JP2024091258A - 制御装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の位置合わせ精度とスループットの両立に有利な技術を提供する。
【解決手段】移動体の位置制御を行う制御装置は、前記移動体の位置を計測する計測部と、前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記移動体の位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、前記計測部を制御する制御部と、を有し、前記計測部は、入射した光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、制御装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイス等の製造に用いられるリソグラフィ装置においては、一般に、基板を保持するステージおよび／または原版を保持するステージの高精度な位置決めが要求される。

リソグラフィ装置の一つとしてインプリント装置がある。インプリント装置は、原版と成形可能材料（インプリント材）とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から原版を引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンを形成する。インプリント装置では、原版とインプリント材とを接触させた状態で、原版と基板とを正確に位置合わせ（アライメント）する必要がある。インプリント装置における位置合わせの方式には、例えば、ダイバイダイアライメント方式が採用される。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に形成されたアライメントマークと原版に形成されたアライメントマークとを検出することによって位置合わせを行う方式である。

アライメントマークを検出する精度は、アライメントマークを照明するときの照明条件（波長、光量等）の影響を受ける。特許文献１には、アライメントマークを検出する際の照明条件を最適化する方法が提案されている。特許文献１によれば、第１のショット領域の照明条件を調整した後、該第１のショット領域の調整された照明条件に基づき、第２のショット領域の照明条件が関数近似により求められる。

特開２０２１－５７５１１号公報

複数のショット領域をインプリントする際に、ショット領域毎に照明条件を変更する場合には、照明条件を変更するための動作（例えば、ＮＤフィルタの変更）に時間がかかりスループットが低下しうる。また、引用文献１に記載されているように、照明条件の変更は、アライメントスコープのイメージセンサによる撮像期間（電荷蓄積時間）を変更することによっても行うことができる。しかし、単に電荷蓄積時間を変更するだけでは、アライメントのフィードバック制御における制御周期（制御周期）も変わってしまい、ステージの制御（アライメント追い込み）を正しく行うことが困難になりうる。

本発明は、移動体の位置合わせ精度とスループットの両立に有利な技術を提供する。

本発明の一側面によれば、移動体の位置制御を行う制御装置であって、前記移動体の位置を計測する計測部と、前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記移動体の位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、前記計測部を制御する制御部と、を有し、前記計測部は、入射した光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する、ことを特徴とする制御装置が提供される。

本発明によれば、移動体の位置合わせ精度とスループットの両立に有利な技術を提供することができる。

インプリント装置の構成を示す図。 アライメントマークの例を示す図。 インプリント方法のフローチャート。 ショット領域に形成される複数のアライメントマークの例を示す図。 フィードバック制御器の制御ブロック図。 蓄積時間と、計測値が得られるタイミングとの関係を示す図。 物品製造方法を説明する図。 インプリント方法のフローチャート。

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。

以下の実施形態では、原版である型を用いて基板の上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置を例にして本発明を説明するが、本発明はインプリント装置に限られるものではない。例えば、原版のパターンを、投影光学系を介して基板に転写する露光装置などの他のリソグラフィ装置にも本発明を適用することができる。また、リソグラフィ装置に限らず、制御対象物を位置決めする装置であれば、本発明を適用することができる。さらに、以下の実施形態では、主に、基板を保持して移動可能な基板ステージを制御対象として説明するが、原版を保持して移動可能な原版ステージなどを制御対象とした場合であっても本発明を適用することができる。

まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、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、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。

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、インプリント材供給装置（図１の供給部１８０に対応）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。

図１は、実施形態におけるインプリント装置１００の構成を示す図である。本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板である基板Ｗはその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるように基板ステージ１６４の上に置かれる。よって以下では、基板Ｗの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。

インプリント装置１００は、紫外線の照射によってインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するものとする。したがって、本実施形態において、インプリント材Ｒは、光硬化性の材料である。ただし、インプリント材の硬化法はこれに限定されるものではなく、入熱によってインプリント材を硬化させる熱硬化法を採用することもできる。

