JP7299685B2 - 膜形成装置、膜形成方法および物品製造方法 - Google Patents

膜形成装置、膜形成方法および物品製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、膜形成装置、膜形成方法および物品製造方法に関する。
半導体デバイス等の物品の製造において、フォトリソグラフィ技術が利用されている。フォトリソグラフィ技術は、基板の上に配置されたフォトレジスト膜に露光装置を使って原版のパターンを転写して潜像パターンを形成し、これを現像することによってレジストパターンを形成する工程を含む。露光装置の解像度の進化にともなって露光装置の投影光学系の焦点深度が極端に狭くなっている。例えば、５～７ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成するために用いられる走査露光装置では、露光スリット内に要求される凹凸精度は、４ｎｍ以下である。そこで、基板の表面に存在する下地パターンの上に平坦化膜が形成され、その上にフォトレジスト膜が配置されうる。
特許文献１には、トポグラフィーフィーチャを有する基板の上に平坦化層を形成し、平坦化層に平坦面を接触させ平坦化層を硬化させる方法が記載されている。平坦化層と平坦面との接触は、平坦化層に対して平坦面の平坦性が転写されるために十分な時間、圧力および温度でなされる。特許文献１には、接触時の温度が典型的には環境温度から３５０°Ｃの範囲内であると記載されている。しかし、特許文献１には、平坦化層に平坦面を接触させる工程において平坦化層をどのような方法で加熱するかについては記載されていない。
米国特許第７４５５９５５号明細書
本発明は、基板の上に平坦化された膜を効率的に形成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、基板の上に膜を形成する膜形成装置に係り、前記膜形成装置は、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板の上に配置された硬化性組成物と平坦面とを接触させる駆動部と、前記基板保持部に設けられ、前記基板を介して前記硬化性組成物を加熱する加熱部と、前記硬化性組成物が前記平坦面にならった状態で前記硬化性組成物を硬化させることによって前記硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する硬化部と、前記基板保持部を第１位置および第２位置に配置する移動機構と、を備え、前記第１位置は、前記基板保持部が前記基板を受け取る位置であり、前記第２位置は、前記硬化部が前記硬化性組成物を硬化させる位置であり、前記加熱部は、前記基板保持部が前記第１位置に配置されている状態において、前記基板保持部の基板保持面が目標温度に維持されるように制御される。
本発明によれば、基板の上に平坦化された膜を効率的に形成するために有利な技術が提供される。
本発明の第１実施形態の膜形成装置の構成を示す図。 本発明の第１実施形態の膜形成装置によって実施されうる膜形成方法を例示的に示す図。 本発明の第１実施形態の膜形成装置によって実施されうる膜形成方法を例示的に示す図。 本発明の第１実施形態の膜形成装置によって実施されうる膜形成方法における基板の構造、硬化性組成物の変化、硬化性部材と平坦部材の平坦面との接触および分離等を例示的に示す図。 本発明の第１実施形態の膜形成装置によって実施されうる膜形成方法における基板の構造、硬化性組成物の変化、硬化性部材と平坦部材の平坦面との接触および分離等を例示的に示す図。 本発明の第２実施形態の膜形成装置の構成を示す図。 本発明の第２実施形態の膜形成装置のディスペンサによる基板への硬化性組成物の塗布例を示す図。 本発明の第８実施形態の膜形成装置の構成を示す図。 本発明の第１乃至第３実施形態における硬化性組成物の粘性の変化を例示する図。 本発明の第１乃至第３実施形態の膜形成装置の変形例を説明する図。 本発明の第１乃至第３実施形態の膜形成装置の変形例によって実施されうる膜形成方法を例示する図。
以下、添付図面を参照しながら本発明の膜形成装置および膜形成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、本発明の第１実施形態の膜形成装置１００の構成が示されている。膜形成装置１００は、基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭからなる膜を形成する。膜形成装置１００は、例えば、駆動部４０、加熱部５０および硬化部６０を備えうる。この膜は、平坦化された膜であるが、完全に平坦である必要はない。駆動部４０は、基板Ｓの上に配置された硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させるように、基板Ｓおよび平坦部材ＦＭの少なくとも一方を駆動しうる。