JP2016154207A - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を保持するステージの傾きによるモールドと基板との相対位置のずれを低減するために有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】基板のショット領域上のインプリント材にモールドを用いてパターンを形成するインプリント装置は、前記基板を保持して移動可能なステージと、前記モールドと前記インプリント材とを接触させたときに前記ステージが傾くことによる前記モールドと前記ショット領域との相対位置のずれを低減するように、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる接触力と前記基板の基準位置から前記ショット領域までの距離とに基づいて前記相対位置を制御する制御部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

基板上に供給されたインプリント材にモールドを用いてパターンを形成するインプリント装置が、半導体デバイスや磁気記憶媒体などの量産用リソグラフィ装置の１つとして注目されている。インプリント装置では、モールドのパターン領域と基板のショット領域とを重ね合わせるため、モールドとインプリント材とが接触している状態において、モールドと基板との位置合わせの制御が行われる（特許文献１参照）。当該位置合わせの制御は、例えば、パターン領域およびショット領域のそれぞれに対して設けられたマークの検出結果に基づいて、モールドと基板との相対位置が目標相対位置の許容範囲に収まるように行われうる。

また、インプリント装置では、モールドと基板との位置合わせが終了した後、モールドとインプリント材とが接触している状態でインプリント材が硬化される。そして、硬化したインプリント材からモールドを剥離することによって、基板上のインプリント材にパターンが形成される。

特表２００８−５２２４１２号公報

インプリント装置は、モールドとショット領域上のインプリント材とを接触させるとき、モールドとインプリント材とを接触させる力によって、基板を保持するステージが傾き、モールドとショット領域との相対位置がずれることがある。この場合、ステージの傾きを元に戻しても、インプリント材の粘性によってモールドとショット領域との相対位置がゆっくりと変動するため、モールドとショット領域とのずれた相対位置を戻すのに相応の時間を要しうる。

また、インプリント装置では、硬化したインプリント材からモールドを剥離させるときにおいても、インプリント材からモールドを剥離させる力（剥離力）によってステージが傾き、モールドと基板との相対位置がずれることがある。この場合、モールドのパターンやインプリント材に形成されたパターンが破損しうる。

そこで、本発明は、基板を保持するステージの傾きによるモールドと基板との相対位置のずれを低減するために有利なインプリント装置を提供することを目的とする。

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、基板のショット領域上のインプリント材にモールドを用いてパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板を保持して移動可能なステージと、前記モールドと前記インプリント材とを接触させたときに前記ステージが傾くことによる前記モールドと前記ショット領域との相対位置のずれを低減するように、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる接触力と前記基板の基準位置から前記ショット領域までの距離とに基づいて前記相対位置を制御する制御部と、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、基板を保持するステージの傾きによるモールドと基板との相対位置のずれを低減するために有利なインプリント装置を提供することができる。

第１実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 基板ステージの構成例を示す図である。 複数のショット領域の各々にインプリント処理を行う動作シーケンスを示すフローチャートである。 モールドとインプリント材とを接触させる工程における基板ステージの挙動を説明するための基板ステージの概念図である。 モールドとインプリント材とを接触させる工程における基板ステージの断面図である。 第１実施形態のインプリント装置におけるモールドと対象ショット領域との相対位置の制御を説明するためのブロック線図である。 硬化したインプリント材からモールドを剥離させる工程における基板ステージの挙動を説明するための基板ステージの概念図である。

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、同一の部材ないし要素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実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置１００は、半導体デバイスなどの製造に使用され、基板３のショット領域上のインプリント材１１にモールド６を用いてパターンを形成するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置１００は、モールド６とショット領域上のインプリント材１１（樹脂）とを接触させた状態でインプリント材１１を硬化させる。そして、インプリント装置１００は、モールド６と基板３との間隔を広げ、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離（離型）することにより、インプリント材１１で構成されたパターンをショット領域上に形成することができる。インプリント材１１を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第１実施形態では、光硬化法を採用する例について説明する。光硬化法とは、インプリント材１１として未硬化の紫外線硬化樹脂をショット領域上に供給し、モールド６とインプリント材１１とを接触させた状態でインプリント材１１に紫外線を照射することにより当該インプリント材１１を硬化させる方法である。

