JP2017147414A - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント装置の設計上の制約を緩和しつつ基板および／または型の破損やパターンの転写不良を低減す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、基板の上のインプリント材に型を接触させた状態で該インプリント材を硬化させる。インプリント装置は、前記基板と前記型との相対位置関係を調整する調整機構と、前記調整機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記基板の上のインプリント材に前記型を接触させる動作において必要な前記基板と前記型との間の相対駆動量を前記調整機構が有する駆動誤差に基づいて補正することによって補正駆動量を決定し、前記補正駆動量に従って前記調整機構を動作させる。【選択図】図２

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。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品を製造するための新たなリソグラフィ技術として、インプリント技術が注目されている。インプリント技術は、基板の上のインプリント材に型（モールドまたはテンプレートとも呼ばれる）を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板の上に硬化したインプリント材のパターンを形成する技術である。インプリント技術によれば、例えば、基板の上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。

インプリント装置では、基板の上のインプリント材に型を接触させる際に、基板と型との相対位置関係を正確に調整することが望まれる。この調整が不正確であると、基板と型とが衝突して基板および／または型が破損したり、パターンの転写不良が起こったりしうる。

特許文献１には、基板にテンプレート（型）を押し付ける際に、テンプレートの傾きまたはテンプレートと基板との間隔を計測し、この計測結果に基づいて、基板にテンプレートを押し付ける力を調節することが記載されている。特許文献２には、基板の上の被転写物にモールド(型）を接触させた状態でモールドの傾きを計測し、この計測結果に基づいてモールドと基板との位置合わせを行うことが記載されている。特許文献３には、基板の上のインプリント材に型を接触させる際に、型の高さ、傾きおよび水平方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて基板と型との位置合わせを制御することが記載されている。

特開２０１３−２１９２３０号公報 特開２００６−１６５３７１号公報 特開２０１３−１３１５７７号公報

特許文献１−３に記載された装置は、基板の上のインプリント材に型を接触させる際に型の傾き等をリアルタイムに計測しフィードバック制御によって基板と型との位置合わせを行うものであると理解される。しかしながら、型の周囲には、例えば、型を変形させる機構および／またはパージガスを噴射する機構などの様々な機構が配置されうる。したがって、基板の上のインプリント材に型を接触させる際に型の傾きをリアルタイムで計測することができるように計測器を配置することには設計上の制約（機構と計測器との干渉など）が伴いうるし、インプリント装置の複雑化をもたらしうる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、インプリント装置の設計上の制約を緩和しつつ基板および／または型の破損やパターンの転写不良を低減す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、基板の上のインプリント材に型を接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記基板と前記型との相対位置関係を調整する調整機構と、前記調整機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板の上のインプリント材に前記型を接触させる動作において必要な前記基板と前記型との間の相対駆動量を前記調整機構が有する駆動誤差に基づいて補正することによって補正駆動量を決定し、前記補正駆動量に従って前記調整機構を動作させる。

本発明によれば、インプリント装置の設計上の制約を緩和しつつ基板および／または型の破損やパターンの転写不良を低減するために有利な技術を提供することができる。

本発明の１つの実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。 本発明の１つの実施形態のインプリント装置の動作を示す図。 型のメサ部の計測および基板の計測の様子を模式的に示す図。 補正駆動量に従って基板と型との相対位置関係を調整した例を模式的に示す図。 キャリブレーション工程を模式的に示す図。 型の複数の計測対象箇所を例示する図。 駆動誤差の傾向を例示する図。

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１つの実施形態のインプリント装置１の構成が模式的に示されている。インプリント装置１は、基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７を接触させた状態でインプリント材ＩＭを硬化させることによって、基板１３の上に硬化したインプリント材ＩＭのパターンを形成する。インプリント材ＩＭは、それを硬化させるエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物である。インプリント材ＩＭは、硬化した状態を意味する場合もあるし、未硬化の状態を意味する場合もある。硬化用のエネルギーとしては、例えば、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光（例えば、赤外線、可視光線、紫外線）でありうる。硬化性組成物は、典型的には、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。これらのうち光により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、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りうる。

本明細書および添付図面では、基板１３の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。基板１３および型７の傾きを表現する場合には、チルトという表現が便利であるので、θＹ軸をチルトＸとも表現し、θＸ軸をチルトＹとも表現する。

インプリント装置１は、硬化部２、調整機構３０、ディスペンサ（供給部）５、アライメントスコープ１８、計測部１６、１７、パージ部２２および制御部６を備えうる。硬化部２は、基板１３の上のインプリント材ＩＭを硬化させるエネルギーとしての光（例えば、紫外線）８をインプリント材ＩＭに照射することによってインプリント材ＩＭを硬化させる。あるいは、硬化部２は、基板１３の上のインプリント材ＩＭを硬化させるエネルギーとしての熱をインプリント材ＩＭに照射することによってインプリント材ＩＭを硬化させる。以下では、説明の簡略化のために、硬化部２がインプリント材ＩＭに光８を照射する例についてのみ言及するが、これは１つの実施形態に過ぎない。

