JP6457773B2 - インプリント方法、インプリント装置及び物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント方法、インプリント装置及び物品製造方法に関する。

インプリント装置は、磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産向けリソグラフィ技術の一つとして実用化されつつある。インプリント技術は、微細な回路パターンが形成された型（モールド）とシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に塗布した樹脂とを接触させて基板上にパターンを形成する手法である。

例えば、半導体デバイスの回路パターンの形成においては、すでに基板上に形成されている回路パターンとこれから形成しようとする回路パターンとの重ね合わせ(アライメント)精度が非常に重要となっている。インプリント技術を用いたインプリント装置では、基板と型とのアライメント方式として、ダイバイダイアライメント方式が採用されている。ダイバイダイアライメント方式とは、基板の上のインプリント処理を行うインプリント領域ごとに、基板側マークと型側マークとを光学的に検出して基板と型との位置関係のずれを補正する方式である。

特許文献１には、型と基板上の樹脂とが接触した後で、基板側マークと型側マークとの検出結果に基づいて、型とインプリント領域との相対位置を調整するために基板ステージを駆動する方法が開示されている。

特開２０１２−０８４７３２号公報

インプリント技術は、従来の投影光学系のパターン形成技術と異なり、パターン形成時に基板上の樹脂と型が接触し、基板ステージを駆動して基板と型との相対位置が小さくなるようにダイバイダイアライメントを行う。基板上の樹脂と型とが接触しているため、ダイバイダイアライメント中に型が基板ステージの駆動に引きずられて、ヘッドマウント（型保持部）に対して型の位置がずれる場合がある。型の位置ずれが大きくなると、次ショットのダイバイダイアライメント中の基板と型の位置合わせ量が大きくなってしまう。さらに、基板と型が接触しているため、ダイバイダイアライメント中に基板と型の位置合わせできる量が限られるとともに、時間がかかる。

このため、パターンを形成するインプリント処理を繰り返すと、基板と型との位置ずれが増大し、その結果、ダイバイダイアライメントで位置合わせを行えないか、行えても時間がかかる。さらに、基板と型との位置ずれが大きくなると型側マーク又は基板側マークがアライメントスコープの視野から外れてしまい型とインプリント領域との相対位置を計測し得なくなることがある。

本発明は、型と基板との重ね合わせ精度およびスループットの点で有利なインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板上の複数のショット領域のそれぞれに型を用いてインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント方法であって、前記複数のショット領域のそれぞれと前記型との相対位置を取得する取得工程と、ショット領域の上のインプリント材と前記型とを接触させる前に、前記ショット領域と前記型との位置ずれを補正する補正部を駆動して前記ショット領域と前記型との第１の位置合わせを行う工程と、前記第１の位置合わせが行われた後であって、前記ショット領域の上の前記インプリント材と前記型とを接触させた後に、前記ショット領域と前記型との相対位置ずれ量が許容範囲内に入るように前記補正部を駆動して前記ショット領域と前記型との第２の位置合わせを行う工程と、前記第２の位置合わせの後に前記ショット領域に前記インプリント処理を行う工程と、を含み、前記第１の位置合わせは、前記取得工程で取得された当該第１の位置合わせの対象である対象ショット領域と前記型との相対位置と、前記対象ショット領域よりも先に前記インプリント処理が行われた他のショット領域に対する前記第２の位置合わせにおける前記補正部の駆動結果と、に基づいて行われる位置合わせを含むことを特徴とする。

本発明によれば、型と基板との重ね合わせ精度およびスループットの点で有利なインプリント装置を提供することができる。

インプリント装置を示す図である。 インプリント処理を説明する図である。 本発明のインプリント処理を説明するフローチャートである。 本発明のインプリント処理における基板および型の位置を示す図である。 従来技術のインプリント処理における基板および型の位置を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［インプリント装置］
基板上の複数のショット領域のそれぞれに供給された樹脂（インプリント材）に型を用いて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の一例について説明する。図１（ａ）はインプリント装置の全体概要を示す図である。本実施形態におけるインプリント装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理体である基板上に型（モールド）の凹凸パターンを転写して形成する加工装置である。本実施形態のインプリント装置は、光硬化法を採用したインプリント装置である。なお、図１（ａ）において、型に対する紫外線の照射軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で、後述の塗布部に対して基板ステージが移動する方向にＹ軸を取り、Ｙ軸に直交する方向にＸ軸を取って説明する。インプリント装置は、まず、照射部４２と、型１１を保持するヘッドマウント（型保持部）１３と、基板１を保持する基板ステージ６と、塗布部（ディスペンサ）２１とを備える。

