(57)【要約】【課題】ステージの駆動によるパターンの重ね合わせ精度の劣化を防止すると共に、良好な離型処理を行うことができるインプリント装置を提供する。【解決手段】モールドと、基板を保持するステージとを備え、前記基板に塗布された樹脂を介して前記基板に前記モールドを押し付けた状態で前記樹脂を硬化させる硬化処理と、前記硬化処理で硬化させた樹脂から前記モールドを剥離する離型処理とを行うインプリント装置であって、前記モールドを保持する構造体と、振動の伝搬を低減する除振マウントを介して、前記ステージと機械的に独立して前記構造体を支持する支柱と、前記離型処理の際に前記モールドに離型力を付与することで前記構造体に発生する力の方向と反対方向の力を前記構造体に付与する力付与部と、を有することを特徴とするインプリント装置を提供する。【選択図】図１
2011086727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールドと、基板を保持するステージとを備え、前記基板に塗布された樹脂を介して前記基板に前記モールドを押し付けた状態で前記樹脂を硬化させる硬化処理と、前記硬化処理で硬化させた樹脂から前記モールドを剥離する離型処理とを行うインプリント装置であって、
前記モールドを保持する構造体と、
振動の伝搬を低減する除振マウントを介して、前記ステージと機械的に独立して前記構造体を支持する支柱と、
前記離型処理の際に前記モールドに離型力を付与することで前記構造体に発生する力の方向と反対方向の力を前記構造体に付与する力付与部と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記構造体に発生する力に相当する前記反対方向の力を前記構造体に付与するように前記力付与部を制御する制御部を更に有す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】
前記モールドに付与する離型力を時系列で表すプロファイルに基づいて前記モールドを駆動するモールド駆動部を更に有し、
前記制御部は、前記プロファイルに応じて、前記構造体に付与する前記反対方向の力を決定し、当該反対方向の力を前記構造体に付与するように前記力付与部を制御することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記モールドに付与される離型力を検出する検出部を更に有し、
前記制御部は、前記検出部で検出された離型力に応じて前記構造体に発生する力に相当する前記反対方向の力を前記構造体に付与するように前記力付与部を制御することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成するステップと、
前記パターンが形成された基板を加工するステップと、
を有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、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細なパターンの形成を可能にするインプリント技術は、半導体デバイスを製造するための技術として注目されている。インプリント技術は、シリコンウエハやガラスプレート等の基板上に樹脂を塗布し、その樹脂を介して基板に微細なパターンが形成された原版（モールド）を押し付けた状態で樹脂を硬化させることで、基板上に微細なパターンを形成する。樹脂の硬化法としては、紫外光硬化型の樹脂に紫外光を照射する光硬化法や熱硬化型の樹脂に熱を加える熱硬化法などがある。
【０００３】
このようなインプリント技術を用いたインプリント装置は、特許文献１に開示されている。かかるインプリント装置においては、定盤上にウエハを駆動するウエハステージが設けられ、定盤に結合された構造体フレームにモールド及びモールドを駆動するモールド駆動部が設けられ、定盤と構造体フレームとが一体的に除振マウントで支持されている。
【０００４】
半導体デバイスの製造においては、基板に形成されたパターンに対して、次のパターンを高精度に位置決めして（重ね合わせて）形成することが必要となる。また、生産性を向上させるためには、ウエハステージを高速で駆動しながら基板を位置決めし、モールドの押印、樹脂の硬化及び樹脂からのモールドの剥離（離型）を行わなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８６０６２号公報
【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に開示されたインプリント装置では、ウエハステージの駆動による反力が定盤を介して構造体フレームに伝搬するため、構造体フレームが振動してしまう。構造体フレームの振動は、ウエハとモールドとの相対的な振動を招くため、基板に形成されるパターンの重ね合わせ精度を劣化させてしまう。
【０００７】
なお、構造体フレームと定盤（ウエハステージ）とを機械的に独立させて除振マウントで支持することで、ステージの駆動による（即ち、反力に起因する）構造体フレームの振動を抑えることは可能である。但し、離型時にモールドに離型力を付与することで構造体に発生する力が低い支持剛性を有する除振マウントに伝搬するため、モールドを含む構造体フレーム全体がウエハに追従して変位することになる。