JP2022122673A - 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】 メサ部の面に溝部が存在するようなモールドを計測する際に、二分探索を用いる方法ではメサ部の端部位置を誤認してしまい、メササイズを誤計測してしまう可能性が生じる。【解決手段】 パターンを有する部材を用いて当該部材とは他の部材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処理を行う際に、搬入される予定の部材のメサ情報を用いて二分探索法による計測を行うように計測手段を制御する。これにより、高速かつ高精度にメサ部の状態を確認できる。【選択図】 図７

Description

本発明は、型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装置に関する。

半導体デバイス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技術が知られている。インプリント技術は、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型を接触させる（押印）。そして、インプリント材と型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、インプリント材のパターンが基板上に形成される。

インプリント装置は、パターンが形成された型の表面を計測して（例えば計測器から型に形成されたパターンまでの距離など）から、当該計測結果を用いてインプリント材と型とのインプリント処理時の制御を行う方法が知られている。特許文献１に開示されるインプリント装置で用いられる型には、メサ部と呼ばれる凸部が形成されており、メサ部にパターンが形成されている。特許文献１には、計測器から型の表面までの距離を計測することで、パターンが形成されているメサ部の位置を特定して、型と基板の位置合わせを行うことが記載されている。

ところで、このようなインプリント装置で用いられるモールドは、非常に高価であるため、インプリント技術を用いてマスターモールドから、レプリカモールドを作成するということも行われている。このような場合には、モールド側にメサ部が形成されている場合や形成されていない場合、基板側にメサ部が形成されている場合や形成されていない場合など、様々な組み合わせが存在することになる。特許文献２には、このようなレプリカ装置において、メサ部のないマスターモールドと、メサ部のない基板（レプリカモールド）とでインプリント処理が行われると、マスターモールドや基板に破損が生じる可能性がある。そのため、インプリント前にメサ部の有無を検出し、確認することが開示されている。さらに、特許文献２には、メサ部の有無の検出に加えて、メサ部の領域の位置や大きさ、形状を計測し、メサのサイズを確認して、使用を想定しているものかを確認してもよいことが開示されている。

特開２０１３－６２２８６号公報 特開２０１８－７４０４１号公報

特許文献２のメサ部の端部位置を検知する方法としては、所定の計測間隔で計測する線形探索する方法や、いわゆる二分探索といわれる中間付近の位置で計測し、その計測結果に応じて見つかるまで探索範囲を順次縮小していく方法を用いることができる。

しかしながら線形探索を用いる方法では、計測が完了するのに長い時間を要してしまう可能性がある。特に、メサ部が設けられていないモールド（または基板）を検出するような場合には、網羅的な探索となってしまうため、顕著に長い時間がかかることになる。また、二分探索を用いる方法では、線形探索を用いる方法に比べて計測時間を短縮することもできるが、メサ部の面に溝部が存在した場合にメサ部の端部位置を誤認してしまい、メササイズを誤計測してしまう可能性が生じる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、高速かつ高精度に、パターンを有する部材（モールド）またはパターンが形成される部材（基板）に設けられたメサ部の状態を確認できるインプリント装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、パターンを有する部材を用いて当該部材とは他の部材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処理を行うインプリント装置であって、前記パターンを有する部材および前記他の部材の少なくとも一方の面を計測する計測手段と、前記計測手段を制御するとともに、当該インプリント装置に搬入される予定の部材のメサ情報を取得する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記取得したメサ情報を用いて二分探索法による計測を行うように前記計測手段を制御する。

これにより、高速かつ高精度に、パターンを有する部材（モールド）またはパターンが形成される部材（基板）に設けられたメサ部の状態を確認することができる。

インプリント装置の構成を示す概略図である。 インプリント方法を示したフローチャートである。 モールドの形状の一例を示す図である。 線形探索法を用いてモールドを計測する様子を示す図である。 二分探索法を用いてモールドを計測する様子を示す図である。 （Ａ）二分探索法を用いて図３（Ｂ）のようなモールドを計測した様子を示す図である。（Ｂ）線形探索法を用いて図３（Ｂ）のようなモールドを計測した様子を示す図である。 第１の実施形態における処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施形態における処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施形態における計測の一例である。 第３の実施形態における二分探索法を用いた計測位置を説明する図である。 第３の実施形態における処理の流れを説明するフローチャートである。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。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の実施形態）
（インプリント装置について）
図１は本実施形態におけるインプリント装置１を示した図である。インプリント装置は、基板（他の部材）上に供給されたインプリント材を型（部材）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、型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。

