JP2011061025A - デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイス製造におけるスループットの低下を抑制することが可能な微細加工装置及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】原版１に形成された転写パターンを複数の転写位置で被転写基板３に形成されたパターン形成材料に順次転写するデバイス製造方法であって、転写パターンをパターン形成材料に転写して反転パターンを形成する工程と、既に形成されている反転パターンの形成位置を計測して計測値を求める工程と、既に形成されている少なくとも二つ以上の反転パターンの形成位置の計測値に基づいて、次に転写パターンをパターン形成材料に転写する際の転写位置の補正値を導出する工程とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、デバイス製造方法に関する。

近年、半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅が益々縮小化している。このため、半導体装置の製造工程において、合わせずれ検査を行うことで、精度良く半導体装置を形成している。例えば、半導体の製造工程に光露光装置等を用いた場合、まず、露光装置のチャンバ内で被転写基板上の感光性樹脂に対するパターン転写を行う。そして、パターン転写が全て完了した後、露光装置のチャンバ内から被転写基板を外に搬出し、アルカリ現像液を用いて被転写基板の感光性樹脂の現像を行う。続いて被転写基板を合わせずれ検査装置内に搬入する。合わせずれ検査装置は、上記現像によって形成された転写パターンと、試料基板に予め形成された合わせずれ検査マークとの相対的な位置関係を、光学式検査装置で計測することによって、合わせずれ検査を行う。このように、合わせずれ検査の際には、露光装置内の被転写基板を合わせずれ検査装置内に移動する工程が必要となるので、デバイス製造におけるスループットは低下するという問題があった。

また、近年、ナノインプリントと呼ばれる微細加工技術の開発が進められている。

ナノインプリント技術の一つとして、光（ＵＶ）ナノインプリントがある。光ナノインプリントは、被加工基板上に光硬化性樹脂を塗布する工程と、被加工基板及び転写すべきパターンを形成した原版（モールド）とを位置合わせする工程（アライメント）と、光硬化性樹脂に原版を接触させる工程（プレス）と、光照射により光硬化性樹脂を硬化する工程と、光硬化性樹脂から原版を離す工程（離型）と、被加工基板および光硬化性樹脂をリンスする工程と、被加工基板上の不要な光硬化性樹脂（残膜）を除去する工程とを含む。

このようなナノインプリント技術においても、光硬化性樹脂にパターン形成した後に、ナノインプリント装置内からウェハを取り出し、この取り出したウェハを合わせずれ検査装置内に搬入する必要がある。このような装置間におけるウェハの移動は、デバイス製造におけるスループットを低下させる要因となっていた。

この問題を解決する方法として、ナノインプリント装置内に合わせずれ検査機構を有する微細加工装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、従来の方法では、必ずしも短時間で高精度にパターンを形成することができているとはいえなかった。

特開２００９−８８２６４号公報

本発明は、短時間で高精度にパターン形成を行うことが可能なデバイス製造方法を提供することを目的としている。

本発明の第一の視点に係るデバイス製造方法は、原版に形成された転写パターンを複数の転写位置で被転写基板に形成されたパターン形成材料に順次転写するデバイス製造方法であって、前記転写パターンを前記パターン形成材料に転写して反転パターンを形成する工程と、既に形成されている反転パターンの形成位置を計測して計測値を求める工程と、既に形成されている少なくとも二つ以上の反転パターンの形成位置の計測値に基づいて、次に前記転写パターンを前記パターン形成材料に転写する際の転写位置の補正値を導出する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、短時間で高精度にパターン形成を行うことが可能なデバイス製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る微細加工装置の基本的な構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るアライメントマークの基本的な構造を模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る合わせずれマークの基本的な構造を模式的に示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るパターン転写および転写後の合わせずれ検査方法を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るパターン転写および転写後の合わせずれ検査方法を示した図である。 本発明の第３の実施形態に係るパターン転写および転写後の合わせずれ検査方法を示した図である。

以下、本発明の実施形態の詳細を図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、ナノインプリント技術を用いた微細加工装置について説明する。

