JP2023037993A - 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】パターンの転写不良（形成不良）を低減する点で有利なインプリント技術を提供する。【解決手段】基板上のインプリント材にパターン領域が形成されたメサ部を有する型を接触させ、インプリント材を光の照射によって硬化させて、基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置である。インプリント装置は、光を型の形状に対応させるように部分的に遮蔽することで基板上に照射領域を形成する遮光部と、照射領域と、遮光部によって遮光される基板上の遮蔽領域と、の境界の少なくとも一部を含む境界領域の光の照射分布を取得する第１計測部と、遮光部を駆動する駆動部と、メサ部の端部に対応する基板上の所定位置への光の照射量が、所定の照射量となるように、計測された照射分布に基づいて遮光部の位置を決定し、駆動部を制御する制御部と、を有する。【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、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイス等の物品を製造するための光インプリント技術では、基板の上に配置されたインプリント材に型（モールドまたはテンプレートとも呼ばれうる）を接触させて該インプリント材に光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。これにより、型に形成されたパターンがインプリント材に転写され、インプリント材によるパターンが基板の上に形成される。

特許文献１には、モールドの外周部に向かうにしたがって、インプリント材の硬化率を低下させるように露光することによって、インプリント転写を良好に行うことが記載されている。特許文献２には、光の照射領域を撮像した画像を用いて、遮光領域を規定する方法が記載されている。

特開２０１４－１９５０８８号公報 特開２０１８－４１７７４号公報

インプリント方法では、各パターン転写領域に、順次、インプリント材料を塗布し、型とインプリント材料とを接触させ、硬化光を照射することでインプリント材料を硬化させながら、パターニングを行う工程を繰り返していく。このようなインプリント方法において、パターニングが終了した領域にパターン転写を行う際に、パターニングが終了したパターン転写領域のうち膜厚の厚いインプリント材料部分が、パターニング対象となる隣接パターン転写領域にまで浸み出すことがある。このような場合に、硬化後のインプリント材料に型の降下が阻害され、パターニング対象のパターン転写領域で型とインプリント材料とが十分に接触できず、転写不良が発生してしまうことがある。

本発明は、例えば、パターンの転写不良（形成不良）を低減する点で有利なインプリント技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上のインプリント材にパターン領域が形成されたメサ部を有する型を接触させ、前記インプリント材を光の照射によって硬化させて、前記基板上に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、前記光を前記型の形状に対応させるように部分的に遮蔽することで前記基板上に照射領域を形成する遮光部と、前記照射領域と、前記遮光部によって遮光される前記基板上の遮蔽領域と、の境界の少なくとも一部を含む境界領域の前記光の照射分布を取得する第１計測部と、前記遮光部を駆動する駆動部と、前記メサ部の端部に対応する前記基板上の所定位置への前記光の照射量が、所定の照射量となるように、前記計測された照射分布に基づいて前記遮光部の位置を決定し、前記駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、パターンの転写不良（形成不良）を低減することができる。

第１実施形態のインプリント装置の構成を示す模式図である。 型の構成例を示す模式図である。 型がインプリント装置に搬入されてから搬出されるまでのインプリント装置における処理を示すフロー図である。 遮光部を備えたインプリント装置によるインプリント動作の一例を説明する図である。 遮光部を説明する図である。 光学的プロファイルの取得処理の一例を示すフロー図である。 第１実施形態の照度計測における照度検出器の動きを説明する図である。 第１実施形態において取得される光照射量の分布を説明する図である。 第１実施形態において取得される光学的プロファイルの一例を示す図である。 遮光部の各位置と求めた交点位置をグラフ化した図である。 第２実施形態の照度検出器を示す模式図である。 第３実施形態の照度検出器を示す模式図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のインプリント装置１００の構成を示す模式図である。インプリント装置１００は、基板１の上のインプリント材に型２０を接触させ該インプリント材を光の照射によって硬化させて、基板１上に型２０の凹凸パターンが転写されたインプリント材の硬化物を形成するインプリント処理を行うように構成される。

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、例えば、波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の領域から選択される光（例えば、赤外線、可視光線、紫外線など）が使用されうる。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。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。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、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。

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および型２０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。

インプリント装置１００は、基板１を保持する基板保持部２と基板ステージ３とを備えている。基板ステージ３は、基板１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について駆動するように構成されうる。また、基板ステージ３には光量計測のための照度検出器１３（照度計測部）や型２０との距離を計測するための距離計測部１４が構成されうる。

