JP2016192543A - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドと基板との位置合わせを迅速に行うために有利な技術を提供する。【解決手段】モールドを用いて、基板のショット領域上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置は、前記モールドを保持し、前記モールドの位置および姿勢を変更可能に構成された保持部と、前記モールドのパターン面と前記ショット領域とを対向させた後、前記基板の面の傾きに応じて前記基板の面と前記パターン面とが平行になるように前記モールドを傾けた状態で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる制御部とを含み、前記制御部は、前記モールドを傾けることにより前記モールド上のマークが、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる第１方向と垂直な第２方向にシフトするシフト量を求め、前記モールドと前記基板との前記第２方向における相対位置を前記シフト量に従って変更した後で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる。【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。

基板上のインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント装置が、磁気記憶媒体や半導体デバイス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、インプリント材で構成されたパターンの残膜の厚さ（インプリント材で構成されたパターンの凹部の底面と基板の面と距離）を均一にすることが好ましい。特許文献１には、パターンが形成されたモールドのパターン面と基板の面とが平行になるようにモールドを傾けた状態で、当該モールドと基板上のインプリント材とを接触させる方法が提案されている。

特開２００７−２９９９９４号公報

インプリント装置では、モールドのパターン面の下方にショット領域を配置した後、モールドと基板上のインプリント材とを接触させ、それらが接触した状態でモールドと基板との位置合わせが行われる。モールドと基板上のインプリント材とが接触した状態ではモールドと基板との相対位置を変更しづらくなるため、位置合わせを迅速に行うためには、位置合わせにおいて当該相対位置を変更する量をできるだけ小さくすることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載された方法のようにモールドを傾けると、モールドに設けられたマークが、モールドとインプリント材とを接触させる方向と垂直な方向にシフトしうる。即ち、モールドを傾けた状態でモールドとインプリント材とを接触させる場合、モールドと基板との位置合わせにおいてそれらの相対位置を変更する量がモールドを傾けた分だけ大きくなりうる。

そこで、本発明は、モールドと基板との位置合わせを迅速に行うために有利な技術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、パターンが形成されたパターン面を有するモールドを用いて、基板に形成されたショット領域上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、前記モールドを保持し、前記モールドの位置および姿勢を変更可能に構成された保持部と、前記モールドのパターン面と前記ショット領域とを対向させた後、前記基板の面の傾きに応じて前記基板の面と前記パターン面とが平行になるように前記保持部に前記モールドを傾けさせ、前記モールドを傾けた状態で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる制御部と、を含み、前記制御部は、前記モールドを傾けることにより前記モールド上のマークが、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる第１方向と垂直な第２方向にシフトするシフト量を求め、前記モールドと前記基板との前記第２方向における相対位置を前記シフト量に従って変更した後で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる、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合わせを迅速に行うために有利な技術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。 インプリント処理を制御するための制御系を示す図である。 第１実施形態のインプリント装置におけるインプリント処理を示すフローチャートである。 モールドのパターン面が変形している状態を示す図である。 インプリント処理を行っているインプリント装置を示す概略図である。 インプリント処理を行っているインプリント装置を示す概略図である。 第２実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 第２実施形態のインプリント装置におけるインプリント処理を示すフローチャートである。 欠けショット領域の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＞
本発明の第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、パターンが形成されたパターン面６ａを有するモールド６を用いて、基板１０に形成されたショット領域上のインプリント材１６を成形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、パターンが形成されたモールド６を基板上のインプリント材１６に接触させた状態でインプリント材を硬化させる。そして、インプリント装置１００は、モールド６と基板１０との間隔を広げ、硬化したインプリント材１６からモールド６を剥離（離型）することによって、インプリント材１６で構成されたパターンを基板上に形成することができる。インプリント材１６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、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材１６として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド６とインプリント材１６とを接触させた状態でインプリント材１６に紫外線を照射することにより当該インプリント材１６を硬化させる方法である。

［インプリント装置の構成について］
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、照射部２と、モールド保持部３（保持部）と、基板ステージ４と、供給部２４と、検出部２３と、制御部５とを含みうる。制御部５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）。

照射部２は、インプリント処理の際に、インプリント材１６を硬化させる光（紫外線）を、モールド６を介して基板上のインプリント材１６に照射する。照射部２は、例えば、光源と、光源から射出された光をインプリント処理に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、例えば、熱サイクル法を採用する場合には、照射部２に代えて、インプリント材１６としての熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部が設けられうる。

モールド６は、通常、石英など紫外線を透過することが可能な材料で作製されており、基板側の一部の面（パターン面６ａ）には、基板上のインプリント材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１０は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板が用いられうる。基板１０の上面（被処理面）には、後述する供給部２４によってインプリント材１６が供給される。

