JP2020136641A - インプリント方法、インプリント装置、プログラム、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の外周を含むエッジショット領域における型と基板との重ね合わせ精度の向上に有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】型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であって、基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光をインプリント材に照射する照射部と、基板のショット領域を加熱して変形する加熱部と、基板の外周を含むエッジショット領域に対してパターンを形成する場合に、型と基板上のインプリント材とを接触させた状態で、エッジショット領域における基板の外周に対して、予備光を照射するように照射部を制御してから加熱部による変形を開始させる制御部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント方法、インプリント装置、プログラム、および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（ウエハ）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、基板上のショット領域に紫外線硬化樹脂を供給する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）と型とを接触させて基板と型との間に充填させ成形する（押印）。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで型を引き離すことにより（離型）、樹脂のパターンが基板上に形成される。

ここで、インプリント処理が施される基板は、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ることで、基板全体が拡大または縮小することがある。これにより、平面内で直交する２軸方向でショット領域の形状（サイズ）が変化する場合がある。したがって、インプリント装置では、型と基板上の樹脂とを接触させるに際し、基板上のショット領域の形状と型に形成されているパターン部の形状とを合わせる必要がある。

このような問題に対応するため、特許文献１では、型の側面から外力を与えることで、型を物理的に変形させる形状補正機構（倍率補正機構）を備えるインプリント装置が提案されている。該インプリント装置では、形状補正機構に加え、基板に入熱を行い、基板上のショット領域を熱変形させることで、重ね合わせ精度を向上させている。

特許第５６８６７７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたインプリント装置のように、基板を加熱することによりショット領域を変形する場合、変形の対象となるショット領域の基板上における位置応じて、ショット領域に生じる熱応力が異なってしまう。例えば、基板の外周付近を含むショット領域（エッジショット領域）では、基板の外周付近で断熱され熱拡散が妨げられる為、基板の中心付近に形成されたショット領域と比べて、ショット領域が基板の外周に向かって偏って変形しやすくなる。その為、基板の外周付近に形成されたショット領域では、そのショット領域の変形を意図した形状に制御することができず、型と基板との重ね合わせを精度よく行うことが困難となりうる。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、基板の外周を含むエッジショット領域における型と基板との重ね合わせ精度の向上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、型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であって、基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光をインプリント材に照射する照射部と、基板のショット領域を加熱して変形する加熱部と、基板の外周を含むエッジショット領域に対してパターンを形成する場合に、型と基板上のインプリント材とを接触させた状態で、エッジショット領域における基板の外周に対して、予備光を照射するように照射部を制御してから加熱部による変形を開始させる制御部と、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、基板の外周を含むエッジショット領域における型と基板との重ね合わせ精度の向上に有利なインプリント装置を提供することができる。

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。 第１実施形態に係るインプリント処理シーケンスの一例を示すフローチャートである。 インプリント処理シーケンスの一部のフローを説明する図である。 基板のショット領域を説明する図である。 標準ショット領域に対するＳ１０５の処理を説明する図である。 エッジショット領域に対するＳ１０５の処理を説明する図である。 第１照射領域において、第１照射光の照射量の分布を形成する場合を説明する図である。 第２実施形態に係るインプリント処理シーケンスの一例を示すフローチャートである。 物品の製造方法を説明するための図である。

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）
図１は、第１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、半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。インプリント装置１は、基板上に供給されたインプリント材を型４（モールド）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、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。例えば、インプリント装置１は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成された型を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、型と基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材から型を剥離（離型）することで、基板上のインプリント材に型のパターンを形成することができる。このような一連の処理を、インプリント処理と呼び、基板における複数のショット領域の各々について行われる。つまり、１枚の基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行う場合には、該１枚の基板におけるショット領域の数だけインプリント処理が繰り返し行われることとなる

ここでは光硬化法を採用したインプリント装置１について説明する。なお、以下の図においては、基板上のインプリント材に対して紫外線を照射する照明系の光軸と平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取る。

