JP2013110162A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上の樹脂に型を押し付ける際に型の一部に応力が集中することを抑制し、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に有利な技術を提供する。
【解決手段】基板の上のインプリント材と型とを接触させた状態で当該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前記型を離型することで前記基板にパターンを転写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、前記型の前記基板に転写すべきパターンが形成されたパターン面とは反対側の裏面と接触する接触面を含み、前記接触面を介して前記型を保持するチャックと、前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動して前記インプリント材に前記型を押印する押印機構と、を有し、前記接触面は、前記型の裏面に対して前記パターン面とは反対側に湾曲した湾曲面を含むことを特徴とするインプリント装置を提供する。
【選択図】図１

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。

半導体デバイスやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などを製造するためのリソグラフィ装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、インプリント技術を利用して、基板上の樹脂にパターン（微細な構造）を有するモールドを押し付けた状態で樹脂を硬化させてパターンを転写する装置である。

インプリント装置は、３２ｎｍ程度のハープピッチを有する半導体デバイスの製造に適用することが考えられている。この場合、ＩＴＲＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｏａｄｍａｐ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）によれば、６．４ｎｍの重ね合わせ精度が必要とされている。従って、インプリント装置では、基板上の樹脂にモールドを押し付ける際に、基板上に形成されたパターンの倍率（サイズ）とモールドのパターン（基板上に転写すべきパターン）の倍率とを数ｎｍ以下の精度で一致させる必要がある。

モールドは、作製時にはパターン面が上向きであるが、使用時にはパターン面が下向きとなる（即ち、姿勢が異なる）ため、重力の影響などでパターンが変形してしまう。また、モールドにパターンを形成する際に、電子ビーム描画装置の光学系の歪曲収差などによってモールドのパターンに歪が生じてしまうこともある。なお、歪を生じることなくモールドのパターンを形成できたとしても、基板上に形成されたパターンに歪（変倍）が生じていれば、重ね合わせ精度が低下してしまう。例えば、成膜やスパッタリングなどの加熱プロセスを経るにつれて基板は拡大又は縮小し、基板上に形成されたパターンの倍率が各方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）で異なってしまう。実際のプロセスでは、基板に±１０ｐｐｍ程度の変倍が発生し、基板上に形成されたパターンのＸ軸方向とＹ軸方向との倍率差も１０ｐｐｍ程度発生している。このような重ね合わせ精度を低下させてしまう要因、即ち、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率との不一致（例えば、基板上に形成されたパターンに対するモールドの変形（収差））をディストーションと称する。

ディストーションが発生した場合、ステッパーやスキャナーなどの露光装置では、基板の変形に応じて露光時の各ショット領域のサイズを変化させている。例えば、スキャナーでは、投影光学系の縮小倍率を基板の倍率（即ち、基板上に形成されたパターンの倍率）に応じて数ｐｐｍ程度変更すると共に、基板の倍率に応じて基板及びレチクルの走査速度を数ｐｐｍ程度変化させる。このように、露光装置では、ディストーションが発生したとしても、基板上に転写すべきパターンの倍率を補正することで高精度な重ね合わせを実現している。

一方、インプリント装置では、投影光学系を備えていないことに加えて、基板上の樹脂とモールドとが直接接触するため、ディストーションが発生した場合に、露光装置で行われているような補正を適用することができない。そこで、インプリント装置では、モールドのパターンの倍率を基板上に形成されたパターンの倍率に一致させるために、モールド（のパターン）を物理的に変形させる倍率補正機構を備えている。倍率補正機構は、例えば、モールドの外周から外力を与えることで、或いは、モールドを加熱する（即ち、モールドを膨張させる）ことで、モールドを物理的に変形させている。

倍率補正機構の具体的な構成に関しては従来から提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された倍率補正機構は、モールドの周辺部の４箇所（４隅）をそれぞれ保持する保持部と、保持部を駆動する（位置決めする）駆動部とを有する。かかる倍率補正機構では、モールドのパターン（形状）が基板上に形成されたパターン（形状）に一致するように、駆動部によって保持部をモールドの押印方向に駆動させることで、重ね合わせ精度の低下を抑制している。

