JP2024003899A - インプリントシステム、基板、インプリント方法、レプリカモールド製造方法及び、物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板側マークを用いた位置合わせ性能を改善可能なインプリントシステムを提供する。
【解決手段】
基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリントシステムにおいて、前記インプリント材との光学的な前記物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成手段と、前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、インプリントシステム、基板、インプリント方法、レプリカモールド製造方法及び、物品の製造方法等に関する。

近年、モールド上の微細な構造を、樹脂や金属等の被加工物に加圧転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。

この技術は、ナノインプリント或いはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光装置に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。

更に、この技術は、ウエハに立体構造を一括加工できるため、半導体以外の分野における製造技術への応用が期待されている。

このようなインプリント方法を半導体製造技術に適用する場合には以下のように行われる。即ち、基板（例えば半導体ウエハ）上に、光硬化型のインプリント材層が構成される。そして、そのインプリント材に対して、加工面上に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当て、凹凸部へインプリント材を充填させ、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。こうして、インプリント材層に上記パターンが転写されるので、このインプリント材層をマスク層としてエッチング等を行い、半導体ウエハへのパターン形成が行われる。

このようなインプリント技術においては、モールドの凹凸パターンの転写に際し、モールドパターンと基板パターンとの位置合わせが重要な課題となり、特許文献１では、以下のようにして両者の位置合わせを行っている。即ち、光透過可能なモールド基板に、位置参照用のマークを設けると共に、基板側にも上記モールド基板に設けられた位置参照用のマークに対応したマークを形成する。そして、これらの、位置参照用のマークを用いて、モールドと基板との位置合わせを行う。

即ち、モールド基板の上側から光を透過させ、上記モールド基板に設けられた位置参照用のマークと、ワークに形成されたマークとを同時に観察することで、モールドとワークとの位置合わせをすることができる。

特開２０００－３２３４６１号公報

一方、近年半導体以外の分野における製造技術への応用が検討されている。例えば、フォトニッククリスタル等の光学素子や、或いはμ－ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等が挙げられる。このとき、例えばガラスのようなインプリントに用いる光硬化性インプリント材と光学的な物性値の違いが小さい基板材料を用いるため、基板側マークが検出しづらい問題が発生する。

前記モールドマークには、繰り返し使用するため高い耐久性が要求され、マーク部への材料構成には手間とコストがかかってもよかった。しかし、基板側マークはインプリント工程時のみにマークが観察できれば良いので耐久性は必要なく、且つ大量に作成する必要があるため簡便に構成する必要がある。また一連の工程内で、なるべく不要な工程を発生させないことで、コストアップを抑制する必要がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、基板側マークを用いた位置合わせ性能を改善可能なインプリントシステムを提供することを１つの目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の１側面は、
基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリントシステムにおいて、
前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成手段と、
前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、基板側マークを用いた位置合わせ性能を改善可能なインプリントシステムを提供することができる。

本発明の実施形態１に係るインプリント装置１の構成例を示す概略図である。 （Ａ）、（Ｂ）は実施形態１に係るアライメントマークの構成例を説明するための図である。 （Ａ）～（Ｃ）は実施形態１に係るインプリント処理について示した図である。 （Ａ）－１、（Ａ）－２、（Ｂ）～（Ｄ）は、本発明の実施形態１に係るインプリントシステムにおけるマーク部の作製工程並びにインプリント工程について示した図である。 （Ａ）～（Ｃ）は実施形態１のマーク部の作製工程並びにインプリント工程について示した図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、材料２４に必要な光学的な物性値を求めるために光学シミュレーションを用いた例を説明する図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、図６と材料２４の厚みや凹構造の深さを変えた場合の光学シミュレーションを用いた例を説明する図である。 （Ａ）～（Ｈ）は、本発明の実施形態２のレプリカモールドを作成する工程を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、各図において、同一の部材または要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。

インプリントシステムでは、基板の上に供給されたインプリント材にモールド（型）に形成されたパターンを接触させ、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（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。即ち、インプリントシステムでは、基板上に例えば液状のインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド（型）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に例えば紫外光を照射して硬化させる。

そして、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）することで、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれ、基板における複数のショット領域の各々について行われる。

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、インプリント材と呼ぶこともある）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、或いは、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材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物又は溶剤を含有しても良い。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、スピンコータやスリットコータ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良い。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。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係るインプリント装置１の構成例を示す概略図である。インプリント装置１は、基板１３の上に供給された不図示のインプリント材を、凹凸のパターンが形成されたパターン領域を有するモールド（型）１１で成形して硬化させる。そして、硬化したインプリント材から型を引き離す（離型、剥離する）ことで基板の上にパターンを成形するインプリント処理を行う。

