(57)【要約】【課題】  本発明は、型のパターン領域からインプリント材のはみ出しを低減することができるインプリント装置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、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、基板上のインプリント材の粘性を増加させるための照射光を型を介してインプリント材に照射する光学系を有し、型のメサ部の端を含み、メサ部を囲む周辺領域は、第１領域と、型とインプリント材を接触させた状態で、インプリント材が周辺領域の複数の領域のそれぞれに到達する時間が第１領域よりも遅い第２領域とを含んでおり、型とインプリント材とを接触させた状態で、第１領域を介してインプリント材を照射する照射光の強度が、第２領域を介してインプリント材を照射する照射光の強度よりも高くなるように、光学系を制御する制御部を備えることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板上のインプリント材の粘性を増加させるための照射光を前記型を介してインプリント材に照射する光学系を有し、
前記型のメサ部の端を含み、前記メサ部を囲む周辺領域は、第１領域と、前記型と前記インプリント材を接触させた状態で、前記インプリント材が前記周辺領域の複数の領域のそれぞれに到達する時間が前記第１領域よりも遅い第２領域とを含んでおり、
前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で、前記第１領域を介して前記インプリント材を照射する照射光の強度が、前記第２領域を介して前記インプリント材を照射する照射光の強度よりも高くなるように、前記光学系を制御する制御部を備える、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記第２領域は、前記周辺領域のうち前記型のメサ部のコーナーを含む領域である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領域は、前記周辺領域のうち前記型のメサ部に形成されているパターンがアライメントマークを含む領域であ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２領域は、前記周辺領域のうち前記型のパターン領域に形成されているパターン方向が前記型のメサ部の端に沿っていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記第２領域に供給される前記インプリント材の液滴の滴下位置と、前記型のメサ部に形成されたパターンが転写される前記基板のショット領域の端部との距離は、
前記第１領域に供給される前記インプリント材の液滴の滴下位置と、前記周辺領域の複数の領域のそれぞれとの距離よりも長いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記光学系は、前記照射光の照射強度の分布を形成する光変調素子を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第２領域に前記照射光を照射しないように前記光学系を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記インプリント装置は、前記インプリント材を硬化させる光を照射する光照射系を備え、
前記制御部は、前記インプリント材の粘性を増加させ、前記型と前記基板の位置合わせを行った後、
前記光照射系は、前記インプリント材を硬化させるために前記メサ部の全体に光を照射することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板上のインプリント材の粘性を上げる硬化部、を有し、
前記型のメサ部の端を含み、前記メサ部を囲む周辺領域は、第１領域と、前記型と前記インプリント材を接触させた状態で、前記インプリント材が前記周辺領域の複数の領域のそれぞれに到達する時間が前記第１領域よりも遅い第２領域とを含んでおり、
前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で、前記硬化部が前記第１領域に対応する前記インプリント材に対して与える単位面積当たりの熱量が、前記硬化部が前記第２領域に対応する前記インプリント材に対して与える単位面積当たりの熱量よりも多くなるように、前記硬化部を制御する制御部を備える、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインプリント装置を用いて、基板上にパターンを形成する工程と、
パターンが形成された基板を加工する工程と、を有し、
加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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に型を接触させインプリント材を硬化させることによって基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成する。インプリント装置では、基板上のショット領域に供給されたインプリント材と型を接触させる際に、インプリント材と型に押圧力を加えるため、インプリント材が広がるように移動し、ショット領域や基板の外側にインプリント材がはみ出るおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、基板上のエッジショット領域に供給されたインプリント材と型を接触させる際に、パターン形成領域の境界付近にＵＶ光を照射して、基板のエッジの方に広がるインプリント材を硬化させて、はみ出しを防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６９９１９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用いられる型は、その一部の領域が周囲の領域から突出した凸部（メサ部と呼ばれる）となっている。型のメサ部には、基板上に形成されるパターン（パターン領域）が形成されていたり、パターンが形成されていない平面であったりする。そのため、基板上のインプリント材と型のメサ部を対向させてメサ部の表面にインプリント材を接触させている間に、インプリント材がメサ部からはみ出し、メサ部の側面に付着し、それが異物の発生原因となる恐れがある。特許文献１のインプリント装置は、基板の外周部にインプリント材が広がることを防止することはできるが、型のメサ部の側面（外側）にインプリント材がはみ出すことを防止することはできない。
