(57)【要約】【課題】  型や基板の内部の温度が一定になったか否かを判定することができる保持装置を提供する。【解決手段】  型又は基板を保持する保持装置であって、前記型又は前記基板と前記保持装置との間を移動する熱の熱量及び方向を表す信号を出力する熱流束センサと、前記熱流束センサにより出力された前記信号が許容範囲内に収まったか否かを判定する制御部と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型又は基板を保持する保持装置であって、
前記型又は前記基板と前記保持装置との間を移動する熱の熱量及び方向を表す信号を出力する熱流束センサと、
前記熱流束センサにより出力された前記信号が許容範囲内に収まったか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とする保持装置。
【請求項２】
型又は基板を保持する保持装置であって、
前記型又は前記基板と前記保持装置との間を移動する熱の熱量と移動する熱の方向と表す信号を出力する熱流束センサと、
前記熱流束センサにより出力された前記信号を微分した微分信号が許容範囲内に収まったか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とする保持装置。
【請求項３】
前記保持装置の温度を調整する調整部を有し、
前記制御部は、前記調整部に予め定められた温度に前記保持装置の温度を調整させるように制御することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記制御部は、予め定められた前記温度を、時間の経過とともに予め定められた複数の温度に変更することを特徴とする、請求項３に記載の保持装置。
【請求項５】
前記熱流束センサは、前記型又は前記基板と前記保持装置とが接触する面に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項６】
前記型又は前記基板と前記保持装置との間の熱の移動を抑制する断熱部を有し、前記断熱部は前記型又は前記基板と前記保持装置とが接触する面に沿って配置され、且つ前記熱流束センサと重複しない位置に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項７】
前記型又は前記基板と前記保持装置が接触する面内に前記型又は前記基板と前記保持装置が接触しない領域があり、前記領域において前記型又は前記基板と前記保持装置との間隔は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項８】
前記型又は前記基板はパターンを形成する基板及びパターンが形成された原版の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項９】
型に形成されたパターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の保持装置を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１０】
型に形成されたパターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
型又は基板を搬送する搬送部と
請求項１に記載の保持装置を有し、
前記制御部により前記信号が許容範囲内に収まったと判定された場合に、前記搬送部は前記保持部から前記型又は前記基板を搬送することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１１】
型に形成されたパターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
型又は基板を搬送する搬送部と
請求項２に記載の保持装置を有し、
前記制御部により前記微分信号が許容範囲内に収まったと判定された場合に、前記搬送部は前記保持部から前記型又は前記基板を搬送することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、を有し、
処理した前記基板を用いて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、保持装置、リソグラフィ装置、および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、基板上のインプリント材を型で成形し、インプリント材のパターンを基板上に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、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を塗布する。次に、型のパターン部とショット領域の位置合せを行いながら、型のパターン部とインプリント材とを接触（押印）させ、インプリント材をパターン部に充填させる。そして、光を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで引き離すことにより、インプリント材のパターンが基板上のショット領域に形成される。
【０００３】
