆動させ、モールド８を樹脂１３から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ１０上の対象ショット領域３０の表面には、パターン部８ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂１３のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ４の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１０上に複数の樹脂１３のパターンを成形することができる。
【００２３】
ここで、上記押型工程において、対象ショット領域３０上の樹脂１３にパターン部８ａを押し付けるとき、パターン部８ａの凹凸パターンに充填された樹脂１３の内部に気泡が残留する場合がある。この状態で樹脂１３を硬化させると、気泡が存在する場所のパターンが形成されなかったり、パターンが歪んだりするなどの影響が生じる可能性がある。そこで、制御部７は、ガス供給機構６により、少なくとも押型工程における押し付け動作の直前にガスを供給させ、モールド８とウエハ１０との隙間空間の雰囲気を大気から供給ガスへ置換させることで気泡の発生を抑止する。このとき、供給されたガス３１は、このガス自身の有する拡散効果により、一定の時間を経ることでモールド８の中心付近に位置するパターン部８ａ近傍のガス濃度が十分に高くなる（例えば濃度７０％以上）。その後、制御部７がモールド駆動機構１２に対して押し付け動作を開始させることで、上記のようなパターンに対する影響を抑える。
【００２４】
この押型工程後、制御部７は、硬化工程に移行するが、このときウエハ１０の紫外線９が照射された部分は、照射熱により発熱する。ここで発生した熱は、次の処理対象となるショット領域に対する押型工程にて、モールド８とウエハ１０との隙間空間のガス３１を通じて、ウエハ１０上の前の処理対象であったショット領域（前ショット領域３２）での残存した照射熱がモールド８に伝わる。例えば、供給されたガス３１がヘリウムのように熱伝導率が高い気体の場合には、伝熱量が大きい。したがって、対象ショット領域３０に対する押型工程において、外部環境である前ショット領域３２から伝わる熱（またはその熱の蓄積）に起因して、モールド８が熱変形を起こす可能性がある。このモールド８の熱変形は、アライメントマークの変位やパターン部８ａの変形の原因となり、インプリント装置１の転写精度（重ね合わせ精度）に影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、前ショット領域３２からの伝熱を低減させるように、以下のような構成を採用する。
【００２５】
なお、本実施形態のウエハ１０上には、図２（ｂ）に示すように、一例として破線で示された複数（計６１カ所）のショット領域３３が存在し、インプリント装置１は、各ショット領域３３に順次パターンを形成するものとする。また、前ショット領域３２に対するパターン形成後、隣接する対象ショット領域３０に対してパターン形成を実施すると仮定する。このとき、前ショット領域３２の温度は、照射熱が残留しているため、インプリント装置１自体の基準温度Ｔ０よりも高い温度ＴＷである。一方、前ショット領域３２に対向するモールド８の表面（パターン部８ａ以外の面）８ｂの温度は、基準温度Ｔ０よりもΔＴだけ上昇している（ＴＷ−Ｔ０＞ΔＴ）。さらに、供給されたガス３１の温度は、ガス制御部２０により、モールド８と同じ温度（Ｔ０）に制御されている。
【００２６】
本実施形態のモールド８は、モールド８に対する前ショット領域３２からの伝熱を低減させるため、上述のとおり、パターン部８ａの表面（第１面）の部分を除いたモールド８の第２面８ｂの全面に熱拡散膜を有する。図３は、熱拡散膜の構成の３つの例を示す概略断面図であり、特に押型工程後のパターン部８ａの端部付近を拡大した図である。なお、本実施形態の各例では、パターン部８ａの厚み（高さ）Ｈを６５μｍ程度としている。したがって、第２面８ｂに構成される熱拡散膜の厚みは、押し付け動作時にウエハ１０上の樹脂１３との接触を回避することを考慮し、１μｍ以上、４０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２７】
まず、熱拡散膜の第１例として、図３（ａ）に示す熱拡散膜４０は、厚さが約２５μｍのグラファイトシートである。このグラファイトシートは、高分子フィルムを熱分解によりグラファイト化する方法により製作される、単結晶に近似した構造を有する炭素材料膜である。グラファイトシートは、２５〜１００μｍ程度の非常に薄いシート状に成形することができるため、本実施形態での厚みは、約２５μｍとしている。なお、グラファイトシートの厚みは、適宜変更可能であり、例えば、パターン部８ａの厚みＨをより小さくするために、さらに厚みを小さくしてもよい。この熱拡散膜４０は、接着剤によりモールド８の表面８ｂに固定され得る。接着剤としては、例えば、紫外線硬化性樹脂やエポキシ系樹脂などを含有するものが採用可能であり、アウトガスが少ないものが望ましい。この第１例では、モールド８は、その表面８ｂにて接着剤により約１０μｍの均一な接着層４１を形成し、この接着層４１に熱拡散膜４０を積層させている。
【００２８】
