特許 7538665 インプリント装置、および物品製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】インプリント装置、および物品製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240815BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

B29C59/02 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020150120

(22)【出願日】2020-09-07

(65)【公開番号】P2022044484

(43)【公開日】2022-03-17

【審査請求日】2023-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健太郎

【審査官】後藤 慎平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１６４０１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０５４２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

型を用いて基板の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る接触工程と、前記ショット領域の上の前記インプリント材と前記型とが接触した状態で前記インプリント材を硬化させる硬化工程と、前記硬化したインプリント材から前記型を分離する離型工程とを含むインプリント処理を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記基板の複数のショット領域に連続してインプリント材を供給する供給工程を実行し、
その後、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域ごとに、前記インプリント処理を実行する、ように構成され、
前記制御部は、前記供給工程の前に、前記複数のショット領域に前記インプリント処理を行う順序に基づいて、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域に関して、前記供給工程の完了から前記接触工程の開始までの経過時間を予測し、前記予測された経過時間に基づいて、前記供給工程におけるインプリント材供給量を設定し、前記供給工程において、前記複数のショット領域のそれぞれに対して個別に設定されたインプリント材供給量のインプリント材を供給するよう制御処理を行い、
それぞれの前記インプリント処理における前記接触工程の開始から前記硬化工程の開始までの時間を、前記設定されたインプリント材供給量と、前記供給工程の完了から対象ショット領域に対する前記接触工程の開始までの経過時間とに基づいて設定する、
ことを特徴とするインプリント装置。

【請求項2】

前記基板を保持して移動する基板駆動部と、
前記型を保持して移動する型駆動部と、を有し、
前記接触工程は、前記基板駆動部により前記対象ショット領域が前記型駆動部の下に位置するように前記基板を移動させる第１工程と、前記型と前記対象ショット領域の上の前記インプリント材とが接触するように前記型駆動部により前記型を前記対象ショット領域に近接させる第２工程と、前記第２工程によって前記型と前記対象ショット領域の上の前記インプリント材との接触が完了した状態で所定の待機時間の間待機する第３工程とを含み、
前記制御部は、前記設定されたインプリント材供給量と前記経過時間とに基づいて前記待機時間を設定することにより、前記接触工程の開始から前記硬化工程の開始までの前記時間を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域に関して、前記供給工程の完了から前記接触工程の開始までの経過時間を計測し、該計測された経過時間に基づいて、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域に対する前記待機時間を設定する、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記インプリント材供給量と前記経過時間と前記待機時間との予め得られた対応関係に基づいて、前記計測された経過時間および前記設定されたインプリント材供給量に対応する前記待機時間を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。

【請求項5】

前記対応関係における前記待機時間は、インプリント材の未充填によるパターンの不良の発生を許容範囲内に収めるために必要な時間である、ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記対応関係を表す関数に基づいて前記待機時間を決定する、ことを特徴とする請求項４または５に記載のインプリント装置。

【請求項7】

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を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記形成する工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
を有し、前記処理する工程で処理さ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスやＭＥＭＳ等においては、微細化の要求が高まっており、微細加工技術として、インプリント技術が注目されている。インプリント技術では、表面に微細な凹凸パターンが形成された型（型）を硬化性組成物（インプリント材）が配置された基板に接触させ、型の凹凸パターンにインプリント材が充填した後にインプリント材を硬化させる。これにより、型の凹凸パターンがインプリント材の硬化膜に転写され、パターンが基板上に形成される。この一連の工程をショットと呼ぶ。インプリント技術によれば、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。

【0003】

特許文献１には、基板上の複数のショット領域に連続してインプリント材を供給した後、これら複数のショット領域のそれぞれにインプリントによりパターンを転写する方法が開示されている。本明細書では、このようなインプリント方法を、マルチフィールド先行供給によるインプリントという。この方法によれば、１つのショット毎にインプリント材を供給する工程（供給工程）と型とインプリント材とを接触させる工程（接触工程）を繰り返す方法と比較して、基板の移動距離を短くすることができ、スループットを向上できる。

