JP6953259B2 - 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

Description

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。

半導体デバイスや液晶表示装置等の物品を製造するリソグラフィ装置の一つとしてインプリント装置がある。インプリント装置は、基板上の未硬化のインプリント材を型に接触させた状態で硬化させて、硬化後のインプリント材から型を引き離すことで基板上に微細パターンの形成を行う。

インプリント材への型の接触は、インプリント材のパターンが形成される基板のパターン形成面と、基板上のインプリント材に接触させるパターン部が設けられたパターン面とを対向させて行われる。型および基板は、適宜、装置外に用意された型および基板とそれぞれ交換されうる。このとき、基板のパターン形成面と型のパターン面とが対向するようにそれぞれを交換しなければならない。

特許文献１のインプリント装置によるテンプレートの搬入出方法では、転写パターンが形成された表面が上方を向くように収容されたカセットからテンプレートを取り出して反転ユニットにより表裏面を反転させて転写パターンを下方に向けている。

特許第５４４３０７０号公報

しかしながら、特許文献１のインプリント装置は、上方を向いた特定の面を下方に向ける反転のみを行っており、下方を向いた特定の面を上方に向ける反転をすべき場合などに対応できない。

本発明は、例えば、型および基板の交換効率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、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、型を保持する型保持部と、基板を保持する基板保持部と、装置に対して型を搬入出するための第１開口部から型保持部までの型搬送経路および、装置に対して基板を搬入出するための第２開口部から基板保持部までの基板搬送経路において型の面の向きまたは基板の面の向きを反転させる反転部と、型の面の向きに基づいて型の面の向きを反転するか否かを決定し、基板の面の向きに基づいて基板の面の向きを反転するか否かを決定し、決定結果に基づいて反転部を制御する制御部と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、型および基板の交換効率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。

第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係るインプリント装置を用いたインプリント方法（モールド作製方法）を説明するフローチャートである。 第１実施形態に係るマスターモールドおよびレプリカモールドの搬送方法を説明するための模式図である。 第１実施形態に係るカセットに格納した状態のマスターモールドおよびレプリカモールドの断面図である。 第１実施形態に係るレプリカモールドの搬送方法を説明するフローチャートである。 第１実施形態に係るレプリカモールドの搬送経路の一覧を示す図である。 第１実施形態に係るレプリカモールドの搬送経路を示す模式図である 第２実施形態に係るマスターモールドの搬送方法を説明するための模式図である。 第２実施形態に係るカセットに格納した状態のマスターモールドとレプリカモールドの断面図である。 第３実施形態に係るマスターモールドおよびレプリカモールドの搬送方法を説明するための模式図である。 第４実施形態に係るレプリカモールドの搬送方法を説明するための模式図である。 レプリカモールドの一例を示す図である。 第４実施形態に係る指示方法の一例を説明する図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

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。なお、各図面において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）

図１は第１実施形態に係るインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、型を用いて基板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処理を行う。インプリント処理とは、基板上に供給されるインプリント材と型とを接触させ（押印）、接触状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型を剥離（離型）することで型に形成されたパターンを基板上に転写する処理である。インプリント材の硬化方法として、光の照射による方法や、他のエネルギー（例えば、熱）による方法がある。

本実施形態におけるインプリント装置１００は、レプリカモールド作製工程に使用されうる。レプリカモールド作製工程では、被処理基板として、パターンが形成されていないレプリカモールド（ブランクモールド）を用いる。レプリカモールド作製工程において、インプリント装置１００は、ブランクモールド上に、型であるマスターモールドの凹凸パターンを転写する。

本実施形態では、インプリント材として紫外線で硬化する光硬化性樹脂を用いた光硬化法を採用する。また、型をマスターモールドＭＭ、基板をレプリカモールドＲＭとしてレプリカモールドを複製する。なお、図１においては、レプリカモールド上のインプリント材に対して照射される紫外光の光軸に平行に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。

型としてのマスターモールドＭＭは、外周部が矩形で、レプリカモールドＲＭに対する対向面に、所定の凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部Ｐを有する。マスターモールドＭＭのパターン部Ｐは、レプリカモールドＲＭ上へ塗布されたインプリント材Ｒに転写される。マスターモールドＭＭの材質には、例えば、石英などの紫外線を透過させる素材が用いられる。マスターモールドＭＭは、光の入射面側に型側凹部１０１を有しうる

基板としてのレプリカモールドＲＭは、例えば、石英などの紫外線を透過する素材が用いられる。レプリカモールドＲＭは、マスターモールドＭＭ側の面の中央部に、マスターモールドＭＭのパターンが転写される領域である基板側凸部１０２を有する。凸部１０２は、例えば、レプリカモールドＲＭの基部１０３より、３０μｍ高い凸形状を形成する。凸部１０２は、例えば、半導体製造工程において、レプリカモールドＲＭを型として、基板としてのウエハにインプリント処理する際、レプリカモールドＲＭとウエハが密着して引きはがせなくなる事を防止するために必要である。レプリカモールドＲＭの凸部１０２には、インプリント材Ｒが塗布されうる。また、レプリカモールドＲＭは、凸部１０２と反対側の面に基板側凹部１０４を有しうる。

