JP6553926B2 - インプリント装置、インプリント方法、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、インプリント方法、および物品の製造方法に関する。

凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板上のインプリント材を成形するインプリント装置が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の１つとして注目されている。インプリント装置は、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うことにより、インプリント材で構成されたパターンを基板上に形成することができる。このようなインプリント装置では、モールドとインプリント材とを接触させるときにモールドのパターンの凹部に気泡が残存していると、インプリント材で構成されたパターンに欠損が生じうる。特許文献１には、基板に向かって中央が突出した凸形状を有するようにモールドを変形させた状態でモールドとインプリント材とを接触させることにより、モールドのパターンの凹部に気泡が残存することを低減する方法が提案されている。

特表２００９−５１８２０７号公報

特許文献１に記載されたインプリント装置では、モールドとインプリント材との接触が開始した後、モールドの変形量を徐々に小さくして、モールドとインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる。しかしながら、接触面積を拡大させている間、モールドの変形を徐々に小さくすることにより、モールドと基板との相対位置が変化することがある。特許文献１に記載されたインプリント装置では、接触面積を拡大させている間において、モールドと基板との相対位置の変化が考慮されていない。そのため、当該相対位置の変化によってモールドと基板との位置合わせを迅速に行うことが困難となり、スループットが低下しうる。

そこで、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。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての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モールドを用いて成形するインプリント装置であって、前記モールドおよび前記基板のうち少なくとも一方を、他方に向かって突出した凸形状を有するように変形させる変形部と、前記変形部により前記少なくとも一方を変形させた状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始させ、前記変形部による前記少なくとも一方の変形量を徐々に小さくすることにより前記モールドと前記インプリント材との接触面積を徐々に拡大させる処理を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記処理において、前記モールドと前記基板との相対傾きが前記接触面積に応じて変化するように、前記変形部による前記変形量に基づいて前記相対傾きを制御し、前記基板の面に沿った方向において、前記モールドと前記インプリント材とが互いに接触している領域での前記モールドと前記基板との位置関係が維持されるように、前記変形量および前記相対傾きに基づいて前記モールドと前記基板との相対位置を制御する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、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。

第１実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 モールドのパターン領域を変形させた状態のインプリント装置を示す概略図である。 基板上における複数のショット領域の配置を示す図である。 第１実施形態のインプリント装置におけるインプリント処理の動作シーケンスを示すフローチャートである。 凸形状に変形したパターン領域の対応箇所が第１方向において最も低い位置になるようにモールドを傾けた状態を示す図である。 凸形状に変形させたパターン領域のモデル図である。 第１実施形態におけるモールドおよび基板の状態を、接触面積を拡大させている間における時系列で示す図である。 第２実施形態のインプリント装置を示す概略図である。 基板の周辺部に配置されたショット領域を変形させた状態のインプリント装置を示す概略図である。 第２実施形態におけるモールドおよび基板の状態を、接触面積を拡大させている間における時系列で示す図である。 第３実施形態におけるモールドおよび基板の状態を、接触面積を拡大させている間における時系列で示す図である。

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。また、以下の説明において、モールドとインプリント材とを接触させる方向（例えばＺ方向）を第１方向とし、第１方向と垂直な方向（例えばＸＹ方向）を第２方向とする。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置１００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パターン領域３ａを有するモールド３を用いて、基板２のショット領域上に供給されたインプリント材５を成形するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置１００は、パターンが形成されたモールド３を基板上のインプリント材５に接触させた状態で当該インプリント材５を硬化する。そして、インプリント装置１００は、モールド３と基板２との間隔を広げ、硬化したインプリント材５からモールド３を剥離（離型）することによって、インプリント材５で構成されたパターンを基板上に形成することができる。インプリント材５を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、第１実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材５として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド３とインプリント材５とを接触させた状態でインプリント材５に紫外線を照射することにより当該インプリント材５を硬化させる方法である。

