JP5930699B2 - インプリント装置、インプリント方法およびデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上のインプリント材に型を用いてパターンを転写するインプリント装置、インプリント方法およびデバイス製造方法に関する。

インプリント技術は、基板（以下、ウエハと呼ぶ）にインプリント材（以下、樹脂と呼ぶ）を供給し、型（以下、モールドと呼ぶ）に形成されたパターンと樹脂とを接触させた状態で樹脂を硬化させることで基板上にパターンを形成する技術である。特許文献１には、このようなインプリント技術によってパターンを形成するインプリント装置が開示されている。

インプリント装置において、ウエハに予め形成されたパターン（ショット）とモールドとの位置合わせはダイバイダイアライメント方式を採用していた。ダイバイダイアライメント方式では、ウエハに形成されたマークとモールドに形成されたマークとを、モールドを介し、ＴＴＭ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅＭｏｌｄ）スコープを用いて観察する。ウエハとモールドとに形成されたマークを観察し両者のずれ量を計測して補正する。

これに対し、従来の光露光装置ではグローバルアライメント方式が主流である。グローバルアライメント方式は、代表的な数ショットに形成されたマークの座標を計測し、計測結果を統計処理して、ショットの座標を決めるためのグローバル補正値を求める。そして、求めたグローバル補正値を基にウエハに形成されたショットの位置合わせをする。

グローバルアライメント方式では、ウエハを保持するウエハステージの位置を基準としてウエハ上のショットの並びを計測する。そのため、ウエハステージには、高い位置決め精度が要求される。このため、従来の光露光による露光装置においては、ウエハステージの位置計測に、高精度の干渉計と平坦度の高いバーミラーとを用いて位置の計測を行っている。

また、モールドを保持する機構（以下、インプリントヘッドと呼ぶ）の位置がメカニカルな位置ずれをおこしてしまうと、正しい位置にインプリントすることができず、重ね合わせの精度が低下してしまう。特許文献２には、インプリントヘッドとウエハステージとの位置を共通の基準から計測し、両者の相対位置を計測するセンサを有するインプリント装置が開示されている。インプリントヘッドのメカニカルな位置ずれは、このセンサにより計測され、その分だけ、ウエハステージ側で補正駆動をすることで、重ね合わせの精度の低下を軽減するものである。

インプリントヘッドは、高さ方向（Ｚ方向）に移動することで、モールドのパターンとウエハに供給された樹脂とを接触させることができる。しかし、ウエハ表面の凹凸により、パターンを転写する領域内にウエハステージ面に対して傾斜成分がある場合がある。この対策として、インプリントヘッドは倣い機構を持っている。インプリントヘッドが、ウエハ表面に倣うことで表面の傾斜にモールドを合わせることができる。

特許第４１８５９４１号公報 特開２００６−１６５３７１号公報

インプリントヘッドが傾いても、モールドの位置（ｘ、ｙ座標）を計測すれば、モールドの位置決めに支障はない。

しかし、例えばモールドの厚さの制約等により、モールドの位置を直接計測するのが困難である場合がある。その場合、モールドを保持するインプリントヘッドの位置を計測すればよい。そのようにインプリントヘッドの位置を計測する場合、インプリントヘッドが傾斜すると、計測されたインプリントヘッドの位置とモールドの位置との間に誤差が生じる。このような誤差はアッベ誤差と呼ばれる。

モールドの位置の計測誤差は、ウエハステージの位置決め誤差、さらにオーバーレイ誤差になる。よって、この誤差を低減する必要がある。

そこで本発明は、基板および型の少なくとも一方の位置決めに有利な技術を提供することを目的とする。

本発明は、基板上のインプリント材に型を用いてパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記型を保持し、前記インプリント材に前記型を接触させるように第１方向に移動可能で且つ該第１方向に直交する面に対して前記型を傾けることが可能な型保持部と、前記型保持部の前記第１方向における位置を検出する第１検出部と、前記型保持部の前記第１方向に直交する第２方向における位置を検出する第２検出部と、前記型保持部の傾きを検出する傾き検出部と、前記基板保持部の前記第２方向における位置を検出する位置検出部と、前記基板保持部を前記第２方向に移動させる駆動部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記型保持部の前記第２方向における位置を前記第１方向における複数の位置で検出する場合に前記第２検出部の検出結果に生じる前記第１方向における位置毎のアッベ誤差を補正するための補正情報を保持し、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果と前記傾き検出部の検出結果と前記位置検出部の検出結果と前記補正情報とに基づいて、前記駆動部を制御することにより前記基板保持部の前記第２方向における位置を制御することを特徴とするインプリント装置。

本発明により、基板および型の少なくとも一方の位置決めに有利な技術を提供することができる。

第１実施形態のインプリント装置の構成を示す図である。 第１実施形態のインプリント装置のセンサの配置を示す図である。 インプリントヘッドの傾斜によってウエハステージが移動する様子を示す図である。 第１実施形態における、アッベ誤差計測を示す図である。 第１実施形態における、アッベ誤差計測の計測結果から、係数を求めることを説明する図である。 第１実施形態における、インプリントヘッドのＺ位置と係数の関係を示す図である。 第２実施形態および第３実施形態における、ＴＴＭスコープによってダイバイダイアライメントを行う様子を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１を用いて第１実施形態のインプリント装置について説明する。