インプリント装置１は、硬化部１０と、光照射部１２と、加熱部１４と、型保持部６と、基板ステージ３と、検出部９と、供給部７と、制御部１６と、を備える。

硬化部１０は、インプリント処理の際に、ショット領域３０全体のインプリント材８に対して紫外線１１を照射する。この硬化部１０は、例えば、不図示の、光源と、この露光光源から照射された紫外線１１をインプリントに適切な光に調整する光学素子とから構成されうる。

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。本実施形態では、一例として、光により硬化する光硬化性組成物をインプリント材８として用いる。

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、１００ｍＰａ・ｓ以下である。

光照射部１２は、基板上のショット領域３０の輪郭に沿う領域である枠領域上のインプリント材８の粘性を増加させるため第１照射光１３（予備光）を照射する。なお、枠領域の詳細については後述する。この光照射部１２は、不図示であるが、インプリント材８を光重合反応させるための光源、言い換えると、インプリント材８の粘性を増加させるための光を発する光源（光重合反応用光源）を含む。本実施形態では、光重合反応用光源は、一例として、硬化部１０の光源とは異なる波長の光源を用いる。光重合反応用光源が照射する第１照射光１３は、インプリント材８が重合反応する光であれば良く、紫外線に限らない。光重合反応用光源は、インプリント材８を所望の粘度に重合反応させるために必要な光出力が得られるものを選定し、例えば、ランプ、レーザダイオード、ＬＥＤ等が挙げられる。

光重合反応用光源から発せられた第１照射光１３は、光学素子等によって空間的に振幅、位相又は偏光を変調する空間光変調素子へ導かれる。空間光変調素子としては、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（以下ＤＭＤ）を採用し得るが、ＬＣＤデバイスやＬＣＯＳデバイス等を構成してもよい。ＤＭＤは、複数のミラー素子を光反射面に配置し、各ミラー素子の面方向を個別に調整することで照射量分布を変化させることが可能となる。ＤＭＤ等の空間光変調素子を用いることで、照射光の照射領域や強度の設定が自由にできるようになる。

加熱部１４は、基板２を加熱するための第２照射光１５を照射する。この加熱部１４は、加熱用光源を含み、加熱用光源が照射する第２照射光１５は、赤外線などの光硬化性を有する樹脂が感光しない波長領域の光であることが好ましい。また、加熱部１４は、ショット領域３０に照射する光の照射量を調整するための上述の空間光変調素子を備える。なお、加熱部１４は、加熱用光源の代わりに、例えば、基板２を直接加熱するヒータなどを後述の基板チャックに設けてもよい。

型４は、外周形状が角形であり、基板２に対向する面には、中心付近に周囲よりも突出したパターン部５（メサとも言う）が設けられている。パターン部５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次元状に形成されている。型４の材質は、紫外線１１を透過させることが可能な材質であり、本実施形態では一例として石英とする。

型保持部６は、型４を保持しながら、型４を移動させる駆動機構を有する。型保持部６は、型４における紫外線１１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型４の保持が可能である。型保持部６は、型４と基板２上のインプリント材８との押し付け、または引き離しを選択的に行うように型４を各軸方向に移動させる。また、型４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、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、または各軸のθ方向の位置調整機能や、型４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動作は、型４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板ステージ３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。

基板２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面のショット領域３０には、供給部７によってインプリント材８が供給される。

基板ステージ３は、例えば基板チャックにより基板２を保持し、型４と基板２上のインプリント材８との接触に際して型４とショット領域３０との位置合わせを実施する。また基板ステージ３は、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構（不図示）を有する。ステージ駆動機構は、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されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、基板２のθ方向の位置調整機能、または基板２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。

検出部９は、型上のパターン部５に対して設けられた複数のアライメントマークの位置、および基板上のショット領域３０に対して設けられた複数のアライメントマークの位置を検出する。ここで、基板上のショット領域３０は、一連の半導体デバイスの製造工程などの影響により、変形している場合がある。そこで、加熱部１４によってショット領域３０の形状をパターン部５の形状に近づけることでパターン部５とショット領域３０とを高精度に重ね合わせることができる。

