型、それを用いたインプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
【課題】基板上の樹脂に生成されるパターンの欠陥の発生を抑えるのに有利な型を提供する。
【解決手段】この型７は、被処理体９に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部７ａを有する。型７は、被処理体９に向かう側とは反対の側に位置し、被処理体９に向かう面の中央部にて突出したパターン部７ａを有する第１平板２０と、被処理体９に向かう側に位置し、第１平板２０に形成されたパターン部７ａが被処理体９と対向するように貫通する開口部７ｃを有する第２平板２２とを含む。ここで、第１平板２０と第２平板２２とは、内部空間である第１空間２１を介して重なり合い、第１平板２０は、パターン部７ａを被処理体９に押し付ける方向に変形可能である。
【解決手段】この型７は、被処理体９に対して成形すべきパターンが形成されたパターン部７ａを有する。型７は、被処理体９に向かう側とは反対の側に位置し、被処理体９に向かう面の中央部にて突出したパターン部７ａを有する第１平板２０と、被処理体９に向かう側に位置し、第１平板２０に形成されたパターン部７ａが被処理体９と対向するように貫通する開口部７ｃを有する第２平板２２とを含む。ここで、第１平板２０と第２平板２２とは、内部空間である第１空間２１を介して重なり合い、第１平板２０は、パターン部７ａを被処理体９に押し付ける方向に変形可能である。
【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装置、インプリント方法および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、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。
【０００３】
このインプリント装置では、型と基板上に塗布した樹脂とを押し付ける際に、樹脂の内部に気泡が混入する場合がある。この気泡が混入した状態にて樹脂を硬化させると、気泡のある部分では、樹脂のパターンが正常に形成されない。そこで、気泡の混入を低減させる技術として、特許文献１は、型（印刷版）の中央を基板上の樹脂に押し付けた状態で型を基板に向かって凸形に撓ませ、順次パターン全面を樹脂に押し付けることで型と樹脂との間の気体を外部に押し出す転写印刷機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４４１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すように、型の中央を凸形に撓ませた状態で基板上の樹脂に型を押し付けた場合、基板からの反力により、型が凹型に変形する可能性がある。図５は、従来のインプリント装置による型４０と基板４１上の樹脂４２との押し付け動作時の凹型に変形した状態の型４０を示す図である。この型４０の変形は、特に型４０をより容易に（例えば、より小さな差圧力Ｐで）変形させるために、型４０の変形方向の厚み、すなわち型４０のパターン形成部４０ａの厚みを薄くした場合に生じやすい。このように型４０が凹型に変形すると、パターン形成部４０ａへの樹脂の未充填によるパターン欠陥が発生しやすくなる。
【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、基板上の樹脂に生成されるパターンの欠陥の発生を抑え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、被処理体に向かう側とは反対の側に位置し、被処理体に向かう面の中央部にて突出したパターン部を有する第１平板と、被処理体に向かう側に位置し、第１平板に形成されたパターン部が被処理体と対向するように貫通する開口部を有する第２平板と、を含み、第１平板と第２平板とは、内部空間である第１空間を介して重なり合い、第１平板は、パターン部を被処理体に押し付ける方向に変形可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板上の樹脂に生成されるパターンの欠陥の発生を抑え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】本発明の第１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】第１実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す図である。
【図３】押し付け動作前と押し付け動作開始時のモールドの形状を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す図である。
【図５】従来のインプリント装置による押し付け動作時のモールドを示す図である。
【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等を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す図である。本実施形態におけるインプリント装置１は、半導体デバイスなどの物品の製造に使用され、被処理体であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（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、光照射部２と、モールド保持装置３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、制御部６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７に対して紫外線８を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、該光源から出射された紫外線８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。また、モールド７は、ウエハ９に対向するように凸形に突出し、３次元状に形成されたパターン部（例えば、回路パターンなどの微細な凹凸パターン）７ａを含む。このモールド７の外形は、例えば１５０ｍｍ四方、厚さ６ｍｍ程度であり、また、その材質は、石英などの紫外線８を透過させることが可能な材料である。なお、このモールド７の形状については、以下で詳説する。
【００１３】
モールド保持装置（型保持部）３は、真空吸着力や静電力によりモールド７を引きつけて保持するモールドチャック１０と、インプリント動作に際して予めパターン部７ａの形状を補正する倍率補正機構１１と、不図示のモールド駆動機構とを含む。このモールド保持装置３（モールドチャック１０）は、光照射部２の光源から出射された紫外線８がウエハ９に向けて照射されるように、内側の中心部に開口領域１２を有する。また、モールドチャック１０は、不図示であるが、開口領域１２の外周に位置するモールド７の外縁（外周部表面）を引きつける吸着部を含む。この場合、吸着部は、例えば、外部に設置された不図示の真空排気装置に接続されており、この真空排気装置により吸着圧が調整され、吸着のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。倍率補正機構１１は、例えば、モールド７の側面に付加する圧力を調整することでパターン部７ａの形状を変形させ、補正する。モールド駆動機構は、具体的には、モールド７とウエハ９上の樹脂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７をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構に採用するアクチュエータとしては、例えば、リニアモータやエアシリンダなどが採用可能である。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７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。
