JP6802691B2 - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。

基板の上に配置されたインプリント材に型（モールド）を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板の上にパターンを形成するインプリント技術が注目されている。型には、凹部からなるパターンが形成されていて、基板の上のインプリント材に型を接触させると、毛細管現象によって凹部にインプリント材が充填される。凹部に対して十分にインプリント材が充填された時点で、インプリント材に光または熱などのエネルギーが与えられる。これによりインプリント材が硬化し、型に形成された凹部からなるパターンが基板の上のインプリント材に転写される。インプリント材が硬化した後にインプリント材から型が引き離される。

基板の上の硬化したインプリント材から型を引き離す際に型が帯電しうる。この帯電によって形成される電界によってパーティクルに対して静電気力（クーロン力）が作用し、これによりパーティクルが型に引き付けられて型に付着しうる。パーティクルは、インプリント装置のチャンバの外部から侵入する場合もあるし、チャンバの中において、機械要素の相互の摩擦、機械要素と基板または型との摩擦などによって発生する場合もある。あるいは、基板の上に未硬化のインプリント材を配置するために吐出口からインプリント材が吐出された際にインプリント材のミストが発生し、このインプリント材が固化することによってパーティクルが発生する場合もありうる。

型または基板にパーティクルが付着した状態で、型を基板の上のインプリント材に接触させてパターンの形成を行うと、欠陥を有するパターンが形成されたり、基板および／または型が破損したりしうる。

特許文献１には、モールドに異物捕捉領域を設け、その異物捕捉領域を帯電させることによって、転写位置への基板の搬送時に、雰囲気中および／または基板上に存在する異物を除去することが記載されている。

特開２０１４−１７５３４号公報

しかしながら、インプリント装置を長時間にわたって稼働させると、異物補足領域に多量のパーティクルが蓄積されうる。蓄積されたパーティクルは、振動や気流等によって異物補足領域から離脱し、基板に付着したり、型に付着したりしうる。つまり、インプリント装置が長時間にわたって稼働した後は、異物補足領域がパーティクルの供給源になってしまいうる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、パーティクルに起因して発生しうるパターン欠陥や基板および／または型の破損を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、基板を保持する基板保持部と、型を保持する型保持部と、前記型保持部の周辺に配置された型周辺部材と、前記基板保持部と前記型周辺部材との間に電圧を供給する電源と、を備え、前記基板保持部は、基板を吸着する基板吸着部と、前記基板吸着部の周辺に配置された基板周辺部とを含み、前記インプリント装置は、前記基板保持部をクリーニングする第１モードと、前記型周辺部材をクリーニングする第２モードとを有し、前記第１モードにおいて前記電源が前記型周辺部材と前記基板保持部との間に供給する電圧の極性と、前記第２モードにおいて前記電源が前記型周辺部材と前記基板保持部との間に供給する電圧の極性とが反対である。

本発明によれば、パーティクルに起因して発生しうるパターン欠陥や基板および／または型の破損を低減するために有利な技術が提供される。

本発明の１つの実施形態のインプリント装置の構成が例示する図。 基板保持部をクリーニングする第１モード（クリーニングモード）におけるインプリント装置の動作を模式的に示す図。 型周辺部材をクリーニングする第２モード（メンテナンスモード）におけるインプリント装置の動作が模式的に示す図。 第１モード（クリーニングモード）において基板保持部と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。 第２モード（メンテナンスモード）において基板保持部と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。 第２モード（メンテナンスモード）において基板保持部と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。 基板周辺部材をクリーニングする第１モードのクリーニングをインプリントと並行して行うインプリント装置の動作方法を例示する図。 型周辺部材をクリーニング（メンテナンス）する第２モード（メンテナンスモード）のクリーニングに関するインプリント装置の動作方法を例示する図。 型周辺部材および基板周辺部材の構成例を示す図。 型周辺部材の他の構成例としての分割された型周辺部材を示す図。 分割された型周辺部材の利用例を説明する図。 分割された型周辺部材の利用例を説明する図。 分割された型周辺部材の利用例を説明する図。 物品製造方法を例示する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明のインプリント装置およびその動作方法をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の１つの実施形態のインプリント装置ＩＭＰの構成が例示されている。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上のインプリント材に型１００を接触させて該インプリント材を硬化させることによって基板１０１の上にパターンを形成する。別の表現をすると、インプリント装置ＩＭＰは、型１００のパターンを基板１０１の上のインプリント材にインプリントによって転写する。この明細書では、インプリントとは、インプリント材に型を接触させ、該インプリント材を硬化させ、その後、該インプリント材から型を引き離すことを意味する。型１００は、凹部で構成されたパターンを有する。基板１０１の上のインプリント材（未硬化状態の樹脂）に型１００を接触させることによってパターンの凹部にインプリント材が充填される。この状態で、インプリント材に対してそれを硬化させるエネルギーを与えることによって、インプリント材が硬化する。これによって型１００のパターンがインプリント材に転写され、硬化したインプリント材からなるパターンが基板１０１の上に形成される。

