JP2018006554A - パターン形成装置、インプリント装置および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、基板を搬送する搬送部の他に、基板を保持する基板保持部を搬送するための搬送部が不要となることで、パターン形成装置を小型化することを目的とする。【解決手段】 本発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部を保持する第２の保持部と、前記基板を前記第１の保持部上の場所から他の場所まで搬送する搬送部と、を有し、該搬送部を用いて、前記第１の保持部を前記第２の保持部上の場所から他の場所まで搬送することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置に備えられた、基板を保持するための基板保持部に関する。

現在、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド、原版のレプリカ等のデバイスを製造する際に、パターン形成装置が使用される。

基板上に形成されるパターンの微細化に伴い、パターンが形成される基板表面の平坦度の要求は高くなってきている。また、パターン形成装置において、基板を保持する基板チャック（基板保持部）に異物が付着すると、基板を保持した際に基板が局所的に盛り上がり、基板の平坦度が低下する。基板の表面の平坦度が低下すると、パターンの結像性能が低下するため、基板上に所望のパターンが形成されない恐れがある。

そのため、基板上にパターンを正確に形成するためには、基板表面の平坦を維持する必要がある。そのため、基板保持部に異物が付着した場合は、基板保持部をクリーニングすることによって異物を取り除く必要がある。

特許文献１に記載されている基板保持部は、基板保持部を基板ステージから着脱可能な構造とし、専用の搬送機構で基板保持部を収納部まで搬送し、収納部にあるクリーニング済の基板保持部と交換していた。

特開平８−１８１０５７号公報

特許文献１のパターン形成装置は、基板保持部をクリーニングするために、基板を搬送する搬送機構の他に、基板保持部を搬送するための専用の搬送機構が必要であることから、パターン形成装置のコストが増加する要因になっていた。

本発明は、パターン形成装置のコストを削減することを目的とする。

本発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部を保持する第２の保持部と、前記基板を前記第１の保持部上の場所から他の場所まで搬送する搬送部と、を有し、該搬送部を用いて、前記第１の保持部を前記第２保持部上の場所から他の場所まで搬送することを特徴とする。

本発明のパターン形成装置により、搬送部に備わる搬送ハンドによって、基板及び基板保持部の両方を搬送することができる。それによって、従来の基板保持部を搬送するための専用の搬送部が不要となることで、パターン形成装置のコストを削減することができる。

第１実施形態に係るパターン形成装置を示した図である。 第１実施形態に係る基板保持部の構造を示した断面図である。 第１実施形態に係る搬送ハンドと基板保持部の様子を示した図である。 第１実施形態に係る搬送ハンドと基板保持部、基板ステージの様子を示した図である。 第２実施形態に係るパターン形成装置を示した図である。 第２実施形態に係る基板保持部の構造を示した断面図である。 第２実施形態に係る搬送ハンドと基板保持部の様子を示した図である。 第２実施形態に係る搬送ハンドと基板保持部、基板ステージの様子を示した図である。 物品の製造方法を説明するための図である。 基板保持部の構造を示した断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図であって、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。以下の実施形態であっては、基板上にパターンを形成するパターン形成装置について説明する。パターン形成装置とは、具体的に、レチクル（原版）に形成されたパターンを基板に露光する露光装置や、モールド（原版）を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置、さらには荷電粒子線を用いた描画装置である。本発明はこのようなパターン形成装置であって基板を保持するための基板保持部（基板チャック）の構成に関する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態におけるパターン形成装置１００を示した図である。図１を用いてパターン形成装置１００について説明する。図１において、パターン形成装置１００の高さ方向をＺ方向、基板２が配置される基板の表面をＸＹ面として、図に示すように各軸を決める。第１実施形態では原版としてレチクルＲを用い、投影光学系ＰＯを介して基板２上にレチクルＲのパターンを投影する露光装置について説明する。

パターン形成装置１００は、基板２を保持する基板保持部１（第１の保持部、基板チャック）、基板保持部を保持して定盤１３上に配置される基板ステージ４、基板２を基板保持部１に搬送する搬送ハンド３を有する搬送部５を備える。さらに、パターン形成装置１００はパターンが形成されたレチクルＲを照明する照明光学系ＩＯ、レチクルＲに形成されたパターンを基板２上に投影する投影光学系ＰＯを備える。ここでは、パターン形成装置１００としてレチクルＲに形成されたパターンを投影光学系ＰＯにより基板上に投影して、基板２を露光する露光装置について説明する。

