(57)【要約】【課題】型に付着したインプリント材の硬化物を短時間で除去するのに有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】インプリント装置１は、基板Ｗ上のインプリント材を型Ｍのパターン部と接触させた状態で硬化させて、基板Ｗ上にパターンを形成する。インプリント装置１は、型Ｍを保持する型保持部３と、パターンの形成のための第１基板Ｗ１を保持する第１基板保持部１２ａと、型Ｍのパターン部に付着したインプリント材の硬化物を除去するための第２基板Ｗ２を保持する第２基板保持部１２ｂと、インプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体を供給する気体供給部６とを有する。そして、インプリント装置１は、気体の雰囲気中で硬化物が付着した型Ｍを第２基板Ｗ２のインプリント材と接触させ、硬化物の軟化または溶解、および再硬化と、第２基板Ｗ２のインプリント材の硬化とを行う。【選択図】図１
2014060385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のインプリント材を型のパターン部と接触させた状態で硬化させて、前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型を保持する型保持部と、
前記パターンの形成のための第１基板を保持する第１基板保持部と、
前記型のパターン部に付着した前記インプリント材の硬化物を除去するための第２基板を保持する第２基板保持部と、
前記インプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体を供給する気体供給部と、
を有し、
前記気体の雰囲気中で前記硬化物が付着した前記型を前記第２基板のインプリント材と接触させ、前記硬化物の軟化または溶解、および再硬化と、前記第２基板のインプリント材の硬化とを行う、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記気体は、ペンタフルオロプロパン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】
前記気体は、ハイドロフルオロカーボン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４】
前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを移動可能に保持する駆動機構を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記第１基板保持部を保持し移動させる第１駆動機構と、前記第２基板保持部を保持し移動させる第２駆動機構とから構成され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】
前記型に向けて、真空紫外線を照射する光源と、前記型保持部と、前記気体供給部を構成する前記気体を放出するノズルとを少なくとも内部に含む収容部と、を備え、
前記気体供給部は、前記気体に換えて窒素と酸素とを含む混合気体を供給可能とする、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記気体供給部は、前記気体に換えてヘリウムを供給可能とすることを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記第２基板保持部の前記第２基板を保持する面の面積は、前記第１基板保持部の前記第１基板を保持する面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
基板上のインプリント材を型のパターン部と接触させた状態で硬化させて、前記基板上にパターンを形成するインプリント方法であって、
第１基板に対する前記パターンの形成を少なくとも１回行うパターン形成工程と、
前記型のパターン部に前記インプリント材の硬化物が付着している場合、前記インプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体の雰囲気中で前記硬化物が付着したパターン部を第２基板のインプリント材と接触させ、前記硬化物の軟化または溶解、および再硬化と、前記第２基板のインプリント材の硬化とを行って前記パターン部から前記硬化物を除去する工程と、
を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１０】
前記硬化物を除去する工程における前記第２基板に対する前記インプリント材の塗布量は、前記パターン形成工程における前記第１基板に対する前記インプリント材の塗布量よりも多いことを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
【請求項１１】
前記硬化物を除去する工程における前記第２基板上のインプリント材が前記気体を溶解する量は、前記第１基板上のインプリント材が前記気体を溶解する量よりも多いことを特徴とする請求項９または１０に記載のインプリント方法。
【請求項１２】
前記硬化物を除去する工程における前記第２基板に対する前記気体の供給量は、前記パターン形成工程における前記第１基板に対する前記気体の供給量よりも多いことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載のインプリント方法。
【請求項１３】