また、駆動部４０は、硬化性組成物ＣＭが硬化された後に、硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜と平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを分離するように、基板Ｓおよび平坦部材ＦＭの少なくとも一方を駆動しうる。図１の例では、駆動部４０は、平坦部材ＦＭを駆動することによって、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとの接触および分離を行うように構成されている。また、図１では省略されているが、平坦部材ＦＭは、保持ヘッドによって保持されうる。駆動部４０は、該保持ヘッドを駆動することによって平坦部材ＦＭを駆動しうる。
加熱部５０は、硬化性組成物ＣＭの粘性を低下させ硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならうように硬化性組成物ＣＭを電磁波によって加熱しうる。加熱部５０による硬化性組成物ＣＭの加熱は、駆動部４０が硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させる前に開始されてもよいし、駆動部４０が硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させた後に開始されてもよい。加熱部５０は、少なくとも、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触している期間において、硬化性組成物ＣＭを加熱しうる。加熱部５０は、マグネトロンを含みうる。該マグネトロンは、例えば、２．４５ＧＨｚまたは０．９１５ＧＨｚの周波数を有する電磁波を発生しうる。膜形成装置１００は、基板Ｓの全域をカバーしうる開口部を有するカバー部材７０を有し、加熱部５０は、カバー部材７０の開口部を通して基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭに電磁波を照射するように配置されうる。カバー部材７０は、例えば、金属等の導電性部材で構成されうる。カバー部材７０の少なくとも一部分は、電磁波を輸送する導波路あるいは導波管を構成しうる。
硬化部６０は、基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭが平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳにならった状態で硬化性組成物ＣＭを硬化させる。これによって、硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜が基板Ｓの上に形成される。該膜は、平坦面ＦＳにならった平坦な上面を有しうる。硬化性組成物ＣＭは、例えば、紫外線の照射によって硬化する材料であり、硬化部６０は、硬化性組成物ＣＭに紫外線を照射することによって硬化性組成物ＣＭを硬化させうる。硬化部６０は、例えば、平坦部材ＦＭを介して硬化性組成物ＣＭに紫外線を照射しうる。
基板Ｓは、複数のショット領域を有し、平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳは、該複数のショット領域の全域をカバーする大きさを有しうる。これにより、基板Ｓの全域に一括して硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜を形成することができる。ただし、基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭの硬化は、部分的な領域毎に進行されてもよい。あるいは、基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭの硬化は、硬化した領域が徐々にあるいは段階的に拡大するようになされてもよい。
膜形成装置１００は、基板保持部１０を第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に配置する移動機構２０を更に備えうる。基板保持部１０は、例えば、ベース部材３０によって支持されながら移動機構２０によって駆動され、搬送され、または位置決めされうる。第１位置Ｐ１は、例えば、基板保持部１０が不図示の搬送機構から基板Ｓを受け取る位置でありうる。また、第１位置Ｏ１は、基板保持部１０が不図示の搬送機構に基板Ｓを引き渡す位置でありうる。第２位置Ｐ２は、硬化部６０が硬化性組成物ＣＭを硬化させる位置でありうる。また、第２位置Ｐ２は、駆動部４０が基板Ｓの上の硬化性組成部対ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳを接触させ、硬化性組成物ＣＭの硬化後に、硬化性組成物ＣＭの硬化物と平坦面ＦＳとを分離させる位置でありうる。また、第２位置Ｐ２は、加熱部５０が硬化性組成物ＣＭを加熱する位置でありうる。不図示の搬送機構は、例えば、スピンコータ等の塗布装置によって硬化性組成物ＣＭが塗布された基板Ｓを第１位置Ｐ１に配置された基板保持部１０に供給する。
