JP2012099789A - インプリント装置、及び、物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型において型の撓み量を制限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５上の未硬化樹脂５６を型３により成形して硬化させ、基板５上に硬化した樹脂５６のパターンを形成するインプリント装置１であって、型３を引きつけて保持する保持部２４と、該保持部２４により引きつけられる領域より内側の領域において離型と並行して型３に接触することにより型３を補強する補強部材５１とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インプリント装置、及び、それを用いた物品の製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加え、モールド（型）と基板上の未硬化樹脂とを互いに押し付けて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が存在する。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一つとして、光硬化法がある。この光硬化法は、まず、基板上のショット領域（インプリント領域）に紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）とモールドとを互いに押し付ける。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで離型することにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。

上記技術を採用した従来のインプリント装置では、モールドを基板上の樹脂に押し付ける際、樹脂のパターン形成部に気泡が混入する場合がある。この気泡が混入した状態で樹脂が硬化すると、形成されるパターンに欠陥が生じる。このパターンの欠陥を回避するために、特許文献１は、一旦、モールドを基板に向かって凸形に撓ませ、その状態で基板上の樹脂に押し付けた後、モールドを平面に戻し、パターン全面を樹脂に押し付ける、基板とモールドとの間からのガス放出方法を開示している。この方法によれば、モールドと樹脂との間に存在する気体を外部に押し出すことができるので、樹脂内に混入する気泡を減少させることができる。

更に、従来のインプリント装置では、モールドの離型の際、モールドを押型箇所の硬化樹脂から全面同時に引き剥がすと、モールドと硬化樹脂との界面（接触部）に大きな引き剥がし応力が瞬間的に負荷される。この応力は、形成されるパターンの歪みを引き起こす場合があり、結果的にパターンの欠陥となり得る。これに対して、特許文献１では、モールドの離型時には、上記と同様に、一旦モールドを変形させて、モールドを硬化樹脂のパターン形成部の周囲から徐々に引き剥がすことで、急激な応力の発生を回避する。

また、特許文献２では、モールドを樹脂に押し付ける際に、モールドに設けた孔、あるいは、別途設けた排気手段により、モールドと基板との間に存在する気体を排気し、気圧を下げる方法を開示している。この方法によれば、モールドと基板との間に樹脂が拡散する速度が上昇し、モールドで樹脂を成形する工程に要する時間を短縮することができる。

米国特許出願公開第２００７／０１１４６８６号明細書 特表２００９−５３２２４５号明細書

しかしながら、特許文献１に示す装置のように、モールドを変形させて樹脂のパターンの周囲から離型を行うと、樹脂のパターンは、モールドの凹凸パターンに押されて傾き、その根元部分に応力が発生する。この応力が樹脂の塑性応力よりも大きくなると、樹脂のパターンは、傾いたまま元の形状に戻らなくなる。更に、特許文献１のモールドは、容易に撓むように凹凸パターンを含む部分を薄くしている。この場合、離型時にモールドの変形が大きくなるため、上記のように樹脂のパターンが傾くという欠陥が発生し易くなる。また、特許文献１に示す装置のように、モールドを基板に向かって凸形に撓ませ基板上の樹脂に押し付けるとき、モールドの凹凸パターンの範囲が基板の端よりはみ出る位置に押し付けると、モールドの凸形に変形した部分が基板の端よりはみ出る場合がある。この場合、モールドが基板の端部やその外側のインプリント装置の構造物に接触するため、モールドや基板の汚染等の観点から好ましくない。

また、特許文献２に示す装置のように、モールドと基板との間の気体を排気して、モールドを樹脂に押し付ける場合、排気手段は、モールドの凹凸パターンを避けた外側の位置に設ける必要がある。これにより、モールドと基板との間の気圧は、モールドの中心部よりも外側の方が低くなり、モールドの外側部分が基板側に引っ張られ、モールドの中央部が基板から離れる方向に変形する。この状態でモールドと基板とを押し付けると、モールドの中央部に、気泡が残ってパターンの欠陥が生じ得る。