【００１４】
ここで、本実施形態のモールド７の形状、およびモールド保持装置３におけるモールド７を保持する機構について説明する。図２は、モールドチャック１０に保持されたモールド７を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、変形前のモールド７の形状を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ´断面を示す、パターン形成面側から見た平面図である。モールド７は、図２（ａ）に示すように、紫外線８が透過する透過方向に対して、変形可能な第１平板２０と、この第１平板２０に第１空間２１を介して重なり合う第２平板２２とを有する。
【００１５】
まず、第１平板２０は、モールド７の吸着保持面側の中央部に掘り込まれた第２空間２３により形成される変形領域である。この第２空間２３の掘り込み深さは、後述するが、第１平板２０が圧力の付加により好適に変形可能となる程度の深さであり、その掘り込み面積は、モールドチャック１０（およびモールド保持装置３）の中心部にある開口領域１２の開口面積と略同一である。ここで、吸着保持側の面のうち第２空間２３が形成されていない外周面７ｂは、モールドチャック１０により吸着され、モールド７が保持される。また、第１平板２０は、第２空間２３とは反対側の面の中央部に、パターン部７ａを有する。このパターン部７ａの平面形状は、図２（ｂ）に示すように矩形であり、その平面寸法は、例えば３３×２６ｍｍである。なお、モールド７の厚さが非常に薄い場合には、上記の第２空間２３のような掘り込みを形成しなくてもよい。
【００１６】
一方、第２平板２２は、インプリント動作時にウエハ９に対峙する側にあり、その中央部には、第１平板２０に形成されているパターン部７ａが外部に向けて、すなわちウエハ９に向けて貫通するように、開口部７ｃを有する。この開口部７ｃの開口形状は、第１空間２１の内部圧力の調整に好適とするため、パターン部７ａの矩形形状に沿った形とし、開口部７ｃの側面とパターン部７ａの側面との隙間（スリット）は、０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１７】
また、第１空間２１は、第２空間２３よりも大きい直径の円の形状を有する内部空間である。この第１空間２１は、開口部７ｃのパターン部７ａとの隙間を介し、モールド７とウエハ９との空間（第３空間）２４に連通している。また、モールド７は、第１空間２１内に連通し、第１空間２１の外周付近に位置する吸気孔２５を複数有する。この吸気孔２５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第１空間２１の中心点からＸＹの２軸に沿って計４つ設置され、その直径は、それぞれ数ｍｍである。また、吸気孔２５は、それぞれ外周面７ｂを通過し、その設置位置に対応したモールドチャック１０の内部を貫通する流路２６に連接され、後述する圧力調整装置１７に接続される。なお、吸気孔２５は、この圧力調整装置１７に対して、モールドチャック１０の内部を通じて接続されなくても、第３空間２４に接する面以外であれば、どの位置から接続されてもよい。
【００１８】
なお、第１平板２０の剛性は、第２平板２２の剛性よりも低くすることが望ましい。特に本実施形態では、第１平板２０の厚さは、第２平板２２の厚さよりも薄い。これは、後述するが、圧力調整装置１７により第１空間２１の内部を減圧させた際に、第１平板２０のみをウエハ９に向けて凸形に変形させ（撓ませ）、一方の第２平板２２を、モールド７の内側に向けて変形させないためである。また、第１平板２０の剛性を第２平板２２の剛性よりも低くする他の構成としては、例えば、第１空間２１の内部を減圧させる際に、第３空間２４の押し付け方向の距離を１０分の数ｍｍ以下と設定する方法もある。このように距離を小さくすることで、第１空間２１と第３空間２４との圧力差が小さくなる。したがって、第１平板２０と第２平板２２との剛性がほぼ同一、または第２平板２２の剛性が第１平板２０の剛性よりも小さくても、第２平板２２の変形を抑制しつつ、第１平板２０のみを変形させることができる。さらに、他の構成として、例えば、第１平板２０と第２平板２２との材質をそれぞれ異なるものとし、第２平板２２を、第１平板２０よりもヤング率が小さい材質で形成する方法もあり得る。
【００１９】
さらに、モールド保持装置３は、一方の流路（第１流路）２６を介してモールド７の吸気孔２５に接続され、他方の流路（第２流路）２７（図１参照）を介して開口領域１２（第２空間２３）に接続される圧力調整装置（圧力調整部）１７を含む。この圧力調整装置１７は、不図示であるが、真空ポンプなどの真空排気装置や、圧力センサなどにより構成され、第１空間２１の圧力Ｐ１（または第３空間の圧力Ｐ３）と、第２空間２３の圧力Ｐ２とを個別に変化させて調整可能である。ここで、第２空間２３（開口領域１２）の圧力を好適に調整するために、この空間を密閉することが望ましい。そこで、モールド保持装置３は、第２空間２３のみを、もしくは第２空間２３と開口領域１２の一部とを密閉空間とするための密閉用ガラスプレートを開口領域１２に設置してもよい。または、モールド保持装置３と、その上部に位置する光照射部２との接続にて密閉としてもよい。
【００２０】
ウエハ９は、例えば単結晶シリコンからなる被処理体（被処理基板）であり、この被処理面には、モールド７に形成されたパターン部７ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）が塗布される。また、ウエハステージ（基板保持部）４は、ウエハ９を例えば真空吸着により保持し、かつ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωＺの各軸方向で移動可能とする。ウエハステージ４を駆動するためのアクチュエータとしては、例えばリニアモータが採用可能である。また、塗布部（ディスペンサ）５は、ウエハ９上に樹脂１３（未硬化樹脂）を塗布する。ここで、樹脂１３は、紫外線８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。
【００２１】
制御部６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６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。本実施形態では、制御部６は、少なくとも、圧力調整装置１７を含むモールド保持装置３の動作を制御する。なお、制御部６は、インプリント装置１の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００２２】
さらに、インプリント装置１は、床面に設置される定盤１４と、該定盤１４に除振機構１５を介して支持されるフレーム１６とを備える。定盤１４は、インプリント装置１全体の構成要素を支持し、ウエハステージ４の駆動のための基準平面を形成する。フレーム１６は、モールド保持装置３や塗布部５などを支持し、除振機構１５は、空気ばねなどで構成され、床面からの振動の伝達を抑制する。