［インプリント装置１００の構成について］
図１は、第１実施形態のインプリント装置１００を示す概略図である。インプリント装置１００は、照射部１２と、モールド保持部８と、基板保持部６と、供給部１４と、検出部１６と、制御部１５とを含みうる。制御部１５は、例えばＣＰＵやメモリなどを有し、インプリント処理を制御する（インプリント装置１００の各部を制御する）。

照射部１２は、インプリント処理の際に、インプリント材５を硬化させる光（紫外線）を、モールド３を介して基板上のインプリント材５に照射する。照射部１２は、例えば、光源と、光源から射出された光をインプリント処理に適切な光に調整するための光学素子とを含みうる。ここで、例えば、熱サイクル法を採用する場合には、照射部１２に代えて、インプリント材５としての熱硬化性樹脂を硬化するための熱源部が設けられうる。

基板２は、例えば単結晶シリコン基板やガラス基板などが用いられ、基板２の上面（被処理面）には、後述する供給部１４によってインプリント材５が供給される。また、モールド３は、通常、石英など紫外線を透過することが可能な材料で作製されており、基板側の一部の領域（パターン領域３ａ）には、基板上のインプリント材５を成形するための凹凸のパターンが形成されている。

基板保持部６は、例えば真空吸着力や静電力などにより基板２を保持する基板チャック６ａと、基板チャック６ａにより保持された基板２の位置および傾きを変更可能に構成された基板駆動部６ｂとを含みうる。基板駆動部６ｂは、例えば、モールド３とインプリント材５とを接触させる第１方向（例えばＺ方向）や、第１方向と垂直な第２方向（例えばＸＹ方向）に基板２を駆動したり、基板２を傾けたりするよう（回転方向）に構成されうる。インプリント装置１００には、基板２の位置および傾きを計測する計測器（以下、第１計測器７）が設けられ、基板駆動部６ｂは、第１計測器７によって計測された基板２の位置および傾きに基づいて制御部１５によって制御されうる。第１計測器７は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含みうる。

モールド保持部８は、例えば真空吸着力や静電力などによりモールド３を保持するモールドチャック８ａと、モールドチャック８ａにより保持されたモールド３の位置および傾きを変更可能に構成されたモールド駆動部８ｂとを含みうる。モールド駆動部８ｂは、例えば、モールド３とインプリント材５とを接触させる第１方向（例えばＺ方向）にモールド３を駆動したり、モールド３を傾けたりするよう（回転方向）に構成されうる。また、モールド駆動部８ｂは、第１方向と垂直な第２方向（例えばＸＹ方向）にモールド３を駆動するように構成されてもよい。インプリント装置１００には、モールド３の位置および傾きを計測する計測器（以下、第２計測器９）が設けられ、モールド駆動部８ｂは、第２計測器９によって計測されたモールド３の位置および傾きに基づいて制御部１５によって制御されうる。第２計測器９は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含みうる。

ここで、第１実施形態のインプリント装置１００では、モールド３と基板２との第２方向における相対位置を変更する動作は、基板駆動部６ｂおよびモールド駆動部８ｂの少なくとも一方を制御することによって行われうる。また、モールド３と基板２との間隔（第１方向）を変える動作は、基板駆動部６ｂおよびモールド駆動部８ｂの少なくとも一方を制御することによって行われうる。

検出部１６は、例えば、モールド３と基板上のインプリント材５とが接触している状態において、モールド３に設けられたマーク１８と基板２（ショット領域２ａ）に設けられたマーク１７とを検出する。これにより、制御部１５は、検出部１６による検出結果に基づいてモールド上のマーク１８と基板上のマーク１７との相対位置（ＸＹ方向）を求め、当該相対位置が目標相対位置になるようにモールド３と基板２との位置合わせを行うことができる。また、供給部１４は、基板上にインプリント材５（未硬化樹脂）を供給する。上述したように、第１実施形態のインプリント装置１００では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材５として用いられる。