本発明は、離型において型の撓み量を制限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。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、型を引きつけて保持する保持部と、保持部により引きつけられる領域より内側の領域において離型と並行して型に接触することにより型を補強する補強部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、離型において型の撓み量を制限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。

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。 本発明の第１実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係るモールド保持装置の変形例を示す概略図である。 第１実施形態に係るモールド保持装置の他の変形例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係るモールド保持装置の構成を示す概略図である。 従来のインプリント装置における離型動作時の様子を示す概略図である。 従来のインプリント装置における押型動作時の様子を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

（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、インプリント装置の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハ上（基板上）に対してモールドのパターンを転写する加工装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、以下の各図において、モールドに対する紫外線の照射軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で後述のモールドベースに対してウエハが移動する方向にＸ軸を取り、更に該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸を取って説明する。本発明のインプリント装置１は、まず、照明系ユニット２と、モールド保持装置４と、ウエハステージ６と、塗布装置７と、制御装置８とを備える。

照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、モールド３に対して紫外線を照射する照明手段である。照明系ユニット２は、光源２０と、該光源２０から射出された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための照明光学系２１とから構成される。光源２０としては、例えば、紫外光を発生するハロゲンランプが採用可能である。また、照明光学系２１は、レンズ等の光学素子、アパーチャ（開口）、及び、照射及び遮光を切り替えるシャッター等を含む。

モールド３は、外周部が矩形であり、所定のパターン（例えば、回路パターン等の凹凸パターン）が３次元状に形成されたメサ部２２を有する型である。特に、本実施形態におけるモールド３では、メサ部２２が設置される領域の厚みが、他の周辺の部分よりも薄く設定されている。なお、モールド３の形状の詳細は、後述する。なお、凹凸パターンの表面は、ウエハ５の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。モールド３の材質は、石英ガラス等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

モールド保持装置４は、モールド３を保持するための保持手段である。モールド保持装置４は、形状補正機構（倍率補正機構）２３と、吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールドベース（保持部）２４と、該モールドベース２４を駆動する不図示のベース駆動機構とを備える。形状補正機構２３は、モールド３に圧縮力を加えることにより、モールド３に形成されたパターンを所望の形状に補正する装置であり、モールド３の外周部側面の領域に対してそれぞれ対向するように設置された複数の駆動機構からなる。なお、形状補正機構２３の構成は、これに限定されず、例えば、モールド３に対して引張力を加える構成としてもよいし、又は、モールドベース２４自体を駆動させることでモールド３とモールドベース２４との接触面にせん断力を与える構成としてもよい。ベース駆動機構は、ウエハ５上に塗布された紫外線硬化樹脂にモールド３を押し付けるためにモールドベース２４をＺ軸方向に駆動する駆動系である。この駆動機構に採用するアクチュエータは、特に限定するものではなく、リニアモーターやエアシリンダー等が採用可能である。なお、本実施形態のインプリント装置１では、固定されたウエハ５上の紫外線硬化樹脂に対してモールド３を押し付ける構成としているが、これとは反対に、固定されたモールド３に対してウエハ５上の紫外線硬化樹脂を押し付ける構成もあり得る。

更に、本実施形態のモールド保持装置４は、上記の構成に加え、モールド３の形状を変形させるモールド変形機構５０を備える。図２（ａ）は、モールド変形機構５０の構成を示す概略図である。なお、図２（ａ）以下の各図において、図１に示すインプリント装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、特に、モールド３の形状は、外周に壁部３ａを有する箱形であり、また、モールド３の押型面の中央部３ｂには、上述したように凹凸パターンが形成されている。この場合、モールド保持装置４のモールドベース２４は、中心部（内側）を照明系ユニット２の光源２０から射出された紫外線が通過するように空間とし、モールド３の外周部である壁部３ａの垂直面３ｃを吸着することによりモールド３を保持するものとする。