基板保持部１（基板チャック）は、基板ステージ４から供給される吸着力によって基板２を吸着保持する。基板保持部１は、吸着力としては真空吸着や静電力によって基板２を保持することができる。また、基板保持部１の基板２と接触する面（吸着面）は、基板２を保持した際の基板２の表面の凹凸面を少なくする（平坦度を向上させる）ため、平坦に加工される。さらに、基板保持部１の基板ステージと接触する面は平坦に加工されていても良い。また、基板保持部１は温度変化による変形を軽減するために、温度安定性の高いセラミックス等の素材が使用される。

搬送部５は、基板２を保持する搬送ハンド３が設けられている。搬送部５は、基板２を基板保持部１に搬入し、またはパターン形成装置１００から基板２を搬出する。さらに、第１実施形態の搬送部５は、基板２の搬送に加えて基板保持部１を基板ステージ４に搬入し、または基板ステージ４から搬出する。このように搬送部５は、基板を基板保持部上の場所から他の場所まで搬送する機能と、基板保持部を基板ステージ上の場所から他の場所まで搬送する機能を有する。搬送部５は、複数の関節ユニットからなり、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｚθ（Ｚ軸に対する回転方向）方向に駆動する。また、搬送部５は搬送制御部６で制御される。さらに、搬送制御部６はメイン制御部１１から制御指令を受け取ることでパターン形成装置１００の各部の動作を制御する。

搬送ハンド３は、基板２または基板保持部１を保持するための搬送保持部（不図示）が設けられ、主に真空吸着によって基板２または基板保持部１が保持される。基板保持部１には、基板２を真空吸着によって保持するために、基板ステージ４から供給される真空圧を経由するための供給路（不図示）を有する。

基板ステージ４（第２の保持部）は、定盤１３上に配置される。基板ステージ４には、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に駆動するためのアクチュエータ（駆動部）が備えられている。アクチュエータにはリニアモータ、ボイスコイル等が用いられる。また、パターン形成装置１００には、基板ステージ４の位置を計測するために、エンコーダ８（計測器）が備えられている。エンコーダ８には、光学式リニアエンコーダ、レーザ干渉計等が用いられる。また、基板ステージ４は、エンコーダ８による計測結果に基づきステージ制御部７によって制御される。さらに、ステージ制御部７はメイン制御部１１から制御指令を受け取ることで基板ステージ４を制御する。

パターン形成装置１００は、レチクルＲに形成されたパターンを照明光学系ＩＯが照明し、投影光学系ＰＯによって基板２上にパターンを投影することで、基板２を露光する露光装置である。露光装置としては、レチクルＲに形成されたパターンを基板２上のショット領域毎に一括で露光する露光装置でも良いし、レチクルＲと基板２を互いに走査させながらレチクルＲのパターンを基板２上に露光する走査型の露光装置であってもよい。基板２を露光するための露光光は、照明光学系ＩＯから照明されレチクルＲと投影光学系ＰＯを通過する。レチクルＲと投影光学系ＰＯを通過した光は、パターンを基板２に結像される。レチクルＲに形成されたパターンを基板２上に正確に結像するため、基板２の表面の凹凸面を投影光学系ＰＯの像面（投影光学系の焦点）に合わせる必要がある。そのため、パターン形成装置１００ではフォーカス制御が行われる。

そこで、パターン形成装置１００にはフォーカスセンサ９とフォーカス計測部１０が設けられている。フォーカスセンサ９とフォーカス計測部１０によって、基板保持部１に保持された基板２の表面の高さ方向の位置が測定される。これにより基板２の表面の平坦度を計測することができる。投影光学系ＰＯのフォーカス位置（レチクルＲのパターンが結像する位置）が分かっている場合には、パターン形成装置１００のパターンが結像する位置（像面）に対する基板２の表面のデフォーカス量を計測ことができる。ここで、デフォーカス量とは光軸方向における投影光学系ＰＯの像面からのずれ量（距離）を示す。フォーカス計測部１０で計測されたデフォーカス量は、ステージ制御部７に伝達される。伝達されたデフォーカス量に基づいて、ステージ制御部７は基板ステージ４のＺ方向の位置を調整する。これにより、基板２の表面の凹凸状態に応じてレチクルＲのパターンが結像する位置に基板ステージを駆動することができ、基板２上に良好なパターンを露光することができる。