このようなインプリント装置では、型と基板とがインプリント材を介して接触するため、型と基板とに温度差がある状態で型のパターン部とインプリント材とを接触させると、型と基板との間で熱が移動する。そして、位置合せを行った後に型と基板が膨張又は収縮することで位置合せ誤差が発生して、インプリント材のパターンの不良が発生する。
【０００４】
特許文献１には、レチクルライブラリの台の流路に温度調整された水を流すことで、台上のレチクルの温度調整する露光装置が開示されている。また、特許文献２には、半導体素子を温度制御しながら特性検査する半導体検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７３９５８号公報
【特許文献２】特開２００３−４７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、レチクルの温度を測定する手段は開示されておらず、レチクルの温度が所定の温度になっていることは確認できない。また、特許文献２では、半導体素子の温度を非接触で測定するリモート温度センサは開示されているが、このような温度センサは半導体素子の表面の温度は測定できる。
【０００７】
しかし、型（レチクル）や基板等の物体の温度を調整する場合、時間の経過とともに表面から内部に向かって変化していく。そして、物体の内部には温度分布が生じて、一定の時間が経過した後に内部の温度が一定になる。
【０００８】
よって、型や基板の内部に温度分布が発生している場合には、例えば、予め定めた一定時間だけ待つことにより、型や基板の内部の温度が一定になると推定していた。
【０００９】
しかし、このような方法では、予め定めた一定時間だけ待っても、外部環境によっては型や基板の内部の温度が一定にならないこともある。また、一定時間より短い時間で型や基板の内部の温度が一定になることもある。一定時間で型や基板の内部の温度が一定にならない場合には型と基板との温度差により型と基板との間で熱が移動する。そして、型と基板の位置合せを行った後に、型と基板とが膨張又は収縮することで位置合せ誤差が発生してパターンの不良が発生する可能性がある。また、一定時間より短い時間で型や基板の内部の温度が一定になる場合にはスループットをさらに向上できる可能性がある。
【００１０】
そこで本発明は、型や基板の内部の温度が一定になったか否かを判定することができる保持装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法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】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の一側面としての保持装置は、型又は基板を保持する保持装置であって、前記型又は前記基板と前記保持装置との間を移動する熱の熱量及び方向を表す信号を出力する熱流束センサと、前記熱流束センサにより出力された前記信号が許容範囲内に収まったか否かを判定する制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、型や基板の内部の温度が一定になったか否かを判定することができる保持装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係るインプリント装置と型を示した図である。
【図２】実施例１に係る保持装置と搬送装置を示した図である。
【図３】実施例１に係る保持装置の拡大図である。
【図４】実施例１に係る熱流束センサの出力信号と時間の関係を示した図である。
【図５】実施例１に係る温度判定処理を示したフローチャートである。
【図６】変形例１に係る保持装置の拡大図である。
【図７】変形例２に係る保持装置の拡大図である。
【図８】変形例３に係る保持装置の拡大図である。
【図９】変形例４に係る熱流束センサの出力信号の微分信号と時間の関係を示した図である。
【図１０】変形例４に係る温度判定処理を示したフローチャートである。
【図１１】実施例２に係る保持装置を示した図である。
【図１２】実施例２に係る保持装置の別の実施形態を示した図である。
【図１３】変形例５に係る温度判定処理を示したフローチャートである。
【図１４】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】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、リソグラフィ装置としてインプリント装置を用いた例について説明する。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。
【００１５】
〔実施例１〕
図１は実施例１に係るインプリント装置と型を示した図である。まず、図１（ａ）を用いて、実施例１に係るインプリント装置の代表的な装置構成について説明する。インプリント装置１００は、基板５上に供給されたインプリント材と型１（原版）とを接触させ、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１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。
【００１６】
ここで、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１５０ｎｍ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
