JP2008100507A - インプリント装置およびアライメント方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】モールドと基板との距離が変化する際に、高精度の位置合わせが可能となるインプリント装置およびアライメント方法を提供する。
【解決手段】インプリント装置であって、
モールドを保持する第１の保持部及びパターンが転写される基板を保持する第２の保持部と、
モールド及び基板の位置を特定するマークに、光を照射する第１の照明系と、
モールド及び基板の位置を特定するマークを、第１の観察点及び第２の観察点で結像させる第１の光学系及び第２の光学系と、
第１の光学系と第２の光学系とが共有する結像光学系と、
モールド及び基板の位置を特定するマークを観察する第１の撮像素子及び第２の撮像素子と、
モールド又は基板と、結像光学系との距離の変化によって生じる第１の観察点又は第２の観察点の移動に追随して第１の撮像素子又は第２の撮像素子を移動させる第１の駆動機構又は第２の駆動機構の、少なくとも一方を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】インプリント装置であって、
モールドを保持する第１の保持部及びパターンが転写される基板を保持する第２の保持部と、
モールド及び基板の位置を特定するマークに、光を照射する第１の照明系と、
モールド及び基板の位置を特定するマークを、第１の観察点及び第２の観察点で結像させる第１の光学系及び第２の光学系と、
第１の光学系と第２の光学系とが共有する結像光学系と、
モールド及び基板の位置を特定するマークを観察する第１の撮像素子及び第２の撮像素子と、
モールド又は基板と、結像光学系との距離の変化によって生じる第１の観察点又は第２の観察点の移動に追随して第１の撮像素子又は第２の撮像素子を移動させる第１の駆動機構又は第２の駆動機構の、少なくとも一方を有する。
【選択図】 図１
Description
本発明はモールドの形状を基板に転写するためのインプリント装置およびアライメント方法に関する。
近年において、Ｓｔｅｐｈａｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，６７，３１１４，１９９５に紹介されているように、モールド上の微細な構造を半導体、ガラス、樹脂や金属等のワークに加圧転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。
この技術は、数ナノメートルオーダーの分解能を持つためナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、半導体製造に加え、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、幅広い分野への応用が期待されている。
例えば、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、バイオチップの製造技術、等への応用が期待されている。
この技術は、数ナノメートルオーダーの分解能を持つためナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、半導体製造に加え、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、幅広い分野への応用が期待されている。
例えば、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、バイオチップの製造技術、等への応用が期待されている。
一例として、光インプリント方式を半導体製造技術に用いる場合について説明する。
まず、基板（例えば半導体ウエハ）上に光硬化樹脂からなる層を形成する。
次に樹脂層に所望の凹凸構造が形成されたモールドを押し当て、加圧する。
紫外線を照射することで光硬化樹脂を硬化させる。これにより樹脂層に上記構造が転写される。この樹脂層をマスクとしてエッチング等を行い、基板へ構造が転写される。
このような半導体製造においてはモールドと基板の位置合わせが必要である。
例えば、半導体のプロセスルールが１００ｎｍ以下になるような昨今の状況において、装置に起因する位置合わせ誤差の許容範囲は数ｎｍ〜数十ｎｍと言われている。
まず、基板（例えば半導体ウエハ）上に光硬化樹脂からなる層を形成する。
次に樹脂層に所望の凹凸構造が形成されたモールドを押し当て、加圧する。
紫外線を照射することで光硬化樹脂を硬化させる。これにより樹脂層に上記構造が転写される。この樹脂層をマスクとしてエッチング等を行い、基板へ構造が転写される。
このような半導体製造においてはモールドと基板の位置合わせが必要である。
例えば、半導体のプロセスルールが１００ｎｍ以下になるような昨今の状況において、装置に起因する位置合わせ誤差の許容範囲は数ｎｍ〜数十ｎｍと言われている。
特許文献１には、異なる波長の光は焦点距離が違うことを利用して、モールドと基板の位置合わせを行なう方法が開示されている。具体的には、第１の波長でモールド表面のマークを撮像素子に結像させ、この第１の波長とは異なる第２の波長で基板表面のマークを同じ撮像素子に結像させる。これら２つの波長は、モールドと基板とのギャップに応じて選択される。
第１の波長では、モールド表面のマークと焦点が合っているが、基板表面のマークと焦点が合っていない。一方、第２の波長では、モールド表面のマークと焦点が合っていないが、基板表面のマークとは焦点が合っている。
そして、焦点が合っていない第１の波長で計測した基板表面のマークと、同じく焦点が合っていない第２の波長で計測したモールド表面のマークを画像処理により除去する。その後、焦点が合っている第１の波長で計測したモールド表面のマークと、同じく焦点が合っている第２の波長で計測した基板表面のマークを合成し、単一の結像平面上で結合させている。
第１の波長では、モールド表面のマークと焦点が合っているが、基板表面のマークと焦点が合っていない。一方、第２の波長では、モールド表面のマークと焦点が合っていないが、基板表面のマークとは焦点が合っている。
そして、焦点が合っていない第１の波長で計測した基板表面のマークと、同じく焦点が合っていない第２の波長で計測したモールド表面のマークを画像処理により除去する。その後、焦点が合っている第１の波長で計測したモールド表面のマークと、同じく焦点が合っている第２の波長で計測した基板表面のマークを合成し、単一の結像平面上で結合させている。
また、特許文献２には、半導体露光装置においてマスクとウエハの位置合わせを行なう方法が開示されている。
具体的には、第１物体であるマスクと、第２物体であるウエハの相対位置の検出を行なう際に、それぞれの物体上の位置を特定するためのマークに対し、別個の基準位置合わせマークを配置された第３の物体を設けている。そして、第３の物体上にあるマークと、第１および第２の物体上にあるマークの光学像を撮像素子により検出し、第１及び第２の物体の位置ズレを検出している。この装置において、第１物体上にあるマークを結像させる撮像素子と、第２物体上にあるマークを結像させる撮像素子は別々の撮像素子であり、これらの光学系は一部を共有している。
米国特許６６９６２２０号明細書
米国特許６５２９６２５号明細書
具体的には、第１物体であるマスクと、第２物体であるウエハの相対位置の検出を行なう際に、それぞれの物体上の位置を特定するためのマークに対し、別個の基準位置合わせマークを配置された第３の物体を設けている。そして、第３の物体上にあるマークと、第１および第２の物体上にあるマークの光学像を撮像素子により検出し、第１及び第２の物体の位置ズレを検出している。この装置において、第１物体上にあるマークを結像させる撮像素子と、第２物体上にあるマークを結像させる撮像素子は別々の撮像素子であり、これらの光学系は一部を共有している。
上記従来例の特許文献１に開示されているモールドと基板の位置合わせ法では、異なる光源を用いることによって異なる波長の光を利用する構成が採られている。そのため、モールドと基板がその加工面に対して垂直方向に連続的に変化する際に、モールドと基板の位置合わせをすることが難しい。
一方、上記従来例の特許文献２に開示されているモールドと基板の位置合わせ方法は、光露光機のような特定のギャップで位置合わせをするような場合に有効である。
しかしながら、ナノインプリント装置では、対向して配置されているモールドと基板との距離が連続的に変化するため、任意のギャップに対してモールドと基板の位置合わせが要求される。
このような要求は、例えば、モールドと基板の間に樹脂を介在させた場合に生じる。すなわち、モールドが樹脂に接触する前後や、樹脂が塗布された状態で加圧するような場合において、モールドと基板の間で位置ずれを起しやすい。
この位置ずれが大きい場合には、位置合わせに時間がかかることになる。
従って、モールドと基板との距離が連続的に変化させるときに、位置合わせができるような構成が求められていた。
しかしながら、ナノインプリント装置では、対向して配置されているモールドと基板との距離が連続的に変化するため、任意のギャップに対してモールドと基板の位置合わせが要求される。
このような要求は、例えば、モールドと基板の間に樹脂を介在させた場合に生じる。すなわち、モールドが樹脂に接触する前後や、樹脂が塗布された状態で加圧するような場合において、モールドと基板の間で位置ずれを起しやすい。
この位置ずれが大きい場合には、位置合わせに時間がかかることになる。
従って、モールドと基板との距離が連続的に変化させるときに、位置合わせができるような構成が求められていた。
本発明は、上記課題に鑑み、モールドと基板との距離が変化する際に、高精度の位置合わせが可能となるインプリント装置およびアライメント方法を提供することを目的とするものである。
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成したインプリント装置およびアライメント方法を提供するものである。
本発明におけるインプリント装置は、インプリントパターンを有したモールドを保持するための第１の保持部と、
前記モールドと対向して配置され、前記インプリントパターンが転写される基板を保持するための第２の保持部と、
前記モールドの位置を特定するためのマークと、前記基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための第１の照明系と、
前記第１の照明系からの光を用いて前記モールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させるための第１の光学系と、
前記基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させるための第２の光学系と、
