JP2017103313A - 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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】 精度良く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、インプリント方法を提供すること。
【解決手段】 型１０３とインプリント材１０２を接触させ、インプリント材１０２を硬化させることにより基板１０１上に硬化したインプリント材１０２のパターンを形成するインプリント装置１００に関する発明である。基板１０１を移動させる移動手段１１１と、吐出口１１６ａを含み、移動手段１１１により基板１０１を移動させている間に吐出口１１６ａからインプリント材１０２を吐出する吐出手段１１５と、基板１０１の表面の高さ方向の位置に関する情報を計測する計測手段１２６と、計測手段１２６の計測結果に基づいて吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報を決定する決定手段１２２と、決定手段１２２が決定した情報に基づいて、インプリント材１０２の供給条件を補正する補正手段１２２と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図３

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。
半導体デバイス等の製造のために基板上に微細なパターンを形成する装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材（例えば光硬化性の組成物）を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。
特許文献１は、インプリント材を吐出する複数の吐出口の配列方向と矩形の被処理領域の短手方向とが鉛直方向まわりの回転方向に傾いている場合に生じる、インプリント材が供給される位置の目標の供給位置からのずれを補正する方法を開示している。具体的には、複数の吐出口の配列方向と、矩形の被処理領域の短手方向との回転方向の角度を計測し、当該回転角度に基づいて、インプリント材を吐出するタイミングやステージの移動方向を補正する旨を開示している。
特開２０１２−６９７５８
一般に、基板を移動させながら吐出手段がインプリント材を吐出する場合は、所定の滞空時間を考慮して吐出タイミングを決定している。しかし、基板の反りや基板の厚み分布により吐出口と基板との距離に分布があることが多く、このような吐出口と基板との距離の違いに応じて、インプリント材が吐出されてから基板上に供給されるまでの滞空時間がばらついてしまうおそれがある。当該所定の滞空時間と実際の滞空時間にずれがあることに起因してインプリント材の供給位置が目標位置からずれてしまう。
しかし、特許文献１は回転角度の補正についての記載はあるが、吐出口と基板との距離が分布をもっている場合の供給位置の補正方法については開示していない。よって特許文献１のインプリント装置では、吐出口と基板との距離に分布に起因してインプリント材の供給位置がずれてしまい、精度の良くパターンを形成することが困難となる恐れがある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、精度良く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、インプリント方法を提供することを目的とする。
本発明は、型とインプリント材を接触させ、前記インプリント材とを硬化させることにより基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、基板を移動させる移動手段と、吐出口を含み、前記移動手段により前記基板を移動させている間に前記吐出口から前記インプリント材を吐出する吐出手段と、前記基板の表面の高さ方向の位置に関する情報を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報を決定する決定手段と、前記決定手段が決定した、前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報に基づいて、前記インプリント材の供給条件を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、精度良くインプリント材を供給することができる。
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。 吐出手段の構成を示す図である。 第１実施形態に係るインプリント方法を示すフローチャートである。 基板の表面の高さ方向の位置について説明する図である。 吐出口と基板の距離が一定の場合のインプリント材の供給位置を示す図である。 吐出口と基板の距離が一定ではない場合のインプリント材の供給位置を示す図である。 第１実施形態の供給条件の補正方法を説明する図である。 第１実施形態の供給条件の補正方法を示す図である。 基準面について説明する図である。 第５実施形態に係る計測方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撮像結果を示す図である。
［第１実施形態］
（装置構成）