以下、図２～図５を参照しながら膜形成装置１００によって実施されうる膜形成方法を例示的に説明する。図２、図３には、膜形成装置１００によって実施されうる膜形成方法が例示的に示されている。図４、図５には、膜形成装置１００によって実施されうる膜形成方法における基板Ｓの構造、硬化性組成物ＣＭの変化、硬化性部材ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとの接触および分離等が例示的に示されている。
まず、図４（ａ）に例示されるように、表面に凹凸を有する基板Ｓが準備され、次いで、図４（ｂ）に例示されるように、不図示のスピンコータ等の塗布装置によって、基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭが塗布あるいは配置される。硬化性組成物ＣＭは、例えば、紫外線の照射によって硬化するＳＯＣレジストでありうる。ここで、硬化性組成物ＣＭを基板Ｓに塗布する前に、密着層が基板Ｓの上に塗布されてもよい。密着層は、基板Ｓと硬化性組成物ＣＭの硬化物との結合を強化する作用を有しうる。
次いで、図２（ａ）に例示されるように、硬化性組成物ＣＭが塗布された基板Ｓが、不図示の搬送機構によって、第１位置Ｐ１に配置された基板保持部１０に搬送され、基板保持部１０に引き渡されうる。次いで、図２（ｂ）に例示されるように、移動機構２０によって、基板保持部１０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動されうる。次いで、図２（ｃ）、図４（ｃ）、図５（ａ）に例示されるように、駆動部４０によって硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させる接触工程、および、加熱部５０によって硬化性組成物ＣＭを加熱する加熱工程が実行される。前述のように、加熱部５０による硬化性組成物ＣＭの加熱は、駆動部４０が硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させる前に開始されてもよいし、駆動部４０が硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させた後に開始されてもよい。加熱部５０は、少なくとも、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触している期間において、硬化性組成物ＣＭを加熱しうる。加熱部５０は、例えば、硬化性組成物ＣＭを１００°Ｃから２００°Ｃの温度範囲内の温度まで加熱しうる。硬化性組成物ＣＭの加熱によって硬化性組成物ＣＭの粘性が低下し、硬化性組成物ＣＭのリフロー（再流動）が起きやすくなり、この結果、平坦部材ＦＭによる平坦化が促進される。
平坦部材ＦＭは、例えば、石英またはホウケイ酸ガラスで構成され、例えば、０．３ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の厚さを有しうる。平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳは、基板Ｓの表面が有する周期が大きい表面プロファイルにならいうる。一例において、平坦面ＦＳは、膜形成処理の後続工程であるフォトリソグラフィ工程で使用されうる走査露光装置の露光スリット領域に相当する２６×７ｍｍの領域内では、±１ｎｍ以内の平面度を有しうる。膜形成処理によって形成される膜は、平坦面ＦＳにならいうる。膜形成処理によって形成される膜は、完全な平坦面を有する必要はなく、例えば、後続工程であるフォトリソグラフィ工程で使用される走査露光装置の露光スリット領域内で要求される平坦性を有すればよい。基板Ｓの全域にわたる周期が大きい表面プロファイルについては、走査露光装置のフォーカス追従機能によって対応可能である。
