(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のインプリント領域にインプリント材を供給するインプリント材供給部と、前記インプリント材供給部に向かう方向における気体の流れを形成するガス供給部と、前記基板に対向する面を含み、前記インプリント材供給部と前記ガス供給部との間に配置される部材と、を有するインプリント装置であって、
前記部材は、前記インプリント材供給部と前記インプリント領域との間の前記気体の流れを低減するように前記気体の流路を形成するための流入口と流出口とを有する、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記気体が流入する前記流入口と前記気体が流出する前記流出口とが前記面に形成され、前記流入口と前記流出口とを接続する流路が前記部材内に形成されている、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】
前記流入口および前記流出口のうちの少なくとも一方の開口幅は、前記インプリント材供給部と前記基板との間の距離の２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記部材は、前記流入口に隣接する前記流路に向かって凸の曲面を有し、該曲面を内側にして該流路が曲がるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記部材は、前記流出口に隣接する前記流路に向かって凸の曲面を有し、該曲面を内側にして該流路が曲がるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置
【請求項６】
前記部材は、前記流路に接続された供給口が形成され、該供給口を介して前記流入口から気体を流出させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記部材は、前記流路に接続された供給口が形成され、該供給口を介して前記流出口から気体を流出させることを特徴とする請求項１ないし請求項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】
前記流入口および前記流出口のうちの少なくとも一方の断面積は、前記インプリント材供給部と前記基板との間の流路の断面積より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記流入口および前記流出口のうちの少なくとも一方の断面積は、前記インプリント材供給部と前記基板との間の流路の断面積の１０倍以下であることを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記流入口および前記流出口のうちの少なくとも一方の断面積は、前記インプリント材供給部と前記基板との間の流路の断面積の２倍以下であることを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記インプリント装置は、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成する、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１２】
前記インプリント材供給部に向かう方向における気体の流れは前記基板の表面に沿っており、
前記気体の流れの中の前記気体が前記インプリント材供給部から前記インプリント領域への前記インプリント材の供給経路を迂回するために前記基板から離れるための前記流入口と、前記気体が前記供給経路を迂回した後に前記基板に沿った位置に戻るための前記流出口を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
基板を保持して可動のステージと、前記基板上のインプリント領域にインプリント材を供給するインプリント材供給部と、前記インプリント領域に供給された前記インプリント材に接触させる型を保持する保持部と、前記ステージに対向する面を有し、前記保持部と前記インプリント材供給部との間に配置される部材と、前記面と前記ステージとの間に前記保持部から前記インプリント材供給部に向かう方向における気体の流れを形成するガス供給部と、を有するインプリント装置であって、
前記部材は、前記インプリント材供給部と前記インプリント領域との間の前記気体の流れを低減するように前記気体の流路を形成するための流入口と流出口とを有する、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１４】
前記流路のコンダクタンスは、前記インプリント材供給部から前記インプリント領域への前記インプリント材の供給経路を横切る前記気体の流路のコンダクタンスより大きいことを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
【請求項１５】
前記流路のコンダクタンスは、前記インプリント材供給部から前記インプリント領域への前記インプリント材の供給経路を横切る前記気体の流路のコンダクタンスの１０倍以下であることを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
【請求項１６】
