JP5995567B2 - インプリント装置、それを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、およ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、基板上のパターン形成領域に樹脂（光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂をパターンが形成された型を用いて成形する。そして、光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。なお、この光硬化法以外にも、型と基板上の樹脂とを押し付けた状態で熱を加えて樹脂を硬化させる熱硬化法も知られている。

ここで、処理対象となる基板は、例えば、半導体デバイス製造工程における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し、平面内で直交する２軸方向でパターンの形状（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押し付けるに際し、基板上に予め形成されている既成パターン領域の形状と、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。このような形状補正（倍率補正）は、従来の露光装置であれば、基板の倍率に合わせて投影光学系の縮小倍率を変更させたり、基板ステージの走査速度を変更させたりすることで露光処理時の各ショットサイズを変化させて対応可能である。しかしながら、インプリント装置では、投影光学系がなく、また型と基板上の樹脂とが直接接触するため、このような補正を実施することが難しい。そこで、インプリント装置では、型の側面から外力や変位を与えることで、型を機械的に変形させる倍率補正機構（形状補正機構）が知られている。この倍率補正機構として、特許文献１は、型の外周部を取り囲むように設置され、型の側面に圧縮力を加えるアクチュエータおよびリンク機構を複数備えた装置を開示している。一方、型を機械的に変形させる以外にも、型を加熱して膨張させることで熱的に変形させる装置もある。特許文献２は、型を熱的に変形させるとともに、基板内に残留する局所的なひずみによるミスアライメントを防止するため、基板保持部にて基板の一部に対するクランプを局所的に解除する技術を開示している。

特表２００８−５０４１４１号公報 特開２０１０−９８３１０号公報

しかしながら、特許文献１に示すような装置では、型の形状補正のみを行うが、実際には基板の形状補正をも行わなければ、十分な重ね合わせ精度を得ることが難しい。これに対して、特許文献２に示す技術は、基板の形状補正をも実施し得るものであるが、基板の一部の保持を局所的に解除する、すなわち基板の裏面と基板保持部に含まれるチャックとで接していない領域を作ると、その領域では基板が高さ方向に浮いた状態になる。このとき、基板は、高さ方向に変位することで、平面方向にも変位するため、結果的に基板の形状補正がしにくくなる。したがって、インプリント装置には、型の形状に対して、基板の形状も容易に補正（調整）できる機構が望まれる。

本発明は、例えば、重ね合わせ精度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、基板上に形成されているパターンの上にパターン形成を行うインプリント装置であって、基板の裏面に接触する接触面を有し、基板を吸着して保持する保持手段と、裏面と接触面との間に無極性ガスおよび空気を供給する供給手段と、前記基板上に形成されているパターンの形状を変化させる変形手段と、を備え、保持手段により裏面を吸着し、かつ、供給手段により裏面と接触面との間に無極性ガスおよび空気を供給して、変形手段により形状を変化させ、無極性ガスの割合は、形状を変化させる場合には、空気の割合より多く、無極性ガスの割合は、少なくとも形状を変化させた後には、空気の割合より少ない、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、重ね合わせ精度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。 第１実施形態に係るインプリント装置の要部構成を示す図である。 第１実施形態に係るインプリント処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態に係るインプリント装置の要部構成を示す図である。

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２上（基板上）に塗布された未硬化樹脂３をモールド（型）４で成形し、ウエハ２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を例示するが、熱硬化法を採用するものとしてもよい。また、以下の図においては、ウエハ２上の樹脂に対して照射される紫外線５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６と、モールド保持機構７と、ウエハステージ８と、塗布部９と、ウエハ変形機構１０（図２参照）と、制御部１１とを備える。