（第１の実施形態）
図１を用いて本発明の本実施形態に係る微細加工装置１００の構成を説明する。

図１に示すように、表面に凹型のパターン（転写パターン）を含む原版（モールド）１は、原版ステージ２に保持されている。また、原版１は、例えば石英や蛍石など紫外線（ＵＶ光）を透過する材料で形成されている。転写パターンは、デバイスパターンに対応したパターンと、合わせずれ検査時に使用される合わせずれ検査マークに対応したパターンとを含んでいる。さらに、原版１の裏面には、第１のアライメントマーク（原版アライメントマーク）が形成されている。この原版アライメントマークは、上記合わせずれ検査マークに対応したパターンとは異なる場所に形成されている。また、原版ステージ２はベース１１に保持され、位置を調整することができる。

転写パターンが転写される被転写基板３はチャック４に保持されている。被転写基板３は、半導体基板等の基板と、基板上に形成された下地パターンと、下地パターン上に形成された被加工レイヤ（下地領域）とを含む。そして、被加工レイヤ上にパターン形成材料（光硬化性樹脂）が形成され、本実施形態の微細加工装置を用いることで転写パターンが転写された凸型のパターン（レジストパターン）が被加工レイヤ上に形成される。さらに、このレジストパターンをマスクにして、被加工レイヤをエッチングすることにより、被加工レイヤに転写パターンが転写される。これにより、転写パターンが被加工レイヤに転写された被転写基板３が形成される。被加工レイヤとしては、例えば絶縁膜、金属膜（導電膜）または半導体膜等がある。

チャック４は、試料ステージ５に固定されている。試料ステージ５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とそれら各軸まわりの合計６軸に駆動できる構成が好ましい。試料ステージ５はステージ定盤１３上に設置されている。

試料ステージ５上には基準マーク台６が固定されている。基準マーク台６上には装置の基準位置となる図示しない基準マークが設置されている。ここでは、基準マークは回折格子で構成されている。この基準マークは、アライメントセンサ７の校正および原版１の位置決め（姿勢制御、調整）に利用される。

また、図２に示すように、原版１には、ライン・アンド・スペースパターン（Line and Space Pattern：Ｌ／Ｓパターン）形状の第１のアライメントマーク（原版アライメントマーク）が形成されている。この原版アライメントマークは、例えばｘ軸方向及びｙ軸方向それぞれに延伸したＬ／Ｓパターン形状（回折格子形状）を有している。この原版アライメントマークは、幅が４μｍ程度のラインを１００本程度有している。被転写基板３に予め形成された下地パターンには、原版アライメントマークと同様の形状の第２のアライメントマーク（下地アライメントマーク）が形成されている。下地アライメントマークおよび原版アライメントマークは、原版１と被転写基板３との相対的な位置ずれを計測するために使用される。なお、上述した基準マークの形状も原版アライメントマークと同様の形状である。

上記基準マークに対する原版１の位置ずれ、及び原版１に対する被転写基板３の位置ずれは、アライメントセンサ７（第１の計測部）により計測される。アライメントセンサ７は、アライメントステージ８上に固定されている。このアライメントステージ８は、ベース１１上に配置されている。

上記基準マークに対する原版１の位置ずれは、上記基準マークおよび原版１を、同時に検出可能な位置へ試料ステージ５を図示しない移動機構により移動させ、上記基準マークおよび原版アライメントマークへ向けて図示しない光源により光を照射し、回折、反射してアライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置から位置ずれを計測することにより取得される。

一方、原版１に対する被転写基板３の位置ずれ（原版１と被転写基板３との相対的な位置ずれ）は、対向する原版アライメントマークおよび下地アライメントマークを、同時に検出可能な位置へ試料ステージ５を図示しない移動機構により移動させ、原版アライメントマークおよび下地アライメントマークへ向けて図示しない光源により光を照射し、回折、反射してアライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置から相対的な位置ずれを計測することにより取得される。

補正機構９（位置調整部）は、ベース１１上に配置され、原版１の位置（姿勢）を微調整する調整機構を有している。この補正機構９を用いて原版１の位置（姿勢）を微調整することにより、原版１と被転写基板３との相対的な位置を補正する。

原版１の転写パターンを被転写基板３に転写する際には、補正機構９により原版１と被転写基板３との相対的な位置が補正された状態で、加圧部１０（押し付け部）により、被転写基板３の上方に配置された原版１を被転写基板３に接触させる。これにより、高精度のパターン転写が可能となる。この加圧部１０はベース１１上に配置されている。

