JP2021077771A - 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】 本発明は、基板上の互いに異なる複数のショット領域ごとに適した押印制御のパラメータを設定することができるインプリント装置を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明のインプリント装置は、力センサが検出したアクチュエータで発生した力に基づき型の移動を制御するための力押印プロファイル、または位置センサが計測した位置情報に基づき型の移動を制御するための位置押印プロファイルにより型保持部を制御し、基板に、インプリント材のパターンが形成されるショット領域が複数形成され、複数のショット領域は複数のグループに分けられている場合であって、グループに含まれる複数のショット領域のうち、代表ショット領域に対してパターンを形成した結果から生成された、力押印プロファイル、または位置押印プロファイルにより、グループに含まれる複数のショット領域にパターンを形成することを特徴とする。【選択図】 図1

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方法として、型(モールド)を用いて基板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方法が知られている。インプリント方法は、基板上にインプリント材を供給し、供給されたインプリント材とモールドを接触させる(押印)。そして、インプリント材とモールドを接触させた状態でインプリント材を硬化させた後、硬化したインプリント材からモールドを引き離す(離型)ことにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。
このようなインプリント方法では、モールドとインプリント材とを接触させたときにモールドのパターンに気泡が残存していると、インプリント材に形成されたパターンに欠損が生じうる。一方で、気泡が残存しないようにするために、モールドとインプリント材を接触させる際に時間を長くするとインプリント装置の生産性が低下してしまう。そのため、パターンの欠損の発生を抑え、生産性を低下させずにモールドとインプリント材を接触させる制御が求められる。
特許文献1には、押印時においてモールドに所定の力を加えるために、モールドと基板の高さプロファイルを制御することにより、モールドと基板の重合可能材料を接触させる方法が開示されている。特許文献2には、押印時においてモールドと基板の相対的な傾きを補正する際に、モーメントが許容範囲に収まるようにモールドと基板の相対傾きを変動させて接触させる方法が開示されている。
特表2011−512019号公報 特開2017−199730号公報
基板に形成された複数のショット領域は場所によってその最適な押印制御のためのパラメータが異なる。そのため、複数のショット領域の全てに対して同じプロファイルによる制御方法は用いることはできない。
本発明は基板上の互いに異なる複数のショット領域ごとに適した押印制御のパラメータを設定することができるインプリント装置を提供することを目的とする。
本発明のインプリント装置は、型を用いて基板上の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、前記型を移動させるアクチュエータを備える型保持部と、前記アクチュエータで発生した力を検出する力センサと、前記型の位置を計測する位置センサと、前記型保持部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記力センサが検出した前記アクチュエータで発生した力に基づき前記型の移動を制御するための力押印プロファイル、または前記位置センサが計測した位置情報に基づき前記型の移動を制御するための位置押印プロファイルにより前記型保持部を制御し、前記基板に、インプリント材のパターンが形成されるショット領域が複数形成され、該複数のショット領域は複数のグループに分けられている場合であって、前記グループに含まれる複数のショット領域のうち、事前に設定された代表ショット領域に対してパターンを形成した結果から生成された、力押印プロファイル、または位置押印プロファイルにより、前記グループに含まれる複数のショット領域にパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、基板上の互いに異なる複数のショット領域ごとに適した押印制御のパラメータを設定することができるインプリント装置を提供することができる。
第1実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 インプリント装置のインプリントヘッドを示す図である。 第1実施形態のインプリント処理を示すフローチャートである。 第1実施形態の位置押印プロファイルと力押印プロファイルを生成するフローを示す図である。 第1実施形態の位置押印プロファイルを示した図である。 第1実施形態の力押印プロファイルを示した図である。 第1実施形態の押印プロファイルを生成するフローを示す図である。 予め設定された押印プロファイルを示した図である。 第2実施形態の位置押印プロファイルと力押印プロファイルを生成するフローを示す図である。 第3実施形態のショットレイアウトを示した図である。 第3実施形態のショット領域をグループ分けした図である。 第3実施形態の代表ショット領域とインプリント順番を設定した図である。 第3実施形態の代表ショット領域とインプリント順番を設定した図である。 第3実施形態のショット領域をグループ分けした図である。 第3実施形態の代表ショット領域とインプリント順番を設定した図である。 第3実施形態の代表ショット領域とインプリント順番を設定した図である。 第3実施形態のグループ分けと代表ショット領域の更新するフローを示す図である。 各ショット領域に割り振られた設定例を示した図である。 物品の製造方法を説明するための図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
第1実施形態のインプリント装置100について説明する。図1は第1実施形態におけるインプリント装置100の構成を示す概略図である。図1を用いてインプリント装置100の構成について説明する。ここでは、基板2が配置される面をXY面、それに直交する方向(インプリント装置100の高さ方向)をZ方向として、図1に示したように各軸を決める。
インプリント装置100は、基板上に供給されたインプリント材とモールド(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、モールド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。インプリント装置100は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたパターン領域1aを有するモールド1を用いて、基板2のショット領域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処理を行う。例えば、インプリント装置100は、パターンが形成されたモールド1を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化する。そして、インプリント装置100は、モールド1と基板2との間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールド1を剥離(離型)することによって、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。
インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド1とインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に光(紫外線)を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。
インプリント材には、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、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、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、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。
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、ある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。
(インプリント装置について)
次に、第1実施形態のインプリント装置100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態のインプリント装置100を示す概略図である。インプリント装置100は、基板ステージ3と、インプリントヘッド4と、変形部5と、照射部6と、供給部7と、撮像部8と、第1計測部9と、第2計測部10と、制御部11とを含みうる。更に、インプリント装置100は、インプリントヘッド4を保持するためのブリッジ定盤、基板ステージ3を保持するためのベース定盤なども有する。
制御部11は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する(インプリント装置100の各部を制御する)。制御部11は、インプリント装置100内に設けてもよいし、インプリント装置100とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。インプリント処理には、例えば、変形部5によってモールド1のパターン領域1aを変形させてモールド1と基板上のインプリント材との接触を開始させ、モールド1とインプリント材との接触領域を徐々に拡げる処理(接触工程)を含みうる。
基板ステージ3(基板保持部)は、例えば基板チャック3aと基板駆動部3bとを含み、基板2を保持して移動可能に構成される。基板チャック3aは、例えば真空吸着力や静電力などにより基板2を保持する。基板駆動部3bは、基板チャック3aを機械的に保持するとともに、基板チャック3a(基板2)をXY方向に駆動する。また、基板駆動部3bは、基板2のZ方向の位置や、基板2のXY面に対する傾き・XY面の回転を変更することができるように構成されてもよい。ここで、基板2としては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるための密着層を設けてもよい。
インプリントヘッド4(型保持部)は、例えばモールドチャック4aとモールド駆動部4bとを含み、モールド1を保持して移動可能に構成される。モールドチャック4aは、例えば真空吸着力や静電力などによりモールド1を保持する。モールド駆動部4bは、モールドチャック4a(モールド1)のZ方向の位置やXY面に対する傾きを変更可能に構成される。また、モールド駆動部4bは、モールド1のXY方向の位置を調整することができるように構成されてもよい。
本実施形態では、インプリントヘッド4を駆動することによって、モールド1と基板2上のインプリント材とを接触させているが、それに限られるものではない。例えば、基板ステージ3をZ方向に駆動させてもよいし、インプリントヘッド4および基板ステージ3の両者を同時または順次駆動させてもよい。
インプリントヘッド4により保持されるモールド1は、通常、石英など紫外線を透過することが可能な材料で作製されており、基板側の面(パターン面)には、デバイスパターンとして基板2に転写すべき凹凸パターンが形成されたパターン領域1aを有する。モールド1は、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。モールド1は、外形が矩形であり、パターン領域1aには、アライメントマークとして機能するモールド側マークが形成されている。パターン領域1aは、例えば数十μm程度の段差で構成されたメサ形状を有しており、パターン領域1aのサイズは、基板上に転写すべきデバイスパターンにより異なるが、33mm×26mmが一般的である。また、モールド1には、パターン領域1aを変形しやすくするため、パターン領域1aとその周辺の厚みが薄くなるように、パターン面と反対側の面にキャビティ1b(凹部)が形成される。このキャビティ1bは、インプリントヘッド4(モールドチャック4a)によってモールド1が保持されることで、略密封された空間となる。キャビティ1bは、配管5aを介して変形部5に接続されている。
図2は、インプリントヘッド4(モールド駆動部4b)をZ方向から見た図である。図2を参照して、モールド駆動部4bの構成について説明する。モールド駆動部4bは、例えば、図2に示すように配置された複数のアクチュエータZ1〜Z3を含んでいる。ここでは、モールド駆動部4bとして第1アクチュエータZ1、第2アクチュエータZ2、第3アクチュエータZ3の3つのアクチュエータが設けられている。複数のアクチュエータの各々を制御することにより、モールド1と基板2との相対位置(Z方向)や相対傾き(θX方向、θY方向)を変更することができる。また、アクチュエータZ1〜Z3のそれぞれには、位置センサ4b1および力センサ4b2が設けられうる。位置センサ4b1は、アクチュエータZ1〜Z3のそれぞれにおける変位量や、複数のアクチュエータZ1〜Z3によりモールド1を変位させた量を検出する。力センサ4b2は、各アクチュエータZ1〜Z3で発生した力や、複数のアクチュエータによりモールド1を基板2上のインプリント材に押し付ける力を検出する。
変形部5は、インプリントヘッド4によって保持されたモールド1のキャビティ1bの内部の圧力を変更することにより、モールド1のパターン領域1aを基板2に対して凸形状や凹形状に変えることができる。例えば、モールド1と基板2とを近づけてモールド1と基板上のインプリント材を接触させる際には、変形部5は、配管5aを介してキャビティ1bの内部に圧縮空気を供給することにより、キャビティ1bの内部の圧力をその外部の圧力よりも高くする。これにより、変形部5は、モールド1のパターン領域1aを基板2に向かって突出した凸形状に変形させることができ、接触工程においてモールド1とインプリント材との接触領域を徐々に拡げることができる。このようにモールド1とインプリント材を接触させることにより、インプリント材に接触したパターン領域1a(凹凸パターン)の凹部に気泡が残存することを低減することができる。そのため、インプリント処理によってインプリント材に形成されたパターンに欠損が生じることを低減することができる。
照射部6は、基板2上のインプリント材を硬化させる工程において、インプリント材を硬化させる光(紫外線)を基板2に照射する。本実施形態では、照射部6から射出された光が、ビームスプリッタ12(バンドフィルタ)で反射され、リレー光学系13およびモールド1を介して基板2に照射される。