図１を用いてインプリント装置１について説明する。ここでは、基板５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１の高さ方向）をＺ方向として、図１に示すように各軸を決める。以下、インプリント装置１は、インプリント装置で使用されるレプリカモールドをマスターモールドからインプリント処理を用いて複製するモールド作製装置を例に用いて説明する。しかし本実施形態は、シリコンウエハなどの基板に対してインプリント処理を行うインプリント装置にも適用可能である。モールド作成装置で作成されたレプリカモールドは、他のインプリント装置において、モールドとして用いられ、他の基板にインプリント処理を行う際に用いられる。

インプリント装置１は、マスターモールド３を用いて基板５としてのブランクモールド（パターンが形成される前のレプリカモールド）に、パターンを形成（転写）する装置である。ここでは、インプリント技術の中でも光を照射することでインプリント材を硬化させる光硬化法を採用したインプリント装置１について説明する。

インプリント装置１は、照明系ユニット２と、マスターモールド３を保持する型保持部４と、基板５を保持する基板保持部６と、インプリント材１４を供給する供給部７と、マスターモールド３を搬送するモールド搬送装置１１を備える。さらにインプリント装置１は、基板５を搬送する基板搬送装置１２と、インプリント装置１の動作を統括的に制御する制御手段１０を備える。

照明系ユニット２はインプリント処理の際に、マスターモールド３に対してインプリント材１４を硬化させる光１７（紫外線）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光をインプリント材に照射するために適切な光に調整するための光学素子から構成される。

マスターモールド３は、型保持部４に保持された状態で基板５に対する対向面に所定の凹凸パターンが形成された型である。

型保持部４（インプリントヘッド）は、マスターモールド３を保持した状態で、Ｚ方向に移動させる駆動機構を有する。また、型保持部４には、マスターモールド３や基板５の傾きに応じてマスターモールド３を傾けるため駆動機構や、ＸＹ平面内に移動させるための駆動機構を有してもよい。

型保持部４内のマスターモールド３上部には、ＴＴＭ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｍａｓｋ）スコープ１３を備える。ＴＴＭスコープ１３は、マスターモールド３に設けられたアライメントマークと、基板５に設けられたアライメントマークを検出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によるアライメントマークの検出結果から、マスターモールド３と基板５のＸ方向及びＹ方向のシフトずれや回転ずれを計測することができる。この計測結果を用いて型と基板の位置合わせを行う。

基板保持部６（ステージ）は、基板５を真空吸着や静電吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内に移動可能な保持手段である。基板保持部６は基板５をＺ軸まわりの回転駆動させるための駆動機構を備えることが望ましい。基板保持部６はインプリント装置１のステージ定盤１５に沿って駆動する。この場合は、基板保持部６がＸＹ平面内に駆動した時のＺ方向や傾きの基準は、ステージ定盤１５となる。ステージ定盤１５は、マウント１６上に構成されており、インプリント装置１は、床からの振動の影響を受けにくい構造になっている。また、基板保持部６は、基板５をＺ方向に移動させる駆動機構や、ＸＹ軸周りに基板５を回転させる回転機構を有していてもよい。

基板保持部６には、マスターモールド３の表面を計測することができるモールド計測センサー９（型検出手段）が搭載されている。モールド計測センサー９は、マスターモールド３の表面までのＺ軸方向の距離（形状）を計測することができる距離計測器である。モールド計測センサー９の計測結果に基づいて、マスターモールド３の表面の高さを求めることができる。基板保持部６がＸＹ平面に沿って移動することによって、モールド計測センサー９はマスターモールド３の表面の各位置を計測可能である。モールド計測センサー９は基板保持部６に搭載される必要はなく、基板保持部６とは異なる機構に設けられていてもよい。その場合も、モールド計測センサー９がＸＹ平面に沿って移動することでマスターモールド３の表面を計測することができる。