インプリント装置１００は、インプリントサイクルを繰り返すことによって基板Ｗの複数のショット領域にパターンを形成するように構成されている。１つのインプリントサイクルにおいて、インプリント装置１００は、原版Ｍ（モールド）を基板Ｗ上のインプリント材Ｒに接触させた状態でインプリント材Ｒを硬化させることによって基板Ｗの１つのショット領域にパターンを形成する。インプリント装置１００は、例えば、硬化部１２０と、インプリントヘッド１３０と、原版補正部１４０と、アライメント照明装置１５０と、基板駆動部１６０と、アライメント機構１７０と、制御部ＣＮＴとを含みうる。

硬化部１２０は、原版Ｍを介してインプリント材Ｒに紫外光を照射してインプリント材Ｒを硬化させる。硬化部１２０は、光源部１１０と、光学系１１２とを含みうる。光源部１１０は、例えば、紫外光（例えば、ｉ線、ｇ線）を発生するハロゲンランプなどの光源と、該光源が発生した光を集光する楕円鏡とを含みうる。光学系１１２は、光源部１１０からの光をショット領域内のインプリント材Ｒに照射するためのレンズ、ハーフミラーＨＭ、ミラー１１４などを含みうる。光学系１１２は、原版Ｍを均一に照明するためにオプティカルインテグレータを含んでもよい。アパーチャによって範囲が規定された光は、結像系と原版Ｍを介して基板Ｗ上のインプリント材Ｒに入射する。スコープ１９０は、ショット領域の全体を観察するスコープである。スコープ１９０は、インプリント材の状態やインプリント材の充填の進み具合の確認に使用される。

原版Ｍは、インプリント材Ｒを硬化するための紫外光を透過するために、紫外光の波長において透明な材料、例えば石英で形成される。原版Ｍは、図示しない原版搬送機構によって搬送されうる。原版搬送機構は、例えば、真空チャック等のチャックを有する搬送ロボットを含みうる。

インプリントヘッド１３０は、原版Ｍを保持して移動する原版ステージである。インプリントヘッド１３０は、例えば、原版Ｍを保持する原版チャック１３２と、原版チャック１３２を駆動することによって原版Ｍを駆動する原版駆動部１３４と、原版駆動部１３４を支持する原版ベース１３６とを含みうる。原版駆動部１３４は、原版Ｍの位置を６軸に関して制御する位置決め機構を含みうる。ここで、６軸とは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、およびそれらの各軸まわりの回転である。原版駆動部１３４は、原版Ｍを基板Ｗ上のインプリント材Ｒと接触させ、かつ、硬化したインプリント材Ｒから原版Ｍを分離させる機構を更に含みうる。原版補正部１４０は、原版チャック１３２に搭載されうる。原版補正部１４０は、例えば、空気や油等の流体で作動するシリンダを用いて原版Ｍを外周方向から加圧することによって原版Ｍの形状を補正しうる。あるいは、原版補正部１４０は、原版Ｍの温度を制御する温度制御部を含み、原版Ｍの温度を制御することによって原版Ｍの形状を補正しうる。基板Ｗは、熱処理などのプロセスを経ることによって変形（典型的には、膨張又は収縮）しうる。原版補正部１４０は、このような基板Ｗの変形に応じて、オーバーレイ誤差が許容範囲内に収まるように原版Ｍの形状を補正することができる。

供給部１８０は、制御部ＣＮＴによる制御のもと、インプリント材Ｒを基板Ｗのインプリント領域（ショット領域）に順次供給する。供給部１８０は、例えば、インプリント材を収容するタンクと、該タンクから供給路を通して供給されるインプリント材を基板Ｗに対して吐出するノズルと、該供給路に設けられたバルブと、インプリント材の供給量を制御する供給量制御部とを含みうる。あるいは、供給部１８０は、インプリント材Ｒを基板Ｗの全面に一括供給するように構成されてもよい。インプリント材Ｒの基板Ｗの全面への一括供給は、インプリント装置１００内に配置された供給部１８０ではなく、外部の供給装置によって行われてもよい。

