JP7086711B2 - 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。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化インプリント材をパターン部を有する型で成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、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。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上に未硬化のインプリント材を供給し、基板上のインプリント材と型のパターン部とを接触させ、パターン部に形成された微細な凹凸パターンに対応するインプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術である。

パターンの微細化とともに、型と基板に予め形成されたパターンの重ね合わせ精度に対する要求も高くなっている。重ね合わせの高精度化のためには、型と基板との面方向の位置合わせのみならず、接触時における鉛直方向の位置合わせ、および、型並びに基板の平面度が重要となる。この鉛直方向の位置合わせを高精度化するため、特許文献１に記載のインプリント装置では、基板を保持するステージ上のモールドに対向する位置に、複数の圧力センサを設けている。この圧力センサによって検出される圧力をモニタリングし、型に加えられる圧力が適切な範囲内となるようにモールド加圧機構を制御している。

特許第５４５４１６０号公報

しかしながら、基板ステージ上のモールドと対向する位置、即ち、基板が保持される位置に圧力センサを設ける場合、基板の平面度が悪化し、パターン欠陥が発生しうる。

本発明は、例えば、パターン欠陥の発生の低減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、基板上のインプリント材に接触させて基板上に前記型の表面の形状を転写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、
前記型と前記インプリント材とを接触させた際に生じる接触力を計測する計測部と、
前記計測部の計測結果に基づき、前記接触力を制御する制御部と、を備え、
前記計測部は、前記基板が保持される位置とは異なる前記基板保持部の位置に設置される、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、パターン欠陥の発生の低減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図である。 計測部の複数の例を示す図である。 計測部を複数備える基板ステージの一例を示す図である。 第２実施形態に係る計測部とその周辺を示す図である。 第３実施形態に係る計測部とその周辺を示す図である。 第４実施形態に係る計測部とその周辺を示す図である。 第５実施形態に係る計測部とその周辺を示す図である。 物品の製造方法を示す図である。

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。

（第１実施形態）
まず、本発明の実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図１は、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。本実施形態におけるインプリント装置１は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板である基板上に対して型の凹凸パターンを形成する加工装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。インプリント装置１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、基板上の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）することで基板上にインプリント材のパターンを形成する処理である。また、インプリント処理には、基板上に未硬化のインプリント材を供給する工程が含まれていても良い。なお、インプリント装置１は、基板上に平坦化層を形成する平坦化層形成装置であっても良い。以下の図において、基板表面に平行な面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸をとり、Ｘ軸とＹ軸とに垂直な方向にＺ軸を取って説明する。本実施形態のインプリント装置１は、基板上に供給されたインプリント材と型に形成されたパターン部とを接触させ、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。

インプリント材には、硬化用の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（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、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。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、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。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以下である。

本実施形態のインプリント装置１は、照明系ユニット２と、型３を保持してするインプリントヘッド４と、基板５を保持する基板ステージ６と、供給部７と、型搬送部８と、制御部９と、アライメント計測部１８と、計測部３３と、を含む。

照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、型３に対して紫外線１０を照射する照明手段である。この照明系ユニット２は、光源２０と、該光源から射出された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学素子から構成されうる。

型３は、外周部が矩形であり、基板５に対する対向面に所定のパターン（例えば、回路パターン等の凹凸パターン）が３次元状に形成されたパターン部Ｐ有する型（型材、金型）である。パターン部Ｐの表面は、基板５の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。型３は、基板５に対向する面とは反対側の面（紫外線１０の入射面）に、型３（パターン部Ｐ）の変形を容易にするためのキャビティ（凹部３ａ）が形成される。凹部３ａは、円形の平面形状を有し、その厚さ（深さ）は、型３の大きさや材料に応じて適宜設定される。凹部３ａは、インプリントヘッド４によって型３が保持されることで、略密封された空間となる。凹部３ａは、配管３０ａを介して型変形部３０に接続されている。

凹部３ａ内の空間３１の圧力は、型変形部３０によって調整されうる。また、凹部３ａ内の空間３１の圧力は、圧力センサ（不図示）によって計測され、制御部９は、圧力センサの数値に基づき、型変形部３０の加圧量を制御する。例えば、型３と基板上のインプリント材１４とを接触させる際に、型変形部３０によって、空間３１の圧力を外部の圧力よりも高くして、パターン部Ｐを基板５に対して凸状に変形させる（膨らませる）。これにより、パターン部Ｐの中心部から基板上のインプリント材１４に接触するため、パターン部Ｐとインプリント材１４との間に気体（空気）が閉じ込められることが抑制され、パターン部Ｐにインプリント材１４を効率的に充填させることができる。なお、型３の材質は、石英等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

