JP2023119412A - インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型と基板との位置合わせの点で有利な技術を提供する。【解決手段】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装置であって、型と基板との間の位置ずれを計測する計測部と、制御部と、を有し、インプリント処理は、型と基板との位置合わせ工程の前に、型を基板の側に凸形状に変形させて基板上のインプリント材に接触させ、型とインプリント材とを接触させた状態で型を平坦化する接触工程を含み、制御部は、接触工程の間に生じる型と基板との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得し、基板にインプリント処理を行う際に、接触工程の間の基準時刻において計測部で計測された位置ずれ、及び、データから接触工程の間に生じる位置ずれを推定して推定値を求め、推定値に基づいて、位置合わせ工程の開始時の位置ずれが低減するように、接触工程において型及び基板の少なくとも一方を駆動する。【選択図】図４

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法に関する。

半導体素子やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などの物品を製造する技術として、型を用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント技術が知られている。インプリント技術は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、基板上の硬化したインプリント材から型を引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。

このようなインプリント技術を採用するインプリント装置では、基板上のインプリント材と型とを接触させる際に、インプリント材と型との間に気泡を残存させないように、型を基板の側に凸形状に変形させている。また、インプリント装置には、基板上のショット領域に対して型のパターンを高精度に転写することも求められている。そこで、インプリント装置では、一般的に、基板上のインプリント材と型とを接触させた後に型と基板上のショット領域とを位置合わせ（アライメント）する方式が採用され、かかる位置合わせに関する技術が提案されている（特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、基板上のインプリント材と型との接触（接触工程）に起因する型の変形による位置合わせへの影響を補正することで、接触工程と並行して、型とショット領域とを位置合わせすることを可能にする技術が開示されている。また、特許文献２には、基板上のインプリント材と型とを接触させた際の押付力による影響を、基板上のショット領域の座標を用いて補正することで、かかる接触に起因する型とショット領域との位置ずれを低減する技術が開示されている。

特開２０１４－２２５６３７号公報 特開２０１６－１５４２０７号公報

しかしながら、インプリント装置に対する生産性の向上の要求は益々高まってきているため、位置合わせに対する時間の制約も厳しくなっている。位置合わせに要する時間を短くするためには、位置合わせの開始時における型とショット領域との位置ずれ量を低減することが有効である。

特許文献１及び２に開示された技術は、基板上のインプリント材と型との接触時における型とショット領域との位置ずれ量を低減するには有用である。但し、型とショット領域との位置ずれ量は、基板に形成されている下地（段差）、基板の外周部のエッジ構造、インプリント材を介して型と基板との間に発生する粘性力などが複雑に作用して変動する。このため、位置合わせの開始時における型とショット領域との位置ずれ量を十分に低減することができず、位置合わせに相応の時間を要している。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、型と基板との位置合わせの点で有利な技術を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、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装置であって、前記型と前記基板との間の位置ずれを計測する計測部と、制御部と、を有し、前記インプリント処理は、前記型と前記基板とを位置合わせする位置合わせ工程の前に、前記型を前記基板の側に凸形状に変形させて前記基板上のインプリント材に接触させ、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で前記型を平坦化する接触工程を含み、前記制御部は、前記接触工程の間に生じる前記型と前記基板との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得し、前記基板に前記インプリント処理を行う際に、前記接触工程の間の基準時刻において前記計測部で計測された前記位置ずれ、及び、前記データから前記接触工程の間に生じる前記位置ずれを推定して推定値を求め、当該推定値に基づいて、前記位置合わせ工程の開始時の前記位置ずれが低減するように、前記接触工程において前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、型と基板との位置合わせの点で有利な技術を提供することができる。

本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 一般的なインプリント処理を説明するためのフローチャートである。 基板上のショット領域と型との間の位置ずれの変動（時間変化）を示す図である。 本実施形態におけるインプリント処理を説明するための図である。 テスト基板及び基板のそれぞれのショット領域の配列を示す図である。 本実施形態におけるインプリント処理を説明するための図である。 基板駆動部の構成の一例を示す図である。 本実施形態におけるインプリント処理を説明するための図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、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。更に、添付図面においては、同一も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。

