JP6304934B2 - インプリント装置および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置および物品の製造方法に関する。

インプリント技術は、磁気記憶媒体や半導体デバイスなどの量産用ナノリソグラフィ技術の１つとして注目されている。インプリント技術は、微細なパターンが形成されたモールドを、基板上に供給された樹脂に押し付け、その状態で樹脂を硬化させる技術である。硬化した樹脂からモールドを剥離することで、基板上にモールドのパターンを転写することができる。

半導体デバイスなどの製造におけるインプリント技術では、一般に、複数のモールドが用いられ、複数のモールドを使って基板上に複数のパターンが重ねて形成される。そのため、このような技術を用いたインプリント装置では、基板上のパターンに対してモールドのパターンを高精度に重ね合わせることが重要であり、モールドの側面における複数箇所を押圧してモールドのパターンの大きさを補正する倍率補正が行われる。しかしながら、モールドの側面における複数箇所はそれぞれ形状が異なるため、全ての箇所において同様に押圧してしまうと、押圧する方向と異なる方向に力が加わることがある。そして、このような力が加わると、モールドのパターンに歪みが発生し、モールドのパターンを基板のパターンに高精度に重ね合わせることが困難になってしまいうる。そこで、モールドの外周領域における複数の箇所を保持する複数の保持部を備え、各保持部を相互に独立して基板面に垂直な方向（Ｚ方向）に駆動することでモールドの形状を基板の形状に従うように補正する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−８０７１４号公報

従来のインプリント装置は、複数の保持部によってモールドの外周領域における複数箇所でモールドが保持されており、各保持部を相互に独立してＺ方向に駆動して重ね合わせ精度を向上させている。しかしながら、従来のインプリント装置では、各保持部がＺ方向（基板面に垂直な方向）にそれぞれ異なる大きさでモールドの各箇所を駆動するため、モールドは複雑に歪んだ形状となってしまう。即ち、モールドの形状を基板の形状に従うように補正することによって重ね合わせ精度は向上するものの、モールドに形成されたパターンの倍率補正が不十分となってしまう。そのため、基板上のパターンにモールドのパターンを高精度に重ね合わせるためには、各保持部によって生じる歪みも効率良く抑制して倍率補正を行う必要がある。更に、モールドに力を加える箇所を増やして高精度に倍率補正を行うことが求められるため、倍率補正する機構を単純化する必要がある。

そこで、本発明は、インプリント装置において、モールドのパターンを精度よく基板に転写す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、モールドを用いて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に係り、前記インプリント装置は、前記モールドの側面に接触する接触面を有する接触部材を含み、前記接触部材を介して前記モールドの側面に力を加え、前記モールドの形状を変更させる変更部と、前記接触面と前記モールドの側面との角度を変えるように前記接触部材の角度を調整する調整部と、を含む。

本発明によれば、インプリント装置において、モールドのパターンを精度よく基板に転写するた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実施形態のモールドを紫外線の照射側から見た平面図である。 第１実施形態における変更部の断面を示す図である。 第１実施形態のインプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。 理想的なモールドの断面を示す図である。 第１実施形態におけるモールドの断面を示す図である。 第１実施形態におけるモールドの断面を示す図である。 第１実施形態における変更部の断面を示す図である。 第２実施形態における変更部の断面を示す図である。 第３実施形態における変更部の断面を示す図である。 第４実施形態における変更部の断面を示す図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし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する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態のインプリント装置１００について、図１を参照して説明する。インプリント装置は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたモールドを基板上の樹脂に押し付けた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを剥離することで基板上にパターンを転写するインプリント処理を行う。第１実施形態のインプリント装置１００は、基板２上の樹脂３に紫外線５を照射する光照射部１０と、モールド１を保持するモールド保持部２０と、基板２を保持する基板ステージ４０と、基板２に樹脂３を塗布する塗布部６とを備える。モールド保持部２０は、ベース定盤５１によって支柱５２を介して支持されたブリッジ定盤５３に固定されており、基板ステージ４０は、ベース定盤５１に固定されている。また、インプリント装置１００は、インプリント処理を統括的に制御する制御部７を備える。ここで、第１実施形態のインプリント装置１００は、紫外線を照射して樹脂を硬化する光硬化法を用いる。また、以下の図において、基板面上で互いに直交する方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向とし、基板面に垂直な方向をＺ方向とする。

モールド１は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板２側の面の一部には、基板２に転写する凹凸のパターン１ａが形成されている。モールド１が保持される面には、パターン１ａが形成された部分の厚みが薄くなるように、円柱状に掘り込まれたキャビティ（凹部）１ｂが形成されている。キャビティ１ｂは、後述するモールドチャック２１の開口領域２１ａに備えられた光透過部材２３によって略密閉された空間４となり、空間４の圧力は不図示の圧力調整装置によって制御される。例えば、モールド１を基板２上の樹脂３に押し付ける際には、空間４の圧力を空間４の外部の圧力よりも高く設定する。このとき、モールド１のパターン１ａは基板２に向かって凸型の形状に変形し、樹脂３に対してパターン１ａをその中心部から接触させることができる。これにより、パターン１ａと樹脂３との間に気体（空気）が閉じ込められることが抑制されるため、パターン１ａの凹凸部分の隅々まで樹脂３が充填され、基板２に転写されたパターンの欠損を防止することができる。なお、キャビティ１ｂの深さは、モールド１の大きさや材料によって適宜設定される。