前記第１の光学系と前記第２の光学系とが共有する結像光学系と、
第１の観察点で結像される前記モールドの位置を特定するためのマークを観察するための第１の撮像素子と、
第２の観察点で結像される前記基板の位置を特定するためのマークを観察するための第２の撮像素子と、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる第１の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる第２の駆動機構の少なくとも一方の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第１の駆動機構および前記第２の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第１の駆動機構は、前記モールドと前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第２の駆動機構は、前記基板と前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドまたは前記基板と、前記結像光学系との距離の変化によって生じる倍率の変化を補正する補正手段を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記補正手段は、前記第１の光学系または前記第２の光学系に配置されている倍率可変な光学部品であることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドの位置を特定するためのマークは、該モールドに配置されていることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記基板の位置を特定するためのマークは、該基板に配置されていることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークが配置された第３の物体と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークが配置された第４の物体とを第２の照明系に備え、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第３の物体を移動させる第３の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第４の物体を移動させる第４の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第３の駆動機構および前記第４の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第２の照明系は前記第１の照明系であることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、インプリントパターンを有したモールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
前記インプリントパターンが転写される基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドと、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記基板と、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドまたは前記基板の位置が変化することによって生じる倍率の変化を補正する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークを第１の観察点で結像させ、該モールド用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークを第２の観察点で結像させ、該基板用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記モールド用基準マークを移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記基板用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記第１の撮像素子に結像された、モールドの位置を特定するためのマークの位置と前記基板の位置を特定するためのマークの位置とを比較する工程を有することを特徴とする。
また、本発明における第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法は、
第１の物体の位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
第２の物体の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明における第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法は、前記第１の物体の位置を特定するためのマークに対応する第１の物体用基準マークを第１の観察点で結像させ、該第１の物体用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記第２の物体の位置を特定するためのマークに対応する第２の物体用基準マークを第２の観察点で結像させ、該第２の物体用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の物体用基準マークを移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の物体用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明における面内方向の位置合わせを行うアライメント方法は、平板状の基板側とインプリントパターンを有するモールド側とに個別に設けられているアライメントマークを、それぞれに対応した撮像素子を用いて撮像し、該撮像素子からの情報を用いて、
対向して配置される基板と前記モールドとの面内方向の位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることによって生じる前記アライメントマークの観察点の移動に追随するように、前記撮像素子を移動させ、且つ移動させた該撮像素子からの情報を用いて、
前記基板と前記モールドとの位置合わせを行うことを特徴とする。
また、本発明における面内方向の位置合わせを行うアライメント方法は、前記基板と前記モールドとの面内方向の位置制御を行いながら、前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることを特徴とする。
本発明におけるインプリント装置は、インプリントパターンを有したモールドを保持するための第１の保持部と、
前記モールドと対向して配置され、前記インプリントパターンが転写される基板を保持するための第２の保持部と、
前記モールドの位置を特定するためのマークと、前記基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための第１の照明系と、
前記第１の照明系からの光を用いて前記モールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させるための第１の光学系と、
前記基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させるための第２の光学系と、
前記第１の光学系と前記第２の光学系とが共有する結像光学系と、
第１の観察点で結像される前記モールドの位置を特定するためのマークを観察するための第１の撮像素子と、
第２の観察点で結像される前記基板の位置を特定するためのマークを観察するための第２の撮像素子と、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる第１の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる第２の駆動機構の少なくとも一方の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第１の駆動機構および前記第２の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第１の駆動機構は、前記モールドと前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第２の駆動機構は、前記基板と前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドまたは前記基板と、前記結像光学系との距離の変化によって生じる倍率の変化を補正する補正手段を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記補正手段は、前記第１の光学系または前記第２の光学系に配置されている倍率可変な光学部品であることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドの位置を特定するためのマークは、該モールドに配置されていることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記基板の位置を特定するためのマークは、該基板に配置されていることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークが配置された第３の物体と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークが配置された第４の物体とを第２の照明系に備え、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第３の物体を移動させる第３の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第４の物体を移動させる第４の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第３の駆動機構および前記第４の駆動機構を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置は、前記第２の照明系は前記第１の照明系であることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、インプリントパターンを有したモールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