インプリント装置１００では、モールド３のパターン領域３ａとインプリント材５とを接触させるときにモールド３のパターンの凹部に気泡が残存していると、インプリント材５で構成されたパターンに欠損が生じうる。そのため、インプリント装置１００は、モールド３のパターン領域３ａおよび基板２のショット領域２ａのうち少なくとも一方を、他方に向かって中央部が突出した凸形状を有するように変形する変形部を有する。インプリント装置１００は、パターン領域３ａおよびショット領域２ａの少なくとも一方を変形部によって変形した状態でパターン領域３ａとインプリント材５との接触を開始する。そして、当該少なくとも一方の変形を徐々に小さくすることにより、モールド３とインプリント材５との接触面積を徐々に拡大させる。このようにモールド３（パターン領域３ａ）とインプリント材５とを接触させる処理を制御することにより、モールド３のパターンの凹部に気泡が残存することを低減することができる。第１実施形態では、モールド３のパターン領域３ａと基板上のインプリント材５とを接触させる処理において、基板２に向かって中央部が突出した凸形状を有するようにモールド３のパターン領域３ａを変形させる例について説明する。

例えば、モールド保持部８には、モールド３、モールドチャック８ａおよびモールド駆動部８ｂによって規定された空間１０が形成されうる。空間１０には、変形部としての第１変形部１１が配管を介して接続される。第１変形部１１は、空間１０の圧力を調整することにより、図２に示すように、基板２に向かって中央部が突出した凸形状を有するようにモールド３のパターン領域３ａを変形することができる。図２は、モールド３のパターン領域３ａが変形した状態のインプリント装置１００を示す概略図である。例えば、モールド３と基板２との間隔を狭めてパターン領域３ａと基板上のインプリント材５との接触を開始するときには、制御部１５は、空間１０の圧力をその外部の圧力よりも高くしてパターン領域３ａが凸形状に変形するように第１変形部１１を制御する。そして、パターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始した後では、制御部１５は、空間１０の圧力を徐々に減らし、パターン領域３ａの変形を徐々に小さくするように第１変形部１１を制御する。これにより、インプリント装置１００は、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を徐々に拡大させる、即ち、パターン領域３ａの一部から徐々にパターン領域３ａとインプリント材５とを接触させることができる。その結果、モールド３のパターンの凹部とインプリント材５との間に気体が閉じ込められることを低減し、インプリント材５で構成されたパターンに欠損が生じることを防止することができる。

［各ショット領域２ａへのインプリント処理について］
図３は、基板上における複数のショット領域２ａの配置を示す図である。基板上における複数のショット領域２ａには、基板２の中央部に配置されてモールド３のパターンの全体が転写されるショット領域２ａ_１と、基板２の周辺部に配置されてモールド３のパターンの一部のみが転写されるショット領域２ａ_２とが含まれる。このように基板２の周辺部に配置されてモールド３のパターンの一部のみが転写されるショット領域２ａ_２は欠けショット領域（エッジショット領域）と呼ばれる。そして、インプリント装置１００には、収率を向上させるため、欠けショット領域にもインプリント処理を行うことが好ましい。しかしながら、欠けショット領域のインプリント処理において、モールド３のパターン領域３ａを変形させた状態で、モールド３と基板２との相対的な傾きを制御せずにそれらの距離を狭めていくと、パターン領域３ａが基板２の縁に接触してしまう場合がある。この場合、基板２の縁にはインプリント材５が供給されていないことが多く、モールド３と基板２とがインプリント材５を介さずに直接に接触することとなるため、モールド３のパターンが破損する恐れがある。

第１実施形態のインプリント装置１００は、ショット領域２ａの目標箇所２１からモールド３のパターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始するように、パターン領域３ａの変形に応じて、モールド３と基板２との相対的な傾きを制御する。即ち、インプリント装置１００は、モールド３のパターンの重心以外の箇所（モールド３の最も突出した箇所以外の箇所）からモールド３のパターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始するように、モールド３と基板２との相対的な傾きを制御する。