型７は、基板１３の上のインプリント材ＩＭに転写すべきパターンを含むパターン領域を有するメサ部（凸部）７ａと、メサ部７ａの外側に位置する周辺部７ｂとを含む。メサ部７ａは、周辺部７ｂよりも突出した部分である。型７は、光８を透過させる材料（例えば、石英）で構成されうる。型７は、光８の入射面側に空洞７ｃを有しうる。メサ部７ａのサイズ（ＸＹ平面に平行な面におけるサイズ）は、例えば、２６×３３ｍｍであり、メサ部７ａの表面（パターン領域）と周辺部７ｂの表面との間の段差は、例えば、３０μｍである。メサ部７ａの表面（パターン領域）には、インプリント材ＩＭの付着（残留）を防止するために、例えばフッ素系の材料からなる離型剤が塗布されうる。メサ部７ａのパターン領域には、基板１３の上のインプリント材ＩＭに転写すべきパターンとして、回路パターン等のデバイスパターンの他、アライメントマークが形成されうる。アライメントマークの個数は任意であるが、デバイスパターンが形成された領域の４つの角のそれぞれに配置されることが好ましい。

調整機構３０は、基板１３と型７との相対位置関係が調整されるように基板１３および型７の少なくとも一方を駆動する。調整機構３０は、例えば、基板１３を駆動するための基板駆動機構１９、および、型７を駆動するための型駆動機構３を含みうる。基板駆動機構１９は、基板１３を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について駆動する。基板駆動機構１９は、基板１３を保持する基板保持部（基板ステージ）４と、複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について基板保持部４を駆動することによって基板１３を駆動する基板駆動部１５とを含みうる。基板駆動部１５は、例えば、リニアモータおよび／または平面モータ等のアクチュエータを含みうる。

型駆動機構３は、型７を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動する。型駆動機構３は、型７を保持する型保持部１０と、複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について型保持部１０を駆動することによって型７を駆動する型駆動部１１とを含みうる。型駆動部１１は、例えば、リニアモータおよび／またはエアシリンダ等のアクチュエータを含みうる。調整機構３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸に関して基板１３と型７との相対位置関係を調整するほか、Ｚ軸に関しても基板１３と型７との相対位置関係を調整する。Ｚ軸に関する基板１３と型７との相対位置関係の調整は、基板１３の上のインプリント材ＩＭと型７との接触および分離の動作を含む。一例において、基板１３の上のインプリント材ＩＭと型７との接触および分離は、型駆動機構３によって型７を駆動することによってなされうる。

型駆動部１１は、硬化部２からの光８を通過させる通過部１２を有する。型保持部１０は、硬化部２からの光８を通過させる窓部（光透過部）Ｗを有しうる。窓部Ｗによって型７の空洞７ｃが密閉空間とされる。インプリント装置には、空洞７ｃの圧力を調整する圧力調整機構が備えられうる。基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７を接触させる際には、該圧力調整機構によって空洞７ｃ内の圧力が外部空間の圧力より高くされ、メサ部７ａおよび周辺部７ｂが基板１３に向かって凸形状になるように制御されうる。これにより、メサ部７ａのパターン領域の中央部分が最初に基板１３の上のインプリント材ＩＭに接触し、その後に接触部分が徐々に広がり、最終的にパターン領域の全体がインプリント材に接触しうる。これにより、パターン領域とインプリント材ＩＭとの間に気体が閉じ込められることを抑えることができる。型駆動機構３は、型７の側面７ｄに力を加えることによって型７を変形させる型変形機構２１を含みうる。型変形機構２１によって型７を変形させることによってメサ部７ａのパターン領域の形状を変更することができる。

型駆動部１１の通過部１２には、アライメントスコープ１８が配置されうる。アライメントスコープ１８は、型７のアライメントマークと基板１３のアライメントマークとの相対位置を計測するように構成されうる。基板保持部４には、型７の位置および姿勢を計測する計測部（第２計測部）１６が配置されうる。計測部１６は、例えば、基準位置から型７までの距離を計測するセンサを含みうる。距離の計測方法は、任意であるが、例えば、計測対象面に斜めに光を入射させ、該計測対象面で反射された光が形成するスポットの位置に基づいて基準位置から計測対象面までの距離（高さ）を計測することができる。あるいは、干渉を利用して基準位置（基準面）から計測対象面までの距離を計測してもよい。型７の複数の計測対象個所の高さ（基準位置から型７までの距離）を計測することによって型７の位置および姿勢（形状）を計測することができる。型７の複数の計測対象個所の高さの計測は、各計測対象箇所の高さを計測部１６によって計測可能なように基板駆動機構１９によって計測部１６の位置を変更することによってなされうる。

計測部（第１計測部）１７は、例えば、基準位置から基板１３までの距離を計測するセンサを含みうる。距離の計測方法は、任意であるが、例えば、計測対象面に斜めに光を入射させ、該計測対象面で反射された光が形成するスポットの位置に基づいて基準位置から計測対象面までの距離（高さ）を計測することができる。あるいは、干渉を利用して基準位置（基準面）から計測対象面までの距離を計測してもよい。基板１３の複数の計測対象個所の高さ（基準位置から基板１３までの距離）を計測することによって基板１３の位置および姿勢（形状）を計測することができる。基板１３の複数の計測対象個所の高さの計測は、各計測対象箇所の高さを計測部１７によって計測可能なように基板駆動機構１９によって計測部１７の位置を変更することによってなされうる。