図１はインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、被処理体である基板上に供給されたインプリント材に、原版としての型に形成された凹凸パターンを転写する装置である。インプリント装置１は照射系ユニット２と、インプリントヘッド４、ウエハステージ６（基板ステージ）、塗布機構７、支柱８、制御部９、ＴＴＭスコープ１３、ＯＡスコープ１４を備える。図１を含む以下の図において、型とインプリント材とを接触させるためにインプリントヘッドが駆動する方向にＺ軸を、Ｚ軸に直交しかつ互いに直交する方向にそれぞれＸ軸とＹ軸とを図１のようにとる。

照射系ユニット２は基板に供給されたインプリント材を硬化させるために、モールド３に対して光１０を照射する照射手段である。この照射系ユニット２は、光源と、該光源から射出された光をインプリントに適切な光に調整するための光学素子とを備えている。

インプリントヘッド４は、型としてのモールド３を保持するための型保持部である。モールド３は、基板としてのウエハ５に対する面に所定の凹凸状のパターン（例えば、回路パターン等）が形成されている。インプリントヘッド４には、モールド３に圧力を加えることにより、モールド３に形成されたパターンの形状を補正する補正機構１１と、真空吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールドチャック１２を備える。

ウエハステージ６は、ウエハ５を保持するための基板保持部である。図１に示すようにウエハステージ６はモールドチャック１２と対向している。ウエハステージ６には真空吸着力や静電力によりウエハ５を引きつけて保持する基板チャック（不図示）を備える。ウエハステージ６は、不図示の駆動機構（駆動部）により駆動されて、ウエハ５を保持した状態でＸＹ平面内を移動する。

塗布機構７は、ウエハ５にインプリント材としての樹脂１８を供給する供給装置である。塗布機構７は、樹脂１８を供給するためのノズルを備えている。樹脂１８は、照射系ユニット２から照射された光１０により硬化する光硬化樹脂である。塗布機構７は、インプリント装置１の内部に備えていなくてもよく、インプリント装置１の外部でもよい。ウエハ５に樹脂１８を供給する方法としては、インプリント直前にショット毎に樹脂を塗布する方法と、あらかじめウエハ全体に樹脂を塗布しておく方法とがある。

支柱８には、ウエハステージ６の位置を計測するセンサ１５とインプリントヘッド４の位置を計測するセンサ１６とが取り付けられている。

制御部９は、インプリント装置１の動作を制御する制御機構であり、インプリント装置１の各ユニットと回線により接続されている。また、制御部９はインプリント装置に設けられた各種センサの計測値を取得することができる。制御部９は記憶手段を備えており後述の補正量を保存しておくことができ、また、不図示のコンピュータ、又はシーケンサなどを備えている。例えば、本実施形態の制御部９は、ＴＴＭスコープ１３で計測されたウエハ５のショットとモールド３との間の位置ずれ量、又は、ＯＡスコープ１４を用いて計測されたウエハ５のショットの座標を基に、ショットとモールド３との間のアライメントを制御する。当該アライメントにあたっては、補正機構１１及びウエハステージ６の動作を制御すればよい。制御部９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。

ＴＴＭスコープ１３は、ウエハ５に形成されたアライメントマークと、モールド３に形成されたアライメントマークとを検出する。ＴＴＭスコープ１３は、アライメントマークを検出するための光学系と撮像系とを有するアライメントスコープである。ＴＴＭスコープ１３は、ウエハ５上のショットとモールド３とのＸ方向及びＹ方向のずれ量を計測することができる。

ＯＡスコープ１４は、モールド３から離れた位置でウエハ５に形成されたマークを検出することで、ショットの位置を示す座標Ｘ及びＹを計測することができる。ＯＡスコープ１４は、ＴＴＭスコープ１３と比べて配置スペースの制約が少ないことから、マークの検出に用いる光の波長等の検出条件を切り替える機能（プロセス対応機能）を多く備えうる。また、ＯＡスコープ１４を用いて、グローバルアライメント計測を行うことができる。ウエハ５上の複数のサンプルショットのマークの位置（ずれ）を検出することでウエハのショット配列（各ショットの位置）を求めることができる。

第１実施形態のインプリント装置で行われる光硬化法によるインプリントの方法について説明する。まず、基板上のパターン形成領域（ショット）に樹脂を供給する。樹脂はインプリント装置に備えられた塗布機構７（ディスペンサ）によってショットに塗布される。

次に、モールド３のパターン形状を補正する補正機構１１によりモールド３の形状補正を行う。インプリントヘッド４は、インプリントヘッドを移動させるための不図示のインプリントヘッド駆動機構を備える。ウエハ５とモールド３との間隔を小さくすることで、インプリント材とモールドに形成されたパターンとを接触させる（押印）。ここでは、インプリントヘッドをＺ軸方向に降下させることで、基板上のインプリント材とモールドのパターンとを接触させる。

