(57)【要約】【課題】基板へのパーティクルの付着の低減に有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置は、基板の上に塗布された樹脂にモールドを接触させて該樹脂を硬化させるように構成され、前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージと、前記基板の上にガスの流れを形成するように前記基板ステージに配置されたガス流形成部とを備える。前記ガス流形成部は、前記基板の面と平行な面に交差する方向にガスを吹き出す吹き出し部と、前記吹き出し部から吹き出されたガスが流れる方向を、該ガスが前記基板の上面に沿って流れるように変更する変更部とを含む。前記変更部の最大高さは、前記基板チャックに保持された前記基板の前記上面の高さよりも低い。【選択図】図１
2013251462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に塗布された樹脂にモールドを接触させて該樹脂を硬化させるインプリント装置であって、
前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージと、
前記基板の上にガスの流れを形成するように前記基板ステージに配置されたガス流形成部と、を備え、
前記ガス流形成部は、前記基板の面と平行な面に交差する方向にガスを吹き出す吹き出し部と、前記吹き出し部から吹き出されたガスが流れる方向を、該ガスが前記基板の上面に沿って流れるように変更する変更部と、を含み、前記変更部の最大高さは、前記基板チャックに保持された前記基板の前記上面の高さよりも低い、
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記変更部は、前記基板チャックと前記吹き出し部との間に配置された部分を含み、前記部分は、コアンダ効果によってガスの流れを変更する曲面を有する、
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】
前記曲面の曲率半径は、１ｃｍ以上かつ２０ｃｍ以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記吹き出し部の先端の高さは、前記基板チャックのチャック面の高さよりも低い、
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】
前記ガス流形成部は、第１ガス流形成部を構成し、前記インプリント装置は、前記基板の上にガスの流れを形成するように前記基板ステージに配置された第２ガス流形成部を更に備え、
前記第１ガス流形成部および前記第２ガス流形成部は、前記第１ガス流形成部と前記第２ガス流形成部との間に前記基板チャックによって前記基板が保持されるように配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至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ガス流形成部および前記第２ガス流形成部のうち利用すべきガス流形成部が前記基板ステージの移動方向に応じて決定される、
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】
前記基板に樹脂が塗布され、該樹脂が硬化する前に前記基板ステージが移動する際に前記第１ガス流形成部および前記第２ガス流形成部の双方が利用される、
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８】
複数の前記ガス流形成部を備え、
複数の前記ガス流形成部のうち利用すべきガス流形成部が前記基板ステージの移動方向に応じて決定される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記吹き出し部から吹き出され前記基板の上を通ったガスを回収する回収部を更に備える、
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】
前記回収部によって回収されたガスを前記吹き出し部に戻すための経路を更に備える、
ことを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
樹脂に前記モールドを接触させ該樹脂を硬化させる期間を含む第１期間においては、前記吹き出し部から、前記樹脂への拡散が空気よりも速いガスが吹き出され、前記第１期間とは異なる第２期間においては、前記吹き出し部から空気が吹き出される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成する工程と、
前記パターンが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、および、物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの形成に有利な技術であり、磁気記憶媒体や次世代半導体デバイスの量産用リソグラフィ技術の１つとして実用化されつつある。インプリント装置は、基板に塗布された樹脂にモールド（原版）を接触させ、その状態で該樹脂を硬化させることによってモールドに形成されたパターンを基板に転写する。インプリント装置では、基板のパターン形成領域（ショット領域）にパーティクルが付着していると、基板に転写されるパターンに欠陥が生じたり、モールドが破損したりしうる。したがって、基板へのパーティクルの付着を防止することが重要である。