基板２は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板が用いられる。基板２の上面（被処理面）には、後述する塗布部６によって紫外線硬化樹脂（以下、樹脂３）が塗布され、基板２に塗布された樹脂３にモールド１が押し付けられる。樹脂３にモールド１が押し付けられた状態で樹脂３に紫外線を照射することによって樹脂３が硬化する。その後、硬化した樹脂３からモールド１が剥離される。

光照射部１０は、光源１１と光学素子１２を含み、インプリント処理の際にモールド１を介して基板２上の樹脂３に紫外線５を照射する。光源１１は、基板２に塗布された樹脂３を硬化させる紫外線５を射出し、光学素子１２は、光源１１から射出された紫外線５を折り曲げるミラーで構成される。第１実施形態では、パターン１ａが形成されたモールド１を基板２上の樹脂３に接触させ、この状態で光源１１からの紫外線５を照射して基板２上の樹脂３を硬化させる。ここで、第１実施形態のインプリント装置１００では、光硬化法を採用するため光照射部１０が設置されているが、例えば、熱硬化法を採用する場合には、光照射部１０の代わりに熱硬化性樹脂を硬化するための熱源部を設置してもよい。

モールド保持部２０は、真空吸着力や静電力などによりモールド１を保持するモールドチャック２１と、モールドチャック２１を駆動してモールド１を移動させるモールド駆動部２２とを含む。モールドチャック２１およびモールド駆動部２２には、光照射部１０の光源１１から射出された紫外線５が基板２上の樹脂３に照射されるように、それぞれの中心部（内側）に開口領域２１ａおよび２２ａが形成されている。モールドチャック２１の開口領域２１ａには、紫外線を透過する光透過部材２３が備えられており、光透過部材２３によってモールド１のキャビティ１ｂを略閉空間にすることができる。また、モールド保持部２０は、モールド１の側面に力を加えてモールド１に形成されたパターン１ａの形状を変更する変更部２４を備えている。この変更部２４は、モールド１の側面に力を加えてパターン１ａの形状を変更することによって、基板２に予め形成されているパターンに対するモールド１に形成されたパターン１ａの大きさを補正する倍率補正を行うことができる。

モールド駆動部２２は、例えば、リニアモータまたはエアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド１を基板２上の樹脂３に押し付ける、または当該樹脂３から剥離するようにモールド１をＺ方向に移動させる。ここで、モールド駆動部２２は、高精度にモールド１の位置を制御するため、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されてもよい。また、モールド駆動部２２は、基板面上で互いに直交する方向（Ｘ方向やＹ方向）に駆動、およびθ方向に回転駆動してモールド１の位置を調整する位置調整機能、並びにモールド１の傾きを補正するためのチルト機能などを備えてもよい。なお、第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド１と基板２とを近づけたり離したりする動作はモールド駆動部２２で行っているが、後述する基板ステージ４０によって行ってもよいし、双方で相対的に行ってもよい。

基板ステージ４０は、基板チャック４１とステージ駆動部４２を含み、モールド１を基板２上の樹脂３に押し付ける際に、基板２をＸＹ平面上で移動させてモールド１と基板２との位置合わせを行う。基板チャック４１は、基板２を真空吸着などによって保持するとともに、モールド１を位置合わせする際に使用する基準マーク４３が備えられている。ステージ駆動部４２は、基板チャック４１を機械的に保持してＸＹ平面内で移動可能にする。ステージ駆動部４２は、例えば、リニアモータが用いられ、Ｘ方向およびＹ方向に対して粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系で構成されてもよい。また、ステージ駆動部４２は、Ｚ方向に駆動、およびθ方向に回転駆動して基板２の位置を調整する位置調整機能、並びに基板２の傾きを補正するためのチルト機能などを備えてもよい。

塗布部６は、基板２上に樹脂３（未硬化樹脂）を塗布する。上述したように、第１実施形態で用いられる樹脂３は、紫外線５の照射によって硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程における各種条件によって適宜選択される。また、塗布部６の吐出ノズルから吐出される樹脂３の量は、基板２上の樹脂３に形成される凹凸のパターンにおいて、そのパターンの厚さや、凹凸の密度などによって適宜決定される。

制御部７は、インプリント装置１００の各構成要素における動作や調整などを制御する。制御部７は、例えば、コンピュータなどで構成され、インプリント装置１００の各構成要素に接続される。また、インプリント装置１００は、モールド１と基板２とのアライメントマークの位置ずれを測定するアライメント測定部８と、モールド１と基板２との間の距離を計測する距離計測部９とを備えている。アライメント測定部８は、例えば、ウエハアライメントとして、基板２上に形成されたアライメントマークとモールド１に形成されたアライメントマークとのＸ方向およびＹ方向への位置ずれを測定する。距離計測部９は、例えば、計測用光源から基板２に向けて照射した光がモールド１を通過し、基板２で反射し、再びモールド１を通過することによって干渉した干渉光を、撮像素子によって観察して距離を計測する。