【００２３】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御部６は、不図示の基板搬送装置によりウエハステージ４にウエハ９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。その後、塗布部５は、塗布工程としてウエハ９の所定のショット（被処理領域）に樹脂１３を塗布する。次に、制御部６は、ウエハ９上の当該ショットがモールド７の直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させる。次に、制御部６は、モールド７とウエハ９上の当該ショットとの位置合わせ、および倍率補正機構１１によるモールド７の倍率補正などを実施した後、モールド駆動機構を駆動させ、ウエハ９上の樹脂１３にモールド７を押し付ける（押型工程）。この押し付けにより、樹脂１３は、モールド７に形成されたパターン部７ａの凹凸部に充填される。この状態で、光照射部２は、硬化工程としてモールド７の背面（上面）から紫外線８を照射し、モールド７を透過した紫外線８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６は、モールド駆動機構を再駆動させ、モールド７をウエハ９から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ９上のショットの表面には、パターン部７ａの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１３のパターン（層）が形成される。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を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ９上に複数の樹脂１３のパターンを形成することができる。
【００２４】
ここで、従来のインプリント装置では、モールド７とウエハ９上の樹脂１３とを押し付ける際に、樹脂１３の内部に気泡が混入する場合がある。そこで、この気泡の混入を低減させるために、モールド７を、ウエハ９上の樹脂１３に押し付けた状態でウエハ９に向かって凸形に撓ませ、順次パターン部７ａ全面を樹脂１３に押し付けることでパターン部７ａと樹脂１３との間の気体を外部に押し出す。このとき、本実施形態のインプリント装置１では、樹脂１３の塗布後、圧力調整装置１７により第１空間２１の圧力Ｐ１を第２空間２３の圧力Ｐ２よりも小さくし、この圧力差により生じる差圧力を利用して、パターン部７ａをウエハ９に向かって凸形に変形させる。以下、この圧力調整装置１７による圧力制御について詳説する。
【００２５】
図３は、図２（ａ）に対応した、押し付け動作前と押し付け動作開始時のモールド７の形状を示す断面図であり、特に、図３（ａ）は、押し付け動作前のモールド７の形状を示す。このとき、第３空間２４におけるモールド７（第２平板２２）とウエハ９との距離Ｈ１は、数ｍｍ程度である。ここで、制御部６は、圧力調整装置１７により第１空間２１（開口部７ｃを介した第３空間２４も含む）を真空排気させることで、第１空間２１の圧力Ｐ１が第２空間２３の圧力Ｐ２よりも低くなるように制御する。この第１空間２１と第２空間２３との圧力差に起因して差圧力ΔＰ１が発生し、この差圧力ΔＰ１により、第１平板２２（パターン部７ａ）は、ウエハ９に向かって中心部でδ１の量だけ撓む。
【００２６】
従来のインプリント装置では、モールドチャックの吸着圧力によるモールドの保持力以上に、本実施形態でいう開口領域１２（第２空間２３）の圧力を上げることはできない。これに対して、本実施形態のモールド７は、上記のように第１空間２１を介した第１平板２０と第２平板２２との２層構造を有するので、差圧力ΔＰ１を高めてもモールドチャック１０からモールド７が外れることがない。具体的には、従来のインプリント装置では、例えば、開口領域１２の圧力を６０ｋＰａ程度まで加圧すると、モールドチャックからモールド７が外れる可能性が高くなる。これに対して、本実施形態のインプリント装置１では、例えば、第１空間２１の圧力Ｐ１を１ｋＰａまで真空排気し、第２空間２３の圧力Ｐ２を大気圧とすると、１００ｋＰａ（約１気圧）の差圧力を発生させることができる。その上で、制御部６は、圧力調整装置１７により第２空間２３の圧力Ｐ２をモールド７がモールドチャック１０から外れない程度にまで加圧させれば、押し付け動作前の撓み量δ１を、従来のモールドを使用した場合よりも大きくすることができる。
【００２７】
一方、図３（ｂ）は、押し付け動作開始時のモールド７の形状を示す。このとき、第３空間２４におけるモールド７（第２平板２２）とウエハ９との距離Ｈ２は、数μｍ程度である。この距離Ｈ１から距離Ｈ２までの減少により、開口部７ｃを介して第３空間２４と連通する第１空間２１の圧力Ｐ１も減少するため、第１空間２１と第２空間２３との圧力差が増加し、差圧力もΔＰ１からΔＰ２へと増加する。同時に、第３空間２４の圧力Ｐ３は、第１空間Ｐ１の圧力Ｐ１と同程度となるため、パターン部７ａを介した第１平板２０の反対面にも差圧力が発生するので、第１平板２０の撓み量δ２は、上記撓み量δ１よりも大きくなる。
【００２８】
このように、インプリント装置１は、モールド７が上記のような構成を有し、差圧力ΔＰ２を大きくすることができることから、図３（ｂ）に示すような押し付け時にウエハ９側から受ける反力Ｒの影響を抑えることができる。したがって、この押し付け時にモールド７が凹型に変形する可能性を抑えることができる。また、押し付け時の第１空間２１の減圧により、開口部７ｃを介して第３空間２４を減圧させることができることから、気泡の発生原因となる気体を減少させることができる。これらのことから、結果的にウエハ９上の樹脂１３に生成されるパターンの欠陥の発生を抑えることができる。また、インプリント装置１によれば、樹脂１３内に混入する気泡の発生を抑えることから、従来のインプリント装置に比べ、押し付け時間を短縮させることができる。さらに、従来であれば、モールドを凸形に撓ませる際に、モールドの撓み量が大きくなるように上面および下面の気体の圧力差を大きくすると、モールドを保持する力が低下する場合があったが、本実施形態のモールド７の構成によれば、上記保持力は低下しない。
【００２９】
なお、押し付けが完了した後に開口部７ｃからの吸引（排気）を停止しないと、第３空間２４の圧力Ｐ３がさらに減圧され、ウエハステージ４をモールド７側に引き上げる力がかかり、ウエハステージ４の位置決め精度に影響が出る可能性がある。そこで、この場合には、制御部６は、圧力調整装置１７により第１空間２１の排気を停止させ、パターン部７ａ周辺の圧力を大気圧に戻すことで、ウエハステージ４への負荷を減らし、ウエハステージ４の位置決め精度への影響を抑えることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、ウエハ９上の樹脂１３に生成されるパターンの欠陥の発生を抑えるのに有利なモールド７、およびそれを用いたインプリント装置１を提供することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。図４は、モールドチャック３１に保持された本実施形態に係るモールド３０を示す概略図である。ここで、図４（ａ）は、第１実施形態に係る図２（ａ）に対応し、図４（ｂ）は、図２（ｂ）に対応した図４（ａ）中のＢ−Ｂ´断面を示す概略平面図である。また、図３において、第１実施形態に係る図２と同一構成または同一空間には同一の符号を付し、説明を省略する。まず、本実施形態のインプリント装置の第１の特徴は、モールド３０における開口部３０ｃの側面とパターン部３０ａの側面との隙間を０．１ｍｍ以下と第１実施形態よりも狭くする点にある。このように隙間を狭くすることで、開口部３０ｃにおいて第１空間２１と第３空間２４とが連通する領域の面積が小さくなる。したがって、圧力調整装置は、第１実施形態に比べて第１空間２１の圧力Ｐ１を容易に小さくすることができるので、第１空間２１と第２空間２３との圧力差を第１実施形態よりも大きくすることができる。結果的に、圧力調整装置１７は、第１実施形態に係る図３（ａ）および図３（ｂ）に示すような撓み量δ１（δ２）を、より大きく調整することが可能となる。または、圧力調整装置１７は、これとは別に、第１実施形態と同じ撓み量δ１（δ２）を少ない排気流量で達成させることもできる。