照射部４２は、インプリント処理の際に、型１１に対して紫外線を照射する。照射部４２は、光源４１と、該光源から射出された紫外線を型１１に照射するように折り曲げるためのミラー４３と、インプリントに適切な光に調整するための不図示の複数の光学素子を含む。型１１は、基板１に対する対向面に、回路パターン等の凹凸パターンが形成されたパターン領域１１ａを含む。凹凸パターンの表面は、基板１の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。型１１の材質は、石英等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

ヘッドマウント(型保持部)１３は、型１１の各辺（側面）に力を作用させることで型の形状を変化させ得る形状補正機構１２と、複数のスコープ１４と、型１１を保持して固定する不図示のヘッドと、該ヘッドを駆動する駆動機構を備える。駆動機構は、基板１上に塗布された紫外線硬化性の樹脂に型１１のパターン領域１１ａを接触させるために、ヘッドをＺ、ωＸ、ωＹの各方向に駆動可能である。駆動機構に採用するアクチュエータとしては、リニアモータやエアシリンダが採用可能である。若しくは、紫外線硬化性の樹脂から型１１を引き離す離型動作の際に、硬化した樹脂が破壊されないように高精度に離型動作を行うために、粗動作及び微動作を分割して実施するアクチュエータであっても良い。図１（ｂ）に形状補正機構１２の構成を示す。図１（ｂ）は型１１を下面から見た場合の図である。型１１には凹凸パターンが形成されたパターン領域１１aを有する。

さらに、型１１の各辺には複数の形状補正機構１２が構成されている。形状補正機構１２は、型１１との接触面に対して力を作用させることによって型１１全体ならびにパターン領域１１aの形状（例えば倍率）を変化させることが可能なアクチュエータである。ここで採用されるアクチュエータとしては、リニアモータ、エアシリンダ、ピエゾアクチュエータ等が採用可能である。なお、図１（ｂ）には型１１の各辺に対して４つのアクチュエータが構成されている例を示しているが、実際のインプリント装置において各辺に構成されるアクチュエータの数は特に限定されるものではない。スコープ１４は、型側マーク６３と基板側マーク６２とを光学的に観察し、両者の相対位置を計測する計測器である。スコープ１４は、型１１と基板１との相対位置が計測できれば良いので、両者を画像観察する結像光学系を内部に構成したものでも良いし、又は、両者の干渉信号やモアレ(干渉縞)等の相乗効果による信号を検知するものでも良い。

基板１は、例えば、単結晶シリコンからなるインプリント処理を行うべき基板であり、被処理面には、未硬化の紫外線硬化性の樹脂が塗布される。基板ステージ６は、ＸＹＺ方向に駆動可能なステージであり、微動ステージ２と粗動ステージ４とを備える。微動ステージ２は、微動アクチュエータ３によりＸ、Ｙ、Ｚ、ωＸ、ωＹ、ωＺの各方向に微小に駆動可能であり、不図示の基板チャックを介して基板１を保持する。粗動ステージ４は、微動ステージ２を保持しつつ、粗動アクチュエータ５によりＸ、Ｙ、ωＺの各方向に駆動可能であり、床面上に載置されたステージ定盤７上に設置されている。基板ステージ６は、構成を簡略化しつつ剛性を確保するために、微動ステージ２と粗動ステージ４を統合して駆動方向をＸ、Ｙ、ωＺのみとしても良い。

塗布部２１は、基板１上の所定の領域に紫外線硬化性の樹脂（インプリント材）２２を塗布する。紫外線硬化性の樹脂２２は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する樹脂(インプリント材)である。インプリント処理で用いられる樹脂（インプリント材）の種類は、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。樹脂の種類に応じて照射部４２から照射される光の波長を適宜決定される。インプリント装置は、基板１の位置決めを実施するためのアライメント検出器３１と、型１１や基板１をインプリント装置内に搬出入するための搬送系と、制御部４０とを備える。アライメント検出器３１は、基板１等のＸ、Ｙ方向の位置ずれを計測する計測器である。搬送系は、型１１を搬出入させるための不図示の型搬送系と、基板１を搬出入させるための基板搬送系５１とを有する。型搬送系は、搬送ロボットを有し、所定の位置に載置される型ストッカーとヘッドマウント１３と間における搬送を実施する。型ストッカーは、複数枚の型１１を内部に保管するキャリアである。基板搬送系５１は、搬送ロボットにより、所定の基板搬入口に載置される不図示の基板キャリアと基板ステージ６との間における搬送を実施する。

