JP2018082101A - インプリント装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置の提供。【解決手段】 基板上のインプリント材への型の接触により基板上にパターンを形成するインプリント装置（１ａ）は、基板および型のうち一方を保持する保持部（１５）と、保持部を移動させる駆動部（１２ｂ）と、保持部の位置を計測する第１計測部（２０）と、基板と型との間の位置ずれ量を計測する第２計測部（６）と、を含む制御系を有する。制御系は、当該接触中において当該位置ずれ量が閾値を超える第１期間は、第１計測部の出力と第１目標値とに基づいて駆動部を制御する第１制御と、第２計測部の出力と第２目標値とに基づいて第１目標値に加えるオフセット値を制御する第２制御とを行い、かつ当該接触中において当該位置ずれ量が閾値以下となる第２期間は、第１制御および第２制御に替えて、第２計測部の出力と第２目標値とに基づいて駆動部を制御する第３制御を行う。【選択図】 図１

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。

例えば数ナノメートルオーダーの微細なパターンを基板上に形成するインプリント装置が知られている。インプリント装置は、基板上のインプリント材に型を接触させてパターンを形成する。基板上の領域（インプリント領域またはショット領域）とパターンとの間の正確な重ね合わせのため、インプリント装置は、当該領域と型との正確なアライメントを要する。特許文献１は、ステージの位置を検出するエンコーダと、型と基板との間の相対位置を得るための光学システムとを用いて型と基板とのアライメントを行うインプリント装置を開示している。

特表２０１２−５０７１７３

インプリント装置は、エンコーダによる基板ステージの制御の周波数帯域に対して、型とそれを支持する部材とを含む系の固有振動数が比較的または相対的に高い場合、床振動等の外乱振動によって型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。特許文献１は、エンコーダを使用せず、光学システムを使用して型と基板とのアライメントを行いうることを開示している。そのようなアライメントにおいて基板ステージの広帯域での位置決め制御を行えば、上述のような外乱振動による型と基板との間の大きな相対変位を低減するのに有利となりうる。しかし、インプリント材は、接触している型と基板との間の相対位置の変化により弾性が変化する非線形な特性を呈しうる。そのような特性を呈する場合、上述のような基板ステージの広帯域での位置決め制御を行うと、当該非線形性により基板ステージ（の制御系）が発振しうる。

本発明は、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの側面は、基板上のインプリント材への型の接触により前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
前記基板および前記型のうち一方を保持する保持部と、
前記保持部を移動させる駆動部と、
前記保持部の位置を計測する第１計測部と、
前記基板と前記型との間の位置ずれ量を計測する第２計測部と、
を含む制御系を有し、
前記制御系は、前記接触中において前記位置ずれ量が閾値を超える第１期間は、前記第１計測部の出力と第１目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第１制御と、前記第２計測部の出力と第２目標値とに基づいて前記第１目標値に加えるオフセット値を制御する第２制御とを行うように、かつ前記接触中において前記位置ずれ量が前記閾値以下となる第２期間は、前記第１制御および前記第２制御を行うのに替えて、前記第２計測部の出力と前記第２目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第３制御を行うように構成されていることを特徴とするインプリント装置である。

本発明によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。

実施形態１に係るインプリント装置の構成例を示す図 実施形態１に係るインプリント装置の変形例を示す図 実施形態２に係るインプリント装置の構成例を示す図 実施形態２に係るインプリント装置の変形例を示す図 物品製造方法に係る実施形態を例示する図

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための全図を通して、原則として（断りのない限り）、同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

〔実施形態１〕
本実施形態に係るインプリント装置１ａについて説明する。図１は、実施形態１に係るインプリント装置の構成例を示す図である。インプリント装置１ａは、物品としての半導体デバイスなどの製造に使用され、基板１０上のインプリント材１４をモールド８（型）で成形して基板１０にパターンを形成する装置である。ここでは、インプリント材１４は、光硬化樹脂（紫外線硬化樹脂等）とし、光硬化法（紫外線硬化法等）を適用したインプリント装置について説明するが、インプリント材の硬化法は、それには限定されない。なお、インプリント材に光を照射する照射部２の光軸７に平行にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸をとるものとする。インプリント装置１ａは、本体構造体２７と、光照射部２と、モールドステージ１５（保持部または型保持部）と、基板ステージ４（基板保持部）と、供給部５（ディスペンサ）と、スコープ６（第２計測部）とを含みうる。本体構造体２７は、マウント２９を介して床１００（またはペデスタル）に支持されている。ここで、保持部は、モールド（型）を保持するものとしたが、型および基板のうち一方を保持するものとしうる。なお、基板を保持する保持部（基板保持部）を含む制御系の構成例（課題を解決するための構成例）は、実施形態２で述べる。