【００３２】
次に、本実施形態のインプリント装置の第２の特徴は、第１実施形態の構成に加え、モールド３０が、その内部を通過して圧力調整装置１７側から第３空間２４へ貫通する複数の貫通孔３２を有する点にある。この場合、モールドチャック３１（モールド保持装置）は、その内部を通過し、圧力調整装置１７に連通された第３流路３３を有し、複数の貫通孔３２は、それぞれ第３流路３３に接続される。これらの貫通孔３２は、例えば、図４（ｂ）に示すように、第１空間２１の外周に沿った領域にて等間隔で計８つ設置される。ここで、本実施形態では、圧力調整装置１７は、第１空間２１の圧力Ｐ１とは独立して、貫通孔３２を介して第３空間２４の圧力Ｐ３を調整可能となる。したがって、制御部６は、押し付け動作開始時において、第３空間２４の圧力Ｐ３が第２空間２３の圧力Ｐ２よりも小さくなるように制御することができる。このように、本実施形態によれば、第１空間２１と第２空間２３との圧力差を第１実施形態よりも大きくすることができると共に、第３空間２４の圧力Ｐ３をさらに容易に減圧させることができる。なお、本実施形態の上記第１および第２の特徴は、それぞれ組み合わせて採用してもよいし単独で採用してもよい。
【００３３】
（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。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。
【００３４】
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】
【００３５】
１ インプリント装置
３ モールド保持装置
７ モールド
７ａ パターン部
７ｃ 開口部
９ ウエハ
１７ 圧力調整装置
２０ 第１平板
２１ 第１空間
２２ 第２平板
２３ 第２空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型、それを用いたインプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、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。
【０００３】
このインプリント装置では、型と基板上に塗布した樹脂とを押し付ける際に、樹脂の内部に気泡が混入する場合がある。この気泡が混入した状態にて樹脂を硬化させると、気泡のある部分では、樹脂のパターンが正常に形成されない。そこで、気泡の混入を低減させる技術として、特許文献１は、型（印刷版）の中央を基板上の樹脂に押し付けた状態で型を基板に向かって凸形に撓ませ、順次パターン全面を樹脂に押し付けることで型と樹脂との間の気体を外部に押し出す転写印刷機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４４１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すように、型の中央を凸形に撓ませた状態で基板上の樹脂に型を押し付けた場合、基板からの反力により、型が凹型に変形する可能性がある。図５は、従来のインプリント装置による型４０と基板４１上の樹脂４２との押し付け動作時の凹型に変形した状態の型４０を示す図である。この型４０の変形は、特に型４０をより容易に（例えば、より小さな差圧力Ｐで）変形させるために、型４０の変形方向の厚み、すなわち型４０のパターン形成部４０ａの厚みを薄くした場合に生じやすい。このように型４０が凹型に変形すると、パターン形成部４０ａへの樹脂の未充填によるパターン欠陥が発生しやすくなる。
【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、基板上の樹脂に生成されるパターンの欠陥の発生を抑え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、被処理体に向かう側とは反対の側に位置し、被処理体に向かう面の中央部にて突出したパターン部を有する第１平板と、被処理体に向かう側に位置し、第１平板に形成されたパターン部が被処理体と対向するように貫通する開口部を有する第２平板と、を含み、第１平板と第２平板とは、内部空間である第１空間を介して重なり合い、第１平板は、パターン部を被処理体に押し付ける方向に変形可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板上の樹脂に生成されるパターンの欠陥の発生を抑え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】本発明の第１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】第１実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す図である。
【図３】押し付け動作前と押し付け動作開始時のモールドの形状を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す図である。
【図５】従来のインプリント装置による押し付け動作時のモールドを示す図である。
【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等を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す図である。本実施形態におけるインプリント装置１は、半導体デバイスなどの物品の製造に使用され、被処理体であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（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、光照射部２と、モールド保持装置３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、制御部６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７に対して紫外線８を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、該光源から出射された紫外線８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。また、モールド７は、ウエハ９に対向するように凸形に突出し、３次元状に形成されたパターン部（例えば、回路パターンなどの微細な凹凸パターン）７ａを含む。このモールド７の外形は、例えば１５０ｍｍ四方、厚さ６ｍｍ程度であり、また、その材質は、石英などの紫外線８を透過させることが可能な材料である。なお、このモールド７の形状については、以下で詳説する。
【００１３】
