(57)【要約】【課題】平坦化の精度および既存設備環境への対応性の点で有利な平坦化層形成装置を提供すること。【解決手段】押圧部材を用いて基板の上の硬化性組成物による平坦化層を形成する平坦化層形成装置が提供される。平坦化層形成装置は、押圧部材を保持する押圧部材保持部と、基板を保持する基板保持部と、基板の上の硬化性組成物を硬化させる硬化部と、押圧部材保持部と基板保持部とを収容し密閉された空間を形成するチャンバとを有し、基板の上の硬化性組成物に押圧部材を接触させ、該接触の後、押圧部材保持部による押圧部材の保持を解除するとともにチャンバ内の空間を加圧し、その状態で硬化部により硬化性組成物を硬化させることにより平坦化層を形成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧部材を用いて基板の上の硬化性組成物による平坦化層を形成する平坦化層形成装置であって、
前記押圧部材を保持する押圧部材保持部と、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板の上の前記硬化性組成物を硬化させる硬化部と、
前記押圧部材保持部と前記基板保持部とを収容し密閉された空間を形成するチャンバと、
を有し、
前記基板の上の前記硬化性組成物に前記押圧部材を接触させ、
該接触の後、前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持を解除するとともに前記チャンバ内の空間を加圧し、
前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持が解除されかつ前記チャンバ内の空間が加圧された状態で前記硬化部により前記硬化性組成物を硬化させることにより前記平坦化層を形成する
ことを特徴とする平坦化層形成装置。
【請求項２】
前記押圧部材の外径は前記基板の外径と同じであり、前記押圧部材保持部は、該押圧部材の周辺部を引きつけて前記押圧部材を保持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の平坦化層形成装置。
【請求項３】
前記硬化部と前記押圧部材との間に配置されたシール部材を更に有し、
前記押圧部材保持部は、前記押圧部材と前記シール部材との間に閉空間を形成するように前記シール部材を更に保持し、
前記閉空間の内部の圧力を上昇させることにより前記押圧部材を前記基板に向かって凸形状になるように変形させてから前記接触を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の平坦化層形成装置。
【請求項４】
前記チャンバ内の空間の圧力の調整および前記閉空間の内部の圧力の調整は、別々の圧力調整装置を用いて行うことを特徴とする請求項３に記載の平坦化層形成装置。
【請求項５】
前記押圧部材が前記基板に向かって凸形状に変形するよう第１圧力調整装置を用いて前記閉空間の内部の圧力を上昇させてから前記接触を開始し、該接触の完了後、前記チャンバ内の空間の圧力が前記閉空間の内部の圧力と同じになるよう第２圧力調整装置を用いて前記チャンバ内の空間を加圧することを特徴とする請求項４に記載の平坦化層形成装置。
【請求項６】
前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持が解除された後、前記閉空間の内部の圧力の調整に使用された圧力調整装置を用いて前記チャンバ内の空間を加圧することを特徴とする請求項３に記載の平坦化層形成装置。
【請求項７】
前記硬化部は、前記硬化性組成物に光を照射することで前記硬化性組成物を硬化させ、
前記押圧部材保持部は、光透過性の部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の平坦化層形成装置。
【請求項８】
前記硬化性組成物を硬化させた後、前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持を再開し、前記硬化性組成物から前記押圧部材を分離することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の平坦化層形成装置。
【請求項９】
前記押圧部材保持部と前記基板保持部とを取り囲む領域に設けられ、圧縮気体が供給されることで膨張する伸縮部材を有し、該伸縮部材が膨張させることによって前記チャンバが構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の平坦化層形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の平坦化層形成装置を用いて基板の上に平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層が形成された前記基板を処理する工程と、