光照射部６は、インプリント処理の際、特にウエハ２上の樹脂３を硬化させる際に、モールド４に対して紫外線５を照射する。この光照射部６は、光源（樹脂硬化用光源）１２と、この光源１２から発せられた紫外線５をインプリントに適切な光に調整し、モールド４に照射する照明光学系１３とを含む。光源１２は、ハロゲンランプなどのランプ類を採用可能であるが、モールド４を透過し、かつ紫外線５の照射により樹脂３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１３は、不図示であるが、レンズ、ミラー、アパーチャ、または照射と遮光とを切り替えるためのシャッターなどを含み得る。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６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６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４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２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４ａを含む。また、モールド４の材質は、紫外線５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。さらに、モールド４は、紫外線５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７は、モールド４を保持するモールドチャック１４と、このモールドチャック１４を移動自在に保持するモールド駆動機構１５と、モールド４（パターン部４ａ）の形状を補正する倍率補正機構１６とを有する。モールドチャック１４は、モールド４における紫外線５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４を保持し得る。例えば、モールドチャック１４は、真空吸着力によりモールド４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４に対する吸着力（保持力）を調整し得る。モールド駆動機構１５は、モールド４とウエハ２上の樹脂３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４を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１５に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターやエアシリンダーがある。また、モールド駆動機構１５は、モールド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、モールド駆動機構１５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の各動作は、モールド４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８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。倍率補正機構（型変形手段）１６は、モールドチャック１４におけるモールド４の保持側に設置され、モールド４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４（パターン部４ａ）の形状を補正する。

さらに、モールドチャック１４およびモールド駆動機構１５は、平面方向の中心部（内側）に、光照射部６から照射された紫外線５がウエハ２に向かって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１４（またはモールド駆動機構１５）は、開口領域１７の一部とモールド４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４とウエハ２上の樹脂３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４ａをウエハ２に向かい凸形に撓ませ、樹脂３に対してパターン部４ａの中心部から接触させ得る。これにより、パターン部４ａと樹脂３との間に気体（空気）が残留することを抑え、パターン部４ａの凹凸パターンに樹脂３を隅々まで充填させることができる。

ウエハ２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。このウエハ２上の複数のショット（パターン形成領域）には、パターン部４ａにより樹脂３のパターン（パターンを含む層）が成形される。なお、一般的には、ウエハ２がインプリント装置１に搬入される前に、予め複数のショット上には前工程にて既成パターン領域（以下「基板側パターン」という）が形成されている。

ウエハステージ８は、ウエハ２を移動可能に保持し、例えば、モールド４とウエハ２上の樹脂３との押し付けに際し、パターン部４ａとショット（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８は、ウエハ２を吸着力により保持するウエハチャック（保持手段）２０と、このウエハチャック２０を機械的に保持して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。このステージ駆動機構２１に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターや平面モーターなどがある。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２のθ方向の位置調整機能、またはウエハ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。ウエハステージ８は、さらにその側面に、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）２２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２２にそれぞれビーム２３を照射することで、ウエハステージ８の位置を測定する複数のレーザー干渉計２４を備える。なお、図１では、参照ミラー２２とレーザー干渉計２４との１つの組のみを図示している。レーザー干渉計２４は、ウエハステージ８の位置を実時間で計測し、後述の制御部１１は、このときの計測値に基づいてウエハ２（ウエハステージ８）の位置決め制御を実行する。なお、このような位置計測機構としては、上記のレーザー干渉計２４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。

ここで、ウエハチャック２０の構成について詳説する。図２は、ウエハチャック２０の構成を含むインプリント装置１の要部構成を示す概略図である。ウエハチャック２０は、ウエハ２の裏面（吸着される面）と接触する接触面４０と、ウエハ２の裏面を複数の領域で吸着する吸着部４１とを含む。特に、吸着部４１は、ウエハチャック２０の外部に設置された吸着装置４２に接続されている。例えば、ウエハチャック２０が真空吸着力によりウエハ２を保持する構成では、吸着装置４２は、真空ポンプなどの排気装置であり、排気装置の排気による吸着部４１での吸着圧を適宜調整することで、モールド４に対する吸着力（保持力）を調整し得る。吸着部４１は、図２に示すように、ウエハ２の裏面を複数の領域で吸着するように、複数の溝、または孔を有する。なお、ウエハチャック２０は、上記真空吸着によらず、例えば静電吸着などの別の吸着手段によりウエハ２を保持するものでもよい。ここで、接触面４０の表面粗さは、例えば１０ｎｍ程度に精密に調整されており、これにより、接触面４０は、ウエハ２の裏面全面に均一に接触保持する。例えば、ウエハチャック２０が真空吸着力でウエハ２を保持するものであるならば、ウエハ２は、均一の圧力で真空吸着される。