図１は、実施形態に係るインプリント装置１００の構成を示す図である。図１において、鉛直方向（高さ方向）をＺ軸とする。さらに、当該Ｚ軸に垂直な平面内（高さ方向と交差する平面内）で互いに直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としている。ＸＹ平面内におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置成分を（Ｘ、Ｙ）で表す。
本実施形態ではインプリント材１０２は光硬化性の材料である。
照射部１０４は紫外線１０５を基板１０１に照射し、未硬化状態のインプリント材１０２を硬化させる。照射部１０４は紫外線１０５を出射する光源１０６と、紫外線１０５の光路を基板１０１の方向に折り曲げるミラー１０７とを有する。
モールド１０３は、外周が矩形であり、その中心部には凹凸パターンが形成された矩形のパターン部１０３ａを有する。基板１０１上にはパターン部１０３ａとほぼ同じ大きさの被処理領域であるパターン領域１２０が複数形成されている。
インプリント装置１００では、インプリント材１０２とモールド１０３とを接触させる動作（以下、押型動作という）を行う。さらに、インプリント材１０２とモールド１０３とを接触させた状態でインプリント材１０２を硬化させることにより基板１０１上にパターンを形成する。
１回の押型動作で１つのパターン領域１２０上にパターン部１０３ａの転写パターンが形成される。モールド１０３の材料は、石英などの紫外線１０５を透過する材料である。
チャック１０８は、真空吸着力や静電気力によりモールド１０３を保持する。駆動機構１０９は、チャック１０８と共にモールド１０３をＺ軸方向に沿って移動させる。紫外線１０５が基板１０１に到達するように、チャック１０８および駆動機構１０９は中央部に開口領域１１０を有する。モールド１０３の押型動作およびインプリント材１０２とモールド１０３とを引き離す動作（以下、離型動作という）の際に、モールド１０３を移動させる。
基板ステージ（移動体）１１１は、チャック１１２ａと駆動機構１１２ｂとを有し、後述の制御部１２２からの指示にしたがって基板１０１を位置決めする。チャック１１２ａは、基板１０１を真空吸着力や静電気力により基板１０１を保持する。駆動機構１１２ｂは、チャック１１２ａにより基板１０１を保持した状態でＸＹ平面内に沿って移動する。基板１０１の位置計測に使用されるは、駆動機構１１２ｂ上に設けられている。駆動機構１１２ｂは、例えば、エアシリンダやピエゾアクチュエータ等である。
駆動機構１０９および駆動機構１１２ｂは、粗動駆動系や微動駆動系等、複数の駆動系から構成されていてもよい。また、駆動機構１０９はＺ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、および各軸周りの回転方向へモールド１０３を移動させる機構であってもよい。駆動機構１１２ｂはＸ軸方向およびＹ軸方向だけではなく、その他の軸方向、および各軸周りの回転方向へ基板１０１を移動させる機構であってもよい。押型動作および離型動作は、モールド１０３および基板１０１のうち少なくとも一方をＺ軸方向に移動させることで行えばよい。
モールド１０３の上方に透過部材１１３を配置することで、開口領域１１０内に、圧力調整が可能な空間１１４を設けている。インプリント材１０２にパターン部１０３ａを接触させる際に、パターン部１０３ａを基板１０１の方向に凸形状に撓ませる。これにより、モールド１０３とインプリント材１０２の間に気泡が入ることを防ぎ、パターン部１０３ａの隅々までインプリント材１０２を充填させることができる。
図２は吐出手段１１５を−Ｚ方向から見た図である。Ｙ軸方向に沿って複数のノズル１１６が配列されている。吐出手段１１５は、ノズル１１６の吐出口（供給口）１１６ａを含み、基板ステージ１１１が基板１０１を所定方向（本実施形態では−Ｘ方向）に移動させている間に吐出口１１６ａからインプリント材１０２を吐出する。固定配置された吐出手段１１５は、インプリント材１０２を所定の時間間隔で所定量ずつ吐出する。このようにして、基板１０１上のパターン領域１２０にインプリント材１０２を供給する。
ノズル１１６はノズル１１６が有する吐出機構としてピエゾ素子（不図示）を有し、圧電効果を利用してインプリント材１０２を押し出す。ピエゾ素子に印加する電圧の波形（以下、駆動波形という）や、その駆動波形にしたがって電圧を印加するタイミングは、後述の制御部１２２によって指示される。なお、吐出手段１１５によって吐出されるインプリント材１０２は、未硬化前のインプリント材１０２である。
本実施形態および後続の実施形態において、吐出速度は、インプリント材１０２が滞空中の速度の積分値を、滞空時間Δｔで除した値に相当する。吐出手段１１５より与えられた初速度と空気抵抗を受けて減速し基板に到達する直前の速度とのずれを補正し、落下中のインプリント材１０２の速度を等速と仮定したためである。
計測部１１７は、モールド１０３の上方から基板１０１を撮像し、パターン部１０３ａに形成されている複数のマーク１１８とパターン領域１２０に形成されている複数のマーク１１９との相対位置のずれを計測する。
撮像部１２１は、モールド１０３を透過する光を基板１０１に向けて照射し、ＣＣＤなどの撮像素子で基板１０１からの反射光を受光することによりモールド１０３とインプリント材１０２の接触状態を撮像する。押印動作中におけるパターン部１０３ａと基板１０１との間へのパーティクルの挟み込みや、パターン部１０３ａへのインプリント材１０２の充填の様子を撮像する。
