JP2020096077A - インプリント方法、インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

インプリント方法、インプリント装置および物品製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域との位置合わせ精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、接触工程の後にショット領域とパターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせ工程の完了前にショット領域の上のインプリント材のうちショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第１照射工程と、第１照射工程の開始後に開始され、ショット領域とパターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、第１照射工程とは異なる条件でショット領域の上のインプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第２照射工程と、位置合わせ工程の完了後にショット領域の上のインプリント材の全体に光を照射する第３照射工程とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、インプリント方法、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上にインプリント材を配置し、該インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、その後に該インプリント材を硬化させることによって該基板上に該インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント技術が知られている。このようなインプリント技術において、インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させた際にインプリント材がショット領域からはみ出しうる。特許文献１には、テンプレートパターンを基板の上のレジストに押し当てる際に、インプリントショットよりも外側の光照射領域に光を照射して、該インプリントショット外にはみ出そうとするレジストを硬化させる第１の硬化ステップを有する方法が記載されている。該方法では、更に、第１の硬化ステップの後に、該テンプレートパターンに該レジストを充填させる充填ステップと、該レジストの全体を硬化させる第２の硬化ステップとを有する。
特開２０１３−６９９１８号公報
インプリント装置では、基板は基板位置決め機構によって支持され、モールドはモールド位置決め機構によって支持されるので、基板とモールドとが相互に独立して振動しうる。したがって、基板とモールドとの間に相対的な振動が存在し、これが基板（のショット領域）とモールド（のパターン領域）との位置合わせ精度の向上を妨げる原因となりうる。また、別の観点において、基板のショット領域とモールドのパターン領域との間には形状差が存在し、この形状差も基板（のショット領域）とモールド（のパターン領域）との位置合わせ精度の向上を妨げる原因となりうる。特許文献１においては、位置合わせ精度の向上に関して考慮されていない。
本発明は、基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域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。
本発明の１つの側面は、インプリント方法に係り、前記インプリント方法は、基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、前記接触工程の後に、前記ショット領域と前記パターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、前記位置合わせ工程の完了前に、前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第１照射工程と、前記第１照射工程の開始後に開始され、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、前記第１照射工程とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第２照射工程と、前記位置合わせ工程の完了後に、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に光を照射する第３照射工程と、を含む。
本発明によれば、基板のショット領域外へのインプリント材のはみ出しを抑制しつつショット領域とモールドのパターン領域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の構成を例示する図。 本発明の第１実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第２実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第３実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第４実施形態のインプリント装置の構成を例示する図。 本発明の第４実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 本発明の第５実施形態のインプリント装置の動作を例示する図。 インプリント材に対する光の照射量とそれによって変化するインプリント材のせん断力との関係を例示するグラフ。 第２照射工程（予備露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法を模式的かつ例示的に示す図。 第２照射工程（加熱露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布（ａ）、および、第２照射工程（加熱露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法を模式的かつ例示的に示す図。 物品製造方法を例示する図。
