JP7157576B2 - インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法に関する。
インプリント技術は、基板の上にインプリント材を配置し、そのインプリント材と型とを接触させ、そのインプリント材を硬化させることによって、そのインプリント材の硬化物からなるパターンを形成する技術である。特許文献1には、Y方向に配列された複数の塗布手段を使って、基板をX方向に走査しながら基板の複数のショット領域に樹脂(インプリト材)を連続的に塗布するインプリント装置が記載されている。
特開2011-61029号公報
特許文献1に記載されたインプリント装置は、Y方向に配列された複数の塗布手段を使って基板をX方向に走査しながらインプリント材を塗布する。したがって、Y方向に配列されている複数のショット領域に連続的にインプリント材を塗布することが指示された場合にスループットが低下しうる。具体的には、この場合、基板をX方向に走査しながら1つのショット領域にインプリント材を塗布した後に基板をY方向にステップ移動し、その後に、基板をX方向に走査しながら次のショット領域にインプリント材を塗布するという動作を繰り返す必要がある。つまり、この場合、基板をステップ移動させながら往復駆動する必要があるために、複数のショット領域に対して連続的にインプリント材を塗布するために長時間を要することになる。
本発明は、連続的にインプリント材を供給する少なくとも2つのショット領域の配列方向の選択の自由度を向上させるとともにスループットを向上させ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、基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材と型とを接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって該インプリント材の硬化物からなる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、前記基板と前記型との相対位置を変更する駆動機構と、インプリント材を吐出する複数の吐出口を有し、前記基板の上にインプリント材を供給するディスペンサと、を備え、前記基板の表面に平行な方向における前記ディスペンサと前記型との相対位置は固定されており、前記基板の複数のショット領域のうち選択された少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給する際に、前記少なくとも2つのショット領域の配置に応じて、前記複数の吐出口のうち前記少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口の配列方向が決定される。
本発明によれば、連続的にインプリント材を供給する少なくとも2つのショット領域の配列方向の選択の自由度を向上させるとともにスループットを向上させるために有利な技術が提供される。
本発明の第1乃至第5実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 本発明の第1乃至第5実施形態のインプリント装置によるパターンの形成方法を説明する図。 第1実施形態のインプリント装置における型チャックとディスペンサとの相対位置を示す図。 第1実施形態のインプリント装置の動作を示す図。 第1実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第1実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第2実施形態のインプリント装置における型チャックとディスペンサとの相対位置、および、ディスペンサンの吐出ヘッドの構成を示す図。 第2実施形態のインプリント装置の動作を示す図。 第2実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第2実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第3実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第3実施形態のインプリント装置の動作を示す図。 第3実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第3実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第4実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第4実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第5実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 第5実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 物品製造方法を示す図。
以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
図1には、本発明の第1実施形態のインプリント装置100の構成が示されている。インプリント装置100は、基板Sの上にインプリント材IMを供給し、インプリント材IMと型M(のパターン領域PR)とを接触させた状態でインプリント材IMを硬化させることによってインプリント材IMの硬化物からなるパターンを形成する。インプリント装置100では、例えば、少なくとも2つのショット領域に対してインプリント材IMが供給された後に、該少なくとも2つのショット領域の各々に対するインプリント処理が連続的に実行されうる。個々のインプリント処理は、1つのショット領域の上のインプリント材IMと型Mとを接触させ、インプリント材IMを硬化させ、インプリント材IMの硬化物からなるパターンと型Mとを分離する処理でありうる。