モールド保持部３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チャック１１と、モールドチャック１１により保持されたモールド６の位置および姿勢を変更可能に構成されたモールド駆動部１２とを含みうる。モールド駆動部１２は、例えば、モールド６とインプリント材１６とを接触させる第１方向（例えばＺ方向）にモールド６を駆動したり、回転軸を中心に回転してモールド６を傾けたりするように構成されうる。ここで、インプリント装置１００には、モールド６の位置および姿勢を計測する計測器（以下、第１計測器１４）が設けられ、制御部５は、第１計測器１４によって計測されたモールド６の位置および姿勢に基づいてモールド駆動部１２を制御する。第１計測器１４は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含みうる。また、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１０との間隔を変える動作がモールド駆動部１２によって行われているが、後述する基板ステージ４の基板駆動部２０によって行われてもよいし、双方によって相対的に行われてもよい。

モールド６とモールド保持部３との間には、パターン面６ａと反対側のモールドの面、モールドチャック１１およびモールド駆動部１２によって規定された空間１３が設けられうる。空間１３には、配管を介して変形部１５が接続される。変形部１５は、空間１３の圧力を変化させることにより、パターン面６ａを基板１０に向かって撓んだ凸形状に変形させることができる。例えば、モールド６と基板１０との間隔を狭めてモールド６と基板上のインプリント材１６とを接触させる際には、変形部１５は、空間１３の圧力がその外部の圧力よりも高くなるように空間１３の圧力を変化させる。そして、モールド６とインプリント材１６とが接触を開始した後では、変形部１５は、モールド６と基板１０との間隔に応じて空間の圧力を徐々に低下させていく。これにより、変形部１５は、パターン面６ａが変形した状態でモールドとインプリント材との接触を開始させ、パターン面６ａの一部（例えば中心）から徐々にモールド６とインプリント材１６とを接触させることができる。その結果、モールド６に形成されたパターンの凹部とインプリント材１６との間に気体が閉じ込められることを抑制し、インプリント材１６で構成されたパターンに欠損が生じることを防止することができる。ここで、インプリント装置１００には、空間１３の圧力を計測する計測器（以下、第２計測器１７）が設けられ、制御部５は、第２計測器１７によって計測された空間の圧力値に基づいて変形部１５を制御する。第２計測器１７は、例えば、気圧センサなどを含み、空間１３または配管の内部に配置されうる。

基板ステージ４は、基板チャック１９と基板駆動部２０とを含み、モールド６とインプリント材１６とが接触している状態において、第１方向と垂直な第２方向（ＸＹ方向）に基板１０を移動させてモールド６と基板１０との位置合わせを行う。基板チャック１９は、例えば真空吸着力や静電力などによって基板１０を保持する。基板駆動部２０は、例えば、基板チャック１９によって保持された基板１０をＸＹ方向に駆動する。ここで、インプリント装置１００には、基板１０の位置を計測する計測器（以下、第３計測器２１）が設けられ、制御部５は、第３計測器２１によって計測された基板１０の位置に基づいて基板駆動部２０を制御する。第３計測器２１は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含みうる。また、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１０との位置合わせが基板駆動部２０によって行われているが、モールド保持部３のモールド駆動部１２によって行われてもよいし、双方によって相対的に行われてもよい。

検出部２３は、例えば、モールド６と基板上のインプリント材１６とが接触している状態において、モールド６に設けられたマークＡＭ１（アライメントマーク）と基板１０（ショット領域）に設けられたマークＡＭ２（アライメントマーク）とを検出する。これにより、制御部５は、検出部２３による検出結果に基づいてモールド上のマークＡＭ１と基板上のマークＡＭ２との相対位置（ＸＹ方向）を求め、当該相対位置が目標相対位置になるようにモールド６と基板１０との位置合わせを行うことができる。また、供給部２４は、基板上にインプリント材１６（未硬化樹脂）を供給する。上述したように、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１６として用いられる。

［インプリント処理について］
このように構成された第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド６のパターン面６ａの下方にショット領域を配置した後、モールド６と基板上のインプリント材１６とを接触させ、それらが接触した状態でモールド６と基板１０との位置合わせを行う。つまり、モールド６に形成されたパターンとショット領域とを対向させた後に、モールド６と基板との感化が狭まるようにする。インプリント装置１００では、一般に、インプリント材で構成されたパターンの残膜の厚さ（インプリント材１６で構成されたパターンの凹部の底面と基板１０の面との距離）を均一にすることが好ましい。そのため、第１実施形態のインプリント装置１００では、基板１０の面の傾きに応じて基板１０の面とモールド６のパターン面６ａとが平行になるようにモールド６を傾けた状態で、モールド６とインプリント材１６との接触が行われる。

