JP2022179316A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のショット領域と型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。【解決手段】インプリント装置は、基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施する。インプリント装置は、前記基板に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出するための検出器と、記憶部に保持された、前記第１マークおよび前記第２マークを前記検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を駆動すべき駆動量と、前記記憶部に保持された、前記駆動量を補正する前記第１マークの相対位置に応じた補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて前記複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行い、かつ、前記検出器の出力に基づいて前記記憶部に保持された前記補正値を更新する。【選択図】図５

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。

インプリント装置は、磁気記憶媒体、半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ工程において使用されうる。インプリント装置では、基板のショット領域の上に配置されたインプリント材に型を接触させ、インプリント材を硬化させることによって、基板のショット領域の上に型のパターンが転写される。例えば、半導体デバイスの製造においては、基板上に既に形成された回路パターンに対して新たに形成しようとする回路パターンを重ね合わせる精度（アライメント精度）が重要である。インプリント装置では、基板のショット領域と型とのアライメント方式として、ダイバイダイアライメント方式が採用されている。ダイバイダイアライメント方式とは、基板のショット領域ごとに、基板側マークと型側マークとの相対位置を光学的に検出してショット領域と型とを位置合わせする方式である。

特許文献１には、第１ショット領域にインプリント処理を行った際の第１ショット領域と型との位置ずれ量に基づいて、第２ショット領域の上のインプリント材と型とを接触させる前に第２ショット領域と型との相対位置を補正することが記載されている。

特開２０１６－７６６２６号公報

ダイバイダイアライメントでは、基板のショット領域に設けられたマークと型に設けられたマークとの相対位置を検出器によって検出することによってショット領域と型とが位置合わせされる。ここで、検出器の視野内における位置に応じて検出器の光学系の収差およびマークの照度ムラの影響などが異なりうるので、検出器の視野内におけるマークの位置に応じて検出器による検出誤差が異なりうる。

本発明は、基板のショット領域と型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ことを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記基板に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出するための検出器と、記憶部に保持された、前記第１マークおよび前記第２マークを前記検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を駆動すべき駆動量と、前記記憶部に保持された、前記駆動量を補正する補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて前記複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメント行い、かつ、前記検出器の出力に基づいて前記記憶部に保持された前記補正値を更新する。

本発明によれば、基板のショット領域と型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。

一実施形態のインプリント装置の構成を模式的かつ例示的に示す図。 検出器（スコープ）によるマークの検出を説明する図。 検出器（スコープ）の駆動を模式的に示す図。 複数のマークの配置を例示する図。 検出器（スコープ）の駆動を模式的に示す図。 インプリント装置の動作を例示する図。 インプリント装置の動作を例示する図。 物品製造方法を例示する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

本明細書および添付図面では、基板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。アライメント（位置合わせ）は、基板のショット領域と型（のパターン領域）とのアライメント誤差（重ね合わせ誤差）が低減されるように基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢を制御することを含みうる。また、アライメントは、基板のショット領域および型のパターン領域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。

図１には、一実施形態のインプリント装置ＮＩＬの構成が模式的かつ例示的に示されている。インプリント装置ＮＩＬは、基板１の上に配置されたインプリント材に型１１のパターンを転写するインプリント処理を基板１の複数のショット領域に対して実施するように構成されうる。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、熱等が用いられうる。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、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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、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配置されうる。また、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って基板上に膜状に供給されてもよい。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体（Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、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。

型１１は、基板１に対向する面にパターン領域を有し、該パターン領域は、回路パターン等のパターンを有する。該パターンは、基準面に対して窪んだ凹部によって構成されると理解されてもよいし、基準面から突出した凸部によって構成されると理解されてもよい。型１１の材質は、石英等、硬化用のエネルギーとしての紫外線等の光を透過させることが可能な材料である。

インプリント装置ＮＩＬは、基板操作機構２と、型操作機構１３と、硬化部４１と、１又は複数の検出器（スコープ）１４と、ディスペンサ２１と、制御部４０とを備えうる。基板操作機構２は、基板１を保持する基板保持部と、該基板保持部を駆動することによって基板１を位置決めする基板駆動機構とを含みうる。基板操作機構２は、基板１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。基板保持部は、基板１を真空吸引または静電吸引等の保持方法によって保持しうる。基板駆動機構は、基板保持部を定盤３に沿って駆動しうる。定盤３は、マウント４によって支持されてよく、これによって床から定盤３に対して伝達される振動が低減されうる。

