JP5938218B2 - インプリント装置、物品の製造方法およびインプリント方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターンが形成されたパターン領域を有する型を基板の上の樹脂に接触させて該パターンを該樹脂に転写するインプリント装置、それを用いて物品を製造する製造方法、および、インプリント方法に関する。

近年、半導体デバイスに対する微細化要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術以外に、型（モールド）に形成された微細パターンを基板上の樹脂に転写するインプリント技術が注目されている。インプリント技術は、ナノスケールのパターンの形成に有用であり、ナノインプリント技術とも呼ばれる。インプリント技術の一例として、特許文献１のような光インプリント方式を半導体製造技術に用いる方法がある。この方法では、まず、基板（例えば半導体ウェハ）上に光硬化樹脂（以下、樹脂）を塗布し、この樹脂に所望の微細な凹凸構造が形成された型を押し付け、この状態で樹脂に紫外線を照射することで樹脂を硬化させる。これにより樹脂に型の凹凸構造が転写される。この樹脂をエッチングマスクとしてその下の層をエッチングすることによって当該層を加工することができる。インプリント装置は、フォトリソグラフィタイプの半導体露光装置に比べ、投影光学系などが必要ない分、省スペースであり、またコスト的に優れている。また、型の凹部への樹脂の充填時間の短縮や、樹脂から型を引き離すために要する力の低減のために、型を凸状に変形させ、その中央部付近を基板上の樹脂にまず接触させ、その後に中央部から次第に周辺部に接触領域を拡大する技術が特許文献２に記載されている。

特開２００５−２８６０６２号公報 特表２００９−５１７８８２号公報

インプリント装置では、型と基板とが樹脂を介して物理的に接触するので、型を基板に接触させた際や硬化した樹脂から型を引き離す際に基板に力が加わり、基板が元の位置から移動してしまうことがありうる。基板が元の位置からずれたままで次のショット領域へのインプリント（パターンの転写）動作を行うと、重ね合わせエラーが発生しうる。そこで、ショット領域ごとに基板と型とを位置合わせする、いわゆるダイバイダイアライメントが望まれていた。

インプリント装置では、型と基板をダイレクトに位置合わせすることができる、スルーザモールド（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｍｏｌｄ）検出系（以下、ＴＴＭ検出系）が使用されうる。インプリント装置では、型を通して紫外線を樹脂に照射するように型の上方に照射系が配置され、その照射系を避けるようにＴＴＭ検出系が配置されうる。

型の上方に配置された照射系の付近は、型を保持するインプリントヘッドやそれに接続された駆動ケーブルなどの種々の部品が配置される場所であるので、混み合っている。そこで、ＴＴＭ検出系は、照射系や硬化用の光束との干渉を避けるように配置されなければならず、従来は、照射系の光軸に対して傾けて配置されていた。また、アライメントマークは、硬化用の光の照射領域における周辺部に配置されていた。

一方、型を変形させてその中央部付近を基板に先に接触させる場合において、アライメントマークが型の周辺部に配置されていると、周辺部が樹脂に接触するまでは、アライメント動作が待たされることになる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、型と基板との相対位置の検出を効率化しスループット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、パターン領域と第１マークと第３マークとを有する型を、第２マークと第４マークとを有する基板の上の未硬化樹脂に接触させて、該未硬化樹脂を硬化させることによって樹脂のパターンを形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記型の前記第１マークが形成された部分が前記基板に向けて突出するように前記型を変形させる変形機構と、前記型と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触するように前記型と前記基板との間隔を調整するための駆動機構と、前記駆動機構が前記間隔を小さくする動作を開始した後、前記型の前記部分と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触しているが前記パターン領域の全体は該未硬化樹脂に接触していない段階で、前記第１マークおよび前記第２マークを検出する検出部と、制御部と、を備え、前記検出部は、光電変換素子と、第１結像光学系と、前記光電変換素子と前記第１結像光学系との間に配置された第２結像光学系と、を含み、前記第２結像光学系は、前記第１結像光学系を介して前記基板を照明し、前記基板からの光によって前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間に形成される前記第１マークおよび前記第２マークの中間像を前記光電変換素子に結像させ、前記検出部は、前記第１マークおよび前記第２マークを検出した後、前記第３マークおよび前記第４マークを検出し、前記制御部は、前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御した後、前記検出部による前記第３マークおよび前記第４マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御する。