【０００３】
なお、本願発明との関連性は低いが、特許文献１、２には、基板にガスを吹き付ける構成を有する露光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９１７６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４１１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インプリント装置では、モールドのパターンを基板に転写する際に基板の上に塗布された樹脂にモールドを接触させる。また、モールドは、製造すべき物品に応じて頻繁に交換されうる。したがって、基板へのパーティクルの付着を防止するための構造物をモールドチャックの周囲に配置することは難しい。また、基板へのパーティクルの付着を防止するための構造物を基板ステージ側に配置するとしても、それは、樹脂にモールドを接触させる動作を妨げないようになされなければならない。
【０００６】
本発明は、発明者による上記の課題認識を契機としてなされたものであり、基板へのパーティクルの付着の低減に有利な技術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】
本発明の１つの側面は、基板の上に塗布された樹脂にモールドを接触させて該樹脂を硬化させるインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージと、前記基板の上にガスの流れを形成するように前記基板ステージに配置されたガス流形成部と、を備え、前記ガス流形成部は、前記基板の面と平行な面に交差する方向にガスを吹き出す吹き出し部と、前記吹き出し部から吹き出されたガスが流れる方向を、該ガスが前記基板の上面に沿って流れるように変更する変更部と、を含み、前記変更部の最大高さは、前記基板チャックに保持された前記基板の前記上面の高さよりも低い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板へのパーティクルの付着の低減に有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のインプリント装置を示す図。
【図２】第１実施形態のインプリント装置を示す図。
【図３】第１実施形態のインプリント装置を示す図。
【図４】第２実施形態のインプリント装置を示す図。
【図５】第３実施形態のインプリント装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照しながら本発明の第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置１００は、例えば、基板ステージ７と、インプリントヘッド１７と、硬化ユニット２と、塗布ユニット１と、ガス流形成部１０とを備えうる。インプリント装置１００は、塗布ユニット１によって基板５の上に塗布された樹脂にモールド３を接触させ、その状態で該樹脂を硬化ユニット２によって硬化させることによってモールド３のパターンを基板５に転写する。この動作をインプリント動作と呼ぶことができる。
【００１１】
基板ステージ７は、基板５を保持する基板チャック６を有する。基板ステージ７は、不図示のステージ駆動機構によって、少なくともＸＹ平面内で駆動される。該ステージ駆動機構は、典型的には、６軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転）に関して基板ステージ７を駆動することができるように構成される。基板５は、その表面がＸＹ平面に平行になるように基板チャック６によって保持される。基板ステージ７の位置および姿勢は、例えば、レーザ干渉計、エンコーダ、静電容量センサ、光学センサ、レーザ変位計などの計測器によって計測されうる。
【００１２】
インプリントヘッド１７は、モールド３を保持するモールドチャック４を有する。塗布ユニット１は、基板５の上に樹脂を塗布する。塗布ユニット１は、例えば、ライン状に配列された複数のノズルを含みうる。該複数のノズルから樹脂を吐出しながら基板ステージ７を移動させることによりショット領域（インプリント対象領域）に樹脂を塗布することができる。
【００１３】
樹脂は、紫外線を受けることによって硬化する紫外線硬化樹脂でありうる。この場合、硬化ユニット２は、樹脂に紫外線を照射するように構成され、例えば、紫外線を発生する光源ＬＳと、光源ＬＳからの紫外線を樹脂に照射するための光学系Ｍとを含みうる。その他、樹脂は、加熱されることによって硬化する熱硬化樹脂でありうる。この場合、硬化ユニット２は、樹脂を加熱するように構成される。
【００１４】