［装置構成について］
図１は、第１実施形態のインプリント装置１００を示す概略図である。インプリント装置１００は、インプリントヘッド７と、基板ステージ４と、硬化部８と、供給部５と、計測部９と、制御部１０とを含みうる。インプリントヘッド７、硬化部８、供給部５および計測部９はそれぞれ構造体１によって支持されており、基板ステージ４は定盤２の上を移動可能に構成されている。また、制御部１０は、例えばＣＰＵやメモリなどを有し、インプリント処理を制御する（インプリント装置１００の各部を制御する）。

モールド６は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域（パターン領域６ａ）には、基板上のインプリント材１１を成形するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板３には、例えば、単結晶シリコン基板やガラス基板などが用いられ、基板３の上面（被処理面）には供給部５によってインプリント材１１が供給される。

硬化部８は、インプリント処理の際に、インプリント材１１を硬化させる光（紫外線）を、モールド６を介してショット領域上のインプリント材１１に照射し、当該インプリント材１１を硬化する。硬化部８は、例えば、インプリント材１１を硬化させる光を射出する光源と、光源から射出された光をインプリント処理において適切な光に調整するための光学素子とを含みうる。ここで、第１実施形態では光硬化法が採用されているため、紫外線を射出する光源が硬化部８に設けられているが、例えば熱サイクル法が採用される場合には、光源の代わりに、インプリント材１１としての熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源が設けられうる。

計測部９は、モールド６のパターン領域６ａに対して設けられたアライメントマークと、基板３のショット領域に対して設けられたアライメントマークとの位置ずれを検出し、パターン領域６ａとショット領域との相対位置を計測する。また、供給部５は、基板３のショット領域上にインプリント材１１（未硬化樹脂）を供給（塗布）する。第１実施形態のインプリント装置１００では、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樹脂が、インプリント材１１として、供給部５によってショット領域上に供給される。

インプリントヘッド７は、例えば、真空吸着力や静電力などによりモールド６を保持するモールド保持部７ａと、モールド保持部７ａをＺ方向に駆動するモールド駆動部７ｂとを含みうる。モールド保持部７ａおよびモールド駆動部７ｂは、それぞれの中心部（内側）に開口領域を有しており、硬化部８からの光が当該開口領域を通り、モールド６を介して基板上のインプリント材１１に照射されるように構成されている。インプリントヘッド７は、Ｚ方向にモールド６を駆動する機能だけでなく、ＸＹ方向やθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）におけるモールド６の位置を調整する調整機能や、モールド６の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。

基板ステージ４は、例えば、真空吸着力や静電力などにより基板３を保持する基板チャック４ａと、基板チャック４ａを機械的に保持して定盤２の上を移動可能に構成された基板駆動部４ｂとを含み、基板３のＸＹ方向における位置決めを行う。基板ステージ４は、ＸＹ方向に基板３を移動させる機能だけでなく、Ｚ方向やθ方向における基板３の位置を調整する調整機能や、基板３の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド６と基板３とのＸＹ方向における相対位置を変更する動作が基板ステージ４によって行われるが、それに限られず、インプリントヘッド７によって行われてもよいし、双方で相対的に行われてもよい。さらに、第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド６と基板３との間の距離（Ｚ方向）を変える動作がインプリントヘッド７によって行われるが、それに限られず、基板ステージ４によって行われてもよいし、双方で相対的に行われてもよい。即ち、モールド６とインプリント材１１とを接触させるようにモールド６および基板３の少なくとも一方を駆動する駆動部として、モールド駆動部７ｂおよび基板駆動部４ｂの少なくとも一方が用いられてもよい。

ここで、基板ステージ４の構成例について、図２を参照しながら説明する。図２は、基板ステージ４の構成例を示す図である。図２（ａ）は、基板ステージ４をＺ方向から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。基板ステージ４の基板駆動部４ｂは、例えば、Ｘステージ４ｂ_１（第１ステージ）と、Ｙステージ４ｂ_２（第２ステージ）とを含みうる。Ｘステージ４ｂ_１は、定盤２の上を第１方向（例えばＸ方向）に沿って移動可能に構成される。また、Ｙステージ４ｂ_２は、基板チャック４ａを支持し、静圧案内（不図示）により、Ｘステージ４ｂ_１の上を第１方向と異なる第２方向（例えばＹ方向）に沿って移動可能に構成される。このように構成された基板駆動部４ｂは、Ｘステージ４ｂ_１をＸ方向に沿って駆動することによりＹステージ４ｂ_２および基板チャック４ａ（基板３）をＸ方向に移動させることができる。また、Ｙステージ４ｂ_２をＹ方向に沿って駆動することにより基板チャック４ａ（基板３）をＹ方向に移動させることができる。つまり、基板駆動部４ｂは、Ｘステージ４ｂ_１のＸ方向への駆動およびＹステージ４ｂ_２のＹ方向への駆動によって、基板３をＸＹ方向に移動させることができる。