ここで、モールド８の材質である石英の熱伝導率は、１．３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、熱伝導性が非常に低い。これに対して、グラファイトシートは、異方性熱伝導材料であり、厚み方向（Ｚ軸方向）の熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるのに対し、平面方向（ＸＹ軸方向）の熱伝導率は、１６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と非常に大きい。また、熱拡散膜４０と供給されたガス３１との温度差が上記の定義に従ってΔＴであり、ガス３１と接触する接触面積をＳとし、表面熱伝達率をｈとすると、ガス３１へ流れる放熱量（熱流量）Ｗは、以下の式（１）で現される。
Ｗ＝Ｓ×ｈ×ΔＴ （１）
したがって、式（１）より、接触面積Ｓ、表面熱伝達率ｈ、または温度差ΔＴの少なくともいずれかが大きくなる条件下において、放熱量Ｗが大きくなることが分かる。なお、表面熱伝達率ｈは、境界面での熱の伝わりやすさを表し、ガスの風速や物体の大きさ、姿勢などの状態により変化する。
【００２９】
このように、平面方向の熱伝達特性に優れた熱拡散膜４０を有するモールド８は、従来のモールドよりも温度分布の不均一性を改善し得る。すなわち、モールド８は、このモールド８の内部に伝わろうとする前ショット領域３２からの残留熱を熱拡散膜４０全体に拡散させ、熱拡散膜４０に接するガス３１への放熱量を大きくさせることができる。したがって、モールド８は、前ショット領域３２に対向するモールド８の表面部分の温度上昇を抑制することができるので、モールド８の熱分布に起因した熱変形を低減させることができる。特に、第１例では、熱拡散膜４０として異方性熱伝導材料であるグラファイトシートを採用するため、例えば金属材を採用する場合に比べ、熱がモールド８の内部へより伝わりにくく、モールド８の熱変形が効率良く低減される。また、本実施形態では、モールド８の表面８ｂの全面に熱拡散膜４０を構成しているので、前ショット領域３２が図２（ｂ）に示す他のショット領域３２ａ〜３２ｗのいずれの領域であったとしても、熱拡散膜４０の放熱効果を期待できる。
【００３０】
次に、熱拡散膜の第２例として、図３（ｂ）に示す熱拡散膜４２は、樹脂フィルム４３に金属材を蒸着させた積層膜である。樹脂フィルム４３は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、厚さは、約３０μｍである。一方、蒸着させる金属材は、熱伝導率が３５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上となるような、熱伝達率が高い金属材（例えば銅）であり、この金属材による金属膜４４の厚さは、約５μｍである。なお、この金属膜４４に採用可能な金属材としては、上記の銅の他に、銀、アルミ、または金などがある。この場合も、熱拡散膜４２の厚みは、適宜変更可能である。また、この熱拡散膜４２も、接着剤による接着層４１を介し、モールド８の表面８ｂに固定され得る。ここで、ＰＥＴの熱伝導率は、０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、第１例でのグラファイトシートの厚み方向の熱伝導率と比べて非常に小さい。一方、例えば銅の熱伝導率は、３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、モールド８の材質である石英と比べて非常に大きい。したがって、この場合のモールド８は、第１例の熱拡散膜４０を採用した場合に比べ、モールド８への熱伝達を小さくすることができ、モールド８の熱変形をより低減させることができる。
【００３１】
さらに、熱拡散膜の第３例として、図３（ｃ）に示す熱拡散膜４５は、モールド８の表面８ｂに、熱伝導率が４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材を蒸着し、その金属材による金属膜４６上に保護膜としてのＳｉＯ２薄膜４７を積層させた膜である。金属膜４６に採用可能な金属材は、例えば、熱伝導率が４２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の銀であり、金属膜４６の厚さは、約５μｍである。一方、保護膜の厚さは、パターン部８ａの厚みＨを考慮して設定され得るが、本例では約１μｍとしている。この場合のモールド８は、第１例および第２例の熱拡散膜４０、４２を採用した場合とは異なり、接着層を有しないことから、厚さを極めて薄くすることができ、また光照射による接着層の劣化がないため、モールド８の寿命を長くすることができる。また、パターン部８ａの厚みＨを小さくすることができるので、モールド８の設計自由度の向上に有利となり得る。さらに、熱拡散膜４５は、保護膜としてのＳｉＯ２薄膜４７を有するので、金属膜４６の成分がウエハ１０上に形成されるパターンへ落下し、汚染されることを防止できる。同様に、モールド８をインプリント装置１から搬出し洗浄する際に、金属膜４６の成分がパターン部８ａへ転移し、インプリント処理時にウエハ１０上のパターンが汚染されることを防止できる。
【００３２】
本実施形態に係るインプリント装置１は、上記のような熱変形を低減することができるモールド８を採用することで、ウエハ上の樹脂に対する転写精度の低下を抑えることができる。さらに、転写精度の低下が抑えられることで、インプリント装置１による１つのショット領域当たりの転写時間を短くすることができ、結果的に生産効率を向上させることができる。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、パターン転写時の熱変形を抑えるのに有利なモールドを提供することができる。さらに、このモールドを採用することで、ウエハ上の樹脂に対する転写精度の低下を抑えるのに有利なインプリント方法を提供することができる。