計測部１２６は、計測部１２６と基板１０１の表面の各位置との距離を計測する。すなわち、基板１０１の表面のＺ軸方向の位置に関する情報（基板の表面の高さ方向の位置に関する情報）を計測する。Ｚ軸方向の位置を、以下、Ｚ位置という。本実施形態では計測部１２６は、基板１０１の表面のＺ軸方向の位置を計測する。
計測部１２６は、例えば、レーザ干渉計や、基板に対して斜めに光を入射して反射光を検出する斜入射方式の高さ計測器等である。計測部１２６は、静電容量センサやエンコーダ等、その他の計測器でもよい。同時に複数点の計測をできるように、複数の計測部を含んでいてもよい。計測部１２６と基板１０１の距離は、制御部１２２による吐出口１１６ａと基板１０１の距離の算出に用いられる。
制御部（決定手段、補正手段）１２２はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを有しており、照射部１０４、駆動機構１０９、基板ステージ１１１、吐出手段１１５、計測部１１７、撮像部１２１および記憶部１２３と回線を介して接続されている。これらを統括的に制御して、後述の図３のフローチャートに示すプログラムにしたがってインプリント処理を実行する。
制御部１２２は、決定手段として機能し、計測部１２６の計測結果に基づいて、吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報を決定する。
さらに、制御部１２２は、補正手段としても機能し、制御部１２２によって決定された吐出口１１６ａと基板１０１の距離に関する情報に基づいて、基板１０１へのインプリント材１０２の供給条件を補正する（調整する）。
当該補正は、基板１０１上に供給されるインプリント材１０２の供給位置が理想の供給位置に近づくようにする補正である。供給条件は、基板１０１上にインプリント材１０２が供給される間の基板ステージ１１１の移動速度、吐出口１１６ａからのインプリント材１０２の吐出速度、および吐出口１１６ａからのインプリント材１０２の吐出タイミングの少なくとも１つである。
記憶部１２３は、制御部１２２により読み取り可能なハードディスク（記憶媒体）等で構成される。図３のフローチャートに示すプログラム、計測部１２６と吐出手段１１５のそれぞれのＺ位置、およびノズル１１６の配置等を記憶している。ベース定盤１２４には、基板ステージ１１１が載置される。ブリッジ定盤１２５により、駆動機構１０９を吊り下げて支持している。
（インプリント方法）
本実施形態に係るインプリント方法について図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態において吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報は、吐出口１１６ａと基板１０１の表面のそれぞれの目標の供給位置との高さ方向の距離の分布である。制御部１２２が補正するインプリント材１０２の供給条件は、基板ステージ１１１の速度である。本実施形態は、インプリント材１０２を吐出中の基板ステージ１１１の移動方向であるＸ軸方向に供給位置のずれが、基板ステージ１１１の非移動方向であるＹ軸方向への供給位置のずれよりも大きくずれやすい場合に適している。
まず、計測部１２６が基板１０１の高さ方向の位置を計測する（Ｓ１０１）。計測部１２６は複数の計測点を代表的に計測する。そして、制御部１２２が、吐出口１１６ａと基板１０１の表面の各位置との距離を決定する（Ｓ１０２）。制御部１２２は、計測部１２６の計測結果に基づいて吐出口１１６ａと計測点以外の位置との距離を補完する演算処理を行い、基板１０１の表面の高さの分布を示す近似関数Ｆ（ｘ、ｙ）を求める。近似関数は、Ｆ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｆで示す１次関数、Ｆ（ｘ、ｙ）＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ＋ｅｙ＋ｆで示す２次関数、あるいはさらに高次の関数であってもよい。
計測点は基板１０１の中心領域および外周領域を含むように選択することが好ましい。中心領域とは基板１０１の半径の、半分の半径で仮想的に描かれる円の内側領域である。外周領域とは、中心領域を取り囲む中心領域よりも外周側の領域である。これにより制御部１２２が近似関数Ｆ（ｘ，ｙ）を精度良く決定することができる。
計測部１２６による計測結果について図４を用いて説明する。図４（ａ）は基板１０１を＋Ｚ方向から見た図、図４（ｂ）は基板１０１の中心を通るＸ位置Ａ−Ａ’間の高さ方向の位置の分布を示す図である。１つのパターン領域１２０あたりの高さ方向の位置の分布は、Ｘ軸方向に対して１次式で近似される。
図３のフローチャートの説明に戻る。次に、制御部１２２は、パターン領域１２０へのインプリント材１０２の供給位置が目標の供給位置になるように供給条件を補正する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３の工程の詳細は後述する。
インプリント装置１００は、吐出手段１１５および基板ステージ１１１を用いて、補正後の供給条件に基づいてパターン領域１２０にインプリント材１０２を供給する（Ｓ１０４）。基板ステージ１１１は基板１０１をモールド１０３と対向する位置に移動させる。駆動機構１０９がモールド１０３を下降させて、押型動作を行う（Ｓ１０５）。
モールド１０３とインプリント材１０２とを接触させている状態で、照射部１０４がパターン領域１２０に紫外線１０５を照射し、インプリント材１０２を硬化させる（Ｓ１０６）。インプリント材１０２の硬化後、駆動機構１０９がモールド１０３を上昇させて離型動作を行う（Ｓ１０７）。