ここで、モールド１の側面に力を加えてモールド１に形成されたパターン１ａの形状を変更する変更部２４について図２および図３を参照して説明する。図２は、モールド１を紫外線５の照射側から見たときの平面図である。モールド１には、一辺に５個ずつ、計２０個の変更部２４が備えられており、図２の変更部２４において矢印で示すように、モールド１の側面から内側に向けて変更部２４によって力が加えられる。このように、モールド１の各辺に複数の変更部２４を備えることによって、基板２に予め形成されているパターンに対してモールド１に形成されたパターン１ａの倍率補正を高精度に行うことができる。

図３は、図２に示すＡ−Ａ'間に対応したモールド１および変更部２４の断面を示す図である。変更部２４は、基部２５と、接触部材２６と、アクチュエータ２７と、レバー２８と、複数の部材２９ａ〜２９ｅとで構成される。基部２５は、モールド保持部２０（モールドチャック２１）に固定されるとともにアクチュエータ２７を含み、モールド１の側面に力を加える際に、その力の反力を受ける。接触部材２６は、樹脂部材２６ａとブロック部材２６ｂとで構成される。樹脂部材２６ａは、モールド１の側面に接触する接触面２６ｃを有しており、モールド１への応力集中を緩和してモールド１の破壊を防ぐため、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリオキシメチレン（ＰＯＭ）などの弾性に優れた樹脂が用いられる。ブロック部材２６ｂは、樹脂部材２６ａと一体に構成されており、基部２５によって部材２９ａおよび２９ｂを介して支持されている。部材２９ａおよび２９ｂは、例えば、板ばねで構成されており、接触部材２６がモールド１を押圧する方向（第１方向）に沿って接触部材２６が移動することを許容するリンク機構を構成する。アクチュエータ２７は、基部２５の中に配置されていて、図３の矢印で示すように、接触部材２６がモールド１を押圧する方向（第１方向）と反対の方向（Ｘ方向）に部材２９ｃに対して力を加え、部材２９ｃをＸ方向に変位させる。レバー２８は、基部によって部材２９ｃ、２９ｄおよび２９ｅを介して支持されている。部材２９ｃ、２９ｄ、および２９ｅは、部材２９ａおよび２９ｂと同様に、例えば、板ばねで構成されうる。

アクチュエータ２７においてＸ方向に力が発生すると、力は部材２９ｃを介してレバー２８の上部に伝わり、レバー２８の上部がＸ方向に変位する。このとき、レバー２８は部材２９ｄを支点として回転し、回転したレバー２８は、レバー２８の上部におけるＸ方向の変位をレバー２８の下部における−Ｘ方向の変位に変換する。レバー２８の下部における−Ｘ方向の変位は、部材２９ｅを介して接触部材２６に伝わり、接触部材２６をモールド１を押圧する方向（−Ｘ方向）に移動させる。レバー２８の上部と下部とにおける変位の比率（駆動倍率）は、部材２９ｃと２９ｄとの距離Ｂ_１、および部材２９ｄと２９ｅとの距離Ｂ_２によって決まり、Ｂ_２／Ｂ_１となる。接触部材２６のブロック部材２６ｂは、リンク機構を構成する部材２９ａおよび２９ｂを介して基部２５によって支持されており、モールド１を押圧する方向（−Ｘ方向）に沿って移動することを許容する一方、−Ｘ方向以外の方向への変位を抑制する。また、接触部材２６の樹脂部材２６ａは、接触面２６ｃをモールド１の側面に接触させ、モールド１の側面に力を加える。力は、不図示のひずみセンサーや力センサー、変位センサーなどによりモニタリングすることができる。第１実施形態のアクチュエータ２７は、発生力、分解能および応答性を考慮して、ピエゾアクチュエータを用いているが、エアシリンダ、電磁モータなどを用いてもよい。

