JP2015233071A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドと基板との位置ずれを低減するのに有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上に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、前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測部と、前記インプリント材を硬化させるための光を照射する光源部と、前記基板上において前記光源部からの光を走査する走査部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記モールドと前記基板とを部分的に位置合わせしながら前記走査部により前記光を走査させることで前記インプリント処理を行う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４

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。

インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、半導体デバイスや磁気記憶媒体の量産用ナノリソグラフィ技術の１つとして提案されている（特許文献１参照）。インプリント技術を用いたインプリント装置は、パターンが形成されたモールド（型）と基板上の樹脂（インプリント材）とを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを引き離すことで基板上にパターンを形成する。インプリント装置では、樹脂硬化法として、一般に、紫外線などの光の照射によって基板上の樹脂を硬化させる光硬化法が採用されている。

また、紫外線の照射に関する技術として、紫外線を発光するレーザダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で小型の光源を構成し、かかる光源を走査（スキャン）する技術が提案されている（特許文献２及び３参照）。特許文献２には、半導体露光装置において、複数の発光素子を二次元的に配列して構成された光源を一方向に走査することで、所定の領域に光（露光光）を照射する技術が開示されている。特許文献２では、露光光の一部を受光器に導いて光量を計測することで、露光光を安定して照射することを実現している。また、特許文献３には、ホログラム露光装置において、ホログラムマスクと感光性材料膜表面との間隔を計測しながら光源を走査することで、光を照射する技術が開示されている。特許文献３では、ホログラムマスクと感光性材料膜表面との間隔を変化させて、少なくとも各一回ずつ光源を走査させることを特徴としている。

特開２０１０−９８３１０号公報 特開２００３−１６３１５８号公報 特開２００７−２８０９９３号公報

しかしながら、特許文献２及び３では、露光中、即ち、ＬＥＤなどで構成された光源を走査している間において、基板の表面と平行な方向におけるマスクと基板との相対位置ずれに関する制御が考慮されていない。従って、特許文献２及び３に開示された技術をインプリント装置に適用すると、光源を走査している間、即ち、基板上の広い範囲に供給（塗布）された樹脂に光を照射している間に、モールドと基板との相対位置ずれが発生してしまうことがある。このような場合、重ね合わせ精度が基板面内で場所依存を起こし、パターンの転写不良を招いてしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、モールドと基板との位置ずれを低減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、基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上に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、前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測部と、前記インプリント材を硬化させるための光を照射する光源部と、前記基板上において前記光源部からの光を走査する走査部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記モールドと前記基板とを部分的に位置合わせしながら前記走査部により前記光を走査させることで前記インプリント処理を行うことを特徴とする。

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、モールドと基板との位置ずれを低減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。 モールドに設けられたモールド側マーク及び基板に設けられた基板側マークの一例を示す概略図である。 インプリント処理を説明するための図である。 第１の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。 第２の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。 第３の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。 第４の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。

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。

＜第１の実施形態＞
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、基板上のインプリント材をモールド（型）で成形して硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを引き離す（離型する）ことで基板上にパターンを形成するインプリント処理を行う。本実施形態では、インプリント材として、樹脂を使用し、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。

インプリント装置１は、モールド１１を保持するモールド保持部１２と、基板１３を保持する基板保持部１４と、検出部１５と、形状補正部１６と、制御部１７と、観察部２３と、光源部２４と、走査部２９とを有する。また、インプリント装置１は、基板上に樹脂を供給するためのディスペンサを含む樹脂供給部、モールド保持部１２を保持するためのブリッジ定盤、基板保持部１４を保持するためのベース定盤なども有する。

モールド１１は、基板１３（の上の樹脂）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成されたパターン面１１ａを有する。モールド１１は、基板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ている。また、モールド１１のパターン面１１ａには、モールド側マーク（アライメントマーク）１８が形成されている。