Ｓ１０３における供給条件の補正方法について説明する前に、図５（ａ）（ｂ）により補正を行わなかった場合について説明する。
図５（ａ）は、平坦な基板１０１の傾きを示す図である。基板１０１が所定の高さＨ０にあることを示している。所定の高さは、基板１０１をチャック１１２に載置した際の設計の高さである。図５（ｂ）はインプリント材１０２の供給されたパターン領域１２０を＋Ｚ方向から見た図である。
図６（ａ）は、基板１０１の表面の傾きを示す図であり、図６（ｂ）は、Ｘ軸方向にのみインプリント材１０２が供給された供給位置のずれが生じている様子を示している。等間隔で配列された縦横の破線の交点１０は、理想的なインプリント材１０２の供給位置、すなわち目標位置（目標供給位置）である。黒丸は基板１０１に供給されたインプリント材１０２を示している。所定の速度で基板ステージ１１１を−Ｘ方向に移動させながらインプリント材１０２を供給する場合、吐出口１１６ａから高さＨ０までの距離が一定であるため、交点１０にインプリント材１０２が供給される。
図４（ｂ）で示した前述の位置Ｂ−Ｂ’のようにパターン領域１２０の高さ方向の位置が傾きを有する場合、高さＨ０より高い位置では供給口１１６ａとの距離が小さくなる。吐出手段１１５は、基板１０１がＸ軸方向に移動している間にインプリント材１０２を供給する。よって、インプリント材１０２の滞空時間が短くなるので、高さＨ０の位置にインプリント材１０２を供給する場合よりも早く基板１０１に供給される。
反対に、高さＨ０よりも低い位置では供給口１１６ａとの距離が大きくなる。したがって、インプリント材１０２の滞空時間は長くなるので、高さＨ０の位置にインプリント材１０２を供給する場合よりも遅く基板１０１に供給される。よって図６（ｂ）に示すように、基板１０１の高さ方向の位置が高さＨ０から離れるほど、交点１０に対するインプリント材１０２の位置のずれが大きくなる。
基板ステージ１１１の移動するＸ軸方向に対する基板１０１のＺ軸方向の分布による供給位置のずれに対して、制御部１２２は基板ステージ１１１の移動速度を補正して供給位置のずれを補正する方法である。
図７は、高さＨ１の位置Ａにインプリント材１０２を供給するときの様子を示している。補正前の基板ステージ１１１の移動速度をＶ１とする。インプリント材１０２の吐出速度はＶ２である。吐出口１１６ａと高さＨ１の目標位置である位置ＡとのＺ軸方向の距離をＨ１である。吐出時の位置ＡのＸ位置と吐出口１１６ａのＸ位置との距離がＬ１のときに吐出手段１１５はインプリント材１０２を吐出する。補正後の基板ステージ１１１の移動速度をＶ１＋ΔＶとするとき、式（１）、（２）が成立する。制御部１２２は、式（１）、（２）より速度の補正量ΔＶが式（３）を決定する。
Ｔ１＝Ｌ１／（Ｖ１＋ΔＶ）・・・（１）
Ｔ２＝Ｈ１／Ｖ２・・・（２）
ΔＶ＝（Ｌ１・Ｖ２）／Ｈ１−Ｖ１・・・（３）
図８（ａ）は、基板１０１の各Ｘ位置の高さと基板ステージ１１１の移動速度の関係を示している。このように、制御部１２２は、所定の高さＨ０よりも低い目標位置にインプリント材１０２を供給するときの移動速度を所定の高さＨ０よりも高い目標位置にインプリント材１０２を供給するときの前記移動速度よりも大きくする。
制御部１２２が供給条件を補正することにより、吐出口１１６ａと基板との距離が分布をもっている場合において従来よりも基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。これにより、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材１０２のパターンとしてパターン欠陥の少ない良好なパターンを形成することができる。
［第２実施形態］
本実施形態では計測部１２６は、基板１０１の表面のＺ位置を計測する。本実施形態において吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報は、吐出口１１６ａと基板１０１の表面のそれぞれの目標の供給位置との高さ方向の距離の分布である。制御部１２２が補正するインプリント材１０２の供給条件は、インプリント材１０２の吐出タイミングである。吐出のタイミングを、１回目の吐出開始の時刻と、直前の吐出時刻から次の吐出時刻までの時間間隔（吐出間隔）で制御している場合の実施形態である。インプリント装置１００の構成に関し、説明のない部分は第１実施形態と同様である。
本実施形態は、パターン領域１２０におけるＸ軸方向への傾きとＹ軸方向への傾きとどちらが大きい場合も適用できる。実施形態に係るインプリント方法のうち、第１実施形態とは異なるＳ１０３の工程のみ説明する。
吐出手段１１５がインプリント材１０２を吐出間隔Ｔで周期的に吐出している場合、図８（ｂ）に示すように吐出タイミングを制御する。高さがＨ０より高い場合はＴに対して遅めにインプリント材１０２を吐出し、高さがＨ０よりも低い場合はＴに対して早めにインプリント材１０２を吐出する。すなわち、高さが所定の高さＨ０より低い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出タイミングを、所定の高さＨ０より高い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出タイミングよりも早くする。
所定の高さＨ０よりも高い目標位置に供給する場合、制御部１２２は、所定の高さＨ０の供給するインプリント材１０２を吐出してから次にインプリント材１０２を供給するまでの時間をＴ＋ΔＴにする補正をする。式（４）に示すΔＴだけ吐出のタイミングを遅らせる。
