JP2016162928A - インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確なパターニングとスループットとの両立に有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】このインプリント装置は、基板上のインプリント材に型を接触させてパターン形成を行うものであり、型を保持する型保持部と、基板を保持する基板保持部と、型保持部および基板保持部のうち少なくとも一方を移動させる駆動部と、駆動部の状態を検出する検出部と、検出部の出力に基づいて離型の開始の判断を行い、該判断に応じて駆動部による離型力が減少するように駆動部を制御する制御部と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法に関する。

基板上のインプリント材を型によって成形するインプリント処理により基板上にパターンを形成する微細加工技術がある。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーのパターン（構造体）を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして光インプリント法がある。光インプリント法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のショット領域にインプリント材として光硬化性材料（樹脂）を供給する。次に、型を用いて基板上のインプリント材を成形する。そして、光を照射してインプリント材を硬化させたうえで離型することにより、パターンが基板上に形成される。インプリント技術には、光インプリント法以外にも、熱可塑性材料（樹脂）を用いる熱インプリント法等がある。

インプリント装置のスループットを向上させるためには、離型の高速化も有効である。特許文献１は、光センサーを用いて離型が開始されるタイミングを検出し、離型が開始されたら、一旦離型動作を停止させて離型が十分進むのを待った後、高速に離型を完了させるインプリント装置を開示している。これにより、パターン欠損の低減とスループットとを両立している。

特開２００７−８１０４８号公報

ここで、離型が開始されるタイミングや、そのときに印加される離型力の大きさは、再現性に乏しく、その時々によって変動する可能性が高い。したがって、特許文献１に開示されている技術のように、離型開始前後で一旦停止するなどしてそれらの変動を低減しようとすると、スループットを向上させるには限界がある。一方、よりスループットを向上させるために大きな離型力を短時間で加えることも考えられるが、これではさらに再現性が低下する。また、離型力を印加し始めてから離型が開始するまでは、離型力と反力とが釣り合うことで、基板ステージおよび型保持機構がともにほぼ静止している。そして、離型が開始されると、反力が急速に減少する。したがって、基板ステージの位置の急激な変化が起こりうる。離型力は、例えば、１００Ｎ程度に達しうる。そのため、反力の減少に合わせて離型力を速やかに減少させないと、必要以上に大きな離型力が形成すべきパターンまたは型に欠損を生じうる。

本発明は、例えば、正確なパターニングとスループットとの両立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。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上のインプリント材に型を接触させてパターン形成を行うインプリント装置であって、型を保持する型保持部と、基板を保持する基板保持部と、型保持部および基板保持部のうち少なくとも一方を移動させる駆動部と、駆動部の状態を検出する検出部と、検出部の出力に基づいて離型の開始判断を行い、該判断に応じて駆動部による離型力が減少するように駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、正確なパターニングとスループットとの両立に有利なインプリント装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。 第１実施形態における微動ステージの制御系を示すブロック図である。 第１実施形態における力指令生成手段を示すブロック図である。 第１実施形態における力検出値および指令値の変化を示すグラフである。 本発明の第３実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。 第３実施形態におけるモールド駆動機構の制御系を示すブロック図である。 比較例における力検出値および指令値の変化を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、物品としての半導体デバイスなどの製造に用いられ、基板２１上（基板上）に塗布された未硬化の樹脂（インプリント材）２０とモールド１０とを接触させて成形し、基板２１上に樹脂２０のパターンを形成する。なお、インプリント装置１００は、一例として光インプリント法を採用するものとする。また、以下の図において、上下方向（鉛直方向）にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１００は、不図示の照明系と、モールド保持機構（型保持部）１と、基板ステージ（基板保持部）２と、不図示の塗布部と、制御部４とを備える。

照明系は、光源から発せられた紫外線を、樹脂２０を硬化させるに適した光に調整し、モールド１０に照射する樹脂硬化手段である。光源は、紫外線に限らず、モールド１０を透過し、かつ樹脂２０が硬化する波長の光を発するものであればよい。なお、例えば熱硬化法を採用する場合には、樹脂硬化手段として、照明系に換えて、例えば、基板ステージ２の近傍に熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱手段を設置する。