前記流路のコンダクタンスは、前記インプリント材供給部から前記インプリント領域への前記インプリント材の供給経路を横切る前記気体の流路のコンダクタンスの２倍以下であることを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６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上に形成する工程と、
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、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上のインプリント材を成型してパターンを基板上に形成するインプリント技術がある。このインプリント技術の一つに光硬化法がある。この方法を用いたインプリント装置は、基板上のインプリント材に型を接触させてインプリント材を型に充填させる。そして、インプリント材を光で硬化させた後に離型して、基板上にパターンを形成する。ここで、基板や型に異物が付着している場合、パターンに欠陥が生じたり型が破損したりする可能性がある。
【０００３】
特許文献１は、インプリント領域をガスカーテンで取り囲む（封止する）ことにより、インプリント領域内の異物を削減するインプリント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２０１４−５６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のインプリント装置は、インプリント材供給部の下にガスカーテンによる気流が生じると、インプリント領域にインプリント材を正確に供給するのに不利となりうる。
【０００６】
本発明は、例えば、インプリント領域にインプリント材を正確に供給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】
【０００７】
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領域にインプリント材を供給するインプリント材供給部と、インプリント材供給部に向かう方向における気体の流れを形成するガス供給部と、基板に対向する面を含み、インプリント材供給部とガス供給部との間に配置される部材と、を有するインプリント装置であって、部材は、インプリント材供給部とインプリント領域との間の気体の流れを低減するように気体の流路を形成するための流入口と流出口とを有する、ことを特徴とする
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、インプリント領域にインプリント材を正確に供給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】
【０００９】
【図１】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実施形態に係るインプリント装置内の気体の流れを、Ｚ軸方向正の方向から見た図である。
【図３】第１実施形態に係る溝構造を有さない場合の気体の流れを示す図である。
【図４】溝構造および供給部の構造を詳細に示す図である。
【図５】第２実施形態に係る溝構造の構成を示す図である。
【図６】溝構造への気体の流れ込みやすさを説明する図である。
【図７】＋Ｚ方向からみた溝構造の形状を示す図である。
【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）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、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。インプリント装置１は、光照射部２０、基板ステージ３、型保持部６、供給部７、封止部１３を備える。図１（Ａ）は、基板２を供給部７の下に配置した状態を示す。図１（Ｂ）は、基板２を型４の下に配置した状態を示す。本実施形態では、光硬化法を用いたインプリント装置として、紫外線硬化型のインプリント装置を使用する。インプリント材の硬化方法は、紫外線による硬化に限らず、他の波長の光の照射により硬化させても、他のエネルギー（例えば、熱）により硬化させてもよい。なお、以下の図においては、基板上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸と平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内においてＸ軸およびＹ軸が互いに直交するようにＸ軸およびＹ軸を取る。
【００１２】
光照射部２０は、紫外線２１を基板２（型４）に照射する。型４は、紫外線２１を透過可能な材質（石英など）からなり、基板２に対向する面に回路パターンなどの凹凸パターンを３次元状に形成したパターン部５を有する。
【００１３】
基板ステージ３は、基板２を保持し、型４と樹脂（インプリント材）８とを接触させる際に、型４と樹脂８（基板２）との位置合わせを行う。位置合わせは、基板ステージ３を各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構（不図示）により行われる。基板２は、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板などである。
【００１４】