モールド保持装置（型保持部）３は、真空吸着力や静電力によりモールド７を引きつけて保持するモールドチャック１０と、インプリント動作に際して予めパターン部７ａの形状を補正する倍率補正機構１１と、不図示のモールド駆動機構とを含む。このモールド保持装置３（モールドチャック１０）は、光照射部２の光源から出射された紫外線８がウエハ９に向けて照射されるように、内側の中心部に開口領域１２を有する。また、モールドチャック１０は、不図示であるが、開口領域１２の外周に位置するモールド７の外縁（外周部表面）を引きつける吸着部を含む。この場合、吸着部は、例えば、外部に設置された不図示の真空排気装置に接続されており、この真空排気装置により吸着圧が調整され、吸着のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。倍率補正機構１１は、例えば、モールド７の側面に付加する圧力を調整することでパターン部７ａの形状を変形させ、補正する。モールド駆動機構は、具体的には、モールド７とウエハ９上の樹脂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７をＺ軸方向に移動させる。このモールド駆動機構に採用するアクチュエータとしては、例えば、リニアモータやエアシリンダなどが採用可能である。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７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。
【００１４】
ここで、本実施形態のモールド７の形状、およびモールド保持装置３におけるモールド７を保持する機構について説明する。図２は、モールドチャック１０に保持されたモールド７を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、変形前のモールド７の形状を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ´断面を示す、パターン形成面側から見た平面図である。モールド７は、図２（ａ）に示すように、紫外線８が透過する透過方向に対して、変形可能な第１平板２０と、この第１平板２０に第１空間２１を介して重なり合う第２平板２２とを有する。
【００１５】
まず、第１平板２０は、モールド７の吸着保持面側の中央部に掘り込まれた第２空間２３により形成される変形領域である。この第２空間２３の掘り込み深さは、後述するが、第１平板２０が圧力の付加により好適に変形可能となる程度の深さであり、その掘り込み面積は、モールドチャック１０（およびモールド保持装置３）の中心部にある開口領域１２の開口面積と略同一である。ここで、吸着保持側の面のうち第２空間２３が形成されていない外周面７ｂは、モールドチャック１０により吸着され、モールド７が保持される。また、第１平板２０は、第２空間２３とは反対側の面の中央部に、パターン部７ａを有する。このパターン部７ａの平面形状は、図２（ｂ）に示すように矩形であり、その平面寸法は、例えば３３×２６ｍｍである。なお、モールド７の厚さが非常に薄い場合には、上記の第２空間２３のような掘り込みを形成しなくてもよい。
【００１６】
一方、第２平板２２は、インプリント動作時にウエハ９に対峙する側にあり、その中央部には、第１平板２０に形成されているパターン部７ａが外部に向けて、すなわちウエハ９に向けて貫通するように、開口部７ｃを有する。この開口部７ｃの開口形状は、第１空間２１の内部圧力の調整に好適とするため、パターン部７ａの矩形形状に沿った形とし、開口部７ｃの側面とパターン部７ａの側面との隙間（スリット）は、０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１７】
また、第１空間２１は、第２空間２３よりも大きい直径の円の形状を有する内部空間である。この第１空間２１は、開口部７ｃのパターン部７ａとの隙間を介し、モールド７とウエハ９との空間（第３空間）２４に連通している。また、モールド７は、第１空間２１内に連通し、第１空間２１の外周付近に位置する吸気孔２５を複数有する。この吸気孔２５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第１空間２１の中心点からＸＹの２軸に沿って計４つ設置され、その直径は、それぞれ数ｍｍである。また、吸気孔２５は、それぞれ外周面７ｂを通過し、その設置位置に対応したモールドチャック１０の内部を貫通する流路２６に連接され、後述する圧力調整装置１７に接続される。なお、吸気孔２５は、この圧力調整装置１７に対して、モールドチャック１０の内部を通じて接続されなくても、第３空間２４に接する面以外であれば、どの位置から接続されてもよい。
【００１８】
なお、第１平板２０の剛性は、第２平板２２の剛性よりも低くすることが望ましい。特に本実施形態では、第１平板２０の厚さは、第２平板２２の厚さよりも薄い。これは、後述するが、圧力調整装置１７により第１空間２１の内部を減圧させた際に、第１平板２０のみをウエハ９に向けて凸形に変形させ（撓ませ）、一方の第２平板２２を、モールド７の内側に向けて変形させないためである。また、第１平板２０の剛性を第２平板２２の剛性よりも低くする他の構成としては、例えば、第１空間２１の内部を減圧させる際に、第３空間２４の押し付け方向の距離を１０分の数ｍｍ以下と設定する方法もある。このように距離を小さくすることで、第１空間２１と第３空間２４との圧力差が小さくなる。したがって、第１平板２０と第２平板２２との剛性がほぼ同一、または第２平板２２の剛性が第１平板２０の剛性よりも小さくても、第２平板２２の変形を抑制しつつ、第１平板２０のみを変形させることができる。さらに、他の構成として、例えば、第１平板２０と第２平板２２との材質をそれぞれ異なるものとし、第２平板２２を、第１平板２０よりもヤング率が小さい材質で形成する方法もあり得る。
【００１９】
さらに、モールド保持装置３は、一方の流路（第１流路）２６を介してモールド７の吸気孔２５に接続され、他方の流路（第２流路）２７（図１参照）を介して開口領域１２（第２空間２３）に接続される圧力調整装置（圧力調整部）１７を含む。この圧力調整装置１７は、不図示であるが、真空ポンプなどの真空排気装置や、圧力センサなどにより構成され、第１空間２１の圧力Ｐ１（または第３空間の圧力Ｐ３）と、第２空間２３の圧力Ｐ２とを個別に変化させて調整可能である。ここで、第２空間２３（開口領域１２）の圧力を好適に調整するために、この空間を密閉することが望ましい。そこで、モールド保持装置３は、第２空間２３のみを、もしくは第２空間２３と開口領域１２の一部とを密閉空間とするための密閉用ガラスプレートを開口領域１２に設置してもよい。または、モールド保持装置３と、その上部に位置する光照射部２との接続にて密閉としてもよい。
【００２０】
ウエハ９は、例えば単結晶シリコンからなる被処理体（被処理基板）であり、この被処理面には、モールド７に形成されたパターン部７ａにより成形される紫外線硬化樹脂（以下「樹脂」という）が塗布される。また、ウエハステージ（基板保持部）４は、ウエハ９を例えば真空吸着により保持し、かつ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωＺの各軸方向で移動可能とする。ウエハステージ４を駆動するためのアクチュエータとしては、例えばリニアモータが採用可能である。また、塗布部（ディスペンサ）５は、ウエハ９上に樹脂１３（未硬化樹脂）を塗布する。ここで、樹脂１３は、紫外線８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。
【００２１】
