(57)【要約】【課題】型のパターン部へのパーティクルの付着を抑え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１００は、誘電体で形成され、パターンが形成されたパターン部５ａと第１導電膜３０とを有する型５を用いて、基板上に供給されたインプリント材にパターンを転写するものであり、型５の本体を介して第１導電膜３０に対向する位置に設置される第２導電膜３１と、第１導電膜３０および第２導電膜３１に接続され、第１導電膜３０および第２導電膜３１に通電して電荷を帯電させる電源３２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体で形成され、パターンが形成されたパターン部と第１導電膜とを有する型を用いて、基板上に供給されたインプリント材に、前記パターンを転写するインプリント装置であって、
前記型の本体を介して前記第１導電膜に対向する位置に設置される第２導電膜と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜に接続され、該第１導電膜および該第２導電膜に通電して電荷を帯電させる電源と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記第２導電膜は、前記型に設置されてい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】
前記型を保持する保持部を有し、
前記第２導電膜は、前記保持部の前記型と接触する面に設置される、
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導電膜および前記第２導電膜が帯電する電荷の極性を切り替える機構を有す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】
前記第１導電膜および前記第２導電膜をそれぞれアースに接続させる電気回路を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記第１導電膜は、空間に向かう表面に、粘着性を有する物質を設置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】
パターンが形成されたパターン部を有し、該パターン部を基板上に供給されたインプリント材に接触させることで、該インプリント材に前記パターンを転写するインプリント装置に用いられる型であって、
誘電体で形成され、前記パターン部が形成されている面に第１導電膜を有し、
前記第１導電膜は、前記型の本体を介して該第１導電膜に対向する位置に設置される第２導電膜とともに電源に接続可能とし、該電源からの通電により電荷を帯電する、
ことを特徴とする型。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置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、型、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフォトリソグラフィ技術に加え、基板上の樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を型（モールドまたはテンプレートともいわれる）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術がある。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。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の１つに樹脂を塗布（供給）する。次に、パターン部を有する型を用いて、基板上の樹脂を成形する。そして、光を照射して樹脂を硬化させたうえで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。なお、光硬化法以外にも、例えば熱サイクル法が存在するが、これらの相違は、樹脂を硬化させる方法にあり、型を用いて樹脂のパターンを成形するまでの工程は、基本的に同一である。
【０００３】
このようなインプリント装置では、上記のように微細化が求められており、型のパターン部にパーティクル（塵埃、異物）が付着することは、成形されるパターンに影響を及ぼす可能性があり望ましくない。ここで、パターン部に異物が付着する原因としては、型と基板上の樹脂とを剥離させる際に発生し、周囲のパーティクルを型に引き寄せてしまう静電気が上げられる。そこで、剥離させる際に型に発生する静電気を除去するために、特許文献１は、型の除電を行うイオナイザを備えた転写装置を開示している。特許文献２は、パターン部に導電膜を配し、保持具を介して静電気をアースへ導く転写装置を開示している。一方、特許文献３は、転写装置とは異なるが、周囲に静電気を発生させることで、基板へのパーティクルの付着を抑える基板の搬送装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８６０８５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１３７２号公報
