JP2017022242A - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増加を抑えながら基板とモールドとの位置合わせ精度を向上させるために有利な技術を提供する。
【解決手段】インプリント装置は、モールドおよび基板のうちの一方である第１制御対象の位置をフィードバック制御する第１フィードバック制御系と、モールドおよび基板のうちの他方である第２制御対象の位置をフィードバック制御する第２フィードバック制御系と、第１制御対象と第２制御対象との位置ずれを計測する計測器とを備える。インプリント処理において、第１フィードバック制御系は、第１制御対象の目標位置に基づいて第１制御対象の位置をフィードバック制御し、第２フィードバック制御系は、計測器によって計測される位置ずれが低減されるように第２制御対象の位置をフィードバック制御し、第１フィードバック制御系のゲイン交差周波数は、第２フィードバック制御系のゲイン交差周波数より低い。
【選択図】図５

Description

本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。

基板のショット領域の上に供給されたインプリント材にモールドを接触させて該インプリント材を硬化させるインプリント装置が知られている。モールドは、テンプレートまたは型とも呼ばれうる。インプリント装置においては、基板とモールドとの正確な位置合わせが重要である。特許文献１には、支持構造に対するテンプレートホルダの位置と該支持構造に対する基板ホルダの位置とに基づいてテンプレートと基板との相対位置を求め、該相対位置に基づいて基板に対してテンプレートを位置決めすることが記載されている。支持構造は、基部の上に振動絶縁システムによって支持されている。

特開２０１１−１３５０７７号公報

基板とモールドとの位置合わせのために、基板およびモールドのうちの一方である第１制御対象を目標位置に位置決めし、基板およびモールドのうちの他方である第２制御対象を基板とモールドとの相対位置に基づいて位置決めする方式が考えられる。このような方式において、第１制御対象を位置決めするフィードバック制御系の帯域および第２制御対象を位置決めするフィードバック制御系の帯域の双方を単純に広くするだけでは、コストの増加に見合った性能は得られない。

本発明は、上記の着想を契機としてなされたものであり、コストの増加を抑えながら基板とモールドとの位置合わせ精度を向上させるために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上に供給されたインプリント材にモールドを接触させて該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記モールドおよび前記基板のうちの一方である第１制御対象の位置をフィードバック制御する第１フィードバック制御系と、前記モールドおよび前記基板のうちの他方である第２制御対象の位置をフィードバック制御する第２フィードバック制御系と、前記第１制御対象と前記第２制御対象との位置ずれを計測する計測器とを備え、前記インプリント処理において、前記第１フィードバック制御系は、前記第１制御対象の目標位置に基づいて前記第１制御対象の位置をフィードバック制御し、前記第２フィードバック制御系は、前記計測器によって計測される位置ずれが低減されるように前記第２制御対象の位置をフィードバック制御し、前記第１フィードバック制御系のゲイン交差周波数は、前記第２フィードバック制御系のゲイン交差周波数より低い。

本発明によれば、コストの増加を抑えながら基板とモールドとの位置合わせ精度を向上させるために有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態のインプリント装置を示す図。 本発明の第１実施形態のインプリント装置における位置合わせシステムを示す図。 比較例の特性を示す図。 他の比較例の特性を示す図。 本発明の第１実施形態のインプリント装置の特性を示す図。 本発明の第１実施形態のインプリント装置の付加的な特徴を説明するための図。 本発明の第２実施形態のインプリント装置における位置合わせシステムを示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の第１実施形態のインプリント装置１００の概略構成が示されている。インプリント装置１００は、基板７のショット領域の上に供給されたインプリント材にモールド１を接触させて硬化させるインプリント処理を行う。この明細書では、３次元空間における方向を示すためにＸＹＺ座標系が使用される。このＸＹＺ座標系は、インプリント処理を行うべき基板７の表面に沿う方向をＸＹ平面とし、該ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とするように定義されている。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な方向である。更に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な軸の周りの回転方向は、θｘ、θｙ、θｚ方向として定義される。