制御部４０は、インプリント装置の各構成要素の動作、及び調整処理等を制御する。制御部４０は、不図示であるが、インプリント装置の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等を有するコンピュータ又はシーケンサ等で構成され、プログラム、若しくはシーケンスにより、各構成要素の制御を実行する。

［インプリント処理］
次に、基板上の樹脂２２と型１１とを接触させて基板上にパターンを形成するインプリント処理について略説する。最初に、基板搬送系５１は、処理対象の基板１を基板キャリアから基板チャックまで搬送する。型搬送系は、当該ロットで指定された型１１を型ストッカーからヘッドマウント１３まで搬送し、ヘッドに固定する。

次に、制御部４０は、型１１と基板１内の各ショットとの相対位置を計測するために、事前アライメント計測を行う。制御部４０は、アライメント検出器３１とスコープ１４とを用いて、装置座標を基準として基板１と型１１との位置をそれぞれ個別に計測する。スコープ１４は、型側マーク６３を観察することによって、スコープ１４の位置基準で型１１の位置を計測する。一方、基板１を保持した基板ステージ６は、アライメント検出器３１の直下に移動し、アライメント検出器３１は、基板１上の複数のマークを計測することによって、基板ステージ６基準で基板１内の各ショットの位置を計測する。

その後、基板ステージ６は塗布部２１の直下へ移動し、塗布部２１は、基板１上のインプリント処理を行うショット領域に樹脂２２を塗布する。その後、基板ステージ６の駆動により基板１の樹脂２２が塗布されたショット領域はヘッドマウント１３の直下の所定の位置に配置される。この時の位置関係を図２（ａ）に示す。ヘッドマウント１３は、型１１をＺ方向に駆動することにより、基板１上の樹脂２２に型１１上に構成されるパターン領域１１ａを接触させる（押印動作）。このとき、樹脂２２は、型１１が押し付けられることにより型１１上のパターン領域１１ａに形成された凹凸パターンに沿って流動する。この時の位置関係を図２（ｂ）に示す。さらに、スコープ１４によって基板側マーク６２と型側マーク６３とを同時に観察し、その相対位置のずれを補正するため基板ステージ６と形状補正機構１２とを駆動し、相対位置ずれ量が所定のトレランス内に入るように位置合わせする。

この位置合わせ動作は、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。型１１と樹脂２２とが接触している状態で、照射部４２は、型１１の背面(インプリント装置上面)から紫外線を照射し、型１１を透過した紫外線により樹脂２２が硬化する。樹脂２２が硬化した後、ヘッドマウント１３は、基板１と型１１との間隔を広げて、型１１を硬化した樹脂２２から引き離す（離型動作）。これにより、基板１の表面には、パターン領域１１ａのパターンに倣った３次元形状の樹脂２２の層が形成される。この時の位置関係を図２（ｃ）に示す。その後、インプリント装置は順次基板ステージ６を駆動し、該ロットで指定されたショット領域すべてに対するインプリント処理を繰り返すことによって、基板１の全面に渡り凹凸パターンを転写する。

［ダイバイダイアライメント］
インプリント処理で実施されるダイバイダイアライメントにより、基板１と型１１の位置合わせを行う。しかし、ダイバイダイアライメント中は基板１上の樹脂２２と型１１接触しているため、位置合わせできる量が限られるとともに、位置合わせに時間がかかる。そのため、ダイバイダイアライメント中の基板１と型１１の位置合わせの量を小さくする必要がある。そのため、特許文献１の方法を使い、基板１と型１１の事前アライメント計測結果から押印前の基板ステージ６と形状補正機構１２の駆動量を決め、押印事前駆動を行うことで、ダイバイダイアライメント中の位置合わせ量を小さくし得る。

しかし、押印前の基板ステージ６の駆動量を事前アライメント計測の結果のみから決めるだけでは不十分である。なぜなら、ダイバイダイアライメント中は基板１上の樹脂２２と型１１とが互いに接触している状態で基板ステージ６の駆動を行うため、型１１が基板１に引きずられた結果、ヘッドマウント１３と型１１の相対位置がずれることがあるためである。この場合、ヘッドマウント１３と型１１との相対位置が、事前アライメント計測時とインプリント処理後とで異なる。そのため、基板１の事前アライメント計測結果のみから次のショット領域のための基板ステージ６の事前駆動量を算出した場合、ダイバイダイアライメントでの基板１と型１１との位置合わせの量が大きくなってしまう。