【０００６】
本発明は、型のパターン領域からインプリント材のはみ出しを低減することができるインプリント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】
【０００７】
本発明のインプリント装置は、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、基板上のインプリント材の粘性を増加させるための照射光を型を介してインプリント材に照射する光学系を有し、型のメサ部の端を含み、メサ部を囲む周辺領域は、第１領域と、型とインプリント材を接触させた状態で、インプリント材が周辺領域の複数の領域のそれぞれに到達する時間が第１領域よりも遅い第２領域とを含んでおり、型とインプリント材とを接触させた状態で、第１領域を介してインプリント材を照射する照射光の強度が、第２領域を介してインプリント材を照射する照射光の強度よりも高くなるように、光学系を制御する制御部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、型のパターン領域からインプリント材のはみ出しを低減することができる点で有利なインプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インプリント装置を示した図である。
【図２】インプリント材を成形する工程を示したフローチャートである。
【図３】従来のインプリント方法を示した図である。
【図４】照射光による照射領域を示した図である。
【図５】照射光による照射領域を示した図である。
【図６】第１実施形態の照射強度の分布を示した図である。
【図７】照射強度の分布を形成する光学系を示した図である。
【図８】第２実施形態の照射強度の分布を示した図である。
【図９】第３実施形態の照射強度の分布を示した図である。
【図１０】第４実施形態の照射強度の分布を示した図である。
【図１１】第５実施形態の液滴の配置と型の端部を示した図である。
【図１２】第６実施形態の液滴の配置と型の端部を示した図である。
【図１３】第７実施形態のパラメータを変更するフローチャートである。
【図１４】平坦化処理の工程を示す図である。
【図１５】物品の製造方法を説明するための図である。
【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】
（インプリント装置）
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。例えば、インプリント装置は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成された型を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、型と基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材から型を剥離（離型）することで、基板上のインプリント材に型のパターンを転写することができる。このような一連の処理を、インプリント処理と呼び、基板における複数のショット領域の各々について行われる。つまり、１枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行う場合には、該１枚の基板におけるショット領域の数だけインプリント処理が繰り返し行われることとなる。
【００１２】
図１は本実施形態におけるインプリント装置１の構成を示した図である。図１を用いてインプリント装置１の構成について説明する。ここでは、基板１０が配置される面をＸＹ面、それに直交する方向をＺ方向として、図１に示したように各軸を決める。インプリント装置１は、基板上に供給されたインプリント材を型８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。型８は、モールド、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。図１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る。ここでは光硬化法を採用したインプリント装置１について説明する。
【００１３】
インプリント装置１は、型８を保持し移動する型保持部３（インプリントヘッド）、基板１０を保持し移動する基板保持部４（ステージ）、基板上にインプリント材を供給する供給機構５（ディスペンサ）を備える。また、インプリント装置１には、インプリント材を硬化させる光９を照射する光照射系２、光３５を照射して型とインプリント材の接触状態を撮像する撮像部６、インプリント装置１の動作を制御する制御部７を備える。さらに、インプリント装置１は、型や基板に形成されたマークを検出する検出器１２を備える。
【００１４】