前記パターン形成工程の後に、前記パターン部に前記インプリント材の硬化物が付着している場合に前記硬化物の除去を必要とするかどうかを判断する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
【請求項１４】
前記判断する工程にて除去が必要であると判定された場合に、前記硬化物を除去する工程の前に、窒素と酸素との混合気体の雰囲気で真空紫外線を前記型に照射する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載のインプリント方法。
【請求項１５】
請求項１ないし８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９ないし１４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。
【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インプリント方法、ならびにそれを用いた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（ウエハ）上に供給された未硬化の樹脂を型（モールド）で成形し、基板上にパターンを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、基板上のパターン形成領域に未硬化の樹脂（光硬化性樹脂）を供給する。次に、基板上の樹脂とパターンが形成された型とを接触させる（押型する）。そして、樹脂と型とを接触させた状態で光を照射して樹脂を硬化させる。基板と型との間隔を広げる（硬化した樹脂から型を引き離す）ことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
ここで、インプリント装置では、引き離し後の型に樹脂の硬化物が付着（残留）した場合、次のパターン形成領域に形成されるパターンの形状が乱れ、所望の形状のパターンが形成できない場合がある。そこで、このような硬化物が付着した場合には、硬化物を除去するための型の洗浄を行う必要がある。従来、型に付着した硬化物を洗浄対象物から除去する方法としては、例えば、硬化物を軟化（膨潤）、溶解させることで除去する方法や、硬化物にエネルギーを与えてガス状の低分子量物質まで分解することで除去する方法などがある。前者の方法において、軟化、溶解の時間を短縮するために、超音波振動などの物理的刺激を与える手段を併用する場合もあるが、インプリント装置に用いられる型に対しては、微細なパターンが形成されたパターン部を破損する可能性があるため適さない。そこで、特許文献１は、硬化物を除去しやすくするために、架橋と分解反応との両方の機能を有する紫外線硬化樹脂を用いたインプリント方法を開示している。一方、特許文献２は、ＵＶ光やＶＵＶ光によりガス状の物質に分解するようなエネルギーを硬化物に付与して除去する技術を開示している。なお、特許文献２におけるＦｉｇ．３に図示されているノズルから供給されるオゾンガス、ヘリウム、または二酸化炭素には、硬化物を軟化または溶解させる性質はない。また、特許文献３は、水素ラジカルのような還元性ガスを供給し、付着物をメタンのようなガス状の物質に変化させて除去するクリーニング方法を開示している。また、特許文献４は、洗浄対象物に粘着層を接触させて異物を除去する技術として、露光装置内の被洗浄部位に接触させる粘着層を有するクリーニングシートを開示している。さらに、特許文献５は、凝縮性ガスの雰囲気でインプリント処理を実施するインプリント方法を開示している。この特許文献５に関連して、非特許文献１は、凝縮性ガスの中でも特にペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ）が未硬化のアクリル系紫外線硬化樹脂の粘度を下げる旨を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１３３５７号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／００８５５５号明細書
【特許文献３】特開２００９−８８４８４号公報
【特許文献４】特許第３８２２７６３号公報
【特許文献５】特許第３７００００１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】HiroshiHiroshima, etc, "Viscosity of a Thin Film of UV Curable Resin inPentafluoropropane", J. Photopolymer Science and Technology, Vol. 23, No.1, 2010, p. 45-50.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す方法では、樹脂の硬化物を軟化させるのに加熱が必要となり、型をインプリント装置から外さずに洗浄するためには、温度制御機構が大掛かりになる。また、特許文献２および３に示す方法では、硬化物を二酸化炭素などのガス状の低分子量物質にまで分解するのに時間がかかる。また、特許文献４には、インプリント装置に用いられる型の洗浄に適用する旨の記載がなく、ここに示す方法では、実際に型のパターン部（凹部）に付着した硬化物を効率的に除去することが難しい。さらに、特許文献５および非特許文献１には、硬化物を軟化、溶解させ、型の洗浄へ応用する旨の記載がない。