供給部7(ディスペンサ)は、基板2上にインプリント材を供給(塗布)する。本実施形態のインプリント装置100では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材として用いられうる。供給部7は、インプリント装置100の外部に設けられていてもよく、事前にインプリント材が供給された基板2をインプリント装置100に搬入してもよい。
撮像部8は、ビームスプリッタ12およびリレー光学系13を介してモールド1のパターン領域1aを撮像する。例えば、撮像部8は、モールド1と基板2上のインプリント材が接触する接触工程において、モールド1のパターン領域1aと基板2(ショット領域)上のインプリント材との接触領域を拡げている間の複数のタイミングの各々でパターン領域1aを撮像する。撮像部8は、モールド1と基板2との間隔によって生じる干渉縞を撮像することができる。そのため、撮像部8により得られた各画像に基づいて、パターン領域1aとインプリント材との接触領域の拡がり方を観察することができる。また、モールド1と基板2(ショット領域)に形成されたアライメントマークを検出するために、アライメントスコープ(検出系)を備えていてもよい。
図1に示した本実施形態のインプリント装置100は、ビームスプリッタ12により撮像部8からの光を透過し、照射部6からの光を反射する構成になっているが、この配置に限らず、照射部6と撮像部8が入れ替わってもよい。
第1計測部9は、パターン領域1a(モールド1)上の複数個所の高さを計測する。第1計測部9は、例えば、モールド1に光を照射し、光が照射されたパターン領域1a上の照射領域からの反射光を検出することによって当該照射領域の高さ(第1計測部9とパターン領域1aとの距離)を計測するレーザ干渉計を含みうる。第1計測部9は、基板ステージ3に搭載され、基板ステージ3とともにXY方向に移動することにより、照射領域をモールド1上で走査させてパターン領域1a上の複数個所の高さを計測することができる。これにより、パターン領域1aの形状および傾きを求めることができる。また、第1計測部9は、基板ステージ3とは別のステージに設けられていてもよく、基板ステージ3とは別にXY方向に移動することによりパターン領域1a上の高さを計測してもよい。
第2計測部10は、基板2上の複数個所の高さを計測する。第2計測部10は、例えば、基板2に光を照射し、光が照射された基板上の照射領域からの反射光を検出することによって当該照射領域の高さ(第2計測部10と基板2との距離)を計測するレーザ干渉計を含みうる。第2計測部10は、基板2が基板ステージ3によりXY方向に移動することにより、照射領域を基板2上で走査させて基板2上の複数個所の高さを計測することができる。これにより、基板2の形状および傾きを求めることができる。
(インプリント処理について)
次に、第1実施形態のインプリント装置100におけるインプリント処理について、図3を参照しながら説明する。図3は、インプリント処理のフローを示すフローチャートである。以下に示すインプリント処理の各工程は、制御部11によって行われうる。
インプリント工程が開始されると、工程S10で、制御部11は、基板2のショット領域が供給部7の下に配置されるように基板ステージ3を制御する。そして、基板2に形成された複数のショット領域のうちインプリント処理を行う対象のショット領域(対象ショット領域)にインプリント材が供給されるように供給部7を制御する。対象ショット領域にインプリント材が供給された後、制御部11は、対象ショット領域がモールド1(パターン領域1a)の下に配置されるように基板ステージ3を制御する。
工程S11で、制御部11は、モールド1のパターン領域1aが基板2に向かって突出した凸形状に変形するように変形部5を制御する。
工程S12で、制御部11は、モールド1と基板2との目標相対傾きになるように、モールド1と基板2との相対傾きを調整する。具体的には、モールド1の傾きをインプリントヘッド4のモールド駆動部4bのアクチュエータの駆動によって変更することによって、モールド1と基板2の相対傾きを調整する。工程S12は、工程S11の前に行われてもよいし、モールド1と基板2の相対傾きの調整が必要なければ、省略してもよい。
工程S13で、制御部11は、変形部5によりパターン領域1aを変形させた状態で、モールド1と基板2とが近づくようにインプリントヘッド4を制御し、モールド1と基板2上のインプリント材とを接触させる(接触工程)。例えば、制御部11は、変形部5によりパターン領域1aを変形させた状態でモールド1とインプリント材との接触を開始させ、モールド1とインプリント材との接触領域を徐々に拡げる。
このとき、制御部11は、力押印プロファイルと呼ばれる時間に対する力の指令値(インプリントヘッド4の上下駆動に与える電流値)に基づいてモールド1とインプリント材との接触を制御する。制御部11は、力押印プロファイルに基づく接触工程の制御が開始した後、モールド1とインプリント材との接触領域が拡がるにつれてキャビティ1bの内部の圧力が徐々に小さくなるように変形部5を制御する。これにより、パターン領域1aの全体がインプリント材に接触したときのパターン領域1aの形状を平面形状にすることができる。また、制御部11は、モールド1とインプリント材との接触領域が拡がるにつれて、パターン領域1aと基板2の面とが平行になるように、インプリントヘッド4を制御して、モールド1と基板2との相対傾きを制御してもよい。
工程S14で、制御部11は、モールド1のパターン領域1aとインプリント材とが接触している状態で、インプリント材に光を照射するように照射部6を制御することで、インプリント材を硬化させる。
工程S15で、制御部11は、硬化したインプリント材からモールド1が離れるようにインプリントヘッド4を制御し、モールド1と基板2の間隔を広げる(離型工程)。離型工程は、インプリントヘッド4を移動させる代わりに基板ステージ3を制御してもよいし、基板ステージ3およびインプリントヘッド4を制御することによってモールド1と基板2の間隔を広げてもよい。この離型工程により、対象ショット領域上に、パターン領域1aに形成されたパターンに倣った3次元形状のインプリント材のパターンを形成することができる。
工程S16で、制御部11は、基板上に引き続きモールド1のパターンを転写するショット領域(次のショット領域)があるか否かの判断を行う。次のショット領域がある場合(工程S16でYESの場合)には工程S10に戻り、次のショット領域がない場合(工程S16でNOの場合)にはインプリント処理を終了する。このように、図3に示したインプリント処理により、基板2に形成された複数のショット領域にインプリント材のパターンを形成することができる。また、図3に示したインプリント処理を基板ごとに実行することにより、複数の基板にインプリント材のパターンを形成することができる。
(力制御と高さ制御について)
インプリント装置100では、一般に、モールド1と基板上のインプリント材とを接触させる際には、制御部11によりインプリントヘッド4による力制御が行なわれる。しかしながら、制御部11によるインプリントヘッド4の力制御には、インプリント装置100の機差やドリフトまたは温度変化などのために影響を受ける恐れがある。そのため、インプリントヘッド4を力制御する際に通常使用される力押印プロファイルを用いてインプリント処理を行うと、実際のモールド1と基板2に与える押印力の違いで、パターンの形成結果に影響を与える恐れがある。例えば、パターン領域1aへのインプリント材の充填性や、パターン領域1aからのインプリント材のはみ出し、更にオーバーレイの性能低下が起こりうる。
一方で、モールド1と基板上のインプリント材とを接触させる際の制御方法には、高さ制御を用いることができる。高さ制御とは、インプリントヘッド4に設けられた位置センサ4b1の検出結果に基づき、モールド1(インプリントヘッド4)が任意の高さになるように制御するものである。インプリント処理の接触工程を高さ制御により行う場合、モールド1と基板2(インプリント材)の距離や形状が一定もしくは既知である必要がある。