インプリント材は、それを硬化させるエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物である。インプリント材は、硬化した状態を意味する場合もあるし、未硬化の状態を意味する場合もある。硬化用のエネルギーとしては、例えば、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光（例えば、赤外線、可視光線、紫外線）でありうる。

硬化性組成物は、典型的には、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。これらのうち光により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、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りうる。

本明細書および添付図面では、基板１０１の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に対する相対的な回転で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。なお、本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」のような表現は、「ＡおよびＢの少なくとも一方」を意味する。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１を位置決めする基板駆動機構ＳＤＭを備え、基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板保持部１６０、微動機構１１４、粗動機構１１５およびベース構造体１１６を含みうる。基板保持部１６０は、基板１０１を吸着する基板吸着部（基板吸着部）１０２と、基板吸着部１０２の周辺に配置された基板周辺部材１１３（基板周辺部）とを含む。基板吸着部１０２は、例えば、真空吸着、静電吸着等の方法によって基板１０１を吸着する。基板吸着部１０２と基板周辺部材１１３とは、導通していて、互いに同一の電圧（電位）に維持されうる。基板周辺部材１１３は、基板１０１が配置される領域の周辺に配置されている。

基板周辺部材１１３は、基板１０１の上面とほぼ等しい高さの上面を有しうる。例えば、基板周辺部材１１３は、基板１０１の上面と等しいか、基板１０１の上面よりやや低い上面（例えば、基板１０１の上面との高低差が１ｍｍ以下の上面）を有しうる。基板周辺部材１１３は、導体で構成された導電板１６２と、導電板１６２の表面を被覆する絶縁膜１６３とを含む、導電板１６２は、例えば、銅等の金属で構成されうる。絶縁膜１６３は、例えば、ポリイミド等で構成されうる。絶縁膜１６３は、導電板１６２を保護する機能、電圧が印加されたときの放電を防ぐ機能、発塵を防ぐ機能を有しうる。また、導電板１６２を被覆する絶縁膜１６３を設けることにより、基板周辺部材１１３に吸着されたパーティクルから電荷が奪われない。したがって、基板周辺部材１１３に吸着したパーティクルは、それを基板周辺部材１１３から引き離す方向の電界が与えられることによって、容易に基板周辺部材１１３から除去されうる。

微動機構１１４は、基板保持部１６０を微駆動することによって基板１０１を微駆動する機構である。粗動機構１１５は、微動機構１１４を粗駆動することによって基板１０１を粗駆動する機構である。ベース構造体１１６は、粗動機構１１５、微動機構１１４、基板保持部１６０を支持する。基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板１０１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について駆動するように構成されうる。微動機構１１４における基板保持部１６０と一体化された部分（微動ステージ）の位置は、干渉計などの計測器１１７によってモニタされる。

インプリント装置ＩＭＰは、型１００を位置決めする型動機構ＭＤＭを備え、型駆動機構ＭＤＭは、型保持部１１０、駆動機構１０９および型周辺部材１６１を含みうる。型周辺部材１６１は、型１００が配置される領域の周辺に配置されている。型駆動機構ＭＤＭおよび型周辺部材１６１は、支持構造体１０８によって支持されうる。型保持部１１０は、型１００を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）あるいは機械的手段によって保持しうる。駆動機構１０９は、型保持部１１０を駆動することによって型１００を駆動する。原版駆動機構ＭＤＭは、例えば、型１００を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。