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、本発明の第１実施形態のインプリント装置１００の構成が示されている。インプリント装置１００は、基板１のショット領域の上に配置されたインプリント材６０とモールド１０のパターン領域ＰＲとを接触させ、インプリント材６０を硬化させることによって基板１の上にインプリント材６０の硬化物からなるパターンを形成する。本明細書および添付図面では、基板１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。位置合わせは、基板１およびモールド１０の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。また、位置合わせは、基板１およびモールド１０の少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。
インプリント装置１００は、相対駆動機構２５と、供給部（ディスペンサ）１８と、光照射部３２と、撮像部２１と、制御部３５、ベース５と、支柱８と、天板９とを備えうる。光照射部３２は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０に光を照射する。光照射部３２がインプリント材６０に光を照射することによって、インプリント材６０を介して基板１にも光が照射されうる。相対駆動機構２５は、基板１（のショット領域）とモールド１０（のパターン領域ＰＲ）との相対位置が変更されるように基板１とモールド１０とを相対的に駆動しうる。相対駆動機構２５は、基板位置決め機構２３と、モールド位置決め機構２４とを含みうる。
基板位置決め機構２３は、例えば、基板１を保持（チャッキング）する基板チャック２と、基板チャック２をθＺ軸に関して駆動するθステージ３と、θステージ３を支持するＸＹステージ４とを含みうる。また、基板位置決め機構２３は、ＸＹステージ４をＸ軸およびＹ軸に関して駆動するためのアクチュエータ１９（例えば、リニアモータ）を含みうる。インプリント装置１００は、ベース５に対するＸＹステージ４の相対的な位置を計測する計測器６（例えば、リニアエンコーダ）を含みうる。天板９は、例えば、支柱８を介してベース５によって支持されうる。基板位置決め機構２３は、上記の構成により、基板１をＸ軸、Ｙ軸およびθＺ軸に関して駆動しうる。基板位置決め機構２３は、更に、基板１をθＸ軸おおよびθＹ軸に関しても駆動するように構成されてもよい。
基板１の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板１の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板１は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。基板１は、１または複数のショット領域を有しうる。
インプリント材としては、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（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）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、紫外線等でありうる。硬化性組成物は、光の照射により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射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と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添モールド離モールド剤、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。本実施形態では、一例として、紫外線によって硬化する性質を持つ光硬化性組成物をインプリント材６０として用いる。インプリント材６０は、供給部１８により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板１上に配置されうる。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以下でありうる。
供給部（ディスペンサ）１８は、基板１の各ショット領域の上にインプリント材６０を供給あるいは配置する。供給部１８は、例えば、インプリント材６０を吐出する吐出口（不図示）を有し、吐出口からインプリント材６０を吐出することによって、基板１の上にインプリント材６０を供給する。供給部１８は、例えば、基板１の上にインプリント材６０の液滴を配置しうる。供給部１８によって基板１の上に供給されるインプリント材６０の量は、要求されるインプリント材６０の厚さ、および、形成すべきパターンの密度等に応じて決定されうる。
モールド１０は、例えば、外周部が矩形であり、基板１に対向する面にパターン領域ＰＲを有しうる。パターン領域ＰＲには、基板１の上に配置されたインプリント材６０に転写すべきパターンが設けられている。モールド１０は、周辺部よりも突出したメサを有することができ、パターン領域ＰＲは、該メサに配置されうる。該周辺部からの該メサの突出量は、例えば、数十μｍ〜数百μｍの範囲内でありうる。モールド１０は、例えば、光照射部３２が発生しうる光（例えば、紫外線）を透過させる材料、例えば、石英で構成されうる。
モールド位置決め機構２４は、モールド１０を保持（チャッキング）するモールドチャック１１と、モールドチャック１１を保持するモールドステージ２２と、モールドステージ２２を駆動するアクチュエータ（例えば、リニアアクチュエータ）１５とを含みうる。モールドチャック１１は、真空吸引力または静電吸引力等の保持力によってモールド１０を保持しうる。モールドチャック１１は、モールドステージ２２によって保持されうる。モールドステージ２２は、例えば、Ｚ軸、θＸ軸およびθＹ軸に関してモールド１０を駆動するように構成されうる。アクチュエータ１５は、モールドステージ２２をＺ軸に関して駆動し、これにより、モールド１０を基板１の上に配置されたインプリント材６０に接触させたり、基板１の上の硬化したインプリント材６０とモールド１０とを分離したりしうる。アクチュエータ１５は、例えば、エアシリンダまたはリニアモータである。モールドチャック１１およびモールドステージ２２は、光照射部３２から提供される光を通過させる窓あるいは開口部を有しうる。