【００３４】
（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方法を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
８ モールド
８ａ パターン部
８ｂ 第２面
１３ 樹脂
４０ 熱拡散膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型、それを用いた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】
半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。一般に半導体デバイスの製造においては、このような一連のインプリント動作を、１枚の基板上にてパターン形成領域（ショット領域）を変更しつつ複数回実施することで、複数の樹脂のパターンを成形する。
【０００３】
上記技術を採用したインプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付けたとき、樹脂の内部に気泡が残留する場合がある。この状態で樹脂を硬化させると、気泡が存在する場所のパターンが形成されなかったり、パターンが歪んだりするなどの影響が生じる可能性がある。そこで、特許文献１は、型と基板上の樹脂とを押し付ける際に、樹脂に対して拡散性または溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素などのガスを供給し、型と基板上の樹脂との隙間に充填させるインプリント・リソグラフィ法を開示している。さらに、この特許文献１では、型と基板との間の空間を大気圧以下とすることで、気泡の残留を低減させる方法も開示されている。また、特許文献２は、型またはその周辺や、基板を保持するステージに設置した回収口からガスの回収（排気）を行いつつ、型と基板との間の空間に上記のようなガスを供給するリソグラフィ・インプリント・システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０９７６９号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
ここで、インプリント装置にて、特に１枚の基板上でショット領域を変更しつつインプリント処理を繰り返す場合について考える。このとき、特許文献１および特許文献２に示す方法では、型と基板とが毎回接近することで、ショット領域で発生した外部環境からの熱が、型と基板との隙間の上記ガスを介して型に伝達される。したがって、この熱に起因して型が変形する可能性があり、この熱変形は、結果的にこの型を使用するインプリント装置の転写精度に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、外部環境からの熱に起因した熱変形を低減するのに有利な型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、被処理体に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部を有する型であって、パターン部が設置されている側の面は、パターン部が配置された第１面と、パターン部が配置されていない第２面と、を含み、第２面の表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外部環境からの熱に起因した熱変形を低減するのに有利な型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】モールドとウエハとの押し付け動作時の位置関係を示す図である。
【図３】熱拡散膜の構成の３つの例を示す図である。
【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を参照して説明する。
【００１１】
まず、本発明の一実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。このインプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂（被処理体）を、本実施形態のモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の各図において、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、ガス供給機構６と、制御部７とを備える。
【００１２】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、不図示の光源と、この光源から射出された紫外線９をインプリントに適切な光に調整するための光学素子とから構成される。なお、本実施形態では光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、光照射部２に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１３】
モールド８は、外周形状が矩形であり、ウエハ１０に対向する面に３次元状に形成されたパターン部（例えば、表面上に回路パターンなどの転写すべき微細な凹凸パターンを有する凸部）８ａを含む。このモールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な石英などである。また、モールド８は、以下のような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。特に、本実施形態のモールド８は、ウエハ１０に対向する面におけるパターン部８ａの表面（第１面）の領域を除いた第２面８ｂに、熱拡散膜を有する。この熱拡散膜については、以下で詳説する。