その結果、良好な離型を行うことができなくなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、ステージの駆動によるパターンの重ね合わせ精度の劣化を防止すると共に、良好な離型処理を行うことができる技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、モールドと、基板を保持するステージとを備え、前記基板に塗布された樹脂を介して前記基板に前記モールドを押し付けた状態で前記樹脂を硬化させる硬化処理と、前記硬化処理で硬化させた樹脂から前記モールドを剥離する離型処理とを行うインプリント装置であって、前記モールドを保持する構造体と、振動の伝搬を低減する除振マウントを介して、前記ステージと機械的に独立して前記構造体を支持する支柱と、前記離型処理の際に前記モールドに離型力を付与することで前記構造体に発生する力の方向と反対方向の力を前記構造体に付与する力付与部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、ステージの駆動によるパターンの重ね合わせ精度の劣化を防止すると共に、良好な離型処理を行う技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一側面としてのインプリント装置の別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。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。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置（押印装置）１の構成を示す図である。インプリント装置１は、押印処理、硬化処理及び離型処理を行うことで（即ち、インプリント技術を用いて）、基板上にパターンを形成する。押印処理は、基板上に樹脂を塗布し、その樹脂を介して基板にパターンが形成されたモールド（原版）を押し付ける処理である。硬化処理は、樹脂が塗布された基板にモールドを押し付けた状態で樹脂を硬化させる処理である。離型処理は、硬化処理で硬化させた樹脂からモールドを剥離する処理である。
【００１４】
インプリント装置１は、図１に示すように、支柱１０と、除振マウント１２と、構造体１４と、モールド１６と、モールド駆動部１８と、照明系２０と、力付与部２２とを備える。更に、インプリント装置１は、ステージ定盤２４と、除振マウント２６と、ウエハステージ２８と、プロファイル生成部３２と、制御部３４とを備える。
【００１５】
支柱１０は、設置面（床）からの振動の伝搬を低減（絶縁）する除振マウント１２を介して、ステージ定盤２４（ウエハステージ２８）と機械的に独立して構造体１４を支持する。構造体１４は、モールド駆動部１８を介して、インプリント技術の原版である微細パターンが形成されたモールド１６を保持する。モールド駆動部１８は、モールド１６を駆動する機能を有する。モールド駆動部１８は、本実施形態では、ピエゾアクチュエータで構成されるが、一般的に知られた他のアクチュエータで構成することも可能である。照明系２０は、構造体１４に設けられ、ウエハ３０に塗布された樹脂を硬化させるための光を照射する。力付与部２２は、離型処理の際にモールド１６に離型力（樹脂からモールド１６を剥離するための力）を付与することで構造体１４に発生する力の方向（−Ｚ方向）と反対方向の力（＋Ｚ方向）を構造体１４に付与する。力付与部２２は、本実施形態では、支柱１０に設けられたコイル２２２と、構造体１４に設けられた磁石２２４とを含むリニアモータで構成され、コイル２２２に電流を流すことによって、支柱１０と構造体１４との間に＋Ｚ方向の力を発生させる。
【００１６】
ステージ定盤２４は、上述したように、構造体１４と機械的に独立して、設置面からの振動の伝搬を低減する除振マウント２６に支持される。ステージ定盤２４には、ＸＹステージ２８２及びＺチルトステージ２８４を含むウエハステージ２８が設けられている。ウエハ３０は、ウエハチャック（不図示）を介して、Ｚチルトステージ２８４に保持される。ＸＹステージ２８２は、ウエハ３０の全面（全てのショット）へのパターンの形成及びウエハ３０の全面における位置の測定を実現するために、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに数１００ｍｍの駆動ストロークを有する。Ｚチルトステージ２８４は、Ｚ軸周りのチルトの自由度を有する。なお、ステージ定盤２４を支持する除振マウント２６は必須ではない。例えば、ＸＹステージ２８２が、除振マウントを介して、Ｚチルトステージ２８４を支持することで、設置面からの振動の伝搬を低減してもよい。
【００１７】
プロファイル生成部３２は、硬化させた樹脂からモールド１６を剥離するためにモールド１６に付与する離型力を時系列で表すプロファイルを生成する。制御部３４は、インプリント装置１の動作（全体）を制御する。例えば、制御部３４は、離型処理において、モールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力に相当する力（構造体１４に発生する力の方向と反対方向の力）を構造体１４に付与するように力付与部２２を制御する。なお、離型処理における制御部３４の具体的な制御については後で詳細に説明する。
【００１８】
ここで、インプリント装置１の動作について説明する。まず、ウエハ３０がウエハ搬送系（不図示）によって搬送されて、Ｚチルトステージ２８４に保持される。次いで、ウエハ３０に形成されたパターンの位置がアライメント検出系によって検出され、ショットごとにウエハ３０の目標位置が決定される。かかる目標位置に向けてウエハ３０を駆動している間に、ウエハ３０のショット（モールド１６のパターンを形成する対象ショット）にディスペンサ（不図示）によって樹脂が塗布される。ウエハ３０が目標位置に位置したら、モールド駆動部１８によってモールド１６を下降させて、ウエハ３０に塗布された樹脂にモールド１６を押印する（押印処理）。そして、モールド１６が押印された状態で照明系２０から光を照射して樹脂を硬化させる（硬化処理）。次に、モールド駆動部１８によってモールド１６を上昇させて、硬化させた樹脂からモールド１６を剥離する（離型処理）。
【００１９】
インプリント装置１において、モールド１６を保持する構造体１４は、上述したように、除振マウント１２を介して、ステージ定盤２４と機械的に独立して支柱１０に支持されている。従って、離型処理の際にモールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力が除振マウント１２に作用する。除振マウント１２は、設置面からの振動を絶縁するために低い剛性を有し、構造体１４に発生した力が作用すると変位してしまう。