光照射部３２は、第１照射（枠露光）、第２照射（予備露光）および第３照射（本露光）を行うように構成されうる。第１照射（枠露光）は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０のうち枠状部分に対して光を照射する動作でありうる。該枠状部分は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０のうち、基板１のショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する部分である。第２照射（予備露光）は、基板１のショット領域とモールド１０のパターン領域ＰＲとの位置合わせ誤差が低減されるように、第１照射とは異なる条件で、該ショット領域の上のインプリント材６０の少なくとも一部分に対して光を照射する動作でありうる。第３照射（本露光）は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０の全体に対して光を照射する動作でありうる。第３照射によって、インプリント材６０は、インプリント材６０とモールド１０とを分離することができる状態、即ち、十分に硬化した状態となる。
光照射部３２は、一例において、第１光源１６、第２光源３０、第１光学系１７、第２光学系２８、第１ビームスプリッタ２０、および、第２ビームスプリッタ２９を含みうる。第１光源１６は、例えば、第３照射（本露光）において使用されうる。第１光源１６からの光は、例えば、第１光学系１７および第１ビームスプリッタ２０を介して、基板１の上のインプリント材６０に照射され、インプリント材６０を硬化させうる。第１光源１６は、例えば、紫外線を発生するように構成されうる。一例において、第１光源１６は、波長が３６５ｎｍの光（ｉ線）を発生しうる。
第２光源３０は、例えば、第１照射（枠露光）および第２照射（予備露光）において使用されうる。第２光源３０からの光は、例えば、第２光学系２８、第２ビームスプリッタ２９、第１ビームスプリッタ２０を介して、基板１の上のインプリント材６０に照射されうる。第２光源３０は、例えば、紫外線を発生するように構成されうる。一例において、第２光源３０は、波長が４０５ｎｍの光を発生しうる。
第１照射（枠露光）を行う第１照射工程で使用される光と第３照射（本露光）を行う第３照射工程で使用される光とは、波長帯域および強度分布の少なくとも一方が互いに異なりうる。第１照射（枠露光）を行う第１照射工程で使用される光と第２照射（予備露光）を行う第２照射工程で使用される光とは、波長帯域が互いに同じである。第１照射工程、第２照射工程および第３照射工程では、光の照射領域が互いに異なりうる。
撮像部２１は、例えば、第２ビームスプリッタ２９および第１ビームスプリッタ２０を介して、基板１の上のインプリント材６０とモールド１０のパターン領域ＰＲとの接触によって形成される像を撮像しうる。制御部３５は、相対駆動機構２５、供給部（ディスペンサ）１８、光照射部３２および撮像部２１を制御するように構成されうる。制御部３５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又は専用のコンピュータ、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。
図２には、インプリント装置１００の動作が例示されている。図２に示される処理は、制御部３５によって制御される。工程Ｓ１０１では、制御部３５は、供給部１８がパターン形成対象のショット領域にインプリント材６０を供給する処理を開始する位置に該ショット領域が位置決めされるように相対駆動機構２５（基板位置決め機構２３のＸＹステージ４）を制御する。工程Ｓ１０２では、制御部３５は、基板１を移動させながら供給部１８によって基板１のパターン形成対象のショット領域の上にインプリント材６０が供給されるように、ＸＹステージ４および供給部１８を制御する。これにより、基板１のパターン形成対象のショット領域の上にインプリント材６０が配置される。
工程Ｓ１０３では、制御部３５は、インプリント材６０が配置されたパターン形成対象のショット領域がモールド１０のパターン領域ＰＲに対向する位置に位置決めされるように相対駆動機構２５（基板位置決め機構２３のＸＹステージ４）を制御する。また、工程Ｓ１０３では、制御部３５は、必要に応じて、パターン形成対象のショット領域とモールド１０のパターン領域ＰＲとの間の回転誤差（θＺ軸に関する回転誤差）が低減されるようにθステージ３を制御しうる。
工程Ｓ１０４では、制御部３５は、基板１のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材６０とモールド１０のパターン領域ＰＲとが接触するように、モールド１０の降下を開始させるように相対駆動機構２５（アクチュエータ１５）を制御する。工程Ｓ１０５では、制御部３５は、基板１のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材６０に対するモールド１０の押し付け力を取得し、この押し付け力が目標範囲に収まっているかどうかを判断する。そして、制御部３５は、該押し付け力が目標範囲に収まっていない場合には、工程Ｓ１０６において、制御部３５は、該押し付け力が目標範囲に収まるように、相対駆動機構２５を制御する。ここで、該押し付け力は、例えば、モールドチャック１１またはモールドステージ２２に組み込まれた１又は複数のロードセル（センサ）の出力に基づいて制御部３５によって取得されうる。該押し付け力を該目標範囲に収まめるための動作は、アクチュエータ１５によるモールド１０のＺ軸方向に関する駆動、および、モールドステージ２２によるモールド１０のθＸ軸、θＹ軸に関する駆動、の少なくとも１つを含みうる。