前記インプリントパターンが転写される基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドと、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記基板と、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドまたは前記基板の位置が変化することによって生じる倍率の変化を補正する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークを第１の観察点で結像させ、該モールド用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークを第２の観察点で結像させ、該基板用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記モールド用基準マークを移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記基板用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明におけるインプリント装置用のアライメント方法は、前記第１の撮像素子に結像された、モールドの位置を特定するためのマークの位置と前記基板の位置を特定するためのマークの位置とを比較する工程を有することを特徴とする。
また、本発明における第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法は、
第１の物体の位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
第２の物体の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明における第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法は、前記第１の物体の位置を特定するためのマークに対応する第１の物体用基準マークを第１の観察点で結像させ、該第１の物体用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記第２の物体の位置を特定するためのマークに対応する第２の物体用基準マークを第２の観察点で結像させ、該第２の物体用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の物体用基準マークを移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の物体用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする。
また、本発明における面内方向の位置合わせを行うアライメント方法は、平板状の基板側とインプリントパターンを有するモールド側とに個別に設けられているアライメントマークを、それぞれに対応した撮像素子を用いて撮像し、該撮像素子からの情報を用いて、
対向して配置される基板と前記モールドとの面内方向の位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることによって生じる前記アライメントマークの観察点の移動に追随するように、前記撮像素子を移動させ、且つ移動させた該撮像素子からの情報を用いて、
前記基板と前記モールドとの位置合わせを行うことを特徴とする。
また、本発明における面内方向の位置合わせを行うアライメント方法は、前記基板と前記モールドとの面内方向の位置制御を行いながら、前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることを特徴とする。
本発明によれば、モールドと基板との距離が変化する際に、高精度の位置合わせができるインプリント装置およびインプリント装置用のアライメント方法を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態におけるインプリント装置は、モールドを保持するための第１の保持部と、インプリントパターンが転写される基板を保持するための第２の保持部とを有する。
インプリントパターンが転写される基板とは、インプリントパターンを直接的に転写される基板や、樹脂にパターンを形成した後にエッチング等によりパターンが転写される基板も含まれる。
また、モールドの位置を特定するためのマークと、基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための第１の照明系を有する。
モールドの位置を特定するためのマークは、モールド上に設けられていてもよいし、モールドを保持するための第１の保持部に設けられていてもよい。
また、基板の位置を特定するためのマークは、基板上に設けられていてもよいし、基板を保持するための第２の保持部に設けられていてもよい。
なお、モールドの位置を特定するためのマークと、基板の位置を特定するためのマークに照射する光源は同一の光源であっても、別々の光源であってもよい。
また、第１の照明系からの光を用いてモールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させるための第１の光学系と、基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させるための第２の光学系を有する。
また、第１の光学系と第２の光学系とが共有する結像光学系を有する。この結像光学系とは、例えば対物レンズである。
また、第１の観察点で結像される前記モールドの位置を特定するためのマークを観察するための第１の撮像素子と、第２の観察点で結像される前記基板の位置を特定するためのマークを観察するための第２の撮像素子とを有する。
ここで、観察点とは、マークを観察することのできる場所である。好ましくは、焦点が合っている場所のことをいう。
また、第１の撮像素子を移動させる第１の駆動機構、または、第２の撮像素子を移動させる第２の駆動機構を有する。
この第１の駆動機構は、モールドと結像光学系との距離の変化によって生じる第１の観察点の移動に追随して第１の撮像素子を移動させる機構である。
また、第２の駆動機構は、基板と結像光学系との距離の変化によって生じる第２の観察点の移動に追随して第２の撮像素子を移動させる機構である。
インプリントパターンが転写される基板とは、インプリントパターンを直接的に転写される基板や、樹脂にパターンを形成した後にエッチング等によりパターンが転写される基板も含まれる。
また、モールドの位置を特定するためのマークと、基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための第１の照明系を有する。
モールドの位置を特定するためのマークは、モールド上に設けられていてもよいし、モールドを保持するための第１の保持部に設けられていてもよい。
また、基板の位置を特定するためのマークは、基板上に設けられていてもよいし、基板を保持するための第２の保持部に設けられていてもよい。
なお、モールドの位置を特定するためのマークと、基板の位置を特定するためのマークに照射する光源は同一の光源であっても、別々の光源であってもよい。
また、第１の照明系からの光を用いてモールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させるための第１の光学系と、基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させるための第２の光学系を有する。
また、第１の光学系と第２の光学系とが共有する結像光学系を有する。この結像光学系とは、例えば対物レンズである。
また、第１の観察点で結像される前記モールドの位置を特定するためのマークを観察するための第１の撮像素子と、第２の観察点で結像される前記基板の位置を特定するためのマークを観察するための第２の撮像素子とを有する。
ここで、観察点とは、マークを観察することのできる場所である。好ましくは、焦点が合っている場所のことをいう。
また、第１の撮像素子を移動させる第１の駆動機構、または、第２の撮像素子を移動させる第２の駆動機構を有する。
この第１の駆動機構は、モールドと結像光学系との距離の変化によって生じる第１の観察点の移動に追随して第１の撮像素子を移動させる機構である。
また、第２の駆動機構は、基板と結像光学系との距離の変化によって生じる第２の観察点の移動に追随して第２の撮像素子を移動させる機構である。
また、本実施形態における他のインプリント装置は、モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークが配置された第３の物体と、基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークが配置された第４の物体とを備える。
また、モールド用基準マークと、基板用基準マークを有する第２の照明系を有する。第２の照明系は第１の照明系であってもよい。
すなわち、モールドと基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための照明系（第１の照明系）を、モールド用基準マークと、基板用基準マークに用いる照明系（第２の照明系）として用いても良い。
また、前記モールドと前記基板との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して第３の物体を移動させる第３の駆動機構、または、第２の観察点の移動に追随して第４の物体を移動させる第４の駆動機構を有する。
また、モールド用基準マークと、基板用基準マークを有する第２の照明系を有する。第２の照明系は第１の照明系であってもよい。
すなわち、モールドと基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための照明系（第１の照明系）を、モールド用基準マークと、基板用基準マークに用いる照明系（第２の照明系）として用いても良い。
また、前記モールドと前記基板との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して第３の物体を移動させる第３の駆動機構、または、第２の観察点の移動に追随して第４の物体を移動させる第４の駆動機構を有する。
また、本実施形態における更に他のインプリント装置として、第１物体であるモールドにおける加工面に形成されたパターンを、第２物体である被加工部材に転写するインプリント装置であって、
前記第１物体の加工面に配置されたマークと第２物体に配置されたマークを、光学系を介して第１の観察点および第２の観察点で結像させ、観察する観察手段と、前記第１の観察点および／または第２の観察点を、
