JP2013145794A - インプリント装置およびインプリント方法、それを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型の保護、および基板上に形成されるパターンの信頼性の向上の点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】インプリント装置１は、基板１２上の未硬化樹脂１６を型９により成形して硬化させて、基板１２上に硬化した樹脂１６のパターンを形成する。このインプリント装置１は、樹脂１６を紫外線１０の受光により硬化する紫外線硬化樹脂とし、未硬化樹脂１６を基板１２上に塗布する第１塗布部５と、型９に形成されているパターン部９ａと、基板１２上の外周領域に位置するパターン形成領域に塗布された未硬化樹脂１６とを押し付けるに際し、紫外線硬化性を有せず、かつ蒸気圧が３Ｐａ以上３ｋＰａ未満の物質を基板上の外周端部に塗布する第２塗布部６と、パターン部９ａと基板１２上の硬化した樹脂１６とを引き離した後に、型９または基板１２に残留した物質を気化させる気化促進部７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント装置およびインプリント方法、ならびにそれを用いた物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。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１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。

例えば、上記技術を用いたインプリント装置を半導体デバイスの製造工程におけるリソグラフィー工程に採用すると仮定する。このとき、インプリント処理が施される基板は、その基板上に複数存在するパターン形成領域（ショット）上に、例えばスパッタリングによる成膜工程などの前工程を経て予め形成された基板側パターンを有している。したがって、インプリント装置は、この複数の基板側パターンに対し、基板の移動（基板側パターンと型に形成されているパターン部との重ね合わせ）と、インプリント動作（押し付け動作など）とを繰り返すステップ・アンド・リピート方式を採用することが多い。これに対して、一般に、型の平面形状は矩形で、基板の平面形状は円形であるため、上記のように基板上に複数のショットが存在する場合には、特に基板の外周部（端部）にて、型のパターン部の一部のみしか基板上の樹脂と接触しない領域が発生する。このような基板の外周部に存在するパターン形成領域（周辺ショット）では、型と基板とが樹脂を介さずに数ナノメートルから数十ナノメートルの距離で近接する場合があるため、互いに接触することで型が破損する可能性がある。しかしながら、半導体デバイスの製造工程にて１枚の基板から切り出すデバイスの個数を増やすためには、周辺ショットにまでパターンを形成するのが望ましい。さらに、インプリント装置による処理の後、ドライエッチングや化学機械研磨（ＣＭＰ）などの後工程を行う際に基板面内の不均一性を避けるためにも、周辺ショットにまでパターンを形成するのが望ましい。このような理由から、周辺ショットでの型と基板との近接を避けることは難しいのが現状である。そこで、この周辺ショットでのインプリント動作を含むものとして、特許文献１は、デバイスとして使用可能な領域にのみ樹脂を塗布しパターンを形成する方法を開示している。この特許文献１は、さらにデバイスとして使用できない領域に、紫外線により硬化しないイソプロピルアルコールなどの液体を塗布することで、型と基板との接触を避ける方法も開示している。なお、イソプロピルアルコールの蒸気圧は、２０゜Ｃにおいて４．４ｋＰａと高く、特許文献２で提案されている紫外線硬化樹脂（蒸気圧２０Ｔｏｒｒ未満）と比べて、蒸発し易いという特徴を有する。

米国特許出願公開第２００７／０２２８６０９号明細書 特表２００７−５２３２４９号公報

しかしながら、特許文献１に示すように、型と基板との接触を避けるためにイソプロピルアルコールを塗布すると、型を押し当てる前に蒸発してしまう可能性がある。特に、複数のショットに紫外線硬化樹脂を塗布した後、順番に樹脂を成型する場合、樹脂の塗布から成型までの時間が長くなるため、イソプロピルアルコールのような蒸発し易い液体は、基板上から蒸発し、消失してしまう可能性が高い。結果的に、周辺ショットで型と基板が接触し、型が破損する可能性がある。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、型の保護、および基板上に形成されるパターンの信頼性の向上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。

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て、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、樹脂を紫外線の受光により硬化する紫外線硬化樹脂とし、未硬化樹脂を基板上に塗布する第１塗布部と、型に形成されているパターン部と、基板上の外周領域に位置するパターン形成領域に塗布された未硬化樹脂とを押し付けるに際し、紫外線硬化性を有せず、かつ室温における蒸気圧が３Ｐａ以上３ｋＰａ未満の物質を基板上の外周端部に塗布する第２塗布部と、パターン部と基板上の硬化した樹脂とを引き離した後に、型または基板に残留した物質を気化させる気化促進部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、型の保護、および基板上に形成されるパターンの信頼性の向上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。