基板保持部４は、基板１０を保持する基板チャック１６、ＸＹＺ座標系における少なくともＸ軸方向およびＹ軸方向の２軸に関して基板１０の位置を制御する基板駆動機構１７を備える。また、基板保持部４は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１８を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラー１８にそれぞれビームを照射することで、基板保持部４の位置を測定する複数のレーザ干渉計１９（測長器）を備える。レーザ干渉計１９は、基板保持部４の位置を計測し、制御部７は、このときの計測値に基づいて基板１０（基板保持部４）の位置決め制御を実行する。インプリント装置１は、参照ミラー１８とレーザ干渉計１９の代わりにエンコーダを用いて基板保持部４の位置を測定してもよい。
【００１５】
型保持部３は、型チャック１１によって型８を保持した状態で型保持部に設けられた型駆動機構３８（アクチュエータ）によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。型保持部３が型駆動機構３８によって下方（−Ｚ方向）に移動することによって型８のパターン領域８ａはインプリント材１４と接触（押印）する。インプリント装置１に用いられる型８のメサ部８ｄ（図３参照）には、基板上に形成する凹凸パターンの反転パターン（パターン領域）が形成されていたり、パターンが形成されていない平面（平坦部）であったりする。以下の説明では、型のメサ部は、パターン領域８ａである場合について説明するが、パターンが形成されていない平坦部であってもよい。インプリント材が硬化した後、型保持部３が型駆動機構３８によって上方（＋Ｚ方向）に移動することによって型８のパターン領域８ａは硬化したインプリント材から引き離される（離型）。押印と離型は、型保持部３が移動する代わりに基板保持部４がＺ軸方向に移動してもよく、型保持部３と基板保持部４とが相対的に移動してもよい。
【００１６】
さらに、型保持部３には、光透過部材４１（例えば石英板）と型８で区切られた空間１３が設けられていてもよく、空間１３内の圧力を調整することにより押印時や離型時の型８を変形することができる。例えば、押印時に空間１３内の圧力を高くすることで型８を基板１０に対して凸形状に変形させてパターン領域８ａとインプリント材１４とを接触させることができる。
【００１７】
検出器１２は、型８に形成されたマークと、基板１０に形成されたマークとを検出することができる。インプリント装置１は、検出器１２の検出結果に基づいて型８と基板１０の相対的な位置を求めることができ、型８と基板１０の少なくとも一方を移動させることで型８と基板１０を位置合わせすることができる。
【００１８】
制御部７は、基板１０上に形成された複数のショット領域にパターンを形成するためにインプリント装置１の各機構の動作を制御する。また制御部７は、型保持部３、基板保持部４、供給機構５、光照射系２および検出器１２を制御するように構成されうる。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。
【００１９】
インプリント材には、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、紫外線などの光である。
【００２０】
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る。このうち、光により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また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。
【００２１】
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り基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、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。
【００２２】
基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。
【００２３】
（第１実施形態）
図２はインプリント装置１を用いて基板１０上のインプリント材１４を成形する成形工程を示したフローチャートである。図２を参照しながら光硬化法によるインプリント方法を説明する。
【００２４】
まず、工程１０１において、インプリント装置１内に基板１０を搬入する。不図示の基板搬送機構によって、基板１０は基板保持部４の基板チャック１６に搬入される。
【００２５】
次に工程１０２で、供給機構５はインプリント材のパターンが形成される基板１０上のショット領域にインプリント材１４を供給する。工程１０３で型８と基板１０を互いに近づけることで基板１０上のインプリント材１４と型８のパターン領域８ａを接触させる（押印工程）。
【００２６】
その際、図３（ａ）に示すように、インプリント材１４と型８との濡れ性が良いため、インプリント材１４が型８のパターン領域８ａからはみ出し、パターン領域８ａの側面８ｂ付着することが確認されている。パターン領域８ａの側面８ｂにインプリント材１４が付着した状態でインプリント材が硬化すると、型８を離型した際に、図３（ｂ）に示すような形状のインプリント材１４が形成される。なお、図３（ｂ）のインプリント材１４は、パターン領域８ａに対応する微細な凹凸パターンは省略している。
【００２７】
図３（ｂ）に示すようにインプリント材１４の突起形状１５が形成されると、膜厚が不均一となり、後工程のエッチング処理等で影響を与える恐れがある。また、パターン領域８ａの側面８ｂに付着したインプリント材１４の一部がインプリント中に基板１０上へ落下し、異物となる恐れがある。基板１０上に異物が存在していると、押印工程に基板上の異物に型８が接触すると、型８のパターン領域８ａに形成された微細パターンが破壊する恐れがある。そのため、パターン形成の不良を引き起こす原因となる。
【００２８】