硬化部６０は、例えば、硬化性組成物ＣＭを硬化させるために、波長範囲が３１０ｎｍ～３７０ｎｍの紫外光を硬化性組成物ＣＭに照射するように構成されうる。平坦部材ＦＭは、その紫外光の少なくとも一部を透過させるように構成されうる。駆動部４０は、基板Ｓの上に配置された硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触するように硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭとの間に押圧力を作用させうる。硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとが接触すると、硬化性組成物ＣＭに毛管力が作用する。したがって、押圧力および毛管力の双方によって、硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとが互いに近づきうる。これにより、硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとの間の空隙が消滅しうる。基板Ｓ（硬化性組成物ＣＭ）と平坦部材ＦＭとの間の空間がヘリウムで満たされた環境下で接触工程を行うことにより、空隙を効果的に消滅させることができる。平坦面ＦＳに予めポーラス膜をコーティングしておくと、ポーラス膜を介してヘリウムが排出されるので、空隙をより効果的に消滅させることができる。ポーラス膜としては、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）（商標）が好適である。
次いで、図３（ａ）、図５（ｂ）に例示されるように、硬化部６０が基板Ｓと平坦部材ＦＭとの間の硬化性組成物ＣＭに紫外線を照射し、硬化性組成物ＣＭを硬化させる。次いで、図３（ｂ）、図５（ｃ）に例示されるように、駆動部４０が硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜と平坦面ＦＳとを分離させる。これにより、基板Ｓの上には、硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜が残る。次いで、図３（ｃ）に例示されるように、硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜が形成された基板Ｓは、移動機構２０によって、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動される。その後、不図示の搬送機構によって、第１位置Ｐ１に配置された基板保持部１０から基板Ｓが取り去られる。
以上のように、第１実施形態の膜形成装置１００によって実施されうる膜形成方法は、基板Ｓの上に配置された硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとを接触させる工程を含みうる。また、該膜形成方法は、硬化性組成物ＣＭの粘性を低下させ硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならうように硬化性組成物ＣＭを電磁波によって加熱する工程を含みうる。また、該膜形成方法は、硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならった状態で硬化性組成物ＦＳを硬化させることによって硬化性組成物ＣＭの硬化物からなる膜を形成する工程を含みうる。
図６には、本発明の第２実施形態の膜形成装置２００の構成が示されている。第２実施形態の膜形成装置２００は、基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭを塗布あるいは配置するディスペンサ（供給部）８０を備えている点を除いて第１実施形態の膜形成装置１００と同様の構成を有しうる。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。ディスペンサ８０は、硬化性組成物ＣＭを吐出する吐出口を有しうる。移動機構２０によって基板Ｓを移動させながらディスペンサ８０がその吐出口から硬化性組成物ＣＭを吐出することによって、基板Ｓ上の目標位置に硬化性組成物ＣＭを配置することができる。この吐出は、基板Ｓ上における硬化性組成物ＣＭを配置すべき複数の位置を指定する制御情報（マップ）に従って制御されうる。ここで、基板Ｓを移動させながらディスペンサ８０の吐出口から硬化性組成物ＣＭを吐出する代わりに、ディスペンサ８０を移動させながらディスペンサ８０の吐出口から硬化性組成物ＣＭを吐出してもよい。つまり、基板Ｓとディスペンサ８０（吐出口）との相対位置を変更しながらディスペンサ８０の吐出口から硬化性組成物ＣＭを吐出することによって基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭを配置することができる。
図７に例示されるように、基板Ｓの表面は、パターンの密度が高い高密度領域３、凸部の上面を構成するオープン領域４、凹部の下面を構成するバスタブ領域５を有しうる。上記の制御情報は、オープン領域４における硬化性組成物ＣＭの密度を低くし、バスタブ領域５における硬化性組成物ＣＭの密度を高くし、高密度領域３における硬化性組成物ＣＭの密度をそれらの中間の密度とするように生成されうる。つまり、基板Ｓ上における硬化性組成物ＣＭを配置すべき複数の位置を指定する制御情報は、基板Ｓが有するパターンに応じて決定されうる。
