JP7617707B2 - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。

インプリント装置は、パターンが形成された型（モールド）と基板上のインプリント材とを接触させた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引き離すことで基板上にパターンを形成する。インプリント装置は、一般的に、型と基板との位置ずれを補正する位置補正部や型（のパターン）と基板（のショット領域）との形状差を補正する形状補正部を有する。位置補正部は、例えば、型と基板とを相対的に移動させる（駆動する）移動機構を含む。また、形状補正部は、例えば、型や基板を周辺から押し引きして変形させる力変形機構、或いは、型や基板に熱を加えることによって熱変形させる熱変形機構を含む。

型と基板との位置ずれの補正と型と基板との形状差の補正とは、インプリント装置の生産性を高めるために、型と基板上のインプリント材とを接触させてから基板上の硬化したインプリント材から型を引き離すまでの同一時間帯で行われる。この場合、型と基板との形状差の補正が型と基板との位置ずれに影響を与えることがある。そこで、型と基板との形状差の補正による型と基板との位置ずれへの影響を時系列データとして、型と基板とを相対的に移動させる移動機構に設定される目標位置を補正する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１９－１２８２１号公報

しかしながら、型と基板との形状差の補正は、型と基板との位置ずれだけではなく、倍率ずれにも影響を与えるため、従来技術では、倍率ずれに対する補正の時間の増加や重ね合わせ精度の低下を招く可能性がある。また、力変形機構では、押し引きの方向に起因してヒステリシスが発生するため、熱変形機構による影響によって、型や基板に対して力変形機構から意図しない方向の補正が働き、重ね合わせ精度の低下につながる可能性もある。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、型と基板との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利なインプリント装置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装置であって、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部と、前記型に力を加えて前記型のパターン領域を変形させる型変形部と、前記基板に熱を加えて前記基板上のショット領域を変形させる基板変形部と、前記型変形部による前記パターン領域の形状制御と前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御とによって、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部及び前記基板変形部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記取得部で取得された差分データと、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データとに基づいて、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部をフィードバック制御するものであり、前記時系列データが示す変形量は、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間であって、且つ、前記型変形部による前記パターン領域の形状制御を行っている間において、前記型変形部から前記型に加える力の方向を不可逆的に一方向にするように設定されてい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、型と基板との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利なインプリント装置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。 型変形部による型の形状制御を説明するための図である。 基板変形部による基板の形状制御を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 第１実施形態における形状補正を説明するための図である。 第１実施形態における形状補正を説明するための図である。 ヒステリシスを説明するための図である。 ヒステリシスに起因する型の形状制御の問題点を説明するための図である。 第２実施形態における型の形状制御を説明するための図である。 従来技術における形状補正の問題点を説明するための図である。 第３実施形態における形状補正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。

＜第１実施形態＞
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る。インプリント装置１は、基板にパターンを形成する、具体的には、モールド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リソグラフィ装置である。インプリント装置１は、基板上に供給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。

インプリント装置１は、型１１を保持して移動する型保持部１２と、基板１３を保持して移動する基板保持部１４と、計測部１５と、型変形部１６と、基板変形部１７と、制御部１８とを有する。インプリント装置１は、例えば、インプリント材として、紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化性のインプリント材を用いる（即ち、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用する）。

本本明細書及び添付図面では、基板１３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。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御又は移動は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御又は移動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御又は移動は、それぞれ、Ｘ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御又は移動を意味する。

型１１は、矩形の外形形状を有し、基板１３に転写すべきパターンが形成されたパターン面１１ａを有する。図１に示すように、インプリント装置で用いられる型１１のパターン面１１ａ（パターン領域）は、基板１３に対して凸形状（メサ部やメサ領域と呼ばれることがある）となっていることがある。また、型１１のパターン面１１ａには、型側マーク２０（アライメントマーク）が形成されている。基板１３は、型１１のパターンが転写される基板である。基板１３の複数のショット領域のそれぞれには、基板側マーク２１（アライメントマーク）が形成されている。

型保持部１２は、型１１を保持する保持機構である。型保持部１２は、例えば、型１１を真空吸着又は静電吸着する型チャックと、型チャックを支持するヘッドと、ヘッドを移動させる型移動系とを含む。型移動系は、ヘッド（型１１）を少なくともＺ方向に移動させる。また、型移動系は、Ｚ方向だけではなく、Ｘ方向、Ｙ方向及びθＺ方向にヘッドを移動させる機能を備えていてもよい。