ステージ駆動機構（不図示）は、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うる。また、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系、基板２のθ方向の位置調整機能、基板２の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成であってもよい。
【００１５】
型保持部６は、型４における紫外線２１の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により保持する。また、型保持部６に備えられた駆動部（不図示）は、型４と基板２との位置合わせが終わると、型４を基板２上のインプリント材８に接触させ、インプリント材８の硬化後には、離型を行うように型４を移動させる。これにより、パターン部５に対応したパターンが基板２上に形成される。型保持部６もステージ駆動機構と同様に、複数の駆動系等を含みうる。なお、型４とインプリント材８との接触および離型は、型４および基板２のうち少なくとも一方を移動させることにより行われる。
【００１６】
供給部７は、基板２に対向する面を有する部材１１（対向部）を含む。供給部７は、型保持部６の近傍に配置され、基板２上のインプリント領域にインプリント材８を供給する。インプリント材８は、紫外線２１により硬化する光硬化性樹脂であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により選択される。供給部７により供給されるインプリント材８の量は、基板２上に形成されるインプリント材８の所望の厚さ、形成されるパターンの密度などにより決定される。
【００１７】
図２は、気体１０の流れを、Ｚ軸方向正の方向から見た図である。図１（Ａ）、（Ｂ）および図２に示すように、封止部１３は、第１ノズル９を介して気体１０による流れ（ガスカーテン）を形成して、インプリント領域を封止する。これにより、インプリント領域内の異物を削減する。第１ノズル９は、型４の周囲を囲う様に型保持部６に設けられる。
【００１８】
部材１１は、開口幅ｗ１を有する開口部１２ａおよび流路１２ｂを含む溝構造１２を備える。開口部１２ａは、気体１０が流入する流入口または流出する流出口である。開口幅ｗ１と、基板２と部材１１との間の距離ｈ１とは一定の大小関係を有する。詳細は後述する。流路１２ｂは、部材内において流入口と流出口とを接続するように形成されている。
【００１９】
図３は、部材１１が溝構造１２を有さない場合の気体１０の流れを示す図である。図２に示すように、気体１０は、基板２と部材１１とに挟まれた空間において、Ｘ軸正方向に流れる気流を形成する。この気流により、供給部７が基板２上に供給するために滴下したインプリント材８は、Ｘ軸正の向きに流されるため、基板２上の目標領域にインプリント材８を正確に供給することが困難である。
【００２０】
本実施形態の部材１１が有する溝構造１２によれば、基板２と部材１１とに挟まれた空間にＸ軸正方向に流れる気流は、供給部７の直下よりも溝構造１２に優先的に流れ込む。これにより、供給部７の直下に生じる気流が抑制される。
【００２１】
図１（Ａ）、（Ｂ）および図２に示すように、流入口と流出口とは流路１２ｂにより接続されているため、流入口から流入した気体１０は、流出口から流出する。したがって、インプリント領域内の異物を削減するために必要な気体１０の流量を保つことができる。なお、溝構造１２の開口部１２ａの開口幅ｗ１は、例えば、基板２と部材１１との距離（間隙）ｈ１の２倍以下で且つ気流の迂回効果を有する値としうる。
【００２２】
図４は、溝構造１２および供給部７の構造を詳細に示す図である。開口部１２ａは、隣接する流路１２ｂに向かって（開口部１２ａの内側に向かって）凸の曲面１４を有する。流路１２ｂは、曲面１４を内側にして曲がるように構成されている。曲面１４は、角面であっても丸面であってもよい。これにより、流入する気体１０をより引き込みやすく、かつ流出する気体１０をより供給部７の外側方向に排出しやすくすることができる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、インプリント領域にインプリント材を正確に供給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。
【００２４】
（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。本実施形態では、流路１２ｂに供給口１５を形成した点に特徴がある。図５は、本実施形態の溝構造１２を示す図である。本実施形態の溝構造１２は、気体供給部１６および供給口１５を有する。溝構造１２は、周囲の部材１１と比べて形状が複雑であるため、溝構造１２の内部（流路１２ｂ）に異物が残留しやすい。残留した異物は、流路１２ｂを流れる気体１０により押し出され、基板２に付着しうる。残留した異物は、気体供給部１６から供給口１５を介して、流入口または流出口から気体を流出させることで異物を除去することができる。
【００２５】
溝構造１２の下に基板２が位置しない状態では、ガスカーテンが形成されないため、異物が溝構造１２の内部に侵入することがある。この場合、気体供給部１６から供給口１５を介して、流入口または流出口から気体を流出させることで溝構造１２の内部に異物が侵入するのを防ぐことができる。なお、本実施形態では、供給口１５が部材１１の上面に配置される例を示したが、部材１１の側面に配置されてもよい。また、封止部１３から供給される気流を用いて溝構造１２の内部に異物が侵入するのを防ぐ構成としてもよい。本実施形態によっても、インプリント領域にインプリント材を正確に供給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。