前記モールドおよび／または被加工部材が前記加工面に対し法線方向に移動した際に生じる、前記マークの結像の位置移動に追随させるための駆動機構と、を有するインプリント装置を構成することができる。
また、本実施形態においては、更にインプリント方法として、第１物体であるモールドにおける加工面に形成されたパターンを、第２物体である被加工部材に転写するインプリント方法であって、
前記第１物体の加工面に配置されたマークと第２物体に配置されたマークを、光学系を介して第１の観察点および第２の観察点で結像させて観察するに際し、前記第１の観察点および／または第２の観察点を、
前記モールドおよび／または被加工部材が前記加工面に対し法線方向に移動した際に生じる、前記マークの結像の位置移動に追随させるインプリント方法を構成することができる。
前記第１物体の加工面に配置されたマークと第２物体に配置されたマークを、光学系を介して第１の観察点および第２の観察点で結像させ、観察する観察手段と、前記第１の観察点および／または第２の観察点を、
前記モールドおよび／または被加工部材が前記加工面に対し法線方向に移動した際に生じる、前記マークの結像の位置移動に追随させるための駆動機構と、を有するインプリント装置を構成することができる。
また、本実施形態においては、更にインプリント方法として、第１物体であるモールドにおける加工面に形成されたパターンを、第２物体である被加工部材に転写するインプリント方法であって、
前記第１物体の加工面に配置されたマークと第２物体に配置されたマークを、光学系を介して第１の観察点および第２の観察点で結像させて観察するに際し、前記第１の観察点および／または第２の観察点を、
前記モールドおよび／または被加工部材が前記加工面に対し法線方向に移動した際に生じる、前記マークの結像の位置移動に追随させるインプリント方法を構成することができる。
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したインプリント装置に用いる光学系を説明する。図１に、本実施例１の光学系を説明するための図を示す。
図１において、１０１は光源、１０２は第１のビームスプリッター、１０３は第２のビームスプリッターである。
モールド１０４はインプリントパターンを有しており、基板１０５はモールド１０４と対向して配置されている。
なお、本明細書では、モールド１０４を第１の物体とし、基板１０５を第２の物体ということもある。
また、基板１０５はモールドのインプリントパターンが転写されるため、被加工部材ということもある。
モールド１０４にはモールドのマーク１０６が配置されており、基板１０５には基板のマーク１０７が配置されている。
なお、モールドのマーク１０６と基板のマーク１０７は、モールド１０４や基板１０５の表面に設けられていてもよく、また中に埋め込まれているような形態であってもよい。
また、第１の撮像素子１０８には、この第１の撮像素子１０８を移動させる第１の駆動機構１０９が設けられており、第２の撮像素子１１０には、この第２の撮像素子１１０を移動させる第２の駆動機構１１１が設けられている。
なお、１１２は第１の結像光学系である。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したインプリント装置に用いる光学系を説明する。図１に、本実施例１の光学系を説明するための図を示す。
図１において、１０１は光源、１０２は第１のビームスプリッター、１０３は第２のビームスプリッターである。
モールド１０４はインプリントパターンを有しており、基板１０５はモールド１０４と対向して配置されている。
なお、本明細書では、モールド１０４を第１の物体とし、基板１０５を第２の物体ということもある。
また、基板１０５はモールドのインプリントパターンが転写されるため、被加工部材ということもある。
モールド１０４にはモールドのマーク１０６が配置されており、基板１０５には基板のマーク１０７が配置されている。
なお、モールドのマーク１０６と基板のマーク１０７は、モールド１０４や基板１０５の表面に設けられていてもよく、また中に埋め込まれているような形態であってもよい。
また、第１の撮像素子１０８には、この第１の撮像素子１０８を移動させる第１の駆動機構１０９が設けられており、第２の撮像素子１１０には、この第２の撮像素子１１０を移動させる第２の駆動機構１１１が設けられている。
なお、１１２は第１の結像光学系である。
本実施例の光学系は、モールドのマーク１０６と基板のマーク１０７を、ほぼ同軸で観察できるように構成されている。
座標系は図１に示したとおり、モールド１０４の加工面に垂直な方向をｚ軸とする。
本実施例の上記光学系において、まず、光源１０１から出た光は、第１のビームスプリッター１０２、第１の結像光学系１１２を介し、モールド１０４および基板１０５に到達する。
光源１０１からの光はモールドのマーク１０６に導かれ、そのモールドのマーク１０６により反射された光は、第１の結像光学系１１２、第１のビームスプリッター１０２を介し、第２のビームスプリッター１０３によって第１の撮像素子１０８に結像する。
ここでは、この光源１０１から第１のビームスプリッター１０２までを第１の照明系とする。
この照明系には不図示であるがレンズなどの光学素子が含まれる。第１の結像光学系を含めて、ケーラー照明系等を構成している。
モールドから第１の撮像素子１０８に結像させるための光学系を第１の光学系とし、モールドのマーク１０６が結像している場所を第１の観察点とする。
座標系は図１に示したとおり、モールド１０４の加工面に垂直な方向をｚ軸とする。
本実施例の上記光学系において、まず、光源１０１から出た光は、第１のビームスプリッター１０２、第１の結像光学系１１２を介し、モールド１０４および基板１０５に到達する。
光源１０１からの光はモールドのマーク１０６に導かれ、そのモールドのマーク１０６により反射された光は、第１の結像光学系１１２、第１のビームスプリッター１０２を介し、第２のビームスプリッター１０３によって第１の撮像素子１０８に結像する。
ここでは、この光源１０１から第１のビームスプリッター１０２までを第１の照明系とする。
この照明系には不図示であるがレンズなどの光学素子が含まれる。第１の結像光学系を含めて、ケーラー照明系等を構成している。
モールドから第１の撮像素子１０８に結像させるための光学系を第１の光学系とし、モールドのマーク１０６が結像している場所を第１の観察点とする。
一方、基板のマークより反射した光は、第１の結像光学系１１２、第１のビームスプリッター１０２を介し、第２の撮像素子１１０に結像する。
基板から第２の撮像素子１１０に結像させるための光学系を第２の光学系とし、基板のマーク１０７が結像している場所を第２の観察点とする。
第１の撮像素子１０８は、第１の物体であるモールドのマーク１０６を観察する。
モールド１０４がｚ方向へ移動し、モールド１０４と第１の結像光学系１１２との距離が変化すると、モールドのマーク１０６の結像位置も移動する。
その結像位置である第１の観察点の移動に追随するように第１の撮像素子１０８を第１の駆動機構１０９を用いて移動することができる。
一方、第２の撮像素子１１０は第２の物体である基板のマーク１０７を観察する。
基板１０５がｚ方向へ移動し、基板１０５と第１の結像光学系１１２との距離が変化すると、基板のマーク１０７の結像位置も移動する。
その結像位置である第２の観察点の移動に追随するように第２の撮像素子１１０を第２の駆動機構１１１によって移動可能に構成されている。
本実施例の上記光学系は、このような構成を備えることによって、基板１０５をモールド１０４に近づける際、またはモールド１０４を基板１０５に近づける際に、結像位置を常に観察することができる。
その結果、モールドと基板との距離の変化に応じて、逐一それらの位置を補正することが可能となる。
基板から第２の撮像素子１１０に結像させるための光学系を第２の光学系とし、基板のマーク１０７が結像している場所を第２の観察点とする。
第１の撮像素子１０８は、第１の物体であるモールドのマーク１０６を観察する。
モールド１０４がｚ方向へ移動し、モールド１０４と第１の結像光学系１１２との距離が変化すると、モールドのマーク１０６の結像位置も移動する。
その結像位置である第１の観察点の移動に追随するように第１の撮像素子１０８を第１の駆動機構１０９を用いて移動することができる。
一方、第２の撮像素子１１０は第２の物体である基板のマーク１０７を観察する。
基板１０５がｚ方向へ移動し、基板１０５と第１の結像光学系１１２との距離が変化すると、基板のマーク１０７の結像位置も移動する。
その結像位置である第２の観察点の移動に追随するように第２の撮像素子１１０を第２の駆動機構１１１によって移動可能に構成されている。
本実施例の上記光学系は、このような構成を備えることによって、基板１０５をモールド１０４に近づける際、またはモールド１０４を基板１０５に近づける際に、結像位置を常に観察することができる。
その結果、モールドと基板との距離の変化に応じて、逐一それらの位置を補正することが可能となる。
ここで、モールドまたは基板の移動に対応した結像位置へ追随させる方法について説明する。
図２に、本実施例における図１の光学系を模式化した図を示す。
図において、物体ＥＡの点Ａから出た光が像Ｅ’Ａ’のＡ’に結像する様子を示している。
なお、物体側とはモールドや基板側で、像側とは撮像素子側である。ここで、光学系の光軸をＥＥ’とし、光学系の物体側の焦点をＦ、主点Ｈ、像側の焦点をＦ’、主点をＨ’とする。
この時、光の性質からＡから焦点Ｆを通る光線は、主点を横切るＣをとおり、その後、光軸と平行に進み、像側の主点を横切るＣ’と交わり、更に光軸と平行に進む。
また、物体側のＡから光軸と平行に入ってきた光は主点を横切るＢをとおり、像側の主点を横切るＢ’で屈折し、更に像側の焦点Ｆ’を通る。
これらの光線が交わったＡ’が結像位置である。この時ΔＡＤＦとΔＦＨＣ，ΔＢ’Ｈ’Ｆ’とΔＦ’Ｄ’Ａ’はそれぞれ相似の関係にある。
従って光学倍率は以下の式で表される。
図２に、本実施例における図１の光学系を模式化した図を示す。
図において、物体ＥＡの点Ａから出た光が像Ｅ’Ａ’のＡ’に結像する様子を示している。
なお、物体側とはモールドや基板側で、像側とは撮像素子側である。ここで、光学系の光軸をＥＥ’とし、光学系の物体側の焦点をＦ、主点Ｈ、像側の焦点をＦ’、主点をＨ’とする。
この時、光の性質からＡから焦点Ｆを通る光線は、主点を横切るＣをとおり、その後、光軸と平行に進み、像側の主点を横切るＣ’と交わり、更に光軸と平行に進む。
また、物体側のＡから光軸と平行に入ってきた光は主点を横切るＢをとおり、像側の主点を横切るＢ’で屈折し、更に像側の焦点Ｆ’を通る。
これらの光線が交わったＡ’が結像位置である。この時ΔＡＤＦとΔＦＨＣ，ΔＢ’Ｈ’Ｆ’とΔＦ’Ｄ’Ａ’はそれぞれ相似の関係にある。