基板保持部１４は、基板１３を保持する保持機構である。基板保持部１４は、例えば、基板１３を真空吸着又は静電吸着する基板チャックと、基板チャックを支持する基板ステージと、基板ステージを移動させる基板移動系とを含む。基板移動系は、基板ステージ（基板１３）を少なくともＸ方向及びＹ方向に移動させる。また、基板移動系は、Ｘ方向及びＹ方向だけではなく、Ｚ方向及びθＺ方向に基板ステージを移動させる機能を備えていてもよい。

計測部１５は、型１１に設けられた型側マーク２０と、基板１３の複数のショット領域のそれぞれに設けられた基板側マーク２１とを光学的に検出するスコープを含む。計測部１５は、かかるスコープの検出結果に基づいて、型１１と基板１３との相対的な位置（位置ずれ）を計測して位置データを取得する。また、計測部１５は、複数の型側マーク２０と、複数の基板側マーク２１とを検出して取得される複数の位置データから、型１１のパターンと基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部としても機能する。なお、型１１のパターンと基板上のショット領域との形状差は、型１１と基板上のショット領域との間の倍率ずれ、台形ずれ、ねじれなどの変形ずれを含む。

型変形部１６は、型１１に力を加えて型１１を変形させる機能を有する。型変形部１６は、本実施形態では、基板１３のショット領域ごとに、型１１のパターンと基板１３のショット領域との形状差を低減するために、型１１のパターンの形状を補正する。型変形部１６は、型１１に対して、パターン面１１ａに平行な方向に力を加えて型１１（パターン面１１ａ）を変形させることで、型１１のパターンの形状を補正する。

基板変形部１７は、基板１３に熱を加えて基板１３を変形させる機能を有する。基板変形部１７は、本実施形態では、型１１のパターンと基板１３のショット領域との形状差を低減するために、基板上の所定の位置に一定強度の光３０を照射することで基板１３を局所的に熱膨張させ、基板１３のショット領域の形状を補正する。基板変形部１７は、光３０の照射位置を高精細に制御することが可能な素子、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。基板変形部１７は、基板上に熱部分を生成し、基板１３のショット領域の形状を補正する。

制御部１８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１８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１８は、インプリント処理を行う際に、計測部１５の計測結果に基づいて、型変形部１６による型１１の変形量や基板変形部１７による基板１３の変形量を制御する。このように、制御部１８は、型変形部１６による型１１の形状制御と基板変形部１７による基板１３の形状制御とによって、型１１のパターンと基板上のショット領域との形状差が許容範囲に収まるように、型変形部１６及び基板変形部１７を制御する。また、制御部１８は、計測部１５の計測結果に基づいて、型１１のパターンと基板上のショット領域との位置ずれが許容範囲に収まるように、型保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を制御する。

図２を参照して、型変形部１６による型１１の形状制御について説明する。図２において、縦軸は、型１１のパターンと基板上のショット領域との形状差（倍率ずれ、台形ずれ、ねじれなど）の量（変形ずれ量）を示し、横軸は、時間を示している。型変形部１６による型１１の形状制御では、制御部１８は、型１１と基板１３とを位置合わせするために型保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を制御しながら、型変形部１６をフィードバック制御する。具体的には、制御部１８は、計測部１５で取得される変形ずれ量が目標変形量と一致するように型変形部１６の出力（型１１の変形量）を決定する。そして、制御部１８は、決定した出力に従って型変形部１６を制御することで、型１１の形状を追い込んでいく（補正する）。基板上のショット領域の形状は、ショット領域ごとに異なると考えられるため、型変形部１６による型１１の形状制御は、ショット領域ごとに行う必要がある。

図３を参照して、基板変形部１７による基板１３の形状制御について説明する。基板変形部１７は、上述したように、基板上のショット領域に熱分布を生成して熱膨張を発生させることでショット領域を変形させ、型変形部１６では補正しきれない微小な形状（高次成分）を補正する。図３では、型１１の形状を点線で示し、基板１３のショット領域の形状を実線で示している。基板変形部１７による基板１３の形状制御では、基板１３の点部を加熱することで、型１１（パターン面１１ａ）と基板１３との複雑な形状差を補正（解消）することができる。但し、基板１３を加熱する前では、型１１のパターンと基板上のショット領域との倍率成分とが一致していたのに対して、基板１３を加熱した後では、ショット領域が型１１よりも大きくなっていることがわかる。

ここで、図４及び図５を参照して、従来技術における型変形部１６による型１１の形状制御と基板変形部１７による基板１３の形状制御とによる形状補正の問題点について説明する。