インプリント装置１００は、モールド１を保持するモールドチャック２と、モールドチャック２をＸ、Ｙ、θｚ方向に駆動する複数のアクチュエータ３と、モールドチャック２をＺ、θｘ、θｙ方向に駆動する複数のアクチュエータ４とを備えうる。インプリント装置１００は、上部定盤１１を備えうる。モールドチャック２は、アクチュエータ３、４を介して上部定盤１１によって支持されうる。上部定盤１１には、モールドチャック２の位置をＸ、Ｙ、θｚ方向に関して計測するための複数の計測器５と、モールドチャック２の位置をＺ、θｘ、θｙ方向に関して計測するための複数の計測器６とが設置されうる。計測器５、６は、例えば、エンコーダ、干渉計、静電容量センサまたは他のセンサで構成されうる。

インプリント装置１００は、基板７を保持する基板ステージ（基板チャック）８、基板ステージ８を支持するステージ定盤（下部定盤）１２、基板ステージ８を駆動するアクチュエータ３２、基板ステージ８の位置を計測する計測器９を更に含みうる。アクチュエータ３２は、例えば、基板ステージ８をＸ、Ｙ、θｚ方向に関して駆動することができるように構成されうる。ただし、アクチュエータ３２は、他の軸（Ｚ、θｘ、θｙ）に関しても基板ステージ８を駆動することができるように構成されてもよい。計測器９は、例えば、基板ステージ８の位置をＸ、Ｙ、θｚ方向に関して計測することができるように構成されうる。

上部定盤１１およびステージ定盤１２は、振動絶縁機構１３によって支持されうる。振動絶縁機構１３は、例えば、空気ばね１３である。インプリント装置１００は、更に、基板７にインプリント材を塗布あるいは供給するディスペンサ１４を備えうる。ディスペンサ１４は、支持部材１５を介して上部定盤１１によって支持されうる。ディスペンサ１４は、例えば、インプリント材を吐出する複数のノズルを含みうる。インプリント材は、例えば、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂等の樹脂である。ディスペンサ１４からインプリント材を吐出しながら基板ステージ８を駆動することによって、基板７の目的とする領域にインプリント材を供給することができる。

インプリント装置１００は、更に、インプリント材を硬化させる硬化ユニット２０を備えうる。硬化ユニット２０は、上部定盤１１によって支持されうる。硬化ユニット２０は、インプリント材を硬化させるエネルギーをインプリント材に供給する。該エネルギーは、インプリント材が光硬化性樹脂であれば光エネルギーであり、インプリント材が熱硬化性樹脂の場合は熱エネルギーである。

インプリント装置１００は、更に、モールド１と基板７との相対位置を計測するための計測器１０を備えうる。計測器１０は、モールド１が有するマークと基板７が有するマークとを観察するためのカメラを含みうる。カメラを使って、モールド１が有するマークと基板７が有するマークとの位置ずれ（相対位置）を計測することができる。インプリント処理においては、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７（のショット領域）との位置ずれに基づいて、モールド１と基板７との位置ずれが低減されるようにモールド１と基板７との相対位置がフィードバック制御される。モールド１と基板７のショット領域との位置ずれを計測し、その位置ずれが低減されるようにモールド１と基板７との相対位置を制御する方式は、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。

図２には、本発明の第１実施形態のインプリント装置１００における位置合わせシステム１１０が示されている。位置合わせシステム１１０は、モールド１（モールドチャック２）と基板７（基板ステージ８）との位置合わせを行う。位置合わせシステム１１０は、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１と第２フィードバック制御系ＦＢＣ２とを備えうる。第１フィードバック制御系ＦＢＣ１は、モールド１および基板７のうちの一方である第１制御対象の位置をフィードバック制御する。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、モールド１および基板７のうちの他方である第２制御対象の位置をフィードバック制御する。第１実施形態は、第１制御対象がモールド１であり、第２制御対象が基板７である例である。後述の第２実施形態は、第１制御対象が基板７であり、第２制御対象がモールド１である例である。