なお、図１では、アライメントセンサ７は左右の２組のみ図示されているが、好ましくは４組以上である。

ＵＶ光源１２は図示しない本体定盤に固定されている。ＵＶ光源１２から出射した紫外線は、原版１を介して、被転写基板３上の転写位置に形成された感光性樹脂に照射されるようになっている。なお、図１では、ＵＶ光源１２は原版１の直上に設置されているが、この配置に限定されるものではない。

本実施形態の微細加工装置は、さらに、合わせずれ検査機構２０（第２の計測部）を備えている。合わせずれ検査機構２０は、本体定盤上を移動できる構成である。これは任意に配置された合わせずれ検査マークを計測できるようにするためである。

合わせずれ検査機構２０は、被転写基板３の下地パターンに予め形成された合わせずれ検査マーク（アウターパターン）と、被転写基板３上に塗布した感光性樹脂に転写された原版１の合わせずれ検査マーク（インナーパターン）との相対位置ずれ量を計測するためのものである。合わせずれ検査機構２０は、例えば、周知の光学式検査機構または散乱光学式検査機構で構成されている。なお、図１では、合わせずれ検査機構２０は原版１の左右に１つずつ配置してあるが、好ましくは４つ以上である。また、合わせずれ検査機構２０は試料ステージ５が駆動される方向と平行な位置に配置するのが望ましい。

試料ステージ５、アライメントセンサ７、補正機構９、加圧部１０、ＵＶ光源１２、及び合わせずれ検査機構２０は、制御演算部２１に接続されている。この制御演算部２１によって、本実施形態の微細加工装置が駆動される。また、制御演算部２１は記憶部２２に接続されており、例えばアライメントセンサ７や合わせずれ検査機構２０によって計測されたデータを記憶する。

次に、合わせずれ検査マークについて説明する。半導体基板等の基板上には、下地パターンが形成され、下地パターン上には被加工レイヤが形成されている。被加工レイヤ上には原版１に形成された転写パターンが転写された光硬化性樹脂からなるレジストパターンが形成されている。図３に示すように、下地パターンには合わせずれ検査マーク（アウターマーク）３０が形成されており、レジストパターンには合わせずれ検査マーク（インナーマーク）３１が形成されている。

合わせずれ検査マーク３０，３１は、例えばＢａｒ−ｉｎ−Ｂａｒマークである。合わせずれ検査マーク３０は、被転写基板３に予め形成された下地パターンの位置を検出するためのものである。合わせずれ検査マーク３１は、被転写基板３上の光硬化性樹脂に転写されたレジストパターンの位置を検出するためのものである。

図３には、簡単のため、一つのＢａｒ−ｉｎ−Ｂａｒマークを示している。しかし、実際には、予め設定した複数のＢａｒ−ｉｎ−Ｂａｒマークに対して合わせずれ検査が行われる。例えばこのＢａｒ−ｉｎ−Ｂａｒマークは、アウターマーク及びインナーマークが一本１００ｎｍ程度のラインをそれぞれ複数本有する構造である。

本実施形態では、Ｂａｒ−ｉｎ−Ｂａｒマークを用いているが、Ｂｏｘ−ｉｎ−Ｂｏｘマーク等の他の合わせずれマークを用いても構わない。

次に、図４のフローチャートを用いて、本実施形態の微細加工方法（パターン転写および転写後の合わせずれ検査方法）について説明する。

［ステップＳ１］
制御演算部２１によって、原版１の原版アライメントマークと上記基準マーク台６の基準マークとが対向する位置へ試料ステージ５を駆動させる。そして、アライメントセンサ７により、原版アライメントマークと上記基準マークとの位置ずれ（原版１と基準マーク台６との位置ずれ）を計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測された位置ずれの量に基づいて、図示しない原版ステージ駆動機構により原版ステージ２を動かし、原版１を基準となる位置に移動する。

［ステップＳ２］
アライメントセンサ７により、対向する下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれ（被転写基板３と原版１との相対的な位置ずれ）を計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測は転写（ショット）する位置ごとに行われる（ダイバイダイアライメント方式）。