基板駆動機構ＳＤＭおよび型駆動機構ＭＤＭは、基板１０１と型１００との相対的な位置決めを行う駆動部を構成する。駆動部は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸に関して基板１０１と型１００との相対位置を調整するほか、Ｚ軸に関しても基板１０１と型１００との相対位置を調整する。Ｚ軸に関する基板１０１と型１００との相対位置の調整は、基板１０１の上のインプリント材と型１００との接触および分離の動作を含む。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上に未硬化のインプリント材を塗布、配置あるいは供給するディスペンサ（供給部）１１１を備えうる。ディスペンサ１１１は、例えば、基板１０１の上にインプリント材を複数のドロップレットの形態で配置するように構成されうる。ディスペンサ１１１は、支持構造体１０８によって支持されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上のインプリント材にＵＶ光などの光を照射することによって該インプリント材を硬化させる硬化部１０４を備えうる。インプリント装置ＩＭＰはまた、インプリントの様子を観察するためのカメラ１０３を備えうる。硬化部１０４から射出された光は、ミラー１０５で反射され、型１００を透過してインプリント材に照射されうる。カメラ１０３は、型１００およびミラー１０５を介してインプリントの様子、例えば、インプリント材と型１００との接触状態などを観察するように構成されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１のマークと型１００のマークとの相対位置を検出するためのアライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂを備えうる。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、支持構造体１０８によって支持された上部構造体１０６に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の複数のマークの位置を検出するためのオフアクシススコープ１１２を備えうる。オフアクシススコープ１１２は、支持構造体１０８によって支持されうる。

インプリント装置ＩＭＰは、１又は複数のエア供給部１１８を備えうる。エア供給部１１８は、型保持部１１０を取り囲むように型保持部１１０の周囲に配置されうる。エア供給部１１８は、基板１０１と型１００との間の空間にエアを供給することによってエアカーテンを形成する。エアカーテンは、基板１０１と型１００との間の空間に対するパーティクルの侵入を抑制する。エア供給部１１８は、例えば、支持構造体１０８によって支持されうる。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１と型１００との間の空間に基板１０１に沿った気体１３１の流れが形成されるように、該空間に向けて気体１３１を供給する気体供給部１３０を備えうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖを供給する電源ＰＳを備えている。図１に示された例では、基板保持部１６０が接地され、型周辺部材１６１に対して電源ＰＳから電圧Ｖが供給される。ただし、基板保持部１６０には、接地電位とは異なる電圧が供給されてもよい。インプリント装置ＩＭＰは、基板保持部１６０をクリーニングする第１モード（クリーニングモード）と、型周辺部材１６１をクリーニングする第２モード（メンテナンスモード）とを有する。第１モードにおいて電源ＰＳが型周辺部材１６１と基板保持部１６０との間に供給する電圧Ｖの極性と、第２モードにおいて電源ＰＳが型周辺部材１６１と基板保持部１６０との間に供給する電圧Ｖの極性とは反対である。この詳細については、後述する。

インプリント装置ＩＭＰは、チャンバ１９０を備え、上記の各構成要素はチャンバ１９０の中に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、その他、主制御部（制御部）１２６、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、カーテン制御部１２４、基板制御部１２５を備えうる。主制御部１２６は、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、カーテン制御部１２４、基板制御部１２５および電源ＰＳを制御する。インプリント制御部１２０は、型駆動機構ＭＤＭを制御する。照射制御部１２１は、硬化部１０４を制御する。スコープ制御部１２２、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂおよびオフアクシススコープ１１２を制御する。ディスペンサ制御部１２３は、ディスペンサ１１１を制御する。カーテン制御部１２４は、エア供給部１１８を制御する。基板制御部１２５は、基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

チャンバ１９０の内部空間には、パーティクル１５０が侵入しうる。また、チャンバ１９０の中では、機械要素の相互の摩擦、機械要素と基板１０１または型１００との摩擦などによってパーティクル１５０が発生しうる。あるいは、ディスペンサ１１１が基板１０１の上に未硬化のインプリント材を配置するために吐出口からインプリント材を吐出した際にインプリント材のミストが発生し、このインプリント材が固化することによってパーティクル１５０が発生しうる。