距離計測部１４は、後述する型２０のパターン領域２３上の複数個所の高さを計測することで、基板１と型２０との距離を計測する。距離計測部１４は、例えば、型２０に光を照射し、光が照射されたパターン領域２３上の領域からの反射光を検出することによって該光が照射された領域の高さ（距離計測部１４とパターン領域２３との距離）を計測するレーザ干渉計を含みうる。距離計測部１４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、距離計測部１４からの光が照射される領域を型２０上で走査させてパターン領域２３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２３の形状および傾きを求めることができる。また、距離計測部１４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２３上の高さを計測してもよい。また、距離計測部１４は、後述する型２０のメサ部２１の端部の位置を計測することも可能である。

照度検出器１３は、例えば、基板ステージ３に配置されうる。光源６からの光が照射される位置に照度検出器１３が配置されるように基板ステージ３が位置決めされ、光源から照射される光の照度を検出しうる。例えば、後述する制御部３０は、照度検出器１３によって検出された照度に基づいて光源６の電圧、もしくは、照射時間または遮光部８を駆動する駆動部７を制御しうる。本実施形態では、一例として、照度検出器１３の計測個所がピンホール状となっているものとする。

インプリント装置１００は、型２０を駆動する型駆動機構１５を備えている。型駆動機構１５は、型２０を保持する型保持部１６を駆動するように構成されうる。型駆動機構１５は、型２０を複数の軸（例えば、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。基板ステージ３および型駆動機構１５は、基板１と型２０との相対位置が調整されるように基板１および型２０を駆動する位置合わせ機構として機能する。また、インプリント装置１００は、型２０を変形させる型変形機構１７を備えうる。型変形機構１７は、例えば、型２０に力および／または熱などのエネルギーを加えることによって型２０を変形させるように構成されうる。

インプリント装置１００は、インプリント材を硬化させるための構成要素として、型２０と接触したインプリント材に照射される光を発生する光源６と、光源６から発生した光の照射領域を規定する遮光部８と、遮光部８を駆動する駆動部７とを備えている。光源６は、例えば、ｉ線および／またはｇ線を発生するハロゲンランプ、または、水銀ランプを含みうる。遮光部８は、光源６からの光を型２０の形状に対応させるように部分的に遮蔽（遮光）することで基板１上に照射領域を形成する。遮光部８は、少なくとも、光源６と、型保持部１６と、の間に配置される。ここでは、一例として、遮光部８は、光学系１８に含まれる複数の光学素子の間に配置されている。遮光部８の詳細については、後述する。また、インプリント装置１００は、型２０と接触したインプリント材を硬化させるための構成要素として、光学系１８、１９、ミラー９を含みうる。ミラー９は、光源６からの光の経路を折り曲げるように配置されうる。ミラー９と型保持部１６との間には、光学系１９が配置されうる。ミラー９と光源６との間には、光学系１８が配置されうる。光学系１８、１９は、それぞれ複数の光学素子によって構成されうる。その他、インプリント装置１００は、複数の転写領域（ショット領域）あるいは複数の基板に対するインプリント処理において、光源６を連続的に点灯させる場合には、光源６からの光を遮断または透過を切り替えるためのシャッタ（不図示）を備えうる。該シャッタは、光源６に内蔵されてもよい。なお、ここで、転写領域とは、型２０のパターン領域に相当する大きさの領域、即ち、１回のインプリント処理で型２０のパターンに対応するインプリント材のパターンが形成される領域（成形領域ともいう）を意味する。

インプリント装置１００は、アライメントスコープ１０を備えうる。アライメントスコープ１０は、光学系およびカメラを含みうる。アライメントスコープ１０は、基板１のショット領域と型２０との位置合わせにおいて、型２０のアライメントマークと基板１のアライメントマークとの相対位置を検出するために使用される。

インプリント装置１００は、パージガスノズル１１をさらに備えうる。パージガスノズル１１は、型２０と基板１との間の空間にパージガスを供給するために使用されうる。パージガスは、インプリント材および型２０を透過する性質を有するガスでありうる。また、パージガスは、インプリント材の硬化が酸素によって阻害されることを防止するため、即ち、インプリント材が酸素と触れることを防止すためにも利用されうる。パージガスとしては、インプリント材の硬化を阻害しないガス、例えば、ヘリウムガス、窒素ガスおよび凝縮性ガス（例えば、ペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ））の少なくとも１つを含むガスが使用されうる。また、インプリント装置１００は、パージガスをパージガスノズル１１に供給するためのパージガスタンク（不図示）を備えうる。