制御部６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６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。本実施形態では、制御部６は、少なくとも、圧力調整装置１７を含むモールド保持装置３の動作を制御する。なお、制御部６は、インプリント装置１の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別の場所に設置してもよい。
【００２２】
さらに、インプリント装置１は、床面に設置される定盤１４と、該定盤１４に除振機構１５を介して支持されるフレーム１６とを備える。定盤１４は、インプリント装置１全体の構成要素を支持し、ウエハステージ４の駆動のための基準平面を形成する。フレーム１６は、モールド保持装置３や塗布部５などを支持し、除振機構１５は、空気ばねなどで構成され、床面からの振動の伝達を抑制する。
【００２３】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御部６は、不図示の基板搬送装置によりウエハステージ４にウエハ９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。その後、塗布部５は、塗布工程としてウエハ９の所定のショット（被処理領域）に樹脂１３を塗布する。次に、制御部６は、ウエハ９上の当該ショットがモールド７の直下に位置するように、ウエハステージ４を移動させる。次に、制御部６は、モールド７とウエハ９上の当該ショットとの位置合わせ、および倍率補正機構１１によるモールド７の倍率補正などを実施した後、モールド駆動機構を駆動させ、ウエハ９上の樹脂１３にモールド７を押し付ける（押型工程）。この押し付けにより、樹脂１３は、モールド７に形成されたパターン部７ａの凹凸部に充填される。この状態で、光照射部２は、硬化工程としてモールド７の背面（上面）から紫外線８を照射し、モールド７を透過した紫外線８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６は、モールド駆動機構を再駆動させ、モールド７をウエハ９から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ９上のショットの表面には、パターン部７ａの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１３のパターン（層）が形成される。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を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ９上に複数の樹脂１３のパターンを形成することができる。
【００２４】
ここで、従来のインプリント装置では、モールド７とウエハ９上の樹脂１３とを押し付ける際に、樹脂１３の内部に気泡が混入する場合がある。そこで、この気泡の混入を低減させるために、モールド７を、ウエハ９上の樹脂１３に押し付けた状態でウエハ９に向かって凸形に撓ませ、順次パターン部７ａ全面を樹脂１３に押し付けることでパターン部７ａと樹脂１３との間の気体を外部に押し出す。このとき、本実施形態のインプリント装置１では、樹脂１３の塗布後、圧力調整装置１７により第１空間２１の圧力Ｐ１を第２空間２３の圧力Ｐ２よりも小さくし、この圧力差により生じる差圧力を利用して、パターン部７ａをウエハ９に向かって凸形に変形させる。以下、この圧力調整装置１７による圧力制御について詳説する。
【００２５】
図３は、図２（ａ）に対応した、押し付け動作前と押し付け動作開始時のモールド７の形状を示す断面図であり、特に、図３（ａ）は、押し付け動作前のモールド７の形状を示す。このとき、第３空間２４におけるモールド７（第２平板２２）とウエハ９との距離Ｈ１は、数ｍｍ程度である。ここで、制御部６は、圧力調整装置１７により第１空間２１（開口部７ｃを介した第３空間２４も含む）を真空排気させることで、第１空間２１の圧力Ｐ１が第２空間２３の圧力Ｐ２よりも低くなるように制御する。この第１空間２１と第２空間２３との圧力差に起因して差圧力ΔＰ１が発生し、この差圧力ΔＰ１により、第１平板２２（パターン部７ａ）は、ウエハ９に向かって中心部でδ１の量だけ撓む。
【００２６】
従来のインプリント装置では、モールドチャックの吸着圧力によるモールドの保持力以上に、本実施形態でいう開口領域１２（第２空間２３）の圧力を上げることはできない。これに対して、本実施形態のモールド７は、上記のように第１空間２１を介した第１平板２０と第２平板２２との２層構造を有するので、差圧力ΔＰ１を高めてもモールドチャック１０からモールド７が外れることがない。具体的には、従来のインプリント装置では、例えば、開口領域１２の圧力を６０ｋＰａ程度まで加圧すると、モールドチャックからモールド７が外れる可能性が高くなる。これに対して、本実施形態のインプリント装置１では、例えば、第１空間２１の圧力Ｐ１を１ｋＰａまで真空排気し、第２空間２３の圧力Ｐ２を大気圧とすると、１００ｋＰａ（約１気圧）の差圧力を発生させることができる。その上で、制御部６は、圧力調整装置１７により第２空間２３の圧力Ｐ２をモールド７がモールドチャック１０から外れない程度にまで加圧させれば、押し付け動作前の撓み量δ１を、従来のモールドを使用した場合よりも大きくすることができる。
【００２７】
一方、図３（ｂ）は、押し付け動作開始時のモールド７の形状を示す。このとき、第３空間２４におけるモールド７（第２平板２２）とウエハ９との距離Ｈ２は、数μｍ程度である。この距離Ｈ１から距離Ｈ２までの減少により、開口部７ｃを介して第３空間２４と連通する第１空間２１の圧力Ｐ１も減少するため、第１空間２１と第２空間２３との圧力差が増加し、差圧力もΔＰ１からΔＰ２へと増加する。同時に、第３空間２４の圧力Ｐ３は、第１空間Ｐ１の圧力Ｐ１と同程度となるため、パターン部７ａを介した第１平板２０の反対面にも差圧力が発生するので、第１平板２０の撓み量δ２は、上記撓み量δ１よりも大きくなる。
【００２８】
このように、インプリント装置１は、モールド７が上記のような構成を有し、差圧力ΔＰ２を大きくすることができることから、図３（ｂ）に示すような押し付け時にウエハ９側から受ける反力Ｒの影響を抑えることができる。したがって、この押し付け時にモールド７が凹型に変形する可能性を抑えることができる。また、押し付け時の第１空間２１の減圧により、開口部７ｃを介して第３空間２４を減圧させることができることから、気泡の発生原因となる気体を減少させることができる。これらのことから、結果的にウエハ９上の樹脂１３に生成されるパターンの欠陥の発生を抑えることができる。また、インプリント装置１によれば、樹脂１３内に混入する気泡の発生を抑えることから、従来のインプリント装置に比べ、押し付け時間を短縮させることができる。さらに、従来であれば、モールドを凸形に撓ませる際に、モールドの撓み量が大きくなるように上面および下面の気体の圧力差を大きくすると、モールドを保持する力が低下する場合があったが、本実施形態のモールド７の構成によれば、上記保持力は低下しない。
【００２９】