さらにインプリント装置１には、基板５（レプリカモールド）の表面を計測することができる基板計測センサー８を備える。基板計測センサー８は、基板５の表面までのＺ軸方向の距離（形状）を計測することができる距離計測器である。基板計測センサー８の計測結果に基づいて、基板５の表面の高さを求めることができる。基板保持部６がＸＹ平面に沿って移動することによって、基板計測センサー８は基板５の表面の各位置を計測可能である。基板計測センサー８がＸＹ平面に沿って移動することによって基板５の表面を計測してもよい。

モールド計測センサー９および基板計測センサー８で測定する位置は、本実施形態におけるモールドのメサ部の位置を取得する際には、後述する二分探索法で定まる位置もしくは線形探索法で定まる位置で計測が行われる。

供給部７（ディスペンサ）は、基板５上にインプリント材１４を供給する供給手段である。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、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。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。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又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。

基板は、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、モールド作成装置におけるブランクモールドとして用いる際には、石英ガラスを用いることが好ましい。また、半導体を製造するようなインプリント装置に本実施形態を適用するような場合には、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどが用いることができる。

モールド搬送装置１１は、マスターモールド３を型保持部４に搬入したり、インプリント装置１から搬出したりする搬送手段である。また、基板搬送装置１２は、基板５（レプリカモールド）を基板保持部６に搬入したり、インプリント装置１から搬出したりする搬送手段である。

制御手段１０は、インプリント装置１の各構成ユニットの動作の制御、及び、各種センサー値などの取得を行う。制御手段１０は、インプリント装置１の各構成ユニットに接続された、不図示のコンピュータやシーケンサなどで構成されており、処理部や記憶部を有する。なお、制御手段１０は、インプリント装置１内に設けてもよいし、インプリント装置１とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。

次に、マスターモールド３に形成されたパターンを基板（ブランク）に転写することによってモールド（レプリカ）を作製する、モールド作製方法を図２のフローチャートを用いて説明する。図２のフローチャートに示す処理は、制御手段１０が各部を統括的に制御することで実行される。

Ｓ１１において、制御手段１０は、モールド搬送装置１１によってマスターモールド３をインプリント装置１内に搬入させ、型保持部４に配置させる。同様に、Ｓ１２において、基板搬送装置１２によって基板５をインプリント装置１内に搬入させ、基板保持部６に配置する。Ｓ１１とＳ１２の順序は入れ替わってもよいし、並行して処理してもよい。

その後、制御手段１０は、Ｓ１３において、型の状態を検出するために、モールド計測センサー９によってマスターモールド３の表面の傾きや高さを計測する。同様に、制御手段１０は、Ｓ１４において、基板の状態を検出するために、基板計測センサー８によって、基板５の表面の傾きや高さを計測する。

このような、Ｓ１３及びＳ１４で取得された２つセンサー８，９の計測結果は、マスターモールド３と基板５の表面が平行になるように、型保持部４の傾きを補正したり、搬入されたモールド３と基板５との組み合わせが正しいかを判断したりするために用いられる。

そしてＳ１５においては、制御手段１０は、２つのセンサーの計測結果や傾き補正の状況から、インプリント可能であるか、エラー処理が必要か判断する。インプリント可能であると判断された場合は、Ｓ１６に進みパターン形成の工程（インプリント処理）に進む。一方Ｓ１５において、インプリント可能ではないと判断された場合には、Ｓ２０に進みエラー処理として処理を停止する。このようなエラー処理としては、インプリント処理を停止したり、適切でないマスターモールド３や基板５をインプリント装置１から搬出したりする方法がある。またインプリント装置１には、メサ部の有無を検出した検出結果やメササイズ計測結果を表示させたり、インプリント処理ができない旨のエラーを表示させたりしてもよい。そのための表示装置をインプリント装置１に備えていてもよい。表示装置に表示された検出結果やメササイズ計測結果、エラー表示によってオペレータは、インプリント装置１に搬入されたマスターモールド３や基板５（ブランクモールド・レプリカモールド）のそれぞれの状態を確認することができる。その結果、インプリント装置１に誤って搬入されてしまった型や基板を搬出（回収）し、正しい状態（表裏）にしたり、別のものをインプリント装置１に正しい状態で搬入したりすることで、インプリント処理を再開することができる。