インプリント装置１００は、基板１の上にインプリント材を供給するディスペンサ１２（供給部）を備える。ディスペンサ１２は、インプリント装置１００において基板１の上にインプリント材を供給するモードにおいて使用されうる。インプリント装置１００の外で基板１にインプリント材が供給されるモードにおいては、ディスペンサ１２は使用されない。インプリント装置１００において基板１の上にインプリント材を供給するモードにおいては、インプリント装置１００の外において、予め基板１の上にスプレッド促進剤やインプリント材と基板の密着性を高めるための密着剤が供給されうる。

また、インプリント装置１００は、制御部３０を備える。制御部３０は、例えばプロセッサ（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３０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。

インプリント装置１００は、さらに、支持ベース５を備えうる。型駆動機構１５、光源６、遮光部８、駆動部７、アライメントスコープ１０、パージガスノズル１１、ディスペンサ１２等は、支持ベース５によって直接または間接に支持されうる。

図２は、型２０の構成例を示す模式図である。型２０は、基板１の上のインプリント材に転写すべきパターンが形成されたパターン領域２３と、パターン領域２３を取り囲む周辺領域２４とを含みうる。他の観点において、型２０は、支持板２２と、支持板２２から突出したメサ部２１とを有しうる。パターン領域２３は、メサ部２１に設けられうる。パターン領域２３の外縁は、メサ部２１の内側に配置されてもよいし、メサ部２１の外縁に一致していてもよい。

次に、本実施形態におけるインプリント装置１００を用いたインプリント処理について、図３を用いて説明する。図３は、型２０がインプリント装置１００に搬入されてから搬出されるまでのインプリント装置１００における処理を示すフロー図である。このフローに示す工程は、制御部３０がインプリント装置１００の各部を統括的に制御することで行われうる。

まず処理が開始されると、Ｓ１０１では、制御部３０は、型２０を外部の型搬送部（不図示）などにより型駆動機構１５へ搬送させ、型保持部１６で吸着保持するように制御する（型の搬入）。

Ｓ１０２では、制御部３０は、Ｓ１０１において搬入された型２０のパターン領域２３上の複数個所の高さを距離計測部１４に計測させる。

Ｓ１０３では、制御部３０は、基板１を外部の基板搬送部（不図示）などによりインプリント装置１００に搬入し、基板ステージ３の基板保持部２で吸着保持するように基板を搬送する（基板の搬入）。なお、ここで搬入される基板１は、基板１の表面の全面に予めインプリント材が供給（塗布）されていてもよい。

Ｓ１０４では、制御部３０は、光源６、光学系１８、１９等を制御し、照度検出器１３に、基板１上に照射される光の照度を計測させ予備計測処理を実行する。計測した照度の情報を装置情報として制御部のメモリまたは外部の記憶装置（付図示）等に保存する。

Ｓ１０５では、制御部３０は、インプリント処理を実行する。ステップＳ１０５のインプリント処理の詳細は後述する。

Ｓ１０６では、制御部３０は、基板１の全ての転写領域へのインプリント処理が完了したかを判定し、処理すべき転写領域がある場合（Ｎｏの場合）には、Ｓ１０５に戻り、処理すべき転写領域にインプリント処理（Ｓ１０５）を行わせる。一方で、処理すべき転写領域がない場合（Ｎｏの場合）には、Ｓ１０７に進む。

Ｓ１０７では、制御部３０は、インプリント処理がなされた基板１を外部の基板搬送部（不図示）などによりインプリント装置１００から搬出し、基板ステージ３の基板保持部２から基板１を搬出させる（基板の搬出）。

Ｓ１０８では、制御部３０は、型２０を外部の型搬送部（不図示）などによりインプリント装置１００の型駆動機構１５から搬出するように制御（型の搬出）し、処理を完了する。なお、他に処理すべき基板１がある場合には、型の搬出をせずに、次の基板１を搬入し、インプリント処理（Ｓ１０５）を繰り返してもよい。