なお、押し付けが完了した後に開口部７ｃからの吸引（排気）を停止しないと、第３空間２４の圧力Ｐ３がさらに減圧され、ウエハステージ４をモールド７側に引き上げる力がかかり、ウエハステージ４の位置決め精度に影響が出る可能性がある。そこで、この場合には、制御部６は、圧力調整装置１７により第１空間２１の排気を停止させ、パターン部７ａ周辺の圧力を大気圧に戻すことで、ウエハステージ４への負荷を減らし、ウエハステージ４の位置決め精度への影響を抑えることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、ウエハ９上の樹脂１３に生成されるパターンの欠陥の発生を抑えるのに有利なモールド７、およびそれを用いたインプリント装置１を提供することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。図４は、モールドチャック３１に保持された本実施形態に係るモールド３０を示す概略図である。ここで、図４（ａ）は、第１実施形態に係る図２（ａ）に対応し、図４（ｂ）は、図２（ｂ）に対応した図４（ａ）中のＢ−Ｂ´断面を示す概略平面図である。また、図３において、第１実施形態に係る図２と同一構成または同一空間には同一の符号を付し、説明を省略する。まず、本実施形態のインプリント装置の第１の特徴は、モールド３０における開口部３０ｃの側面とパターン部３０ａの側面との隙間を０．１ｍｍ以下と第１実施形態よりも狭くする点にある。このように隙間を狭くすることで、開口部３０ｃにおいて第１空間２１と第３空間２４とが連通する領域の面積が小さくなる。したがって、圧力調整装置は、第１実施形態に比べて第１空間２１の圧力Ｐ１を容易に小さくすることができるので、第１空間２１と第２空間２３との圧力差を第１実施形態よりも大きくすることができる。結果的に、圧力調整装置１７は、第１実施形態に係る図３（ａ）および図３（ｂ）に示すような撓み量δ１（δ２）を、より大きく調整することが可能となる。または、圧力調整装置１７は、これとは別に、第１実施形態と同じ撓み量δ１（δ２）を少ない排気流量で達成させることもできる。
【００３２】
次に、本実施形態のインプリント装置の第２の特徴は、第１実施形態の構成に加え、モールド３０が、その内部を通過して圧力調整装置１７側から第３空間２４へ貫通する複数の貫通孔３２を有する点にある。この場合、モールドチャック３１（モールド保持装置）は、その内部を通過し、圧力調整装置１７に連通された第３流路３３を有し、複数の貫通孔３２は、それぞれ第３流路３３に接続される。これらの貫通孔３２は、例えば、図４（ｂ）に示すように、第１空間２１の外周に沿った領域にて等間隔で計８つ設置される。ここで、本実施形態では、圧力調整装置１７は、第１空間２１の圧力Ｐ１とは独立して、貫通孔３２を介して第３空間２４の圧力Ｐ３を調整可能となる。したがって、制御部６は、押し付け動作開始時において、第３空間２４の圧力Ｐ３が第２空間２３の圧力Ｐ２よりも小さくなるように制御することができる。このように、本実施形態によれば、第１空間２１と第２空間２３との圧力差を第１実施形態よりも大きくすることができると共に、第３空間２４の圧力Ｐ３をさらに容易に減圧させることができる。なお、本実施形態の上記第１および第２の特徴は、それぞれ組み合わせて採用してもよいし単独で採用してもよい。
【００３３】
（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。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。
【００３４】
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】
【００３５】
１ インプリント装置
３ モールド保持装置
７ モールド
７ａ パターン部
７ｃ 開口部
９ ウエハ
１７ 圧力調整装置
２０ 第１平板
２１ 第１空間
２２ 第２平板
２３ 第２空間
【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、
前記被処理体に向かう側とは反対の側に位置し、前記被処理体に向かう面の中央部にて突出した前記パターン部を有する第１平板と、
前記被処理体に向かう側に位置し、前記第１平板に形成された前記パターン部が前記被処理体と対向するように貫通する開口部を有する第２平板と、を含み、
前記第１平板と前記第２平板とは、内部空間である第１空間を介して重なり合い、
前記第１平板は、前記パターン部を前記被処理体に押し付ける方向に変形可能であることを特徴とする型。
【請求項２】
前記第１平板は、前記第１空間の圧力と、前記第１平板の前記被処理体に向かう側とは反対側の面に接する領域の圧力とが変化することで変形することを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項３】
前記開口部の平面形状は、前記パターン部の平面形状に沿った形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の型。
【請求項４】
前記第１平板の剛性は、前記第２平板の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の型。
【請求項５】
前記第１平板の剛性は、前記第１平板の厚さを前記第２平板の厚さよりも薄くすることで、前記第２平板の剛性よりも低くすることを特徴とする請求項４に記載の型。
【請求項６】
前記第１平板の剛性は、前記第１平板の材質と前記第２平板の材質とを異ならせることで、前記第２平板の剛性よりも低くすることを特徴とする請求項４に記載の型。
【請求項７】
前記第１空間および前記領域の平面形状は、それぞれ円であり、かつ、前記第１空間の直径は、前記領域の直径よりも大きく、
前記第１空間の真空排気を可能とする吸気孔を、前記第１空間の外周に複数有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の型。
【請求項８】
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装置であって、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の型を保持する型保持部と、
前記第１空間の圧力と、前記型保持部の内側の領域にあり、かつ前記第１平板に接する前記領域を含む第２空間の圧力とを個別に調整する圧力調整部と、
を備えることを特徴とするインプリント装置。
【請求項９】
前記圧力調整部は、前記型と前記樹脂との押し付けの際に、前記第１空間の圧力が前記第２空間の圧力よりも小さくなるように調整し、圧力差により生じる差圧力を利用して前記パターン部を前記基板に向かい凸形に変形させることを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記圧力調整部は、前記第１空間の圧力を調整することにより、前記開口部を介して連通した前記第２平板と前記基板との間の第３空間の圧力を調整することを特徴とする請求項８または９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記型は、前記型保持部により、前記第２空間に対応しない外周面にて吸着保持され、
前記吸気孔は、前記外周面から前記圧力調整部に連通することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記型は、前記第２平板と前記基板との間の第３空間の真空排気を可能とする貫通孔を複数有し、
前記貫通孔は、前記第１空間と交わることなく、前記第２平板の前記第３空間に向かう面に貫通することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
前記型は、前記型保持部により、前記第２空間に対応しない外周面にて吸着保持され、
前記貫通孔は、前記外周面から前記圧力調整部に連通することを特徴とする請求項１２に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、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、
