(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記基板にインプリント材を供給する供給部と、
前記基板に供給された前記インプリント材と型とが接触可能なように前記型を保持する型保持部と、
前記基板を移動させる基板ステージと、
前記型保持部と前記供給部との間に一部が配置され、前記型と前記基板との間へのパーティクルの侵入を抑制するように前記型保持部を取り囲んだ状態でガスを供給するガス供給部と、
前記基板ステージが、前記基板を、前記供給部によって前記インプリント材が供給される供給位置から前記型保持部に保持されている前記型と前記インプリント材とを接触させる接触位置へ移動させる間に、前記ガス供給部が供給する前記ガスの流量を調整する流量調整部と、を有し、
前記流量調整部は、前記インプリント材が供給された前記基板が前記ガスを通過するときの流量が、前記基板が前記接触位置にあるときの流量よりも小さくなるように、前記ガスの流量を調整することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
基板にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記基板にインプリント材を供給する供給部と、
前記基板に供給された前記インプリント材と型とが接触可能なように前記型を保持する型保持部と、
前記基板を移動させる基板ステージと、
前記型保持部と前記供給部との間に一部が配置され、前記型と前記基板との間へのパーティクルの侵入を抑制するように前記型保持部を取り囲んだ状態でガスを供給するガス供給部と、
前記基板ステージが、前記基板を、前記供給部によって前記インプリント材が供給される供給位置から前記型保持部に保持されている前記型と前記インプリント材とを接触させる接触位置へ移動させる間に、前記ガス供給部が供給する前記ガスの流量を調整する流量調整部と、を有し、
前記流量調整部は、前記インプリント材が供給された前記基板が前記ガスを通過するときの流量が、前記基板が前記供給位置にあるときの流量よりも小さくなるように、前記ガスの流量を調整することを特徴とするインプリント装置。
【請求項３】
前記流量調整部は、前記インプリント材が供給された前記基板が前記ガスを通過するときに供給を停止す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】
前記インプリント材に前記型を接触させる間に、前記型と前記インプリント材との間の空間にガスを充填するガス充填部をさらに備え、
前記ガス充填部は、前記型を取り囲むように配置され、前記型保持部に保持され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】
前記ガス充填部により充填されるガスは、透過性ガス、または凝縮性ガスの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記ガス供給部を複数のガス供給部に分割し、
前記流量調整部は、各分割したガス供給部によって形成される前記ガスの流量を調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記複数のガス供給部のうち、前記供給位置寄りにある前記ガス供給部の幅は、前記供給部の前記インプリント材の供給口の幅よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記複数のガス供給部のうち、前記供給位置寄りにある前記ガス供給部の幅は、前記基板に供給された前記インプリント材の幅よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記ガス供給部から供給されるガスは、クリーンドライエアであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
型を用いて基板にパターンを形成するインプリント方法であって、
前記型を保持する型保持部を取り囲むように配置されたガス供給部を用いて、前記型と前記基板との間へのパーティクルの侵入を抑制するように前記基板に向けてガスを供給するガス供給工程と、
前記基板にインプリント材を供給する供給工程と、
前記供給工程の後、前記ガスを通過する位置を介して、前記インプリント材と前記型とを接触させる接触位置へ前記基板を移動させる移動工程と、
前記供給工程と前記移動工程との間に、前記ガスの流量を調整する流量調整工程と、を含み
前記流量調整工程は、前記インプリント材が供給された前記基板が前記ガスを通過するときの流量が、前記基板が前記接触位置にあるときの流量よりも小さくなるように、前記ガスの流量を調整することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１１】
型を用いて基板にパターンを形成するインプリント方法であって、
前記型を保持する型保持部を取り囲むように配置されたガス供給部を用いて、前記型と前記基板との間へのパーティクルの侵入を抑制するように前記基板に向けてガスを供給するガス供給工程と、