モールド３のパターンに樹脂１８が充填した後、モールドと樹脂とを接触させた状態で、照射系ユニット２から光１０（紫外線）を照射して樹脂を硬化させる。

この後、インプリントヘッド４をＺ軸方向へ駆動し（Ｚ軸方向へ上昇させる）、硬化したインプリント材からモールドの離型（インプリント材とモールドの間隔を広げる）を行う。これにより、基板上のインプリント材にモールドのパターンを形成（転写）することができる。この一連の動作を、ウエハ５上の全ショットに対して行う。ここで、モールドとウエハ（ショット）との位置合わせは、インプリントヘッドの位置（Ｘ、Ｙ座標）を計測して行う。位置合わせについての詳細な説明は後述する。

なお、押印動作及び離型動作は、上記のようにインプリントヘッド４をＺ軸方向に動かしてもよいが、ウエハステージ６をＺ軸方向に動かしても良い。

モールド３とウエハ５との位置合わせには、ダイバイダイアライメント方式を用いても、グローバルアライメント方式を用いても良い。ダイバイダイアライメント方式では、対象とするショットに関して形成されたマークまたはその光学像の特性によっては、正しく位置合わせできない場合がある。一方、グローバルアライメント方式では、サンプルショットを選択することにより、プロセス要因による異常なマークまたは光学像の影響を回避できるため、重ね合わせ精度が改善されうる。グローバルアライメントの場合、サンプルショットでのマーク検出を介してウエハ上の各ショットの位置が予め計測され、ダイバイダイ計測なしに、ウエハステージを移動してショットの位置決めがされる。

このとき、ＯＡスコープ１４と、モールド３の位置との関係を保証する必要がある。そのために、ベースライン計測を行う。ベースラインは、ウエハに形成されたマークを、ＴＴＭスコープ１３とＯＡスコープ１４との両方で検出することで求めることができる。このベースライン計測を適時に行うことで、ＯＡスコープ１４を利用したグローバルアライメントの精度を保証することができる。

図２は、インプリントヘッド４とウエハステージ６とに着目した概略図を示す。図２では、説明を簡易にするため図１で説明した補正機構１１やモールドチャック１２を省略してインプリントヘッド４として簡略化した図面である。

ウエハステージ６は、高精度な位置制御を必要としている。そのため、ウエハステージ６はセンサ１５（ステージ位置検出部）を用いた位置の計測が行われる。例えば、センサ１５としてレーザ干渉計と、ウエハステージに備えられた平坦度の高いミラー２３とを用いてウエハステージ６の位置を計測する。計測された位置の情報は、不図示の制御部に入力され、目標位置からのずれを求める。そして、不図示のリニアモータ等の駆動機構の駆動によって、ウエハステージ６は目標の位置に移動する。上述のグローバルアライメント方式により求めたショット位置の情報に基づいて、インプリントヘッドに保持されたモールド３の下にショット１７が来るように、ウエハステージ６が移動する。

グローバルアライメント方式では、ウエハ上のショットの配列を求めた後は、ウエハステージの位置決め精度でショットとモールドに形成されたパターンとの位置決めを行う。このとき、インプリントヘッド４が位置ずれを起こすと、モールド３の位置も変化してしまい、オーバーレイの精度が低下する原因となる。

そこで、インプリント装置１はインプリントヘッド４の位置を計測するためのセンサ１６（ヘッド位置検出部、第２検出部）を備えている。例えば、センサ１６としてレーザ干渉計と、インプリントヘッド４に備えられた平坦度の高いミラー２４とを用いてインプリントヘッド４の位置を計測する。ミラー２４はインプリントヘッド４の側面に配置または形成されている。レーザ干渉計はミラー２４で反射した光を用いてインプリントヘッド４の移動方向（Ｚ軸、第１方向）に直交する方向（第２方向）の位置を計測する。図２ではインプリントヘッド４のＸ軸方向の位置を計測している。この計測結果をもとに、ウエハステージの位置を微調整して、インプリントヘッドの位置ずれによる重ね合わせ精度の低下を防ぐ。

ウエハ５の表面は、ある程度の凹凸がある。ショットの単位でウエハの表面を観察すると、モールドのパターンが形成されている面に対して傾いている場合がある。このため、インプリントヘッド４は、ウエハ５上の樹脂１８とモールド３との接触を介して、ウエハ５の表面にモールド３の表面が倣う（大局的に平行になる）ように傾動可能である（傾動を許容する機構を含んでいる）。あるいは、予めウエハの表面の傾斜が分かっている場合には、インプリントヘッドをウエハの傾斜に合わせて傾けて、ウエハ上の樹脂１８とモールドとを接触させても良い。その場合、インプリント装置には、インプリントヘッド４を傾けるための駆動機構を持っている。また、インプリントヘッド４（モールド３）の傾き（傾動の角度）を検出するための傾斜センサ２２（傾き検出部）が設けられる。また、Ｘ軸及びＹ軸を回転軸としてインプリントヘッド４を回転させる駆動機構を含む。なお、Ｚ軸を回転軸としてインプリントヘッド４を回転させる駆動機構を含んでいてもよい。