［ステップＳ３］
上記計測された下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれの量、及び後述するステップＳ１０によって得られる補正量に基づいて、補正機構９により原版１の位置（姿勢）を微調整し（補正し）、原版１の転写パターンが被転写基板３の所定の位置に転写されるように、原版１と被転写基板３との相対的な位置（原版１のショット位置）を補正する（原版１と被転写基板３との位置合わせを行う）。

ただし、被転写基板３において１、２回目のショットの場合は、後述するステップＳ１０による補正量は導出されないため、そのままステップＳ４に進む。

なお、一般には、下地アライメントマークは複数ある。このため、各下地アライメントマークについてその位置ずれをアライメントセンサ７により計測し（ステップＳ２）、これらの計測された位置ずれに基づいて、原版１のショット位置（プレス位置）を補正する（ステップＳ３）。

ここでは、補正機構９により原版１の位置（姿勢）を微調整して（補正して）、原版１のショット位置を補正した。しかし、試料ステージ５に補正機構を設け、この補正機構により、試料ステージ５の位置を調整して、原版１のショット位置を補正しても構わない。さらに、原版ステージ２および試料ステージ５にそれぞれ補正機構を設け、これらの補正機構により、原版１および試料ステージ５の位置を調整して、原版１のショット位置を補正しても構わない。

［ステップＳ４］
原版１のショット位置を補正した後、被転写基板３上の原版１をショットする領域（下地領域）にのみ、図示しないディスペンサ等を用いて光硬化性樹脂を形成する。

［ステップＳ５］
光硬化性樹脂が形成された後、補正機構９により原版１のショット位置が補正された状態で、加圧部１０により原版１を光硬化性樹脂に接触させる。原版１に形成された転写パターン内に光硬化性樹脂が充填されたら、ＵＶ光源１２よりＵＶ光を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。

［ステップＳ６］
光硬化性樹脂が硬化した後、原版１を光硬化性樹脂から離型（リリース）する。その後、必要ならば、原版１を洗浄（リンス）する。上記光硬化性樹脂には、転写パターンの反転パターン（レジストパターン）、つまりデバイスパターンと、合わせずれ検査に使用される合わせずれ検査マーク３１とが転写される。このようにして１ショット（パターン転写）が終了する。

ここで、硬化した光硬化性樹脂から原版１を容易にリリースするために、原版１に離型剤を予め塗っても良い。

一方、以下のステップによって、合わせずれの計測を行う。また、ステップＳ２〜Ｓ６を行っている間に以下のステップを行う。

［ステップＳ７］
合わせずれ検査は、合わせずれ検査機構２０を用いて行われる。そのため、合わせずれ検査機構２０の光軸直下に、合わせずれ検査マーク３０、３１が来るように、合わせずれ検査機構２０を移動させる。

［ステップＳ８］
既に述べたように、ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返すことにより被転写基板にはレジストパターンが形成される。このレジストパターンには、合わせずれ検査マークも含まれている。Ｎ回目のショットが終了した後、Ｎ＋１回目のショットを行うステップＳ２〜Ｓ６の際に、レジストパターンに含まれる合わせずれ検査マークを用いて転写が完了しているＮ回目のショットの合わせずれ検査（反転パターンの形成位置の計測）を行う。合わせずれ検査の方法としては、例えば合わせずれ検査マーク３０，３１へ向けて図示しない光源により光を照射し、回折、反射して合わせずれ検査機構２０に戻ってきた光の重心位置を測定する方法等がある。つまり、被転写基板３の下地パターンに予め形成された合わせずれ検査マーク３０に対する、反転パターンと共に形成された合わせずれ検査マーク３１のずれ（重心の差分）は、合わせずれ検査機構２０により検出される。

そして、Ｎ回目のショットの合わせずれ計測結果（合わせずれ検査結果）を記憶部２２に記憶する。

［ステップＳ９］
記憶部２２に記憶されたＮ回目のショットの合わせずれ計測結果を用いて、制御演算部２１にて合わせずれのずれ量が最小になるような仮の補正量（補正値）を算出（導出）する。例えば、合わせずれ検査マーク３０及び３１の重心の差分を小さくする為に、合わせずれ検査マーク３１の重心をＸ軸方向及びＹ軸方向に補正する仮の補正量を算出する。この仮の補正量は、反転パターン形成時の原版１と被転写基板３との相対的な位置を調整する際の調整量を補正する値（転写位置を補正する値）である。