また、ショット領域の角部（コーナー部、ショット領域が矩形の場合の角部）などのインプリント材が最後に充填する箇所は、図３（ｃ）に示すようにパターン領域８ａの全部にインプリント材が充填されずに未充填８ｃとなる場合がある。基板１０上に未充填８ｃが存在する場合もまた、インプリント材１４の膜厚が不均一になり、後工程のエッチング処理等で影響を与える恐れがある。
【００２９】
本実施形態では、パターン領域８ａの側面８ｂにインプリント材が付着するのを低減し、パターン形成の不良や型８の破壊を防ぐことにより、歩留まりの高いインプリント装置を提供する。また、未充填が生じやすい部分に対してインプリント材の充填性を低下させずにインプリント材のパターンを形成するインプリント装置を提供する。
【００３０】
そこで、本実施形態のインプリント装置１は、工程１０３においてパターン領域８ａをインプリント材１４に接触させる際に、工程１０４によりパターン領域８ａの外周部に照射光５０を照射することで、インプリント材１４のはみ出しを防ぐ。工程１０４は、パターン領域８ａの一部がインプリント材１４と接触し、工程１０３が完了する前に、照射光５０を照射する。微細パターンが形成されている型８のパターン領域８ａの中心付近には照射光５０を照射しない。このように側面８ｂを含む領域に照射光５０を照射することで、側面８ｂにインプリント材１４が付着することを防ぎ、型８の中心部にあるインプリント材１４に関しては粘性を変化させずに、微細パターンへ充填性を維持することができる。
【００３１】
工程１０３において、押印が完了してパターン領域８ａのパターンにインプリント材が充填した後、工程１０５において型８と基板１０との位置合わせを行う。例えば、検出器１２で型８に形成されたマークと基板１０に形成されたマークからの光を検出することによって型８と基板１０の位置合わせを行う。
【００３２】
工程１０６にて重ね合わせ精度判定が実施され、重ね合わせ精度が判定値を満足すれば、工程１０７で型８とインプリント材１４が接触した状態で光照射系２から光９を照射することでインプリント材１４を硬化させる。光照射系２は、少なくともパターン領域８ａの全体を照射する。インプリント材１４を硬化させた後、工程１０８にて、硬化したインプリント材１４から型８を引き離す（離型工程）。工程１０６にて重ね合わせ精度判定が判定値を満足しなければ、工程１０５の型と基板の位置合わせ工程を継続する。工程１０６で判定値を満足しない場合には、強制的に次工程に進むように処理してもよい。
【００３３】
工程１０８で型８が基板上のインプリント材から引き離された後、工程１０９において、基板１０上に指定したショット領域に対してインプリント処理が完了したかどうかの終了判定が行われる。工程１０９でインプリント処理が終了した場合、工程１１０においてインプリント装置１外に基板１０を搬出する。インプリント処理が完了していない場合、工程１０２に戻り、次のインプリント位置（ショット領域）にインプリント材１４を供給し、インプリント処理が完了するまで各工程が繰り返される。
【００３４】
工程１０４において、側面８ｂに近いショット領域（パターン領域８ａ）のコーナー部にも照射光５０が照射されると、インプリント材１４がコーナー部に充填しにくくなり、未充填欠陥が生じる恐れがある。そこで、第１実施形態のインプリント装置１は、工程１０４においてパターン領域８ａのコーナー部（第２領域）には照射光５０の強度を低くする。
【００３５】
工程１０４で行う光の照射について詳細に説明する。図４は、工程１０４で行う光の照射を説明する図である。図４（ａ）に示すように、照射光５０を型８のパターン領域８ａの外周部である側面８ｂを含む周辺領域（照射領域５２）に照射する。照射光５０はインプリント材１４が重合反応する光であれば良く、紫外光に限らない。照射光５０によってインプリント材１４が硬化してしまうと工程１０５で位置合わせを行うことができない。そのため、工程１０４で行う光の照射はインプリント材１４を硬化させずに、パターン領域８ａ付近のインプリント材１４の粘性が高くなる程度の光を照射する。照射光５０は、インプリント材１４の材料の性質などを考慮して、照射する光の波長や、照射時間、強度などを適宜決めることができる。
【００３６】
図４（ｂ）は、型８を介して基板１０上に照射光５０が照射される照射領域５２と型８の側面８ｂ（外周部）の関係を示した図である。図４に示すように、照射光５０の照射領域５２は型８の側面８ｂを含む領域である。図４に示すように照射領域５２を設定することで押印時にインプリント材１４がパターン領域８ａからはみ出すことを防ぐことができる。
【００３７】
図５（ａ）に示す型８のパターン領域８ａと基板１０上に供給されたインプリント材１４とを接触させる際に、型８のパターン領域８ａを基板１０に対して凸形状に変形させてインプリント材１４と接触させることがある。図５（ｂ）に示すように、型とインプリント材が接触する領域は、型８の中心付近のパターン領域８ａとインプリント材１４とが接触した後、パターン領域８ａの外側（外周部）に向かって広がり始める。図５（ｃ）に示すように、照射光５０が照射される領域内のインプリント材１４の気液界面１４ｂは、照射光５０によって、重合反応が開始され、気液界面１４ｂの粘性が増加する。パターン領域８ａの外周部のインプリント材１４の粘性が増加することで、パターン領域８ａの外側に向かって広がるインプリント材１４の気液界面１４ｂの移動速度が低下し、型８の側面８ｂにインプリント材が付着することを防ぐことができる。このとき、インプリント材１４の粘性変化に必要な照射光５０の強度や、照射光５０の照射タイミングは、インプリント材１４の種類などによっても異なるため、別途実験により条件を探索する必要がある。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、パターン領域８ａのコーナー部はインプリント材が充填しにくい。そのため、第１実施形態では照射光５０を図４（ｂ）に示す照射領域５２に対して照射光５０を均一に照射するのではなく、コーナー部に相当する位置の照射光５０の強度を低くする。