供給部１８０によりインプリント材Ｒが基板上に供給された後、インプリントヘッド１３０が制御されることにより原版Ｍがインプリント材Ｒと接触する。その状態で、硬化部１２０により紫外光が照射されることによってインプリント材Ｒが硬化する。その後、インプリントヘッド１３０が制御されることにより、硬化したインプリント材Ｒから原版Ｍが引き離される。

基板駆動部１６０は、例えば、基板Ｗを保持する基板チャック１６２と、基板チャック１６２を駆動することによって基板Ｗを駆動する基板ステージ１６４と、不図示のステージ駆動機構とを含みうる。ステージ駆動機構は、基板ステージ１６４の位置を前述の６軸に関して制御することによって基板Ｗの位置を制御する位置決め機構を含みうる。

アライメント機構１７０と、それを制御する制御部ＣＮＴは、原版Ｍと基板Ｗとの位置ずれを計測する計測部を構成する。アライメント機構１７０は、例えば、アライメントスコープ１７２と、アライメントステージ機構１７４とを含みうる。アライメントスコープ１７２は、原版Ｍと基板Ｗのショット領域とを位置合わせする自動調節スコープ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｓｃｏｐｅ：ＡＡＳ）を含みうる。アライメントスコープ１７２は、原版Ｍに形成されているライメントマークと、基板Ｗに形成されているアライメントマークとを原版Ｍを介して検出する。図１にはアライメント機構１７０は一つしか記載されていないが、アライメント機構１７０は複数備えていてもよい。

制御部ＣＮＴは、例えばＣＰＵやメモリを含むコンピュータ（情報処理装置）によって構成されうる。制御部ＣＮＴは、メモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づきインプリント装置１００の動作を制御する。例えば、制御部ＣＮＴは、移動体である基板ステージ１６４の位置制御を行う。また、制御部ＣＮＴのメモリ（不図示）は、基板ステージ１６４の制御に関連するデータを記憶しうる。

アライメントスコープ１７２は、入射した光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含む。本実施形態では、アライメントスコープ１７２は、原版Ｍに形成されている原版側アライメントマークおよび基板Ｗに形成されている基板側アライメントマークからの光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含みうる。アライメントスコープ１７２は、設定された電荷蓄積時間（以下、単に「蓄積時間」という。）で撮像を行う。

前述したように、アライメントスコープ１７２および制御部ＣＮＴ（あるいは不図示の専用の画像処理部）は、原版Ｍと基板Ｗとの位置ずれを計測する計測部を構成しうる。制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２の撮像により得られたアライメントマーク画像における、原版側アライメントマークと基板側アライメントマークとの相対位置を算出する。制御部ＣＮＴは、算出された相対位置に基づいて、原版Ｍと基板Ｗのショット領域との間の形状の差を示す計測値を求める。そのような計測値は、座標、回転、倍率、台形成分などを含みうる。

インプリント装置１００は、求められた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で原版Ｍおよび基板Ｗの少なくともいずれかの位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器を構成する。フィードバック制御器の制御ブロック図を図５に示す。図５に示すように、計測された形状差（計測値）と目標値との差が入力となり、制御部ＣＮＴに設定されている伝達関数により、基板駆動部１６０に対する駆動指令としての駆動量が計算される。伝達関数内で使われている制御パラメータには、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン、ノッチフィルタの周波数、およびローパスフィルタのカットオフ周波数などのパラメータが含まれる。これらのパラメータは、アライメントスコープ１７２に設定された蓄積時間の繰り返し周波数に合わせて最適化されている。