従来技術
ヘッドマウント１３に対して型１１がずれる従来技術を説明する。図５は、従来技術におけるインプリント処理時の基板１と型１１との位置を表わす図である。ヘッドマウント１３が駆動する方向をＺ軸、基板ステージ６が駆動し互いに直交する方向をＸＹ軸として説明する。基板１が基板ステージ６に保持されており、型１１がヘッドマウント１３に保持されている。

状態１１は、第１ショット目の押印動作前の状態を表わしている。基板１上の樹脂２２と型１１は非接触状態である。基板１および型１１の事前アライメント計測結果には計測誤差が含まれる。そのため、基板１を型１１の下に事前駆動した場合に基板１と型１１とに相対的な位置ずれが発生する。図５の例では、型１１に対して基板１が−Ｙ方向にｄだけずれている。状態１１からヘッドマウント１３を−Ｚ方向に駆動すると状態１２になる。状態１２では、基板１と型１１は樹脂２２を介して互いに接触している。状態１２からダイバイダイアライメントを行って基板１を移動させると状態１３になる。

ダイバイダイアライメント中に基板１を移動させると基板１の移動量の５０％だけ、ヘッドマウント１３に対して型１１がずれると仮定する。状態１２から状態１３に変化する際、ダイバイダイアライメント中に基板１を＋Ｙ方向に２ｄだけ移動させると、ヘッドマウント１３に対して型１１がｄだけずれる。そのため、状態１２から状態１３に変化する際に型１１と基板１との相対位置をｄ（＝２ｄ−ｄ）だけ補正したことになる。ダイバイダイアライメント前の基板１と型１１との相対的な位置ずれが−Ｙ方向にｄだけあった。ダイバイダイアライメントにより基板１と型１１との相対位置を＋Ｙ方向にｄだけ補正した。その結果、基板１と型１１との相対的な位置ずれは無くなっている。

状態１３からヘッドマウント１３を＋Ｚ方向に駆動して離型を行うと状態１４になる。状態１４から第２ショット目の押印位置へ基板１を駆動すると状態１５になる。図５の例では、基板１の事前アライメント結果から基板上の第１ショット目と第２ショット目のＹ位置は同じであると判断している。そのため、状態１１(第１ショット目の押印前)と状態１５(第２ショット目の押印前)の基板ステージ６のＹ方向位置が同じになっている。一方、状態１５では状態１１と比べて、ヘッドマウント１３に対して型１１がｄだけずれている。そのため、基板１と型１１の相対的な位置ずれ量が状態１１ではｄであるのに対して状態１５では２ｄである。状態１５から押印を行うと状態１６になる。同様に基板１と型１１の相対的な位置ずれ量が状態１２ではｄであるのに対して状態１６では２ｄである。

状態１６からダイバイダイアライメントを行って基板１をＹ方向に移動させると状態１７になる。ダイバイダイアライメント前の基板１と型１１の相対ずれが２ｄであるので、相対的な位置ずれを補正するためにダイバイダイアライメントで基板１を＋Ｙに４ｄだけ移動している。このとき、ヘッドマウント１３に対して型１１がさらに２ｄだけずれた結果、ヘッドマウント１３と型１１との相対的なずれは３ｄになる。つまりダイバイダイアライメントで型１１と基板１とを位置合わせするために、第１ショット目では基板１を２ｄ移動したが、第２ショット目では４ｄ移動しており、第２ショット目の方が基板１の移動量が大きくなっている。

上記の例では、ダイバイダイアライメント中に基板１を移動させると移動量の５０％だけヘッドマウント１３に対して型１１がずれると仮定した。ダイバイダイアライメントによる実際の型１１のずれ量は型１１の凹凸パターンやレジスト特性、ヘッドマウント１３が型１１を吸着する吸着圧等によって変わる。型１１のずれ量がいくらであれ、ダイバイダイアライメントによって型１１がヘッドマウント１３に対してずれる場合、型１１の位置ずれ量に応じて次ショットのダイバイダイアライメント中の基板１と型１１との位置合わせ量が増大する。すなわち、従来技術では、インプリント処理を繰り返す度に基板１と型１１との位置合わせ量が増加する。位置合わせ量が増加すると、ダイバイダイアライメントで位置合わせできなくなる、又は、位置合わせに時間がかかる。