上記のディスペンサ８０に代えて、膜形成装置１００は、基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭをスピンコートするスピンコータを備えてもよい。
図８には、本発明の第３実施形態の膜形成装置３００の構成が示されている。第３実施形態の膜形成装置３００は、第１実施形態の膜形成装置１００における加熱部５０を加熱部５２によって置き換えた構成を有する。第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。加熱部５２は、基板Ｓの上に配置された硬化性組成物ＣＭの粘性を低下させ硬化性組成物ＣＭが平坦部ＦＭの平坦面ＦＳにならうように、基板Ｓを介して硬化性組成物ＣＭを加熱しうる。加熱部５２は、例えば、電力を熱に変換するヒータを含みうる。加熱部５２は、基板保持部１０に設けられうる。膜形成装置３００は、加熱部５２を制御する加熱制御部５４を備えうる。加熱制御部５４は、基板保持部１０が不図示の搬送機構から基板Ｓを受け取るために第１位置に配置されている状態において、基板保持部１０の基板保持面が目標温度に維持されるように加熱部５２を制御しうる。また、加熱制御部５４は、基板保持部１０が不図示の搬送機構から基板Ｓを受け取った後、第２位置Ｐ２において硬化性部材ＣＭが平坦面ＦＳにならうまでの間、基板保持部１０の基板保持面が目標温度に維持されるように加熱部５２を制御しうる。目標温度は、例えば、１００°Ｃ～２００°Ｃの範囲内の温度でありうる。
第３実施形態の膜形成装置１００によって実施されうる膜形成方法は、基板Ｓを保持する基板保持部１０を加熱する工程と、基板保持部１０の上に基板Ｓを配置する工程とを含みうる。また、該膜形成方法は、基板Ｓの上に配置された硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させる工程とを含みうる。これらの工程により、基板保持部１０の加熱によって基板Ｓを介して硬化性組成物ＣＭが加熱され、これにより硬化性組成物ＣＭの粘性が低下して硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならいうる。また、該膜形成方法は、硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならった状態で、前記硬化性組成物を硬化させることによって前記硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する工程を含みうる。
図９には、第１乃至第３実施形態における硬化性組成物ＣＭの粘性の変化が例示されている。第１、第３実施形態では、硬化性組成物ＣＭが膜形成装置１００、２００の外部のスピンコータ等の塗布装置によって基板Ｓの上に塗布あるいは配置され、第１位置Ｐ１に配置された基板保持部１０に搬送され、その後、基板保持部１０が第２位置Ｐ２に搬送される。スピンコータが使用される場合、基板Ｓへの塗布時における硬化性組成物ＣＭの粘性は、典型的には、１０ ３ ～１０ ６ （Ｐａ×Ｓ）の範囲内でありうる。第２実施形態では、硬化性組成物ＣＭがディスペンサ８０によって基板Ｓの上に塗布あるいは配置される。
第１実施形態では、時刻０～Ｔ１が塗布装置による塗布がなされる期間であり、時刻Ｔ１～Ｔ２が、塗布装置から第１位置Ｐ１に基板Ｓが搬送され、更に基板保持部１０（基板Ｓ）が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に基板Ｓが搬送される期間である。その後、加熱部５０による加熱が開始されると、硬化性組成物ＣＭの粘性が粘性Ｖ１から低下し始める。この加熱と並行して、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触するように駆動部４０が動作する。その後、硬化性組成物ＣＭの粘性が目標粘性Ｖ０になり、硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならった状態で、硬化部６０によって硬化性組成物ＣＭが硬化される。これにより硬化性組成物ＣＭが硬化し、粘性が粘性Ｖ２まで上昇する。その後、硬化した硬化性組成物ＣＭから平坦面ＦＳが分離され、基板保持部１０（基板Ｓ）が第２位置Ｐ２から第１位置に搬送される。
第２実施形態では、時刻０～Ｔ１がディスペンサ８０による塗布がなされる期間であり、時刻Ｔ１～Ｔ２が、ディスペンサ８０による塗布の終了位置装置から第２位置Ｐ２に基板保持部１０（基板Ｓ）が搬送される期間である。その後、加熱部５０による加熱が開始されると、硬化性組成物ＣＭの粘性が粘性Ｖ１から低下し始める。この加熱と並行して、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触するように駆動部４０が動作する。その後、硬化性組成物ＣＭの粘性が目標粘性Ｖ０になり、硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならった状態で、硬化部６０によって硬化性組成物ＣＭが硬化される。これにより硬化性組成物ＣＭが硬化し、粘性が粘性Ｖ２まで上昇する。その後、硬化した硬化性組成物ＣＭから平坦面ＦＳが分離され、基板保持部１０（基板Ｓ）が第２位置Ｐ２から第１位置に搬送される。