モールド１０は、平面形状が矩形であり、基板２１と対向する面の中央部に、３次元状に形成された回路パターン等の凹凸パターンを有する型である。モールド１０の材質は、石英等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

モールド保持機構（型保持部）１は、モールド１０を保持するモールドチャック１１と、モールドチャック１１を支持し移動させるモールド駆動機構（駆動部）１４と、撓み機構１２とを有する。モールドチャック１１は、モールド１０における紫外線の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド１０を保持する。また、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１４は、照明系から照射された紫外線がモールド１０を透過して基板２１に向かうように、中心部（内側）に開口領域を有する。モールド駆動機構１４は、モールド１０と基板２１とを接触させるときの大まかなＺ軸方向の位置決めの際にモールド１０を移動させたり、モールド１０の着脱動作の際や異常時にモールド１０を退避させたりする。撓み機構１２は、モールド１０と基板２１とが接触してモールド１０に荷重が掛かったときに撓み、モールド１０を基板２１の面に倣わせる。モールドチャック１１は、撓み機構１２を介して支持台１３に接続されている。支持台１３は、モールド駆動機構１４を介して本体３１と接続されている。そして、本体３１は、振動絶縁のためのマウント３２を介して定盤３３上に設置されている。

モールド保持機構１は、さらに、モールド１０に掛かる力（荷重、物理量）、すなわち離型力を発生させ、かつ反力を受ける微動ステージ２２の駆動に関する量（状態）を検出する力センサー（検出部）１５を有する。前記状態とは、すなわち、モールド保持機構１および基板ステージ２のうち少なくとも一方に作用する力のことである。力センサー１５としては、ロードセル、歪みゲージ、圧電素子等を採用可能である。例えば、力センサー１５として歪みゲージを採用する場合には、歪みゲージは、撓み機構１２に貼り付けられ、撓み機構１２の撓みを検出する。ここで、力センサー１５がモールド１０と基板２１上の樹脂２０とを引き離すときにモールド１０に掛かる力を検出するためには、力センサー１５は、Ｚ軸方向（引き離しの方向）の力を検出できるように構成されている必要がある。また、全体として６軸方向の力を検出するためには、少なくとも６つの力センサー１５を要する。

基板２１は、例えば単結晶シリコンからなるウエハである。なお、半導体デバイス以外の物品の製造用途であれば、基板２１の材質として、例えば、光学素子であれば石英等の光学ガラス、発光素子であればＧａＮやＳｉＣなどを採用し得る。

基板ステージ（基板保持部）２は、基板２１を保持して移動可能であり、モールド１０と基板２１との位置合わせを行い、モールド１０と基板２１上の樹脂２０とを接触させたり、引き離したりを選択的に行うように基板２１をＺ軸方向に移動させる。基板ステージ２は、微動ステージ２２と、粗動ステージ２４とを含む。微動ステージ２２は、基板２１を載置する天板と、６自由度に位置決め可能とするための少なくとも６つのリニアモーター（駆動部）２３とを含む。なお、リニアモーターに換えて、電磁石等を用いてもよい。微動ステージ２２は、リニアモーター２３の駆動力によって非接触で支持されているため、精度良く位置決め可能である。また、微動ステージ２２の位置は、本体３１上からレーザー干渉計（検出部）２５を用いて検出される。なお、位置検出部としては、レーザー干渉計２５に換えて、エンコーダ等を用いてもよい。制御部４は、モールド１０またはモールドチャック１１の位置も同時にレーザー干渉計２５に検出させて、微動ステージ２２の位置検出値との差分を取ることにより、微動ステージ２２とモールド１０との相対変位を求めることもできる。これにより、モールド１０の位置が変化した場合でも、微動ステージ２２は、モールド１０に対して正確に位置決めすることができる。一方、粗動ステージ２４は、リニアモーター２３を介して微動ステージ２２を非接触で搭載し、不図示であるが、長距離の駆動が可能な多相型リニアモーター（アクチュエーター）をＸ、Ｙの各軸方向に組み合わせ、ＸＹ軸方向に移動可能である。なお、アクチュエーターとしては、多相型リニアモーターに換えて、Ｘ、Ｙの各軸方向に移動可能な平面モーターを用いてもよい。粗動ステージ２４は、基板２１上の凹凸パターンの転写位置をモールド１０の直下に移動可能である。