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、型に付着したインプリント材の硬化物を短時間で除去するのに有利な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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上のインプリント材を型のパターン部と接触させた状態で硬化させて、基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、型を保持する型保持部と、パターンの形成のための第１基板を保持する第１基板保持部と、型のパターン部に付着したインプリント材の硬化物を除去するための第２基板を保持する第２基板保持部と、インプリント材の硬化物を軟化または溶解させる気体を供給する気体供給部と、を有し、気体の雰囲気中で硬化物が付着した型を第２基板のインプリント材と接触させ、硬化物の軟化または溶解、および再硬化と、第２基板のインプリント材の硬化とを行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、型に付着したインプリント材の硬化物を短時間で除去するのに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】
【００１０】
【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実施形態に係るウエハステージの構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るインプリント装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る洗浄工程の流れを示すフローチャートである。
【図５】洗浄工程における気体や樹脂の状態を時系列で示す図である。
【図６】本発明の第２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７】第２実施形態に係るウエハステージの構成を示す図である。
【図８】第３実施形態に係るインプリント装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１２】
（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および方法について説明する。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。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製造に使用され、ウエハＷ上（基板上）に供給（塗布）された未硬化樹脂とモールド（型）Ｍとを接触させて成形し、ウエハＷ上に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、以下の図においては、上下方向（鉛直方向）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（ディスペンサ）４と、塗布部５と、気体供給機構６と、制御部７とを備える。
【００１３】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールドＭに対して紫外線（ＵＶ）１０を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、この光源から発せられた紫外線１０をインプリントに適切な光に調整し、モールドＭに照射する照明光学系とを含む。光源は、水銀ランプなどのランプ類を採用可能であるが、モールドＭを透過し、かつ樹脂（インプリント材、紫外線硬化樹脂）が硬化する波長の光を発する光源であれば、特に限定するものではない。照明光学系は、レンズ、ミラー、アパーチャ、照射と遮光とを切り替えるためのシャッターなどを含み得る。
【００１４】
モールドＭは、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、ウエハＷに対する面には、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部Ｍａを含む。なお、パターンサイズは、製造対象となる物品により様々であるが、微細なものでは線幅が十数ナノメートルのパターンも含まれる。また、モールドＭの材質は、紫外線１０を透過させることが可能で、かつ熱膨張率の低いことが望ましく、例えば石英とし得る。
【００１５】
モールド保持機構（型保持部）３は、不図示であるが、モールドＭを保持するモールドチャックと、このモールドチャックを保持し移動可能とするモールド駆動機構とを含む。モールドチャックは、モールドＭにおける紫外線１０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Ｍを保持し得る。モールド駆動機構は、モールドＭのウエハＷ上の樹脂との接触（押型）、または引き離し（離型）を行うとともに、モールドＭとウエハＷとのＸ軸方向とＹ軸方向との位置合わせを行えるように、モールドＭを各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構に採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたはエアシリンダーがある。なお、インプリント装置１における押型および離型の各動作は、モールドＭをＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、後述のウエハステージ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。なお、モールド保持機構３は、モールドチャックにおけるモールドＭの保持側に設置され、モールドＭの側面に対して外力または変位を機械的に与えることによりモールドＭ（パターン部Ｍａ）の形状を補正する倍率補正機構を含む場合もある。さらに、モールド保持機構３は、ＸＹ平面方向の中心部（内側）に、光照射部２から照射された紫外線１０をウエハＷに向かい通過可能とする開口領域１１を有する。