Ｘステージ４ｂ_１は、定盤２に対して所定量の隙間が生じるように静圧案内によって位置決めされており、第１駆動部４ｂ_３によって定盤２の上をＸ方向に沿って駆動される。第１駆動部４ｂ_３は、例えば、永久磁石を含む可動子４ｂ_３１と、Ｘ方向に沿って配列した複数のコイルを含む固定子４ｂ_３２とを有するリニアモータを含みうる。そして、第１駆動部４ｂ_３は、固定子４ｂ_３２における複数のコイルに供給する電流を制御して、可動子４ｂ_３１を固定子４ｂ_３２に沿って移動させることにより、Ｘステージ４ｂ_１をＸ方向に沿って駆動することができる。Ｘステージ４ｂ_１のＸ方向における位置は、例えばエンコーダや干渉計などによって構成された第１検出部４ｂ_４によって検出されうる。図２に示す例では、スケール４ｂ_４１と、スケール４ｂ_４１からの光によってＸステージ４ｂ_１のＸ方向における位置を求めるヘッド４ｂ_４２とを含むエンコーダが、第１検出部４ｂ_４として設けられている。

また、Ｙステージ４ｂ_２は、Ｘステージ４ｂ_１に対して所定量の隙間が生じるように静圧案内によって位置決めされており、第２駆動部４ｂ_５によってＸステージ４ｂ_１の上をＹ方向に沿って駆動される。第２駆動部４ｂ_５は、図２（ｂ）に示すように、例えば、永久磁石を含む可動子４ｂ_５１と、Ｙ方向に沿って配列した複数のコイルを含む固定子４ｂ_５２とを有するリニアモータを含みうる。そして、第２駆動部４ｂ_５は、固定子４ｂ_５２における複数のコイルに供給する電流を制御して、可動子４ｂ_５１を固定子４ｂ_５２に沿って移動させることにより、Ｙステージ４ｂ_２をＹ方向に沿って駆動することができる。Ｙステージ４ｂ_２のＹ方向における位置は、例えばエンコーダや干渉計などによって構成された第２検出部４ｂ_６によって検出されうる。図２に示す例では、スケール４ｂ_６１と、スケール４ｂ_６１からの光によってＹステージ４ｂ_２のＹ方向における位置を求めるヘッド４ｂ_６２とを含むエンコーダが、第２検出部４ｂ_６として設けられている。

［各ショット領域へのインプリント処理について］
次に、基板３における複数のショット領域の各々にインプリント処理を行っていく動作シーケンスについて、図３を参照しながら説明する。図３は、複数のショット領域の各々にインプリント処理を行う動作シーケンスを示すフローチャートである。

Ｓ１０１では、制御部１０は、インプリント処理を行う対象のショット領域（以下、対象ショット領域３ａ）が供給部５の下に配置されるように基板ステージ４を制御し、対象ショット領域３ａにインプリント材１１を供給するように供給部５を制御する。対象ショット領域３ａへのインプリント材１１の供給は、対象ショット領域３ａと供給部５との位置関係を変更せずに行われてもよいし、対象ショット領域３ａと供給部５とを相対的に走査しながら行われてもよい。Ｓ１０２では、制御部１０は、モールド６のパターン領域６ａの下方に対象ショット領域３ａが配置されるように基板ステージ４を制御する。Ｓ１０３では、制御部１０は、モールド６と基板３との間隔が狭まるようにインプリントヘッド７を制御し、モールド６と対象ショット領域３ａ上のインプリント材１１とを接触させる。そして、制御部１０は、モールド６のパターンの隅々までインプリント材１１が充填されるように、モールド６とインプリント材１１とを接触させる力（接触力）をインプリントヘッド７のモールド駆動部７ｂに発生させる。モールド６とインプリント材１１とを接触させる力とは、例えばモールド６をインプリント材１１に押し付ける力のことであり、以下では押印力と表す。制御部１０は、モールド駆動部７ｂに押印力を発生させた状態で所定の時間を経過させた後、モールド駆動部７ｂにおける押印力を解除する。このときの押印力は、完全に零ではなく、わずかに残っていてもよい。