第１フィードバック制御系ＦＢＣ１を説明する。目標指令器２０６は、モールドチャック２（モールド１）の目標位置Ｕｍを発生する。目標位置Ｕｍは、典型的には、１つのショット領域に対するインプリント処理の間は、一定の位置である。計測器５、６は、モールドチャック２の位置を計測する。以下では、計測器５、６にとって計測されたモールドチャック２の位置を計測位置Ｐｍという。目標位置Ｕｍおよび計測位置Ｐｍは、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向に関する位置を含みうる。演算器２２１は、目標位置Ｕｍと計測位置Ｐｍとの偏差を演算する。補償器２０７は、例えば、ＰＩＤ演算器およびフィルタを含み、目標位置Ｕｍと計測位置Ｐｍとの偏差に基づいて各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向）の推力指令値を演算する。分配器２０８は、補償器２０７によって演算された各軸の推力指令値をアクチュエータ３、４に発生させるべき推力指令値に分配する。Ｄ／Ａ変換器２０９は、分配器２０８によって分配された推力指令値をデジタル・アナログ変換する。ドライバ２１０は、Ｄ／Ａ変換器２０９によってアナログ値に変換された推力指令値に従ってドライバ２１０にアクチュエータ３、４を駆動させる。このようにして、アクチュエータ３、４によってモールドチャック２（モールド１）が駆動される。

第２フィードバック制御系ＦＢＣ２を説明する。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、第１段階では、基板ステージ８（基板７）の目標位置Ｕｓと計測器（第２計測器）９によって計測される位置Ｐｓとの差が低減されるように基板ステージ８の位置をフィードバック制御する。したがって、第１段階では、スイッチ２２３を介して、計測器（第２計測器）９によって計測される位置Ｐｓが演算器２２４に提供される。第１段階の後の第２段階では、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが低減されるように基板ステージ８の位置をフィードバック制御する。したがって、第２段階では、スイッチ２２３を介して、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが演算器２２４に提供される。ここで、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓは、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれであり、例えば、モールド１が有するマークと基板７が有するマークとの相対位置に基づいて求められうる。

目標指令器２０１は、第１段階では、計測器９（第２計測器）によって計測される位置Ｐｓに基づいて基板ステージ８の位置を制御するための目標位置Ｕｓを発生する。また、目標指令器２０１は、第２段階では、計測器１０によって計測される位置ずれ（即ち、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれ）Ｐｍｓに基づいて基板ステージ８の位置を制御するための目標位置Ｕｓを発生する。

演算器２２４は、目標位置Ｕｓと計測器９によって計測された計測位置Ｐｓ（第１段階）または計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓ（第２段階）との偏差を演算する。補償器２０２は、例えば、ＰＩＤ演算器およびフィルタを含み、演算器２２４によって演算された偏差に基づいて各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向）の推力指令値を演算する。分配器２０３は、補償器２０２によって演算された各軸の推力指令値をアクチュエータ３２に発生させるべき推力指令値に分配する。Ｄ／Ａ変換器２０４は、分配器２０３によって分配された推力指令値をデジタル・アナログ変換する。ドライバ２０５は、Ｄ／Ａ変換器２０４によってアナログ値に変換された推力指令値に従ってドライバ２０５にアクチュエータ３２を駆動させる。このようにして、アクチュエータ３２によって基板ステージ８が駆動される。

ここで、第２段階では、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓが低減されるように基板ステージ８が駆動される。つまり、第２段階では、モールド１の位置に追従するように基板ステージ８が駆動される。

第１実施形態では、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１および第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、次のような制御を行う。即ち、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１は、モールドチャック２の目標位置Ｕｍに基づいてモールドチャック２の位置をフィードバック制御する。また、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが低減されるように基板ステージ８の位置をフィードバック制御する。ここで、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数より低い。