図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、物品としての半導体素子、液晶表示素子、磁気記憶媒体などのデバイスの製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。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。具体的には、インプリント装置１は、基板上に供給（配置）された未硬化のインプリント材と型とを接触させ、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材料（硬化性組成物）が使用される。硬化用のエネルギーとしては、電磁波や熱などが用いられる。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、具体的には、赤外線、可視光線、紫外線などを含む。

硬化性組成物は、光の照射、或いは、加熱により硬化する組成物である。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、非重合性化合物又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、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。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

本明細書及び添付図面では、基板の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系で方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに平行な方向をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転及びＺ軸周りの回転のそれぞれをθＸ、θＹ及びθＺとする。

インプリント装置１は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用する。インプリント装置１は、図１に示すように、基板駆動部２と、型駆動部３と、照射部４と、計測部５と、供給部６と、制御部７とを有する。

基板駆動部２は、基板１０を保持して駆動する機能を有する。基板駆動部２は、基板チャックや基板ステージなどを含み、本実施形態では、基板１０を保持した状態で、少なくとも、Ｘ方向及びＹ方向に駆動する。基板駆動部２は、型３０と基板１０との位置合わせにおいて、計測部５の計測結果に基づいて制御部７から出力される指令値に従って駆動する。

型駆動部３は、型３０を保持して駆動する機能を有する。型駆動部３は、型チャックやインプリントヘッドなどを含み、本実施形態では、型３０を保持した状態で、少なくとも、Ｚ方向に駆動する。型駆動部３は、型３０のパターン領域３１（パターン）を基板上のインプリント材２０に接触させる（押印する）動作や基板上の硬化したインプリント材２０から型３０を引き離す動作に用いられる。型３０のパターン領域３１を含む面と反対側の面には、掘り込まれた凹部３３（キャビティ）が形成されている。型３０に形成された凹部３３に対して、型駆動部３を介して、圧力調整部から圧力を与えることで、型駆動部３に保持された型３０（のパターン領域３１）を基板１０の側に凸形状に変形させることができる。

基板駆動部２及び型駆動部３は、基板１０と型３０とを相対的に駆動する駆動部を構成する。かかる駆動部は、基板１０及び型３０の少なくとも一方を駆動することで、基板１０と型３０との相対位置及び相対姿勢を調整することが可能である。

照射部４は、インプリント処理において、基板上のインプリント材２０に対して、インプリント材２０を硬化させる光を照射する。照射部４は、例えば、光源と、かかる光源から射出された光をインプリント処理に適切な状態に調整する複数の光学部材と、を含む。

計測部５は、基板１０（のショット領域１１）に設けられたマーク１２と、型３０に設けられたマーク３２とを、同時に、又は、別々に検出することで、基板１０と型３０との相対位置、即ち、基板１０と型３０との間の位置ずれを計測する。

供給部６は、基板１０にインプリント材２０を供給（配置）する機能を有する。供給部６は、例えば、基板上の各ショット領域に対して、インプリント材２０を吐出するディスペンサを含む。供給部６は、基板上の複数のショット領域に対して、各ショット領域にインプリント材２０を個々に供給してもよいし、幾つかのショット領域にインプリント材２０を一括して供給してもよい。また、インプリント装置１が供給部６を有するのではなく、インプリント装置１とは別の装置（スピンコーターなど）によってインプリント材２０が供給された基板１０をインプリント装置１に搬入してもよい。

制御部７は、ＣＰＵやメモリなど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１の各部を統括的に制御してインプリント装置１を動作させる。制御部７は、インプリント装置１と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

制御部７は、本実施形態では、インプリント処理及びそれに関連する処理を制御する。例えば、制御部７は、インプリント処理において、型３０と基板１０との位置合わせを制御する。具体的には、制御部７は、計測部５の計測結果に基づいて、基板１０（のショット領域１１）と型３０との位置ずれが目標値となるように（許容範囲に収まるように）、基板１０及び型３０の少なくとも一方を駆動する。