モールド保持部１２は、モールド１１を保持する保持機構である。モールド保持部１２は、例えば、モールド１１を真空吸着又は静電吸着するモールドチャックと、モールドチャックを載置するモールドステージと、モールドステージを駆動する（移動させる）駆動系とを含む。かかる駆動系は、モールドステージ（即ち、モールド１１）を少なくともｚ軸方向（基板上の樹脂にモールド１１を押印する際の押印方向）に駆動する。また、かかる駆動系は、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）方向にモールドステージを駆動する機能を備えていてもよい。

基板１３は、モールド１１のパターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板などを含む。基板１３には、樹脂供給部から樹脂が供給（塗布）される。また、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（アライメントマーク）１９が形成されている。

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、基板チャックを載置する基板ステージと、基板ステージを駆動する（移動させる）駆動系とを含む。かかる駆動系は、基板ステージ（即ち、基板１３）を少なくともｘ軸方向及びｙ軸方向（モールド１１の押印方向に直交する方向）に駆動する。また、かかる駆動系は、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）方向に基板ステージを駆動する機能を備えていてもよい。

検出部１５は、本実施形態では、モールド１１と基板１３との相対位置を計測する計測部として機能する。検出部１５は、モールド１１に形成されたモールド側マーク１８と、基板１３の複数のショット領域のそれぞれに形成された基板側マーク１９とを光学的に検出（観察）するスコープを含む。検出部１５は、かかるスコープの検出結果に基づいて、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。但し、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置関係を検出することができればよい。従って、検出部１５は、２つのマークを同時に撮像するための光学系を備えたスコープを含んでいてもよいし、２つのマークの干渉信号やモアレなどの相対位置関係を反映した信号を検知するスコープを含んでいてもよい。また、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９とを同時に検出できなくてもよい。例えば、検出部１５は、内部に配置された基準位置に対するモールド側マーク１８及び基板側マーク１９のそれぞれの位置を求めることで、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置関係を検出してもよい。

観察部２３は、カメラを含み、紫外線の照射による基板上のインプリント材の硬化状態を観察（確認）する機能を有する。また、観察部２３は、基板上の樹脂の硬化状態だけではなく、基板上の樹脂に対するモールド１１の押印状態、基板上の樹脂のモールド１１への充填状態、基板上の硬化した樹脂からのモールド１１の離型状態も観察することが可能である。

制御部１７は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体（各部）を制御する。制御部１７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。制御部１７は、本実施形態では、検出部１５の検出結果（即ち、モールド１１と基板１３との相対位置の計測結果）に基づいてモールド１１と基板１３とを部分的に位置合わせしながらインプリント処理を行う。また、制御部１７は、インプリント処理を行う際に、形状補正部１６によるモールド１１のパターン面１１ａの変形量（モールド１１の形状補正）を制御する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、モールド１１と基板１３との位置合わせに用いられるアライメントマークとしてのモールド側マーク１８及び基板側マーク１９について説明する。本実施形態では、基板１３の１つのショット領域に６つのチップ領域が配置されているものとする。

図２（ａ）は、モールド１１のパターン面１１ａ、具体的には、パターン面１１ａの四隅に設けられたモールド側マーク１８ａ乃至１８ｈを示している。図２（ａ）を参照するに、横方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ａ、１８ｂ、１８ｅ及び１８ｆは、ｘ軸方向に計測方向を有するマークである。また、縦方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ｃ、１８ｄ、１８ｇ及び１８ｈは、ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図２（ａ）において、点線で囲まれた領域は、基板上の６つのチップ領域のそれぞれに転写すべきパターンが形成されたパターン領域１１ｂを示している。

図２（ｂ）は、基板１３の１つのショット領域１３ａの周辺、具体的には、ショット領域１３ａの四隅に設けられた基板側マーク１９ａ乃至１９ｈを示している。図２（ｂ）を参照するに、横方向に長手方向を有する基板側マーク１９ａ、１９ｂ、１９ｅ及び１９ｆは、ｘ軸方向に計測方向を有するマークである。また、縦方向に長手方向を有する基板側マーク１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ及び１９ｈは、ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図２（ｂ）において、ショット領域１３ａの内側の実線で囲まれた領域は、チップ領域１３ｂを示している。