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。 気化促進部の構成の例を示す図である。 ウエハの表面に対するパターン部の押し付け位置を示す図である。 モールドとウエハとが近接した状態の外周端部の一部を示す図である。 パターン形成時の動作シーケンスを示すフローチャートである。 モールドのパターン領域での衝突防止液体の蒸発の様子を示す図である。 ウエハの外周端部での衝突防止液体の蒸発の様子を示す図である。 第２実施形態に係るウエハの外周端部と天板の一部とを示す図である。 第２実施形態に係る衝突防止液体の蒸発の様子を示す図である。 第３実施形態に係る回収部の構成の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面など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（インプリント方法）について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の図においては、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、第１塗布部５と、第２塗布部６と、気化促進部７と、制御部８とを備える。

光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド９に対して紫外線１０を照射する。この光照射部２は、光源（樹脂硬化用光源）１１と、この光源１１から発せられた紫外線１０をインプリントに適切な光に調整し、モールド９に照射する照明光学系とを含む。光源１１は、水銀ランプなどのランプ類を採用可能であるが、モールド９を透過し、かつ後述の樹脂（紫外線硬化樹脂）１６が硬化する波長の光を発する光源であれば、特に限定するものではない。照明光学系は、不図示のレンズ、ミラー、またはアパーチャなどを含み得る。なお、本実施形態では、光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、この光照射部２に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。

モールド９は、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、ウエハ１２に対する面には、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部９ａを含む。なお、パターンサイズは、製造対象となる物品により様々であるが、微細なものでは十数ナノメートルのパターンも含まれる。また、モールド９の材質は、紫外線１０を透過させることが可能で、かつ熱膨張率の低いことが望ましく、例えば石英とし得る。さらに、モールド９は、紫外線１０が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティ（凹部）を有する場合もある。

モールド保持機構３は、モールド９を保持するモールドチャック１３と、このモールドチャック１３を移動自在に保持するモールド駆動機構１４と、モールド９（パターン部９ａ）の形状を補正する倍率補正機構１５とを有する。モールドチャック１３は、モールド９における紫外線１０の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド９を保持し得る。モールドチャック１３は、例えば真空吸着力によりモールド９を保持する場合、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプの排気による吸着圧を適宜調整することで、モールド９に対する吸着力（保持力）を調整し得る。モールド駆動機構１４は、モールド９とウエハ１２上の樹脂１６との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド９を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１４に採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、モールド駆動機構１４は、モールド９の高精度な位置決めに対応するために、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ていてもよい。さらに、モールド駆動機構１４は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド９の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離しの各動作は、モールド９をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。また、モールド駆動機構１４の駆動時におけるモールド９の位置は、不図示であるが、モールド９とウエハ１２との間の距離を計測する光学式変位計などの位置計測部により計測可能である。倍率補正機構１５は、モールドチャック１３におけるモールド９の保持側に設置され、モールド９の側面に対して外力または変位を機械的に与えることによりモールド９（パターン部９ａ）の形状を補正する。

さらに、モールドチャック１３およびモールド駆動機構１４は、平面方向の中心部（内側）に、光照射部２から照射された紫外線１０がウエハ１２に向かい通過可能とする開口領域１７を有する。ここで、モールドチャック１３（またはモールド駆動機構１４）は、開口領域１７の一部とモールド９とで囲まれる空間１８を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）１９を備える場合もある。この場合、空間１８内の圧力は、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整装置により調整される。この圧力調整装置は、例えば、モールド９とウエハ１２上の樹脂１６との押し付けに際して、空間１８内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部９ａをウエハ１２に向かい凸形に撓ませ、樹脂１６に対してパターン部９ａの中心部から接触させ得る。これにより、パターン部９ａと樹脂１６との間に気体（空気）が残留することを抑え、パターン部９ａの凹凸パターンに樹脂１６を隅々まで充填させることができる。

ウエハ１２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガラス基板である。このウエハ１２上の複数のパターン形成領域（インプリント装置１に搬入される前に、前工程にて既にパターン（以下「基板側パターン」という）が形成されている）には、パターン部９ａにより樹脂１６のパターン（パターンを含む層）が成形される。

ウエハステージ４は、ウエハ１２を移動可能に保持し、例えば、モールド９とウエハ１２上の樹脂１６との押し付けの際のパターン部９ａと基板側パターンとの位置合わせなどを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１２を吸着力により保持するウエハチャック２０と、このウエハチャック２０を機械的に保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構２１とを有する。ウエハチャック２０は、例えば、高さの揃った複数のピンでウエハ１２を支持し、ピン以外の部分を真空排気により減圧することでウエハ１２を保持する。ステージ駆動機構２１は、駆動中および静止中の振動が少ない動力源であり、採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたは平面モータなどがある。このステージ駆動機構２１も、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し得る。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１２のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１２の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。また、ウエハステージ４は、不図示であるが、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー（反射部）を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラーにそれぞれヘリウムネオンなどのビームを照射することでウエハステージ４の位置を測定する不図示の複数のレーザー干渉計（位置計測機構）を備える。レーザー干渉計は、ウエハステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部８は、このときの計測値に基づいてウエハ１２（ウエハステージ４）の位置決め制御を実行する。なお、位置計測機構としては、上記のような干渉計の他にも半導体レーザーを用いたエンコーダなどが採用可能である。