光照射部２は、モールド８を介してインプリント材１４に光９（紫外線等）を照射する。光照射部２は、光源と、当該光源からの光９をインプリント材１４に照射するための光学素子とを含む。モールド８は、外形を矩形としうる。モールド８は、基板１０に対向する面に、例えば回路を形成するためのパターンなどの基板に形成すべきパターンに対応したパターンを有するパターン部８ａ（メサ部）を含む。モールド８は、光９を透過しうる材質で構成され、例えば石英としうる。モールド８は、後述するようにパターン部８ａを基板１０に向かって凸に変形させるため、基板１０とは反対側にキャビティ（凹部）が形成された形状としうる。

モールドステージ１５は、モールド８を保持するためのモールドチャック１１を有し、モールド駆動部１２を介して本体構造体２７に支持されている。モールド駆動部１２は、モールドチャック１１とともにモールド８を移動させることができる。モールド駆動部１２ａは、基板１０上のインプリント材１４へのモールド８の接触（押型）またはインプリント材１４からのモールド８の引き離し（離型）を選択的に行えるように構成されている。よって、モールド駆動部１２ａは、例えば、モールド８のＺ軸方向の移動、θｘ軸方向の移動（Ｘ軸周りの回転）、θｙ軸方向の移動（Ｙ軸周りの回転）を行いうる。モールド駆動部１２ａに採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたはエアシリンダである。また、モールド駆動部１２ｂは、モールド８と基板１０との間の位置合わせを行うため、モールドチャック１１を、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびθｚ軸方向（Ｚ軸周り）に移動しうる。このモールド駆動部１２ｂに採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたはボイスコイルモータである。モールド駆動部１２ｂの構成は、後述する。モールドチャック１１は、モールド８の外周に沿った領域を、例えば真空吸着力や静電力により、引き付けてモールド８を保持する。モールドチャック１１が真空吸着力によりモールド８を保持する場合、モールドチャック１１は、不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプによる真空吸着力のＯＮ／ＯＦＦにより、モールド８の着脱（着／脱）を切り替えうる。また、モールドチャック１１は、光照射部２からの光９で基板１０上のインプリント材１４を照射できるよう、開口領域１３が形成されている。開口領域１３には、開口領域１３の少なくとも一部とモールド８とで囲まれた空間を密閉するための光透過部材（例えばガラス板）が設置され、当該空間内の圧力は、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整部により調整されうる。当該圧力調整部は、例えば、モールド８と基板１０上のインプリント材１４との間の接触を、当該空間内の圧力をその外部の圧力より高くした状態で行いうる。すなわち、パターン部８ａを基板１０に向かって凸の形状に撓ませた状態で、パターン部８ａの中心部からインプリント材１４にモールド８を接触させうる。そして、つづいて、パターン部８ａの中心部から徐々に周辺部に向かって、インプリント材１４にモールド８を接触させうる。よって、パターン部８ａとインプリント材１４との間に雰囲気の気体が残留し難くなり、パターン部８ａと基板との間へのインプリント材１４の充填に有利となりうる。

基板１０は、例えば、単結晶シリコン基板またはＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板としうる。基板１０の表面には、モールド８のパターン部８ａによりパターンを形成するためのインプリント材１４が供給（ディスペンス）される。基板ステージ４は、基板１０を保持し、モールド８と基板１０上のインプリント材１４との間の接触中（押型中）に、モールド８と基板１０との間のアライメント（位置合わせ）のための移動を制御される。基板ステージ４は、例えば真空吸着力や静電力により、基板１０を引き付けて保持する基板チャック１６を含み、基板チャック１６を保持する。基板ステージ駆動部１７は、基板ステージ４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびθｚ軸方向（Ｚ軸周り）に移動しうる。基板ステージ駆動部１７に採用可能なアクチュエータは、例えばリニアモータまたは平面モータである。

