(57)【要約】【課題】  本発明は、インプリント装置の構造を単純化するために有利な技術を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態で、前記インプリント材を硬化させるインプリント処理を実行するインプリント装置であって、入射光を変調する変調器と、第１光源からの第１光と、第２光源からの、前記第１光とは波長が異なる第２光とを前記変調器に導く第１光学系と、前記変調器によって変調された変調光を前記基板に導く第２光学系と、を備える、ことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態で、前記インプリント材を硬化させるインプリント処理を実行するインプリント装置であって、
入射光を変調する変調器と、
第１光源からの第１光と、第２光源からの、前記第１光とは波長が異なる第２光とを前記変調器に導く第１光学系と、
前記変調器によって変調された変調光を前記基板に導く第２光学系と、を備える、ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記第１光を前記変調器で変調した第１変調光を前記基板に導くことによって、前記型と前記基板とのアライメントを行うことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記第２光を前記変調器で変調した第２変調光を前記基板に導くことによって、前記基板の上に供給されたインプリント材の粘性を増加させることを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記第１光源と前記変調器との間の光路に前記第２光源からの前記第２光を前記変調器へ導く光学素子を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記光学素子はミラーであることを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記第１光の強度と前記第２光の強度が互いに異なることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記第１光学系は、前記第１光源からの前記第１光を、前記変調器へ導く光ファイバを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記変調器は、デジタルミラーデバイスを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記インプリント材を硬化させるための光を照射する硬化光源と、
前記硬化光源からの光と前記変調器によって変調された光のうち一方の光を透過させ、他方の光を反射させる合成ミラーと、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置により基板の上にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された前記基板を加工する工程と、
を含み、前記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、インプリント装置および物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品を製造する方法として、基板の上のインプリント材と型を接触させ、型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって、インプリント材を成形するインプリント方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板のパターン形成領域にレジストを滴下し、そのレジストにテンプレートを押し当て、パターン形成領域とその外側の領域との境界を含む光照射領域に光を照射し、その後にパターン形成領域に光を照射するインプリント装置が記載されている。該光照射領域への光の照射によって、該光照射領域上のレジストが硬化し、該パターン形成領域へのレジストの進入が防止される。特許文献２には、基板のパターン領域を加熱によって変形させる加熱機構と、型のパターン領域を変形させる形状補正機構とを備えるインプリント装置が記載されている。また、加熱の分布を形成する手段としてデジタルミラーデバイスを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０６９９１８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インプリント装置において、型を保持して駆動する機構の上方には種々のデバイスが配置されうる。例えば、基板の上のインプリント材を硬化させるための硬化部、基板に光を照射して加熱することで基板を変形させる変形部、基板と型との相対的な位置を検出するための検出系等のデバイスが配置されうる。これらのデバイスが配置される領域は限りがあり、種々のデバイスを配置するのは非常に困難であった。また、種々のデバイスを配置すると装置のサイズが大きくなる恐れがある。
【０００６】
本発明は、インプリント装置の構造を単純化するために有利な技術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】
本発明のインプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態で、前記インプリント材を硬化させるインプリント処理を実行するインプリント装置であって、入射光を変調する変調器と、第１光源からの第１光と、第２光源からの、前記第１光とは波長が異なる第２光とを前記変調器に導く第１光学系と、前記変調器によって変調された変調光を前記基板に導く第２光学系と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インプリント装置の構造を単純化するため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】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】光源ユニットの構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態のインプリント装置によって実行されるインプリント処理における光源ユニットの第１動作例（ａ）および第２動作例（ｂ）を示す図。