インプリント処理を行う際、即ち、モールド１１と基板上の樹脂とを接触させる際には、モールド１１に設けられたモールド側マーク１８ａ乃至１８ｈのそれぞれと基板１３に設けられた基板側マーク１９ｂ乃至１９ｈのそれぞれとが近接することになる。従って、検出部１５によってモールド側マーク１８と基板側マーク１９とを検出することで、モールド１１のパターン面１１ａの位置及び形状と基板１３のショット領域１３ａの位置及び形状とを比較することができる。モールド１１のパターン面１１ａの位置及び形状と基板１３の上のショット領域１３ａの位置及び形状との間に差（ずれ）が生じると、重ね合わせ精度が低下し、パターンの転写不良（製品不良）を招いてしまう。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照して、モールド１１のパターンを基板（の上の樹脂）に転写する、即ち、基板上にパターンを形成するインプリント処理について説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、モールド１１の押印を開始するまでに、基板上の対象ショット領域（これからインプリント処理を行うショット領域）に樹脂２０を供給する。インプリント装置で一般的に使用されている樹脂は、揮発性が高いため、インプリント処理を行う直前に基板上に供給される。但し、揮発性が低い樹脂であれば、スピンコードなどで基板上に樹脂を予め供給しておいてもよい。また、基板上に樹脂２０を供給するとともに、上述したように、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対位置を検出し、かかる検出結果に基づいて、モールド１１と基板１３との位置合わせ及びモールド１１の形状補正を行う。

次いで、図３（ｂ）に示すように、モールド１１と基板上の樹脂２０とを接触させて、モールド１１のパターンに樹脂２０を充填させる。この際、樹脂２０は可視光を透過するため、基板側マーク１９は検出部１５で検出可能である。また、モールド１１は、上述したように、紫外線を透過する石英などの材料で構成されている。従って、モールド１１と樹脂２０との屈折率差は小さく、モールド側マーク１８が凹凸構造だけで構成されていると、モールド側マーク１８を検出部１５で検出できなくなる可能性がある。そこで、モールド１１と異なる屈折率や透過率を有する物質をモールド側マーク１８に塗布したり、イオン照射などによってモールド側マーク１８の屈折率を変えたりしている。これにより、モールド１１と基板上の樹脂２０とを接触させた状態においても、モールド側マーク１８を検出部１５で検出することが可能となる。モールド１１のパターンに樹脂２０が充填されたら、モールド１１を介して、かかる樹脂２０に紫外線２２を照射する。

次に、図３（ｃ）に示すように、基板上の硬化した樹脂２０からモールド１１を引き離す。基板上の硬化した樹脂２０からモールド１１を引き離すことで、基板上には樹脂パターン２１が残る（即ち、基板上にモールド１１のパターンが転写される）。

近年、インプリント装置においては、生産性を高めるために、基板の複数のショット領域に対して同時にインプリント処理が行われている。この際、モールドのパターンを転写する面積が増加するため、紫外線を照射する面積も増加することになる。例えば、基板の全面を一括してインプリント処理する場合、単位面積当たりの紫外線の照射量が低下するため、基板上の樹脂の硬化に必要な照射量を確保できない可能性がある。また、限られた装置内空間において広い面積に紫外線を照射するためには、光源や光源から導光する光学系が複雑化及び大型化するため、その構成が難しくなる。

これに伴い、紫外線を発光するレーザダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で小型の光源を構成し、かかる光源を走査（スキャン）する技術が提案されている。但し、インプリント装置において、モールドのパターンを広い面積に転写するには比較的長い時間を要するため、モールドと基板とを高精度に位置合わせしたまま維持する必要がある。