基板は、ガラス、セラミックス、金属、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、石英を材料に含むガラスウエハやレプリカマスクなどである。
【００２０】
本実施例では、インプリント装置１００は、光の照射によりインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、本実施例では、インプリント装置１００は、型１に相当するマスターマスクから基板５に相当するレプリカマスクを製造するマスクレプリカ装置であるとして説明する。ここで、マスターマスクとは、例えば電子線描画装置などの製造装置によって高精度な凹凸パターンが形成されたマスク（型）である。また、レプリカマスクとは、マスターマスクを型としてインプリント装置によって凹凸パターンが形成されるための基板である。一般に、マスターマスクは製造するためのコストが高いためシリコンウエハ等に凹凸パターンを形成するためのインプリント装置においては、マスターマスクは型として使用されず、代わりに製造コストのより低いレプリカマスクが型として使用される。また、以下では、基板５上のインプリント材に対して光を照射する照射系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。
【００２１】
インプリント装置１００は、型保持部４、基板保持部９、制御部２１を有する。
【００２２】
型保持部４は、型１を基板５上のインプリント材に接触させるために、型１を保持してＺ軸方向に移動可能に構成されている。型保持部４は、真空吸着力や静電力によって型１を引き付けて保持する型チャック３と、型チャック３を保持して型１を移動させる型移動機構（不図示）とを含む。型チャック３及び型移動機構は、インプリント材を硬化させるための光（例えば、紫外線）が基板の上に照射されるように、中心部（内側）に開口を有する。また、基板５と型１との位置合わせをするために、型移動機構がＸ軸方向やＹ軸方向に型１を移動可能となるようにしても良い。さらに、型移動機構は、型１のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型１の傾き（Ｘ、Ｙ軸周りの回転）を調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。
【００２３】
基板保持部９は、基板５を保持して移動可能である。型１と基板５上のインプリント材とを接触させる際に、基板保持部９を移動させることで基板５と型１との位置合わせを行う。基板保持部９は、真空吸着力や静電力によって基板５を引き付けて保持する基板チャック８と、基板チャック８を機械的に保持してＸＹ面内で移動可能とする基板移動機構（不図示）とを含む。また、基板移動機構に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。基板移動機構は、基板５を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていても良い。また、基板移動機構は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板５を移動可能に構成されていても良い。さらに、基板移動機構は、基板５のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板５の傾き（Ｘ、Ｙ軸周りの回転）を調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。
【００２４】
制御部２１は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従ってインプリント装置１００の全体を制御する。また、制御部２１は、インプリント装置１００の各部の動作及び調整などを制御することで基板５上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。また、制御部２１は、インプリント装置１００の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成しても良いし、インプリント装置１００の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成しても良い。また、制御部２１は、複数のコンピュータからなる構成としても良い。
【００２５】
また、図１（ｂ）は型１のＸＺ平面内における断面図を、図１（ｃ）は型１のＸＹ平面内における平面図を示している。型１を例えばマスターマスクとした場合、型１は矩形の外周形状を有し、矩形の１辺の長さを１５２ｍｍ、型１の厚さを６．３５ｍｍとすることができる。また、型１は基板５に対向する面（パターン面）に３次元状に形成されたパターンを備えたパターン部２を有する。パターン部２のパターン面は、例えば、図１（ｃ）において、Ｙ軸方向が２６ｍｍ、Ｘ軸方向が３３ｍｍの大きさの領域とすることができる。パターン部２のパターン面には、ナノメートルオーダーのラインアンドスペースで凹凸パターンが形成されている。また、パターン部２は、図１（ｂ）において、Ｚ軸方向のマイナス方向に凸になるように形成されている。パターン部２のＺ軸方向の幅は３０μｍとすることができる。型１は、光を透過させることが可能な材料、例えば、紫外線を透過させることが可能な石英ガラスで構成される。型１は、パターン部２を有する面と反対側の面に、円形状の凹部が形成されている。この凹部をコアアウト７ａと呼ぶ。図１（ｂ）において、例えば、コアアウト７ａの直径ｄ１を６４ｍｍ、深さｄ２を５．２５ｍｍとすることができる。また、図１（ｃ）において、コアアウト７ａの中心はパターン部２の中心と重なるように、コアアウト７ａとパターン部２が配置されている。