図４は、従来技術における形状補正の動作を模式的に示すブロック図である。図４を参照するに、まず、計測部１５は、型１１のパターンの形状（Ｍ）と基板１３のショット領域の形状（Ｗ）との差である形状差の量に対応する変形ずれ量（Ｅ）を差分データとして取得する。次いで、制御部１８は、計測部１５で取得された変形ずれ量（Ｅ）と、型１１のパターン領域とショット領域との相対的な目標形状に対するずれ量を示す目標変形量（目標データ）とに基づいて、型変形部１６を制御して型１１のパターンの形状を補正する。また、制御部１８は、基板変形部１７を制御して基板１３のショット領域の形状を補正する。

図５は、従来技術における形状補正の動作による変形ずれ量（Ｅ）、型１１のパターンの形状及び基板１３のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図５を参照するに、変形ずれ量（Ｅ）を目標変形量に一致させるため、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状（Ｍ）を変形させる。期間Ｐａでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量とが一致しているため、型変形部１６は、その際の型１１のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻ｔ２から基板変形部１７による基板１３の形状制御を開始すると、基板１３のショット領域の形状（Ｗ）が変形するため、期間Ｐｂでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量との間にずれが生じている。従って、時刻ｔ３から型変形部１６による型１１の形状制御を再度開始することで、最終的に目標変形量に追い込まれ、期間Ｐｃでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量とが一致する。このように、従来技術では、基板変形部１７による基板１３の形状制御によって、変形ずれ量（Ｅ）が影響を受け、型変形部１６による型１１の形状制御が再度必要となるため、形状補正が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。

そこで、本実施形態では、変形ずれ量（Ｅ）と、目標変形量と、基板変形部１７による基板１３の形状制御を行っている間の各時刻で変化する型１１のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な変形量とに基づいて、型変形部１６をフィードバック制御する。以下では、図６及び図７を参照して、本実施形態における型変形部１６による型１１の形状制御と基板変形部１７による基板１３の形状制御とによる形状補正について説明する。

図６は、本実施形態における形状補正の動作を模式的に示すブロック図である。関数ｆ（ｔ）は、基板変形部１７による基板１３の形状制御に応じて時間的に変化する変形ずれ量を示す。換言すれば、関数ｆ（ｔ）は、時間の関数であって、基板変形部１７による基板１３の形状制御を行っている間の各時刻で変化する、例えば、非線形に変化する型１１のパターン領域と基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データである。本実施形態では、制御部１８は、時系列データである関数ｆ（ｔ）を目標データである目標変形量に与える（加える）入力部を含む。このように、関数ｆ（ｔ）を目標変形量に与えることで、型変形部１６による型１１の形状補正を必要最小限とする。但し、制御部１８は、関数ｆ（ｔ）を目標変形量に与える入力部に代えて、時系列データである関数ｆ（ｔ）を差分データである変形ずれ量に与える（加える）入力部を含んでいてもよい。この場合も同様な効果を得ることができる。

図７は、本実施形態における形状補正の動作による変形ずれ量（Ｅ）、型１１のパターン領域の形状及び基板１３のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図７を参照するに、変形ずれ量（Ｅ）を目標変形量に一致させるため、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状（Ｍ）を変形させる。期間Ｐａでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量とが一致しているため、型変形部１６は、その際の型１１のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻ｔ２から基板変形部１７による基板１３の形状制御を開始するとともに、関数ｆ（ｔ）を目標変形量に与える。これにより、図７に示すように、基板１３の変形に応じて目標変形量が変化するため、基板変形部１７による基板１３の形状制御の影響を打ち消すことができる。従って、従来技術のように、期間Ｐｂで変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量との間にずれが生じることもなく、期間Ｐｂで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型１１と基板１３との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。

関数ｆ（ｔ）は、型変形部１６による型１１の形状制御を行わない状態で、基板変形部１７による基板１３の形状制御を行いながら、型１１のパターン領域と基板１３のショット領域との変形ずれ量を計測部１５で計測（実測）することで求められる。また、基板変形部１７による基板１３の形状制御の影響をシミュレーションすることでも関数ｆ（ｔ）を求めることが可能である。関数ｆ（ｔ）は、時間ｔを変数として多項式で表現される近似曲線でもよいし、実測又はシミュレーションで求めた結果をそのまま用いてもよい。ここでは、時間的に変化する値という意味で関数ｆ（ｔ）と表現しているが、基板変形部１７による基板１３の形状制御に応じて変化する成分であるため、基板変形部１７が基板１３に照射する光の光量（熱量）やその積算量を変数としてもよい。