Ｓ１０４では、制御部１０は、計測部９による計測結果に基づいて、モールド６と基板３との位置合わせを行う。例えば、制御部１０は、計測部９に、パターン領域６ａと対象ショット領域３ａとのアライメントマークの位置ずれを検出させて、パターン領域６ａと対象ショット領域３ａとの相対位置を計測させる。そして、制御部１０は、計測部９による計測結果に基づいて、計測部９によって計測された相対位置と目標相対位置との偏差が許容範囲に収まるように、モールド６と基板３との相対位置のフィードバック制御を行う。Ｓ１０５では、制御部１０は、モールド６を接触させたインプリント材１１に対して光（紫外線）を照射するように硬化部８を制御し、当該インプリント材１１を硬化させる。Ｓ１０６では、制御部１０は、モールド６と基板３との間隔が拡がるようにインプリントヘッド７を制御し、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離（離型）する。Ｓ１０７では、制御部１０は、基板上に引き続きモールド６のパターンを転写するショット領域（次のショット領域）があるか否かの判定を行う。次のショット領域がある場合はＳ１０１に進み、次のショット領域がない場合は終了する。

［モールドと対象ショット領域との相対位置のずれついて］
インプリント装置では、モールド６とインプリント材１１とを接触させる工程（Ｓ１０３）において、押印力により基板ステージ４（Ｙステージ４ｂ_２）が傾き、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置（ＸＹ方向）がずれることがある。ここで、モールド６とインプリント材１１とを接触させるときの基板ステージ４の挙動について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、モールド６とインプリント材１１とを接触させる工程における基板ステージ４の挙動を説明するための基板ステージ４の概念図である。図４に示す基板ステージ４の概念図では、説明を容易にするため、静圧案内がばね記号で表されており、ばね記号で表された静圧案内４１を介してＸステージ４ｂ_１およびＹステージ４ｂ_２が横に並べて図示されている。定盤２の上の静圧案内４２は、ばね記号と車輪とで表されており、Ｚ方向のみにばね性を有し、ＸＹ方向には移動自由であることを示している。また、図５は、モールド６とインプリント材１１とを接触させる工程における基板ステージ４の断面図（図２（ａ）のＡ−Ａ’における断面図）を示す図である。

例えば、対象ショット領域３ａが、図４（ａ）に示すように、基板３の基準位置（例えば中心）から＋Ｘ方向に距離Ｌだけ離れて配置されているとする。図４（ａ）において、理解をし易くするため、対象ショット領域３ａのマーク３ｂとモールド６ｂとのＸ方向の初期の位置ずれがないものと仮定する。この場合、図４（ａ）に示す状態から押印力Ｆｚ（モールド６とインプリント材１１とを接触させる力）を加えると、図４（ｂ）および図５に示すように、押印力ＦｚによってＹステージ４ｂ_２がθＹ方向に傾く。その結果、第１検出部４ｂ_４による検出結果に基づいてＸステージ４ｂ_１のＸ方向における位置のフィードバック制御が行われていても、対象ショット領域３ａのマーク３ｂとモールド６のマーク６ｂとがＸ方向に相対的にシフトしうる。即ち、モールド６と対象ショット領域３ａとのＸ方向における相対位置がずれてしまう。この状態における硬化前のインプリント材１１には、ばね性と粘性の両方の特性をもつ粘弾性特性があり、せん断力が発生しうる。そのため、対象ショット領域３ａ（基板３）には、インプリント材１１のばね性により、インプリント材１１から−Ｘ方向の力（せん断力の反力）が作用する。即ち、モールド６および基板３に、それらの相対位置をずらすような力が作用する。しかしながら、Ｘステージ４ｂ_１の位置は、上述したように、第１検出部４ｂ_４の検出結果によって制御されるため、静圧案内４１は引き伸ばされている状態となる。したがって、押印力Ｆｚを解除してＹステージ４ｂ_２の傾きを元に戻しても、インプリント材１１の粘性によってせん断力が変化し、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置がゆっくりと変動しうる。そのため、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置が整定するまでに相応の時間を要しうる。