ここで、モールド６とインプリント材１６とが接触した状態ではモールド６と基板１０との相対位置を変更しづらくなる。そのため、モールド６と基板１０との位置合わせを迅速に行うためには、当該位置合わせにおいてモールド６と基板１０との相対位置を変更する量をできるだけ小さくすることが好ましい。しかしながら、モールド６と傾けるとモールド上のマークＡＭ１がＸＹ方向にシフトする。そのため、モールド６を傾けた状態でモールド６とインプリント材１６とを接触させると、モールド６と基板１０との位置合わせにおいて、それらの相対位置を変更する量がモールド６を傾けた分だけ大きくなりうる。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を傾けることによってモールド上のマークＡＭ１がＸＹ方向にシフトするシフト量を求める。そして、モールド６と基板１０との相対位置（ＸＹ方向）を当該シフト量に従って変更した後でモールド６とインプリント材１６とを接触させる。これにより、モールド６と基板１０との位置合わせにおいて、それらの相対位置を変更する量がモールド６を傾けた分だけ大きくなることを抑制し、当該位置合わせを迅速に行うことができる。以下に、第１実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理について説明する。

まず、インプリント処理を制御するための制御系について、図２を参照しながら説明する。図２は、インプリント処理を制御するための制御系を示す図である。第１実施形態の制御部５は、モールド６の位置（Ｚ方向）および姿勢を制御するための第１制御部５ａ、パターン面６ａの変形を制御するための第２制御部５ｂ、および基板１０の位置（ＸＹ方向）を制御するための第３制御部５ｃを含みうる。第１制御部５ａは、第１計測器１４によって計測されたモールド６の位置および姿勢と、生成器５ａ_１で生成されたモールド６の目標位置および目標姿勢との偏差を減算器５ａ_２で求める。そして、第１制御部５ａは、減算器５ａ_２で求めた偏差に基づいて、モールド駆動部１２に与える指令値を補償器５ａ_３で決定する。第２制御部５ｂは、第２計測器１７によって計測された空間１３の圧力値と生成器５ｂ_１で生成された目標圧力値との偏差を減算器５ｂ_２で求め、減算器５ｂ_２で求めた偏差に基づいて、変形部１５に与える指令値を補償器５ｂ_３で決定する。

また、第３制御部５ｃは、加算器５ｃ_４によって、第１演算器５ｃ_１で算出された補正値ＣＭ、または第２演算器５ｃ_３で算出された補正値ＣＤを、生成器５ｃ_２で生成された基板１０の目標位置ＷＴに加える。第３制御部５ｃは、第３計測器２１によって計測された基板１０の位置と、加算器５ｃ_４から出力された値ＣＷＴ（補正値ＣＭまたは補正値ＣＤによって補正された目標位置ＷＴ）との偏差を減算器５ｃ_５で求める。そして、減算器で求めた偏差に基づいて、基板駆動部２０に与える指令値を補償器５ｃ_６で決定する。

第１演算器５ｃ_１は、モールド６を傾けることによってモールド６と基板１０との相対位置がＸＹ方向にシフトするシフト量を、第１計測器１４による計測結果および第２計測器１７による計測結果を用いて算出する。そして、算出したシフト量が低減するようにモールド６と基板１０との相対位置を補正するための補正値ＣＭを出力する。第１演算器５ａ_１から出力された補正値ＣＭは、モールド６とインプリント材１６とが接触する前において、加算器５ｃ_４によって目標位置ＷＴに加えられる。一方で、第２演算器５ｃ_３は、検出部２３による検出結果に基づいて、モールド上のマークＡＭ１と基板上のマークＡＭ２との相対位置が目標相対位置になるように、モールド６と基板１０との相対位置を補正するための補正値ＣＤを出力する。第２演算器５ｃ_３から出力された補正値ＣＤは、モールド６とインプリント材１６とが接触した状態でモールド６と基板１０との位置合わせを行っている間において、加算器５ｃ_４によって目標位置ＷＴに加えられる。このように、モールド６とインプリント材１６とが接触する前においては補正値ＣＭが目標位置ＷＴに加えられ、モールド６とインプリント材１６とが接触した状態で位置合わせが行われている間においては補正値ＣＤが目標位置ＷＴに加えられる。

次に、第１実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理の流れについて、図３を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理を示すフローチャートである。図３に示すインプリント処理は、制御部５がインプリント装置１００の各部を統括的に制御することによって行われうる。

Ｓ１００では、制御部５は、基板１０を基板チャック１９の上に搬送するように基板搬送機構（不図示）を制御し、基板１０を保持するように基板ステージ４を制御する。これにより、基板１０が基板ステージ４の上に搭載される。Ｓ１０１では、制御部５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）が供給部２４の下に配置されるように基板ステージ４を制御し、対象ショット領域にインプリント材１６を供給（塗布）するように供給部２４を制御する。Ｓ１０２では、制御部５は、モールド６のパターン面６ａの下方に対象ショット領域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５は、図４に示すように、モールド６のパターン面６ａが基板１０に向かって撓んだ凸形状に変形するように変形部１５を制御する。図４は、モールド６のパターン面６ａが変形している状態を示す図である。このとき、制御部５は、基板１０に形成された複数のショット領域にそれぞれインプリント処理を行うときの空間１３の圧力値を、複数のショット領域で同じ値に設定してもよいし、互いに異なる値に設定してもよい。