【００１６】
ウエハＷは、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガラス基板である。このウエハＷ（ウエハＷ１）上には、複数のショット（パターン形成領域）が存在し、これらのショットには、パターン部Ｍａにより樹脂のパターン（パターンを含む層）が成形される。
【００１７】
ウエハステージ（基板保持部）４は、ウエハＷを保持して移動可能である。このウエハステージ４は、通常のインプリント工程において、被処理基板としてのウエハ（第１基板）Ｗ１を保持する第１ステージＳＴ１と、後述するモールドＭの洗浄工程において、洗浄用ウエハ（第２基板）Ｗ２を保持する第２ステージＳＴ２とを含む。図２は、第１ステージＳＴ１および第２ステージＳＴ２をＺ軸方向から見た平面図である。第１ステージＳＴ１は、ウエハＷ１を吸着力により引き付けて保持するウエハチャック（第１基板保持部、第１チャック）１２ａを有する。さらに、第１ステージＳＴ１は、ウエハチャック１２ａを機械的に保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構（第１駆動機構）１３ａを有する。一方、第２ステージＳＴ２は、洗浄用ウエハＷ２を吸着力により引き付けて保持するウエハチャック（第２基板保持部、第２チャック）１２ｂを有する。さらに、第２ステージＳＴ２は、ウエハチャック１２ｂを機械的に保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構（第２駆動機構）１３ｂを有する。洗浄用ウエハＷ２の表面積は、ウエハＷ１に存在するよりも少ない数のショットが存在する程度の大きさでよいため、ウエハチャック１２ｂの洗浄用ウエハＷ２を保持する面の面積は、ウエハチャック１２ａのウエハＷ１を保持する面の面積よりも小さくてよい。すなわち、ウエハチャック１２ｂ（第２ステージＳＴ）自体の大きさを小型化できるので、インプリント装置１内の駆動範囲を省スペース化できる。各ウエハチャック１２ａ、１２ｂは、例えば、高さの揃った複数のピンでウエハＷを支持し、ピン以外の部分を真空排気により減圧することでウエハＷを保持する。各ステージ駆動機構１３ａ、１３ｂは、駆動中および静止中の振動が少ない動力源であり、採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたは平面モータなどがある。また、第１ステージＳＴ１および第２ステージＳＴ２は、それぞれ、ステージ表面に後述のアライメント工程で参照される基準マーク１４ａ、１４ｂを備える。さらに、第１ステージＳＴ１および第２ステージＳＴ２の位置は、それぞれ、例えばレーザー干渉計により実時間で計測され、後述する制御部７は、このときの計測値に基づいて位置決め制御を実行する。
【００１８】
塗布部（ディスペンサ）５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハＷ上に存在するパターン形成領域としてのショット上に、未硬化の樹脂を塗布（供給）する。この樹脂は、紫外線１０を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（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。この塗布部５は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、不図示であるが、未硬化状態の樹脂を収容する容器と、液滴吐出部とを有する。液滴吐出部は、例えば複数の吐出口を含むピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を含む。
【００１９】
気体供給機構（気体供給部）６は、後述のモールドＭの洗浄工程において、モールドＭに付着した樹脂の硬化物を軟化、または溶解）させる気体を供給する。この気体供給機構６は、気体容器２０と、ノズル（供給口）２１と、気体制御部２２とを含む。気体容器２０は、供給する気体を一旦収容する。ノズル２１は、モールド保持機構３の近傍に設置され、モールドＭとウエハＷとの隙間空間に向かって気体を供給（放出）する。なお、ノズル２１の形状、設置場所または設置個数は、気体を効率良く上記の隙間空間に供給できるものであれば、特に限定するものではない。気体制御部２２は、制御部７からの指示に基づいて、気体の供給量や濃度などを調節する。ここで、洗浄工程にて使用される気体としては、本実施形態では、ペンタフルオロプロパン（以下「ＰＦＰ」と表記する）を使用する。なお、洗浄工程にて使用される気体は、樹脂硬化物を軟化させる性質を有する気体であれば、ＰＦＰに限定するものではない。例えば、アクリル系光硬化型樹脂を軟化または溶解させる気体であれば、ＰＦＰの他に、Ｃ４ＨＦ９（ノナフルオロブタン）、Ｃ４Ｈ４Ｆ６（ヘキサフルオロブタン）などのハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が挙げられる。