パーティクル１５０は、基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１などの部材の表面に付着しうる。基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１のうち、特に、下方に位置する基板周辺部材１１３に対してパーティクル１５０が付着する可能性が高い。パーティクル１５０は、粒径、形状、材質などが様々である。したがって、基板周辺部材１１３の上面に対するパーティクル１５０の付着力も様々である。基板周辺部材１１３の上面に対する付着力が弱いパーティクル１５０は、外的刺激（振動、気流、静電気）などによって容易に基板周辺部材１１３の上面から離脱しうる。

型１００は、インプリントを通して帯電するので、基板周辺部材１１３と型１００との間に強い電界が形成されうる。この電界によって、基板周辺部材１１３の上のパーティクル１５０に対して静電気力が作用する。よって、基板周辺部材１１３の上面に弱い付着力で付着しているパーティクル１５０は、基板周辺部材１１３の上面から容易に離脱しうる。基板周辺部材１１３の上面から離脱したパーティクル１５０は、型１００に引き寄せられて型１００に付着したり、基板１０１に付着したりしうる。よって、型と基板との間にパーティクル１５０が挟み込まれることが有りうる。このために、欠陥を有するパターンが形成されたり、基板および／または型が破損したりしうる。

そこで、基板周辺部材１１３に弱い付着力で付着しているパーティクル１５０が意図しないタイミングで基板周辺部材１１３から離脱しないように、パーティクル１５０を基板周辺部材１１３から予め強制的に除去することが望まれる。これを実現するために、インプリント装置ＩＭＰは、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖを供給する電源ＰＳを備えている。

図２には、基板保持部１６０をクリーニングする第１モード（クリーニングモード）におけるインプリント装置ＩＭＰの動作が模式的に示されている。第１モード（クリーニングモード）において、電源ＰＳは、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に第１極性の電圧Ｖを供給する。基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に供給された第１極性の電圧Ｖによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電界が発生する。この電界によって、第１極性とは反対の第２極性を有するパーティクル１５０に対して静電気力が作用する。基板周辺部材１１３の上面に付着しているパーティクル１５０は、この静電気力によって基板周辺部材１１３の上面から離脱し、型周辺部材１６１に吸着されうる。第１極性は、基板１０１の上の硬化したインプリント材から型１００を引き離すことによって型１００が帯電する電位（接地電位を基準とする電位）と同一の極性である。

ここで、一例として、基板１０１の上の硬化したインプリント材から型１００を引き離すことによって、型１００が負電位−Ｖ０（Ｖは正の値）に帯電する場合を考える。基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０は、接地されていて、その電位が接地電位であるものとする。例えば、型１００の電位が−３ｋＶで、基板周辺部材１１３と型１００との間隙が１ｍｍである場合、電界Ｅの方向は上向き（Ｚ軸の正の方向）で、電界Ｅの強度（絶対値）は３ｋＶ／ｍｍである。第１モードでは、図４に例示されるように、型周辺部材１６１の電圧Ｖが−Ｖ０より低い電位−Ｖ１（−Ｖ１＜−Ｖ０）になるように、電源ＰＳによって基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に第１極性の電圧Ｖが供給されうる。これにより、基板周辺部材１１３の上面に付着していた第２極性の電荷を有するパーティクル１５０は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間の電界Ｅによる静電気力によって基板周辺部材１１３の上面から離脱し、型周辺部材１６１に吸着されうる。

第１モード（クリーニングモード）の動作は、基板１０１に対するインプリント処理と並行して実施されてもよいし、インプリント処理とは異なるタイミングで実施されてもよい。図７には、基板周辺部材１１３をクリーニングする第１モードのクリーニングをインプリントと並行して行うインプリント装置ＩＭＰの動作方法が例示的に示されている。この動作方法は、主制御部（制御部）２１６によって制御される。

工程Ｓ２０１では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域がディスペンサ１１１の下に移動するように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。工程Ｓ２０２では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域にインプリント材が配置されるように基板駆動機構ＳＤＭおよびディスペンサ１１１を制御する。ここで、ショット領域へのインプリント材の配置は、例えば、基板駆動機構ＳＤＭによって基板１０１を移動させながらディスペンサ１１１からインプリント材を吐出することによってなされうる。ショット領域へのインプリント材の配置の形式は、任意であるが、例えば、複数のドロップレットの配列の形式でショット領域にインプリント材が配置されうる。