特開２０１０−０８０７１４号公報

しかしながら、基板に転写すべきパターンの微細化に伴って、従来の倍率補正機構では、インプリント装置に要求される数ｎｍ以下の重ね合わせ精度を実現することができなくなってきている。上述したように、倍率補正機構は、モールドをＸＹ平面内で物理的に変形させることでモールドを目標の形状に補正し、基板上に形成されたパターンの倍率とモールドのパターンの倍率とを一致させている。

この際、モールドのパターン部は、モールドの押印方向（Ｚ軸方向）に変形し、その変形量は倍率補正機構がモールドに加える外力の大きさ（補正量）に応じて変化する（図３（ａ）参照）。この状態からモールドのパターン部を基板の上の樹脂に押し付けると、モールドのパターン部の一部、特に、パターン部の最外周部に応力が集中する（図３（ｂ）参照）。その結果、モールドのパターン部におけるパターンピッチの線形性が崩れ、重ね合わせ精度の低下を招いてしまう。従って、パターン部に生じる応力集中を抑制する必要がある。特に、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる倍率補正を行う場合には、パターン部に生じる歪や応力もＸ軸方向とＹ軸方向とで異なるため、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の応力集中のそれぞれを個別に抑制する必要がある。但し、特許文献１に開示された倍率補正機構のように、４つの保持部をモールドの押印方向に駆動させるだけでは、このような応力集中を十分に抑制することはできない。また、モールドを保持するモールドチャックの周辺には、基板とモールドとの間の距離を計測する計測系などが配置されるため、パターン部に生じる応力集中を抑制する機構を新たに設けることは難しい。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板の上の樹脂に型を押し付ける際に型の一部に応力が集中することを抑制し、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に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、基板の上のインプリント材と型とを接触させた状態で当該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前記型を離型することで前記基板にパターンを転写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、前記型の前記基板に転写すべきパターンが形成されたパターン面とは反対側の裏面と接触する接触面を含み、前記接触面を介して前記型を保持するチャックと、前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動して前記インプリント材に前記型を押印する押印機構と、を有し、前記接触面は、前記型の裏面に対して前記パターン面とは反対側に湾曲した湾曲面を含むことを特徴とする。

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好ましい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、基板の上の樹脂に型を押し付ける際に型の一部に応力が集中することを抑制し、インプリント装置における重ね合わせ精度の改善に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図である。 図１に示すインプリント装置の動作（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。 モールドの変形を説明するための図である。 図１に示すインプリント装置のモールドチャックを説明するための図である。 図１に示すインプリント装置において、樹脂にモールドを押し付けた状態を示す図である。 図１に示すインプリント装置のモールドチャックに保持されたモールドの状態を示す図である。 図１に示すインプリント装置のモールドチャックの具体的な構成を示す図である。 図１に示すインプリント装置のモールドチャックの具体的な構成を示す図である。 モールド及びモールドチャックの構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す図である。インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造工程で使用されるリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、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、硬化したインプリント材から型を離型（剥離）することで基板にパターン（凹凸パターン）を転写するインプリント処理を行う。インプリント装置１は、本実施形態では、型としてモールド３を使用し、インプリント材として樹脂を使用する。また、インプリント装置１は、本実施形態では、樹脂硬化法として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。また、図１に示すように、モールド３に対して紫外線を照射する方向に平行な方向（軸）をＺ軸とし、Ｚ軸に対して直交する方向（軸）をＸ軸及びＹ軸とする。

インプリント装置１は、照射部４と、モールド３を保持するモールド保持部５と、基板２を保持する基板保持部６と、樹脂供給部７と、アライメント計測部８と、距離検出部９と、制御部１０とを有する。また、インプリント装置１は、基板保持部６を保持するためのベース定盤２０と、モールド保持部５を保持するためのブリッジ定盤２１と、ブリッジ定盤２１を支持するための支柱２２とを有する。

基板２は、モールド３のパターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハなどを含む。基板２には、紫外線硬化型の樹脂が供給（塗布）される。

モールド３は、矩形形状の外形を有し、基板２（に供給された樹脂）に転写すべきパターンが３次元形状に形成されたパターン面（基板２に対向する面）を有する。モールド３は、基板２の上の樹脂を硬化させるための紫外線を透過する材料（例えば、石英など）で構成される。