インプリント材としては、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、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、光の照射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と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。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、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配置されうる。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。
本明細書および添付図面では、基板S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軸の値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。アライメント(位置合わせ)あるいはアライメント処理は、基板および型の少なくとも一方の位置および/または姿勢の制御を含みうる。
インプリント装置100は、基板Sを保持し駆動する基板駆動機構SDM、基板駆動機構SDMを支持するベースフレームBF、型Mを保持し駆動する型駆動機構MDM、および、型駆動機構MDMを支持する構造体STを備えうる。基板駆動機構SDMは、基板Sを保持する基板チャックSCを含む基板ステージSSと、基板ステージSSを位置決めすることによって基板Sを位置決めする基板位置決め機構SAとを含みうる。型駆動機構MDMは、型Mを保持する型チャックMCと、型チャックMCを位置決めすることによって型Mを位置決めする型位置決め機構MAとを含みうる。型駆動機構MDMは、インプリント材IMと型Mとを接触させる工程および/または硬化したインプリント材IMと型Mとを分離する工程において型Mに加えられる力を検出するロードセルLCを含んでもよい。型駆動機構MDMは、更に、接触処理において、型Mのパターン領域PRが基板Sに向かって凸形状になるように型Mのパターン領域PRを変形させるようにパターン領域PRの反対側の面に圧力を加える圧力機構を備えうる。
基板駆動機構SDMおよび型駆動機構MDMは、基板Sと型Mとの相対位置が変更されるように基板Sおよび型Mの少なくとも一方を駆動する駆動機構DMを構成する。駆動機構DMによる相対位置の変更は、基板Sの上のインプリント材に対する型M(のパターン領域PR)の接触、および、硬化したインプリント材(硬化物のパターン)からの型Mの分離のための駆動を含む。基板駆動機構SDMは、基板Sを複数の軸(例えば、X軸、Y軸、θZ軸の3軸、好ましくは、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。型駆動機構MDMは、型Mを複数の軸(例えば、Z軸、θX軸、θY軸の3軸、好ましくは、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。
インプリント装置100は、更に、型Mのパターン領域PRを変形させる変形機構MAGを備えうる。変形機構MAGは、XY平面に平行な面内におけるパターン領域PRの形状(大きさを含む)が変更されるようにパターン領域PRを変形させうる。変形機構MAGは、例えば、型Mの4つの側面に力を加えることによってパターン領域PRを変形させうる。インプリント装置100は、更に、基板Sのショット領域を変形させるショット領域変形部SRDを備えうる。ショット領域変形部SRDは、XY平面に平行な面内におけるショット領域の形状(大きさを含む)が変更されるようにショット領域を変形させうる。ショット領域変形部SRDは、例えば、基板Sに温度分布を形成することによって基板Sのショット領域を変形させうる。温度分布は、基板Sに対して、インプリント材が硬化しない波長の光を照射することによって形成されうる。インプリント材が硬化しない波長の光は、例えば、紫外光の波長範囲や可視光の波長範囲から選択された波長の光である。
インプリント装置100は、更に、ディスペンサDSPを備えている。ディスペンサDSPは、基板Sのショット領域にインプリント材IMを供給する。この動作は、ディスペンサDSPが基板Sのショット領域にインプリント材IMを配置あるいは塗布する動作としても理解されうる。基板Sのショット領域へのインプリント材IMの供給、配置あるいは塗布は、基板駆動機構SDMによって基板Sが駆動されている状態で、該駆動と同期してディスペンサDSPがインプリント材IMを吐出することによってなされうる。ディスペンサDSPが基板Sの上の複数のショット領域に対してインプリント材IMを連続的に供給した後に、該複数のショット領域の各々に対してインプリント処理が連続して実行されうる。ここで、複数(あるいは、少なくとも2つ)のショット領域に対してインプリント材IMを連続的に供給することは、その連続的な供給の間にインプリント処理を含まないことを意味しうる。
インプリント装置100は、更に、硬化部CUを備えている。硬化部CUは、基板Sの上のインプリント材IMに型Mのパターン領域PRが接触した状態でインプリント材IMに硬化用のエネルギーを照射することによってインプリント材IMを硬化させる。これによって、インプリント材IMの硬化物からなるパターンが基板Sの上に形成される。
インプリント装置100は、更に、基板Sのショット領域のマークSMKの位置、型MのマークMMKの位置、基板Sのショット領域のマークSMKと型MのマークMMKとの相対位置等を検出(計測)するアライメント検出系(計測部)ASを備えうる。アライメント検出系ASは、例えば、基板Sのショット領域のマークSMKと型MのマークMMKとによって形成されるモアレ模様に基づいて、基板Sのショット領域のマークSMKと型MのマークMMKとの相対位置を検出しうる。インプリント装置100は、更に、基板Sのショット領域のマークSMKの位置を検出(計測)するオフアクシススコープOASを備えうる。