また、従来のインプリント装置のように、モールド保持部１２の上方から紫外線２２を照射すると、検出部１５によって基板上に紫外線が照射されない部分（領域）が生じてしまう。従って、紫外線２２を照射する前に、紫外線２２の光路から検出部１５を退避（回避駆動）させなければならず、インプリント処理のシーケンスが複雑になる。更に、モールド保持部１２の上方から紫外線を照射すると、かかる紫外線が広範囲に分散されるため、それを補正するための光学系が必要となる。

そこで、本実施形態では、モールド１１と基板１３との位置合わせ精度（重ね合わせ精度）や生産性を低下させることなく、樹脂を硬化させるための紫外線を照射する簡易な光源部を用いて、基板上にパターンを形成するインプリント処理を提供する。本実施形態では、特に大きな効果が得られる場合、具体的には、基板１３の全面を一括してインプリント処理する場合について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、基板１３の小さな領域（１つのショット領域や幾つかのショット領域）をインプリント処理する場合にも同様な効果を得ることができる。

図４（ａ）乃至図４（ｈ）を参照して、本実施形態におけるインプリント処理について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、モールド１１と基板上の樹脂２０とが接触している状態を示し、図４（ａ）は、側面から見た状態を、図４（ｂ）は、上方から見た状態を示している。検出部１５は、モールド側マーク１８及び基板側マーク１９を検出して、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。制御部１７は、検出部１５で求められたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいて、モールド保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を駆動してモールド１１と基板１３との位置合わせを行う。モールド１１と基板１３との相対位置が所定の閾値を満たしたら、基板上の樹脂２０を硬化するための紫外線２２の照射を開始する。

本実施形態では、走査部２９によって光源部２４を移動させながら基板上の樹脂２０に対して紫外線２２を順次照射する。光源部２４は、検出部１５とモールド１１との間に配置され、樹脂２０を硬化させるための紫外線２２を照射する機能を有する。光源部２４は、本実施形態では、紫外線２２を発光する複数のＬＥＤ２４ａで構成されている。具体的には、基板上において光源部２４からの紫外線２２を走査する走査部２９の走査方向（ｘ軸方向）に対して直交する方向（ｙ軸方向）に複数のＬＥＤ２４ａを配列することで光源部２４を構成している。但し、光源部２４は、ランプ（水銀ランプなど）で発光された所定の波長の光を導光して射出する複数のファイバーを配列すること、或いは、レンズやミラーなどの光学部材で導光することで構成してもよい。走査部２９は、本実施形態では、光源部２４を移動させるスライダーなどの移動機構で構成されている。但し、走査部２９は、基板上において光源部２４からの紫外線２２を走査することが可能な構成であればよく、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができる。複数のＬＥＤ２４ａで光源部２４を構成することで長手方向（ｙ軸方向）の照射領域を確保し、且つ、走査部２９によって光源部２４を移動させることで、基板の全面（所定の範囲）に紫外線２２を照射することができる。

図４（ｃ）乃至図４（ｈ）は、モールド１１と基板１３とを部分的に位置合わせしながら光源部２４を移動させている（即ち、基板上で紫外線２２を走査している）状態を示している。図４（ｃ）、図４（ｅ）及び図４（ｇ）は、側面から見た状態を、図４（ｄ）、図４（ｆ）及び図４（ｈ）は、上方から見た状態を示している。また、図４（ｄ）では、基板上の樹脂２０のうち、紫外線２２が照射され、硬化した樹脂２０を斜線で示している。

ここで、従来のインプリント装置と同様に、モールド保持部１２の上方から紫外線２２を照射する場合を考えると、上述したように、紫外線２２が検出部１５で遮断され、基板上に紫外線２２が照射されない部分が生じてしまう。また、検出部１５を回避駆動させると、紫外線２２を照射している（即ち、インプリント処理を行っている）にもかかわらず、モールド１１と基板１３との相対位置を計測することができなくなってしまう。この場合、モールド１１と基板１３とを高精度に位置合わせしたまま維持することができなくなる。