照射部４は、インプリント処理を行う際に、モールド３を介して、基板２の上の樹脂に紫外線を照射する。照射部４は、紫外線を発する光源１１と、光源１１から発せられた紫外線をインプリント処理に適切な紫外線に調整するための複数の光学素子１２とを含む。なお、樹脂硬化法として熱硬化法を採用する場合には、照射部４は、樹脂（熱硬化型の樹脂）を加熱する熱源部に置換される。

モールド保持部５は、モールド３を保持（固定）して、基板２の上の樹脂にモールド３を押し付ける（押印する）ための機構である。モールド保持部５は、モールドチャック１３と、モールドステージ１４と、倍率補正機構（変形部）１５とを含む。モールドチャック１３は、後述するように、モールド３のパターン面とは反対側の裏面と接触する接触面を含み、かかる接触面を介してモールド３を保持（例えば、真空吸着や静電吸着など）する。また、モールドチャック１３は、モールドステージ１４に載置される。モールドステージ１４は、モールド３のパターンを基板２に転写する際に、基板２とモールド３との間の間隔を位置決めするための駆動系を含み、モールド３をＺ軸方向（基板２の上の樹脂にモールド３を押印する際の押印方向）に駆動する。モールド３のパターンを基板２に転写する際には、高精度な位置決めが要求されるため、モールドステージ１４の駆動系は、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、モールドステージ１４の駆動系は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能やモールド３の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。倍率補正機構１５は、モールド３のパターンの倍率（サイズ）を補正する機能を有する。倍率補正機構１５は、本実施形態では、モールドチャック１３に支持され、モールド３の側面（詳細には、基部の側面）に対して力を付与してモールド３の形状（詳細には、パターン面の形状）を変形させる。

基板保持部６は、基板２を保持（固定）し、インプリント処理を行う際に、基板２とモールド３との位置合わせを行うための機構である。基板保持部６は、基板チャック１６と、基板ステージ１７とを含む。基板チャック１６は、基板２を保持（例えば、真空吸着や静電吸着など）し、基板ステージ１７に載置される。また、基板チャック１６には、モールド３の位置合わせを行う際に用いられる基準マーク２３が配置されている。基板ステージ１７は、基板２とモールド３との位置合わせを行うための駆動系を含む。基板ステージ１７の駆動系は、基板２をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動し、粗動駆動系及び微動駆動系で構成される。また、基板ステージ１７の駆動系は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や基板２の傾きを補正するためのチルト機能を備えていてもよい。

モールドステージ１４（の駆動系）及び基板ステージ１７（の駆動系）は、本実施形態では、モールド３及び基板２の少なくとも一方を駆動して、基板２の上の樹脂にモールド３を押印する押印機構として機能する。

樹脂供給部７は、基板２の上に、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化型の樹脂を供給する。樹脂供給部７は、例えば、樹脂を吐出（滴下）するノズルを含むディスペンサヘッドで構成される。基板２の上に供給される樹脂の量は、必要となる厚さや転写するパターンの密度などに応じて決定される。

アライメント計測部８は、基板２の上に形成されたアライメントマークとモールド３に形成されたアライメントマークとの相対的な位置（即ち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ）を計測する。

距離検出部９は、基板２とモールド３との間の距離（間隔）を検出する機能を有する。特に、本実施形態では、距離検出部９は、基板２とモールド３との間の距離を検出することで、倍率補正機構１５によって変形されたモールド３のパターン面の変形量を検出する。距離検出部９は、例えば、特開２００７−１３９７５２号にも開示されているように、検出用光源（不図示）からの光を基板２とモールド３との間を干渉させ、かかる干渉光を撮像素子（不図示）で観察することで、基板２とモールド３との間の距離を検出する。

制御部１０は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体（インプリント装置１の各部）を制御する。制御部１０は、インプリント処理を行う際に、モールド３のパターン面の変形量が予め定められた変形量となるように、モールド３の（パターン面の）変形を制御する。

図２を参照して、インプリント装置１の動作（インプリント処理）について説明する。かかる動作は、制御部１０がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。また、本実施形態では、同一のモールド３を用いて、複数の基板２のそれぞれに対して、あるレイヤのパターンを転写する場合を例に説明する。