ディスペンサ５は、型駆動機構３の近傍に配置され、基板１３の上に未硬化のインプリント材ＩＭを供給する。ディスペンサ５は、例えば、吐出口５ａからインプリント材ＩＭを吐出することによって基板１３の上にインプリント材ＩＭを供給する。ディスペンサ５は、例えば、インプリント材ＩＭからなる複数のドロップレットが基板１３の上に配置されるように基板１３の上にインプリント材ＩＭを供給しうる。

パージ部２２は、基板１３と型７との間の空間にパージガスを供給する。パージ部２２は、型７または型保持部１０の側方に配置されうる。パージガスとしては、インプリント材の硬化を阻害しないガス、例えば、ヘリウムガス、窒素ガスおよび凝縮性ガス（例えば、ペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ））の少なくとも１つを含むガスが使用されうる。

制御部６は、硬化部２、調整機構３０、ディスペンサ５、アライメントスコープ１８、計測部１６、１７、パージ部２２を制御したり、それらから得られる情報を処理したりしうる。制御部６は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

次に、インプリント装置１によって基板１３の上にパターンを形成する動作を概略的に説明する。まず、制御部６は、不図示の基板搬送機構を制御することによって基板保持部４の上に基板１３を載置させ、基板保持部４に基板１３を保持させる。次いで、制御部６は、基板１３のインプリント対象のショット領域がディスペンサ５によるインプリント材ＩＭの供給位置に位置決めされるように基板駆動機構１９を制御する。次いで、制御部６は、基板１３のインプリント対象のショット領域に未硬化のインプリント材ＩＭが配置されるようにディスペンサ５を制御する。次いで、制御部６は、基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７のメサ部７ａのパターン領域が接触するように調整機構３０を制御する。インプリント材ＩＭにパターン領域が接触することによって、パターン領域のパターンを構成する凹部にインプリント材ＩＭが充填される。次いで、制御部６は、基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７を介して光８が照射されるように硬化部２を制御する。これによって未硬化のインプリント材ＩＭが硬化して、硬化したインプリント材ＩＭからなるパターンが形成される。次いで、制御部６は、硬化したインプリント材ＩＭから型７が分離されるように調整機構３０を制御する。以上の処理により、基板１３の１つのショット領域に対するパターンの形成が完了する。この処理は、複数のショット領域に対して実行される。

以下、図２を参照しながらインプリント装置１のより具体的な動作を説明する。工程Ｓ１００では、制御部６は、不図示の型搬送機構を制御することにより型７（キャリブレーションのための型、または、物品製造用の型）を型保持部１０に搬送させ、型保持部１０に型を保持させる。型７は、インプリント装置１の外部から型保持部１０に直接に搬送されてもよいし、インプリント装置１内の格納部（不図示）に格納された後に格納部から型保持部１０に搬送されてもよい。

工程Ｓ１０１は、キャリブレーション工程であり、工程Ｓ１０１では、制御部６は、調整機構３０の駆動誤差を計測し、この計測結果に基づいて補正係数を決定するキャリブレーションを実行する。調整機構３０の駆動誤差は、基板１３と型７との相対位置関係を調整機構３０によって調整した際に基板１３および型７との相対位置関係に生じる誤差（目標とする相対位置関係からの誤差）である。基板１３の上のインプリント材ＩＭと型７との接触（押印）およびインプリント材ＩＭと型７との分離（離型）を基板駆動機構１９および型駆動機構３のうち型駆動機構３のみによって行う場合は、調整機構３０の駆動誤差は、型駆動機構３の駆動誤差である。以下、説明の簡単化のために、基板１３の上のインプリント材ＩＭと型７との接触およびインプリント材ＩＭと型７との分離を基板駆動機構１９および型駆動機構３のうち型駆動機構３のみによって行う例を説明するが、これは例示に過ぎない。

以下、工程Ｓ１０１（キャリブレーション工程）の詳細について説明する。制御部６は、図５の（ａ−１）に模式的に示されるように、型７をθＹ軸（チルトＸ）について駆動するように型駆動機構３の型駆動部１１に指令値（駆動目標値Ｚ＝Ｚ１、ＴｉｌｔＸ＝ＴｉｌｔＸ１、ＴｉｌｔＹ＝０）を与えて位置決めする。そして、この状態で、制御部６は、型７の複数の計測対象箇所の位置（高さ）を計測部１６に計測させる。このような計測は、グローバルチルト計測と呼ばれる。このグローバルチルト計測の結果として、Ｚ軸、θＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）についての位置（高さ）および姿勢(傾き）の情報（計測値）が得られる。この計測において、型７の複数の計測対象箇所の位置（高さ）を計測するために、基板駆動機構１９は、複数の計測対象箇所に対応する複数の位置に基板保持部４（計測部１６）を順次に駆動する。図６には、複数の計測対象箇所が丸印によって例示されている。図６に示すように、少数の計測対象箇所で精度良く傾きを求めるには周辺部７ｂを計測することが好ましいが（各計測点の距離が遠い方が良い）、メサ部７ａを計測対象箇所に設定して傾きを求めてもよい。メサ部７ａを計測対処箇所に設定する場合は、計測点数を多くするのが良い。