ゲイン交差周波数は、フィードバック制御系における開ループ伝達関数のゲイン（つまり、開ループゲイン）が０となる周波数をいう。第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の開ループ伝達関数は、補償器２０７、分配器２０８、Ｄ／Ａ変換器２０９、ドライバ２１０、アクチュエータ３（４）、モールドチャック２、計測器５（６）のそれぞれの伝達関数の積である。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の開ループ伝達関数は、補償器２０２、分配器２０３、Ｄ／Ａ変換器２０４、ドライバ２０５、アクチュエータ３２、基板ステージ８、計測器１０のそれぞれの伝達関数の積である。

以下、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数と第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数との関係がモールド１と基板７との位置合わせに及ぼす影響を図３、図４に示された比較例に基づいて説明する。その後、図５を参照しながら、第１実施形態に従って第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数を第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数より低くした場合の効果を例示的に説明する。

図３において、３０１は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、３０２は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。第１実施形態では、前述のとおり、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１は、モールド１の位置をフィードバック制御する制御系である。第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の開ループ伝達関数をＧ１ｏとし、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループ伝達関数をＧ１ｃとすると、Ｇ１ｃ＝Ｇ１ｏ／（１＋Ｇ１ｏ）である。

図３において、３０３は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、３０４は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。第１実施形態では、前述のとおり、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、基板７の位置をフィードバック制御する制御系である。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の開ループ伝達関数をＧ２ｏとし、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループ伝達関数をＧ２ｃとすると、Ｇ２ｃ＝Ｇ２ｏ／（１＋Ｇ２ｏ）である。

図３において、３０５は、モールドチャック２の計測位置Ｐｍ（より具体的には、モールドチャック２のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すグラフであり、横軸は時間（ｔ）である。図３において、３０６は、基板ステージ８の計測位置Ｐｓ（より具体的には、基板ステージ８のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すフラグであり、横軸は時間である。図３において、３０７は、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓ（より具体的には、モールド１と基板７のショット領域とのＸ又はＹ方向における位置ずれ）の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。

モールドチャック２の位置をフィードバック制御する第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍは、基板ステージ８の位置をフィードバック制御する第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数Ｆｃｓより少しだけ高い。モールドチャック２は、ゲイン交差周波数ｆｃｍと、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の共振周波数（固有振動周波数）ｆ１との振動成分で揺れているものとする。ｆ１は、基板ステージ８の位置を制御する第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の制御帯域よりも高いので、基板ステージ８は、モールドチャック２の振動に追従することができない。また、ｆｃｍは、ｆｃｓより高い。結果として、３０７として示されるように、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓには、基板ステージ８がモールドチャック２に追従することができないｆ１の成分とｆｃｍの成分とが残る。この位置ずれＰｍｓは、位置合わせ精度を低下させる。

図４には他の比較例が示されている。図４において、４０１は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、４０２は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。図４において、４０３は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、４０４は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。図３において、４０５は、モールドチャック２の計測位置Ｐｍ（より具体的には、モールドチャック２のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。図４において、４０６は、基板ステージ８の計測位置Ｐｓ（より具体的には、基板ステージ８のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すフラグであり、横軸は時間である。図４において、４０７は、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓ（より具体的には、モールド１と基板７のショット領域とのＸ又はＹ方向における位置ずれ）の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。

モールドチャック２の位置を制御する第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍは、基板ステージ８の位置を制御する第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数ｆｃｗより高い。また、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍは、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループゲインが０ｄＢより小さい帯域に位置する。モールドチャック２は、ゲイン交差周波数ｆｃｍと、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の共振周波数ｆ１との振動成分で揺れているものとする。ｆｃｍ、ｆ１は、基板ステージ８の位置を制御する第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の制御帯域よりも高いので、基板ステージ８は、モールドチャック２の振動に追従することができない。よって、図３に示された比較例と同様に、４０７として示されるように、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓには、基板ステージ８がモールドチャック２に追従することができないｆ１の成分とｆｃｍの成分とが残る。この位置ずれＰｍｓは、位置合わせ精度を低下させる。