Ｓ１０１では、モールド搬送機構（不図示）を介して、インプリント装置１にモールド３を搬入し、かかるモールド３をモールドステージ１４、即ち、モールドチャック１３に保持させる。

Ｓ１０２では、モールドチャック１３に保持されたモールド３のアライメントを行う。具体的には、基板チャック１６に配置された基準マーク２３とモールド３に形成されたアライメントマークとの間の位置ずれ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ方向）をアライメント計測部８で検出する。そして、アライメント計測部８の計測結果に基づいて、基準マーク２３に対するモールド３の位置をモールドステージ１４で調整する。

Ｓ１０３では、基板搬送機構（不図示）を介して、インプリント装置１に基板２を搬入し、かかる基板２を基板ステージ１７、即ち、基板チャック１６に保持させる。

Ｓ１０４では、基板２の上の対象ショット領域に樹脂を供給（塗布）する。具体的には、基板２の対象ショット領域を樹脂供給部７の樹脂供給位置に位置させ、樹脂供給部７から樹脂を供給しながら基板ステージ１７を駆動することで対象ショット領域に樹脂を塗布する。ここで、対象ショット領域とは、これからモールド３のパターンを転写するショット領域である。

Ｓ１０５では、モールド３のパターンと対向する位置、即ち、モールド３を押し付ける位置（押印位置）に基板２の対象ショット領域が位置するように、基板ステージ１７を駆動する。

Ｓ１０６では、モールド３のパターンの倍率を補正する。具体的には、距離検出部９によってモールド３のパターン面の変形量を検出しながら、例えば、基板２に形成されたパターンの倍率とモールド３のパターンの倍率とが一致するように、倍率補正機構１５によってモールド３（のパターン面の形状）を変形させる。

ここで、モールド３の変形について説明する。図３（ａ）は、モールド３を基板２の対象ショット領域の上の樹脂Ｒに押し付ける前のモールド３の状態を示している。図３（ａ）に示すように、モールド３は、基部３２と、パターンが形成されたパターン面３４ａを含むパターン部３４とを有する。なお、モールド３の裏面３４ｃには、図３（ａ）に示すように、キャビティ３６が形成されていてもよい。キャビティ３６の内部の圧力は、制御部１０の制御下において、必要に応じて変化させることが可能である。例えば、キャビティ３６の内部の圧力を外部の圧力よりも高くして、パターン面３４ａが下方向に撓んだ状態でモールド３を基板２の上の樹脂Ｒに押し付けると、モールド３は、パターン面３４ａの中心部から樹脂Ｒに接触することになる。これにより、樹脂Ｒとモールド３との間に空気が閉じ込められることを抑制し、モールド３のパターンへの樹脂の未充填に起因するパターン欠陥を低減させることができる。

図３（ａ）を参照するに、モールド３のパターン部３４は、モールド３の重力や倍率補正機構１５からモールド３の側面に付与された力によって変形している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す状態を維持しながら、基板２の対象ショット領域の上の樹脂Ｒにモールド３を押し付けたときのモールド３の状態を示している。図３（ｂ）を参照するに、樹脂Ｒにモールド３を押し付けると、モールド３のパターン部３４（パターン面３４ａ）のうち、樹脂Ｒと接触している部分は基板２の表面に倣って平面となり、樹脂Ｒと接触していない部分は変形したままになる。従って、樹脂Ｒと接触している部分と樹脂Ｒと接触していない部分、即ち、パターン部３４の最外周部３４ｂに応力が集中し、パターンピッチの線形性が崩れ、重ね合わせ精度の低下を招いてしまう。

そこで、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、モールド３の裏面３４ｃと接触する接触面１３ａが湾曲面で構成されるように、モールドチャック１３を構成している。接触面１３ａを構成する湾曲面は、モールド３の裏面３４ｃに対してパターン面３４ａとは反対側に湾曲した形状を有する。例えば、接触面１３ａを構成する湾曲面は、基板２の上の樹脂にモールド３を押印する際の押印方向（Ｚ軸方向）と倍率補正機構１５がモールド３に力を付与する方向（Ｘ軸方向）とに直交する軸（Ｙ軸）を中心としてωｙ方向に湾曲した形状を有する。