【特許文献３】特開２００８−３００７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１および２に開示されている技術は、型における静電気を除去することで、パーティクル自身の重力による移動および除去を促進させるには効果的である。しかしながら、粒径が小さいパーティクルは、重力沈降の効果が低く、その場に浮遊し続けるため、パターン部にパーティクルが付着することを抑えることが難しい。一方、特許文献３に開示されている技術は、粒径が小さいパーティクルに対しては効果的である。しかしながら、この技術をインプリント装置に適用し、型とは離れた場所で静電気を発生させたとしても、型や基板の近くに浮遊したパーティクルは容易に移動できないため、結果的にパターン部へのパーティクルの付着を抑えることは難しい。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、型のパターン部へのパーティクルの付着を抑え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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、誘電体で形成され、パターンが形成されたパターン部と第１導電膜とを有する型を用いて、基板上に供給されたインプリント材に、パターンを転写するインプリント装置であって、型の本体を介して第１導電膜に対向する位置に設置される第２導電膜と、第１導電膜および第２導電膜に接続され、第１導電膜および第２導電膜に通電して電荷を帯電させる電源とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、型のパターン部へのパーティクルの付着を抑え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】
【０００９】
【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実施形態におけるモールドと、それに関わる部分を示す図である。
【図３】パーティクルの粒径に対する速度を示すグラフである。
【図４】第２実施形態におけるインプリント装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（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１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００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１上（基板上）に塗布された未硬化の樹脂１５とモールド５とを接触させて成形し、ウエハ１上に樹脂１５のパターンを形成する装置である。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１００は、まず、照明系６と、モールド保持機構１６と、アライメント計測系１１と、ウエハステージ３と、塗布部１７と、制御部１８とを備える。
【００１２】
照明系６は、インプリント処理時に、光源から発せられた紫外線１９をインプリントに適切な光に調整して、モールド５に照射する。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５を透過し、かつ樹脂１５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。ここでは、紫外線１９を照射する光源を用いているため、樹脂１５としては紫外線硬化樹脂を用いる。なお、本実施形態では、光硬化法を採用するので照明系６を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、照明系６に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１３】
モールド（型）５は、ウエハ１に対向する面に、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５ａを含む。なお、モールド５の詳細については後述する。モールド保持機構１６は、定盤１０に支持され、モールド５を保持するモールドチャック（保持部）２０と、モールドチャック２０を保持し、モールド５を移動させる不図示のモールド駆動機構とを有する。モールドチャック２０は、モールド５における紫外線１９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５を保持し得る。また、モールドチャック２０およびモールド駆動機構は、照明系６から照射された紫外線１９がモールド５を透過してウエハ１に向かうように、中心部（内側）に開口領域を有する。モールド駆動機構は、モールド５とウエハ１上の樹脂１５との押し付けまたは引き離しを選択的に行うようにモールド５を各軸方向に移動させる。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ーまたはエアシリンダーがある。また、モールド５の高精度な位置決めに対応するために、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よい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド５の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント処理時の押し付けおよび引き離し動作は、モールド５をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ３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。
【００１４】