次いで、制御部６は、図５の（ａ−２）に模式的に示されるように、型７をθＹ軸（チルトＸ）について駆動するように型駆動機構３の型駆動部１１に他の指令値（駆動目標値Ｚ＝Ｚ１、ＴｉｌｔＸ＝ＴｉｌｔＸ２、ＴｉｌｔＹ＝０）を与えて位置決めする。そして、この状態で、制御部６は、計測部１６を使ってグローバルチルト計測を行う。このグローバルチルト計測の結果として、他の指令値の下でのＺ軸、θＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）についての位置（高さ）および姿勢(傾き）の情報（計測値）が得られる。このような処理を複数の指令値について行うことによって、θＹ軸（チルトＸ）について、複数の指令値にそれぞれ対応する駆動誤差を得ることができる。この時のＺ１は、例えば、基板１３とメサ部７ａとの距離が２００ミクロンとなるように、つまり、基板１３とメサ部７ａとが接近した状態に設定されうる。

同様に、複数の指令値のそれぞれについて型７をθＸ軸（チルトＹ）について駆動しグローバルチルト計測を行うことによって、θＸ軸（チルトＹ）について、複数の指令値にそれぞれ対応する駆動誤差を得ることができる。θＹ軸（チルトＸ）およびθＸ軸（チルトＹ）の駆動誤差の計測において、型７の計測対象箇所は同じであることが好ましい。これは、θＹ軸（チルトＸ）およびθＸ軸（チルトＹ）の駆動誤差の計測において計測対象箇所を変更すると、それが誤差要因になるからである。

上記の例では、型７を用いてグローバルチルト計測を行ったが、型保持部１０に複数の計測対象箇所を設けて、これを計測してもよい。この場合には、型７が型保持部１０に装着される前にキャリブレーション工程が行われる。

上記の指令値（目標駆動値）とグローバルチルト計測によって得られた計測値との差分が駆動誤差である。θＹ軸（チルトＸ）の駆動によるθＹ軸（チルトＸ）、θＸ軸（チルトＹ）、Ｚ軸の駆動誤差ΔＴｉｌｔＸ、ΔＴｉｌｔＹ、ΔＺは、次の式で表現される。

ΔＴｉｌｔＸ ＝ 駆動目標位置ＴｉｌｔＸ− グローバルチルトＴｉｌｔＸ
ΔＴｉｌｔＹ ＝ 駆動目標位置ＴｉｌｔＹ− グローバルチルトＴｉｌｔＹ
ΔＺ ＝ 駆動目標位置Ｚ − グローバルチルトＺ
ΔＴｉｌｔＸは、駆動軸方向の駆動誤差であるために、一般的には、大きな値となりうる。それに対し、ΔＴｉｌｔＹ、ΔＺは、非駆動軸方向の駆動誤差であるために、一般的には、小さな値となりうる。駆動誤差ΔＴｉｌｔＸ、ΔＴｉｌｔＹ、ΔＺを代表的に駆動誤差Δとして記載すると、駆動誤差Δは、駆動目標値によって値が異なり、例えば、駆動目標値が原点位置（０位置）から離れるほど駆動誤差Δが大きくなる傾向を持つ。

図７は、駆動目標値を横軸にとり、駆動誤差Δを縦軸にとった時の、駆動誤差Δの傾向を示したものである。図５の（ａ−１）と（ａ−２）で示した型駆動機構３の型駆動部１１によるθＹ軸（チルトＸ）の駆動による駆動誤差Δの傾向は、（７−１）、（７−２）、（７−３）のグラフによって例示される。グラフ中の丸で示した箇所が各駆動目標値に対する駆動誤差Δである。複数の駆動目標値のそれぞれに対する駆動誤差Δを、例えば、最小自乗法を用いて１次式で近似すると、その近似式の１次の係数が駆動誤差の傾向として求まる。なお、図７では１次式で近似した場合を例示したが、２次以上の次数の式で近似してもよいし、近似するのではなく駆動誤差プロファイルで持ち各位置の駆動誤差を記憶してもよい。

型駆動機構３の型駆動部１１によるθＹ軸（チルトＸ）の駆動と同様に、型駆動機構３の型駆動部１１によるθＸ軸（チルトＹ）の駆動による駆動誤差Δを求めることができる。型駆動機構３の型駆動部１１によるθＸ軸（チルトＹ）の駆動による駆動誤差Δの傾向は、（７−４）、（７−５）、（７−６）のグラフによって例示される。

型駆動機構３の型駆動部１１によるＺ軸の駆動による駆動誤差Δについても説明する。制御部６は、図５の（ｂ−１）に模式的に示されるように、型７をＺ軸について駆動するように型駆動機構３の型駆動部１１に指令値（駆動目標値Ｚ＝Ｚ２、ＴｉｌｔＸ＝０、ＴｉｌｔＹ＝０）を与えて位置決めする。そして、この状態で、制御部６は、計測部１６を使ってグローバルチルト計測を行う。このグローバルチルト計測の結果として、Ｚ軸、θＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）についての位置（高さ）および姿勢(傾き）の情報（計測値）が得られる。