本発明によれば、型と基板との相対位置の検出を効率化しスループットを向上させるために有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 本発明の第２実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 本発明の第３実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 本発明の第４実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 参考例としてのインプリント装置の構成を示す図。 比較例としてのインプリント装置の構成を示す図。 インプリント装置におけるパターンの形成方法を示す図。 型の構成例を示す図。 パターンの転写手順を例示する図。 本発明の一実施形態におけるアライメントマークの配置および型の変形を示す図。 本発明の一実施形態におけるアライメントマークの配置を示す図。 本発明の一実施形態におけるアライメントマークの配置を示す図。 本発明の一実施形態におけるアライメントマークの配置を示す図。 基板側アライメントマークの配置例を示す図。 基板が基板ステージに対してずれた状態を例示する図。 型を変形させる変形機構の一例を示す図。 型を変形させる変形機構の他の例を示す図。

まず、図６を参照しながら比較例としてのインプリント装置１を説明する。インプリント装置１は、樹脂を硬化させるために使用する照射系２と、基板（例えばウェハ）８を保持する基板ステージ９と、型（モールド）５を保持し駆動するインプリントヘッド４と、ＴＴＭ検出系７と、塗布機構６と、制御部１０とを備えうる。

ＴＴＭ検出系７は、型５に形成された型側アライメントマーク１００と基板８に形成された基板側アライメントマーク１２（図６、図１４）との相対位置を検出することができる。ＴＴＭ検出系７は、その内部に設けられた光源を用いて、型５に形成された型側アライメントマーク１００および基板８に形成された基板側アライメントマーク１２に計測光１１（例えば、可視光または赤外線）を照射する。ＴＴＭ検出系７は、型側アライメントマーク１００および基板側アライメントマーク１２からの反射光を検出する光電変換素子（例えばＣＣＤ）を有し、該光電変換素子からの信号に基づいて型５と基板８との相対位置を検出する。この際に、型側アライメントマーク１００および基板側アライメントマーク１２のフォーカシングによってＺ方向におけるそれらの相対位置の検出も可能である。ＴＴＭ検出系７による検出結果は制御部１０に送られる。制御部１０は、ＴＴＭ検出系７による検出結果に基づいて、基板ステージ９およびインプリントヘッド４の少なくとも一方をＸＹ方向に駆動し、基板８と型５とのＸＹ方向における位置合わせを行う。

ＴＴＭ検出系７による型５と基板８との相対位置の検出では、基板側アライメントマーク１２の上には樹脂が塗布されるので、単色光を使用した場合には干渉縞が発生しうる。そのため、アライメント信号に干渉縞の信号が加算された状態で検出され、精度が低くなりうる。また、紫外線領域の光では、基板側アライメントマーク１２の上に塗布された樹脂を硬化させうる。そこで、ＴＴＭ検出系７の照明光源としては、広帯域で樹脂を硬化させない波長を持つ光が使用されうる。

基板８と型５との位置合わせが終わると、型５のパターン領域に形成されたパターンが基板８の上の樹脂に転写（インプリント）される。インプリントヘッド４は、型５と基板８との間隔を調整するための駆動機構を含み、該駆動機構によって型５を駆動することにより、塗布機構６によって基板８上に塗布された樹脂に対してパターン領域を接触させる。この状態で、樹脂を硬化させるために、照射系２により樹脂に紫外線３が照射される。樹脂が硬化したら、インプリントヘッド４は、樹脂から型５を引き離す。ここで、インプリントヘッド４が型５を駆動する代わりに、基板ステージ９を駆動する駆動機構が基板ステージを駆動することによって型５と基板８との間隔を調整し、基板８上の樹脂と型５のパターン領域とを接触させてもよい。

インプリント装置１におけるパターンの形成方法について図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。型５のパターン領域には、パターン１３が形成されている。まず、図７（ａ）に示すように、塗布機構６が樹脂１４を基板８のショット領域の上に塗布する。次いで、図７（ｂ）に示すように、樹脂１４が塗布された基板８のショット領域が型５の真下に位置するように基板ステージ９が駆動機構によって駆動される。次いで、図７（ｃ）に示すように、型５のパターン領域が基板８のショット領域上の樹脂１４に押し付けられる。そして、その状態で、照射系２により樹脂１４を硬化させるための紫外線１５が樹脂１４に照射され、樹脂が硬化する。次いで、図７（ｄ）に示すように、型５が樹脂１４から引き離される。以上により、型５のパターン領域に形成されたパターン１３が樹脂１４にパターン１６として転写される。このパターン１６は、フォトリソグラフィにおけるレジストパターンに相当する。以上のような処理が、基板８上のすべてのショット領域に対してなされる。