前記基板にインプリント材を供給する供給工程と、
前記供給工程の後、前記ガスを通過する位置を介して、前記インプリント材と前記型とを接触させる接触位置へ前記基板を移動させる移動工程と、
前記供給工程と前記移動工程との間に、前記ガスの流量を調整する流量調整工程と、を含み
前記流量調整工程は、前記インプリント材が供給された前記基板が前記ガスを通過するときの流量が、前記基板が前記供給位置にあるときの流量よりも小さくなるように、前記ガスの流量を調整することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置または請求項１０もしくは請求項１１に記載のインプリント方法を用いてパターン形成を基板上に行う工程と、前記工程で前記パターン形成を行われた前記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、インプリント方法、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に型を接触させてパターン形成を行う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ｎｍオーダーのパターンを形成することができる。インプリント技術の一例として光硬化法がある。この方法を用いたインプリント装置は、基板上のショット（インプリント領域）への光硬化樹脂（インプリント材）の塗布、インプリント材への型の接触（押型）、インプリント材の硬化、型の剥離（離型）により、基板上にパターンを形成する。押型の際、インプリント材や型にパーティクルが付着している場合は、パターン欠陥が生じたり型が破損したりする可能性がある。また、インプリント材と型との間の空気（残留ガス）が未硬化のインプリント材に気泡として混入してパターン欠陥が生じることもある。
【０００３】
パーティクル付着の問題に対して、特許文献１は、型を保持するヘッド周辺を空気流で取り囲むことでヘッド周辺にパーティクルが侵入することを防ぐパターン形成装置を開示している。一方、残留ガスに対しては、インプリント雰囲気に透過性ガスを用いて残留ガスを減少させるインプリント装置（特許文献２）や、押型時に液化して体積が無視できる程度になる凝縮性ガスを使用したインプリント装置（特許文献３）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−７５６２６号公報
【特許文献２】特表２００７−５０９７６９号公報
【特許文献３】特開２００４−１０３８１７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の技術をインプリント装置に適用する場合、未硬化のインプリント材（ドロップ）に空気流が当たることでドロップが揮発／乾燥し、その形状が変化してしまうことがある。さらに、特許文献２や３の技術も併用する場合、空気流が透過性ガスや凝縮性ガスと混ざると、残留ガスを十分に除去できない。いずれも、パターン欠陥発生の要因となりうる。
【０００６】
本発明は、例えば、パターン欠陥低減の点で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、基板にパターンを形成するインプリント装置であって、基板にインプリント材を供給する供給部と、基板に供給されたインプリント材と型とが接触可能なように型を保持する型保持部と、基板を移動させる基板ステージと、型保持部と供給部との間に一部が配置され、型と基板との間へのパーティクルの侵入を抑制するように型保持部を取り囲んだ状態でガスを供給するガス供給部と、基板ステージが、基板を、供給部によってインプリント材が供給される供給位置から型保持部に保持されている型とインプリント材とを接触させる接触位置へ移動させる間に、ガス供給部が供給するガスの流量を調整する流量調整部と、を有し、流量調整部は、インプリント材が供給された基板がガスを通過するときの流量が、基板が接触位置にあるときの流量よりも小さくなるように、ガスの流量を調整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、パターン欠陥低減の点で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概略図である。
【図２】従来のインプリント工程を示した図である。
【図３】従来のインプリント工程を示した図である。
【図４】第１実施形態に係るインプリント工程を示した図である。
【図５】第１実施形態および第２実施形態に係るインプリント工程のフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るインプリント工程を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、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概略図である。ここでは、光硬化法を用いたインプリント装置として、紫外線の照射によって基板上の未硬化樹脂（インプリント材）を硬化させる紫外線硬化型インプリント装置を使用した。ただし、インプリント材の硬化方法として、他の波長域の光の照射による方法や、他のエネルギー（例えば、熱）による方法を用いてもよい。インプリント装置１００は、パターン面を有する型１１をインプリント材に押し付ける押型部（型保持部）１２と、基板ステージ（基板保持部）１４と、光源１６と、照明光学系１７と、塗布部（ディスペンサ）２０と、制御部５０とを有する。