該押し付け力が該目標範囲に収まっている場合は、工程Ｓ１０７が実行される。工程Ｓ１０７では、制御部３５は、第１照射工程（枠露光）が実行されるように光照射部３２を制御する。つまり、工程Ｓ１０７では、制御部３５は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０のうち枠状部分に対して光が照射されるように光照射部３２を制御する。より具体的には、制御部３５は、第２光源３０からの光が基板１のショット領域の上のインプリント材６０のうち枠状部分に対して照射されるように光照射部３２を制御する。インプリント材６０の枠状部分に対応するショット領域の枠状領域（ショット領域における周辺領域）は、カーフ部を含む領域でありうる。基板１のショット領域の上のインプリント材６０のうち枠状部分に対して光を照射することによって、その光の照射量に応じた重合度まで枠状部分が硬化する。これにより、現在のパターン形成対象のショット領域に隣接するショット領域に対するインプリント材６０の侵入を抑制することができる。枠露光の条件は、予め設定されうるものであり、制御部３５は、その条件に従って第１照射工程（枠露光）を実行しうる。
工程Ｓ１０８では、制御部３５は、基板１のパターン形成対象のショット領域とモールド１０のパターン領域ＰＲとを位置合わせする動作が開始されるように相対駆動機構２５を制御する。この動作では、不図示のアライメントスコープを使って基板１のアライメントマークとモールド１０のアライメントマークとの相対位置が検出されながら、検出結果に基づいてパターン形成対象のショット領域とパターン領域ＰＲとが位置合わせされる。ここで、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）は、工程Ｓ１０８で開始された位置合わせ工程の完了前に実行されうる。
工程Ｓ１０９では、制御部３５は、第２照射工程（予備露光）が実行されるように光照射部３２を制御する。つまり、工程Ｓ１０９では、制御部３５は、基板１のショット領域とモールド１０のパターン領域ＰＲとの位置合わせ誤差が低減されるように、該ショット領域の上のインプリント材６０の少なくとも一部分に対して光が照射されるように光照射部３２を制御する。工程Ｓ１０９（第２照射工程（予備露光））は、工程Ｓ１０７（第１照射工程（枠露光）とは異なる条件で実行されうる。より具体的には、制御部３５は、第２光源３０からの光が基板１のショット領域の上のインプリント材６０の少なくとも一部分に対して照射されるように光照射部３２を制御する。これにより、基板１とモールド１０との間のインプリント材６０による結合力が高くなり、基板１とモールド１０との間の相対的な振動が低減しうる。したがって、基板１のパターン形成対象のショット領域とモールド１０のパターン領域ＰＲとの位置合わせが容易になるとともに、位置合わせの精度が向上しうる。
工程Ｓ１０９（第２照射工程）では、基板のパターン形成対象のショット領域の一部にのみ光が照射されてもよいし、全体に光が照射されてもよい。工程Ｓ１０９（第２照射工程）では、基板１のパターン形成対象のショット領域の上のインプリント材６０の少なくとも一部分が目標硬度まで硬化されうる。あるいは、工程Ｓ１０９（第２照射工程）は、基板１とモールド１０との間の相対的な振動が目標最大振動の範囲内に収まるようにインプリント材６０の少なくとも一部分が目標硬度まで硬化されうる。ここで、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）は、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）の開始後に開始されうる。
工程Ｓ１０８で開始された位置合わせ工程の完了後、工程Ｓ１１０では、制御部３５は、第３照射工程（本露光）が実行されるように光照射部３２を制御する。つまり、工程Ｓ１１０では、制御部３５は、基板１のショット領域の上のインプリント材６０の全体に対して光が照射されるように光照射部３２を制御する。この照射は、インプリント材６０とモールド１０とを分離することができる状態までインプリント材６０が硬化するようになされる。より具体的には、制御部３５は、第１光源１６からの光が基板１のショット領域の上のインプリント材６０の全体に対して照射されるように光照射部３２を制御する。工程Ｓ１１０（第３照射工程；本露光）におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布は、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）における光の照射量分布および工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）における光の照射量分布に基づいて決定されうる。
その後、工程Ｓ１１１では、制御部３５は、基板１のパターン形成対象の上のインプリント材６０とモールド１０（のパターン領域ＰＲ）とが分離されるように相対駆動機構２５を制御する。より具体的には、制御部３５は、モールド１０（モールドステージ２２）を上昇させるように相対駆動機構２５のアクチュエータ１５を制御する。基板１のパターン形成対象の上には、硬化されたインプリント材６０からなるパターンが残る。
工程Ｓ１１２では、制御部３５は、基板１の全てのショット領域に対して上記の処理が終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が存在する場合には、当該未処理のショット領域に対して工程Ｓ１０１〜Ｓ１１１の処理を実行する。一方、制御部３５は、基板１の全てのショット領域に対する上記の処理が終了した場合には、基板１をアンロードさせ、基板１に対する処理を終了する。
上記の例では、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）と工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）とで同一の光源（第２光源３０）が使用されるが、互いに異なる光源が使用されてもよい。また、上記の例では、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）と工程Ｓ１１０（第３照射工程；本露光）とで互いに異なる光源（第１光源１６、第２光源３０）が使用されるが、同一の光源が使用されてもよい。
以下、図３を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態は、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）の条件（予備露光の条件）を決定する工程Ｓ２０１が、第１実施形態に係るインプリント装置１００の動作に対して追加されている。
