JP2020174069A - 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

Abstract

【課題】新たな計測光学系をインプリント位置近傍に付加する必要がなく、簡便かつ精度よく基板面の傾き情報が得られる方法を提供する。【解決手段】型を用いて基板５上の硬化性組成物を成形するインプリント装置であって、前記型と前記硬化性組成物とを接触させる接触位置において前記基板５の高さ分布を計測する第１の計測手段を有し、前記第１の計測手段は、前記型よりも接触面の面積が小さい接触子が前記基板５表面に接触するように接近させて前記基板の高さを計測する手段であることを特徴とするインプリント装置。【選択図】図４

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。

近年、半導体デバイスの微細化が進み、半導体デバイス製造方法として、インプリント技術が使われるようになった。インプリント技術は、シリコンウェハなどの基板上にインプリント材を塗布し、モールドを押し付けた状態で硬化性組成物を硬化させる技術である。

インプリント材は、樹脂、レジストと呼ばれることもあるが、以下では硬化性組成物と呼ぶ。モールドは、原版、マスクと呼ばれることもあるが、以下では型と呼ぶ。

インプリント技術の一つとして、特許文献１に記載される光硬化法がある。

光硬化法を適用したインプリント装置では、ウェハ基板上の型接触により形成されるパターン形成領域（以下、ショット領域と呼ぶ）に光硬化性組成物を塗布する。次に、この硬化性組成物に型を押し付ける。そして、紫外線を照射して、光硬化性組成物を硬化させたうえで離型する。これにより、基板上に硬化物のパターンが形成される。

ナノインプリント装置においては、型と基板を精度良く平行に接触させることが重要である。

特許文献２には、型表面および基板表面をセンサーで計測することにより、それぞれの傾きを基板ステージの移動方向（面）を基準として求め、型と基板を平行に押し当てるインプリント方法が示されている。

しかし、基板ステージの定盤の面がわずかでも撓んでいると、傾きの基準が異なってしまうことになり、型と基板を平行に押し当てることができなくなってしまう。

そこで、実際に基板の複数個所にて型を接触させ、その接触時の高さから、基板の傾きを計測する方法が、特許文献３に記載されている。

特許第４１８５９４１号公報 特開２００５−１０１２０１号公報 特開２０１６−１２７１６７号公報

インプリント位置（基板上の硬化性組成物と型との接触位置）での基板表面の正確な凹凸情報を得ることで、別位置で取得した基板表面の凹凸情報との対応を取ることができ、これにより正しい基板の傾きに関する情報を得ることができる。

しかし、特許文献３のように型を用いて接触位置の高さ情報を得る方法では、型と接触する凸部間に存在する凹部の情報についてまでは得ることができない。

このため、型と平行にするべき基板の想定面とは必ずしも一致しない場合があり、凸部の分布に依存してその想定面から傾いた面となることがある。

また、インプリント位置において、光学手段などの表面計測手段をさらに設けることも考えられる。しかし、インプリント位置の近傍には既に基板の移動手段、モールドの移動手段、紫外線の照射手段、雰囲気ガスの導入手段、アライメント手段、など複数の機構が配置されている場合が多く、さらなる光学計測手段の配置は装置設計上かなり困難になる。すなわち、簡易的かつ精度よく上記接触位置に配置された基板表面の情報、特に想定面からの傾きを見積もることができる技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑み、新たな計測光学系をインプリント位置近傍に付加する必要なく、簡便かつ精度よく基板面の傾き情報が得られる方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の一側面に係るインプリント装置は、
型を用いて基板上の硬化性組成物を成形するインプリント装置であって、
前記型と前記硬化性組成物とを接触させる接触位置において前記基板の高さ分布を計測する第１の計測手段を有し、
前記第１の計測手段は、前記型よりも接触面の面積が小さい接触子が前記基板の表面に接触するように接近させ、前記基板の高さを計測する手段である、ことを特徴とする。

本発明によれば、接触位置における基板の表面の凹凸分布をより精度よく取得することができる。これにより、基板表面と型をより精度よく平行に揃えることが可能となる。その結果、歩留まりの向上、および生産性の向上が得られる。