図２及び図３を参照して、インプリント装置１における一般的なインプリント処理について、基板上のショット領域１１と型３０との位置ずれに注目しながら説明する。図２は、一般的なインプリント処理を説明するためのフローチャートである。図３は、一般的なインプリント処理において、基板上のショット領域１１と型３０との間の位置ずれの変動（時間変化）を示す図である。なお、インプリント処理が含む各工程（開始時刻や終了時刻など）は、例えば、インプリントレシピに記載された各種情報から特定（規定）することができる。

Ｓ１０１では、基板上のショット領域１１（これからインプリント処理が行われる対象ショット領域）に対して、供給部６からインプリント材２０を供給する。但し、基板上の対象ショット領域を含む複数のショット領域に対してインプリント材２０が一括して供給されている場合には、この工程（Ｓ１０１）は不要である。また、インプリント装置１とは別の装置によって基板上の対象ショット領域に対してインプリント材２０が供給されている場合にも、この工程（Ｓ１０１）は不要である。

Ｓ１０２では、圧力調整部から型３０の凹部３３に圧力を与えて、型駆動部３に保持された型３０（のパターン領域３１）を基板１０の側に凸形状に変形させる。型３０を基板１０の側に凸形状に変形させることで、基板上のインプリント材２０と型３０とを接触させた際に、型３０のパターン領域３１へのインプリント材２０の充填性を向上させることができる。

Ｓ１０３では、型駆動部３を下降、即ち、Ｚ方向に沿って下方に駆動して、型３０を基板１０の側に凸形状に変形させた状態で、基板上のインプリント材２０と型３０とを接触させる。Ｓ１０３は、型３０を基板１０の側に凸形状に変形させて基板上のインプリント材２０に接触させる第１接触工程である。第１接触工程において、基板上のショット領域１１と型３０との間の位置ずれ２０１（位置ずれ量）は、図３に示すように、型３０の形状の変化や型３０をインプリント材２０に押し付ける力などの影響によって、緩やかに変動する。

Ｓ１０４では、圧力調整部から型３０の凹部３３に圧力を与えることを停止して、型駆動部３に保持された型３０の凸形状を元の形状（平坦な状態）に戻す。Ｓ１０４は、型３０とインプリント材２０とを接触させた状態で型３０を平坦化する第２接触工程である。第２接触工程でも、基板上のショット領域１１と型３０との間の位置ずれ２０２（位置ずれ量）は、図３に示すように、型３０の凹部３３の圧力の変化や型３０をインプリント材２０に押し付ける力の変化などの影響によって、変動する。

Ｓ１０５では、基板上のショット領域１１と型３０との位置ずれを計測部５で計測しながら、基板駆動部２を介して基板１０を駆動して、かかる位置ずれを目標値まで追い込む。Ｓ１０５は、基板１０と型３０とを位置合わせする位置合わせ工程である。位置合わせ工程において、基板上のショット領域１１と型３０との間の位置ずれ２０３（位置ずれ量）は、図３に示すように、目標値まで追い込まれる。位置合わせ工程では、位置合わせ工程を開始する開始時刻における位置ずれの大きさに応じて、基板１０と型３０との位置合わせで必要となる基板駆動部２（基板１０）の駆動量が増減し、位置合わせ工程に要する時間も増減する。

Ｓ１０６では、基板上のインプリント材２０と型３０とを接触させた状態で、照射部４からインプリント材２０に光を照射して、インプリント材２０を硬化させる。

Ｓ１０７では、型駆動部３を上昇、即ち、Ｚ方向に沿って上方に駆動して、基板上の硬化したインプリント材２０から型３０を引き離す（離型）。これにより、基板上のショット領域１１に硬化したインプリント材２０のパターンが形成される。

実際の半導体製造においては、基板上には、一般的に、複数のショット領域が配列されているため、各ショット領域上に硬化したインプリント材２０のパターンが形成されるまで、Ｓ１０１乃至Ｓ１０７を繰り返す。

また、図３には、計測部５の理想的な計測結果を示している。但し、第１接触工程では、基板上のインプリント材２０と型３０とが完全に接触（密着）していないため、マーク１２及び３２を検出することができず、計測部５の計測結果が不安定になる場合がある。

