(57)【要約】【課題】基板上に供給されるインプリント材のむらを低減するのに有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】基板上のインプリント材をモールドで成形し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、前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出口を含むノズルと、前記モールドを保持する保持部と、前記インプリント材の前記モールドのパターンへの充填を促進させるガスを前記保持部と前記基板上の前記インプリント材との間に供給する供給部と、前記ノズルに設けられた給排気部と、を有し、前記給排気部は、前記ノズルと前記ノズルの下に搬送される前記基板の前記ノズルに対向する部分との間の第１空間に前記ガスが流入することを抑制するように、前記第１空間の周囲の第２空間に対して給気又は排気を行う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２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のインプリント材をモールドで成形し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、
前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出口を含むノズルと、
前記モールドを保持する保持部と、
前記インプリント材の前記モールドのパターンへの充填を促進させるガスを前記保持部と前記基板上の前記インプリント材との間に供給する供給部と、
前記ノズルに設けられた給排気部と、を有し、
前記給排気部は、前記ノズルと前記ノズルの下に搬送される前記基板の前記ノズルに対向する部分との間の第１空間に前記ガスが流入することを抑制するように、前記第１空間の周囲の第２空間に対して給気又は排気を行うことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記第２空間に流入する前記ガスを検知する検知部を更に有し、
前記給排気部は、前記検知部が前記ガスを検知した場合に、前記給気又は前記排気を開始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】
前記第２空間に流入する前記ガスを検知する検知部を更に有し、
前記給排気部は、前記検知部が前記ガスを検知した場合に、前記給気の給気量又は前記排気の排気量を増加させ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】
前記給排気部は、前記検知部で検知された前記ガスの濃度に応じて、前記給気の給気量又は前記排気の排気量を増加させることを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記基板を保持して移動するステージと、
前記検知部が前記ガスを検知した場合に、前記第１空間への前記ステージの移動を停止するように、前記ステージを制御する制御部と、
を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１空間への前記ステージの移動を停止した後に、前記ステージが前記第１空間から離れる方向に移動するように、前記ステージを制御することを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記ノズルは、前記検知部が前記ガスを検知している間は、前記基板上への前記インプリント材の吐出を停止することを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記給排気部は、前記ノズルを挟んで設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記保持部と前記給排気部との間に設けられ、前記供給部から供給された前記ガスを回収する回収部を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記ガスは、前記基板上のインプリント材と前記モールドとを押し付けた際に凝縮する凝縮性ガスを含むことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製造プロセスにおいて、ステッパーやスキャナーなどの露光装置に代わるリソグラフィ装置として、インプリント技術を用いたインプリント装置が注目されている。インプリント装置は、塗布工程、押印工程、硬化工程及び離型工程を含むインプリント処理を行うことで、基板上にパターンを形成（転写）する。塗布工程とは、基板上に樹脂（レジスト）を塗布する工程である。押印工程とは、基板上の樹脂と微細な凹凸パターンが形成されたモールドとを接触させて、モールドに形成されている凹凸パターン（凹部）に樹脂を充填する工程である。硬化工程とは、基板上の樹脂とモールドとを接触させた状態で樹脂を硬化させる工程である。離型工程とは、基板上の硬化した樹脂からモールドを引き離す工程である。
【０００３】