インプリント装置100は、更に、基板Sを操作する基板操作機構SRM、および、型Mを操作する型操作機構MRMを備えうる。基板操作機構SRMは、基板Sを基板チャックSCの上に渡したり、基板チャックSCの上から基板Sを引き取ったりしうる。基板操作機構SRMは、例えば、基板Sを基板チャックSCに渡す際の基板Sの位置および姿勢(回転角)を調整する機能を有しうる。型操作機構MRMは、型Mを型チャックMCに渡したり、型チャックMCから型Mを引き取ったりしうる。型操作機構MRMは、例えば、型Mを型チャックMCに渡す際の型Mの位置および姿勢(回転角)を調整する機能を有しうる。この回転角は、Z軸に平行な軸の周りの回転角である。
インプリント装置100は、更に、制御部CNTを備えうる。制御部CNTは、駆動機構DM、変形機構MAG、ショット領域変形部SRD、ディスペンサDSP、硬化部CU、アライメント検出系AS、オフアクシススコープOAS、基板操作機構SRM、型操作機構MRMを制御しうる。制御部CNTは、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
図2を参照しながらインプリント装置100によるパターンの形成方法を説明する。基板Sの上にインプリント材IMが供給された後、図2(a)のように、型Mのパターン領域PRの下にインプリント材IMが位置するように基板Sと型Mとの相対位置が駆動機構DMによって調整される。型Mのパターン領域PRには、凹凸構造を有するパターンPが形成されている。次いで、図2(b)のように、インプリント材IMとパターン領域PRとが接触するように基板Sと型Mとの相対位置が駆動機構DMによって調整される。この状態で、パターンPを構成する凹凸構造の凹部にインプリント材IMが充填される。凹部にインプリント材IMが充填された後に、硬化部CUによってインプリント材IMに硬化用のエネルギーEが照射され、これによりインプリント材IMが硬化し、インプリント材IMの硬化物からなるパターンが形成される。次いで、図2(c)のように、基板Sの上のインプリント材IMの硬化物と型Mとが分離されるように基板Sと型Mとの相対位置が駆動機構DMによって調整される。
図3には、型Mを保持する型チャックMCとディスペンサDSPとの相対位置が例示されている。図3は、型チャックMCおよびディスペンサDSPを下方から見た図である。ディスペンサンDSPは、インプリント材IMを吐出する複数の吐出口NZLを有し、複数の吐出口NZLからインプリント材IMを吐出することによって基板Sの上にインプリント材IMを供給する。図3の例では、ディスペンサDSPは、複数の吐出口NZLを有する吐出ヘッドDHと、吐出ヘッドDHを回転させる回転機構HRとを含む。回転機構HRは、吐出ヘッドDHをZ軸に平行な軸の周りで回転させうる。複数の吐出口NZLは、吐出ヘッドDHにおいて、少なくとも1つの方向に沿って配列されている。インプリント装置100における複数の吐出口NZLの配列方向は、回転機構HRによる吐出ヘッドDHの回転角に応じて変更される。図3に示された状態では、複数の吐出口NZLは、Y軸に平行に配列されている。ディスペンサDSPは、型チャックMC(の中心)から見て、-X方向に配置されている。
図4には、第1実施形態のインプリント装置100の動作が示されている。この動作は、制御部CNTによって制御される。制御部CNTのメモリMEMには、基板Sの複数のショット領域のショット番号および基板Sにおける位置等を示すデータが予め格納されうる。また、基板Sの複数のショット領域は、複数の組に分割されうる。各組は、連続してインプリント材IMを供給するべき少なくとも2つのショット領域で構成されうる。換言すると、各組は、連続したインプリント材IMの供給の後に連続してインプリント処理を行うべき少なくとも2つのショット領域で構成されうる。メモリMEMには、このような複数の組に関する情報も格納されうる。
工程S101では、制御部NCTは、選択された組、即ち、連続してインプリント材IMを供給すべき少なくとも2つのショット領域として選択された少なくとも2つのショット領域に応じて吐出ヘッドDHを回転させる。ここで、吐出ヘッドDHの回転角(あるいは、回転後の方位)は、選択された少なくとも2つのショット領域に対して、ショット領域毎に基板ステージSSを往復駆動させることなく連続的に駆動しながら、連続的にインプリント材IMを供給できるように決定される。吐出ヘッドDHの回転によって、ディスペンサDSPの複数の吐出口NZLのうち該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向が決定される。例えば、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がY軸方向に配列されている場合には、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、X軸に平行な方向とされる。また、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がX軸方向に配列されている場合には、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、Y軸に平行な方向とされる。
工程S102では、制御部CNTは、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域に対するインプリント材IMの供給のための走査開始位置に基板ステージSSが移動するように基板駆動機構SDMを制御する。工程S103では、制御部CNTは、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域に対してインプリント材IMが連続的に供給されるように、ディスペンサDSPおよび基板駆動機構SDMを制御する。
工程S104では、制御部CNTは、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント処理が実行されるように、駆動機構DMおよび硬化部CUを制御する。工程S105では、制御部CNTは、全ての組のうち工程S101~S104の処理をなされていない組(換言すると、未処理領域)があるかどうかを判断し、未処理の組がある場合には、その未処理の組について工程S101~S104を実行する。一方、未処理の組がない場合には、制御部CNTは、図4に示された動作を終了する。