図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、本実施形態におけるインプリント処理（インプリント方法）について説明する。本実施形態では、まず、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得する。ここで、接触工程とは、型３０を基板１０の側に凸形状に変形させて基板上のインプリント材２０に接触させ、型３０とインプリント材２０とを接触させた状態で型３０を平坦化する工程である。従って、接触工程は、第１接触工程（Ｓ１０３）と、第２接触工程（Ｓ１０４）と、を含む。また、本実施形態では、特に、第２接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得する。

具体的には、インプリント処理を基板１０に行う前に、テスト基板に対して、インプリント処理と同等な事前処理を行う。次いで、図４（ａ）に示すように、テスト基板に対して事前工程を行った結果から、第２接触工程に対応する工程を開始する開始時刻における型３０とテスト基板との間の位置ずれＥ０を取得する。また、位置合わせ工程を開始する開始時刻、即ち、第２接触工程に対応する工程を終了する終了時刻における型３０とテスト基板との間の位置ずれＥ１を取得する。そして、第２接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータとして、位置ずれＥ０と位置ずれＥ１との差分、即ち、位置ずれの変動量Ｄ＝Ｅ１－Ｅ０を取得する。但し、本実施形態では、第２接触工程の間に生じる位置ずれの変動量Ｄが取得することができればよいため、例えば、接触工程（第１接触工程及び第２接触工程）の後の位置合わせ工程は、必ずしも行う必要はない。換言すれば、事前処理は、少なくとも、型３０をテスト基板の側に凸形状に変形させてテスト基板上のインプリント材に接触させ、型３０とインプリント材とを接触させた状態で型３０を平坦化する工程を含んでいればよい。

なお、本実施形態では、テスト基板に対して事前処理を行うことで、位置ずれの変動量Ｄを取得している。従って、テスト基板には、基板１０と同一の下地構造を有する基板、即ち、基板１０と同一のレイアウトで配列された複数のショット領域を含む基板を用いることが好ましい。これにより、基板１０に対して実際にインプリント処理を行った場合と同等な変動量Ｄを取得することができる。

また、基板上の各ショット領域での下地構造などによって変動量Ｄが変化する場合には、テスト基板上の各ショット領域に対して事前処理を行い、その結果から各ショット領域ｉに対する各変動量Ｄｉを求める必要がある。具体的には、図５に示すように、テスト基板の各ショット領域Ａ１乃至Ａ１６に対して事前処理を行い、ショット領域Ａ１に対する事前処理の結果から、基板１０のショット領域Ｂ１に対するインプリント処理で用いる変動量Ｄ１を取得する。同様に、テスト基板の各ショット領域Ａ２乃至Ａ１６に対する事前処理の結果から、基板１０の各ショット領域Ｂ２乃至Ｂ１６に対するインプリント処理で用いる変動量Ｄ２乃至Ｄ１６を取得する。

第２接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータとして、第２接触工程の間に生じる位置ずれの変動量Ｄを取得したら、基板１０に対してインプリント処理を行う。本実施形態では、接触工程の間の基準時刻において計測部５で計測された型３０と基板１０との間の位置ずれ、及び、事前に取得された位置ずれの変動量Ｄから、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれを推定して推定値を求める。そして、かかる推定値に基づいて、位置合わせ工程を開始する開始時刻（開始時）における型３０と基板１０との間の位置ずれが低減するように、接触工程において型３０及び基板１０の少なくとも一方を駆動する。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、事前に取得した変動量Ｄ、及び、第２接触工程を開始する開始時刻（基準時刻）における型３０と基板１０との間の位置ずれＥ２から、位置合わせ工程の開始時における位置ずれを推定して推定値Ｔ＝Ｅ２＋Ｄを求める。推定値Ｔは、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれであって、第２接触工程を終了する終了時刻における位置ずれでもある。そして、図４（ｂ）に示すように、推定値Ｔを、基板駆動部２を駆動するための指令値に反映して出力することで、第２接触工程と並行して、型３０と基板１０との間の位置合わせを行うことができる。例えば、位置合わせ工程の開始時における位置ずれを目標値に近づけるために、第２接触工程の間において、推定値Ｔを打ち消すように、基板駆動部２にデフォルトで与える設定指令値から推定値Ｔを差し引いた指令値（設定指令値－Ｔ）を出力する。