インプリント装置では、押印工程において、モールドの凹凸パターン（凹部）に気泡が残存してしまうことがある。このような場合、基板上に形成されるパターンに不具合（未充填欠陥）が生じ、正確なパターンを基板上に形成できない可能性がある。モールドの凹凸パターンに残存した気泡は、時間が経過するにつれて消滅するが、それまでに多大な時間を要してしまう。
【０００４】
そこで、スループット（生産性）の低下を防止するために、基板上の樹脂とモールドとを押し付けた際の圧力上昇によって凝縮して液化する凝縮性ガスの雰囲気化で押印工程及び離型工程を行うインプリント装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７００００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インプリント装置では、装置の専有面積及びスループットの観点から、一般的に、基板上に樹脂を供給（塗布）する樹脂供給部と、基板上の樹脂とモールドとを接触させるインプリント部とが近接して配置されている。従って、押印工程及び離型工程で用いられる凝縮性ガス（即ち、樹脂の充填を促進するガス）が、樹脂供給部が配置された空間（樹脂供給環境下）に流入する可能性がある。樹脂供給環境下に凝縮性ガスが流入すると、正常な樹脂の供給が行えず、基板上に供給された樹脂にむらが発生する。このような場合、モールドの凹凸パターンに十分に樹脂が充填されていない箇所が発生し、基板上に形成されるパターンの未充填欠陥が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板上に供給されるインプリント材のむらを低減するのに有利なインプリント装置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】
【０００８】
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、基板上のインプリント材をモールドで成形し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、前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出口を含むノズルと、前記モールドを保持する保持部と、前記インプリント材の前記モールドのパターンへの充填を促進させるガスを前記保持部と前記基板上の前記インプリント材との間に供給する供給部と、前記ノズルに設けられた給排気部と、を有し、前記給排気部は、前記ノズルと前記ノズルの下に搬送される前記基板の前記ノズルに対向する部分との間の第１空間に前記ガスが流入することを抑制するように、前記第１空間の周囲の第２空間に対して給気又は排気を行うことを特徴とする。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、例えば、基板上に供給されるインプリント材のむらを低減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】
【００１１】
【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概略図である。
【図２】図１に示すインプリント装置のノズルや給排気部の近傍を示す概略図である。
【図３】図１に示すインプリント装置におけるインプリント処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造プロセスに用いられ、基板上のインプリント材をモールドで成形して基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、本実施形態では、インプリント材として樹脂を使用し、樹脂の硬化法として、紫外線（ＵＶ光）の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。
【００１４】
インプリント装置１は、定盤２と、基板ステージ３と、基板チャック４と、インプリントヘッド７と、気体供給部１２と、樹脂供給部１３と、気体回収部１４と、制御部１５とを有する。制御部１５は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体（動作）を制御する。
【００１５】
基板ステージ３は、定盤２の上において、水平面内（ＸＹ面内）に移動可能に配置される。基板ステージ３は、基板チャック４を支持する。基板チャック４は、基板５を保持（真空吸着）する。インプリントヘッド７は、モールド６を保持する保持部として機能し、かかるモールド６を上下方向（Ｚ方向）に移動させて、基板上の樹脂１１とモールド６とを接触させたり（押印）、基板上の樹脂１１からモールド６を引き離したりする（離型）。但し、モールド６を上下方向に移動させるのではなく、基板５（基板ステージ３）を上下方向に移動させて、或いは、モールド６と基板５とを上下方向に移動させて、押印や離型を行ってもよい。
【００１６】
樹脂供給部１３は、図２に示すように、樹脂１１を基板上に吐出する吐出口ＤＯを含むノズル１３ａで構成される。樹脂供給部１３は、基板ステージ３によってノズル１３ａの下に搬送される基板５のノズル１３ａに対向する部分（塗布予定領域）に樹脂１１を供給（塗布）する。樹脂供給部１３によって樹脂１１が供給された基板５は、基板ステージ３によって、インプリントヘッド７に保持されたモールド６（のパターン）の下に搬送される。
【００１７】