【0004】

特許文献２には、マルチフィールド先行供給によるインプリントにおいて、供給されたインプリント材の揮発量を考慮してショット領域毎にインプリント材の供給量を変えることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５０８４８２３号公報

【文献】国際公開第２０１８／１６４０１６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の方法では、１ショット毎に供給工程と接触工程が対になって行われない。それ故に、基板上に供給されたインプリント材の接触工程直前の状態は、供給工程の条件のみによっては定めることができず、ショット毎に異なる。接触工程では、インプリント材が型のパターン部内へ充填するよう待機する時間（待機時間）を適切に設定する必要がある。しかし、従来技術では１ショット毎に供給工程と接触工程が対になって行われないため、待機時間をショット毎に設定もしくは補正する必要がある。待機時間の設定が適切に行われないと、インプリント材の未充填によるパターンの不良の発生が増大しうる。

【0007】

本発明は、例えば、スループットと正確なパターン形成の両立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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、型を用いて基板の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る接触工程と、前記ショット領域の上の前記インプリント材と前記型とが接触した状態で前記インプリント材を硬化させる硬化工程と、前記硬化したインプリント材から前記型を分離する離型工程とを含むインプリント処理を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記基板の複数のショット領域に連続してインプリント材を供給する供給工程を実行し、その後、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域ごとに、前記インプリント処理を実行する、ように構成され、前記制御部は、前記供給工程の前に、前記複数のショット領域に前記インプリント処理を行う順序に基づいて、前記複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域に関して、前記供給工程の完了から前記接触工程の開始までの経過時間を予測し、前記予測された経過時間に基づいて、前記供給工程におけるインプリント材供給量を設定し、前記供給工程において、前記複数のショット領域のそれぞれに対して個別に設定されたインプリント材供給量のインプリント材を供給するよう制御処理を行い、それぞれの前記インプリント処理における前記接触工程の開始から前記硬化工程の開始までの時間を、前記設定されたインプリント材供給量と、前記供給工程の完了から対象ショット領域に対する前記接触工程の開始までの経過時間とに基づいて設定する、ことを特徴とするインプリント装置が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、例えば、スループットと正確なパターン形成の両立に有利なインプリント装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】インプリント装置の構成を示す図。

【図2】従来のインプリント方法を示すフローチャート。

【図3】複数のショット領域に供給されたインプリント材の状態を示す図。

【図4】第１実施形態におけるインプリント方法を示すフローチャート。

【図5】供給工程終了から接触工程開始まで経過時間と必要な待機時間の関係を示すグラフ。

【図6】第２実施形態におけるインプリント方法を示すフローチャート。

【図7】第３実施形態におけるインプリント方法を示すフローチャート。

【図8】インプリント材供給量と経過時間と必要な待機時間との関係を示すグラフ。

【図9】経過時間を一定としたときの、インプリント材供給量と必要待機時間との関係を示すグラフ。

【図10】実施形態における物品製造方法を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0012】

＜第１実施形態＞
まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、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。

【0013】

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、インプリント材供給装置（不図示）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。

【0014】

基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミクス、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。また、基板には、インプリント材よりも表面張力の高い硬化性組成物を予め塗布しておくことができる。これにより、インプリント材の液滴は、基板へ滴下された後に時間経過とともに拡がりやすくなり、充填を待つ時間を短縮することが可能になりうる。

【0015】

図１は、本実施形態におけるインプリント装置ＩＭＰの構成を示す図である。インプリント装置ＩＭＰは、基板Ｗを保持する基板チャック１０１と、基板チャック１０１を支持して移動する基板ステージ１０２（基板駆動部）とを有する。また、インプリント装置ＩＭＰは、パターンＰが形成されたテンプレートである型Ｍを保持する型チャック１０３と、型チャック１０３を支持して移動する型駆動部１０４とを有する。さらに、インプリント装置ＩＭＰは、基板上に光硬化性のインプリント材Ｒを供給する供給部（ディスペンサ）Ｄを有する。さらに、インプリント装置ＩＭＰは、インプリント装置ＩＭＰの動作を制御する制御部ＣＮＴを有する。制御部ＣＮＴは、ＣＰＵおよびメモリを含む情報処理装置（コンピュータ）で構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って、インプリント装置ＩＭＰの各部を統括的に制御する。