なお、本実施形態では、レプリカモールドを複製する場合を例に説明するが、通常のインプリント処理を行うにあたり、基板として、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハなどを用いても良い。

（インプリント装置）
インプリント装置１００は、照明部１１０、型保持部１２０、基板保持部１３０、供給部１４０、型搬送部１６０、基板搬送部１７０、制御部１８０を備えうる。

照明部１１０は、インプリント処理の際に、マスターモールドＭＭに対してインプリント材Ｒを硬化させる紫外線ＵＶを照射する照明手段である。この照明部１１０は、光源１１１と、光源１１１から射出された紫外線ＵＶをインプリント材に照射するために適切な光に調整するための光学素子１１２および光を基板上に導くためのハーフミラーＨＭを含む。また、光を基板表面で走査する必要がある場合には、光を走査するための走査手段ＨＭを含んでいてもよい。

型保持部１２０は、マスターモールドＭＭを保持、及び固定するための保持機構である。型保持部１２０は、マスターモールドＭＭを保持した状態で、マスターモールドＭＭをレプリカモールドＲＭに押し付けるためのＺ駆動機構（不図示）を含みうる。また、このとき、マスターモールドＭＭやレプリカモールドＲＭの高さ・傾きに応じて、マスターモールドＭＭの高さと傾きを補正する補正駆動機構（不図示）も含みうる。

型保持部１２０内のマスターモールドＭＭ上部には、ＴＴＭ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｍａｓｋ）スコープ１２１を備える。ＴＴＭスコープ１２１は、マスターモールドＭＭに設けられたアライメントマーク（不図示）と、レプリカモールドＲＭに設けられたアライメントマーク（不図示）を検出するための光学系と撮像系を有するアライメントスコープである。ＴＴＭスコープ１２１によるアライメントマークの検出結果から、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭのＸ方向及びＹ方向のシフトずれや回転ずれを計測することができる。この計測結果を用いて型と基板の位置合わせを行う。

さらに、型保持部１２０は、型側凹部１０１の圧力を調整する圧力調整機構１２２を備えうる。レプリカモールドＲＭ上のインプリント材ＲにマスターモールドＭＭを接触させる際には、圧力調整機構１２２によって型側凹部１０１内の圧力が外部空間の圧力より高くされる。そして、パターン部Ｐおよび周辺部１０５がレプリカモールドＲＭに向かって凸形状になるように制御されうる。これにより、パターン部Ｐの中央部分が最初にレプリカモールドＲＭ上のインプリント材Ｒに接触し、その後に接触部分が徐々に広がり、最終的にパターン部Ｐ全体がインプリント材Ｒに接触しうる。これにより、パターン部Ｐとインプリント材Ｒとの間に気体が閉じ込められることを抑えることができる。

基板保持部１３０は、レプリカモールドＲＭを真空吸着や静電吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内に移動可能な保持手段である。基板保持部１３０はレプリカモールドＲＭをＺ軸まわりの回転駆動させるための駆動機構を備えることが望ましい。

基板保持部１３０は、インプリント装置１００のステージ定盤１０６に沿って駆動する。この場合は、基板保持部１３０がＸＹ平面内に駆動した時のＺ方向や傾きの基準は、ステージ定盤１０６となる。ステージ定盤１０６は、マウント１０７上に構成されており、インプリント装置１００は、床からの振動の影響を受けにくい構造になっている。また、基板保持部１３０は、レプリカモールドＲＭをＺ方向に移動させる駆動機構や、ＸＹ軸周りにレプリカモールドＲＭを回転させる回転機構を有していてもよい。さらに、基板保持部１３０は、型保持部と同様に、基板側凹部１０４の圧力を調整する圧力調整機構１３１を備えうる。

基板保持部１３０には、マスターモールドＭＭの表面を計測することができる型計測センサー１３２（型検出手段）を備えうる。型計測センサー１３２は、マスターモールドＭＭの表面までのＺ軸方向の距離（形状）を計測することができる距離計測器である。型計測センサー１３２の計測結果に基づいて、マスターモールドＭＭの表面の高さを求めることができる。

基板保持部１３０がＸＹ平面に沿って移動することによって、型計測センサー１３２はマスターモールドＭＭの表面の各位置（全面）を計測可能である。型計測センサー１３２は、基板保持部１３０とは異なる機構に設けられていてもよい。その場合も、型計測センサー１３２がＸＹ平面に沿って移動することでマスターモールドＭＭの表面を計測することができる。

さらにインプリント装置１００は、レプリカモールドＲＭの表面を計測することができる基板計測センサー１０８を備えうる。基板計測センサー１０８は、レプリカモールドＲＭの表面までのＺ軸方向の距離（形状）を計測することができる距離計測器である。基板計測センサー１０８の計測結果に基づいて、レプリカモールドＲＭの表面の高さを求めることができる。基板保持部１３０がＸＹ平面に沿って移動することによって、基板計測センサー１０８はレプリカモールドＲＭの表面の各位置（全面）を計測可能である。基板計測センサー１０８がＸＹ平面に沿って移動することによってレプリカモールドＲＭの表面を計測してもよい。