そこで、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド６とインプリント材１１とを接触させたときのモールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置のずれ（ＸＹ方向）を低減するように、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置を制御する。モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置の制御は、押印力Ｆｚと基板３の基準位置から対象ショット領域３ａまでの距離Ｌとに基づいて行われうる。また、当該相対位置の制御は、押印力Ｆｘをモールド駆動部に与えて、モールド６とインプリント材１１とが接触している間、即ち、モールド６のパターンにインプリント材１１を充填させている間に行われることが好ましい。また、インプリント装置１００は、モールド６とインプリント材１１とを、接触面積が徐々に拡がるように接触させたり、モールド６のパターン凹部に徐々にインプリント材１１が充填するように接触させたりすることができる。ここで、基準位置は、モールド６をインプリント材１１に接触させたときに基板ステージ４の傾きが最も小さくなる基板上の位置であることが好ましく、例えば、基板３の重心に設定することができる。また、基板３の中心を基準位置に設定してもよい。

［モールドと対象ショット領域との相対位置の制御ついて］
次に、第１実施形態のインプリント装置１００におけるモールド６と対象ショット領域３ａとのＸ方向における相対位置の制御について、図６を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態のインプリント装置１００におけるモールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置の制御を説明するためのブロック線図である。図６における減算器１０ａ、補償器１０ｂ、補正器１０ｃおよび主制御器１０ｄは、制御部１０に含まれるものとする。

Ｓ１０３の工程において、減算器１０ａは、第１検出部４ｂ_４によって検出されたＸステージ４ｂ_１の位置と、主制御器１０ｄから供給されたＸステージ４ｂ_１の目標位置との偏差を求める。補償器１０ｂは、減算器１０ａから供給された偏差が許容範囲に収まるように、Ｘステージ４ｂ_１を駆動するための指令値を決定し、決定した指令値を第１駆動部４ｂ_３に供給する。第１駆動部４ｂ_３は、例えば固定子４ｂ_３２に含まれるコイルに電流を供給する電流ドライバを含み、補償器１０ｂから供給された指令値に従って固定子４ｂ_３２のコイルに電流を供給して、Ｘステージ４ｂ_１をＸ方向に駆動するための推力を発生させる。このように、制御部１０は、基板ステージ４（Ｘステージ４ｂ_１）のＸ方向における位置のフィードバック制御を行う。即ち、制御部１０は、モールド６と基板３との相対位置と目標相対位置との偏差を許容範囲に収めるためのフィードバック制御を行う。つまり、インプリント装置１００は、モールド６のパターンと基板３に形成された対象ショット領域とをＸＹ面内に相対移動させることによって、押印力を加える方向と交わる方向（例えば水平方向）における相対位置のずれ（位置ずれ）を低減することができる。

また、上述のＳ１０３の工程において、主制御器１０ｄは、モールド６とインプリント材１１とを接触させるための信号（例えば電流）をモールド駆動部７ｂ（インプリントヘッド７）に供給し、モールド６とインプリント材１１とを接触させる。そして、主制御器１０ｄは、モールド６とインプリント材１１とを徐々に接触させている間において、押印力Ｆｚをインプリントヘッド７に発生させるための信号をモールド駆動部７ｂに供給する。

また、制御部１０は、補正器１０ｃによって、基板ステージ４が傾くことによる相対位置のずれを補正する。補正器１０ｃは、モールド６とインプリント材１１とを接触させたときに基板ステージ４（Ｙステージ４ｂ_２）が傾くことによる相対位置のずれを求め、当該相対位置のずれを補正するための補正値を減算器１０ａに供給する。補正の具体的な動きとしては、Ｘステージ４ｂ_１を−Ｘ方向に移動させる。この動きにより、Ｙステージ４ｂ_２の傾きは変わらないが、モールド６と基板３とのＸ方向（水平方向）における相対位置のずれが低減され、インプリント材１１に作用するせん断力を低減することができる。