【0016】

制御部ＣＮＴは、基板ステージ１０２を基板Ｗの面と平行な方向に移動させながら、供給部Ｄに設けられた複数の吐出口Ｎからインプリント材Ｒの液滴を吐出させる。これにより、基板上にはインプリント材Ｒ（の液滴）の配列パターンが形成される。制御部ＣＮＴは、基板上に供給されたインプリント材Ｒと型Ｍとを接触させる。インプリント材Ｒと型Ｍとが接触した状態で所定の時間待機することによって、基板上のインプリント材Ｒの液滴が押し広げられ、インプリント材Ｒが型ＭのパターンＰに充填される。インプリント装置ＩＭＰは、インプリント材を硬化させる硬化部Ｓを有する。硬化部Ｓは、紫外線を放射する光源１０５と、ミラー１０６とを含みうる。基板上のインプリント材Ｒと型Ｍとを接触させた状態において、光源１０５からの紫外線をミラー１０６を介してインプリント材Ｒに照射することで、インプリント材Ｒが硬化する。これにより、基板上のインプリント材Ｒに型ＭのパターンＰが転写される。

【0017】

次に、本実施形態におけるインプリント方法をインプリント装置ＩＭＰで実施した際のインプリント装置ＩＭＰの動作について説明する。インプリント装置ＩＭＰは、上述したように、制御部ＣＮＴがインプリント装置ＩＭＰの各部を統括的に制御することで動作する。制御部ＣＮＴのメモリには、基板上に形成された複数のショット領域のショット番号及び基板上の位置などに関する情報が予め記憶されている。

【0018】

本実施形態では、マルチフィールド先行供給によるインプリントが行われる。具体的には、基板上の複数のショット領域に連続してインプリント材Ｒを供給する供給工程を実行し、その後、当該複数のショット領域におけるそれぞれのショット領域ごとに順次、インプリント処理を実行する。ここで、供給工程が先に実行される（すなわちマルチフィールド先行供給が行われる）「複数のショット領域」とは、基板上に形成されている全てのショット領域でありうる。あるいは、「複数のショット領域」とは、基板上に形成されている全てのショット領域のうちの一部（少なくとも２つ）のショット領域でもよい。その場合、基板上の各ショット領域は、マルチフィールド先行供給を行うグループに分類されて制御部ＣＮＴのメモリに記憶される。このようなマルチフィールド先行供給によるインプリント処理によれば、１つのショット毎に供給工程と接触工程を繰り返す方法と比較して、基板の移動距離を短くすることができ、スループットを向上できる。

【0019】

本明細書において、インプリント処理とは、以下の工程を含みうる。
（１）ショット領域の上のインプリント材Ｒと型Ｍとを接触させる接触工程。
（２）ショット領域の上のインプリント材Ｒと型Ｍとが接触した状態でインプリント材Ｒを硬化させる硬化工程。
（３）硬化したインプリント材Ｒから型Ｍを分離する離型工程。

【0020】

ここで、図２のフローチャートを参照して、従来のマルチフィールド先行供給によるインプリント方法を説明しておく。Ｓ２０１で、複数のショット領域に連続してインプリント材が供給される（供給工程）。次に、Ｓ２０２で、複数のショット領域のうちの１つのショット領域が型Ｍの下に来るように基板ステージ１０２が駆動され、その後Ｓ２０３で、型Ｍとインプリント材Ｒとが接触し、これによりインプリント材がパターンＰに充填する（接触工程）。その後、Ｓ２０４で、型Ｍとインプリント材Ｒとが接触した状態で紫外線がインプリント材に照射されることによりインプリント材が硬化される（硬化工程）。その後、硬化したインプリント材から型Ｍが引き離される（離型工程）。Ｓ２０２～Ｓ２０４が、複数のショット領域のそれぞれに対して繰り返される。