【図４】基板のパターン領域の変形量（熱変形量）の時間的な変化を示す図。
【図５】物品製造方法を例示する図。
【図６】物品製造方法を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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。
【００１１】
（第１実施形態）
図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置１の構成が示されている。インプリント装置１は、インプリント処理を実行し、これにより基板Ｓの上にインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンを形成する。インプリント処理は、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍとを接触させる接触工程と、該接触工程の後に基板Ｓと型Ｍとのアライメントを行うアライメント工程と、該アライメント工程の後にインプリント材ＩＭを硬化させる硬化工程とを含みうる。
【００１２】
インプリント材ＩＭには、硬化用のエネルギーが与えられることによって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、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。
【００１３】
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。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。
【００１４】
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。
【００１５】
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。
【００１６】
本明細書および添付図面では、基板Ｓの表面に平行な方向を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方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。基板またはその領域と型Ｍまたはその領域とのアライメントは、基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。また、アライメントは、基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。
【００１７】
インプリント装置１は、基板Ｓを保持し駆動する基板駆動機構ＳＤ、および、基板駆動機構ＳＤを支持するベースフレームＢＦ、型Ｍを保持し駆動する型駆動機構ＭＤを備えうる。基板駆動機構ＳＤおよび型駆動機構ＭＤは、基板Ｓと型Ｍとの相対位置が調整されるように基板駆動機構ＳＤおよび型駆動機構ＭＤの少なくとも一方を駆動する駆動機構ＤＲＶを構成する。駆動機構ＤＲＶによる相対位置の調整は、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭに対する型Ｍの接触、および、硬化したインプリント材ＩＭ（硬化物のパターン）からの型Ｍの分離のための駆動を含む。
【００１８】
本実施形態のインプリント方法は、基板Ｓの上にインプリント材を供給し、供給されたインプリント材と型を接触させる（押印）。そして、インプリント材と型を接触させた状態でインプリント材を硬化させた後、硬化したインプリント材から型を引き離す（離型）ことにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。本実施形態のインプリント装置は、基板上のインプリント材と型を接触させた後、型に形成された凹凸形状のパターンの凹部にインプリント材を十分に充填させた後、紫外線を照射してインプリント材を硬化させる。このようにインプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。
【００１９】
基板駆動機構ＳＤは、基板Ｓを保持する基板保持部ＳＨ、基板保持部ＳＨを支持する基板ステージＳＳ、および、基板ステージＳＳを駆動することによって基板Ｓを駆動する基板駆動アクチュエータＳＭを含みうる。基板駆動機構ＳＤは、基板Ｓを複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。基板Ｓの位置および姿勢の制御は、計測器２９によって基板Ｓの位置および姿勢を計測し、その計測の結果に基づいてなされうる。
【００２０】
型駆動機構ＭＤは、型Ｍを保持する型保持部ＭＨ、および、型保持部ＭＨを駆動することによって型Ｍを駆動する型駆動アクチュエータＭＭを含みうる。型保持部ＭＨは、型Ｍを変形させる型変形機構を含みうる。該型変形機構は、例えば、型Ｍの側面に力を加えることによって型Ｍを変形させうる。型駆動機構ＭＤは、型Ｍを複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。型Ｍは、インプリント処理によって基板Ｓの上のインプリント材ＩＭに転写すべきパターンが形成されたパターン領域を有する。型駆動機構ＭＤは、型Ｍの裏面側（パターン領域ＰＲの反対側）の空間ＳＰの圧力を調整することによって、型Ｍ（のパターン領域ＰＲ）を基板Ｓに向かって凸形状に変形させたり、平坦にしたりする圧力調整器ＰＣを含みうる。型Ｍを基板Ｓに向かって凸形状に変形させた状態で、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭとパターン領域ＰＲとの接触が開始され、その後、インプリント材ＩＭとパターン領域ＰＲとの接触領域が徐々に拡大するように圧力調整器ＰＣが空間ＳＰの圧力を調整しうる。