基板駆動部２が指令値に従って駆動することで、図４（ｂ）に示すように、型３０と基板１０との間の位置ずれ３２２が変動し、第２接触工程において、位置ずれ３２３となる。なお、図４（ｂ）では、位置ずれ３２２と位置ずれ３２３（の変動）をわかりやすくするために、タイミングをずらして示しているが、位置ずれ３２２と位置ずれ３２３とは、実際には、並行している。但し、位置ずれ３２２と位置ずれ３２３との合計の変動量は、同じになると考えられる。

このように、本実施形態によれば、位置合わせ工程の開始時における型３０と基板１０との間の位置ずれを低減して目標値に近づけることができるため、型３０と基板１０との位置合わせに要する時間を短くすることができる。

また、半導体製造においては、一般的に、複数の基板を１つの単位（ロット）として製造を行っている。従って、ロットに含まれる複数の基板のうちの先頭の基板をテスト基板として用いて、各ショット領域について、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータである位置ずれの変動量を取得してもよい。これにより、同一のロットの２枚目以降の基板に対するインプリント処理において、位置合わせ工程に要する時間を短くすることができる。なお、ロットの先頭の基板については、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得することができないため、必要に応じて、位置合わせ工程の時間を延長することで、位置合わせの精度を維持するとよい。

また、基板１０（の各ショット領域）に対してインプリント処理を行った結果から、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを更新してもよい。例えば、図６に示すように、事前に取得した位置ずれの変動量Ｄ０、及び、第２接触工程の開始時における位置ずれＥ２から、位置合わせ工程の開始時における推定値Ｔ０＝Ｅ２＋Ｄ０を求める。そして、かかる推定値に基づいて、位置合わせ工程の開始時における位置ずれが低減するように、第２接触工程において、基板駆動部２を駆動する。ここで、位置合わせ工程の開始時における位置ずれをＥ３とし、実際の位置ずれの変動量をＤ１とすると、変動量Ｄ０と変動量Ｄ１とが同じである場合には、位置ずれＥ３は目標値と一致する。但し、変動量Ｄ０と変動量Ｄ１とが何かしらの影響で一致しない場合、位置ずれＥ３は、Ｅ３＝Ｅ２＋Ｄ１－Ｔ０＝Ｄ１－Ｄ０となるため、位置合わせ工程の開始時に位置ずれが発生する。このような場合には、変動量Ｄ１＝Ｄ０＋Ｅ３を、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータとして取得し、次のインプリント処理で用いるようにするとよい。

また、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータである位置ずれの変動量の更新に関しては、位置合わせ工程の開始時における位置ずれＥ３に対して閾値を設けてもよい。そして、位置合わせ工程の開始時における位置ずれＥ３が閾値以上である場合のみ、位置ずれの変動量を更新する。なお、位置合わせ工程の開始時における位置ずれＥ３が閾値以上となる場合（即ち、位置ずれＥ３が大きい場合）には、位置合わせ工程に時間を要することが考えられるため、位置合わせ工程の時間を延長することで、位置合わせの精度を維持するとよい。

また、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動は、近接しているショット領域では、似た傾向を有している。従って、基板上のショット領域のうち、これからインプリント処理を行う対象ショット領域については、対象ショット領域に近接する、インプリント処理が行われたショット領域の結果から、位置ずれの変動量を取得してもよい。具体的には、図５に示すように、基板１０のショット領域Ｂ１乃至Ｂ１６を順番にインプリント処理を行う場合、まず、ショット領域Ｂ１に対するインプリント処理の結果から位置ずれの変動量を取得する。そして、かかる位置ずれの変動量を、ショット領域Ｂ２及びＢ４に対してインプリント処理を行う際に用いてもよい。