第１塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１２上に存在するパターン形成領域としてのショット上（基板側パターン上）に、樹脂（未硬化樹脂）１６を塗布する。この樹脂１６は、紫外線１０を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（光硬化性樹脂、インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。第１塗布部５は、不図示であるが、樹脂１６を収容する第１容器と、第１液滴吐出部と、この第１液滴吐出部に対して吐出位置を指示する第１位置指示部とを含む。第１容器は、その内部を樹脂１６の硬化反応を起こさないような、例えば若干の酸素を含む雰囲気としつつ、樹脂１６を管理可能な容器であることが望ましい。また、第１容器の材質は、樹脂１６にパーティクルや化学的な不純物を混入させないようなものとすることが望ましい。第１液滴吐出部は、例えばピエゾタイプの吐出機構を有し、生産性の向上のために同時に複数の液滴を吐出でき、また吐出量を例えば最小１ピコリットルまで調整可能な構成とすることが望ましい。第１位置指示部は、形成するパターンの密度に応じて予め決められた樹脂１６の吐出レイアウトと、ウエハステージ４の駆動との同期とを考慮した後述の制御部８からの動作指令に基づいて、第１液滴吐出部に対して液滴を吐出する位置を指示する。

第２塗布部６は、パターン部９ａとウエハ１２上の樹脂１６との押し付け時に、これとは別の位置でモールド９とウエハ１２とが接触（衝突）することを防止するために、ウエハ１２上の外周端部に、液体（後の各図における液体４０）を塗布する。この衝突防止液体としての液体４０は、紫外線硬化性を有せず、かつ、室温における蒸気圧が３Ｐａ以上３ｋＰａ未満の物質からなる。さらに、液体４０は、未硬化状態の樹脂１６と相容するモノマー成分として使用可能なものであることが望ましい。このような物質としては、例えば、室温での蒸気圧が４Ｐａであるイソボルニルアクリレートなどが採用可能である。一方、液体４０は、未硬化状態の樹脂１６と相容する以外にも、例えば、樹脂１６と相溶しない純水などでもよい。純水の蒸気圧は、２．８ｋＰａと高いため、後述する液体４０の気化や回収の際に有利となる。第２塗布部６は、第１塗布部５と同様にモールド保持機構３の近傍に設置され、不図示であるが、液体４０を収容する第２容器と、第２液滴吐出部と、この第２液滴吐出部に対して吐出位置を指示する第２位置指示部とを含む。特に、第２液滴吐出部と第２位置指示部との構成自体は、上記第１液滴吐出部と第１位置指示部と同様であるが、その動作については、以下で詳説する。

気化促進部７は、第２塗布部６にて塗布された液体４０が、後述する離型工程の後にモールド９のパターン部９ａまたはウエハ１２の表面上に残留した場合に、強制的に気化させ、かつ気化した気体を回収する。特許文献１に記載のイソプロピルアルコールよりも蒸発し難い物質を用いるため、強制的に気化させる機構が必要である。図２は、気化促進部７の構成例を示す概略断面図である。まず、図２（ａ）に示す第１例としての気化促進部７は、送風部４１と、回収部４２と、離型工程後にウエハ１２を押し付け位置から一旦退避させた後に、パターン部９ａに対向する位置に移動可能とする駆動機構４３とを含む。送風部４１は、不図示であるが、温度調節機構を有し、温度調節された気体（例えば空気）をモールド９のパターン部９ａに向けて吹き付ける（供給する）。回収部４２は、不図示であるが、真空ポンプなどの排気装置を有し、送風部４１から吹き付ける気体の量と同じか、それよりも多い量を回収する。回収量を多くすることにより、残留した液体４０からの気化成分が装置内に拡散することを抑制することができる。駆動機構４３は、図１や図２に示すように、ウエハステージ４とは別体とし、独立して移動可能とする構成としてもよいが、ウエハステージ４上に載置される構成としてもよい。一方、図２（ｂ）に示す第２例としての気化促進部７は、図２（ａ）に示す構成での送風部４１に換えて、赤外線照射部４４を含む。この赤外線照射部４４は、不図示であるが、赤外光源と照明光学系とを有し、赤外線をパターン部９ａに向けて照射することで、残留した液体４０を加熱して強制的に気化させる。したがって、この場合の赤外線は、液体４０が吸収する波長を有することが必要である。なお、この図２（ｂ）では不図示であるが、この場合の気化促進部７も、図２（ａ）に示す構成と同様に回収部を有することが望ましい。また、図２の各図に示す例では、モールド９側に残留した液体４０を気化および回収する場合の構成を示している。これに対して、ウエハ１２側に残留した液体４０を気化および回収するために、気化促進部７は、図２の各図に示す送風部４１や赤外線照射部４４などの向きをウエハ１２側としたものも準備することが望ましい。この場合、１つの気化促進部７に、モールド９とウエハ１２とにそれぞれ向かう２種類の送風部４１などを設置してもよいし、モールド９用およびウエハ１２用の２つの気化促進部７を準備してもよい。１つの気化促進部７に２種類の送風部４１などを設置させる場合、この気化促進部７は、必然的にウエハステージ４とは別体となる。