型操作機構１３は、型１１を保持する型保持部と、該型保持部を駆動することによって型１１を位置決めする型操作機構とを含みうる。型操作機構１３は、型１１を複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。基板操作機構２および型操作機構１３は、基板１と型１１との相対位置が調整されるように基板１および型１１の少なくとも一方を駆動する相対駆動機構を構成する。該相対駆動機構による相対位置の調整は、基板１の上のインプリント材に対する型１１の接触、および、硬化したインプリント材（硬化物のパターン）からの型１１の分離のための駆動を含む。また、該相対駆動機構による相対位置の調整は、基板１（のショット領域）と型１１（のパターン領域）とのアライメントを含む。型操作機構１３は、型１１あるいは型１１のパターン領域を変形させる変形機構１２を含んでもよい。変形機構１２による型１１あるいは型１１のパターン領域の変形は、基板１のショット領域と型１１のパターン領域とのアライメント精度の向上に寄与しうる。

硬化部４１は、基板１のショット領域と型１１のパターン領域との間の空間に配置あるいは充填されたインプリント材に硬化用のエネルギー（例えば、光エネルギー）を照射することによって該インプリント材を硬化させる。硬化部４１は、硬化用のエネルギーを偏向させ、あるいは折り曲げるミラー４２を含んでもよい。また、硬化部４１は、他の１または複数の光学素子を含んでもよい。

各検出器１４は、基板１（のショット領域）に設けられたマーク（これを便宜的に第１マークともいう）と型１１に設けられたマーク（これを便宜的に第２マークともいう）を検出するために使用されうる。例えば、検出器１４は、基板１のショット領域に設けられた第１マークと型１１に設けられた第２マークとの相対位置を検出されるために使用されうる。あるいは、検出器１４は、基板１のショット領域に設けられた第１マークおよび型１１に設けられた第２マークの少なくとも一方の位置（例えば、検出器１４の視野内における位置）を検出されるために使用されうる。

検出器１４は、例えば、アライメントスコープとも呼ばれうる。検出器１４は、撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ等のイメージセンサ）と、該撮像素子の撮像面に第１マークおよび第２マークの像を形成する光学系と、第１マークおよび第２マークに計測光６３を照射する照明器とを含みうる。該撮像面に形成される像は、第１マークおよび第２マークのそれぞれによって個別に形成される像であってもよいし、モールドと基板とがインプリント材を介して接触している際に第１マークおよび第２マークによって形成されるモアレ像あるいは干渉縞であってもよい。第１マークおよび第２マークの少なくとも一方は、回路パターンの一部であってもよい。

インプリント装置ＮＩＬは、複数の検出器１４をそれぞれ個別に駆動し位置決めする複数の駆動機構７０を備えうる。各駆動機構７０は、マーク対を構成する第１マークおよび第２マークが検出器１４の視野の特定領域内に収まるように検出器１４を駆動しうる。このような動作は、制御部４０によって制御されうる。検出器１４の視野の特定領域は、例えば、該視野の中央領域でありうる。中央領域は、該視野の中心を対称中心とする領域であり、かつ、該視野の面積の５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、または、１０％以下の面積を有する領域でありうる。

インプリント装置ＮＩＬは、型１１あるいは型操作機構１３と１又は複数の検出器１４との間にリレー光学系６４等の光学系を備えていてもよく、該光学系の少なくとも一部は、例えば、硬化部４１と共用されてもよい。リレー光学系６４は、例えば、１又は複数のレンズ６１、および、１又は複数のミラー６２を含みうる。リレー光学系６４は、等倍系であってもよいし、拡大系であってもよい。リレー光学系６４は、例えば、２つのレンズ６１および２つのミラー６２を含みうるが、これに限定されない。また、リレー光学系６４は、テレセントリック光学系であることが好ましい。この明細書では、検出器１４は、駆動機構７０によって駆動し位置決めされる部分を意味し、リレー光学系６４は、検出器１４とは異なる構成要素であるものとして説明される。検出器１４とリレー光学系６４とを含む構成は、検出システムとして理解されうる。

ディスペンサ２１は、基板１のショット領域の上にインプリント材２２を供給あるいは配置するように構成される。ディスペンサ２１は、任意的な構成要素であり、インプリント装置ＮＩＬの外部のディスペンサによって基板１の上にインプリント材が配置される場合には、ディスペンサ２１はなくてもよい。インプリント材２２の種類は、製造する半導体デバイス等の物品の種類に応じて適宜選択されうる。インプリント材２２の種類に応じて、硬化部４１によってインプリント材２２に照射される硬化用のエネルギー（例えば、波長）も変更されうる。