を有し、前記処理された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦化層形成装置、および、物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、基板（シリコンウエハやガラスプレートなど）上のインプリント材と型とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、その後インプリント材から型を引き離すことによって基板上にインプリント材のパターンを形成する技術である。かかる技術を用いたインプリント装置が磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産用のリソグラフィ装置の１つとして注目されている。
【０００３】
デバイスの製造工程には、パターンが形成された基板をエッチングする工程が含まれる。このとき、基板上に形成されたパターンの残膜厚が基板全面にわたって均一でないと、残膜を除去して得られるパターンの形状（例えば線幅）が不均一になりうる。そのため、残膜厚を均一にして基板の平坦化を行うための技術が必要とされている。基板の段差を平坦化するために、既存の塗布機等を用いて塗布膜を形成するなどの技術が提案されているが、ナノスケールでの基板の段差に対しては、十分な平坦化性能が得られない。
【０００４】
これに対して、上記したようなインプリント技術を用いて基板の平坦化を行う装置が検討されている（例えば特許文献１，２参照）。かかる装置では、パターンが形成されていない型（平面テンプレート、スーパーストレートなどとも呼ばれる。）を用いて、基板の上に平坦化層を形成する。インプリント技術を用いて平坦化層を形成する装置では、基板の段差に応じた量の平坦化材（硬化性組成物）を滴下するため、既存の方法よりも平坦化の精度が向上することが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５２９６２６号公報
【特許文献２】特表２００７−５２４５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板上の平坦化は、ショット領域と基板全面領域の２つの点で満足しなければならない。具体的には、前者については、下地パターンの粗密に起因する段差を抑えなければ、その後の露光工程でＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）から外れる可能性が出る。後者については、基板自体の平坦度（基板の裏面を基準とした厚みムラ（ＧＢＩＲ））に倣って樹脂の膜厚を均一にしなければ、エッチング後のパターン線幅のばらつきが増大する。
【０００７】
平坦化に使用する平面テンプレートの厚みは、樹脂の表面張力によって基板表面の凹凸に倣わせるために、なるべく薄くすることが望まれる（例えば２００μｍ前後）。しかし、平面テンプレートを交換する際に行う搬送のためには、その取り扱いの容易さの観点からは、ある程度の厚み（例えば５００μｍ〜８００μｍ程度）を持たせることが望ましい。但し、そのような厚みを持たせた場合には、平面テンプレートの剛性が高まるため、基板全面の凹凸に倣わせるためには、外部から力を加えることが必要となる。
【０００８】
また、平面テンプレートの外径は、半導体デバイス製造工場の既存の設備環境に合わせることが望まれる。すなわち、平面テンプレートの外径は既存の基板サイズである１２インチ以下とすることが望ましい。そうでないと、基板より大きな平面テンプレートを搬送する機構やそれを収容する容器等を新たに用意するなどの設備の更新が必要になるからである。
【０００９】
しかし、１２インチ基板に対して同じ１２インチの平面テンプレートを用いて平坦化を行う場合、平面テンプレートをそのまま基板に押さえつけると、平面テンプレートの外周部を真空チャックで保持している領域のみ膜厚を制御できず膜厚が不均一になる。
【００１０】
特許文献１には、ショット領域レベルの平坦化については示されているが、基板全面領域レベルで膜厚を均一にする方法については開示されていない。また、特許文献２に開示されている装置は、平面テンプレート（シート８６）の外径が基板７８の外径より大きいことを前提とした装置構成であるため、上述のように１２インチ基板に対して平坦化を行うには、設備環境に対する対策が必要となる。
【００１１】