［ステップＳ１０］
制御演算部２１にて、合わせずれ計測が完了したショット（１〜Ｎ回目までのショット）から算出された仮の補正量を収束させる。この仮の補正量の収束方法としては、例えば、Ｎ回目のショットから所望の数回前（少なくとも一回前）までのショット（直前のショット）の仮の補正量を平均化することで収束させる。例えば、誤差の大きい初期の数回分のショットにより導出された仮の補正量は参照せず、誤差の少ない直前の１ショットあるいは直前の数ショットの合わせずれ計測結果のみを用いる。なお、仮の補正量を収束させる方法であれば、どのような方法でも良い。

そして、Ｎ＋２回目のショットを行うステップＳ３で、この収束された補正量を用いてＮ＋２回目のショット位置（転写位置）の補正を行う。なお、Ｎ回目＝１回目の場合、ステップＳ９で算出された仮の補正量を用いてＮ＋２回目のショット位置（転写位置）の補正を行う。

収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まるまで、ステップＳ７〜Ｓ１０の合わせずれ計測及び補正量算出を繰り返す。具体的には、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まらない場合は、ステップＳ７に戻る。そして、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まった場合、スッテプＳ７〜Ｓ１０の動作を終了する。そして、許容範囲内に収まった補正量を用いて、その後のショット位置の補正を行う。つまり、全てのショットの結果を計測しなくても良い。より具体的には、例えば、最初の３ショットで合わせずれのずれ量が予め設定された許容範囲内に収まる場合は、４ショット目以降は合わせずれ検査を行わない。

上記実施形態によれば、微細加工装置１００はインプリントを行う装置内に合わせずれ検査機構２０を設けている。そして、Ｎ＋１回目のショットを行う際に、合わせずれ検査機構２０を用いて、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測する。この合わせずれ検査機構２０によって計測された複数の合わせずれ計測結果に基づいて、収束された補正量を導出する。そして、収束された補正量をＮ＋２回目のショットを行う際のショット位置の補正量として用いている。これにより、転写パターンの転写を行う際に、２ショット前の合わせずれ検査結果が反映されるため、転写位置の修正をショット単位で行うことができる。

また、上述した実施形態では、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まる場合、合わせずれの計測を行わなくても良い。このため、全ての反転パターンの合わせずれ計測を行う必要がなく、短時間で、高い位置精度で転写パターンの転写を行うことができる。この結果、短時間で高精度にパターン形成を行うことができる微細加工装置１００を得ることが可能である。

（第２の実施形態）
次に、図５のフローチャートを用いて第２の実施形態を説明する。

上述した第１の実施形態では、Ｎ＋１回目のショットを行う際に、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測し、この計測結果をＮ＋２回目のショットを行う際に反映する場合について説明した。第２の実施形態では、Ｎ＋２回目のショットを行う前に、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測し、この計測結果をＮ＋３回目のショットを行う際に反映する場合について説明する。なお、微細加工装置１００の基本的な構成及び基本的な動作は上述した第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態と対応する部分には同一の符号を付してある。

図５は、第２の実施形態の微細加工方法（パターン転写および転写後の合わせずれ検査方法）を示したフローチャートである。

［ステップＳ１１］
制御演算部２１によって、原版１の原版アライメントマークと上記基準マーク台６の基準マークとが対向する位置へ試料ステージ５を駆動させる。そして、アライメントセンサ７により、原版アライメントマークと上記基準マークとの位置ずれを計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測された位置ずれの量に基づいて、図示しない原版ステージ駆動機構により原版ステージ２を動かし、原版１を基準となる位置に移動する。

［ステップＳ１２］
アライメントセンサ７により、対向する下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれを計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測はショット位置ごとに行われる。

［ステップＳ１３］
上記計測された下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれの量、及び後述するステップＳ２０によって得られる補正量に基づいて、補正機構９により原版１の位置を微調整し、原版１の転写パターンが被転写基板３の所定の位置に転写されるように、原版１のショット位置を補正する。