気体供給部１２は、例えば、樹脂供給部１３とインプリントヘッド７との間に配置される。気体供給部１２は、樹脂１１のモールド６（のパターン）への充填を促進させるガスを、基板上の樹脂１１とインプリントヘッド７（に保持されたモールド６）との間に供給する。気体供給部１２は、例えば、基板上の樹脂１１とモールド６とを押し付けた際の圧力上昇によって凝縮して液化する凝縮性ガスを供給する。気体供給部１２は、本実施形態では、凝縮性ガスとしてのペンタフルオロプロパンを供給する。
【００１８】
気体回収部１４は、気体供給部１２に近接して配置される。気体回収部１４は、例えば、排気ポンプや吸引装置などを含み、気体供給部１２から基板上の樹脂１１とインプリントヘッド７との間に供給されたガス（凝縮性ガス）を回収する。
【００１９】
インプリント装置１では、樹脂１１が供給された基板５をモールド６の下に位置決めすると、気体供給部１２によって、モールド６と基板上の樹脂１１との間に凝縮性ガスを供給（充填）する。モールド６と基板上の樹脂１１との間に凝縮性ガスが充填されたら、基板上の樹脂１１とモールド６とを接触させて、モールド６を介して樹脂１１に紫外線を照射して樹脂１１を硬化させる。そして、基板上の硬化した樹脂１１からモールド６を引き離すことで、基板５にモールド６のパターンを形成する。
【００２０】
ここで、本発明者は、モールド６と基板上の樹脂１１との間に供給される凝縮性ガス、本実施形態では、ペンタフルオロプロパンは、樹脂１１に対して様々な影響を及ぼすことを見出した。具体的には、ペンタフルオロプロパン雰囲気下では、空気雰囲気下と比べて、樹脂１１の粘度が約５０％、樹脂１１の表面張力が約１０％変化する（即ち、樹脂１１の物性値が変化する）ことが実験により得られた。
【００２１】
従って、このような凝縮性ガスの雰囲気下において、樹脂供給部１３が基板５に樹脂１１を供給すると、樹脂１１の物性値の変化に起因して、正常な樹脂１１の供給が行えず、基板上に供給された樹脂１１にむらが発生してしまう。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図２に示すように、樹脂供給部１３のノズル１３ａに給排気部８や検知部９を設けている。給排気部８は、気体回収部１４によって回収されずに残留した凝縮性ガスがノズル１３ａの下、即ち、ノズル１３ａとノズル１３ａの下に搬送される基板５のノズル１３ａに対向する部分との間の第１空間ＳＰ１に流入することを抑制する機能を有する。給排気部８は、本実施形態では、第１空間ＳＰ１の周囲の第２空間ＳＰ２に対して給気又は排気を行って、第１空間ＳＰ１の雰囲気を隔離することで、第１空間ＳＰ１に凝縮性ガスが流入することを抑制する。
【００２３】
検知部９は、例えば、給排気部８に隣接して配置され、第２空間ＳＰ２に流入する凝縮性ガスの有無やその濃度を検知する。検知部９には、屈折率の変化を利用して凝縮性ガスを検知するセンサなど、当業界で周知のいかなる構成をも適用することが可能である。本実施形態では、検知部９は、酸素率を測定するセンサを用いて凝縮性ガスの有無を検知する。
【００２４】
本実施形態では、給排気部８は、給気又は排気を常時行うのではなく、後述するように、検知部９が凝縮性ガスを検知した場合に、給気又は排気を開始する。但し、検知部９の検知結果にかかわらず、給気又は排気を常時行うように給排気部８を構成してもよい。また、給排気部８による給気の給気量又は排気の排気量は、制御部１５によって制御され、給気の給気量又は排気の排気量を増加させたり、低下させたりすることが可能である。
【００２５】
本実施形態では、給排気部８及び検知部９は、基板５の搬送方向に対して、ノズル１３ａを挟んで設けられているが、インプリントヘッド側だけに設けてもよい。また、給排気部８は、ノズル１３ａを取り囲むように（即ち、給気又は排気を行う空間が第１空間ＳＰ１を取り囲むように）設けてもよい。更に、給排気部８と検知部９との位置関係は、ノズル１３ａに対して反対であってもよい。
【００２６】
図３を参照して、インプリント装置１におけるインプリント処理について説明する。かかるインプリント処理は、制御部１５がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。また、ここでは、給排気部８は、第２空間ＳＰ２に対して排気を行うものとする。
【００２７】
Ｓ１００１では、基板搬送機構（不図示）によって、インプリント装置１の外部からインプリント装置１に基板５を搬入する。Ｓ１００２では、インプリント装置１に搬入された基板５をアライメント機構に搬送し、基板ステージ３に搬送するための基板５のアライメントを行う。
【００２８】
Ｓ１００３では、アライメントが完了した基板５を基板チャック４に搬送し、かかる基板５を基板チャック４に保持させる。Ｓ１００４では、基板５の対象ショット領域（インプリント処理を行うショット領域）に樹脂１１を供給するために、樹脂供給部１３（ノズル１３ａ）の下に向けて、即ち、第１空間ＳＰ１への基板ステージ３の移動を開始する。また、基板ステージ３の移動の開始とともに、検知部９によって、第１空間ＳＰ１に流入する凝縮性ガスの検知（即ち、第２空間ＳＰ２における凝縮性ガスの有無及びその濃度の検知）を行う。
【００２９】
Ｓ１００５では、検知部９によって凝縮性ガスが検知されたかどうかを判定する。凝縮性ガスが検知された場合には、Ｓ１００６に移行し、凝縮性ガスが検知されていない場合には、Ｓ１０１０に移行する。