インプリント装置１において、このインプリント処理が行われる空間を処理部という。本実施形態では、インプリント材として樹脂を使用し、樹脂硬化法として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。

インプリント装置１は、モールド１１を保持するモールド保持部１２と、基板１３を保持する基板保持部１４と、検出部１５と、照射部１６と、制御部１７と、を有する。尚、制御部にはコンピュータとしてのＣＰＵと記憶媒体としてのメモリが内蔵されており、メモリに記憶されたコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりインプリント装置によるインプリント処理等の制御を行う。

又、インプリント装置は、基板の上に紫外線硬化型のインプリント材を供給するためのディスペンサを含む供給部、モールド１１の側面に力を加えてモールド１１のパターン領域１１ａを変形させるための形状変形機構なども有しうる。更に、インプリント装置１は、モールド保持部１２を保持するためのブリッジ定盤、基板保持部１４を保持するためのベース定盤なども有しうる。又、複数のモールド１１を格納する格納部を有しうる。

モールド１１は、基板１３（の上のインプリント材）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成されたパターン領域１１ａを有する。モールド１１は、基板１３の上のインプリント材を硬化させるための紫外線を透過する材料、例えば、石英などで構成される。又、モールド１１のパターン領域１１ａには、モールド１１と基板１３との位置合わせの制御で用いられるアライメントマーク（モールド側マーク１８）が形成されている。

モールド保持部１２は、モールド１１を保持する保持機構である。モールド保持部１２は、例えば、モールド１１を真空吸着又は静電吸着するモールドチャックと、モールドチャックを載置するモールドステージと、モールドステージを駆動する（移動させる）駆動系とを含む。

かかる駆動系は、モールドステージ（即ち、モールド１１）を少なくともＺ軸方向（基板１３の上のインプリント材にモールド１１を押印する際の押印方向）に沿って駆動する。又、かかる駆動系は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向にモールドステージを駆動する機能を備えていても良い。

基板１３は、モールド１１のパターンが転写される基板（即ち、インプリント材で構成されたパターンが上に形成される基板）である。基板１３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。基板１３には、不図示の供給部からインプリント材が供給（塗布）される。又、基板１３には、モールド１１と基板１３との位置合わせの制御で用いられるアライメントマーク（基板側マーク１９）が形成されている。

基板保持部１４は、基板１３を保持する保持機構である。基板保持部１４は、例えば、基板１３を真空吸着又は静電吸着する基板チャックと、基板チャックを載置する基板ステージと、基板ステージを駆動する駆動系とを含む。

かかる駆動系は、基板ステージ（即ち、基板１３）を少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向（モールド１１の押印方向であるＺ軸方向に直交する方向）に駆動する。又、かかる駆動系は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向に基板ステージを駆動する機能を備えていても良い。尚、基板保持部１４の駆動系は、基板側マーク１９とモールド側マーク１８との位置合わせを行う位置合わせ手段として機能している。

検出部１５は、基板１３に設けられたアライメントマーク（基板側マーク１９）の位置を検出しうる。本実施形態の場合、検出部１５は、モールド１１を介して基板側マーク１９とモールド側マーク１８を光学的に観察するスコープを含み、モールド側マーク１８とそれに対応する基板側マーク１９との相対位置を検出する。

例えば、検出部１５は、モールド側マーク１８とそれに対応する基板側マーク１９との相対位置をスコープにより計測し、その計測結果に基づいて、モールド１１（パターン領域１１ａ）と基板１３（ショット領域）との相対位置を算出する。

検出部１５は、２つのマークを同時に撮像するための光学系を備えたスコープを含んでいても良いし、２つのマークの干渉信号やモアレなどの相対位置関係を反映した信号を検知するスコープを含んでいても良い。

尚、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９とを同時に検出できなくても良い。例えば、検出部１５は、内部に配置された基準位置に対するモールド側マーク１８及び基板側マーク１９の夫々の位置を求めることで、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置関係を検出しても良い。

照射部１６は、インプリント材を硬化させるための光３０（例えば紫外線）を、モールド１１を介して基板上のインプリント材に照射し、当該インプリント材を硬化させる。照射部１６は、例えば、インプリント材を硬化させるための光３０を射出する光源と、光源から射出された光３０をインプリント処理において最適な光に調整するための光学系とを含みうる。

本実施形態のインプリント装置１は、照射部１６から射出された光３０がビームスプリッタ３２で反射されて基板１３（具体的には基板上のインプリント材）に照射されるように構成されている。

観察部３１は、例えばモールド１１のパターン領域１１ａの全体が収まる視野を有するカメラを含み、紫外線の照射による基板上のインプリント材の硬化状態を観察（確認）する機能を有する。