【0021】

図３は、本実施形態における、型Ｍと基板Ｗ上のインプリント材Ｒとが接触する直前のインプリント材Ｒの状態を示す模式図である。図３において、ショット領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、前述の動作により連続して供給された３つのショット領域である。ここでは、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の順に接触工程が行われるものとする。図３（ａ）は、ショット領域Ｆ１上のインプリント材Ｒが型Ｍと接触する直前の状態を示す。同様に、図３（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、ショット領域Ｆ２、Ｆ３上のインプリント材Ｒが型Ｍと接触する直前の状態を示す。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）では、接触工程の順番が後であるショット領域ほど、インプリント材Ｒの液滴が、時間の経過に伴って拡がっていることが示されている。一方、インプリント材Ｒの液滴が拡がっているほど、パターンＰにインプリント材Ｒが充填するのにかかる時間が短いことが知られている（例えば、米国特許公開第２０１７／００６６２０８号参照）。

【0022】

本実施形態では、それぞれのショット領域に対するインプリント処理における接触工程の開始から硬化工程の開始までの時間を、供給工程の完了から対象ショット領域に対する接触工程の開始までの経過時間に基づいて設定する。例えば本実施形態では、以上のことを踏まえ、インプリント材が供給されてからの経過時間が長いショット領域であるほど、接触工程における充填のための待機時間を短くする。

【0023】

図４のフローチャートを参照して、本実施形態におけるインプリント方法について説明する。Ｓ４０１で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域に連続してインプリント材が供給されるよう、基板ステージ１０２および供給部Ｄを制御する（供給工程）。Ｓ４０２では、制御部ＣＮＴは、Ｓ４０１の供給工程におけるインプリント材供給の完了直後からの経過時間の計測を開始する。

【0024】

Ｓ４０３～Ｓ４０５は、接触工程である。
Ｓ４０３で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域のうちの１つのショット領域（対象ショット領域）が型駆動部１０４（すなわち型Ｍ）の下に来るように基板ステージ１０２を駆動する（第１工程）。
Ｓ４０４では、制御部ＣＮＴは、現在の経過時間に基づいて、対象ショット領域のインプリント材充填のための待機時間を設定する。具体的には、制御部ＣＮＴは、Ｓ４０２での計時開始から接触工程の開始（Ｓ４０３での基板ステージ１０２の移動開始）までの経過時間Ｔを計測する。制御部ＣＮＴは、計測された経過時間Ｔに基づいて、インプリント材Ｒの液滴の拡がりを考慮して、対象ショット領域に対する待機時間Ｔｓｐを求める。待機時間Ｔｓｐは、インプリント材ＲがパターンＰに充填するのに必要な時間であり、好ましくは、インプリント材ＲがパターンＰに充填するのに必要かつ最小の時間である。
Ｓ４０５では、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域上のインプリント材Ｒとが接触するよう型駆動部１０４により型Ｍを対象ショット領域に近接させる（第２工程）。そして、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域の上のインプリント材Ｒとの接触が完了した状態で、Ｓ４０４で設定された所定の待機時間Ｔｓｐの間待機する（第３工程）。

【0025】

その後、Ｓ４０６で、制御部ＣＮＴは、インプリント材Ｒを硬化させるよう硬化部Ｓを制御し（硬化工程）、その後、硬化したインプリント材から型Ｍを引き離すよう型駆動部１０４を制御する（離型工程）。