ここで、型５を基板８上の樹脂に接触させる際および型５を樹脂から引き離す際に基板８に力が加わり、図１５に例示するように基板ステージ９に対して基板８の位置がずれてしまうことがありうる。基板８が基板ステージ９に対してずれた状態のままで次のショット領域に対するパターンの転写を行うと、下地パターンとその上に形成するパターンとの重ね合わせ誤差が発生し、デバイスの歩留まり悪化の原因となりうる。そこで、ショット領域上の樹脂へのパターンの転写と該樹脂からの型５の引き離しを行い、次のショット領域上へのパターンの転写の前に、基板８の当該次のショット領域と型５との位置合わせをする必要がある。このような位置合わせは、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。

図８は、型５のより具体的な構成例を示す図である。型５は、パターンの凹部への樹脂の充填時間を短縮すること、および、樹脂からの型５の引き離しに要する力を低減することを目的として、パターン領域を基板に向けて突出するように変形させることができるように構成されうる。型５は、パターンが形成されたパターン領域１２０と、型側アライメントマーク１００とを有する。樹脂にパターンを転写する際は、まず、図９（ａ）に示すように、型５の中央部が基板８に向けて突出するように型５を変形させて、型５の中央部を基板８上の樹脂１４に接触させる。その後、中央部から次第に周辺部まで接触を拡大させて、最終的には図９（ｂ）に示すようにパターン領域１２０の全域を樹脂に接触させる。

ここで、図６に示す比較例としてのインプリント装置１では、ＴＴＭ検出系７が照射系２および紫外線３の光路を避けるように配置されている。したがって、型５のパターン領域１２０の周辺部が樹脂１４と接触した図９（ｂ）の状態となるまでは、型側アライメントマーク１００と基板側アライメントマーク１２との相対位置の検出ができない。

そこで、以下に示す本発明の実施形態では、図１０に例示するように、型５と樹脂１４とが部分的に接触し始める部分に型側アライメントマーク（第１マーク）１１０が配置される。これに応じて、基板側アライメントマーク（第２マーク）１２は、型側アライメントマークの位置に対応するように配置される。これにより、型５と基板８上の樹脂１４とが部分的に接触し始めるタイミングからアライメントマークを観察することが可能になる。更に、以下に示す本発明の実施形態では、そのようなアライメントマークの観察に有利なようにＴＴＭ検出系の配置が工夫されている。

図１１に本発明の一実施形態の型５が示されている。図１１に示す例では、型５は、４チップ分のパターン領域１２０を有し、１回の転写動作で、４つのチップ領域のパターンが基板上の樹脂に転写される。型５の中央部は、チップとチップの隙間（スクライブ領域）となっている。よって、型５の中央部に型側アライメントマーク１１０を配置しても、パターン領域１２０に影響を及ぼすことがない。なお、符号２００で示す領域は、型５が変形しやすいように厚みが薄くなっている部分である。

樹脂に対して接触を開始する部分である中央部に型側アライメントマーク（第１マーク）１１０を配置することにより、型５と基板８との間隔を小さくする動作（狭める動作）を開始した後、早いタイミングで基板８と型５との相対位置を検出することができる。即ち、前記間隔を小さくする動作が開始された後、型５の中央部と基板８の上の樹脂とが接触しているがパターン領域１２０の全体は樹脂に接触していない段階で、基板８と型５との相対位置を検出することができる。これにより、基板８と型５との位置合わせを開始するタイミングを早くし、スループットを向上させることができる。しかも、型５と樹脂１４とが接触している部分の面積が小さいうちに基板８と型５の位置合わせを行うことができるので、基板８と型５の位置合わせに要する力が小さく、基板８や型５の位置ずれを防止するために有利である。なお、図１１に示す例では、樹脂に接触を開始する部分（型側アライメントマークが配置される部分）が型５の中央部であるが、当該部分は他の場所（例えば、周辺部の一部（例えば角部分）であってもよい。