スコープ６は、モールド８（のパターン部８ａ等）に形成されたアライメントマークと基板（のショット領域またはインプリント領域）に形成されたアライメントマークとの間の位置ずれ量を計測する。すなわち、スコープ６は、モールド８と基板と間のＸ軸およびＹ軸方向における位置ずれ量を計測する計測部（第２計測部）を構成する。

供給部５は、モールドステージ１５の近傍に設置され、基板１０上（のショット領域またはインプリント領域）にインプリント材１４を供給またはディスペンスする。ここで、インプリント材１４は、半導体デバイス製造工程における各種処理条件（例えばエッチング条件）により適宜選択されうる。また、供給部５のノズル５ａから基板１０上（のショット領域またはインプリント領域）に供給（吐出）されるインプリント材１４の量または分布は、基板１０上に形成されるべきパターンの特徴（例えば、残膜厚または密度等）により適宜設定されうる。

ここで、モールド駆動部１２ｂを含むモールドステージ１５の制御系について説明する。モールドステージ１５の制御系は、モールド８と基板１０との間の位置ずれ量に応じて、後述の第１制御および第２制御と第３制御との間で切り替えられるように構成されている。第１制御は、モールドステージセンサ２０（第１計測部）の出力信号２０１ａ（モールドステージ１５の位置）と第１目標値２１ａと間の差分を第１補償器２２ａで増幅して得られた信号２０２ａ（操作量）をモールド駆動部１２ｂの操作量２０５ａとしている。これにより、モールドステージ１５を本体構造体２７に対して位置決めすることができる。第１補償器２２ａは、例えば、ＰＩ制御（ＰＩＤ制御を含む）のためのＰＩ補償器（ＰＩＤ補償器を含む）としうる。また、第２制御は、スコープ６（第２計測部）の出力信号３０１（モールド８と基板１０との間の位置ずれ量）と第２目標値６１との間の差分を第２補償器６２ａで増幅して得られた信号３０２ａ（オフセット値）を第１目標値２１ａに加える。これにより、モールド８と基板２０との間の位置ずれを低減することができる。第２補償器６２ａは、例えば、ＰＩ制御のためのＰＩ補償器としうる。第１制御および第２制御は、第１制御をマイナーループとし、第２制御をメジャーループとするいわゆるカスケード制御を構成している。

そして、第３制御は、スコープ６の出力信号３０１と第２目標値６１との間の差分を第３補償器６３ａで増幅して得られた信号３０３ａ（操作量）をモールド駆動部１２ｂの操作量２０５ａとしている。これにより、モールド８を基板１０に対して直接位置決めすることができる。第３補償器６３ａは、例えば、ＰＩ制御のためのＰＩ補償器としうる。

ここで、基板ステージ４を位置決めする制御系（第２制御系）について説明する。当該制御系は、基板ステージ４、基板ステージセンサ１８、第４補償器４２ａ、基板ステージ駆動部１７ａおよび第４目標値４１ａを含んで構成されている。これにより、基板ステージ４を本体構造体２７に対して位置決めすることができる。第４補償器４２ａは、基板ステージセンサ１８の信号１０１ａ（基板ステージ４の位置）に基づいて、基板ステージ駆動部１７への操作量１０２ａを得る。第４補償器４２ａは、例えば、ＰＩＤ制御のためのＰＩＤ補償器としうる。本実施形態では、モールドステージ１５の制御系のサーボ帯域（制御の周波数帯域）は、基板ステージ４の制御系のサーボ帯域より高い周波数を含むものとする。

モールドステージ１５に係るカスケード制御（第１制御および第２制御）は、第１制御をマイナーループとしているため、上述したインプリント材１４の非線形な特性の影響を受け難く、モールド８と基板１０との間のアライメントを安定して行える利点がある。しかし、第１制御は、床振動等の外乱振動がインプリント装置に伝わった場合、不利な点がある。すなわち、エンコーダによる基板ステージの制御（第２制御系）の周波数帯域に対して、第１制御の周波数帯域が比較的または相対的に高い（より高い周波数を含む）場合、床振動等の外乱振動によって型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。