第３実施形態では、時刻０～Ｔ１が塗布装置による塗布がなされる期間であり、時刻Ｔ１～Ｔ２が、塗布装置から第１位置Ｐ１に基板Ｓが搬送される期間である。第３実施形態では、基板Ｓが基板保持部１０によって保持されることによって基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭの加熱が開始される。加熱部５０による加熱が開始されると、硬化性組成物ＣＭの粘性が粘性Ｖ１から低下し始める。この加熱と並行して、基板保持部１０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に搬送され、更に、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとが接触するように駆動部４０が動作する。その後、硬化性組成物ＣＭの粘性が目標粘性Ｖ０になり、硬化性組成物ＣＭが平坦面ＦＳにならった状態で、硬化部６０によって硬化性組成物ＣＭが硬化される。これにより硬化性組成物ＣＭが硬化し、粘性が粘性Ｖ２まで上昇する。その後、硬化した硬化性組成物ＣＭから平坦面ＦＳが分離され、基板保持部１０（基板Ｓ）が第２位置Ｐ２から第１位置に搬送される。
第１乃至第３実施形態において、硬化部６０の光路の全部または一部は、基板Ｓと平坦部材ＦＭとの間における硬化性組成物ＣＭの状態を観察するためのカメラの光路の全部または一部と共通化されうる。以下、図１０を参照しながら、硬化部６０の光路とカメラの光路とを共通化した構成を第１実施形態の膜形成装置１００に適用した例を説明するが、このような構成は、第２、第３実施形態の膜形成装置２００、３００にも適用囲可能である。
膜形成装置１００は、基板Ｓと平坦部材ＦＭとの間における硬化性組成物ＣＭの状態を観察するためのカメラ９０１を備えうる。カメラ９０１は、例えば、硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させる際の平坦部材ＦＭの姿勢（図１０に記載された座標軸に従えば、Ｘ軸周りの回転、および、Ｙ軸周りの回転）を制御するために使用されうる。あるいは、カメラ９０１は、基板Ｓと平坦部材ＦＭとの間に硬化性組成物ＣＭが空隙なく充填されたことを確認するために使用されうる。
硬化部６０は、硬化性組成物ＣＭを硬化させる紫外線を発生する紫外線光源９０３を含みうる。紫外線光源９０３から射出された紫外線は、ダイクロイックミラー７０５で反射されて、基板Ｓの上の硬化性組成物ＣＭに入射し、硬化性組成物ＣＭを硬化させる。ダイクロイックミラー９０５は、例えば、紫外線光源９０３からの紫外線の波長域の光（例えば、波長が３８０ｎｍ以下の光）を反射し、それを越える長い波長域の光を透過するように構成されうる。
膜形成装置１００は、カメラ９０１による観察のための観察光源９０２を備えうる。観察光源９０２は、例えば、赤色ＬＥＤで構成され、例えば、６３０ｎｍの波長にピークを有する光を発生しうる。観察光源９０２から射出された光は、ハーフミラー９０４で反射され、ダイクロイックミラー９０５を透過して、硬化性組成物ＣＭを照明する。観察光源９０２からの光によって照明された硬化性組成物ＣＭからの反射光は、ダイクロイックミラー９０５およびハーフミラー７０４を透過してカメラ９０１に入射し撮像面（センサ面）に光学像を形成する。カメラ９０１は、基板Ｓと平坦面ＦＳとの間の硬化性組成物ＣＭによって撮像面に形成される光学像を撮像する。
カメラ９０１によって撮像された画像は、例えば、硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとの接触領域とその外側の非接触領域との境界線を検出するために有用である。この境界線は、典型的には、円のような閉図形を構成しうる。境界線が点対称または線対称でない場合、平坦部材ＦＭが基板Ｓに対して相対的に傾いている可能性がある。この場合、基板Ｓに対する平坦部材ＦＭの相対的な傾きを補正するキャリブレーションが実行されうる。
また、カメラ９０１によって撮像された画像は、基板Ｓと平坦面ＦＳとの間にパーティクルが存在することに起因して未充填領域が発生することを検出するために有用である。未充填領域は、例えば、パーティクルの存在によって硬化性組成物ＣＭが充填されない領域である。