供給部７は、例えば、型保持部６の近傍に設置され、基板２上にインプリント材８を供給する。インプリント材８は、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うる。また、供給部７から供給されるインプリント材８の量も、基板２上に形成されるインプリント材８の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。

制御部１６は、基板２の複数のショット領域にパターンを形成するためにインプリント装置１の各機構の動作を制御する。また制御部１６は、例えば、硬化部１０、光照射部１２、加熱部１４、型保持部６、基板ステージ３、検出部９、および、供給部７を制御するように構成される。制御部１６は、インプリント装置１内に設けてもよいし、インプリント装置１とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。

次に、本実施形態のインプリント装置１におけるインプリント処理の流れについて図２および図３を用いて説明する。図２は、第１実施形態に係るインプリント処理シーケンスの一例を示すフローチャートである。図３は、インプリント処理シーケンスの一部のフローを説明する図である。各フローは、主に制御部１６による各部の制御により実行される。

まず、図２に示すＳ１０１で、基板ステージ３を駆動し、インプリント処理の対象となる基板２のショット領域３０を供給部７の直下に配置し、ショット領域３０上に供給部７から未硬化のインプリント材８を供給する。

Ｓ１０２で、再度基板ステージ３を駆動し、インプリント材８が供給されたショット領域３０を供給部７直下からパターン部５直下へ移動させ、インプリント材８が供給されたショット領域３０をパターン部５直下に配置する。図３（Ａ）は、インプリント材８が供給されたショット領域３０がパターン部５直下へ移動した状態を示している。

図２に戻り、Ｓ１０３で、型保持部６を駆動し、型４のパターン部５を基板上のインプリント材８と接触させることで、パターン部５と基板２との間に未硬化のインプリント材８を充填させる（接触工程）。図３（Ｂ）は、パターン部５を基板上のインプリント材８と接触させた状態を示している。図３（Ｂ）に示すように、パターン部５とインプリント材８とが接触する領域は、パターン部５の中心付近とインプリント材８とが接触した後、パターン部５の外側（外周部）に向かって広がり始める。

図２戻り、Ｓ１０４で、パターン部５とショット領域３０との相対的な位置合わせを行う。位置合わせは、例えば、並進シフト補正、回転補正、チルト補正が行われる。位置合わせの調整量は、検出部９による検出結果を用いて決定されてもよい。

Ｓ１０５で、光照射部１２がショット領域３０の外周部に第１照射光１３を照射する。Ｓ１０３の接触工程の際、図３（Ｃ）に示すように、未硬化のインプリント材８はパターン部５との濡れ性が良いため、未硬化のインプリント材８がパターン部の表面５ａからパターン部の端部５ｂに染み出し、パターン部の端部５ｂに付着することがある。端部５ｂに未硬化のインプリント材８付着した状態でパターン部５に入り込んだ未硬化のインプリント材８を硬化させて、型４を硬化したインプリント材８から離型すると、端部５ｂに対応したインプリント材８の突起形状が形成される。インプリント材８の突起形状が形成されると、膜厚が不均一となり、後工程のエッチング処理等で不具合を生じさせる原因となる。また、端部５ｂに付着したインプリント材８の一部が、インプリント処理の最中に基板２上へ落下し、落下したインプリント材上に型４を押し付けると、パターン部の表面５ａが破壊されうる。また、基板上のパターン形成不良によって、製造されるデバイスの欠陥を引き起こす原因となりうる。

そこで、本実施形態のインプリント装置１は、Ｓ１０５において、パターン部５をインプリント材８に接触させた状態で、事前に枠領域に第１照射光１３を照射することで、インプリント材８のはみ出しを防ぐ。なお、Ｓ１０５は、Ｓ１０３の接触工程と並行して行っても良い。例えば、パターン部５の一部がインプリント材８と接触し、Ｓ１０３が完了する前に、第１照射光１３を照射してもよい。