Ｓ１０４では、制御部５は、基板１０（対象ショット領域）の面の傾きに応じて、変形部１５による変形が行われていないときのパターン面６ａと基板１０の面とが平行になるようにモールド６を傾ける角度（モールドの傾斜角）を決定する。制御部５は、例えば、モールド６の傾斜角ＭＴ＝（ＭＴｘ、ＭＴｙ）を、基板１０の面の傾きＷＴ＝（ＷＴｘ、ＷＴｙ）と一致するように決定する。ＭＴｘおよびＭＴｙは、Ｘ方向におけるモールド６の傾斜角およびＹ方向におけるモールド６の傾斜角をそれぞれ表しており、ＷＴｘおよびＷＴｙは、Ｘ方向における基板１０の面の傾きおよびＹ方向における基板１０の面の傾きをそれぞれ表している。また、基板１０の面の傾きは、基板自体に起因して生じるだけでなく、基板チャック１９の保持面の傾きや基板チャック１９による基板１０の保持状態など、基板チャック１９にも起因して生じうる。そのため、基板１０の面の傾きは、基板１０が基板チャック１９に保持されている状態で計測されることが好ましい。例えば、基板１０の面の傾きは、インプリント処理を開始する前において検出部２３に基板上の各マークを検出させ、そのときのフォーカス位置を得ることによって求められうる。ここで、図３に示す例では、モールド６の傾斜角を決定する工程（Ｓ１０４）がパターン面６ａを変形させる工程（Ｓ１０３）の後に行われているが、それに限られるものではなく、パターン面６ａを変形させる前（Ｓ１０３の前）に行われてもよい。

Ｓ１０５では、制御部５は、Ｓ１０４で決定したモールド６の傾斜角に従って、モールド保持部３にモールド６を傾けさせる。モールド保持部３は、上述したように、回転軸ＭＴｃを中心としてモールド６を傾けることができるように構成される。図５（ａ）および（ｂ）は、モールド６を傾ける前および後のそれぞれにおけるインプリント装置１００の概略図を示す図である。Ｓ１０５では、図５（ｂ）に示すように、基板１０の面の傾きＷＴに応じて決定されたモールド６の傾斜角ＭＴに従って、回転軸ＭＴｃを中心としてモールド６が傾けられる。

Ｓ１０６では、制御部５は、変形部１５によりパターン面６ａを変形させた状態でモールド６を傾けることによりモールド上のマークＡＭ１がＸＹ方向にシフトするシフト量ＣＭを求める。図３に示す例では、シフト量ＣＭを求める工程（Ｓ１０６）がモールド６を傾ける工程（Ｓ１０５）の後に行われているが、それに限られるものではなく、モールド６を傾ける前（Ｓ１０５の前）に行われてもよい。ここで、制御部５（第１演算器５ｃ_１）によってシフト量ＣＭを求める方法の一例について、図５（ｂ）を参照しながら説明する。以下の説明において、モールド６を傾けるときの回転軸をＭＴｃとし、モールド６を傾ける前であってパターン面６ａが変形した状態における回転軸ＭＴｃとモールド上のマークＡＭ１との距離（Ｚ方向）をＭＺとする。

制御部５は、空間１３の圧力値、および空間１３の圧力値とモールド上のマークＡＭ１のＺ方向への変位量との関係を表す情報を用いて距離ＭＺを求める。第１実施形態では、制御部５は、圧力値と変位量との関係を表す情報として、空間１３の圧力値をモールド上のマークＡＭ１のＺ方向への変位量に変換させる係数αを用いて、式（１）に従って距離ＭＺを求めている。式（１）において、Ｐ１は第２計測器１７によって検出された空間１３の圧力値を示し、βは、変形部１５によってパターン面６ａを変形させる前の回転軸ＭＴｃとモールド上のマークＡＭ１との距離（Ｚ方向）を示す。距離βは、インプリント処理の前に事前に取得されうる。このように距離ＭＺを求めることにより、制御部５は、モールド６の傾斜角ＭＴおよび距離ＭＺを用い、式（２）および式（３）に従ってシフト量ＣＭのＸＹ成分（ＣＭｘ、ＣＭｙ）をそれぞれ求めることができる。ここで、圧力値と変位量との関係を表す情報としては、例えば、空間１３の圧力値をモールド上のマークＡＭ１の変位量に変換させる係数の他に、圧力値と変位量との関係を表す関数やテーブルなどが挙げられる。
ＭＺ＝α×Ｐ１＋β ・・・（１）
ＣＭｘ≒ＭＺ×ｔａｎＭＴｘ ・・・（２）
ＣＭｙ≒ＭＺ×ｔａｎＭＴｙ ・・・（３）