本実施形態のモールド変形機構５０は、モールドベース２４の内側に存在する空間と、モールド３の壁部３ａにて囲まれた内部空間とで形成される空間領域Ａに設置される補強部材５１を備える。更に、モールド変形機構５０は、補強部材５１を収容する空間領域Ａを密閉空間とする密閉部材５２と、モールド保持装置４の外部に設置される、密閉部材５２により密閉空間となる空間領域Ａ内の圧力を調整する圧力調整装置（アクチュエータ）５３を備える。補強部材５１は、石英ガラス等の光透過性の部材で形成され、図２（ａ）に示すように鉛直方向（光の透過方向）に貫通孔５１ａが複数形成される。また、補強部材５１は、その側面部５１ｂと、モールドベース２４の中心部側面２４ａとを連接する板バネ状の弾性部材５４を備える。この弾性部材５４は、空間領域Ａ内における補強部材５１の鉛直方向の移動を案内する案内部材である。密閉部材５２は、石英ガラス等の光透過性の平板部材で形成され、一部に圧力調整装置５３に接続される配管５５の接続口５２ａを備える。この密閉部材５２と弾性部材５４との構成により、圧力調整装置５３が空間領域Ａ内の加減圧を行う際には、空間領域Ａ内の気体は、補強部材５１に形成された貫通孔５１ａのみを通過することになる。

ウエハ５は、例えば、単結晶シリコンからなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となる紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が塗布される。また、ウエハステージ６は、ウエハ５を真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持手段である。このウエハステージ６は、ウエハ５を直接保持する補助部材（チャック）２５と、該補助部材２５を駆動するためのアクチュエータとを備える。また、ウエハステージ６は、パターンの重ね合せのための精密な位置決めだけではなく、ウエハ５の表面の姿勢を調整する不図示の機構をも有する。

塗布装置（ディスペンサー）７は、ウエハ５上に未硬化の樹脂を塗布する塗布手段である。塗布装置７は、未硬化樹脂を収容する収容部２６と、該収容部２６に連通し、収容部２６から供給された未硬化樹脂をウエハ５上に塗布する供給口２７とを備える。樹脂は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する光硬化樹脂であって、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。

制御装置８は、インプリント装置１の各構成要素の動作、及び調整等を制御する制御手段である。この制御装置８は、不図示であるが、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、又はシーケンサ等で構成され、プログラム又はシーケンスにより各構成要素の制御を実行する。なお、制御装置８は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。

また、インプリント装置１は、押型動作時にモールド３とウエハ５との隙間に気体を供給するガス供給装置３５ａ〜３５ｃを備える。一般に、押型動作時に、モールド３に形成された凹凸パターン２２とウエハ５上の樹脂との間に気泡が残留すると、樹脂に形成されるパターンが歪み、欠陥が発生する可能性がある。そこで、ガス供給装置３５ａ〜３５ｃは、樹脂に対して溶解性が高いヘリウムや二酸化炭素等のパージガスを供給することで、気泡の発生を抑える。このガス供給装置３５ａ〜３５ｃは、モールド３の周囲に配置した第１〜第３のガス供給口２８ａ〜２８ｃを備え、少なくとも押型動作の直前からパージガスを噴出させることで、モールド３の周囲のパージガス濃度を極力高める。

更に、インプリント装置１は、ウエハステージ６の位置を計測するための干渉計測長装置と、ウエハ５上に形成されたアライメントマークの位置を計測するためのアライメントスコープ２９とを備える。干渉計測長装置は、ウエハステージ６の端部に設置されたミラー３０と干渉計３１とを備える。制御装置８は、干渉計測長装置による計測結果に基づいて、ウエハステージ６を目標位置に駆動させる。また、制御装置８は、アライメントスコープ２９が計測したウエハ５上のアライメントマークの位置に基づいて、ウエハステージ６の位置決めを行う。また、インプリント装置１は、定盤３２、フレーム３３、及び除振装置３４を含む。定盤３２は、インプリント装置１全体を支持すると共に、ウエハステージ６の移動の基準平面を形成する。フレーム３３は、ウエハ５よりも上方に位置する各種構成要素を支持する。また、除振装置３４は、床面からの振動の伝達を低減する機能を有し、フレーム３３を支持する。