本発明は、例えば、平坦化の精度および既存設備環境への対応性の点で有利な平坦化層形成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】
【００１２】
本発明の一側面によれば、押圧部材を用いて基板の上の硬化性組成物による平坦化層を形成する平坦化層形成装置であって、前記押圧部材を保持する押圧部材保持部と、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板の上の前記硬化性組成物を硬化させる硬化部と、前記押圧部材保持部と前記基板保持部とを収容し密閉された空間を形成するチャンバとを有し、前記基板の上の前記硬化性組成物に前記押圧部材を接触させ、該接触の後、前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持を解除するとともに前記チャンバ内の空間を加圧し、前記押圧部材保持部による前記押圧部材の保持が解除されかつ前記チャンバ内の空間が加圧された状態で前記硬化部により前記硬化性組成物を硬化させることにより前記平坦化層を形成する提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、平坦化の精度および既存設備環境への対応性の点で有利な平坦化層形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における平坦化層形成装置の構成を示す概略図。
【図２】平坦化処理を説明する図。
【図３】実施形態における平坦化層形成装置のヘッド周辺の詳細構成例を示す図。
【図４】実施形態における平坦化処理を説明する図。
【図５】実施形態における平坦化層形成装置のヘッド周辺の詳細構成例を示す図。
【図６】実施形態における平坦化処理を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。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】
＜第１実施形態＞
本実施形態は、基板の上に平坦化層を形成する平坦化層形成装置に関する。図１は、本実施形態における平坦化層形成装置１００の構成を示す概略図である。なお、本明細書および図面においては、基板チャックによる基板保持面と平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とする。
【００１７】
平坦化層形成装置１００は、パターンが形成されていない型（平面テンプレート）を用いて、基板の上に平坦化層を形成する。基板上の下地パターンは、前の工程で形成されたパターンに起因する凹凸プロファイルを有しており、特に近年のメモリ素子の多層構造化に伴いプロセス基板は１００ｎｍ前後の段差を持つものも出てきている。基板全体の緩やかなうねりに起因する段差は、フォト工程で使われているスキャン露光装置のフォーカス追従機能によって補正可能である。しかし、露光装置の露光スリット面積内に収まってしまうピッチの細かい凹凸は、露光装置のＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  Ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）から外れるおそれがある。従来、基板の下地パターンを平滑化する手法として、ＳＯＣ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ）、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）のような平坦化層を形成する手法が用いられている。しかし、従来技術では十分な平坦化性能が得られない問題があり、今後多層化による下地の凹凸差は更に増加する傾向にある。この問題を解決するために、本実施形態の平坦化層形成装置は、基板に予め供給された平坦化材に対して平面テンプレートを接触させて基板面内の局所的な平面化を行う。その後、平坦化材と平面テンプレートとが接触した状態で平坦化材を硬化させ、硬化した平坦化材から平面テンプレートを分離させる。これにより基板上に平坦化層が形成される。
【００１８】
平坦化材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。平坦化材は、平坦化材供給装置（後述の供給部２０）により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。平坦化材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。
【００１９】