このように構成された変更部２４によって、図２に示すように、モールド１の側面における複数箇所を押圧してモールド１に形成されたパターン１ａの大きさを補正する倍率補正が行われる。しかしながら、モールド１の側面における複数箇所はそれぞれ形状が異なるため、接触部材２６の角度や位置を調整せずに全ての箇所において同様に押圧してしまうと、押圧する方向と異なる方向に力が加わることがある。そして、このような力が加わると、モールド１のパターン１ａの一部に応力が集中して歪みが発生し、モールド１のパターン１ａを基板のパターンに高精度に重ね合わせることが困難になってしまいうる。そこで、第１実施形態の変更部２４には、接触部材２６の角度や位置を調整する調整部３０が設けられている。調整部３０は、部材２９ａおよび２９ｂのそれぞれに対してＺ方向の変位を与えるアクチュエータ３０ａおよび３０ｂで構成されている。アクチュエータ３０ａおよび３０ｂは、基部２５の中に配置されていて、部材２９ａおよび２９ｂを、接触部材２６がモールド１を押圧する方向（第１方向）と異なる方向（第２方向（−Ｚ方向））にそれぞれ駆動する。これにより、接触部材２６におけるωｙ方向の角度、およびＺ方向の位置を変えることができる。例えば、アクチュエータ３０ａによって部材２９ａのみをＺ方向に変位させると、図３の二点破線で示すように接触部材２６の角度を変えることができる。また、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂによって部材２９ａおよび２９ｂをＺ方向に同じ量だけ変位させると、接触部材２６の角度を変えずに、Ｚ方向の位置を変えることができる。このように、第１実施形態の変更部２４は、接触部材２６の角度および位置のうち少なくとも一方を調整することができるため、接触部材２６（樹脂部材２６ａ）の接触面２６ｃとモールド１の側面との接触状態を調整することができる。即ち、接触面２６ｃをモールド１の側面に対して平行に、かつモールド１のＺ方向における剛性の中立位置に接触面２６ｃの中心が配置されるように調整してモールド１の側面に力を加えることができる。ここで、剛性の中立位置（以下、中立位置１ｄ）とは、モールド１の側面に力を加えることによってモールド１に働く回転モーメントが最小になるときの位置のことである。

アクチュエータ３０ａおよび３０ｂが接触部材２６を調整するために必要とする駆動量は、使用するモールド１の形状情報を、モールド１をインプリント装置に搭載する前に、例えば、三次元測定器を用いて予め測定することによって決定することができる。モールド１の形状情報は、例えば、モールドの厚さおよびモールドの側面の傾きのうち少なくとも一方を含みうる。また、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂが接触部材２６を調整するために必要とする駆動量は、モールド１の外周領域１ｃの変形量から決定することもできる。この場合、インプリント装置１００内に、モールド１の外周領域１ｃがモールド１を押圧する方向と異なる方向（−Ｚ方向）に変形する変形量を計測する計測部３１を設ける。そして、アクチュエータ２７による力を接触部材２６を介してモールド１の側壁に加え、計測部３１によって計測したモールド１の外周領域１ｃの変形量が小さくなるようにアクチュエータ３０ａおよび３０ｂを駆動させる。このとき、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂの駆動量を微調整することによって、装置の組み立て誤差などの影響も抑制することができる。ここで、モールド１の外周領域１ｃとは、モールド１がモールド保持部２０（モールドチャック２１）によって保持される部分より外側の領域のことである。

さらに、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂが接触部材２６を調整するために必要とする駆動量は、モールド１に設けられたアライメントマークと基板２に設けられたアライメントマークとの位置ずれから決定することもできる。この場合、図１に示すように、モールドチャック２１の開口領域２１ａに、モールド１と基板２とのアライメントマークのＸ方向およびＹ方向の位置ずれを測定するアライメント測定部８が備えられている。そして、アライメント測定部８によって測定した位置ずれが小さくなるように、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂが駆動される。

このように構成された第１実施形態のインプリント装置１００において、モールド１のパターン１ａを基板２に転写するインプリント処理について図４を参照して説明する。図４は、複数枚の基板２に対して、モールド１に形成された凹凸のパターン１ａを転写するインプリント処理における動作シーケンスを示すフローチャートである。

Ｓ６０では、モールド１をインプリント装置１００に搭載する前に、モールド１の形状を三次元測定器などによって予め測定し、モールド１の形状情報を取得する。Ｓ６１では、制御部７は、モールド１をモールドチャック２１の下に搬送するようにモールド搬送機構（不図示）を制御し、モールド１を保持するようにモールドチャック２１を制御する。これにより、モールド１がインプリント装置１００内に搭載される。Ｓ６２では、制御部７は、モールド１に形成されたアライメントマークと基準マーク４３との間のＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれをアライメント測定部８によって測定する。そして、制御部７は、アライメント測定部８で測定した結果に基づいて、モールド１に形成されたアライメントマークと基準マーク４３との位置合わせ（アライメント）が行われるようにモールド駆動部２２を制御する。Ｓ６３では、制御部７は、基板２を基板チャック４１の上に搬送するように基板搬送機構（不図示）を制御し、基板２を保持するように基板チャック４１を制御する。これにより、基板２がインプリント装置１００内に搭載される。Ｓ６４では、制御部７は、基板２上のショット領域（インプリント処理を行う領域）が塗布部６の下に配置されるようにステージ駆動部４２を制御して、基板２を移動させる。Ｓ６５では、制御部７は、基板２上のショット領域に樹脂３（未硬化樹脂）を塗布するように塗布部６を制御する。Ｓ６６では、制御部７は、樹脂３が塗布された基板２上のショット領域が、モールド１のパターン１ａの下に配置されるようにステージ駆動部４２を制御して、基板２を移動させる。Ｓ６７では、制御部７は、基板２の移動時または移動後において、基板２に形成されたアライメントマークとモールド１に形成されたアライメントマークとの位置ずれを測定するようにアライメント測定部８を制御する。そして、制御部７は、モールド１に形成されたパターン１ａの倍率補正を行うにあたって、変更部２４（接触部材２６）がモールド１の側面から押圧するために必要となるアクチュエータ２７の駆動量を、アライメント測定部８の測定結果に基づいて算出する。Ｓ６８では、制御部７は、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂを制御し、接触部材２６の角度および位置を調整する。アクチュエータ３０ａおよび３０ｂの駆動量は、Ｓ６０で予め測定したモールド１の形状情報に基づいて制御部７によって算出される。Ｓ６９では、制御部７は、Ｓ６７において算出したアクチュエータ２７の駆動量に基づいてアクチュエータ２７を駆動させ、接触部材２６を介してモールド１の側面に力を加える。これにより、モールド１の形状を変更させ、モールド１のパターン１ａの倍率補正が行われる。なお、Ｓ６８およびＳ６９の工程は、後述するＳ７０において基板２上の樹脂３にモールド１を押し付ける（押印する）際、または押し付けた（押印した）後に行ってもよい。また、Ｓ６８の工程は、Ｓ６９においてモールド１のパターン１ａを倍率補正する際、または倍率補正した後に行ってもよい。