【００３９】
そこで、第１実施形態では、図６（ｂ）に示すように照射領域５２を複数の小領域に分割する。かつ、それぞれの小領域に対し照射強度を変えて照射光５０を照射する。後述する光変調素子５３を用いることで、照射領域５２に対する照射光５０の照射領域や照射強度を設定することができる。図６（ｂ）では、照射領域５２を縦方向８個、横方向６個のそれぞれ正方形状の小領域に分割する例を示したが、分割個数はこれに限らず任意数に設定してよい。また、それぞれの小領域の形状は長方形状、三角形状その他任意形状に設定してよい。
【００４０】
図７を用いて照射光５０をパターン領域８ａの外周部（側面８ｂを含む領域）に照射するための光学系の一例に関して説明する。図７は、照射光５０を照射するための光学系の模式図を示す。インプリント材１４が重合反応する波長の照射光光源５１を用意する。照射光光源５１はインプリント材１４を所望の粘度に重合反応させるために必要な光出力が得られるものを選定し、例えば、ランプ、レーザダイオード、ＬＥＤ等から構成される。照射光光源５１からの光は光学素子５４ａによって、光変調素子５３（空間光変調素子）へ導かれる。本実施形態の光変調素子５３としては、デジタルマイクロミラーデバイス（以下ＤＭＤ）を使用した例を示す。しかし、光変調素子５３としては、ＤＭＤに限らず、ＬＣＤデバイスやＬＣＯＳデバイス等のその他の素子を使用することができる。インプリント装置１は、照射光光源５１と基板１０との間に光変調素子５３を用いることで、照射光５０の照射領域５２や光の強度を基板上の任意の場所を設定することができる。また、光変調素子５３によって照射領域５２や光強度が制御された照射光５０は、光学素子５４ｂにより、型８および基板１０に投影される倍率が調整される。
【００４１】
照射領域５２が図６（ｂ）に示すように複数の小領域が設けられている場合には、例えば小領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ（第２領域）を他の領域（第１領域）よりも照射光５０の強度を低くする。この時、制御部５５は、小領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを介して照射する照射光の強度を他の領域を介して照射する照射光５０の強度が低くなるように光変調素子５３を制御する。また、制御部５５は、小領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに照射光５０が照射されないように光変調素子５３を制御してもよい。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域を第２領域とする。
【００４２】
このように照射領域を分割して、パターン領域８ａのコーナー部と他の領域とで照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材のはみ出しを低減しつつ、パターン領域８ａのコーナー部への充填性の低下を防ぐことができる。
【００４３】
（第２実施形態）
インプリント材の充填性はパターン領域８ａに形成されたパターンの幅に影響を受ける。例えば、アライメントマークのように、他の凹凸形状と比較して凹部の幅が広いパターンはインプリント材が充填しにくい。そこで、第２実施形態のインプリント装置１は、照射領域５２にアライメントマークなどの凹部の幅が広いパターンが形成されている領域について、他の領域よりも照射光５０の強度を低くする。
【００４４】
図８（ａ）に示すように、パターン領域８ａのアライメントマークが形成されている領域はインプリント材が充填しにくい。そのため、第２実施形態では照射光５０を図４（ｂ）に示す照射領域５２に対して照射光５０を均一に照射するのではなく、アライメントマークに相当する位置の照射光５０の強度を低くする。
【００４５】
そこで、第２実施形態では、図８（ｂ）に示すように照射領域５２を複数の小領域に分割する。かつ、それぞれの小領域に対し照射強度を変えて照射光５０を照射する。前述の光変調素子５３を用いることで、照射領域５２に対する照射光５０の照射領域や照射強度を設定することができる。図６（ｂ）では、照射領域５２を縦方向８個、横方向６個のそれぞれ正方形状の小領域に分割する例を示したが、分割個数はこれに限らず任意数に設定してよい。また、それぞれの小領域の形状は長方形状三角形状などその他任意形状に設定してよい。
【００４６】
照射領域５２が図６（ｂ）に示すように複数の小領域が設けられている場合には、例えば小領域５２ｅ、５２ｆ（第２領域）を他の領域（第１領域）よりも照射光５０の強度を低くする。この時、制御部５５は、小領域５２ｅ、５２ｆを他の領域より照射光５０の強度が低くなるように光変調素子５３を制御する。また、制御部５５は、小領域５２ｅ、５２ｆに照射光５０が照射されないように光変調素子５３を制御してもよい。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域を第２領域とする。特に、アライメントマークが形成されている領域を含む領域を第２領域とする。
【００４７】
このように照射領域を分割して、パターン領域８ａのアライメントマークの領域と他の領域とで照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材のはみ出しを低減しつつ、パターン領域８ａのアライメントマークへの充填性の低下を防ぐことができる。アライメントマークに限らず、型に形成された凹部のパターンの幅が他の幅と比較して広いパターンが形成されている領域に対して照射光５０の強度を低くしてもよい。このようにすることで、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