以下、図5、図6を参照しながら図4の動作を例示的に説明する。図5、図6は、上方から基板S、ディスペンサDSP(吐出ヘッドDH)および型Mを見た図である。ここでは、ショット領域17、18、19、20が1つの組であり、ショット領域17、18、19、20が他の1つの組であるものとする。
1つの組を構成するショット領域17、18、19、20に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図5(a)のように、吐出ヘッドDHを図3に示された状態から回転方向21に90度回転させる。次いで、制御部CNTは、図5(a)のように、ショット領域17が軌道22を通って走査開始位置(塗布開始位置)23に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域17が走査開始位置23に来ると、制御部CNTは、図5(b)のように、ショット領域17が軌道24を通るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域17、18、19、20に対してインプリント材IMを供給する。
次いで、制御部CNTは、図5(c)に示されように、ショット領域17が軌道25を通って型Mのパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。その後、制御部CNTは、ショット領域18、19、20にもショット領域17と同様にインプリント処理を行う。
次いで、次の1つの組を構成するショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する動作が実行される。次の1つの組を構成するショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図6(a)のように、吐出ヘッドDHを図5(a)に示された状態から回転方向31に90度回転させる。次いで、制御部CNTは、ショット領域30が軌道32を通って走査開始位置SSPに来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域30が走査開始位置SSPに来ると、制御部CNTは、図6(b)のように、ショット領域30が軌道33を通るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域26、27、28、29、30にインプリント材IMを連続的に供給する。
その後、制御部CNTは、図6(c)のように、ショット領域26が軌道34を通って型Mのパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。なお、図6(c)のように基板Sが移動している間に、ディスペンサDSPによってショット領域26、27、28、29、30にインプリント材IMをさらに供給してもよい。その後、制御部CNTは、ショット領域27、28、29、30にもショット領域26と同様にインプリント処理を行う。
以上のように、第1実施形態では、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域の配列方向に応じて吐出ヘッドDHが回転される。つまり、第1実施形態では、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域の配列方向に応じて、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向が決定される。これにより、連続的にインプリント材を供給する少なくとも2つのショット領域の配列方向の選択の自由度が向上する。また、該少なくとも2つのショット領域に対するインプリント材の供給に要する時間を短縮し、スループットを向上させることができる。
以下、図7乃至図10を参照しながら本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態は、第1実施形態の変形例を提供する。第2実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従う。第2実施形態のディスペンサDSPは、図7に例示されるように、複数の吐出口NZLが2次元的に配置された吐出ヘッドDHを含む。選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域の配列方向に応じて、複数の吐出口NZLの中から、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口が選択される。これによって、該少なくとも2つの吐出口の配列方向が決定される。図9、図10の例では、黒丸が選択された吐出口NZLを示し、白丸が選択されていない吐出口NZLを示す。図9の例では、選択された複数の吐出口NZLの配列方向は、X軸方向に平行であり、この状態において、ディスペンサDSPは、第1実施形態における図5(a)、(b)、(c)の状態と同様に機能する。図10の例では、選択された複数の吐出口NZLの配列方向は、Y軸方向に平行であり、この状態において、ディスペンサDSPは、第1実施形態における図6(a)、(b)、(c)の状態と同様に機能する。
図8には、第2実施形態のインプリント装置100の動作が示されている。この動作は、制御部CNTによって制御される。図8に示された動作は、工程S101における動作のみが第1実施形態の図4に示された動作と異なる。以下では、説明の重複を避けるために、工程S101の動作のみを説明する。
第2実施形態の工程S101では、制御部CNTは、選択された組を構成する2つのショット領域に応じて、ディスペンサDSPの複数の吐出口NZLの中から、インプリント材IMを供給するための少なくとも2つの吐出口NZLを選択する。これによって、選択された組を構成する2つのショット領域に対してインプリント材IMを供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向が決定される。