ここで、変更部２４によってモールド１の側面に力を加えた際のモールドの形状について説明する。図５は、変更部２４によってモールド１の側面に力を加える前後における理想的なモールドの形状を示す図である。理想的なモールド１は、図５（ａ）に示すように、モールド１の側面のどの箇所においてもＺ軸に対して平行であり、かつモールド１の外周領域１ｃの厚さが一定であるように形成されている。このような理想的なモールド１を用いると、接触部材２６の調整をしなくても、接触部材２６の接触面２６ｃをモールド１の側面に対して平行、かつモールド１の中立位置１ｄに接触面２６ｃの中心が配置される。そして、理想的なモールド１の側面に変更部２４によって力を加えると、理想的なモールド１は、厚みが薄いパターン１ａの部分が図５（ｂ）に示すように、基板２に向かって凸型の形状に変形する。しかしながら、実際のモールドは、例えば、図６（ａ）に示すようにモールドの側面がＺ方向に対して平行になっていない場合や、図７に示すようにモールド毎の個体差などによってモールド１の厚さが異なる場合がある。図７において、破線より左側はモールド１の厚みが設計値より薄く製造された場合を示し、右側は厚く製造された場合を示している。

図６（ａ）に示すように側面がＺ軸に対して平行になっていないモールド１では、モールドの側面に力を加えると、接触部材２６が中立位置１ｄに対して−Ｚ方向にＬ_１の距離だけ離れた位置から接触することになる。このような接触状態でモールド１の側面に力を加えると、モールド１の外周領域１ｃは、図６（ｂ）に示すように−Ｚ方向に変形、もしくは左右非対称に変形してしまう。モールド１の外周領域１ｃが変形した状態では、モールド１のパターン１ａに歪みが生じてしまい、基板２上のパターンにモールド１のパターン１ａを高精度に重ね合わせることができない。また、図７に示すようにモールド毎の個体差によって厚みが異なるモールド１では、点線より左側と右側とで中立位置１ｄ_１および１ｄ_２がＬ_２の距離だけ厚みが異なる。そのため、接触部材２６の調整を行わずにモールド１の側面に力を加えると、図６（ｂ）と同様にモールド１が変形してしまう。そこで、第１実施形態のインプリント装置１００では、上述したように、変更部２４はアクチュエータ３０ａおよび３０ｂを含んでおり、アクチュエータ３０ａおよび３０ｂによって接触部材２６の角度ωｙおよびＺ方向の位置のうち少なくとも一方を調整する。これにより、接触部材２６の接触面２６ｃがモールドの側面と平行になるように接触部材２６の角度を調整でき、接触面２６ｃの中心がモールド１の中立位置１ｄになるように調整できる。即ち、モールド１の側面と接触部材２６の接触面２６ｃとの接触状態を調整することができる。