なお、パターン形成装置１００の動作を制御する搬送制御部６、ステージ制御部７、メイン制御部１１は、パターン形成装置１００に設けてもよいし、パターン形成装置１００とは別の場所に設けて遠隔で制御しても良い。

このように、基板２上に良好なパターンを露光するためには、レチクルＲのパターンが投影される基板２の表面をできるだけ平面に保たなければならない。しかし、基板保持部１と基板２の間に異物が挟まると基板保持部１に保持された基板２の表面の平面を保てない恐れがある。そのため、基板保持部１を基板ステージ４から取り外してクリーニングする必要がある。基板保持部１をクリーニングすることで基板保持部１に付着した異物を除去して、基板２を保持する基板保持部１の保持面の平面を維持する必要がある。

基板２の表面の高さ測定（デフォーカス量の測定）は、基板２を露光している際にも行われ、メイン制御部１１で求めた基板２の表面の測定値から基板保持部１の保持面に異物の有無の判定が行われる。基板２の表面の測定値に異常がある（例えば、基板２の表面に閾値よりも大きな凹凸形状がある）場合、基板保持部１の保持面に異物があると判定される。基板保持部１に異物が付着していると判定した場合、基板保持部１の回収動作が実施される。

そのため、従来のパターン形成装置１００には、基板２を搬送するための基板搬送部に加えて、基板保持部１を搬送するための搬送部を必要とすることから、パターン形成装置１００が大型化する要因になっていた。そこで、第１実施形態のパターン形成装置１００に備えられた搬送部５は、基板２を搬送することに加えて、基板保持部１を搬送することができる。搬送部５（搬送ハンド３）の設計は、基板２と基板保持部１の重量が近い場合には、いずれかに合わせて設計することができ、基板２と基板保持部１の重量が大きく異なる場合は重い方に合わせて設計することができる。こうすることで、搬送ハンド３は、基板２と基板保持部１を保持することができ、搬送部５は、基板２と基板保持部１を搬送することができる。

基板保持部１を基板ステージ４から搬出（回収）する際は、メイン制御部１１はステージ制御部７と搬送制御部６に制御指令を送る。ステージ制御部７は、基板ステージ４を基板保持部１の搬出位置（回収位置）まで移動させる。搬送制御部６からの指令により、搬送部５（搬送ハンド３）は基板保持部１を回収して、収納部１２に搬送する。収納部１２に搬送された基板保持部１はクリーニングされる。基板保持部１のクリーニングは、パターン形成装置外にて行われる。クリーニングにはエアブロー、砥石による研磨、液体洗浄等が用いられる。基板保持部１のクリーニングは、基板保持部１の保持面に異物の有無の判定により、適時実施することができる。そのため、基板２の表面の平面を保つことができ、投影光学系の結像位置と基板２の表面の位置の状態（フォーカス状態）を最適に保つことができる。

図２は、第１実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の関係を示した図である。図２にて、第１実施形態の基板保持部１の構造について説明する。基板保持部１は基板ステージ４に搭載され、例えば真空吸着によって吸着保持される。基板保持部１には基板２が搭載され、基板保持部１は基板２を真空吸着によって吸着保持することができる。

第１実施形態の基板保持部１には取手部１ａ（把手部、つまみ部）を有する。基板保持部１の取手部１ａと基板２の間には、搬送部５に設けられた搬送ハンド３が侵入可能な空間３ａを有する。基板保持部１から基板２を搬送する場合は、搬送部５の搬送ハンド３が、基板２や基板保持部１の側面から、取手部１ａと基板２の間の空間３ａに配置される。搬送ハンド３及び空間３ａはＹ方向に伸びているものとする。搬送ハンド３は、基板保持部１が基板２の吸着保持を解除した後、搬送ハンド３は基板２を保持して上方向（Ｚ方向）に駆動することで基板２を搬出する。