以下、図５を参照しながら、第１実施形態に従って第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数を第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数より低くした場合の効果を例示的に説明する。図５において、５０１は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、５０２は、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。図５において、５０３は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の開ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。また、５０４は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループ伝達関数のゲイン特性を示すボード線図である。図５において、５０５は、モールドチャック２の計測位置Ｐｍ（より具体的には、モールドチャック２のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。図５において、５０６は、基板ステージ８の計測位置Ｐｓ（より具体的には、基板ステージ８のＸ又はＹ方向における計測位置）の変化を示すフラグであり、横軸は時間である。図５において、５０７は、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓ（より具体的には、モールド１と基板７のショット領域とのＸ又はＹ方向における位置ずれ）の変化を示すグラフであり、横軸は時間である。

図５では、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’が第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数ｆｃｓより低い。第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’は、例えば、補償器２０７のＰＩＤゲインを小さくすることによって下げることができる。第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’を第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数ｆｃｓに対して十分に低くすることによって、モールドチャック２に対する基板ステージ８の追従性を向上させることができる。例えば、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’は、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループゲインが３ｄＢ以下である帯域に存在することが好ましい。また、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’は、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループゲインが０ｄＢ以下である帯域に存在することがより好ましい。

例えば、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’が第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の閉ループゲインが０ｄＢ以下の帯域に存在する場合を想定する。この場合、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２は、モールドチャック２の振動に対してゲイン＝１で基板ステージ８を追従させることができる。共振周波数ｆ１は、変化しなくても、ゲイン交差周波数ｆｃｍ’が低くなったことによって共振周波数ｆ１におけるゲインが下がる。これにより、５０７として示されるように、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓが小さくなり、位置合わせ精度が改善される。

以上のように、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数を第２フィードバック制御系ＦＢＣ２のゲイン交差周波数より低くすることにより、基板とモールドとの位置合わせ精度を向上させることができる。また、このような思想によれば、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数の不要に高く設計する必要がないので、コストの増加を効果的に抑えることができる。

第１フィードバック制御系ＦＢＣ１のゲイン交差周波数ｆｃｍ’を下げることにより、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループゲインが小さくなる。これにより第１フィードバック制御系ＦＢＣに加わる外乱に対するサーボ剛性が低くなる。外乱としては、インプリント材を介して基板ステージ８から受ける力を挙げることができる。図６（ａ）には、基板７を保持した基板ステージ８がモールド１を保持したモールドチャック２が移動する様子が模式的に示されている。モールド１と基板７との間にはインプリント材６１が存在する。

図６（ｂ）には、目標位置Ａ０に向かって駆動されている基板ステージ８の移動が示されている。図６（ｂ）において、縦軸は基板ステージ８の位置Ｐｓ、横軸は時間を示している。図６（ｃ）には、インプリント材６１を介してモールドチャック２が基板ステージ８から受ける力Ｆの時間的な変化が示されている。モールドチャック２の位置を制御する第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の閉ループゲインを下げると、力Ｆのような外乱に対するサーボ剛性が低くなる。その結果、モールドチャック２が基板ステージ８の移動によって受ける力Ｆによって引きずられうる。これに対する対策として、基板ステージ８の位置を制御する第２フィードバック制御系ＦＢＣ２における操作量がモールドチャック２の位置を制御する第１フィードバック制御系ＦＢＣ１にフィードフォワードされることが好ましい。

例えば、図２に例示されるように、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２の補償器２０２が発生する操作量である力Ｆに応じた操作量−Ｆが第１フィードバック制御系ＦＢＣ１の補償器２０７の出力にフィードフォワードされうる。これにより、インプリント材６１を介してモールドチャック２が基板ステージ８から受ける力Ｆをキャンセルすることができる。ここで、補償器２０２が発生する操作量は、基板ステージ８の位置を制御するための推力である。