図４（ａ）に示すモールドチャック１３でモールド３を保持すると、モールド３（のパターン面３４ａ）は、図４（ｂ）に示すように、接触面１３ａを構成する湾曲面に倣って湾曲（変形）する。また、モールドチャック１３の内部には、モールド３の裏面３４ｃに対して、接触面１３ａを構成する湾曲面を介してかかる湾曲面における接線に直交する方向（略押印方向）に力を付与する付与部２８が設けられている。従って、制御部１０の制御下において、付与部２８からモールド３の裏面３４ｃに力を付与することで、モールド３のパターン面３４ａの変形量（湾曲量）を調整（制御）することが可能である。

付与部２８がモールド３の裏面３４ｃに付与する力（即ち、付与部２８によるモールド３のパターン面３４ａの変形量）は、例えば、基板２の上のアライメントマークとモールド３の上のアライメントマークとの相対的な位置に基づいて制御される。基板２の上のアライメントマークとモールド３の上のアライメントマークとの相対的な位置は、上述したように、アライメント計測部８で計測することが可能である。従って、アライメント計測部８の計測結果に基づいて、モールド３のパターン面３４ａの変形量が予め定められた変形量となるように、付与部２８がモールド３の裏面３４ｃに付与する力を制御すればよい。

また、付与部２８がモールド３の裏面３４ｃに付与する力は、基板２の上のアライメントマークとモールド３の上のアライメントマークとの相対的な位置、及び、倍率補正機構１５によるモールド３の変形量にも基づいて制御されてもよい。モールド３の変形量は、上述したように、距離検出部９で検出することが可能である。従って、アライメント計測部８の計測結果及び距離検出部９の検出結果に基づいて、モールド３のパターン面３４ａの変形量が予め定められた変形量となるように、付与部２８がモールド３の裏面３４ｃに付与する力を制御すればよい。なお、モールド３の変形量は、モールド３の側面の変位を計測する変位センサや倍率補正機構１５に設けられた力センサなどを用いて検出してもよい。

このようなモールドチャック１３の構成及び付与部２８の制御によって、本実施形態では、モールド３は、図５に示すように、パターン面３４ａが任意の形状に変形（湾曲）した状態でモールドチャック１３に保持され、樹脂Ｒに押し付けられることになる。従って、モールド３のパターン部３４の一部、具体的には、最外周部３４ｂに応力が集中することが抑制され、重ね合わせ精度の低下を低減（防止）することができる。

図５では、モールドチャック１３の接触面１３ａは、モールド３をωｙ方向に湾曲させる形状を有しているが、図６に示すように、モールド３をωｙ方向及びωｘ方向に湾曲させる形状を有していてもよい。換言すれば、モールドチャック１３の接触面１３ａは、モールド３の中心を通り、モールド３の押印方向（Ｚ軸方向）に平行な軸ＡＸ０に対して、互いに直交する２方向の軸ＡＸ１及びＡＸ２を中心として湾曲する湾曲面で構成されていてもよい。このような場合、複数の付与部２８を設けて、ωｙ方向及びωｘ方向のそれぞれのモールド３の変形量（湾曲量）を個別に調整するようにしてもよい。

また、モールドチャック１３の接触面１３ａは、モールド３の中心を通り、モールド３の押印方向に平行な軸ＡＸ０と、軸ＡＸ０に対して直交する軸ＡＸ１又はＡＸ２とによって形成される面に対して対称な形状を有している。従って、モールドチャック１３に保持されたモールド３も接触面１３ａの形状に倣って、軸ＡＸ０と、軸ＡＸ１又はＡＸ２とによって形成される面に対して対称となる。但し、基板２のエッジ部付近のショット領域にインプリント処理を行う場合などには、モールド３（のパターン面３４ａ）の形状がモールド３の中心ＣＰを通る軸に対して非対称となるように、付与部２８によってモールド３の変形量を調整することもある。