また、相対位置のずれは、例えば、押印力Ｆｚ、および基板３の基準位置から対象ショット領域３ａまでの距離Ｌに比例する。そのため、補正器１０ｃは、押印力Ｆｚおよび距離Ｌに対する相対位置（水平方向）のずれの関係を示す情報（計算式やテーブル）に基づいて、押印力Ｆｚおよび距離Ｌから相対位置のずれ（補正値）を求めるとよい。当該情報は、シミュレーションや実験などにより予め取得されうる。このように求められた補正値は、減算器１０ａによって、Ｘステージ４ｂ_１の現在位置と目標位置との偏差に加えられ、Ｘステージ４ｂ_１を駆動するための指令値が、当該偏差に補正値を加えられた値に基づいて補償器１０ｂによって決定される。即ち、Ｓ１０３の工程では、第１検出部４ｂ_４による検出結果に基づいたフィードバック制御と並行して、基板ステージ４が傾くことによる相対位置のずれを補正するためのフィードフォワード制御が逐次行われる。

ここで、押印力Ｆｚは、例えば、モールド駆動部７ｂに供給する信号値に、単位量の信号値を供給したときにモールド駆動部７ｂが発生する力を示す定数（推力定数）を乗ずることにより求められうる。また、モールド駆動部７ｂが発生する力を検出するセンサ（例えば、力センサやロードセル、歪みゲージなど）を設け、当該センサによる検出結果に基づいて押印力Ｆｚが求められてもよい。また、第１実施形態のインプリント装置１００では、相対位置のずれの補正を、基板ステージ４（Ｘステージ４ｂ_１）の水平方向への移動により行ったが、それに限られるものではない。例えば、インプリントヘッド７の水平方向への移動により行ってもよい。

上述したように、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド６とインプリント材１１とを接触させる工程において、押印力Ｆｚと距離Ｌとに基づいて、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置を制御する。これにより、モールド６とインプリント材１１とを接触させたときに発生するせん断力を低減させることができる。即ち、モールド６とインプリント材１１とを接触させたときに基板ステージ４が傾くことによって生じるモールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置のずれを低減することができる。つまり、押印力Ｆｚを解除したときにモールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置が変動することを低減することができるため、モールドとショット領域との相対位置が整定するまでの時間を低減し、スループットを向上させることができる。

＜第２実施形態＞
インプリント装置１００では、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離（離型）させる工程（Ｓ１０６）において、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させる力（剥離力）をインプリントヘッド７のモールド駆動部７ｂに発生させる。そのため、Ｓ１０６の工程においても、剥離力により基板ステージ４（Ｙステージ４ｂ_２）が傾くことがある。このとき、モールド６および基板３に、それらの相対位置をずらすような力が作用しうる。ここで、剥離力は、硬化したインプリント材１１からモールド６を引き剥がすための、押印力の逆向きの力であり、離型力とも呼ばれる。

図７は、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させる工程における基板ステージ４の挙動を説明するための基板ステージ４の概念図である。図７（ａ）は、インプリント材１１の硬化直後の状態を示し、図７（ｂ）は、剥離力Ｆｚ’が働き、硬化したインプリント材１１からのモールド６の剥離が始まる直前の状態を示している。図７（ｂ）では、インプリント材１１が硬化しているため、剥離力Ｆｚ’によって基板ステージ４（Ｙステージ４ｂ_２）が傾いたとしても、図４（ｂ）と比べて、対象ショット領域３ａのマーク３ｂとモールド６のマーク６ｂとのＸ方向へのシフトが非常に小さい。しかしながら、インプリント材１１にせん断力が働くため、静圧案内４１は押し縮められている状態となり、モールド６および基板３に、それらの相対位置をずらすような力が作用しうる。その結果、モールド６と基板３との相対位置がずれてしまうと、モールド６のパターンやインプリント材１１に形成されたパターンが破損しうる。

そこで、第２実施形態のインプリント装置は、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させるときのモールド６と対象ショット領域３ａ（基板３）との相対位置のずれ（ＸＹ方向）を低減するように、それらの相対位置を制御する。モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置の制御は、剥離力Ｆｚ’と基板３の基準位置から対象ショット領域３ａまでの距離Ｌとに基づいて行われうる。