次いで、制御部６は、図５の（ｂ−２）に模式的に示されるように、型７をＺ軸について駆動するように型駆動機構３の型駆動部１１に他の指令値（駆動目標値Ｚ＝Ｚ３、ＴｉｌｔＸ＝０、ＴｉｌｔＹ＝０）を与えて位置決めする。そして、この状態で、制御部６は、計測部１６を使ってグローバルチルト計測を行う。このグローバルチルト計測の結果として、他の指令値の下でのＺ軸、θＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）についての位置（高さ）および姿勢(傾き）の情報（計測値）が得られる。このような処理を複数の指令値について行うことによって、Ｚ軸について、複数の指令値にそれぞれ対応する駆動誤差を得ることができる。

Ｚ軸の駆動によるθＹ軸（チルトＸ）、θＸ軸（チルトＹ）、Ｚ軸の駆動誤差ΔＴｉｌｔＸ、ΔＴｉｌｔＹ、ΔＺについても、上記と同様の式で表現される。Ｚ軸の駆動を行った場合は、ΔＺは、駆動軸方向の駆動誤差であるために、一般的には、大きな値となりうる。それに対し、ΔＴｉｌｔＸ、ΔＴｉｌｔＹは、非駆動軸方向の駆動誤差であるために、一般的には、小さな値となりうる。型駆動機構３の型駆動部１１によるＺ軸の駆動による駆動誤差Δの傾向は、（７−７）、（７−８）、（７−９）のグラフによって例示される。以上の傾向（７−１）〜（７−９）は、駆動目標値と駆動誤差Δとの関係を示す関数である。

以上の傾向（７−１）〜（７−９）に基づいて、制御部６は、９個の補正係数Ｇｘｐ、Ｎｙｐ、Ｊｘ、Ｇｙｐ、Ｎｘｐ、Ｊｙ、Ｍａｇ−Ｚ、Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｘ、Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｙを決定する。これらは、（７−１）〜（７−９）における傾きを示すパラメータであり、駆動目標値と駆動誤差Δとの関係を示す関数を特定する情報であると言える。制御部６は、前記補正係数を格納するメモリ６０を備え、メモリ６０に格納された補正係数に基づいて駆動誤差Δを特定するように構成されうる。Ｇｘｐは、θＹ軸（チルトＸ）の駆動を行ったときのθＹ軸（チルトＸ）の駆動誤差ΔＴｉｌｔＸの傾向を示す、Ｎｙｐは、θＹ軸（チルトＸ）の駆動を行ったときのθＸ軸（チルトＹ）の駆動誤差ΔＴｉｌｔＹの傾向を示す。Ｊｘは、θＹ軸（チルトＸ）の駆動を行った時のＺ軸の駆動誤差の傾向を示す。Ｇｙｐは、θＸ軸（チルトＹ）の駆動を行ったときのθＸ軸（チルトＹ）の駆動誤差の傾向を示す。Ｎｘｐは、θＸ軸（チルトＹ）の駆動を行ったときのθＹ軸（チルトＹ）の駆動誤差の傾向を示す。Ｊｙは、θＸ軸（チルトＹ）の駆動を行ったときのＺ軸の駆動誤差の傾向を示す。Ｍａｇ−Ｘは、Ｚ軸の駆動を行ったときのＺ軸の駆動誤差の傾向を示す。Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｘは、Ｚ軸の駆動を行ったときのθＹ軸（チルトＸ）の駆動誤差の傾向を示す。Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｙは、Ｚ軸の駆動を行ったときのθＸ軸（チルトＹ）の駆動誤差の傾向を示す。以上の補正係数Ｇｘｐ、Ｎｙｐ、Ｊｘ、Ｇｙｐ、Ｎｘｐ、Ｊｙ、Ｍａｇ−Ｚ、Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｘ、Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｙは、工程Ｓ１０７において使用される。

以下、参照先を図２に戻して説明を続ける。次の工程Ｓ１０２は、工程Ｓ１００で型保持部１０に保持させる型７がキャリブレーションのための型である場合に実施される工程であり、工程Ｓ１００で型保持部１０に保持させる型７が物品の製造用の型である場合には実施されない。工程Ｓ１０２では、型保持部１０によって保持されたキャリブレーションのための型７が物品の製造用の型７に交換される。