例えば、基板２の上の樹脂にモールド３を押し付けた際に、図５に示す位置Ｐ１から＋Ｘ軸方向のパターン面３４ａのみが樹脂に押し付けられ、位置Ｐ１から−Ｘ軸方向のパターン面３４ａが基板２からはみ出す場合がある。このような場合、Ｘ軸方向に配置した複数の付与部２８のそれぞれによるモールド３の変形量を＋Ｘ軸側と−Ｙ軸側とで相対的に変えることで、ωｙ方向の湾曲に関する中心軸は、＋Ｘ軸方向にシフトする。これにより、基板２の上の樹脂とモールド３との接触領域の境界付近に応力が集中することを抑制することが可能となり、重ね合わせ精度の低下を低減（防止）することができる。

図２に戻って、Ｓ１０８では、モールドチャック１３に設けられた付与部２８によってモールド３の裏面３４ａに力を付与し、モールド３のパターン面３４ａの変形量を調整（制御）する。かかる調整については、上述した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

Ｓ１０８では、モールドステージ１４をＺ軸方向に駆動して、基板２の対象ショット領域の上の樹脂にモールド３を押印する（即ち、対象ショット領域の上の樹脂とモールド３とを接触させる）。なお、基板ステージ１７をＺ軸方向に駆動して、基板２の対象ショット領域の上の樹脂にモールド３を押印してもよい。

Ｓ１０９では、基板２のアライメントを行う。具体的には、基板２の上のアライメントマークとモールド３の上のアライメントマークとの間の位置ずれをアライメント計測部８で計測する。そして、アライメント計測部８の計測結果に基づいて、かかる位置ずれが最小となるように、モールド３に対する基板２の位置を基板ステージ１７で調整する。基板２のアライメントは、モールド３を押印することで基板２とモールド３との位置がＸ軸方向及びＹ軸方向にずれてしまう場合などに有効となる。また、基板２のアライメントは、モールド３を押印する動作の間継続して行ってもよい。

Ｓ１１０では、基板２の対象ショット領域の上の樹脂を硬化させるために、対象ショット領域の上の樹脂にモールド３を押し付けた状態において、対象ショット領域の上の樹脂に対して照射部４から紫外光を照射する。

Ｓ１１１では、モールドステージ１４をＺ軸方向に駆動して、基板２の対象ショット領域の上の硬化した樹脂からモールド３を離型（剥離）する。これにより、基板２の対象ショット領域にモールド３のパターンが転写される。なお、基板ステージ１７をＺ軸方向に駆動して、基板２の対象ショット領域の上の硬化した樹脂からモールド３を離型してもよい。

Ｓ１１２では、基板２の上の全てのショット領域にモールド３のパターンを転写したかどうかを判定する。全てのショット領域にモールド３のパターンを転写していない場合には、Ｓ１０４に移行して、次の対象ショット領域に樹脂を供給する。また、全てのショット領域にモールド３のパターンを転写している場合には、Ｓ１１３に移行する。

Ｓ１１３では、基板搬送機構を介して、インプリント装置１から、全てのショット領域にモールド３のパターンが転写された基板２を搬出する。

Ｓ１１４では、モールド３のパターンを転写すべき基板２があるかどうかを判定する。モールド３のパターンを転写すべき基板２がある場合には、Ｓ１０３に移行して、次の基板をインプリント装置１に搬入する。また、モールド３のパターンを転写すべき基板２がない場合には、Ｓ１１５に移行する。

Ｓ１１５では、モールド搬送機構を介して、インプリント装置１からモールド３を搬出し、動作を終了する。

このように、本実施形態では、モールドチャック１３が湾曲面で構成された接触面１３ａを介してモールド３を保持することで、モールド３のパターン面３４ａを湾曲させている。また、モールドチャック１３の内部に設けられた付与部２８によってモールド３の裏面３４ａに力を付与し、モールド３のパターン面３４ａの変形量が予め定められた変形量となるように、モールド３のパターン面３４ａの形状を調整（制御）している。従って、本実施形態では、従来技術と比較して、モールド３のパターン面３４ａの形状を高精度に調整することが可能となると共に、モールド３のパターン部３４の一部（最外周部３４ｂ）に応力が集中することを抑制することができる。これにより、インプリント装置１は、インプリント装置に要求される数ｎｍ以下の重ね合わせ精度を実現することができる。