図４は、基板２のショット領域３０を説明する図である。基板２には、基板２の外周２ａ（エッジ）を含まず基板２の中心付近に形成された標準ショット領域３０ａと、外周２ａ含むエッジショット領域３０ｂが含まれる。本実施形態では、標準ショット領域３０ａとエッジショット領域３０ｂで処理が異なるため、まず標準ショット領域３０ａに対する処理を説明する。

図５は、標準ショット領域３０ａに対するＳ１０５の処理を説明する図である。標準ショット領域３０ａに対して、Ｓ１０５の処理を行う場合、光照射部１２は、標準ショット領域３０ａの枠領域に第１照射光１３を照射する。ここで、標準ショット領域３０ａの枠領域とは、標準ショット領域３０ａの輪郭に沿う領域であって、パターン部５によってパターンが形成されない領域をいう。標準ショット領域３０ａに対する本工程において、光照射部１２は、パターン部の端部５ｂを含み、微細パターンが形成されているパターン部の表面５ａを含まない領域に第１照射光１３を照射する。すなわち、標準ショット領域３０ａの枠領域は、パターン部の端部５ｂを含み、微細パターンが形成されているパターン部の表面５ａを含まない領域に光を照射した際に光が照射される領域ともいえる。

これにより、濡れ広がる未硬化のインプリント材８の気液界面が、第１照射光１３が照射されている領域に達したところで、または、濡れ広がる未硬化のインプリント材８の気液界面に、第１照射光１３が照射されたところで重合反応が起こる。気液界面のインプリント材８の粘性が増加することで、気液界面の移動が止まり、端部５ｂにインプリント材８が付着することを防ぐことができる。

次に、エッジショット領域３０ｂに対してＳ１０５の処理を行う場合について説明する。図６は、エッジショット領域３０ｂに対するＳ１０５の処理を説明する図である。図６（Ａ）は、エッジショット領域３０ｂの枠領域を説明する図である。ここで、エッジショット領域３０ｂの枠領域は、エッジショット領域３０ｂの輪郭に沿う領域である。エッジショット領域３０ｂの輪郭とは、エッジショット領域３０ｂの外周のうち、他のショット領域と沿う外周と、基板２の外周２ａとを含む。具体的には、エッジショット領域３０ｂの枠領域は、基板２の外周２ａを含み、基板２の外周２ａに沿う領域（第１照射領域３１）と、他のショット領域の外周と沿い、パターン部５によってパターンが形成されない領域（第２照射領域３２）とを含む。ここで、第２照射領域３２は、基板２の外周２ａを含まない枠領域である。なお、第１照射領域３１の幅は、第１照射光１３が照射されることにより、インプリント材８の移動を止めることができる程度の幅があればよく、幅が狭い程パターンが形成される範囲を広げることが可能になる。第１照射領域３１の幅は、例えば、第２照射領域３２と同等であってもよい。

図６（Ｂ）は、エッジショット領域３０ｂに対するＳ１０５の処理を説明する図である。本実施形態では、Ｓ１０５において、制御部１６は、第１照射領域３１に照射する第１照射光１３ａの照射量が、第２照射領域３２に照射する第１照射光１３ｂの照射量よりも多くなるように、光照射部１２を制御する。具体的には、例えば、第１照射光１３ａの強度を第１照射光１３ｂより強くすることにより制御しても良いし、第１照射光１３ａの照射時間を第１照射光１３ｂの照射時間より長くすることにより制御しても良い。また、その両方によって、照射量を制御しても良い。その結果、基板２の外周２ａを含む第１照射領域３１のインプリント材８の粘弾性が、第２照射領域３２のインプリント材８の粘弾性より高くなる。インプリント材８の染み出しを防ぐには、エッジショット領域３０ｂの枠領域外へのインプリント材８の移動が止まる程度の粘弾性までインプリント材８の粘弾性を高めればよい。

本実施形態では、エッジショット領域３０ｂが熱変形した際、基板２の外周２ａの変形が抑制される程度の粘弾性まで第１照射領域３１のインプリント材８の粘弾性を高める。言い換えると、制御部１６は、少なくとも第１照射領域３１上のインプリント材８の第１照射領域３１外への移動が止まるのに必要な照射量の光を第１照射領域３１に照射するよう、光照射部１２を制御する。