図１において、基板１は、搬送ハンドなどを含む基板搬送部２２によって平坦化層形成装置１００の外部から搬入され、基板保持部である基板チャック２に保持される。基板ステージ３は、ベース定盤４に支持され、基板チャック２に保持された基板１を所定の位置に位置決めするために、Ｘ方向及びＹ方向に駆動される。ステージ駆動部３１は、例えば、リニアモータやエアシリンダなどを含み、基板ステージ３を少なくともＸ方向及びＹ方向に駆動する。ステージ駆動部３１は、基板ステージ３を２軸以上の方向（例えば、６軸方向）に駆動する機能を有していてもよい。また、ステージ駆動部３１は、回転機構を含み、基板チャック２または基板ステージ３をＺ軸方向に平行な軸周りに回転駆動する（回転させる）こともできる。
【００２０】
押圧部材（スーパーストレートともよばれうる）である平面テンプレート１１は、例えば、Ｚ方向に上からみて円形又は四角形の外形を有し、その表面は、平面部１１ａとなっている。平面部１１ａが基板上の平坦化材と接触した後、平面テンプレート１１は基板１の表面形状（Ｘ方向またはＹ方向からみた凹凸形状））に倣うように変形しうる。本実施形態において、平面テンプレート１１の外径は基板１の外径と同じにされている。平面テンプレート１１は、搬送ハンドなどを含む平面テンプレート搬送部３２によって、平坦化層形成装置１００の外部から搬入され、ヘッド１３（押圧部材保持部）によって保持される。ヘッド１３は、平面テンプレート１１の周辺部を引きつけて平面テンプレート１１を保持するように構成された平面テンプレート保持部１２を含む。例えば、平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持は、平面テンプレート１１の周辺部を真空吸着することで行われる。
【００２１】
ヘッド１３は、平面テンプレート保持部１２を支持し、平面テンプレート１１の傾きを補正する機能を有する。また、ヘッド１３は、平面テンプレート１１を基板１上の平坦化材と接触させ、平坦化材から分離させるために、平面テンプレート１１をＺ軸方向に駆動する駆動機構を含む。駆動機構は、例えば、リニアモータやエアシリンダ、ボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成されうる。
【００２２】
平坦化層形成装置１００は、基板の上の平坦化材を硬化させる硬化部２４を有する。本実施形態において、硬化部２４は、不図示の光源およびコリメータレンズ等を含みうる。
【００２３】
ヘッド１３および平面テンプレート保持部１２には、硬化部２４の光源からコリメータレンズ（不図示）を介して照射される光（紫外線）を通過させるための開口が形成されている。また、本実施形態において、平面テンプレート保持部１２は、光を通過させるために光透過性の部材で構成されている。そうでないと、平面テンプレート１１と基板１の形状および大きさが同じ場合、基板１の平面テンプレート保持部１２と対向する領域のみ硬化部２４の光源から照射される光が遮られ、露光が不完全になるためである。さらに、平面テンプレート保持部１２またはヘッド１３には、基板上の平坦化材に対する平面テンプレート１１の押圧力を計測するためのロードセルが配置されうる。
【００２４】
硬化部２４と平面テンプレート１１との間には、第１平板光学素子１５が配置されている。第１平板光学素子１５は、石英ガラス等の光透過性の部材で構成される。ヘッド１３は、平面テンプレート１１と第１平板光学素子１５との間に閉空間である空間領域Ａを形成するように第１平板光学素子１５を保持する。したがって、第１平板光学素子１５は、空間領域Ａを閉空間とするためのシール部材として機能している。第１圧力調整装置１６は、第１配管１７を介して、閉空間である空間領域Ａ内の圧力を調整する。第１圧力調整装置１６によってこの閉空間の内部の圧力を制御することができる。
【００２５】
ベース定盤４には、ブリッジ構造体６を支持する支柱５が配置されている。ガイドバー８は、ブリッジ構造体６に懸架され、アライメント棚１４を貫通し、ヘッド１３に固定される。アライメント棚１４は、支柱１０を介してブリッジ構造体６に懸架される。また、図示は省略したが、アライメント棚１４には、基板チャック２に保持されている基板１の高さ（平坦度）を、例えば斜入射像ずれ方式を用いて計測するための高さ計測系（不図示）が配置されうる。
【００２６】
アライメントスコープ２３は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、平面テンプレート１１に設けられたアライメントマークとを観察するための光学系及び撮像系を含む。但し、平面テンプレート１１にアライメントマークが設けられていない場合には、アライメントスコープ２３はなくてもよい。アライメントスコープ２３は、基板ステージ３に設けられた基準マークと、平面テンプレート１１に設けられたアライメントマークとの相対的な位置を計測し、その位置ずれを補正するアライメントに用いられる。