【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。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、２種類のアライメント計測系を備える。まず、１つ目のアライメント計測系は、ウエハＷ上に形成されているマークと、モールドＭに形成されているマークとを同時に観察するアライメントスコープ３０である。制御部７は、モールドＭとウエハＷとの位置合わせに際して、アライメントスコープ３０が観察した結果を参照する。このアライメントスコープ３０としては、例えば自動調節スコープ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  Ｓｃｏｐｅ：ＡＡＳ）を採用し得る。さらに、２つ目のアライメント計測系は、モールドＭを介さずに、ウエハＷに形成されているマーク、および第１ステージＳＴ１および第２ステージＳＴ２上に存在する基準マーク１４ａ、１４ｂを観察するオフアクシススコープ（ＯＡＳ）３１である。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置し、基準平面を形成する定盤３２と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤３３と、定盤３２から延設され、床面からの振動を除去する除振器を介してブリッジ定盤３３を支持する支柱３４とを備える。例えば、モールド保持機構３、塗布部５、気体供給機構６のノズル２１、および上記アライメント計測系などは、ブリッジ定盤３３に設置されている。さらに、インプリント装置１は、不図示であるが、モールドＭを装置外部とモールド保持機構３との間で搬入出させるモールド搬送機構や、ウエハＷを装置外部とウエハステージ４との間で搬入出させるウエハ搬送機構などを備える。
【００２２】
次に、インプリント装置１による処理動作（インプリント方法）について説明する。図３は、インプリント装置１による処理動作の流れを示すフローチャートである。まず、制御部７は、ウエハＷ１に対するパターン形成を実施する（ステップＳ１００：インプリント工程）。このインプリント工程では、制御部７は、まず、ウエハＷ１をウエハ搬送機構により第１ステージＳＴ１へ搬送させ、ウエハチャック１２ａ上に載置および保持させる。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１３ａを駆動させてウエハＷ１の位置を変更させつつ、オフアクシススコープ３１により第１ステージＳＴ１上の基準マーク１４ａとウエハＷ１の各ショットのアライメントマークとを検出させ、ウエハＷ１の位置を計測する。そして、制御部７は、その検出結果から各転写座標を演算し、この演算結果に基づいて所定のショットごとにパターンを形成させる（ステップ・アンド・リピート）。ある１つのショットに対するパターン形成としては、制御部７は、まず、ステージ駆動機構１３ａにより塗布部５の吐出口の直下にウエハＷ１上の塗布位置を位置決めさせる。その後、塗布部５は、ウエハＷ１上のショットに樹脂を塗布する（第１塗布工程）。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１３ａによりパターン部Ｍａ直下の押し付け位置にショットが位置するようにウエハＷ１を移動させ、位置決めさせる。次に、制御部７は、モールド駆動機構を駆動させ、パターン部Ｍａとショット上の樹脂とを接触させる（第１押型工程）。同時に、制御部７は、アライメントスコープ３０による検出結果に基づいたパターン部Ｍａとショットとの位置合わせや、倍率補正機構によるパターン部Ｍａの倍率補正などを実施させる。この接触させることにより、樹脂は、パターン部Ｍａの凹凸パターンに充填される。この状態で、光照射部２は、モールドＭの背面（上面）から紫外線１０を所定時間照射し、モールドＭを透過した紫外線１０により樹脂を硬化させる（第１硬化工程）。そして、樹脂が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構を再駆動させ、パターン部Ｍａと硬化した樹脂とを引き離す（第１離型工程）。これにより、ウエハＷ１上のショットの表面にはパターン部Ｍａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂パターン（層）が形成される。このような一連のインプリント動作を第１ステージＳＴ１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、インプリント装置１は、１枚のウエハＷ１上に複数の樹脂パターンを形成することができる。
【００２３】
ここで、インプリント装置１がステップＳ１００のインプリント工程（少なくとも１回行うパターン形成工程）を実施することで、パターン部Ｍａ（モールドＭ）に樹脂の硬化物が付着（残留）する場合がある。この硬化物の付着は、次のパターン形成領域に形成されるパターンの形状を乱し、所望の形状に形成することができなくなる一因となり得る。そこで、インプリント装置１は、パターン部Ｍａに硬化物が付着している場合には、以下の示すような、硬化物を除去するためのモールドＭの洗浄を実施する。この洗浄工程に先立ち、制御部７は、モールドＭの洗浄が必要であるかどうかを判断する（ステップＳ２００：洗浄実施判断工程）。ここで、制御部７が実行する判断基準は、インプリント処理を行ったショットの数が予め設定した数（閾値）を超えたかどうかとする。すなわち、制御部７は、設定ショット数を超えていないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ１００のインプリント工程を継続し、設定ショット数を超えたと判定した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ３００の洗浄工程へ移行する。なお、ここでの判断基準は、上記のものに限らず、例えば、ウエハＷ１上に形成されたパターンの形状（状態）を検査する検査装置を別途準備し、制御部７は、この検査装置による検査結果に基づいて判断してもよい。そして、制御部７は、検査結果により、所望の形状となっていないパターンの数を評価し、このパターン数が予め設定した数（閾値）を超えたかどうかで判断する。モールドＭの検査装置は、転写されたパターンの欠陥の有無や転写の良否などを求めることができる。この検査装置としては、例えば、蛍光物質を含有する樹脂を用いてインプリント処理を行うモールドＭに励起光を照射することで、基板上に形成されたパターンの欠陥を検査するものなどがある。