本発明のダイバイダイアライメント
上述した従来技術のダイバイダイアライメントの課題を解決する本発明のダイバイダイアライメントを含むインプリント処理について図３を用いて説明する。まず、最初にＳ１から開始する。Ｓ２で、制御部４０は、基板１と型１１とを装置座標を基準としてそれぞれ個別に計測することで、基板１と型１１とを事前にアライメント計測する。具体的には、スコープ１４で型１１上のマークを観察し、スコープ１４の位置基準または基板ステージ６上のマーク基準でマークの位置を計測する。型１１上の複数のマークを観察することで、型１１の位置だけでなく型１１の倍率成分の計測も可能となる。次に、基板１上の一部のショット領域(サンプルショット)にある単一または複数のマークをアライメント検出器３１で観察し、基板１上のすべてのショット領域の位置座標を推定するための統計計算処理を実施する(グローバルアライメント)。グローバルアライメント計測の効率と精度を高めるために、事前に粗アライメント(プリアライメント)や基板ステージ６上の基準マークを使ったベースライン計測を実施しても良い。

Ｓ３で、制御部４０は、基板ステージ６の事前駆動位置を算出する。ｎショット目の基板ステージ６の事前駆動位置を（Ｘ（ｎ）,Ｙ（ｎ））とする。Ｓ２の事前アライメント計測結果から取得される、型１１の下に基板１のｎショット目を駆動させるための基板ステージ６の位置を（Ｘｐ（ｎ）,Ｙｐ（ｎ））とする。Ｓ８で記録されるｎショット目のダイバイダイアライメントの基板ステージ６の駆動結果を（Ｘｒ（ｎ）,Ｙｒ（ｎ））とする。そうすると、同一の基板１でインプリント処理の順番が直前のショット(ｎ−１ショット目)の結果を使い下記の式１、２が成り立つ。

Ｘ（ｎ）＝Ｘｐ（ｎ）＋Ｘｒ（ｎ−１）−Ｘｐ（ｎ−１）・・・（１）
Ｙ（ｎ）＝Ｙｐ（ｎ）＋Ｙｒ（ｎ−１）−Ｙｐ（ｎ−１）・・・（２）
第１ショット目の基板ステージ６の事前駆動位置（Ｘ（１）,Ｙ（１））を算出する場合に、Ｘｐ（０）、Ｙｐ（０）、Ｘｒ（０）、Ｙｒ（０）を、０として扱うか、又は、前回処理した処理済みの基板１の最終ショットの値を使用することができる。Ｓ４で、制御部４０は、インプリント処理の対象領域に対して樹脂２２を塗布する等の準備動作を実施する。具体的には、制御部４０は、塗布部２１の直下の塗布開始位置に基板ステージ６を駆動させ、樹脂２２の滴下と基板ステージ６のスキャン駆動を同時に実施することによって、インプリント処理の対象ショット領域全面に対して樹脂２２の塗布を行う。樹脂２２の塗布が完了した後、制御部４０は、型１１の直下に対象ショット領域が来るように基板ステージ６を駆動する。このとき、制御部４０は、Ｓ２の計測結果を用いて基板ステージ６の駆動位置と型１１の位置、形状を補正しておく。このとき、制御部４０は、ＸＹ方向の位置合わせを基板ステージ６のＸＹ駆動で行い、型１１とショット領域との回転の位置合わせを基板ステージ６の回転駆動によって行う。

Ｓ５で、制御部４０は、Ｓ３で算出された位置へ基板ステージ６を事前駆動する。図３では、Ｓ４とＳ５とを別々に記載している。しかし、位置合わせに必要な時間を短縮し装置の生産性を向上させるために、Ｓ４の最後の基板ステージ６の駆動位置に、Ｓ３の算出結果を反映させてもよい。このようにすることで、Ｓ５での基板ステージ６の事前駆動を無くすことができ、インプリント処理の時間を短縮することが可能となる。