本発明の実施形態でのインプリント装置を表す図である。 型と基板が平行でない場合でインプリントされた状態の概念を示した図である。 型を基板に押し当てて基板表面を計測する場合を示した図である。 接触子を基板に押し当てて基板表面を計測する本実施形態を示した図である。 本実施形態における、型と基板を平行にする処理のフローを示した図である。 本実施形態における、装置調整時の概念を説明した図である。 本実施形態における、基板処理時の概念を説明した図である。 ショットの傾き補正を説明した図である。 物品の製造方法を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

（第一実施形態）
図１はインプリント装置の構成の一例を表す図である。

本実施形態におけるインプリント装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるシリコンウェハ基板上に型の凹凸パターンを転写する形成装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。

なお、以下の図において、型に対する紫外線の照射軸に平行にＺ軸を取り、既Ｚ軸に垂直な平面内で基板が移動する方向にＸ軸を取り、該Ｘ軸に直行する方向にＹ軸を取って説明する。

本発明のインプリント装置１は照明系ユニット２と、型３と、インプリントヘッド４と基板５と、基板ステージ６と、硬化性組成物塗布装置７と、型搬送装置１１と、基板搬送装置１２と、ユニットの制御装置９とを備える。

照明系ユニット２はインプリント処理の際に、型３に対して紫外線１７を照射する照明手段である。この照明系ユニット２は、光源と、該光源から射出された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学素子から構成される。

型３は、基板５に対する対向面に所定の凹凸パターンが３次元状に形成された型である。

インプリントヘッド４は、型３を保持、及び固定するための型保持手段である。インプリントヘッド４は、型を保持した状態で、型を基板に押し付けるためのＺ駆動機構を有する。また、このとき、基板や型傾きに応じて、型全体を傾ける傾き補正駆動機構も有する。

インプリントヘッド内の型上部には、アライメント手段としてのＴＴＭ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｍａｓｋ）スコープ１３を備える。ＴＴＭスコープ１３は、基板５に設けられたアライメントマークと、型３に設けられたアライメントマークを観察するための光学系と撮像系を有するアライメントスコープである。

ＴＴＭスコープ１３により、基板５上のショットと型３のＸ及びＹのずれ量を計測することができる。

基板ステージ６は、基板５を真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を自由に移動可能な基板５の基板保持手段である。基板ステージ６はＺ軸まわりの回転駆動機構を設けることが望ましい。また、Ｚ方向や、ＸＹ軸周りの回転機構を設けることで、インプリントヘッド４のＺ駆動や傾き補正駆動機構を代用してもよい。

基板ステージ６には、型の表面を計測可能な、型高さセンサー９が搭載されているとよい。これにより、基板ステージをＸＹ平面に沿って駆動しながら、型表面の各位置を計測可能となる。

基板ステージ６は、基板ステージ定盤１５に沿って駆動する。この場合は、基板ステージがＸＹ方向に駆動した時のＺ方向や傾きの基準面は、基板ステージ定盤１５の面となる。基板ステージ定盤１５は、基板ステージ定盤マウント１６によって、床からの振動から絶縁する構造になっている。図１のインプリント装置１の例では、装置全体が、このマウントの上に構成することで、床からの振動の影響を受けないような構造になっている。

本形態では、型と硬化性組成物とを接触させる接触位置において基板の高さ分布を計測する第１の計測手段として、型よりも接触面の面積が小さい接触子を基板表面に接触するように接近させて基板の高さを計測する手段を有する。第１の計測手段の詳細については、後述する。

接触位置と異なる非接触位置で計測を行う第２の計測手段として、基板の高さを計測可能な基板高さセンサー８を有する。基板高さセンサー８は、基板５の表面を計測することで、基板高さを計測可能なセンサーであり、光学式の高さ計測センサーなど非接触の計測を行うものであることが好ましい。

第２の計測を行う非接触位置としては、上述のインプリントヘッド４などの型と硬化性組成物とを接触させる機構と少なくとも光学的および物理的の一方に干渉しないように離れた位置にあることが好ましい。