基板５の上に塗布された樹脂とモールド３とを接触させたり、該樹脂とモールド３とを引き離したりするために、基板５とモールド３との距離が変更される。基板５とモールド３との距離の変更は、例えば、インプリントヘッド１７および基板ステージ７の少なくとも一方をＺ軸に沿って移動させることによってなされうる。基板５とモールド３との距離の変更は、典型的には、モールドチャック４またはインプリントヘッド１７をＺ軸に沿って駆動することによってなされうる。モールドチャック４を駆動するための機構は、例えば、インプリントヘッド１７に内蔵されうる。
【００１５】
モールド３は、型または原版とも呼ばれうる。モールド３は、例えば、矩形形状を有し、基板５に対する対向面の中央に突出部を有し、該突出部に凹凸によって構成されたパターン（例えば回路パターン）を有する。モールド３は、例えば、石英等で構成されうる。モールドチャック４は、例えば、真空吸着、静電吸着等によりモールド３を保持する。インプリントヘッド１７は、モールド３に形成されたアライメントマークと基板５に形成されたアライメントマークとの位置関係を観察するための顕微鏡を内蔵しうる。
【００１６】
図２は、図１のインプリント装置１００の一部分を拡大した図である。図３は、図１のインプリント装置１００の基板ステージ７を上方から見た図である。図１、図２、図３を参照しながらガス流形成部１０について説明する。ガス流形成部１０は、基板５の上にガスの流れを形成するように基板ステージ７に配置される。ガス流形成部１０は、吹き出し部１０ａと変更部１０ｂとを含みうる。吹き出し部１０ａは、基板５の上面ＵＳと平行な面（ＸＹ面に平行な面）に交差する方向ＤＩＲにガスを吹き出す。変更部１０ｂは、吹き出し部１０ａから吹き出されたガスが流れる方向を、該ガスが基板５の上面ＵＳに沿って流れるように変更する。ガス流形成部１０によって基板５の上面ＵＳに沿って形成されるガスの流れは、基板５へのパーティクルの付着を低減するために効果的である。
【００１７】
変更部１０ｂの最大高さＨ４は、基板チャック６によって保持された基板５の上面の高さＨ３よりも低い。このような構成は、ガス流形成部１０とインプリントヘッド１７側の構造物（例えばモールド３）との干渉を防止するために有利である。具体的には、このような構成によれば、モールド３の下をガス流形成部１０が通るように基板ステージ７を移動させる際に、モールド３と基板ステージ７との間隔を広げる必要がない。吹き出し部１０ａの先端の高さＨ１は、基板チャック６によって保持された基板５の上面ＵＳの高さＨ３よりも低いことが好ましく、基板チャック６のチャック面の高さＨ２よりも低いことが好ましい。
【００１８】
変更部１０ｂは、基板チャック６と吹き出し部１０ａとの間に配置された部分を含み、当該部分は、コアンダ効果によってガスの流れを変更する曲面ＣＳを有しうる。曲面ＣＳの曲率半径は、例えば、１ｃｍ以上かつ２０ｃｍ以下でありうる。好適には、曲率半径は、１ｃｍ以上かつ５ｃｍ以下である。ここで、曲面ＣＳの曲率半径が１ｃｍよりも小さいとコアンダ効果が低減し、また、５ｃｍよりも大きいと、ガス流形成部１０が搭載される基板ステージ７の厚さを大きくする必要がある。曲面ＣＳは、例えば、円柱面の一部を構成しうるが、これは一例であり、曲面ＣＳの形状はコアンダ効果を得ることができる範囲で任意に定められうる。吹き出し部１０ａから噴射されたガス１２は、曲面ＣＳに沿って進む。これにより、ガス１２の方向ＤＩＲは、基板５の上面ＵＳに沿うように方向ＤＩＲが変化する。
【００１９】
ガス流形成部１０は、ガス供給部１１を含むことができる。ガス供給部１１は、吹き出し部１０ａに供給されるガスの流量、吹き出し部１０ａへのガスの供給のタイミング、吹き出し部１０ａに供給するガスの種類の少なくとも１つを制御しうる。ガス流形成部１０はまた、吹き出し部１０ａに供給されるガスまたは吹き出し部１０ａから吹き出されるガスからパーティクルを除去するフィルタ８を含むことができる。
【００２０】
吹き出し部１０ａから吹き出されるガスは、空気（パーティクルが除去されたクリーンエアー）でもよいが、樹脂への拡散（溶解）が空気よりも速いガス（例えば、ヘリウム、窒素、二酸化炭素）であってもよい。樹脂への拡散（溶解）が空気よりも速いガス（以下、インプリントガス）を使用することにより、インプリント動作に要する時間を短縮し、スループットを向上させることができる。より具体的には、インプリントガスを使用することにより、樹脂にモールド３を接触させたときに、モールド３のパターンを構成している凹部の中のガスが速やかに樹脂中に拡散するので、当該ガスによる気泡の消滅までの時間を短縮することができる。
【００２１】
ガス供給部１１は、吹き出し部１０ａに供給するガスを切り替える機能を有してもよい。例えば、ガス供給部１１は、樹脂にモールド３を接触させ該樹脂を硬化させる期間を含む第１期間では、吹き出し部１０ａに対してインプリントガスを供給し、前記第１期間とは異なる第２期間では、吹き出し部１０ａに対して空気を供給するように構成されうる。この場合、第１期間では、吹き出し部１０ａからインプリントガスが吹き出され当該インプリントガスによって基板５（および樹脂）が覆われ、第２期間では、吹き出し部１０ａから空気が吹き出され当該空気によって基板５（および樹脂）が覆われる。これにより、インプリントガスの使用量を削減しつつ基板５へのパーティクルの付着を低減することができる。
【００２２】