塗布部（ディスペンサー）は、基板２１上に予め設定されているショット領域（パターン形成領域）上に、所望の塗布パターンで未硬化の樹脂２０を塗布する。インプリント材としての樹脂２０は、モールド１０と基板２１との間に充填される際には流動性を持ち、成形後には形状を維持する固体であることが求められる。特に本実施形態では、樹脂２０は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（光硬化性樹脂）であるが、物品の製造工程などの各種条件によっては、光硬化樹脂に換えて熱硬化樹脂や熱可塑樹脂等が用いられ得る。

制御部４は、例えばコンピューターなどで構成され、インプリント装置１００の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどに従って各構成要素の動作や調整などを制御し得る。特に本実施形態では、制御部４は、以下に示すような離型工程における制御を実行し得る。なお、制御部４は、インプリント装置１００の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１００の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

次に、インプリント装置１００によるインプリント処理（インプリント方法）の基本的な流れについて説明する。まず、制御部４は、塗布部に対し、基板２１上の所定のショット領域に樹脂２０を塗布させた後、基板ステージ２に基板２１を載置させ、ショット領域ごとの基板２１上の凹凸パターンの転写位置をモールド１０の直下に位置決めさせる（位置決め工程）。次に、制御部４は、リニアモーター２３およびモールド駆動機構１４のうち少なくとも一方を駆動させて、モールド保持機構（型保持部）１および基板ステージ（基板保持部）２のうち少なくとも一方を移動させる。これにより、基板２１とモールド１０とを所定の間隔（例えば、数ｎｍないし１００ｎｍ）まで接近させることができる（接触工程）。そして、基板２１上の樹脂２０がモールド１０の凹凸パターン形状に合わせて充填される。このとき、制御部４は、基板２１とモールド１０との間隔が均一となるように基板ステージ２の姿勢を制御する必要がある。次に、制御部４は、照明系に紫外線を照射させ、樹脂２０を硬化させる（硬化工程）。そして、制御部４は、接触工程と同様にモールド保持機構（型保持部）１および基板ステージ（基板保持部）２のうち少なくとも一方を移動させて、基板２１とモールド１０との間隔を広げ、硬化した樹脂２０とモールド１０とを引き離す（離型工程）。

次に、本実施形態における離型工程での制御について説明する。まず、比較例として、本発明を適用しない場合の離型工程での各構成要素に係る力の関係について説明する。図７は、比較例における離型工程でのＺ軸方向の力検出値および指令値の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。硬化工程の段階では、モールド駆動機構１４が駆動し、モールド１０をＺ軸方向マイナス側へ押し付ける押印力を発生させる。これは、樹脂２０がモールド１０の凹凸パターンに充填されるのを促すためである。なお、このとき微動ステージ２２はＺ軸方向マイナス側の力を受け、これに対抗するＺ軸方向プラス側の力をリニアモーター２３が出している。硬化工程が終了し、離型工程に移行すると（Ｔ１）、モールド駆動機構１４が駆動し、モールド１０をＺ軸方向プラス側へ引きはがす離型力を発生させる。このとき微動ステージ２２はＺ軸方向プラス側の力を受け、これに対抗するＺ軸方向マイナス側の力をリニアモーター２３が出している。離型力は、基板２１上の転写位置に対して適切に発生している必要がある。特に転写位置が変わると、リニアモーター２３と転写位置との位置関係が変わるので、制御部４は、転写位置に応じて個々のリニアモーター２３の発生力の分配比率を変更する。モールド１０は、樹脂２０を介してリニアモーター２３の発生力を受けるが、モールド１０が受ける力は、モールド保持機構１を構成する各部のメカ剛性やモールド駆動機構１４の駆動力により支えられるので、モールド１０の位置は維持される。一方、微動ステージ２２は、樹脂２０を介してモールド保持機構１からの反力を受けるが、リニアモーター２３の発生力と反力とが釣り合うので、微動ステージ２２の位置も維持される。次に、リニアモーター２３の発生力が樹脂２０とモールド１０との間の結合力を超えると、樹脂２０とモールド１０とが剥がれ、離型が開始される（Ｔ２）。そして、離型が開始すると、樹脂２０を介して発生していた反力が急速に減少し、離型が終了すると（Ｔ３）、反力はゼロとなる。