【００２７】
基板１上に平坦化材を供給する供給部２０は、基板１上に平坦化材（未硬化状態の樹脂）を吐出する吐出口（ノズル）を含むディスペンサで構成される。供給部２０は、例えば、ピエゾジェット方式やマイクロソレノイド方式などを採用し、基板上に１ｐＬ（ピコリットル）程度の微小な容積の平坦化材を供給することができる。また、本発明において、供給部２０における吐出口の数に限定はなく、１つ（シングルノズル）であってもよいし、１００を超えてもよい。すなわち、供給部２０の吐出口は、リニアノズルアレイでもよいし、複数のリニアノズルアレイの組み合わせでもよい。
【００２８】
洗浄部３３は、平面テンプレート１１が平面テンプレート保持部１２に保持された状態で、平面テンプレート１１を洗浄する。本実施形態では、洗浄部３３は、基板上の硬化した平坦化材から平面テンプレート１１を引き離すことによって、平面テンプレート１１、特に、平面部１１ａに付着した平坦化材を除去する。洗浄部３３は、例えば、平面テンプレート１１に付着した平坦化材を拭き取ることで平坦化材を除去してもよいし、ＵＶ照射、ウェット洗浄、ドライプラズマ洗浄などを用いて平坦化材を除去してもよい。
【００２９】
制御部３５は、ＣＰＵやメモリなどを含み、平坦化層形成装置１００の全体を制御する。制御部３５は、平坦化層形成装置１００の各部を統括的に制御して平坦化処理を行う処理部として機能する。ここで、平坦化処理とは、平面テンプレート１１の平面部１１ａを基板上の平坦化材に接触させて平面部１１ａを基板１の表面形状に倣わせることで平坦化材を平坦化する処理である。なお、平坦化処理は、一般的には、ロット単位で、すなわち、同一のロットに含まれる複数の基板のそれぞれに対して行われる。
【００３０】
本実施形態における平坦化層形成装置１００の構成は概ね以上のとおりである。次に、図２を参照して、平坦化処理について説明する。図２には、平坦化処理の対象とされる基板１の断面形状が示されている。図２（ａ）は、基板１上の平坦化材と平面テンプレート１１とを接触させる前の状態を示している。図２（ａ）において、基板１の上には、斜線で示される下地層１ａが形成されている。この下地層１ａは回路パターン等の段差を持つ。この下地層１ａの上に、供給部２０により平坦化材ＩＭが供給される。このとき、平坦化材ＩＭは、液滴の状態で基板１の上（下地層１ａの上）に配置されるため、互いに分離した状態で示されている。なお、この平坦化材ＩＭの供給パターンは、基板全面での凹凸情報を考慮して計算される。実際の基板には、下地層のパターンの段差のみならず、基板自体が持つ凹凸もある。したがって、下地層のパターンの段差および基板の凹凸に応じて平坦化材ＩＭの供給パターンを決定するとよい。
【００３１】
予め第１圧力調整装置１６により、閉空間である空間領域Ａの内部の圧力を上昇させることにより、平面テンプレート１１の中央部分を基板１に向かって凸形状に変形させる。これにより、基板１上の平坦化材ＩＭと平面テンプレート１１との接触は、基板１上の平坦化材ＩＭの中央部から開始される。その後、接触は基板１の外周に向かって徐々に進んでいく。この接触により、平坦化材ＩＭは押し広げられて連続膜を形成する。図２（ｂ）は、平面テンプレート１１の平面部１１ａが基板１上の平坦化材ＩＭに完全に接触し、平面テンプレート１１の平面部１１ａが基板１の表面形状に倣った状態を示している。この図２（ｂ）に示された状態で、硬化部２４の光源から、平面テンプレート１１を介して、基板１上の平坦化材ＩＭに光を照射して平坦化材ＩＭを硬化させる。これにより、基板１の全面で均一な厚みの平坦化材ＩＭの層（平坦化層）が形成される。最後に、図２（ｃ）に示すように、基板１上の硬化した平坦化材ＩＭから平面テンプレート１１を引き離す。
【００３２】
図３は、平坦化層形成装置１００のヘッド１３周辺の詳細構成例を示す図である。図３において、第２平板光学素子４１は、チャンバ４０の一部を成し、光を透過可能な素材で構成されている。チャンバ４０は、平面テンプレート１１と基板チャック２とを収容し密閉された空間Ｂを形成する。第２平板光学素子４１が光を透過可能な素材で構成されているのは、硬化部２４の光源からの光を通過させるためと、基板ステージ３の基準マークと平面テンプレート１１のアライメントマークをアライメントスコープ２３で観察できるようにするためである。
【００３３】