【００２１】
インプリント装置１は、基板Ｓの上にインプリント材ＩＭを供給、塗布あるいは配置するディスペンサ５（供給部）を備えうる。しかし、インプリント材ＩＭは、インプリント装置１の外部装置において基板Ｓの上に供給、塗布あるいは配置されてもよい。
【００２２】
インプリント装置１は、硬化工程において、基板Ｓ（のショット領域）と型Ｍ（のパターン領域ＰＲ）との間のインプリント材ＩＭに対してインプリント材ＩＭを硬化させるための光９（硬化光）を光路ＬＰに照射するための光源２（硬化光源）を備えうる。光路ＬＰは、型Ｍおよびインプリント材ＩＭを介して基板Ｓに至る光路である。インプリント装置１は、更に、基板Ｓに設けられたアライメントマークおよび型Ｍに設けられたアライメントマークとの相対位置を検出する検出器１２を備えうる。検出器１２は、基板Ｓに設けられたアライメントマークおよび型Ｍに設けられたアライメントマークを検出光１５で照明し、これらのアライメントマークによって形成される像を撮像しうる。検出光１５も、光路ＬＰに照射される光として理解される。検出器１２は、アライメントマークからの光を検出しうる。
【００２３】
型Ｍは、基板Ｓの上のインプリント材を成形するための型である。型は、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。型Ｍは、矩形の外形形状を有し、基板Ｓ（の上のインプリント材）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成されたパターン面（第１面）１１ａを有する。型Ｍは、基板Ｓの上のインプリント材を硬化させるための紫外線（硬化光）を透過する材料、例えば、石英などで構成されうる。また、型Ｍのパターン領域ＰＲには、アライメントマークとして機能する型側マークが形成されている。
【００２４】
インプリント装置１は、更に、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍ（のパターン領域ＰＲ）との接触状態、あるいは、基板Ｓとの型Ｍ（のパターン領域ＰＲ）との間の空間へのインプリント材ＩＭの充填状態を検出するための撮像部６を備えうる。撮像部６は、その他、基板Ｓと型Ｍとの間の異物を検出するためにも使用されうる。撮像部６は、基板Ｓ、インプリント材ＩＭおよび型Ｍで構成される積層構造を観測光１８で照明し、この積層構造によって形成される像を撮像しうる。観測光１８も、光路ＬＰに照射される光として理解される。
【００２５】
インプリント装置１は、更に、変調光２１を光路ＬＰに照射する光源ユニット２０を備えうる。後述のように、光源ユニット２０は、空間光変調器を含み、この空間光変調器によって入射光が変調された変調光２１を光路ＬＰに照射する。変調光２１は、基板Ｓ（ショット領域）と型Ｍ（パターン領域ＰＲ）とのアライメントのために基板Ｓを変形させる第１変調光およびインプリント材ＩＭを部分的に硬化させる第２変調光を含みうる。光路ＬＰに第１変調光が照射されるときは、光路ＬＰに第２変調光が照射されず、光路ＬＰに第２変調光が照射されるときは、光路ＬＰに第１変調光が照射されないことが好ましい。ただし、変調光２１が光路ＬＰに照射される期間における十分に短い期間であれば、第１変調光および第２変調光の双方が光路ＬＰに照射されてもよい。第１変調光および第２変調光は、波長域が互いに重複しない光である。あるいは、第１変調光および第２変調光は、互いに異なる波長にピークを有する光でありうる。または、第１変調光および第２変調光は、互いに異なる強度を有する光でありうる。
【００２６】
第１変調光は、基板Ｓ、より詳しくは基板Ｓのパターン形成領域（ショット領域）を目標形状に変形させる光強度分布（照度分布）が基板Ｓの形成されるように変調された光でありうる。基板Ｓに対する第１変調光の照射によって、基板Ｓに温度分布が形成され、この温度分布によって基板Ｓのパターン形成領域が目標形状に変形する。基板Ｓのパターン形成領域が目標形状に変形し、基板Ｓのパターン形成領域と型Ｍのパターン領域ＰＲとのアライメントが完了した時点で硬化工程（硬化光源２によってインプリント材ＩＭに硬化光が照射され、インプリント材ＩＭが硬化される工程）が実行される。第１変調光は、インプリント材ＩＭを硬化させない波長を有する光である。
【００２７】
第２変調光は、インプリント材ＩＭを硬化させる波長、換言すると、インプリント材ＩＭの粘性（粘弾性）を高める波長を有する。第２変調光は、例えば、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭのうち基板Ｓのパターン形成領域の周辺部（枠状領域）におけるインプリント材ＩＭを硬化させるように変調された光でありうる。このような第２変調光の照射は、枠露光と呼ぶことができ、接触工程および／またはアライメント工程において実行され、基板Ｓのパターン形成領域の外にインプリント材ＩＭが押し出されることを防止するために有利である。インプリント装置で用いられる型Ｍにはメサ部と呼ばれる領域を備えており、メサ部にパターン領域ＰＲが形成されている。枠露光を実行することによって、基板に対して凸形状であるメサ部の側面にインプリント材が付着することを低減することができる。
【００２８】
硬化光源２、検出器１２、撮像部６および光源ユニット２０のそれぞれの光軸は、光路ＬＰを共有する。これを実現するために、合成ミラー２２、ダイクロイックミラー２３、２４が設けられている。合成ミラー２２は、観測光１８を透過し、変調光２１を反射する。ダイクロイックミラー２３は、観測光１８および変調光２１を透過し、検出光１５を反射する。ダイクロイックミラー２４は、観測光１８、変調光２１および検出光１５を透過し、硬化光９を反射する。