そして、Ｓ１７において、制御手段１０は、インプリント処理が行われた基板を、基板搬送装置１２によって搬出し、Ｓ１８において、モールド搬送装置１１によってインプリント装置１からモールドを搬出して処理を終了する。Ｓ１７とＳ１８の順序は入れ替わってもよいし、並行して処理してもよい。また、他にインプリント処理を行う基板がある場合には、Ｓ１７からＳ１２に戻り処理を継続してもよい。

次に、Ｓ１６で行われるインプリント処理の一例に説明する。インプリント処理は、まず供給部７が、基板保持部６を移動させながら、吐出ノズルから所定量のインプリント材を吐出することで基板５上の所望の位置にインプリント材を塗布する（塗布工程）。

次に、基板保持部６は、基板５のインプリント材を塗布した部分がモールド３の凹凸パターンに対向する位置となるように移動する。型保持部４は、モールド３をＺ軸方向に沿って基板５に向かうように移動させて、モールド３と基板５とが近接した状態とする。この状態で、ＴＴＭスコープ１３がモールド３上のアライメントマークと基板５上のアライメントマークとを検出し、検出結果に基づいて基板保持部６が移動することで重ね合わせ位置を調整し、両者の相対位置の調整を行う。

次に、型保持部４は、モールド３と基板５との間隔を狭めるように移動させ、基板５上のインプリント材とモールド３の凹凸パターンとを接触させる（接触工程）。

次に、照明系ユニット２は、光１７を照射し、インプリント材を硬化させる（硬化工程）。その後、型保持部４は、インプリント材が硬化した後、モールド３を基板５から離れる方向に移動させて、モールド３と硬化したインプリント材（基板５）との間隔を広げることにより、基板５上のインプリント材から引き離す（離型工程）。これにより、基板５上のインプリント材にモールド３の凹凸パターンに対応したパターンを有する硬化材料層が形成（転写）される。

次に、Ｓ１３またはＳ１４で行われるモールド計測および基板計測時に生じる課題について説明する。以下の説明ではＳ１３のモールド計測を例に説明を行うが、Ｓ１４の基板計測においても同様であるため、説明を省略する。

図３は、インプリント装置１で用いられるモールド３の形状および表面のパターン形状の例を説明する図である。ここでは周囲の基底部よりも突出した凸状であるメサ部が設けられたモールド３の例を用いて示す。モールド３に設けられたメサ部の高さは、基底部から数十μｍ程度であり、メサ部の領域（パターンの領域）の縦横の長さは、数ｍｍ～十数ｍｍであり、突出したメサ部の表面に凹凸パターンが設けられている。メサ部の表面には、図３（Ａ）に示すような数十ｎｍから数百ｎｍのような凹凸パターン１９や、図３（Ｂ）に示すような数百μｍ程度の凹凸の溝部２０が設けられている場合もある。

なお、図３では、メサ部があるモールド３とメサ部がない基板５を示しているが、インプリント装置１では、メサ部がないモールド３やメサ部がある基板５も用いることができる。

図４乃至図６は、モールド計測センサー９を用いてマスターモールドの表面を計測している様子を示す図である。図４は、線形探索法で定まる位置で計測している様子を示す図であり、図５は、二分探索法で定まる位置で計測している様子を示す図である。図６（Ａ）は、二分探索法で定まる位置で図３（Ｂ）のような溝部２０が設けられたメサ部を計測する様子を示した図であり、図６（Ｂ）は、線形探索法で定まる位置で図３（Ｂ）のような溝部２０が設けられたメサ部を計測する様子を示した図である。

制御手段１０は、モールド計測センサー９によってもマスターモールドの表面の高さの計測結果を取得すると、所定の閾値と比較することで、当該位置がメサ部の領域であるのか、メサ部ではない基底部の領域かを判断することができる。なお、この所定の閾値は、メサ部の数十ｎｍから数百ｎｍのような凹凸パターン１９上を計測したとしても、メサ部の領域ではないと判断されないような値としておくことが好ましい。