また、インプリント装置１００は、基板保持部１３０に配置された基準プレート（不図示）に設けられた基準マークやアライメントマークを検出するオフアクシススコープ１０９も備えうる。オフアクシススコープ１０９は、レプリカモールドＲＭのアライメントマークを検出することも可能である。

供給部１４０は、レプリカモールドＲＭ上にインプリント材Ｒを供給する供給手段である。供給部１４０は、吐出口（不図示）を有しており、吐出口からレプリカモールドＲＭにインプリント材を供給する。なお、本実施形態のインプリント材は、紫外線を照射することによって硬化する性質を持つ樹脂を利用する。また、供給するインプリント材の量などは、例えば、必要となるインプリント材の厚さや転写するパターン密度などによって、制御部１８０により決められる。

観察部１５０は、例えば、カメラなどの撮像部を含み、レプリカモールドＲＭを観察する。観察部１５０は、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭ上のインプリント材Ｒとの接触状態を観察することが可能である。さらに、観察部１５０は、例えば、マスターモールドＭＭのパターン部Ｐへのインプリント材Ｒの充填状態や、レプリカモールドＲＭ上の硬化したインプリント材ＲからのマスターモールドＭＭの離型状態などを観察することも可能である。本実施形態で観察部１５０は、マスターモールドＭＭやレプリカモールドＲＭからの光がハーフミラーＨＭを透過した光を観察している。しかし、光源部１１１と観察部１５０の配置は反対であってもよい。

型搬送部１６０は、マスターモールドＭＭを型保持部１２０に搬入したり、インプリント装置１００から搬出したりする搬送手段である。また、基板搬送部１７０は、レプリカモールドＲＭを基板保持部１３０に搬入したり、インプリント装置１００から搬出したりする搬送手段である。

制御部１８０は、インプリント装置１００の各構成ユニットの動作の制御、及び、各種センサー値などの取得を行う。また、制御部１８０は、レプリカモールドＲＭの面の向きに基づいてレプリカモールドＲＭの面の向きを反転するか否かを決定し、決定結果に基づいて後述する反転部を制御する。制御部１８０は、インプリント装置１００の各構成ユニットに接続された、不図示のコンピュータやシーケンサなどで構成されており、処理部や記憶部を有しうる。制御部１８０は、インプリント装置１００内に設けてもよいし、インプリント装置１００とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。

（インプリント方法）
図１のインプリント装置１００を用いて、マスターモールドＭＭに形成されたパターンをレプリカモールドＲＭに転写することによってレプリカモールドを作製する、モールド作製方法を説明する。図２は、第１実施形態に係るインプリント装置１００を用いたインプリント方法（モールド作製方法）を説明するフローチャートである。各フローは、主に制御部１８０による各部の制御により実行される。

まず、型搬送部１６０によって、マスターモールドＭＭがインプリント装置１００内に搬入される。同様に、基板搬送部１７０によってレプリカモールドＲＭがインプリント装置１００内に搬入される（Ｓ２０１）。なお、マスターモールドＭＭが既にインプリント装置１００内に搬入済みの場合は、マスターモールドＭＭの搬入は行わない。

その後、型の状態を検出するために、型計測センサー１３２によってマスターモールドＭＭの表面の傾きや高さを計測する。同様に、レプリカモールドＲＭの状態を検出するために、基板計測センサー１０８によって、レプリカモールドＲＭの表面の傾きや高さを計測する。型計測センサー１３２と基板計測センサー１０８の２つセンサーの計測結果から、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭの表面が平行になるように、型保持部１２０の傾きを補正する（Ｓ２０２）。

次に、供給部１４０は、レプリカモールドＲＭのインプリント領域（凸部１０２）にインプリント材Ｒを供給する（Ｓ２０３）。基板保持部１３０によってレプリカモールドＲＭを供給部１４０の下でスキャン駆動させながら、凸部１０２にインプリント材Ｒを供給する。このとき、制御部１８０は、インプリント材の供給量や供給位置を設定したインプリント材の供給情報を不図示の記憶部から読み出してインプリント材Ｒの供給を制御する。

次に、基板保持部１３０を駆動することで、インプリント材Ｒが供給されたレプリカモールドＲＭをマスターモールドＭＭの直下に配置する。この状態で、ＴＴＭスコープ１２１がマスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭに形成されたアライメントマークを検出して、位置ずれを計測する。計測されたマスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭの位置ずれに基づき、基板保持部１３０を駆動して位置合わせを行う（Ｓ２０４）。

次に、圧力調整機構１２２、１３１を制御し、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭのそれぞれ対向する面を凸形状にする。その後、型保持部１２０をレプリカモールドＲＭに対向する面方向に駆動させ、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭとを、インプリント材Ｒを介して接触させる（Ｓ２０５）。なお、基板保持部１３０を、マスターモールドＭＭに対向する面方向に駆動させて、接触させても良い。接触させることにより、インプリント材Ｒは、パターン部Ｐに充填される。この後、圧力調整機構１２２、１３１を制御して徐々に圧力を下げ、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭとの接触面積を増やしていく。