【００２９】
インプリント装置１は、更に、上記の基板駆動機構ＳＤ、型駆動機構ＭＤ、圧力調整器ＰＣ、ディスペンサ５、計測器２９、硬化光源２、検出器１２、撮像部６および光源ユニット２０等を制御する制御部７を備えうる。制御部７は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。制御部７は、インプリント装置１内に設けてもよいし、インプリント装置１とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。
【００３０】
（光源ユニットの構成）
図２には、光源ユニット２０の構成例が示されている。光源ユニット２０は、第１変調光を生成するための第１波長域を有する第１光を発生する第１光源１２１と、第２変調光を生成するための第２波長域を有する第２光を発生する第２光源１２２とを含みうる。また、光源ユニット２０は、第１光（入射光）を変調した第１変調光および第２光（入射光）を変調した第２変調光を発生する空間光変調器（変調器）としてのＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）１３３を含みうる。また、光源ユニット２０は、第１光源１２１からの第１光および第２光源１２２からの第２光を空間光変調器としてのＤＭＤ１３３に入射させる第１光学系（１２５、１２６、１１１、１３２）を含みうる。
【００３１】
一例において、光源ユニット２０は、照明部１２０と、変調部１３０とを光ファイバ１１０で接続して構成されうる。照明部１２０は、第１光源１２１、第２光源１２２、第１コントローラ１２３、第２コントローラ１２４、ミラー１２５、１２６を含みうる。第１光源１２１が発生する第１光の光路と第２光源１２２が発生する第２光の光路とはミラー１２５、１２６によって共通化され、光ファイバ１１０の入射部１１１に接続されている。光ファイバ１１０の射出部１１２は、変調部１３０に接続されている。
【００３２】
第１コントローラ１２３は、制御部７からの指令に従って第１光源１２１を制御する。第１光源１２１の制御は、第１光源１２１の点灯および消灯の制御を含みうる。第１光源１２１の制御は、更に、第１光源１２１が発生する第１光の強度の制御を含んでもよい。例えば、第１コントローラ１２３は、制御部７からの指令値に従った電流値を有する電流を第１光源１２１に供給する定電流回路を含みうる。あるいは、第１コントローラ１２３は、指令値に従って第１光源１２１を駆動する駆動回路と、第１光源１２１が発生する第１光の一部を受光する光電変換センサとを含み、該光電変換センサの出力を該駆動回路にフィードバックする構成を有しうる。
【００３３】
第２コントローラ１２４は、制御部７からの指令に従って第２光源１２２を制御する。第２光源１２２の制御は、第２光源１２２の点灯および消灯の制御を含みうる。第２光源１２２の制御は、更に、第２光源１２２が発生する第２光の強度の制御を含んでもよい。例えば、第２コントローラ１２４は、制御部７からの指令値に従った電流値を有する電流を第２光源１２２に供給する定電流回路を含みうる。あるいは、第２コントローラ１２４は、指令値に従って第２光源１２２を駆動する駆動回路と、第２光源１２２が発生する第２光の一部を受光する光電変換センサとを含み、該光電変換センサの出力を該駆動回路にフィードバックする構成を有しうる。
【００３４】
制御部７は、第１光源１２１および第２光源１２２を個別に制御しうる。制御部７は、例えば、第１光源１２１および第２光源１２２の一方を点灯させるときは他方を消灯させるように第１光源１２１および第２光源１２２を制御しうる。他の観点において、第１光源１２１からの第１光および第２光源１２２からの第２光の一方が空間光変調器（ＤＭＤ１３３）に入射しているときは、第１光および第２光の他方は該空間光変調器に入射しない構成が採用されうる。これは、例えば、第１、第２コントローラ１２３、１２４による第１、第２光源１２１、１２２の制御、または、第１光および第２光の一方を選択的に遮断する機構によって実現されうる。
【００３５】
（各光の波長について）
ここで、硬化光９、検出光１５、観測光１８、変調光２１（第１変調光、第２変調光）に対する波長の割り当ての一例を説明する。硬化光９は、インプリント材ＩＭを硬化させる光であり、一例において、３００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内に任意の波長域を有しうるが、３００ｎｍ以下の波長域を有してもよい。検出光１５は、アライメントマークを検出するための光であり、一例において、５５０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域を有する。観測光１８は、インプリント材ＩＭと型Ｍとの接触状態および基板Ｓと型Ｍとの間の空間へのインプリント材ＩＭの充填状態等を観察するための光である。観測光１８は、例えば、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長域から、硬化光９および検出光１５の波長域と重複しない波長域が選択されうる。変調光２１は、インプリント材ＩＭを硬化させない波長域を有する第１変調光と、インプリント材ＩＭを硬化させる波長域を有する第２変調光を含む。
【００３６】