【００２６】
また、基板５を例えばレプリカマスクとした場合、マスターマスクと同様に基板５は矩形の外周形状を有し、矩形の１辺の長さを１５２ｍｍ、基板５の厚さを６．３５ｍｍとすることができる。また、図１（ａ）に示すように、基板５の中央部にはパターンを形成するメサ部６がある。メサ部６のＸＹ平面の大きさはパターン部２の大きさと同じにすることができる。また、メサ部６はＺ軸方向のプラス方向に凸になるように形成されており、メサ部６のＺ軸方向の幅は３０μｍとすることができる。また、基板５は、型１と同様にメサ部６を有する面と反対側の面に、円形状の凹部であるコアアウト７ｂが形成されている。基板５のコアアウト７ｂの大きさ、位置は、型１のコアアウト７ａと同様とすることができる。
【００２７】
また、図１（ａ）に示すように、基板５を基板保持部９に載置した場合、コアアウト７ｂと基板チャック８によって空間が形成され、この空間をキャビティ１０とする。基板チャック８には、キャビティ１０に連通する配管１１が形成されており、補正機構１２と接続されている。補正機構１２は、キャビティ１０に圧縮空気を供給する供給源とキャビティ１０を真空にする供給源とを切り替える切り替え弁やサーボバルブ等を含む圧力調整機器で構成されている。補正機構１２はキャビティ１０の圧力を調節し、メサ部６を凸状或いは凹状に変形させる。同様に、型１も配管（不図示）と補正機構（不図示）により、圧力を調整し、パターン部２を有する領域を凸状或いは凹状に変形させる。
【００２８】
また、インプリント装置１００は、基板５の上にインプリント材を供給する供給部（不図示）と、型１を介して、基板５の上のインプリント材にインプリント材を硬化させるための光を照射する硬化部（不図示）とを有する。
【００２９】
図２は実施例１に係る保持装置と搬送装置を示した図である。保持装置１３は、インプリント装置１００へ搬入された型１及び基板５の少なくとも一方を保持する。また、保持装置１３は、型１及び基板５の少なくとも一方を保持するためのスロットを有する。図２（ａ）の例では、保持装置１３はＸ軸方向に２列、Ｚ軸方向に５段のスロットを有しており、２列のスロットの内、左の列スロットに基板５を保持し、右の列のスロットに型１を保持している。また、図２の例では、保持装置１３は型１及び基板５を保持しているが、型１のみを保持する保持装置１３、及び基板５のみを保持する保持装置１３をそれぞれ設けても良い。また、インプリント装置１００は、１つの型１を用いて複数の基板５にパターンを形成するため、型１より多くの基板５を保持装置１３に保持できるように構成しても良い。また、図２（ａ）の例では、保持装置１３は複数の型１及び基板５を保持しているが、１つの型１及び１つの基板５を保持するようにしても良い。
【００３０】
また、保持装置１３には、図２（ｂ）に示す、型１及び基板５の少なくとも一方を搬送する搬送装置（搬送部）２００の搬送ハンド２０１が侵入する侵入口１４を設けている。また、型１のパターン部２と保持装置１３の接触を避けるため凹部１５を設けている。凹部１５のＺ軸方向の幅は型１のパターン部２のＺ軸方向の幅より大きく、凹部１５のＸＹ平面における大きさはパターン部２より大きければ良い。
【００３１】
ここで、保持装置１３等のインプリント装置１００の各部は、気温を一定に制御したチャンバ（不図示）内に配置されている。チャンバ内には精密に温度調整された気体が供給されている。そして、保持装置１３等の温度はチャンバ内の気温と等しくなるように制御されている。また、通常、インプリント装置１００の外部とチャンバ内の気温は異なる。例えば、インプリント装置１００へ搬入された基板５の温度は、インプリント装置１００の外部の気温と同じなっているため、インプリント装置１００のチャンバ内に既に搬入され、チャンバ内の気温と同じ温度になっている型１の温度とは異なる。型１と基板５の温度が異なった状態でインプリント処理を行うと、型１と基板５の間で熱が移動して、型１と基板５の少なくとも一方の温度が変化する。そして、温度変化により型１と基板５の少なくとも一方が膨張又は収縮することで変形して、基板５上に形成するパターンが不良になる可能性がある。なお、ここでは基板５が搬入される場合について説明するが、型１が搬入される場合についても同様であるため説明を省略する。
【００３２】
そこで、外部から搬入された基板５を保持装置１３が保持する間に、基板５の温度をチャンバ内の気温と同じ温度にした後にインプリント処理を行う必要がある。保持装置１３に保持された基板５と保持装置１３との温度差は、時間の経過とともに小さくなっていく。基板５と保持装置１３との温度差が短時間で小さくなるように、保持装置１３の材質を基板５の材質より熱伝導率が高く、熱容量が大きい材質とすると良い。例えば、保持装置１３の材質として銅とすることができる。また、保持装置１３の表面にはダイヤモンドライクコーティング（不図示）を施すことで基板５が、銅などの材質から汚染されることを抑制できる。