制御部８は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部８は、例えばコンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態の制御部８は、少なくとも、第１塗布部５、第２塗布部６および気化促進部７の動作を制御する。なお、制御部８は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

また、インプリント装置１は、不図示であるが、ウエハ１２上に形成されているアライメントマークと、モールド９に形成されているアライメントマークとのＸ軸およびＹ軸の各方向への位置ずれなどを計測するアライメント計測系を備える。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２２と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２３と、ベース定盤２２から延設され、例えば除振器を介してブリッジ定盤２３を支持する支柱２４とを備える。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド９を装置外部とモールド保持機構３との間で搬入出させるモールド搬送機構や、ウエハ１２を装置外部とウエハステージ４との間で搬入出させる基板搬送機構などを含み得る。

次に、本実施形態におけるインプリント方法を含むインプリント装置１の動作について説明する。図３は、ウエハ１２の表面に対するパターン部９ａの押し付け位置（ショット位置）を示す平面図である。特に、図３（ａ）は、ウエハ１２の全面に対するパターン部９ａの複数の押し付け位置を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）にて点線で囲んだウエハ１２の外周端部におけるパターン部９ａに相当する領域の拡大図である。１枚のウエハ１２は、切り出すデバイスの個数を増やすために、表面に複数のショットを有する。そして、インプリント装置１は、図３（ａ）に示すように、複数のショットに対して複数回のインプリント動作（後述する押型工程、硬化工程および離型工程などの一連の動作）を繰り返すことにより、全てのショット上に樹脂１６のパターンを形成する。なお、本実施形態では、モールド９に形成されているパターン部９ａは、図３（ｂ）に示すように、１つのデバイスが形成される領域に相当するパターン領域９ｂを複数箇所（図の例では９箇所）有する。これにより、１度のインプリント動作にて複数個のデバイスに対応するパターンを形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。

ここで、パターンの形成位置によっては、図３（ｂ）に示すように、パターン部９ａの一部がウエハ１２の外周端部から外側にはみ出る場合もある。この外周端部に存在するショット（以下「周辺ショット」という）でも、インプリント装置１による処理の後、ドライエッチングや化学機械研磨（ＣＭＰ）などの後工程を行う際に面内の不均一性を避けるため、パターンを形成する必要がある。しかしながら、この周辺ショットにおけるパターン部９ａと樹脂１６との押し付け動作の際に、モールド９とウエハ１２とが近接することに起因して、両者が樹脂１６を介さず接触（衝突）してしまう場合がある。図４は、モールド９とウエハ１２とが近接した状態の外周端部の一部を示す断面図である。特に、図４（ａ）は、参考として従来の場合の外周端部の一部を示す図である。通常、パターン部９ａと樹脂１６との押し付け時におけるウエハ１２の外周端部では、モールド９とウエハ１２とは、数ｎｍから数十ｎｍの距離で近接する。このように両者が近接すると、図４（ａ）に示すように、樹脂１６が存在しない領域にて接触する場合がある。このように両者が接触すると、例えば、モールド９の表面に位置するパターン部９ａ（各パターン領域９ｂ）が破損し、それ以降のインプリント動作によるパターン形成に影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施形態では、インプリント装置１は、周辺ショットにおけるパターン部９ａと樹脂１６との押し付け動作の前に、ウエハ１２の外周端部に液体４０を塗布する。図３（ｃ）は、図３（ｂ）にて点線で囲んだウエハ１２の外周端部におけるパターン領域９ｂに相当する領域の拡大図である。また、図４（ｂ）は、本実施形態における予め液体４０を塗布した場合の外周端部の一部を示す図である。インプリント装置１は、図３（ｃ）に示すように、一部がウエハ１２の外周端部から外側にはみ出るパターン領域９ｂに対しても、第１塗布部５により通常のショット（周辺ショット以外のショット）と同様に樹脂１６を塗布する。さらに、インプリント装置１は、ウエハ１２の側面部から樹脂１６に隣接するまでの間で、ある程度の幅を有する外周端部の領域に、第２塗布部６により液体４０を塗布する。このようにウエハ１２上に樹脂１６と液体４０とが塗布された状態で、モールド９とウエハ１２とが近接すると、図４（ｂ）に示すように、それぞれ液滴として塗布された樹脂１６と液体４０とが互いに押し広げられる。特に、液体４０は、ウエハ１２の外周端部にて押し広げられた膜となる。したがって、この場合、モールド９とウエハ１２とが近接しても、樹脂１６が塗布されていない外周端部の領域での両者の接触を防止することができる。以下、この動作の流れについてフローチャートを用いて詳説する。