工程Ｓ１０３では、制御部６は、型７のメサ部７ａの表面（パターン領域）の複数の計測対象個所の位置（高さ）を計測部１６に計測させることによって型７のメサ部７ａの位置（高さ）および姿勢（傾き）を計測する。図３には、計測部１６によってメサ部７ａの表面の位置（高さ）を計測する様子が模式的に示されている。制御部６は、計測部１６によってメサ部７ａの計測対象箇所が計測部１６の計測エリアに入るように基板駆動機構１９を制御する。この状態で、制御部６は、計測部１６に計測対象箇所の位置（高さ）を計測させる。このような動作が複数の計測対象個所の全てについて実施される。この動作は、各計測対象箇所について、基板駆動機構１９による基板保持部４（計測部１６）のステップ移動と計測部１６による計測を行うステップ・アンド・リピート方式でなされうる。あるいは、この動作は、基板駆動機構１９によって基板保持部４（計測部１６）をスキャン駆動しながら計測部１６によって計測を行うスキャン方式でなされてもよい。制御部６は、例えば、複数の計測対象箇所のそれぞれについての計測値を最小自乗近似により１次平面に近似し、この１次平面を示す式における１次の係数をメサ部７ａの傾きとして求めることができる。また、制御部６は、前記式における０次の定数項を基準位置からメサ部７ａまでの距離として求めることができる。

工程Ｓ１０４では、制御部６は、不図示の基板搬送機構を制御することによって基板保持部４の上に基板１３を載置させ、基板保持部４に基板１３を保持させる。基板１３は、インプリント装置１の外部から型保持部１０に直接に搬送されてもよいし、インプリント装置１内の格納部（不図示）に格納された後に格納部から基板保持部４に搬送されてもよい。

工程Ｓ１０５では、制御部６は、基板１３の表面の複数の計測対象箇所の位置（高さ）を計測部１７に計測させることによって基板１３の位置（厚さ）および姿勢（傾き）を計測する。図３には、計測部１７よって基板１３の表面の位置（高さ）を計測する様子が模式的に示されている。このような方法による基板１３の傾きの計測は、グローバルチルト計測と呼ばれる。グローバルチルト計測では、最も少ない計測点数として、同一直線状にはない３点の計測対処箇所の位置（高さ）を計測することによって傾きを計測することができる。制御部６は、例えば、複数の計測対象箇所のそれぞれについての計測値を最小自乗近似により１次平面に近似し、この１次平面を示す式における１次の係数を基板１３の傾きとして求めることができる。また、制御部６は、前記式における０次の定数項を基準位置から基板１３までの距離（位置（高さ））として求めることができる。

工程Ｓ１０６では、制御部６は、工程Ｓ１０３および工程Ｓ１０５で得た情報に基づいて、基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７（のメサ部７ａ）を接触させる動作において必要な基板１３と型７との間の相対駆動量として型７の目標駆動値を決定する。ここで、基板１３を静止させた状態で型７を駆動する場合は、相対駆動量は、型７の駆動量である。相対駆動量は、相対的な傾きの補正のための相対駆動量と、Ｚ軸方向の相対駆動量とを含みうる。具体的には、制御部６は、工程Ｓ１０３で求めた型７のメサ部７ａの姿勢（傾き）と工程Ｓ１０５で求めた基板１３の姿勢（傾き）とに基づいて、相対的な傾きの補正のための相対駆動量を求めうる。また、制御部６は、工程Ｓ１０３で求めた型７のメサ部７ａの位置（高さ）と工程Ｓ１０５で求めた基板１３の位置（高さ）とに基づいてＺ軸方向の相対駆動量を求めうる。なお、計測部１６における計測のための基準位置と計測部１７における計測のための基準位置とは既知であり、したがって、両者の差も既知である。

仮に、調整機構３０が駆動誤差を有しない場合には、工程Ｓ１０６で求めた相対駆動量に従って基板１３と型７との相対位置関係を調整すれば、基板１３と型７との相対位置関係が目標通りになる。しかし、実際には、調整機構３０が駆動誤差を有することは避けられない。特に、基板１３と型７との相対位置関係がフィードバック制御系によって保証されない場合には、基板１３と型７との相対位置関係は調整機構３０の駆動誤差に強く依存する。

調整機構３０および制御部６は、少なくとも基板１３と型７との距離が所定距離以下になるまでは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸について、基板１３と型７との相対的な位置関係をフィードフォワード制御するように構成されうる。換言すると、調整機構３０および制御部６は、少なくとも基板１３と型７との距離が所定距離以下になるまでは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸について、基板１３と型７との相対的な位置関係をフィードバック制御しないように構成されうる。ここで、所定距離は、例えば、基板１３と型との相対位置関係をアライメントスコープ１８によって検出可能な距離である。この場合、調整機構３０および制御部６は、少なくとも基板１３と型７との距離が所定距離以下になるまでは、基板１３と型７との相対位置関係が調整機構３０の駆動誤差に強く依存する。このような駆動誤差により、基板１３と型７とが衝突して基板１３および／または型７が破損したり、パターンの転写不良が起こったりしうる。本実施形態は、このような構成において、調整機構３０の駆動誤差の影響を低減し、基板１３と型７との相対位置関係を精度よく調整することによって、基板１３および／または型７の破損や、パターンの転写不良を低減する。

調整機構３０および制御部６は、基板１３と型７との距離が所定距離以下になった後は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸については、基板１３と型との相対位置関係をアライメントスコープ１８で検出し、検出結果に基づいて該相対位置関係を調整するように構成されうる。換言すると、調整機構３０および制御部６は、基板１３と型７との距離が前記所定距離以下になった後は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸については、基板１３と型との相対位置関係をフィードバック制御するように構成されうる。