変調光２１は、観測光１８と同様の波長域、例えば、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長域から硬化光９および検出光１５の波長域と重複しないように選択されうる。第１変調光は、第１光源１２１が発生した第１光を変調部１３０（ＤＭＤ１３３）が変調することによって生成される。第２変調光は、第２光源１２２が発生した第２光を変調部１３０（ＤＭＤ１３３）が変調することによって生成される。インプリント材ＩＭが硬化する波長域の上限から、第１光源１２１が発生する第１光および第２光源１２２が発生する第２光の波長を決定することができる。例えば、インプリント材ＩＭが硬化する波長域の上限が４４０ｎｍであれば、第１光源１２１が発生する第１光の波長を４６０ｎｍ程度とし、第２光源１２２が発生する第２光の波長を４１０ｎｍ程度とすることができる。第１光源１２１および第２光源１２２は、波長幅が狭い単波長光を発生する光源であることが好ましく、例えば、レーザーダイオードが適している。また、レーザーダイオードは、高速に点灯、消灯を切り替えることができる点で優れている。
【００３７】
光ファイバ１１０を介して変調部１３０に伝送された光は、光学系１３２を介して、空間光変調器としてのＤＭＤ１３３に入射する。光学系１３２は、例えば、集光光学系、および、該集光光学系からの光を均一化してＤＭＤ１３３を照明する照明系（例えば、マイクロレンズアレイ）を含みうる。ＤＭＤ１３３は、光を反射する複数のマイクロミラー（不図示）と、該複数のマイクロミラーをそれぞれ駆動するアクチュエータとを含む。各アクチュエータは、制御部７からの指令に従って、対応するマイクロミラーを複数のマイクロミラーの配列面に対して−１２度（ＯＮ状態）または＋１２度（ＯＦＦ状態）の角度に制御する。ＯＮ状態のマイクロミラーで反射された光は、変調光として、ＤＭＤ１３３と基板Ｓとを光学系に共役関係にする投影光学系１３４（第２光学系）を介して基板Ｓの上に像を形成する。ＯＦＦ状態のマイクロミラーで反射された光は、基板Ｓに到達しない方向に反射される。全てのマイクロミラーをＯＮ状態にしたときに基板Ｓに投影される領域（最大照射領域）は、基板Ｓの最大パターン形成領域（ショット領域）のサイズより大きい。第２変調光を基板Ｓのパターン形成領域の周辺部（枠状領域）を照射することを考慮して、最大照射領域は、最大パターン形成領域より１ｍｍ以上大きい領域に設定されうる。ＤＭＤ１３３に代えて、他の空間光変調器、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が採用されてもよい。
【００３８】
変調部１３０を構成している光学系は、インプリント材ＩＭを硬化させない波長の第１光（第１変調光）およびインプリント材ＩＭを硬化させる波長の第２光（第２変調光）の双方を透過させる必要がある。また、一般的なＤＭＤでは、４２０ｎｍ以下の波長では、マイクロミラーアレイに照射可能な最大光強度が低下し、更に、紫外光と可視光との境界である４００ｎｍ付近では、マイクロミラーアレイに照射可能な最大光強度が１／１０００程度に極端に低下する。そこで、波長幅が短いレーザーダイオード等を使って、インプリント材ＩＭが硬化する波長域の上限付近に第１光源１２１の波長および第２光源１２２の波長を近づけることが望ましい。
【００３９】
制御部７は、例えば、基板Ｓの表面上に形成すべき光強度分布（照度分布）データに基づいて、ＤＭＤ１３３の各マイクロミラーのＯＮ状態およびＯＦＦ状態の切り替えを制御する制御データを生成しうる。光強度分布データは、例えば、各マイクロミラーをＯＮ状態にする時間に関する情報および各マイクロミラーをＯＦＦ状態にする時間に関する情報を含みうる。ＯＮ状態のマイクロミラーが多いほど、また、ＯＮ状態が長いほど、基板Ｓのパターン形成領域を大きな露光量を与えることができる。
【００４０】
制御部７は、第１光を変調して第１変調光を発生するための光強度分布データと、第２光を変調して第２変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第１光を変調して第１変調光を発生するための光強度分布データは、基板Ｓｎｏパターン形成領域（ショット領域）を目標形状に変形させる光強度分布データを含みうる。第２光を変調して第２変調光を発生するための光強度分布データは、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭのうち基板Ｓのパターン形成領域の周辺部（枠状領域）におけるインプリント材ＩＭを硬化される（粘性を増加させる）光強度分布データを含みうる。
【００４１】
変調部１３０を第１光源１２１および第２光源１２２で共有する構成は、変調部１３０あるいは光源ユニット２０を小型化すること、これによりインプリント装置１の構造を単純化するために有利である。これにより、光路ＬＰの付近に変調部１３０を配置することを容易にすることができる。照明部１２０と変調部１３０とを相互に分離した構成は、熱源となる照明部１２０をインプリント装置１の光路ＬＰから遠い位置に配置するために有利である。しかし、光ファイバ１１０を使用せず、照明部１２０と変調部１３０とを近接して配置してもよい。あるいは、変調部１３０に照明部１２０を組み込んでもよい。また、第１光源１２１と変調部１３０とを第１光ファイバで接続し、第２光源１２２と変調部１３０とを第２光ファイバで接続してもよく、この場合、第１光ファイバから出る第１光の光路と第２光ファイバから出る第２光の光路とが結合されうる。
【００４２】
（光源ユニットの動作）
図３（ａ）には、インプリント装置１によって実行されるインプリント処理における光源ユニット２０の第１動作例が示されている。図３（ａ）において、「インプリント処理」は、インプリント処理の進行を示している。インプリント処理は、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍとを接触させる接触工程と、該接触工程の後に基板Ｓと型Ｍとのアライメントを行うアライメント工程と、該アライメント工程の後にインプリント材ＩＭを硬化させる硬化工程とを含みうる。接触工程は、駆動機構ＤＲＶによって基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍ（のパターン領域ＰＲ）とを接触させる工程である。この接触工程は、例えば、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと凸形状に変形された型Ｍのパターン領域ＰＲとの接触の開始によって開始し、パターン領域ＰＲの全域が平坦にされることによって終了する期間でありうる。インプリント処理は、接触工程に付随する工程として、駆動機構ＤＲＶによって基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍとを相互に近づける駆動工程を有し、この工程は図３（ａ）では「駆動」として記載されている。