＜第２実施形態＞
型変形部１６による型１１の形状制御において、型１１に加える力の方向が変化するとヒステリシスが発生し、型変形部１６の出力と型１１の変形量（変形ずれ量への補正量）との相関関係が崩れることがある。図８を参照して、型変形部１６の出力（型変形部１６から型１１に加える力）と、型１１の変形量との相対関係に生じるヒステリシスを説明する。図８では、縦軸は、型１１の変形量を示し、横軸は、型変形部１６の出力を示している。型１１の形状を補正する場合、型変形部１６から型１１に加える力の方向が一方向（一定）であれば、図８にＯＰａで示すように、型変形部１６の出力と型１１の変形量とは比例する。但し、型１１の形状が過剰に補正され、型変形部１６から型１１に加える力の方向を逆方向に変化させる必要が生じると、図８にＯＰｂで示すように、型変形部１６の出力と型１１の変形量との相関関係が崩れた状態となる。

図９は、型変形部１６による型１１の形状制御において、型１１の形状が過剰に補正された場合における変形ずれ量（型１１の形状）及び型変形部１６の出力の経時変化の一例を示す図である。図９を参照するに、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状を徐々に変形させているが、期間Ｐａでは、型１１のパターンの形状が過剰に補正されている（変形ずれ量が目標変形量を超えている）。従って、型変形部１６から型１１に加えられる力の方向を逆方向にしなければならないため、ヒステリシスが発生し、型変形部１６の出力が型１１の変形に反映されていない。その後、期間Ｐｂで目標変形量に追い込むことができるが、ヒステリシスに起因して、型変形部１６による型１１の形状制御が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。

そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様に、関数ｆ（ｔ）として、目標変形量を時刻に応じて変化させることで、ヒステリシスに起因する型変形部１６による型１１の形状制御の遅れを低減（防止）する。

図１０は、本実施形態における型１１の形状制御の動作による変形ずれ量及び型変形部１６の出力の経時変化の一例を示す図である。図１０を参照するに、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状を徐々に変形させるが、本実施形態では、開始時の目標変形量を大きくしておく。このため、期間Ｐａでは、変形ずれ量が目標変形量を超えているが、時刻ｔ２から関数ｆ（ｔ）を目標変形量に与えることで、ヒステリシスを発生させることなく、期間Ｐｂで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型１１と基板１３との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。

関数ｆ（ｔ）としては、第１実施形態と同様に、実測又はシミュレーションから求められる。具体的には、変形ずれ量と目標変形量との差分の大きさやタイミングを求め、図１０に示すように、初期の目標変形量を超えても最終的な目標変形量を超えないように、目標変形量の初期値を設定してステップ状に変化させるような関数ｆ（ｔ）を求める。また、型変形部１６による型１１の形状制御を行う時間が決まっている場合には、初期の変形ずれ量から最終的な目標変形量までを時間に比例するように、目標変形量を連続的に変化させるような関数ｆ（ｔ）を与えてもよい。

＜第３実施形態＞
基板変形部１７による基板１３の形状補正によって変形ずれ量が影響を受け、ヒステリシスが発生する場合がある。図１１は、従来技術における形状補正の動作による変形ずれ量（Ｅ）、型変形部１６の出力、型１１のパターン領域の形状及び基板１３のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図１１を参照するに、変形ずれ量（Ｅ）を目標変形量に一致させるため、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状（Ｍ）を変形させる。期間Ｐａでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量とが一致しているため、型変形部１６は、その際の型１１のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻ｔ２から基板変形部１７による基板１３の形状制御を開始すると、基板１３のショット領域の形状（Ｗ）が変形する。これにより、期間Ｐｂでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量との間にずれが生じているが、この方向が最初の追い込み方向と反対の方向であるため、型変形部１６による型１１の形状制御を再度開始するとヒステリシスが発生する。従って、期間Ｐｂでは、型変形部１６の出力が型１１の変形に反映されていない。その後、期間Ｐｃで目標変形量に追い込むことができるが、ヒステリシスに起因して、形状補正が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。

そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様に、関数ｆ（ｔ）として、基板変形部１７が基板１３に照射する光の加熱量から予測される型１１と基板１３との変形ずれ量の変化を与える。これにより、基板変形部１７による基板１３の形状制御に起因する目標変形量と変形ずれ量との偏差の発生を抑制し、ヒステリシスの発生を抑制する。