図４は、遮光部８を備えたインプリント装置１００によるインプリント動作（インプリント処理）の一例を示す図である。ここでは、説明を簡単にするため、遮光部８を型２０上部に表示させている。図４（Ａ）は、インプリント材の供給工程を示している。インプリント材の供給工程では、基板１上にディスペンサ１２によりインプリント材２５を供給（塗布）し、基板ステージ３を駆動して基板１を型２０の直下まで移動させる。この際、型２０に設けられたアライメントマークと、基板１に備えられたアライメントマークをアライメントスコープ１０または、撮像部（不図示）を用いて位置決めを行ってもよい。

図４（Ｂ）および（Ｃ）は、接触工程を示している。接触工程では、型駆動機構１５をＺ軸の下方向へ駆動し、型２０のメサ部２１とインプリント材２５を接触させる（図４（Ｂ））。図４（Ｃ）では、インプリント材２５をパターン領域２３の凹凸内になじむように、型駆動機構１５をさらにＺ軸の下方向へ駆動あるいは、停止させている。この時、型２０に設けられたアライメントマークと、基板１に備えられたアライメントマークをアライメントスコープ１０または、撮像部（不図示）を用いて位置決めを行ってもよい。

図４（Ｄ）は、照射工程を示す図である。照射工程では、光源６から光を照射し、インプリント材２５を硬化させる（硬化したインプリント材２６）。その際、遮光部８によって光が遮られ、メサ部２１外への光の漏れを抑止する。そのようにすることで、メサ部２１の外の領域のインプリント材２５′の硬化を防いでいる。図４（Ｄ′）は、図４（Ｄ）におけるメサ部２１の端部２１ａを拡大した図である。メサ部２１の直下の領域では硬化したインプリント材２６が、メサ部２１の直下の外の領域には未硬化のインプリント材２５′が配される。

図４（Ｅ）は、離型工程を示す図である。離型工程では、型駆動機構１５をＺ軸の上方向へ駆動することで、型２０のメサ部２１と硬化したインプリント材２６とを引き離す（離型する）。図４（Ｅ′）は、メサ部２１を硬化したインプリント材２６から引きはがした後の硬化したインプリント材２６と、メサ部２１からはみ出した未硬化のインプリント材２５′の様子を拡大した図である。図４（Ｆ）は、次のインプリント位置（転写領域）におけるインプリント処理を示す図である。遮光部８による照射光の遮光によって、メサ部２１からはみ出したインプリント材の硬化を抑止している。これにより、既にインプリント材のパターンが形成された転写領域に隣接する転写領域に対してインプリント処理を行う際に、型の降下、換言すると、型とインプリント材との接触を妨げることがない。

次に、図５を用いて遮光部８の詳細について説明する。図５は、遮光部８を説明する図である。遮光部８は、光源６からの光を型２０の形状に対応させるように部分的に遮蔽する。遮光部８は、例えば、複数の遮光部材８ａ～８ｄから構成され、型２０の形状（矩形）に対応する形状の開口を形成する。ここでは、一例として、４つの遮光部材から構成される例を説明するが、遮光部８は、例えば、２つの遮光部材から構成されてもよい。この場合、遮光部材は、例えば、Ｌ字形状である。遮光部８が光源６からの光を部分的に遮蔽することで、基板１上に型２０の形状対応する照射領域が形成される。ここで、照射領域とは、光源６からの光が遮光部８によって遮蔽されずに照射される領域である。また、遮光部８が光源６からの光を部分的に遮蔽することで、光が照射されないこととなった基板１上領域を遮蔽領域とする。すなわち、遮蔽領域とは、光源６からの光が遮光部８によって遮蔽され、光が照射されない領域、つまり、遮光部８によって影が形成される領域である。光は広がりを有するため、基板１に照射される光の照射量は、図５の下部に示すように、照射領域から遮蔽領域４２の方向へ向かうにしたがって下降していく。図５の下部に示すグラフの縦軸は、光の照射量を示している。インプリント材は、所定の照射量（照度×照射時間）の光を照射することで、硬化する。本実施形態では、メサ部２１の端部２１ａに対応する基板１上の所定位置への光の照射量が、インプリント材が硬化しない照射量となるように遮光部８の位置、具体的には、各遮光部材８ａ～８ｄの位置を駆動部７によって調整する。制御部３０は、予め取得した光学的プロファイルに基づいて、遮光部８の位置を決定する。