工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）でインプリント材６０に与えられるエネルギーが過剰であると、インプリント材６０の粘弾性が高くなり過ぎ、その後における基板１とモールド１０との位置合わせ精度が低下しうる。一方、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）でインプリント材６０に与えられるエネルギーが不足していると、インプリント材６０の粘弾性が十分に高くならない。この状態では、基板１とモールド１０との間の相対的な振動が大きく、基板１とモールド１０との位置合わせ精度が高くならない。よって、基板１とモールド１０との位置合わせ精度が低い状態で、工程Ｓ１１０（第３照射工程；本露光）が実行されうる。そこで、第２実施形態では、制御部３５は、工程Ｓ２０１において、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）の条件（例えば、枠状部分に対する積算照射量分布）に応じて、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）の条件（例えば、光の照射量分布）を決定しうる。例えば、制御部３５は、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布を、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）におけるインプリント材６０の枠状部分に対する光の照射量分布に基づいて決定しうる。
図８には、インプリント材６０に対する光の照射量とそれによって変化するインプリント材６０のせん断力との関係を例示するグラフが示されている。せん断力は、粘弾性に相関を有する。そこで、図８のグラフから、目標とするせん断力に対応する照射量（照射量分布）を決定することができる。
図９には、工程Ｓ２０１において、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法が模式的かつ例示的に示されている。制御部３５は、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程Ｓ１０９の完了時点での目標照射量分布と工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）における枠状部分に対する光の照射量分布とに基づいて決定しうる。より具体的には、制御部３５は、工程Ｓ１０９におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程Ｓ１０９の完了時点における目標照射量分布と工程Ｓ１０７におけるインプリント材に対する光の照射量分布との差分に基づいて決定しうる。これにより、工程Ｓ１０７の条件に関係なく、工程Ｓ１０９の完了時点において、目標照射量分布に従った照射量分布を得ることができる。
ここで、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布Ｅｃ（ｉ，ｊ）は、式１で与えられうる。Ｅｃｒｅｆ（ｉ，ｊ）は、工程Ｓ１０９の完了時点における目標照射量分布である。Ｅｆ（ｉ，ｊ）は、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）におけるイプリント材に対する光の照射量分布である。（ｉ，ｊ）はＸＹ座標である。
Ｅｃ（ｉ，ｊ）＝Ｅｃｒｅｆ（ｉ，ｊ）−Ｅｆ（ｉ，ｊ） ・・・式１
図４を参照しながら本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。基板１とモールド１０との間の相対的な振動は、例えば、複数の基板１間の個体差、複数のモールド１０間の個体差、パターンの形成時の環境（例えば、温度、湿度、酸素濃度、希ガス濃度等）により変動しうる。そこで、第３実施形態では、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）の条件（予備露光の条件）を決定するための工程Ｓ３０１、Ｓ３０２が、第１実施形態に係るインプリント装置１００の動作に対して追加されている。工程Ｓ３０１では、制御部３５は、例えば、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）の終了後の所定の時間期間内に撮像部２１を使って計測された情報に基づいて、工程Ｓ１０９におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布を決定しうる。
図５には、本発明の第４実施形態のインプリント装置１００の構成が示されている。第４実施形態として言及しない事項は、第１乃至第３実施形態のいずれかに従いうる。第４実施形態のインプリント装置１００では、光照射部３２が第３光源４１、第３光学系４２および第３ビームスプリッタ４３を含みうる。第３光源４１からの光は、例えば、第３光学系４２、第３ビームスプリッタ４３、第２ビームスプリッタ２９、第１ビームスプリッタ２０を介して、基板１の上のインプリント材６０、更には基板１に照射されうる。第３光源４１は、基板１のパターン形成対象のショット領域の形状を目標形状に変形させるように、インプリント材６０の少なくとも一部に光を照射するために使用されうる。一例において、第３光源４１は、波長が４６５ｎｍの光を発生しうる。ここで、第２光源３０は、インプリント材６０の粘弾性を高めるための光を発生するものであり、第３光源４１は、基板１のショット領域を変形させる光を発生するものであるので、両者が発生する光の波長は、互いに異なりうる。
図６には、本発明の第４実施形態に係るインプリント装置１００の動作が例示されている。第４実施形態は、工程Ｓ１０９（第２照射工程；予備露光）が工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）によって置き換えられている点で、第１乃至第３実施形態と異なる。ただし、工程Ｓ１０９を残しつつ、工程Ｓ４０１が追加されてもよい。