【0026】

以上のＳ４０３～Ｓ４０６が、複数のショット領域のそれぞれに対して繰り返される。

【0027】

次に、本実施形態で想定される事前実験の方法について説明する。Ｓ４０４で、経過時間Ｔから待機時間Ｔｓｐを算出する式は、以下の事前実験の結果に基づいて決定されうる。事前実験においては、デバイス等の物品の製造時に使用される場合と同様のインプリント装置、型、インプリント材等を用いて、条件を変えながら複数回インプリントを行うことにより、式導出のために必要な情報を取得する。事前実験では、一回のインプリントにおける供給工程でインプリント材が供給されるショット領域は一つとする。また、接触工程の開始前に所定時間の待機工程を設ける。この所定時間を調整することにより、供給工程終了から接触工程開始までの間隔（経過時間）を任意の値Ｔｅｘに設定することができる。また、待機時間Ｔｓｐは、計算によって決定せず、任意に設定することもできる。経過時間Ｔｅｘを固定して待機時間Ｔｓｐを様々な値に設定してインプリントを繰り返し行い、その複数のインプリントの結果を確認する。待機時間が不足している場合、インプリント材の未充填によるパターンの不良が発生する。インプリント材の未充填によるパターンの不良は、インプリント材ＲがパターンＰの構造に十分充填されていない状態で、紫外線が照射され硬化してしまうことにより生じるパターンの不良である。インプリント材の未充填によるパターンの不良の発生を許容範囲内に収めるために必要な待機時間を探す。好ましくは、インプリント材の未充填によるパターンの不良が発生しない最小待機時間Ｔｓｐ_ｍｉｎを探し、これを経過時間Ｔｅｘに対する最小の必要待機時間とする。

【0028】

その後、経過時間Ｔｅｘを別の値に設定して同様の実験を行うことにより、経過時間Ｔｅｘと最小待機時間Ｔｓｐ_ｍｉｎとの関係を得ることができる。図５は、この関係を表すグラフ５０６の例である。図５において、横軸は経過時間Ｔを示し、縦軸は待機時間Ｔｓｐを示す。グラフ５０６は、各経過時間Ｔｅｘ（Ｔｅｘ１～Ｔｅｘ５）に対する最小待機時間Ｔｓｐ_ｍｉｎの値５０１～５０５を有する。

【0029】

この事前実験によって、経過時間と待機時間との対応関係を予め得ることができる。この対応関係に基づいて、計測された経過時間に対応する待機時間が決定されうる。グラフ５０６を表す近似曲線を求めることにより、経過時間と待機時間との対応関係を表す関数Ｔｓｐ（Ｔ）を得ることができる。制御部ＣＮＴは、プロットデータをメモリに記憶し、制御部ＣＮＴが関数Ｔｓｐ（Ｔ）を算出してもよいし、外部で算出された関数Ｔｓｐ（Ｔ）が制御部ＣＮＴのメモリに記憶されてもよい。本実施形態では、Ｓ４０４において、制御部ＣＮＴは、経過時間Ｔを上記関数に代入することにより待機時間を計算（決定）する。なお、関数Ｔｓｐ（Ｔ）は、数式として記憶されてもよいし、参照テーブルのかたちで記憶されてもよい。

【0030】

以上のように、インプリント材が供給されてからの経過時間を用いて待機時間を決定することにより、ショット毎に適切な待機時間を設定してインプリントを行うことができる。

【0031】

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態におけるインプリント方法のフローを示す。第１実施形態（図４）では、Ｓ４０２で時間計測を開始し、ショット毎にＳ４０４で、計測された経過時間から待機時間を決定した。これに対し第２実施形態（図６）では、供給工程より前に待機時間Ｔｓｐの設定が行われる（Ｓ６０１）。ここでは、各ショット領域に対してユーザが待機時間Ｔｓｐを直接指定してもよいし、制御部ＣＮＴがインプリント材Ｒの供給完了から接触工程開始までの時間の予測値Ｔｐｒを用いて計算してもよい。予測値Ｔｐｒを用いる場合、第１実施形態と同様の事前実験で求めた関数に予測値Ｔｐｒを代入することにより待機時間Ｔｓｐを決定することができる。予測値を用いるため、時間の計測を行わずにインプリント材Ｒの液滴の拡がりを考慮した待機時間を決定することができる。