しかし、被転写基板３において１〜３回目のショットの場合は、後述するステップＳ２０による補正量は導出されないため、そのままステップＳ１４に進む。

［ステップＳ１４］
原版１のショット位置を補正した後、被転写基板３上の原版１をショットする領域にのみ、図示しないディスペンサ等を用いて光硬化性樹脂を形成する。

［ステップＳ１５］
光硬化性樹脂が形成された後、補正機構９により原版１のショット位置が補正された状態で、加圧部１０により原版１を光硬化性樹脂に接触させる。原版１に形成された転写パターン内に光硬化性樹脂が充填されたら、ＵＶ光源１２よりＵＶ光を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。

［ステップＳ１６］
光硬化性樹脂が硬化した後、原版１を光硬化性樹脂から離型する。その後、必要ならば、原版１を洗浄する。上記光硬化性樹脂には、転写パターンの反転パターン、つまりデバイスパターンと、合わせずれ検査に使用される合わせずれ検査マーク３１とが転写される。このようにして１ショットが終了する。

一方、以下のステップによって、合わせずれの計測を行う。また、ステップＳ１２〜Ｓ１６を行っている間に以下のステップを行う。

［ステップＳ１７］
合わせずれ検査は、合わせずれ検査機構２０を用いて行われる。そのため、合わせずれ検査機構２０の光軸直下に、合わせずれ検査マーク３０、３１が来るように、合わせずれ検査機構２０を移動させる。

［ステップＳ１８］
すでに述べたように、ステップＳ１２〜Ｓ１６を繰り返すことにより被転写基板にはレジストパターンが形成される。このレジストパターンには、合わせずれ検査マークも含まれている。Ｎ＋１回目のショットが終了した後、Ｎ＋２回目のショットを行うステップＳ１２〜Ｓ１６の際に、レジストパターンに含まれる合わせずれ検査マークを用いて転写が完了しているＮ回目のショットの合わせずれ検査を行う。この合わせずれ検査は、被転写基板の転写位置を変えるたびに行われる。

そして、Ｎ回目のショットの合わせずれ計測結果（合わせずれ検査結果）を記憶部２２に記憶する。

［ステップＳ１９］
記憶部２２に記憶されたＮ回目のショットの合わせずれを用いて、制御演算部２１にて合わせずれのずれ量が最小になるような仮の補正量を算出する。この仮の補正量は、反転パターン形成時の原版１と被転写基板３との相対的な位置を調整する際の調整量を補正する値（転写位置を補正する値）である。

［ステップＳ２０］
制御演算部２１にて、合わせずれ計測が完了したショット（１〜Ｎ回目までのショット）から算出された仮の補正量を収束させる。

そして、Ｎ＋３回目のショットを行うステップＳ１３でこの収束された補正量を用いてＮ＋３回目のショット位置の補正を行う。なお、Ｎ回目＝１回目の場合、ステップＳ１９で算出された補正量を用いてＮ＋３回目のショット位置の補正を行う。

収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まるまで、ステップＳ１７〜Ｓ２０の合わせずれ計測及び補正量算出を繰り返す。具体的には、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まらない場合は、ステップＳ１７に戻る。そして、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まった場合、スッテプＳ１７〜Ｓ２０の動作を終了する。そして、許容範囲内に収まった補正量を用いて、その後のショット位置の補正を行う。

上記第２の実施形態によれば、Ｎ＋２回目のショットを行う際に、合わせずれ検査機構２０を用いて、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測する。そして、この計測された複数の合わせずれ計測結果に基づいて、収束された補正量を導出する。そして、収束された補正量をＮ＋３回目のショットを行う際のショット位置の補正量として用いている。これにより、転写パターンの転写を行う際に、３ショット前の合わせずれ検査結果が反映されるため、転写位置の修正をショット単位で行うことができる。

また、上述した実施形態では、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まる場合、合わせずれの計測を行わなくても良い。このため、全ての反転パターンの合わせずれ計測を行う必要がなく、短時間で、高い位置精度で転写パターンの転写を行うことができる。

また、Ｎ＋２回目のショットを行っている最中にＮ回目のショットの合わせずれ検査を行なうため、原版１と合わせずれ検査機構２０との間の距離は、１ショット分の幅だけ余裕ができる。これにより、装置の構造に余裕を持たせつつ、第１の実施形態と同様に、位置精度の高いパターン転写を行うことができる。この結果、短時間で高精度にパターン形成を行うことができる微細加工装置１００を得ることが可能である。