図１２は、本実施形態における形状補正の動作による変形ずれ量（Ｅ）、型変形部１６の出力、型１１のパターン領域の形状及び基板１３のショット領域の形状の経時変化の一例を示す図である。図１２を参照するに、時刻ｔ１から型変形部１６による型１１の形状制御を開始し、型１１のパターン領域の形状（Ｍ）を変形させる。期間Ｐａでは、変形ずれ量（Ｅ）と目標変形量とが一致しているため、型変形部１６は、その際の型１１のパターン領域の形状を維持する。そして、時刻ｔ２から基板変形部１７による基板１３の形状制御を開始するとともに、関数ｆ（ｔ）を目標変形量に与える。これにより、図１２に示すように、基板１３の変形に応じて目標変形量が変化し、基板変形部１７による基板１３の形状制御の影響を打ち消すことができる。従って、型変形部１６から型１１に加える力の方向を逆方向に変化させる必要がなくなるため、ヒステリシスも発生せず、期間Ｐｂで目標変形量に追い込むことができる。このように、本実施形態は、型１１と基板１３との重ね合わせを高精度に、且つ、短時間で実現するのに有利である。

関数ｆ（ｔ）としては、第１実施形態と同様に、基板変形部１７による基板１３の形状補正の影響を実測又はシミュレーションすることで求められる。また、関数ｆ（ｔ）の変数としては、時間ｔだけではなく、基板変形部１７が基板１３に照射する光の光量（熱量）やその積算量を与えてもよい。更に、第２実施形態と同様に、ヒステリシスの発生を抑制するために、最終的な目標変形量に対して少ない量からステップ状又は連続的に変化する成分を関数ｆ（ｔ）に加えてもよい。

＜第４実施形態＞
インプリント装置１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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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 １１：型 １３：基板 １５：計測部 １６：型変形部 １７：基板変形部 １８：制御部

Claims (9)

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装置であって、
   前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との形状差を示す差分データを取得する取得部と、
   前記型に力を加えて前記型のパターン領域を変形させる型変形部と、
   前記基板に熱を加えて前記基板上のショット領域を変形させる基板変形部と、
   前記型変形部による前記パターン領域の形状制御と前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御とによって、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部及び前記基板変形部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記取得部で取得された差分データと、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す時系列データとに基づいて、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記型変形部をフィードバック制御するものであり、
   前記時系列データが示す変形量は、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間であって、且つ、前記型変形部による前記パターン領域の形状制御を行っている間において、前記型変形部から前記型に加える力の方向を不可逆的に一方向にするように設定されていることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記時系列データは、前記基板変形部による前記ショット領域の形状制御を行っている間の各時刻で非線形に変化する前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す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. 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装置であって、
   前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との形状差を示す差分データを光学的に検出するスコープと、
   前記型に力を加えて前記型のパターン領域を変形させる力変形機構と、
   光の照射位置を制御するデバイスを含み、前記基板に熱を加えて前記基板上のショット領域を変形させる光学系と、
   前記力変形機構による前記パターン領域の形状制御と前記光学系による前記ショット領域の形状制御とによって、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記力変形機構及び前記光学系を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記光学系が前記ショット領域の形状制御を行っている時間に対応する期間において複数回変化する、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な変形量を示す複数の測定値を含む、時系列データを受信し、
   前記スコープで取得された差分データと、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との相対的な目標変形量を示す目標データと、前記時系列データとに基づいて、前記形状差が許容範囲に収まるように、前記力変形機構が複数回にわたり前記型のパターン領域を変形させることをフィードバック制御するものであり、
   前記時系列データが示す変形量は、前記光学系による前記ショット領域の形状制御を行っている間であって、且つ、前記力変形機構による前記パターン領域の形状制御を行っている間において、前記力変形機構から前記型に加える力の方向を不可逆的に一方向にするように設定されていることを特徴とするインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記時系列データを前記目標データに加える入力部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記時系列データを前記差分データに加える入力部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記取得部は、
   前記型と前記基板との相対的な位置を計測して位置データを取得する計測部を含み、
   前記計測部で取得される複数の位置データから前記差分データを取得する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。
7. 前記型を保持して移動する型保持部と、
   前記基板を保持して移動する基板保持部と、を更に有し、
   前記制御部は、前記計測部で取得された位置データに基づいて、前記型のパターン領域と前記基板上のショット領域との位置ずれが許容範囲に収まるように、前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を制御す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. 前記制御部は、前記型保持部及び前記基板保持部の少なくとも一方を制御しながら、前記型変形部をフィードバック制御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. 請求項１乃至８のうちいずれか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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