図５は、インプリント装置１によるインプリント処理にて、複数枚のウエハ１２を被処理基板とし、それぞれのウエハ１２上に存在するショットに、凹凸層となる樹脂１６のパターンを成形する際の動作シーケンスを示すフローチャートである。なお、この動作シーケンスを開始する際に、モールド９は、すでにモールドチャック１３に搭載され、また、制御部８は、モールド９に形成されているパターン部９ａ（パターン領域９ｂ）の位置や形状などの情報を得ているものとする。まず、制御部８は、基板搬送機構により、処理前のウエハ１２をウエハチャック２０に搬送させ、搭載させる（ステップＳ１００）。次に、制御部８は、ウエハ１２上に存在する複数のショットのうち、今回パターン形成の処理対象となるショットを特定する（ステップＳ１０１）。なお、制御部８は、予めウエハ１２上に設定されている複数のショットに関する配置情報を得ている。また、制御部８は、アライメント計測系により、ウエハ１２上に形成されたアライメントマークと、モールド９に形成されたアライメントマークとの位置に基づいて、ここでのショット上に存在する基板側パターンの位置を計測させる。制御部８は、この計測結果を参照し、以下の押型工程から離型工程までの処理に際してパターン部９ａと基板側パターンとの形状を合わせる必要がある。この形状を合わせる工程として、例えば、倍率補正機構１５によりパターン部９ａの形状を補正する工程があるが、ここでの詳説は省略する。次に、制御部８は、ステップＳ１０１にて特定したショットが、周辺ショットであるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、制御部８は、周辺ショットであると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に移行する。

次に、制御部８は、ステージ駆動機構２１により、ウエハ１２上の周辺ショットが第１塗布部５による塗布位置に位置するようにウエハ１２を移動させ、周辺ショット上の基板側パターンに対して樹脂１６を塗布させる（第１塗布工程：ステップＳ１０３）。ここで、今回の処理対象となる周辺ショットが、例えば図３（ｂ）に示す部分と同一であると仮定すると、そのパターン領域９ｂでの詳細を示す図３（ｃ）を参照すれば、複数の白抜きの丸で示す液滴が樹脂１６である。このとき、制御部８は、上記第１塗布部５の構成にて説明したような動作指令を第１塗布部５に対して送信し、特にウエハ１２の側面部から、例えば１ｍｍ内側までの外周端部の領域を残して、樹脂１６を塗布させるよう指示する。

次に、制御部８は、ステージ駆動機構２１により、樹脂１６が塗布された周辺ショットの外周端部の領域が、第２塗布部６による塗布位置に位置するようにウエハ１２を移動させ、その領域に対して液体４０を塗布させる（第２塗布工程：ステップＳ１０４）。ここでも、上記と同様に図３（ｃ）を参照すれば、複数の黒塗りの丸で示す液滴が液体４０である。このとき、制御部８は、第２塗布部６に対して、ウエハ１２の側面部から、例えば１ｍｍ内側までの外周端部の領域に液体４０を塗布させるよう指示する。また、制御部８（または第２塗布部６内の第２位置指示部）は、パターン部９ａと樹脂１６との押し付け時に、液体４０がその両者の隙間にて押し広げられることで外周端部の領域に行き渡るように、その領域の表面に液体４０の液滴を吐出させることが望ましい。なお、第２塗布部６により液体４０を塗布する領域は、上記の例でいう外周端部の幅１ｍｍの領域に限定されるものではなく、インプリント装置１による処理の後のドライエッチングなどの後工程の条件により、適宜変化させてもよい。

次に、制御部８は、ステージ駆動機構２１により、ウエハ１２上の基板側パターンがパターン部９ａによる押し付け位置に位置するようにウエハ１２を移動させる。次に、制御部８は、モールド駆動機構１４により、モールド９（パターン部９ａ）をウエハ１２上の樹脂１６に押し付ける（押型工程：ステップＳ１０５）。このとき、樹脂１６および液体４０が押し広げられ、広がった後のモールド９とウエハ１２との距離は、およそ２０ｎｍとなる。このように、モールド９とウエハ１２との間に液体４０の膜が存在することで、両者の直接の接触が抑制される。次に、制御部８は、光照射部２により、モールド９を押し付けられた樹脂１６に対して紫外線１０を照射させ、樹脂１６を硬化させる（硬化工程：ステップＳ１０６）。次に、制御部８は、モールド駆動機構１４により、モールド９（パターン部９ａ）をウエハ１２上の樹脂１６から引き離す（離型工程：ステップＳ１０７）。