しかしながら、離型開始のタイミング（Ｔ２）の再現性が得られず、または、図７のリニアモーター２３への指令値に示すように、離型開始のタイミングに対してフィードバック制御が間に合わない場合がある。この場合、実際には離型が終了して離型力が不要となっているにも関わらず離型力の印加が継続されたり、微動ステージ２２に変位が残留したりすることで、モールド１０に形成されている凹凸パターンが破損する可能性がある。そこで、本実施形態では、制御部４は、離型工程において以下のような制御を実行する。

図２は、本実施形態における制御部４内の微動ステージ２２に関する制御系の一例を示すブロック図である。レーザー干渉計２５から出力された位置検出値は、座標変換４２にてＸ，Ｙ，θｚ，Ｚ，θｘ，θｙの直交座標系に変換される。位置制御部（位置制御手段）４１は、ＰＩＤ制御器、フィルタ手段、リミット手段などを含み、位置目標値と位置検出値との差分に基づいて、各軸の指令値を生成する。各指令値は、推力分配４３にて各リニアモーター２３に対する指令値に変換された後、各リニアモーター２３に出力され、微動ステージ２２が駆動する。力指令生成手段４４は、離型のために必要な力指令を生成する。指令変換手段４５は、力指令を対応する位置目標値に変換する。なお、図２に例示した制御系は、位置制御系であるが、硬化工程および離型工程では力制御系に切り換える構成としてもよい。

図３は、力指令生成手段４４の構成の一例を示すブロック図である。力指令生成手段４４は、第１力指令波形（第１波形）と第２力指令波形（第２波形）とを保持し、いずれかの力指令波形に基づいて力指令（指令値）を出力する。ここで、第１力指令波形および第２力指令波形は、ともに微動ステージ２２が受ける反力を打ち消す（低減させる）ような形状を有する。このうち、第１力指令波形は、離型させる方向の力の絶対値を時間とともに増加させる波形である。なお、第１力指令波形は、全体として増加していれば、絶対値が部分的に減少する波形でもよい。一方、第２力指令波形は、離型させる方向の力の絶対値を時間とともに減少させる波形である。なお、第２力指令波形は、全体として減少していれば、絶対値が部分的に増加する波形でもよい。力波形解析器４４１は、まず、力センサー１５から出力された検出値に基づいて離型の開始判断を行う。この場合、検出値は、離型開始の判断を行うために用いる物理量としての力の値である。そして、力波形解析器４４１は、判定した離型開始のタイミングを基準として第１力指令波形と第２力指令波形とのどちらかを選択し、切り換え器４４２に対して切り換えさせる。

ここで、リニアモーター２３が離型力を印加しているときは、樹脂２０を介してモールド保持機構１に伝わった反力により、力センサー１５は、下向きに引っ張られる力を検出する。そして、離型が開始されると、反力がなくなり、検出される力が急速に減少するので、力波形解析器４４１は、その力の時間的変化から離型開始の判断を行い得る。具体的には、以下のような判定方法が考えられる。まず、第１の方法として、力波形解析器４４１は、力センサー１５の検出値の波形形状が、予め検出された離型開始前後の形状と相似となったタイミングを離型開始のタイミングと判断し得る。次に、第２の方法として、力波形解析器４４１は、力センサー１５の検出値の絶対値が最大値を更新しなくなる、すなわち検出値の絶対値が増加から減少に転ずるタイミングを離型開始のタイミングと判断し得る。次に、第３の方法として、力波形解析器４４１は、力センサー１５の検出値の微分値（速度相当）を求め、その符号が変化した（反転した）タイミングを離型開始のタイミングと判断し得る。そして、第４の方法として、力波形解析器４４１は、力センサー１５の検出値の２階微分値（加速度相当）が所定の設定値を越えたタイミングを離型開始のタイミングと判断し得る。なお、これらの具体的なタイミングについては、以下の図４に例示している。また、リニアモーター２３への指令値の変化からも反力の変化を検出することはできるので、離型開始のタイミングの判断に利用することもできるが、リニアモーター２３への指令は、反力の変化よりも遅れて変化する。そのため、離型開始のタイミングの判断には、上記のように力センサー１５の検出値を用いることが望ましい。