以下、図７を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。図７には、第２実施形態のインプリント装置１００における位置合わせシステム１１０’が示されている。位置合わせシステム１１０’は、モールド１（モールドチャック２）と基板７（基板ステージ８）との位置合わせを行う。位置合わせシステム１１０’は、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’と第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’とを備えている。第２実施形態は、第１制御対象が基板７であり、第２制御対象がモールド１である例である。よって、第２実施形態では、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’は、第１制御対象である基板７の位置をフィードバック制御し、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’は、第２制御対象であるモールド１の位置をフィードバック制御する。

第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’を説明する。目標指令器２０１は、基板ステージ８（基板７）の目標位置Ｕｓを発生する。目標位置Ｕｓは、典型的には、１つのショット領域に対するインプリント処理の間は、一定の位置である。計測器９は、基板ステージ８の位置（計測位置）Ｐｓを計測する。目標位置Ｕｓおよび計測位置Ｐｓは、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向に関する位置を含みうる。演算器２３３は、目標位置Ｕｓと計測位置Ｐｓとの偏差を演算する。補償器２０２は、例えば、ＰＩＤ演算器およびフィルタを含み、目標位置Ｕｓと計測位置Ｐｓとの偏差に基づいて各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向）の推力指令値を演算する。分配器２０３は、補償器２０２によって演算された各軸の推力指令値をアクチュエータ３２に発生させるべき推力指令値に分配する。Ｄ／Ａ変換器２０４は、分配器２０３によって分配された推力指令値をデジタル・アナログ変換する。ドライバ２０５は、Ｄ／Ａ変換器２０４によってアナログ値に変換された推力指令値に従ってドライバ２０５にアクチュエータ３２を駆動させる。このようにして、アクチュエータ３２によって基板ステージ８（基板７）が駆動される。

第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’を説明する。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’は、第１段階では、モールドチャックの目標位置Ｕｍと計測器５、６（第２計測器）によって計測される位置Ｐｍとの差が低減されるようにモールドチャック２の位置をフィードバック制御する。したがって、第１段階では、スイッチ２３１を介して、計測器５、６（第２計測器）によって計測される位置Ｐｍが演算器２３２に提供される。第１段階の後の第２段階では、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’は、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが低減されるようにモールドチャック２の位置をフィードバック制御する。したがって、第２段階では、スイッチ２３１を介して、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが演算器２３２に提供される。

目標指令器２０６は、第１段階では、計測器５、６によって計測される位置Ｐｍに基づいてモールドチャック２の位置を制御するための目標位置Ｕｍを発生する。また、目標指令器２０６は、第２段階では、計測器１０によって計測される位置ずれ（即ち、モールド１と基板７のショット領域との位置ずれ）Ｐｍｓに基づいてモールドチャック２の位置を制御するための目標位置Ｕｍを発生する。

演算器２３２は、目標位置Ｕｍと計測器５、６によって計測された計測位置Ｐｍ（第１段階）または計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓ（第２段階）との偏差を演算する。補償器２０７は、例えば、ＰＩＤ演算器およびフィルタを含み、演算器２３２によって演算された偏差に基づいて各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向）の推力指令値を演算する。分配器２０８は、補償器２０７によって演算された各軸の推力指令値をアクチュエータ３、４に発生させるべき推力指令値に分配する。Ｄ／Ａ変換器２０９は、分配器２０８によって分配された推力指令値をデジタル・アナログ変換する。ドライバ２１０は、Ｄ／Ａ変換器２０９によってアナログ値に変換された推力指令値に従ってドライバ２１０にアクチュエータ３、４を駆動させる。このようにして、アクチュエータ３、４によってモールドチャック２が駆動される。

ここで、第２段階では、計測器１０によって計測されたモールド１と基板７のショット領域との位置ずれＰｍｓが低減されるようにモールドチャック２が駆動される。つまり、第２段階では、基板７の位置に追従するようにモールド１が駆動される。