【００３０】
Ｓ１００６では、給排気部８による第２空間ＳＰ２の排気レベルを１段階上げる。ここで、排気レベルとは、給排気部８による排気の排気量を示すものであって、排気レベルが小さいほど排気量が小さく、排気レベルが大きいほど排気量が大きいものとする。換言すれば、Ｓ１００６では、給排気部８による第２空間ＳＰ２に対する排気の排気量を増加させる。但し、給排気部８が第２空間ＳＰ２に対して排気を開始していない（排気レベルが「０」である）場合には、Ｓ１００６では、給排気部８によって、第２空間ＳＰ２に対する排気を開始する。
【００３１】
Ｓ１００７では、第１空間ＳＰ１への基板ステージ３の移動を停止する。Ｓ１００８では、基板ステージ３が第１空間ＳＰ１から離れる方向への基板ステージ３の移動を開始する（即ち、基板ステージ３の移動を反転させる）。Ｓ１００９では、基板ステージ３が第１空間ＳＰ１から離れる方向へ予め定められた距離（例えば、モールド６の下まで）移動した時点で基板ステージ３の移動を停止して、Ｓ１００４に移行する。
【００３２】
Ｓ１００４乃至Ｓ１００９によって、検知部９が凝縮性ガスを検知している間は、給排気部８による第２空間ＳＰ２に対する排気の排気量が段階的に増加されることになる。本実施形態では、給排気部８による第２空間ＳＰ２の排気レベルを１段階上げた（Ｓ１００６）後に、第１空間ＳＰ１への基板ステージ３の移動を停止している（Ｓ１００７）。但し、第１空間ＳＰ１への基板ステージ３の移動を停止した後に、給排気部８による第２空間ＳＰ２の排気レベルを１段階上げてもよいし、それらを同時に行ってもよい。また、給排気部８による第２空間ＳＰ２に対する排気の排気量が段階的に増加させるのではなく、Ｓ１００６では、検知部９で検知された凝縮性ガスの濃度に応じて、第２空間ＳＰ２に対する排気の排気量を（即ち、濃度に対応する排気量に）増加させてもよい。なお、検知部９が凝縮性ガスを検知している間は、基板ステージ３が第１空間ＳＰ１に移動しないため（ノズル１３ａの下に基板５が搬送されていないため）、樹脂供給部１３（ノズル１３ａ）は、基板上への樹脂１１の吐出を停止する。
【００３３】
Ｓ１０１０では、給排気部８による第２空間ＳＰ２に対する排気を停止する。Ｓ１０１１では、樹脂供給部１３（ノズル１３ａ）によって、基板５の対象ショット領域に樹脂１１を供給する。
【００３４】
Ｓ１０１２では、樹脂１１が供給された基板５の対象ショット領域にモールド６のパターンを形成する。上述したように、基板５の対象ショット領域をモールド６の下に位置決めし、気体供給部１２によって、モールド６と樹脂１１との間に凝縮性ガスを供給する。そして、モールド６と基板上の樹脂１１との間に凝縮性ガスが充填されたら、基板上の樹脂１１とモールド６とを接触させて、モールド６を介して樹脂１１に紫外線を照射して樹脂１１を硬化させる。そして、基板上の硬化した樹脂１１からモールド６を引き離す。
【００３５】
Ｓ１０１３では、基板５の全てのショット領域にパターンが形成されたかどうかを判定する。全てのショット領域にパターンが形成されていない場合には、次の対象ショット領域にパターンを形成するために、Ｓ１００４に移行する。全てのショット領域にパターンが形成されている場合には、Ｓ１０１４に移行する。Ｓ１０１４では、基板搬送機構によって、インプリント装置１からパターンが形成された基板５を搬出して、処理を終了する。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、モールド６への樹脂１１の充填を促進するガスを用いたとしても、給排気部８によって、かかるガスがノズル１３ａの下（第１空間ＳＰ１）に流入することを抑制することができる。これにより、樹脂供給部１３は、正常な樹脂１１の供給を行うことができる（即ち、基板上にむらなく樹脂１１を供給することができる）。従って、インプリント装置１は、未充填欠陥などを生じることなく、基板上に正確にパターンを形成することができる。
【００３７】
本実施形態では、給排気部８が第２空間ＳＰ２に対して排気を行う場合について説明したが、上述したように、給排気部８が第２空間ＳＰ２に対して給気を行う（即ち、エアカーテンを形成する）場合についても同様な効果を得ることができる。また、給排気部８による第２空間ＳＰ２に対する排気を常時行い、且つ、その排気量を増加させると、気化熱や乱流などの発生が考えられるが、それらを抑制することができる場合には、検知部９を設けなくてもよい。
【００３８】
物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。当該処理ステップは、当該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００３９】
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】
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【図２】
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【図３】
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