ガス流形成部１０は、基板５の全体を覆うようにガスの流れを形成することが好ましいが、基板５の一部の領域を覆うようにガスの流れを形成してもよい。後者においても、基板５へのパーティクルの付着の可能性は、ガス流形成部１０を設けない場合よりも低減される。ガス流形成部１０が基板５の一部の領域のみを覆うようにガスの流れを形成する場合、当該一部の領域は、ショット領域（インプリント対象領域）を含むことが好ましい。また、この場合において、当該一部の領域のみを覆うガスとしてインプリントガスを使用することによってインプリント動作に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
以下、図４を参照しながら本発明の第２実施形態のインプリント装置１０１について説明する。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態のインプリント装置１０１は、複数のガス流形成部１０を備えている。図４に示す例では、インプリント装置１０１は、複数のガス流形成部１０として、第１ガス流形成部１０−１および第２ガス流形成部１０−２を備えている。インプリント装置１０１は、第１ガス流形成部１０−１、第２ガス流形成部１０−２へのガスの供給をそれぞれ制御する制御弁１３−１、１３−２と、制御弁１３−１、１３−２を制御する制御部１４とを備えうる。
【００２４】
第１ガス流形成部１０−１および第２ガス流形成部１０−２は、第１ガス流形成部１０−１と第２ガス流形成部１０−２との間に基板チャック６によって基板５が保持されるように配置されうる。
【００２５】
制御部１４は、第１ガス流形成部１０−１および第２ガス流形成部１０−２のうち利用すべきガス流形成部を基板ステージ７の移動方向に応じて決定しうる。制御部１４は、例えば、基板ステージ７が＋Ｘ方向に移動する場合には、当該移動方向とは逆方向にガスの流れが形成されるように、利用すべきガス流形成部として第１ガス流形成部１０−１を選択しうる。同様に、制御部１４は、基板ステージ７が−Ｘ方向に移動する場合には、当該移動方向とは逆方向にガスの流れが形成されるように、利用すべきガス流形成部として第２ガス流形成部１０−２を選択しうる。以上とは逆に、制御部１４は、例えば、基板ステージ７が＋Ｘ方向に移動する場合には、当該移動方向と同じ方向にガスの流れが形成されるように、利用すべきガス流形成部として第２ガス流形成部１０−２を選択しうる。同様に、制御部１４は、基板ステージ７が−Ｘ方向に移動する場合には、当該移動方向と同じ方向にガスの流れが形成されるように、利用すべきガス流形成部として第１ガス流形成部１０−１を選択しうる。
【００２６】
あるいは、制御部１４は、塗布ユニット１によって基板５に樹脂が塗布され該樹脂が硬化する前に基板ステージ７が移動する際に、第１ガス流形成部１０−１および第２ガス流形成部１０−２の双方を利用しうる。この場合、基板ステージ７の移動に伴って基板５の上の樹脂が（慣性によって）基板５に対して相対的に移動することが抑制されうる。
【００２７】
インプリント装置１０１は、３つ以上のガス流形成部１０を備えてもよく、制御部１４は、複数のガス流形成部のうち利用すべきガス流形成部を基板ステージの移動方向に応じて決定しうる。
【００２８】
以下、図５を参照しながら本発明の第３実施形態のインプリント装置１０２について説明する。なお、第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態のインプリント装置１０２は、ガス流形成部１０の吹き出し部から吹き出され基板５の上を通ったガスを回収する回収部１６を備えている。回収部１６は、例えば、基板ステージ７に配置された回収口１５を通してガスを回収しうる。回収部１６を備えることにより、例えば、ガス流形成部１０の吹き出し部から吹き出され基板５の上を通ったガスが計測器の光路に漂うことを防止または低減することができる。計測器の光路とは、例えば、基板ステージ７の位置を計測するための計測器の光路である。ガス流形成部１０の吹き出し部から吹き出されたガスと周囲のガスとで種類及び／又は温度が異なると、計測器の光路における屈折率が変動し、これが計測器の精度を低下させうる。したがって、回収部１６を設けることによって計測器による計測の精度を向上させることができる。
【００２９】
インプリント装置１０２は、回収部１６によって回収されたガスをガス流形成部１０の吹き出し部に戻すための経路２０を更に備えもよい。図５に示す例では、回収部１６によって回収されたガスは、経路２０およびガス供給部１１を経由してガス流形成部１０の吹き出し部に戻される。
【００３０】
［応用例］
以下、上記のインプリント装置を用いて物品を製造する方法を説明する。この製造方法は、上記のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成する工程と、前記パターンが形成された基板を加工（例えばエッチング）する工程とを含む。物品は、例えば、半導体デバイス、液晶表示デバイス、マイクロマシーン等のデバイスでありうる。
【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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