【００４３】
アライメント工程では、検出器１２によって検出される結果に基づいて、基板Ｓのパターン形成領域と型Ｍのパターン領域ＰＲとがアライメントされるように駆動機構ＤＲＶによって基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方が駆動される。また、アライメント工程では、検出器１２によって検出される結果に基づいて、基板Ｓのパターン形成領域（ショット領域）と型Ｍのパターン領域ＰＲとがアライメントされるように型駆動機構によって型Ｍが変形されうる。また、アライメント工程では、検出器１２によって検出される結果に基づいて、基板Ｓのパターン形成領域と型Ｍのパターン領域ＰＲとがアライメントされるように、後述の変形工程が実行されうる。
【００４４】
アライメント工程と並行して充填工程が進行する。充填工程では、基板Ｓと型Ｍのパターン領域ＰＲとの間のインプリント材ＩＭがパターン領域ＰＲのパターンを構成する凹部に充填され、また、基板Ｓと型Ｍのパターン領域ＰＲとの間に存在する空隙が消失する。アライメント工程および充填工程は、図３（ａ）では、「充填およびアライメント」として記載されている。一例において、充填工程がアライメント工程に先行して開始しうる。また、図３（ａ）では、硬化工程は「硬化」として、分離工程は「分離」として記載されている。
【００４５】
図３（ａ）において、「ＤＭＤによる光変調」は、光源ユニット２０のＤＭＤ１３３による光の変調を示す。「Ｃ」は、部分硬化工程であり、インプリント材ＩＭを硬化させる（粘性を増加させる）波長域の光である第２光を変調して生成される第２変調光が光路ＬＰに照射されることを示す。第１実施形態における部分硬化工程Ｃでは、前述の枠状領域におけるインプリント材ＩＭが硬化（いわゆる枠露光）される。「Ｄ」は、変形工程であり、インプリント材ＩＭを硬化させない波長域の光である第１光を変調して生成される第１変調光が光路ＬＰに照射されることを示す。変形工程Ｄでは、基板Ｓのパターン形成領域と型Ｍのパターン領域ＰＲとのアライメントのために、基板Ｓのパターン形成領域が変形される。「ＯＦＦ」は、光路ＰＬに第１変調光も第２変調光も照射されないことを示す。「ＯＦＦ」の期間にＤＭＤ１３３を制御して、第１変調光から第２変調光の光強度分布となるように切り替える。
【００４６】
枠露光を行う部分硬化工程Ｃの期間（タイミング、時間長さ）は、枠状領域におけるインプリント材ＩＭを硬化させて基板Ｓのパターン形成領域の外にインプリント材ＩＭが押し出されることを防止するように決定されうる。変形工程Ｄの期間（タイミング、時間長さ）は、硬化工程において硬化光源２からの硬化光９によってインプリント材ＩＭを硬化させる時点において基板Ｓのパターン形成領域が目標形状になるように決定されうる。少なくともアライメント期間中に基板Ｓを変形させ、硬化工程が開始する前に完了させるのが望ましい。
【００４７】
なお、第１実施形態では、部分硬化工程Ｃを先に行い、その後に変形工程Ｄを行う実施形態について説明したが、実施する順番はこれに限られず、反対であってもよいし、複数回繰り返して実行してもよい。
【００４８】
図３（ｂ）には、インプリント装置１によって実行されるインプリント処理における光源ユニット２０の第２動作例が示されている。標記方法は、図３（ａ）の標記方法に従う。図３（ｂ）に示された第２例では、図３（ａ）に示された例における「ＯＦＦ」の期間が省略ないし短縮されている。部分硬化工程Ｃの期間と変形工程Ｄの期間とは重複させることができない。考えられうる１つの制約の下では、接触工程においては部分硬化工程Ｃが実行されない。これは、接触工程においてインプリント材ＩＭが部分的にでも硬化すると、インプリント材ＩＭが広がることが妨げられ、後の充填工程における充填が妨げられるからである。このような制約の下では、部分硬化工程Ｃの後に変形工程Ｄが実行される場合、互いに並行して進行するアライメント工程および充填工程に要する時間は、部分工程Ｃの期間と変形工程Ｄの期間との合計時間より短くすることはできない。
【００４９】
部分硬化工程Ｃは、前述のように、枠露光が実行される。枠露光の実行期間は、基板Ｓのパターン形成領域（型Ｍのパターン領域）の外にインプリント材ＩＭが押し出されることが防止されるように決定される。
【００５０】
部分硬化工程Ｃは、前述のように、制振露光が実行される。制振露光の実行時間は、基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動が低減されアライメントの収束性が向上するように決定される。
【００５１】
図４には、図３（ａ）、（ｂ）に示された第１、第２動作例の変形工程Ｄにおける基板Ｓ（のパターン領域）の変形量（熱変形量）の時間的な変化が例示されている。変形量の変化は、例えば、指数関数を含む関数で表現されうる。この指数関数の時定数を予め求めておくことによって、各変形工程Ｄの時間や、変形工程Ｄの開始タイミングを決定することができる。また、第１光の強度が調整されてもよい。
【００５２】
このように、異なる波長の光源に対して変調部１３０（ＤＭＤ１３３）を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、インプリント装置に複数の機能を配置することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、第２変調光として、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高めるための光を照射する場合について説明した。