さらに、ウエハチャック２０は、図２に示すように、吸着部４１と並び、ウエハ２の裏面と接触面４０との間に気体を供給（放出）する複数の供給口４３を含む。これらの供給口４３は、ウエハチャック２０の外部に設置された複数の気体を供給する供給装置（供給手段）に配管を介して接続されている。以下、本実施形態の供給装置は、一例として、第１の気体を供給する第１供給装置４４と、第２の気体を供給する第２供給装置４５とから構成されるものとする。これら第１および第２の気体、さらには第１および第２供給装置４４、４５の動作については、以下で詳説する。なお、図２では、第１および第２供給装置４４、４５は、複数の供給口４３に対してウエハチャック２０の本体内で１つの配管を通じて接続されているが、それぞれ独立した配管を介して接続されてもよい。また、上記吸着装置４２は、第１および第２の気体をそれぞれ回収することもできる。さらに、吸着装置４２は、気体の存在を検出（例えば成分検出）することが可能な不図示の気体検出装置を設置し、ウエハ２の裏面と接触面４０との間に正常に気体が供給されているか、または正常に回収されているかを確認し得る構成としてもよい。ここで、ウエハチャック２０が静電吸着力でウエハ２を保持するものであるならば、第１および第２の気体を回収する回収装置を別途設置してもよい。

塗布部９は、モールド保持機構７の近傍に設置され、ウエハ２上に存在するショット（基板側パターン）上に、樹脂（未硬化樹脂）３を塗布する。ここで、この樹脂３は、紫外線５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。この塗布部９は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、未硬化状態の樹脂３を収容する容器２５と、液滴吐出部２６とを含む。液滴吐出部２６は、例えばピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有する。樹脂３の塗布量（吐出量）は、０．１〜１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約２ｐＬ／滴で使用する場合が多い。なお、樹脂３の全塗布量は、パターン部４ａの密度、および所望の残膜厚により決定される。塗布部９は、制御部１１からの動作指令に基づいて、塗布位置や塗布量などを制御する。

ウエハ変形機構（変形手段）１０は、ウエハステージ８に保持、すなわちウエハチャック２０上に載置されている状態のウエハ２を熱的または機械的に変形させる。このウエハ２の変形により、ウエハ２上のショットに予め形成されている基板側パターン２７（図２参照）の外周形状を補正する。特に、本実施形態のウエハ変形機構１０は、例えば、モールド４を介してウエハ２に光を照射し、加熱することでウエハ２の形状を熱的に変形させるものを採用し得る。この場合、ウエハ変形機構１０は、不図示であるが、加熱に適した光を照射する加熱用光源と、この加熱用光源から照射された加熱光をウエハ２の加熱に適切な光に調整する光学素子とを含む。ここで、加熱用光源は、樹脂３が感光しない波長を有する光であればよく、例えば赤外線の波長帯域に波長が存在する光としてもよい。さらに、ウエハ変形機構１０は、加熱光を特にパターン部４ａに効率良く照射させるために、図２に示すように、光照射部６と同様、加熱光が開口領域１７内を通過するようにモールド４の表面に対して垂直方向に設置されることが望ましい。なお、ウエハ変形機構１０の構成は、上記のような構成に限らず、例えば、ウエハ２に平面方向の外力または変位を機械的に与えることにより基板側パターン２７の形状を補正する構成としてもよい。この場合、インプリント装置１は、別途、ウエハ２の周囲にウエハ２の側面から外力または変位を与えるための変形機構を備えることになる。

制御部１１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１１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１１は、少なくとも、ウエハ変形機構１０の動作と、このウエハ変形機構１０の動作に付随したウエハステージ８の動作とを制御する。なお、制御部１１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、インプリント処理に際し、ウエハ２上に形成されているアライメントマークと、モールド４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３０を備える。また、インプリント装置１は、ウエハステージ８を載置するベース定盤３１と、モールド保持機構７を固定するブリッジ定盤３２と、ベース定盤３１から延設され、例えば除振器３３を介してブリッジ定盤３２を支持する支柱３４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４を装置外部とモールド保持機構７との間で搬入出させるモールド搬送機構や、ウエハ２を装置外部とウエハステージ８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、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。図３は、本実施形態におけるインプリント処理の基本的な流れを示すフローチャートである。まず、制御部１１は、基板搬送機構によりウエハ２をウエハステージ８に搬送させ、搬入されたウエハ２をウエハチャック２０上に載置および固定させる（ステップＳ１００）。次に、制御部１１は、ステージ駆動機構２１を駆動させてウエハ２の位置を適宜変更させつつ、アライメント計測系３０により、ウエハ２上のアライメントマークを順次計測させ、ウエハ２の位置を高精度に検出する。そして、制御部１１は、その検出結果から各転写座標を算出して、この算出結果に基づいて所定のショットごとにパターンを形成させる（ステップＳ１０１）。