なお、力波形解析器４４１は、上記の判定方法のうちいずれか１つではなく、複数の判定方法を用いて離型開始のタイミングを判定してもよい。また、力波形解析器４４１は、離型開始のタイミングの判定条件や各力指令波形の形状を、必要な最大離型力(Ｆ_ｍａｘ)の予測値、離型時間（Ｔ３−Ｔ２）、離型開始のタイミングの検出の遅れ時間、または、位置制御部４１の遅れ特性に基づいて予め設定する。特に、力波形解析器４４１が離型開始のタイミングを検出するときには、力センサー１５の応答遅れや制御系の処理時間に起因して、わずかながら遅れが生じる可能性がある。そこで、力波形解析器４４１は、検出したタイミングが遅れ時間相当分早くなるように、判定方法を予め修正してもよい。また、力波形解析器４４１は、力センサー１５で検出された最大離型力に応じて第２力指令波形の最大値を適宜変更することが望ましい。また、第２力指令波形の絶対値は、モールド１０から受ける反力よりも若干大きい方が離型が促進されるので望ましいが、大きすぎると反力との差により微動ステージ２２の姿勢変動が大きくなる。そこで、力波形解析器４４１は、離型開始後の力センサー１５の検出値を随時参照し、検出値よりもわずかに大きな力を維持するように、力波形を変更してもよい。さらに、反力と力指令との差に起因する姿勢変動を打ち消すために、力波形解析器４４１は、反力がほぼゼロとなった直後に、逆方向の力を短時間印加するものとしてもよい。

また、誤動作を回避するために、力センサー１５が検出を開始する時刻を、第１力指令波形を印加してから一定時間経過後に限定してもよい。また、力指令波形は、基板２１上のパターン転写位置で反力を打ち消すものでなければならないが、特に基板２１上の周辺部にパターンを転写する場合、Ｚ軸方向だけでなく、θｘ、θｙ方向についても、力の不釣り合いが生じる可能性がある。そこで、力波形解析器４４１は、パターン転写位置に応じて、θｘ、θｙ方向にも力指令波形を分配して出力するものとしてもよい。

また、制御部４は、必要な最大離型力の予測値、または離型時間を、樹脂の種類やモールド１０に形成されている凹凸パターンの形状ごとに記録するデータベース４７を含むものとしてもよい。樹脂の種類や凹凸パターンの形状により、離型の条件が異なるから、離型力の最適値も異なる。そこで、データベース４７は、採用すると思われる樹脂や凹凸パターンごとに予め求められた離型力と離型時間との関係を記録しておく。これにより、力波形解析器４４１は、データベース４７内に記録されている上記関係を参照して、採用する樹脂や凹凸パターンに最適な離型開始のタイミングの判定条件や力指令波形の形状を選択することができる。

さらに、制御部４は、離型工程における、基板ステージ２の位置検出値、各軸の操作量、力センサー１５の検出値のうちの少なくともいずれかのログデータを記録するデータ記録手段４６を含むものとしてもよい。これにより、力波形解析器４４１は、データ記録手段４６に記録されているログデータを参照して、より最適な離型開始のタイミングの判定条件や力指令波形の形状に変更することができる。さらに、最適化された離型開始のタイミングの判定条件や力指令波形の形状をデータベース４７に記録することで、力指令生成手段４４は、次回以降、最適値を用いることができる。