次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御装置８は、不図示のウエハ搬送系により、ウエハ５をウエハステージ６に載置させ、その後、ウエハステージ６に構成された不図示の真空吸着手段により、ウエハ５を補助部材２５上に保持させる。次に、制御装置８は、ウエハステージ６を適宜駆動させ、同時に、アライメントスコープ２９によりウエハ５上のアライメントマークを順に計測させることで、ウエハ５の位置情報を取得する。制御装置８は、取得した位置情報から、各転写座標を演算し、所定のショット（被転写領域）毎に行う逐次転写（押型動作）や、樹脂の塗布動作の基準とする。次に、制御装置８は、ウエハステージ６を移動させて、ウエハ５上の目標となるショットが樹脂の供給口２７の直下に位置するように位置決めする。その後、塗布装置７は、供給口２７から適量の樹脂（未硬化樹脂）を、目標となるショットに塗布する。次に、制御装置８は、モールド３の押型面とウエハ５上の塗布面との位置合わせ、及び形状補正機構２３によるモールド３の形状補正を実施した後、ベース駆動機構を駆動させ、ウエハ５上の樹脂にモールド３を押型する。押型動作の完了は、モールド保持装置４の内部に設置された荷重センサの計測値に基づいて制御装置８が判断する。この押型動作時には、樹脂は、モールド３に形成された凹凸パターンに沿って流動する。この状態で、照明系ユニット２は、モールド３の上面から紫外線を照射し、モールド３を透過した紫外線により樹脂が硬化する。そして、樹脂が硬化した後、制御装置８は、ベース駆動機構を再駆動させ、モールド３をウエハ５から引き離す（離型動作）。これにより、ウエハ５上のショットの表面には、モールド３のパターンに倣った３次元形状の樹脂の層が形成される。

次に、本実施形態の特徴であるモールド保持装置４の作用について説明する。まず、比較のために従来のインプリント装置における離型動作について説明する。図７は、従来のインプリント装置における離型動作を示す概略図である。特に、図７（ａ）は、離型動作時に、ウエハ１００上に形成された樹脂層１０１からモールド１０２（凹凸パターン１０３）を剥離する途中の動作を示す。通常、モールド１０２をウエハ１００から引き離す際は、モールド１０２は、ウエハ１００から離れる方向、即ち、Ｚ軸上方向の力を受ける。同時に、凹凸パターン１０３と樹脂層１０１とが固着している領域では、モールド１０２は、ウエハ１００へ向かう方向、即ち、Ｚ軸下方向の引き剥がし応力を受ける。したがって、従来のインプリント装置では、図７（ａ）に示すように、モールド１０２をウエハ１００に向かう方向に凸となる鉢状に変形させることで、凹凸パターン１０３を樹脂層１０１の周囲から徐々に剥離させ、引き剥がし応力の急激な発生を回避する。

また、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるパターン形成部の近傍を示す拡大図である。図７（ｂ）に示すように、凹凸パターン１０３を樹脂層１０１の周囲から徐々に剥離させる際、凹凸パターン１０３の剥離部分は、モールド１０２の変形に伴って、Ｚ方向（離型方向）に対して斜め方向に傾く。この剥離部分の傾きにより、その剥離部分と隣り合う樹脂層１０１のパターン形成部１０１ａは、同様に押されて傾き、その根元部分に応力が発生する。この応力が樹脂の塑性応力よりも大きくなると、パターン形成部１０１ａは、傾いたまま元に戻らなくなる。

これに対して、本実施形態のモールド保持装置４では、上記モールド変形機構５０を採用することにより、樹脂５６内に混入する気泡を減少させ、かつ、樹脂５６のパターン形成部の倒れも減少させる。図２（ｂ）は、押型動作時におけるモールド変形機構５０の状態を示す概略図である。まず、押型動作時に、モールド変形機構５０は、圧力調整装置５３により、補強部材５１の表面を、モールド３の中央部の内面３ｄ（押型面の中央部３ｂの反対側）と分離（離間）させたまま、空間領域Ａ内に気体を供給する。このとき、供給された気体は、モールドベース２４側の第２空間Ａ_２から貫通孔５１ａを通過して、モールド３側の第１空間Ａ_１のモールド３の内面を加圧する。これにより、図２（ｂ）に示すように、モールド３の中央部表面は、壁部３ａの厚みに対して薄いので、ウエハ５に向かって凸形に変形する。次に、モールド保持装置４が、モールド３とウエハ５上に塗布された樹脂（未硬化樹脂）５６とを相対的に接触させるに伴い、モールド変形機構５０は、圧力調整装置５３により空間領域Ａ内の圧力を下げ、モールド３の中央部を平面形状に徐々に戻す。これにより、インプリント装置１は、モールド３と樹脂５６との間に存在する気体を外部に押し出すので、樹脂５６中に混入する気泡を低減させつつ、押型動作を実施することができる。その後、インプリント装置１は、上記の通り、紫外線の照射による樹脂５６の硬化動作を実施する。