【００１４】
モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１１と、このモールドチャック１１を保持し、モールド８（モールドチャック１１）を移動させるモールド駆動機構１２とを有する。モールドチャック１１は、モールド８における紫外線９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド８を保持し得る。例えば、モールドチャック１１が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１１は、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦによりモールド８の脱着が切り替えられる。モールド駆動機構１２は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１３との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド８をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１２に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、モールド８の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離し動作は、上述のようにモールド８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。
【００１５】
また、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１２は、光照射部２から射出された紫外線９がウエハ１０に向けて照射されるように、中心部（内側）に開口領域１４を有する。この開口領域１４には、不図示であるが、開口領域１４の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。この圧力調整装置は、例えば、押し付け動作に際し、前記空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部８ａをウエハ１０に向かい凸形に撓ませ、樹脂１３に対してパターン部８ａの中心部から接触させる。これにより、パターン部８ａと樹脂１３との間に気体（空気）が閉じ込められるのを抑え、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１３を隅々まで充填させることができる。さらに、モールド保持機構３は、モールドチャック１１におけるモールド８の保持側に、モールド８の側面に外力または変位を与えることによりモールド８（パターン部８ａ）の形状を補正する倍率補正機構１５を有する。
【００１６】
ウエハ１０は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド８に形成されたパターン部８ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）１３が塗布される。
【００１７】
ウエハステージ４は、ウエハ１０を保持し、押し付け動作に際し、モールド８と樹脂１３との位置合わせを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１０を吸着力により保持するウエハチャック１６と、このウエハチャック１６を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構１７とを有する。ステージ駆動機構１７は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。このステージ駆動機構１７も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１０のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１０の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。また、ウエハステージ４は、その表面上にモールド８をアライメントする際に利用する基準マーク２０を有する。
【００１８】
塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１０上に樹脂（未硬化樹脂）１３を塗布する。ここで、この樹脂１３は、紫外線９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。また、塗布部５の吐出ノズル５ａから吐出される樹脂１３の量も、ウエハ１０上に形成される樹脂１３の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。
【００１９】