線形探索法を用いて定まる位置でモールド３のメサ部の端部位置を取得する場合、メサ部があると想定される位置より手前側から所定の計測間隔で計測が行われる。モールド３にメサ部がある場合には、図４（Ａ）に示すように計測距離が大きく変化することにより、メサ部の端部位置が検知され、計測処理が終了される。また、モールド３にメサ部がない場合には、図４（Ｂ）に示すように、メサ部が確実に存在しないと判定される位置（例えばモールド３の中央位置）くらいまで計測処理が継続される。すなわち、線形探索法を用いると、モールド３にメサ部がない場合には、網羅的にメサ部を探索することになるため、計測処理に長時間を要してしまうことになる。

また、中間付近の位置で計測し、その計測結果に応じて見つかるまで探索範囲を順次縮小していく二分探索法を用いて定まる位置でモールド３のメサ部の端部位置を取得する方法もある。この場合には例えば、メサ部が確実に存在する位置（メサ部の中心を端点として）で計測したのち、メサ部が確実に存在する位置で計測し、その後、計測結果に応じて探索範囲を順次縮小していく。なお、図５に示す数字は計測順序を表している。二分探索法でメサ部の端部位置を取得する際には、計測した座標がメサ部なら、次の計測点はメサ部の中心から、より離れるように計測を行い、計測した座標がメサ部ではない領域なら、次の計測点はメサ部の中心に、より近づくように計測する。計測は、メサ部を計測した座標とメサ部ではない領域を計測した座標の距離が定めた閾値（１ｍｍなど）未満となるまで続けることで正確なメサ部の端部位置が検出することができる。そして、メサ部の端部位置をＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれを特定できれば、メササイズを取得することができる。なお、メサ部が左右対称と分かっているのであれば、片側の計測だけでも良い。

モールド３にメサ部がある場合には、図５（Ａ）に示すように、複数位置で計測することでモールド３のメサ部の端部位置を取得することができる。また、モールド３にメサ部がない場合には、図５（Ｂ）に示すように、２点のみの計測により、メサ部が形成されていない事を確認できるため、計測時間を非常に短くすることができる。

ところで、モールド３のメサ部には、先に説明したような図３（Ｂ）のような数百μｍ程度の凹凸の溝部２０が設けられている場合もある。このような溝部が設けられている際に、図６（Ｂ）のように線形探索法で定まる位置で計測を行う場合には、メサ部の端部位置が問題なく検知することができる。

図６（Ａ）のような二分探索法で定まる位置で計測を行う場合には、計測位置が溝部となる可能性も生じる。このような溝部２０の深さが、所定の閾値を超えてしまうような場合には、メサ部の領域であるにもかかわらず、当該位置がメサ部ではない領域と判断されてしまう可能性がある（計測騙され）。このような場合には、図６（Ａ）の位置３と位置６との間の角部２３がメサ部の端部位置であると誤判定してしまう可能性がある。これにより、メサ部のサイズとして判断してしまう可能性がある。

そのため本実施形態では、二分探索法でメサ部の端部位置を正しく計測できたか判断し、正しく計測されていないと判断されている場合にリカバリ処理をおこなうことで、モールドや基板に設けられたメサ部の端部位置の計測を行う。

図７のフローチャートを用いて本実施形態における、メサ部の端部位置計測時のリカバリ処理について説明する。図７の処理は、図２のＳ１３で行われる処理である。図７のフローチャートに示す処理は、制御手段１０が各部を統括的に制御することで実行される。

Ｓ７０では、制御手段１０は、インプリント装置１に搬入される予定のモールド３のメサ情報を取得する。具体的には、使用される予定のモールド３のメサ部の有無、メサ部の位置、メサ部のサイズなどの設計情報が該当し、外部や記憶部から取得される。