【００３３】
また、基板５の温度は保持装置１３と接触する面から基板５の内部に向かって変化していくため、基板５の内部の温度が一定になるためには時間がかかる。そこで、基板５と保持装置１３の間を移動する熱を検出することにより、基板５の内部の温度が一定になったと判定する。
【００３４】
図３は実施例１に係る保持装置の拡大図である。保持装置１３の各スロットにおいて、保持装置１３と基板５とが接触する面に熱流束センサ（熱流センサ、熱流計）１６を配置する。ここで、熱流束センサとは、例えばセンサ内に設けられた板状の熱電対の表面と裏面の温度差を電気信号に変換することにより、移動する熱の熱量と熱が移動する方向を測定するセンサである。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ’をＺ軸のプラス方向から見た図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’に示される線における断面図を示した図である。また、図３（ａ）において、基板５をスロットに載置した場合の位置関係を示すために基板５、メサ部６、凹部１５を破線で示している。また、図３の熱流束センサ１６の数と位置は一例でありこれに限られない。
【００３５】
図３（ａ）のように基板５がスロットに載置した場合、基板５は侵入口１４と凹部１５を除く部分で保持装置１３と接触する。例えば、保持装置１３の温度より基板５の温度が高い場合、熱は基板５から保持装置１３へ向かって移動する。また、基板５の温度が保持装置１３より低い場合、熱は保持装置１３から基板５へ向かって移動する。熱流束センサ１６により、基板５と保持装置１３の間を移動する熱の熱量と熱が移動する方向を測定する。そして、移動する熱量が収束した場合に基板５の内部の温度が一定になったと判定することができる。
【００３６】
図４は熱流束センサ１６の出力信号と時間の関係を示した図である。図４に基づいて、基板５の内部温度が一定になったか否かを判定する方法について説明する。図４におけるグラフは、保持装置１３のスロットに基板５を載置した場合の、熱流束センサ１６の出力信号ｑを縦軸として、時間ｔを横軸としている。出力信号ｑは熱流束センサにおいて基板５と保持装置１３の間を移動する熱の熱量を表す情報である。また、熱が基板５から保持装置１３へ向かって移動したとき、出力信号ｑは正の値となり、熱が保持装置１３から基板５へ向かって移動したとき、出力信号ｑは負の値となる。また、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を改善させるために、出力信号ｑは複数の熱流束センサ１６を直列に接続して検出された信号としても良い。
【００３７】
図４において、保持装置１３と基板５の温度差が異なる２つの条件で熱の移動を検出した結果を示している。保持装置１３と基板５の温度差が大きい場合の検出結果を第１出力信号ｑ１、保持装置１３と基板５の温度差が小さい場合の検出結果を第２出力信号ｑ２とする。また、閾値ｑａは、予め実験やシミュレーション等により予め定められた値である。そして、以下の式（１）を用いて、出力信号ｑの値が一定の許容範囲内に収まっているか否かを判定することにより、基板５の内部の温度が一定になったか否かを判定する。
−ｑａ≦ｑ≦ｑａ  ・・・（１）
【００３８】
図５は実施例１に係る温度判定処理を示したフローチャートである。Ｓ１０１において、制御部２１は搬送装置２００により保持装置１３に基板５を搬送させる。Ｓ１０２において、制御部２１は予め定めた時間ｔａだけ待機する。Ｓ１０３において、制御部２１は、出力信号ｑの値が一定の許容範囲内に収まっており、基板５の内部の温度が一定になったか否かを判定する。つまり、出力信号ｑの値が式（１）を満たしているか否かを判定する。出力信号ｑの値が式（１）を満たしている場合は、基板５の内部温度が一定になったと判定して、温度判定処理を終了する。出力信号ｑの値が式（１）を満たしていない場合は、Ｓ１０３に戻る。
【００３９】
ここで、Ｓ１０２において、時間ｔａだけ待機する理由について説明する。図４における第１出力信号ｑ１は、基板５が保持装置１３に搬送された時間（ｔ＝０）の直後は式（１）を満たしている。しかし、時間の経過に伴い、第１出力信号ｑ１は閾値ｑａよりも大きくなり式（１）を満たさなくなる。このように、基板５が保持装置１３に搬送された直後から判定を開始すると誤って判定する可能性があるので、判定処理を開始する前に時間ｔａだけ待機する。また、時間ｔａは予め実験やシミュレーション等により、誤った判定をする可能性がない時間として求めておくと良い。また、Ｓ１０２において時間ｔａだけ待機する代わりに、Ｓ１０３において出力信号ｑの値が式（１）を一定の時間以上満たしている場合に、基板５の内部温度が一定なったと判定しても良い。この一定の時間も予め実験やシミュレーション等により求めておくと良い。
【００４０】
また、熱流束センサ１６の出力信号ｑの信号対ノイズ比が低い場合に、出力信号ｑの値が式（１）を満たしていると判定した後、制御部２１は一定の時間だけ待機してから温度判定処理を終了すると良い。これにより、ノイズの影響を抑制することができる。この一定の時間も予め実験やシミュレーション等により求めておくと良い。
【００４１】