Ｓ６で、制御部４０は、ヘッドマウント１３をＺ方向下方に駆動することによって基板１と型１１とを樹脂２２を介して接触させる。本実施形態では、型１１と基板１との接触前に基板ステージ６を事前駆動する、型１１と基板１との接触直後にＳ３で算出した位置へ基板ステージ６を駆動してもよい。このときの基板ステージ６の駆動量がアライメント補正のための駆動量である。Ｓ７で、制御部４０は、型側マーク６３と基板側マーク６２とを同時に観察し、その相対位置ずれ量を計測し、相対位置ずれ量が所定のトレランス内に入るように基板ステージ６及び形状補正機構１２を駆動して位置合わせ、つまりダイバイダイアライメントを行う。ダイバイダイアライメント中に、型１１がヘッドマウント１３に対してずれた場合には、ずれた量を補正するために、制御部４０は、さらに基板ステージ６を駆動する。

Ｓ８で、制御部４０は、ｎショット目のダイバイダイアライメント終了後の基板ステージ６の位置を駆動結果（Ｘｒ（ｎ）,Ｙｒ（ｎ））として記録する。以降の（ｎ＋１）ショット目におけるＳ３で、制御部４０は、記録された基板ステージ６の駆動結果（Ｘｒ（ｎ）,Ｙｒ（ｎ））を使って基板ステージ６の事前駆動位置（Ｘ（ｎ＋１）,Ｙ（ｎ＋１））の算出をする。基板ステージ６の駆動結果（Ｘｒ（ｎ）,Ｙｒ（ｎ））には、型１１がヘッドマウント１３に対してずれて補正した量も含まれる。そのため、ヘッドマウント１３に対する型１１の位置ずれが発生しても、次ショットにおけるＳ５で、制御部４０は、型１１の位置ずれを補正した位置に基板１を駆動することができる。

Ｓ９で、制御部４０は、樹脂２２に対して紫外線を照射することによって硬化させ、型１１の凹凸パターンを基板１に転写する。その後、制御部４０は、型１１を保持するヘッドマウント１３をＺ方向上方に駆動して基板１型１１の間隔を広げることによって基板１を型１１から引き離す（離型動作）。Ｓ１０で、制御部４０は、基板上のすべてのショット領域へのパターン形成が完了したかどうかの判定を行う。すべてのショット領域に対するインプリント処理が完了していない場合には、Ｓ３まで戻り、次のショット領域に対するインプリント処理を継続する。すべてのショット領域に対するインプリント処理が完了した場合には、Ｓ１１に移り、１つの基板１に対するインプリント処理を終了する。

次に図４を用いて、本発明におけるダイバイダイアライメントを使用した場合の基板１と型１１との位置関係を説明する。図５と同様に、ヘッドマウント１３が駆動する方向をＺ軸、基板ステージ６が駆動し互いに直交する方向をＸＹ軸として説明する。基板１が基板ステージ６に保持されており、型１１がヘッドマウント１３に保持されている。図４の状態１〜状態４は、図５の状態１１〜状態１４と同じである。状態１は第１ショット目の押印前の状態を表わしている。状態１では、基板１上の樹脂２２と型１１とは非接触状態である。状態１の状態からヘッドマウント１３を−Ｚ方向（Ｚ方向下方）に駆動して押印を行うと状態２になる。状態２では型１１と基板１は樹脂２２を介して物理的に接触している。

状態２からダイバイダイアライメントを行って基板１を駆動させると状態３になる。ダイバイダイアライメント中に基板１を駆動すると基板１の駆動量の５０％だけ、ヘッドマウント１３に対して型１１がずれると仮定する。状態２から状態３に変化する際、ダイバイダイアライメント中に基板１を＋Ｙ方向に２ｄだけ駆動すると、ヘッドマウント１３に対して型１１がｄだけずれるので、型１１と基板１との相対位置をｄ（＝２ｄ−ｄ）だけ補正したことになる。ダイバイダイアライメント前の基板１と型１１の相対ずれが−Ｙ方向にｄだけ存在し、ダイバイダイアライメントにより基板１と型１１との相対位置を＋Ｙ方向にｄだけ補正したので、基板１と型１１の相対ずれは無くなっている。

状態３からヘッドマウント１３を＋Ｚ方向（Ｚ方向上方）に駆動して離型を行うと状態４になる。状態４から第２ショット目の押印位置へ基板１を駆動すると状態５になる。第２ショット目の基板ステージ６の事前駆動位置は、事前アライメント計測結果から算出される第１ショット目及び第２ショット目の基板ステージ位置と、第１ショット目のダイバイダイアライメントの基板ステージ６の駆動結果とを使い式３、４から求めうる。ここで、第２ショット目の基板ステージ６の事前駆動位置を（Ｘ（２）,Ｙ（２））とする。第１ショット目の基板ステージ位置を（Ｘｐ（１）,Ｙｐ（１））とする。第２ショット目の基板ステージ位置を（Ｘｐ（２）,Ｙｐ（２））とする。第１ショット目のダイバイダイアライメントの基板ステージの駆動結果を（Ｘｒ（１）,Ｙｒ（１））とする。