基板ステージ６をＸＹ方向に駆動することで、基板５の基準面からの各位置の高さの分布を計測可能である。

塗布装置７は、基板５上に未硬化の硬化性組成物１４を塗布する塗布手段である。硬化性組成物１４は、照明系２からの紫外線１７を受光することにより硬化する光硬化性組成物である。

型搬送装置１１は、型３を搬送し、インプリントヘッド４に対して、型３を設置する搬送手段である。

基板搬送装置１２は、基板５を搬送し、基板ステージ６に対して、基板５を設置する搬送手段である。

制御装置１０は、インプリント装置１の各構成ユニットの動作及び、センサー値などの取得を行う制御部である。制御装置１０は、インプリント装置１の各ユニットに回線により接続された、記憶手段を有するための、不図示のコンピュータ、又はシーケンサなどで構成される。

インプリント装置において、基板ステージの定盤の面を基準面として型と基板の傾きをそれぞれ計測し、それらを用いて基板面を調整することで平行にすることが特許文献３に記載されている。

基板高さ計測位置と、インプリント位置における、基板ステージ移動の差が発生する要因について、図２にその概念を示す。

図２のように、型と基板が平行でない場合、ショット内のある位置（図２の２１）においては、ショット内に未充填が発生している。一方で、逆の場所（図２の２２）においては、ショット外に硬化性組成物が浸み出してしまい、隣接するショットの欠陥となってしまう。また、ショット内で硬化性組成物の厚みが不均一となり、その後のプロセスの影響で、パターンの線幅均一性等へも悪影響を及ぼしてしまう。

上述したように、非接触位置で実施する第２の計測のための基板高さセンサーは、型および型保持機構（これをインプリントヘッドと称す）と干渉しないよう、インプリント位置から離れた場所に配置することができる。

この場合、基板が基板ステージに搭載され、基板傾き計測を行うのは、インプリント位置と異なる場所となっている。

一方で、本発明の接触子による計測は、接触位置（インプリント位置）またはその近くで行うことができるものである。

近年、パターンの微細化や、ショット周辺への充填性による生産性、または、ショット周辺からの硬化性組成物浸み出しによる欠陥低減などへの要求がより厳しくなり、その結果、基板と型の接触時の平行度に対する要求は、ますます厳しくなってきている。

すなわち、特許文献３の方式では、基板表面形状が、おおよそ平らで、傾きのみが、基板ステージの移動の影響で正しく計測できない場合、あるいは、基板表面形状が、低い次数の関数（たとえば、２次関数形状や、３次関数形状など）の場合には問題にならないが、基板表面の凹凸の状態によっては精度が悪化するという問題があった。

特許文献３の構成では、基板ステージの位置によって、基板ステージの定盤の基準面が異なってしまう場合、傾きの基準が異なってしまうことになり、型と基板を平行に押し当てることができなくなってしまう。

そこで、本発明では、実際に基板の複数個所にて接触子を接触させ、その接触時の高さから、基板の傾きを計測する。

これにより、インプリント位置における基板と型の平行度を、基板ステージの定盤の面の影響を受けずに、計測することが可能である。

その概念を、図３にて説明する。なお、図３は、わかりやすくするために、ある程度誇張したものとなっている。

図３においては、基板高さセンサーによる計測と、型を基板に押し付ける図を、同時に記載しているが、実際には、基板ステージの別の場所において実施するものである。あくまで、基板上の同じ点を計測している概念図である。

図３の例では、基板上の２か所の位置、（Ａ）と（Ｂ）において、基板高さを計測し、基板の傾きを求める。

これを、基板高さセンサーと、インプリント位置における型を押し当てて高さを計測する手段の両方で実施する。なお、どちらも基板ステージ定盤の面は、理想的（図３の１８、図面に対して水平）であると仮定する。

基板高さセンサーは、計測領域が非常に小さい（数十ｕｍ〜数百ｕｍ四方程度）であり、図３（Ａ）の位置においては、基板凹凸の山の部分、（Ｂ）の位置においては、谷の部分を計測してしまうことになる。