インプリントヘッド４は、型３に圧縮力を加えることにより、型３のパターン部Ｐを所望の形状に補正する型補正機構１１と、型を保持する型保持部１２とを備える。型補正機構１１は、ケーブル１１ａによって、電源（不図示）に電気的に接続されうる。型保持部１２は、真空吸着や静電力により型３を引きつけて保持する型チャック（不図示）を備える。型チャックは、配管２７ａを介して圧力調整部２７と接続されうる。ここでは、圧力調整部２７が、真空排気を行うことにより、型チャックは、型３を吸着保持することが可能となる。また、インプリントヘッド４は、型保持部１２を駆動するためのアクチュエータ１３（駆動部）を備えうる。アクチュエータ１３は、基板５上に形成されたインプリント材に型３を接触させる（押し付ける）ため、型保持部１２をＺ軸方向に駆動可能にする。アクチュエータ１３は、例えば、リニアモータが望ましい。型保持部１２の型３を保持する面とは反対側の面には、弾性部材１９が設置されうる。

基板５は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を含む。基板５には、型３のパターン部Ｐによって成形されるインプリント材１４が供給される。

基板ステージ６は、型保持部１２に対向する面に基板５を保持して、ベース定盤３２上のＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持部である。基板ステージ６を駆動するためのアクチュエータとしては、リニアモータが採用可能であるが、これに限限られない。基板ステージ６上には基板チャック１５が配置される。基板チャック１５は、基板５を真空吸着や静電力により引きつけて保持する。

供給部７は、基板５上に未硬化のインプリント材１４を供給する。インプリント材１４は、例えば、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する光硬化樹脂であって、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。また、供給部７から供給されるインプリント材１４の供給量は、例えば、基板５に形成されるパターンの厚さ（残膜厚）やインプリント材１４のパターンの密度などに応じて設定されても良い。型搬送部８は、型３をインプリント装置１の外部から型保持部１２へ搬送する。

アライメント計測部１８は、インプリントヘッド４内に設けられ、型３と基板５との相対位置のずれを計測する。アライメント計測部１８は、例えば、アライメントスコープやセンサを含み、型３に形成されたアライメントマークと、基板５に形成されたアライメントマークとのＸ軸及びＹ軸の各方向の位置ずれを計測する。アライメント計測部１８は、型３と基板５との相対位置が、所望の位置になるように基板ステージの位置を制御する。なお、型３と基板５との鉛直方向（Ｚ方向）の相対位置および接触力は、制御部９が、インプリントヘッド４内に設けられたアクチュエータ１３の電流値を変更することで制御する。

計測部３３は、型３のパターン部と基板上のインプリント材１４を接触させた際に生じる接触力を計測する。計測部３３は、基板ステージ６に設置され、基板５が保持される位置とは異なる位置に設置される。基板５が保持される位置とは異なる位置に計測部３３を配置することで、基板保持面の平面度や剛性低下を招くことなく接触力を計測することが可能となる。計測部３３は、接触部１６および計測器１７を含みうる。接触部１６は、接触力の計測時において、型３のパターン部Ｐと接触しうる。接触部１６は、基板ステージ６に保持された基板５の表面の高さに基づいた高さ位置に設置される。即ち、接触部１６の設置される高さ位置は、基板ステージ６に保持された基板５の表面の高さと同程度であり、±０．１ｍｍ以内であることが望ましい。なお、基板上に供給されるインプリント材１４の厚みを考慮して、接触部１６の高さ位置を設定しても良い。接触部１６の高さを基板表面の高さと同程度にすることで、実際のインプリント処理において、型３と基板５とが接触する位置で発生する接触力を正確に計測することができる。

接触部１６は、例えば平面状であっても良いし、棒状であっても良い。接触部１６は、パターン部Ｐと直接接触することで、接触力を計測できればよく、これらの形状に限られないが、型３を破損させない形状であることが望ましい。接触部１６の材料としては金属、ガラス、樹脂が使用可能である。型３のパターン部Ｐが押し付けられて接触部１６に接触する際の型の破損やパーティクル発生を抑制するためには樹脂材料が好ましく、特にポリアセタール系、フッ素系が好ましい。例えば、接触部１６の全体が樹脂でも良いし、金属の表面に樹脂をコートしても良い。

接触部１６と基板ステージ６との間には計測器１７が設けられている。計測器１７は、型３のパターン部Ｐと接触部１６とを接触させたときの接触力を計測する。計測器１７は、例えば、力センサーや変位センサーなどである。接触部１６と計測器１７とは一体で成形しても良い。