Ｘ（２）＝Ｘｐ（２）＋Ｘｒ（１）−Ｘｐ（１）・・・（３）
Ｙ（２）＝Ｙｐ（２）＋Ｙｒ（１）−Ｙｐ（１）・・・（４）
図４では、図５と同様に、基板１の事前アライメントの結果から基板上の第１ショット目と第２ショット目とのＹ位置は同じであると判断している。そのため、Ｙｐ（１）＝Ｙｐ（２）であり、式４は、Ｙ（２）＝Ｙｒ（１）となる。つまり、状態５と状態４の基板ステージ６のＹ位置が同じである。実際には状態４から状態５に変化する際、Ｘ方向に基板ステージ６を駆動しており、駆動に伴う基板ステージ６の駆動誤差がＹ方向にも数ｎｍ〜数１００ｎｍ発生している。そのため状態５と状態４の基板ステージ６のＹ位置は数ｎｍ〜数１００ｎｍずれている。

状態５から押印を行うと状態６になる。状態６からダイバイダイアライメントを行って基板１を駆動させると状態７になる。図４の状態７ではダイバイダイアライメント中の基板ステージの駆動量を図示していない。しかし、実際には状態４から状態５に変化する際の基板ステージ６の駆動誤差数ｎｍ〜数１００ｎｍを補正するために基板ステージ６を駆動する。一方、第１ショット目のダイバイダイアライメント時に発生したヘッドマウント１３に対する型１１の位置ずれ分も含めて、第２ショット目の押印位置への基板ステージ６の事前駆動で位置ずれを補正している。そのため、第２ショット目のダイバイダイアライメント中の基板１と型１１との位置合わせの量は、ヘッドマウント１３に対する型１１の位置ずれ量だけ大きくなることはない。

以上のように本発明によるインプリント処理を行うと、ダイバイダイアライメント中にヘッドマウント１３に対する型１１の位置ずれが発生しても、次ショットの基板ステージ６の事前駆動により押印前の基板１と型１１の相対位置を小さくできる。そのため、ダイバイダイアライメント中の位置合わせ量を小さくすることが可能となり、インプリント処理を繰り返し行っても生産性を低下させることなく重ね合わせ精度を良好に維持しながらパターンを形成することができる。

次に、インプリント方法の別例について述べる。上記の実施形態ではヘッドマウント１３に対して型１１の位置ずれが発生した場合に基板ステージ６の事前駆動で位置ずれを補正する方法について述べた。同様に基板ステージ６に対して基板１の位置ずれが発生しても基板ステージ６の事前駆動で位置ずれを補正することができる。さらに、基板１と型１１とのシフト成分の位置ずれだけでなく、回転成分を基板ステージ６の事前駆動で補正することも可能である。

さらに、インプリント処理時の紫外線の照射等の熱により発生する基板１と型１１との形状変化を補正するために、形状補正機構１２の事前駆動で倍率成分を補正することも可能である。この場合、Ｓ３で、制御部４０は、基板ステージ６だけでなく形状補正機構１２についても前ショットのダイバイダイ中の駆動量から次ショットの事前駆動量を算出し、Ｓ５で事前駆動する。基板１と型１１との倍率変化を補正する場合、図２（ｂ）で図示した形状補正機構１２により型１１に力を加える方法でもよいし、基板１又は型１１に熱を加えることで基板１又は型１１の形状を変化させて補正してもよい。さらに、ヘッドマウント１３に対して型１１の位置ずれが発生した場合、基板ステージ６の駆動ではなく、ヘッドマウント１３を駆動させてもよい。本発明では、基板ステージ６の駆動機構、ヘッドマウント１３の駆動機構、形状補正機構１２は、対象ショット領域と型１１との位置ずれを補正する補正部を構成している。

ここまでの説明では、制御部４０は、前ショットの基板ステージ６と形状補正機構１２との駆動結果から次ショットの基板ステージ６と形状補正機構１２との駆動量を決定した。しかし、制御部４０は、前ショット以前の複数のショットにおける基板ステージ６と形状補正機構１２との駆動結果から統計処理を行い、次ショットの基板ステージ６と形状補正機構１２との駆動量を決定してもよい。