【００２４】
次に、ステップＳ３００の洗浄工程について、図４および図５を参照しつつ説明する。図４は、洗浄工程の流れを示すフローチャートである。図５は、洗浄工程における気体や樹脂の状態を時系列で示す概略図である。まず、制御部７は、洗浄用ウエハＷ２をウエハ搬送機構により第２ステージＳＴ２へ搬送させ、ウエハチャック１２ｂ上に載置および保持させる。ここで、洗浄工程にて用いるウエハＷは、本実施形態では、被処理基板としてのウエハＷ１とは異なる洗浄用ウエハＷ２としている。これは、洗浄工程が実施されている間も所望の形状とならないパターンが形成される可能性があるため、ウエハＷ１をそのまま用いた場合の製品への影響を避けるためである。なお、洗浄用ウエハＷ２としては、洗浄工程における離型工程中に樹脂が表面から剥がれづらくなるように、ベアウエハとするか、または表面に樹脂の密着促進層が塗布されたベアウエハとすることが望ましい。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１３ｂを駆動させて洗浄用ウエハＷ２の位置を適宜変更させつつ、オフアクシススコープ３１により第２ステージＳＴ２上の基準マーク１４ｂを検出させ、洗浄用ウエハＷ２の位置を計測する。そして、制御部７は、その検出結果から各転写座標を演算して、この演算結果に基づいて所定のショットごとにパターンを形成させる。なお、洗浄工程は、樹脂の除去効率の観点から、インプリント動作を１つのショットのみよりも複数のショットに対して実施する方が望ましい。したがって、洗浄用ウエハＷ２は、その表面上に、ウエハＷ１よりは少なくてよいが、複数のショットを有する。
【００２５】
ある１つのショットに対するインプリント動作として、制御部７は、まず、ステージ駆動機構１３ｂにより塗布部５の吐出口の直下に洗浄用ウエハＷ２上の塗布位置を位置決めさせる。その後、塗布部５は、洗浄用ウエハＷ２上のショットに樹脂を塗布する（ステップＳ３０１：第２塗布工程）。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１３ｂによりパターン部Ｍａ直下の押し付け位置にショットが位置するように洗浄用ウエハＷ２を移動させ、位置決めさせる。次に、制御部７は、ノズル２１からパターン部Ｍａに付着した硬化物を軟化させるＰＦＰを供給させ、モールドＭ（パターン部Ｍａ）と、洗浄用ウエハＷ２（ショット上の樹脂）との隙間空間をＰＦＰの雰囲気とする（ステップＳ３０２：気体供給工程）。図５（ａ）は、ステップＳ３０２において、硬化物４０が付着しているパターン部Ｍａの直下に樹脂（未硬化樹脂）４１が塗布された洗浄用ウエハＷ２を配置し、ノズル２１からＰＦＰ４２を供給している状態を示す図である。次に、制御部７は、モールド駆動機構を駆動させて、ＰＦＰの雰囲気中で、パターン部Ｍａとショット上の樹脂４１とを押し付ける（ステップＳ３０３：第２押型工程）。図５（ｂ）は、ステップＳ３０３において、押し付けが完了した状態を示す図である。ＰＦＰ４２は、供給開始から樹脂４１に溶解し始め、パターン部Ｍａが樹脂４１に接触することでパターン部Ｍａに閉じ込められる。そして、ＰＦＰ４２は、押し付けにより圧力がかかることで凝縮し、パターン部Ｍａ内は、凝縮したＰＦＰ４２の液体と、ＰＦＰ４２が溶解した樹脂４１とで満たされる。このとき、硬化物４０は、軟化および溶解し、樹脂４１と一体化する。この樹脂４１は、ＰＦＰ４２を多く溶解するものが望ましく、ステップＳ１００のインプリント工程で使用する樹脂と異なるものを使用してもよい。また、樹脂４１は、単位体積当たりの未硬化の樹脂に溶解する気体の量が多いものを利用するのがよい。つまり、ウエハＷ２上に供給される未硬化の樹脂への気体溶解度は、ウエハＷ１上に供給される未硬化の樹脂への気体溶解度よりも大きいものが良い。これにより、樹脂４１に溶解するＰＦＰ総量が多くなるので、硬化物４０を効率的に軟化、溶解させることができる。樹脂４１がＰＦＰ４２を溶解する量は、最大気体溶解度（ＰＦＰ／（樹脂＋ＰＦＰ））（ｇ／ｇ）が０．４より大きいことが好ましい。ただし、最大気体溶解度は、樹脂３ｇを９ｍｌ用茶褐色瓶に入れ、２３°Ｃ、１気圧において、前記気体を０．１Ｌ／ｍｉｎの流量で１５分間バブリングした前後の重量を測定した際、その前後で増加した増加重量をバブリング後の全重量で除したものである。なお、第２押型工程では、この軟化と溶解を促進させる観点から、制御部７は、図５（ｂ）に示す状態を可能な限り長く保持させ、硬化物４０とＰＦＰ４２とが触れる時間を長くすることが望ましい。この状態で、光照射部２は、モールドＭの背面から紫外線１０を所定時間照射し、モールドＭを透過した紫外線１０により樹脂４１を硬化させる（ステップＳ３０４：第２硬化工程）。この樹脂４１の硬化に伴い、一体化している硬化物４０が再硬化する。そして、樹脂４１が硬化した後、制御部７は、モールド駆動機構を再駆動させて、パ���ーン部Ｍａと硬化した樹脂４１とを引き離す（ステップＳ３０５：第２離型工程）。図５（ｃ）は、ステップＳ３０５において、引き離しが完了した状態を示す図である。このようにパターン部Ｍａと硬化した樹脂４１とが引き離されることで、パターン部Ｍａに付着していた硬化物４０が除去されて、モールドＭの洗浄が終了する。