図３を用いてインプリントヘッド４が傾くことで生じるアッベ誤差について説明する。インプリントヘッド４は矢印１９の方向（第１方向）に移動可能で、かつ、第１方向に直交する面に対して傾動可能である。インプリントヘッド４が矢印１９の方向（第１方向）に移動することで、モールド３と樹脂１８とが接触する場合について説明する。モールド３が樹脂１８に接触する際、ショット１７が形成された基板５の傾きにあわせてモールド３が傾く。そのためモールド３を保持するインプリントヘッド４が傾く。

インプリントヘッド４が傾くことで、センサ１６が検出するインプリントヘッド４の位置は、モールド３と樹脂１８との接触前後でアッベ誤差２１による違いが生じる。

例えば図２に示すように、グローバルアライメント方式によって、モールド３に形成されたパターンとショット１７との位置合わせがされている状態であったとする。この状態で、インプリントを行ったものが、図３である。ショット１７の傾斜に合わせ、インプリントヘッド４が傾くことで、モールド３とウエハ５とは密着する。しかし、センサ１６が計測した計測値には、インプリントヘッド４が傾くことで生じるアッベ誤差２１の影響により計測誤差が含まれる。

このように、センサ１６を用いて計測した計測値にはアッベ誤差を含んでいる。そのため、ウエハステージ６はアッベ誤差を考慮して位置を制御しないと、パターンを転写したい位置からずれてしまう恐れがある。なぜならば、アッベ誤差を考慮しないとセンサ１６が計測した計測値に含まれるアッベ誤差２１の分だけ、ウエハステージ６は矢印２０の方向に移動してしまう。

図３のウエハステージ６は点線で示された位置からアッベ誤差２１の大きさだけ矢印２０の方向に移動した様子を示している。移動することによって、パターンを転写したい位置からずれた場所でショット１７に供給された樹脂とモールドとが接触していることが分かる。

そこで、インプリントヘッド４が傾くことにより生じるアッベ誤差を補正し、重ね合わせ誤差を低減するためのインプリント装置について図４を用いて説明する。

まず、インプリント装置のアッベ係数を求める。アッベ係数を求めるタイミングは、装置の出荷時や装置調整時、メンテナンス時等としうる。アッベ係数は装置固有であるので装置毎に求める必要がある。

ウエハステージ６は、ＴＴＭスコープ用のマークが形成されたウエハ５を保持している。インプリントヘッド４は、ＴＴＭスコープ用のマークの形成されたモールド３を保持している。この状態で、ウエハ５に形成されたマークと、モールド３に形成されたマークとを用いて位置合わせを行う。ここではウエハ５に形成されたマークを用いて説明するが、ウエハ５に形成されたマークの代わりに、ウエハステージ６に設けられた基準マークを用いてもよい。ＴＴＭスコープ１３を用いてマークの計測を行えるようにするために、インプリントヘッド４のＺ軸方向の位置を調節して、ウエハ５とモールド３の間隔を調整する。このとき、マークが形成されたモールド３の面と、ウエハ５の面とが平行であることが望ましい。このときのインプリントヘッドのＺ軸方向の位置をＺ０とする。インプリント装置には不図示のヘッド高さ検出部（第１検出部）が備わっており、インプリントヘッド４の高さを測定することができる。

この状態で、インプリントヘッド４を傾斜させる。傾斜させる方向は、Ｘ方向とＹ方向のチルトであり、それぞれの方向でアッベ係数を計測する必要がある。ここでは、インプリントヘッド４を図４のようにＸ方向に傾斜させる場合を説明する。Ｘ方向のチルトはＹ軸を回転軸としたインプリントヘッド４の回転移動を意味し、Ｙ方向のチルトはＸ軸を回転軸としたインプリントヘッド４の回転移動を意味する。インプリントヘッド４を傾斜させる場合、その回転中心によっては、ＴＴＭスコープ１３とインプリントヘッド４の位置を計測するセンサ１６との両方の値が変動することになる。このとき、ウエハステージ６は、アッベ係数を計測するための基準となるため、動かないようにしておく。そのため、センサ１５を用いてウエハステージ６の位置を制御しながらアッベ係数の計測を行う。

インプリントヘッド４の回転中心が、モールド３のパターン面と一致していた場合は、インプリントヘッド４を傾斜させたとしてもＴＴＭスコープ１３を用いたマークの読み値（計測された位置）はほとんど変化しない。ウエハ５のマークとモールド３のマークとは位置合わせされた状態のままである。