従って光学倍率は以下の式で表される。
これから、以下のような縦倍率の公式が得られる。なお、図に示すとおり、物体側のｚは、物体側の焦点を原点とし、像側のｚ’は像側の焦点を原点としている。
これより、物体側の位置がｚ方向にδ変化した時には、その結像位置が（３）に示すようにΔ変化することになる。
すなわち、モールド１０４または基板１０５と、第１の結像光学系１１２との距離が変化した量に、この第１の結像光学系１１２が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ撮像素子を移動させれば、焦点の合った像を得ることができる。
例えば、光学倍率Ｍ＝１０、モールドの位置が物体側の焦点に対して、１０ｍｍ離れていて、更に、基板がモールドに対して１００μｍ離れているとする。
この状態でのモールドと基板の結像位置は、それぞれ物体側の焦点に対して、１０００ｍｍ、１０１０ｍｍである。
基板側がモールドに対して１０μｍ離れた位置に来た場合、その結像位置は１００１ｍｍである。
例えば、光学倍率Ｍ＝１０、モールドの位置が物体側の焦点に対して、１０ｍｍ離れていて、更に、基板がモールドに対して１００μｍ離れているとする。
この状態でのモールドと基板の結像位置は、それぞれ物体側の焦点に対して、１０００ｍｍ、１０１０ｍｍである。
基板側がモールドに対して１０μｍ離れた位置に来た場合、その結像位置は１００１ｍｍである。
このような第１の撮像素子と第２の撮像素子を有する光学系では撮像素子の中心位置がそれぞれ光軸からずれて、それらの相対位置がわからないような場合がある。
この時、モールドと基板の位置合わせをする際に、第１の撮像素子と第２の撮像素子の相対的な位置関係を予め測定しておく必要がある。
なお、第１の撮像素子と第２の撮像素子の位置による誤差を第０の誤差とする。
第０の誤差を計測する方法として、モールドの表面のマークが第１および第２の撮像素子に結像するような位置に駆動機構により撮像素子を配置する。
第１の撮像素子におけるモールドのマークの中心位置および第２の撮像素子におけるモールドのマークの中心位置をそれぞれ計算することによって、第１と第２の撮像素子の相対的な位置を測定することができる。
この時、モールドと基板の位置合わせをする際に、第１の撮像素子と第２の撮像素子の相対的な位置関係を予め測定しておく必要がある。
なお、第１の撮像素子と第２の撮像素子の位置による誤差を第０の誤差とする。
第０の誤差を計測する方法として、モールドの表面のマークが第１および第２の撮像素子に結像するような位置に駆動機構により撮像素子を配置する。
第１の撮像素子におけるモールドのマークの中心位置および第２の撮像素子におけるモールドのマークの中心位置をそれぞれ計算することによって、第１と第２の撮像素子の相対的な位置を測定することができる。
また、第１の撮像素子と第２の撮像素子の第０の誤差を測定する別の方法として、所定のパターニング深さを有した基準基板を用いることもできる。
この方法においては、十分な精度の基板昇降機構で基準基板を上下させることによって第１の撮像素子、第２の撮像素子にそれぞれ結像させる。
それらの２つの画像を比較することにより第１と第２の撮像素子の相対的な位置を測定することができ、第１と第２の撮像素子の第０の誤差を補正することが可能となる。
この方法においては、十分な精度の基板昇降機構で基準基板を上下させることによって第１の撮像素子、第２の撮像素子にそれぞれ結像させる。
それらの２つの画像を比較することにより第１と第２の撮像素子の相対的な位置を測定することができ、第１と第２の撮像素子の第０の誤差を補正することが可能となる。
実際のアライメントについて説明する。なお、第１の撮像素子の中心に対するモールドマークの中心の差を第１の誤差、第２の撮像素子の中心に対する基板マークの中心の差を第２の誤差とする。
第０の誤差、第１の誤差、第２の誤差から、モールドと基板の間の第３の誤差を計算する。
第３の誤差が所望の値になるように、モールドと基板を調整することによってモールドと基板のアライメントが完了する。
第０の誤差、第１の誤差、第２の誤差から、モールドと基板の間の第３の誤差を計算する。
第３の誤差が所望の値になるように、モールドと基板を調整することによってモールドと基板のアライメントが完了する。
本実施例においては、ボックス、クロス、バーおよびそれらを組み合わせたマークによって位置合わせを行うことができる。
ところで、上記で結像位置を計算する際には考慮しなかったが、基板またはモールドと、結像光学系との距離が変化すると、倍率Ｍも変化する。
この倍率Ｍは以下の（４）式で表される。
ところで、上記で結像位置を計算する際には考慮しなかったが、基板またはモールドと、結像光学系との距離が変化すると、倍率Ｍも変化する。
この倍率Ｍは以下の（４）式で表される。
この倍率の誤差が問題になるような場合は、位置合わせマークとして、対称構造のマークを使うことができる。
例えば、基板のマークを正方形とした時に、モールドのマークをそれより小さな正方形とするボックスインボックスの方法である。
この方法では、大きな正方形と小さな正方形のそれぞれの辺からの距離が均等になるように位置合わせを行う、大きな正方形と小さな正方形の中心位置を重ねることによって位置合わせを行うなどする。
また、倍率の補正を行う場合には式（４）を用いてｚ位置に応じて画像処理による補正を行っても良いし、画像処理した後の数値に補正係数を乗じるという方法を用いてもよい。
例えば、距離変化により倍率が大きくなる場合には、撮像素子の画像処理に使うピクセル数を多くしたデーターを利用する。より細かい倍率の補正に対応するためには、ピクセルとピクセルの間のデーターを補間して、ピクセルサイズ以下のデーターを加えることによって、補正しても良い。
さらに、倍率の補正を行う場合には、実施例２で後述するように、倍率可変な光学部品を設けてもよい。
なお、式（１）から（４）は理想的な状態で、光学系が複雑な場合には実際の値とずれてくる場合がある。
このような場合は、更に詳しい光学シミュレーションや実際の実測値を元に第１の駆動機構、第２の駆動機構を制御してもよい。
例えば、基板のマークを正方形とした時に、モールドのマークをそれより小さな正方形とするボックスインボックスの方法である。
この方法では、大きな正方形と小さな正方形のそれぞれの辺からの距離が均等になるように位置合わせを行う、大きな正方形と小さな正方形の中心位置を重ねることによって位置合わせを行うなどする。
また、倍率の補正を行う場合には式（４）を用いてｚ位置に応じて画像処理による補正を行っても良いし、画像処理した後の数値に補正係数を乗じるという方法を用いてもよい。
例えば、距離変化により倍率が大きくなる場合には、撮像素子の画像処理に使うピクセル数を多くしたデーターを利用する。より細かい倍率の補正に対応するためには、ピクセルとピクセルの間のデーターを補間して、ピクセルサイズ以下のデーターを加えることによって、補正しても良い。
さらに、倍率の補正を行う場合には、実施例２で後述するように、倍率可変な光学部品を設けてもよい。
なお、式（１）から（４）は理想的な状態で、光学系が複雑な場合には実際の値とずれてくる場合がある。
このような場合は、更に詳しい光学シミュレーションや実際の実測値を元に第１の駆動機構、第２の駆動機構を制御してもよい。
図３に、本実施例におけるインプリント装置の構成例を示す。
図３において、３０１は露光光源、３０２は鏡筒、３０３はモールドを保持するためのモールド保持部（第１の保持部）、３０４は基板を保持するための基板保持部（第２の保持部）、３０５は基板昇降機構（ｚ）、３０６は面内移動機構（ｘｙθ）である。
また、３０７は図１の光学系である。モールド保持部３０３は、真空チャック方式等によってモールド３１０のチャッキングを行う。
図３において、３０１は露光光源、３０２は鏡筒、３０３はモールドを保持するためのモールド保持部（第１の保持部）、３０４は基板を保持するための基板保持部（第２の保持部）、３０５は基板昇降機構（ｚ）、３０６は面内移動機構（ｘｙθ）である。
また、３０７は図１の光学系である。モールド保持部３０３は、真空チャック方式等によってモールド３１０のチャッキングを行う。
本実施例に係るインプリント装置において、面内移動機構により所望の位置に移動することができ、基板昇降機構により高さの調整および加圧を行うことができる。
なお、面内移動機構および基板昇降機構は、干渉計などによる距離計測がされており、精度は目標とする位置決め精度の１０分の１程度が望ましく、この場合はサブナノメートルとなっている。
基板の位置移動、加圧、露光等の制御はインプリント制御機構３０９によって行う。なお、ここでは不図示であるが基板には樹脂が塗布され、その方法はスピンコート方式やディスペンサーによるインクジェット方式等である。
なお、面内移動機構および基板昇降機構は、干渉計などによる距離計測がされており、精度は目標とする位置決め精度の１０分の１程度が望ましく、この場合はサブナノメートルとなっている。
基板の位置移動、加圧、露光等の制御はインプリント制御機構３０９によって行う。なお、ここでは不図示であるが基板には樹脂が塗布され、その方法はスピンコート方式やディスペンサーによるインクジェット方式等である。
つぎに、本実施例における加工方法を説明する。
図４に、本実施例におけるモールドと基板の位置合わせのシーケンスを説明するためのフローチャートを示す。
ここでは、基板が基板昇降機構によってｚ方向に移動する場合を示す。
この場合、モールドのマークを観察する第１の駆動機構は、特に動かす必要はない。
図４に、本実施例におけるモールドと基板の位置合わせのシーケンスを説明するためのフローチャートを示す。
ここでは、基板が基板昇降機構によってｚ方向に移動する場合を示す。
この場合、モールドのマークを観察する第１の駆動機構は、特に動かす必要はない。
本実施例の加工方法において、まず、Ｓ１−１にて基板を面内方向に動かしモールドと対向する位置に配置する。
次に、Ｓ１−２にてモールドと基板の面内計測を行う。
次に、Ｓ１−３にて面内計測で得られた誤差が基準以内であるかどうかを判断する。
基準以内でなければＳ１−５の面内位置制御へ進む。基準以内であればＳ１−４の条件（２）を満たすかどうかを判断する。
条件（２）の例としては、基板の高さが、モールドと基板とが所望のギャップとなるような位置を満たしているか否か、等を判断する。
次に、Ｓ１−２にてモールドと基板の面内計測を行う。
次に、Ｓ１−３にて面内計測で得られた誤差が基準以内であるかどうかを判断する。
基準以内でなければＳ１−５の面内位置制御へ進む。基準以内であればＳ１−４の条件（２）を満たすかどうかを判断する。
条件（２）の例としては、基板の高さが、モールドと基板とが所望のギャップとなるような位置を満たしているか否か、等を判断する。