また、インプリント装置１００は、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大させるにつれて、第１変形部１１によるパターン領域３ａの変形量を徐々に小さくするとともに、モールド３と基板２との相対的な傾きも徐々に小さくする。即ち、モールド３と基板２との間隔が目標間隔になったときにモールド３のパターン領域３ａと基板２のショット領域２ａとが平行になるように、第１変形部１１によるパターン領域３ａの変形に応じて、モールド３と基板２との相対的な傾きを制御する。しかしながら、このようにパターン領域３ａの変形およびモールド３と基板２との相対的な傾きを制御している間、第２方向（ＸＹ方向）において、モールド３と基板２との相対位置がずれることがある。この場合、インプリント材５の粘性により、モールド３と基板２との相対位置が整定するまでに相応の時間を要するため、モールド３と基板２との位置合わせを迅速に行うことが困難となり、スループットが低下しうる。

そこで、インプリント装置１００（制御部１５）は、モールド３とインプリント材５との接触を開始したときのモールド３と基板２との位置関係が、接触面積を拡大させている間において維持されるように、モールド３と基板２との相対位置を制御する。このとき、インプリント装置１００は、第１変形部１１によるパターン領域３ａの変形量に基づいて、モールド３と基板２との相対位置をフィードフォワード制御する。例えば、インプリント装置１００は、接触面積を拡大させている間、ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２とのずれが許容範囲を保つように、パターン領域３ａの変形量に基づいてモールド３と基板２との相対位置を制御する。ショット領域２ａの目標箇所２１とは、インプリント材５を介してモールド３のパターン領域３ａを最初に接触させるべきショット領域２ａの箇所である。また、パターン領域３ａの対応箇所２２とは、ショット領域２ａの目標箇所２１に転写すべきパターンが形成されたパターン領域３ａの箇所のことである。

次に、基板上の各ショット領域２ａに対するインプリント処理について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理の動作シーケンスを示すフローチャートである。図４に示す各動作は、制御部１５がインプリント装置１００の各部を制御することによって行われうる。

Ｓ１００では、制御部１５は、基板２を基板保持部６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保持部６を制御する。これにより、基板２が基板保持部６の上に搭載される。Ｓ１０１では、制御部１５は、インプリント処理を行う対象のショット領域２ａ（以下、対象ショット領域２ａ）が供給部１４の下に配置されるように基板保持部６を制御し、対象ショット領域２ａにインプリント材５を供給するように供給部１４を制御する。Ｓ１０２では、制御部１５は、モールド３のパターン領域３ａの下方に対象ショット領域２ａが配置されるように基板保持部６を制御する。

Ｓ１０３では、制御部１５は、モールド３のパターン領域３ａと基板上のインプリント材５との接触を開始させる対象ショット領域２ａの目標箇所２１を決定する。対象ショット領域２ａの目標箇所２１は、対象ショット領域２ａの重心を含むことが好ましい。例えば、対象ショット領域２ａが欠けショット領域である場合では、制御部１５は、対象ショット領域２ａとしての欠けショット領域の重心を求め、当該重心を含むように対象ショット領域２ａの目標箇所２１を決定しうる。ここで、制御部１５は、対象ショット領域２ａの重心を、図３に示すように基板上における複数のショット領域２ａの配置を示す情報から求めてもよいし、対象ショット領域２ａを撮像する撮像部を設けて、当該撮像部によって得られた画像から求めてもよい。また、第１実施形態において制御部１５は、対象ショット領域２ａの重心が含まれるように対象ショット領域２ａの目標箇所２１を決定するが、それに限られるものではない。例えば、制御部１５は、ダミー基板を用いて、モールド３と基板２との距離を狭めている間におけるパターン領域３ａとインプリント材５との接触面積の変化を撮像部によって観察し、その結果に基づいて対象ショット領域２ａの目標箇所２１を決定してもよい。