ΔＴ＝Ｌ１／Ｖ１−Ｈ１／Ｖ２・・・（４）
位置Ａの次に供給する位置に対しては、位置Ａに向けて吐出したインプリント材１０２を吐出してから次のインプリント材を吐出するまでの時間を（Ｔ＋２・ΔＴ）とすればよい。インプリント材１０２を吐出するごとに吐出タイミングを補正することにより、供給位置のずれを補正することができる。
制御部１２２が供給条件を補正することにより、吐出口１１６ａと基板との距離が分布をもっている場合において従来よりも基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。これにより、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材１０２のパターンとしてパターン欠陥の少ない良好なパターンを形成することができる。
［第３実施形態］
本実施形態において吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報は、基準位置の高さとインプリント材１０２の目標位置の高さとの差の分布である。制御部１２２が補正するインプリント材１０２の供給条件は、インプリント材１０２の吐出タイミングである。インプリント装置１００の構成に関し、説明のない部分は第１実施形態と同様である。実施形態に係るインプリント方法のうち、第１実施形態とは異なるＳ１０３の工程のみ説明する。
基板１０１の表面のＺ軸方向の位置に関する情報として、基板１０１の表面形状を計測する。計測部１２６は、図９に示すような、基板１０１の表面形状の情報を制御部１２２に出力する。表面形状は、基板１０１の面外方向（本実施形態ではＺ軸方向、基板の厚み方向）の形状に関する情報である。計測部１２６と基板１０１の表面との距離を、基板１０１条の複数箇所で計測し、計測結果に基づいて基板１０１の３次元の表面形状を算出する。
仮想的な平坦な面である基準面２０１に対する、基板１０１の表面（計測対象の面、モールド１０３と対向する面）の各位置の面外方向へのずれに関する情報が得られる。基準面２０１の中心を基準位置とよぶ。
図９は基板１０１のＸ軸方向の断面図であり、基準面２０１（破線）と各Ｘ位置での基板１０１の表面の位置（実線）との関係を示す図である。
制御部１２２は、基準位置の高さとインプリント材１０２の目標位置の高さとの差ΔＨの分布を決定する。図９では、目標位置が位置Ｃ（Ｘ，Ｙ）の差ΔＨを図示している。吐出手段１１５からの樹脂の吐出速度をＶ２とした場合、滞空時間が基準位置に比べてΔＨ／Ｖ２だけ短くなる。
したがって、吐出タイミングをΔＴ＝ΔＨ／Ｖ２だけ早くするように、制御部１２２は吐出タイミングを補正すればよい。制御部１２２は、他の目標位置に吐出する場合も、同様にして吐出タイミングを補正する。このようにして、制御部１２２は、所定の高さよりも低い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出タイミングを、所定の高さよりも高い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出タイミングよりも早くするように補正する。
制御部１２２が供給条件を補正することにより、吐出口１１６ａと基板との距離が分布をもっている場合において従来よりも基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。これにより、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材１０２のパターンとしてパターン欠陥の少ない良好なパターンを形成することができる。
なお、第２実施形態および第３実施形態において、補正する吐出タイミングは時間間隔でなくてもよい。インプリント材１０２を吐出するタイミングを時刻で管理している場合は、制御部１２２は所定の高さＨ０よりも高い目標位置に供給するインプリント材１０２を吐出する時刻を補正前の時刻よりも早める。また、制御部１２２は所定の高さＨ０よりも低い目標位置に供給するインプリント材１０２を吐出する時刻を、補正前の時刻よりも遅くする補正をする。
この場合、吐出タイミングの早い／遅い、は、吐出口１１６ａの位置（Ｘ，Ｙ）と目標位置の位置（Ｘ、Ｙ）とのＸＹ平面内における距離が大きい／小さい、ときに吐出口１１６ａから吐出することをいう。このように吐出タイミングを補正した場合も、制御部１２２が供給条件を補正することにより、基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。
［第４実施形態］
本実施形態において吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報は、基準位置の高さとインプリント材１０２の目標位置の高さとの差の分布である。基準位置の説明は、第３実施形態と同様であるため説明を省略する。制御部１２２が補正するインプリント材１０２の供給条件は、インプリント材１０２の吐出速度である。インプリント装置１００の構成に関し、説明のない部分は第１実施形態と同様である。
ピエゾ素子に印加する電圧の駆動波形を変更することで吐出速度を補正する。制御部１２２は、所定の高さよりも低い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出速度を、所定の高さより高い目標位置に供給するインプリント材１０２の吐出速度よりも大きくする。実施形態に係るインプリント方法のうち、第１実施形態とは異なるＳ１０３の工程のみ説明する。