例えば、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がY軸方向に配列されている場合には、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、X軸に平行な方向とされる。また、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がX軸方向に配列されている場合には、該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、Y軸に平行な方向とされる。
以下、図11乃至図14を参照しながら本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態は、第1実施形態の変形例を提供する。第3実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従う。第3実施形態のディスペンサDSPは、複数の吐出ヘッドDHA、DHBを有する。複数の吐出ヘッドDHA、DHBのそれぞれは、少なくとも2つの吐出口NZLを有する。複数の吐出ヘッドDHA、DHBは、図11に例示されるように、少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向が互いに異なる。吐出ヘッドDHAの少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、X軸方向に平行であり、吐出ヘッドDHAは、第1実施形態における図5(a)、(b)、(c)の状態と同様に機能する。吐出ヘッドDHBの少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、Y軸方向に平行であり、吐出ヘッドDHBは、第1実施形態における図6(a)、(b)、(c)の状態と同様に機能する。
図12には、第3実施形態のインプリント装置100の動作が示されている。この動作は、制御部CNTによって制御される。図12に示された動作は、工程S101における動作のみが第1実施形態の図4に示された動作と異なる。以下では、説明の重複を避けるために、工程S101の動作のみを説明する。
第3実施形態の工程S101では、制御部CNTは、選択された組を構成する2つのショット領域に応じて、複数の吐出ヘッドDHA、DHBのうち該少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給するための吐出ヘッドを選択する。これによって、選択された組を構成する2つのショット領域に対してインプリント材IMを供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向が決定される。
例えば、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がY軸方向に配列されている場合には、吐出ヘッドDHAが選択される。また、選択された組を構成する少なくとも2つのショット領域がX軸方向に配列されている場合には、吐出ヘッドDHBが選択される。
以下、図13、図14を参照しながら第3実施形態の動作を説明する。図13、図14は、上方から基板S、ディスペンサDSP(吐出ヘッドDH)および型Mを見た図である。ここでは、ショット領域17、18、19、20が1つの組であり、ショット領域17、18、19、20が他の1つの組であるものとする。
ショット領域17、18、19、20に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図13(a)のように、ショット領域17が軌道43を通って走査開始位置44に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域17が走査開始位置44に来ると、制御部CNTは、図13(b)のように、ショット領域17が軌道45を通るよう基板駆動機構RDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域17、18、19、20に対してインプリント材IMを連続的に供給する。
その後、制御部CNTは、図13(c)のように、ショット領域17が軌道46を通って型Mのパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。その後、制御部CNTは、ショット領域18、19、20にもショット領域17と同様にインプリント処理を行う。
次いで、次の1つの組を構成するショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する動作が実行される。ショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図14(a)のように、ショット領域30が軌道47を通って走査開始位置48に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域30が走査開始位置48に来ると、制御部CNTは、図14(b)のように、ショット領域30が軌道49を通るように基板Sを移動させ、ディスペンサDSPによってショット領域26、27、28、29、30にインプリント材IMを供給する。
その後、制御部CNTは、図14(c)のように、ショット領域26が軌道50を通って型Mのパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。その後、制御部CNTは、ショット領域27、28、29、30にもショット領域26と同様にインプリント処理を行う。
第1乃至第3実施形態において、1つの組を構成する少なくとも2つのショット領域の配列方向と、該少なくとも2つのショット領域にインプリント材を供給する少なくとも2つの吐出口の配列方向とは、互いに直交する。しかしながら、1つの組を構成する少なくとも2つのショット領域の配列方向と、該少なくとも2つのショット領域にインプリント材を供給する少なくとも2つの吐出口の配列方向とは、互いに交差する方向であればよい。
以下、図15および図16を参照しながら本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従う。第4実施形態では、基板Sの複数のショット領域のうち選択された少なくとも2つのショット領域に対して連続的にイプリント材を供給する動作のために、該少なくとも2つのショット領域の配置に応じて、基板Sおよび型Mの回転角が調整される。具体的には、該少なくとも2つのショット領域の配置に応じて、基板操作機構SRMが基板チャックSCに渡す基板Sの回転角および型操作機構MRMが型チャックMCに渡す型Mの回転角が調整される。