一方、図２（ｃ）は、離型動作時におけるモールド変形機構５０の状態を示す概略図である。まず、離型動作に並行して、モールド変形機構５０は、圧力調整装置５３により空間領域Ａ内の気体を排気する。ここで、空間領域Ａにおける補強部材５１と弾性部材５４とで遮蔽された第１空間Ａ_１内の気体は、貫通孔５１ａを介して排気されて減圧される。これに伴い、弾性部材５４が変形し、補強部材５１は、図２（ｃ）に示すように、モールド３の中央部内面３ｄに一体的に吸着（結合）する。次に、モールド保持装置４は、モールド３と樹脂（硬化樹脂）５６とを相対的に退避させる。このとき、モールド３と補強部材５１とが結合状態であることにより、離型動作時のモールド３の強度が増加する。したがって、離型動作時には、モールド３の変形が抑えられ、この変形に起因する樹脂５６のパターン形成部の倒れが減少する。

以上のように、本実施形態のインプリント装置１によれば、モールド保持装置４においてモールド変形機構５０を採用することにより、押型動作時の樹脂内への気泡の混入を減少させ、かつ、離型動作時の樹脂のパターン形成部の倒れを減少させることができる。

ここで、本実施形態に係るモールド変形機構５０の変形例について説明する。図８は、従来のインプリント装置における押型動作時の様子を示す概略図である。なお、図８において、図７に示す構成と同一のものには同一の符号を付す。まず、図８（ａ）は、ウエハ１００をモールド側から見た平面図であり、図中、モールドに設けられた凹凸パターンの範囲１０４を矩形で示している。インプリント装置においては、同図のようにモールドの凹凸パターンの範囲１０４が押型動作時にウエハ１００の端よりはみ出す位置となる場合がある。この場合、特許文献１に開示されているように、モールドをウエハに向かって凸形に撓ませ、ウエハ上の樹脂に押し付けるインプリント装置では、図８（ｂ）に示すように、モールド１０２の凸形に変形した部分がウエハ１００の端よりはみ出ることがある。この状態でモールド１０２を樹脂層１０１に押し付けると、モールド１０２の凸形の部分がウエハ１００の端部やウエハ１００を保持する補助部材２５に接触し、モールド１０２やウエハ１００の汚染等の観点から好ましくない。

これに対して、図３は、本実施形態に係るモールド変形機構５０の変形例を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、補強部材５１を変形した補強部材８０をウエハ５側から（Ｚ軸に沿って）見た図であり、図３（ｂ）は、インプリント装置を側面より（Ｙ軸に沿って）見た図である。同図において、補強部材８０に形成された貫通孔８０ａは、その一端がモールド３と接する側の面へ貫通している。さらに、貫通孔８０ａは、補強部材５１のモールド３と接する側の面を四分割する範囲内にあるものが組を成し、同じ組の貫通孔８０ａ同士が補強部材８０内部の孔で連結され、その端が補強部材８０の外周面へ貫通している。補強部材８０の外周面へ貫通した貫通孔８０ａは、それぞれの組ごとに別々の圧力調整装置５３ａ〜５３ｄへ連結されている。なお、このような変形例の構成のインプリント装置で、押型動作時に全ての圧力調整装置５３ａ〜５３ｄを加圧するとき、あるいは、離型動作時に全ての圧力調整装置５３ａ〜５３ｄを減圧するときの作用は、上述した実施形態の構成例の作用と同様である。