以下、あるショット上に存在する基板側パターン２７に対するパターン形成として、制御部１１は、まず、ステージ駆動機構２１により、塗布部９の液滴吐出部２６の直下に基板側パターン２７上の塗布位置を位置決めさせる。その後、制御部１１は、塗布部９により、基板側パターン２７上に樹脂３を塗布させる（ステップＳ１０２：塗布工程）。次に、制御部１１は、ステージ駆動機構２１により、パターン部４ａの直下の押し付け位置に基板側パターン２７が位置するようにウエハ２を移動させ、位置決めさせる。その後、制御部１１は、モールド駆動機構１５を駆動させ、パターン部４ａと基板側パターン２７上の樹脂３とを押し付ける（ステップＳ１０３：押型工程）。この押し付けにより、樹脂３は、パターン部４ａの凹凸パターンに充填される。さらに、制御部１１は、この押型工程中、または押型工程後に、アライメント計測系３０により、モールド４およびウエハ２のＸ軸およびＹ軸方向の位置を計測させる（ステップＳ１０４）。ここで、「押型工程中」とは、モールド４とウエハ２との距離を近づけ、パターン部４ａと基板側パターン２７上の樹脂３とが接触した後に、樹脂３を介してモールド４とウエハ２との距離が所望の距離に設定されるまでの時間中をいう。さらに、制御部１１は、ステップＳ１０４にて得られたアライメント計測の結果に基づいて、パターン部４ａと基板側パターン２７との形状を合わせる際の補正量を算出する。なお、このステップＳ１０４の時点では、ウエハ２は、ウエハチャック２０により真空吸着保持されている。

ここで、制御部１１は、以下のステップＳ１０６およびＳ１０７において、ステップＳ１０４で得られた補正量に基づいて、適宜、ウエハ変形機構１０による基板側パターン２７の形状補正、または倍率補正機構１６によるパターン部４ａの形状補正を実施させる。しかしながら、特にステップＳ１０６において、ウエハ２がウエハチャック２０上に従来と同様に真空吸着保持されていたままでは、ウエハ変形機構１０は、ウエハ２を所望の形状に容易に変形させることが難しい。そこで、本実施形態では、ウエハ変形機構１０によりウエハ２を変形させる前に、予めウエハ２の裏面と接触面４０との間に特定の気体を介在させ、各面間の摩擦力を気体潤滑作用により低減させる。具体的には、制御部１１は、第１および第２供給装置４４、４５により、複数の供給口４３からウエハ２の裏面と接触面４０との間に第１および第２の気体を供給させることで実施させる（ステップＳ１０５）。ここで、気体の粘性係数は、従来摩擦力を低減させるために使用されていた潤滑油の１／１０００オーダーである。特に気体が無極性ガスであれば、分子間力が小さいため、ウエハ２の裏面と接触面４０との分子間の相互作用が弱くなり、効率良く摩擦力を低減させることができる。そこで、本実施形態では、第１の気体として、例えば希ガスを用いる。具体的には、第１の気体として、分子の大きさが小さく、ウエハ２の裏面と接触面４０と隙間に入りやすいヘリウムなどが好適である。一方、第２の気体は、例えば、第１の気体の濃度の調整や適切な回収、または潤滑油などの液体を利用して上記摩擦力を低減させることがあった場合、ウエハ２の裏面に液体が残存しないよう除去するなどのために用いられるものである。この第２の気体としては、例えば空気を用いる。特に、このステップＳ１０５における気体の供給では、摩擦力を低減させる作用を主としているため、制御部１１は、総供給量のうち第１の気体の割合が第２の気体よりも多くなるように、第１および第２供給装置４４、４５を制御することが望ましい。また、制御部１１は、ステップＳ１０５における気体の供給中は、吸着装置４２による排気をバルブ動作により一旦止めておくことが望ましい。これにより、ウエハチャック２０内の吸着部４１は、吸着装置４２による排気がなされなくても、ある程度の負圧に維持される。したがって、主に第１の気体は、供給口４３から吸着部４１まで特定の量だけ引かれ、ウエハ２の裏面と接触面４０との間に効率良く供給される。そして、制御部１１は、第１の気体がウエハ２の裏面と接触面４０との間に充満されたことを確認後、一旦閉としたバルブを開放し、吸着圧を元に戻す。