工程Ｓ２０３では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域が型１００の下に移動するように、より詳しくは、該ショット領域と型１００とが位置合わせされるように基板駆動機構ＳＤＭおよび型駆動機構ＭＤＭを制御する。

工程Ｓ２０４では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０をクリーニングするために第１モードのクリーニング機能を有効（ＯＮ）にする。具体的には、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への第１極性の電圧Ｖの供給が開始されるように電源ＰＳを制御する。基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に第１極性の電圧Ｖが供給されると、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間には、基板周辺部材１１３に付着したパーティクル１５０を型周辺部材１６１に吸引する電界Ｅが形成される。この電界Ｅによって基板周辺部材１１３の上面に付着している第２極性を有するパーティクルが基板周辺部材１１３から離脱し、型周辺部材１６１に吸着されうる。つまり、基板周辺部材１１３がクリーニングされる。第１モードのクリーニング機能が有効（ＯＮ）にされることによって、例えば、工程Ｓ２０１〜Ｓ２０３において基板周辺部材１１３に付着したパーティクル（通常は、付着力がまだ弱いと考えられる）が直ちに除去されうる。ここで、工程Ｓ２０４（電圧Ｖの供給の開始）は、工程Ｓ２０３が終了する前に実行されてもよい。ただし、ディスペンサ（供給部）１１１が基板１０１（のショット領域）にインプリント材を供給している間は、電源ＰＳによる基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への電圧Ｖの供給がなされないことが望ましい。これは、電圧Ｖによって形成される電界がディスペンサ１１１による基板１０１上の適正位置へのインプリント材の供給を妨げうるからである。

工程Ｓ２０５では、主制御部１２６は、インプリント対象のショット領域にインプリントがなされるように、関連する構成要素、例えば、基板駆動機構ＳＤＭ、型駆動機構ＭＤＭ、硬化部１０４、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂなどを制御する。具体的には、工程Ｓ２０５では、基板１０１上のインプリント対象のショット領域の上のインプリント材に型１００を接触させ、該インプリント材を硬化させ、その後、該インプリント材から型１００を引き離すインプリント処理がなされる。図７に示された例では、工程Ｓ２０５は、クリーニング機能がＯＮした状態でなされる。つまり、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖが供給された状態で、基板１０１の上のインプリント材に型１００を接触させ、該インプリント材を硬化させ、該インプリント材から型１００を引き離す動作がなされる。

工程Ｓ２０６では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への第１極性の電圧Ｖの供給が停止されるように電源ＰＳを制御する。つまり、主制御部１２６は、工程Ｓ２０６において、第１モードのクリーニング機能を停止（ＯＦＦ）させる。

工程Ｓ２０７では、主制御部１２６は、基板１０１の全てのショット領域に対するインプリントが終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が残っている場合には、当該未処理のショット領域に対するインプリントがなされように工程Ｓ２０１に戻る。一方、全てのショット領域に対するインプリントが終了した場合は、工程Ｓ２０８に進む。工程Ｓ２０８では、主制御部１２６は、処理すべき全ての基板１０１に対するインプリントが終了したかどうかを判断し、未処理の基板１０１が残っている場合には、当該未処理の基板１０１に対するインプリントがなされように工程Ｓ２０１に戻る。一方、全ての基板１０１に対するインプリントが終了した場合は、図７に示された一連の処理が終了する。

第１モードのクリーニング機能が長時間にわたって有効されると（インプリント装置ＩＭＰが長時間にわたって第１モードで動作すると）、型周辺部材１６１の表面（絶縁膜１６３の表面）に多量のパーティクル１５０が付着しうる。型周辺部材１６１の表面に付着しているパーティクル１５０は、インプリント装置ＩＭＰの振動や気流等によって型周辺部材１６１から離脱し、基板１０１の表面および／または型１００の表面に付着しうる。