そして、図８（ａ）に示すようにモールドの凹凸パターンがウエハ１００の端よりはみ出る範囲１０４に押型する場合、本構成のインプリント装置において、まず、３つの圧力調整装置５３ａ、５３ｂ、５３ｃにて減圧を行う。このとき、圧力調整装置５３ｄについては、動作を停止していても、減圧動作を行っていてもよい。これにより、補強部材８０は、モールド３の上面を吸着により保持する。次に、圧力調整装置５３ａ、５３ｂ、５３ｃの減圧動作を保ったままで、圧力調整装置５３ｄにて加圧を行う。このとき、圧力調整装置５３ｄで加圧されている貫通孔８０ａの組がある範囲のモールド３の下面のみが下凸（下、すなわち未硬化樹脂に向かって凸）に変形し、それ以外の範囲は、補強部材８０と結合しているので下凸に変形しない。この状態でモールド３をウエハ５上の樹脂５６に押し付けると、モールド３の凸形に変形した部分がウエハ５の端よりはみ出さないので、モールド３がウエハ５の端やその外側の構造体と接触しない。したがって、上述のような好ましくない事態（汚染等）が生じにくくなる。なお、この変形例の構成では、貫通孔８０ａの組の数を４つとしたが、これ以外の組の数としてもよい。また、各貫通孔８０ａの組に対して別々の圧力調整装置５３ａ〜５３ｄ割り当てたが、適切な配管切り替え装置等を用いて、複数の貫通孔８０ａの組に対して、圧力調整装置５３を共用してもよい。

一方、特許文献２に開示されているようにモールドとウエハとの間の気体を排気して押型動作を行う場合、排気手段は、凹凸パターン形成部と干渉しないように、凹凸パターンの範囲の外側に配置する必要がある。このような構成で部分排気を行うと、モールドとウエハとの間の気圧は、モールドの中心部よりも外側の方が低くなり、モールドの外側部分がウエハ側に引っ張られる。すると、図８（ｃ）に示すように、モールド１０２の凹凸パターンの外側付近がウエハ１００方向に引っ張られ、モールド１０２の中央部より外側の部分がウエハ１００に近づくようなＷ形の変形を生じる。このような状態で、モールド１０２を樹脂層１０１に押し付けた場合、モールド１０２の外側部が先に樹脂層１０１に接触し、中心部は離れているので、モールド１０２の中央部に樹脂が充填されず、気泡が残るという事象を生じうる。

これに対して、図４は、本実施形態に係るモールド変形機構５０の他の変形例を示す概略図である。特に、図４（ａ）は、第１実施形態に係るインプリント装置に、モールド３とウエハ５との間の排気手段を追加したものである。同図において、貫通孔５７は、モ−ルド３とモールドベース２４とを貫通するものあり、モールド３の凹凸パターンの範囲より外側に配置されている。また、貫通孔５７に接続された排気装置（不図示）により、貫通孔５７を通してモールド３とウエハ５との間の気体を排出できるよう構成されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すインプリント装置の補強部材５１をＺ軸方向より見た図であり、貫通孔５１ａの配置の一例を示したものである。貫通孔５１ａは、補強部材５１の中央部に密に、その外側の外側部に疎に配置される。この配置は、モールドとウエハと間の排気を行い、モールドを樹脂に押し付けるインプリント装置に対して有効である。第１実施形態の貫通孔５１ａを、図４（ｂ）に示すように配置した構成で、押型動作において、前述のように気体をモールドベース２４側の第２空間Ａ_２から、貫通孔５１ａを介して、モールド３側の第１空間Ａ_１のモールド３の内面を加圧する。このとき、貫通孔５１ａの配置は、中央部で密、外側部で疎となっているので、第２空間Ａ_２から第１空間Ａ_１へ流入する気体の流量は、外側部よりも中央部の方が多くなる。結果として、モールド３の第１空間Ａ_１の圧力は、外側部より中央部の方が高くなり、モールド３の内面の中心部が外側部よりも強くウエハ５方向へ押されることとなる。これにより、貫通孔５７を通してモールド３とウエハ５との間の排気を行った場合に生じる、モールド３のＷ形の変形を抑制または軽減するような力が働くので、モールドの中央部に樹脂が充填されないという事象の発生を低減するという効果が得られる。なお、ここでは同径の貫通孔５１ａを中心部に密に、外側部に疎に配置する例を示したが、中央部の貫通孔５１ａの径を外側部のそれより大きくしても同様の効果がある。要するに、貫通孔５１ａの開口の密度（面積密度）が、外側部より中央部で大きくなるように構成すればよい。