基板チャックSCによって保持された基板Sの回転角を変更する必要がある場合、基板操作機構SRMは、基板チャックSCによる基板Sの保持が解除された状態で基板Sを回転させうる。あるいは、基板操作機構SRMは、基板チャックSCから基板Sを受け取った後に基板Sを回転させ、その後に、基板Sを基板チャックSCに渡しうる。型チャックMCによって保持された型Mの回転角を変更する必要がある場合、型操作機構MRMは、型チャックMCによる基板Sの保持が解除された状態で型Sを回転させうる。あるいは、型操作機構MRMは、型チャックMCから型Mを受け取った後に型Mを回転させ、その後に、型Mを型チャックMCに渡しうる。
ここでは、一例として、ディスペンサDSPの吐出ヘッドDHは、基板SがX軸方向に走査されている状態で基板Sの少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材IMを供給することができるように構成されているものとする。連続的にインプリント材IMを供給すべき少なくとも2つのショット領域がY軸方向に配列されている場合、基板操作機構SRM、型操作機構MRMは、それぞれ基板S、型Mを90度回転させて基板チャックSC、型チャックMCに渡す。連続的にインプリント材IMを供給すべき少なくとも2つのショット領域がX軸方向に配列されている場合、基板操作機構SRM、型操作機構MRMは、基板S、型Mを回転させない。
以下、図15を参照しながら第4実施形態の動作を説明する。図15は、上方から基板S、ディスペンサDSP(吐出ヘッドDH)および型Mを見た図である。1つの組を構成するショット領域17、18、19、20に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図15(a)のように、基板S、型Mを基板操作機構SRM、型操作機構MRMによって、それぞれ基板S、型Mを90度回転させる。その後、制御部CNTは、図15(a)のように、ショット領域17が軌道51を通って走査開始位置52に達するように基板駆動機構RDMによって基板Sを移動させる。ショット領域17が走査開始位置52に来ると、制御部CNTは、図15(b)のように、ショット領域17が軌道53を通るように基板駆動機構RDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域17、18、19、20に対してインプリント材IMを連続的に供給する。
その後、制御部CNTは、図15(c)のように、ショット領域17が軌道54を通って型のパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。その後、制御部CNTは、ショット領域18、19、20にもショット領域17と同様にインプリント処理を行う。
次の1つの組を構成するショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、基板S、型Mを基板操作機構SRM、型操作機構MRMによって、それぞれ基板S、型Mを再び90度回転させる。その後、制御部CNTは、基板駆動機構SDMによって基板SをX軸方向に走査しながら、ディスペンサDSPによってショット領域26、27、28、29、30にインプリント材IMを連続的に供給する。ショット領域26、27、28、29、30に対するインプリント材IMの供給が終了すると、制御部CNTは、ショット領域26、27、28、29に対して連続的にインプリント処理を行う。
図16には、第4実施形態のインプリント装置100の動作が示されている。この動作は、制御部CNTによって制御される。図16に示された動作は、工程S101における動作のみが第1実施形態の図4に示された動作と異なる。以下では、説明の重複を避けるために、工程S101の動作のみを説明する。
第4実施形態の工程S101では、制御部CNTは、選択された組を構成する2つのショット領域に応じて、基板操作機構SRM、型操作機構MRMによって、それぞれ基板S、型Mの回転角を調整する。連続的にインプリント材IMを供給すべき少なくとも2つのショット領域が現時点でY軸方向に沿って配列されている場合、制御部CNTは、基板操作機構SRM、型操作機構MRMによって基板S、型Mを90度回転させて基板チャックSC、型チャックMCに渡す。一方、連続的にインプリント材IMを供給すべき少なくとも2つのショット領域が現時点でX軸方向に沿って配列されている場合、基板S、型Mを回転させない。
以下、図17および図18を参照しながら本発明の第5実施形態を説明する。第5実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従う。第5実施形態は、インプリント装置100において行われるインプリント方法に関する。より具体的には、第5実施形態は、基板Sの上にインプリント材IMを供給し、インプリント材IMと型Mとを接触させた状態でインプリント材IMを硬化させることによってインプリント材IMの硬化物からなるパターンを形成するインプリント方法に関する。第5実施形態では、ディスペンサDSPの複数の吐出口NZLのうちインプリント材IMを供給するための少なくとも2つの吐出口の配列方向を変更することなく、基板Sの複数のショット領域に対するインプリント材の供給が行われる。
第5実施形態のインプリント方法は、第1工程および第2工程を含む。第1工程では、基板Sの複数のショット領域のうちX軸方向(第1方向)に並ぶ少なくとも2つの第1ショット領域に対して、ディスペンサDSPによって連続してインプリント材IMが供給される。また、第1工程では、その後、該少なくとも2つの第1ショット領域に対して連続してインプリント処理が行われる。第2工程では、基板Sの複数のショット領域のうちX軸方向(第1方向)と異なるY軸方向(第2方向)に並ぶ少なくとも2つの第2ショット領域に対してディスペンサDSPによって連続してインプリント材IMが供給される。また、第2工程では、その後、該少なくとも2つの第2ショット領域に対して連続してインプリント処理が行われる。ここで、ディスペンサDSPの複数の吐出口NZLのうちインプリント材IMを供給するための少なくとも2つの吐出口NZLの配列方向は、第1工程および第2工程において互いに同じである。該配列方向は、基板Sの複数のショット領域の各々の対角方向に平行な方向でありうるが、X軸方向およびY軸方向のそれぞれに対して交差する方向であればよい。