図６（ａ）に示すような形状のモールド１に対して、接触部材２６の角度ωｙおよびＺ方向の位置を調整する方法について図８を参照して説明する。モールド１の形状は、Ｓ６０において説明したように、例えば三次元測定器を用いて予め測定され、測定した結果に基づいて接触部材２６の調整が行われる。図８において用いられるモールド１は、その側面がＺ軸に対して平行ではなく傾斜した形状を有している。この傾斜したモールドの側面に対して、まず、接触部材２６の接触面２６ｃが平行になるように接触部材２６の角度ωｙが調整される。具体的には、アクチュエータ３０ｂは動作させずに、アクチュエータ３０ａのみを動作させる。これにより、部材２９ｂは変位せずに部材２９ａのみが−Ｚ方向に変位するため、接触部材２６の接触面２６ｃ側が−Ｚ方向に下がり、接触部材２６の接触面２６ｃがモールド１の側面と平行になるように接触部材２６の角度ωｙが調整される。次に、接触面２６ｃの中心がモールド１の中立位置１ｄに配置されるように、Ｚ方向の位置が調整される。具体的には、両方のアクチュエータ３０ａおよび３０ｂを同じ駆動量だけ動作させる。これにより、接触部材２６の角度ωｙを変えずに、接触面２６ｃの中心がモールド１の中立位置１ｄに配置されるように接触部材２６のＺ方向の位置が調整される。接触部材２６の角度ωｙおよびＺ方向の位置を調整した後、アクチュエータ２７を動作し、レバー２８を介して接触部材２６をモールド１を押圧する方向（−Ｘ方向）に移動させる。接触部材２６は、上述したように、リンク機構を構成する部材２９ａおよび２９ｂを介して基部２５によって支持されているため、角度ωｙおよびＺ方向の位置を変えずに、モールド１の側面から押圧する方向（−Ｘ方向）に移動することができる。このように、接触部材２６の角度ωｙおよびＺ方向の位置を調整することによって、モールド１のパターン１ａの一部に生じる応力集中を抑制することができる。ここで、図８では、変更部２４によってモールド１のＸ方向（−Ｘ方向）に力を加える構成であり、接触部材２６をωｙ方向の角度に調整したが、Ｙ方向（−Ｙ方向）に力を加える構成の場合には、接触部材２６をωｘ方向の角度に調整してもよい。また、アクチュエータ２７、３０ａおよび３０ｂの駆動量を厳密に制御する場合には、ひずみセンサや力センサ、変位センサを別途設けてもよい。

Ｓ７０では、制御部７は、モールド１の形状が変更した状態で、モールド１を基板２上の樹脂３に押し付ける（押印する）ようにモールド駆動部２２を制御する。Ｓ７１では、制御部７は、Ｓ７０において生じる、基板２に形成されたアライメントマークとモールド１に形成されたアライメントマークとの位置ずれを測定するようにアライメント測定部８を制御する。そして、制御部７は、アライメント測定部８で測定した位置ずれが小さくなるように基板ステージ４０を制御し、基板２を移動する。Ｓ７２では、制御部７は、モールド１を押し付けられた樹脂３に対して紫外線５を照射するように光照射部１０を制御し、樹脂３を硬化させる。Ｓ７３では、制御部７は、モールド１を基板２上の樹脂３から剥離する（離型する）ようにモールド駆動部２２を制御する。Ｓ７４では、制御部７は、基板２上に引き続きパターンを形成するショット領域があるか否かの判定を実行する。次のショット領域がある場合はＳ６４に進み、次のショット領域がない場合はＳ７５に進む。Ｓ７５では、制御部７は、基板２を基板チャック４１から回収するように基板搬送機構（不図示）を制御する。Ｓ７６では、制御部７は、引き続きインプリント処理を行う基板があるか否かの判定を実行する。次の基板がある場合はＳ６３に進み、次の基板がない場合はＳ７７に進む。Ｓ７７では、制御部７は、モールド１をモールドチャック２１から回収するようにモールド搬送機構（不図示）を制御する。

上述したように、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド１のパターン１ａの形状を変更する変更部２４に、モールド１の側面と接触する接触部材２６の角度および位置のうち少なくとも一方を調整する調整部３０（アクチュエータ）を備える。これにより、モールド１の側面に対して接触部材２６の接触面２６ｃを平行にし、かつモールド１の中立位置に対して接触面２６ｃの中心を配置させることができる。そのため、モールド１の側面に力を加えてパターン１ａの倍率補正を行う際に、モールド１の歪みを抑制してモールド１のパターン１ａの一部に生じる応力集中を緩和することができ、基板２にモールド１を高精度に重ね合わせることができる。また、調整部３０（アクチュエータ３０ａおよび３０ｂ）は変更部２４の内部に組み込むことができるため、調整部を配置するスペースを省くことができ、変更部２４の数を増やすことができる。

なお、上述の実施形態の変形例として、接触部材２６の先端（接触面２６ｃ）をモールド１の側面に向かって凸形状（例えば、山型の形状や、球面の形状）にしてもよい。図１２は、接触部材２６の先端の樹脂部材２６ａを山型の形状にした例を示す図である。樹脂部材２６ａは、２つの平面が交差する位置に稜線を有する。稜線は、モールド１の中立位置から２５０μｍの範囲内にあることが望ましい。また、図１２に示すように、ＹＺ平面（パターン部と直交する面）とモールド１の側面とがなす角をθ１、ＹＺ平面と接触部材の先端部とがなす角をθ２としたときに、θ１＜θ２であることが望ましい。θ２および樹脂部材２６ａの材質は、応力集中の緩和、倍率補正機構のストロークを考慮して適宜設定されうる。