Ｓ１０７では、制御部５は、図５（ｃ）に示すように、Ｓ１０６で求めたシフト量ＣＭに従って、モールド６と基板１０との相対位置（ＸＹ方向）を変更する。図５（ｃ）は、モールド６と基板１０との相対位置を変更した後におけるインプリント装置１００を示す概略図である。Ｓ１０８では、制御部５は、モールド６と基板１０との間隔が狭まるようにモールド保持部３を制御し、モールド６とインプリント材１６とを接触させる。制御部５は、図６（ａ）に示すようにモールド６とインプリント材１６との接触が開始したら、モールド６と基板１０との間隔に応じて空間１３の圧力が徐々に低下するように変形部１５を制御する。これにより、制御部５は、図６（ｂ）に示すように、モールド６のパターン面６ａと基板１０の面とが平行になるようにモールド６とインプリント材１６とを接触させることができる。

Ｓ１０９では、制御部５は、検出部２３による検出結果に基づいて、モールド６とインプリント材１６とが接触した状態において、モールド６を傾けたままモールド６と基板１０との位置合わせを行う。制御部５は、図６（ｃ）に示すように、モールド６とインプリント材１６とが接触している状態におけるモールド上のマークＡＭ１と基板上のマークＡＭ２との位置ずれ量ＣＭｐが補正されるように、モールド６と基板１０との位置合わせを行う。ここで、第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド６を傾けることによって生じるシフト量ＣＭが補正されるように、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前においてモールド６と基板１０との相対位置を変更している。そのため、モールド６とインプリント材１６とを接触させた状態での位置合わせにおいては、図６（ｂ）に示すように、モールド上のマークＡＭ１と基板上のマークＡＭ２との位置ずれ量ＣＭｐを補正するだけでよい。一方で、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前において相対位置の変更を行わない場合では、当該位置合わせにおいて、シフト量ＣＭと位置ずれ量ＣＭｐとの総量を補正する必要が生じうる。つまり、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド６と基板１０との位置合わせにおいてそれらの相対位置を変更する量を、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前に相対位置の変更を行わない場合と比べて小さくすることができる。

Ｓ１１０では、制御部５は、モールド６を接触させたインプリント材１６に対して紫外線を照射するように照射部２を制御し、当該インプリント材１６を硬化させる。Ｓ１１１では、制御部５は、モールド６と基板１０との間隔が拡がるようにモールド保持部３を制御し、硬化したインプリント材１６からモールド６を剥離(離型)する。Ｓ１１２では、制御部５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Ｓ１１３に進む。Ｓ１１３では、制御部５は、基板１０を基板ステージ４から回収するように基板搬送機構（不図示）を制御する。

上述のように、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド６を傾けることによるモールド上のマークのシフト量を求め、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前において当該シフト量に従ってモールド６と基板１０との相対位置を変更する。これにより、インプリント装置１００は、モールド６と基板１０との位置合わせにおいてそれらの相対位置を変更する量がモールド６を傾けた分だけ大きくなることを抑制し、当該位置合わせを迅速に行うことができる。ここで、第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド６を傾けた状態でモールド６とインプリント材１６とを接触させる際、変形部１５によってモールド６のパターン面６ａを変形させているが、それに限られるものではない。例えば、変形部１５によるパターン面６ａの変形を行わずに、モールド６を傾けた状態でモールド６とインプリント材１６とを接触させてもよい。この場合、モールド６を傾けることによるモールド上のマークＡＭ１のシフト量（ＸＹ方向）は、モールド６の傾斜角、およびパターン面６ａが変形していない状態での回転軸ＭＴｃとモールド上のマークＡＭ１との距離βから求められうる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態のインプリント装置２００について説明する。図７は、第２実施形態のインプリント装置２００を示す概略図である。第２実施形態のインプリント装置２００は、第１実施形態のインプリント装置１００と比べ、Ｚ方向（第１方向）におけるモールド６のパターン面６ａの位置を計測する計測部２５を更に含む。計測部２５は、例えばレーザ干渉計を含みうる。計測部２５は、レーザ干渉計からパターン面６ａに光（レーザ光）を照射し、パターン面６ａで反射された光に基づいてパターン面６ａの位置（Ｚ方向）を計測することができる。ここで、第２実施形態のインプリント装置２００は、計測部２５以外の構成が第１実施形態のインプリント装置１００と同様であるため、以下では計測部２５以外の構成についての説明を省略する。