ここで、計測部３３の具体例について図２を用いて説明する。図２は、計測部３３の複数の例を示す図である。計測部３３の計測器１７としては、例えば、力センサを使用してもよい。図２（Ａ）に示すように力センサとしては一般的であるダイヤフラム２１と歪ゲージ２２を用いた方式を用いても良いし、図２（Ｂ）に示すように静電容量センサ２３を組み込んだものを用いても良い。また、図２（Ｃ）に示すように、型３のパターン部Ｐを接触部１６に押し付けた際の弾性変形量を変位センサ２４で計測し、接触力に換算するセンサも利用可能である。さらに、図２（Ｄ）に示すように、計測部３３は、接触部１６および計測器１７を押し付け方向に駆動するための昇降機２９を有していても良い。この昇降機により計測部３３を昇降駆動させることで、接触部１６を＋Ｚ方向に移動させ、パターン部Ｐと接触させることで、接触力を計測することができる。

なお、図１に示すインプリント装置１は、装置内に１つの計測部３３を備えているが、複数の計測部３３を備えていても良い。図３は、計測部３３を複数備える基板ステージ６の一例を示す図である。計測部３３を複数備えることで、計測値を平均化し、計測誤差を抑制することができる。また、複数の計測部３３の互いの計測結果の差が大きい場合にエラーを発報し計測部３３の調整や交換時期を知らせる機能として利用してもよい。さらに、複数の計測部３３の接触部１６を互いに異なる高さ位置に設置しても良い。これにより、様々な厚さの基板や基板上に供給されるインプリント材の厚みに対応することが可能となる。

図１にもどり、制御部９は、インプリント装置１の各部を制御してインプリント処理を行う。また、制御部９は、計測部３３の計測結果に基づき、基板へのインプリント処理の際の接触力を制御する。具体的には、制御部９は、アクチュエータ１３の駆動力（ここでは、電流値）が目標値になるように制御する。制御部９は、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を含むコンピュータ、又はシーケンサ等で構成され、プログラム又はシーケンスにより各構成要素の制御を実行する。制御部９は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。

ここで、計測部３３の計測結果に基づく接触力の制御方法について説明する。まず、基板ステージ６を駆動させ、接触部１６をパターン部Ｐの直下に移動する。その後、インプリントヘッド４（型３）を－Ｚ方向に駆動させることによりパターン部Ｐと接触部１６とが接触しうる。このとき、基板ステージ６、計測部３３、または、接触部１６のいずれかを、基板ステージ６が備えるアクチュエータ（駆動部）によって＋Ｚ方向に駆動させることにより、パターン部Ｐと接触部１６とを接触させても良い。パターン部Ｐと接触部１６とを接触させると、計測器１７によって、接触力が計測される。計測器１７の計測値（計測結果）とアクチュエータ１３の駆動力は、制御部９内の記憶手段に記憶される。制御部９は、計測器１７の計測値とアクチュエータ１３の駆動力の関係を接触力を制御するための補正情報として記憶する。

基板５上にインプリント処理を行う場合には、この補正情報に基づき、所望の接触力になるようにアクチュエータ１３の電流値を補正して制御する。具体例としては、インプリント材を硬化する際の接触力の目標値を０～１０Ｎとした場合、計測器１７の値が０～１０Ｎになる時の電流値を１Ｎ毎に取得し、補正情報として記憶する。この際、必要に応じて高精度な接触力の制御を必要とする値の範囲をより細かく設定しても良い。具体的には、例えば、３～５Ｎの範囲については、電流値を０.１Ｎ毎に電流値を取得するなどである。制御部９は、この補正情報に基づき、インプリント処理を行う際の型３と基板５との接触力が所望の値となるよう、アクチュエータ１３の電流値の目標値を設定する。制御部９は、接触時にアクチュエータ１３の電流値が目標値となるよう、アクチュエータ１３を制御する。なお、接触するまでのアクチュエータ１３の駆動においては、別途設けた不図示のエンコーダ（距離検出器）を用いてもよい。通常、接触力とアクチュエータ１３の電流値との関係は、型３および基板５の剛性や予圧ばねによる抵抗力などにより変化しうる。例えば、抵抗力は、部品の経年的な剛性変化により変化してしまう。本実施形態では、接触力とアクチュエータ１３の電流値との関係を補正情報として記憶し、補正情報に基づき、接触力を制御するため、経年的な抵抗力変化を補正し、適正な接触力を維持することが可能となる。