アライメント計測系１１は、不図示であるが、モールド５に予め形成されているアライメントマークと、ウエハ１に予め形成されているアライメントマークとを光学的に同時に観察する。制御部１８は、モールド５とウエハ１との位置合わせに際して、アライメント計測系１１が観察した結果を参照し、両者の相対位置関係を求める。アライメント計測系１１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。
【００１５】
ウエハ１は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、被処理面には、樹脂１５が塗布される。ウエハステージ３は、ウエハ１を保持し、モールド５とウエハ１上の樹脂１５との押し付けに際して、モールド５と樹脂１５との位置合わせを実施する。ウエハステージ３は、ウエハ１を吸着力により保持するウエハチャック２と、ウエハチャック２を機械的手段により保持し、ステージ定盤４上で少なくともウエハ１の表面に沿う方向に移動可能とするステージ駆動機構とを有する。ステージ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ーや平面モーターがある。ステージ駆動機構も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、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よい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。
【００１６】
塗布部１７は、モールド保持機構１６の近傍に設置され、ウエハ１上に存在するパターン形成領域としてのショット上に、樹脂１５を所望の塗布量で、かつ所望の塗布分布で塗布する。ここで、モールド５に形成されているパターン部５ａは、粗密分布を持っているので、塗布部１７は、この粗密分布に合わせた量の樹脂１５をウエハ１上に塗布することが望ましい。そこで、樹脂１５の塗布方式としては、インクジェット方式が好適である。この場合、塗布部１７は、インクジェット方式の吐出部７と、樹脂１５を収容するタンク８と、タンク８から吐出部７へ樹脂を供給する供給配管９とを備える。樹脂１５は、紫外線１９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、物品の製造工程などの各種条件により適宜選択される。なお、樹脂１５には、モールド５を押し付けた後に引き離し容易とするための離型剤が混合される。
【００１７】
制御部１８は、インプリント装置１００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１８は、例えばコンピューターなどで構成され、インプリント装置１００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１８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）構成してもよいし、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）構成してもよい。
【００１８】
次に、モールド５と、それに関わる構成について詳説する。図２は、モールド５と、それに関わる部分を示す概略図である。図２（ａ）は、モールドチャック２０に保持された状態のモールド５と、モールド５に連設された構成要素とを示す側面図である。また、図２（ｂ）は、モールド５のパターン部５ａが形成されている面（以下「第１面」という。）を示す平面図である。モールド５は、外周形状が多角形（好適には矩形または正方形）であり、第１面の中央部にパターン部５ａを有する。モールド５の材質は、紫外線１９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。また、モールド５は、第１面に、後述する電源３２に接続可能な第１導電膜３０を有する。同様に、モールド５は、第１面の反対面（照明系６から光が照射される面）である第２面に、第２導電膜３１を有する。各導電膜３０、３１の材質としては、例えば、種々の金属の他、カーボンなどでもよい。ここで、第１導電膜３０および第２導電膜３１は、特に第１導電膜３０を表現している図２（ａ）に示すように、パターン部５ａが存在し、照明系６からの光が透過する領域には設けない。そして、インプリント装置１００は、電源３２と、電源３２からそれぞれ第１導電膜３０と第２導電膜３１とに接続される導線３３と、導線３３中に設置され、電源３２の通電と遮断と切り替えるスイッチ３４とを備える。
【００１９】
次に、各導電膜３０、３１を有するモールド５の作用について説明する。モールド５の本体の材質が誘電体であるため、制御部１８がスイッチ３４を切り替えて通電すると、第１導電膜３０と第２導電膜３１との間に電界が生じ、各導電膜３０、３１には電荷が蓄えられる。これにより、パターン部５ａの近傍（空間）に存在するパーティクルは、その静電気力で第１導電膜３０上に引き付けられる（集塵される）。
【００２０】
図３は、浮遊粒子としてのパーティクルの粒径Ｄｐ（μｍ）に対する速度Ｖ（ｍ／ｓ）を示すグラフである。図３において、実線は、式（１）（いわゆるストークスの式）で表される重力沈降速度（微粒子が流体中を沈降する速度）Ｖｇを示している。一方、点線は、式（２）で表される静電気力に関する速度（微粒子が電界を与えられた流体中を等速度運動するときの速度）Ｖｅを示している。
【００２１】
【数１】
2015149390.tif 000003
【００２２】
ただし、ρｐは粒子密度（ｋｇ／ｍ３）、ρは流体密度（ｋｇ／ｍ３）、μは流体の粘度（Ｐａ・ｓ）、および、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）をそれぞれ示す。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