モールド1と基板2の距離がある程度分かっていれば、接触工程において、高さ制御によりモールド1とインプリント材が接触する手前までモールド1と基板2を接近させて、接触させた後に力制御を行うことができる。そのため、モールド1と基板2の正確な距離や形状を計測する必要がなく安定してインプリント処理を繰り返す事ができる。インプリント装置100には、高さや形状が1枚ごとに異なる基板2が搬送されることがある。そのため、複数の基板2を1枚ごとに高さや形状を計測するには、多くの計測点もしくは領域を計測する必要がありインプリント処理を行う前に多くの時間を費やすことになり、生産性(スループット)が低下する恐れがある。
(本発明の制御方法)
そこで、本発明の制御方法について説明する。図4は、本実施形態のインプリント装置100の接触工程で用いられる力押印プロファイルを生成する工程を示したフローチャートである。以下に示す各工程は、制御部11によって行われうる。
工程S20で、モールド1のキャビティ1bを加圧していない状態(0状態)で第1計測部9は、パターン領域1aの少なくとも中央部の高さを計測する。制御部11は、第1計測部9がモールド1のパターン領域1aの高さを計測できるように、第1計測部9をモールド1の下に配置する。
工程S21で、更にモールド1のキャビティ1bの圧力をインプリント時と同じ設定にして所定の圧力を加えて、同じくパターン領域1aの中央部あるいはその頂点を第1計測部9で高さ計測する。制御部11は、工程S20と同じく、第1計測部9がモールド1のパターン領域1aの高さを計測できるように、第1計測部9をモールド1の下に配置する。
続いて、工程S22で、基板ステージ3の基板チャック3a上に搬入された基板2は第2計測部10により基板のショット領域の高さを計測する。制御部11は、第2計測部10が基板2のショット領域の高さを計測できるように、第2計測部10を基板2のショット領域の上に配置する。ショット領域の高さは、ショット領域の中央部の高さを計測した結果を用いてもよいし、ショット領域内の複数個所を計測した結果を用いてもよい。
工程S23で、上記の工程S20、工程S21、工程S22で求めた高さ情報により、パターン領域1aと基板2のショット領域上のインプリント材との接触時の目標位置を指示する押印プロファイルを生成することができる。また、キャビティ1bを加圧していない状態(0状態)でのパターン領域1aの高さ目標位置を指示する押印プロファイルZ(1)を生成することができる。
工程S24で、工程S23で得られた押印プロファイルを制御部11で予め記憶されている基準位置押印プロファイルに与えることで、任意のショット領域に対して適切な高さを制御してインプリント工程を実行する。このように、設定された位置押印プロファイルに従い、所定のショット領域に対してパターンを形成することができる。
工程S25で、工程S24で位置押印プロファイルによりインプリント工程が実施された際に、時間ごとにどのような力の指令値でインプリントが行われたかをリアルタイムで求める。このように、最適な高さを制御する位置押印プロファイルに従ってインプリント工程を行う際の力押印プロファイルF(1)を生成することができる。工程S25で求める力の指令値としては、モールド駆動部4bのアクチュエータの電流の指令値などを計測する。基板上のショット領域ごとに工程S24で生成された力押印プロファイルは、制御部11の記憶部で記憶される。
ここで、図5は図4の工程S23で作成された位置押印プロファイルを示す図である。横軸には押印工程を開始してから、パターン領域1aにインプリント材が充填する(硬化工程の直前)までの時間を示し、縦軸にはモールド1のパターン領域1aの高さを示している。
また。図6は、図4の工程S26で作成された力押印プロファイルを示す図である。横軸には押印工程を開始してから、パターン領域1aにインプリント材が充填する(硬化工程の直前)までの時間を示し、縦軸には押印工程におけるモールド駆動部4bで発生する力を示している。図6に示すように、押印時の力押印プロファイルは、押印工程が開始するとモールド駆動部4bが力を大きくしていき(状態1)、実際にモールドと基板上のインプリント材とが接触を開始すると力は一定になる(状態2)。そして、スプレッドが完了すると充填完了までの期間(状態3)は、徐々に加える力を小さくする。
以上の説明が、第1実施形態のインプリント処理の押印工程における位置押印プロファイルと力押印プロファイルを求める基本システムフローである。この基本システムフローにより、従来の力制御による押印工程で発生していたインプリント装置100の機差やドリフトまたは温度変化などのために生じていた影響を低減することができる。例えば、パターン領域1aへのインプリント材の充填性や、パターン領域1aからのインプリント材のはみ出し、更にオーバーレイなどの影響を低減することができる。これは、複数のショット毎にインプリント処理するタイミングと同じタイミングで押印プロファイルの更新を行うことができるためである。これにより、予め設定された基本位置押印プロファイルに対応する力押印プロファイルを求めることが可能になり、基板に複数形成されたショット領域毎に位置押印プロファイルまたは力押印プロファイルが選択可能になる。同様に、予め設定された基本力押印プロファイルに対応する位置押印プロファイルを求めることが可能になり、基板に複数形成されたショット領域毎に力押印プロファイルまたは位置押印プロファイルが選択可能になる。
次にもう一方の課題であるスループットに関して、実際のインプリント処理工程での実施例を図7に示すフローを用いて説明する。図7は、基板上の複数のショット領域にパターンを形成する際の押印プロファイルを生成する方法を示したフローチャートである。
インプリント処理工程が開始されると、工程S30では、インプリント装置100にモールド1が搬入される。そして、モールド1がインプリント装置100に搬入されると、上述の手順でモールド1の高さ計測が行われ、モールド1の初期状態を登録する。
次に、工程S31では、インプリント装置100に基板2が搬入される。そして、基板2がインプリント装置100に搬入されると、基板2に形成された複数のショット領域のレイアウト情報(位置情報)を計測して登録するための処理が実行される。通常、登録シーケンスは2ショット以上のアライメントマークを計測して位置情報を登録する。アライメントマークの位置を計測する際に、対象となるショット領域の高さ計測を行い、位置情報と共に高さ情報を登録する。本実施形態では、基板に形成された複数のショット領域のうち、インプリント処理工程時の最初のショット領域(1stショット領域)での計測結果を、位置情報や高さ情報として加える事ができる。
工程S31で基板の位置情報や高さ情報が登録されると、工程S32で基板2は基板ステージ3によりインプリント位置(パターン領域1aの下)に1stショット領域が位置するように移動する。
工程S33で、予めショット領域毎に設定された押印プロファイルに従ってインプリント処理が実行される。なお、基板に形成された複数のショット領域毎に予め設定された押印プロファイルは、図8に示すようなインプリント装置のコンソール画面(表示装置)上で指定することができる。図8は、基板上のショット領域毎に指定された押印プロファイルを示す図であり、設定画面上で所定の押印プロファイルを指定することができる。ここでは、最初のショット領域(#Shot1)では、位置押印プロファイル(Z(1))に従ってインプリント処理がなされるものとする。