また、保持装置１３を型保持部４としても良い。この場合、型保持部４に熱流束センサ１６を配置して、型保持部４が型１を保持した状態で制御部２１が温度判定処理を行う。また同様に、保持装置１３を基板保持部９としても良い。この場合、基板保持部９に熱流束センサ１６を配置して、基板保持部９が基板５を保持した状態で制御部２１が温度判定処理を行う。
【００４２】
（変形例１）
本実施例における変形例１について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図６は変形例１に係る保持装置の拡大図である。図６（ａ）は、図２のＡ−Ａ’をＺ軸のプラス方向から見た図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ’に示される線における断面図を示した図である。なお、図６の熱流束センサ１６の数と位置は一例でありこれに限られない。
【００４３】
変形例１における熱流束センサ１６は、保持装置１３と基板５が接触する面の方向において広く配置されており、変形例１における熱流束センサ１６の面積は、図３に示される熱流束センサ１６より面積が大きい。熱流束センサ１６の面積が大きいことにより、図３に示される熱流束センサ１６より多くの素子を配置することが可能となり、熱流束センサ１６の感度を上げることができる。熱流束センサ１６の感度が上がることにより分解能が良くなり、正確な検出が可能となる。
【００４４】
（変形例２）
本実施例における変形例２について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図７は変形例２に係る保持装置の拡大図である。図７（ａ）は、図２のＡ−Ａ’をＺ軸のプラス方向から見た図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ’に示される線における断面図を示した図である。
【００４５】
変形例２においては、断熱材２０（断熱部）が保持装置１３と基板５が接触する面の方向において広く配置されている。また、変形例２における熱流束センサ１６は、断熱材２０の四隅に配置されている。また、熱流束センサ１６が熱量を検出することを抑制しないようにするために、断熱材２０は熱流束センサ１６と重複しないように配置される。なお、図７の熱流束センサ１６の数と位置は一例でありこれに限られない。
【００４６】
断熱材２０が配置されている領域より熱流束センサ１６が配置されている領域の方が、基板５と保持装置１３の間を多くの熱が移動する。これにより、熱流束センサ１６の感度が上がり、正確な検出が可能となる。また、感度が上がることにより、熱流束センサ１６のサイズを小さくすることが可能となる。
【００４７】
（変形例３）
本実施例における変形例３について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図８は変形例３に係る保持装置の拡大図である。
【００４８】
変形例３においては、保持装置１３と基板５が接触する領域を狭くするために、保持装置１３のスロットにスペーサ１７を設けている。これにより、保持装置１３のスロットに付着している異物が基板５に付着したり、基板５に付着している異物が保持装置１３のスロットに付着したりすることを抑制できる。また、スペーサ１７を設けることにより、基板５は間隔をあけて保持装置１３に載置されるため、保持装置１３と基板５との間を移動する熱を熱流束センサ１６で検出することが抑制される。そのため、スペーサ１７のＺ方向の厚みはできるだけ小さくする必要がある。このため、スペーサ１７のＺ方向の厚みは予め実験結果等から求めておくことが望ましい。例えば、スペーサ１７のＺ方向の厚みは０．５ｍｍ以下とすることで、保持装置１３と基板５の間隔が０．５ｍｍ以下となるようにすると良い。
【００４９】
（変形例４）
本実施例における変形例４について説明する。なお、ここで言及しない事項は、本実施例の前述の説明に従い得る。図９は変形例４に係る熱流束センサの出力信号を微分した微分信号と時間の関係を示した図である。図９に基づいて、基板５の内部温度が一定になったか否かを判定する方法について説明する。図９におけるグラフは、保持装置１３のスロットに基板５を載置した場合の、熱流束センサ１６の出力信号ｑを時間で微分した微分信号ｄを縦軸として、時間ｔを横軸としている。図９では、図４における第１出力信号ｑ１を時間で微分した第１微分信号ｄ１、図４における第２出力信号ｑ２を時間で微分した第２微分信号ｄ２とする。また、閾値ｄａは、予め実験やシミュレーション等により求められた微分信号ｄから予め定められた値である。そして、以下の式（２）を基板５の内部の温度が一定になったか否かを判定するために用いる。
−ｄａ≦ｄ≦ｄａ  ・・・（２）
【００５０】
図１０は変形例４に係る温度判定処理を示したフローチャートである。Ｓ２０１において、制御部２１は搬送装置２００により保持装置１３に基板５を搬送させる。Ｓ２０２において、制御部２１は、微分信号ｄの１度目のピーク値を検出する。ここで、１度目のピーク値は、図９の例では第１ポイントｐ１及び第２ポイントｐ２における微分信号ｄの値である。Ｓ２０３において、制御部２１は、微分信号ｄの値が一定の許容範囲内に収まっているか否かを判定する。つまり、微分信号ｄの値が式（２）を満たしているか否かを判定する。微分信号ｄの値が式（２）を満たしている場合は、制御部２１は基板５の内部温度が一定になったと判定して、温度判定処理を終了する。図９の例では、第２ポイントｐ２における微分信号ｄの値は式（２）を満たしている。よって、第２微分信号ｄ２の場合には第２ポイントｐ２の時間ｔにおいて、基板５の内部の温度が一定になったと判定する。一方、微分信号ｄの値が式（２）を満たしていない場合は、Ｓ２０４に進む。図９の例では、第１ポイントｐ１における第１微分信号ｄ１の値は式（２）を満たしていないので、Ｓ２０４に進む。