本実施形態のインプリント装置１は、観察部３１がビームスプリッタ３２を介して基板上のインプリント材の硬化状態を観察するように構成されている。又、観察部３１は、基板上のインプリント材に対するモールド１１の押印状態、モールド１１のパターンへのインプリント材の充填状態、基板上の硬化したインプリント材からのモールド１１の離型状態も観察することが可能である。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１に係るアライメントマークの構成例を説明するための図であり、モールド側マーク１８及び基板側マーク１９を示す。図２（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、基板１３の１つのショット領域に６つのチップ領域が配置されている。

図２（Ａ）は、モールド１１のパターン領域１１ａ（点線で囲まれた６つの矩形領域全体）の外側の四隅に形成されたモールド側マーク１８ａ～１８ｈの配置例を示した図である。図２（Ａ）において、Ｘ軸方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ａ、１８ｂ、１８ｅ及び１８ｆは、Ｘ軸方向の位置計測をするためのマークである。

又、Ｙ軸方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ｃ、１８ｄ、１８ｇ及び１８ｈは、Ｙ軸方向の位置計測をするためのマークである。又、図２（Ａ）において、点線で囲まれた６つの矩形領域１１ｂは、基板上の６つのチップ領域１３ｂの夫々に転写すべきパターン領域１１ａを表している。

図２（Ｂ）は、基板１３の上の１つのショット領域１３ａ（実線で囲まれた６つの矩形領域全体）の外側の四隅に設けられた基板側マーク１９ａ～１９ｈを示した図である。図２（Ｂ）において、Ｘ軸方向に長手方向を有する基板側マーク１９ａ、１９ｂ、１９ｅ及び１９ｆは、Ｘ軸方向の位置計測をするためのマークである。

又、Ｙ軸方向に長手方向を有する基板側マーク１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ及び１９ｈは、Ｙ軸方向の位置計測をするためのマークである。又、図２（Ｂ）において、ショット領域１３ａを構成する実線で囲まれた６つの領域は、夫々チップ領域１３ｂを示している。尚、各チップ領域１３ｂは、例えば、集積回路が形成された１つの半導体チップが得られる領域である。

インプリント処理において、モールド１１と基板上のインプリント材とを接触させる際には、モールド１１に設けられたモールド側マーク１８ａ～１８ｈの夫々と基板１３に設けられた基板側マーク１９ｂ～１９ｈの夫々とが近接することになる。従って、検出部１５によってモールド側マーク１８と基板側マーク１９とを検出することで、モールド１１のパターン領域１１ａの位置及び形状と基板１３のショット領域１３ａの位置及び形状とを比較することができる。

モールド１１のパターン領域１１ａの位置及び形状と基板１３の上のショット領域１３ａの位置及び形状との間に差（ずれ）が生じると、重ね合わせ精度が低下し、パターンの転写不良（製品不良）を招いてしまう。

図３（Ａ）～（Ｃ）は実施形態１に係るインプリント処理について示した図である。図３（Ａ）～（Ｃ）を参照して、モールド１１のパターンを基板１３の上のインプリント材に転写し成形するインプリント処理について説明する。

図３（Ａ）に示すように、モールド１１の押印を開始する前に、基板上の対象ショット領域（これからインプリント処理を行うショット領域）にインプリント材２０を供給する。インプリント装置で一般的に使用されているインプリント材は、揮発性が高いため、インプリント処理を行う直前に基板上に供給される。但し、揮発性が低いインプリント材であれば、スピンコータなどで基板上にインプリント材を予め供給しておいても良い。

又、基板上にインプリント材２０を供給した後、モールド１１の下方に向けて基板１３を移動させる。そして、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対位置を検出部１５に検出させ、その検出結果に基づいて、モールドがインプリント材に接触した状態で、モールド１１と基板１３との位置合わせ及びモールド１１の形状補正を制御する。

次に、図３（Ｂ）に示すように、モールド１１と基板上のインプリント材２０とを接触させ、その状態で所定の時間を経過させてモールド１１のパターン（凹凸構造）にインプリント材２０を充填させる。この間においても、モールド側マーク１８と基板側マーク１９とを検出部１５に検出させ、その検出結果に基づいてモールド１１と基板１３との位置合わせを制御する。

モールド１１のパターンにインプリント材２０が充填されたら（即ち所定の時間が経過したら）、照射部１６により基板上のインプリント材２０に光３０を照射して当該インプリント材２０を硬化させる。

そして、図３（Ｃ）に示すように、基板上の硬化したインプリント材２０からモールド１１を引き離す（離型する）。これにより、インプリント材２０で構成されたパターン２１を基板上に形成することができる。即ち、基板上にモールド１１のパターンを転写することができる。