しかし、インプリントヘッド４が傾斜すると図４に示すように、インプリントヘッドの位置を計測するセンサ１６の値がアッベ誤差の影響により変化する。インプリント装置には、インプリントヘッド４のＸＹ平面の位置の変化を検出するセンサ１６の他に、インプリントヘッド４の傾斜量を検出する傾斜センサ２２を有している。傾斜センサ２２はインプリントヘッド４のＸ方向及びＹ方向の傾き（角度）を検出することができる。これは、インプリントヘッドのＺ方向の計測センサー（不図示）をＸ軸またはＹ軸に複数配置することで代用することができる。また、インプリントヘッドの位置計測センサ１６をＺ方向に複数配置することでも代用することができる。インプリントヘッドの傾斜量が検出できれば、そのセンサ構成については不問である。ＴＴＭスコープ１３とセンサ１６との両者の計測値が変化した場合は、ＴＴＭスコープ１３での計測値の変化を、センサ１６での計測値の変化に合算する。すなわち、両者の値の変化を加算、もしくは、減算する。加算か減算かは、それぞれのセンサの計測値の符号の取り方に依存する。

インプリントヘッド４の傾斜量を変化させて、センサ１６による計測を行うことで、図５に示すように、インプリントヘッド４の傾斜量（Ｔｘ）と、センサ１６が計測するインプリントヘッド４の位置の変化値（ΔＸ）との関係を示すグラフが得られる。図５に示すグラフの傾きを、アッベ係数（Ｃ）として記憶しておく。ここでは、Ｘ方向にインプリントヘッド４を傾斜させた場合のインプリントヘッド４の位置を計測したため、Ｘ方向のアッベ係数を示している。グラフの横軸は、インプリントヘッド４の傾きとして、Ｙ軸を回転軸とした回転角θ_Ｙ（＝Ｔｘ）を示している。また、縦軸は、インプリントヘッド４の変位量として、Ｘ軸方向の変位量（ΔＸ）を示している。

また、アッベ係数を計測するときに、センサ１６の出力値の変化を相殺するようにウエハステージ６を位置決めする方式をとってもよい。この場合、ＴＴＭスコープ１３の出力値の変化をΔＸとして、アッベ係数を算出することが可能となる。

センサ１６によって計測されるインプリントヘッド４の位置は、インプリントヘッド４の傾斜量が等しくても、インプリントヘッド４の高さ方向の位置により異なる。そのため、アッベ係数はインプリントヘッド４の高さによって異なる。そこで、インプリントヘッド４の高さが異なる複数の位置のそれぞれで、インプリントヘッド４を傾斜させてアッベ係数を求める。

次に、上述した方法で求めたアッベ係数を用いて実際にインプリントを行う際に、アッベ誤差を補正する方法について説明する。具体的には、インプリントヘッド４が傾斜した場合にアッベ係数（アッベ誤差を補正する補正情報）を用いてウエハステージ６の位置を補正する。

本実施形態ではグローバルアライメント方式を用いて求めたショット位置にインプリントを行う場合について説明する。ウエハ表面の傾斜によって、インプリントヘッド４も傾斜させる必要がある。このとき、インプリントヘッド４の第２方向の位置を検出する（第１の検出）センサ１６の検出結果に、アッベ誤差が含まれる。そのため、ウエハステージ６が図３のように誤って追従補正してしまう。

この計測誤差を補正するため、インプリント動作を行っている間に、傾斜センサ２２を用いてインプリントヘッド４（モールド３）の傾き（傾斜量）を検出する（第２の検出）。また、インプリントヘッド４のＺ軸方向の高さ（第１方向における位置）も検出する（第３の検出）。検出された傾斜量（Ｔｘ）と、Ｚ軸方向の高さとによって変化するアッベ係数（Ｃ）を用いて、センサ１６の計測誤差（ΔＸ）を求める。求めた計測誤差の値を用いて、センサ１６の計測値を補正する。

グローバルアライメント方式は、通常ＯＡスコープ１４を用いる。ＯＡスコープ１４の代わりに、ＴＴＭスコープ１３を用いても良い。しかし、ＴＴＭスコープ１３を用いた計測は、モールドとウエハ上の樹脂とが接触していない状態でなされる。

このとき、インプリントヘッドの回転中心は、モールドの下面（パターン面）にあることが望ましい。その場合、インプリントヘッド４のＺ方向の位置によって、モールド下面の位置、すなわち、インプリントヘッド４の回転中心の位置は異なる。一方、ウエハステージ６の位置を検出するセンサ１５とインプリントヘッド４の位置を検出するセンサ１６は支柱８に固定して取り付けられている。このため、インプリントヘッド４の高さによって、傾斜量の変化に対するセンサ１６の出力の変化は異なる。よって、アッベ係数も、インプリントヘッド４の高さによって変化する。