吐出速度の補正前では、基板ステージ１１１が＋Ｘ方向に速度Ｖ１移動している間に吐出手段１１５はインプリント材１０２を吐出速度Ｖ２で吐出する場合を例に説明する。制御部１２２は、基板１０１の目標位置の高さが基準位置の高さＨ０よりも低い場合は、吐出速度をＶ２よりも大きくする。具体的には、目標位置が高さＨ０よりもΔＨだけ低い場合は、インプリント材１０２が吐出されてから基板１０１に供給されるまでの滞空時間Δｔが＝（Ｈ０＋ΔＨ）／Ｖを満たす吐出速度Ｖに補正する。
同様にして、制御部１２２は、基板１０１の目標位置の高さが高さＨ０よりも高い場合は吐出速度をＶ２よりも小さくする。具体的には、目標位置が高さＨ０よりもΔＨだけ高い場合は、Δｔ＝（Ｈ０−ΔＨ）／Ｖを満たす吐出速度Ｖに補正する。
このように、制御部１２２は、吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布の情報に基づいて吐出速度を補正する。これにより、目標位置に対するインプリント材１０２の供給位置のずれを低減できる。よって、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材１０２のパターンを精度良く形成することができる。
［第５実施形態］
第５実施形態では、基板１０１の表面の高さ方向の位置を計測する計測手段として、計測部１２６のかわりに、撮像部１２１および制御部１２２を使用する。撮像部１２１を、基板１０１が移動している間に、吐出手段１１５より異なるタイミングで吐出され且つ基板１０１の少なくとも２箇所に供給されたインプリント材１０２を撮像する撮像手段として使用する。
さらに、制御部１２２を、撮像部１２１の撮像結果を画像処理することによって、当該少なくとも２箇所の位置を算出する算出手段として使用する。インプリント装置１００の構成に関し、説明のない部分は第１実施形態と同様である。これにより、基板１０１の表面のＺ位置を計測する。
図１０（ａ）は吐出手段１１５と基板ステージ１１１とを＋Ｚ方向から見た図、図１０（ｂ）は−Ｙ方向から、１０図（ｃ）は＋Ｘ方向から見た図である。
図１０（ｂ）に示す通り、基板ステージ１１１が＋Ｘ方向に速度Ｖ１移動している間に吐出手段１１５はインプリント材１０２を吐出速度Ｖ２で吐出する。基板１０１がＹ軸まわりの回転成分ωＹ方向に角度θ、Ｘ軸まわりの回転成分ωＸ方向に角度φだけ一方向に傾いている場合について説明する。基板ステージ１１１の移動方向に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に距離Ｗだけ離れて設けられた２つの吐出口１１６ａ、１１６ｂを図１０（ｃ）で図示している。
角度θ、角度φの求め方について、以下説明する。まず、基板ステージ１１１に基板１０１を一定速度Ｖ１で移動させながら、時刻Ｔ１で、吐出手段１１５は吐出口１１６ａ、１１６ｂから同時にインプリント材１０２を吐出する。吐出口１１６ａは、先にインプリント材１０２を吐出してから所定時間Ｔが経過した後（時刻Ｔ２）にもう一度インプリント材１０２を吐出する。すなわち吐出口１１６ａは、異なるタイミングで基板１０１の少なくとも２箇所に吐出している。
撮像部１２１は、インプリント材１０２の供給された基板１０１を撮像する。図１１（ａ）は、撮像したときの様子を示す。位置３１１は、時刻Ｔ１において吐出口１１６ａから吐出されたインプリント材１０２の位置である。位置３１２は、時刻Ｔ２において吐出口１１６ａから吐出されたインプリント材１０２である。位置３１３は、時刻Ｔ１で吐出口１１６ａから吐出されたインプリント材１０２である。
次に、撮像部１２１が撮像結果を画像処理して、制御部１２２が位置３１１、３１２、３１３の位置（Ｘ，Ｙ）を算出する。制御部１２２は、算出した位置３１１、３１２、３１３の情報を用いて、角度θ、角度φを算出する。角度θ、角度φの算出方法について図１１（ａ）および図１１（ｂ）を用いて説明する。
位置３１１と位置３１２の距離はＬ’である。距離Ｌ’は、時間Ｔの間に速度Ｖ１で基板ステージ１１１が進む距離Ｌ＝Ｖ１・ＴよりもΔＬ’＝Ｌ’−Ｌ＝Ｌ’−Ｖ１・Ｔだけ長くなっている。これは、基板１０１の表面形状が水平面に対して角度θ傾いている分だけ着弾位置の高さに距離Ｈの差があり、時刻Ｔ１で吐出されたインプリント材１０２の滞空時間ｔと、時刻Ｔ２で吐出されたインプリント材１０２の滞空時間ｔ２が異なることに起因している。
滞空時間の差ΔＴ＝ｔ２−ｔ１＝Ｈ／Ｖ２であることから、距離Ｈ＝（Ｌ’−Ｖ１・Ｔ）・Ｖ２／Ｖ１が成立する。制御部１２２は、式（１０）を計算することにより、角度θを算出する。
θ＝ｔａｎ−１（Ｈ／Ｌ’）＝ｔａｎ−１｛（Ｌ’−Ｖ１・Ｔ）・Ｖ２／（Ｖ１・Ｌ’）｝・・・（１０）
制御部１２２は、得られた位置３１１、３１３の情報を用いて角度φを算出する。
位置３１１のＸ位置と、位置３１２のＸ位置は、距離Ｄ１だけ離れている。これは、基板１０１の表面形状が水平面に対して角度φ傾いている分だけ滞空時間が長くなり、滞空時間が長くなった分だけ基板１０１がＸ軸方向に移動したことに起因している。Ｄ１／Ｖ１＝Ｗ・ｔａｎ（φ）／Ｖ２という関係式が成立する。よって制御部１２２は式（１１）を計算することにより角度φを算出する。
φ＝ｔａｎ−１｛（Ｄ１・Ｖ２／（Ｖ１／Ｗ）｝ ・・・（１１）
以上のようにして、制御部１２２は、基板１０１の角度θ、角度φを算出することができる。また、制御部１２２は、位置３１２と理想的な位置３２０とのずれΔＬを算出し、位置３１１のＺ位置を算出できる。さらに、位置３１２、３１３、角度θ、角度φを用いて、位置３１２、３１３のそれぞれのＺ位置を算出する。これにより、位置３１１、３１２、３１３基板１０１のＺ位置を計測する（決定する）。