図３（Ｂ）において、モールド１１とインプリント材２０との光学的な物性差が小さい場合、モールド側マーク１８が凹凸構造だけで構成されていると、モールド側マーク１８を検出部１５で検出することが困難となる場合がある。

従って、モールド１１と異なる光学的な物性値（屈折率や消衰係数）を有する物質をモールド側マーク１８に構成したり、イオン照射などによってモールド側マーク１８領域の屈折率を変えたりすることが望ましい。これにより、モールド１１と基板上のインプリント材２０とを接触させた状態においても、モールド側マーク１８を検出部１５で検出することが可能となる。

しかし、光学的な機能を発現させる光学素子の作製などにＮＩＬ（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を用いる場合がある。その場合には、ガラスなどの、インプリント材と光学的な物性値が近い基板や、雰囲気ガスとの光学的な物性値がそれほど大きくない基板を用いてインプリント処理が行われる。

その場合には、接液時や接液前の観察時に基板に構成されたマークが見づらくなる。モールドと異なり、製品量産時には基板は非常に多くの枚数を処理することになるため、簡便で安価な手法を適用する必要がある。一方、ＮＩＬでのパターン転写時のみにマークが見えれば良いので、耐久性は求められない。これらを踏まえて、本実施形態では以下のようにして、観察がしやすい基板側マークを作成する。

図４（Ａ）－１、（Ａ）－２、（Ｂ）～（Ｄ）は本発明の実施形態１に係るインプリントシステムにおけるマーク部の作製工程並びにインプリント工程について示した図である。図４（Ａ）－１はインプリントに使用する基板にリソグラフィ露光装置でパターンやマークを作成する例を示す図であり、図４（Ａ）－２は、インプリントに使用する基板にＮＩＬでパターンやマークを作成する例を示す図である。いずれの場合も、所定の材料２４を基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写する。

図４（Ａ）－１は、リソグラフィ用のレジスト２２を基板１３に塗布し、レチクルのパターンを、紫外光を用いて転写露光している。レジスト特性によってネガポジの違いはあるが、図４（Ａ）－１では露光された部分２３がエッチングされる領域とする。このとき、予め材料２４を基板１３上に構成しておき、その後レジスト２２を塗布することで、レジストと基板の間に材料２４を構成することが出来る。

尚、材料２４としては基板やインプリント材とは光学的な物性値が所定値以上異なる材料を用いる。ここで、材料２４は、インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが、インプリント材と基板との光学的な所定の物性値の違いより大きい。尚、ここで光学的な所定の物性値は屈折率や消衰係数である。

一方、図４（Ａ）－２では、基板１３上に予め材料２４を構成し、それに対して図３に示したようなＮＩＬ工程を用いてモールドのパターンを転写する。

これらを現像もしくは、モールドを離型した状態が図４（Ｂ）である。インプリント材２０もしくはレジスト２２をエッチングマスクとし、加工工程としてエッチング工程を適応して加工した結果が図４（Ｃ）である。

このように、図４（Ａ）－１又は（Ａ）－２、（Ｂ）、（Ｃ）の工程は、所定の材料２４を基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、所定の材料２４を含む基板側マークを形成する形成工程として機能している。又、この形成工程を実行するための形成手段としてのプロセス装置がインプリントシステムに設けられている。

図４（Ｃ）に示されるように、材料２４が転写パターンに応じてエッチングされている。これにより、基板１３の上方から光学的に観察した場合、材料２４がある部分と無い部分の反射率差で信号強度差が発生し、マークとして検知することが可能となる。

尚、回折を利用したマーク検出方式では、一定の光路差（位相差）を構成することで回折光が発現するので、例えば所望の光路差が得られるように材料２４の屈折率や厚みを変えても良い。最適な材料の物性値は、マーク検出方法によって異なるため、適宜シミュレーションなどにより見積もる。

図４（Ｄ）では、図３（Ｂ）と同じように、図４（Ｃ）までの工程で作成した基板へ、インプリント材を供給した後、インプリントする様子を示している。基板１３並びにモールド１１の凹凸部分には、押印によりインプリント材２０が充填されている。尚、この状態でもモールドのマークが検出できるように、モールド側マーク１８の凹部には、インプリント材やモールド材と光学的な物性値が所定値以上異なるモールドマーク材料２５を構成しておくことが望ましい。

図４（Ｄ）の状態で、モールド側マーク１８と、材料２４を含む（材料２４が一部残った）基板側マーク１９の相対位置を、検出部１５を用いて計測して、位置合わせ工程を実行する。得た各マークの差異から、シフト、回転、倍率、ショット形状の変形などを算出し、各補正機構で補正を実施する。