同様に、第１実施形態の基板保持部１には取手部１ａを有しており、さらに基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａを有する。基板保持部１の取手部１ａと基板ステージ４の間には、搬送部５に設けられた搬送ハンド３が侵入可能な空間３ｂを有する。基板ステージ４から基板保持部１を搬送する場合は、搬送部５の搬送ハンド３が、基板２や基板保持部１の側面から、取手部１ａと基板ステージ４の間の空間３ｂに配置される。搬送ハンド３及び空間３ｂはＹ方向に伸びているものとする。搬送ハンド３は、基板ステージ４が基板保持部１の吸着保持を解除した後、搬送ハンド３は基板保持部１を保持して上方向（Ｚ方向）に駆動することで基板保持部１を搬出する。

また、図２に示すように、基板保持部１を挟むように２か所に設けられた、取手部１ａと基板２の間の空間３ａのＸ方向の距離と、取手部１ａと基板ステージ４の間の空間３ｂのＸ方向の距離は同じである。これにより、搬送部５の搬送ハンド３を用いて基板２及び基板保持部１を搬送することが可能になっている。

図３は、第１実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の関係を示した図である。図３は搬送ハンド３が、基板２と基板保持部１の取手部１ａの間の空間３ａに配置された様子を上面（＋Ｚ方向）から見た図である。基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａが形成されており、搬送ハンド３は溝４ａを通過して基板２と取手部１ａとの間の空間に到達することができる。この状態から搬送ハンド３を上方（＋Ｚ方向）に駆動させることで基板２を基板保持部１から搬出することができる。

図４は、第１実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の位置関係を示した図である。図４は図３の状態から基板２が基板保持部１から搬出された状態を示している。図４は搬送ハンド３が基板ステージ４と基板保持部１の取手部１ａの間の空間３ｂに配置された様子を上面（＋Ｚ方向）から見た図である。基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａが形成されており。搬送ハンド３は溝４ａと通過して基板ステージ４と取手部１ａとの間の空間に到達することができる。この状態から搬送ハンド３を上方（＋Ｚ方向）に駆動させることで基板保持部１を基板ステージ４から搬出することができる。

図３と図４に示すように、第１実施形態の搬送部５（搬送ハンド３）は、基板２と基板保持部１を搬送することが可能である。

（露光装置による物品の製造方法）
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、上述した露光装置を用いて基板（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一つにおいて有利である。

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態におけるパターン形成装置２００を示した図である。図５を用いてパターン形成装置２００について説明する。図５において、パターン形成装置２００の高さ方向をＺ方向、基板２が配置される基板の表面をＸＹ面として、図に示すように各軸を決める。第２実施形態では原版としてパターンＰが形成されたモールドＭを用い、基板２上に供給されるインプリント材（不図示）にパターンを形成するインプリント装置について説明する。パターン形成装置１００と同一の部材については説明を省略する。

パターン形成装置２００は、基板２を保持する基板保持部１（基板チャック）、基板保持部を保持して定盤１３上に配置される基板ステージ４、基板２を基板保持部１に搬送する搬送ハンド３を有する搬送部５を備える。さらに、パターン形成装置２００はモールドＭを保持して、モールドＭをＺ方向に移動させるモールド保持部ＩＨ（インプリントヘッド）を備える。また、インプリント材を硬化させる硬化部（不図示）を備える。モールド保持部ＩＨがＺ方向に移動することでモールドＭを基板２上に供給されたインプリント材に接触させたり、モールドＭと基板２の間隔を広げたりすることができる。基板ステージ４がＺ方向に駆動してもよい。ここでは、パターン形成装置２００としてモールドＭに形成されたパターンＰをインプリント動作により基板２上のインプリント材に転写することで、基板２上にパターンを形成するインプリント装置について説明する。

第１実施形態のパターン形成装置１００と同様に、基板保持部１（基板チャック）は、基板ステージ４から供給される吸着力によって基板２を吸着保持する。また、搬送部５は、基板２を基板保持部１に搬入し、またはパターン形成装置２００から基板２を搬出する。さらに、第２実施形態の搬送部５もまた、基板２の搬送に加えて基板保持部１を基板ステージ４に搬入し、または基板ステージ４から搬出する。また、搬送部５は搬送制御部６で制御される。さらに、搬送制御部６はメイン制御部１１から制御指令を受け取ることでパターン形成装置２００の各部の動作を制御する。