ガス供給機構６は、パターン部８ａの凹凸パターンに樹脂１３が充填される時間を短縮させたり、充填された樹脂１３に気泡が残留することを防止させたりするために、押し付け動作時にモールド８とウエハ１０との隙間にガスを供給する。このガス供給機構６は、モールド８の四方の側面部にそれぞれ配置され、ウエハ１０側へガスを供給（放出）する４つの供給口１８（１８ａ〜１８ｄ：図２参照）と、供給量を適宜調整しつつ、配管１９を介してガスを各供給口１８へ送るガス制御部２１とを含む。各供給口１８のガス放出面は、モールド８のウエハ１０に向かう側の面と同等の高さに設定される。なお、供給ガスとしては、樹脂１３に対して拡散性または溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素などのガスを採用することが望ましい。
【００２０】
制御部７は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部７は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。さらに、制御部７は、不図示であるが、モールド８およびウエハ１０の温度を所望の基準温度に一定に保つための精密温度制御装置の制御も実行する。なお、制御部７は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。
【００２１】
また、インプリント装置１は、例えばウエハアライメントとして、ウエハ１０上に形成されたアライメントマークと、モールド８に形成されたアライメントマークとのＸ軸およびＹ軸の各方向への位置ずれを計測するアライメント計測系２２を備える。制御部７は、アライメント計測系２２の計測結果に基づいて押し付け位置（座標）を演算する。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２３と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２４と、ベース定盤２３から延設され、除振器２５を介してブリッジ定盤２４を支持するための支柱２６とを備える。除振器２５は、床面からブリッジ定盤２４へ伝わる振動を除去するものである。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送するモールド搬送機構と、ウエハ１０を装置外部からウエハステージ４へ搬送する基板搬送機構とを備える。
【００２２】
次に、インプリント装置１によるインプリント方法について説明する。図２は、モールド８とウエハ１０との押し付け動作時の位置関係を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、ウエハ１０の中心に位置するショット領域を処理対象とした場合の断面図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ´断面を示す平面図である。まず、制御部７は、モールド搬送機構によりモールド８をモールドチャック１１に搬送させ、搭載させる。次に、制御部７は、アライメント計測系２２により、基準マーク２０とモールド８に形成されたアライメントマークとの間のＸ軸、Ｙ軸、およびθの各方向のずれを計測させる。ここで、制御部７は、モールドアライメントとして、この計測結果に基づいて基準マーク２０とモールド８に形成されたアライメントマークとの位置合わせを実施させる。次に、制御部７は、基板搬送機構によりウエハステージ４上のウエハチャック１６にウエハ１０を載置および固定させ、ウエハステージ４を塗布部５の塗布位置へ移動させる。次に、塗布部５は、塗布工程として、ウエハ１０上の処理対象であるショット領域（例えば対象ショット領域３０）に樹脂１３を塗布する。次に、制御部７は、対象ショット領域３０がモールド８に形成されたパターン部８ａの直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させ、ウエハアライメントを実行させる。次に、制御部７は、モールド駆動機構１２を駆動させ、ウエハ１０上の樹脂１３にモールド８を押し付ける（押型工程）。このとき、制御部７は、モールド保持機構３の内部に設置された不図示の荷重センサにより、押し付け完了の判断を実行する。この押し付けにより、樹脂１３がパターン部８ａの凹凸パターンに充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１３を硬化させる。そして、樹脂１３が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構１２を再駆動させ、モールド８を樹脂１３から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ１０上の対象ショット領域３０の表面には、パターン部８ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂１３のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ４の駆動によりショット領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１０上に複数の樹脂１３のパターンを成形することができる。
【００２３】
ここで、上記押型工程において、対象ショット領域３０上の樹脂１３にパターン部８ａを押し付けるとき、パターン部８ａの凹凸パターンに充填された樹脂１３の内部に気泡が残留する場合がある。この状態で樹脂１３を硬化させると、気泡が存在する場所のパターンが形成されなかったり、パターンが歪んだりするなどの影響が生じる可能性がある。そこで、制御部７は、ガス供給機構６により、少なくとも押型工程における押し付け動作の直前にガスを供給させ、モールド８とウエハ１０との隙間空間の雰囲気を大気から供給ガスへ置換させることで気泡の発生を抑止する。このとき、供給されたガス３１は、このガス自身の有する拡散効果により、一定の時間を経ることでモールド８の中心付近に位置するパターン部８ａ近傍のガス濃度が十分に高くなる（例えば濃度７０％以上）。その後、制御部７がモールド駆動機構１２に対して押し付け動作を開始させることで、上記のようなパターンに対する影響を抑える。