【００２０】
そこで、本実施形態では、コイル２２２に電流を流し、コイル２２２と磁石２２４との間に力を発生させて、かかる力によって、モールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力を打ち消すように制御する。
【００２１】
具体的には、インプリント装置１に離型処理の開始を指示する信号が入力されると、プロファイル生成部３２は、硬化させた樹脂からモールド１６を剥離するためにモールド１６に付与する離型力を時系列で表すプロファイルを生成する。また、プロファイル生成部３２は、かかるプロファイルを制御部３４（第１の生成部３４２及び第２の生成部３４４）に入力する。
【００２２】
制御部３４において、第１の生成部３４２は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに応じて、ピエゾアクチュエータで構成されたモールド駆動部１８に印加する電圧値を生成する。また、第２の生成部３４４は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに応じて、コイル２２２に流す電流値を生成する。そして、制御部３４は、第１の生成部３４２で生成された電圧値の電圧をモールド駆動部１８に印加すると共に、第２の生成部３４２で生成された電流値の電流をコイル２２２に流す。このように、制御部３４は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに応じて、構造体１４に付与する力を決定し、かかる力を構造体１４に付与するように力付与部２２を制御する。これにより、離型処理の際にモールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力が、力付与部２２が構造体１４に付与する力によって打ち消され、構造体１４（除振マウント１２）が変位することなく、良好な離型処理を行うことができる。
【００２３】
なお、制御部３４は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに基づいて、モールド駆動部１８と力付与部２２とを独立して制御する。従って、それぞれの相互作用がなく、単調増加から０に向かって急峻に変化するプロファイル（図１参照）であっても、制御部３４は、モールド駆動部１８及び力付与部２２を安定して制御することができる。
【００２４】
このように、インプリント装置１においては、離型処理の際にモールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力が、力付与部２２が構造体１４に付与する力によって打ち消され、構造体１４には全体として力が作用しない。これにより、剛性の低い除振マウント１２を介して構造体１４を支持した場合であっても、離型処理の際に構造体１４が変位することなく、良好な離型処理を行うことができる。また、構造体１４は、ステージ定盤２４と機械的に独立して支持されているため、ウエハステージ２８を高速で駆動した場合であっても、その反力が構造体１４に伝搬されることはない。従って、構造体１４及びモールド１６が振動することもなく、ウエハ３０に形成されるパターンの重ね合わせ精度の劣化を防止することもできる。
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の一側面としてのインプリント装置１Ａの構成を示す図である。インプリント装置１Ａは、インプリント装置１の構成要素に加えて、モールド１６に付与される離型力を検出する検出部４２を更に備える。また、インプリント装置１Ａにおいて、制御部３４は、第１の生成部３４２及び第２の生成部３４４に加えて、プロファイル変換部３４６を有する。プロファイル変換部３４６は、検出部４２の検出結果を、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルに相当するプロファイル（即ち、検出部４２で検出された離型力を時系列で表すプロファイル）に変換する。なお、構造体１４が、除振マウント１２を介して、ステージ定盤２４と機械的に独立して支柱１０に支持されている点、及び、力付与部２２が支柱１０と構造体１４との間に＋Ｚ方向の力を発生させる点は、インプリント装置１と同様である。
【００２５】
インプリント装置１Ａでは、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルは、第１の生成部３４２のみに入力される。第１の生成部３４２は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに応じて、ピエゾアクチュエータで構成されたモールド駆動部１８に印加する電圧値を生成する。そして、制御部３４は、第１の生成部３４２で生成された電圧値の電圧をモールド駆動部１８に印加してモールド１６を駆動する。これにより、モールド１６に付与される離型力が検出部４２で検出される。検出部４２の検出結果は、プロファイル変換部３４６において、検出部４２で検出された離型力を時系列で表すプロファイルに変換される。第２の生成部３４４は、プロファイル変換部３４６で変換されたプロファイルに応じて、コイル２２２に流す電流値を生成する。そして、制御部３４は、第２の生成部３４２で生成された電流値の電流をコイル２２２に流す。このように、制御部３４は、検出部４２で検出された離型力に応じて構造体１４に発生する力に相当する力（構造体１４に発生する力の方向と反対方向の力）を構造体１４に付与するように力付与部２２を制御する。これにより、離型処理の際にモールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力が、力付与部２２が構造体１４に付与する力によって打ち消され、構造体１４（除振マウント１２）が変位することなく、良好な離型処理を行うことができる。
【００２６】