例えば、Ｓ１０５でインプリント材８の粘弾性を高めた際の基板２の外周２ａを含む第１照射領域３１のインプリント材８の硬度は、硬化部１０から照射された紫外線１１が硬化させるインプリント材８の硬度より高くてもよい。つまり、制御部１６は、光照射部１２が照射する第１照射領域３１への照射量を、硬化部１０がショット領域全体へ照射する照射量よりも多くしても良い。このようにすることで、基板２の外周２ａの変形を抑制することが可能となり、基板２と型４との重ね合わせ制度を向上させることができる。

ただし、第１照射領域３１のインプリント材８の粘弾性が高すぎるとパターン部５とショット領域３０の位置合わせ時に高いせん断力が発生し、調整が困難になり得る。よってこのような場合は、パターン部５とショット領域３０との位置合わせ（Ｓ１０４）は、光照射部１２による基板２の外周２ａを含む第１照射領域３１への照射（Ｓ１０５）の前に行った方がよい。なお、第１照射領域３１への第１照射光１３の照射と、第２照射領域３２への第１照射光１３の照射は必ずしも同時に行う必要はない。例えば、位置合わせ（Ｓ１０４）の前に、第１照射領域３１への第１照射光１３の照射を行い、位置合わせ（Ｓ１０４）の後に第２照射領域３２への第１照射光１３の照射を行っても良い。また、位置合わせ（Ｓ１０４）の前に、エッジショット領域３０ｂの外周部への第１照射光１３の照射を行い、位置合わせ（Ｓ１０４）の後に第１照射領域３１への追加の第１照射光１３の照射を行っても良い

図２に戻り、Ｓ１０６で、加熱部１４がショット領域３０に第２照射光１５を照射する。第２照射光１５の照射によりショット領域３０が熱変形することで、ショット領域３０の形状が補正される。加熱部１４から照射される第２照射光１５は、補正量に基づいて、空間光変調素子によって所望の照射量分布に調整されており、ショット領域３０に温度分布を形成することで形状補正が行われる。第２照射光１５のショット領域３０内における照射量分布は、検出部９による検出結果を用いて決定されてもよいし、事前にショット領域３０の形状を計測し、その計測結果を用いて決定されてもよい。

基板２の外周２ａを含むエッジショット領域３０ｂの形状を補正する場合、Ｓ１０５において、第１照射領域３１のインプリント材８の粘弾性を高めたことでエッジショット領域３０ｂが基板２の外周２ａ側に偏って熱変形するのを低減することができる。したがって、パターン部５と基板２上のインプリント材８との重ね合わせ精度への影響を抑えることができる。

Ｓ１０７で、パターン部５で成形された未硬化のインプリント材８に硬化部１０から紫外線１１を照射することで硬化させる。Ｓ１０８で、硬化したインプリント材８からパターン部５を引き離す。これにより、ショット領域上にパターンを形成する。同一基板上にインプリント未処理のショット領域がある場合は、次のショット領域に対しＳ１０１〜１０８の処理を行う。同一基板上の全てのショット領域に対してインプリント処理が完了したら基板２を搬出する。

以上のように、本実施形態によれば、基板２の外周２ａを含むエッジショット領域３０ｂに対してインプリント処理を行う場合に、型４のパターン部５とエッジショット領域３０ｂの重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。

なお、Ｓ１０５で、第１照射領域３１において、さらに第１照射光１３ａの照射量の分布を形成してもよい。図７は、第１照射領域３１において、第１照射光１３ａの照射量の分布を形成する場合を説明する図である。例えば、第１照射領域３１を、さらに複数の小領域に分割し、それぞれの小領域に対し例えば、照射強度または照射時間を変えて第１照射光１３を照射する。例えば、制御部１６は、第１照射領域３１の複数の小領域うち、型４と基板上のインプリント材８とを接触させた際にパターン部５の端部５ｂに近い位置程、第１照射光１３の照射量が多くなるよう光照射部１２を制御する。具体的には、型４と基板上のインプリント材８とを接触させた際に型４のパターン部５の中央付近に位置する小領域３１ｂよりも、型４と基板上のインプリント材８とを接触させた際にパターン部５の端部５ｂに近い位置となる小領域３１ａへの照射量を多くする。これにより、エッジショット領域３０ｂが基板２の外周２ａ側に偏って熱変形するのをより低減することができる。