他方、モールドステージ１５に係る第３制御は、基板１０に対してモールド８を直接位置決めするため、比較的高いサーボ帯域で制御を行うことにより、上述のような外乱振動による相対変位を低減できる利点がある。ところが、カスケード制御の場合とは異なり、マイナーループ（第１制御）が無いため、インプリント材１４の非線形な特性の影響は受け易い。よって、当該影響下では、制御系が発振し易くなって不利である。

そこで、本実施形態は、第１制御および第２制御の長所と第３制御の長所とを生かすため、当該２つの制御（態様）の間で切り替えを行うための切替手段２５を有している。そして、型と硬化開始前のインプリント材とが接触している期間（接触中または硬化開始前接触期間）において、型と基板との間の位置ずれ量が閾値（予め定められた小量）を超える（超えうる）始めの期間（第１期間）は、第１制御および第２制御を行う。これにより、インプリント材の非線形な特性の影響下であっても、型と基板とのアライメントを安定的に行えるようにする。そして、型と基板との間の位置ずれ量が閾値以下になってからの期間（第２期間）は、第１制御および第２制御を行うのに替えて、第３制御を行うことにより、外乱振動の影響下であっても、基板に対して型を高精度に位置決めすることができる。なお、第１期間および第２期間は、インプリント材の硬化を開始する前の期間である。そして、インプリント材１４の特性（弾性等）は、モールド８と基板１０との間の位置ずれ量に依存して変化する非線形性を呈しうるところ、当該位置ずれ量が閾値以下になってから第３制御を行うため、制御系の発振も生じ難い。ここで、第１制御および第２制御（カスケード制御）から第３制御への制御の切り替えは、アライメント開始からの経過時間に基づくものとしうる。図１において、切替手段２５は、タイマ２７の計時により得られる当該経過時間に基づいて、上記のような制御の切り替えを行う構成となっている。当該切り替えのタイミングは、例えば、モールドと基板との間の位置ずれ量が５０ｎｍ以下、より望ましくは１０ｎｍ以下となるような経過時間の閾値を実験等により予め得て切替手段２５（に含まれるコンパレータ等）に設定しておけばよい。切替手段２５は、そのための設定部を含みうる。ここで、上記硬化開始前接触期間における以上に説明した３つの制御、すなわち、カスケード制御（第１制御および第２制御）のみ、第３制御のみ、それらの間で切り替えを行う本実施形態に係る制御の優劣をまとめると、下表のようになる。○は、非線形性に対する耐性および外乱に対する耐性の各項目に関して、△より相対的に有利であることを示す。本表は、本実施形態に係る制御が型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利であることを端的に示すものである。

なお、制御の切り替えにあたり、モールド駆動部１２ｂへの操作量２０５ａがゼロからステップ的に変化すると、制御系が発振しうる。そこで、制御の切り替えにあたっては、その直前の操作量２０２ａをホールドし、当該ホールドされた操作量２０２ａを初期値として第３制御を開始するのがよい。

第３制御によるアライメント状態が許容範囲内にあることを条件に光９の照射がなされ、インプリント材１４が硬化される。その後、硬化により得られたパターンからモールド８を引き離す（離型する）。なお、硬化に伴い、インプリント材１４の光学的な特性が変化してスコープ６でのアライメント計測ができなくなったり、アライメント自体ができなくなったりしうる。そのため、インプリント材１４の硬化開始後の適当な時点から操作量２０５ａを所定値にホールドするのが好ましい。

ここで、図２は、実施形態１に係るインプリント装置の変形例を示す図である。図１の構成例においては、切替手段２５は、タイマ２７の計時により得られるアライメント開始からの経過時間に基づいて、制御の切り替えを行う構成であった。本変形例においては、切替手段２５は、スコープ６の出力信号３０１に基づいて、制御の切り替えを行う構成としている。すなわち、当該切替のタイミング（第１期間から第２期間へ切り替わるタイミング）は、例えば、出力信号３０１（モールドと基板との間の位置ずれ量）が５０ｎｍ以下、より望ましくは１０ｎｍ以下となったタイミングとしうる。そのためには、予め定められた位置ずれ量の閾値を切替手段２５（に含まれるコンパレータ等）に設定しておけばよい。切替手段２５は、そのための設定部を含みうる。