そこで、インプリント装置ＩＭＰは、型周辺部材１６１をクリーニングする第２モード（メンテナンスモード）を有する。図３には、型周辺部材１６１をクリーニングする第２モード（メンテナンスモード）におけるインプリント装置ＩＭＰの動作が模式的に示されている。第２モード（メンテナンスモード）において、電源ＰＳは、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に、第１極性とは反対の第２極性の電圧Ｖを供給する。

インプリント装置ＩＭＰは、単一の型周辺部材１６１を有してもよいし、複数の型周辺部材１６１を有してよい。インプリント装置ＩＭＰが単一の型周辺部材１６１を有する場合には、第２モードは、単一の型周辺部材１６１を複数の領域に分けて、個々の領域に対して実施されうる。インプリント装置ＩＭＰが複数の型周辺部材１６１を有する場合には、第２モードは、少なくとも１つの型周辺部材１６１を単位として実施されうる。これらは、基本的な動作において共通しているので、以下では、代表的に、インプリント装置ＩＭＰが複数の型周辺部材１６１を有し、個々の型周辺部材１６１に対して第２モードを実施する例を説明する。

第２モードの動作は、基板保持部１６０（基板吸着部１０２）がクリーニング用の基板１０１’を保持し、メンテナンス対象（クリーニング対象）の型周辺部材１６１の下に基板１０１’が配置されるように基板保持部１６０が位置決めされた状態で実施されうる。ここで、クリーニング用の基板１０１’は、半導体デバイス等の物品の製造用の基板１０１と同様の仕様を有する基板であってもよいし、メンテナンス用の特別な仕様を有する基板であってもよい。

第２モードでは、前述のように、電源ＰＳは、第１モードにおける第１極性の電圧Ｖとは反対の第２極性を有する電圧Ｖを基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に供給する。つまり、第１モードにおいて基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に形成される電界Ｅと第２モードにおいて基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に形成される電界Ｅとは反対方向である。これにより、第２モードでは、型周辺部材１６１に付着しているパーティクル１５０には、該パーティクル１５０を基板保持部１６０に引き付ける静電力が作用する。したがって、型周辺部材１６１に付着していたパーティクル１５０は、型周辺部材１６１から引き離され、クリーニング用の基板１０１’に吸着されうる。

図５には、第２モードにおいて型周辺部材１６１に供給される電圧が例示されている。図５に例示されるように、型周辺部材１６１の電圧Ｖが＋Ｖ０より高い電位＋Ｖ１（＋Ｖ１＞＋Ｖ０）になるように、電源ＰＳによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に第２極性の電圧Ｖが供給されうる。第２モードの動作の終了後、クリーニング用の基板１０１’は、インプリント装置ＩＭＰから搬出される。

第２モードにおいて、基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に供給される第２極性の電圧Ｖは、交流成分を含む直流電圧であってもよい。第２モードにおいて、電源ＰＳは、基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に供給する第２極性の電圧Ｖの波形は、例えば、矩形波、三角波、正弦波、台形波および階段波の少なくとも１つを含みうる。

図６（ａ）〜（ｃ）には、第２モードにおいて電源ＰＳが基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に供給する第２極性の電圧Ｖ（交流成分を含む直流電圧）が例示されている。図６（ａ）に示された第２極性を有する電圧Ｖ［Ｖ］は、最小電圧が０［Ｖ］で最大電圧が＋Ｖ１［Ｖ］の矩形波である。この矩形波は、例えば、最大電圧の期間がΔＴ［秒］で、最小電圧の期間がΔＴ［秒］であり、デューティー比が５０％であるが、他のデューティー比を有してもよい。図６（ｂ）に示された第２極性を有する電圧Ｖ［Ｖ］は、最小電圧が０［Ｖ］で最大電圧が＋Ｖ［Ｖ］の正弦波であり、周期が２ΔＴ［秒］である。図６（ｃ）に示された第２極性を有する電圧Ｖ［Ｖ］は、最小電圧が０［Ｖ］で最大電圧が＋Ｖ［Ｖ］の三角波であり、周期がΔＴ［秒］である。