また、本実施形態において、硬化部１０と光照射部１２とは、別体であり、別波長の光源を用いるものとして説明したが、例えば、硬化部１０と光照射部１２とを同体とし、同一光源を用いても良い。

（第２実施形態）
次に、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。本実施形態のインプリント装置では、装置構成を第１実施形態と同様とし、基板２の外周２ａを含むエッジショット領域３０ｂにおける光照射部１２の動作を一部変更する。本実施形態では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図８は、第２実施形態に係るインプリント処理シーケンスの一例を示すフローチャートである。Ｓ２０１からＳ２０３までは、第１実施形態のＳ１０１からＳ１０３までと同様であるため説明を省略する。本実施形態では、パターン部５とショット領域３０との相対的な位置合わせ（Ｓ２０５）を行う前に、Ｓ２０４で、光照射部１２によってエッジショット領域３０ｂの枠領域、すなわち、第１照射領域３１と第２照射領域３２に第１照射光１３を照射する。Ｓ２０４では、基板２の外周２ａを含む第１照射領域３１と外周２ａを含まない第２照射領域３２に、エッジショット領域３０ｂの枠領域外へのインプリント材８の移動が止まるのに必要な照射量の第１照射光１３を照射する。

その際、エッジショット領域３０ｂの枠領域上のインプリント材８を完全に硬化させると、パターン部５とエッジショット領域３０ｂが硬化したインプリント材８を介して固着してしまい、後に行う位置合わせが困難になり得る。よって、Ｓ２０４で第１照射領域３１および、第２照射領域３２に照射する照射量は、インプリント材８の枠領域外への移動は止められるが、パターン部５とエッジショット領域３０ｂの位置あわせが可能となる範囲の照射量に調整するのがよい。

本実施形態では、Ｓ２０３で、型４と基板上のインプリント材８とを接触させた後、すぐにエッジショット領域３０ｂの枠領域に第１照射光１３を照射するので未硬化のインプリント材８の染み出しを防ぐのに有利である。また、Ｓ２０４における第１照射光１３の照射は、Ｓ２０３の接触工程と同時に行っても良いし、Ｓ２０３の接触工程の途中に行ってもよい。また、Ｓ２０４でエッジショット領域３０ｂの枠領域のインプリント材８の粘弾性を高めると、床や装置に由来する、パターン部５とエッジショット領域３０ｂとの相対振動を低減できるので、後に行う位置合わせを良好に行うことができる。

Ｓ２０５では、Ｓ１０４と同様、パターン部５とエッジショット領域３０ｂとの位置あわせを行う。本実施形態では、事前にＳ２０４で、エッジショット領域３０ｂの枠領域のインプリント材８の粘弾性を高めているので相対振動を低減でき位置合わせの精度が向上する。

Ｓ２０６で、光照射部１２によって基板２の外周２ａを含む第１照射領域３１に第１照射光１３を追加で照射する。その結果、基板２の外周を含む第１照射領域３１のインプリント材８の粘弾性が、基板２の外周２ａを含まない枠領域である第２照射領域のインプリント材８の粘弾性より高くなる。Ｓ２０７からＳ２０９までは、第１実施形態のＳ１０６からＳ１０８までと同様であるため説明を省略する、以上の工程で基板２にインプリント材のパターンを形成する。

このように、本実施形態では、未硬化のインプリント材８の染み出しを抑制し、相対振動を低減することでパターン部５とエッジショット領域３０ｂとの位置合わせ精度を向上させることができる。

（物品製造方法の実施形態）
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、型等である。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。型としては、インプリント用の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、インプリント用の型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と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型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型４ｚを透して照射すると、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、型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に型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。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。