図１６には、型５の型側アライメントマーク（第１マーク）が形成された部分が基板８に向けて突出するように型５を変形させる変形機構の一例が示されている。図１６に示す変形機構６０は、型５に対して圧縮力Ｄを作用させる。この作用により、型５の周辺部の下部には、外側方向に向いた力Ｅが作用する。これによって型５の中央部、即ち型側アライメントマーク（第１マーク）が形成された部分が基板に向けて突出するように型５を変形させる力Ｆが型５に加わる。

図１７には、型５の型側アライメントマーク（第１マーク）が形成された部分が基板８に向けて突出するように型５を変形させる変形機構の他の例が示されている。図１７に示す変形機構７０は、型５の背面側（パターンが形成された面とは反対側）に密閉空間７２を構成する部材７４と、密閉空間７２の圧力を調整する圧力調整部７６とを含む。圧力調整部７６が密閉空間７２の圧力を外部空間よりも高くすることによって、型５の中央部、即ち型側アライメントマーク（第１マーク）が形成された部分が基板に向けて突出するように型５を変形させることができる。

以下、図１を参照しながら本発明の第１実施形態のインプリント装置１７について説明する。なお、以下で言及しない事項は、図６を参照しながら説明した比較例に従いうる。インプリント装置１７は、パターンが形成されたパターン領域と型側アライメントマーク（第１マーク）とを有する型５を基板側アライメントマーク（第２マーク）１２を有する基板上に供給された樹脂に接触させて該パターンを該樹脂に転写する。インプリント装置１７は、樹脂を硬化させるための照射系２０と、基板８を保持する基板ステージ９と、型５を保持し駆動するインプリントヘッド４と、ＴＴＭ検出系（検出部）３００と、塗布機構６と、制御部１０とを備えうる。

ＴＴＭ検出系３００は、光電変換素子（例えばＣＣＤ）４６と、リレー光学系１８（第１結像光学系）と、光電変換素子４６とリレー光学系１８との間に配置された照明結像系１９（第２結像光学系）とを含む。照明結像系１９は、リレー光学系１８を介して基板８を照明する。照明結像系１９はまた、基板８からの光によってリレー光学系１８と照明結像系１９との間の中間結像面４７に形成される型側アライメントマーク１１０および基板側アライメントマーク１２の中間像を光電変換素子４６に結像させる。中間結像面４７は、基板８の表面および光電変換素子４６の受光面と共役な面である。リレー光学系１８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１８は、例えば、２つのレンズ４９を含みうるが、これに限定されない。リレー光学系１８は、テレセントリック光学系であることが好ましい。

照明結像系１９は、リレー光学系１８の上方に配置されうる。照明結像系１９から出射された計測光１１は、リレー光学系１８を通過し、型５および基板８に照射される。リレー光学系１８は、型５および基板８からの反射光によって型側アライメントマーク１１０および基板側アライメントマーク１２の中間像を中間結像面４７に形成する。照明結像系１９は、中間結像面４７に形成された型側アライメントマーク１１０および基板側アライメントマーク１２の中間像を光電変換素子４６の受光面に再結像させる。光電変換素子４６から出力される信号を処理することによって型側アライメントマーク１１０と基板側アライメントマーク１２との相対位置、即ち型５と基板８との相対位置が検出される。制御部１０は、ＴＴＭ検出系３００による検出結果に基づいて型５と基板８とを位置合わせするように基板ステージ９の位置を制御する。

ＴＴＭ検出系３００の基板８の表面における光軸は、図１に例示される構成のように、基板８の表面に垂直であることが好ましい。ＴＴＭ検出系３００は、インプリントヘッド４および／または基板ステージ９の駆動機構が型５と基板８との間隔を小さくする動作と並行して型５と基板８との相対位置を計測するように構成されうる。制御部１０は、インプリントヘッド４および／または基板ステージ９の駆動機構が型５と基板８との間隔を小さくする動作と並行して型５と基板８との相対的な位置決めがなされるように基板ステージ９の位置決めを制御しうる。

樹脂を硬化するための光を樹脂に照射する照射系２０は、型５の真上ではなく、図１に例示されるように、その光軸が計測光１１の光軸に対して傾けて配置されうる。照射系２０からの紫外線３は、リレー光学系１８を通ることなく、型５を透過して樹脂に入射しうる。ただし、照射系２０の配置は、これに限定されず、その光軸がＴＴＭ検出系３００の光軸に平行に配置されてもよい。