Ｓ１０４では、制御部１５は、第１変形部１１によりモールド３のパターン領域３ａを凸形状に変形し、対象ショット領域２ａの目標箇所２１からパターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始するようにモールド３と基板２との相対的な傾きを制御する。対象ショット領域の目標箇所２１からパターン領域３ａとインプリント材５との接触を開始させるには、図５に示すように、凸形状に変形したパターン領域３ａのうち対応箇所２２が第１方向において最も低い位置になるようにモールド３を傾けることが好ましい。即ち、対応箇所２２が最も基板側に配置されるようにモールド３を傾けることが好ましい。そのため、制御部１５は、パターン領域３ａの対応箇所２２が第１方向において最も低い位置になるように、パターン領域３ａの変形に応じてモールド駆動部８にモールド３を傾けさせるとよい。

このようにモールド３を傾ける角度ω_ｙは、例えば、凸形状に変形させたパターン領域３ａのモデル図（図６）を用いて、式（１）によって求められうる。図６に示すモデル図および式（１）において、Ｍ_ｃはモールド保持部８の回転中心、Ｍ_ｘは回転中心Ｍ_ｃと対応箇所Ｍ（対応箇所２２）とのＸ方向における距離、およびＭ_ｚは回転中心Ｍ_ｃと対応箇所ＭとのＺ方向における距離をそれぞれ示す。また、Ｒは凸形状に変形したパターン領域３ａの曲率半径を示し、Ｍ_ｈはパターン領域３ａの重心（最も突出した箇所）と回転中心Ｍ_ｃとの間の距離を示す。ここで、曲率半径Ｒは、実験やシミュレーションなどにより、空間１０の圧力値Ｐ_１を用いて求められうる。

距離Ｍ_ｚおよび距離Ｍ_ｈは、第１変形部１１によって調整される空間１０の圧力値Ｐ_１を用いて、式（２）によって求められうる。空間１０の圧力は、例えば、空間１０の内部や配管などに設けられたセンサ（例えば気圧センサ）によって計測されうる。式（２）において、Ｐ_１は空間１０の圧力値、α_ｚ１は圧力値Ｐ_１の変化に対する距離Ｍ_ｚの変化率、α_ｚ２は圧力値Ｐ_１の変化に対する距離Ｍ_ｈの変化率をそれぞれ示す。また、β_ｚは、パターン領域３ａが変形していない状態、即ち、空間１０の圧力値Ｐ_１がその外部の圧力値と同じであるときにおける回転中心Ｍ_ｃと対応箇所ＭとのＺ方向における距離を示す。変化率α_ｚ１、変化率α_ｚ２および距離β_ｚは、モールド３の特徴（例えば、厚みや弾性係数など）を用いて予め算出されうる。

距離Ｍ_ｘは、第１変形部１１によって調整される空間１０の圧力値Ｐ_１を用いて、式（３）によって求められうる。式（３）において、α_ｘは圧力値Ｐ_１の変化に対する距離Ｍ_ｘの変化率、β_ｘは、パターン領域３ａが変形していない状態、即ち、空間１０の圧力値Ｐ_１がその外部の圧力値と同じであるときにおける回転中心Ｍ_ｃと対応箇所ＭとのＸ方向における距離を示す。変化率α_ｘおよび距離β_ｘは、モールド３の特徴（例えば、厚みや弾性係数など）を用いて予め算出されうる。