制御部１２２は、位置３１１，３１２、３１３のＺ位置に基づいて吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報を決定し、インプリント材の供給条件を補正する。詳細な補正する方法は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
制御部１２２が供給条件を補正することにより、吐出口１１６ａと基板との距離が分布をもっている場合において従来よりも基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。これにより、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材１０２のパターンとしてパターン欠陥の少ない良好なパターンを形成することができる。本実施形態の場合、撮像部１２１も制御部１２２も、硬化したインプリント材１０２のインプリント処理に使用されるものなので、計測部１２６のような実装の増加を抑制することができる。
撮像部１２１を用いてインプリント材１０２の吐出された位置を計測する前に、基板１０１に紫外線１０５を照射してインプリント材１０２を硬化させてしまうことが好ましい。制御部１２２による画像処理の際に、インプリント材１０２の位置計測の精度を向上させることができる。
計測に使用する基板１０１は、インプリント処理に使用する基板（プロセスウエハ）と同じでもよいし、異なる基板（ベアウエハ）を使用してもよい。
プロセスウエハを使用する場合は、インプリント材１０２がインプリント処理でパターンを形成する領域を避け、スクライブライン上に供給されるように基板ステージ１１１の移動条件やインプリント材１０２の吐出の時間間隔を調整すればよい。ベアウエハを使用する場合は、インプリント材１０２の接触角が大きくなるような材質あるいは加工が施された、計測用の専用基板であることが好ましい。例えば、フッ素系材料がコーティングされた基板を用いることが好ましい。
距離Ｌが小さくなるように時間Ｔを調整することにより、基板１０１の複数の領域ごとの傾きを計測してもよい。制御部１２２は、複数領域での計測結果の補完演算をして、基板１０１の３次元形状を算出してもよい。計測に使用する吐出口１１６ａの数は２つに限られない。全ての吐出口を用いて、基板１０１の表面形状を広範囲に計測してもよい。また、例えば角度φが無いことが分かっているばあいなど、計測の必要が無い場合は吐出口１１６ａのみを用いてもよい。
［その他の実施形態］
インプリント装置１００は、吐出口１１６ａと基板１０１との距離の分布に関する情報と、制御部１２２が補正するインプリント材１０２の供給条件と、計測手段として、前述の各実施形態で挙げたものを適宜組み合わせてもよい。組み合わせた実施形態に係るインプリント装置１００あっても、基板１０１上の目標位置に対して精度良くインプリント材１０２を供給することができる。
供給位置のずれを補正するための供給条件として、例えば次の条件が挙げられる。基板１０１上にインプリント材１０２が供給される間の基板ステージ１１１の移動速度、吐出口１１６ａからのインプリント材１０２の吐出速度、吐出口１１６ａからのインプリント材１０２の吐出タイミングである。複数種類の供給条件の補正を組み合わせて、これらの供給条件のうち少なくとも１つの供給条件を補正してもよい。
制御部１２２による供給条件の補正は、複数の吐出口１１６ａに対して異なる補正量を適用してもよい。
実施形態に係るインプリント方法として、計測部１２６はインプリント装置１００外部に配置されていてもよい。この場合、計測部１２６が制御部１２２に出力する情報は、基板１０１の表面形状でもよい。
制御部１２２は、インプリント装置１００の他の構成要素と共通の筐体内に設置されてもよいし、筐体外に設置されてもよい。また、制御部１２２は、制御対象物や、機能（算出手段としての機能、決定手段としての機能、補正手段としての機能等）毎に異なる制御基板の集合体であってもよい。
基板１０１は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、インプリント材等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料の部材が形成されていてもよい。基板１０１は、具体的には、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラス等である。
インプリント材１０２には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態のインプリント材を呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。
インプリント材１０２は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板１０１上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。
［物品製造への適用］
インプリント装置１００を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。
物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