そこで、本実施形態では、検出部１５とモールド１１との間において光源部２４を移動させている。インプリント装置１では、複数の検出部１５が配置されているため、ある検出部１５の下を光源部２４が通過しているときに、他の検出部１５でモールド１１と基板１３との相対位置を計測することが可能となる。例えば、図４（ｄ）では、左側の検出部１５の下を光源部２４が通過しているときには、右側の検出部１５でモールド１１と基板１３との相対位置を計測する。

また、基板上の一定面積の樹脂２０が硬化すれば、モールド１１と基板１３との相対位置が固定されるため、例えば、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示す状態では、モールド１１と基板１３との相対位置の計測は不要となる。但し、基板上の樹脂２０がどれくらい硬化すればモールド１１と基板１３との相対位置が固定されるかは、樹脂２０の種類、モールド１１や基板１３の表面物質によって変わるため、その条件出しを予め行って規定しておく必要がある。

図４（ｇ）及び図４（ｈ）に示すように、基板１３の全面に紫外線２２を照射したら、基板上の硬化した樹脂２０からモールド１１を引き離し、かかる基板１３へのインプリント処理を終了する。

このようなインプリント処理の状態、即ち、図４（ａ）乃至図４（ｈ）に示す状態は、観察部２３で逐次観察されている。基板上に供給される樹脂には、紫外線２２の照射によって変色するものがあるため、このような樹脂であれば、観察部２３によって、紫外線２２の照射による樹脂の硬化状態を観察することができる。換言すれば、観察部２３で樹脂の硬化状態を観察することで、紫外線２２の照射量が十分であるかどうかを確認することができる。そして、紫外線２２の照射量が十分でない場合には、光源部２４をもう一度移動させたり、光源部２４の移動速度や光量を変えたりすればよい。

このように、本実施形態では、検出部１５で求めたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいてモールド１１と基板１３とを部分的に位置合わせしながら走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させることでインプリント処理を行っている。この際、モールド１１の一部分と当該一部分に対応する基板１３の一部分との位置合わせを順次行い、位置合わせが行われた部分からインプリント処理を行っている。また、走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させている間、基板上のインプリント処理を行っていない部分と、当該部分に対応するモールド１１の部分との位置合わせを行っている。これにより、インプリント装置１は、基板上の広い範囲を一括してインプリント処理する場合であっても、モールド１１と基板１３とを高精度に位置合わせしたまま維持する（モールド１１と基板１３との位置ずれを低減する）ことができる。従って、インプリント装置１は、重ね合わせ精度の低下を抑制し、パターンの転写不良（製品不良）を低減することができる。

＜第２の実施形態＞
従来のインプリント装置では、基板上の樹脂とモールドとを接触させる際に、モールド（パターン面）を基板に対して凸形状に変形させる（撓ませる）ことでモールドと基板との間の気体を追い出し、取り込まれる気体を低減する技術も提案されている。このような技術は、例えば、特表２００９−５３６５９１号公報に開示されている。本実施形態では、このような技術において、基板上の樹脂を段階的に硬化させてパターンを形成するインプリント処理を提供する。

インプリント装置１は、本実施形態では、モールド１１が基板側に凸形状となるようにモールド１１を変形させる変形部を更に有する。かかる変形部は、モールド１１のパターン面１１ａに垂直な断面におけるモールド１１（パターン面１１ａ）の形状が基板側に凸形状となるようにモールド１１を変形させる（撓ませる）。変形部は、例えば、モールド保持部１２に設けられた圧力調整口を介して、モールド保持部１２に保持されたモールド１１の背面側の圧力を調整する（具体的には、上昇させる）圧力調整機構で構成される。