【００２６】
部材１１は、基板ステージ３の移動範囲内において基板２と対向するように配置される。また、第１ノズル９は、基板ステージ３の移動範囲内において基板２と対向する部材１１にも設けることで、基板ステージ３が型４の周囲に設けた第１ノズル９の下から外れても、部材１１の第１ノズル９でインプリント領域を封止することができる。
【００２７】
溝構造１２の開口部１２ａの開口幅ｗ１は、基板２と部材１１との距離（間隙）ｈ１より広くすることで、基板２と部材１１とに挟まれた空間を流れる気流は、流体抵抗が小さい（コンダクタンスが大きい）溝構造１２に優先的に流れ込みやすくなる。
【００２８】
なお、以上の説明では、溝構造１２への気体の流れ込みやすさについて、開口幅ｗ１と間隙ｈ１との関係のみに着目していたが、気体１０の流路の断面における別の寸法も考慮すると以下の通りである。図６（Ａ）および（Ｂ）は、図２および図４に対して、当該流路断面のＹ方向の長さと、供給部７の下に流れ込む気体１０とを追記し、溝構造１２への気体の流れ込みやすさを説明するための図である。ここでは、流路断面のＹ方向の長さをＬ１とし、供給部７の下に流れ込む気体１０を気体ｖ１とする。
【００２９】
図６（Ｂ）に示すとおり、ＸＹ平面に平行な開口部１２ａの断面積はｗ１×Ｌ１である。また、供給部７の下の領域を含む図示した気流抑制領域のＹＺ平面に平行な断面積はｈ１×Ｌ１である。Ｘ方向に進む気体１０は、開口部１２ａ以降の流路と気流抑制領域以降の流路のうち、断面積の大きい流路に流れ込む。溝構造１２を有しない場合に比べ、溝構造１２を有する場合は、気体ｖ１の流量が５０％以下に低減されうる。開口幅ｗ１は、間隙ｈ１の２倍まで広げると、溝構造１２を有しない場合と比較して、気体ｖ１の流量を１０％以下に低減できる。その結果、供給部７から供給（滴下）したインプリント材８の領域が基板２上の目標領域からずれる量も１０％以下に低減しうる。
【００３０】
開口幅ｗ１は、間隙ｈ１に対して広ければ広いほど、溝構造１２内の流路の流体抵抗を低減できるが、あまりに広いと溝構造１２内の容積があまりに大きくなってしまう。その場合、本来ガスカーテンを形成するのに必要な気体１０が溝構造１２内に大量に流れ込んでしまうことから、ガスカーテンの流量バランスがくずれて、ガスカーテンの異物侵入防止効果が低減しうる。
【００３１】
開口幅ｗ１は、間隙ｈ１の１０倍を超えると気流の迂回効果の向上による恩恵より、ガスカーテン形成に対する外乱の弊害の方が大きくなる恐れがある。したがって、開口幅ｗ１は、間隙ｈ１の１０倍以下とするのが好ましい。開口幅ｗ１を間隙ｈ１の２倍以下とするのが、気流の迂回効果とガスカーテンの効果との両立の観点からは、さらに好ましい。
【００３２】
以上の開口幅ｗ１と間隙ｈ１との関係による説明や断面積どうしの関係による説明は、流体抵抗（コンダクタンス）同士の関係による説明に置換可能である。すなわち、溝構造１２の流路のコンダクタンスと、供給部７の下（供給経路）を横切る流路のコンダクタンスとの関係による説明に置換可能である。例えば、溝構造１２の流路のコンダクタンスは、供給部７の下（供給経路）を横切る流路のコンダクタンスより大きくすればよい。なお、気流の迂回効果とガスカーテンの効果との両立の観点からは、前者のコンダクタンスが後者のコンダクタンスの好ましくは１０倍以下、より好ましくは２倍以下とするのがよい。
【００３３】
溝構造１２は、図２に示すように供給部７を取り囲むことで、第１ノズル９の配置や移動範囲内における可動の基板ステージ３の位置によって方向が変化する気体１０の供給部７下への流れを迂回させることができる。なお、溝構造１２は、供給部７を完全に取り囲まず、一部が途切れていてもよい。例えば、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、供給部７（供給経路）を部分的に囲むようなコの字型に形成してもよいし、供給部７（供給経路）を部分的に囲むようなＬ型に形成してもよい。すなわち、特定の方向からの気流だけを迂回させるので足りるのであれば、そのように供給部７（供給経路）を部分的に囲むような形に溝構造１２を形成しても迂回効果は十分に発揮できる。
【００３４】
（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、エッチング工程の代わりに、パターンを形成された基板を処理（加工）する他の工程を含み得る。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。
【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】
【００３６】
１          インプリント装置
２          基板
４          型
５          パターン部
７          供給部
８          樹脂（インプリント材）
９          第１ノズル
１０        気体
１１        部材
１２        溝構造
【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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