ここで、液体４０は、紫外線１０の受光で硬化しないため、ステップＳ１０７での離型工程の間でも、モールド９の表面またはウエハ１２の外周端部に残留する。この液体４０の残留は、例えば、パターン部９ａの凹凸を塞ぎ、次のインプリント動作によるパターンの形成に影響を及ぼしたり、ウエハ１２上に残留することで、次のインプリント動作による隣接するショットに対して同様に影響を及ぼしたりする可能性がある。一方、この残留していた液体４０が気化し、そのまま装置内に拡散すると、光照射部２の照明光学系やアライメント計測系などの光学面で光化学反応を生じさせ、光学性能を劣化させる可能性がある。さらに、ウエハステージ４の位置を計測するための干渉計の光路に、空気とは異なる屈折率の物質が拡散（侵入）することで、ステージ位置の計測誤差を発生させる可能性もある。そこで、本実施形態では、制御部８は、離型工程後に、この液体４０を強制的に気化させると共に、気化成分を回収させる（気化促進工程：ステップＳ１０８）。

このステップＳ１０８では、制御部８は、まず、気化促進部７により、離型工程直後のモールド９に残留した液体４０の強制的な気化および回収を実施させる。このとき、制御部８は、ステージ駆動機構２１により、ウエハ１２を載置したウエハチャック２０を移動させることで押し付け位置から一旦退避させ、気化促進部７をパターン部９ａの直下に移動させる。図６は、モールド９のパターン領域９ｂ（パターン部９ａ）の表面の状態を示す平面図であり、図６（ａ）から図６（ｃ）まで液体４０の蒸発の様子を時系列で示している。離型工程直後のパターン領域９ｂの一部には、図６（ａ）に示すように、ウエハ１２の外周端部の形状に沿って液体４０が残留している。そこで、制御部８は、図６（ｂ）に示すように、気化促進部７の送風部４１により、パターン部９ａに向けて気体４５を吹き付けさせ、液体４０を気化させる。さらに、制御部８は、気化促進部７の回収部４２により、液体４０から気化成分４６を、気体４５と共に回収させる。ここで、液体４０は、上記のとおり揮発性を有しているため、図６（ｃ）に示すように、短時間のうちにパターン領域９ｂの表面から液体４０を除去することができる。なお、吹き付ける気体４５の温度は、モールド９の温度が変化して変形しないように、装置内と同等の温度に制御されることが望ましい。また、液体４０の気化熱によりモールド９の温度が低下する場合には、気体４５の温度を装置内よりも若干高い温度としてもよい。なお、不図示であるが、インプリント装置１は、さらに、残留した液体４０の除去が確実に行われたことを確認するための観察装置を設置してもよい。

制御部８は、次に、気化促進部７により、離型工程直後のウエハ１２に残留した液体４０の強制的な気化および回収を実施させる。このとき、制御部８は、ステージ駆動機構２１により、ウエハ１２を載置したウエハチャック２０を移動させることで押し付け位置から一旦退避させ、気化促進部７をウエハ１２の直上に移動させる。図７は、ウエハ１２の外周端部の状態を示す断面図であり、図７（ａ）から図７（ｃ）まで液体４０の蒸発の様子を時系列で示している。離型工程直後の外周端部には、図７（ａ）に示すように、液体４０が残留している。そこで、制御部８は、図７（ｂ）に示すように、気化促進部７の送風部４１により、ウエハ１２に向けて気体４５を吹き付けさせ、液体４０を気化させる。さらに、制御部８は、気化促進部７の回収部４２により、液体４０から気化成分４６を、気体４５と共に回収させる。ここでも、上記と同様、図７（ｃ）に示すように、短時間のうちにウエハ１２の外周端部の表面から液体４０を除去することができる。なお、上記液体４０に関する説明のとおり、液体４０の蒸気圧は、３Ｐａ以上が望ましいとしている。これは、蒸気圧が３Ｐａより低いと蒸発時間が遅いため、インプリント装置１による生産性を向上させることが難しいためである。

ここまで、制御部８が、ステップＳ１０２にて、ステップＳ１０１で特定したショットが周辺ショットであると判定した場合について説明した。これに対して、制御部８は、ステップＳ１０２にて周辺ショットではないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ１０９に移行する。ここで、ステップＳ１０９の塗布工程は、ステップＳ１０３での第１塗布工程に対応する。同様に、ステップＳ１１０からＳ１１２までの押型工程、硬化工程および離型工程は、ステップＳ１０５からＳ１０７までの工程にそれぞれ対応する。すなわち、処理対象となるショットが周辺ショットではない場合には、ステップＳ１０４の第２塗布工程やステップＳ１０８の気化促進工程は、不要となる。