この結果、（Ａ）（Ｂ）の２点から計測された基板傾きは、図３における２４のように算出される。

インプリント位置においては、型のメサ面（硬化性組成物と接触する突出した面）の大きさがあることから、（Ａ）の位置では、およそ、基板高さセンサーと同じ高さが計測されるが、（Ｂ）の位置においては、基板高さセンサーと異なる高さを計測してしまう。

この結果、基板傾きは、図３の２３のように算出されてしまう。

この結果、図３の２３と２４の差が、基板高さ計測位置と、インプリント位置における、基板ステージ定盤の面の差であると、算出されてしまう。

なお、先述のとおり、図３はわかりやすさ優先の概念図であり、実際には、型もある程度、基板表面にならって変形する。

よって、より厳密には、インプリント位置における高さ計測結果は、型のメサの面積で平均したものであると考えてよい。

また、図３の例では、基板ステージ定盤の面の差が、１次である前提で、基板上の２か所を計測したものであるが、基板ステージ定盤の面の影響を、より細かく計測するためには、基板上のより多くの点を細かいピッチで計測する必要がある。

この場合も、インプリント位置における高さ計測は、基板上の細かい凹凸を、正確に計測することができない。そのため、基板ステージ定盤の面の差を、正確に算出できない。

本発明は、インプリント位置における基板表面の凹凸の分布を、より正確に計測することで、インプリント時の基板表面と型の平行度を、より高精度に行う手段を提供するものである。

そのために、インプリント位置における、基板表面の形状計測のために、型よりも接触面積の小さい接触面を有する接触子を用いる。

接触子が有する基板との接触面の大きさは、基板表面の凹凸に比較してその凹部に接触可能な程度に小さければよいが、型の接触面の面積Ａに対して０．２Ａ以下、より好ましくは０．１Ａ以下、さらに好ましくは０．０１Ａ以下の接触面を有することが好ましい。

より好ましくは、第２の計測手段（基板高さセンサー）が基板上を計測する領域と同じ表面積・形状が望ましい。具体的には、型や基板の大きさにもよるが、例えば１ｃｍ角以下、好ましくは５ｍｍ角以下、さらに好ましくは１ｍｍ角以下であると好ましい。

また、型の形状に類似した接触子を用いることが好ましく、型のメサ部の形状を小さくした構成にすることで、同じ型保持手段に接触子を容易に保持させることができ、好ましい。この場合、接触位置の基板の高さ分布の計測時には、接触子を型保持手段に保持させ、硬化性組成物との接触時には、型を型保持手段に保持させることが好ましく、これらをタイミングに応じて交換する機構をインプリント装置内に備えていることがより好ましい。

以下に、インプリントに用いる型と似た形状である、メサ部を有する平板状の接触子を用いて、インプリント位置（接触位置）における基板の高さ分布の第１の計測と、接触位置から離れた非接触位置における高さ分布の第２の計測と、それらの計測結果を用いて、型と基板を平行にインプリントする方法について述べる。

その工程を図５のフローに沿って説明する。また、その工程に対応した動作の概念図を図６および図７、図８によって説明する。なお、図６および図７は、わかりやすさのため、基板ステージは傾き補正駆動機構を持っている前提としている。

図５の工程は、装置調整時に実施するものと、実際の生産時、すなわち生産用基板に対してインプリントをするときに実施するものが含まれている。

具体的には、図５のＢ１からＢ３の工程は、装置調整時に実施するものである。

装置状態が変動しない、すなわち、基板ステージ定盤の面が変化しなければ、この調整行為を１度だけ行えばよい。

実際には、装置は、時間とともに機械的に変形していくものであるため、ある一定の期間ごと、たとえば、数か月に一度、あるいは、数年に一度の頻度で実施すればよい。

図５のＡ１からＡ９の工程は、実際の生産基板処理時の工程である。

ここでは、前述の調整時に得られた情報を用いるだけであるため、本提案を実施することによって生産性（スループット、すなわち、単位時間当たりの基板処理枚数）を落とすことはない。