パターン形成装置２００は、モールドＭを用いて基板２上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置である。インプリント装置は、基板２上に供給されたインプリント材をモールドＭと接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールドＭの凹凸パターン（パターンＰ）が転写された硬化物のパターンを形成する。

インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上で１００ｍＰａ・ｓ以下である。

基板２は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。

モールドＭに形成されたパターンＰを基板２上に正確に転写するために、基板２の表面は平坦であることが望まれる。そのため、パターン形成装置２００では基板保持部１に保持された基板２の表面の凹凸形状の計測が行われる。パターン形成装置２００にはフォーカスセンサ９とフォーカス計測部１０が設けられている。フォーカスセンサ９とフォーカス計測部１０によって、基板保持部１に保持された基板２の表面の高さ方向の位置が測定される。これにより基板２の表面の平坦度を計測することができる。

さらに、フォーカスセンサ９（レーザ干渉計）でインプリント装置の基準面（インプリントプレーン）に対する基板２の表面のデフォーカス量を計測することができる。インプリント装置において、計測されたデフォーカス量に基づき、基板２をインプリント装置の基準面に合わせる制御を行うことがある。

なお、パターン形成装置２００の動作を制御する搬送制御部６、ステージ制御部７、メイン制御部１１は、パターン形成装置２００に設けてもよいし、パターン形成装置２００とは別の場所に設けて遠隔で制御しても良い。

インプリント装置において、基板２上に良好なパターンを形成するためには、基板２の表面をできるだけ平面に保たなければならない。しかし、基板保持部１と基板２の間に異物が挟まると基板保持部１に保持された基板２の表面の平面を保てない恐れがある。そのため、基板保持部１を基板ステージ４から取り外してクリーニングする必要がある。基板保持部１をクリーニングすることで基板保持部１に付着した異物を除去して、基板２を保持する基板保持部１の保持面の平面を維持する必要がある。

そこで、第２実施形態のパターン形成装置２００に備えられた搬送部５は、基板２を搬送することに加えて、基板保持部１を搬送することができる。そのため、搬送部５の搬送ハンド３は、基板２と基板保持部１を保持することができる。

基板保持部１を基板ステージ４から搬出（回収）する際は、メイン制御部１１はステージ制御部７と搬送制御部６に制御指令を送る。ステージ制御部７は、基板ステージ４を基板保持部１の搬出位置（回収位置）まで移動させる。搬送制御部６からの指令により、搬送部５（搬送ハンド３）は基板保持部１を回収して、収納部１２に搬送する。収納部１２に搬送された基板保持部１はクリーニングされる。そのため、基板２の表面の平面を保つことができる。

図６は、第２実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の関係を示した図である。図６にて、第２実施形態の基板保持部１の構造について説明する。基板保持部１は基板ステージ４に搭載され、例えば真空吸着によって吸着保持される。基板保持部１には基板２が搭載され、基板保持部１は基板２を真空吸着によって吸着保持することができる。インプリント装置において、少なくとも基板２上においてモールドＭを用いてパターンが形成される領域１４が平坦である必要がある。また、パターンが形成される領域１４は、基板保持部１が基板２と接触する領域（基板を保持する基板保持面１５）と同等、もしくは、基板保持面１５よりも小さい領域に設定することが望ましい。

第２実施形態の基板保持部１には取手部１ａ（把手部、つまみ部）を有する。基板保持部１の取手部１ａと基板２の間には、搬送部５に設けられた搬送ハンド３が侵入可能な空間３ａを有する。基板保持部１から基板２を搬送する場合は、搬送部５の搬送ハンド３が、基板２や基板保持部１の側面から、取手部１ａと基板２の間の空間３ａに配置される。搬送ハンド３及び空間３ａはＹ方向に伸びているものとする。搬送ハンド３は、基板保持部１が基板２の吸着保持を解除した後、搬送ハンド３は基板２を保持して上方向（Ｚ方向）に駆動することで基板２を搬出する。図６に示すように、搬送部５の搬送ハンド３は、基板保持部１の基板保持面１５（領域１４）の外側に配置されるのが望ましい。そのため空間３ａは基板保持部１の基板保持面１５の外側に基板保持部１が挟まれるように設けるのが望ましい。