次に、制御部８は、引き続き、ウエハ１２上にて樹脂１６のパターンを形成すべきショットがあるかどうかを判定する（ステップＳ１１３）。ここで、制御部８は、次にパターンを形成すべきショットがあると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に移行し、そのショットを特定した上で、再度ステップＳ１０２にて周辺ショットであるかどうか判定する。一方、制御部８は、パターンを形成すべきショットがないと判定した場合（ＮＯ）、次のステップＳ１１４に移行し、基板搬送機構により、ウエハチャック２０上に載置されているインプリント処理済みのウエハ１２を回収させる（ステップＳ１１４）。次に、制御部８は、同様のインプリント処理を実施すべきウエハがあるかどうかを判定する（ステップＳ１１５）。ここで、制御部８は、インプリント処理を実施すべきウエハがあると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１００に移行し、インプリント処理済みのウエハ１２と、次に処理を実施すべきウエハとを交換する。一方、制御部８は、処理を実施すべきウエハがないと判定した場合（ＮＯ）、動作シーケンスを終了する。

このように、インプリント装置１は、処理対象となるショットが周辺ショットである場合には、衝突防止液体である液体４０をウエハ１２の外周端部に塗布することで、押し付け時のモールド９とウエハ１２との接触を防止する。これにより、例えば、モールド９の破損などを回避し、モールド９を適切に保護することができる。また、インプリント装置１は、モールド９のパターン部９ａやウエハ１２の外周端部の表面上に液体４０が残留した場合でも、離型工程の直後に強制的に気化させるので、例えば、その後に形成されるパターンへの影響を抑えることができる。また、インプリント装置１は、残留した液体４０からの気化成分４６を回収するので、この気化成分４６による装置内の各種光学系の汚染やウエハステージ４のステージ位置の計測誤差などを抑止できる。

さらに、本実施形態では、液体４０として、イソボルニルアクリレートのような物質を採用する。これにより、まず、液体４０を基板上に塗布してからモールド９を押し付けるまでの間に、液体４０が蒸発することを防止することができる。また、気化促進工程における強制気化の際の揮発性（蒸発速度）の点で有利となる。加えて、液体４０は、樹脂１６のモノマー成分として使用可能であることから、ウエハ１２上に塗布された後に、未硬化状態の樹脂１６と境界にて混ざり合った場合でも、樹脂１６の１つの成分として働くため、紫外線硬化樹脂である樹脂１６の硬化反応を阻害しない。また、従来であれば、液体４０のような物質としてイソプロピルアルコールを採用していたため、すでに硬化した樹脂１６のパターンと接触すると、このパターンが軟化して変形する可能性があった。これに対して、液体４０は、硬化後の樹脂１６に対してはイソプロピルアルコールよりも反応性が低いことから、形成されたパターンに影響を及ぼしづらい。さらに、液体４０は、紫外線硬化性を有しないため、硬化工程における樹脂１６の硬化に伴い、液体４０自体が硬化することも抑止される。

以上のように、本実施形態によれば、モールド９の保護、およびウエハ１２上に形成されるパターンの信頼性の向上の点で有利なインプリント装置およびインプリント方法を提供することができる。

（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。インプリント装置では、ウエハ上の雰囲気を好適に制御するために、ウエハチャック２０上にて、載置されたウエハの側面に隣り合う外周領域に、このウエハの表面と同じ程度の高さを有する天板を設けることがある。このような天板を有するインプリント装置では、上記実施形態で説明したような、周辺ショットにおける従来のモールドとウエハとの接触に加え、モールドと天板とが接触する場合も考えられる。そこで、本実施形態のインプリント装置の特徴は、ウエハの外周端部に加え、ウエハに隣り合う天板上にも衝突防止液体を塗布することで、モールドと天板との接触も防止する点にある。図８は、第１実施形態における図３（ｃ）および図４（ｂ）に対応し、パターン領域９ｂに相当する領域にて、ウエハ１２の外周端部と、この外周端部に隣り合う天板５０の一部とを示す概略図である。特に、図８（ａ）は、液体４０が外周端部と天板５０との双方の表面上に塗布された状態を示す平面図であり、図８（ｂ）は、液滴として塗布された樹脂１６と液体４０とが互いに押し広げられた状態を示す断面図である。本実施形態では、制御部８は、第１実施形態におけるステップＳ１０４の第２塗布工程にて、ウエハ１２の外周端部に液体４０を塗布するのに加えて、この外周端部に隣り合う天板５０の表面上にも液体４０を塗布させる。これによれば、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、モールド９と天板５０との接触も防止することができる。なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、モールド９、ウエハ１２および天板５０にそれぞれ残留した液体４０を強制的に気化させ、回収することが望ましい。図９は、モールド９のパターン領域９ｂ（パターン部９ａ）の表面、およびウエハ１２の外周端部とそれに隣り合う天板５０との表面から液体４０が蒸発する様子を示す概略図である。特に、図９（ａ）は、パターン領域９ｂから蒸発する様子を示す平面図であり、図９（ｂ）は、外周端部と天板５０とから蒸発する様子を示す断面図である。この場合も、制御部８は、第１実施形態におけるステップＳ１０８の気化促進工程にて実施させるのと同様の方法で液体４０の気化と回収とを実施させる。なお、外周端部と天板５０とに残留した液体４０を気化させた後、その気化成分４６を回収する際には、図９（ｂ）に示すように、ウエハ１２と天板５０との隙間を介して回収させてもよい。この隙間を介して気化成分４６を回収する機構としては、例えば、以下の第３実施形態にて説明する回収部６０がある。