そして、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭのアライメントマークをＴＴＭスコープ１２１で観察しながら、基板保持部１３０を駆動させ、位置合わせするダイバイダイアライメントを実施する（Ｓ２０６）。

位置合わせが完了したら、照明部１１０から紫外線ＵＶを照射し、レプリカモールドＲＭ上のインプリント材Ｒを硬化させる（Ｓ２０７）。そして、再度、圧力調整機構１２２、１３１を制御し、マスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭのそれぞれ対向する面を凸形状にし、型保持部１２０をレプリカモールドＲＭに対向する面とは反対の方向に駆動する。これにより、マスターモールドＭＭをレプリカモールドＲＭから剥離（離型）する（Ｓ２０８）。この結果、硬化したインプリント材Ｒのパターンが、レプリカモールドＲＭ上に形成される。なお、硬化したインプリント材ＲがレプリカモールドＲＭ上に残留するよう、レプリカモールドＲＭの表面には、あらかじめ密着層を塗布しておくことが望ましい。そして最後に、インプリント処理が終わったレプリカモールドＲＭを、基板搬送部１７０により、インプリント装置１００から搬出する（Ｓ２０９）。

（搬送方法）
本実施形態におけるマスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭの搬送方法について説明する。図３は、第１実施形態に係るマスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭの搬送方法を説明するための模式図である。

第１開口部３０１（第１搬入出部）は、マスターモールドＭＭをインプリント装置１００内に搬入出するための開口である。また、第２開口部３０２（第２搬入出部）は、レプリカモールドＲＭをインプリント装置１００内に搬入出するための開口である。それぞれ、インプリント装置１００に設けられる。

マスターモールドＭＭは、第１開口部３０１から、インプリント装置１００に搬入出され、型搬送部１６０によって、読取部ＱＲ、外形位置決め部ＰＡ、などを経由して型保持部１２０へと搬入され、同様に型保持部１２０から第１開口部３０１へと搬出される。マスターモールドＭＭが、型搬送部１６０により搬送される経路を型搬送経路とする。

レプリカモールドＲＭは、第２開口部３０２から、インプリント装置１００に搬入出される。レプリカモールドＲＭは、基板搬送部１７０によって、読取部ＱＲ、外形位置決め部ＰＡ、などを経由して基板保持部１３０へと搬入され、同様に基板保持部１３０から第２開口部３０２へと搬出される。レプリカモールドＲＭが、基板搬送部１７０により搬送される経路を基板搬送経路とする。

基板搬送経路には、レプリカモールドＲＭの面の向きを反転させる反転部３０３が備えられる。レプリカモールドＲＭは、制御部１８０の決定結果に応じて反転部３０３に搬送され、面の向きが反転される。制御部１８０は、反転前のレプリカモールドＲＭの面の向きに基づき、反転するか否かを決定する。

読取部ＱＲは、マスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭに描画された例えばＱＲコード（登録商標）やバーコードなどを検出し、検出したＱＲコードやバーコードから読取った情報を制御部１８０へ出力する。外形位置決め部ＰＡは、マスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭのＸＹ方向と回転方向の位置決めを行う。

反転部３０３は、必要に応じてレプリカモールドＲＭの面の向きを反転する。反転部３０３は、例えば、回転機構を有するアクチュエータなどであるが、その構成は多様であり反転方法についてはこれに限られない。

マスターモールドＭＭの搬入方法について説明する。本工程は、図２中のＳ２０１を詳細に説明するものである。図４は、第１実施形態に係るカセットに格納した状態のマスターモールドおよびレプリカモールドの断面図である。本実施形態において、マスターモールドＭＭは、図４（Ａ）に示すように、パターン部ＰがレプリカモールドＲＭ側（下側）となる状態でカセット４０１に格納されているものとする。

マスターモールドＭＭを格納したカセット４０１は、第１開口部３０１に設置される。その後、不図示コンソールからの操作もしくはユーザからの遠隔操作により、インプリント装置１００内へ搬送され、カセット４０１からマスターモールドＭＭが取り出される。マスターモールドＭＭは、型搬送部１６０によって、読取部ＱＲに搬送され、読取部ＱＲにより、情報が読取られる。読取部ＱＲにより、読取られた情報は、制御部１８０に出力される。

その後、マスターモールドＭＭは、外形位置決め部ＰＡに搬送され、ＸＹ方向と回転方向の位置決めが行なわれる。そして、マスターモールドＭＭは、型保持部１２０へと搬送される。

図５は、第１実施形態に係るレプリカモールドの搬送方法を説明するフローチャートである。各フローは、主に制御部１８０による各部の制御により実行され、レプリカモールドＲＭの搬送は基板搬送部１７０により行われる。まず、図２中のＳ２０１において、レプリカモールドＲＭは、インプリント装置内に搬入される。その際のレプリカモールドの搬送方法について説明する。