Ｓ７１では、制御手段１０は、二分探索法により定まる位置でモールド計測センサー９によりモールド表面の距離を計測し、メサ部の有無やメサ部がある場合にはメサ部の端部位置を特定する。なお、二分探索法により計測位置を決定する際には、Ｓ７０で取得したメサ情報を用いて計測開始位置を決定することで、より短時間でメサ部の端部位置を特定することができる。

Ｓ７２では、制御手段１０は、Ｓ７１で特定されたメサ部の計測結果と、Ｓ７０で取得したメサ情報とを比較し、メサ部の計測結果がメサ情報と一致しているか（再計測が必要か否か）を判断する。一致している場合には、計測は成功したとして（計測に誤りはないとして）処理を終了する。すなわち再計測は必要ないとして処理を終了する。一方、一致していないと判断された場合には正しく計測できていないとして、再計測が必要であるとしてＳ７３に進む。

通常、メサ部に形成されているパターン領域の縦横の長さの差は数ｍｍ～１０数ｍｍ程度である。そのため、エラーの判断をするための設計値と計測値のずれの閾値も０．１ｍｍあるいは１ｍｍ程度とすればよい。なお、これら閾値には、マスターモールド３や基板５の保持部に対する配置誤差やメサ部の製造誤差、さらに計測センサーの計測精度も考慮して、マージン（余裕）を持たせる必要がある。

Ｓ７３において制御手段１０は、線形探索法により定まる位置でモールド計測センサー９によるモールド表面の距離の再計測を行わせ、メサ部の端部位置を特定する。具体的には、メサ部が確実に存在しない領域からメサの端部が見つかるまで、メサ部の中心に向かって所定の計測間隔による探索を行う。なお、Ｓ７３で線形探索法を用いて計測を開始する位置も、Ｓ７０で取得したメサ情報を用い、メサ情報から求まるメサ端部の近傍から計測を開始することで計測時間を短くすることができる。

Ｓ７３では、制御手段１０は、Ｓ７３で特定されたメサ部の計測結果と、Ｓ７０で取得したメサ情報とを比較し、メサ部の計測結果がメサ情報と一致しているかを判断し、一致している場合には、処理を終了する。一方、再度一致しなかった場合には、Ｓ７５に進み、搬入する予定とされていなかったモールドが搬入された可能性があるとして、エラー状態であるとして処理を終了する。

すなわち、本実施形態では、二分探索法を用いた位置での端部位置が設計位置と一致しない場合にのみ、線形探索法を用いた位置で再計測を行うようにしている。これにより、高速にメサ部の端部位置を計測でき、かつ、溝部があるようなモールドであったとしても、計測騙されによるご計測を防止し、高精度にモールドのメサの計測を行うことができ、メサ部の状態を確認することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明を行い、同じ部分につちえは説明を省略する。

第１の実施形態では、Ｓ７２で二分探索法を用いた位置での端部位置が設計位置と一致しないと判断された場合に、Ｓ７３でメサ部が確実に存在しない領域からメサの端部が見つかるまで、メサ部の中心に向かって所定の計測間隔で測定する例を説明した。

本実施形態では、Ｓ７３で線形探索法を用いて計測をする際に、Ｓ７２で計測騙されによりメサエッジ誤検出した、すなわち計測が正しく行われなかったと判断される位置から、メサ部でない領域に向かって細かい計測間隔で計測を行う。

図８は、本実施形態にかかるフローチャートであり、Ｓ７３の前にＳ８０の工程がある点が図７と異なる。Ｓ８０では、制御手段１０が、Ｓ７１で端部位置を特定する際に用いた距離と、Ｓ７０で取得したメサ情報から、メサ部であるにもかかわらずメサ部がないと判定されるような距離の位置を特定し、当該位置を再計測の開始位置として決定する。

Ｓ７３では、制御手段１０は、Ｓ８０で決定された開始位置から、メサ部の端部位置となる方向に向かって所定の計測間隔で測定を行い、端部位置を特定する（図９）。具体的には、所定の範囲を計測し、メサ部ではないと複数回測定された場合に、その結果からメサ部の端部位置を特定する。