工程S34では、インプリント処理がなされた押印プロファイルが位置押印プロファイルか、力押印プロファイルかを判断する。押印プロファイルによって後の工程が異なる。工程S34で位置押印プロファイルによってインプリント処理が実行される場合、工程S35で位置押印プロファイルによるインプリント処理と同時に対象となるショット領域の力情報を計測して力押印プロファイルを生成し、登録することができる。一方で、工程S34で力押印プロファイルによってインプリント処理が実行される場合、工程S36で力押印プロファイルによるインプリント処理と同時に対象となるショット領域の高さ情報を計測して位置押印プロファイルを生成し、登録することができる。
図8に示す押印プロファイルが設定されている場合は、1stショット領域に位置押印プロファイルZ(1)が指定されている。1stショット領域に対する位置押印プロファイルZ(1)は基本システムフローで述べた1stショット領域に適切なプロファイルに補正されて、インプリント処理が実行される。このように、工程S34で位置押印プロファイルによる押印工程が実行されるのと同時に、工程S35で1stショット領域の力情報を計測して力押印プロファイルF(1)を生成、登録することができる。
ショット領域毎に設定された押印プロファイルで押印工程が実行され、インプリント材がパターン領域1aに充填したのち、工程S37で、インプリント材を硬化させる。また、硬化したインプリント材からモールド1を引き離す離型工程が実行される。
工程S38では、工程S37でインプリント材の硬化と離型工程が完了した後、基板上のショット領域にインプリント処理がなされていないショット領域があるかを判断する。例えば、1stショット領域にインプリント処理が完了すると、工程S32に戻り第2ショット領域(2ndショット領域)にインプリント処理が実行される。2ndショット領域に対して予め設定された押印プロファイルでインプリント処理が実行される。
ここでは2ndショット領域に対して、力押印プロファイルF(1)が予め設定されているため、先の1stショット領域で生成された力押印プロファイルF(1)で従来のインプリントが実行される。インプリント装置には予め基準力押印プロファイルが記憶されている。この場合、2ndショット領域の高さは計測されていない。そのため、基板がインプリント装置に搬入された際に、高さ計測を行い登録された基板2の高さ情報から、ショット領域の近似平面もしくは曲面によって予測された高さ情報が得られる。予測された高さ情報に基づいて、インプリントヘッド4に高さ目標の指令を出すことで、ある程度インプリントヘッド4の高さを調整し、パターン領域1aを2ndショット領域と対向させた後、力押印プロファイルF(1)による押印動作が行われる。このように、工程S34で力押印プロファイルによってインプリント処理が実行される場合、工程S36で力押印プロファイルによるインプリント処理と同時に2ndショット領域の高さ情報を計測して位置押印プロファイルZ(2)を生成、登録することができる。
以上のように、基板登録時のショット指定とショット領域毎の指定プロファイルに応じたインプリント処理を行う事で、基板に形成された複数のショット領域毎に適したインプリント処理を行うことができる。これにより、複数のショット領域に生産性(スループット)を落とすことなく安定したインプリント処理を行う事ができる。
(第2実施形態)
第2実施形態のインプリント方法は、第1実施形態に加えてチルト制御(傾き制御)を行う方法である。第1実施形態と重複する内容については説明を省略し、第2実施形態の特徴であるチルト制御について説明する。
図9は、第2実施形態のチルト制御を加えた押印プロファイルを生成する工程を示したフローチャートである。以下に示す各工程は、制御部11によって行われうる。
工程S40で、図4で説明した基本の押印プロファイルを生成する方法と同様に、モールド1のキャビティ1bを加圧していない状態(0状態)で第1計測部9は、パターン領域1aの中央部の高さおよびパターン領域1aの傾きを計測する。制御部11は、第1計測部9がモールド1のパターン領域1aの高さおよび傾きを計測できるように、第1計測部9をモールド1の下に配置する。パターン領域1aの傾きは、第1計測部9によりパターン領域1a内の複数個所を計測することにより計測することができる。
工程S41で、更にモールド1のキャビティ1bの圧力をインプリント時と同じ設定にして所定の圧力を加えて、同じくパターン領域1aの中央部あるいはその頂点を第1計測部9で高さ計測する。制御部11は、工程S40と同じく、第1計測部9がモールド1のパターン領域1aの高さを計測できるように、第1計測部9をモールド1の下に配置する。
続いて、工程S42で、基板ステージ3の基板チャック3a上に搬入された基板2は第2計測部10により基板の特定のショット領域の高さおよびショット領域内の傾きを計測する。制御部11は、第2計測部10が基板2のショット領域の高さを計測できるように、第2計測部10を基板2のショット領域の上に配置する。ショット領域の高さは、ショット領域の中央部の高さを計測した結果を用いてもよいし、ショット領域内の複数個所を計測した結果を用いてもよい。ショット領域の傾きは、第2計測部10によりショット領域内の複数個所を計測することにより計測することができる。
工程S43で、上記の工程S40、工程S41、工程S42で求めた高さ情報および傾き情報により、パターン領域1aと基板2のショット領域上のインプリント材との接触時の目標高さ位置および目標傾きを指示する押印プロファイルを生成する。制御部11は、予め記憶してある位置押印プロファイルにモールドとショット領域の高さ情報および傾き情報から適切な位置押印プロファイルを生成し、記憶する。ここで、目標傾きとは、特定のショット領域とパターン領域1aとの相対的な傾きを示し、押印時のモールド1のチルト制御に必要な傾き情報である。工程S43で作成する押印プロファイルは、キャビティ1bを加圧していない状態(0状態)でのパターン領域1aの高さ目標位置を指示する押印プロファイルZ(1)を生成することができる。
さらに、キャビティ1bに加圧していない(0状態)での目標高さ位置および目標傾きの指示も同様に指示可能である。これらの情報を予めインプリント装置の制御部11で記憶されている3軸のアクチュエータのそれぞれを制御する位置押印プロファイルZ1(1)、Z2(1)、Z3(1)に与える。これにより、任意のショット領域に適切な高さおよび傾きを補正した位置押印プロファイルを3軸のアクチュエータのそれぞれについて作成し、記憶する。
工程S44で、工程S43で得られた押印プロファイルを制御部11で記憶されている位置押印プロファイルに与えることで、任意のショット領域に対して適切な高さを制御してインプリント工程を実行する。このように、設定された位置押印プロファイルに従い、所定のショット領域に対してパターンを形成することができる。これにより、この補正された3軸のアクチュエータそれぞれの位置押印プロファイルを実行プロファイルとして任意のショット領域をインプリントする際に用いてインプリント処理を行うことができる。
工程S45で、工程S44で位置押印プロファイルによりインプリント工程が実施された際に、時間ごとにどのような力(電流)の指令値でインプリントが行われたかを3軸のアクチュエータそれぞれについてリアルタイムで求める。このように、最適な高さを制御する位置押印プロファイルに従ってインプリント工程を行う際の適切な力押印プロファイルF(1)を生成することができる。工程S45で求める力の指令値としては、モールド駆動部4bのアクチュエータの電流の指令値などを計測する。