インプリント装置ＮＩＬは、基板１の位置決めを実施するためのアライメント計測器３１と、型１１および基板１をインプリント装置１のチャンバ（不図示）内に搬入したり、該チャンバ中から搬出したりする搬送系とを更に備えうる。アライメント計測器３１は、例えば、基板１のＸ、Ｙ方向の位置ずれを検出しうる。上記の搬送系は、型１１を搬出入するための不図示の型搬送機構と、基板１を搬出入するための基板搬送機構とを含みうる。型搬送機構は、搬送ロボットを有し、所定の位置に配置された型ストッカーと型操作機構１３と間で型１１を搬送しうる。型ストッカーは、複数の型１１を保管するキャリアでありうる。基板搬送機構５１は、搬送ロボットにより、所定の基板搬入口に配置されうる不図示の基板キャリアと基板操作機構２の基板保持部との間で基板１を搬送しうる。

制御部４０は、インプリント装置ＮＩＬの上記の構成要素を制御し、メモリなどの記憶部ＭＥＭに記憶された情報に基づきインプリント装置ＮＩＬの動作を規定しうる。記憶部ＭＥＭは、制御部４０の内部に設けられてもよいし、制御部４０の外部に設けられてもよい。制御部４０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。

以下、インプリント装置ＮＩＬの動作を例示的に説明する。この動作は、制御部４０によって制御される。制御部４０は、ロットを構成する基板１が基板キャリアから基板操作機構２の基板保持部に搬送されるように基板搬送機構５１を制御しうる。また、制御部４０は、当該ロットに対する処理を制御する制御情報（処理レシピ）によって指定された型１１が型ストッカーから型操作機構１３の型保持部に搬送されるように型搬送機構を制御しうる。

次に、制御部４０は、型１１と基板１の各ショット領域との相対位置を計測するために、事前アライメント計測を行いうる。具体的には、制御部４０は、アライメント計測器３１と検出器１４とを用いて、インプリント装置ＮＩＬの座標を基準として基板１および型１１のそれぞれの位置を計測しうる。ここで、制御部４０は、型１１に設けられた複数の第２マークから選択された第２マークが検出器１４の視野に入るように駆動機構７０に検出器１４を駆動させうる。そして、図２（ａ）に模式的に示されるように、検出器１４の位置を基準として型１１の第２マーク７２の位置が計測あるいは検出されうる。一方、制御部４０は、基板１に設けられた複数の第１マークが順にアライメント計測器３１の視野に入るように基板操作機構２を制御しながら、アライメント計測器３１を使ってそれぞれの第１マークの位置を計測あるいは検出しうる。これにより、基板操作機構２の位置を基準とし基板１の複数のショット領域の位置が計測あるいは検出されうる。

次に、制御部４０は、基板１の複数のショット領域のうちインプリント処理を実行すべきショット領域の上にインプリント材が配置されるように基板操作機構２およびディスペンサ２１を制御しうる。そして、制御部４０は、そのショット領域が型１１の下に位置決めされるように基板操作機構２を制御しうる。次に、制御部４０は、ショット領域の上のインプリント材と型１１のパターン領域とが接触するように型操作機構１３を制御しうる。これにより、ショット領域の上のインプリント材は、ショット領域と型１１のパターン領域との空間（パターン領域のパターンを含む）に充填されうる。更に、制御部４０は、１又は複数の検出器１４、典型的には、複数の検出器１４のそれぞれの視野の特定領域内に検出対象の第２マークが配置されるように複数の駆動機構７０に複数の検出器１４を駆動させうる。

次に、制御部４０は、複数の検出器１４による検出結果に基づいて基板１のショット領域と型１１のパターン領域とのアライメントを行いうる。このようなアライメントは、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。この際に、制御部４０は、変形機構１２によって型１１あるいはパターン領域を変形させてもよい。

次に、制御部４０は、基板１のショット領域の上のインプリント材に対して型１１を介して硬化用のエネルギーが照射されるように硬化部４１を制御しうる。これによって基板１のショット領域の上のインプリント材が硬化されて、インプリント材の硬化物からなるパターンが形成されうる。次に、制御部４０は、基板１のショット領域の上のインプリント材の硬化物から型１１が分離されるように型操作機構１３を制御しうる。これによって、基板１のショット領域の上には、型１１のパターン領域のパターンが転写された硬化物パターンが残りうる。制御部４０は、以上の処理を基板１の残りのショット領域に対して繰り返すことによって、基板１の全てのショット領域にインプリント材の硬化物からなる
パターンを形成しうる。