次に、制御部１１は、ウエハ２の裏面と接触面４０との間での摩擦力を低減させている状態で、ウエハ変形機構１０により、ステップＳ１０４で得られた補正量に基づいて、基板側パターン２７の形状補正を適宜実施させる（ステップＳ１０６）。上記摩擦力の低減により、ウエハ変形機構１０は、基板側パターン２７を効率的に所望の形状に熱変形させることができる。次に、制御部１１は、倍率補正機構１６により、ステップＳ１０４で得られた補正量に基づいて、パターン部４ａの形状補正を適宜実施させる（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０６、Ｓ１０７での各形状補正を実施する順序は、その逆でもよいし、または同時でもよい。これらのステップＳ１０６、Ｓ１０７での各形状補正によりパターン部４ａと基板側パターン２７との形状が正常に合わされた後、制御部１１は、以下のステップＳ１０８に移行する。

次に、制御部１１は、第１および第２供給装置４４、４５により、再度、複数の供給口４３からウエハ２の裏面と接触面４０との間に第１および第２の気体を供給させる（ステップＳ１０８）。ただし、このステップＳ１０８における気体の供給では、ステップＳ１０５とは異なり、第１の気体の回収や除去を主作用としている。そこで、制御部１１は、ステップＳ１０５とは反対に総供給量のうち第１の気体の割合が第２の気体よりも少なくなるように、第１および第２供給装置４４、４５を制御することが望ましい。この場合も、制御部１１は、気体の供給中は、吸着装置４２による排気をバルブ動作により一旦止めておくことが望ましい。これにより、主に第２の気体は、供給口４３から吸着部４１まで特定の量だけ引かれ、ウエハ２の裏面と接触面４０との間に効率良く供給される。そして、制御部１１は、第２の気体がウエハ２の裏面と接触面４０との間に充満されたことを確認後、一旦閉としたバルブを開放し、吸着圧を元に戻す。

次に、制御部１１は、パターン部４ａと基板側パターン２７との形状が良好に合わされているかを確認するため、アライメント計測系３０により、モールド４およびウエハ２のＸ軸およびＹ軸方向の位置を再度計測させる（ステップＳ１０９）。次に、制御部１１は、必要であれば、モールド４およびウエハ２の位置の再調整を実施させる（ステップＳ１１０）。次に、制御部１１は、光照射部６により、モールド４の背面（上面）から紫外線５を所定時間照射し、モールド４を透過した紫外線５により樹脂３を硬化させる（ステップＳ１１１：硬化工程）。そして、樹脂３が硬化した後、制御部１１は、モールド駆動機構１５を再駆動させ、パターン部４ａと硬化した樹脂３とを引き離す（ステップＳ１１２：離型工程）。これにより、ウエハ２上の基板側パターン２７の表面には、パターン部４ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂パターン（層）が形成される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ８の駆動によりショットを変更しつつ複数回実施することで、インプリント装置１は、１枚のウエハ２上に複数の樹脂パターンを形成することができる。