【００５４】
第２実施形態における第２変調光は、基板Ｓのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材ＩＭの粘性を高め、これによってインプリンント材ＩＭによる基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めるように変調された光でありうる。このような第２変調光の照射は、制振露光と呼ぶことができ、アライメント工程において実行され、アライメント精度を向上させうる。インプリント材ＩＭによる基板Ｓと型Ｍとの結合力が弱い状態（第２変調光の照射前）では、基板Ｓおよび型Ｍは、外乱等によって個別に振動しうる（つまり、基板Ｓと型Ｍとの間に相対的な振動が大きい）。インプリント材ＩＭへの第２変調光の照射によりインプリント材ＩＭの粘性を部分的に高め、基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めることによって、基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動を低減し、アライメントの収束性を向上させることができる。一例において、基板Ｓと型Ｍと間の相対移動によって発生するせん断力の大きさが０．５〜１．０Ｎの範囲内になるように第２変調光の照射によってインプリント材ＩＭの粘性（粘弾性）を高めることが、アライメントの収束性を向上させるために効果的である。
【００５５】
なお、第２実施形態における制御部７は、第１光を変調して第１変調光を発生するための光強度分布データと、第２光を変調して第２変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第２光を変調して第２変調光を発生するための光強度分布データは、基板Ｓのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材ＩＭの粘性を高めてインプリンント材ＩＭを介した基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めるための光強度分布データを含みうる。
【００５６】
第２実施形態における部分硬化工程Ｃでは、基板Ｓのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材ＩＭの粘性が高められる（いわゆる制振露光）。
【００５７】
なお、制振露光を行う部分硬化工程Ｃの期間（タイミング、時間長さ）は、インプリント材ＩＭの粘性を部分的に高めて基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めることによって基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動を低減するように決定されうる。
【００５８】
このように、異なる波長の光源に対して変調部１３０（ＤＭＤ１３３）を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、基板を変形させる機構とインプリント材の粘性を高める（制振露光）機構を配置することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
第１実施形態では、第１変調光として、基板Ｓのパターン形成領域（ショット領域）を目標形状に変形させる光強度分布（照度分布）が基板Ｓの形成されるように変調された光を照射する場合について説明した。
【００６０】
第３実施形態における第１変調光は、基板Ｓのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材ＩＭの粘性を高め、これによってインプリンント材ＩＭによる基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めるように変調された光でありうる。このような第１変調光の照射は、制振露光と呼ぶことができ、アライメント工程において実行され、アライメント精度を向上させうる。インプリント材ＩＭによる基板Ｓと型Ｍとの結合力が弱い状態（第１変調光の照射前）では、基板Ｓおよび型Ｍは、外乱等によって個別に振動しうる（つまり、基板Ｓと型Ｍとの間に相対的な振動が大きい）。インプリント材ＩＭへの第１変調光の照射によりインプリント材ＩＭの粘性を部分的に高め、基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めることによって、基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動を低減し、アライメントの収束性を向上させることができる。一例において、基板Ｓと型Ｍと間の相対移動によって発生するせん断力の大きさが０．５〜１．０Ｎの範囲内になるように第２変調光の照射によってインプリント材ＩＭの粘性（粘弾性）を高めることが、アライメントの収束性を向上させるために効果的である。
【００６１】
なお、第３実施形態における制御部７は、第１光を変調して第１変調光を発生するための光強度分布データと、第２光を変調して第２変調光を発生するための光強度分布データとを格納するメモリを含みうる。第１光を変調して第１変調光を発生するための光強度分布データは、基板Ｓのパターン形成領域の任意の箇所におけるインプリント材ＩＭの粘性を高めてインプリンント材ＩＭを介した基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めるための光強度分布データを含みうる。
【００６２】
第３実施形態における部分硬化工程Ｃでは、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高めるための光が照射される（いわゆる枠露光）。一方、第１実施形態の変形工程Ｄの代わりに、第３実施形態では、基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動を低減させるための光がショット領域に照射される。