アライメント照明装置１５０は、レーザダイオード等の光源１５２と、光量調整部１５４と、光量調整部１５４を出た光とアライメント機構１７０の光軸上の光とを合成するハーフミラー１５６等を含みうる。光量調整部１５４は、撮像素子に入射する光量を調整する。光量調整部１５４は例えばＮＤフィルタを含みうる。

インプリント装置１００は、更に、定盤、除振器（不図示）を含みうる。定盤は、インプリント装置１００全体を支えると共に基板ステージ１６４が移動する際の基準平面を形成する。除振器は、床からの振動を除去し、定盤を支える。

（第１実施形態）
図３を参照して、インプリント装置１００によって実行されるインプリント方法を説明する。Ｓ１００２で、制御部ＣＮＴは、不図示の原版搬送装置を制御して、原版Ｍを原版チャック１３２の上に搬送する。原版Ｍは原版チャック１３２によって保持される。Ｓ１００４で、制御部ＣＮＴは、不図示の基板搬送装置を制御して、基板Ｗを基板チャック１６２の上に搬送する。基板Ｗは基板チャック１６２によって保持される。ここでは、基板Ｗには、既に少なくとも１層のパターンがアライメントマークとともに形成されているものとする。

図２には、原版Ｍ及び基板Ｗに形成されているアライメントマークが例示されている。アライメントスコープ１７２から見た平面視において、原版Ｍに形成された原版側アライメントマークＡＭＭと基板Ｗに形成された基板側アライメントマークＡＭＷは互いに重ならないようになっている。実施形態において、制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２から、原版側アライメントマークＡＭＭおよび基板ＷのアライメントマークＡＭＷを含むアライメントマーク画像ＡＭを取得する。制御部ＣＮＴは、アライメントマーク画像ＡＭに基づいて、両マークの相対位置を計測することが可能である。図４に示すように、基板Ｗには、複数のショット領域Ｓが形成されている。複数のショット領域Ｓのそれぞれには、アライメントマークＡＭＷが複数形成されうる。

Ｓ１００６で、制御部ＣＮＴは、光量調整部１５４の設定を行う。ここでは、特許文献１（特開２０２１－５７５１１）に記載されているような方法により、アライメントスコープ１７２で高品質なアライメントマーク画像ＡＭが得られる適正な撮像条件が予め調査されているものとする。制御部ＣＮＴは、基板Ｗの複数のショット領域のうち、予め得られた基板Ｗの面内における光量むらの計測結果から特定される最も暗いショット領域を基準に、光量調整部１５４を調整する。

実施形態において、制御部ＣＮＴは、フィードバック制御器の制御周期（所定周期）において計測がＮ回（ただし、Ｎは２以上の整数である。）繰り返し行われるようにアライメントスコープ１７２の複数の画素の蓄積時間を調整する。そして制御部ＣＮＴは、得られたＮ回分の計測値の統計値をフィードバック制御器に提供する。具体的には、Ｓ１００８で、制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２の蓄積時間の設定を行う。このとき、繰り返し計測回数を表すパラメータＮの初期値を１に設定する。

Ｓ１０１０で、制御部ＣＮＴは、基板駆動部１６０および供給部１８０を制御して、ショット領域の上にインプリント材Ｒを供給する（供給工程）。なお、前述したように、供給部１８０を用いてショット領域の上にインプリント材Ｒを供給するかわりに、外部のインプリント材供給装置を用いて基板Ｗの全面にインプリント材を一括供給してもよい。