図３には、４つのマーク対ＭＰが示されている。各マーク対ＭＰは、基板１のショット領域に設けられた第１マークと型１１に設けられた第２マークとによって構成される。図３を参照しながら、検出器１４の視野の特定領域内にマーク対ＭＰ、即ち、基板１に設けられた第１マークおよび型１１に設けられた第２マークを収める動作における駆動機構７０による検出器１４の駆動について説明する。図３において、基板１のショット領域および型１１のパターン領域が領域９１として示されている。また、図３において、基板１に設けられた第１マークと型１１に設けられた第２マークとからなるマーク対がマーク対ＭＰとして示されている。マーク対ＭＰは、第１マークを代表しているものとして理解することもできるし、第２マークを代表しているものとして理解することもできる。

型１１は、型１１のパターン領域の中心がインプリント装置ＮＩＬの原点Ｏ（０，０）にほぼ一致するように型操作機構１３の型保持部によって保持されうる。また、基板１は、複数のショット領域のうち直後にインプリント処理がなされるショット領域の中心がインプリント装置ＮＩＬの原点Ｏ（０，０）にほぼ一致するように基板操作機構２によってアライメントが行われうる。これにより、基板１のショット領域の中心および型１１のパターン領域の中心は、インプリント装置ＮＩＬの原点Ｏ（０，０）にほぼ一致する。

基板１のショット領域または型１１のパターン領域の中心に対する複数のマーク対ＭＰ、ここでは、第１～第４マーク対ＭＰの位置それぞれの相対位置を（Δｘ１，Δｙ１）、（Δｘ２，Δｙ２）、（Δｘ３，Δｙ３）、（Δｘ４，Δｙ４）とする。各マーク対ＭＰを４つの検出器１４のうち対応する検出器１４の視野の特定領域内に収めるために、４つの検出器１４をそれぞれのホーム位置から移動させるときの駆動量を（Ｍｘ１，Ｍｙ１）、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）、（Ｍｘ３，ｙ３）、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）とする。駆動量（Ｍｘ１，Ｍｙ１）、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）、（Ｍｘ３，ｙ３）、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）は、例えば、以下の式（１）のように表現される。

（Ｍｘ１，Ｍｙ１）＝（Δｘ１，Δｙ１）－（ＳＰｘ１，ＳＰｙ１）
（Ｍｘ２，Ｍｙ２）＝（Δｘ２，Δｙ２）－（ＳＰｘ２，ＳＰｙ２）
（Ｍｘ３，Ｍｙ３）＝（Δｘ３，Δｙ３）－（ＳＰｘ３，ＳＰｙ３）
（Ｍｘ４，Ｍｙ４）＝（Δｘ４，Δｙ４）－（ＳＰｘ４，ＳＰｙ４）
・・・式（１）
ここで、（ＳＰｘ１，ＳＰｙ１）、（ＳＰｘ２，ＳＰｙ２）、（ＳＰｘ３，ＳＰｙ３）、ＳＰｘ３，ＳＰｙ３）、（ＳＰｘ４，ＳＰｙ４）は、それぞれ第１～第４検出器１４のホーム位置の座標である。制御部４０は、例えば、ロットに対する処理を制御する制御情報（処理レシピ）から（Δｘ１，Δｙ１）、（Δｘ２，Δｙ２）、（Δｘ３，Δｙ３、（Δｘ４，Δｙ４）を取得することができる。ここで、誤差要因を無視可能な場合には、駆動量（Ｍｘ１，Ｍｙ１）、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）、（Ｍｘ３，ｙ３）、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）に従って第１～第４検出器１４を駆動することによって、それらの視野の特定領域内にマーク対ＭＰを収めることができる。しかし、実際には、リレー光学系６４の収差および熱等による特性変化、駆動機構７０による駆動誤差、検出器１４の計測光６３の照度ムラ等が誤差要因となりうる。したがって、駆動量（Ｍｘ１，Ｍｙ１）、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）、（Ｍｘ３，ｙ３）、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）に従って第１～第４検出器１４を駆動するだけでは、それらの視野の特定領域内にマーク対ＭＰを収めることは難しい。

図２（ａ）～（ｄ）に模式的に示されるように、検出器１４とマーク対ＭＰとの相対位置に応じて検出器１４の視野８１におけるマーク対ＭＰ（第１マーク７１および第２マーク７２）の相対位置が変化しうる。そして、視野８１におけるマーク対ＭＰの相対位置が変化すると、リレー光学系６４の収差および計測光６３の照度ムラ等によりマーク対ＭＰの見え方（検出画像におけるマーク又はマーク対の形状など）が変化しうる。検出器１４によるマーク対ＭＰの検出画像を画像処理して得られる第１マーク７１と第２マーク７２との相対位置の検出結果も、視野８１におけるマーク対ＭＰの相対位置に応じて変化しうる。