図５（Ａ）～（Ｃ）は実施形態１のマーク部の作製工程並びにインプリント工程について示した図であり、抜き残しが反転した場合の基板パターンの処理工程を示す。図５（Ａ）は工程上図４（Ｂ）と同等で、リソグラフィで転写した後、現像した状態もしくは、ＮＩＬで転写した状態を示す。図５（Ｂ）は、このインプリント材２０もしくはレジスト２２をエッチングマスクとしてエッチング工程を行った結果を示す図である。

図５（Ｃ）は、更に、図５（Ｂ）の基板に対してインプリント工程を実行した状態を示す図である。基板側マークには、マーク凸部に材料２４が残っているため、図４（Ｄ）と同様に、材料２４が残っている部分と材料２４のない部分との光学的な物性差によりコントラストの高い検出信号を取得することが出来る。

材料２４は、上述したようにアライメントマークを観察する際に、信号を取得できる物性値を有するものが望ましい。具体的にはインプリント時に計測する場合は、インプリント材と光学的な物性値（屈折率、消衰係数）の差が所定値以上のものが良い。又、インプリント材との接液前でも雰囲気ガスと基板の光学物性値の差が大きくない場合は、検出信号のコントラストが弱まる。しかし、本実施形態の方法を用いて作成した基板側のアライメントマークを用いれば、よりコントラストの高い検出信号を安定的に取得することが出来る。

尚、本工程で転写したパターンを用いたエッチング工程後に材料２４を剥離するのであれば、剥離しやすい材料が良い。例えば、洗浄で剥離しやすい樹脂などを材料２４として用いても良い。更に、デバイス工程で使用するのであれば、それに即した材料が良い。例えば、配線工程に用いるように、ＣｕやＣｏなどの金属を材料２４として用いても良い。

図６（Ａ）～（Ｃ）は、材料２４に必要な光学的な物性値を求めるために光学シミュレーションを用いた例を説明する図である。又、図７（Ａ）～（Ｃ）は、図６と材料２４の厚みや凹構造の深さを変えた場合の光学シミュレーションを用いた例を説明する図である。

図６（Ａ）は、インプリント時の断面構造のモデルを示した図である。ガラス製の基板１３上に材料２４を構成し、エッチングによって幅１０００ｎｍ、深さ１５０ｎｍの凹構造を作成する。その後、インプリント材２０を塗布し、モールド１１でインプリントした状態を示している。この場合、材料２４は厚さ１００ｎｍ、インプリント材２０は厚さ５０ｎｍとする。一方、図７（Ａ）は、図６（Ａ）と同様の構造で材料２４の厚みを１５０ｎｍにした際のモデルを示す。

図６（Ａ）における材料２４の光学物性値である屈折率ｎと消衰係数ｋを変化させた光学シミュレーションの結果が夫々図６（Ｂ）、（Ｃ）であり、図７（Ａ）のモデルで同様の光学シミュレーションを行った結果が夫々図７（Ｂ）、（Ｃ）である。縦軸のｃｏｎｔｒａｓｔ（コントラスト）は、シミュレーションにより得た信号強度の「（最大－最小）÷（最大＋最小）」で求めた値を示している。

図６（Ｂ）、図７（Ｂ）によると、消衰係数ｋがゼロの場合には、屈折率ｎの変化に対してコントラストが大きく変動している様子がわかる。又、この際の図６（Ｂ）と図７（Ｂ）を比較してみると、屈折率に対するコントラストの変化に差異が出ていることがわかる。

これらから消衰係数ｋがゼロの場合、材料２４での光干渉がコントラストに影響していることが想像される。一方、消衰係数が大きくなると安定して高いコントラストを示している。これは、材料２４の光透過性が低下し、光干渉の影響を受けにくくなったためと考えられる。

これらより、必要な計測精度を達成するために必要なコントラストを得るための、材料２４の条件として適切な、屈折率ｎ、消衰係数ｋ、膜厚などを求めることが出来る。例えば、図６（Ａ）の構成の場合に、０．５以上の高いコントラストを得たい際には、図６（Ｂ）、（Ｃ）の計算した範囲から、屈折率３．５以上かつ消衰係数０～２、あるいは消衰係数２～４かつ屈折率１．５～３．５を選択すれば良い。図７（Ａ）の構成の場合には、０．５以上の高いコントラストを得たい際には、図７（Ｂ）、（Ｃ）の計算した範囲から、屈折率２．３～３．６かつ消衰係数０～２、あるいは、消衰係数２～４かつ屈折率１．５～３．５を選択すれば良い。