【0032】

Ｓ６０１の完了後、Ｓ６０２で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域に連続してインプリント材が供給されるよう、基板ステージ１０２および供給部Ｄを制御する（供給工程）。

【0033】

Ｓ６０３およびＳ６０４は、接触工程である。
Ｓ６０３で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域のうちの１つのショット領域（対象ショット領域）が型駆動部１０４（すなわち型Ｍ）の下に来るように基板ステージ１０２を駆動する（第１工程）。
Ｓ６０４では、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域上のインプリント材Ｒとが接触するよう型駆動部１０４により型Ｍを対象ショット領域に近接させる（第２工程）。そして、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域の上のインプリント材Ｒとの接触が完了した状態で、Ｓ６０１で計算された対象ショット領域に対する待機時間Ｔｓｐの間待機する（第３工程）。

【0034】

その後、Ｓ６０５で、制御部ＣＮＴは、インプリント材Ｒを硬化させるよう硬化部Ｓを制御し（硬化工程）、その後、硬化したインプリント材から型Ｍを引き離すよう型駆動部１０４を制御する（離型工程）。

【0035】

以上のＳ６０３～Ｓ６０５が、複数のショット領域のそれぞれに対して繰り返される。

【0036】

Ｓ６０１における予測値Ｔｐｒの計算方法について説明する。図６において、ショット領域毎に行われる工程Ｓ６０３、Ｓ６０４、Ｓ６０５にかかる時間が、複数のショット領域にインプリント処理が行われる順序（以下「ショット順」という。）に依存する場合、ショット順ｎを用いて予測値Ｔｐｒを計算することができる。ｎ番目のショット領域のインプリント材Ｒの供給から接触工程開始までの時間の予測値Ｔｐｒ＿ｎは、以下の（１）と（２）を足し合わせることにより算出することができる。
（１）（ｎ－１）番目までのショットにおけるＳ６０３、Ｓ６０４、Ｓ６０５にかかる時間の合計。
（２）ｎ番目のショットにおけるＳ６０３にかかる時間。

【0037】

ｋ番目のショットのＳ６０３、Ｓ６０４、Ｓ６０５にかかる時間をそれぞれＴ６０３＿ｋ、Ｔ６０４＿ｋ、Ｔ６０５＿ｋとすると、予測値Ｔｐｒ＿ｎは次式により表される。

【0038】

【数1】

【0039】

この式によると、Ｔｐｒ＿１を計算することができればＴｐｒ＿２を計算することができ、Ｔｐｒ＿２を計算することができればＴｐｒ＿３を計算することができる。このように、Ｔｐｒ＿１の値から連鎖式に全ショットの予測値Ｔｐｒを計算することができる。また、Ｔｐｒ＿１の値はＴ６０３＿１と同等である。

【0040】

ｋ番目のショットのＳ６０３にかかる時間Ｔ６０３＿ｋは、（ｋ－１）番目のショット領域からｋ番目のショット領域までの距離（ただし、ｋ＝１のときは、供給工程終了時の位置から１番目のショット領域までの距離。）と、ステージ駆動の加速度、最高速度、整定時間から計算することができる。ｋ番目のショットのＳ６０４にかかる時間Ｔ６０４＿ｋは、型をインプリント材に近づけ接触させるのにかかる時間と待機時間との和となる。型をインプリント材に近づけ接触させるのにかかる時間は、初期位置での型からインプリント材までの距離と、型駆動部１０４による型下降の加速度、最高速度、整定時間から計算することができる。また、待機時間は、第１実施形態と同様の方法で算出された経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ（Ｔ）のＴにＴｐｒ＿ｋを代入することによって計算されうる。ｋ番目のショットのＳ６０５にかかる時間Ｔ６０５＿ｋは、紫外線照射時間と、型をインプリント材から引き離して初期位置に戻すのにかかる時間の和となる。型をインプリント材から引き離して初期位置に戻すのにかかる時間は、初期位置での型からインプリント材まで距離と、型駆動部１０４による型上昇の加速度、最高速度、整定時間から計算することができる。ステージ駆動や型駆動の加速度、最高速度、整定時間、及び紫外線照射時間は、装置の設定として一定値であってもよいし、ショット領域毎に設定された値であってもよい。