（第３の実施形態）
次に、図６のフローチャートを用いて第３の実施形態を説明する。

上述した第１の実施形態では、Ｎ＋１回目のショットを行う際に、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測し、この計測結果をＮ＋２回目のショットを行う際に反映する場合について説明した。第３の実施形態では、Ｎ＋１回目のショットを行う前に、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測し、この計測結果をＮ＋１回目のショットを行う際に反映する場合について説明する。なお、微細加工装置１００の基本的な構成及び基本的な動作は上述した第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態と対応する部分には同一の符号を付してある。

図６は、第３の実施形態の微細加工方法（パターン転写および転写後の合わせずれ検査方法）を示したフローチャートである。

［ステップＳ２１］
制御演算部２１によって、原版１の原版アライメントマークと上記基準マーク台６の基準マークとが対向する位置へ試料ステージ５を駆動させる。そして、アライメントセンサ７により、原版アライメントマークと上記基準マークとの位置ずれを計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測された位置ずれの量に基づいて、図示しない原版ステージ駆動機構により原版ステージ２を動かし、原版１を基準となる位置に移動する。

［ステップＳ２２］
アライメントセンサ７により、対向する下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれを計測し、記憶部２２に位置ずれの情報を記憶させる。この計測はショット位置ごとに行われる。

［ステップＳ２３］
上記計測された下地アライメントマークと原版アライメントマークとの相対的な位置ずれの量、及び後述するステップＳ３０によって得られる補正量に基づいて、補正機構９により原版１の位置を微調整し、原版１の転写パターンが被転写基板３の所定の位置に転写されるように、原版１のショット位置を補正する。

なお、Ｎ＋１回目のショットを行う場合、ステップＳ３０によってＮ回目のショットまでの補正量が導出されるまでステップＳ２４へは進まない。

しかし、被転写基板３において１回目のショットの場合は、後述するステップＳ３０による補正量は導出されないため、そのままステップＳ２４に進む。

［ステップＳ２４］
原版１のショット位置を補正した後、被転写基板３上の原版１をショットする領域にのみ、図示しないディスペンサ等を用いて光硬化性樹脂を形成する。

［ステップＳ２５］
光硬化性樹脂が形成された後、補正機構９により原版１のショット位置が補正された状態で、加圧部１０により原版１を光硬化性樹脂に接触させる。原版１に形成された転写パターン内に光硬化性樹脂が充填されたら、ＵＶ光源１２よりＵＶ光を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。

［ステップＳ２６］
光硬化性樹脂が硬化した後、原版１を光硬化性樹脂から離型する。その後、必要ならば、原版１を洗浄する。上記光硬化性樹脂には、転写パターンの反転パターン、つまりデバイスパターンと、合わせずれ検査に使用される合わせずれ検査マーク３１とが転写される。このようにして１ショットが終了する。

一方、以下のステップによって、Ｎショット目の合わせずれの計測を行う。また、Ｎ＋１ショット目のステップＳ２３を行う前に以下のステップを行う。

［ステップＳ２７］
合わせずれ検査は、合わせずれ検査機構２０を用いて行われる。そのため、合わせずれ検査機構２０の光軸直下に、合わせずれ検査マーク３０、３１が来るように、合わせずれ検査機構２０を移動させる。

［ステップＳ２８］
すでに述べたように、ステップＳ２２〜Ｓ２６を繰り返すことにより被転写基板にはレジストパターンが形成される。このレジストパターンには合わせずれ検査マークも含まれている。Ｎ回目のショットが終了した後、Ｎ＋１回目のショットを行うステップＳ２３の前に、レジストパターンに含まれる合わせずれ検査マークを用いて転写が完了しているＮ回目のショットの合わせずれ検査を行う。この合わせずれ検査は、被転写基板の転写位置を変えるたびに行われる。

そして、Ｎ回目のショットの合わせずれ計測結果（合わせずれ検査結果）を記憶部２２に記憶する。

［ステップＳ２９］
記憶部２２に記憶されたＮ回目のショットの合わせずれ計測結果を用いて、制御演算部２１にて合わせずれのずれ量が最小になるような仮の補正量を算出する。この仮の補正量は、反転パターン形成時の原版１と被転写基板３との相対的な位置を調整する際の調整量を補正する値（転写位置を補正する値）である。