ここで、条件（２）を満たさない場合はＳ１−６およびＳ１−７に進む。
Ｓ１−６では基板のｚ位置制御で、設定した距離だけモールドに近づける。
また、Ｓ１−７では駆動機構によってモールドおよび基板のマークが結像するような位置まで撮像素子を動かす。
この時の距離は例えば式（２）によって導かれる。この操作を基板の高さが所望の値になるまで繰り返す。
条件（２）を満たす場合には、Ｓ１−８の工程で、駆動機構により撮像素子の位置を元に戻し、モールドと基板の位置合わせを行う工程を終了する。この工程の後、露光工程などに移る。
すなわち、本発明の実施例に係るアライメント方法は、平板状の基板側とインプリントパターンを有するモールド側とに個別に設けられているアライメントマークを、それぞれに対応した撮像素子を用いて撮像する。
そして、これらの撮像素子からの情報を用いて、対向して配置されている基板とモールドとの面内方向の位置合わせを行う。
また、基板とモールドとの間隙を変化させることによって生じるアライメントマークの観察点の移動に追随するように、撮像素子を移動させ、且つ移動させた撮像素子からの情報を用いて、基板とモールドとの位置合わせを行う。
また、基板とモールドとの面内方向の位置制御を行いながら、基板とモールドとの間隙を変化させることもできる。
Ｓ１−６では基板のｚ位置制御で、設定した距離だけモールドに近づける。
また、Ｓ１−７では駆動機構によってモールドおよび基板のマークが結像するような位置まで撮像素子を動かす。
この時の距離は例えば式（２）によって導かれる。この操作を基板の高さが所望の値になるまで繰り返す。
条件（２）を満たす場合には、Ｓ１−８の工程で、駆動機構により撮像素子の位置を元に戻し、モールドと基板の位置合わせを行う工程を終了する。この工程の後、露光工程などに移る。
すなわち、本発明の実施例に係るアライメント方法は、平板状の基板側とインプリントパターンを有するモールド側とに個別に設けられているアライメントマークを、それぞれに対応した撮像素子を用いて撮像する。
そして、これらの撮像素子からの情報を用いて、対向して配置されている基板とモールドとの面内方向の位置合わせを行う。
また、基板とモールドとの間隙を変化させることによって生じるアライメントマークの観察点の移動に追随するように、撮像素子を移動させ、且つ移動させた撮像素子からの情報を用いて、基板とモールドとの位置合わせを行う。
また、基板とモールドとの面内方向の位置制御を行いながら、基板とモールドとの間隙を変化させることもできる。
［実施例２］
本実施例２においては、インプリント装置に用いる倍率を変えることができる光学系について説明する。
図５に、本実施例の光学系を説明するための図を示す。
なお、図５には、図１の実施例１と同じ構成に同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図５において、５０１は第１の倍率可変な光学部品、５０２は第２の倍率可変な光学部品である。
本実施例２においては、インプリント装置に用いる倍率を変えることができる光学系について説明する。
図５に、本実施例の光学系を説明するための図を示す。
なお、図５には、図１の実施例１と同じ構成に同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図５において、５０１は第１の倍率可変な光学部品、５０２は第２の倍率可変な光学部品である。
本実施例の光学系においては、第１の撮像素子１０８に結像する倍率と、第２の撮像素子１１０に結像する倍率を、それぞれ独立して可変で調整するための第１の倍率可変な光学部品５０１と第２の倍率可変な光学部品５０２を備えている。
具体的には、第１の倍率可変な光学部品５０１が第２のビームスプリッターと第１の撮像素子の間に配置され、第２の倍率可変な光学部品５０２が第２のビームスプリッターと第２の撮像素子の間に配置されている。
この光学系では、ズームレンズなどで倍率が可変で、結像位置は常に一定になるような光学系が構成されている。
これにより、モールドおよび基板のｚ方向の位置変化に対して倍率を常に一定にすることができる。
なお、ズームすることによって結像位置が変化する場合には、それに応じて撮像素子の位置を調整する。
具体的には、第１の倍率可変な光学部品５０１が第２のビームスプリッターと第１の撮像素子の間に配置され、第２の倍率可変な光学部品５０２が第２のビームスプリッターと第２の撮像素子の間に配置されている。
この光学系では、ズームレンズなどで倍率が可変で、結像位置は常に一定になるような光学系が構成されている。
これにより、モールドおよび基板のｚ方向の位置変化に対して倍率を常に一定にすることができる。
なお、ズームすることによって結像位置が変化する場合には、それに応じて撮像素子の位置を調整する。
［実施例３］
本実施例３においては、インプリント装置に用いるモールド用基準マーク及び基板用基準マークを備えた光学系について説明する。
図６に、本実施例の光学系を説明するための図を示す。
なお、図６には、図１の実施例１及び図５の実施例２における同じ構成には、同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図６において、６０１は基準マークが配置されたモールド用基準マーク部材（第３の物体）、６０２はモールド用基準マーク部材駆動機構（第３の駆動機構）である。
また、６０３は基準マークが配置された基板用基準マーク部材（第４の物体）、６０４は基板用基準マーク部材駆動機構（第４の駆動機構）である。
本実施例３においては、インプリント装置に用いるモールド用基準マーク及び基板用基準マークを備えた光学系について説明する。
図６に、本実施例の光学系を説明するための図を示す。
なお、図６には、図１の実施例１及び図５の実施例２における同じ構成には、同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図６において、６０１は基準マークが配置されたモールド用基準マーク部材（第３の物体）、６０２はモールド用基準マーク部材駆動機構（第３の駆動機構）である。
また、６０３は基準マークが配置された基板用基準マーク部材（第４の物体）、６０４は基板用基準マーク部材駆動機構（第４の駆動機構）である。
本実施例３においては、第１の撮像素子と第２の撮像素子がそれぞれ光軸からずれていることに対し、光学系にモールドおよび基板用の基準位置合わせマークを使うことによって対応する。
本実施例においては、結像側の光学系は実施例１のような光学系や、実施例２のような倍率を補正できる光学系を用いることができる。
モールド用基準マークと、基板用基準マークに用いる照明系（第２の照明系）の光学系は光源１０１と第１のビームスプリッター１０２の間にモールド用基準マーク部材６０１、基板用基準マーク部材６０３が配置されている。
なお、この場合には、実施例１で説明した第１の照明系と第２の照明系は同じ照明系である。
それらのマークはそれぞれモールド用基準マーク部材駆動機構６０２、基板用基準マーク部材駆動機構６０４によって位置を調整することができる。
なお、基板用基準マーク部材６０３と第１のビームスプリッター１０２の間にさらに倍率を調整する光学系等を挿入するような構成であってもよい。
本実施例においては、結像側の光学系は実施例１のような光学系や、実施例２のような倍率を補正できる光学系を用いることができる。
モールド用基準マークと、基板用基準マークに用いる照明系（第２の照明系）の光学系は光源１０１と第１のビームスプリッター１０２の間にモールド用基準マーク部材６０１、基板用基準マーク部材６０３が配置されている。
なお、この場合には、実施例１で説明した第１の照明系と第２の照明系は同じ照明系である。
それらのマークはそれぞれモールド用基準マーク部材駆動機構６０２、基板用基準マーク部材駆動機構６０４によって位置を調整することができる。
なお、基板用基準マーク部材６０３と第１のビームスプリッター１０２の間にさらに倍率を調整する光学系等を挿入するような構成であってもよい。
モールド用基準マーク部材６０１はモールド１０４の動きに追随する用に制御する。
その結果、モールド用基準マーク部材６０１は、第１のビームスプリッター１０２、第１の結像光学系１１２を介してモールド１０４に結像する。
さらに、モールドのマーク１０６とモールドに結像したモールド用基準マーク１１３は第１の結像光学系１１２、第１のビームスプリッター１０２、第２のビームスプリッター１０３、第１の倍率可変な光学部品５０１を介して、第１の撮像素子１０８に結像する。
同様に、基板用基準マーク部材６０３は基板１０５の動きに追随し、基板のマーク１０７と基板に結像した基板用基準マーク１１４が第２の撮像素子１１０に結像する。
その結果、モールド用基準マーク部材６０１は、第１のビームスプリッター１０２、第１の結像光学系１１２を介してモールド１０４に結像する。
さらに、モールドのマーク１０６とモールドに結像したモールド用基準マーク１１３は第１の結像光学系１１２、第１のビームスプリッター１０２、第２のビームスプリッター１０３、第１の倍率可変な光学部品５０１を介して、第１の撮像素子１０８に結像する。
同様に、基板用基準マーク部材６０３は基板１０５の動きに追随し、基板のマーク１０７と基板に結像した基板用基準マーク１１４が第２の撮像素子１１０に結像する。
このときの追随方法は例えば式（２）を満たすような動きである。
モールド用基準マーク部材６０１の基準マークと基板用基準マーク部材６０３の基準マークとの面内方向の相対的位置関係は予め計測しておくことによって、モールド１０４と基板１０５の相対的な位置合わせが可能となる。
なお、この構成例では、モールド用基準マーク部材６０１および基板用基準マーク部材６０３をモールド１０４および基板１０５に結像させ、さらにそれぞれを第１の撮像素子１０８、第２の撮像素子１１０に結像させている。
また、他の構成として、モールド用基準マーク部材６０１と、基板用基準マーク部材６０３とを、モールド１０４または基板１０５に結像させるための光学系を別途設けてもよい。
すなわち、第２の照明系と第１の照明系は異なっていてもよい。例えば、図５において、第１のビームスプリッター１０２の右側に別の光源を配置し、モールド用基準マーク部材、モールド用基準マーク部材駆動機構、基板用基準マーク部材、基板用基準マーク部材駆動機構を配置することもできる。
このようにしても、基板用基準マークおよびモールド用基準マークは第１の撮像素子と第２の撮像素子に直接結像させることができる。
モールド用基準マーク部材６０１の基準マークと基板用基準マーク部材６０３の基準マークとの面内方向の相対的位置関係は予め計測しておくことによって、モールド１０４と基板１０５の相対的な位置合わせが可能となる。