図６～９を用いて、遮光部８の位置決定に必要な光学的プロファイルの取得方法の一例について説明する。ここでは、一例として、遮光部８が４つの辺に配置された遮光部材８ａ～８ｄで構成されているものとし、そのうちの１辺に着目し照度の計測を行う例について説明する。光学的プロファイルの取得の前にあらかじめ、遮光部８の駆動量に対する、光源６から照射され光学系１８、１９と遮光部８を透過した光の基板１の面における駆動倍率が分かっているとよい。

図６は、光学的プロファイルの取得処理の一例を示すフロー図である。このフローに示す工程は、制御部３０がインプリント装置１００の各部を統括的に制御することで行われうる。Ｓ２０１にて、制御部３０は、駆動部７を駆動し、遮光部８を第１の計測位置（例えば、後述する位置Ｐ０１）に移動させる。次に、Ｓ２０２にて、制御部３０は、基板ステージ３を駆動させ、照度検出器１３を計測開始位置へ移動する。続いて、Ｓ２０３にて、制御部３０は、光源６に光の照射を開始させる。次にＳ２０４にて、制御部３０は、照度検出器１３によって照度計測を開始させる。Ｓ２０５にて、制御部３０は、照度検出器１３を次の計測位置に移動させ、Ｓ２０６にて、照度検出器１３に次の計測位置で照度を計測させる。Ｓ２０５およびＳ２０６を計測終了位置へ駆動するまで繰り返す（Ｓ２０７）。すなわち、制御部３０は、計測開始位置から計測終了位置までの各計測位置における照度を照度検出器１３に計測させる。これにより、遮光部８が位置Ｐ０１にある場合の光照射量の分布（照射分布）を取得する。このとき制御部３０は、第１の計測部として機能している。計測終了位置まで照度検出器１３が駆動後（Ｓ２０７、Ｙｅｓ）、遮光部８を次の位置（例えば、後述する位置Ｐ０２）へと駆動し（Ｓ２０８、Ｙｅｓ）、再び照度を計測させて、遮光部８が位置Ｐ０２にある場合の光照射量の分布を取得する。そして、必要な数の光照射量の分布を取得（Ｐ０Ｎ位置での光照射量の分布の取得完了）後（Ｓ２０８、Ｎｏ）、計測を終了する。

図７は、第１実施形態の照度計測における照度検出器１３の動きを説明する図である。本図は、矩形の開口を形成する遮光部８によってもたらされる影２８のうち、本図に向かって右部分の辺、すなわち、遮光部材８ａによって形成される影を計測する際の基板１表面を上方向（Ｚ方向から）見た状態を示している。本図では、照射領域４１および遮蔽領域４２についても図示する。上述の通り、遮蔽領域４２とは、光源６からの光が遮光部８によって遮蔽され、光が照射されない領域、つまり、遮光部８によって影２８が形成される領域である。よって、照射領域４１と影２８との境界は、照射領域４１と遮蔽領域４２との境界４３となる。図７（Ａ）は、照度検出器１３が照度計測を開始した状態（Ｓ２０４）を示す図である。具体的には、本図では、照度計測を開始するために照度検出器１３が計測開始位置に位置している状態を示している。図７（Ａ）では、一例として、計測開始位置を照射領域４１内に配置しているが、影となっている位置、遮蔽領域４２から開始してもよい。照度検出器１３は境界４３の少なくとも一部を含む領域（境界領域）の照度を計測する。計測開始位置と計測終了位置は、メサ部２１の端部２１ａの位置に基づいて決定することが好ましい。メサ部２１の端部２１ａの位置は、例えば、第２の計測部としての距離計測部１４によって計測することができる。メサ部２１の端部２１ａの位置の計測は、図３に示すフローのＳ１０２で実施することで、効率的に行うことが可能である。メサ部２１の端部２１ａの位置の計測では、メサ部２１の各辺の少なくとも一部の位置を計測する。

図７（Ｂ）は、照度検出器１３が照度計測のために移動した状態（Ｓ２０５）を示す図である。Ｓ２０５において照度検出器１３を移動させる方向は、例えば、計測対象となる、遮光部８の辺によって形成された影２８の辺と略直行するように直線状に計測する。言い換えると、基板１の表面内において境界４３と略垂直な方向に直線状に照度を計測する。例えば、本図に示すように影２８の内側から右側の影を計測する場合は、照度検出器１３を＋Ｘ方向に駆動させる。一方、影となっている位置から開始する場合は、照度検出器１３を－Ｘ方向に駆動させる。