次に、第２実施形態のインプリント装置２００におけるインプリント処理の流れについて、図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態のインプリント装置２００におけるインプリント処理を示すフローチャートである。図８に示すインプリント処理は、制御部５がインプリント装置２００の各部を統括的に制御することによって行われうる。

Ｓ２００では、制御部５は、基板１０を基板チャック１９の上に搬送するように基板搬送機構（不図示）を制御し、基板１０を保持するように基板ステージ４を制御する。Ｓ２０１では、制御部５は、モールド６のパターン面６ａの位置（Ｚ方向）を計測部２５に計測させる。これにより、制御部５は、変形部１５によってモールド６のパターン面６ａを変形させていない状態におけるパターン面６ａのＺ方向の位置Ｚ１を得ることができる。Ｓ２０２では、制御部５は、対象ショット領域が供給部２４の下に配置されるように基板ステージ４を制御し、対象ショット領域にインプリント材１６を供給するように供給部２４を制御する。Ｓ２０３では、制御部５は、モールド６のパターン面６ａの下方に対象ショット領域が配置されるように基板ステージ４を制御する。Ｓ２０４では、制御部５は、変形部１５にモールド６のパターン面６ａを変形させる。Ｓ２０５では、制御部５は、モールド６のパターン面６ａの位置（Ｚ方向）を計測部２５に計測させる。これにより、制御部５は、変形部１５によってモールド６のパターン面６ａを変形させた状態におけるパターン面６ａのＺ方向の位置Ｚ２を得ることができる。

Ｓ２０６では、制御部５は、モールド６の傾斜角を決定する。Ｓ２０７では、制御部５は、Ｓ２０６で決定したモールド６の傾斜角に従って、モールド保持部３にモールド６を傾けさせる。Ｓ２０６およびＳ２０７は、第１実施形態におけるＳ１０４およびＳ１０５とそれぞれ同じ工程であるため、ここではそれらの詳細な説明を省略する。

Ｓ２０８では、制御部５は、変形部１５によりパターン面６ａを変形させた状態でモールド６を傾けることによりモールド上のマークＡＭ１がＸＹ方向にシフトするシフト量ＣＭを求める。第２実施形態では、制御部５は、Ｓ２０１で得られた位置Ｚ１とＳ２０５で得られた位置Ｚ２とを用いて、式（４）に従って距離ＭＺを求める。式（４）におけるβは、式（１）と同様に、変形部１５によってパターン面６ａを変形させる前の回転軸ＭＴｃとモールド上のマークＡＭ１との距離（Ｚ方向）を示す。このように距離ＭＺを求めることにより、制御部５は、モールド６の傾斜角ＭＴおよび距離ＭＺを用いて、式（２）および式（３）に従ってシフト量ＣＭのＸＹ成分（ＣＭｘ、ＣＭｙ）をそれぞれ求めることができる。
ＭＺ＝｜Ｚ１−Ｚ２｜＋β ・・・（４）

Ｓ２０９では、制御部５は、Ｓ２０８で求めたシフト量ＣＭに従って、モールド６と基板１０との相対位置を変更する。Ｓ２１０では、制御部５は、モールド６と基板１０との間隔が狭まるようにモールド保持部３を制御し、モールド６とインプリント材１６とを接触させる。Ｓ２１１では、制御部５は、検出部２３による検出結果に基づいて、モールド６とインプリント材１６とが接触した状態において、モールド６を傾けたままモールド６と基板１０との位置合わせを行う。Ｓ２１２〜Ｓ２１５は、第１実施形態におけるＳ１１０〜Ｓ１１３と同様の工程であるため、ここではそれらの工程の説明を省略する。

上述のように、第２実施形態のインプリント装置２００は、Ｚ方向におけるモールド６のパターン面６ａの位置を計測する計測部２５を含む。インプリント装置２００は、変形部１５によってパターン面６ａを変形させる前および変形させた後のそれぞれにおいて計測部２５にパターン面の位置を計測させる。そして、それらの計測結果を用いて、モールド６を傾けることによるモールド上のマークＡＭ１のシフト量を求め、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前において当該シフト量に従ってモールド６と基板１０との相対位置を変更する。これにより、インプリント装置２００は、モールド６と基板１０との位置合わせにおいてそれらの相対位置を変更する量がモールド６を傾けた分だけ大きくなることを抑制し、当該位置合わせを迅速に行うことができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態のインプリント装置について説明する。第３実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１００と装置構成が同様であるため、ここでは装置構成についての説明を省略する。

インプリント装置には、収率を向上させるため、基板１０の周辺部に配置されてモールド６のパターンの一部のみを転写するショット領域（欠けショット領域）にも、インプリント処理を行うことが求められている。そのため、欠けショット領域のインプリント処理においても、モールド６のパターン面６ａを変形させた状態でモールド６と基板１０との間隔を狭め、モールド６のパターン面６ａの中心から徐々にモールド６とインプリント材１６との接触が行われる。