以上の説明から理解されるように、本実施形態によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係るインプリント装置１ｂについて説明する。図２は、実施形態２に係るインプリント装置の構成例を示す図である。実施形態１では、モールドステージ１５がＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびθｚ軸方向（Ｚ軸周り）に移動可能であってアライメントの機能を担っていたが、それに替えて本実施形態では、基板ステージ４がその機能を担っている。本実施形態では、基板ステージ４は、微動ステージ５０と粗動ステージ５３とを含んでいる。粗動ステージ５３は、微動ステージ５０を搭載し、モールド８と基板１０との間の粗い（粗大な）アライメントの機能に用いられる。そのため、粗動ステージ５３をＸ軸方向およびＹ軸方向において移動させる粗動ステージ駆動部５５と、本体構造体２７に対する粗動ステージ５３の位置を計測する粗動ステージセンサ５４とを有している。粗動ステージ駆動部５５に採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたは平面モータである。粗動ステージ５３は、粗動ステージセンサ５４、第４補償器４２ｂ、粗動ステージ駆動部５５および第４目標値４１ｂを含む制御系により、本体構造体２７に対して位置決めされる。第４補償器４２ｂは、例えば、ＰＩＤ制御のためのＰＩＤ補償器としうる。微動ステージ５０は、モールド８と基板１０との間の細かい（微細な）アライメントの機能に用いられる。そのため、粗動ステージ５３に対して微動ステージ５０を位置決めする微動ステージ駆動部５２と、本体構造体２７に対する微動ステージ５３の位置を計測する微動ステージセンサ５１（第１計測部を構成）とを有している。微動ステージ駆動部５２に採用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータまたは平面モータである。

ここで、微動ステージ駆動部５２を含む微動ステージ５０の制御系について説明する。微動ステージ５０の制御系は、実施形態１におけるモールドステージ１５の制御系と同様に、モールド８と基板１０との間の位置ずれ量に応じて、後述の第１制御および第２制御と第３制御との間で切り替えられるように構成されている。第１制御は、微動ステージセンサ５１（第１計測部）の出力信号２０１ｂ（微動ステージ１５の位置）と第１目標値２１ｂと間の差分を第１補償器２２ｂで増幅して得られた信号２０２ｂ（操作量）を微動ステージ駆動部５２の操作量２０５ｂとしている。これにより、微動ステージ１５を本体構造体２７（粗動ステージ５３）に対して位置決めすることができる。第１補償器２２ｂは、例えば、ＰＩ制御（ＰＩＤ制御を含む）のためのＰＩ補償器（ＰＩＤ補償器を含む）としうる。粗動ステージ駆動部５５を含む粗動ステージ５３の制御系の構成は、上述のように、実施形態１における基板ステージ駆動部１７を含む基板ステージ４の制御系の構成と同様としうる。微動ステージ５０を含む制御系の制御の帯域（サーボ帯域）は、粗動ステージ５３を含む制御系のそれより高い周波数を含むものとする。

第２制御は、スコープ６（第２計測部）の出力信号３０１（モールド８と基板１０との間の位置ずれ量）と第２目標値６１との間の差分を第２補償器６２ｂで増幅して得られた信号３０２ｂ（オフセット値）を第１目標値２１ｂに加える。これにより、モールド８と基板２０との間の位置ずれを低減することができる。第２補償器６２ｂは、例えば、ＰＩ制御のためのＰＩ補償器としうる。第１制御および第２制御は、第１制御をマイナーループとし、第２制御をメジャーループとするいわゆるカスケード制御を構成している。

そして、第３制御は、スコープ６の出力信号３０１と第２目標値６１との間の差分を第３補償器６３ｂで増幅して得られた信号３０３ｂ（操作量）を微動ステージ駆動部５２の操作量２０５ｂとしている。これにより、モールド８に対して基板１０を直接位置決めすることができる。第３補償器６３ｂは、例えば、ＰＩ制御のためのＰＩ補償器としうる。