このように、インプリント装置１によるインプリント処理では、特にウエハ変形機構１０によるウエハ２（基板側パターン２７）の形状補正中には、気体潤滑作用により、ウエハ２の裏面と接触面４０との間の摩擦力を低減させておく。したがって、ウエハ２は、ウエハチャック２０上で変形がしやすくなるため、ウエハ変形機構１０は、ウエハ２の形状を所望の形状に容易に補正することができる。ここで、特に本実施形態では、ウエハ２の裏面と接触面４０との間に、摩擦力の低減を主作用とする第１の気体と、第１の気体の効率的な回収やウエハ２の裏面に残存している潤滑油などの除去を主作用とする第２の気体とを利用する。このとき、第１および第２の気体の供給量を形状補正の前後で適宜調整したり、また、吸着装置４２による排気を一旦止めつつ負圧を維持させたりすることで、ウエハ変形機構１０は、さらに効率良く上記作用を発揮できる。すなわち、インプリント装置１は、パターン部４ａの形状とウエハ２上の基板側パターン２７の形状とをそれぞれ独立して所望の形状に変形させることで重ね合わせ精度を向上させることができるが、その精度向上をさらに容易に実現させることが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、インプリント処理時の重ね合わせ精度の向上とその容易性で有利なインプリント装置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。本実施形態のインプリント装置の特徴は、第１の気体として、第１実施形態では希ガスを例示したが、本実施形態ではフッ素原子を含むパーフルオロ系ガスを採用する点にある。採用し得るパーフルオロ系ガスとしては、ペンタフルオロプロパンがある。このペンタフルオロプロパンは、フッ素原子を多く含有していることで、分子間の相互作用が弱く、第１実施形態と同様にウエハ２の裏面と接触面４０との間の摩擦力を低減させるのに好適である。

（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。第１実施形態では、第１および第２供給装置４４、４５は、１系統のみ存在し、ウエハチャック２０内の複数の供給口４３のすべてに接続して第１および第２の気体を供給していた。これに対して、本実施形態のインプリント装置の特徴は、複数の供給部は、ウエハ２の裏面の複数の領域にそれぞれ対応する特定のグループに分割され、それぞれの供給部のグループに第１の気体と第２の気体とをそれぞれ独立して供給する点にある。図４は、第１実施形態の図２に対応した、本実施形態のウエハチャック５１の構成を含むインプリント装置５０の要部構成を示す概略図である。なお、図４において、図２に示す第１実施形態に係るインプリント装置１の構成と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。ウエハチャック５１は、図４に示すように、複数の領域、特に本実施形態では、一例として第１の領域５１ａと第２の領域５１ｂとに分割されている。第１の領域５１ａは、第１の供給部５２を含み、一方、第２の領域５１ｂは、第２の供給部５３を含む。そして、第１の供給部５２は、第１の供給系統を構成する第１供給装置５４と第２供給装置５５とに接続され、一方、第２の供給部５３は、第２の供給系統を構成する第３供給装置５６と第４供給装置５７とに接続されている。このうち、第１供給装置５４と第３供給装置５６とが、上記実施形態でいう第１の気体を供給し、一方、第２供給装置５５と第４供給装置５７とが、第２の気体を供給する。

ここで、図４では、第２の領域５１ｂ上に、処理対象である基板側パターン２７が位置している状態を示している。この場合、図３に示す第１実施形態でのインプリント処理の流れを参照すれば、制御部１１は、ステップＳ１０５およびステップＳ１０８での気体供給工程を、第２の領域５１ｂに関わる第３供給装置５６および第４供給装置５７のみで実施させればよい。このとき、第１の領域５１ａに関わる第１供給装置５４および第２供給装置５５は、ステップＳ１０５、Ｓ１０８の両工程ともに、第１の気体の割合が第２の気体よりも少なくなるように供給する。これにより、ウエハ２の形状補正を実施する第２の領域５１ｂ上のウエハ２の裏面と接触面４０との間の摩擦力のみを低減させることができるため、効率性が増す。なお、ウエハチャック２０での領域（グループ）の分割数は、任意である。また、図４に示す構成では、各領域５１ａ、５１ｂに対してそれぞれ独立して複数の供給装置を設置しているが、これについても限定するものではない。例えば、第１および第２の気体を供給する供給装置を全体で１つとし、各領域５１ａ、５１ｂにつながる各系統の配管を途中で分岐させ、かつそれぞれの配管に流量調整部を設置することで、独立して気体を供給させる構成としてもよい。さらに、図４に示す構成では、吸着装置４２は、第１実施形態と同様に１つであるが、各領域５１ａ、５１ｂにそれぞれ独立して設置してもよい。

（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
２ 基板
３ 樹脂
４ モールド
１０ ウエハ変形機構
２０ ウエハチャック
２７ 基板側パターン
４０ 接触面
４４ 第１供給装置

Claims (17)