以下、図17、図18を参照しながら第5実施形態のインプリント方法を説明する。図17、図18は、上方から基板S、ディスペンサDSP(吐出ヘッドDH)および型Mを見た図である。ここでは、ショット領域17、18、19、20は、第1工程、即ちインプリント材IMの連続的な供給、および、その後の連続的なインプリント処理が行われる1つの組である。ショット領域17、18、19、20は、第2工程、即ちインプリント材IMの連続的な供給、および、その後の連続的なインプリント処理が行われる他の1つの組である。
ショット領域17、18、19、20に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図17(a)のように、ショット領域17が軌道35を通って走査開始位置36に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域17が走査開始位置36に来ると、制御部CNTは、図17(b)のように、ショット領域17が軌道37を通るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域17、18、19、20に対してインプリント材IMを供給する。
その後、制御部CNTは、図17(c)のように、ショット領域17が軌道38を通って型Mのパターン領域PRの下にくるように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理を行う。その後、制御部CNTは、ショット領域18、19、20にもショット領域17と同様にインプリント処理を行う。
次いで、次の1つの組を構成するショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する動作が実行される。ショット領域26、27、28、29、30に対して連続的にインプリント材IMを供給する場合、制御部CNTは、図18(a)のように、ショット領域30が軌道39を通って走査開始位置40に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。ショット領域30が走査開始位置40に来ると、制御部CNTは、図18(b)のように、ショット領域30が軌道41を通るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させる。そして、制御部CNTは、ディスペンサDSPによってショット領域26、27、28、29、30にインプリント材IMを供給する。
その後、制御部CNTは、図18(c)のように、ショット領域26が軌道42を通って型Mのパターン領域PRの下に来るように基板駆動機構SDMによって基板Sを移動させ、インプリント処理が行われる。その後、制御部CNTは、ショット領域27、28、29、30にもショット領域26と同様にインプリント処理を行う。
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、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図19(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19(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19(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を介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
図19(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、型の凸部が硬化物の凹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19(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19(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。
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及び変更が可能である。
100:インプリント装置、S:基板、M:型、PR:パターン領域、DSP:ディスペンサ、DH:吐出ヘッド、吐出口:NZL

Claims (10)

  1. 基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材と型とを接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって該インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記基板と前記型との相対位置を変更する駆動機構と、
    インプリント材を吐出する複数の吐出口を有し、前記基板の上にインプリント材を供給するディスペンサと、を備え、
    前記基板の表面に平行な方向における前記ディスペンサと前記型との相対位置は固定されており、
    前記基板の複数のショット領域のうち選択された少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材を供給する際に、前記少なくとも2つのショット領域の配置に応じて、前記複数の吐出口のうち前記少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口の配列方向が決定される、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記駆動機構は、前記基板を駆動する基板駆動機構を含み、