【００５１】
Ｓ２０４において、制御部２１は、微分信号ｄの２度目のピーク値を検出する。ここで、第１部分信号ｄ１における２度目のピーク値は、図９の例では第３ポイントｐ３における微分信号ｄの値である。Ｓ２０５において、制御部２１は、微分信号ｄの値が一定の許容範囲内に収まっているか否かを判定する。つまり、制御部２１は微分信号ｄの値が式（２）を満たしているか否かを判定する。微分信号ｄの値が式（２）を満たしている場合は、制御部２１は基板５の内部温度が一定になったと判定して、温度判定処理を終了する。一方、微分信号ｄの値が式（２）を満たしていない場合は、再度、Ｓ２０５に戻り、制御部２１は微分信号ｄの値が式（２）を満たしているかを判定する。
【００５２】
このように、微分信号を用いることにより、基板５の内部温度が一定になったと判定することができる。例えば、図４における温度判定処理のように待機時間ｔａを設ける必要がなく、より短い時間で基板５の内部温度が一定になったことを判定できる。
【００５３】
以上により、本実施例によるインプリント装置によれば、保持装置１３に設けられた熱流束センサを用いて、保持装置１３に搬送された型１及び基板５の内部の温度が一定なったか否かを判定することができる。これにより、型１と基板５の温度差が低減された状態でインプリント処理ができるので、パターンの不良が発生する可能性を低減することができ、スループットが低下する可能性を低減することができる。
【００５４】
〔実施例２〕
次に実施例２に係るインプリント装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１に従い得る。実施例２では、保持装置１３に型及び基板５の温度を調整するための温度調整装置（調整部）が構成されている。
【００５５】
図１１は実施例２に係る保持装置を示した図である。温度調整装置１８は保持装置１３の温度を調整する。温度調整装置１８は、温度を調整するための媒体を保持装置１３内で循環させるための配管１９、媒体の温度を調整するための調整部（不図示）、及び媒体を配管１９に循環させるためのポンプ（不図示）を有する。媒体は、例えば、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）やプロピレングリコール系の液体を利用すると良い。また、媒体として水を含む液体を利用する場合、配管１９は、例えばステンレスといった水による腐食が抑制される材質を使うと良い。また、調整部には、例えばペルチェ素子、冷凍機、ヒータなどから構成され、循環する媒体の温度を目標温度に調整する。ここで、目標温度は、例えば、インプリント装置１００内部の気温を温度センサ（不図示）によって測定した気温と等しくなるように定められると良い。また、目標温度は、温度センサ（不図示）により、型保持部４、基板保持部９等のインプリント装置１００内の各部の温度を測定して、測定された温度と等しくなるように定められても良い。また、目標温度は、型１が型保持部４に保持されていた場合、又は基板５が基板保持部９に保持されている場合に、温度センサ（不図示）により型１、又は基板５の温度を測定して、測定された温度と等しくなるように定められても良い。
【００５６】
図１２は実施例２に係る保持装置の別の実施形態を示した図である。図１２における保持装置１３と図１１における保持装置１３との違いは、１つの基板５を保持する点である。このように、保持装置１３は基板５専用の保持装置を設けることで、基板５に最適な目標温度を定めることができる。また、図１２では保持装置１３に１つの基板５を載置するように構成されているが、複数の基板５を載置するように構成されていても良い。なお、ここでは基板５を保持する例で説明したが、型１を保持する場合も同様であるため説明を省略する。
【００５７】
温度調整装置１８により、保持装置１３に保持された型１及び基板５は、実施例１のように温度調整装置１８がない場合と比べて、内部の温度が一定になる時間をより短くすることができる。
【００５８】
（変形例５）
本実施例における変形例５について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１、及び実施例２の前述の説明に従い得る。保持装置１３に型及び基板５の温度を調整するための温度調整装置が構成されることにより、温度調整装置１８の目標温度を可変にして、より短時間で型１及び基板５の内部の温度が一定になるように温度調整をすることができる。
【００５９】
図１３は変形例５に係る温度判定処理を示したフローチャートである。図１３における温度判定処理は、図９における微分信号ｄと時間ｔとの関係に基づいて、温度判定処理が行われる。Ｓ３０１において、制御部２１は搬送装置２００により保持装置１３に基板５を搬送させる。Ｓ３０２において、制御部２１は微分信号ｄの１度目のピーク値を検出する。Ｓ３０３において、微分信号ｄの値に基づいて温度調整装置１８により調整される目標温度を段階的に変更する。
【００６０】