第１実施形態のインプリント装置１７は、図１６、図１７に例示されたような変形機構を備えていて、該変形機構によって型５の型側アライメントマーク（第１マーク）１１０が形成された部分である中央部が基板８に向けて突出するように型５を変形させる。ＴＴＭ検出系３００は、型５と基板８との間隔を小さくする動作を開始された後、型５の前記部分と基板８の上の樹脂とが接触しているが型５のパターン領域の全体は該樹脂に接触していない段階で、型５と基板８との相対位置を検出する。型５と基板８との間隔を小さくする動作は、インプリントヘッド４および／または基板ステージ９の駆動機構によってなされる。型５と基板８との相対位置の検出は、型側アライメントマーク（第１マーク）１１０と基板側アライメントマーク（第２マーク）１２の像を光電変換素子４６によって検出しそれを処理することによってなされうる。なお、図１に示す例では、樹脂に接触を開始する部分が型５の中央部であり、該中央部に型側アライメントマーク（第１マーク）１１０が配置されているが、当該部分は他の場所（例えば、周辺部の一部（例えば角部分）であってもよい。

以下、図２を参照しながら本発明の第２実施形態のインプリント装置２１について説明する。なお、以下で言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、ＴＴＭ検出系３００は、光電変換素子（例えばＣＣＤ）４６と、リレー光学系２３（第１結像光学系）と、光電変換素子４６とリレー光学系２３との間に配置された照明結像系１９（第２結像光学系）とを含む。リレー光学系２３は、ビームスプリッター２２を含む。照明結像系１９は、リレー光学系２３を介して基板８を照明する。照明結像系１９はまた、基板８からの光によってリレー光学系２３と照明結像系１９との間の中間結像面４７に形成される型側アライメントマーク１１０および基板側アライメントマーク１２の中間像を光電変換素子４６に結像させる。

照射系２４から出射された紫外線３は、レンズ４８を通ってリレー光学系２３内のビームスプリッター２２に入射し、ビームスプリッター２２で反射された後に型５を透過し、基板８上の樹脂に入射する。なお、図２では、簡単化のために、ビームスプリッター２２内での光線の屈折を示されていないが、実際にはビームスプリッター２２に垂直に入射するリレー光学系２３の軸上光線以外は、ビームスプリッター２２を透過する際にわずかにシフトする。第２実施形態では、基板の表面においてＴＴＭ検出系３００の光軸と照射系２４の光軸とが平行になっている。

以下、図３を参照しながら本発明の第３実施形態のインプリント装置２５について説明する。なお、以下で言及しない事項は、上記の各実施形態に従いうる。第３実施形態では、ＴＴＭ検出系３００は、光電変換素子（例えばＣＣＤ）４６と、リレー光学系２３と、光電変換素子４６とリレー光学系２３との間に配置された照明結像系１９とを含む。リレー光学系２３は、ビームスプリッター２６を含む。照明結像系１９は、リレー光学系２３を介して基板８を照明する。照明結像系１９はまた、基板８からの光によってリレー光学系２３と照明結像系１９との間の中間結像面４７に形成される型側アライメントマーク１１０および基板側アライメントマーク１２の中間像を光電変換素子４６に結像させる。ここで、ＴＴＭ検出系３００の光軸は、ビームスプリッター２６によって曲げられている。照射系２４から出射された紫外線３は、リレー光学系２３のレンズ５０およびビームスプリッター２６を透過し、更に型５を透過して基板８上の樹脂に入射する。

ビームスプリッター２６は、照明結像系１９からの光を完全反射させ照射系２４からの光を完全透過させることが好ましいが、例えば、照明結像系１９からの光の９０パーセントを反射し、照射系２４からの光の１０パーセントを透過させるようのものでもよい。もちろん、ビームスプリッター２６の反射と透過の比は、９：１ではなく、例えば、８：２、７：３などでもよい。