同様に、第２実施形態の基板保持部１には取手部１ａを有しており、さらに基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａを有する。基板保持部１の取手部１ａと基板ステージ４の間には、搬送部５に設けられた搬送ハンド３が侵入可能な空間３ｂを有する。基板ステージ４から基板保持部１を搬送する場合は、搬送部５の搬送ハンド３が、基板２や基板保持部１の側面から、取手部１ａと基板ステージ４の間の空間３ｂに配置される。搬送ハンド３及び空間３ｂはＹ方向に伸びているものとする。搬送ハンド３は、基板ステージ４が基板保持部１の吸着保持を解除した後、搬送ハンド３は基板保持部１を保持して上方向（Ｚ方向）に駆動することで基板保持部１を搬出する。

また、図６に示すように、基板保持部１を挟むように２か所に設けられた、取手部１ａと基板２の間の空間３ａのＸ方向の距離と、取手部１ａと基板ステージ４の間の空間３ｂのＸ方向の距離（間隔）は同じである。これにより、搬送部５の搬送ハンド３を用いて基板２及び基板保持部１を搬送することが可能になっている。

図７は、第２実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の関係を示した図である。図７は搬送ハンド３が基板２と基板保持部１の取手部１ａの間の空間３ａに配置された様子を上面（＋Ｚ方向）から見た図である。基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａが形成されており、搬送ハンド３は溝４ａを通過して基板２と取手部１ａとの間の空間に到達することができる。この状態から搬送ハンド３を上方（＋Ｚ方向）に駆動させることで基板２を基板保持部１から搬出することができる。

図８は、第２実施形態に係る基板保持部１と搬送ハンド３、基板ステージ４の位置関係を示した図である。図８は図７の状態から基板２が基板保持部１から搬出された状態を示している。図８は搬送ハンド３が基板ステージ４と基板保持部１の取手部１ａの間の空間３ｂに配置された様子を上面（＋Ｚ方向）から見た図である。基板ステージ４には搬送ハンド３が基板ステージ４内に侵入するための溝４ａが形成されており。搬送ハンド３は溝４ａと通過して基板ステージ４と取手部１ａとの間の空間に到達することができる。この状態から搬送ハンド３を上方（＋Ｚ方向）に駆動させることで基板保持部１を基板ステージ４から搬出することができる。

図７と図８に示すように、第２実施形態の搬送部５（搬送ハンド３）は、基板２と基板保持部１を搬送することが可能である。また、基板２と基板保持部１を搬送するために設けられる空間（３ａ、３ｂ）や取手部１ａが、パターンが形成される領域１４や基板２と接触する基板保持面１５よりもＺ方向から見て外側に配置されている。そのため、パターンが形成される基板２の表面を平坦に保つことができる。

（インプリント装置による物品の製造方法）
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、モールド等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。モールドとしては、インプリント装置で用いられるモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図９（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図９（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図９（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚとモールド４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚはモールド４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光をモールド４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、モールド４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、モールドの凹部が硬化物の凸部に、モールドの凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚにモールド４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図９（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。なお、当該エッチングとは異種のエッチングにより当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図９（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

なお上述の何れの実施形態も、基板保持部１、基板２の形状について図３、図４、図７および図８では四角形（Ｚ方向から見た形状）で説明した。しかし、基板保持部１や基板２の形状は、例えば円形であっても良い。

また、基板保持部１の取手部１ａは基板保持部１の外周部から突出した形状であるが、基板保持部１の内側の上下面に溝を形成し、同等の機能を有する形状であっても良い。例えば、図１０に示すように、基板保持部１の上面（基板２と接触する面）に溝１ｂを形成し、基板保持部１の下面（基板ステージ４と接触する面）に溝１ｃを形成しても良い。基板保持部１の側面から見たとき、溝１ｂや溝１ｃは搬送ハンド３が配置される開口部が基板保持部に形成されているとみなすことができる。基板保持部１から基板２を搬送する場合は、搬送ハンド３が基板２と基板保持部１との間の空間３ａに配置される。また、基板ステージ４から基板保持部１を搬送する場合は、搬送ハンド３が基板ステージ４と基板保持部１との間の空間３ｂに配置される。