典型的な例において、インプリント装置１は、Ｚ軸、θＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）については、基板１３と型７との距離に拘わらず、基板１３と型７との相対位置関係をフィードバック制御するための計測器を有しない。これは、基板１３の上のインプリント材ＩＭと型７との接触およびインプリント材ＩＭからの型７の分離において、基板１３と型７との相対位置関係をＺ軸、θＸ軸、θＹ軸について計測可能な計測部をインプリント装置１に組み込み難いことによる。より具体的には、型７の周囲には型変形機構２１を配置することが求められ、型７の周囲が型変形機構２１によって覆い隠されることから、型７の傾き、即ちθＸ軸（チルトＹ）、θＹ軸（チルトＸ）の回転を計測できるように計測器を配置することは難しい。また、基板１３のショット領域と型７とが対向した状態で基板１３と型７との距離を計測できるように計測器を配置することも難しい。よって、以下で説明するように、上記のような計測器を不要としながら基板１３と型７との相対位置関係を高い精度で調整可能な構成は、インプリント装置の設計上の制約を緩和するために有用である。

工程Ｓ１０７では、制御部６は、工程Ｓ１０６で算出した相対駆動量（型７の目標駆動値）を前述の駆動誤差Δに基づいて補正することによって補正駆動量を決定する。基板１３と型７との間の相対駆動量としての型７の目標駆動値は、（ＴａｒｇｅｔＺ、ＴａｒｇｅｔＴｘ、ＴａｒｇｅｔＴｙ）で与えられうる。ＴａｒｇｅｔＺは、Ｚ軸についての目標駆動値、ＴａｒｇｅｔＴｘは、θＹ軸（チルトＸ）についての目標駆動値、ＴａｒｇｅｔＴｙは、θＸ軸（チルトＹ）についての目標駆動値である。駆動誤差Δに基づく目標駆動値の補正は、メモリ６０に格納された補正係数に基づいて目標駆動値を補正することによってなされうる。補正駆動量としての補正駆動値は、（Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＺ、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｘ、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｙ）で与えられうる。Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＺは、Ｚ軸についての補正駆動値、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｘは、θＹ軸（チルトＸ）についての補正駆動値、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｙは、θＸ軸（チルトＹ）についての補正駆動値である。補正駆動値（Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＺ、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｘ、Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｙ）は、以下の式で与えられうる。
Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＺ
＝ （ＴａｒｇｅｔＺ ＋ ＴａｒｇｅｔＺ＊Ｍａｇ−Ｚ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｘ＊Ｊｘ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｙ＊Ｊｙ）／（１ − （Ｍａｇ−Ｚ）^２）
Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｘ
＝ （ＴａｒｇｅｔＴｘ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｘ＊Ｇｘｐ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｙ＊Ｎｘｐ ＋ ＴａｒｇｅｔＺ＊Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｘ）／（１ − （Ｇｘｐ）^２）
Ｎｅｗ ＴａｒｇｅｔＴｙ
＝ （ＴａｒｇｅｔＴｙ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｙ＊Ｇｙｐ ＋ ＴａｒｇｅｔＴｘ＊Ｎｙｐ ＋ ＴａｒｇｅｔＺ＊Ｐｉｔｃｈｉｎｇ−Ｔｙ）／（１ − （Ｇｙｐ）^２）
工程Ｓ１０８では、制御部６は、補正駆動値に基づいて、基板１３の１または複数のショット領域に対するインプリント動作の実行を制御する。ここで、インプリント動作は、ディスペンサ５による基板１３へのインプリント材ＩＭの供給、基板１３の上のインプリント材ＩＭへの型７の接触、硬化部２によるインプリント材の硬化、硬化したインプリント材ＩＭからの型７の分離を含みうる。また、インプリント動作は、インプリント材ＩＭと型７との接触または近接させた際に、アライメントスコープ１８を使って基板１３と型７との相対位置（Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸）を検出し、その結果に基づいて基板１３と型７とを位置合わせする動作を含みうる。基板１３上のインプリント材ＩＭに型７を接触させる動作では、基板１３と型７との相対位置関係の調整（型駆動部１１による型７の駆動）は、工程Ｓ１０７で相対駆動量（型７の目標駆動値）を補正係数に基づいて補正して決定された補正駆動量に従って制御される。よって、調整機構３０の駆動誤差（型駆動部１１の駆動誤差）は、この補正によってキャンセル又は低減され、基板１３と型７との相対位置関係が高い精度で制御される。図４には、補正駆動量に従って基板１３と型７との相対位置関係を調整した例が模式的に示されている。本実施形態では、基板１３の上のインプリント材ＩＭに型７を接触させる動作の間は、計測部１６、１７による計測が行われない。