図５（ａ）乃至図５（ｆ）を参照して、本実施形態におけるインプリント処理について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、基板側に凸形状となるようにモールド１１を変形させて基板上の樹脂２０に接触（接液）させた状態を示し、図５（ａ）は、側面から見た状態を、図５（ｂ）は、上方から見た状態を示している。図５（ｂ）を参照するに、検出部１５は、モールド１１の一部（中央部）が樹脂に接触した状態で検出可能なモールド側マーク１８ａ及び基板側マーク１９ｂを検出して、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。制御部１７は、検出部１５で求められたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいて、モールド保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を駆動してモールド１１と基板１３との位置合わせを行う。モールド１１に対して基板１３の全面を一度に位置合わせすると、位置合わせの対象領域が大きくなるため、モールド１１と基板１３との相対位置差が大きくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す状態でモールド１１と基板上の樹脂２０とが接触している部分２０ａに対して、走査部２９によって光源部２４を移動させながら紫外線２２を照射する。

図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す状態よりも広い範囲でモールド１１と基板上の樹脂２０とが接触している（即ち、接液を進めた）状態を示し、図５（ｃ）は、側面から見た状態を、図５（ｄ）は、上方から見た状態を示している。この際、検出部１５を駆動してモールド側マーク１８ｂ及び基板側マーク１９ｂを検出し、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。制御部１７は、検出部１５で求められたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいて、モールド保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を駆動してモールド１１と基板１３との位置合わせを行う。そして、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す状態でモールド１１と基板上の樹脂２０とが接触している部分（即ち、部分２０ａの更に外周の部分）２０ｂに対して、走査部２９によって光源部２４を移動させながら紫外線２２を照射する。

図５（ｅ）及び図５（ｆ）は、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す状態よりも広い範囲で、具体的には、モールド１１の全面と基板上の樹脂２０とが接触している状態を示し、図５（ｅ）は、側面から見た状態を、図５（ｆ）は、上方から見た状態を示している。この際、検出部１５を駆動してモールド側マーク１８ｃ及び基板側マーク１９ｃを検出し、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。制御部１７は、検出部１５で求められたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいて、モールド保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を駆動してモールド１１と基板１３との位置合わせを行う。そして、図５（ｅ）及び図５（ｆ）に示す状態でモールド１１と基板上の樹脂２０とが接触している部分（即ち、部分２０ｂの更に外周の部分）２０ｃに対して、走査部２９によって光源部２４を移動させながら紫外線２２を照射する。

このように、本実施形態では、モールド１１と基板上の樹脂２０との接触面が基板１３の中心部から径方向に広がるようにモールド１１の変形を制御している。また、かかる接触面の拡がりに応じて、当該接触面に対して走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させることでインプリント処理を行っている。これにより、インプリント装置１は、基板上の広い範囲を一括してインプリント処理する場合であっても、モールド１１と基板１３とを高精度に位置合わせしたまま維持する（モールド１１と基板１３との位置ずれを低減する）ことができる。従って、インプリント装置１は、重ね合わせ精度の低下を抑制し、パターンの転写不良（製品不良）を低減することができる。

また、基板上の樹脂２０の一部を完全に硬化させると、基板１３の外周に向かうにつれてモールド１１と基板１３との位置合わせがしにくくなる場合がある。このような場合には、基板上の樹脂２０に照射する紫外線２２の照射量を減らして、樹脂２０を完全に硬化させるのではなく、樹脂２０の粘性を高めることで、各部分の位置合わせの精度を確保してもよい。

また、本実施形態では、モールド１１を基板側に凸形状に変形させる場合について説明したが、基板１３をモールド側に凸形状に変形させても同様な効果を得ることができる。換言すれば、モールド１１及び基板１３のどちらを変形させても同様な効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、モールド１１と基板上の樹脂２０との接触面が基板１３の外周部から中心部に拡がるようにモールド１１と基板上の樹脂２０とを接触させる場合のインプリント処理について説明する。ここでは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、モールド１１の左側の外周部と基板上の樹脂２０とが接触し、接触面を徐々に右に増加させるものとする。