第２実施形態では、制御部１０は、Ｓ１０６の工程においてもＳ１０３の工程と同様に、補正器１０ｃによって、基板ステージ４が傾くことによる相対位置のずれを補正する。このとき、補正器１０ｃは、押印力Ｆｚおよび距離Ｌに対する相対位置（水平方向）のずれの関係を示す情報の代わりに、剥離力Ｆｚ’および距離Ｌに対する相対位置（水平方向）のずれの関係を示す情報に基づいて補正値を求めるとよい。または、押印力Ｆｚおよび距離Ｌに対する相対位置のずれの関係を示す情報に基づいて求められた補正値を、押印力Ｆｚと剥離力Ｆｚ’との差に応じた係数を乗ずることなどによって変更した値を用いてもよい。ここで、剥離力Ｆｚ’は、例えば、モールド駆動部７ｂに供給する信号値に、単位量の信号値を供給したときにモールド駆動部７ｂが発生する力を示す定数（推力定数）を乗ずることにより求められうる。また、モールド駆動部７ｂが発生する力を検知するセンサ（例えば、力センサやロードセル、歪みゲージなど）を設け、当該センサによる検出結果に基づいて剥離力Ｆｚ’が求められてもよい。

上述したように、第２実勢形態のインプリント装置は、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させる工程において、剥離力Ｆｚ’と距離Ｌとに基づいて、モールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置を制御する。これにより、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させるときに発生するせん断力を低減することができる。即ち、硬化したインプリント材１１からモールド６を剥離させるときに基板ステージ４が傾くことによって生じるモールド６と対象ショット領域３ａとの相対位置のずれを低減することができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程（基板にインプリント処理を行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・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および変更が可能である。

３：基板、４：基板ステージ、６：モールド、７：インプリントヘッド、８：硬化部、１０：制御部、１００：インプリント装置

Claims (13)

1. 基板のショット領域上のインプリント材にモールドを用いてパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記基板を保持して移動可能なステージと、
   前記モールドと前記インプリント材とを接触させたときに前記ステージが傾くことによる前記モールドと前記ショット領域との相対位置のずれを低減するように、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる接触力と前記基板の基準位置から前記ショット領域までの距離とに基づいて前記相対位置を制御する制御部と、
   を含むことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記相対位置のずれは、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる前記接触力の方向と交わる方向におけるずれである、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. 前記制御部は、前記接触力および前記距離に対する前記相対位置のずれの関係を示す情報を用いて前記相対位置のフィードフォワード制御を行う、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。
4. 前記制御部は、前記モールドと前記インプリント材とが接触している間において前記相対位置のフィードフォワード制御を行う、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. 前記制御部は、前記相対位置の検出結果に基づいて前記相対位置と目標相対位置との偏差を許容範囲に収めるためのフィードバック制御と並行して、前記フィードフォワード制御を行う、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のインプリント装置。
6. 前記ステージは、第１方向に沿って移動可能な第１ステージと、前記第１ステージの上を前記第１方向とは異なる第２方向に沿って移動可能な第２ステージとを含み、
   前記制御部は、前記モールドと前記インプリント材とを接触させたときに前記第２ステージが傾くことによる前記相対位置の前記第１方向におけるずれを低減するように前記第１ステージを制御する、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. 前記基準位置は、前記モールドを接触させたときに前記ステージの傾きが最も小さくなる前記基板の位置である、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記基準位置は前記基板の中心である、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記モールドと前記インプリント材とを接触させるように前記モールドおよび前記基板の少なくとも一方を駆動する駆動部を更に含み、
   前記制御部は、前記駆動部に供給する信号値から前記接触力を求め、求めた前記接触力に基づいて前記相対位置を制御する、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. 前記接触力を検出するセンサを更に含み、
    前記制御部は、前記センサによる検出結果に基づいて前記相対位置を制御する、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。
11. 前記制御部は、硬化した前記インプリント材から前記モールドを剥離させるときに前記ステージが傾くことによる前記相対位置のずれを低減するように、硬化した前記インプリント材から前記モールドを剥離させる剥離力と前記距離とに基づいて前記相対位置を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 基板のショット領域上のインプリント材にモールドを用いてパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記基板を保持して移動可能なステージと、
    硬化した前記インプリント材から前記モールドを剥離させるときに前記ステージが傾くことによる前記モールドと前記ショット領域との相対位置のずれを低減するように、硬化した前記インプリント材からモールドを剥離させる剥離力と前記基板の基準位置から前記ショット領域までの距離とに基づいて前記相対位置を制御する制御部と、
    を含むことを特徴とするインプリント装置。
13. 請求項１乃至１２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にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
    を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。

Images