（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。本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、第１実施形態のインプリント装置１の構成に、新たな気化促進部として、さらにウエハ１２の外周端部に残留した液体４０からの気化成分４６を回収する回収部を設ける点にある。図１０は、インプリント装置１がさらに含み得る回収部の構成の例を示す概略図である。特に、図１０（ａ）は、ウエハチャック２０に設置された第１例としての回収部６０を示す断面図である。この回収部６０は、不図示の真空ポンプなどの排気装置と、この排気装置に接続された複数の回収管６１とを含む。各回収管６１の開口（回収口）は、ウエハチャック２０に載置されたウエハ１２の側面領域に位置するように設置されている。この構成によれば、特にウエハ１２の外周端部に存在する気体（気化成分４６を含む気体）を好適に回収することができる。なお、回収部６０は、ウエハ１２の側面領域にて気体の流れを強制的に作用させるものであるため、結果的に、残留している液体４０の気化を促進させるものでもある。また、回収部６０を、第１実施形態における送風部４１を含むような気化促進部７と併用すれば、さらに好適に液体４０を除去させることができる。

一方、図１０（ｂ）は、インプリント装置１の内部に設置し得る、インプリント処理済みの複数のウエハ１２を保管する保管部（保管室）６２と、この保管部６２の内部に設置される第２例としての回収部６３とを示す断面図である。ウエハ１２上に存在する全てのショットに対してパターンの形成が終了した後、そのウエハ１２は、この保管部６２の内部に一旦収容される。このとき、万が一ウエハ１２上に液体４０が残留していた場合に、回収部６３は、保管部６２の内部にて、残留している液体４０を回収させる。この回収部６３としても、真空ポンプなどの排気装置が採用可能であるが、加えて、送風部や加熱部などの残留した液体４０の気化を促進させる機構を設置してもよい。この構成によれば、ウエハ１２上に残留している液体４０から気化した物質が、装置内に拡散することを抑止させることができる。さらに、回収部６３を保管部６２の内部に設置することで、複数枚のウエハ１２に対して同時に回収処理ができるため、効率性の点で有利である。

（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。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。

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。

１ インプリント装置
５ 第１塗布部
６ 第２塗布部
７ 気化促進部
９ モールド
９ａ パターン部
１０ 紫外線
１２ ウエハ
１６ 樹脂
４０ 液体

Claims (11)

1. 基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、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、
   前記樹脂を紫外線の受光により硬化する紫外線硬化樹脂とし、前記未硬化樹脂を前記基板上に塗布する第１塗布部と、
   前記型に形成されているパターン部と、前記基板上の外周領域に位置するパターン形成領域に塗布された前記未硬化樹脂とを押し付けるに際し、紫外線硬化性を有せず、かつ室温における蒸気圧が３Ｐａ以上３ｋＰａ未満の物質を前記基板上の外周端部に塗布する第２塗布部と、
   前記パターン部と前記基板上の硬化した前記樹脂とを引き離した後に、前記型または前記基板に残留した前記物質を気化させる気化促進部と、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記物質は、前記樹脂のモノマー成分として使用可能な液体であ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. 前記物質は、前記樹脂と相溶しないことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
4. 前記気化促進部は、前記型または前記基板に残留した前記物質に対して気体を供給する送風部、または前記型または前記基板に残留した前記物質の気化成分を回収する回収部の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
5. 前記気化促進部は、前記型または前記基板に残留した前記物質に対して赤外線を照射する赤外線照射部であ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。
6. 前記気化促進部は、前記型または前記基板を加熱する加熱部であ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。
7. 前記気化促進部は、前記パターン部に面する位置に移動自在であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記気化促進部は、前記基板上の前記外周端部に存在する前記物質の気化を促進する位置に配置され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。
9. さらに、前記パターンの形成が終了した前記基板を保管する保管部を備え、
   前記気化促進部は、前記保管部に設置され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。
10. 基板上の未硬化樹脂を型により成形して硬化させて、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方法であって、
    前記樹脂を紫外線の受光により硬化する紫外線硬化樹脂とし、前記未硬化樹脂を前記基板上に塗布する第１塗布工程と、
    前記型に形成されているパターン部と、前記基板上の外周領域に位置するパターン形成領域に塗布された前記未硬化樹脂とを押し付けるに際し、紫外線硬化性を有せず、かつ室温における蒸気圧が３Ｐａ以上３ｋＰａ未満の物質を前記基板上の外周端部に塗布する第２塗布工程と、
    前記パターン部と前記基板上の硬化した前記樹脂とを引き離した後に、前記型または前記基板に残留した前記物質を気化させる気化促進工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
11. 請求項１ないし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に記載のインプリント方法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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