これまでは、第２接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータ（変動量データ）のみを用いて、基板１０に対するインプリント処理の第２接触工程において基板駆動部２に指令値を与える場合について説明した。図７に示すように、基板駆動部２は、基板計測部２１と、駆動部２２と、基板制御部２３と、を含むことがある。基板計測部２１は、基板１０の位置を計測するための干渉計やエンコーダなどを含む。駆動部２２は、基板１０の位置を変更するためのリニアモータなどを含む。基板制御部２３は、基板計測部２１が計測した基板１０の位置と、制御部７からの指令値（基板１０の駆動目標位置）とに基づいて、駆動部２２を制御する。この場合、制御部７から基板駆動部２に対して、推定値Ｔを考慮した指令値を与える際に、目標値を瞬間的に大きく変化させると、基板駆動部２の制御特性上、行き過ぎや発振が生じる可能性がある。従って、基板駆動部２に対しては、第２接触工程の間に推定値Ｔに到達するように、指令値として、指令値が連続的に（第２接触工程の各時刻で）変化する指令値を与えてもよい。

また、第２接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を推定するためのデータとして、第２接触工程に対応する工程の間の各時刻における型３０とテスト基板との間の位置ずれを時系列的に示す時系列データが得られる場合を考える。この場合、第２接触工程の開始時刻において計測部５で計測された位置ずれと、時系列データとから、第２接触工程の間の各時刻における位置ずれを推定する。そして、第２接触工程の間の各時刻における位置ずれ（推定値）を低減するように、指令値が連続的に（第２接触工程の各時刻で）変化する指令値を基板駆動部２に与えてもよい。

なお、基板計測部２１の計測対象は基板１０の位置であるのに対して、本実施形態における最終的な制御対象は、基板１０と型３０との相対的な位置である。従って、基板駆動部２の駆動の影響によって型３０の位置が変化してしまう場合などは、基板１０の位置の駆動量（変化量）と位置ずれの変動量とが必ずしも一致しない。そのため、型３０と基板１０との間の位置ずれを計測部５で逐次的に計測し、接触工程の間に生じる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動も逐次的に更新することで、位置合わせ工程の開始時における位置ずれを最小にすることができる。

例えば、図８に示すように、第２接触工程の間における計測部５の逐次的な計測で得られる型３０と基板１０との間の位置ずれの変動を変動波形とし、かかる変動波形と目標値とから、第２接触工程の間の目標波形を生成する。そして、第２接触工程の間において、かかる目標波形と計測部５で計測された位置ずれとの差分に応じて、制御部７から基板駆動部２に指令値を与えることで、位置合わせ工程の開始時における位置ずれを低減して最小にすることができる。

本実施形態では、計測部５の計測結果から型３０と基板１０との間の位置ずれを求めている。但し、計測部５は、基板上のショット領域１１に設けられたマーク１２を、インプリント材２０を介して検出しているため、接触工程では、インプリント材２０の充填の影響などで、計測部５の計測が不安定となる。接触工程において、計測部５でマーク１２を検出することがでず、正常な計測結果が得られないような場合には、計測タイミングに一定の期間を設け、かかる期間で得られる正常な計測結果から、型３０と基板１０との間の位置ずれ（の変動）を求めてもよい。また、一定の期間で得られる計測結果を平均化することで、型３０と基板１０との間の位置ずれを求めることも可能である。

本実施形態におけるインプリント装置１（インプリント方法）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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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９（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材が基板上に付与された様子を示している。

図９（ｂ）に示すように、インプリント用の型を、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に向け、対向させる。図９（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板と型とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、型と被加工材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を介して照射すると、インプリント材は硬化する。

図９（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、型と基板を引き離すと、基板上にインプリント材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、インプリント材に型の凹凸のパターンが転写されたことになる。

図９（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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図９（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。

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。

１：インプリント装置 ２：基板駆動部 ３：型駆動部 ５：計測部 ７：制御部 １０：基板 ３０：型

Claims (13)