尚、材料２４として必要な条件には、基板やモールドの膜厚や構造、基板側に構成した別材料による積層構造などによる光干渉条件なども含まれるため、逐次シミュレーションや実際の評価で確認することが望ましい。

尚、材料２４は、基板側マークを構成するために構成したため、図４（Ｄ）の工程を行いて転写パターンを使ったエッチング後に除去する。即ち、インプリント材に、モールドのパターンを転写した後に、基板に構成した材料２４を除去する除去工程を有する。又、インプリントシステムは、上記除去工程を実行するための除去手段としてのプロセス装置を有する。但し、一連のデバイス製造工程で利用できるものであれば材料２４を除去せずに残して利用しても良い。

以上説明したように実施形態１の基板側マーク形成方法によれば、インプリント材と光学物性値差が小さい基板において、インプリント時に検出しやすい基板側マークを簡便に低コストで作成することができる。又、本実施形態で作成した基板側のアライメントマークを用いれば、よりコントラストの高い検出信号を安定的に取得することが出来るので精度の高い位置合わせが可能となり、インプリントにより製造される製品の信頼性が向上する。

更に、一般的に基板がガラスなどの場合は、照射光をあまり吸収しないため、局所的に光を照射して熱を発生させて基板形状を補正することが困難である。しかし本実施形態のように、材料２４に光の吸収率が高い物質を用いることで、基板に局所的に照射された照明光を材料２４が吸収し熱が発生するので、基板の一部に局所的に光を当てることで、ショット形状の補正を行うことが可能となる。

＜実施形態２＞
実施形態２として、実施形態１を用いたナノインプリント用モールドの作製方法について述べる。ナノインプリント用モールドは、接液しモールドのパターンにインプリント材（紫外線硬化型）が充填された後、紫外光を照射してインプリント材を硬化させる。このため、モールドは紫外光を透過する材料である必要があり、例えば石英などが用いられる。

モールド用のパターンは、コストを下げるため、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）描画装置でパターン描画したモールド（所謂マスターモールド）を作成する場合がある。そして、これを別のモールド基板にインプリントすることで、パターン転写し、それをエッチングしてインプリント用モールド（所謂レプリカモールド）として使用する場合がある。

近年、デバイスのためのパターンは微細化が進んでおり、ＥＢでも描画できないパターンになっている。リソグラフィではマスクパターンを縮小投影するが、特にナノインプリントは、１：１サイズでの転写であるため必要な微細パターンをＮＩＬ用マスク上に構成する必要がある。

そのため、モールド基板上に転写したパターンに対してＳＡＤＰ（Ｓｅｌｆ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）やＳＡＱＰ（Ｓｅｌｆ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）といった加工工程を実行することで、より細い線幅を実現している。

しかし、上記工程をナノインプリント用モールドに適用すると、アライメントマークも実デバイスレベルに細くなってしまうため、検出が困難になる。更に、接液時にモールド側マークを見えるようにするため、マーク凹部に別材料を構成しようとしても、凹部の幅が狭い場合にはマーク凹部に別材料を構成しづらく極薄膜になってしまい、検出信号を得ることが困難である。

またデバイスパターンを上記のようなＳＡＤＰやＳＡＱＰといった加工工程で作成し、その後アライメントマークを構成する場合は、デバイスパターン部との相対位置を高精度に合わせる必要がある。そのため検出精度の良いマークを形成する必要があるが、石英基板などのマークは一般にインプリント時の観察が難しい。従って、基板が石英などの場合にも実施形態１の方法を適用することで、アライメントマークのコントラストを高めることができる。

図８（Ａ）～（Ｈ）は、本発明の実施形態２のレプリカモールドを作成する工程を示した図であり、図８（Ａ）～（Ｈ）を参照して、実施形態２におけるレプリカモールド製造方法の例を説明する。

図８（Ａ）は、レプリカモールド用のモールド基板１３（レプリカモールド基板）へのデバイス部パターン転写の様子を示し、図８（Ｂ）は、それを現像した状態を示している。ここでは、リソグラフィによりレチクルパターンを転写露光しているが、ナノインプリントにより、所望のパターンを転写しても良い。その場合、転写パターンは図８（Ｂ）と同等の形状となる。

ここで、図８（Ａ）、（Ｂ）の工程は、基板側マークを形成する形成工程として機能している。又、形成工程においては、材料２４をレプリカモールド基板の表面に構成した後で、レプリカモールド基板の上に第１のパターンと基板側マークを転写し、材料２４を含めて加工している。又、それによってレプリカモールド基板の上に材料２４を含む第１のパターンと、材料２４を含む基板側マークを形成している。