なお、この構成例では、モールド用基準マーク部材６０１および基板用基準マーク部材６０３をモールド１０４および基板１０５に結像させ、さらにそれぞれを第１の撮像素子１０８、第２の撮像素子１１０に結像させている。
また、他の構成として、モールド用基準マーク部材６０１と、基板用基準マーク部材６０３とを、モールド１０４または基板１０５に結像させるための光学系を別途設けてもよい。
すなわち、第２の照明系と第１の照明系は異なっていてもよい。例えば、図５において、第１のビームスプリッター１０２の右側に別の光源を配置し、モールド用基準マーク部材、モールド用基準マーク部材駆動機構、基板用基準マーク部材、基板用基準マーク部材駆動機構を配置することもできる。
このようにしても、基板用基準マークおよびモールド用基準マークは第１の撮像素子と第２の撮像素子に直接結像させることができる。
図７に第１の撮像素子、および第２の撮像素子の画像を示す。
図７（ａ）は、モールドと基板が十分離れている状態の、モールドを撮像したときの画像である。
この時、モールドのマーク７０３とモールド用基準マーク７０４が結像している状態である。
破線は基板のマークおよび基板用基準マークであるが、焦点外のためぼやけていることを示す。
図７（ｂ）はモールドと基板の間隔が（ａ）の状態であって、第２の撮像素子の画像である。
基板のマーク７０５と基板用基準マーク７０６が結像している状態である。
図７（ｄ）は（ａ）におけるＡＡ’断面図、（ｅ）は（ｂ）におけるＢＢ’断面図である。
なお、モールド用基準マーク、モールドのマーク、基板用基準マーク、基板のマークは垂直方向から観察した際に、それぞれ重ならないような位置に配置されるよう設計されていることが望ましい。
また、Ｘ方向のみならずＹ方向を計測する場合、９０度回転したマークを配置する。
図７（ａ）は、モールドと基板が十分離れている状態の、モールドを撮像したときの画像である。
この時、モールドのマーク７０３とモールド用基準マーク７０４が結像している状態である。
破線は基板のマークおよび基板用基準マークであるが、焦点外のためぼやけていることを示す。
図７（ｂ）はモールドと基板の間隔が（ａ）の状態であって、第２の撮像素子の画像である。
基板のマーク７０５と基板用基準マーク７０６が結像している状態である。
図７（ｄ）は（ａ）におけるＡＡ’断面図、（ｅ）は（ｂ）におけるＢＢ’断面図である。
なお、モールド用基準マーク、モールドのマーク、基板用基準マーク、基板のマークは垂直方向から観察した際に、それぞれ重ならないような位置に配置されるよう設計されていることが望ましい。
また、Ｘ方向のみならずＹ方向を計測する場合、９０度回転したマークを配置する。
アライメントを行うときの信号処理について図７（ｄ）を用いて説明する。
画像のデータが一次元の配列ａ［０］からａ［９９９］に格納される（１０００画素を利用する場合）。
このうち配列を外側の領域１：７０７，外側の領域２：７１０、内側の領域１：７０８，内側の領域２：７０９に分ける。
外側の領域１はａ［ｏｕｔ１_ｓｔ］〜ａ［ｏｕｔ１_ｅｎｄ］の要素で構成され、外側の領域２はａ［ｏｕｔ２_ｓｔ］〜ａ［ｏｕｔ２_ｅｎｄ］の要素で構成される。
一方、内側の領域１はａ［ｉｎ１_ｓｔ］〜ａ［ｉｎ１_ｅｎｄ］の要素で構成され、内側の領域２はａ［ｉｎ２_ｓｔ］〜ａ［ｉｎ２_ｅｎｄ］の要素で構成される。
画像のデータが一次元の配列ａ［０］からａ［９９９］に格納される（１０００画素を利用する場合）。
このうち配列を外側の領域１：７０７，外側の領域２：７１０、内側の領域１：７０８，内側の領域２：７０９に分ける。
外側の領域１はａ［ｏｕｔ１_ｓｔ］〜ａ［ｏｕｔ１_ｅｎｄ］の要素で構成され、外側の領域２はａ［ｏｕｔ２_ｓｔ］〜ａ［ｏｕｔ２_ｅｎｄ］の要素で構成される。
一方、内側の領域１はａ［ｉｎ１_ｓｔ］〜ａ［ｉｎ１_ｅｎｄ］の要素で構成され、内側の領域２はａ［ｉｎ２_ｓｔ］〜ａ［ｉｎ２_ｅｎｄ］の要素で構成される。
なお、配列の要素を示す指数には以下の関係がある。
外側の領域１と外側の領域２の長さは同じ、
ｏｕｔ２_ｅｎｄ−ｏｕｔ２_ｓｔ＝ｏｕｔ１_ｅｎｄ−ｏｕｔ１_ｓｔ＝ｐ
（ｏｕｔ１_ｓｔ＜ｏｕｔ１_ｅｎｄ，ｏｕｔ２_ｓｔ＜ｏｕｔ２_ｅｎｄ）
内側の領域１と内側の領域２の長さは同じ、
ｉｎ２_ｅｎｄ−ｉｎ２_ｓｔ＝ｉｎ１_ｅｎｄ−ｉｎ１_sｔ＝ｑ
（ｉｎ１_ｓｔ＜ｉｎ１_ｅｎｄ，ｉｎ２_ｓｔ＜ｉｎ２_ｅｎｄ）
外側の領域１と外側の領域２の領域間の間隔は変化しない。
ｏｕｔ２_ｅｎｄ−ｏｕｔ１_ｅｎｄ＝ｏｕｔ２_ｓｔ−ｏｕｔ１_ｓｔ＝ｍ
また内側の領域１と内側の領域２の領域間の間隔は変化しない。
ｉｎ２_ｅｎｄ−ｉｎ１_ｅｎｄ＝ｉｎ２_ｓｔ−ｉｎ１_ｓｔ＝ｎ
ここで、ｐ、ｑ、ｍ、ｎは定数である。
従って、変数はｏｕｔ１_ｓｔ、ｉｎ１_ｓｔの２つである。
外側の領域１と外側の領域２の長さは同じ、
ｏｕｔ２_ｅｎｄ−ｏｕｔ２_ｓｔ＝ｏｕｔ１_ｅｎｄ−ｏｕｔ１_ｓｔ＝ｐ
（ｏｕｔ１_ｓｔ＜ｏｕｔ１_ｅｎｄ，ｏｕｔ２_ｓｔ＜ｏｕｔ２_ｅｎｄ）
内側の領域１と内側の領域２の長さは同じ、
ｉｎ２_ｅｎｄ−ｉｎ２_ｓｔ＝ｉｎ１_ｅｎｄ−ｉｎ１_sｔ＝ｑ
（ｉｎ１_ｓｔ＜ｉｎ１_ｅｎｄ，ｉｎ２_ｓｔ＜ｉｎ２_ｅｎｄ）
外側の領域１と外側の領域２の領域間の間隔は変化しない。
ｏｕｔ２_ｅｎｄ−ｏｕｔ１_ｅｎｄ＝ｏｕｔ２_ｓｔ−ｏｕｔ１_ｓｔ＝ｍ
また内側の領域１と内側の領域２の領域間の間隔は変化しない。
ｉｎ２_ｅｎｄ−ｉｎ１_ｅｎｄ＝ｉｎ２_ｓｔ−ｉｎ１_ｓｔ＝ｎ
ここで、ｐ、ｑ、ｍ、ｎは定数である。
従って、変数はｏｕｔ１_ｓｔ、ｉｎ１_ｓｔの２つである。
ここで、次のようなｓ，ｔを定義する。
ｏｕｔ１_ｓｔ、ｉｎ１_ｓｔを変化させることによって、最小となるｓおよびｔを探す。最小となる場合のｏｕｔ１_ｓｔ、ｉｎ１_ｓｔがそれぞれｕ，ｖであるとする。このときの、つぎの式によるものがモールドのマークの中心となる。
また、つぎの式によるものがモールド用基準マークの中心となる。
なお、ｓおよびｔの値はｕ，ｖが整数であるため離散した値となる。ｕ，ｖの前後の値を用いてフィッティングし、小数点以下の値を計算してもよい。モールド用基準マークの中心に対するモールドのマークの中心の差を第１の誤差とする。
同様の計算が、基板マークおよび基板用基準マークで行われる。基板用基準マークの中心に対する基板のマークの中心の差を第２の誤差とする。
なお光学系に、モールド用基準マーク部材、基板用基準マーク部材が存在する場合、第０の誤差は、モールド用基準マークの中心と基板用基準マークの中心の差とする。
モールドと基板の間で、所望の位置に対する誤差を第３の誤差とする。第３の誤差は、第０の誤差を考慮して、第１の誤差と第２の誤差から計算する。
第３の誤差を所望の値になるようにモールドおよび基板の位置を調整することでアライメントが完了する。
同様の計算が、基板マークおよび基板用基準マークで行われる。基板用基準マークの中心に対する基板のマークの中心の差を第２の誤差とする。
なお光学系に、モールド用基準マーク部材、基板用基準マーク部材が存在する場合、第０の誤差は、モールド用基準マークの中心と基板用基準マークの中心の差とする。
モールドと基板の間で、所望の位置に対する誤差を第３の誤差とする。第３の誤差は、第０の誤差を考慮して、第１の誤差と第２の誤差から計算する。
第３の誤差を所望の値になるようにモールドおよび基板の位置を調整することでアライメントが完了する。
図７（ｃ）はモールドと基板の間隔が小さくなり、モールドと基板が第１の光学系の焦点深度内になった場合の第１の撮像素子の画面である。
図７（ｆ）は（ｃ）におけるＣＣ´断面図である。このような場合は、モールドのマーク７０３と基板のマーク７０５を用いて第３の誤差を直接計算することができる。
すなわち、第１の撮像素子に結像されたモールドの位置を特定するためのマークの位置と、同じく第１の撮像素子に結像された基板の位置を特定するためのマークの位置とを比較してアライメントを行なう。
このアライメントの利点は、モールド用基準マーク、基板用基準マークを介した計算をしないため、誤差が小さくなり、精密な計測が可能になる場合がある。
なお、上記各実施例の光学系を備えたインプリント装置は、半導体製造技術、フォトニッククリスタル等の光学素子やμ−ＴＡＳ等のバイオチップの製造装置として利用することが可能である。
また、上記では、主としてモールドのパターンを基板に転写するインプリント装置へ用いるアライメント方法について説明したが、対向して配置されている２つの物体間の距離が変化する場合のアライメント方法にも適用できる。
すなわち、第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法にも適用できる。
例えば、基板と基板を接合するための接合装置用のアライメント方法である。
また、第１の物体用基準マークと第２の物体用基準マークを用いて、第１の物体と第２の物体のアライメントを行なうこともできる。
図７（ｆ）は（ｃ）におけるＣＣ´断面図である。このような場合は、モールドのマーク７０３と基板のマーク７０５を用いて第３の誤差を直接計算することができる。
すなわち、第１の撮像素子に結像されたモールドの位置を特定するためのマークの位置と、同じく第１の撮像素子に結像された基板の位置を特定するためのマークの位置とを比較してアライメントを行なう。
このアライメントの利点は、モールド用基準マーク、基板用基準マークを介した計算をしないため、誤差が小さくなり、精密な計測が可能になる場合がある。
なお、上記各実施例の光学系を備えたインプリント装置は、半導体製造技術、フォトニッククリスタル等の光学素子やμ−ＴＡＳ等のバイオチップの製造装置として利用することが可能である。
また、上記では、主としてモールドのパターンを基板に転写するインプリント装置へ用いるアライメント方法について説明したが、対向して配置されている２つの物体間の距離が変化する場合のアライメント方法にも適用できる。
すなわち、第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法にも適用できる。
例えば、基板と基板を接合するための接合装置用のアライメント方法である。
また、第１の物体用基準マークと第２の物体用基準マークを用いて、第１の物体と第２の物体のアライメントを行なうこともできる。
１０１：光源
１０２：第１のビームスプリッター
１０３：第２のビームスプリッター
１０４：モールド
１０５：基板
１０６：モールドのマーク
１０７：基板のマーク
１０８：第１の撮像素子
１０９：第１の駆動機構
１１０：第２の撮像素子
１１１：第２の駆動機構
１１２：第１の結像光学系
１１３：モールドに結像したモールド用基準マーク
１１４：基板に結像した基板用基準マーク
３０１：露光光源
３０２：鏡筒
３０３：モールド保持部
３０４：基板保持部
３０５：基板昇降機構
３０６：面内移動機構
３０７：光学系
３０８：解析機構
３０９：インプリント制御機構
３１０：モールド