図２（ａ）のようなマーク対ＭＰと検出器１４との相対位置においては、図２（ｂ）のように、検出器１４の視野８１の中央領域内にマーク対ＭＰが収まる。一方、図２（ｃ）のようなマーク対ＭＰと検出器１４との相対位置においては、図２（ｄ）のように、検出器１４の視野８１の中央領域内にマーク対ＭＰが収まらない。図２（ｂ）と図２（ｄ）とでは、第１マーク７１と第２マーク７２との相対位置の検出精度が異なり、具体的には、図２（ｂ）の方が、検出精度が高い。

ダイバイダイアライメントによるアライメントでは、基板１のショット領域に設けられた第１マーク７１と型１１に設けられた第２マーク７２との相対位置の計測誤差がアライメント精度に影響を与える。そのため、常に検出器１４の視野８１における特定領域（好ましくは中央領域）内にマーク対ＭＰが収まった状態で第１マーク７１と第２マーク７２との相対位置を検出することが好ましく、これにより計測誤差を一定値に収めることができる。

しかしながら、検出器１４が使用する計測光６３によってリレー光学系６４の光学素子、例えば、レンズ６１およびミラー６２に熱が発生しうる。これによって、リレー光学系６４の光学特性が変化し、該光学特性の変化は、検出器１４の視野８１におけるマーク対ＭＰの相対位置の変化をもたらしうる。また、駆動機構７０による検出器１４の駆動誤差によっても、検出器１４の視野８１におけるマーク対ＭＰの相対位置が変化しうる。

また、図４に例示されるように、型１１のパターン領域９２における複数の第２マーク７２（換言すると、マーク対ＭＰ）がショット領域とパターン領域９２とのアライメント誤差の検出のために選択的に使用される場合においても問題が生じうる。具体的には、複数の第２マーク７２（マーク対ＭＰ）ごとに保有している熱量が異なりうる。よって、ショット領域あるいはパターン領域９２内におけるマーク対ＭＰに応じて、検出器１４の視野８１におけるマーク対ＭＰの相対位置のずれ量が変化しうる。

そこで、本実施形態では、制御部４０は、式（１）に代えて式（２）に従って４つの検出器１４をそれぞれのホーム位置から目標座標位置（目標位置）へ移動させるときの駆動量（Ｍ’ｘ１，Ｍ’ｙ１）、（Ｍ’ｘ２，Ｍ’ｙ２）、（Ｍ’ｘ３，Ｍ’ｙ３）、（Ｍ’ｘ４，Ｍ’ｙ４）を決定する。

（Ｍ’ｘ１，Ｍ’ｙ１）＝（Ｍｘ１，Ｍｙ１）＋（Ｃｘ１，Ｃｙ１）
（Ｍ’ｘ２，Ｍ’ｙ２）＝（Ｍｘ２，Ｍｙ２）＋（Ｃｘ２，Ｃｙ２）
（Ｍ’ｘ３，Ｍ’ｙ３）＝（Ｍｘ３，Ｍｙ３）＋（Ｃｘ３，Ｃｙ３）
（Ｍ’ｘ４，Ｍ’ｙ４）＝（Ｍｘ４，Ｍｙ４）＋（Ｃｘ４，Ｃｙ４）
・・・式（２）
ここで、（Ｍｘ１，Ｍｙ１）は、アライメント誤差の計測のために使用される複数のマーク対から選択される第１のマーク対（第１マークおよび第２マーク）を、それを計測する検出器１４の視野の特定領域内に収めるためにその検出器１４を駆動すべき駆動量である。同様に、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）は、アライメント誤差の計測のために使用される複数のマーク対から選択される第２のマーク対（第１マークおよび第２マーク）を、それを計測する検出器１４の視野の特定領域内に収めるためにその検出器１４を駆動すべき駆動量である。同様に、（Ｍｘ３，Ｍｙ３）は、アライメント誤差の計測のために使用される複数のマーク対から選択される第３のマーク対（第１マークおよび第２マーク）を、それを計測する検出器１４の視野の特定領域内に収めるためにその検出器１４を駆動すべき駆動量である。同様に、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）は、アライメント誤差の計測のために使用される複数のマーク対から選択される４２のマーク対（第１マークおよび第２マーク）を、それを計測する検出器１４の視野の特定領域内に収めるためにその検出器１４を駆動すべき駆動量である。