工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）は、例えば、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）の開始後の任意のタイミングで開始されうる。工程Ｓ４０１では、制御部３５は、まず、不図示のアライメントスコープを使って得られる基板１のアライメントマークとモールド１０のアライメントマークとの相対位置に基づいて、基板１のパターン形成対象のショット領域の目標形状を決定する。また、工程Ｓ４０１では、制御部３５は、パターン形成対象のショット領域を該目標形状に変形させるための、基板１に対する光（第３光源４１が発生する光）の照射量分布を決定する。また、工程Ｓ４０１では、制御部３５は、その照射量分布に従って、インプリント材６０を介して基板１に光が照射されるように光照射部３２を制御する。工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）は、その完了時刻が工程Ｓ１１０（第３照射工程；本露光）の開始時刻の直前になるように実行されうる。
図７を参照しながら本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態として言及しない事項は、第４実施形態に従いうる。第５実施形態は、工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）の条件（加熱露光の条件）を決定する工程Ｓ４０２が、第４実施形態に係るインプリント装置１００の動作に対して追加されている。図１０（ａ）には、工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布が例示されている。例えば、制御部３５は、工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布を、工程Ｓ１０７（第１照射工程；枠露光）におけるインプリント材６０に対する光の照射量分布に基づいて決定しうる。
図１０（ｂ）には、工程Ｓ２０１において、工程Ｓ４０２（第２照射工程；加熱露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布を決定する方法が模式的かつ例示的に示されている。制御部３５は、工程Ｓ４０１におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程Ｓ４０１の完了時点における目標照射量分布と工程Ｓ１０７におけるインプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定しうる。例えば、制御部３５は、工程Ｓ４０１におけるインプリント材に対する光の照射量分布を、工程Ｓ４０１の完了時点での目標照射量分布と工程Ｓ１０７におけるインプリント材に対する光の照射量分布に係数を乗じて得られる分布との差分に基づいて決定しうる。
ここで、工程Ｓ４０１（第２照射工程；加熱露光）におけるインプリント材に対する光の照射量分布Ｅｈ（ｉ，ｊ）は、式２で与えられうる。Ｅｈｒｅｆ（ｉ，ｊ）は、工程Ｓ４０１の完了時点における目標照射量分布である。Ｅｆ（ｉ，ｊ）は、工程Ｓ１０７（第１照射工程：枠露光）におけるイプリント材に対する光の照射量分布である。α（ｉ，ｊ）は、Ｅｆ（ｉ，ｊ）が工程Ｓ４０１の完了時点におけるショット領域の形状に与える影響が時間経過によって減少することを考慮した係数である。（ｉ，ｊ）はＸＹ座標である。
Ｅｃ（ｉ，ｊ）＝Ｅｃｒｅｆ（ｉ，ｊ）−α（ｉ，ｊ）×Ｅｆ（ｉ，ｊ） ・・・式２
インプリント装置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。
次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図１１（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚ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３ｚが基板上に付与された様子を示している。
図１１（ｂ）に示すように、インプリント用の型（モールド）４ｚ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３ｚに向け、対向させる。図１１（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚ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型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
図１１（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚ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、型の凹部が硬化物の凸部に、型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３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。
図１１（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を行うと、被加工材２ｚ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５ｚとなる。図１１（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２ｚの表面に溝５ｚ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、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
１００：インプリント装置、１：基板、１０：モールド、３２：光照射部

Claims (16)

  1. 基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させる接触工程と、
    前記接触工程の後に、前記ショット領域と前記パターン領域とを位置合わせする位置合わせ工程と、
    前記位置合わせ工程の完了前に、前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に光を照射する第１照射工程と、