ガイドバー８は伸縮管４２の中空部に挿通されており、伸縮管４２の両端はヘッド１３とチャンバ４０に接続される。伸縮管４２によって、チャンバ４０の内部と外部とを分離しつつ、ヘッド１３の駆動を可能にしている。チャンバ４０の側壁には、基板１と平面テンプレート１１を平坦化層形成装置１００の内外から搬送するための開口４４が形成されている。ゲート機構４３は、この開口４４を開けたり、閉じたりするための機構である。ゲート機構４３には不図示の密閉部材が備えられ、開口４４を密閉することができる。開口４４を密閉することにより、チャンバ４０（第２平板光学素子４１を含む）、伸縮管４２、ゲート機構４３、ベース定盤４によって空間領域Ｂに閉空間が形成される。第２圧力調整装置４５は、第２配管４６を介して、閉空間とされた空間領域Ｂ内の圧力を調整することができる。
【００３４】
次に、図４を参照して、本実施形態における平坦化層形成装置１００による平坦化処理を説明する。図４（ａ）は、下地層１ａ上に供給された平坦化材ＩＭに平面テンプレート１１を接触させる前の状態を示している。このとき、閉空間である空間領域Ｂの圧力は第２圧力調整装置４５によりＰ０（例えば大気圧）に設定されている。そして、平面テンプレート１１が基板１に対して凸形状となるように、閉空間である空間領域Ａの圧力は第１圧力調整装置１６（図１参照）によりＰ０より高いＰ１に設定される。このような変形が行われてから平坦化材ＩＭと平面テンプレート１１との接触が開始される。
【００３５】
図４（ｂ）は、平坦化材ＩＭと平面テンプレート１１とが完全に接触した状態を示している。接触の完了後、第２圧力調整装置４５により空間領域Ｂの圧力をＰ０からＰ１まで上昇させ、空間領域Ａの圧力と同じにする。この時点では、平面テンプレート保持部１２によって平面テンプレート１１が保持されている領域は、平面テンプレート１１が下地層１ａに倣わず、平坦化材ＩＭの膜厚が不均一でありうる。
【００３６】
次に、図４（ｃ）に示すように、平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持を解除する。平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持が解除されることで、空間領域Ａは空間領域Ｂと連通する開空間となり、空間領域Ａと空間領域Ｂが一体となった空間領域Ｃ内は圧力Ｐ１で一様となる。これにより、平面テンプレート１１に対して（その端部も含めて）圧力が均等にかかり、平面テンプレート１１が下地パターン１ａの凹凸形状に倣って、平坦化材ＩＭの膜厚は均一な状態となる。圧力Ｐ１は、少なくとも日本で定められている高圧ガスの定義である０．２ＭＰａを超えない範囲であり、平面テンプレート１１が厚さ０．７７５ｍｍの合成石英ガラスの場合、例えば１０２ｋＰａ程度（大気圧に対して＋１０ｋＰａ程度）である。
【００３７】
その後、図４（ｄ）に示すように、チャンバ内の空間である空間領域Ｃが加圧された状態（圧力Ｐ１を維持した状態）で、硬化部２４の光源から光２５を平面テンプレート１１に向けて照射し、平坦化材ＩＭを硬化させる。平坦化材ＩＭを硬化させた後は、平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持が再開され、平坦化材から平面テンプレート１１が分離される。
【００３８】
このように、本実施形態では、チャンバ４０内の空間を加圧するとともに平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持を解除する。なお、チャンバ４０内の空間の加圧の開始と平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持解除のタイミングは、上記とは逆でもよいし、同時にしてもよい。これにより、下地層１ａの全体にわたり、膜厚が均一な平坦化層を形成することができる。均一な膜厚の平坦化層が得られることで、その後の露光工程におけるデフォーカスが抑えられ、加えて、エッチング後のパターン線幅ばらつきも抑制することが可能となる。また、上記したように、本実施形態においては、平面テンプレートの外径は基板の外径と同じであり、平面テンプレート保持部のサイズもそれに対応して製造されている。つまり本実施形態では、平面テンプレートの外径は、半導体デバイス製造工場の既存の設備環境に合わせることができている。よって、本実施形態によれば、平坦化の精度および既存設備環境への対応性の点で有利な平坦化層形成装置を提供することできる。
【００３９】