図６（ａ）乃至図６（ｂ）を参照して、本実施形態におけるインプリント処理について説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、モールド１１を変形させて（反らせて）基板上の樹脂２０に接触（接液）させた状態を示し、図６（ａ）は、側面から見た状態を、図６（ｂ）は、上方から見た状態を示している。検出部１５は、モールド側マーク１８ｄ及び基板側マーク１９ｄを検出して、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。制御部１７は、検出部１５で求められたモールド１１と基板１３との相対位置に基づいて、モールド保持部１２及び基板保持部１４の少なくとも一方を駆動してモールド１１と基板１３との位置合わせを行う。

次いで、検出部１５を駆動してモールド側マーク１８ｅ及び基板側マーク１９ｅを検出し、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。この間に、モールド１１と基板１３との位置合わせが行われた左側の部分から紫外線２２を照射する（即ち、走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させる）。

次に、検出部１５を駆動してモールド側マーク１８ｆ及び基板側マーク１９ｆを検出し、モールド１１と基板１３との相対位置を求める。この間に、モールド１１と基板１３との位置合わせが行われた更に左側の部分に対して、紫外線２２を照射する（即ち、走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させる）。

本実施形態では、モールド１１と基板上の樹脂２０との接触面が、基板１３の中心部に対して一方の側の外周部から他方の側の外周部へ向かって拡がるようにモールド１１の変形を制御している。また、かかる接触面の拡がりに応じて、当該接触面に対して走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を順次走査させることでインプリント処理を行っている。これにより、インプリント装置１は、基板上の広い範囲を一括してインプリント処理する場合であっても、モールド１１と基板１３とを高精度に位置合わせしたまま維持する（モールド１１と基板１３との位置ずれを低減する）ことができる。従って、インプリント装置１は、重ね合わせ精度の低下を抑制し、パターンの転写不良（製品不良）を低減することができる。

また、本実施形態では、モールド１１と基板１３との相対位置を順次計測し、それに続いて紫外線２２を順次照射している。換言すれば、走査部２９による紫外線２２の走査に応じて、複数のモールド側マーク１８ｅ及び基板側マーク１９ｅから検出対象とするマークを選択している。これにより、インプリント装置１の生産性を向上させることができる。

本実施形態では、新たなモールド側マーク及び基板側マークを検出している間に、以前に検出されたモールド側マーク及び基板側マークを含む部分に紫外線２２を照射しているが、これに限定されるものではない。モールド１１と基板１３との位置合わせの精度を維持するために、検出中のモールド側マーク及び基板側マークを含む部分に紫外線２２が照射されるまで検出を続けてもよい。

＜第４の実施形態＞
第１乃至第３の実施形態では、モールド１１と基板１３との相対位置の計測としてモールド側マーク１８及び基板側マーク１９を検出し、かかる検出結果に基づいてモールド１１と基板１３との位置合わせを行う、所謂、ダイバイダイアライメントについて説明した。但し、本発明は、基板上のマークをアライメントスコープで検出し、基板ステージやモールドステージの位置を計測する干渉計やエンコーダなどの位置計測器の精度でモールド１１と基板１３との位置合わせを行う、所謂、グローバルアライメントにも適用可能である。

例えば、図７に示すように、モールド１１の位置を高精度に計測する位置計測部２５と、基板１３の位置を高精度に計測する位置計測部２６とを配置する。そして、不図示のアライメントスコープ（オフアクシススコープ）の計測結果及び位置計測部２５及び２６の計測結果からモールド１１と基板１３との相対位置を求め、モールド１１と基板１３との位置合わせを行ってもよい。また、走査部２９により光源部２４からの紫外線２２を走査させている間は、位置計測部２５及び２６を用いてモールド１１と基板１３との相対位置を求め、モールド１１と基板１３との位置合わせを行う。