［ステップＳ３０］
制御演算部２１にて、合わせずれ計測が完了したショット（１〜Ｎ回目までのショット）から算出された仮の補正量を収束させる。

そして、Ｎ＋１回目のショットを行うステップＳ２３でこの収束された補正量を用いてＮ＋１回目のショット位置の補正を行う。なお、Ｎ回目＝１回目の場合、ステップＳ２９で算出された補正量を用いてＮ＋１回目のショット位置の補正を行う。

収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まるまで、ステップＳ２７〜Ｓ３０の合わせずれ計測及び補正量算出を繰り返す。具体的には、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まらない場合は、ステップＳ２７に戻る。そして、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まった場合、スッテプＳ２７〜Ｓ３０の動作を終了する。そして、許容範囲内に収まった補正量を用いて、その後のショット位置の補正を行う。

上記第３の実施形態によれば、Ｎ＋１回目のショットを行う前に、合わせずれ検査機構２０を用いて、既に転写の完了したＮ回目のショットの合わせずれを計測する。そして、この計測された複数の合わせずれ計測結果に基づいて、収束された補正量を導出する。そして、収束された補正量をＮ＋１回目のショットを行う際のショット位置の補正量として用いている。これにより、転写パターンの転写を行う際に、１ショット前の合わせずれ検査結果が反映されるため、直前の合わせずれ検査結果を反映させることができる。

また、上述した実施形態では、収束された補正量が、予め設定された許容範囲内に収まる場合、合わせずれの計測を行わなくても良い。このため、全ての反転パターンの合わせずれ計測を行う必要がなく、より短時間で、より高い位置精度で転写パターンの転写を行うことができる。この結果、短時間で高精度にパターン形成を行うことができる微細加工装置１００を得ることが可能である。

なお、上述した各実施形態では、光硬化式のプレス式微細加工装置を用いて、原版と被転写基板とを接触させてパターン転写する微細加工装置および微細加工方法について説明した。しかしながら、光硬化式のプレス式微細加工装置以外の装置、例えば、熱硬化式のプレス式微細加工装置を用いた場合についても、同様の装置構成、及び同様に動作するものであれば、ナノインプリント技術を用いたデバイス製造におけるスループットの低下を抑制できる微細加工装置および微細加工方法を実現できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出される。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば、発明として抽出され得る。

１…原版、 ３…被転写基板、 ５…試料ステージ、
６…基準マーク台、 ７…アライメントセンサ、 ９…補正機構、
２０…合わせずれ検査機構、 ２１…制御演算部、 ２２…記憶部、
３０…アウターパターン、 ３１…インナーパターン、
１００…微細加工装置、

Claims (5)

1. 原版に形成された転写パターンを複数の転写位置で被転写基板に形成されたパターン形成材料に順次転写するデバイス製造方法であって、
   前記転写パターンを前記パターン形成材料に転写して反転パターンを形成する工程と、
   既に形成されている反転パターンの形成位置を計測して計測値を求める工程と、
   既に形成されている少なくとも二つ以上の反転パターンの形成位置の計測値に基づいて、次に前記転写パターンを前記パターン形成材料に転写する際の転写位置の補正値を導出する工程と、
   を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
2. 前記補正値が予め設定された許容値内に収まるまで、前記計測値を求める工程を行うことを特徴とする請求項１記載のデバイス製造方法。
3. 前記補正値が予め設定された許容値内に収まった後は、前記計測値を求める工程は行わず、前記許容値内に収まった補正値を用いて前記転写パターンを前記パターン形成材料に転写することを特徴とする請求項２に記載のデバイス製造方法。
4. 前記補正値は、既に形成されている所望の数の反転パターンの前記計測値に基づく値を平均化することで算出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
5. 前記被転写基板には第１の合わせずれマークが形成され、
   前記原版には第２の合わせずれマークが形成され、
   前記反転パターンが形成される際に、前記第２の合わせずれマークが前記パターン形成材料に転写され、
   前記第１の合わせずれマークと前記転写された第２の合わせずれマークとの位置関係を計測することで、前記反転パターンの形成位置の計測を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデバイス製造方法。

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