照度検出器１３から、逐次、照度を得る場合は、照度検出器１３を進行方向へ微小ステップ駆動（例えば、駆動量は０．１ｍｍ程度）を連続的に実行して、各計測位置で照度を計測することで光の照射量分布を取得するようにする。なお、微小ステップと光照射量ごとに、光源６のシャッタを閉じてもよい。図６のフローでは、微小ステップ駆動する方法を記載している。一方、照度検出器１３から随時、照度を得られる場合は、計測終了位置まで連続的に照度検出器１３の位置を移動させて照度を計測することで光の照射量分布を取得する。

照度計測を行う遮光部８の位置は、リレーレンズなどの光学系の光学特性に依存はするが、３つ以上の位置であることが望ましい。また、照度計測を行う遮光部８の位置はよく使用する遮光部８の位置の周辺であって、異なる位置で限定することで、位置決めの精度がより高まる。

図８は、第１実施形態において取得される光照射量の分布を説明する図である。図８（Ａ）は、遮光部８が位置Ｐ０１にある場合に取得される光照射量の分布を説明する図である。図８（Ａ）の上部に示すように、遮光部８を位置Ｐ０１（第１の遮光部位置）に配置し、照度検出器１３を＋Ｘ方向に駆動させて光照射量の分布を取得する。このように計測した光照射量を遮光部８グラフ化すると、図８（Ａ）の下部に示すような光照射量の分布が得られる。曲線Ｇ０１は、遮光部８が位置Ｐ０１に配置されている場合の光照射量の分布を示している。本グラフにおいて、縦軸は光の照射量示し、横軸は照度検出器１３の位置を示している。本図では、遮光部８が位置Ｐ０１にある場合に、位置Ｐ０１Ｓを照度検出器１３の計測開始位置とし、位置Ｐ０１Ｅを計測終了位置として、光照射量の分布を取得している。

図８（Ｂ）は、遮光部８が位置Ｐ０１の次の計測位置である位置Ｐ０２にある場合に取得される光照射量の分布を説明する図である。図８（Ｂ）の上部に示すように、遮光部８を位置Ｐ０１からに位置Ｐ０２（第２の遮光部位置）移動させる。そして、遮光部８を位置Ｐ０２に配置した状態で、照度検出器１３を計測開始位置Ｐ０２Ｓから計測終了位置Ｐ０２Ｅへと＋Ｘ方向に駆動させて光照射量の分布を取得する。このように計測した光照射量を遮光部８グラフ化すると、図８（Ｂ）の下部に示すような光照射量の分布が得られる。図８（Ａ）と同様に、曲線Ｇ０２は、遮光部８が位置Ｐ０２に配置されている場合の光照射量の分布を示している。本グラフにおいても、縦軸は光の照射量示し、横軸は照度検出器１３の位置を示している。

このようにして、必要な数の光照射量の分布が取得できるまで（ここでは、Ｐ０Ｎ位置での光照射量の分布が取得できるまで）、光照射量の分布の取得を繰り返す。このように計測した光照射量を遮光部８の位置毎にグラフ化すると、図９に示すような光学的プロファイルが得られる。図９は、第１実施形態において取得される光学的プロファイルの一例を示す図である。第１の遮光部位置にて取得した光照射量の分布が曲線Ｇ０１であり、第２の遮光部位置にて取得した光照射量の分布が曲線Ｇ０２となる。近似する次数や、求められる照射量の精度に応じて、光照射量の分布を取得すべき遮光部８の位置を決め、計測を行う。第Ｎの遮光部８の位置にて得られた光照射量の分布が曲線Ｇ０Ｎである。この光学的プロファイルを遮光部８の他の右辺だけでなく他の辺についても取得する。