図８（Ｃ）では、この転写パターン（第１のパターン）に対して、ＳＡＤＰを行うために、表層に薄膜２７を構成する。その後、図８（Ｂ）で作成したパターンを除去することで、図８（Ｄ）のように薄膜２７のみを残すことができる。これをマスクとしてエッチングを行うことで、初期転写パターンより、細かく、密度の高いパターンを作成することが出来る。同様の工程をもう一度繰り返すことで、より細かく密度の高いパターンを作成することが出来る（ＳＡＱＰ工程）。

この工程をマーク部にも施すと、微細構造のアライメントマークとなり、アライメント信号を得るために十分な線幅を確保することが出来ない。そこで、実施形態２においては、本工程以降にアライメントマーク（新マーク部）を別途作成する。

図８（Ｅ）では、パターンを反転させてマスクとし、エッチングを実施した結果を示している。転写条件によりパターンの凹凸は変化するが、パターン転写後、反転膜を塗布し、転写パターンを除去することで、凹凸の反転をすることが可能である。図８（Ｆ）に、図８（Ｅ）で作成した基板へのアライメントマーク（新マーク部）のインプリント工程を示す。尚、図８（Ｆ）の工程に先立って、レプリカモールド基板の上にインプリント材を供給する供給工程を有する。

図８（Ｆ）の工程では、先の工程で作成したパターン部を、次のエッチング工程でインプリント材により保護するために、インプリント材が厚くなるようモールド１１に段差が形成されている。

尚、レプリカモールド用のモールド基板１３のマーク部は微細構造を持っているが、材料２４を含むため、高いコントラストで観察できる。従って、この基板側マークとモールド側マークとの位置合わせを行う。そして、レプリカモールド用のモールド基板１３をモールドとした際に使用するマーク（新マーク部）と、先の工程で作成したパターン部を次のエッチング工程で保護するためのインプリント材の層をレプリカモールド基板の上のインプリント材２０に転写する。

尚、モールド側マークの凹部には、押印時にモールド側マークを検出しやすくするために、予め材料２５を構成しておいても良い。

以上のようにして転写されたインプリント材をマスクとしてエッチングした状態を示したのが図８（Ｇ）であり、その後、材料２４を除去した状態を示したのが図８（Ｈ）である。

実施形態２を適用しない場合、マーク部のアライメント精度が大幅に低下する。そのため、レプリカモールド用のモールド基板１３側の新マーク部とパターン部の相対位置は、非常に大きくなり、レプリカモールドを用いたインプリント時に大きなアライメントオフセットが必要となる。ナノインプリントでは、ショット毎にモールド側マークと基板側マークを相対位置計測する所謂ダイバイダイアライメント方式を採用しているため、大きなオフセットがあると、隣接するパターンからのノイズ光の混入などが発生する。

そこで、実施形態２の方法を用いることで、オフセットを低減し、許容できる範囲のオフセット量に抑えることができる。尚、実施形態２の方法で作成されたレプリカモールドは、マーク部とパターン部のオフセットが発生する場合がある。その場合には、別途相対位置を計測するか、実際のインプリントを行ってオフセット量を算出し、そのオフセット量を考慮して位置合わせすれば良い。

実施形態２によれば、以上の工程により、微細なパターン部と、アライメント信号を得るのに必要な線幅を持った新マーク部を両立させたインプリントモールドを作成することが出来る。

（物品の製造方法の実施形態）
本実施例にかかるインプリントシステムや、インプリント方法を用いることによって、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際の生産性や品質が向上する。

物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、リソグラフィ装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）の表面にモールド（型）のパターンを形成するパターン形成工程を含んでも良い。ここで型のパターンを転写する工程は平坦なパターンを形成するパターン形成工程を含んでも良い。また、基板は母材単体であるものに限らず多層構造のものを含んでも良い。あるいはリソグラフィ装置を用いて基板上の感光体にパターンを露光するパターン形成工程を含んでも良い。

又、かかる製造方法は、上記パターン形成工程の前又は後に、基板を処理する工程を更に含む。例えば処理工程は、パターンの残膜を除去する工程や現像工程を含みうる。
また、上記パターン形成工程で前記パターンが形成された基板に対して、例えば当該パターンをマスクとして基板をエッチングする工程等の加工工程を含む。尚、加工工程は、基板からチップを切り出す工程（ダイシング）や、フレームにチップを配置して電気的に接続する工程（ボンディング）や、樹脂で封止をする工程（モールド）を含みうる。

本実施例におけるインプリント装置等を用いた物品の製造方法は、従来に比べて、位置合わせ精度を安定的に確保できるため、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。尚、以上の実施形態は、例えば以下のような構成を少なくとも含む。