Ｓ１０１２で、制御部ＣＮＴは、原版側アライメントマークの位置にアライメントスコープ１７２が位置するようにアライメントステージ機構１７４を制御する。

Ｓ１０１４で、制御部ＣＮＴは、原版駆動部１３４を制御して、原版Ｍと基板Ｗ上のインプリント材Ｒとが接触するように原版Ｍを降下させる（接触工程）。ここで、制御部ＣＮＴは、基板駆動部１６０を制御して、原版Ｍと基板Ｗ上のインプリント材Ｒとが接触するように基板Ｗを上昇させるようにしてもよい。あるいは、制御部ＣＮＴは、原版Ｍと基板Ｗ上のインプリント材Ｒとが接触するように、原版駆動部１３４を制御して原版Ｍを降下させ、かつ、基板駆動部１６０を制御して基板Ｗを上昇させるようにしてもよい。この接触によってインプリント材Ｒにかかる荷重は、例えば、原版駆動部１３４に内蔵された荷重センサを使って制御されうる。

Ｓ１０１６～Ｓ１０２８の処理ループでは、ダイバイダイアライメント方式に従ってアライメント計測が行われる。具体的には、ステップＳ１０１６で、制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２で撮像されたアライメントマーク画像ＡＭを取得し、原版Ｍと基板Ｗとのアライメントマーク相対位置を計測する。制御部ＣＮＴは、アライメントマーク相対位置の計測結果に基づいて、原版Ｍと基板Ｗとのショット形状の差を表す形状差（座標、回転、倍率、台形成分など）を計測値として求める。

Ｓ１０１８で、制御部ＣＮＴは、計測回数がＮ回に達したかどうかを判定する（Ｎの初期値はＳ１００８で１にされている）。計測回数がＮ回に達していなければ処理はＳ１０１６に戻りアライメント計測を繰り返す。Ｓ１０２０で、制御部ＣＮＴは、得られたＮ回分の計測値の統計値を求める。統計値は、平均値、重み付け平均値、最頻値、中央値のうちのいずれかでありうる。ここでは、統計値は平均値とする。Ｓ１０２２で、計測部であるアライメントスコープ１７２は、得られたＮ回分の計測値の統計値である平均値を、フィードバック制御器に提供する。これにより、フィードバック制御器により原版Ｍと基板Ｗのショット領域との位置合わせが行われる。このとき、原版Ｍを基板Ｗのショット領域形状に合わせるため、原版補正部１４０によって原版Ｍの形状が補正されてもよい。

制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２における複数の画素に入る光量の飽和が抑制されるように、Ｎの値を決定する。例えば、Ｓ１０２４で、制御部ＣＮＴは、アライメントスコープ１７２の画像の光量が飽和していないかどうかの判定を行う。この判定は、例えば、アライメントマーク画像ＡＭのうち輝度が飽和（いわゆる白とび）している領域の閉める割合が所定値を超えているかどうかに基づいて行われうる。画像の光量が飽和している場合、処理はＳ１０２８に進む。Ｓ１０２８では、制御部ＣＮＴは、Ｎの値を１増分し（Ｎ＝Ｎ＋１）、蓄積時間を１／Ｎに変更し、その後、処理はステップＳ１０１６に戻る。

ここで、図６を参照して、蓄積時間と、計測値が得られるタイミングとの関係について説明する。図６（ａ）は、Ｎ＝１の場合における、蓄積時間と、計測値が得られるタイミングとの関係を示している。この場合、所定の蓄積時間による撮像によって得られたアライメント画像から計測値が得られる。図６（ｂ）は、Ｎ＝３の場合における、蓄積時間と、計測値が得られるタイミングとの関係を示している。この場合、上記所定の蓄積時間が１／Ｎ（ここでは１／３）とされ、計測がＮ回（ここでは３回）繰り返されて、各計測により得られた計測値の平均がとられる。図６（ｂ）の動作は、図６（ａ）と同じ周波数で繰り返し計測を行っているのと同じになる。そのため、図５の制御ブロック図において、制御部ＣＮＴに設定されている伝達関数に用いられている制御パラメータを変更しなくても、アライメントが正しく行われる。蓄積時間の変更は、光量調整部１５４で行うような機械的な駆動が入らないため瞬時に行うことができ、スループットを低下させることにはならない。