図８には、型周辺部材１６１をクリーニング（メンテナンス）する第２モード（メンテナンスモード）のクリーニングに関するインプリント装置ＩＭＰの動作方法が例示的に示されている。この動作方法は、主制御部（制御部）２１６によって制御される。工程Ｓ３０１では、主制御部１２６は、クリーニング用の基板１０１’を基板保持部１６０の基板吸着部１０２上に搬送されるように不図示の搬送機構を制御する。工程Ｓ３０２では、主制御部１２６は、基板１０１’がクリーニング対象（メンテナンス対象）の型周辺部材１６１の下に移動するように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。換言すると、工程Ｓ３０２では、主制御部１２６は、基板１０１’を吸着する基板吸着部１０２（基板保持領域）が（基板１０１’を介して）クリーニング対象の型周辺部材１６１に対向する位置に位置決めされるように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

工程Ｓ３０３では、主制御部１２６は、型周辺部材１６１をクリーニングする第２モードのクリーニング機能を有効（ＯＮ）にする。具体的には、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３を有する基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間への第２極性の電圧Ｖの供給が開始されるように電源ＰＳを制御する。基板保持部１６０と型周辺部材１６１との間に第２極性の電圧Ｖが供給されると、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間には、型周辺部材１６１に付着している第２極性を有するパーティクル１５０を基板１０１’に吸引する電界Ｅが形成される。所定時間の経過後、工程Ｓ３０４において、主制御部１２６は、第２モードのクリーニング機能を停止（ＯＦＦ）させる。

工程Ｓ３０５では、主制御部１２６は、インプリント装置ＩＭＰが備える複数の型周辺部材１６１のうちクリーニング対象の全ての型周辺部材１６１のクリーニングが終了したかどうかを判断する。そして、主制御部１２６は、クリーニングすべき型周辺部材１６１が残っている場合には、工程Ｓ３０１に戻る。一方、クリーニング対象の全ての型周辺部材１６１のクリーニングが終了した場合には、主制御部１２６は、工程Ｓ３０６に進み、クリーニング用の基板１０１’が基板保持部１６０の基板吸着部１０２の上から搬出されるように不図示の搬送機構を制御する。

工程Ｓ３０１に戻る場合には、クリーニング用の基板１０１’が新しいクリーニング用の基板１０１’に変更されてよいし、既に基板保持部１６０の基板吸着部１０２の上にある基板１０１’が継続して使用されてもよい。

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。

以下、型周辺部材１６１の構成例を説明する。型周辺部材１６１は、図９（ａ）に例示されるように、型１００の側面を全方位にわたって取り囲む形状を有しうる。基板周辺部材１３１は、図９（ｂ）に例示されるように、基板１０１の側面を全方位にわたって取り囲む形状を有しうる。図７のフローチャートに示された処理において、基板１０１の複数のショット領域に対するインプリントと並行して、基板周辺部１１３の含む領域３２０がクリーニングされうる。

型周辺部材１６１は、図１０に例示されるように、型１００が配置される領域の周辺に分割して配置された型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃによって構成されてもよい。このような構成を採用することにより、型１００の周辺に機構を配置するための自由度を向上させることができる。型１００の周辺に配置されうる機構としては、例えば、型１００の側面に力を加えて型１００を目標形状に変形させる機構、インプリント材と型１００との接触および引き離しのために型１００をＺ方向に移動させる駆動機構、型１００の傾きを調整する駆動機構などを挙げることができる。また、分割された型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを採用し、第１モードにおいて、型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃに対して電源ＰＳから電圧Ｖを供給することにより、基板周辺部材１１３の全体ではなく局所領域に電界を生じさせることができる。基板周辺部材１１３の上には、基板１０１や微動ステージの位置のキャリブレーションに使用する基準マークや、インプリント材を硬化させるための露光光の照度を計測する照度センサ等が配置されうる。分割された型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを採用することによって、第１モードのクリーニングが基準マークを用いた計測や照度センサの計測結果に影響を及ぼすことを防ぐことができる。

型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃのそれぞれの配置および役割について説明する。型周辺部材３３０ａは、型１００に対して−Ｘ方向に配置されうる。すなわち、型周辺部材３３０ａは、平面視（＋Ｚ方向から見たときの図）において、型１００からディスペンサ１１１に向かう方向とは反対方向に配置されうる。型周辺部材３３０ａの長手方向の長さは、型１００のパターンが形成されている部分１００ａの長手方向よりも長いことが好ましい。