なお、型３を接触部１６と接触させるタイミング、即ち、接触力を計測するタイミングは任意に設定可能である。インプリント処理前に、計測部３３で接触力を計測し、インプリント処理時に計測結果に基づき補正された電流値によって、アクチュエータ１３を制御することが望ましいが、これに限られない。例えば、型３の交換直後に実施し、型寸法、重量などの個体差によって発生する誤差を含めて補正してもよい。または、定期的なメンテナンスとして、一定期間毎に補正情報を更新してもよい。

また、接触力の計測に使用する型３は実際にインプリント処理に使用する型を用いてもよいし、予め外形サイズ、重量データを取得済みの工具用の型を用いてもよい。工具用の型は、例えば、装置内に備えられ、接触力の計測を行う際に、適宜、型搬送部８によってインプリント用の型と交換されてもよい。また、形状や材質の異なる複数の工具用型を用いてもよい。

以上のように、本実施形態では高精度な基板と型との位置合わせを実現できる。また、抵抗力変化異常を監視することができるため、型や基板に過剰な力が印加するのを防ぐ効果もあり、破損に対する安全性も確保できる。

なお、本実施形態において、計測部３３は、基板ステージ６に設置されることとしたが、基板ステージ６とは別体として計測部３３を設けてもよい。この場合、計測部３３は、例えば、アクチュエータなどによって、ベース定盤３２上のＸＹ平面内を移動する。接触力を計測する際は、計測部３３を駆動させ、接触部１６をパターン部Ｐの直下に移動させる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。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実施形態では、型３に設けられた凹部３ａの型変形部３０による加圧についても、計測部３３の計測結果に基づき制御する。

図４は、第２実施形態に係る計測部３３とその周辺を示す図である。なお、凹部３ａ内の圧力は、圧力センサ（不図示）で計測される。まず、図４（Ａ）に示すように、型変形部３０による加圧の無い状態で型３のパターン部Ｐと接触部１６とを接触させ、計測器１７で接触力を計測したときのアクチュエータ１３の位置情報Ｚ１を求める。一旦型３と接触部１６とを離し、次に凹部３ａを型変形部３０からのエアで加圧した状態で、型３のパターン部Ｐと接触部１６とを接触させ（図４（Ｂ））、接触力を計測したときのアクチュエータ１３の位置情報Ｚ２を求める。位置情報Ｚ１と位置情報Ｚ２の差分から加圧時の型３の膨らみ量を求め、型３の剛性から実際の加圧量を算出する。この値から圧力センサ値を補正し、加圧量を制御する。膨らませる際の圧力は、例えば－３０～＋３０ｋＰａの間で複数点計測することで高精度な補正が可能となる。また、算出された圧力と圧力センサの計測値の差分が大きい場合は、圧力センサ故障としてエラーを発報する。この手段により、圧力センサの補正、異常検知が可能となり、装置の安全性を確認できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。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実施形態では、計測器１７として変位センサ２５を用い、型３の剛性を加味して接触力を取得する。

図５は、第３実施形態に係る計測部３３とその周辺を示す図である。図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、計測器１７として変位センサ２５を用いている。変位センサ２５は、接触部１６の型保持部１２側の表面を基準位置としてその付近をＺ方向に計測できるように固定されている。変位センサ２５は、型３の接触駆動時（－Ｚ方向への駆動時）に、型３のパターン部Ｐの表面位置を計測する。変位センサ２５は、パターン部Ｐの表面が基準位置に達した時のアクチュエータ１３の位置情報Ｚ３をアクチュエータ１３近傍に設けた不図示のエンコーダにて読み取る（図５（Ｂ））。そこから、さらに型３を－Ｚ方向に駆動させ、任意の位置Ｚ４まで移動させる（図５（Ｃ））。型３を位置Ｚ４まで移動させた場合の型３の撓み量はＺ４－Ｚ３であることから、型３の剛性を加味した接触力を取得することが可能となる。取得した接触力と任意の位置Ｚ４でのアクチュエータ１３の発生力、即ち、アクチュエータ１３による、理論上の接触力とを比較し、実際の接触力を制御する。この手法によれば、変位センサを用いているため、接触力の制御だけではなく、例えば、変位センサ２５を基板ステージ６により駆動し、インプリントヘッド４側の各部の高さ計測も行うことが可能となる。即ち、計測部３３を、例えば、型３のチルト姿勢計測や、押印駆動のエンコーダのサイクリックエラー補正、基板ステージ側への干渉確認などにも利用できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るインプリント装置について説明する。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、型保持部１２は、接触部１６と接触する突起部２６を備える。