このように接触部材２６の先端を凸形状にすることによって、接触部材２６をモールド１の中立位置に接触させ易くなる効果を奏する。また、接触部材２６の先端をモールド１の中立位置に接触させる効果が見込める範囲において、接触部材２６の先端は平面を有することが応力集中の緩和の点から望ましい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態のインプリント装置について、図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態におけるモールド１および変更部２４の断面を示す図である。第２実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１００と比較して調整部３０の構成が異なっており、調整部３０はアクチュエータ３０ｃと変換部３０ｄを含む。アクチュエータ３０ｃは、接触部材２６がモールド１の側面から押圧する方向（第１方向）と反対の方向（Ｘ方向）に力を加える。変換部３０ｄは、傾斜部分３０ｅを含み、アクチュエータ３０ｃが変換部３０ｄに力を加えることによってＸ方向に移動する。基部２５には、変換部３０ｄの傾斜部分３０ｅに接し、かつ傾斜部分３０ｅに対応する傾斜角度を有する傾斜面２５ａが形成されている。変換部３０ｄがＸ方向に移動すると、変換部３０ｄの傾斜部分３０ｅと基部２５の傾斜面２５ａとによって第１方向の力が第２方向の力に変換され、部材２９ａを−Ｚ方向に移動することができる。これにより、接触部材２６の角度ωｙを調整することができ、接触部材２６の接触面２６ｃをモールド１の側面に対して平行にすることができる。そのため、第１実施形態のインプリント装置１００と同様に、モールド１の側面に力を加えてパターン１ａの倍率補正を行う際に、モールド１の歪みを抑制することができ、基板２にモールド１を高精度に重ね合わせることができる。また、第２実施形態のインプリント装置は、比較的小さな発生力で、大きなストロークを有するアクチュエータを用いて、接触部材２６の角度の分解能を高くして調整する場合に有効である。なお、第２実施形態のアクチュエータ３０ｃは、Ｘ方向に力を加えているが、−Ｘ方向に力を加えるように構成してもよい。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態のインプリント装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、第３実施形態におけるモールド１および変更部２４の断面を示す図である。第３実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１００と比較して調整部３０の構成が異なっており、調整部３０はアクチュエータ３０ｆを含む。また、基部２５には、Ｘ方向に切り込まれた切込部２５ｂが形成されており、切込部２５ｂによって基部２５における部材２９ａを支持する部分２５ｃが薄くなっている。この基部２５の部分２５ｃにアクチュエータ３０ｆが備えられており、アクチュエータ３０ｆで切込部２５ｂの幅を変えることによって部材２９ａを−Ｚ方向に移動することができる。これにより、接触部材２６の角度ωｙを調整することができ、接触部材２６の接触面２６ｃをモールド１の側面に対して平行にすることができる。そのため、第１実施形態のインプリント装置１００と同様に、モールド１の側面に力を加えてパターン１ａの倍率補正を行う際に、モールド１の歪みを抑制することができ、基板２にモールド１を高精度に重ね合わせることができる。また、第３実施形態のインプリント装置は、スペース的に部材２９ａの上にアクチュエータを配置できない場合に有効である。なお、第３実施形態では、アクチュエータ３０ｆの代わりにボルトを用いて手動で調整してもよい。この場合、アクチュエータを配置する必要がないため、簡易的で低コストである。モールド１の形状における個体差が小さく、初期の組み立ておよび調整のみを行う場合に有効である。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態のインプリント装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、第４実施形態におけるモールド１および変更部２４の断面を示す図である。第４実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１００と比較して調整部３０の構成が異なっており、調整部３０はアクチュエータ３０ｇおよび３０ｈで構成される。アクチュエータ３０ｇは、部材２９ａの中間に配置され、アクチュエータ３０ｇを駆動することによって基部２５と接触部材２６との距離を変更可能にする。これは、部材２９ａの長さを変えていることと等価である。また、アクチュエータ３０ｈも同様に、部材２９ｂの中間に配置され、アクチュエータ３０ｈを駆動することによって基部２５と接触部材２６との距離を変更可能にする。これにより、接触部材２６の角度ωｙおよびＺ方向の位置を調整することができ、接触部材２６の接触面２６ｃをモールド１の側面に対して平行にし、かつモールド１の中立位置１ｄに対して接触面２６ｃの中心を配置させることができる。そのため、第１実施形態のインプリント装置１００と同様に、モールド１の側面に力を加えてパターン１ａの倍率補正を行う際に、モールド１の歪みを抑制することができ、基板２にモールド１を高精度に重ね合わせることができる。また、第４実施形態のインプリント装置は、アクチュエータを配置するスペースが狭く、部材の長さが十分に確保できたいために、リンク機能を構成することが困難な場合に有効である。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかける物品の製造方法は、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のに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程（基板にインプリント処理を行う工程）と、かかる工程でパターンが形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、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１つにおいて有利である。

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ないことはいうまでもなく、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。

Claims (23)