図５に戻り、まず、レプリカモールドＲＭが格納されたカセットを、第２開口部３０２に設置する（Ｓ５０１）。レプリカモールドＲＭは、通常、インプリント装置１００に搬入される前においては、カセットに格納されている。本実施形態においては、第２開口部にレプリカモールドＲＭが格納されたカセットが設置された際、例えば、図４（Ｂ）に示す状態でカセット４０２に格納されているものとする。すなわち、レプリカモールドＲＭは、被転写面である凸部１０２がマスターモールドＭＭと反対側（下側）となる状態でカセット４０２に格納されているものとする。

図５に戻り、次に、カセット４０２を基板搬送部１７０によってインプリント装置１００内に搬入し、カセット４０２からレプリカモールドＲＭを取り出す（Ｓ５０２）。レプリカモールドＲＭは、基板搬送部１７０によって、カセット４０２から読取部ＱＲへ搬送され、読取部ＱＲにより、情報が制御部１８０へと出力される（Ｓ５０３）。このカセット４０２から読取部ＱＲへの搬送経路を経路Ａとする。

その後、Ｓ５０３で出力された情報や、異常や操作指示などによる中断要因がないか判断する（Ｓ５０４）。中断する要因があった場合（Ｙｅｓ）、レプリカモールドＲＭを読取部ＱＲからカセット４０２へと搬送する。カセット４０２に搬送されたレプリカモールドＲＭは、カセット４０２に格納され、第２開口部から搬出される（Ｓ５１２）。この読取部ＱＲからカセット４０２への搬送経路を経路Ｂとする。

中断する要因がない場合（Ｎｏ）は、レプリカモールドＲＭを読取部ＱＲから外形位置決め部ＰＡへ搬送し、ＸＹ方向と回転方向の位置決めを行う（Ｓ５０５）。この読取部ＱＲから外形位置決め部ＰＡへの搬送経路を経路Ｃとする。

その後、Ｓ５０５の位置決めの結果、異常や操作指示などによる中断要因がないか判断する（Ｓ５０６）。中断する要因があった場合（Ｙｅｓ）、レプリカモールドＲＭを外形位置決め部ＰＡからカセット４０２へ搬送する。カセット４０２に搬送されたレプリカモールドＲＭは、カセット４０２に格納され、第２開口部から搬出される（Ｓ５１２）。この外形位置決め部ＰＡからカセット４０２への搬送経路を経路Ｄとする。

中断する要因がない場合（Ｎｏ）は、レプリカモールドＲＭを反転部３０３に搬送し、反転部３０３によりレプリカモールドＲＭの面の向きを反転する。すなわち、被転写面である凸部１０２がマスターモールドＭＭ側（上側）になるように反転する（Ｓ５０７）。レプリカモールドＲＭを、被転写面をマスターモールドＭＭ側に向けた状態で、基板保持部１３０に搬送するためである。なお、この外形位置決め部ＰＡから基板保持部１３０搬送経路を経路Ｅとする。

その後、Ｓ５０７のレプリカモールドを反転する工程で、異常や操作指示などによる中断要因がないか判断する（Ｓ５０８）。中断する要因があった場合（Ｙｅｓ）、レプリカモールドＲＭの被転写面がマスターモールド側（上側）であるか否かを判断する（Ｓ５０９）。被転写面が上側である場合（Ｙｅｓ）、レプリカモールドＲＭを反転部３０３に搬送し、反転部３０３によりレプリカモールドＲＭの面の向きを反転する。すなわち、被転写面がマスターモールドＭＭとは反対側（下側）になるように反転する（Ｓ５１１）。被転写面を下向きの状態でカセット４０２に格納するためである。その後、レプリカモールドＲＭをカセットに格納し、第２開口部から搬出する（Ｓ５１２）。この、被転写面が上側であった場合の、反転部３０３からカセット４０２への搬送経路を経路Ｆとする。

レプリカモールドＲＭの被転写面が上側でない場合（Ｓ５０９、Ｎｏ）、レプリカモールドＲＭをカセットに格納し、第２開口部から搬出する（Ｓ５１２）。この被転写面が上側でない場合（下側）の、反転部３０３からカセット４０２への搬送経路を経路Ｇとする。

中断する要因がなかった場合（Ｓ５０８、Ｎｏ）、レプリカモールドＲＭを基板保持部１３０に搬送し、インプリント処理を行う（Ｓ５１０）。Ｓ５１０の工程は、図２中のＳ２０２〜２０８の工程に該当する。

図５に戻り、インプリント処理（Ｓ５１０）が完了したら、レプリカモールドＲＭを基板保持部１３０から反転部３０３に搬送し、反転部３０３によりレプリカモールドＲＭの面の向きを反転させる。すなわち、被転写面がマスターモールドＭＭとは反対側（下側）になるように反転させる（Ｓ５１１）。図４（Ｂ）に示すように、被転写面を下向きの状態でカセット４０２に格納するためである。そして、レプリカモールドＲＭをカセットに格納し、第２開口部から搬出する（Ｓ５１２）。この基板保持部１３０からカセット４０２への搬送経路を経路Ｈとする。