    前記ディスペンサは、前記基板駆動機構による前記基板の駆動に同期して前記少なくとも2つの吐出口からインプリント材を吐出する、
    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. 記少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材が供給された後に、前記少なくとも2つのショット領域の各々に対するインプリント処理が連続的に実行され、
    前記インプリント処理は、1つのショット領域の上のインプリント材と前記型とを接触させ、該インプリント材を硬化させ、該インプリント材の硬化物からなるパターンと前記型とを分離する処理である、
    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. 前記ディスペンサは、前記複数の吐出口を有する吐出ヘッドと、前記ディスペンサと前記型との相対位置が固定された状態で前記少なくとも2つの吐出口の配列方向が回転するように前記吐出ヘッドを回転させる回転機構と、を含み、
    前記少なくとも2つのショット領域に配置に応じて前記回転機構による前記吐出ヘッドの回転角が決定されることによって、前記少なくとも2つの吐出口の配列方向が決定される、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  5. 前記ディスペンサは、前記ディスペンサと前記型との相対位置が固定された状態で前記少なくとも2つの吐出口の配列方向を変更可能なように前記複数の吐出口が2次元的に配置された吐出ヘッドを含み、
    前記少なくとも2つのショット領域に配置に応じて前記複数の吐出口の中から前記少なくとも2つの吐出口が選択されることによって前記少なくとも2つの吐出口の前記配列方向が決定される、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  6. 前記ディスペンサは、前記ディスペンサと前記型との相対位置が固定された状態で前記少なくとも2つの吐出口の配列方向を変更可能なようにそれぞれ前記複数の吐出口のうちの少なくとも2つの吐出口を有する複数の吐出ヘッド、を含み、前記複数の吐出ヘッドは、吐出口の配列方向が互いに異なり、
    前記少なくとも2つのショット領域に配置に応じて、前記複数の吐出ヘッドのうち前記少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材を供給するための吐出ヘッドが決定され、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  7. 基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材と型とを接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって該インプリント材の硬化物からなる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基板チャックおよび前記型を保持する型チャックを有し、前記基板と前記型との相対位置を変更する駆動機構と、
    インプリント材を吐出する複数の吐出口を有し、前記基板の上にインプリント材を供給するディスペンサと、
    前記基板を操作する基板操作機構と、
    前記型を操作する型操作機構と、備え、
    前記基板の表面に平行な方向における前記ディスペンサと前記型との相対位置は固定されており、
    前記基板の複数のショット領域のうち選択された少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材を供給する動作のために、前記少なくとも2つのショット領域の配置に応じて、前記複数の吐出口のうち前記少なくとも2つのショット領域に対して連続的にインプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口の配列方向が決定され、かつ前記基板操作機構が前記基板チャックに渡す前記基板の回転角および前記型操作機構が前記型チャックに渡す前記型の回転角が調整される、
    ことを特徴とするインプリント装置。
  8. 基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材と型とを接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって該インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント方法であって、
    前記基板の複数のショット領域のうち第1方向に並ぶ少なくとも2つの第1ショット領域に対して、複数の吐出口を有するディスペンサによって連続してインプリント材を供給し、前記少なくとも2つの前記第1ショット領域に対して連続してインプリント処理を行う第1工程と、
    前記基板の前記複数のショット領域のうち前記第1方向と異なる第2方向に並ぶ少なくとも2つの第2ショット領域に対して前記ディスペンサによって連続してインプリント材を供給し、前記少なくとも2つの前記第2ショット領域に対して連続してインプリント処理を行う第2工程と、を含み、
    前記複数の吐出口のうちインプリント材を供給するための少なくとも2つの吐出口の配列方向は、前記第1工程および前記第2工程において互いに同じである、
    ことを特徴とするインプリント方法。
  9. 前記配列方向は、前記複数のショット領域の各々の対角方向に平行な方向である、
    ことを特徴とする請求項8に記載のインプリント方法。
  10. 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の加工を行う工程と、
    を含み、前記加工が行われた前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
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