第１実施形態と第２実施形態のインプリント装置は、パターン領域８ａに対してインプリント材の充填しにくい領域の有無に応じて照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明した。第３実施形態のインプリント装置は、インプリント材がパターン領域８ａからはみ出しやすい領域（インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が他より早い領域）の有無に応じて照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明する。
【００４９】
インプリント材のはみ出しやすさ（インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間の違い）は、パターン領域８ａに形成されているパターン方向に影響を受ける。例えば、図９に示すように、インプリント材１４の液滴と型８が接触するとパターン領域８ａに形成されている凹凸パターンのパターン方向に沿ってインプリント材が拡がりやすい。そのため、パターン方向に対して交わる方向にパターン領域８ａの端（側面８ｂ）が存在している場合は、パターン方向に沿った方向にパターン領域８ａの端が存在している場合よりも、インプリント材がはみ出しやすい。ここで、パターン方向とは、ライン状の凹凸パターンが延びている方向を示す。複数の方向が混在している場合には、パターン領域８ａの端に最も近いパターン形状をパターン方向としたり、領域内に含まれる凹凸形状の平均値からパターン方向を求めたりする方法がある。
【００５０】
図９に示すように、パターン領域８ａの端がｙ方向に沿っている場合、型８と接触したインプリント材は、パターン方向がｙ方向の領域（第２領域）よりもパターン方向がｘ方向の領域（第１領域）の方がはみ出しやすい。そのため、インプリント材がはみ出しやすい領域に対して照射光５０の強度を高くすることにより、照射光５０の強度に分布を設けてもよい。また、インプリント材がはみ出しにくい領域に対して照射光５０の強度を小さくすることにより、照射光５０の強度に分布を設けてもよい。パターン方向に加えてパターン密度によって照射光５０の強度に分布を設けてもよい。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域を第２領域とする。
【００５１】
パターン方向によって、パターン領域の端（ショット領域の端）におけるインプリント材のはみ出しやすさ、および充填性が異なる。このように、パターン方向に応じて照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００５２】
（第４実施形態）
第４実施形態のインプリント装置は、インプリント材がパターン領域８ａからはみ出しやすい領域の有無に応じて照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明する。
【００５３】
インプリント材のはみ出しやすさは、ショット領域の端に近いインプリント材の液滴の配置に影響を受ける。例えば、図１０に示すように、インプリント材１４の液滴の滴下位置とパターン領域８ａの端（ショット領域の端）との距離が短いほどインプリント材ははみ出しやすい。また、基板上に配置されたインプリント材１４の液滴の密度が高い領域ほどインプリント材ははみ出しやすい。
【００５４】
そこで、照射光５０の照射強度は、インプリント材１４の液滴の滴下位置とショット領域の端の距離が短い領域（第１領域）を他の領域（第２領域）よりも大きくするように分布を設ける。また、インプリント材がはみ出しにくい領域（インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が他より遅い領域）に対して照射光５０の強度を低くすることにより、照射光５０の強度に分布を設けてもよい。同様に、照射光５０の照射強度は、インプリント材１４の液滴の密度が高い領域（第１領域）を他の領域（第２領域）よりも高くするように分布を設けることができる。液滴の密度の代わりに、インプリント材の量に関する情報に基づいて照射光５０の照射強度に分布を設けてもよい。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域を第２領域とする。
【００５５】
基板上のショット領域に供給されるインプリント材１４の液滴の配置によって、パターン領域の端（ショット領域の端）におけるインプリント材のはみ出しやすさ、および充填性が異なる。このように、インプリント材の液滴の滴下位置とショット領域の端までの距離や、液滴の密度に応じて照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
第５実施形態のインプリント装置は、インプリント材がパターン領域８ａからはみ出しやすい領域の有無に応じて照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明する。
【００５７】
インプリント材のはみ出しやすさは、ショット領域の端に近いインプリント材の液滴の配置と型８に形成されたパターン領域８ａの形状に影響を受ける。ショット領域の端の形状は図１１に示すように直線に限らない。インプリント材のはみ出しやすさは、基板上に供給されたインプリント材の液滴のうち、ショット領域の端に近い液滴の滴下位置とショット領域の端との距離が影響を与える。
【００５８】
例えば、ショット領域の端の形状が図１１に示すような場合であっても、インプリント材１４の液滴の滴下位置とショット領域の端との距離が短いほどインプリント材は、はみ出しやすい。図１１に示すように、ショット領域の端からのインプリント材の液滴の滴下位置が液滴１５（ａ）から順に１５（ａ）、１５（ｂ）、１５（ｃ）、１５（ｄ）とショット領域の端に対する液滴の滴下位置は遠くなる。そこで、インプリント材の液滴の滴下位置とショット領域の端との距離が短い領域（第１領域）ほど他の領域（第２領域）よりも照射光５０の照射強度が高くなるように強度に分布を設ける。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域を第２領域とする。