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。
１００ インプリント装置
１０１ 基板
１０２ インプリント材
１０３ 型
１１１ 基板ステージ（移動手段）
１１５ 吐出手段
１１６ａ 吐出口
１２２ 制御部（決定手段、補正手段）
１２６ 計測部（計測手段）

Claims (10)

  1. 型とインプリント材を接触させ、前記インプリント材とを硬化させることにより基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
    基板を移動させる移動手段と、
    吐出口を含み、前記移動手段により前記基板を移動させている間に前記吐出口から前記インプリント材を吐出する吐出手段と、
    前記基板の表面の高さ方向の位置に関する情報を計測する計測手段と、
    前記計測手段の計測結果に基づいて前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報を決定する決定手段と、
    前記決定手段が決定した、前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報に基づいて、前記インプリント材の供給条件を補正する補正手段と、
    を有することを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記計測手段は、前記基板が移動している間に、前記吐出口から異なるタイミングで吐出され且つ前記基板の少なくとも２箇所に供給された前記インプリント材を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段の撮像結果を画像処理することによって、前記少なくとも２箇所の前記高さ方向と交差する平面内における位置成分を算出する算出手段と、を有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. 前記供給条件は、前記基板上に前記インプリント材を供給する間の前記移動体の移動速度と、前記吐出口からの前記インプリント材の吐出速度と、前記吐出口からの前記インプリント材の吐出タイミングと、の少なくとも１つであ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. 前記供給条件は前記吐出タイミングであって、前記補正手段は、所定の高さよりも低い目標供給位置に供給する前記インプリント材の吐出タイミングを、前記所定の高さよりも高い目標供給位置に供給する前記インプリント材の吐出タイミングよりも早くす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. 前記供給条件は前記吐出速度であって、前記補正手段は、所定の高さよりも低い目標供給位置に供給する前記インプリント材の吐出速度を、前記所定の高さより高い目標供給位置に供給する前記インプリント材の吐出速度よりも小さくす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。
  6. 前記供給条件は前記移動手段の移動速度であって、前記補正手段は、所定の高さよりも低い目標供給位置に前記インプリント材を供給するときの前記移動速度を前記所定の高さよりも高い目標供給位置に前記インプリント材を供給するときの前記移動速度よりも大きくす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。
  7. 前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報は、基準位置の高さと前記インプリント材の目標供給位置の高さとの差の分布であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  8. 前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報、前記吐出口から前記インプリント材の目標供給位置までの高さ方向の距離の分布である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. 基板の表面の高さ方向の位置に関する情報を計測する工程と、
    前記計測する工程での計測結果に基づいて、前記基板に供給するインプリント材を吐出する吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報を決定する工程と、
    前記決定する工程で決定された前記吐出口と前記基板との距離の分布に関する情報に基づいて、前記インプリント材の供給条件を補正する工程と、
    前記補正する工程で補正された前記供給条件に基づいて前記基板に前記インプリント材を供給する工程と、
    前記工程で供給された前記インプリント材と型とを接触させた状態で前記インプリント材を硬化する工程と、
    前記型と前記工程で硬化した前記インプリント材とを引き離す工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。
  10. 請求項１乃至請求項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、
    前記工程の後に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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