図４は、本実施形態おける離型工程でのＺ軸方向の力検出値および指令値の変化の一例を示すグラフであり、横軸は時間である。まず、制御部４は、リニアモーター２３に離型力の印加を開始させると（Ｔ１）、力波形解析器４４１は、離型のために必要な第１力指令波形を切り換え器４４２に選択させ、力指令を生成し出力する。生成された力指令は、図２に示すように、フィードフォワード（ＦＦ）指令として位置制御部４１が生成した指令に加算されるとともに、指令変換手段４５に入力され、対応する位置目標値に変換される。具体的には、力波形解析器４４１は、位置制御部４１に対してわずかに下方向にずらした位置目標値を与えることにより、モールド１０と基板２１との間に相対変位を発生させている。これにより、位置制御部４１は、位置目標値を維持するために、反力に対抗するフィードバック（ＦＢ）指令として離型力を発生させることになる。ただし、この場合には、予め位置目標値のずれ量に対してどの程度の反力が発生するかを換算し、位置目標値を決定しておく必要がある。簡単には、制御部４は、樹脂の剛性値すなわちバネ定数を用いて所定の力指令に対応する樹脂の変位を算出し、該変位に基づいて位置目標値を決定しておく。ここで、第１力指令波形の位置目標値への変換が適切であれば、ほとんどの指令がフィードフォワード指令となり、フィードバック指令はわずかしか発生しない。次に、力波形解析器４４１は、上記のような判定方法で判定した離型開始のタイミング（Ｔ２）を検出すると、第２力指令波形を切り換え器４４２に選択させ、力指令を生成し出力する。第２力指令波形は、離型力を減少させる波形となっており、フィードフォワード指令として位置制御部４１が生成した指令に加算される。なお、制御部４は、これに並行して基板ステージ２の位置目標値を変更してもよい。例えば、制御部４は、Ｚ軸目標値をさらに下げてモールド１０と基板２１との間隔を確保するとともに、ＸＹの各目標値を変更して、次の転写位置への移動を開始させてもよい。これにより、インプリント装置１００は、より速やかに離型工程を行うことができるので、スループットが向上する。また、何らかの異常に起因して力指令波形の設定が適切とならない場合には、反力と打ち消し合うことができずに基板ステージ２が大きく変位し、例えば、微動ステージ２２が上昇してモールド１０に衝突することも考えられる。そこで、このような動作を回避するために、制御部４は、離型の途中で微動ステージ２２の移動速度が上昇したときに、力指令の出力を停止するようにしてもよい。

このように、インプリント装置１００は、離型工程において必要以上の離型力の印加を抑えることができるので、モールド１０の凹凸パターンの破損を抑止することができる。また、必要以上の離型力の印加を抑えるために、離型が開始された後に一旦離型を停止させることがないので、スループットを向上させることができる。さらに、より速く離型力を加えても基板ステージ２の姿勢変動が抑えられるため、離型力の印加時間を短縮することができるので、これによっても、スループットを向上させることができる。また、本実施形態に適用され得る基板ステージの構成は、力指令生成手段４４等が存在するのであれば、粗動ステージ２４に非接触で支持されてアクチュエーターで６軸制御される微動ステージ２２を含むものに限られない。ただし、インプリント装置１００は、このような粗微動構成の基板ステージ２を採用することで、床振動絶縁性能に優れ、高精度な位置決めが可能となる。特に、この微動ステージ２２のような非接触ステージでは、離型力が過大に作用すると衝突破損することも考えられるが、本実施形態によれば、このような衝突破損も抑止することができるという利点もある。

以上のように、本実施形態によれば、スループットの向上と、モールドに形成されている凹凸パターンの破損の抑止とに有利なインプリント装置およびインプリント方法を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。上記の第１実施形態では、離型開始のタイミングを判定するための物理量（駆動部の状態）の検出部として、力検出部である力センサー１５を用いた。これに対して、本実施形態に係るインプリント装置の特徴は、上記物理量の検出部として、第１実施形態に係るインプリント装置１００における力検出部に換えて、位置検出部であるレーザー干渉計２５を採用する点にある。この場合、検出値は、上記物理量としての、微動ステージ２２の位置（基板ステージ２の位置）の値である。