したがって、センサ１６のアッベ誤差は、Ｚ軸方向におけるモールドとセンサとの位置関係によって決まる。センサの位置は、設計上の位置と、組立誤差とによって決まる。

そこで、アッベ係数に基づいてセンサ１６の計測誤差を補正する場合には、インプリントヘッド４のＺ方向の位置を考慮する必要がある。

図６はインプリントヘッド４のＺ方向の位置を考慮したアッベ係数について概念的に示したものである。例えば、センサ１６の出力に対する補正量（ΔＸ）は次の式のように求めることができる。
ΔＸ＝｛Ｃ０＋Ｃ１−（Ｚ−Ｚ０）｝×Ｔｘ ・・・式（１）
ここで、Ｃ０はセンサ１６の設計上の高さ（Ｚ方向の位置）、Ｃ１はセンサ１６の高さの設計値からのずれ量を示す。Ｃ０は、設計値のため固定値となる。また、ＺはインプリントヘッドのＺ方向の位置、Ｚ０はアッベ係数計測時のインプリントヘッドのＺ方向の位置、ＴｘはインプリントヘッドのＸ方向の傾斜量（Ｙ軸まわりの回転量）を示す。ここで、Ｚ方向（第１方向）の基準位置（原点）は、樹脂を硬化させるときのインプリントヘッドの高さとしうるが、それには限定されない。

図６におけるＣｏｅｆは、式（１）における｛｝の中に示す値を示す。
Ｃｏｅｆ＝Ｃ０＋Ｃ１−（Ｚ−Ｚ０） ・・・式（２）
インプリントヘッド４のＺ方向の高さがＺ０の時にアッベ誤差を計測するため、アッベ係数Ｃは、Ｃ０＋Ｃ１の値が計測されることになる。もちろん、Ｃ０は設計値で既知であるため、Ｃ１だけを計測するように、Ｃ０の補正をあらかじめ行った状態で、アッベ係数の計測を行ってもよい。

このように、インプリントヘッド４のＺ方向の高さによって、アッベ誤差を補正することができる。このとき、基準となるＺ０は、アッベ係数（Ｃ）の計測を行ったときのインプリントヘッド４のＺ位置となることに注意が必要である。インプリントヘッド４のＺ方向の高さＺを考慮してアッベ係数を求める（Ｃｏｅｆを得る）ことによって、アッベ誤差の適切な補正をすることができる。また、インプリント装置は、以上の関係（式（１）（２）の情報）を前述の制御部に保存しておき、補正量ΔＸを求めて、センサ１６の検出結果を補正することで、モールドとウエハの位置合わせを行えばよい。

さらに、モールドを交換した時、その厚みの差を考慮してもよい。モールドの厚みが異なれば、モールドの下面とインプリントヘッド４の回転中心とのＺ方向の相対位置（距離）が異なる。よって、モールド厚みまで考慮した式は、以下の通りとなる。
ΔＸ＝｛Ｃ０＋Ｃ１−（Ｚ−Ｚ０）＋（Ｍ−Ｍ０）｝×Ｔｘ ・・・式（３）
ここで、Ｍは現在のモールドの厚み、Ｍ０はインプリントヘッドのＺ方向の高さがＺ０でアッベ係数を計測した際のモールドの厚みを示している。記号が式（１）と同じものについては説明を省略する。

すなわち、アッベ係数の計測時のモールド厚み（Ｍ０）を記憶しておき、モールドを交換したときに、その厚み（Ｍ）との差（Ｍ−Ｍ０）を、式（１）に反映すればよい。このように、モールドの厚みも考慮してアッベ係数を求めることができる。符号は、モールドが厚いときに＋にするのか、薄いときに＋にするのかによって異なるので注意が必要である。モールドの厚みは、あらかじめインプリント装置の外部の計測機で計測してもよいし、装置内にモールドの表面の高さを計測するセンサを構成して、インプリント装置の内部で計測してもよい。

このようにインプリントヘッドの傾き角（Ｔｘ、Ｔｙ）と高さ（Ｚ）とに依存する補正量にしたがって、アッベ誤差（ΔＸ、ΔＹ）を補正する。アッベ誤差を考慮してウエハステージの駆動を補正することで、ウエハステージ６が誤って追従する影響を減らすことができる。このため、グローバルアライメント方式で求めたショットの位置にモールドのパターンを位置合わせすることが可能となり、重ね合わせ誤差を低減することができる。

〔第２実施形態〕
第１実施形態では、グローバルアライメントを用いたインプリント方法について述べた。本実施形態では、ダイバイダイアライメントを用いたインプリント方法について説明する。

図７は、第２実施形態のインプリント装置のインプリントヘッド４とウエハステージ６に着目した概略図を示した図である。図７のように、ダイバイダイアライメント方式の場合は、樹脂１８とモールド３とを接触させる前に、ＴＴＭスコープ１３を用いて、ショット１７とモールド３との位置合わせを行う。ＴＴＭスコープ１３を用いて、ウエハのマークとモールドのマークとを検出し、モールドのマークとウエハのマークとが一致するように位置合わせを行う。位置合わせを行った状態で、モールドと樹脂とを接触させれば、ショット１７にモールドのパターンを重ね合わせることができる。

この場合、インプリントヘッド４のメカ的な位置ずれは、ＴＴＭスコープ１３によって計測可能であるため、第１実施形態のようなインプリントヘッドの位置を計測するセンサ１６は必須ではない。