型周辺部材３３０ａは、図７に示されたフローチャートの処理（第１モードのクリーニング）を実行する際に用いられうる。図１１に例示されるように、型周辺部材３３０ａは、インプリント処理において型１００が基板１０１および基板周辺部材１１３と対向する領域を含む領域３２０と対向する。型周辺部材３３０ａに電圧Ｖを供給することにより、基板周辺部材１１３上に付着しているパーティクルを基板周辺部材１１３の上面から離脱させ型周辺部材３３０ａに吸着させることができる。

型周辺部材３３０ｂ、３３０ｃは、型１００に対して＋Ｘ方向側、かつ型周辺部材３３０ａよりも±Ｙ方向側に配置されうる。型周辺部材３３０ｂ、３３０ｃは、典型的には、図７に示されたフローチャートの処理の際には利用されない。型周辺部材３３０ｂ、３３０ｃは、付加的なクリーニング工程において利用されうる。付加的なクリーニング工程において、周辺部材３３０ｂを用いて、図１２に示された領域３４０に付着しているパーティクルを基板周辺部材１１３の上面から離脱させ型周辺部材３３０ｂに吸着させることができる。また、他の付加的なクリーニング工程において、型周辺部材３３０ｃを用いて、図１３に示された領域３５０に付着しているパーティクルを基板周辺部材１１３の上面から離脱させ型周辺部材３３０ｃに吸着させることができる。

次に、インプリント装置ＩＭＰを用いて半導体デバイス等の物品を製造する物品製造方法について説明する。図１４（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１４（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１４（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１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１４（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、型の凹部が硬化物の凸部に、型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１４（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１４（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。

ＩＭＰ：インプリント装置、１００：型、１０１：基板、１０１’：基板、１０２：基板吸着部、１１３：基板周辺部材、１２６：主制御部、１６０：基板保持部、１６１：型保持部、１６２：導電板、１６３：絶縁膜、ＰＳ：電源

Claims (11)

1. 基板の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   型を保持する型保持部と、
   前記型保持部の周辺に配置された型周辺部材と、
   前記基板保持部と前記型周辺部材との間に電圧を供給する電源と、を備え、
   前記基板保持部は、基板を吸着する基板吸着部と、前記基板吸着部の周辺に配置された基板周辺部とを含み、
   前記インプリント装置は、前記基板保持部をクリーニングする第１モードと、前記型周辺部材をクリーニングする第２モードとを有し、
   前記第１モードにおいて前記電源が前記型周辺部材と前記基板保持部との間に供給する電圧の極性と、前記第２モードにおいて前記電源が前記型周辺部材と前記基板保持部との間に供給する電圧の極性とが反対である、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記第１モードでは、前記基板保持部に付着していたパーティクルが前記型周辺部材に吸着され、
   前記第２モードでは、前記型周辺部材に付着していたパーティクルが前記型周辺部材から引き離される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記基板保持部を駆動する駆動機構を更に備え、
   前記第２モードのクリーニングを実行する前に、前記基板保持部の基板保持領域が前記型周辺部材に対向するように前記基板保持部が前記駆動機構によって位置決めされる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
4. 前記型周辺部材を含む複数の型周辺部材を備え、
   前記第２モードのクリーニングを実行する前に、前記基板保持部の基板保持領域が前記複数の型周辺部材のうちクリーニング対象の型周辺部材に対向するように前記基板保持部が前記駆動機構によって位置決めされる、
   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. 前記第２モードのクリーニングを実行する前に、前記基板保持部にクリーニング用の基板が搬送されるように搬送機構を制御する制御部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のインプリント装置。
6. 前記基板吸着部と前記基板周辺部とが導通している、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記基板吸着部および前記基板周辺部が接地されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記型周辺部材は、導電板と、前記導電板の表面を被覆する絶縁膜とを含む、
   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. 前記電源が前記基板保持部と前記型周辺部材との間に供給する電圧は、交流成分を含む直流電圧である、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記電源が前記基板保持部と前記型周辺部材との間に供給する電圧の波形は、矩形波、三角波、正弦波、台形波および階段波の少なくとも１つを含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置により基板の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製造方法。

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