これらの詳細を、個々の工程ごとに説明する。

まず、装置調整時の工程である。

工程Ｂ１は、基板の高さ分布を、基板高さセンサーを用いて計測する工程である。このときの動作を、図６（Ａ）で説明する。

装置に固定された基板高さセンサーの位置へ、基板ステージを駆動する。基板全面を計測するためには、基板ステージを駆動しながら、スキャン計測する方式であるとよい。

このとき計測される基板の高さ分布は、この場所、すなわち、基板高さ計測位置における、基板ステージ定盤の面の影響を受ける。

その計測結果が、図６（Ｂ）である。図６（Ａ）の例では、基板ステージは、紙面右へ行くほど、下に下がっている。

紙面右へ基板ステージが移動すると、基板上の左側を計測することになる。

この基板左側が、低い位置として計測される。

すなわち、基板表面形状は、図６（Ｂ）のように、右上がりの形状で計測される。

工程Ｂ２は、工程Ｂ１で用いたものと同じ基板を用いて、インプリント位置における基板の高さ分布を求める工程である。

ここで、硬化性組成物との接触面積の小さい接触子を使うことが、本発明の特徴の一つである。このときの動作を、図６（Ｃ）で図示している。

接触子が有する端子（メサ部に相当）の接触面（メサ面に相当）を基板と接触するように基板表面に接近させる、すなわち基板に接触子を押し当て、そのときのインプリントヘッドのＺ駆動量から、基板高さを計測している。

これを、工程Ｂ１と同様に、基板ステージを駆動させながら、基板全面について行い、基板の高さ分布を計測する。

このとき計測される基板の高さ分布は、この場所、すなわち、インプリント位置における、基板ステージ定盤の基準面の影響を受ける。その計測結果が、図６（Ｄ）である。

図６（Ｃ）の例では、基板ステージは、紙面右へ行くほど、上に上がっている。紙面右へ基板ステージが移動すると、基板上の左側を計測することになる。

この基板左側が、高い位置として計測される。すなわち、基板の高さ分布は、図６（Ｄ）のように、右下がりの形状で計測される。

図６（Ｃ）では、インプリントヘッドが下方向に駆動することで、基板と接触子を接触させているが、もちろんこれに限定するものでなく、基板ステージが上に上がってもよい。

基板と接触子が直接接触すると両者に傷がつく可能性があるため、通常、あらかじめ基板上に保護膜を生成しておいてもよく、インプリント処理で用いられる硬化性組成物を塗布して行ってもよい。

同じ条件で基板上の複数個所で上記の接触を繰り返せばよい。

これ以降、接触子と、基板上の保護膜や硬化性組成物が接触したことを含め、便宜上、接触子と基板が接触した状態と表現する。

接触子と基板が接触したことを検知するのは、たとえば、インプリントヘッドに流れる電流値から、インプリントヘッドに加わっている力を算出し、その力の変化量から検知してもよいし、インプリントヘッドにあらかじめ力センサーを搭載しておいてもよい。

このように、接触子と基板が接触したことを検知したときの、インプリントヘッドのＺ方向への駆動量を記憶しておく。これが、基板高さに該当する。

このとき、本発明における効果を説明するために、図３との比較として詳細に示したものが、図４になる。

図４では、図３で示した基板高さセンサーは省略しているが、基板高さセンサーの計測位置と、同じ基板位置を計測している。

図３では、基板凹凸と、メサ部の大きさの影響で、基板高さセンサーと同じ計測結果を得ることができなかったが、図４においては、小さい接触面積の接触子を用いることで、基板高さセンサーと、ほぼ同等の計測結果を得ることができている。

その結果、図４の２３のインプリント位置における基板傾きと、図４の２４の基板高さセンサー位置における基板傾き計測が、同じ結果が得られ、基板ステージ定盤の面の差（図４では理想的、すなわち、両者に差はないと仮定した）を正確に算出することが可能となる。

図４は、基板上の２点のみを計測した例であるが、本発明における接触子を用いて、基板全面計測を行うことで、基板表面形状を示す高さの分布を、より正確に計測できることを示している。