1. モールドを用いて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あって、
   前記モールドの側面に接触する接触面を有する接触部材を含み、前記接触部材を介して前記モールドの側面に力を加え、前記モールドの形状を変更させる変更部と、
   前記接触面と前記モールドの側面との角度を変えるように前記接触部材の角度を調整する調整部と、
   を含むことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記接触部材は、前記モールドを保持する保持部に固定された基部によって複数の部材を介して支持され、
   前記複数の部材は、前記接触部材が前記モールドを押圧する方向である第１方向に沿って前記接触部材が移動することを許容するリンク機構を構成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. 前記調整部は、前記基部に設けられ、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第１方向と異なる方向である第２方向に駆動することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記調整部は、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第２方向に駆動するアクチュエータを含むことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記調整部は、傾斜部分を含む変換部と、前記変換部に第１方向の力を加えるアクチュエータとを含み、
   前記基部は、前記傾斜部分に接する傾斜面を含み、
   前記変換部は、前記傾斜部分と前記傾斜面とによって前記第１方向の力を前記第２方向の力に変換し、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第２方向に駆動することを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
6. 前記調整部は、前記複数の部材のうち少なくとも１つに設置されたアクチュエータを含み、
   前記アクチュエータは、前記複数の部材のうち少なくとも１つに前記基部と前記接触部材との距離を変更可能に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
7. 前記調整部は、前記モールドの側面の傾きに基づいて前記接触部材の角度を調整することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記モールドに設けられたアライメントマークと、前記基板上に設けられたアライメントマークとの位置ずれを測定する測定部を更に含み、
   前記調整部は、前記測定部で測定された前記位置ずれが小さくなるように前記接触部材の角度を調整することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記変更部によって前記モールドの側面に力を加えたときに、前記モールドの外周領域が前記モールドを押圧する方向と異なる方向に変形する変形量を計測する計測部を更に含み、
   前記外周領域は、前記モールドにおいて保持部によって保持される部分より外側の領域であり、
   前記調整部は、前記計測部で測定した変形量が小さくなるように前記接触部材の角度を調整することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記接触部材の前記接触面は、前記モールドの側面に向かって凸形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記調整部は、前記接触面および前記モールドの側面が互いに平行になるように前記接触部材の角度を調整することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記調整部は、前記接触部材の角度を維持しながら、前記接触部材が前記モールドを押圧する方向に前記接触部材を移動させる、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか1項に記載のインプリント装置。
13. 前記接触部材は、前記モールドを保持する保持部に固定された基部によって複数の部材を介して支持され、
    前記調整部は、前記モールドが前記インプリント材を押圧する方向に前記複数の部材を個別に駆動することによって前記接触部材の角度を調整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。
14. モールドを用いて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あって、
    前記モールドの側面に接触する接触面を有する接触部材を含み、前記接触部材を介して前記モールドの側面に力を加え、前記モールドの形状を変更させる変更部と、
    前記モールドを前記インプリント材に押し付ける方向における前記接触部材の位置を調整する調整部と、
    前記モールドに設けられたアライメントマークと、前記基板上に設けられたアライメントマークとの位置ずれを測定する測定部と、を含み、
    前記調整部は、前記測定部で測定された前記位置ずれが小さくなるように前記接触部材の位置を調整することを特徴とするインプリント装置。
15. モールドを用いて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あって、
    前記モールドの側面に接触する接触面を有する接触部材を含み、前記接触部材を介して前記モールドの側面に力を加え、前記モールドの形状を変更させる変更部と、
    前記モールドを前記インプリント材に押し付ける方向における前記接触部材の位置を調整する調整部と、
    前記変更部によって前記モールドの側面に力を加えたときに、前記モールドの外周領域が前記モールドを押圧する方向と異なる方向に変形する変形量を計測する計測部と、を含み、
    前記外周領域は、前記モールドにおいて保持部によって保持される部分より外側の領域であり、
    前記調整部は、前記計測部で測定した変形量が小さくなるように前記接触部材の位置を調整することを特徴とするインプリント装置。
16. 前記接触部材は、前記モールドを保持する保持部に固定された基部によって複数の部材を介して支持され、
    前記複数の部材は、前記接触部材が前記モールドを押圧する方向である第１方向に沿って前記接触部材が移動することを許容するリンク機構を構成することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のインプリント装置。
17. 前記調整部は、前記基部に設けられ、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第１方向と異なる方向である第２方向に駆動することを特徴とする請求項１６に記載のインプリント装置。
18. 前記調整部は、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第２方向に駆動するアクチュエータを含むことを特徴とする請求項１７に記載のインプリント装置。
19. 前記調整部は、傾斜部分を含む変換部と、前記変換部に第１方向の力を加えるアクチュエータとを含み、
    前記基部は、前記傾斜部分に接する傾斜面を含み、
    前記変換部は、前記傾斜部分と前記傾斜面とによって前記第１方向の力を前記第２方向の力に変換し、前記複数の部材のうち少なくとも１つを前記第２方向に駆動することを特徴とする請求項１７に記載のインプリント装置。
20. 前記調整部は、前記複数の部材のうち少なくとも１つに設置されたアクチュエータを含み、
    前記アクチュエータは、前記複数の部材のうち少なくとも１つに前記基部と前記接触部材との距離を変更可能に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載のインプリント装置。
21. 前記調整部は、前記モールドの厚さに基づいて前記接触部材の位置を調整することを特徴とする請求項１４乃至２０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
22. 前記接触部材の前記接触面は、前記モールドの側面に向かって凸形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１４乃至２１のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
23. 請求項１乃至２２のうちいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するステップと、
    前記ステップで前記パターンが形成された前記基板を加工するステップと、を有し、該加工するステップにより加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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