また、これまでは、基板１３の全面を一括してインプリント処理する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基板１３の１つのショット領域や数ショット領域をインプリント処理する場合にも同様な効果を得ることができる。

また、モールド１１と基板１３との位置合わせに高い精度が必要な場合には、より多くのモールド側マーク１８及び基板側マーク１９を検出する必要がある。このような場合には、モールド１１に設けられたモールド側マーク１８の数や基板１３に設けられた基板側マーク１９の数に適した数の検出部１５を配置すればよい。

＜第５の実施形態＞
物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、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を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。当該処理ステップは、当該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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。

１：インプリント装置 １１：モールド １３：基板 １５：検出部 １７：制御部 ２４：光源部 ２９：走査部

Claims (15)

1. 基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上に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、
   前記モールドと前記基板との相対位置を計測する計測部と、
   前記インプリント材を硬化させるための光を照射する光源部と、
   前記基板上において前記光源部からの光を走査する走査部と、
   前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記モールドと前記基板とを部分的に位置合わせしながら前記走査部により前記光を走査させることで前記インプリント処理を行うことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記モールドの一部分と当該一部分に対応する前記基板の一部分との位置合わせを順次行い、位置合わせが行われた部分から前記走査部により前記光を走査させることで前記インプリント処理を行う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. 前記制御部は、前記走査部により前記光を走査させている間、前記計測部の計測結果に基づいて、前記基板上の前記インプリント処理を行っていない部分と、当該部分に対応する前記モールドの部分との位置合わせを行う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. 前記モールドが前記基板側に凸形状となるように前記モールドを変形させる変形部を更に有し、
   前記制御部は、前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触面が前記基板の中心部から径方向に広がるように前記変形部による前記モールドの変形を制御し、前記接触面の拡がりに応じて、当該接触面に対して前記走査部により前記光を順次走査させることで前記インプリント処理を行う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. 前記モールドを変形させる変形部を更に有し、
   前記制御部は、前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触面が前記基板の中心部に対して一方の側の外周部から他方の側の外周部へ向かって拡がるように前記変形部による前記モールドの変形を制御し、前記接触面の拡がりに応じて、当該接触面に対して前記走査部により前記光を順次走査させることで前記インプリント処理を行う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. 前記計測部は、
   前記モールドに設けられたマーク及び前記基板に設けられたマークを検出するスコープを含み、
   前記スコープの検出結果に基づいて前記相対位置を求めることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記モールド及び前記基板のそれぞれには、前記計測部によって検出される複数のマークが設けられ、
   前記計測部は、前記モールド及び前記基板のそれぞれについて、前記走査部による前記光の走査に応じて、前記複数のマークから検出対象とするマークを選択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. 前記計測部は、
   前記モールドの位置及び前記基板の位置のそれぞれを検出する干渉計を含み、
   前記干渉計の検出結果に基づいて前記相対位置を求めることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記光源部からの光の照射による前記基板上のインプリント材の硬化状態を観察する観察部を更に有することを特徴とする請求項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。
10. 前記光源部は、前記走査部の走査方向に対して直交する方向に配列された複数の光源を含むことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記複数の光源のそれぞれは、ＬＥＤ、又は、ランプと前記ランプからの光を導いて射出する光学部材で構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
12. 前記走査部は、前記計測部と前記モールドとの間において前記光源部を移動させることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上に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、
    前記モールドに設けられたマーク及び前記基板に設けられたマークを検出するスコープと、
    前記インプリント材を硬化させるための光を照射する光源部と、
    前記スコープと前記モールドとの間において前記光源部を移動させる走査部と、
    を有することを特徴とするインプリント装置。
14. 前記スコープの検出結果に基づいて前記モールドと前記基板とを部分的に位置合わせしながら前記走査部により前記光源部を移動させることで前記インプリント処理を行う制御部を更に有することを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
15. 請求項１乃至１４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を形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

Images