工程Ｓ１０９では、制御部６は、基板搬送機構を制御することにより、基板１３のインプリント対象の全てのショット領域に対するインプリント動作が終了した基板１３を基板保持部４からインプリント装置１の外部に搬送させる。工程Ｓ１１０では、制御部６は、ロットを構成する全ての基板１３の処理が終了したかどうかを判断する。そして、制御部６は、未処理の基板１３がある場合には、工程Ｓ１０４に戻って、次の基板１３について工程Ｓ１０４〜Ｓ１１０を繰り返し、全ての基板１３について処理が終了した場合には、工程Ｓ１１１に進む。工程Ｓ１１１では、制御部６は、次のロットがあるかどうかを判断し、次のロットがある場合には、工程Ｓ１０２に戻って、次のロットについて工程Ｓ１０２〜Ｓ１１０を繰り返し、次のロットがない場合には、図２の一連の処理を終了する。

図２に例示されたフローでは、ロット処理のループの外で補正係数を求めるが、これは例示に過ぎない。例えば、調整機構３０（型駆動部１１および／または基板駆動部１５）の駆動誤差に経時変化があり、補正係数の最適値が時間の経過（あるいは型の駆動回数）とともに変わる場合は、ロット処理のループの中で補正係数を求めてもよい。即ち、通常のロット処理時における型７の交換（Ｓ１０２）の後のタイミングで補正係数を決定または更新してもよい。補正係数の更新は、ロットごとに実施してもよいし、複数ロットごとに実施してもよいし、定期的な周期で実施してもよい。

また、種々のキャリブレーションまたは検査において、基板または基板保持部の基準プレートに設けられた基板側マークと型のマークとの相対位置をアライメントスコープ１８によって計測したい場合がある。この場合、型のメサ部をできる限り基板側マークに近接させた状態（狭ギャップ状態）で計測を行うことが好ましい。例えば、型と基板側マークとの間隔は、１０〜２０ミクロンの狭ギャップ状態にされうる。このとき、基板の表面と型のパターン領域とを平行にして、基板側マークと型のマークとを検出したい。その際に、調整機構３０に駆動誤差があると、期待した狭ギャップ状態より離れてしまい計測精度が悪化したり、あるいは基板と型とが平行にならずに、基板と型とが衝突し、基板および／または型が破損したり、型が変形して計測誤差が発生したりしうる。上記の実施形態で説明された駆動目標量の補正は、このような用途にも有用である。

以下、物品製造方法について説明する。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）の物品製造方法は、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。

１：インプリント装置、２：硬化部、３：型駆動機構、４：基板保持部、５：ディスペンサ、６：制御部、７：型、８：光、１０：型保持部、１１：型駆動部、１３：基板、１５：基板駆動部、１６、１７：計測部、１９：基板駆動機構、３０：調整機構

Claims (14)

1. 基板の上のインプリント材に型を接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント装置であって、
   前記基板と前記型との相対位置関係を調整する調整機構と、
   前記調整機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記基板の上のインプリント材に前記型を接触させる動作において必要な前記基板と前記型との間の相対駆動量を前記調整機構が有する駆動誤差に基づいて補正することによって補正駆動量を決定し、前記補正駆動量に従って前記調整機構を動作させる、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記基板と前記型との相対位置関係を計測するための計測部を更に備え、
   前記制御部は、前記基板の上のインプリント材に前記型を接触させる前の状態において前記計測部によって計測された結果に基づいて前記相対駆動量を決定する、
   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. 前記制御部は、キャリブレーション工程において、前記計測部を使って前記駆動誤差を計測するためのキャリブレーションを実行する、
   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、前記キャリブレーション工程において、複数の駆動目標値のそれぞれに基づいて前記相対位置関係を前記調整機構に調整させ、各調整の度に前記計測部に計測を行わせ、前記計測部による計測の結果に基づいて、駆動目標値と駆動誤差との関係を示す関数を決定する、
   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. 前記制御部は、前記関数を特定する情報を格納するメモリを含み、前記メモリに格納された前記情報に基づいて、前記相対駆動量を補正するための前記駆動誤差を特定する、
   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. 前記基板の上のインプリント材と前記型と接触させる動作は、前記調整機構によってなされ、
   前記動作の間は、前記計測部による前記相対位置関係の計測が行われない、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記計測部は、前記基板の位置および姿勢を計測する第１計測部と、前記型の位置および姿勢を計測する第２計測部とを含む、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記型は、前記基板の上のインプリント材に転写すべきパターンを含むパターン領域を有するメサ部と、前記メサ部の外側に位置する周辺部とを含み、
   前記第２計測部は、キャリブレーション工程において、前記駆動誤差を計測するために、前記周辺部または前記メサ部の複数の個所の高さを検出し、さらに、前記相対位置関係の計測の際に、前記型の位置および姿勢を計測するために、前記メサ部の複数の個所の高さを検出する
   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. 前記第１計測部は、前記基板の位置および姿勢を計測するために、前記基板の複数の個所の高さを検出する、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のインプリント装置。
10. 前記制御部による制御の下で前記調整機構によって行われる前記相対位置関係の調整は、前記制御部によって決定された前記補正駆動量を目標値とするフィードフォワード制御によってなされる、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記相対位置関係は、相対的な位置および相対的な傾きを含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記型の側面に力を加えることによって前記型を変形させる型変形機構を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 前記基板と前記型との間の空間にパージガスを供給するパージ部を更に備え、
    前記パージ部は、前記型の側方に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 請求項１乃至１３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の上にパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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