【００６３】
なお、制振露光を行う制振露光工程の期間（タイミング、時間長さ）は、インプリント材ＩＭの粘性を部分的に高めて基板Ｓと型Ｍとの結合力を高めることによって基板Ｓと型Ｍとの間の相対的な振動を低減するように決定されうる。
【００６４】
このように、基板上の照射領域の分布が異なる光源に対して変調部１３０（ＤＭＤ１３３）を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高める（枠露光）機構を配置することができる。
【００６５】
（第４実施形態）
第１実施形態では、第１変調光と第２変調光の２種類の異なる波長または、分布を有する光を基板に照射する場合について説明した。第４実施形態における光源ユニット２０には、第１変調光と第２変調光に加えて、第３変調光を基板に照射する機構が設けられていてもよい。
【００６６】
例えば、図２の光源ユニットに、第３波長域の第３光を照射することができる第３光源を備えることができる。第３光源は第３コントローラによって制御されうる。この場合、第１変調光はショット領域を目標形状に変形させる光強度分布の光とし、第２変調光は、ショット領域の周辺部におけるインプリント材の粘性を高める光とし、第３変調光は、アライメントの収束性を向上させるための光とすることができる。
【００６７】
これらの複数の光源の光を基板に対して順次照射する際には、図３の部分硬化工程Ｃにおいて枠露光および制振露光の双方を実行することができる。部分硬化工程Ｃにおいて、枠露光および制振露光の双方が実行される場合、典型的には、枠露光が制振露光より先になされうる。これは制振露光がアライメント工程の途中で実行され、硬化工程の直前で完了するのが望ましいためである。
【００６８】
このように、異なる波長の光源に対して変調部１３０（ＤＭＤ１３３）を共通化することにより、装置の構造を複雑化することなく、基板を変形させる機構とインプリント材の粘性を高める（制振露光）機構を配置することができる。合わせて基板上の照射領域の分布が異なる光源に対して変調部１３０を共通化することもできる。また、更なる光源を追加して光源ユニット２０に構成することも可能である。
【００６９】
（物品の製造方法）
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。光学素子としては、マイクロレンズ、導光体、導波路、反射防止膜、回折格子、偏光素子、カラーフィルタ、発光素子、ディスプレイ、太陽電池等が挙げられる。ＭＥＭＳとしては、ＤＭＤ、マイクロ流路、電気機械変換素子等が挙げられる。記録素子としては、ＣＤ、ＤＶＤのような光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、磁気ヘッド等が挙げられる。センサとしては、磁気センサ、光センサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
【００７０】
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
【００７１】
次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図５（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。
【００７２】
図５（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図５（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
【００７３】
図５（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。
【００７４】
図５（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図５（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
【００７５】
次に、物品の別の製造方法について説明する。図６（ａ）に示すように、石英ガラス等の基板１ｙを用意し、続いて、インクジェット法等により、基板１ｙの表面にインプリント材３ｙを付与する。必要に応じて、基板１ｙの表面に金属や金属化合物等の別の材料の層を設けても良い。
【００７６】
図６（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｙを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｙに向け、対向させる。図６（ｃ）に示すように、インプリント材３ｙが付与された基板１ｙと型４ｙとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｙは型４ｙと基板１ｙとの隙間に充填される。この状態で光を型４ｙを透して照射すると、インプリント材３は硬化する。
【００７７】
図６（ｄ）に示すように、インプリント材３ｙを硬化させた後、型４ｙと基板１ｙを引き離すと、基板１ｙ上にインプリント材３ｙの硬化物のパターンが形成される。こうして硬化物のパターンを構成部材として有する物品が得られる。なお、図６（ｄ）の状態で硬化物のパターンをマスクとして、基板１ｙをエッチング加工すれば、型４ｙに対して凹部と凸部が反転した物品、例えば、インプリント用の型を得ることもできる。
【符号の説明】
【００７８】
１  インプリント装置
Ｓ  基板
１２１  第１光源
１２２  第２光源
１３３  ＤＭＤ
１３０  変調部
【図１】
2020077796.tif 000003
【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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