ただし、ｑは粒子の荷電数、ｅは電気素量（ｃ）、Ｅは電界（Ｖ／ｍ）、および、Ｃｃはカニンガムの補正係数をそれぞれ示す。
【００２５】
図３に示すように、パーティクルは、粒径が小さくなるほど重力の影響を受けにくく、逆に静電気力の影響が大きくなる。この状態を示している重力沈降速度Ｖｇと静電気力に関する速度Ｖｅとの曲線の交点では、粒径がおおよそ０．０５μｍである。したがって、粒径が０．０５μｍ以下であるような小さい（極小の）パーティクルに対しては、静電気力の影響を受けやすいことから、本実施形態による引き付け効果が大きいことがわかる。
【００２６】
ここで、第１導電膜３０は、上記のとおり第１面におけるパターン部５ａの設置部分を除いた面に設置されているので、通電が行われても、パーティクルがパターン部５ａに付着することはない。また、蓄えられる電荷は、電源３２の切り替え方法を変えることで、その極性（正または負）を切り替えられる。すなわち、制御部１８は、第１導電膜３０が正の電荷を蓄えるように、すなわち正の静電気力を生じさせるように制御することで、負に帯電しているパーティクルを引き付けることができる。また、制御部１８は、第１導電膜３０が逆に負の電荷を蓄えるように、すなわち負の静電気力を生じさせるように制御することで、正に帯電しているパーティクルを引き付けることができる。そして、第１導電膜３０に引き付けられたパーティクルについては、例えば、イオナイザのような除電効果がある装置を例えばウエハステージ３に設置して適宜第１導電膜３０の表面近傍を走査させることで、イオナイザにより除電し、除去するものとしてもよい。または、第１導電膜３０の表面に粘着性がある物質（例えばポリイミド）を貼付しておくことで、引き付けたパーティクルを捕集し、後に除去するものとしてもよい。
【００２７】
さらに、制御部１８は、不図示であるが、電気回路を切り替えることで各導電膜３０、３１をアースに接続し、各導電膜３０、３１に蓄えられた電荷を除去するものとしてもよい。これは、インプリント処理時のモールド５とウエハ１との剥離帯電を抑止するため、予めモールドチャック２０の電荷を除去しておくのに有効である。また、モールド５を硬化した樹脂１５から引き離す（離型する）際にモールド５に生じる帯電を除去するため、離型後に各導電膜３０、３１をアースに接続させてもよい。離型後にモールド５を除電することで、パターン部５ａにパーティクルが付着することを抑えることができる。
【００２８】
これにより、インプリント装置１００は、パターン部５ａの近傍に存在するパーティクルを好適に除去することができるので、パーティクルがパターン部５ａに付着することを抑え、結果的にウエハ１上に形成されるパターンの欠陥の発生を低減することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、モールド５のパターン部５ａへのパーティクルの付着を抑え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。
【００３０】
なお、上記説明では、第２導電膜３１は、モールド５の第２面に設置されているが、本発明はそれに限らず、モールドチャック２０の表面（モールド５の第１面に対向する面が接する面）に設置されても、同様の効果を奏する。また、上記説明では、各導電膜３０、３１は、第１面または第２面と、ＸＹ平面に平行な面のみに設置するものとしているが、本発明は、厳密にはそれのみに限らない。例えば、第１導電膜３０と第２導電膜３１とが接触するものでなければ、各導電膜３０、３１は、モールド５の側面部にまで延びるものであってもよい。また、モールド５の第１面のパターン部５ａを除くすべての領域に第１導電膜が形成されていなくてもよい。第２導電膜３１も同様に、第２面の全面に限らず、第２面の一部に形成されていればよい。
【００３１】
（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。上記の第１実施形態では、モールド５のパターン部５ａの近傍に浮遊するパーティクルについて着目したが、例えば、ウエハ１上、またはウエハステージ３上に存在するパーティクルについても、本実施形態に示すような駆動により好適に除去を実施することができる。
【００３２】
図４は、本実施形態におけるインプリント装置の動作を説明するための概略側面図である。制御部１８は、第１実施形態と同様に、各導電膜３０、３１に通電する。さらに、本実施形態では、制御部１８は、そのまま、ウエハ１を載置した状態のウエハステージ３を駆動し、ＸＹ軸方向に移動させる。これにより、ウエハ１上、またはウエハステージ３上にパーティクルが存在する場合でも、そのパーティクルを第１導電膜３０の静電気力により引き付けることができる。そして、このようなパーティクル除去動作を、通常のインプリント動作（押し付け動作）前の、例えば、ウエハ１とモールド５のパターン部５ａとの相対位置関係を最適化するアライメント動作時に行うことで、スループットへの影響を抑え得るという利点もある。
【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】
５      モールド
５ａ    パターン部
３０    第１導電膜
３１    第２導電膜
３２    電源
１００  インプリント装置
【図１】
2015149390.tif 000005
【図２】
2015149390.tif 000006
【図３】
2015149390.tif 000007
【図４】
2015149390.tif 000008