【００２４】
この押型工程後、制御部７は、硬化工程に移行するが、このときウエハ１０の紫外線９が照射された部分は、照射熱により発熱する。ここで発生した熱は、次の処理対象となるショット領域に対する押型工程にて、モールド８とウエハ１０との隙間空間のガス３１を通じて、ウエハ１０上の前の処理対象であったショット領域（前ショット領域３２）での残存した照射熱がモールド８に伝わる。例えば、供給されたガス３１がヘリウムのように熱伝導率が高い気体の場合には、伝熱量が大きい。したがって、対象ショット領域３０に対する押型工程において、外部環境である前ショット領域３２から伝わる熱（またはその熱の蓄積）に起因して、モールド８が熱変形を起こす可能性がある。このモールド８の熱変形は、アライメントマークの変位やパターン部８ａの変形の原因となり、インプリント装置１の転写精度（重ね合わせ精度）に影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、前ショット領域３２からの伝熱を低減させるように、以下のような構成を採用する。
【００２５】
なお、本実施形態のウエハ１０上には、図２（ｂ）に示すように、一例として破線で示された複数（計６１カ所）のショット領域３３が存在し、インプリント装置１は、各ショット領域３３に順次パターンを形成するものとする。また、前ショット領域３２に対するパターン形成後、隣接する対象ショット領域３０に対してパターン形成を実施すると仮定する。このとき、前ショット領域３２の温度は、照射熱が残留しているため、インプリント装置１自体の基準温度Ｔ０よりも高い温度ＴＷである。一方、前ショット領域３２に対向するモールド８の表面（パターン部８ａ以外の面）８ｂの温度は、基準温度Ｔ０よりもΔＴだけ上昇している（ＴＷ−Ｔ０＞ΔＴ）。さらに、供給されたガス３１の温度は、ガス制御部２０により、モールド８と同じ温度（Ｔ０）に制御されている。
【００２６】
本実施形態のモールド８は、モールド８に対する前ショット領域３２からの伝熱を低減させるため、上述のとおり、パターン部８ａの表面（第１面）の部分を除いたモールド８の第２面８ｂの全面に熱拡散膜を有する。図３は、熱拡散膜の構成の３つの例を示す概略断面図であり、特に押型工程後のパターン部８ａの端部付近を拡大した図である。なお、本実施形態の各例では、パターン部８ａの厚み（高さ）Ｈを６５μｍ程度としている。したがって、第２面８ｂに構成される熱拡散膜の厚みは、押し付け動作時にウエハ１０上の樹脂１３との接触を回避することを考慮し、１μｍ以上、４０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２７】
まず、熱拡散膜の第１例として、図３（ａ）に示す熱拡散膜４０は、厚さが約２５μｍのグラファイトシートである。このグラファイトシートは、高分子フィルムを熱分解によりグラファイト化する方法により製作される、単結晶に近似した構造を有する炭素材料膜である。グラファイトシートは、２５〜１００μｍ程度の非常に薄いシート状に成形することができるため、本実施形態での厚みは、約２５μｍとしている。なお、グラファイトシートの厚みは、適宜変更可能であり、例えば、パターン部８ａの厚みＨをより小さくするために、さらに厚みを小さくしてもよい。この熱拡散膜４０は、接着剤によりモールド８の表面８ｂに固定され得る。接着剤としては、例えば、紫外線硬化性樹脂やエポキシ系樹脂などを含有するものが採用可能であり、アウトガスが少ないものが望ましい。この第１例では、モールド８は、その表面８ｂにて接着剤により約１０μｍの均一な接着層４１を形成し、この接着層４１に熱拡散膜４０を積層させている。
【００２８】
ここで、モールド８の材質である石英の熱伝導率は、１．３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、熱伝導性が非常に低い。これに対して、グラファイトシートは、異方性熱伝導材料であり、厚み方向（Ｚ軸方向）の熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるのに対し、平面方向（ＸＹ軸方向）の熱伝導率は、１６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と非常に大きい。また、熱拡散膜４０と供給されたガス３１との温度差が上記の定義に従ってΔＴであり、ガス３１と接触する接触面積をＳとし、表面熱伝達率をｈとすると、ガス３１へ流れる放熱量（熱流量）Ｗは、以下の式（１）で現される。
Ｗ＝Ｓ×ｈ×ΔＴ （１）
したがって、式（１）より、接触面積Ｓ、表面熱伝達率ｈ、または温度差ΔＴの少なくともいずれかが大きくなる条件下において、放熱量Ｗが大きくなることが分かる。なお、表面熱伝達率ｈは、境界面での熱の伝わりやすさを表し、ガスの風速や物体の大きさ、姿勢などの状態により変化する。
【００２９】