なお、上述の実施形態では、チャンバ内の空間（空間領域Ｂ）の圧力調整および平面テンプレート１１の裏面の閉空間（空間領域Ａ）の内部の圧力の調整は、別々の圧力調整装置を用いて行われた。しかし、第１圧力調整装置１６だけを用いる方法もありうる。例えば、平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持が解除された後、空間領域Ａの圧力に使用された第１圧力調整装置１６を用いて空間領域Ｂを加圧するようにしてもよい。この場合には、平面テンプレート１１を上から押すような圧力勾配が生まれ、平坦化が促進される効果がある。
【００４０】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、空間領域Ｂに閉空間を形成するチャンバの別の構成例を示す。
【００４１】
図５は、第２実施形態における平坦化層形成装置１００のヘッド１３周辺の詳細構成例を示す図である。図５の平坦化層形成装置１００には図３，図４で示されたようなチャンバ４０はない。かわりに、図５の平坦化層形成装置１００は、ヘッド１３の、平面テンプレート保持部１２と基板チャック２とを取り囲む領域に、伸縮部材５０が設けられる。伸縮部材５０は中空構造であり、不図示の圧縮気体供給部によって中空部に圧縮気体を送ることで膨張（伸長）させることができる。伸縮部材５０を膨張させると、上下の伸縮部材５０同士が接触して、それによって空間領域Ｂに閉空間が形成される。このように本実施形態では、伸縮部材５０が空間領域Ｂを形成するチャンバを構成する。第３圧力調整装置５１は、第３配管５２を介して、こうして閉空間とされた空間領域Ｂ内の圧力を調整する。
【００４２】
次に、図６を参照して、本実施形態における平坦化層形成装置１００による平坦化処理を説明する。図６（ａ）は、下地層１ａ上に供給された平坦化材ＩＭに平面テンプレート１１を接触させる前の状態を示している。このとき、平面テンプレート１１が基板１に対して凸形状となるように、閉空間である空間領域Ａの圧力は第１圧力調整装置１６（図１参照）により周囲環境領域の圧力（大気圧）より高いＰ１に設定される。
【００４３】
図６（ｂ）は、平坦化材ＩＭと平面テンプレート１１とが完全に接触した状態を示している。この状態になったことが確認されたら、伸縮部材５０を不図示の圧縮気体供給部によって膨張させ、伸縮部材５０によって密閉された空間領域Ｂを形成する。その後、第３圧力調整装置５１により空間領域Ｂの圧力を空間領域Ａと同じ圧力Ｐ１にする。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持を解除する。平面テンプレート保持部１２による平面テンプレート１１の保持が解除されることで、空間領域Ａは空間領域Ｂと連通する開空間となり、空間領域Ａと空間領域Ｂが一体となった空間領域Ｃ内は圧力Ｐ１で一様となる。また、平面テンプレート保持部１２により平面テンプレート１１の保持を解除する際、不図示の圧縮気体供給部により、空間領域Ｃの形成を保つように伸縮部材５０を更に膨らませていく。これにより、平面テンプレート１１に対して圧力が均等にかかり、平面テンプレート１１が下地層１ａの凹凸形状に倣って、平坦化材ＩＭの膜厚は均一な状態となる。
【００４５】
その後、図６（ｄ）に示すように、空間領域Ｃの圧力Ｐ１を維持した状態で、硬化部２４の光源から光２５を平面テンプレート１１に向けて照射し、平坦化材ＩＭを硬化させる。これにより、下地層１ａの全体にわたり、膜厚が均一な平坦化層を形成することができる。
【００４６】
伸縮部材５０は、空間領域Ｂまたは空間領域Ｃを形成することができるのであれば、ヘッド１３、基板ステージ３のどちらか一方にのみ設けられる構成であってもよい。
【００４７】
＜物品製造方法の実施形態＞
次に、前述の平坦化層形成装置又は平坦化層形成方法を利用した物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、カラーフィルタ、ＭＥＭＳ等）の製造方法を説明する。当該製造方法は、前述の平坦化層形成装置又は平坦化層形成方法を使用して、基板（ウエハ、ガラス基板等）に配置された組成物と型を接触させて平坦化させ、組成物を硬化させて組成物と型を離す工程とを含む。そして、平坦化された組成物を有する基板に対して、リソグラフィ装置を用いてパターンを形成するなどの処理を行う工程と、処理された基板を他の周知の加工工程で処理することにより、物品が製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：基板、２：基板チャック、３：基板ステージ、１１：平面テンプレート、１２：平面テンプレート保持部、１３：ヘッド、２０：供給部、２４：光源、３５：制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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