反力がなくなるとリニアモーター２３が発生する力との釣り合いが取れなくなるため、微動ステージ２２の姿勢に変動が生じる。そこで、力波形解析器４４１は、レーザー干渉計２５が検出した微動ステージ２２の位置検出値を用いて姿勢変動を解析し、離型開始のタイミングを判定し得る。具体的には、以下のような判定方法が考えられる。まず、第１の方法として、力波形解析器４４１は、微動ステージ２２のＺ軸偏差が所定値を越えたタイミングを離型開始のタイミングと判定し得る。次に、第２の方法として、力波形解析器４４１は、微動ステージ２２のＺ軸速度の時間的変化に基づき、所定値を越えたタイミングを離型開始のタイミングと判定し得る。次に、第３の方法として、力波形解析器４４１は、微動ステージ２２のＺ軸加速度の時間的変化に基づき、所定値を越えたタイミングを離型開始のタイミングと判定し得る。なお、本実施形態においても、力波形解析器４４１は、上記の判定方法のうちいずれか１つではなく、複数の判定方法を用いて離型開始のタイミングを判定してもよい。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、レーザー干渉計は力センサーよりも応答性が高いため、より早く離型開始のタイミングを判定できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。上記の各実施形態では、力指令生成手段４４を基板ステージ２（微動ステージ２２）に対する制御系に構成している。これに対して、本実施形態に係るインプリント装置２００の特徴は、同様の力指令生成手段４４をモールド保持機構１に含まれるモールド駆動機構１４に対する制御系に構成している点にある。

図５は、本実施形態に係るインプリント装置２００の構成を示す概略図である。なお、インプリント装置２００において、第１実施形態に係るインプリント装置１００の構成要素と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、モールド駆動機構１４が、モールド１０と基板２１上の樹脂２０とを接触させたり、引き離したりを選択的に行うようにモールド１０をＺ軸方向に移動させる。また、インプリント装置２００に含まれる基板ステージ３は、第１実施形態における基板ステージ２と異なり、微動ステージ２２を有さず、粗動ステージ２４と同様のＸＹステージ２４１を有する。すなわち、ＸＹステージ２４１は、定盤３３上に設置され、基板２１を載置し、ＸＹの各方向に移動して位置決めが可能である。

図６は、本実施形態における制御部４に含まれるモールド駆動機構１４に関する制御系の一例を示すブロック図である。ここで、基板ステージ３は、Ｚ軸方向のアクチュエーターを有さないので、基板ステージ３に関する制御系にＺ軸方向の力指令を送ることはできない。そして、離型力は、モールド駆動機構１４が発生させる。この場合、モールド駆動機構１４が離型力の印加を開始すると、力指令生成手段４４は、徐々に上向きの力を増やしていくように力指令を出力する。その後、離型を開始するタイミングを判定するための物理量は、上記各実施形態と同様に、力センサー１５などを用いて検出される。離型開始のタイミングを判定した後、力指令生成手段４４は、データベース４７を参照して上向きの力を算出し、モールド駆動機構１４に送信する。本実施形態によっても、上記各実施形態と同様の効果を奏する。

（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（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、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。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ず、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。

１ モールド保持機構
２ 基板ステージ
４ 制御部
１５ 力センサー
２５ レーザー干渉計
１００ インプリント装置

Claims (8)

1. 基板上のインプリント材に型を接触させてパターン形成を行うインプリント装置であって、
   前記型を保持する型保持部と、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記型保持部および前記基板保持部のうち少なくとも一方を移動させる駆動部と、
   前記駆動部の状態を検出する検出部と、
   前記検出部の出力に基づいて離型の開始の判断を行い、該判断に応じて前記駆動部による離型力が減少するように前記駆動部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、
   前記判断の前は、前記離型力が増加するように前記駆動部に対して指令値を出力し、
   前記判断に応じて、前記離型力が減少するように前記駆動部に対して指令値を出力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. 前記状態は、前記型保持部および前記基板保持部のうち少なくとも一方に作用する力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。
4. 前記制御部は、前記力の時間的変化に基づいて前記判断を行うことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記状態は、前記型保持部および前記基板保持部のうち少なくとも一方の位置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。
6. 前記制御部は、前記位置の偏差または時間的変化に基づいて前記判断を行うことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
7. 基板上のインプリント材に型を接触させてパターン形成を行うインプリント方法であって、
   前記型および前記基板のうち少なくとも一方を移動させる駆動を行い、
   前記駆動の状態の検出を行い、
   前記検出に基づいて離型の開始判断を行い、
   前記駆動は、該駆動による離型力が前記判断に応じて減少するように行われることを特徴とするインプリント方法。
8. 請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置または請求項７に記載のインプリント方法を用いてパターン形成を基板上に行う工程と、
   前記工程で前記パターン形成を行わ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。
   

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