光学的プロファイルの取得は、基板１がインプリント装置１００内に搬入された後、つまり、図３のフローのＳ１０３の後に行われる。予備計測処理（Ｓ１０４）の工程において、光学的プロファイルの取得を予備計測と併せて行うことで、効率的に光学的プロファイルの取得することが可能となるため好ましい。また、光学的プロファイルは、インプリント装置１００内の型２０、光源６、光学系１８、１９および不図示の光学フィルタ等を含む光学部材の変化が検知された場合に行われることが好ましい。ここで、光学部材の変化とは、例えば、型２０の交換、光源６の交換、光源６の光量低下、光学部材内の光学フィルタの交換等である。このような光学部材の変化があった場合、照射量分布が変化するためである。また、光学的プロファイルの取得は、予め指定されたタイミング実施することも可能である。予め指定されたタイミングとしては、例えば、前回の計測からの経過時間、前回の計測以降のインプリント回数、およびインプリント材の変化の検知等である。

次に、取得された光学的プロファイルと、メサ部２１の端部２１ａの近傍への必要照度を規定した場合の遮光部８の位置決め方法について説明する。メサ部２１の端部２１ａのインプリント材を硬化させるために必要な照度（必要照度）は、使用するインプリント材２５や、光源６の種類によって決定される。また、パージガスの供給量、言い換えると、型２０と基板１との間の空間の雰囲気を考慮すると好ましい。本実施形態では、メサ部２１の端部２１ａの近傍の位置において照度を規定する方法を示すが、位置はこの限りではない。

図９に示す、取得した光学的プロファイルから、遮光部８の各位置の照射量分布（グラフ）と、規定する照度Ｉｔ（必要照度）の交点の位置（ＰＸ０１、ＰＸ０２．．．ＰＸ０Ｎ）（以降、単に交点ということもある）を算出する。算出方法は、近似計算を用いてもよい。

図１０は、遮光部８の各位置と求めた交点位置をグラフ化した図である。本図は、光照度分布を取得した遮光部８の各位置（Ｐ０１、Ｐ０２．．．Ｐ０Ｎ）と、交点位置（ＰＸ０１、ＰＸ０２．．．ＰＸ０Ｎ）をグラフ化したものである。このグラフでは、縦軸に交点座標を示し、横軸に照度計測を行った遮光部８の位置を示している。このグラフを多項式近似し、得られた式を用いて、規定した照度を照射したい位置を代入し、解くことで、遮光部８の位置を定める。例えば、１次式として近似した場合は、Ｘｂ=ＡＸｗ＋Ｂといった式が得られる。このＸｂに「規定した照度を照射したい位置座標」を代入し、Ｘｗについて解くことで、遮光部８の位置を求めることができる。なお、ＡおよびＢは係数を示す。２次、３次でも同様に得られた式のＸｂに「規定した照度を照射したい位置座標」を代入してＸｗについて解くことで求まる。近似は、１～３次程度が望ましく、近似する次数に応じて遮光部材の位置を振った計測が必要になる。

本実施形態では「規定した照度」として、インプリント材を硬化させるために必要な照度を用いている。このため、「規定した照度を照射したい位置座標」は、型２０と基板１上のインプリント材とが接触した状態において、メサ部２１の端部２１ａと対向する、基板１上の位置の近傍であることが好ましい。さらに好ましくは、「規定した照度を照射したい位置座標」は、型２０と基板１上のインプリント材とが接触した状態において、メサ部２１の端部２１ａと対向する、基板１上の位置である。このような設定とすることで、メサ部２１の端部と対向する位置、またはその近傍の外側のインプリント材、すなわち、メサ部２１からはみ出したインプリント材には、インプリント材が硬化しない照射量の光が照射されることとなる。

以上、本実施形態によれば、隣接パターン転写領域にインプリント材が浸み出し（はみ出し）てしまった場合においても、型の降下、換言すると、型とインプリント材との接触を妨げることなくパターン転写を行うため遮光部の位置決めを行うことが可能となる。その結果、パターンの形成不良を低減することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態の照度検出器１３を示す模式図である。なお、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実施形態では、照度検出器１３がラインセンサとなっており、第１実施形態と異なり照度検出器を微小駆動することなく光学的プロファイルの取得が可能となる。

このような構成とすることにより、光学的プロファイルの取得に要する時間を低減することが可能となる。

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態の照度検出器１３を示す模式図である。なお、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。第３実施形態では、照度検出器１３が２次元センサ（例えばイメージセンサ）となっている。よって、第３実施形態では、第１実施形態と異なり照度検出器を微小駆動することなく光学的プロファイルの取得が可能となるばかりでなく、パターン面よりも十分大きいものを使用することで、すべてあるいは複数の辺の光学的プロファイルの取得が可能となる。