上記ではＸ−Ｚ座標系においてモールド３を傾ける角度ω_ｙを算出する方法を示したが、角度ω_ｙと同様の方法を用いて、Ｙ−Ｚ座標系においてモールド３を傾ける角度ω_ｘも算出するとよい。角度ω_ｘは、式（４）によって求められうる。式（４）において、Ｍ _ｙ は回転中心Ｍ_ｃと対応箇所ＭとのＹ方向における距離を示し、第１変形部１１によって調整される空間１０の圧力値Ｐ_１を用いて、式（５）によって求められうる。式（５）において、α_ｙは圧力値Ｐ_１の変化に対する距離Ｍ_ｙの変化率、β_ｙは、パターン領域３ａが変形していない状態、即ち、空間１０の圧力値Ｐ_１がその外部の圧力値と同じであるときにおける回転中心Ｍ_ｃと対応箇所ＭとのＹ方向における距離を示す。変化率α_ｙおよび距離β_ｙは、モールド３の特徴（例えば、厚みや弾性係数など）を用いて予め算出されうる。

上記の方法を用いて算出した角度ω_ｙおよびω_ｘに従ってモールド３を傾けることにより、パターン領域３ａの対応箇所２２を第１方向において最も低い位置にすることができる。ここで、パターン領域３ａを変形した状態でモールド３を傾けると、パターン領域３ａの対応箇所２２が対象ショット領域２ａの目標箇所２１に対して相対的にシフトする。そのため、Ｓ１０４では、制御部１５は、パターン領域３ａを変形した状態でモールド３を傾けることによってパターン領域３ａの対応箇所２２がＸＹ方向にシフトする量（以下、シフト量）に基づいて、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。Ｘ方向におけるシフト量δＭ_ｘおよびＹ方向におけるシフト量δＭ_ｙは、式（６）によって求められうる。

Ｓ１０５では、制御部１５は、モールド３と基板２との間隔が狭まるようにモールド駆動部８を制御することによりパターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大させていき、パターン領域３ａとインプリント材５とを接触させる。このとき、制御部１５は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、当該接触面積が増えるにつれてパターン領域３ａの変形が小さくなるように第１変形部１１を制御する。それと同時に、制御部１５は、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２と位置関係が維持されるように、第１変形部１１によるパターン領域３ａの変形量に応じて、モールド３と基板２との相対位置および相対的な傾きを制御する。図７（ａ）〜（ｃ）は、モールド３（モールド保持部８）および基板２（基板保持部６）の状態を、接触面積を拡大させていく間における時系列で示す図である。

この場合、制御部１５は、接触面積を拡大させていく間、パターン領域３ａの対応箇所２２が第１方向において最も低い位置を維持するように、パターン領域３ａの変形量に応じてモールド３の傾きを制御するとよい。例えば、制御部１５は、パターン領域３ａの変形量と、当該変形量において対象箇所を最も低い位置にするためのモールド３の傾きとの関係を示す情報に基づいて、接触面積を拡大させていく間、モールド保持部８によるモールド３の傾きを制御するとよい。このような情報は、例えば制御部１５または外部コンピュータなどにより、空間１０の圧力値Ｐ_１を変えて、即ち、パターン領域３ａの変形量（曲率半径Ｒ）を変えて、モールド３を傾ける角度を式（１）〜（５）によりそれぞれ求めることで作成されうる。

また、接触面積を拡大させている間では、パターン領域３ａの変形およびモールド３の傾きを変化させるため、それらの変化により、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２とが第２方向に相対的にシフトする。そのため、制御部１５は、接触面積を拡大させている間において、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２との第２方向におけるずれが許容範囲を保つように、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。例えば、制御部１５は、パターン領域３ａの変形量およびモールド３の傾きによって生じるショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２との相対的なシフト量を示す情報に基づいて、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。この情報は、例えば制御部１５または外部のコンピュータなどにより、空間１０の圧力値Ｐ_１を変えて、即ち、パターン領域３ａの変形量（曲率半径Ｒ）を変えて、パターン領域３ａの対応箇所２２のシフト量を式（６）によりそれぞれ求めることで作成されうる。