図６は、第１実施形態に係るレプリカモールドＲＭの搬送経路の一覧を示す図である。該一覧には、上述した経路Ａ〜Ｇが示されている。上述の通り、本実施形態では、経路Ｅ、Ｆ、Ｈにおいて、レプリカモールドＲＭを反転させる必要があるため、制御部１８０は、レプリカモールドＲＭの面の向きを反転させる決定をし、反転部３０３を制御する。例えば、制御部１８０は、レプリカモールドＲＭを搬送元から搬送先へ搬送する間に、レプリカモールドＲＭの面の向きを反転するか否かを決定する。

図７は、第１実施形態に係るレプリカモールドＲＭの搬送経路を示す模式図である。異常や操作指示などによる中断要因がない場合、レプリカモールドＲＭはまず、第２開口部３０２に設置されたカセット４０２から、読取部ＱＲへと搬送される（経路Ａ）。そして、読取部ＱＲから、外形位置決め部ＰＡへと搬送される（経路Ｃ）。次に、外形位置決め部ＰＡから、反転部３０３へと搬送され（経路Ｅ１）、面の向きが反転される。その後、反転部３０３から、基板保持部１３０へと搬送され（経路Ｅ２）、最後に、基板保持部１３０から第２開口部３０２に設置されたカセット４０２へと搬送される（経路Ｈ）。

本実施形態においては、一例として、レプリカモールドＲＭは、被転写面である凸部１０２が下向きの状態でカセット４０２に格納されている例について説明した。この他にも、例えば、外部の洗浄装置や検査装置に投入する場合など、パターンが形成された（インプリント処理後の）レプリカモールドＲＭをパターン面（被転写面）が上向きの状態でカセット４０２に格納する場合は、経路Ｈにおいて、反転させる必要はない。つまり、制御部１８０は、搬出先に基づいてレプリカモールドＲＭの面の向きを反転するか否かを決定する。本実施形態によれば、上述のような定常外の操作にも対処することが可能となり、基板の交換効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、基板搬送部１７０とは異なる反転部３０３を設けたが、例えば、基板搬送部１７０自体に回転機構を設け、基板搬送部１７０を反転部３０３としても良い。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係るマスターモールドＭＭの搬送方法を説明するための模式図である。第１実施形態と同様の構成は同符号で示し、説明は省略する。本実施形態では、型搬送経路に反転部３０３を設ける。

図９は、第２実施形態に係るカセットに格納した状態のマスターモールドＭＭとレプリカモールドＲＭの断面図である。本実施形態においては、第１開口部にカセット４０１が設置された際、例えば、図９（Ａ）に示すように、マスターモールドＭＭは、パターン部ＰがレプリカモールドＲＭと反対側（上側）となる状態でカセット４０１に格納されているものとする。また、図９（Ｂ）に示すように、レプリカモールドＲＭは、被転写面である凸部１０２がマスターモールドＭＭ側（上側）となる状態でカセット４０２に格納されているものとする。

マスターモールドＭＭを格納したカセット４０１は、第１開口部３０１に設置される。その後、第１実施形態と同様に、装置１００内へ搬送され、カセット４０１からマスターモールドＭＭが取り出される。マスターモールドＭＭは、型搬送部１６０によって、読取部ＱＲに搬送され、読取部ＱＲにより、読取られた情報は、制御部１８０に出力される。

その後、マスターモールドＭＭは、外形位置決め部ＰＡに搬送され、ＸＹ方向と回転方向の位置決めが行なわれる。次に、マスターモールドＭＭは、反転部３０３に搬送され、第１実施形態に係るレプリカモールドＲＭと同様に、反転部３０３により、面の向きが反転される。すなわち、パターン部ＰがレプリカモールドＲＭ側（下側）になるように反転される。反転されたマスターモールドＭＭは、型保持部１２０へ搬送される。

その後インプリント処理を行う。インプリント処理が全て完了した後、マスターモールドＭＭは、型保持部１２０から反転部３０３に搬送され、反転部３０３により、面の向きが反転される。すなわち、パターン部ＰがレプリカモールドＲＭと反対側（上側）になるように反転される。反転されたマスターモールドＭＭは、カセット４０１に格納され、第１開口部３０１から搬出される。

型搬送経路中において、異常や操作指示によりマスターモールドＭＭを第１開口部３０１に戻す場合がある。読取部ＱＲ又は、外形位置決め部ＰＡから第１開口部３０１に戻す場合は、マスターモールドＭＭのパターン部Ｐは上側にある状態であるので、反転部３０３にて反転を行わずに第１開口部３０１に搬送する。

反転部３０３から第１開口部３０１に戻す場合、マスターモールドＭＭのパターン部Ｐが下側になる状態であればパターン部Ｐが上側になるようマスターモールドＭＭを反転させた後に、上側になる状態であればそのまま第１開口部３０１に搬送する。

なお、本実施形態において、レプリカモールドＲＭは、カセット４０２に格納された状態において、被転写面である凸部１０２がマスターモールドＭＭ側（上側）を向いているため、基板搬送経路において、レプリカモールドＲＭを反転させる必要はない。

本実施形態によれば、マスターモールドについての定常外の操作にも対処することが可能となり、型の交換効率を向上させることができる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係るマスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭの搬送方法を説明するための模式図である。本実施形態においても、第１実施形態と同様の構成は同符号で示し、説明は省略する。本実施形態のインプリント装置１００は、型搬送経路および基板搬送経路に亘って１つの反転部３０３設置されることを特徴とする。