また、（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、（Ｃｘ３，Ｃｙ３）、（Ｃｘ４，Ｃｙ４）は、ショット領域における第１マーク７１（あるいは、パターン領域における第２マーク７２）の相対位置に応じた補正値である。式（２）は、式（１）を使って以下の式（３）のように変形されてもよい。

（Ｍ’ｘ１，Ｍ’ｙ１）＝（Δｘ１，Δｙ１）－（ＳＰｘ１，ＳＰｙ１）＋（Ｃｘ１，Ｃｙ１）
（Ｍ’ｘ２，Ｍ’ｙ２）＝（Δｘ２，Δｙ２）－（ＳＰｘ２，ＳＰｙ２）＋（Ｃｘ２，Ｃｙ２）
（Ｍ’ｘ３，Ｍ’ｙ３）＝（Δｘ３，Δｙ３）－（ＳＰｘ３，ＳＰｙ３）＋（Ｃｘ３，Ｃｙ３）
（Ｍ’ｘ４，Ｍ’ｙ４）＝（Δｘ４，Δｙ４）－（ＳＰｘ４，ＳＰｙ４）＋（Ｃｘ４，Ｃｙ４）
・・・式（３）
図５には、駆動量（Ｍｘ１，Ｍｙ１）、（Ｍｘ２，Ｍｙ２）、（Ｍｘ３，ｙ３）、（Ｍｘ４，Ｍｙ４）が補正前の駆動量Ｍとして例示されている。また、図５には、駆動量（Ｍ’ｘ１，Ｍ’ｙ１）、（Ｍ’ｘ２，Ｍ’ｙ２）、（Ｍ’ｘ３，Ｍ’ｙ３）、（Ｍ’ｘ４，Ｍ’ｙ４）が補正後の駆動量Ｍ’として例示されている。また、図５には、補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、（Ｃｘ３，Ｃｙ３）、（Ｃｘ４，Ｃｙ４）が補正値Ｃとして例示されている。また、以降の説明も、このような表記方法に従う。

図６には、インプリント装置ＮＩＬにおいて基板１の複数のショット領域に対してパターンを形成する処理の流れが示されている。図６に示される処理は、制御部４０によって制御される。ステップＳ１００では、制御部４０は、複数のショット領域から選択されたショット領域（以下、選択ショット領域）の上にインプリント材が配置されるように基板操作機構２およびディスペンサ２１を制御する。ステップＳ１０１では、制御部４０は、複数のショット領域から選択ショット領域に対するインプリント処理のために選択ショット領域が型１１の下に位置決めされるように基板操作機構２を制御する。

ステップＳ１０２では、制御部４０は、記憶部ＭＥＭに保持された駆動量Mおよび補正量Ｃに基づいて、式（２）又は式（３）に従って複数の検出器１４をそれぞれ駆動するための複数の駆動量Ｍ’を決定する。なお、Ｍ’＝Ｍ＋Ｃである。ここで、制御部４０は、記憶部ＭＥＭに保持された補正値Ｃは、後述の工程Ｓ１０５において更新される。よって、更新された補正値Ｃが記憶部ＭＥＭに保持されている場合には、制御部４０は、駆動量Ｍと、その更新された補正値Ｃとに基づいて駆動量Ｍ’を決定しうる。典型的には、複数の駆動量Ｍ’は互いに異なり、また、複数の補正値Ｃは互いに異なる。ステップＳ１０３では、制御部４０は、ステップＳ１０２で決定された複数の駆動量Ｍ’に従って複数の検出器１４を駆動するように複数の駆動機構７０を制御する。ここで、複数の駆動量Ｍ’をそれぞれ決定するための複数の補正値Ｃが適正であれば、この駆動によって、複数の検出器１４のそれぞれの視野の特定領域内に対応するマーク対が収まる。 なお、連続して複数のショット領域に対してインプリント処理を行う場合には、制御部４０は、検出器１４をホーム位置に戻さずに、次のショット領域のための駆動量Ｍ’で定まる位置に検出器１４を移動させてもよい。このとき、補正値Cが前回のショット領域の処理時と同じ値であれば、検出器14の位置も前回のショット領域の処理時と同じであるため、検出器１４は移動しなくてもよい。