1. 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装置であって、
   前記型と前記基板との間の位置ずれを計測する計測部と、
   制御部と、を有し、
   前記インプリント処理は、前記型と前記基板とを位置合わせする位置合わせ工程の前に、前記型を前記基板の側に凸形状に変形させて前記基板上のインプリント材に接触させ、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で前記型を平坦化する接触工程を含み、
   前記制御部は、
   前記接触工程の間に生じる前記型と前記基板との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得し、
   前記基板に前記インプリント処理を行う際に、前記接触工程の間の基準時刻において前記計測部で計測された前記位置ずれ、及び、前記データから前記接触工程の間に生じる前記位置ずれを推定して推定値を求め、当該推定値に基づいて、前記位置合わせ工程の開始時の前記位置ずれが低減するように、前記接触工程において前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動する、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記インプリント処理を前記基板に行う前に、前記基板とは異なるテスト基板に対して、前記型を前記テスト基板の側に凸形状に変形させて前記テスト基板上のインプリント材に接触させ、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で前記型を平坦化する工程を行った結果から得られる、当該工程の間に生じる前記型と前記テスト基板との間の位置ずれの変動を、前記データとして取得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. 前記接触工程は、前記型を前記基板の側に凸形状に変形させて前記基板上のインプリント材に接触させる第１接触工程と、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で前記型を平坦化する第２接触工程と、を含み、
   前記基準時刻は、前記第２接触工程を開始する開始時刻であ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. 前記データは、前記テスト基板に対する前記工程のうち、前記第２接触工程に対応する工程を開始する開始時刻における前記型と前記テスト基板との間の位置ずれと、前記第２接触工程に対応する工程を終了する終了時刻における前記型と前記テスト基板との間の位置ずれとの差分を示すことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記型と前記基板とを相対的に駆動する駆動部を更に有し、
   前記制御部は、前記第２接触工程の前記開始時刻において前記計測部で計測された前記位置ずれと、前記データとから、前記推定値として、前記第２接触工程の前記終了時刻における前記位置ずれを推定し、推定した前記第２接触工程の前記終了時刻における前記位置ずれを低減するように、前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動するための指令値を前記駆動部に与え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。
6. 前記データは、前記テスト基板に対する前記工程のうち、前記第２接触工程に対応する工程の間の各時刻における前記型と前記テスト基板との間の位置ずれを時系列的に示すことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
7. 前記型と前記基板とを相対的に駆動する駆動部を更に有し、
   前記制御部は、前記第２接触工程の前記開始時刻において前記計測部で計測された前記位置ずれと、前記データとから、前記推定値として、前記第２接触工程の間の各時刻における前記位置ずれを推定し、推定した前記第２接触工程の間の各時刻における前記位置ずれを低減するように、前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動するための指令値を前記駆動部に与えることを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記基板と前記テスト基板とは、同一のレイアウトで配列された複数のショット領域を含むことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
9. 前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、前記データを取得することを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
10. 前記テスト基板は、前記基板が含まれるロットの先頭の基板であ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。
11. 前記基板は、複数のショット領域を含み、
    前記制御部は、前記複数のショット領域のうち、前記インプリント処理をこれから行うショット領域よりも前に前記インプリント処理が行われたショット領域に対して前記接触工程を行った結果から得られる、当該接触工程の間に生じる前記型と前記基板との間の位置ずれの変動を、前記データとして取得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。
12. 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方法であって、
    前記インプリント処理は、前記型と前記基板とを位置合わせする位置合わせ工程の前に、前記型を前記基板の側に凸形状に変形させて前記基板上のインプリント材に接触させ、前記型と前記インプリント材とを接触させた状態で前記型を平坦化する接触工程を含み、
    前記インプリント方法は、前記接触工程の間に生じる前記型と前記基板との間の位置ずれの変動を推定するためのデータを取得する工程を有し、
    前記接触工程では、前記接触工程の間の基準時刻において計測された前記位置ずれ、及び、前記データから前記接触工程の間に生じる前記位置ずれを推定して推定値を求め、当該推定値に基づいて、前記位置合わせ工程の開始時の前記位置ずれが低減するように、前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動する、
    ことを特徴とするインプリント方法。
13. 請求項１２に記載のインプリント方法を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記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、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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