図２、図３に示す第２、第３実施形態の構成は、基板の表面におけるＴＴＭ検出系３００および照射系２４の光軸を基板８の表面に垂直にしつつＴＴＭ検出系３００および照射系２４の双方を型５の上方に配置するために有利である。ここで、ＴＴＭ検出系３００の光軸を基板８の表面において基板８の表面に垂直にすることは、ＴＴＭ検出系３００のＮＡ（開口数）を大きくするために有利である。また、照射系２４の光軸を基板８の表面において基板８の表面に垂直にすることは、基板８のショット領域に対する光の均一な照射に有利である。

以下、図４を参照しながら本発明の第４実施形態のインプリント装置３１について説明する。なお、以下で言及しない事項は、上記の各実施形態に従いうる。第４実施形態のインプリント装置３１は、複数のＴＴＭ検出系（第２結像光学系）を備えている。例えば、ダイバイダイアライメントにおいてショット領域の複数個所を計測するために、複数のＴＴＭ検出系を備えることが有利である。１系統のみのＴＴＭ検出系を有するインプリント装置においても、基板ステージまたはＴＴＭ検出系の駆動によってショット領域の複数個所を順次に観察することはできるが、検出に要する時間が長い点と、駆動によって誤差が発生しうる点で不利である。

第４実施形態では、複数系統のＴＴＭ検出系の一例として、５系統のＴＴＭ検出系が型５の上方に配置されている。図４では、作図上の都合によって、３系統のＴＴＭ検出系しか描かれていないが、型５の４箇所の角部分の型側アライメントマーク（第３マーク）１５０（図１２参照）を検出するＴＴＭ検出系３３が配置されている。基板８にも、型側アライメントマーク（第３マーク）１５０に対応する基板側アライメントマーク（第４マーク）が配置される。これにより、型側アライメントマーク１１０と基板側アライメントマーク１２との組のほか、型側アライメントマーク１５０とそれに対応する基板側アライメントマークとの組を使って型５と基板８との相対位置を検出することができる。ここで、図１２に例示される型側アライメントマーク（第３マーク）１５０は、型側アライメントマーク（第１マーク）１１０が樹脂に接触した後に該樹脂に接触するマークである。

図１２に例示されるような追加的なアライメントマークの個数や位置は、図１２の例に限られるものではなく、取得したい成分（例えば、シフト成分、倍率成分、回転成分、台形成分、弓なり成分など）に応じて決定されうる。

図４に示す例では、型５の上方にリレー光学系１８が配置され、その上方に、型５が樹脂との接触を開始する中央部を観察するための１つのＴＴＭ検出系３２と、周辺部を観察するための４つのＴＴＭ検出系３３とが配置されている。このように複数のＴＴＭ検出系を設けることにより、型５と基板８との相対位置をより高精度に検出することができる。リレー光学系１８は、テレセントリック光学系であることが好ましい。

また、図１３に例示するように、型５が樹脂に接触し始める領域内に複数の型側アライメントマーク１００を設けるとともに、基板８にも対応する基板側アライメントマークを設けて、これらを１つのＴＴＭ検出系３２で観察してもよい。この場合、ＴＴＭ検出系３２の視野は、複数の型側および基板側アライメントマークを同時に観察できるように設計されうる。

図５に参考例としてのインプリント装置２７が示されている。インプリント装置２７では、リレー光学系が省略され、ＴＴＭ検出系は、光電変換素子４６と、照明結像系１９とで構成されている。

以下、上記のインプリント装置を用いて物品を製造する方法を説明する。この製造方法は、上記のインプリント装置を用いて樹脂のパターンを基板に形成する工程と、前記パターンが形成された基板を加工（例えばエッチング）する工程とを含む。物品は、例えば、半導体デバイス、液晶表示デバイス、マイクロマシーン等のデバイスでありうる。

Claims (10)