インプリント装置１Ａでは、力付与部２２によって構造体１４に付与される力は、検出部４２で検出した離型力に追従する。従って、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルと異なる離型力がモールド１６に付与されていても、かかる離型力を付与することで構造体１４に発生する力を打ち消すことができる。例えば、ウエハ３０に塗布する樹脂を変更した場合には、一般には、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルも変更する必要がある。但し、インプリント装置１Ａでは、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルを変更することなく、モールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力を打ち消すことができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルを第１の生成部３４２に入力しているが、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルを第２の生成部３４４に入力してもよい。この場合、力付与部２２が構造体１４に付与する力を検出して、かかる検出結果を第１の生成部３４２に入力し、モールド駆動部１８に印加する電圧値を生成する。また、力付与部２２が構造体１４に付与する力は、コイル２２２に流す電流の電流値に比例するため、構造体１４に付与する力を直接検出するのではなく、コイル２２２に流す電流の電流値を検出してもよい。
【００２８】
第１の実施形態及び第２の実施形態では、コイル２２２及び磁石２２４とを含むリニアモータで力付与部２２を構成したが、力付与部２２は、一般的に知られている他のアクチュエータで構成することも可能である。また、第２の生成部３４４を圧力制御部で構成し、モールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力に相当する力（構造体１４に発生する力の方向と反対方向の力）が付与されるように、除振マウント１２に付与する圧力を制御してもよい。
【００２９】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、インプリント装置１又は１Ａがモールド駆動部１８及び力付与部２２のそれぞれを２つ有し、Ｚ軸方向（鉛直方向）の力に関してのみ説明した。但し、実際には、モールド１６に離型力を付与することで構造体１４に発生する力のチルト成分も力付与部２２が付与する力によって打ち消さなければならず、モールド駆動部１８及び力付与部２２の数及び位置を適切に設定する必要がある。なお、このような技術は、当業界で周知の技術であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３０】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、ウエハステージ２８は、ＸＹステージ２８２及びＺチルトステージ２８４で構成されているが、ＸＹステージ２８２のみでウエハステージ２８を構成してもよい。この場合、モールド１６（モールド駆動部１８）がＺ軸周りのチルトの自由度を有する。
【００３１】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、離型処理の際に、モールド駆動部１８によってモールド１６を駆動することで離型力を発生させている。但し、モールド駆動部１８ではなく、ウエハステージ側のＺ軸駆動機構（例えば、Ｚチルトステージ２８４）でウエハ３０を駆動することで離型力を発生させてもよい。この場合、第１の生成部３４２は、プロファイル生成部３２で生成されたプロファイルに応じて、ウエハステージに印加する電圧値を生成する。
【００３２】
また、プロファイル生成部３２で生成するプロファイルは、別の評価系で求めてもよいし、インプリント装置１又は１Ａにおいて測定して求めてもよい。検出部４２で検出される離型力を時系列で格納して、過去の離型力から次回のプロファイルを予測して、プロファイル生成部３２で生成されるプロファイルを書き換えることも可能である。また、モールド１６を押印する領域にウエハ３０の外周部が含まれる場合には、離型力が変化する。このような場合には、例えば、モールド１６を押印する領域に含まれるウエハの外周部の長さと代表位置をパラメータとするプロファイルデータベースを格納しておき、ウエハの外周部の長さと代表位置に応じてプロファイルを切り替えることも可能である。更には、ウエハに塗布する樹脂の種類ごとにプロファイルのデータベースを格納しておき、樹脂の種類に応じてプロファイルを切り替えることも可能である。
【００３３】
上述したように、インプリント装置１又は１Ａによれば、ウエハステージ２８を高速で駆動することを可能にする（即ち、ウエハステージ２８の駆動によるパターンの重ね合わせ精度の劣化を防止する）と共に、良好な離型処理を行うことができる。従って、インプリント装置１又は１Ａは、高いスループットで経済性よく高品位な物品を提供することができる。
【００３４】
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、インプリント装置１又は１Ａを用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（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、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。
【００３５】
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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図１】
2011086727.tif 000003
【図２】
2011086727.tif 000004