工程S46で、このように、位置押印プロファイルに従ってインプリント処理を行う際に、力の指令値を計測することで生成された、3軸のアクチュエータの力押印プロファイルF1(1)、F2(1)、F3(1)を記憶することができる。また、基板上のショット領域ごとに工程S44で生成された力押印プロファイルを生成し、制御部11の記憶部で記憶されてもよい。
以上が3軸の高さから決まる傾き目標を3軸の力のバランス(モーメント)に校正しつつモーメントに変換する方式の基本システムフローである。それ以外にも傾き目標からモーメントへの換算は行わず、3軸のアクチュエータの合算した力を力押印プロファイルとして生成し、チルト制御は傾きプロファイルとしてZ1(1)、Z2(1)、Z3(1)から生成することも可能である。ここでは、モールドを移動させる手段として3軸のアクチュエータの場合について説明したが、アクチュエータの数は3軸に限られず任意の数であってもよい。
また力押印プロファイルF1(1)、F2(1)、F3(1)によるモーメント制御でのインプリント工程を実行することにより、3軸のアクチュエータの高さ情報を計測することで、チルト制御プロファイルを生成することも可能である。
以上説明したインプリント装置のシステムフローにより、力制御による押印工程で発生していたインプリント装置の機差やドリフトまたは温度変化などにより傾きが変動する影響を低減することができる。モールドと基板の任意のショット領域における相対的な傾き情報に基づき、3軸のモーメント誤差を校正、取り除く事ができる。このように、第2実施形態のインプリント方法も、基板登録時のショット指定とショット領域毎の指定プロファイルに応じたインプリントを行う事で、スループットを落とすことなく安定したインプリントを行う事ができる。
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態や第2実施形態のような機能を有するインプリント装置に関して、図10に示すようなショットレイアウトを用いた場合について説明する。図10は、基板2に形成されたショット領域の配置を示すショットレイアウトを図示したものである。図10に示すショットレイアウトで、ショット領域毎に割り当てられた番号は、ショット領域の位置を示すID番号であり、インプリント処理を行う順番とは異なるものである。ただし、本実施形態のインプリント装置における初期設定では、図10に示すショット領域の位置を示すID番号と、インプリント処理を行う順番は同じものであるとしている。
インプリント装置では、基板2に形成されたショット領域の位置に応じて、押印工程中にインプリントヘッド4が受けるガス圧に違いがあることが分かっている。一般に基板2の中央部のショット領域ではモールド1と基板2の間隔は均一であるため押印工程中にインプリントヘッド4がモールド1と基板2によって挟まれた気体によるガス圧による力を受ける。一方で、基板2の外周部のショット領域では基板チャック3aの周りの構造体(不図示)と基板2の間には隙間があり、さらに基板の表面と構造体の表面の高さの差があるため、モールド1と基板2に挟まれた空気によるガス圧は中央部ほど高くならない。そのためインプリントヘッド4への反力が少なくなり、通常の位置押印プロファイルで基板2の中央部と周辺部のそれぞれのショット領域を押印処理すると、押印時のインプリントヘッド4の高さの挙動に違いが生じる。
そこで、本実施形態のインプリント方法は、予めモールド1と基板2に挟まれた空気によるガス圧の違い、または、押印時のインプリントヘッド4の高さの挙動の違いをショット領域毎に評価してグループ分けを行う。図11は、ショット領域が、基板2の中央部のショット領域群(Group A)と周辺部のショット領域群(Group B)に分けられた一例を図示したものである。
次にこれらショット領域群Group AとGroup Bのそれぞれで、少なくとも1つ以上のショット領域を代表ショット領域(サンプルショット)として設定する。代表ショット領域は、前述したショット領域の高さ情報や傾き情報もしくは基板2の平坦度情報を取得するためのショット領域である。代表ショットは、属しているグループのショット領域の中で最初にインプリント処理をするのが望ましい。インプリント装置の制御部は、代表ショット領域で計測された結果から生成された力押印プロファイルで、同じグループのショット領域に対してインプリント処理を行うことで、均一なインプリント処理を行うことができる。
図12に、設定された代表ショット領域の一例を図示する。図12のOA1に示すように、代表ショットの設定方法は、ショット領域群Group Aとショット領域群Group Bのそれぞれのショット領域群に含まれるショット領域のうち最もインプリント順(ID番号)の早い番号を指定する。代表ショット領域を図12のOA1に示すように設定した場合、インプリント処理の順番を組み替える必要がなく、ショット番号(ID番号)と同じ順番でインプリント処理を行えばよい。インプリント処理の順番を示した図12のImprint Order #1は、図10に示すショット領域の位置を示すID番号と同じである。ただし、この場合、2つの代表ショット領域をインプリントシーケンスとは別に計測しておく必要があるためスループット(生産性)が低下する恐れがある。
そこで基板がインプリント装置100に搬入される際に実行される基板登録作業(レジストレーション)時の計測シーケンスを利用して代表ショット領域の計測を行うことでスループットを下げることなく計測することができる。
図13に、設定された代表ショット領域の一例を図示する。図13に示した代表ショット領域では、レジストレーションに必要なショット領域の間の距離を広くして基板の回転誤差を精度よく補正するためにショット領域が設定されている(OA2)。この場合、インプリント処理の順番は、スループットの観点からできる限り基板ステージ3の移動距離を少なくし、効率よくインプリント処理を行うような順番に設定(再配列)される(Imprint Order #2)。
さらに、インプリント処理の精度を上げるため、ショット領域群のグループ数を増やすことも可能である。例えば、図14に示すように、ショット領域群をGroup A,B,C,Dの4つに分けることができる。図14は、基板2の中央部からの距離に応じて4つのショット領域群に分けたものである。
この場合も、前述したのと同様にそれぞれのショット領域に対応する代表ショット領域を設定して、それに伴うインプリント処理の順番を設定する必要がある。図14に示したショット領域群Group A,B,C,Dに分けた場合に設定された代表ショット領域を図15のOA3に示した。また、図14に示したショット領域群Group A,B,C,Dに分けた場合に設定されたインプリント処理の順番を図15のImprint Order #3に示した。図14に示したGroup Aに設定された代表ショット領域は、図15のOA3に示したID番号20のショット領域である。図14に示したGroup Bに設定された代表ショット領域は、図15のOA3に示したID番号10のショット領域である。図14に示したGroup Cに設定された代表ショット領域は、図15のOA3に示したID番号2のショット領域である。図14に示したGroup Dに設定された代表ショット領域は、図15のOA3に示したID番号1のショット領域である。それぞれのショット領域群に含まれるショット領域のうち最もインプリント順(ID番号)が早い番号を指定する。インプリント処理の順番を示した図15のImprint Order #3は、図10に示すショット領域の位置を示すID番号と同じである。