【００２６】
なお、洗浄工程において、洗浄用ウエハＷ２上に形成される樹脂４１の硬化後の残膜の厚さは、ステップＳ１００の通常のインプリント工程で形成される樹脂の残膜と比べて厚くなるように設定することが望ましい。ここで、残膜とは、ウエハＷの表面と樹脂のパターン部Ｍａの先端面との間に存在する部分の膜をいう。この場合、塗布部５は、第２塗布工程でのショットに対する樹脂４１の塗布量を第１塗布工程よりも多くし、樹脂４１の膜厚を厚くする。これにより、樹脂４１に溶解するＰＦＰの総量が多くなるので、硬化物４０を効率的に軟化、溶解させることができる。図５（ｄ）は、参考として、洗浄工程での図５（ｃ）に対応した、通常のインプリント工程での残膜の厚さを示す図である。図５（ｄ）に示すように、通常のインプリント工程では、残膜が薄い。これは、残膜を厚くすると、パターン形成後のウエハＷに対して実施されるエッチング工程において残膜除去速度にムラが生じた場合、パターンの凸部の幅が場所によって変化し、デバイスパターンの線幅精度に悪影響を及ぼす可能性があるためである。これに対して、洗浄工程では、線幅精度への影響を考慮する必要がないため、予めショットに対する樹脂４１の塗布量を多くしても構わない。なお、残膜の厚さを厚くする方法は、上記の樹脂の塗布量を多くする（変更する）だけに限らず、例えば、モールド保持機構３のモールド駆動機構により、押型工程時のＺ軸方向の位置を調整することでも可能である。また、本発明においてステップＳ１００の通常のインプリント工程でＰＦＰが供給されるか否かは限定されないが、洗浄工程において供給されるＰＦＰの量は、ステップＳ１００の通常のインプリント工程におけるＰＦＰの供給量より多くすることが望ましい。これにより、樹脂４１に溶解するＰＦＰの総量が多くなるので、硬化物４０を効率的に軟化、溶解させることができる。
【００２７】
このように、インプリント装置１は、モールドＭのパターン部Ｍａに樹脂４１の硬化物４０が付着している場合には、モールドＭを洗浄する、すなわち硬化物４０を除去することができる。特に、インプリント装置１は、モールドＭをインプリント装置１内から取り外すことなく洗浄することができるため、モールドＭの着脱に伴う調整を必要とせず、装置のスループットへの影響を抑える（ダウンタイムを短くする）ことができる。また、この洗浄工程を実施する機構は、従来の温度制御機構に比べて簡略なものとし得る。また、本実施形態の洗浄工程では、通常のインプリント工程で処理されるウエハＷ１とは別に、洗浄用ウエハＷ２を用いる。したがって、洗浄工程では、ウエハＷ１に対するデバイスパターンの線幅精度を考慮する必要がないため、さらに洗浄の効率化を図ることができる。また、ウエハＷ１と洗浄用ウエハＷ２とは、それぞれ異なるステージＳＴ１、ＳＴ２上に保持されるため、例えば、ウエハＷ１の交換作業中に洗浄工程を実施することも可能であり、これによっても装置のスループットへの影響を抑えることができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、モールドに付着した樹脂の硬化物を短時間で除去するのに有利なインプリント装置および方法を提供することができる。
【００２９】
（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。本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、第１実施形態に係るウエハステージ４の構成を変更する点にある。図６は、本実施形態に係るインプリント装置５０の構成を示す概略図である。なお、図６において、図１に示す第１実施形態のインプリント装置１の構成と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。第１実施形態では、ウエハステージ４は、ウエハＷ１を保持する第１ステージＳＴ１と、洗浄用ウエハＷ２を保持する第２ステージＳＴ２との２つの独立したステージを含む。これに対して、インプリント装置５０を構成するウエハステージ５１は、まず、ウエハＷ１を吸着保持するウエハチャック５２ａと、洗浄用ウエハＷ２を吸着保持するウエハチャック５２ｂとを含む。さらに、ウエハステージ５１は、各ウエハチャック５２ａ、５２ｂを双方とも機械的に保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構５３を含む。図７は、ウエハステージ５１をＺ軸方向から見た平面図である。ウエハチャック５２ａ、５２ｂは、それぞれ第１実施形態のウエハチャック１２ａ、１２ｂに形状および機能ともに対応している。さらに、ウエハステージ５１は、第１実施形態の基準マーク１４ａ、１４ｂに対応した基準マーク５４を備えるが、本実施形態ではステージ駆動機構が１つのみであるので、基準マークも統一される。このような構成のもと、インプリント装置１による洗浄工程を含む処理動作は、第１実施形態と同様である。本実施形態のインプリント装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、ウエハステージのステージ駆動機構が１つで済むため、装置コストを低減させる点で有利となり得る。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置および方法について説明する。