Ｓ１０２２で行われる原版Ｍの形状補正においては、原版補正部１４０の駆動誤差等による補正誤差が生じうる。そこで、Ｓ１０２６で、制御部ＣＮＴは、原版Ｍと基板Ｗのショット領域との形状差が許容値内に収まっているかどうかの判定を行う。形状差が許容値内に収まっていない場合、処理はＳ１０１６に戻る。こうして、形状差が許容値内に収まるまで原版Ｍの形状補正が行われる。形状差が許容値内に収まった場合、処理はＳ１０３０に進む。

Ｓ１０３０では、制御部ＣＮＴは、硬化部１２０を制御してインプリント材Ｒの硬化を開始する（硬化工程）。硬化完了後、Ｓ１０３２で、制御部ＣＮＴは、原版駆動部１３４を制御して、原版Ｍが基板Ｗ上の硬化したインプリント材から引き離す（離型工程）。離型は、原版駆動部１３４ではなく基板駆動部１６０により基板Ｗを駆動することにより行われてもよい。あるいは、離型は、原版駆動部１３４および基板駆動部１６０の両方により原版Ｍおよび基板Ｗを駆動することにより行われてもよい。

Ｓ１０３４では、制御部ＣＮＴは、基板Ｗのすべてのショット領域に対するインプリントが終了したかどうかを判定する。インプリントが行われていないショット領域がある場合、処理はＳ１００８に戻り、次のショット領域について処理が繰り返される。全てのショット領域に対するインプリントが終了した場合、処理はＳ１０３６に進む。Ｓ１０３６では、制御部ＣＮＴは、基板チャック１６２による基板Ｗの保持を解除し、基板搬送装置を制御して、基板Ｗをインプリント装置１００の外部に搬出する。

上述の実施形態では、Ｓ１００８において、繰り返し計測回数を表すパラメータＮの初期値を１としたが、これに限定されない。例えば、基板Ｗ内の光量変化は、特許文献１（特開２０２１－５７５１１）に記載されているような方法によりあらかじめ予測することができる。対象ショット領域が明るいショットであると予測される場合には、２以上の値をＮの初期値として設定してもよい。アライメント機構１７０が複数台搭載されている場合、蓄積時間の変更は、全てのアライメントスコープに対して同時に行われるようにしてもよい。

また、上述の例では、Ｓ１０１６～Ｓ１０２０においてアライメント計測をＮ回行い、Ｎ回分の計測値の平均をとるようにした。しかし、各計測により得られたＮ枚のアライメントマーク画像の平均画像を生成し、その生成された平均画像から計測値を得る処理が行われてもよい。

また、上述の例では、Ｓ１０２６において形状差が許容値内に収まっている場合にＳ１０３０（硬化工程）に進むようにした。しかし、アライメント開始から予め設定された時間が経過した場合には、形状差の値にかかわらず強制的に次のステップに進むようにしてもよい。

上述の実施形態によれば、ＮＤフィルタ等の光量調整部をショット領域毎に変更する必要がないので、スループットが低下しない。また、上述の実施形態によれば、アライメントスコープの明るさに合わせて、蓄積時間が変更されるとともに繰り返し計測回数が変更される。このとき、位置決めのフィードバック制御における制御周期（上記の所定周期）は変わらない。したがって、制御パラメータを変更することなく移動体の制御（アライメント追い込み）を正しく行うことができ、必要な移動体の位置合わせ精度が確保される。

（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、図３に示すように、全てのショット領域に対して、Ｓ１００８で繰り返し計測回数を表すパラメータＮの初期値を１に設定したが、初期値を１以外としてもよい。例えば、直前のショット領域でＮ＝３で光量が飽和することなくアライメントが完了した場合、次のショット領域に対しては、パラメータＮの初期値を３にしてＳ１００８からの処理ループを開始してもよい。また、直前のショット領域ではなく、直前の基板の同じショット領域で得られたパラメータＮを引き継いでもよい。