［物品製造方法］
物品としてのデバイス（半導体集積回路デバイス、液晶表示デバイス、ＭＥＭＳ等）の製造方法は、前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、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された前記基板をエッチングするステップを含みうる。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、エッチングステップの代わりに、パターンを転写された前記基板を加工する他の加工ステップを含みうる

１：基板。６：基板ステージ。１１：型。１２：形状補正機構。１３：ヘッドマウント（型保持部）。１４：スコープ（計測器）。２２：樹脂（インプリント材）。３１：アライメント検出器（計測器）。４０：制御部。

Claims (10)

1. 基板上の複数のショット領域のそれぞれに型を用いてインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント方法であって、
   前記複数のショット領域のそれぞれと前記型との相対位置を取得する取得工程と、
   ショット領域の上のインプリント材と前記型とを接触させる前に、前記ショット領域と前記型との位置ずれを補正する補正部を駆動して前記ショット領域と前記型との第１の位置合わせを行う工程と、
   前記第１の位置合わせが行われた後であって、前記ショット領域の上の前記インプリント材と前記型とを接触させた後に、前記ショット領域と前記型との相対位置ずれ量が許容範囲内に入るように前記補正部を駆動して前記ショット領域と前記型との第２の位置合わせを行う工程と、
   前記第２の位置合わせの後に前記ショット領域に前記インプリント処理を行う工程と、
   を含み、
   前記第１の位置合わせは、前記取得工程で取得された当該第１の位置合わせの対象である対象ショット領域と前記型との相対位置と、前記対象ショット領域よりも先に前記インプリント処理が行われた他のショット領域に対する前記第２の位置合わせにおける前記補正部の駆動結果と、に基づいて行われる位置合わせを含むことを特徴とするインプリント方法。
2. 前記他のショット領域は、前記対象ショット領域と同一の基板上のショット領域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方法。
3. 前記他のショット領域は、前記インプリント処理の順番が前記対象ショット領域の直前のショット領域であることを特徴とする請求項２に記載のインプリント方法。
4. 前記他のショット領域は、同じロットに属する前記基板とは別の基板上のショット領域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方法。
5. 前記別の基板上のショット領域は、前記別の基板上で前記インプリント処理が最後に行われたショット領域であることを特徴とする請求項４に記載のインプリント方法。
6. 前記対象ショット領域に対する前記第１の位置合わせにおいては、前記取得工程で取得された前記対象ショット領域と前記型との相対位置である第１相対位置と、前記他のショット領域に対する前記第２の位置合わせにおける前記補正部の駆動結果と、前記取得工程で取得された前記他のショット領域と前記型との相対位置である第２相対位置とに基づいて、前記補正部が駆動されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインプリント方法。
7. 前記補正部は、前記基板を保持する基板ステージを駆動する駆動機構、前記型を保持する型保持部を駆動する駆動機構、前記基板の形状を補正する補正機構および前記型の形状を補正する補正機構の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント方法。
8. 前記取得工程は、前記複数のショット領域のうちの一部のショット領域の位置の計測結果から前記複数のショット領域それぞれの位置を推定する統計処理を行うことを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインプリント方法。
9. 基板上の複数のショット領域のそれぞれに型を用いてインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記型と前記複数のショット領域のそれぞれとの相対位置を計測する計測器と、
   前記基板と前記型との位置ずれを補正する補正部と、
   ショット領域の上のインプリント材と前記型とを接触させる前に前記補正部を駆動して行う前記ショット領域と前記型との第１の位置合わせと、前記第１の位置合わせが行われた後であって、前記ショット領域の上の前記インプリント材と前記型とを接触させた後に、前記ショット領域と前記型との相対位置ずれ量が許容範囲内に入るように前記補正部を駆動して行う前記ショット領域と前記型との第２の位置合わせと、前記第２の位置合わせを行った後に行う前記ショット領域に対する前記インプリント処理と、を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１の位置合わせを、前記計測器により計測された当該第１の位置合わせの対象である対象ショット領域と前記型との相対位置と、前記対象ショット領域よりも先に前記インプリント処理が行われた他のショット領域に対する前記第２の位置合わせにおける前記補正部の駆動結果と、に基づいて行うことを特徴とするインプリント装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載されたインプリント方法によっ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して物品を製造する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

Images