図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、モールドチャック１３の具体的な構成について説明する。図７（ａ）は、基板側から見たモールドチャック１３の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すモールドチャック１３のＡ−Ａ断面図である。

モールドチャック１３は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、基部２６と、保持部２７と、付与部２８とを含む。基部２６は、モールドステージ１４に接続される。保持部２７は、モールド３の裏面３４ａと接触する接触面１３ａを形成し、真空吸着や静電吸着などによってモールド３を保持する。例えば、保持部２７は、モールド３の対角線上のエリアに配置され、付与部２８は、保持部２７の間に配置される。ここでは、保持部２７及び付与部２８のそれぞれは、接触面１３ａの４箇所に配置されている。

保持部２７の表面を含む接触面１３ａは、上述したように、湾曲面で構成されている。モールドチャック１３の接触面１３ａを構成する湾曲面には、モールド３を保持した際にモールド３が湾曲するために、１μｍ〜５μｍ程度の湾曲量が必要となる。

付与部２８は、ピエゾアクチュエータやリニアモータなどのアクチュエータ２８１と、予圧バネ２８２と、接触面１３ａ（を構成する湾曲面）に接続する接続板２８３とを含む。付与部２８では、予圧バネ２８２により予圧が加えられたアクチュエータ２８１が接触面１３ａを構成する湾曲面における接線に直交する方向に駆動（伸縮）することで、接続板２８３及び接触面１３ａを介して、モールド３の裏面３４ｃに力を付与する。

付与部２８がモールド３の裏面３４ｃに付与する力、即ち、付与部２８によるモールド３のパターン面３４ａの変形量は、実際には、以下の手順で決定すればよい。まず、基板２に形成されたパターンの倍率とモールド３のパターンの倍率とが一致するように、倍率補正機構１５によってモールド３のパターン面３４ａを変形させる。次いで、倍率補正機構１５によるモールド３のパターン面３４ａの変形量を（例えば、距離検出部９を用いて）検出する。そして、倍率補正機構１５によるモールド３のパターン面３４ａの変形量に基づいて、モールド３のパターン面３４ａの変形量が予め定められた変形量となるように、付与部２８によるモールド３のパターン面３４ａの変形量を決定する。ここで、予め定められた変形量とは、モールド３のパターン部３４の一部（最外周部３４ｂ）に応力が集中することを抑制するために必要となるモールド３のパターン面３４ａの変形量である。但し、モールド３を保持する際に必要な変形量（湾曲量）が一定である場合、即ち、湾曲面で構成された接触面１３ａに倣ってモールド３が湾曲するだけでよい場合には、付与部２８は不要となる。

このような構成によって、モールドチャック１３に保持されたモールド３のωｘ方向及びωｙ方向のそれぞれの変形量（湾曲量）を個別に調整することができる。また、モールド３の裏面３４ａに力を直接付与するため、アクチュエータ２８１の構成がコンパクトになり、保持部２７とは異なるエリアに付与部２８を配置することが可能となる。従って、保持部２７の厚さ方向のスペースを確保することができ、保持部２７の表面を含む接触面１３ａの平面度を高精度に加工する上で有利となる。なお、アクチュエータ２８１としてピエゾアクチュエータを用いれば、高応答性、且つ、高分解能な付与部２８を実現することができる。

また、モールドチャック１３は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような構成であってもよい。図８（ａ）は、基板側から見たモールドチャック１３の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すモールドチャック１３のＡ−Ａ断面図である。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すモールドチャック１３には、アクチュエータ２８１、予圧バネ２８２及び接続板２８３を含む付与部２８の代わりに、気体や液体などの流体を封入する気室２８５及び調整部２８６を含む付与部２８ａが設けられている。気室２８５は、接触面１３ａを構成する湾曲面に沿った面２８５ａを有するようにモールドチャック１３の内部に形成される。調整部２８６は、例えば、圧力制御装置やバルブなどを含み、気室２８５に封入される流体の圧力を調整する。付与部２８ａでは、調整部２８６で気室２８５に封入される流体の圧力を変化（調整）することで、面２８５ａ及び接触面１３ａを介して、モールド３の裏面３４ｃに力が付与される。また、面２８５ａは、気室２８５に封入される流体の圧力の変化によって変形するように、ダイヤフラム構造となっている。このように、流体の圧力を利用することで、シンプルな構成で、且つ、コスト、耐久性及び保守性に有利な付与部を構成することができる。