図６は、第４実施形態に係る計測部３３とその周辺を示す図である。突起部２６は、型保持部１２に備えられる。突起部２６の接触部１６との接触面の高さ位置は、型３のパターン部Ｐと同程度となっている。なお、突起部２６の接触面の高さ位置は変更可能に構成されていても良い。突起部２６は、接触力の計測時において、接触部１６と接触する。本実施形態による接触力の計測時においては、まず、基板ステージ６を駆動させ、接触部１６を突起部２６の直下に移動する。その後、インプリントヘッド４（型３）を－Ｚ方向に駆動させることにより突起部２６と接触部１６とが接触しうる。なお、このとき、基板ステージ６、計測部３３、または、接触部１６のいずれかを、基板ステージ６が備えるアクチュエータ（駆動部）によって＋Ｚ方向に駆動させることにより、突起部２６と接触部１６とを接触させても良い。

本実施形態によれば、接触部１６と型３とを接触させないため、工具用の型を使用する必要がなく、交換時間も不要となる。また、それぞれのアクチュエータ１３付近に突起部２６を備えることで、複数のアクチュエータのバランスも考慮した補正が可能となる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係るインプリント装置について説明する。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実施形態では、計測器１７によって、基板ステージ６の浮上量を計測することで、接触力を取得する。

図７は、第５実施形態に係る計測部３３とその周辺を示す図である。本実施形態に係る計測器は、基板ステージ６に設置される。基板ステージ６はエアもしくは磁気により、ベース定盤３２上を浮上している。計測器１７は、この浮上量を計測するための変位センサ２８であり、計測部３３は、浮上量の変動を監視することができる。接触部１６と型３のパターン部Ｐとを接触させた際の浮上量の変化を計測することで、接触力を取得し、第１実施形態と同様の補正が可能となる。インプリント装置１内に予め浮上ＯＮ/ＯＦＦ検出や浮上量の監視のために変位センサを用いている場合、別途計測器１７として変位センサーを設ける必要がないため、コスト的、スペース的な利点となる。

（物品製造方法に係る実施形態）
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程（基板にインプリント処理を行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

インプリント装置１を用いて成形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、物品の具体的な製造方法について説明する。図８（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８（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８（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８（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８（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８（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。

１ インプリント装置
３ 型
５ 基板
６ 基板ステージ
９ 制御部
１２ 型保持部
１３ アクチュエータ
１６ 接触部
１７ 計測器
３３ 計測部
Ｐ パターン部

Claims (14)

1. 型を、基板上のインプリント材に接触させて基板上に前記型の表面の形状を転写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、
   前記型と前記インプリント材とを接触させた際に生じる接触力を計測する計測部と、
   前記計測部の計測結果に基づき、前記接触力を制御する制御部と、を備え、
   前記計測部は、前記基板が保持される位置とは異なる前記基板保持部の位置に設置される、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記計測部は、前記接触力を計測するために前記パターン部または前記型保持部と接触する接触部を備え、
   前記接触部は、前記基板保持部に保持された前記基板表面の高さに基づいた高さ位置に設置される、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. 前記接触部は、前記基板保持部に保持された前記基板表面の高さ±０．１ｍｍの高さ位置に設置される、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記計測部は、複数備えられ、
   前記複数の計測部は、互いに異なる高さ位置に設置された前記接触部を有する、ことを特徴とする請求項２または３に記載のインプリント装置。
5. 前記型保持部または前記基板保持部は、駆動部を備え、
   前記制御部は、前記駆動部の駆動力を制御することにより、前記接触力を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記計測結果と、計測時の前記駆動力との関係を、前記制御のための補正情報として記憶し、前記補正情報に基づき、接触力を制御することを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
7. 前記パターン部の形状を加圧により変更する型変形部を備え、
   前記制御部は、前記接触部と前記パターン部とが接触した位置情報に基づき、前記型変形部の加圧量を制御する、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. 前記計測部は、力センサを含む、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. 前記計測部は、変位センサを含む、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。
10. 前記型保持部は、前記パターン部の高さに基づいた高さ位置に設置され、前記接触部と接触する突起部を備える、ことを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記計測部は、前記型と前記基板との接触時における、前記基板保持部と定盤との距離の変化から、前記接触力を取得する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記接触部の表面は、樹脂材料で形成される、ことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 前記制御部は、前記型を前記基板上のインプリント材に接触させて基板上に前記型の表面の形状を転写する前に、前記基板保持部を移動して前記計測部を前記型に対向させて、前記型と前記インプリント材とを接触させた際に生じる接触力を計測し、その後、前記型を前記基板上のインプリント材に接触させて基板上に前記型の表面の形状を転写する際に、前記計測部の計測結果に基づき、前記接触力を制御することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 請求項１乃至１３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、
    前記工程でパターンが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の製造方法。

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