図14に示したショット領域群のグループ数に設定された場合の代表ショット領域の一例を図16のOA4に示した。図15のOA3に示した代表ショット領域の選択方法と異なり、図16のOA4に示した代表ショット領域では、レジストレーションに必要なショット領域の間の距離を広くして基板の回転誤差を精度よく補正するためにショット領域が設定されている。具体的には、図14に示したショット領域群のうちGroup Cに設定された代表ショット領域が、図16のOA4に示したID番号16のショット領域としている。
この場合、インプリント処理の順番は、スループットの観点からできる限り基板ステージ3の移動距離を少なくし、効率よくインプリント処理を行うような順番に設定(再配列)される(図16のImprint Order #4)。
次に、基板2に形成された複数のショット領域についてグループ分けを行い、代表ショット領域を設定して評価する方法について説明する。図17は、複数のショット領域についてグループ分けを行い、代表ショット領域を設定して評価する方法を示したフローチャートである。
インプリント処理の評価方法が開始されると、工程S50では基板2に形成された複数のショット領域をショット領域群にグループ分けを行う。例えば、図11に示すようにショット領域をGroup AとGroup Bのショット領域群にグループ分けしたり、図14に示すようにショット領域をGroup A,B,C,Dのショット領域群にグループ分けしたりする。
工程S51では、工程S50でグループ分けされたグループ毎に、1つ以上の計測のための代表ショット領域が指定される。指定される代表ショット領域の数はショット領域群ごとに1つ以上であればよい。例えば、図12のOA1や図13のOA2、図15のOA3、図16のOA4に示した代表ショット領域ようにグレープ分けされた数や配置に応じて適宜指定することができる。そして、工程S52では、工程S51で指定された代表ショット領域に対して位置押印プロファイルを設定する。
工程S53では、指定された代表ショット領域が各ショット領域群のグループの内、最初にインプリントが行われるように、インプリント処理を行う順番を設定する。このとき、インプリント処理の順番は、スループットの観点からできる限り基板ステージ3の移動距離を少なくし、効率よくインプリント処理を行うような順番に設定(再配列)される。例えば、上記のOA1に示した代表ショット領域を指定した場合は、図12のImprint Order #1に示したインプリント処理の順番を設定することができる。また、代表ショット領域をOA2とした場合は図13のImprint Order #2、OA3とした場合は図15のImprint Order #3、OA4とした場合は図16のImprint Order #4に示す順番を設定することができる。
工程S54では、全ショット領域に関してインプリント処理の順番が設定されると、基板2に形成された全ショット領域に対してインプリント処理が行われる。それぞれのショット領域に対するインプリント処理は図3に示すフローチャートに基づきインプリント処理が行われる。
その後、工程S55では、工程S54で行われるインプリント処理のときに、ショット領域毎に押印時のZ位置(例えば、モールド1やインプリントヘッド4のZ位置)をトレースしたログからショット領域群のグループ内の安定性の評価を行う。グループ内の安定性の評価は、想定している位置押印プロファイル(参照Z位置プロファイル)からの差分の最大値(Max値)やRMS値で行い、想定しているプロファイルとの差分の値が最も小さいショット領域を次の代表ショット領域とする。このように、工程S56では、グループ内のインプリント処理の安定性の評価を行った結果から、次の基板以降に設定される代表ショット領域を更新することができる。代表ショット領域を更新した後に、次にインプリント処理される基板に対して、工程S52に戻って各工程が実施されインプリント処理がなされる。
上記の説明では基板ごとにインプリント処理の評価が行われ、代表ショット領域が更新される場合について説明した。しかしながら、インプリント処理の評価は、基板間ではなく、ロット間や任意の時間でモニターした統計結果より代表ショットの更新を行ってもよい。また、上述したプロファイルとの差分の最大値やRMS値が、予め決められた許容量(閾値)に対して、超えた場合には警告を通知してもよい。また、工程S56では、ショット領域で計測された評価結果が、グループ間の評価結果を用いて、よりショット領域の評価結果が近いグループに分けられるように、グループ分けを更新してもよい。インプリント処理の評価方法としては、上述の方法以外にも基準をグループ内でショット領域の平均プロファイルにするなど様々考えられる。
図17に示された、ショット領域群にグループ分けし、代表ショット領域を指定して、評価結果からグループ分けや代表ショット領域の更新までの一連の工程は、インプリント装置100の制御部11で制御されうる。代表ショット領域の指定やインプリント順番の設定を手動はもちろんインプリント装置が上述のルールに従って自動で行うこともできる。同様に、インプリント装置は、代表ショット領域やグループ分けを更新するような工程をルール化することで、自動で更新することもできる。
図18は、図10に示すようなショットレイアウトを用いた場合について、各ショット領域の位置を示すID番号に対して、最終的に割り当てられた設定例を示した表である。図18に示した表は一部のショット領域について表記を省略している。図18の左から、ショット領域のID番号(♯Shot)、割り当てられたショット領域群のグループ(Group)、グループ毎に事前の高さ計測が行われる代表ショット領域を示している。図18に示した例では、ID番号が1のショット領域においてGroup Aの事前の高さ計測が行われ、ID番号はjのショット領域においてGroup Bの事前の高さ計測が行われることを示している。つまり、代表ショット領域の位置を示している。
さらに、図18は、各ショット領域に設定されたプロファイル(指定Profile)の種類が示されている。通常、代表ショット領域は、高さ方向の位置押印プロファイルが設定される。例えば、ID番号が1のショット領域は位置押印プロファイルZ(1)が設定され、ID番号がjのショット領域は位置押印プロファイルZ(j)が設定される。同一グループに含まれる(例えば、Group A)その他のショット領域は、位置押印プロファイルZ(1)で押印後に生成された力押印プロファイルF(1)が設定される。
さらに、図18は、各ショット領域に設定されたインプリント順番(♯Order)が示されている。インプリント順番は上述したように、スループットの観点で効率のよい順番に設定されているため、ショット領域のID番号とインプリント順番が一致するとは限らない。また、図18に示した表には記載していないが、複数のアクチュエータ(例えば、3軸のアクチュエータ)を制御することによる、前述したチルト制御やモーメント制御のプロファイルを設定してもよい。また、チルト制御やモーメント制御に関して事前のルール化によって自動的に設定が可能である。
上記のインプリント装置は、光硬化法を用いてインプリント材を硬化させるインプリント方法について説明したが、本実施形態は光硬化法に限らず、熱を用いてインプリント材を硬化させる方法でもよい。光硬化法では、紫外線硬化樹脂を使用し、樹脂を介して基板に型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。本実施形態は硬化光として紫外線を照射するものとしたが、光の波長は、基板2上に供給されるインプリント材に応じて適宜決めることができる。これに対し、熱を用いた方法では、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付け、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。
(物品の製造方法)