ところが、図７のように、ウエハ５に傾斜を持っている場合を考える。前述のように、ウエハ全体の傾斜だけでなく、ショット内の局所的な傾斜でも同様に扱うことができる。ウエハに傾斜を持った状態でパターンの転写を行うと、ウエハの傾斜にそって、インプリントヘッド４も傾斜することになる。すると、インプリントヘッドの回転中心の場所によっては、下地のショットとモールドのパターンの位置がずれてしまうことになる。この場合も、位置合わせの誤差が生じる原因となる。

インプリントヘッドの回転中心が、パターン面と大きくずれている場合や、ＴＴＭスコープの計測範囲が狭い場合、インプリントヘッドの傾斜駆動により、モールドのマークが、ＴＴＭスコープの計測可能な範囲（視野）を超えてしまう可能性がある。ＴＴＭスコープはインプリントヘッドが傾斜しても観察する位置は変化しない。そのため、インプリントヘッドの傾斜駆動により、モールドのマークがＴＴＭスコープの視野から外れてしまう恐れがある。

また、モールドのマークとウエハ上のマークとの相対位置が大きく変化してしまうため、ＴＴＭスコープの計測エラーとなり、位置合わせが続けられなくなり、インプリント処理を中断してしまう恐れがある。そこで、本実施形態のように、センサ１６を備え、アッベ誤差に基づく補正を行うことで、相対位置が大きく変化することを低減し、生産性向上に寄与することができる。

ダイバイダイアライメント方式では、ＴＴＭスコープ計測→ウエハステージ位置合わせ駆動→ＴＴＭスコープ計測というループを繰り返すことで位置合わせを行っている。このため、初期のＴＴＭスコープ１３の計測値が大きい（モールドとショットの位置が大きくずれている）ほど、上述の計測と駆動とのループを繰り返す回数が増える傾向がある。ループを繰り返す回数が増えることでインプリント装置のスループットが低下してしまう。

以降は、第１実施形態で説明したものについては、詳細な説明を省略する。本実施形態では、インプリントヘッド４が傾斜することによって生じる、モールド３とショット１７との位置ずれを補正する。

第２実施形態は、ＴＴＭスコープ計測を行う場合、ウエハの傾斜に合わせて、インプリントヘッドを傾斜駆動させる。このとき、インプリントヘッドの回転中心とモールド下面との位置関係により、モールドとウエハ上のショットとの間の相対位置がずれてしまうのは、先の説明の通りである。しかし、上述の第１実施形態で説明したアッベ誤差（ΔＸ）に基づいてインプリントヘッドの位置を補正する方法を用いることで、このずれ量を小さくすることが可能となる。この場合、インプリントヘッドをＸ−Ｙ面内で位置決めする駆動機構を設ければよい。このように、ある程度、モールド３とショット１７の位置が合っている状態から、ＴＴＭスコープ計測を始めることができる。

すなわち、ＴＴＭスコープ計測と、ウエハステージ位置合わせ駆動とを繰り返すループ回数を低減することが可能となる。こうして、スループットを低下せることなく、必要に応じてアッベ誤差を考慮してウエハステージ６の位置を補正する。

そのため、ダイバイダイアライメント方式において、インプリントヘッド４を傾斜させた際に、上述の計測と駆動とを繰り返す回数を低減することができる。このように、第２実施形態のインプリント方法はインプリント装置のスループットの点で有利である。

本実施形態は、ＴＴＭスコープ１３を用いて位置合わせのための計測を行った後に、インプリントヘッド４を傾けて、アッベ誤差の補正を行う場合について説明した。

しかし、本実施形態では、ダイバイダイアライメント方式において、予めウエハ５とモールド３とを互いに平行にした状態で位置合わせのための計測を行っても良い。通常、ＴＴＭスコープ１３を用いた計測においては、モールド３とウエハ５との距離をできるだけ近づけて計測する必要がある。そのため、ウエハ５の傾斜はあらかじめ計測しておき、ＴＴＭスコープ１３を用いた計測を行う時は、モールド３をウエハ５の傾斜に合わせて、できるだけ平行にするのが望ましい。インプリントヘッド４の傾きはインプリント装置に設けられた傾斜センサ２２を用いて検出される。

ウエハ５の傾斜に合わせて、インプリントヘッド４を傾斜させた際に、モールド位置がウエハ上のショット位置に対してずれてしまうことになる。

そこで、インプリントヘッド４を予め傾斜させた場合でも、モールド３とショット１７との位置が大きくずれないように、アッベ誤差を考慮してウエハステージ６の位置を補正する。これにより、ある程度、モールド３とショット１７との位置が合っている状態から、ＴＴＭスコープ計測を始めることができる。

アッベ誤差の計測とステージの補正とについては、第１実施形態に記載した内容を用いることができる。インプリントヘッドの姿勢（傾き角Ｔｘ、Ｔｙ）とアッベ誤差（ΔＸ、ΔＹ）との関係を計測する方法も第１実施形態と同様である。