【００１２】
押型部１２は、構造体１８に取り付けられて支持され、不図示の駆動源と制御部５０により移動可能である。塗布部２０により基板１３上に塗布された樹脂２１へ型１１を接触させる（押型）時は、基板１３に型１１が近づくように移動する。また、型を剥離（離型）する時は、基板１３から型１１が離れるように移動する。
【００１３】
基板ステージ１４は、不図示の駆動源と制御部５０により定盤１９上を塗布部２０の直下（塗布位置）と押型部１２（型１１）の直下（押型位置）との間で移動可能である。制御部５０は、基板ステージ１４の位置を検出部１５により計測し、不図示の制御機構とアライメント機構によって、数ｎｍ以下の精度で基板ステージ１４の位置合わせの制御を行う。検出部１５としては、レーザー干渉計やエンコーダーを用いることができる。
【００１４】
光源１６および照明光学系１７は、樹脂２１を硬化する紫外線を照射する。塗布部２０は、樹脂２１を吐出するノズル（吐出部）を有する。制御部５０は、樹脂の塗布、押型、樹脂の硬化、離型の一連のインプリント処理において、押型部１２、基板ステージ１４、光源１６および塗布部２０を制御する。
【００１５】
さらに、インプリント装置１００は、ガス供給手段として、第一ガス充填部２２および第二ガス流形成部２４を備える。第一ガス充填部２２は、型１１を取り囲むように配置され、押型部１２に保持される。第一ガス充填部２２は、第一ガス２３を樹脂２１と型１１との間の空間に充填し、残留ガスを除去する。押型時に残留ガスが除去されているように第一ガス２３の充填は、押型の前後で行われる。すなわち、樹脂の塗布時等においては、第一ガス２３の充填を行わなくてもよい。第一ガス２３は、透過性ガス、または凝縮性ガスの少なくとも一つを含む。透過性ガスは、型１１、樹脂２１および基板１３のうち少なくともひとつに溶解または拡散する。具体的には、ヘリウムや水素などのガスを採用可能である。但し、可燃性の水素を使用する場合には、インプリント装置内に防爆システムを別途設置し、火気に注意した構成とする必要がある。凝縮性ガスは、押型による圧力上昇により液化して、気体時に比べて体積が数百分の一にまで小さくなる。具体的には、ペンタフルオロプロパンを代表とするハイドロフルオロカーボンが採用可能である。ハイドロフルオロエーテルなどでも使用できる。
【００１６】
第二ガス流形成部２４は、第一ガス充填部２２（押型部１２）を取り囲むように塗布部２０と押型部１２との間に配置され、構造体１８に保持される。第二ガス流形成部２４は、第二ガス２５を供給して第一ガス充填部２２（押型部１２）を取り囲む空気流（ガス流）を形成し、パーティクルの侵入を抑制する。これにより、インプリント装置１００の内部全域のパーティクル量を減らす必要がなくなり、インプリント装置１００の空調システムを省スペース化できる。このガス流は、エアカーテンとも呼ばれる。第二ガス２５は、パーティクルの侵入を抑制するため、基本的に常時供給される。第二ガス２５は、パーティクルが少ない気体であれば良く、例えばクリーンドライエアで良い。また、必要に応じて、パーティクル除去フィルタを通過させたクリーンドライエアであっても良い。
【００１７】
なお、インプリント装置１００の内部は、パーティクル除去機能を持つＵＬＰＡフィルタ等を通過させ、清浄にしたガスをファンで送風することで、パーティクル濃度を低減している。しかし、この対処によっても、搬送される基板１３に付着したパーティクルがインプリント装置内に侵入することや、インプリント装置内にある駆動部から発塵することもある。上記ガス流の形成によって、このようなパーティクルの影響も抑制することができる。
【００１８】
続いて、エアカーテンによる樹脂２１の揮発／乾燥について説明する。図２は、塗布部２０により基板１３上のインプリント領域（ショット）２６に未硬化の樹脂（ドロップ）２１を塗布し、基板１３を型１１の直下（押型位置）まで移動させる経過をインプリント装置１００の側面から見た模式図である。図３は、図２で示す経過を上面から見た図である。図２および図３に示したように、第二ガス流形成部２４は押型部１２と塗布部２０との間に配置されている。この場合、基板１３が塗布位置から押型位置まで移動する間に、ショット２６上の樹脂２１が第二ガス流形成部２４直下を通過する。通過時に第二ガス２５が樹脂２１に吹き付けられ、揮発／乾燥し、その形状が変化してしまう。形状変化への対応策として、揮発／乾燥する樹脂の量を予め加味して塗布する方法もあるが、事前に変化量を見積もる必要があり、作業工程が増加し、スループットが低下する。
【００１９】