これにより、本実施形態によっても、高速にメサ部の端部位置を計測でき、かつ、溝部があるようなモールドであったとしても、計測騙されによる誤計測を防止し、高精度にモールドのメサの計測、すなわちメサ部の状態の確認を行うことができる。さらに、計測範囲の条件やメサエッジの誤検出した点の座標によっては第１の実施形態よりも、リカバリ処理にかかる時間を短縮することができる。例えば、メサ部でない領域を広い範囲で計測する場合は、第１の実施形態のリカバリ処理では顕著に長い時間を要してしまう。しかし、メサ部でない領域を狭く計測する場合は、第１の実施形態の方が、リカバリ処理が短くて済む可能性の方が高いので、メサ情報から求まる計測範囲の条件により、第１の実施形態の制御と第２の実施形態の制御とが切り替わるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、Ｓ７１においてメサ情報として、メサ部の有無、メサ部の位置、メサ部のサイズなどの設計情報を取得できる例を用いて説明した。本実施形態においては、これらの情報に加え、モールドの溝部２０の位置情報が取得できる場合を説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分については説明を省略する。

図７のＳ７０において、メサ情報として、メサ情報として、メサ部の有無、メサ部の位置、メサ部のサイズ、溝部２０の位置情報などの設計情報を取得する。

Ｓ７１では、制御手段１０は、二分探索法により定まる位置でモールド計測センサー９によりモールド表面の距離を計測し、メサ部の有無やメサ部がある場合にはメサ部の端部位置を特定する。このとき、二分探索法により計測位置を決定する際には、Ｓ７０で取得したメサ情報および溝部２０の情報を用いる。そして計測位置とされる位置に溝部２０があると想定される位置２４の場合には、当該計測位置と最も近い溝部がない位置２５で計測が行われるように決定する（図１０）。これにより計測騙されが生じる可能性をより低減することができる。

また、本実施形態のように、溝部２０の情報を有効に用いることができれば、図１１に示すようにリトライ処理を行わなくても高精度に計測することができる可能性もある。

（物品の製造について）
以上説明したインプリント装置１を用いて形成される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、図１２を用いて、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。まず図１２（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１２（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１２（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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１２（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１２（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１２（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。

そして物品の製造方法には、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も含まれる。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といえる。

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
３ モールド
５ 基板
８ 基板計測センサー
９ モールド計測センサー

Claims (11)

1. パターンを有する部材を用いて当該部材とは他の部材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処理を行うインプリント装置であって、
   前記パターンを有する部材および前記他の部材の少なくとも一方の面を計測する計測手段と、
   前記計測手段を制御するとともに、当該インプリント装置に搬入される予定の部材のメサ情報を取得する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記取得したメサ情報を用いて二分探索法による計測を行うように前記計測手段を制御する、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御手段は、前記計測手段が二分探索法に応じた位置で部材の面を計測した計測結果と、前記取得したメサ情報とに基づいて、前記計測手段による再計測が必要か否かを判断する、
   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. 前記制御手段は、前記二分探索法による部材の面の計測が正しく行われていないと判断した場合に、前記計測手段に所定の計測間隔で順次、前記部材の面を再計測させるように制御する、
   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. 前記制御手段は、前記二分探索法による計測が正しく行われなかったとされる位置に応じて、前記再計測を開始する位置を決定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。
5. 前記制御手段は、前記取得されたメサ情報に基づいて、前記二分探索法による前記計測手段の計測開始位置を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記メサ情報とは、部材において周囲よりも凸状であるメサ部の有無、当該メサ部の位置、当該メサ部に設けられた溝部の位置、当該メサ部のサイズの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記計測手段は、前記部材の面までの距離を計測する距離計測手段であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記制御手段は、前記二分探索法による計測が成功したと判断した場合には、前記他の部材の上にインプリント材のパターンが形成される前記インプリント処理が行われるように制御することを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. インプリント装置に搬入される予定の部材のメサ情報を取得する工程と、
   前記取得したメサ情報を用いて二分探索法による計測を行う工程と、を有するインプリント処理に用いられる部材の面の計測方法。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置により、前記他の部材にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記他の部材を加工する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置により、パターンが形成された前記他の部材を用意する工程と、
    前記用意された前記他の部材を用いて基板上にパターンを形成するインプリント処理を行う工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を加工する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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