【００５９】
基板上のショット領域に供給されるインプリント材１４の液滴の配置とパターン領域の端の形状によって、パターン領域の端におけるインプリント材のはみ出しやすさが異なる。このようにインプリント材の液滴の滴下位置とショット領域の端までの距離に応じて照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００６０】
（第６実施形態）
第６実施形態のインプリント装置は、インプリント材がパターン領域８ａからはみ出しやすい領域の有無に応じて照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明する。
【００６１】
インプリント材のはみ出しやすさは、基板上のインプリント材１４とパターン領域８ａが接触を開始した時間から、インプリント材を硬化するまでの押印時間に影響を受ける。図１２（ａ）の点線が示すように、型８のパターン領域８ａとショット領域上のインプリント材とが中心から広がるように接触する場合、液滴１５（ｅ）、１５（ｆ）、１５（ｇ）の順に押印時間は長くなる。このように、ショット領域の端から液滴の位置と、押印時間が異なる場合、押印時間とショット領域の端の位置に応じて照射光５０の強度に分布を設ける。
【００６２】
図１２（ｂ）に示すように、照射領域５２をショット領域の中心から外側に向かう方向に分割することにより、パターン領域８ａの形状に応じて照射光５０の分布を設けることができる。照射領域５２の分割個数は任意であり、それぞれの小領域の形状も任意に設定してよい。ショット領域（パターン領域８ａ）の外形のパターンに合わせて照射光５０の照射強度に分布を設けることができる。また、インプリント材が型８ａのパターン領域８ａと接触する押印時間に応じて照射光５０の照射強度に分布を設けることができる。例えば、図１２（ｂ）に示した照射領域５２の斜線で示された領域（第１領域）の照射強度を他の領域（第２領域）よりも大きくすることができる。ここでは、型とインプリント材を接触させた際に、インプリント材が型のパターン領域の側面に到達する時間が第１領域よりも遅い領域（押印時間が短い領域）を第２領域とする。
【００６３】
このように、型８のパターン領域８ａの形状や押印時間に応じて照射光５０の強度に分布を設けることで、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００６４】
（第７実施形態）
第７実施形態のインプリント装置は、インプリント材がパターン領域８ａからはみ出しやすい領域の有無を確認して、得られた充填性の状況から照射光５０の強度に分布を設ける場合について説明する。
【００６５】
第７実施形態のインプリント方法について図１３のフローチャートを用いて説明する。まず、工程２０１において上述の図２で説明したインプリント工程により、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する。工程２０２において、工程２０１で形成されたパターンのショット領域の端部の充填性を確認する。工程２０３において、工程２０１の観察結果から照射光の照射強度の分布を最適化する必要があるかを確認する。工程２０３で充填性の最適化の必要がないと判断された場合は、工程２０４で現行のパラメータ（照射強度の分布）を最適値として設定する。
【００６６】
工程２０３で充填性の最適化の必要があると判断された場合は、工程２０５で液滴の配置情報、型のパターン条件からパターン領域の端部の充填性を求め、照射光５０の照射強度、照射位置を含む照射強度の分布を計算する。そして工程２０７において、工程２０５で得られた照射強度の分布を新しいパラメータとして設定する。さらに、インプリント後のショット領域の端部の充填性を確認し、工程２０６において液滴の配置情報や押印プロファイルなどのパラメータの最適化の必要性を判断し、必要であれば工程２０８で液滴の配置情報などを最適化することができる。
【００６７】
これらのインプリント工程と充填性の確認をしてパラメータの修正を繰り返すことによって、インプリント材の充填性を保ちつつ、インプリント材のはみ出しを低減することができる。
【００６８】
また、上述の何れの実施形態も、光硬化法を採用したインプリント装置１について説明したが、光硬化法に限らず、熱を利用してインプリント材を硬化させるインプリント装置でもよい。その場合、インプリント装置は、インプリント材の粘性を増加させるために照射光をインプリント材に照射する光学系の代わりに、熱によりインプリント材の粘性を上げる加熱部を硬化部として備える。加熱部（硬化部）は、型とインプリント材とが接触した状態で、第１領域に対応するインプリント材に対して与える単位面積当たりの熱量を、第２領域に対応するインプリント材に対して与える単位面積当たりの熱量よりも多くなるように基板を加熱する。
【００６９】
（平坦加工装置の実施形態）