工程Ｂ３は、工程Ｂ１で求めた基板高さ計測位置における基板の高さ分布、図６（Ｂ）と、工程Ｂ２で求めたインプリント位置における基板の高さ分布、図６（Ｄ）との、両者の差を算出する工程である。

図６の例では、図６（Ｂ）と図６（Ｄ）では、同じ基板形状で、基板ステージの定盤の面の方向（一次成分）だけが異なる。

すなわち、両者の差分は、基板ステージ定盤の面の差分となり、図６（Ｅ）のような、傾き（一次）成分だけが残る。

なお、図６（Ｅ）が右上がりの例としたが、これは、基板ステージ移動の基準をインプリント位置とした場合、すなわち、計算式を［図６（Ｂ）のグラフ］−［図６（Ｄ）のグラフ］としたためである。

どちらを基準とするかは、後に記す、工程Ａ４と整合が取れていれば問題とならない。

上記、工程Ｂ１と工程Ｂ２は、同じ基板で実施する必要があることに注意が必要である。

つまり、同じ基板を用いて、基板高さ計測位置における基板の高さ分布、インプリント位置における基板の高さ分布を求めているにもかかわらず、両者に差が出るということは、基板ステージ定盤の面が異なるためであることを示している。

もちろん、素性のよい基板、たとえば、スーパーフラット基板などであれば、必ずしも同一の基板を、工程Ｂ１とＢ２で使用する必要はない。

また、工程Ｂ１と工程Ｂ２は、基板上の同じ点を計測するのが望ましい。

これは、工程Ｂ３で差分を算出する場合、計算が容易になるためである。

ただし、基板の素性がよく、たとえば前述のようなスーパーフラット基板であれば、の高さ分布は、ある程度、関数近似で表すことが可能となる。

このような場合は、必ずしも、工程Ｂ１と工程Ｂ２で、基板上の同じ場所を計測する必要はない。

図６の例では、わかりやすさのために、基板ステージ定盤の面を一次関数、すなわち傾きのみで図示しているが、本発明では、これに限るものではない。

基板ステージ定盤の面が高次の関数、または、高い空間周波数成分を持つのであれば、工程Ｂ１と工程Ｂ２における基板表面計測を、十分に細かいピッチで計測すればよい。

次に、生産用基板処理時のインプリント時における工程を、図５のフロー、および、図７で説明する。この工程は、基本的には、特許文献３と同じであり、これを参照できる。

なお、特許文献３では、基板全面の傾きのみについて記載しているが、本発明の実施形態では、より高い精度で基板表面と型を平行にするため、基板表面の凹凸によるショットごとの傾きを考慮した記載としている。

図７は、簡略化のため、基板が平坦である図を記載しているが、基板表面の凹凸を考慮した図は、図８で補足説明している。

まず、インプリントに必要な型をインプリントヘッドに搭載すると、型表面の傾きを計測する（工程Ａ１）。基板ステージに搭載された型高さセンサーにて、型の表面の高さを計測することができる。

これを、基板ステージを駆動させて、型表面の複数点において繰り返すことで、型の高さ分布を計測することができる。この場合、基板の高さ分布の基準面は、インプリント位置における基板ステージ定盤の面となる。

次に、工程Ａ１で求めた型傾きに基づき、型傾きを補正駆動する（工程Ａ２）。

図６では、インプリントヘッドを傾けることで実現している。

この結果、型表面は、インプリント位置における基板ステージ定盤の面と平行になる。

続いて、基板を基板ステージ上に搭載し、基板の高さ分布を計測する（工程Ａ３）。

基板ステージを基板高さ計測位置まで駆動する。

基板上の計測位置を、基板高さセンサーによって計測する。

これを、基板上の複数位置で計測することで、基板全体の高さ分布を計測する。

この場合の高さ分布の基準は、基板高さ計測位置の基板ステージ定盤の面となる。

なお、型や基板を装置内に搬入するタイミングは、それぞれの計測を開始するまでに完了していればよいため、ここに記載されたタイミングに限定するものではない。

次に、工程Ａ４であるが、工程Ｂ３によって求めた、基板高さ計測位置における基板の表面形状（高さ分布）と、インプリント位置における基板の表面形状（高さ分布）の差分を、工程Ａ３によって求められた、基板高さ計測位置（非接触位置）における基板の表面形状（高さ分布）に加算または減算する。