微動ステージ５０に係るカスケード制御（第１制御および第２制御）は、第１制御をマイナーループとしているため、上述したインプリント材１４の非線形な特性の影響を受けにくく、モールド８と基板１０との間のアライメントを安定して行える利点がある。しかし、第１制御は、床振動等の外乱振動がインプリント装置に伝わった場合、不利な点がある。すなわち、微動ステージセンサによる微動ステージの制御（第１制御）の周波数帯域に対して、型と型保持部とを含む系の固有振動数が比較的または相対的に高い（当該周波数帯域の上限の周波数を超えている）場合、型と基板との間に大きな相対変位が生じうる。

他方、微動ステージ５０に係る第３制御は、モールド８に対して基板１０を直接位置決めするため、比較的高いサーボ帯域で制御を行うことにより、上述のような外乱振動による相対変位を低減できる利点がある。ところが、カスケード制御の場合とは異なり、マイナーループ（第１制御）が無いため、インプリント材１４の非線形な特性の影響は受け易い。よって、当該影響下では、制御系が発振し易くなって不利である。

そこで、本実施形態は、第１制御および第２制御の長所と第３制御の長所とを生かすため、当該２つの制御（態様）の間で切り替えを行うための切替手段２５を有している。そして、型と硬化開始前のインプリント材とが接触している期間（接触中または硬化開始前接触期間）において、型と基板との間の位置ずれ量が閾値（予め定められた小量）を超える（超えうる）始めの期間（第１期間）は、第１制御および第２制御を行う。これにより、インプリント材の非線形な特性の影響下であっても、型と基板との間のアライメントを安定的に行えるようにする。そして、型と基板との間の位置ずれ量が閾値以下になってからの期間（第２期間）は、第１制御および第２制御を行うのに替えて、第３制御を行うことにより、外乱振動の影響下であっても、基板に対して型を高精度に位置決めすることができる。なお、第１期間および第２期間は、インプリント材の硬化を開始する前の期間である。そして、インプリント材１４の特性（弾性等）は、モールド８と基板１０との間の位置ずれ量に依存して変化する非線形性を呈しうるところ、当該位置ずれ量が閾値以下になってから第３制御を行うため、制御系の発振も生じ難い。ここで、第１制御および第２制御（カスケード制御）から第３制御への制御の切り替えは、アライメント開始からの経過時間に基づくものとしうる。図３において、切替手段２５は、タイマ２７の計時により得られる当該経過時間に基づいて、上記のような制御の切り替えを行う構成となっている。当該切り替えのタイミングは、例えば、モールドと基板との間の位置ずれ量が５０ｎｍ以下、より望ましくは１０ｎｍ以下となるような経過時間の閾値を実験等により予め得て切替手段２５（に含まれるコンパレータ等）に設定しておけばよい。切替手段２５は、そのための設定部を含みうる。ここで、上記硬化開始前接触期間における以上に説明した３つの制御、すなわち、カスケード制御（第１制御および第２制御）のみ、第３制御のみ、それらの間で切り替えを行う本実施形態に係る制御の優劣をまとめると、下表のようになる。○は、非線形性に対する耐性および外乱に対する耐性の各項目に関して、△より相対的に有利であることを示す。本表は、本実施形態に係る制御が型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利であることを端的に示すものである。

なお、制御の切り替えにあたり、微動ステージ駆動部５２への操作量２０５ｂがゼロからステップ的に変化すると、制御系が発振しうる。そこで、制御の切り替えにあたっては、その直前の操作量２０２ｂをホールドし、当該ホールドされた操作量２０２ｂを初期値として第３制御を開始するのがよい。

第３制御によるアライメント状態が許容範囲内にあることを条件に光９の照射がなされ、インプリント材１４が硬化される。その後、硬化により得られたパターンからモールド８を引き離す（離型する）。なお、硬化に伴い、インプリント材１４の光学的な特性が変化してスコープ６でのアライメント計測ができなくなったり、アライメント自体ができなくなったりしうる。そのため、インプリント材１４の硬化開始後の適当な時点から操作量２０５ｂを所定値にホールドするのが好ましい。