【0041】

本実施形態よれば、従来のインプリント方法の工程の順番に変更を加えることなく、ショット毎に適した待機時間を設定することができる。

【0042】

＜第３実施形態＞
国際公開第２０１８／１６４０１６号（特許文献２）には、インプリント材（硬化性組成物）の供給時（図２の２０２）にショット領域毎にインプリント材の供給量を変えることが記載されている。これは、ショット順が後のショット領域であるほど、インプリント材が供給からの時間経過に伴うインプリント材の揮発量が多く、これを補償するためである。インプリント材の揮発量を予測し、その揮発量分多くインプリント材を供給することにより、接触工程時のインプリント材の量を複数のショット領域にわたって均一にすることができる。このインプリント材の揮発量の予測に、供給工程から接触工程までの経過時間の予測値として、第２実施形態の方法で計算できる予測値を用いてもよい。一方、何らかの原因で、供給工程から接触工程までの経過時間が予測値と異なる場合がありうる。この場合は、インプリント材の揮発量が予測値と異なるため、接触工程時のインプリント材の量がショット毎に異なる。インプリント材の量が予測値と異なる場合には、それに応じて待機時間を再設定することが望ましい。

【0043】

以下、図７のフローチャートを参照して、第３実施形態におけるインプリント方法を説明する。

【0044】

Ｓ７０１で、制御部ＣＮＴは、各ショット領域に関してインプリント材供給完了から接触工程開始までの経過時間（供給－接触間時間）を予測する。Ｓ７０２で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域に連続してインプリント材が供給されるよう、基板ステージ１０２および供給部Ｄを制御する（供給工程）。ここで、制御部ＣＮＴは、Ｓ７０１で予測された経過時間Ｔｐｒ＿ｎを用いて、インプリント材Ｒの揮発量の予測値分多くインプリント材を供給する。Ｓ７０３では、制御部ＣＮＴは、Ｓ７０２の供給工程におけるインプリント材供給の完了直後からの経過時間の計測を開始する。

【0045】

Ｓ７０４～Ｓ７０６は、接触工程である。
Ｓ７０４で、制御部ＣＮＴは、複数のショット領域のうちの１つのショット領域（対象ショット領域）が型駆動部１０４（すなわち型Ｍ）の下に来るように基板ステージ１０２を駆動する（第１工程）。
Ｓ７０５では、制御部ＣＮＴは、現在の経過時間に基づいて、対象ショット領域の待機時間を設定する。具体的には、制御部ＣＮＴは、Ｓ７０３での計時開始から接触工程の開始（Ｓ７０４での基板ステージ１０２の移動開始）までの経過時間Ｔを計測する。制御部ＣＮＴは、計測された経過時間Ｔに基づいて、インプリント材Ｒの液滴の拡がりと揮発量を考慮して、対象ショット領域に対する待機時間Ｔｓｐを求める。
Ｓ７０６では、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域上のインプリント材Ｒとが接触するよう型駆動部１０４により型Ｍを対象ショット領域に近接させる（第２工程）。そして、制御部ＣＮＴは、型Ｍと対象ショット領域の上のインプリント材Ｒとの接触が完了した状態で、Ｓ７０５で設定された待機時間Ｔｓｐの間待機する（第３工程）。

【0046】

その後、Ｓ７０７で、制御部ＣＮＴは、インプリント材Ｒを硬化させるよう硬化部Ｓを制御し（硬化工程）、その後、硬化したインプリント材から型Ｍを引き離すよう型駆動部１０４を制御する（離型工程）。