その結果、現在の基板の、接触位置（インプリント位置）における高さ分布を求めることが可能となる。

工程Ａ５は、これからインプリントするショットにおける基板表面の傾きを算出する工程であり、図８（Ａ）に示している。

工程Ａ４によって得られた、インプリント位置における基板の高さ分布を元に、これからインプリントするショット部分２０を切り出し、その部分を一次平面近似するなどして、ショットの傾きを算出するものである。

工程Ａ６では、工程Ａ５で得られた、ショット部分の傾き分を、補正駆動することで、基板上のショット部分と、型を平行にする工程である。

図８（Ｂ）は、基板ステージを傾き駆動させる例を記載している。直観的で理解しやすいため、図７もこちらの例で記載している。

もちろん、図８（Ｃ）のように、インプリントヘッドを傾き駆動させることで実現してもよい。この場合は、基板ステージにチルト駆動機構を持つ必要がないため、装置を安価にできるというメリットがある。

工程Ａ７では、基板表面に硬化性組成物を塗布する工程である。

これは、インプリントしたいショット上に、硬化性組成物を塗布するものである。

工程Ａ８は、インプリントヘッドを下げることで、型表面を基板上に塗布された硬化性組成物に押し当てる工程である。硬化性組成物が型のパターンに充填する時間をまって、露光光や熱などで、硬化性組成物を固める。

通常、この間に、アライメントスコープによって、型と基板の位置合わせを行う、ダイバイダイアライメントを行う。

また、インプリントヘッドを下げる代わりに、基板ステージを上に上げてインプリントしても、同様の効果が得られる。

工程Ａ９は型を基板上の硬化性組成物から引きはがす工程である。この結果、基板上には、型のバターンが転写された硬化性組成物が残されることとなる。

工程Ａ５から工程Ａ９までは、基板上の全てのショットについて繰り返す必要がある。全てのショットについてインプリントが完了すると、基板を交換し、工程Ａ３から繰り返すことになる。

以上のように、基板高さ計測位置とインプリント位置において基板ステージ定盤の面が異なる場合でも、本発明を用いることで、型と基板を平行に押し当てることが可能であることを示した。

なお、本発明においては、順序が図５のフローに固定されるものでなく、矛盾が生じない限り、順序を入れ替えても問題がない。各工程の名称も、順序を固定するものでなく、あくまで工程の呼称であることに注意が必要である。

別の実施形態としては、基板高さセンサーを用いた基板の高さ分布計測を行うのでなく、本形態における、接触子を用いて、直接、インプリント位置における、基板の高さ分布を求める手段も考えられる。

これは、図５のフローにおける、工程Ａ３と工程Ａ４を、工程Ｂ２に置き換えるものである。

この場合、基板処置の度に、型を入れ替える手間が増加するが、基板高さセンサーが不要であったり、そもそも、基板高さセンサー位置まで基板ステージが駆動する必要もなくなるため、装置をコンパクトに、安価にできるメリットがある。

あるいは、基板表面と、硬化性組成物浸み出し、未充填などの相関を取るための実験などに、用いることができる。

以上のように、本発明では、調整用型として、メサ部の小さな型を用いることで、基板と型を、より高精度に、平行にインプリントすることが可能となることを示した。

なお、調整用の型のメサ部の大きさは、理想的には、基板高さセンターと同じ面積、同じ形状が望ましいが、基板表面の凹凸やステージ定盤の面の空間周波数成分に比べ、十分に小さければ、本発明の効果が十分に得られる。

その形状についても、基板と接触する部分が平面の場合、円形でも多角形でもよい。この場合の先端部の形状は、円柱状、角柱状となる。その面積は、数ｍｍ四方程度から、数ｃｍ四方程度が望ましい。あるいは、先端部が基板と点接触するように、端子の先端を半球状や、円錐状、角錐状にしてもよい。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、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１つにおいて有利である。