図８のフローチャートを参照して、第２実施形態におけるインプリント方法を説明する。図８と図３とを比較すると、図８では、Ｓ１０２５およびＳ１０２９が追加されている。また、図３では、繰り返し計測回数を表すパラメータＮの初期値は１に固定されていたのに対し、図８では、初期値は可変数であるＮ０に設定される。第２実施形態では、各ショット領域をインプリントする前に、Ｓ１００８で、制御部ＣＮＴは、繰り返し計測回数を表すパラメータＮの初期値をＮ０に設定する。Ｎ０は、直前のショット領域で得られたＮの値、または、直前の基板の同じショット領域で得られたＮの値に設定されうる。

Ｓ１００８では、図８におけるＳ１００８、Ｓ１０２５、Ｓ１０２９以外の工程は、図３と同じである。例えば、第２実施形態において、原版Ｍと基板Ｗのショット領域との位置合わせ（Ｓ１０２２）や光量の飽和判定（Ｓ１０２４）は、第１実施形態と同様に行われる。それら図３と同じ工程については説明を省略する。以下では、追加されたＳ１０２５およびＳ１０２９について説明する。

第２実施形態では、繰り返し計測回数Ｎの初期値が１でない場合に、画像が暗すぎるケースが考えられる。画像が暗いと計測処理の信頼性が下がりうる。そこで第２実施形態では、Ｓ１０２５で、制御部ＣＮＴは、繰り返し計測回数Ｎを減らした場合に光量が飽和するか否かの判定を行う。例えば、制御部ＣＮＴは、画像の光量にＮ／（Ｎ－１）を乗じた値が飽和光量を示す１００％を超えるかどうかを判定する。画像の光量にＮ／（Ｎ－１）を乗じた値が飽和光量を示す１００％を超えなければ、画像の光量は飽和レベルに対してかなり少なく、画像が暗いと判断される。その場合、処理はＳ１０２９に進む。Ｓ１０２９では、制御部ＣＮＴは、Ｎの値を１低減し（Ｎ＝Ｎ－１）、蓄積時間を１／Ｎに変更し、その後、処理はステップＳ１０１６に戻る。このようにすることで繰り返し計測回数Ｎの調整にかかる時間を短縮することができる。

＜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、物品製造方法について説明する。図７の工程ＳＡでは、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコン基板等の基板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７の工程ＳＢでは、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７の工程ＳＣでは、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７の工程ＳＤでは、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７の工程ＳＥでは、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７の工程ＳＦでは、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。

（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システム又は装置に供給し、そのシステム又は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み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。