1. 基板上に形成されているパターンの上にパターン形成を行うインプリント装置であって、
   前記基板の裏面に接触する接触面を有し、前記基板を吸着して保持する保持手段と、
   前記裏面と前記接触面との間に無極性ガスおよび空気を供給する供給手段と、
   前記基板上に形成されているパターンの形状を変化させる変形手段と、を備え、
   前記保持手段により前記裏面を吸着し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記無極性ガスおよび空気を供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
   前記無極性ガスの割合は、前記形状を変化させる場合には、前記空気の割合より多く、
   前記無極性ガスの割合は、少なくとも前記形状を変化させた後には、前記空気の割合より少ない、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記無極性ガスは、希ガス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. 前記無極性ガスは、パーフルオロ系ガス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。
4. 基板上に形成されているパターンの上にパターン形成を行うインプリント装置であって、
   前記基板の裏面に接触する接触面を有し、前記基板を保持する保持手段と、
   前記裏面と前記接触面との間に無極性ガスを供給する供給手段と、
   前記基板上に形成されているパターンの形状を変化させる変形手段と、を備え、
   前記保持手段により前記基板を保持し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記無極性ガスを供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
   前記保持手段は、前記変形手段により前記形状を変化させた後に前記裏面と前記接触面との間の前記無極性ガスの濃度を低減させる機能を有する、
   ことを特徴とするインプリント装置。
5. 前記供給手段は、前記無極性ガスおよび空気を供給する請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記無極性ガスの割合は、前記形状を変化させる場合には、前記空気の割合より多い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. 前記無極性ガスの割合は、少なくとも前記形状を変化させた後には、前記空気の割合より少ないことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記供給手段は、前記裏面における複数の領域のそれぞれに独立して前記無極性ガスを供給する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記変形手段は、加熱により前記形状を変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記変形手段は、前記基板に力を加えることにより前記形状を変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記パターン形成のための型に力を加えることにより前記型を変形させる型変形手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 基板上に形成されているパターンの上にパターン形成を行うインプリント装置であって、
    前記基板の裏面に接触する接触面を有し、前記基板を保持する保持手段と、
    前記裏面と前記接触面との間に希ガスを供給する供給手段と、
    前記基板上に形成されているパターンの形状を変化させる変形手段と、を備え、
    前記保持手段により前記裏面を保持し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記希ガスを供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
    前記保持手段は、前記変形手段により前記形状を変化させた後に前記裏面と前記接触面との間の前記希ガスの濃度を低減させる機能を有する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
13. 前記供給手段は、前記裏面と前記接触面との間に前記希ガスおよび空気を供給し、
    前記保持手段により前記裏面を吸着し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記希ガスおよび前記空気を供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
    前記希ガスの割合は、前記形状を変化させる場合には、前記空気の割合より多く、
    前記希ガスの割合は、少なくとも前記形状を変化させた後には、前記空気の割合より少ない、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のインプリント装置。
14. 基板上に形成されているパターンの上にパターン形成を行うインプリント装置であって、
    前記基板の裏面に接触する接触面を有し、前記基板を保持する保持手段と、
    前記裏面と前記接触面との間にパーフルオロ系ガスを供給する供給手段と、
    前記基板上に形成されているパターンの形状を変化させる変形手段と、を備え、
    前記保持手段により前記裏面を保持し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記パーフルオロ系ガスを供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
    前記保持手段は、前記変形手段により前記形状を変化させた後に前記裏面と前記接触面との間の前記パーフルオロ系ガスの濃度を低減させる機能を有する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
15. 前記供給手段は、前記裏面と前記接触面との間に前記パーフルオロ系ガスおよび空気を供給し、
    前記保持手段により前記裏面を吸着し、かつ前記供給手段により前記裏面と前記接触面との間に前記パーフルオロ系ガスおよび前記空気を供給して、前記変形手段により前記形状を変化させ、
    前記パーフルオロ系ガスの割合は、前記形状を変化させる場合には、前記空気の割合より多く、
    前記パーフルオロ系ガスの割合は、少なくとも前記形状を変化させた後には、前記空気の割合より少ない、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のインプリント装置。
16. 前記保持手段は、前記機能として、前記裏面と前記接触面との間から気体を回収する機能を有することを特徴とする請求項４、請求項１２または請求項１４に記載のインプリント装置。
17. 請求項１ないし請求項１６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上にパターン形成を行う工程と、
    前記工程で前記パターン形成を行わ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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