（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。図５は、本実施形態の特徴部であるモールド保持装置６０の構成を示す概略図である。なお、図５において、図２に示すモールド保持装置４と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このモールド保持装置６０の特徴は、第１実施形態のモールド変形機構５０に換えて、モールド３の中央部内面３ｄに対向する面に少なくとも１つの溝部６１ａが形成された補強部材６１を有するモールド変形機構６２を備える点にある。この場合、モールド変形機構６２は、空間領域Ａに設置される補強部材６１に加えて、空間領域Ａを密閉空間として補強部材６１を鉛直方向に移動可能とする弾性部材（案内部材）６３と、補強部材６１の鉛直方向上部への移動を制限するストッパ６４とを備える。更に、モールド変形機構６２は、モールド保持装置６０の外部に設置される、弾性部材６３により密閉空間となる空間領域Ａ内の圧力を調整する圧力調整装置６５を備える。補強部材６１は、第１実施形態の補強部材５１と同様に光透過性の部材で形成される。また、溝部６１ａの形状は、後述するように、溝部６１ａの内部の圧力変化により、モールド３の中心部内面３ｄと好適に吸着が可能であれば、特に限定するものではない。弾性部材６３は、第１実施形態と同様に、補強部材６１の側面部６１ｂとモールドベース２４の中心部側面２４ａとを連接するように設置される。ストッパ６４は、モールドベース２４の中心部側面２４ａにおいて、補強部材６１の上限位置で補強部材６１の上面（照明系ユニット側）の外周部に接するように設置される。更に、圧力調整装置６５は、モールドベース２４の側部から空間領域Ａ内に貫通する配管６６を通じて接続される。

このモールド変形機構６２は、まず、押型動作時に、圧力調整装置６５により空間領域Ａ内に気体を供給して加圧する。このとき、補強部材６１は、空間領域Ａ内の加圧によりモールド３から離れる方向に移動しようとするが、ストッパ６４の作用により、その移動が抑止される。同時に、モールド３の中央部表面は、空間領域Ａ内の加圧によりウエハ５に向かって凸形に変形する。一方、モールド変形機構５０は、離型動作時に、圧力調整装置６５により空間領域Ａ内に気体を排気して減圧する。これに伴い、弾性部材６３が変形することで、補強部材６１は、モールド３の中央部内面３ｄに一体的に吸着する。なお、モールド変形機構６２によるその他の動作は、第１実施形態のモールド変形機構５０と同様である。このように、本実施形態のモールド保持装置６０を備えたインプリント装置によれば、第１実施形態のインプリント装置と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。図６は、本実施形態の特徴部であるモールド保持装置７０の構成を示す概略図である。なお、図６において、図２に示すモールド保持装置４と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このモールド保持装置７０の特徴は、第１実施形態のモールド変形機構５０に換えて、モールド３の中央部内面３ｄに設置される磁性体部材７１と、磁性体部材７１に対向する電磁石７２を設置した補強部材７３とを有するモールド変形機構７４を備える点にある。この場合、モールド変形機構７４は、空間領域Ａに設置される補強部材７３に加えて、空間領域Ａを密閉空間とする密閉部材７５と、補強部材７３を鉛直方向に移動可能とする弾性部材（案内部材）７６とを備える。この場合、弾性部材７６には、密閉機能がなく、内部の気体は、適宜通過可能である。更に、モールド変形機構７４は、モールド保持装置７０の外部に設置される、密閉部材７５により密閉空間となる空間領域Ａ内の圧力を調整する圧力調整装置７７を備える。磁性体部材７１は、鉄等の磁性体で形成され、接着等によりモールド３の中央部内面３ｄに結合される。電磁石７２は、モールド保持装置７０の外部に設置される電源制御装置（アクチュエータ）７８に接続され、該電源制御装置７８による内部電流の制御により、磁性体部材７１との間に磁力を発生させる。なお、補強部材７３は、上記実施形態と同様に光透過性の部材で形成されるが、磁性体部材７１、及び電磁石７２には、照明系ユニット２からの紫外線が通過するように、紫外線の光路を避ける位置に各自配置するものとする。