３１１：基板
５０１：第１の倍率可変な光学部品
５０２：第２の倍率可変な光学部品
６０１：モールド用基準マーク部材
６０２：モールド用基準マーク部材駆動機構
６０３：基板用基準マーク部材
６０４：基板用基準マーク部材駆動機構
７０１：第１の撮像素子の画面
７０２：第２の撮像素子の画面
７０３：モールドのマーク
７０４：モールド用基準マーク
７０５：基板のマーク
７０６：基板用基準マーク
７０７：外側の領域１
７０８：内側の領域１
７０９：内側の領域２
７１０：外側の領域２
１０２：第１のビームスプリッター
１０３：第２のビームスプリッター
１０４：モールド
１０５：基板
１０６：モールドのマーク
１０７：基板のマーク
１０８：第１の撮像素子
１０９：第１の駆動機構
１１０：第２の撮像素子
１１１：第２の駆動機構
１１２：第１の結像光学系
１１３：モールドに結像したモールド用基準マーク
１１４：基板に結像した基板用基準マーク
３０１：露光光源
３０２：鏡筒
３０３：モールド保持部
３０４：基板保持部
３０５：基板昇降機構
３０６：面内移動機構
３０７：光学系
３０８：解析機構
３０９：インプリント制御機構
３１０：モールド
３１１：基板
５０１：第１の倍率可変な光学部品
５０２：第２の倍率可変な光学部品
６０１：モールド用基準マーク部材
６０２：モールド用基準マーク部材駆動機構
６０３：基板用基準マーク部材
６０４：基板用基準マーク部材駆動機構
７０１：第１の撮像素子の画面
７０２：第２の撮像素子の画面
７０３：モールドのマーク
７０４：モールド用基準マーク
７０５：基板のマーク
７０６：基板用基準マーク
７０７：外側の領域１
７０８：内側の領域１
７０９：内側の領域２
７１０：外側の領域２
Claims (21)
- インプリント装置であって、
インプリントパターンを有したモールドを保持するための第１の保持部と、
前記モールドと対向して配置され、前記インプリントパターンが転写される基板を保持するための第２の保持部と、
前記モールドの位置を特定するためのマークと、前記基板の位置を特定するためのマークに光を照射するための第１の照明系と、
前記第１の照明系からの光を用いて前記モールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させるための第１の光学系と、
前記基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させるための第２の光学系と、
前記第１の光学系と前記第２の光学系とが共有する結像光学系と、
第１の観察点で結像される前記モールドの位置を特定するためのマークを観察するための第１の撮像素子と、
第２の観察点で結像される前記基板の位置を特定するためのマークを観察するための第２の撮像素子と、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる第１の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる第２の駆動機構の少なくとも一方の駆動機構を有することを特徴とするインプリント装置。 - 前記第１の駆動機構および前記第２の駆動機構を有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。
- 前記第１の駆動機構は、前記モールドと前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第１の撮像素子を移動させ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。
- 前記第２の駆動機構は、前記基板と前記結像光学系との距離が変化した量に、前記結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ前記第２の撮像素子を移動させ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。
- 前記モールドまたは前記基板と、前記結像光学系との距離の変化によって生じる倍率の変化を補正する補正手段を有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。
- 前記補正手段は、前記第１の光学系または前記第２の光学系に配置されている倍率可変な光学部品であ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。
- 前記モールドの位置を特定するためのマークは、該モールドに配置されてい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。
- 前記基板の位置を特定するためのマークは、該基板に配置されてい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。
- 前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークが配置された第３の物体と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークが配置された第４の物体とを第２の照明系に備え、
前記モールドと前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第３の物体を移動させる第３の駆動機構、
または、前記基板と前記結像光学系との距離の変化によって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第４の物体を移動させる第４の駆動機構を有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。 - 前記第３の駆動機構および前記第４の駆動機構を有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。
- 前記第２の照明系は前記第１の照明系であ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。
- インプリント装置用のアライメント方法であって、
インプリントパターンを有したモールドの位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
前記インプリントパターンが転写される基板の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とするアライメント方法。 - 前記モールドと、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第１の撮像素子を移動させることを特徴とする請求項１２に記載のアライメント方法。 - 前記基板と、前記第１の観察点および前記第２の観察点で結像させるための光学系が有する結像光学系との距離が変化した量に、
該結像光学系が有する倍率の二乗を乗じた距離だけ、前記第２の撮像素子を移動させることを特徴とする請求項１２に記載のアライメント方法。 - 前記モールドまたは前記基板の位置が変化することによって生じる倍率の変化を補正する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のアライメント方法。
- 前記モールドの位置を特定するためのマークに対応するモールド用基準マークを第１の観察点で結像させ、該モールド用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記基板の位置を特定するためのマークに対応する基板用基準マークを第２の観察点で結像させ、該基板用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記モールドの位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記モールド用基準マークを移動させる工程、
または、前記基板の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記基板用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする請求項１２に記載のアライメント方法。 - 前記第１の撮像素子に結像された、モールドの位置を特定するためのマークの位置と前記基板の位置を特定するためのマークの位置とを比較する工程を有することを特徴とする請求項１２に記載のアライメント方法。
- 第１の物体と第２の物体との位置合わせを行なうアライメント方法であって、第１の物体の位置を特定するためのマークを第１の観察点で結像させ、第１の撮像素子で観察する工程と、
第２の物体の位置を特定するためのマークを第２の観察点で結像させ、第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の撮像素子を移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の撮像素子を移動させる工程を有することを特徴とするアライメント方法。 - 前記第１の物体の位置を特定するためのマークに対応する第１の物体用基準マークを第１の観察点で結像させ、該第１の物体用基準マークを第１の撮像素子で観察する工程と、
前記第２の物体の位置を特定するためのマークに対応する第２の物体用基準マークを第２の観察点で結像させ、該第２の物体用基準マークを第２の撮像素子で観察する工程とを有し、
前記第１の物体の位置が変化することによって生じる前記第１の観察点の移動に追随して前記第１の物体用基準マークを移動させる工程、
または、前記第２の物体の位置が変化することによって生じる前記第２の観察点の移動に追随して前記第２の物体用基準マークを移動させる工程を有することを特徴とする請求項１８に記載のアライメント方法。 - 平板状の基板側とインプリントパターンを有するモールド側とに個別に設けられているアライメントマークを、それぞれに対応した撮像素子を用いて撮像し、該撮像素子からの情報を用いて、
対向して配置される基板と前記モールドとの面内方向の位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることによって生じる前記アライメントマークの観察点の移動に追随するように、前記撮像素子を移動させ、且つ移動させた該撮像素子からの情報を用いて、
前記基板と前記モールドとの位置合わせを行うことを特徴とするアライメント方法。 - 前記基板と前記モールドとの面内方向の位置制御を行いながら、前記基板と前記モールドとの間隙を変化させることを特徴とする請求項２０に記載のアライメント方法。
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