Ｓ３０４において、制御部２１は変更した目標温度が初期に設定されていた目標温度と等しいか判定する。目標温度が初期に設定された目標温度と等しい場合はＳ３０５に進む。目標温度が初期に設定されていた目標温度と等しくない場合はＳ３０３に戻る。
【００６１】
ここで、Ｓ３０３において目標温度を段階的に変更する処理について説明する。まず、微分信号ｄの値が正の値であれば目標温度が小さくなるように変更し、微分信号ｄの値が正の値であれば目標温度が大きくなるように変更する。例えば、初期に設定された目標温度が２３．０℃であり、微分信号の値が正の値である場合、最初に目標温度を２２．０℃に変更する。次にＳ３０４で目標温度が初期に設定されていた目標温度と等しくないと判定され、Ｓ３０３に戻ってきた時、予め定められた温度だけ目標温度を大きくする。例えば、２２．２℃とする。ここで、変更する目標温度や、変更する時間は予め実験やシミュレーション等の結果により求めておくと良い。このように、Ｓ３０３、Ｓ３０４の処理を繰り返し行い、目標温度を２２．４℃、２２．６℃、２２．８℃、２３．０℃と変更していく。そして、Ｓ３０４で目標温度が初期に設定されていた目標温度と等しいと判定されてＳ３０５に進む。また、Ｓ３０３、Ｓ３０４の処理を繰り返す時にＳ３０４の後に待機時間を設けても良い。この待機時間についても予め実験やシミュレーション等の結果により求めておくと良い。また、微分信号の値が負の値の場合、最初に目標温度を大きくして、予め定めた温度だけ目標温度を小さくしていく。
【００６２】
次にＳ３０５において、制御部２１は微分信号ｄの値が式（２）を満たしているか否かを判定する。微分信号ｄの値が式（２）を満たしている場合は、制御部２１は基板５の内部温度が一定になったと判定して、温度判定処理を終了する。微分信号ｄの値が式（２）を満たしていない場合は、Ｓ３０５に戻る。
【００６３】
以上により、本実施例に係るインプリント装置によれば、保持装置１３に設けられた熱流束センサを用いて、保持装置１３に搬送された型１及び基板５の内部の温度が一定なったか否かを判定することができる。これにより、型１と基板５の温度差が低減された状態でインプリント処理ができるので、パターンの不良が発生する可能性を低減することができ、スループットが低下する可能性を低減することができる。また、本実施例に係るインプリント装置は保持装置１３の温度を調整する温度調整装置を有することにより、短時間で型１及び基板５の内部の温度を一定にすることができる。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。
【００６６】
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１４（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。
【００６７】
図１４（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１４（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。
【００６８】
図１４（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。
【００６９】
図１４（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１４（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。
【００７０】
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および変更が可能である。リソグラフィ装置の一例として、基板の上のインプリント材を型により成形（成型）して、基板にパターン形成を行うインプリント装置について説明したが、インプリント装置に限定されるものではない。
【００７１】
リソグラフィ装置の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線（電子線やイオンビームなど）で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置などの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置の一例として、基板を露光することでパターン形成を行う露光装置であっても良い。また、感光媒体を基板の表面上に塗布する塗布装置、パターンが転写された基板を現像する現像装置など、デバイス等の物品の製造において、前述のようなリソグラフィ装置が実施する工程以外の工程を実施する製造装置も含み得る。
【００７２】
また、実施例１、及び実施例２は、単独で実施するだけでなく、実施例１、及び実施例２の組合せで実施することができる。
【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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【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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