（その他の実施形態）
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
２、１ｚ 基板
４、４ｚ 型
５ パターン部
５ｂ パターン部の端部
８ インプリント材
１２ 光照射部
１４ 加熱部
１６ 制御部
３０ ショット領域
３０ｂ エッジショット領域

Claims (14)

1. 型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であって、
   前記基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光を前記インプリント材に照射する照射部と、
   前記基板のショット領域を加熱して変形する加熱部と、
   前記基板の外周を含むエッジショット領域に対して前記パターンを形成する場合に、前記型と前記基板上のインプリント材とを接触させた状態で、前記エッジショット領域における前記基板の外周に対して、前記予備光を照射するように前記照射部を制御してから前記加熱部による変形を開始させる制御部と、を有する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、少なくとも前記エッジショット領域の輪郭と沿う枠領域の外への前記インプリント材の移動が止まるのに必要な照射量の予備光を前記枠領域に照射するように前記照射部を制御する、ことを特徴とする請求項１記載のインプリント装置。
3. 前記制御部は、前記エッジショット領域における前記基板の外周への予備光の照射量が、前記エッジショット領域における前記外周を含まない枠領域への予備光の照射量よりも多くなるように、前記照射部を制御する、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。
4. 型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であって、
   前記基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光を前記インプリント材に照射する照射部と、
   前記型と前記基板上のインプリント材とを接触させた状態で、前記基板のショット領域の輪郭と沿う枠領域に対して、前記予備光を照射するように前記照射部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記基板の外周を含むエッジショット領域に対して前記パターンを形成する場合に、前記エッジショット領域における前記基板の外周へ照射する予備光の照射量が、前記エッジショット領域における前記外周を含まない枠領域へ照射する予備光の照射量よりも多くなるように前記照射部を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記基板の外周および前記外周を含まない枠領域に前記予備光を照射した後、前記基板の外周に追加の予備光を照射するよう前記照射部を制御する、ことを特徴とする請求項３または４に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記照射部が前記基板の外周および前記外周を含まない枠領域に前記予備光を照射した後、前記型のパターン部と前記ショット領域との相対的な位置合わせを行い、その後、前記照射部が基板の外周に前記追加の予備光を照射するよう制御する、ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記基板の外周のうち、前記型と前記基板上のインプリント材とを接触させた際に前記型のパターン部の端部に近い位置程、前記予備光の照射量が多くなるよう前記照射部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記ショット領域の全体に前記インプリント材を硬化させるための光を照射する硬化部を有し、
   前記制御部は、前記照射部の前記基板の外周への前記予備光の照射量を、前記硬化部の前記ショット領域全体への前記光の照射量よりも多くする、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記照射部と前記硬化部の光源は別体である、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. 前記制御部は、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で、前記型のパターン部と前記ショット領域との相対的な位置合わせを行った後、前記予備光の照射を開始するよう前記照射部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記照射部は、前記予備光の照射量の分布を形成する光変調素子を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のインプリント装置。
12. 型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方法であって、
    前記基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光を前記インプリント材に照射する照射工程と、
    前記基板のショット領域を加熱して変形する加熱工程と、を有し、
    前記基板の外周を含むエッジショット領域に対して前記パターンを形成する場合に、前記照射工程において、前記型と前記基板上のインプリント材とを接触させた状態で、前記エッジショット領域における前記基板の外周に対して、前記予備光を照射してから前記加熱工程における変形を開始する、ことを特徴とするインプリント方法。
13. 型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方法であって、
    前記型と前記基板上のインプリント材とを接触させた状態で、前記基板のショット領域の輪郭を含む枠領域に対して、前記基板上のインプリント材の粘性を増加させるための予備光を照射する照射工程、を有し、
    前記基板の外周を含むエッジショット領域に対して前記パターンを形成する場合に、前記照射工程で、前記エッジショット領域における前記基板の外周へ照射する予備光の照射量を、前記エッジショット領域における前記外周を含まない枠領域へ照射する予備光の照射量よりも多くする、ことを特徴とするインプリント方法。
14. 請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンを形成さ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。

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