ステップＳ１０３では、制御部４０は、インプリント処理を実行する。インプリント処理は、接触工程、アライメント工程、充填工程、硬化工程、および、分離工程を含みうる。接触工程では、制御部４０は、選択ショット領域の上のインプリント材に型１１のパターン領域が接触するように型操作機構１３を制御する。これにより、選択ショット領域とパターン領域との間の空間に対するインプリント材の充填が開始される。インプリント材の充填と並行して、アライメント工程が実行される。

アライメント工程では、制御部４０は、複数の検出器１４の出力に基づいて選択ショット領域と型とのアライメントを行う。具体的には、アライメント工程では、制御部４０は、複数の検出器１４を使って、複数のマーク対における第１マークと第２マークとの相対位置を検出し、それらの結果に基づいて選択ショット領域と型１１（のパターン領域）とのアライメント誤差を検出する。また、アライメント工程では、制御部４０は、そのアライメント誤差が許容範囲に収まるように、基板操作機構２および型操作機構１３の少なくとも１つを制御しながら選択ショット領域と型１１のパターン領域とのアライメントを実行する。アライメント誤差の検出とそれに基づくアライメントとは、複数回にわたって繰り返され、あるいは連続的に実行されうる。硬化工程では、制御部４０は、選択ショット領域と型１１のパターン領域との間にインプリント材に硬化用のエネルギーが照射されるように硬化部４１を制御する。分離工程は、制御部４０は、選択ショット領域の上の硬化したインプリント材から型１１のパターン領域が分離されるように型操作機構１３を制御する。

ステップＳ１０５では、制御部４０は、選択ショット領域に対するインプリント処理における検出器１４の出力に基づいて、記憶部ＭＥＭに保持された補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、Ｃｘ３，Ｃｙ３）、Ｃｘ４，Ｃｙ４）を更新しうる。この補正値は、例えば、アライメント時の検出器１４の視野の中心位置とマーク対の代表位置とのずれ量である。例えば、制御部４０は、アライメント工程の実行によるマーク対の代表位置の変化の量および方向に基づいて、補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、Ｃｘ３，Ｃｙ３）、（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を更新しうる。マーク対の代表位置は、例えば、第１マークの中心位置と第２マークの中心位置との平均位置である。あるいは、制御部４０は、アライメント工程の実行による第１マークの位置の変化の量および方向に基づいて、補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、Ｃｘ３，Ｃｙ３）、（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を更新しうる。あるいは、制御部４０は、アライメント工程の実行による第２マークの位置の変化の量および方向に基づいて、補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、（Ｃｘ３，Ｃｙ３）、Ｃｘ４，Ｃｙ４）を更新しうる。補正値（Ｃｘ１，Ｃｙ１）、（Ｃｘ２，Ｃｙ２）、（Ｃｘ３，Ｃｙ３）、Ｃｘ４，Ｃｙ４）は、これを更新する際のショット領域内におけるマーク対の相対位置と同じ相対位置を有するマーク対を使ってアライメント工程を実行するために使用されうる。前述のように、補正値は、例えば、検出器１４の収差、および／または、検出器１４を駆動する駆動機構７０の駆動誤差に依存しうる。

ステップＳ１０６では、制御部４０は、基板のインプリント対象の全てのショット領域に対するインプリント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、それに対するインプリント処理が行われるようにステップＳ１００に戻る。

ここで、複数の検出器１４の間では、個体差が存在しるほか、計測光によって生じる熱も異なりうる。そこで、式（２）あるいは式（３）における補正値Ｃは、個々の検出器１４ごとに記憶部で管理しておけばよい。

図７（ａ）、（ｂ）には、基板の複数のショット領域１０１に対してインプリント処理を行う様子が模式的に示されている。また、図７（ａ）、（ｂ）には、ショット領域１０１に第１マークの位置が記号〇、×、△、□、◎、☆で示されている。△、□が存在しないショット領域は、基板の外縁によって形状が制限されるショット領域、いわゆるパーシャルショット領域である。図７（ａ）において矢印で示される順番でインプリント処理が実行される場合、ショット領域１０１における相対位置が同じマーク対を使ってアライメントを行う複数のショット領域１０１が存在する。そのような複数のショット領域１０１に関しては、例えば直前のショット領域の処理において更新された補正値Ｃを使って駆動量Ｍ’を決定することができる。