このモールド変形機構７４は、まず、押型動作時に、電源制御装置７８による電磁石７２の磁力の発生を行わない分離状態で、圧力調整装置７７により空間領域Ａ内に気体を供給し加圧する。これにより、第１実施形態と同様に、モールド３の中央部表面は、ウエハ５に向かって凸形に変形する。一方、モールド変形機構７４は、離型動作時に、圧力調整装置７７による空間領域Ａ内の気体の排気を行わない状態で、電源制御装置７８の制御により電磁石７２に磁力を発生させる。これに伴い、弾性部材７６が変形し、補強部材７３は、モールド３の中央部内面３ｄに設置された磁性体部材７１と一体的に磁気吸着（結合）する。なお、モールド変形機構７４によるその他の動作は、第１実施形態のモールド変形機構５０と同様である。このように、本実施形態のインプリント装置によれば、第１実施形態のインプリント装置１と同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、補強部材７３とモールド３の中央部内面３ｄとを互いに磁力で接触させる。これに対して、例えば、補強部材７３に電極を少なくとも１組設置し、電極に与える電位を制御して、補強部材７３とモールド３の中央部内面３ｄとを互いに静電力で接触させる構成もあり得る。

（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。更に、該製造方法は、パターンが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）や光学素子等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、パターンが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。

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及び変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、補強部材を、光硬化法を採用したインプリント装置に対応させるために光透過性の部材で形成するが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、補強部材の全体を光透過性の部材で形成するのではなく、光が透過する一部のみを光透過性の部材で形成し、その他の部分は、別の金属部材や樹脂部材等で形成しても良い。

１ インプリント装置
３ モールド
５ ウエハ
２４ モールドベース
５１ 補強部材
５６ 樹脂

Claims (14)

1. 基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させ、前記基板上に硬化した樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記型を引きつけて保持する保持部と、
   前記保持部により引きつけられる領域より内側の領域において離型と並行して前記型に接触することにより前記型を補強する補強部材と、
   を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記内側の領域と前記補強部材とを離型と並行して互いに接触させるアクチュエータを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記アクチュエータは、前記内側の領域と前記補強部材との間の空間を減圧する、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記補強部材は、貫通孔を備え、
   前記アクチュエータは、前記貫通孔を介して前記内側の領域と前記補強部材との間の空間を減圧する、ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記補強部材は、前記貫通孔が複数形成され、該複数の前記貫通孔の開口の密度は、前記補強部材の中央部とその外側の外側部とでは、前記中央部において高い、ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記内側の領域と前記補強部材との接触又は離間のための前記補強部材の移動を案内する案内部材を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記補強部材は、前記内側の領域に対向する表面に溝を有する、ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
8. 前記未硬化樹脂に向かって凸に前記型を変形させる変形機構を有し、
   前記変形機構により前記型を変形させた状態で前記未硬化樹脂に前記型を接触させる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記アクチュエータにより前記補強部材の一部の領域に前記内側の領域を引きつけて保持させた状態で、前記変形機構により前記型の一部の領域を前記未硬化樹脂に向かって凸に変形させる、ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
10. 前記アクチュエータは、前記内側の領域と前記補強部材とを磁力で互いに接触させる、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
11. 前記アクチュエータは、前記内側の領域と前記補強部材とを静電力で互いに接触させる、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
12. 前記補強部材の少なくとも一部は、光透過性を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 前記型として、前記未硬化樹脂を成形するためのパターンを含むメサ部を有し、かつ、該メサ部が他の部分より薄い型を用いる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 請求項１乃至請求項１３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樹脂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。

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