前記樹脂に対する押し付け方向にて、前記型を構成する第１平板と第２平板との間の内部空間である第１空間の圧力と、前記型を保持する型保持部の内側の領域にあり、かつ前記第１平板に接する第２空間の圧力との圧力差により生じる差圧力を利用して、前記第２平板に形成された開口部を通じて、前記第１平板に形成されたパターン部を前記基板に向かい凸形に変形させる工程を有することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１５】
前記工程では、前記第２空間を加圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１６】
前記工程では、前記第１空間を減圧することで、前記開口部を介して連通する前記第２平板と前記基板との間の第３空間を減圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１７】
前記工程では、前記第１空間と交わらず、前記第２平板の、該第２平板と前記基板との間の第３空間に向かう面に貫通する貫通孔を介して、前記第３空間を減圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１８】
請求項８ないし１３のいずれか１項に記載のインプリント装置、または、請求項１４ないし１７のいずれか１項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、
前記被処理体に向かう側とは反対の側に位置し、前記被処理体に向かう面の中央部にて突出した前記パターン部を有する第１平板と、
前記被処理体に向かう側に位置し、前記第１平板に形成された前記パターン部が前記被処理体と対向するように貫通する開口部を有する第２平板と、を含み、
前記第１平板と前記第２平板とは、内部空間である第１空間を介して重なり合い、
前記第１平板は、前記パターン部を前記被処理体に押し付ける方向に変形可能であることを特徴とする型。
【請求項２】
前記第１平板は、前記第１空間の圧力と、前記第１平板の前記被処理体に向かう側とは反対側の面に接する領域の圧力とが変化することで変形することを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項３】
前記開口部の平面形状は、前記パターン部の平面形状に沿った形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の型。
【請求項４】
前記第１平板の剛性は、前記第２平板の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の型。
【請求項５】
前記第１平板の剛性は、前記第１平板の厚さを前記第２平板の厚さよりも薄くすることで、前記第２平板の剛性よりも低くすることを特徴とする請求項４に記載の型。
【請求項６】
前記第１平板の剛性は、前記第１平板の材質と前記第２平板の材質とを異ならせることで、前記第２平板の剛性よりも低くすることを特徴とする請求項４に記載の型。
【請求項７】
前記第１空間および前記領域の平面形状は、それぞれ円であり、かつ、前記第１空間の直径は、前記領域の直径よりも大きく、
前記第１空間の真空排気を可能とする吸気孔を、前記第１空間の外周に複数有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の型。
【請求項８】
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装置であって、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の型を保持する型保持部と、
前記第１空間の圧力と、前記型保持部の内側の領域にあり、かつ前記第１平板に接する前記領域を含む第２空間の圧力とを個別に調整する圧力調整部と、
を備えることを特徴とするインプリント装置。
【請求項９】
前記圧力調整部は、前記型と前記樹脂との押し付けの際に、前記第１空間の圧力が前記第２空間の圧力よりも小さくなるように調整し、圧力差により生じる差圧力を利用して前記パターン部を前記基板に向かい凸形に変形させることを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記圧力調整部は、前記第１空間の圧力を調整することにより、前記開口部を介して連通した前記第２平板と前記基板との間の第３空間の圧力を調整することを特徴とする請求項８または９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記型は、前記型保持部により、前記第２空間に対応しない外周面にて吸着保持され、
前記吸気孔は、前記外周面から前記圧力調整部に連通することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記型は、前記第２平板と前記基板との間の第３空間の真空排気を可能とする貫通孔を複数有し、
前記貫通孔は、前記第１空間と交わることなく、前記第２平板の前記第３空間に向かう面に貫通することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
前記型は、前記型保持部により、前記第２空間に対応しない外周面にて吸着保持され、
前記貫通孔は、前記外周面から前記圧力調整部に連通することを特徴とする請求項１２に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、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、
前記樹脂に対する押し付け方向にて、前記型を構成する第１平板と第２平板との間の内部空間である第１空間の圧力と、前記型を保持する型保持部の内側の領域にあり、かつ前記第１平板に接する第２空間の圧力との圧力差により生じる差圧力を利用して、前記第２平板に形成された開口部を通じて、前記第１平板に形成されたパターン部を前記基板に向かい凸形に変形させる工程を有することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１５】
前記工程では、前記第２空間を加圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１６】
前記工程では、前記第１空間を減圧することで、前記開口部を介して連通する前記第２平板と前記基板との間の第３空間を減圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１７】
前記工程では、前記第１空間と交わらず、前記第２平板の、該第２平板と前記基板との間の第３空間に向かう面に貫通する貫通孔を介して、前記第３空間を減圧することを特徴とする請求項１４に記載のインプリント方法。
【請求項１８】
請求項８ないし１３のいずれか１項に記載のインプリント装置、または、請求項１４ないし１７のいずれか１項に記載のインプリント方法を用いて基板上に樹脂のパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３０６３９（Ｐ２０１３−３０６３９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６１７７（Ｐ２０１１−１６６１７７）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【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７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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