本発明を適用した平坦化装置の実施形態について図１４を用いて説明する。上記の実施形態は型（原版、テンプレート）に予め描画されたパターンを基板（ウエハ）に転写する方法であることに対し、本実施形態は型（平面テンプレート）には凹凸パターンが形成されていない。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起因の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ともないプロセスウエハは１１００ｎｍ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、露光工程で使われている走査型の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が、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、そのまま露光装置のＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  Ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）を消費してしまう。基板上の下地パターンを平滑化する従来手法としてＳＯＣ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ），ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）のような平坦化層を形成する手段が用いられている。しかし従来例においては、図１４（Ａ）における孤立パターン領域Ａと繰り返しＤｅｎｓｅ（ライン＆スペースパターンの密集）パターン領域Ｂとの境界部分においては４０％〜７０％の凹凸抑制率で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。
【００７０】
この問題に対する解決策としてＵＳ９４１５４１８では、平坦化層となるレジストのインクジェットディスペンサーによる塗布と平面テンプレートによる押印で連続膜を形成する手法が提案されている。また、ＵＳ８３９４２８２では、ウエハ側のトポグラフィ計測結果をインクジェットディスペンサーによって塗布指示するポジション毎の濃淡情報に反映する方法が提案されている。本実施形態は、特に予め塗布された未硬化のレジスト（インプリント材、未硬化樹脂）に対して平面テンプレート（型）を押し当てて基板面内の局所平面化を行う平坦加工（平坦化）装置に対して本発明を適用したものである。
【００７１】
図１４（Ａ）は、平坦化加工を行う前の基板を示している。領域Ａは孤立パターンエリアでパターン凸部分の面積が少なく、領域ＢはＤｅｎｓｅエリアでパターン凸部分の占める面積は凹部分の占める面積と１：１である。領域Ａと領域Ｂの平均の高さは凸部分の占める割合で異なった値をとる。
【００７２】
図１４（Ｂ）は、基板に対して平坦化層を形成するレジストを塗布した状態を示す図である。この図においては、ＵＳ９４１５４１８に基づいてインクジェットディスペンサーによってレジストを塗布した状態を示しているが、レジストの塗布にあたってはスピンコーターを用いていても本発明の適用は可能である。すなわち、予め塗布してある未硬化のレジストに対して平面テンプレートを接触させて平坦化する工程を含んでいれば、本発明の適用は可能である。
【００７３】
図１４（Ｃ）は、平面テンプレートは紫外線を透過するガラスまたは石英で構成されたものであり、露光光源からの露光光の照射によってレジストが硬化する工程を示した図である。このとき、平面テンプレートは基板の全体のなだらかな凹凸に対しては基板の表面のプロファイルにならう。
【００７４】
図１４（Ｄ）は、レジスト硬化後、平面テンプレートを引き離した状態を示す図である。
【００７５】
本発明は、平坦加工装置の実施形態においても適用可能で、上述の何れの実施形態と同じく、メサ部にパターンが形成されていない型（平面テンプレート）を用いる際に、メサ部から、レジスト（インプリント材）のはみ出しを低減することができる。
【００７６】
（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。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
【００７７】
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。
【００７８】
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１５（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。
【００７９】
図１５（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１５（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚ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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
【００８０】
図１５（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、型の凹部が硬化物の凸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。
【００８１】
図１５（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。なお、当該エッチングとは異種のエッチングにより当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図１５（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。
【符号の説明】
【００８２】
１  インプリント装置
２  光照射系
６  撮像部
７  制御部
８  型
１０  基板
５２  照射領域
【図１】
2020109869.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020109869.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020109869.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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