そこで、本実施形態では、基板１３上のショット２６に塗布した樹脂２１が第二ガス流形成部２４の下を通過する際に、制御部（流量調整部）５０が第二ガス２５の供給量や流速を減少させたり、第二ガス２５の供給を停止させたりする調整を行っている。図４はインプリントする経過を上面から見た図であり、第二ガス流形成部２４の破線部は、第二ガス２５の供給量や流速の減少／供給の停止が行われたことを表している。基板１３が第二ガス流形成部２４の下を通過する際の流量は、基板１３が塗布位置や押型位置にあるときよりも小さい。このように、第二ガス流形成部２４から供給するガス流量を調整することで、未硬化の樹脂２１に第二ガス２５が吹き付けることが低減され、揮発／乾燥によるドロップ形状の変化を抑制している。また、このガス流量の調整により、第二ガス２５が第一ガス２３と混ざることも抑制できる。これらはパターン欠陥の低減につながる。
【００２０】
図５は、本実施形態のインプリント工程のフローチャートである。Ｓ１では、塗布部２０が、基板１３上のショット２６に樹脂２１を塗布する（塗布工程）。その後、Ｓ３で基板１３の押型位置への移動を開始させる（移動工程）。その際、Ｓ２において、制御部（流量調整部）５０が第二ガス流形成部２４による第二ガス２５の供給量や流速の減少／供給の停止を行う。これにより、未硬化の樹脂２１の揮発／乾燥によるドロップ形状の変化が抑制され、パターン欠陥を低減することができる。なお、Ｓ２は、Ｓ１の最中に行われてもよい。Ｓ３で基板１３が第二ガス流形成部２４の直下を通過したら、Ｓ４で第二ガス２５の供給量を元に戻す。その後、基板１３は押型位置までの移動を完了し、押型（Ｓ５）、露光（Ｓ６）および離型（Ｓ７）が行われる。最後に、Ｓ８で全ショットが終了したか否か判断し、Ｙｅｓの場合はインプリント工程を終了する。Ｎｏの場合は、再びＳ１からインプリント工程を続ける。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、パターン欠陥低減の点で有利なインプリント装置を提供することができる。
【００２２】
（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１００について説明する。本実施形態に係る第二ガス流形成部２４は、図６に示すように、第一形成部２４−１と第二形成部２４−２からなり、各形成部で第二ガス２５の供給量や流速を変えることができる。具体的には、基板１３上のショット２６に塗布した樹脂２１が第二ガス流形成部２４の下を通過する時は、第二形成部２４−２から供給される第二ガス２５の供給量や流速を減少させたり、供給を停止したりする。一方、第一形成部２４−１から供給される第二ガス２５の供給量や流速を変えなくても良い。なお、第二ガス流形成部２４は、本実施形態のような２分割以上に分割してもよい。
【００２３】
また、第二形成部２４−２の幅は、図６における拡大図で示したように、塗布部２０のノズル幅をa、第二形成部２４−２の幅をｂとすると、ａ＜b となる。すなわち、第二形成部２４−２の面積は塗布部２０のノズル幅の面積以上である。ここでａは、実際に塗布された樹脂の幅であってもよい。また、第二形成部２４−２は、第一形成部２４−１よりも塗布位置寄りに設けられる。これにより、未硬化の樹脂２１が第二ガス流形成部２４の下を通過する時に、未硬化の樹脂２１に吹き付ける第二ガスの供給量や流速の減少／供給の停止を行うことができる。第二形成部２４−２の破線部は、第二ガスの調整が行われたことを表している。これにより、未硬化の樹脂２１の揮発／乾燥によるドロップ形状の変化が抑制され、パターン欠陥を低減することができる。第二ガスの供給量等の調整は、第１実施形態と同様に行うことができる。以上のように、本実施形態によっても、パターン欠陥低減の点で有利なインプリント装置を提供することができる。
【００２４】
（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うる。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うる。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。
【００２５】
上記実施形態では第二ガス供給部によるガスの供給方向を基板に吹き付ける方向としていたが、この方向に限られるものではない。また、ガス供給部の形状についてもノズルに限られるものではない。
【００２６】
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】
【００２７】
１１      型
１３      基板
１４      基板ステージ
２０      塗布部
２２      第一ガス充填部
２４      第二ガス流形成部
２６      インプリント領域（ショット）
【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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