本明細書の開示は、少なくとも以下の制御装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法を含む。
（項目１）
移動体の位置制御を行う制御装置であって、
前記移動体の位置を計測する計測部と、
前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記移動体の位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、
前記計測部を制御する制御部と、
を有し、
前記計測部は、入射した光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、
前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する、
ことを特徴とする制御装置。
（項目２）
前記制御部は、前記複数の画素に入る光量の飽和が抑制されるように、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする項目１に記載の制御装置。
（項目３）
前記統計値は、平均値、重み付け平均値、最頻値、中央値のうちのいずれかである、ことを特徴とする項目１または２に記載の制御装置。
（項目４）
原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、
前記原版と前記基板との位置ずれを計測する計測部と、
前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記原版および前記基板の少なくともいずれかの位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、
前記計測部を制御する制御部と、
を有し、
前記計測部は、前記原版に形成されている原版側アライメントマークおよび前記基板に形成されている基板側アライメントマークからの光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、
前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
（項目５）
前記計測部は、前記撮像素子から得られるアライメントマーク画像における前記原版側アライメントマークと前記基板側アライメントマークとの相対位置に基づいて、前記原版と前記基板のショット領域との間の形状の差を示す計測値を求める、ことを特徴とする項目４に記載のリソグラフィ装置。
（項目６）
前記制御部は、前記複数の画素に入る光量の飽和が抑制されるように、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする項目４または５に記載のリソグラフィ装置。
（項目７）
前記制御部は、前記基板の複数のショット領域のそれぞれに対して、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする項目６に記載のリソグラフィ装置。
（項目８）
前記計測部を複数備え、
同じＮの値が各計測部に適用される、
ことを特徴とする項目６または７に記載のリソグラフィ装置。
（項目９）
前記撮像素子に入射する光量を調整する光量調整部を更に有し、
前記基板の複数のショット領域のうち、予め得られた前記基板の面内における光量むらの計測結果から特定される最も暗いショット領域を基準に、前記光量調整部が調整されている、
ことを特徴とする項目４から８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
（項目１０）
前記リソグラフィ装置は、前記原版である型を用いて前記基板の上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置である、ことを特徴とする項目４から９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
（項目１１）
前記リソグラフィ装置は、前記原版のパターンを、投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置である、ことを特徴とする項目４から９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
（項目１２）
項目４から１１のいずれか１項目に記載のリソグラフィ装置を用い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加工する工程と、
を有し、前記加工された基板から物品を製造する、ことを特徴とする物品製造方法。

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。

１００：インプリント装置、１２０：硬化部、１４０：原版補正部、１５０：アライメント照明装置、１６０：基板駆動部、１７０：アライメント機構、Ｍ：原版、Ｒ：インプリント材、Ｗ：基板

Claims (12)

1. 移動体の位置制御を行う制御装置であって、
   前記移動体の位置を計測する計測部と、
   前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記移動体の位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、
   前記計測部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記計測部は、入射した光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、
   前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記制御部は、前記複数の画素に入る光量の飽和が抑制されるように、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記統計値は、平均値、重み付け平均値、最頻値、中央値のうちのいずれかである、ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、
   前記原版と前記基板との位置ずれを計測する計測部と、
   前記計測部により得られた計測値の目標値に対する偏差を低減するように、所定周期で前記原版および前記基板の少なくともいずれかの位置のフィードバック制御を行うフィードバック制御器と、
   前記計測部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記計測部は、前記原版に形成されている原版側アライメントマークおよび前記基板に形成されている基板側アライメントマークからの光を電気信号に変換して電荷を蓄積する複数の画素を有する撮像素子を含み、
   前記制御部は、前記所定周期において計測がＮ回（Ｎは２以上の整数）繰り返し行われるように前記複数の画素の電荷蓄積時間を調整し、前記計測部は、得られたＮ回分の計測値の統計値を前記フィードバック制御器に提供する、
   ことを特徴とするリソグラフィ装置。
5. 前記計測部は、前記撮像素子から得られるアライメントマーク画像における前記原版側アライメントマークと前記基板側アライメントマークとの相対位置に基づいて、前記原版と前記基板のショット領域との間の形状の差を示す計測値を求める、ことを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記制御部は、前記複数の画素に入る光量の飽和が抑制されるように、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記制御部は、前記基板の複数のショット領域のそれぞれに対して、Ｎの値を決定する、ことを特徴とする請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記計測部を複数備え、
   同じＮの値が各計測部に適用される、
   ことを特徴とする請求項６に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記撮像素子に入射する光量を調整する光量調整部を更に有し、
   前記基板の複数のショット領域のうち、予め得られた前記基板の面内における光量むらの計測結果から特定される最も暗いショット領域を基準に、前記光量調整部が調整されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記リソグラフィ装置は、前記原版である型を用いて前記基板の上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置である、ことを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記リソグラフィ装置は、前記原版のパターンを、投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置である、ことを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
12. 請求項４から１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用い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加工する工程と、
    を有し、前記加工された基板から物品を製造する、ことを特徴とする物品製造方法。

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