また、上述の何れの実施形態も、基板２と基板保持部１を搬送する搬送部５の搬送ハンド３が同じ場合を説明した。しかし、本発明は搬送部５が同じであれば良いので、基板２を保持する基板用の搬送ハンドと、基板保持部１を保持する基板チャック用の搬送ハンドが設けられていても良い。

本発明の搬送部５は一部が共通であれば良く、搬送ハンドは基板用と基板保持部用とが設けられていても良い。例えば、基板保持部１と基板２の重さが大きく異なる場合、搬送制御部６が搬送するもの（基板２又は基板保持部１）に応じて搬送ハンドを切替えても良い。つまり、搬送部５が基板保持部１を搬送するために移動する場所と、基板２を搬送するために移動する場所がパターン形成装置１００内で共通であれば、それぞれを搬送する搬送部を設ける場合と比較してパターン形成装置を小型化することができる。搬送部に備えられた駆動部が共通で搬送ハンドを搬送する対象に応じて変えてもよい。こうすることで、基板２と基板保持部１の性質（例えば、それぞれの重量）が異なる場合であっても、それぞれに合わせた搬送ハンドを用いることができる。一方で、搬送ハンド３を共通にするために、基板保持部１の重量を基板２の重量に近づけて設計することができる。

１００ パターン形成装置
１ 基板保持部
２ 基板
３ 搬送ハンド
４ 基板ステージ
５ 搬送部

Claims (13)

1. 基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
   前記基板を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部を保持する第２の保持部と、
   前記基板を前記第１の保持部上の場所から他の場所まで搬送する搬送部と、を有し、
   該搬送部を用いて、前記第１の保持部を前記第２の保持部上の場所から他の場所まで搬送することを特徴とするパターン形成装置。
2. 前記搬送部は、前記基板および前記第１の保持部を保持する搬送ハンドを備えることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
3. 前記第１の保持部は、前記搬送ハンドが前記基板を保持、および、前記搬送ハンドが前記第１の保持部を保持できるように前記基板と前記第２の保持部の間に取手部を備えることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成装置。
4. 前記搬送ハンドは、前記第１の保持部の前記取手部を保持することにより、前記第１の保持部を保持することを特徴とする請求項３に記載のパターン形成装置。
5. 前記第１の保持部は、前記搬送ハンドが前記第１の保持部を保持できるように、前記第１の保持部の側面に開口部が設けられ、
   前記搬送ハンドは、前記第１の保持部の側面から前記第１の保持部に設けられた開口部に配置されることで、前記第１の保持部を保持することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のパターン形成装置。
6. 前記第１の保持部と前記第２の保持部の間に前記第１の保持部を保持するために前記第１の保持部に設けられた前記搬送ハンドが配置される空間が形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のパターン形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のパターン形成装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
   前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
   を含むことを特徴とする物品の製造方法。
8. モールドを用いて基板の上に供給されたインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記基板を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部を保持する第２の保持部と、
   前記基板を前記第１の保持部上の場所から他の場所まで搬送する搬送部と、を有し、
   該搬送部を用いて、前記第１の保持部を前記第２の保持部上の場所から他の場所まで搬送することを特徴とするインプリント装置。
9. 前記搬送部は、前記基板および前記第１の保持部を保持する搬送ハンドを備え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. 前記第１の保持部は、前記基板の上に形成されるパターンの領域よりも外側の前記基板と前記第１の保持部の間に、前記基板を搬送するために前記搬送ハンドが配置される空間が形成されてい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。
11. 前記基板と前記第１の保持部の間に前記搬送ハンドが配置される空間、及び、前記第１の保持部と前記第２の保持部の間に前記搬送ハンドが配置される空間は、それぞれ２か所に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載のインプリント装置。
12. 前記基板と前記第１の保持部の間に設けられた前記搬送ハンドが配置される空間の２か所の間の間隔と、前記第１の保持部の一部に設けられた前記第１の保持部を搬送するために前記搬送ハンドが配置される空間の２か所の間の間隔とが等しいことを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
13. 請求項８乃至１２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パターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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