このような構成とすることにより、光学的プロファイルの取得に要する時間をより低減することが可能となる。

（物品製造方法の実施形態）
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、物品の具体的な製造方法について説明する。図１３（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１３（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１３（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１３（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、モールドの凹部が硬化物の凸部に、モールド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１３（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１３（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。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介して装置に供給し、その装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

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および変更が可能である。

１、１ｚ 基板
７ 駆動部
８ 遮光部
１３ 照度検出器
１４ 距離計測部
２０、４ｚ 型
２１ メサ部
２１ａ 端部
３０ 制御部
１００ インプリント装置

Claims (15)

1. 基板上のインプリント材にパターン領域が形成されたメサ部を有する型を接触させ、前記インプリント材を光の照射によって硬化させて、前記基板上に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、
   前記光を前記型の形状に対応させるように部分的に遮蔽することで前記基板上に照射領域を形成する遮光部と、
   前記照射領域と、前記遮光部によって遮光される前記基板上の遮蔽領域と、の境界の少なくとも一部を含む境界領域の前記光の照射分布を取得する第１計測部と、
   前記遮光部を駆動する駆動部と、
   前記メサ部の端部に対応する前記基板上の所定位置への前記光の照射量が、所定の照射量となるように、前記計測された照射分布に基づいて前記遮光部の位置を決定し、前記駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記メサ部の前記端部に対応する前記基板上の前記所定位置は、前記型と前記基板上の前記インプリント材とが接触した状態において、前記メサ部の前記端部と対向する位置の近傍の外側の所定位置であ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. 前記遮光部は、前記光を照射する光源と、前記型を保持する型保持部と、の間に配置され、複数の部材によって、前記型に対応する形状の開口を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
4. 前記所定の照射量は、前記インプリント材が硬化しない照射量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインプリント装置。
5. 前記第１計測部は、前記基板の表面内において前記境界と略垂直な方向に直線状に前記照射分布を計測することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインプリント装置。
6. 前記型の前記メサ部の位置を計測する第２計測部をさらに有し、
   前記制御部は、前記第２計測部によって特定された前記メサ部の前記端部の位置に基づいて、前記第１計測部に前記照射分布を計測させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインプリント装置。
7. 前記第２計測部は、前記メサ部の各辺の少なくとも一部の位置を前記端部として計測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. 前記制御部は、前記基板が前記インプリント装置内に搬入された後に、前記第１計測部に前記照射分布を計測させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインプリント装置。
9. 前記第１計測部は、前記基板上に照射される前記光の照射量を前記インプリント処理の前に計測する予備計測処理を行い、
   前記制御部は、前記予備計測処理において、前記第１計測部に前記照射分布を計測させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインプリント装置。
10. 前記制御部は、前記インプリント装置内の光学部材の変化を検知した場合に、前記第１計測部に前記照射分布を計測させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインプリント装置。
11. 前記光学部材の変化は前記型の交換、前記光を照射する前記光源の交換、前記光源の光量低下、および前記光学部材内の光学フィルタの交換の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
12. 前記制御部は、前回の計測からの経過時間、前回の計測以降のインプリント回数、および前記インプリント材の変化の検知の少なくとも１つを含む予め指定されたタイミングで前記第１計測部に前記照射分布を計測させることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のインプリント装置。
13. 前記制御部は、前記照射分布と、前記所定の照射量に基づいて、前記遮光部の位置を決定する際に、前記インプリント装置内の光学部材の光学特性に応じた近似計算をすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のインプリント装置。
14. 基板上のインプリント材にパターン領域が形成されたメサ部を有する型を接触させ、前記インプリント材を光の照射によって硬化させて、前記基板上に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方法であって、
    前記光を前記型の形状に対応させるように遮光部によって部分的に遮蔽することで前記基板上に照射領域を形成し、
    前記照射領域と、前記遮光部によって遮光される前記基板上の遮蔽領域と、の境界の少なくとも一部を含む境界領域の前記光の照射分布を計測し、
    前記メサ部の端部に対応する前記基板上の所定位置への前記光の照射量が、所定の照射量となるように、前記計測された照射分布に基づいて前記遮光部の位置を決定し、前記遮光部を駆動することを特徴とするインプリント方法。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のインプリント装置を用いて前記基板をインプリントするインプリント工程と、
    前記インプリント工程によりインプリントされた前記基板から物品を製造する加工工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。
    
    

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