    前記第１照射工程の開始後に開始され、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように、前記第１照射工程とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に光を照射する第２照射工程と、
    前記位置合わせ工程の完了後に、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に光を照射する第３照射工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
  2. 前記第２照射工程では、前記インプリント材の前記少なくとも一部分が目標硬度まで硬化される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント方法。
  3. 前記第２照射工程では、前記基板と前記モールドとの相対的な振動が目標最大振動の範囲内に収まるように前記インプリント材の前記少なくとも一部分が目標硬度まで硬化される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント方法。
  4. 前記第２照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリント方法。
  5. 前記第２照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第２照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリント方法。
  6. 前記第２照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第２照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布との差分に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリント方法。
  7. 前記第３照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布は、前記第１照射工程における光の照射量分布および前記第２照射工程における光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のインプリント方法。
  8. 前記第２照射工程では、前記ショット領域が目標形状に変形するように、前記インプリント材を介して前記基板に光が照射される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント方法。
  9. 前記第２照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント方法。
  10. 前記第２照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第２照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布とに基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント方法。
  11. 前記第２照射工程における前記基板に対する光の照射量分布は、前記第２照射工程の完了時点における目標照射量分布と前記第１照射工程における前記インプリント材に対する光の照射量分布に係数を乗じて得られる分布との差分に基づいて決定される、
    ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント方法。
  12. 前記第１照射工程で使用される光と前記第３照射工程で使用される光とは、波長帯域および強度分布の少なくとも一方が互いに異なる、
    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方法。
  13. 前記第１照射工程で使用される光と前記第２照射工程で使用される光とは、波長帯域が互いに同じである、
    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方法。
  14. 前記第２照射工程は、前記第１照射工程の終了後に開始される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント方法。
  15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のインプリント方法によって基板の上にパターンを形成するパターン形成工程と、
    前記パターン形成工程の後に前記基板を処理する処理工程と、
    を含み、前記基板から物品を製造することを特徴とするインプリント装置。
  16. モールドを使って基板のショット領域の上に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、
    前記ショット領域の上の前記インプリント材のうち前記ショット領域における周辺領域で構成される枠状領域の上に位置する枠状部分に対して光を照射する第１照射、前記ショット領域と前記モールドのパターン領域との位置合わせ誤差が低減されるように前記第１照射とは異なる条件で前記ショット領域の上の前記インプリント材の少なくとも一部分に対して光を照射する第２照射、および、前記ショット領域の上の前記インプリント材の全体に対して光を照射する第３照射を行う光照射部と、
    前記基板と前記モールドとを相対駆動する相対駆動機構と、
    前記光照射部および前記相対駆動機構を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記ショット領域の上の前記インプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記ショット領域と前記パターン領域との位置合わせを行うように前記相対駆動機構を制御し、
    前記位置合わせの完了前に第１照射を行い、前記第１照射の開始後に前記第２照射を行い、前記位置合わせの完了後に前記第３照射を行うように前記光照射部を制御する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
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