硬化部６０は、基板Ｓの上の前記硬化性組成物に対する紫外線の照射領域を変更する変更部としての可動アパーチャ９０６を含みうる。図１１を参照しながら後述するように、例えば、前述の境界線の移動に応じて可動アパーチャ９０６を動作させて紫外線の照射領域を変更することができる。
駆動部４０は、基板Ｓの膜形成領域の一部分の上の硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させた後に、硬化性組成物ＣＭと平坦面ＦＳとの接触領域を拡大させるように平坦部材ＦＭを変形させる変形機構４８を備えてもよい。このような変形機構４８は、第１乃至第３実施形態の膜形成装置１００、２００、３００の駆動部４０に設けられうる。変形機構４８、例えば、平坦部材ＦＭを保持する保持ヘッド４４によって平坦部材ＦＭの裏面側（平坦面ＦＳの反対側）に形成される密閉空間４６の圧力を調整することによって平坦部材ＦＭを変形させる。例えば、密閉空間４６の圧力を基準圧力より高くすることによって、平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳを下方（基板Ｓ）に向かって凸形状に変形させることができる。これによって、基板Ｓの膜形成領域の一部分の上の硬化性組成物ＣＭと平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳとを接触させることができる。一方、密閉空間４６の圧力を基準圧力にすることによって、平坦部材ＦＭの平坦面ＦＳを平坦にすることができる。ここで、基準圧力は、平坦部ＦＭに加わる重力を相殺して平坦部ＦＭの平坦面ＦＳを平坦にすることができる圧力である。
以下、図１１を参照しながら、上記の可動アパーチャ９０６および変形機構４８を備える膜形成装置１００、２００、３００に適用されうる膜形成方法を説明する。図１１において、基板Ｓの上に硬化性組成物ＣＭと平坦部ＦＭの平坦面ＦＳとの接触領域は、接触領域１００１として示されている。また、可動アパーチャ９０６によって規定される紫外線の照射領域は、照射領域１００２として示されている。第１乃至第３実施形態に従って、硬化性組成物ＣＭは加熱されその粘性が低下して平坦部材ＦＭの平坦面にならいやすくなっている。
矢印で示すように、接触領域１００１が徐々に拡大するように変形機構４８が動作する。可動アパーチャ９０６は、接触領域１００１の外縁（境界線）よりも十分に内側に照射領域１００２が規定されるように、接触領域１００１の拡大に応じて照射領域１００２を変更する。
以下、本発明の一実施形態に係る物品製造方法を説明する。該物品製造方法は、上記の膜形成装置または膜形成方法によって基板Ｓの上に膜を形成する工程と、基板Ｓの上の前記膜の上にフォトレジスト膜を配置する工程とを含みうる。該フォトレジスト膜は、例えば、スピンコータ等の塗布装置を使って該膜の上に配置されうる。また、該物品製造方法は、前記フォトレジスト膜を露光および現像プロセスによってパターニングしてフォトレジストパターンを形成する工程と、該フォトレジストパターンを使って基板Ｓを処理する工程とを含みうる。該フォトレジスト膜の露光は、露光装置、好ましくは走査露光装置を用いてなされうる。該物品製造方法では、以上の工程を経た基板Ｓから物品が製造される。

Claims (15)

  1. 基板の上に膜を形成する膜形成装置であって、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の上に配置された硬化性組成物と平坦面とを接触させる駆動部と、
    前記基板保持部に設けられ、前記基板を介して前記硬化性組成物を加熱する加熱部と、
    前記硬化性組成物が前記平坦面にならった状態で前記硬化性組成物を硬化させることによって前記硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する硬化部と、
    前記基板保持部を第１位置および第２位置に配置する移動機構と、を備え、
    前記第１位置は、前記基板保持部が前記基板を受け取る位置であり、前記第２位置は、前記硬化部が前記硬化性組成物を硬化させる位置であり、
    前記加熱部は、前記基板保持部が前記第１位置に配置されている状態において、前記基板保持部の基板保持面が目標温度に維持されるように制御される、
    ことを特徴とする膜形成装置。
  2. 前記加熱部は、前記基板保持部が前記第１位置に配置されてから前記第２位置において前記硬化性組成物が前記平坦面にならうまでの間、前記基板保持面が目標温度に維持されるように制御される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の膜形成装置。
  3. 前記加熱部は、前記硬化性組成物を１００°Ｃから２００°Ｃまでの温度範囲内における温度に加熱する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の膜形成装置。