以上述べたように、ダイバイダイアライメント方式を用いた本実施形態のインプリント装置は、スループット向上や、生産性向上に寄与することができる。

なお、図２、図３、図７では、ウエハ全体が一方向に傾斜している例を示している。ウエハステージ６に傾斜駆動可能な機構を備えていれば、ウエハ全体の傾斜は補正することができる。しかし、ウエハ全体の傾斜を補正しても、ウエハの凹凸によって生じるショットの傾斜は存在する。このショットの傾斜についても図２、図３、図７を用いて説明した方法を同様に適用することができる。そのため、ショット毎に傾斜が異なる場合でも、本発明を用いてアッベ誤差の影響を低減することができる。

上記の何れの実施形態もインプリントヘッドの傾斜（Ｔｘ、Ｔｙ）について述べてきた。また、インプリントヘッドがＸ軸及びＹ軸方向に移動する場合は、Ｚ軸を回転軸としたときの回転（θｚ）によるアッベ誤差（ΔＸ、ΔＹ）も同様の方法で計測・補正することが可能である。

また、種々のキャリブレーションや検査で、ウエハ上のマークを、ＴＴＭスコープ１３を用いて計測したい場合がある。このとき、ウエハ面とモールドのパターン面とを平行にして、ウエハのマークとモールドのマークとを検出したい。そのため、ウエハ面が前述のように傾いていると、インプリントヘッドをウエハ面にあわせて傾斜駆動させる必要がある。その時に、アッベ誤差が生じる恐れがある。そのため、インプリントヘッドが傾くときは本発明によりアッベ誤差に基づきモールドヘッドまたはステージの位置を制御すればよい。ウエハとモールドとの間の位置合わせの誤差を低減してアライメントマークを検出することができる。

上記何れの実施形態も光硬化法を利用したインプリント装置及びインプリント方法について説明した。光１０としては紫外線を用いるのが一般的だが、基板上に供給される樹脂（インプリント材）の種類に応じて光の波長は適宜決めることができる。また、基板としてウエハ５を用いて説明したが、ガラスプレート、フィルム状基板を用いることができる。さらに、本発明は熱を用いてパターンを樹脂に転写する熱サイクル法を用いたインプリント装置にも用いることができる。

［デバイスの製造方法］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを転写（形成）する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された基板をエッチングする工程を含みうる。

なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。

１ インプリント装置
４ インプリントヘッド
６ ウエハステージ（基板ステージ）
９ 制御部
１５ センサ（ウエハステージ検出部）
１６ センサ（インプリントヘッド検出部）

Claims (7)

1. 基板上のインプリント材に型を用いてパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記型を保持し、前記インプリント材に前記型を接触させるように第１方向に移動可能で且つ該第１方向に直交する面に対して前記型を傾けることが可能な型保持部と、
   前記型保持部の前記第１方向における位置を検出する第１検出部と、
   前記型保持部の前記第１方向に直交する第２方向における位置を検出する第２検出部と、
   前記型保持部の傾きを検出する傾き検出部と、
   前記基板保持部の前記第２方向における位置を検出する位置検出部と、
   前記基板保持部を前記第２方向に移動させる駆動部と、
   前記位置検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記型保持部の前記第２方向における位置を前記第１方向における複数の位置で検出する場合に前記第２検出部の検出結果に生じる前記第１方向における位置毎のアッベ誤差を補正するための補正情報を保持し、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果と前記傾き検出部の検出結果と前記位置検出部の検出結果と前記補正情報とに基づいて、前記駆動部を制御することにより前記基板保持部の前記第２方向における位置を制御することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記基板と前記型との位置合わせがなされるように前記駆動部を制御することにより前記基板保持部の前記第２方向における位置を制御する、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. 前記制御部は、前記アッベ誤差を補正するための前記補正情報と前記型保持部の傾きとに基づいて前記第２検出部のアッベ誤差を求め、該アッベ誤差で前記第２検出部の検出結果を補正する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記型保持部の前記第１方向における位置および前記型の厚みに基づく前記アッベ誤差を補正する前記補正情報を保持する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインプリント装置。
5. 基板保持部に保持された基板上のインプリント材に型を接触させるように第１方向に移動可能で且つ該第１方向に直交する面に対して前記型を傾けることが可能な型保持部に保持された前記型を用いて、前記基板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方法であって、
   前記型保持部の前記第１方向に直交する第２方向における位置を検出する第１の検出を行い、
   前記型保持部の傾きを検出する第２の検出を行い、
   前記型保持部の前記第１方向における位置を検出する第３の検出を行い、
   前記型保持部の前記第２方向における位置を前記第１方向における複数の位置で検出する場合に前記第２の検出の結果に生じる前記第１方向における位置毎のアッベ誤差を補正するための補正情報と前記第１乃至第３の検出の結果とに基づいて、前記基板と前記型の位置合わせを行うことを特徴とするインプリント方法。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインプリント装置を用いて基板上のインプリント材にパターンを形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを転写された基板を加工する工程と、
   を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインプリント装置を用いて基板上のインプリント材にパターンを形成する工程、
   を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。

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