ところで、欠けショット領域のインプリント処理においてモールド６とインプリント材１６とを接触させる際、図９（ａ）に示すように、ＸＹ方向においてモールド６のパターン面６ａの中心が基板１０からはみ出していることがある。このような状況において、図９（ｂ）に示すように、モールド６を傾けずにモールド６と基板１０との間隔を狭めてしまうと、モールド６のパターン面６ａが基板１０の外周端（エッジ）に接触し、パターン面６ａに傷などのダメージが生じうる。そのため、欠けショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触が開始するように、パターン面６ａを変形させ且つモールド６を傾けた状態でモールド６とインプリント材１６とを接触させることが好ましい（図９（ｃ）参照）。しかしながら、モールド６と傾けると、欠けショット領域上の目標箇所に転写すべきパターンが形成されたパターン面６ａの箇所（以下、対応箇所）が、ＸＹ方向（第２方向）にシフトする。その結果、欠けショット領域の目標箇所上のインプリント材１６にパターン面６ａの対応箇所を最初に接触させ、当該目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触を徐々に行うことが困難になりうる。

そこで、第３実施形態のインプリント装置は、モールド６を傾けることによって対応箇所がＸＹ方向（第２方向）にシフトするシフト量を求める。そして、モールド６と基板１０との相対位置（ＸＹ方向）を当該シフト量に従って変更した後でモールド６とインプリント材１６とを接触させる。これにより、モールド６のパターン面６ａが基板１０の外周端に接触することを防止することができるとともに、欠けショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触を開始することができる。ここで、モールド６を傾けることによりパターン面６ａの対応箇所がＸＹ方向にシフトすることは、欠けショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６とを接触させる場合のみに起こりうるものではい。例えば、モールド６のパターンの全体を転写するショット領域（完全ショット領域）の目標箇所からモールド６とインプリント材１６とを接触させる場合においても起こりうる。また、目標箇所は、ショット領域（欠けショット領域、または完全ショット領域）の重心を含みうる。

次に、第３実施形態のインプリント装置におけるインプリント処理の流れについて説明する。第３実施形態のインプリント装置は、図３に示すフローチャートに従い、制御部５がインプリント装置の各部を統括的に制御することによって、インプリント処理を行う。第３実施形態のインプリント装置が行うインプリント処理は、第１実施形態のインプリント装置１００が行うインプリント処理と比べて、特に、モールド６の傾斜角を決定する工程、およびモールドとインプリント材とを接触させる工程が異なる。そのため、以下では、図３のフローチャートのうちＳ１０４〜Ｓ１１０の工程について説明する。Ｓ１０４〜Ｓ１１０以外の工程は、第１実施形態のインプリント装置１００が行うインプリント処理の工程と同様である。

Ｓ１０４では、制御部５は、対象ショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触が開始するように、モールド６を傾ける角度（モールド６の傾斜角）を決定する。制御部５は、図９（ａ）に示すように対象ショット領域の目標箇所９１（例えば重心）とパターン面６ａの中心９２との距離（ΔＸおよびΔＹ）を求める。対象ショット領域の目標箇所９１は、例えば、基板上におけるショット領域の配置情報を用いて事前に決定されてもよいし、対象ショット領域を撮像することによって得られた画像に基づいて決定されてもよい。そして、制御部５は、求めた距離ΔＸおよびΔＹを用いて、式（５）および式（６）に従ってモールド６の傾斜角ＭＴｘおよびＭＴｙをそれぞれ求める。ここで、ΔＺｘは、図９（ｂ）に示すように、パターン面６ａの中心９２と、パターン面６ａの中心９２から距離ΔＸの２倍（２ΔＸ）だけ離れたパターン面６ａの点９３とのＺ方向における位置の差を表す。同様に、ΔＺｙは、パターン面６ａの中心９２と、パターン面６ａの中心９２から距離ΔＹの２倍（２ΔＹ）だけ離れたパターン面の点とのＺ方向における位置の差を表す。
ＭＴｘ＝ａｓｉｎ（ΔＺｘ／２ΔＸ）≒ΔＺｘ／２ΔＸ ・・・（５）
ＭＴｙ＝ａｓｉｎ（ΔＺｙ／２ΔＹ）≒ΔＺｙ／２ΔＹ ・・・（６）