本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、図３に示す第１実施形態に係る処理動作に、ステップＳ３００の洗浄工程の前に、洗浄工程でのモールドＭの洗浄を促進させるための洗浄前工程を追加する点にある。図８は、図３に示す第１実施形態における処理動作の流れに対応した、本実施形態に係るインプリント装置６０（図９）による処理動作の流れを示すフローチャートである。洗浄工程（ステップＳ３００）での洗浄を促進させるとは、具体的には樹脂の硬化物をさらに効率的に軟化させることをいい、例えば、硬化工程にて使用する光とは異なる波長の光（洗浄用光）を照射したり、モールドＭに振動を与えたりする方法がある。特に、洗浄用光を用いる技術としては、真空紫外線（ＶＵＶ）をモールドＭに照射し、硬化物（有機物）をＣＯやＣＯ２などの気体分子まで分解して除去する、いわゆるドライ洗浄技術がある。このドライ洗浄技術は、硬化物を気体分子まで分解しなければ除去されずに残留してしまうため、それ単独では分解除去に時間を要する。これに対して、ドライ洗浄技術を上記実施形態に示すような洗浄工程と組み合わせれば、硬化物の除去に要する総時間を短縮させることができる。以下、洗浄前工程（ステップＳ２５０）にドライ洗浄技術を採用するものとして説明する。
【００３１】
図９は、本実施形態に係るインプリント装置６０の構成のうち、洗浄前工程を実施するための主要部分を示す概略図である。なお、図９において、図１に示す第１実施形態のインプリント装置１の構成と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。まず、インプリント装置６０は、少なくとも、モールド保持機構３と、気体供給機構６のノズル２１とを内部に含む収容部（チャンバー）６１と、この収容部６１内に含まれる洗浄用の光源６２とを備える。光源６２は、洗浄前工程にて、モールドＭに対して洗浄用光として真空紫外線６３を照射する。この光源６２は、図９（ａ）に示すように、光照射部２と同様にモールドＭの背面からパターン部Ｍａに真空紫外線６３を照射するように配置されてもよいし、図９（ｂ）に示すように、パターン部Ｍａに直接照射するように配置されてもよい。特に、図９（ａ）に示す構成を採用する場合には、光源６２から照射されてモールドＭを透過した真空紫外線６３が、効率良くパターン部Ｍａに照射されるように、インプリント装置６０は、真空紫外線６３をパターン部Ｍａに反射させるミラー６４を備える。なお、このミラー６４は、洗浄用ウエハＷ２を兼ねたベアウエハとしてもよい。一方、図９（ｂ）に示す構成を採用する場合には、光源６２は、第１実施形態での第２ステージＳＴ２に設置される構成もあり得る。収容部６１は、不図示であるが、ノズル２１から供給された各気体Ａ、Ｂ、Ｃを外部に排気可能とする排気機構を備える。この排気機構は、収容部６１内に存在する気体が以降の工程時に残留していないように排気する。さらに、気体制御部２２に接続される気体容器２０は、本実施形態では３種類の気体（気体Ａ、Ｂ、Ｃ）を１つずつ収容する３つの気体容器２０ａ〜２０ｃからなる。インプリント装置に供給される気体の種類や供給量などは、気体制御部２２によって制御される。ここで、気体Ａは、図８に示すステップＳ３００の洗浄工程で使用される気体であり、例えば、第１実施形態と同様にＰＦＰである。気体Ｂは、ステップＳ２５０の洗浄前工程で使用される気体であり、例えば、窒素と、わずかな酸素とを含む混合気体である。さらに、気体Ｃは、ステップＳ１００のインプリント工程で使用される気体であり、例えば、第１押型工程にてモールドＭのパターン部Ｍａへの樹脂の充填時間を短縮するのに好適な性質を有するヘリウムである。すなわち、本実施形態の気体供給機構６は、それぞれ異なる３種類の気体を供給可能としている。
【００３２】
次に、インプリント装置６０による処理動作（インプリント方法）について説明する。図８に示す本実施形態に係る処理動作の流れにおいて、ステップＳ２５０の洗浄前工程以外の工程については、図３と同様である。ただし、ステップＳ１００のインプリント工程では、制御部７は、ノズル２１から気体Ｃを供給させ、収容部６１内を気体Ｃの雰囲気とし、その後、インプリント処理を実施させる。これにより、第１押型工程にてモールドＭのパターン部Ｍａへの樹脂の充填時間を短縮させることができる。ステップＳ２５０の洗浄前工程では、制御部７は、まず、ノズル２１から気体Ｂを供給させ、その後、収容部６１内を気体Ｂの雰囲気とする。そして、制御部７は、光源６２から真空紫外線６３を照射する。これにより、パターン部Ｍａに付着している樹脂の硬化物は、分解および低分子化されるので、インプリント装置６０は、ステップＳ３００の洗浄工程において、硬化物の軟化、溶解を促進させることができる。このように、本実施形態のインプリント装置および方法によれば、ステップＳ２５０の洗浄前工程を追加実施することで、ステップＳ３００の洗浄工程の時間をさらに短縮し、モールドに付着した樹脂の硬化物を効率的に除去することができる。
【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      モールド保持機構
６      気体供給機構
１２ａ  ウエハチャック
１２ｂ  ウエハチャック
Ｍ      モールド
Ｗ１    ウエハ
Ｗ２    洗浄用ウエハ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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