反転部３０３は、型搬送経路及び基板搬送経路に設置され、マスターモールドＭＭおよびレプリカモールドＲＭの面の向きを反転する。なお、型搬送経路と基板搬送経路のそれぞれに異なる反転部３０３を設けても良い。本実施形態によれば、マスターモールドＭＭ及びレプリカモールドＲＭの両方についての定常外の操作にも対処することが可能となり、型および基板の交換効率を向上させることができる。

なお、第１実施形態乃至第３実施形態において、第１開口部３０１と第２開口部３０２とは、異なる開口部であるものとして説明したが、同一の開口部を第１開口部３０１、第２開口部３０２としても良い。

（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係るレプリカモールドＲＭの搬送方法を説明するための模式図である。本実施形態においても、第１実施形態と同様の構成は同符号で示し、説明は省略する。本実施形態のインプリント装置１００は、基板搬送経路中にレプリカモールドＲＭの面の向きを判別する判別部１１０１を備える。

レプリカモールドＲＭは被転写面である凸部１０２がマスターモールドＭＭと反対側（下側）となる状態でカセットに格納されている場合（図４（Ｂ））がある。また、凸部１０２がマスターモールドＭＭ側（上側）となる状態上向き状態でカセットに格納されている場合（図９（Ｂ））もある。判別部１１０１は、レプリカモールドＲＭの被転写面がマスターモールドＭＭ側（上側）または、マスターモールドＭＭとは反対側（下側）のいずれであるかを判別する。判別部１１０１は、例えば、レーザー変位計、分光干渉計等の高さセンサーである。図１２は、レプリカモールドＲＭの一例を示す図である。判別部１１０１は、例えば、基板側凸部１０２の有無、基板側凹部１０４の有無を計測することで、レプリカモールドＲＭの面の向きを判別する。

なお、判別部１１０１は、例えば、高さセンサーまたは、接触センサーであって、レプリカモールドＲＭの切欠部１２０１を計測することで、レプリカモールドＲＭの面の向きを判別しても良い。さらに、判別部１１０１は、例えば画像センサーであって、レプリカモールドＲＭに描画されている未図示のアライメントマーク、バーコード、ＱＲコードを計測検知することで、レプリカモールドＲＭの面の向きを判別しても良い。

また、判別部にて凸部１０２の長辺短辺の位置関係、切欠部１２０１、アライメントマーク、バーコード、ＱＲコードの位置を検出することで、レプリカモールドＲＭの面の向きの判別のみならず回転姿勢の誤りを検知することも可能である。

本実施形態に係るレプリカモールドＲＭの搬送方法について説明する。カセット４０２から取り出されたレプリカモールドＲＭは、まず、判別部１１０１に搬送される。判別部１１０１は、レプリカモールドＲＭの面の向きを判別する。

制御部１８０は、判別部１１０１の判別結果に基づき、レプリカモールドＲＭの反転を行うか否かを決定する。例えば、判別部１１０１において、凸部１０２が、被転写面がマスターモールドＭＭ側（上側）にあると判別された場合、制御部１８０は、反転を行わない決定をする。被転写面がマスターモールドＭＭとは反対側（下側）にある場合、制御部１８０は、反転を行う決定をし、レプリカモールドＲＭは反転部３０３に搬送される。反転部３０３に搬送されたレプリカモールドＲＭは、反転部３０３により、被転写面がマスターモールドＭＭ側（上側）になるよう、反転される。

その後、レプリカモールドＲＭは、読取部ＱＲと外形位置決め部ＰＡを経由した後に、基板保持部１３０に搬送され、インププリント処理が行われる。これらの工程は第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態においては、一例として、基板搬送経路中に判別部１１０１を備えるインプリント装置１００を説明した。この他にも、型搬送経路中に同様に判別部１１０１を設け、マスターモールドＭＭの面の向きを判別し、該判別結果に基づき反転を行うか否かを決定することも可能である。この場合、例えば計測対象である基板側凸部１０２に対応するのは、パターン部Ｐ（型側凸部）であり、基板側凹部１０４に対応するのは、型側凹部１０１である。また、基板搬送経路及び型搬送経路の両方に判別部１１０１を設けても良いし、基板搬送経路及び型搬送経路に亘って一つの判別部１１０１を設けても良い。

本実施形態によれば、インプリント装置１００におけるマスターモールド及びレプリカモールドの管理が容易となる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係るインプリント装置１００の制御部１８０は、指示部（不図示）と接続され、指示部によって、搬出時のマスターマスクＭＭ（型）およびレプリカモールドＲＭ（基板）の面の向きを設定することを特徴とする。指示部は、表示部（不図示）と入力部（不図示）を備えうる。

図１３は、第４実施形態に係る指示方法の一例を説明する図である。表示部は、例えば、図１３に示すような方法で、搬入出時のレプリカモールドＲＭの被転写面向きを設定する項目を表示する。搬入時指示（Ｉｍｐｏｒｔ）１３１０は選択肢として、被転写面上向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｕｐ）１３１１と被転写面下向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｄｏｗｎ）１３１２を有する。被転写面上向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｕｐ）１３１１は凸部１０２がマスターモールド側向きである。被転写面下向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｄｏｗｎ）１３１２は、凸部１０２がマスターモールドと反対側向きである。