Ｓ１０５では、制御部５は、Ｓ３０４で決定したモールド６の傾斜角に従って、モールド保持部３にモールド６を傾けさせる。Ｓ１０６では、制御部５は、変形部１５によりパターン面６ａを変形させた状態でモールド６を傾けることによりパターン面６ａの対応箇所がＸＹ方向にシフトするシフト量ＣＭを求める。パターン面６ａの対応箇所のシフト量ＣＭは、第１実施形態で説明した方法と同様の方法によって求められうる。Ｓ１０７では、制御部５は、Ｓ１０６で求めたシフト量ＣＭに従って、モールド６と基板１０との相対位置を変更する。Ｓ１０８では、制御部５は、モールド６と基板１０との間隔が狭まるようにモールド保持部３を制御し、モールド６とインプリント材１６とを接触させる。このとき、制御部５は、モールド６とインプリント材１６との接触が開始したら、モールド６と基板１０との間隔に応じて空間１３の圧力が徐々に低下するように変形部１５を制御する。それと同時に、制御部５は、モールド６と基板１０との間隔が目標間隔になったときにモールド６のパターン面６ａと基板１０の面とが平行になるように、モールド６と基板１０との間隔に応じて、モールド保持部３にモールド６の傾きを徐々に変化させる。

上述のように、第３実施形態のインプリント装置は、ショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触が開始するように、パターン面６ａを変形させ且つモールド６を傾けた状態でモールド６とインプリント材１６とを接触させる。そして、モールド６を傾けることによってパターン面６ａの対応箇所がＸＹ方向（第２方向）にシフトするシフト量を求め、モールド６とインプリント材１６とを接触させる前において当該シフト量に従ってモールド６と基板１０との相対位置を変更する。これにより、第３実施形態のインプリント装置は、モールド６のパターン面６ａが基板１０の外周端に接触することを防止することができるとともに、ショット領域の目標箇所からモールド６とインプリント材１６との接触を開始することができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかか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、基板に塗布された樹脂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（インプリント処理を基板に行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板（インプリント処理を行われた基板）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：モールド保持部、５：制御部、６：モールド、６ａ：パターン面、１０：基板、１６：インプリント材、１００：インプリント装置

Claims (10)

1. パターンが形成されたパターン面を有するモールドを用いて、基板に形成されたショット領域上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記モールドを保持し、前記モールドの位置および姿勢を変更可能に構成された保持部と、
   前記モールドのパターン面と前記ショット領域とを対向させた後、前記基板の面の傾きに応じて前記基板の面と前記パターン面とが平行になるように前記保持部に前記モールドを傾けさせ、前記モールドを傾けた状態で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記モールドを傾けることにより前記モールド上のマークが、前記モールドと前記インプリント材とを接触させる第１方向と垂直な第２方向にシフトするシフト量を求め、前記モールドと前記基板との前記第２方向における相対位置を前記シフト量に従って変更した後で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記モールドと前記インプリント材とが接触した状態において、前記モールドを傾けたまま前記モールドと前記基板との位置合わせを行う、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. 前記パターン面を前記基板に向かって撓んだ凸形状に変形させる変形部を更に含み、
   前記制御部は、前記変形部により前記パターン面を変形させた状態で前記モールドを傾けることにより前記モールド上のマークが前記第２方向に沿ってシフトする量を前記シフト量として求める、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. 前記保持部は、回転軸を中心に前記モールドを傾け、
   前記制御部は、前記モールドを傾ける角度、および前記モールドを傾ける前であって前記パターン面が変形した状態における前記回転軸と前記モールド上のマークとの前記第１方向の距離を用いて前記シフト量を求める、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. 前記変形部は、前記モールドと前記保持部との間の空間の圧力を変化させることにより前記パターン面を変形させ、
   前記制御部は、前記空間の圧力値と前記モールド上のマークの前記第１方向への変位量との関係を表す情報を用いて前記距離を求める、ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記第１方向における前記パターン面の位置を計測する計測部を更に含み、
   前記制御部は、前記変形部により前記パターン面を変形させる前および変形させた後のそれぞれにおいて前記計測部に前記パターン面の位置を計測させ、それらの計測結果を用いて前記距離を求める、ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
7. パターンが形成されたパターン面を有するモールドを用いて、基板に形成されたショット領域上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
   前記モールドを保持し、前記モールドの位置および姿勢を変更可能に構成された保持部と、
   前記パターン面を基板に向かって撓んだ凸形状に変形させる変形部と、
   前記パターン面の下方に前記ショット領域を配置した後、前記変形部によって前記パターン面を変形した状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記ショット領域の目標箇所から前記モールドと前記インプリント材との接触が開始されるように前記保持部に前記モールドを傾けさせ、
   前記モールドを傾けることにより、前記目標箇所に転写すべきパターンが形成された前記パターン面の箇所が、前記モールドを前記インプリント材に接触させる第１方向と垂直な第２方向にシフトするシフト量を求め、
   前記モールドと前記基板との前記第２方向における相対位置を前記シフト量に従って変更した後で前記モールドと前記インプリント材とを接触させる、ことを特徴とするインプリント装置。
8. 前記ショット領域は、前記基板の周辺部に配置されて前記モールドのパターンの一部のみが転写される欠けショット領域を含む、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記目標箇所は、前記欠けショット領域の重心を含む、ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
10. 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。

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