このように、平面方向の熱伝達特性に優れた熱拡散膜４０を有するモールド８は、従来のモールドよりも温度分布の不均一性を改善し得る。すなわち、モールド８は、このモールド８の内部に伝わろうとする前ショット領域３２からの残留熱を熱拡散膜４０全体に拡散させ、熱拡散膜４０に接するガス３１への放熱量を大きくさせることができる。したがって、モールド８は、前ショット領域３２に対向するモールド８の表面部分の温度上昇を抑制することができるので、モールド８の熱分布に起因した熱変形を低減させることができる。特に、第１例では、熱拡散膜４０として異方性熱伝導材料であるグラファイトシートを採用するため、例えば金属材を採用する場合に比べ、熱がモールド８の内部へより伝わりにくく、モールド８の熱変形が効率良く低減される。また、本実施形態では、モールド８の表面８ｂの全面に熱拡散膜４０を構成しているので、前ショット領域３２が図２（ｂ）に示す他のショット領域３２ａ〜３２ｗのいずれの領域であったとしても、熱拡散膜４０の放熱効果を期待できる。
【００３０】
次に、熱拡散膜の第２例として、図３（ｂ）に示す熱拡散膜４２は、樹脂フィルム４３に金属材を蒸着させた積層膜である。樹脂フィルム４３は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、厚さは、約３０μｍである。一方、蒸着させる金属材は、熱伝導率が３５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上となるような、熱伝達率が高い金属材（例えば銅）であり、この金属材による金属膜４４の厚さは、約５μｍである。なお、この金属膜４４に採用可能な金属材としては、上記の銅の他に、銀、アルミ、または金などがある。この場合も、熱拡散膜４２の厚みは、適宜変更可能である。また、この熱拡散膜４２も、接着剤による接着層４１を介し、モールド８の表面８ｂに固定され得る。ここで、ＰＥＴの熱伝導率は、０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、第１例でのグラファイトシートの厚み方向の熱伝導率と比べて非常に小さい。一方、例えば銅の熱伝導率は、３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、モールド８の材質である石英と比べて非常に大きい。したがって、この場合のモールド８は、第１例の熱拡散膜４０を採用した場合に比べ、モールド８への熱伝達を小さくすることができ、モールド８の熱変形をより低減させることができる。
【００３１】
さらに、熱拡散膜の第３例として、図３（ｃ）に示す熱拡散膜４５は、モールド８の表面８ｂに、熱伝導率が４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材を蒸着し、その金属材による金属膜４６上に保護膜としてのＳｉＯ２薄膜４７を積層させた膜である。金属膜４６に採用可能な金属材は、例えば、熱伝導率が４２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の銀であり、金属膜４６の厚さは、約５μｍである。一方、保護膜の厚さは、パターン部８ａの厚みＨを考慮して設定され得るが、本例では約１μｍとしている。この場合のモールド８は、第１例および第２例の熱拡散膜４０、４２を採用した場合とは異なり、接着層を有しないことから、厚さを極めて薄くすることができ、また光照射による接着層の劣化がないため、モールド８の寿命を長くすることができる。また、パターン部８ａの厚みＨを小さくすることができるので、モールド８の設計自由度の向上に有利となり得る。さらに、熱拡散膜４５は、保護膜としてのＳｉＯ２薄膜４７を有するので、金属膜４６の成分がウエハ１０上に形成されるパターンへ落下し、汚染されることを防止できる。同様に、モールド８をインプリント装置１から搬出し洗浄する際に、金属膜４６の成分がパターン部８ａへ転移し、インプリント処理時にウエハ１０上のパターンが汚染されることを防止できる。
【００３２】
本実施形態に係るインプリント装置１は、上記のような熱変形を低減することができるモールド８を採用することで、ウエハ上の樹脂に対する転写精度の低下を抑えることができる。さらに、転写精度の低下が抑えられることで、インプリント装置１による１つのショット領域当たりの転写時間を短くすることができ、結果的に生産効率を向上させることができる。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、パターン転写時の熱変形を抑えるのに有利なモールドを提供することができる。さらに、このモールドを採用することで、ウエハ上の樹脂に対する転写精度の低下を抑えるのに有利なインプリント方法を提供することができる。
【００３４】
（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方法を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
８ モールド
８ａ パターン部
８ｂ 第２面
１３ 樹脂
４０ 熱拡散膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部を有する型であって、
前記パターン部が設置されている側の面は、前記パターン部が配置された第１面と、前記パターン部が配置されていない第２面と、を含み、
前記第２面の表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜を有することを特徴とする型。
【請求項２】
前記熱拡散膜は、前記第２面に対する平面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも大きい異方性熱伝導材料による膜であることを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項３】