第２実施形態では、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’および第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’は、次のような制御を行う。即ち、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’は、基板ステージ８の目標位置に基づいて基板ステージ８の位置をフィードバック制御する。また、基板７の１つのショット領域に対するインプリント処理において、第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’は、計測器１０によって計測される位置ずれＰｍｓが低減されるようにモールドチャック２の位置をフィードバック制御する。ここで、インプリント処理における第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’のゲイン交差周波数は、インプリント処理における第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’のゲイン交差周波数より低い。

第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’の開ループ伝達関数は、補償器２０２、分配器２０３、Ｄ／Ａ変換器２０４、ドライバ２０５、アクチュエータ３２、基板ステージ８、計測器９のそれぞれ伝達関数の積である。第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’の開ループ伝達関数は、補償器２０７、分配器２０８、Ｄ／Ａ変換器２０９、ドライバ２１０、アクチュエータ３（４）、モールドチャック２、計測器１０のそれぞれ伝達関数の積である。

第２フィードバック制御系ＦＢＣ２’の補償器２０７が発生する操作量（モールドチャック２の位置を制御するための推力）である力Ｆに応じた操作量−Ｆが第１フィードバック制御系ＦＢＣ１’の補償器２０２の出力にフィードフォワードされうる。これにより、インプリント材６１を介して基板ステージ８がモールドチャック２から受ける力Ｆをキャンセルすることができる。

以下、上記の実施形態のインプリント装置１００を用いて物品を製造する物品製造方法を説明について説明する。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、パターンが形成された基板を処理（例えば、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一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。

１０：インプリント装置、１：モールド、２：モールドチャック、３：アクチュエータ、４：アクチュエータ、５：計測器、６：計測器、７：基板、８：基板ステージ、９：計測器、１０：計測器、１１：上部定盤、１３：振動絶縁機構、１４：ディスペンサ、１５：支持部材、２０：硬化ユニット、３２：アクチュエータ、１１０：位置合わせシステム、ＦＢＣ１：第１フィードバック制御系、ＦＢＣ２：第２フィードバック制御系

Claims (9)

1. 基板の上に供給されたインプリント材にモールドを接触させて該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記モールドおよび前記基板のうちの一方である第１制御対象の位置をフィードバック制御する第１フィードバック制御系と、
   前記モールドおよび前記基板のうちの他方である第２制御対象の位置をフィードバック制御する第２フィードバック制御系と、
   前記第１制御対象と前記第２制御対象との位置ずれを計測する計測器とを備え、
   前記インプリント処理において、前記第１フィードバック制御系は、前記第１制御対象の目標位置に基づいて前記第１制御対象の位置をフィードバック制御し、前記第２フィードバック制御系は、前記計測器によって計測される位置ずれが低減されるように前記第２制御対象の位置をフィードバック制御し、
   前記第１フィードバック制御系のゲイン交差周波数は、前記第２フィードバック制御系のゲイン交差周波数より低い、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記第１フィードバック制御系のゲイン交差周波数は、前記第２フィードバック制御系の閉ループゲインが３ｄＢ以下である帯域に存在する、
   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. 前記第２フィードバック制御系における操作量に応じた操作量が前記第１フィードバック制御系にフィードフォワードされる、
   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. 前記操作量は、前記第２制御対象の位置を制御するための推力である、
   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. 前記第２制御対象の位置を計測する第２計測器を更に備え、
   前記第２フィードバック制御系は、前記第２制御対象の目標位置と前記第２計測器によって計測される位置との差が低減されるように前記第２制御対象の位置をフィードバック制御した後に、前記計測器によって計測される位置ずれが低減されるように前記第２制御対象の位置をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記第１制御対象が前記モールドであり、前記第２制御対象が前記基板である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記第１制御対象が前記基板であり、前記第２制御対象が前記モールドである、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記計測器は、前記第１制御対象が有するマークと前記第２制御対象が有するマークとを観察するカメラを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか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、
   パターンが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製造方法。

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