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。基板を処理する工程(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。さらに、基板を処理する周知の工程としては、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図19(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19(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19(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を透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
図19(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19(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19(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及び変更が可能である。
3 基板ステージ
4 インプリントヘッド
Z1〜Z3 アクチュエータ
9 第1計測部
10 第2計測部
11 制御部

Claims (13)

  1. 型を用いて基板上の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、
    前記型を移動させるアクチュエータを備える型保持部と、
    前記アクチュエータで発生した力を検出する力センサと、
    前記型の位置を計測する位置センサと、
    前記型保持部の動作を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記力センサが検出した前記アクチュエータで発生した力に基づき前記型の移動を制御するための力押印プロファイル、または前記位置センサが計測した位置情報に基づき前記型の移動を制御するための位置押印プロファイルにより前記型保持部を制御し、
    前記基板に、インプリント材のパターンが形成されるショット領域が複数形成され、該複数のショット領域は複数のグループに分けられている場合であって、
    前記グループに含まれる複数のショット領域のうち、事前に設定された代表ショット領域に対してパターンを形成した結果から生成された、力押印プロファイル、または位置押印プロファイルにより、前記グループに含まれる複数のショット領域にパターンを形成することを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記代表ショット領域は、前記複数のグループ毎に設定されてい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. 前記代表ショット領域は、前記複数のグループに分けられたショット領域の内、各グループに含まれるショット領域で最初に前記型を用いてインプリント材のパターンが形成されるショット領域であ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、前記位置押印プロファイルにより前記型保持部を制御して、前記代表ショット領域に、インプリント材のパターンを形成するときに生成される力押印プロファイルを取得し、
    前記制御部は、前記代表ショット領域が含まれるグループのショット領域に、該取得された力押印プロファイルにより前記型保持部を制御して、インプリント材のパターンを形成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、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成する前に、前記代表ショット領域の高さ情報を取得し、
    前記制御部は、該高さ情報に基づき生成された前記位置押印プロファイルにより前記型保持部を制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  6. 前記型に対応する位置情報は前記型の高さ情報であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  7. 前記制御部は、前記力押印プロファイルにより前記型保持部を制御して前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成する際、前記位置センサにより前記型に対応する位置情報を計測することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  8. 前記制御部は、前記位置押印プロファイルにより前記型保持部を制御して前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成する際、前記力センサにより前記アクチュエータで発生した力を検出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。
  9. 前記力押印プロファイルは、前記力センサにより前記アクチュエータで発生した力を検出した結果から生成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装置。
  10. 前記位置押印プロファイルは、前記インプリント装置に予め記憶された基準位置押印プロファイルに、前記インプリント装置に搬入された基板および型の位置を計測した結果を用いて補正されたプロファイルであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  11. 前記型保持部は複数のアクチュエータを備え、
    前記制御部は前記型と前記基板上のインプリント材が接触する際の前記型と前記基板の相対的な傾き情報に基づいて、前記複数のアクチュエータを制御することにより前記型の傾きを調整して前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載のインプリント装置。
  12. 型を用いて基板上のインプリント材のパターンを形成するインプリント方法であって、
    前記基板に、インプリント材のパターンが形成されるショット領域が複数形成され、該複数のショット領域は複数のグループに分けられている場合であって、前記グループに含まれる複数のショット領域のうち、事前に設定された代表ショット領域に対してパターンを形成する工程と、
    前記代表ショット領域に対してパターンを形成する工程の結果から生成された、前記型を移動させるアクチュエータで発生した力を検出した検出結果に基づき前記型の移動を制御するための力押印プロファイル、または、前記型の位置を計測した計測結果に基づき前記型の移動を制御するための位置押印プロファイルにより、前記グループに含まれる複数のショット領域にパターンを形成する工程を有することを特徴とするインプリント方法。
  13. 請求項1ないし11のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて、基板の上のインプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記インプリント材のパターンが形成された前記基板を処理する工程と、を有する、
    ことを特徴とする物品の製造方法。
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