ここで、図４は、実施形態２に係るインプリント装置の変形例を示す図である。図３の構成例においては、切替手段２５は、タイマ２７の計時により得られるアライメント開始からの経過時間に基づいて、制御の切り替えを行う構成であった。本変形例においては、切替手段２５は、スコープ６の出力信号３０１に基づいて、制御の切り替えを行う構成としている。すなわち、当該切替のタイミング（第１期間から第２期間へ切り替わるタイミング）は、例えば、出力信号３０１（モールドと基板との間の位置ずれ量）が５０ｎｍ以下、より望ましくは１０ｎｍ以下となったタイミングとしうる。そのためには、予め定められた位置ずれ量の閾値を切替手段２５（に含まれるコンパレータ等）に設定しておけばよい。切替手段２５は、そのための設定部を含みうる。

以上の説明から理解されるように、本実施形態によれば、例えば、型と基板との間のアライメントの頑強性の点で有利なインプリント装置を提供することができる。

〔物品製造方法に係る実施形態〕
インプリント装置１（１ａ、１ｂ）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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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（処理）工程においてエッチング又はイオン注入などの処理が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。ここで、図５は、物品製造方法に係る実施形態を例示する図である。図５（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板１０を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材が基板上に付与された様子を示している。

図５（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド８を、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材に向け、対向させる。図５（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板１０とモールド８とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド８と被加工材との隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を、モールド８を透して照射すると、インプリント材は硬化する。

図５（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド８と基板１０を引き離すと、基板上にインプリント材の硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、モールド８の凹部が硬化物の凸部に、モールド８の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材の硬化物にモールド８の凹凸パターンが転写されたことになる。

図５（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチング処理を行うと、被加工材の表面のうち、硬化物が無いか、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。なお、当該エッチング処理とは異種のエッチング処理により当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図５（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝が形成された物品を得ることができる。ここでは、硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。

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及び変更が可能である。

１ａ インプリント装置
６ 第２計測部
１２ｂ 駆動部（型保持部用）
１５ （型）保持部
２０ 第１計測部（型保持部用）

Claims (12)

1. 基板上のインプリント材への型の接触により前記基板上にパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記基板および前記型のうち一方を保持する保持部と、
   前記保持部を移動させる駆動部と、
   前記保持部の位置を計測する第１計測部と、
   前記基板と前記型との間の位置ずれ量を計測する第２計測部と、
   を含む制御系を有し、
   前記制御系は、前記接触中において前記位置ずれ量が閾値を超える第１期間は、前記第１計測部の出力と第１目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第１制御と、前記第２計測部の出力と第２目標値とに基づいて前記第１目標値に加えるオフセット値を制御する第２制御とを行うように、かつ前記接触中において前記位置ずれ量が前記閾値以下となる第２期間は、前記第１制御および前記第２制御を行うのに替えて、前記第２計測部の出力と前記第２目標値とに基づいて前記駆動部を制御する第３制御を行うように構成されていることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御系は、前記第２計測部の出力に基づいて前記第１期間から前記第２期間へ切り替え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. 前記閾値を設定する設定部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御系は、予め定められた時間だけ前記第１期間とした後に前記第２期間と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。
5. 前記第１制御は、ＰＩ制御を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記第１期間から前記第２期間への切り替えは、前記第１期間における前記駆動部への操作量を保持してなされることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記保持部は、前記型を保持し、
   前記保持部とは異なる、前記基板を保持する第２保持部と、前記第２保持部を移動させる第２駆動部と、前記第２保持部の位置を計測する第３計測部とを含み、前記第３計測部の出力に基づいて前記第２駆動部を制御する第２制御系を有する、
   ことを特徴とする請求項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。
8. 前記第１制御の周波数帯域は、前記第２制御系の制御の周波数帯域より高い周波数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. 前記保持部は、前記基板を保持し、
   前記保持部とは異なる、前記型を保持する第２保持部を有する、
   ことを特徴とする請求項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。
10. 前記第２保持部と前記型とを含む系の固有振動数が前記第１制御の周波数帯域の上限の周波数を超えていることを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
11. 前記第１期間および前記第２期間は、前記インプリント材の硬化を開始する前の期間であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 請求項１ないし請求項１１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パターンを基板上に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを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。