1. パターン領域と第１マークと第３マークとを有する型を、第２マークと第４マークとを有する基板の上の未硬化樹脂に接触させて、該未硬化樹脂を硬化させることによって樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記型の前記第１マークが形成された部分が前記基板に向けて突出するように前記型を変形させる変形機構と、
   前記型と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触するように前記型と前記基板との間隔を調整するための駆動機構と、
   前記駆動機構が前記間隔を小さくする動作を開始した後、前記型の前記部分と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触しているが前記パターン領域の全体は該未硬化樹脂に接触していない段階で、前記第１マークおよび前記第２マークを検出する検出部と、
   制御部と、を備え、
   前記検出部は、光電変換素子と、第１結像光学系と、前記光電変換素子と前記第１結像光学系との間に配置された第２結像光学系と、を含み、前記第２結像光学系は、前記第１結像光学系を介して前記基板を照明し、前記基板からの光によって前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間に形成される前記第１マークおよび前記第２マークの中間像を前記光電変換素子に結像させ、
   前記検出部は、前記第１マークおよび前記第２マークを検出した後、前記第３マークおよび前記第４マークを検出し、
   前記制御部は、前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御した後、前記検出部による前記第３マークおよび前記第４マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御する
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記検出部の前記基板の表面における光軸は、前記表面に垂直である、
   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. 前記検出部は、前記駆動機構が前記間隔を小さくする動作と並行して前記第１マークと前記第２マークを使って前記型と前記基板との相対位置を計測する、
   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. 前記駆動機構が前記間隔を小さくする動作と並行して前記型と前記基板との相対的な位置決めがなされる、
   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. 前記検出部は、前記第１マークおよび前記第２マークを検出する光電変換素子と、前記第３マークおよび前記第４マークを検出する光電変換素子とを備える
   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. 前記第３マークと前記第４マークとの組が複数構成されるように、前記型は複数の前記第３マークを有し、前記基板は複数の前記第４マークを有し、
   前記制御部は、
   前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御し、
   前記検出部によって前記第３マークおよび前記第４マークの複数組について得られた複数の検出結果を使って前記型と前記基板の位置合わせに用いられる倍率成分、回転成分、台形成分、弓なり成分の少なくとも一つの成分を計測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. パターン領域と第１マークとを有する型を、第２マークを有する基板の上の未硬化樹脂に接触させて、該未硬化樹脂を硬化させることによって樹脂のパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記型の前記第１マークが形成された部分が前記基板に向けて突出するように前記型を変形させる変形機構と、
   前記型と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触するように前記型と前記基板との間隔を調整するための駆動機構と、
   前記駆動機構が前記間隔を小さくする動作を開始した後、前記型の前記部分と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触しているが前記パターン領域の全体は該未硬化樹脂に接触していない段階で、前記第１マークおよび前記第２マークを検出する検出部と、を備え、
   前記検出部は、
   光電変換素子と、
   第１結像光学系と、
   前記第１マークと前記第２マークからの光を、前記第１結像光学系を介して前記光電変換素子に導く第２結像光学系と、を含み、
   前記第１結像光学系による前記基板の表面の結像面が前記第１結像光学系と前記第２結像光学系の間にあり、
   前記第２結像光学系は前記結像面に沿って移動可能であることを特徴とするインプリント装置。
8. 物品を製造する製造方法であって、
   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を使って基板にパターンを形成する工程
   を含むことを特徴とする製造方法。
9. パターン領域と第１マークと第３マークを有する型を、第２マークと第４マークを有する基板の上の未硬化樹脂に接触させて、該未硬化樹脂を硬化させることによって樹脂のパターンを形成するインプリント方法であって、
   前記第１マークが形成された部分が前記基板に向かって突出するように前記型を変形させる工程と、
   前記型と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触するように前記型と前記基板との間隔を小さくする工程と、
   前記間隔を小さくする動作を開始した後、前記型の前記部分と前記基板の上の未硬化樹脂とが接触しているが前記パターン領域の全体は該未硬化樹脂に接触していない段階で、前記第１マークおよび前記第２マークを検出部によって検出する工程と、
   前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御する工程と、
   前記第１マークおよび前記第２マークが前記検出部によって検出された後、前記第３マークおよび前記第４マークを前記検出部によって検出する工程と、
   前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置が制御された後、前記検出部による前記第３マークおよび前記第４マークの検出結果を使って前記型と前記基板の相対位置を制御する工程と、を有し、
   前記検出部による前記第１マークおよび前記第２マークの検出では、前記検出部に含まれる結像光学系が前記基板を照明し、前記結像光学系が前記基板からの光を前記検出部に含まれる光電変換素子に結像させた前記第１マークおよび前記第２マークが前記光電変換素子によって検出され、 ことを特徴とするインプリント方法。
10. 前記検出部による前記第３マークおよび前記第４マークの検出では、前記結像光学系が前記基板を照明し、前記結像光学系が前記基板からの光を前記光電変換素子に結像させた前記第３マークおよび前記第４マークが前記光電変換素子によって検出される、
    ことを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。