【0047】

以上のＳ７０４～Ｓ７０７が、複数のショット領域のそれぞれに対して繰り返される。

【0048】

次に、本実施形態で想定される事前実験の方法について説明する。Ｓ７０５において待機時間Ｔｓｐの決定に用いられる計算式は、以下の事前実験の結果から求められる。第１実施形態における事前実験と同様に、デバイス等の物品の製造時に使用される場合と同様のインプリント装置、型、インプリント材等を用いて、条件を変えながら複数回インプリントを行うことにより、式導出のために必要な情報を取得する。

【0049】

まず、第１実施形態と同様の方法で、供給工程から接触工程までの経過時間に対する必要待機時間の関数を得る。この関数をＴｓｐ１（Ｔ）とする。このときのインプリント材供給量をＶ１とする。

【0050】

次に、インプリント材供給量をＶ２に変えて同様の実験を行い、経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ２（Ｔ）を得る。さらに、インプリント材供給量を様々に変えて同様の実験を行い、インプリント材供給量Ｖと経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ（Ｔ）の様々な組み合わせを得る。

【0051】

これを図示すると図８のようになる。図８において、グラフ８０１は、インプリント材供給量がＶ１のときの経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ１（Ｔ）を表す。グラフ８０２は、インプリント材供給量がＶ２のときの経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ２（Ｔ）を表す。グラフ８０３は、インプリント材供給量がＶ３のときの経過時間に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ３（Ｔ）を表す。これらのグラフを見ると、インプリント材供給からの経過時間がＴ１のときの、インプリント材供給量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３それぞれに対する必要待機時間は、Ｔｓｐ１、Ｔｓｐ２、Ｔｓｐ３であることが分かる。

【0052】

これらの値を、インプリント材供給量と必要待機時間の対応関係としてプロットすると、図９のプロット９０１、９０２、９０３のようになる。これらのプロットから図９のグラフ９０４で示される近似曲線を求めることで、経過時間がＴ１のときのインプリント材供給量に対する必要待機時間の関数Ｔｓｐ’（Ｖ）を得ることができる。

【0053】

制御部ＣＮＴは、図８に示されるような経過時間に対する必要待機時間の関数群をメモリに格納する。さらに、制御部ＣＮＴは、経過時間をＴとしたときのインプリント材供給量と必要待機時間との対応関係を表す関数Ｔｓｐ’（Ｖ）を計算する。本実施形態では、Ｓ７０５にて、Ｓ７０３で開始した経過時間Ｔからインプリント材供給量と必要待機時間との関係を表す関数Ｔｓｐ’（Ｖ）を計算した上で、Ｓ７０２でのインプリント材供給量Ｖを上記関数に代入することにより、待機時間を計算する。

【0054】

以上のように、待機時間をインプリント材が供給されてからの経過時間とインプリント材供給量を用いて計算することにより、インプリント材の揮発が考慮された、ショット毎に過不足のない待機時間を設定してインプリントを行うことができる。また、インプリント材の揮発量が想定と異なる場合であっても、それを考慮して待機時間を設定することができる。

【0055】

以上説明した種々の実施形態によれば、スループットと正確なパターン形成の両立に有利なインプリント装置を提供することができる。

【0056】

＜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。

【0057】

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。

【0058】

次に、物品製造方法について説明する。図１０の工程ＳＡでは、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコン基板等の基板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。

【0059】

図１０の工程ＳＢでは、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１０の工程ＳＣでは、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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

【0060】

図１０の工程ＳＤでは、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。

【0061】

図１０の工程ＳＥでは、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７の工程ＳＦでは、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。

【0062】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0063】

ＩＭＰ：インプリント装置、Ｓ：硬化部：Ｄ：供給部（ディスペンサ）、ＣＮＴ：制御部、Ｍ：型、Ｗ：基板、１０１：基板チャック、１０２：基板ステージ、１０３：型チャック、１０４：型駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】