  4. 前記基板は、複数のショット領域を有し、前記平坦面は、前記複数のショット領域の全域をカバーする大きさを有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の膜形成装置。
  5. 前記基板の上に前記硬化性組成物を供給する供給部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の膜形成装置。
  6. 前記供給部は、前記硬化性組成物を吐出する吐出口を含み、前記基板と前記吐出口との相対位置を変更しながら前記吐出口から前記硬化性組成物を吐出することによって前記基板の上に前記硬化性組成物を配置する、
    ことを特徴とする請求項５に記載の膜形成装置。
  7. 前記供給部は、前記基板の上に前記硬化性組成物をスピンコートするスピンコータを含む、
    ことを特徴とする請求項５に記載の膜形成装置。
  8. 前記供給部は、前記基板が有するパターンに応じて決定された制御情報に基づいて前記基板の上に前記硬化性組成物を配置する、
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の膜形成装置。
  9. 前記硬化部は、紫外線によって前記硬化性組成物を硬化させる、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の膜形成装置。
  10. 前記硬化部は、前記基板の上の前記硬化性組成物に対する紫外線の照射領域を変更する変更部を含む、
    ことを特徴とする請求項８に記載の膜形成装置。
  11. 前記駆動部は、前記基板の膜形成領域の一部分の上の前記硬化性組成物と前記平坦面とを接触させた後に、前記硬化性組成物と前記平坦面との接触領域を拡大させ、
    前記硬化部は、前記接触領域の拡大に応じて前記照射領域を変更する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の膜形成装置。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の膜形成装置によって基板の上に硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する工程と、
    前記膜の上にフォトレジスト膜を配置する工程と、
    前記フォトレジスト膜を露光および現像プロセスによってパターニングしてフォトレジストパターンを形成する工程と、
    前記フォトレジストパターンを使って前記基板を処理する工程と、
    を含み、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。
  13. 基板の上に膜を形成する膜形成方法であって、
    前記基板を保持する基板保持面を有する基板保持部が第１位置に配置された状態で、前記基板保持部に設けられた加熱部によって前記基板保持面を目標温度に維持する工程と、
    前記第１位置に配置された前記基板保持部の前記基板保持面が前記目標温度に維持された状態で、前記基板保持面の上に、硬化性組成物が配置された前記基板を配置する工程と、
    前記基板を保持した前記基板保持面を前記第１位置から第２位置に搬送する工程と、
    前記第２位置において、前記基板の上に配置された前記硬化性組成物と平坦面とを接触させる工程と、
    前記第２位置において、前記基板保持部に設けられた前記加熱部による前記基板保持面の加熱によって前記基板を介して前記硬化性組成物が加熱され、これにより前記硬化性組成物の粘性が低下して前記硬化性組成物が前記平坦面にならった状態で、前記硬化性組成物を硬化させることによって前記硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする膜形成方法。
  14. 前記基板保持部が前記第１位置に配置されてから前記第２位置において前記硬化性組成物が前記平坦面にならうまでの間、前記基板保持面が目標温度に維持される、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の膜形成方法。
  15. 請求項１４又は１５に記載の膜形成方法によって基板の上に硬化性組成物の硬化物からなる膜を形成する工程と、
    前記膜の上にフォトレジスト膜を配置する工程と、
    前記フォトレジスト膜を露光および現像プロセスによってパターニングしてフォトレジストパターンを形成する工程と、
    前記フォトレジストパターンを使って前記基板を処理する工程と、
    を含み、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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