さらに、記号〇、×、△、□、◎、☆といった、ショット領域における相対位置ごとに記憶部ＭＥＭを使って補正値Ｃを管理してもよい。図７（ｂ）の□と☆、△と◎とは、同じ検出器１４を移動させることでアライメント動作を行っているが、同じ検出器１４でも□と☆といったように大きく位置が移動する場合には、リレー光学系を通過する計測光６３の位置が変わることになる。そのためショット領域における相対位置ごとに別々の補正値として管理しておくことが好ましい。つまり、☆のアライメント時には☆用の補正値を、□のアライメント時には□用の補正値を用い、駆動量M’を決定して検出器１４を駆動する。これによりパーシャルショット領域をインプリント処理するときにも、検出器１４の視野８１の中央領域内にマーク対を位置させることができ、アライメントの検出精度を高めることができる。

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８（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８（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８（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８（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８（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８（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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

ＮＩＬ：インプリント装置、１：基板、１１：型、１４：計測器（スコープ）、４０：制御部

Claims (15)

1. 基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施するインプリント装置であって、
   前記基板に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出するための検出器と、
   記憶部に保持された、前記第１マークおよび前記第２マークを前記検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を駆動すべき駆動量と、前記記憶部に保持された、前記駆動量を補正する補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて前記複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行い、かつ、前記検出器の出力に基づいて前記記憶部に保持された前記補正値を更新する、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記アライメントは、前記型と前記基板とがインプリント材を介して接触している際に前記第１マークおよび前記第２マークによって形成されるモアレ像あるいは干渉縞を前記検出器で検出することにより行われる、
   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. 前記補正値は、前記ショット領域における前記第１マークの相対位置ごとに前記記憶部に保持されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
4. 前記補正値は、アライメント時の、前記検出器の視野の中心位置と、前記第１マークおよび前記第２マークで定まる代表位置とのずれ量である、
   ことを特徴とする請求項1乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記補正値は、前記検出器の収差に依存する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記補正値は、前記検出器を駆動する駆動機構の駆動誤差に依存する、
   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. 前記特定領域は、前記視野の中央領域である、
   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. 前記制御部は、前記補正値として、更新された補正値がある場合に、前記駆動量と、前記更新された補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する、
   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. 前記検出器を含む複数の検出器を備え、
   前記基板には、前記第１マークを含む複数の第１マークが設けられ、前記型には、前記第２マークを含む複数の第２マークが設けられ、前記複数の第２マークの各々が前記複数の第１マークのうちの１つの第１マークに対応し、
   前記複数の検出器の各々は、前記複数の第１マークのうちの１つの第１マークと前記複数の第２マークのうちの１つの第２マークとの相対位置を検出し、
   前記記憶部は、前記複数の第１マークのそれぞれに対応するように、前記駆動量を含む複数の駆動量、および、前記補正値を含む複数の補正値を保持する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記複数の駆動量は互いに異なり、かつ、前記複数の補正値は互いに異なる、
    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. 前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて得られる前記第１マークと前記第２マークとの相対位置に基づいて、前記選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行い、前記駆動量に従って駆動された前記検出器の前記視野における前記第１マークおよび前記第２マークの少なくとも１つの位置に基づいて前記補正値を更新する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施するインプリント方法であって、
    記憶部に保持された、前記複数のショット領域から選択されたショット領域に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を駆動すべき駆動量と、前記記憶部に保持された、前記駆動量を補正する補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する工程と、
    前記検出器の出力に基づいて前記基板の複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行いながら前記選択されたショット領域に対する前記インプリント処理を行う工程と、
    前記検出器の出力に基づいて、前記記憶部に保持された前記補正値を更新する工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。
13. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置を使って基板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基板を処理して物品を得る工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。
14. 基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施するインプリント装置であって、
    前記基板に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出するための検出器と、
    記憶部に保持された、前記第１マークおよび前記第２マークを前記検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を移動させる目標位置と、前記記憶部に保持された、前記目標位置を補正する補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記目標位置および前記補正値に基づいて位置決めされた前記検出器の出力に基づいて、前記複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行う、
    ことを特徴とするインプリント装置。
15. 基板の上に配置されたインプリント材に型のパターンを転写するインプリント処理を前記基板の複数のショット領域に対して実施するインプリント方法であって、
    記憶部に保持された、前記複数のショット領域から選択されたショット領域に設けられた第１マークおよび前記型に設けられた第２マークを検出器の視野の特定領域内に収めるために前記検出器を移動させる目標位置と、前記記憶部に保持された、前記目標位置を補正する補正値とに基づいて前記検出器の位置決めを制御する工程と、
    前記目標位置および前記補正値に基づいて位置決めされた前記検出器の出力に基づいて、前記複数のショット領域から選択されたショット領域と前記型とのアライメントを行いながら前記選択されたショット領域に対する前記インプリント処理を行う工程と、
    を含むことを特徴とするインプリント方法。

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