（構成１）基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリントシステムにおいて、前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成手段と、前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有することを特徴とするインプリントシステム。

（構成２）前記位置合わせは、前記モールドが前記インプリント材に接触した状態で行うことを特徴とする構成１に記載のインプリントシステム。

（構成３）前記インプリント材に、前記モールドの前記パターンを転写した後に、前記基板に構成した前記所定の材料を除去する除去手段を有することを特徴とする構成１又は２に記載のインプリントシステム。

（構成４）前記所定の物性値は、屈折率又は消衰係数を含むことを特徴とする構成１～３のいずれか１つに記載のインプリントシステム。

（構成５）前記基板はガラスを含むことを特徴とする構成１～４のいずれか１つに記載のインプリントシステム。

（構成６）基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写する際に、基板側マークとモールド側マークとの位置合わせを行うように構成されたインプリントシステムに用いる前記基板であって、前記基板側マークを作成する際に、前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成し、所望の前記基板側マークを転写し、前記所定の材料を含めて加工することにより前記基板側マークを形成したことを特徴とする基板。

（方法１）基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリント工程を有するインプリント方法において、
前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成工程と、
前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。

（方法２）インプリント材との光学的な所定の物性値の違いがレプリカモールド基板より大きい所定の材料を前記レプリカモールド基板の表面に構成した後で、前記レプリカモールド基板の上に第１のパターンと基板側マークを転写し、前記所定の材料を含めて加工することで前記レプリカモールド基板の上に前記所定の材料を含む前記第１のパターンと、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成工程と、前記レプリカモールド基板の上に前記インプリント材を供給する供給工程と、前記所定の材料を含む前記基板側マークと、モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行い、前記モールドに形成された第２のパターンを前記レプリカモールド基板の上の前記インプリント材に転写するインプリント工程と、を有することを特徴とするレプリカモールド製造方法。

（方法３）構成１～５のいずれか１つに記載のインプリントシステムを用いて前記インプリント材に前記パターンを形成する工程と、前記工程で前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。

１：インプリント装置
１１：モールド
１１ａ：パターン領域
１２：モールド保持部
１３：基板
１４：基板保持部
１５：検出部
１６：照射部
１７：制御部
１８：モールド側マーク
１９：基板側マーク
２０：インプリント材
２４：材料
２５：材料
３０：光
３１：観察部

Claims (9)

1. 基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリントシステムにおいて、
   前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成手段と、
   前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有することを特徴とするインプリントシステム。
2. 前記位置合わせは、前記モールドが前記インプリント材に接触した状態で行うことを特徴とする請求項１に記載のインプリントシステム。
3. 前記インプリント材に、前記モールドの前記パターンを転写した後に、前記基板に構成した前記所定の材料を除去する除去手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインプリントシステム。
4. 前記所定の物性値は、屈折率又は消衰係数を含むことを特徴とする請求項１に記載のインプリントシステム。
5. 前記基板はガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載のインプリントシステム。
6. 基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写する際に、基板側マークとモールド側マークとの位置合わせを行うように構成されたインプリントシステムに用いる前記基板であって、
   前記基板側マークを作成する際に、前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成し、所望の前記基板側マークを転写し、前記所定の材料を含めて加工することにより前記基板側マークを形成したことを特徴とする基板。
7. 基板の上に供給されたインプリント材に、モールドに形成されたパターンを転写するインプリント工程を有するインプリント方法において、
   前記インプリント材との光学的な所定の物性値の違いが前記基板より大きい所定の材料を前記基板の表面に構成した後で、所望の基板側マークを転写し加工することで、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成工程と、
   前記所定の材料を含む前記基板側マークと前記モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行う位置合わせ工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。
8. インプリント材との光学的な所定の物性値の違いがレプリカモールド基板より大きい所定の材料を前記レプリカモールド基板の表面に構成した後で、前記レプリカモールド基板の上に第１のパターンと基板側マークを転写し、前記所定の材料を含めて加工することで前記レプリカモールド基板の上に前記所定の材料を含む前記第１のパターンと、前記所定の材料を含む前記基板側マークを形成する形成工程と、
   前記レプリカモールド基板の上に前記インプリント材を供給する供給工程と、
   前記所定の材料を含む前記基板側マークと、モールドに設けたモールド側マークとの位置合わせを行い、前記モールドに形成された第２のパターンを前記レプリカモールド基板の上の前記インプリント材に転写するインプリント工程と、を有することを特徴とするレプリカモールド製造方法。
9. 請求項１～５のいずれか１項に記載のインプリントシステムを用いて前記インプリント材に前記パターンを形成する工程と、前記工程で前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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