インプリント装置を用いて成形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、物品の具体的な製造方法について説明する。図９（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ェハ等の基板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９（ｂ）に示すように、インプリント用の型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９（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚ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を通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（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９（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９（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。

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。

１ インプリント装置全体
３ 型
４ インプリントヘッド
５ 基板
６ 基板ステージ
７ 硬化性組成物塗布装置
８ 基板高さセンサー
９ 型高さセンサー
１０ 制御装置
１３ ＴＴＭスコープ
１４ 硬化性組成物
１５ 基板ステージ定盤
１６ 定盤マウント
１８ 基板ステージ定盤の面を示す矢印
１９ 傾き方向への動きを示す矢印

Claims (17)

1. 型を用いて基板上の硬化性組成物を成形するインプリント装置であって、
   前記型と前記硬化性組成物とを接触させる接触位置において前記基板の高さ分布を計測する第１の計測手段を有し、
   前記第１の計測手段は、前記型よりも接触面の面積が小さい接触子を前記基板表面に接触するように接近させて前記基板の高さを計測する手段であることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記接触位置とは異なる非接触位置において前記基板の高さ分布を計測する第２の計測手段をさらに有する請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記非接触位置は、前記型と前記硬化性組成物とを接触させる機構と干渉しないように離れた位置にある請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記型を保持する型保持手段を有しており、該型保持手段に前記接触子を保持させる請求項１から３のいずれか一項に記載のインプリント装置。
5. 接触位置の基板の高さ分布の計測時には、前記接触子を前記型保持手段に保持させ、前記硬化性組成物との接触時には、前記型を前記型保持手段に保持させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインプリント装置。
6. 前記第１の計測手段で得られた高さ分布と、前記第２の計測手段で得られた高さ分布とに基づいて前記接触位置における前記基板の傾きを補正する補正手段を有する請求項２から５のいずれか一項に記載のインプリント装置。
7. 前記補正手段は、前記非接触位置における基板の高さ分布と、前記接触位置における基板の高さ分布との差分を算出する手段を有する、ことを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記接触子の先端が、半球状、円柱状、円錐状、角錐状、角柱状のいずれかの形状を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のインプリント装置。
9. 前記第２の計測手段が、光学式の高さ計測センサーである請求項２から８のいずれか一項に記載のインプリント装置。
10. 型を用いて基板上の硬化性組成物を成形するインプリント方法であって、
    前記型と前記硬化性組成物とを接触させる接触位置において前記基板の面の高さ分布を計測する第１の計測工程、を有し、
    前記第１の計測工程は、前記型よりも接触面の面積が小さい接触子を前記基板表面に接触するように接近させ、前記基板の高さを計測する工程であることを特徴とするインプリント方法。
11. 前記接触位置とは異なる非接触位置において前記基板の面の高さ分布を計測する第２の計測工程をさらに有する請求項１０に記載のインプリント方法。
12. 前記非接触位置は、前記型と前記硬化性組成物とを接触させる機構と干渉しないように離れた位置にある請求項１１に記載のインプリント方法。
13. 前記型を保持する型保持手段に前記接触子を保持させて前記第１の計測工程を行う請求項１０から１２のいずれか一項に記載のインプリント方法。
14. 接触位置の基板の高さ分布の計測時には、前記接触子を前記型保持手段に保持させ、前記硬化性組成物との接触時には、前記型を前記型保持手段に保持させることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載のインプリント方法。
15. 前記第１の計測工程で得られた高さ分布と、前記第２の計測工程で得られた高さ分布とに基づいて前記接触位置における前記基板の傾きを補正する補正工程を有する請求項１０から１４のいずれか一項に記載のインプリント方法。
16. 前記補正工程は、前記非接触位置における基板の高さ分布と、前記接触位置における基板の高さ分布との差分を算出する工程を有する、ことを特徴とする請求項１５に記載のインプリント方法。
17. 請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載のインプリント方法を用いて基板上にパターンを形成する第１工程と、
    前記第１工程でパターンが形成された前記基板を加工する第２工程と、を含み、
    前記第２工程で加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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