また、モールドチャック１３の接触面１３ａを湾曲面で構成するのではなく、図９に示すように、モールド３の裏面３４ｃを湾曲面で構成しても同様の効果を得ることができる。モールド３の裏面３４ｃを構成する湾曲面は、パターン面側（即ち、モールドチャック１３の接触面側とは反対側）に湾曲した形状を有する。モールド３の裏面３４ｃを構成する湾曲面の具体的な形状については、上述したモールドチャック１３の接触面１３ａと同様であるため、ここでの説明は省略する。モールド３の裏面３４ｃを湾曲面で構成した場合には、モールドチャック１３の接触面１３ａを湾曲面で構成する必要はなく、平面で構成すればよい。但し、モールド３の裏面３４ｃに力を付与する付与部２８は、上述したように、モールドチャック１３に設けられる。

これまで説明したように、インプリント装置１は、数ｎｍ以下の重ね合わせ精度を実現し、高いスループットで経済性よく高品位な半導体デバイスや液晶表示素子などの物品を提供することができる。物品としてのデバイス（半導体デバイス、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (9)

1. 基板の上のインプリント材と型とを接触させた状態で当該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前記型を離型することで前記基板にパターンを転写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、
   前記型の前記基板に転写すべきパターンが形成されたパターン面とは反対側の裏面と接触する接触面を含み、前記接触面を介して前記型を保持するチャックと、
   前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動して前記インプリント材に前記型を押印する押印機構と、
   を有し、
   前記接触面は、前記型の裏面に対して前記パターン面とは反対側に湾曲した湾曲面を含むことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記チャックの内部に配置され、前記型の裏面に対して、前記湾曲面を介して前記湾曲面における接線に直交する方向に力を付与する付与部と、
   前記型に形成されたマークと前記基板に形成されたマークとの相対的な位置を計測する計測部と、
   前記計測部の計測結果に基づいて、前記チャックに保持された前記型の前記パターン面の変形量が予め定められた変形量となるように、前記付与部が前記型の裏面に付与する力を制御する制御部と、
   を更に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。
3. 前記型の側面に対して力を付与して前記パターン面を変形させる変形部と、
   前記変形部によって変形された前記パターン面の変形量を検出する検出部と、
   を更に有し、
   前記制御部は、前記計測部の計測結果及び前記検出部の検出結果に基づいて、前記チャックに保持された前記型の前記パターン面の変形量が予め定められた変形量となるように、前記付与部が前記型の裏面に付与する力を制御す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. 前記湾曲面は、前記型の中心を通り、前記インプリント材に前記型を押印する際の押印方向に平行な軸に対して、互いに直交する２方向の軸を中心として湾曲している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. 前記湾曲面は、前記型の中心を通り、前記インプリント材に前記型を押印する際の押印方向に平行な軸と、当該軸に対して直交する軸とによって形成される面に対して対称に湾曲していることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記付与部は、
   前記湾曲面に接続する接続板と、
   前記接続板を前記湾曲面における接線に直交する方向に駆動するアクチュエータと、
   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。
7. 前記付与部は、
   前記湾曲面に沿った面を有するように前記チャックの内部に形成され、流体を封入する気室と、
   前記気室に封入される流体の圧力を調整する調整部と、
   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。
8. 基板の上のインプリント材と型とを接触させた状態で当該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前記型を離型することで前記基板にパターンを転写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、
   前記型は、
   前記型の前記基板に転写すべきパターンが形成されたパターン面と、
   前記パターン面とは反対側の裏面と、
   を有し、
   前記インプリント装置は、
   前記型の裏面と接触する接触面を含み、前記接触面を介して前記型を保持するチャックと、
   前記型及び前記基板の少なくとも一方を駆動して前記インプリント材に前記型を押印する押印機構と、
   を有し、
   前記型の裏面は、前記パターン面側に湾曲した湾曲面を含むことを特徴とするインプリント装置。
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基板の上にパターンを転写するステップと、
   前記パターンが転写された前記基板を加工するステップと、
   を有することを特徴とする物品の製造方法。

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