また、搬出時の被転写面向きを設定する項目、搬出時指示（Ｅｘｐｏｒｔ）１３２０は選択肢として、被転写面上向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｕｐ）１３２１と被転写面下向き（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｓｉｄｅ Ｄｏｗｎ）１３２２を有する。

例えば、第２実施形態で示すように、レプリカモールドＲＭを、被転写面がマスターモールド側（上向き）の状態（図９（Ｂ））で、インプリント装置１００に搬入出する場合について説明する。この場合、ユーザは、入力部により、図１３に示すように搬入時指示１３１０、搬出時指示１３２０共に、選択肢は被転写面上向き１３１１、１３２１を選択する。

また、第１実施形態で示すように、レプリカモールドＲＭを、被転写面がマスターモールドと反対側（下向き）の状態（図４（Ｂ））で、インプリント装置１００に搬入出する場合について説明する。この場合、ユーザは、入力部により、搬入時指示１３１０、搬出時指示１３２０共に、選択肢は被転写面下向き１３１２、１３２２を選択する。

さらに、例えば被転写面が下向き状態（図４（Ｂ））で搬入するが、一時的に被転写面が上向き状態（図９（Ｂ））で搬出する場合、搬入時指示１３１０は選択肢に被転写面下向き１３１２を、搬出時指示１３２０は被転写面上向き１３２１を選択する。そして、例えば、被転写面が上向き状態（図９（Ｂ））で搬入するが、一時的に被転写面が下向き状態（図４（Ｂ））で搬出する場合は、搬入時指示１３１０は選択肢に被転写面上向き１３１１を、搬出時指示１３２０は被転写面下向き１３２２を選択する。

このように、ユーザの指示による制御部１８０の制御によって、インプリント装置１００への搬入時の被転写面向きを維持し搬出する運用も、被転写面向きを変更して搬出する運用も実施することができる。なお、同様の方法により、マスターモールドＭＭ（型）の搬送指示を実施すること可能である。
（物品の製造方法）

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、インプリント材モールド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、インプリント材モールドは除去される。

次に、物品の具体的な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モールド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。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。

１００ インプリント装置
１１０ 照明部
１２０ 型保持部
１３０ 基板保持部
１５０ 型搬送部
１６０ 基板搬送部
１７０ 制御部
３０１ 第１開口部
３０２ 第２開口部
３０３ 反転部
ＭＭ マスターモールド
ＲＭ レプリカモールド

Claims (12)

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、
   前記型を保持する型保持部と、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   装置に対して前記型を搬入出するための第１開口部から前記型保持部までの型搬送経路および、装置に対して前記基板を搬入出するための第２開口部から前記基板保持部までの基板搬送経路において前記型の面の向きまたは前記基板の面の向きを反転させる反転部と、
   前記型の面の向きに基づいて前記型の面の向きを反転するか否かを決定し、前記基板の面の向きに基づいて前記基板の面の向きを反転するか否かを決定し、決定結果に基づいて前記反転部を制御する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする、インプリント装置。
2. 前記制御部は、前記型の搬出先に基づいて前記型の面の向きを反転するか否かを決定し、前記基板の搬出先に基づいて前記基板の面の向きを反転するか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記反転部は、前記型または基板の搬送を行う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. 前記反転部は、前記型搬送経路および前記基板搬送経路に亘って１つ設置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. 前記反転部は、前記型搬送経路および前記基板搬送経路のそれぞれに設置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. 前記第１開口部と前記第２開口部とが同一の開口部として設けられ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. 前記型の面の向きおよび前記基板の面の向きを判別する判別部を備え、
   前記制御部は、前記判別部の判別結果に基づいて前記反転を行うか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記判別部は、前記型の面のいずれかに設けられた型側凸部また前記基板の面のいずれかに設けられた基板側凸部の有無に基づき、前記型の面の向きまたは前記基板の面の向きを判別する、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記判別部は、前記型の面のいずれかに設けられた凹部また前記基板の面のいずれかに設けられた凹部の有無に基づき、前記型の面の向きまたは前記基板の面の向きを判別する、ことを特徴とする請求項７または８に記載のインプリント装置。
10. 前記制御部は、前記制御部に前記型または前記基板の面の向きを反転するか否かの指示を行う指示部と接続され、
    前記指示部は、予め設定された前記型または前記基板の搬入時の面の向きおよび搬出時の面の向きに基づき、前記指示を行う、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 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方法であって、
    前記型および前記基板を搬送元から搬送先に搬送する間に、
    前記型の面の向きに基づいて前記型の面の向きを反転するか否かを決定する工程と、
    前記基板の面の向きに基づいて前記基板の面の向きを反転するか否かを決定する工程と、を含む、
    ことを特徴とする、インプリント方法。
12. 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を用いてパターン形成を基板上に行う工程と、
    前記工程で前記パターン形成を行わ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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