前記熱拡散膜は、炭素材料膜であることを特徴とする請求項２に記載の型。
【請求項４】
前記熱拡散膜は、樹脂フィルムに、熱伝導率が３５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材を蒸着した積層膜であることを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項５】
前記熱拡散膜は、前記第２面の前記表面に、接着層を介して固定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の型。
【請求項６】
前記接着層は、紫外線硬化性樹脂またはエポキシ系樹脂を含有する接着剤からなることを特徴とする請求項５に記載の型。
【請求項７】
前記熱拡散膜は、熱伝導率が４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材からなる膜であり、
前記膜の前記外部環境に向かう側の面に、保護膜を有することを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項８】
前記保護膜は、ＳｉＯ２薄膜であることを特徴とする請求項７に記載の型。
【請求項９】
前記熱拡散膜の厚さは、１μｍ以上、４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の型。
【請求項１０】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、前記基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント方法であって、
前記型として請求項１ないし９のいずれか１項に記載の型を使用し、
前記被処理体を前記未硬化樹脂とする、
ことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１１】
請求項１０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】
被処理体に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部を有する型であって、
前記パターン部が設置されている側の面は、前記パターン部が配置された第１面と、前記パターン部が配置されていない第２面と、を含み、
前記第２面の表面に、外部環境からの熱を拡散させる熱拡散膜を有することを特徴とする型。
【請求項２】
前記熱拡散膜は、前記第２面に対する平面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも大きい異方性熱伝導材料による膜であることを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項３】
前記熱拡散膜は、炭素材料膜であることを特徴とする請求項２に記載の型。
【請求項４】
前記熱拡散膜は、樹脂フィルムに、熱伝導率が３５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材を蒸着した積層膜であることを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項５】
前記熱拡散膜は、前記第２面の前記表面に、接着層を介して固定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の型。
【請求項６】
前記接着層は、紫外線硬化性樹脂またはエポキシ系樹脂を含有する接着剤からなることを特徴とする請求項５に記載の型。
【請求項７】
前記熱拡散膜は、熱伝導率が４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材からなる膜であり、
前記膜の前記外部環境に向かう側の面に、保護膜を有することを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項８】
前記保護膜は、ＳｉＯ２薄膜であることを特徴とする請求項７に記載の型。
【請求項９】
前記熱拡散膜の厚さは、１μｍ以上、４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の型。
【請求項１０】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、前記基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント方法であって、
前記型として請求項１ないし９のいずれか１項に記載の型を使用し、
前記被処理体を前記未硬化樹脂とする、
ことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１１】
請求項１０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２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６２２８７（Ｐ２０１３−６２２８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８１４２（Ｐ２０１１−１９８１４２）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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