Ｓ１０６では、制御部１５は、検出部１６による検出結果に基づいて、モールド３と基板２との位置合わせを行う。例えば、制御部１５は、検出部１６による検出結果に基づいてモールド上のマーク１８と基板上のマーク１７との相対位置（第２方向）を求め、当該相対位置が目標相対位置になるようにモールド３と基板２との位置合わせを行う。Ｓ１０７では、制御部１５は、モールド３を接触させたインプリント材５に対して光を照射するように照射部１２を制御し、当該インプリント材５を硬化させる。Ｓ１０８では、制御部１５は、モールド３と基板２との間隔が拡がるようにモールド保持部８を制御し、硬化したインプリント材からモールド３を剥離（離型）する。Ｓ１０９では、制御部１５は、基板上に引き続きモールド３のパターンを転写するショット領域２ａ（次のショット領域２ａ）があるか否かの判断を行う。次のショット領域２ａがある場合はＳ１０１に進み、次のショット領域２ａが無い場合はＳ１１０に進む。Ｓ１１０では、制御部１５は、基板２を基板保持部６から回収するように基板搬送機構（不図示）を制御する。

上述のように、第１実施形態のインプリント装置１００は、モールド３のパターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大させている間、パターン領域３ａの変形およびモールド３の傾きを徐々に小さくする。それとともに、インプリント装置１００は、モールド３とインプリント材５との接触を開始したときのモールド３と基板２との位置関係を維持するように、パターン領域３ａの変形量に基づいてモールド３と基板２との相対位置を制御する。これにより、インプリント装置１００は、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大している間に生じるモールド３と基板２との相対位置のずれを低減することができる。そのため、モールド３と基板２との位置合わせを迅速に行うことができる。

ここで、第１実施形態のインプリント装置１００では、接触面積を拡大させている間において、パターン領域３ａの変形量に基づいて、モールド３の傾きおよびモールド３と基板２との相対位置のずれを制御したが、それに限られるものではない。例えば、接触面積を拡大させている間において、パターン領域３ａの変形のみを行う場合であっても、モールド３と基板２とが相対的にずれることがある。この場合においても、本実施形態のように、パターン領域３ａの変形量に基づいてモールド３と基板２との相対位置を制御することにより、接触面積を拡大している間に生じるモールド３と基板２との相対位置のずれ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、モールド３と基板上のインプリント材５とを接触させる際に、モールド３のパターン領域３ａを凸形状に変形させる例について説明した。第２実施形態では、基板２のショット領域２ａの一部がモールド３のパターン領域３ａに向かって突出した凸形状に変形させる例について説明する。図８は、第２実施形態のインプリント装置２００を示す概略図である。第２実施形態のインプリント装置２００は、第１実施形態のインプリント装置１００と比べて基板保持部６の構成が異なる。

第２実施形態のインプリント装置２００では、欠けショット領域を含む基板２の周辺部を保持する基板チャック６ａの一部が取り除かれ、基板２の周辺部の下に空間２３が設けられうる。当該空間２３には、変形部としての第２変形部２４が配管を介して接続される。第２変形部２４は、空間２３の圧力を調整することにより、図９に示すように、基板２の周辺部に配置されたショット領域２ａ（欠けショット領域）の一部をモールド３のパターン領域３ａに向かって突出した凸形状に変形させることができる。図９は、基板２の周辺部に配置されたショット領域２ａが変形した状態のインプリント装置２００を示す概略図である。例えば、モールド３と基板２との間隔を狭めてモールド３と基板上のインプリント材５との接触を開始するときには、制御部１５は、空間２３の圧力をその外部の圧力よりも低くして周辺部のショット領域２ａが凸形状に変形するように第２変形部２４を制御する。そして、パターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始した後では、制御部１５は、接触面積が拡大するにつれて空間２３の圧力を徐々に増やし、当該ショット領域２ａの変形が徐々に小さくなるように第２変形部２４を制御する。これにより、インプリント装置２００は、ショット領域２ａが変形した状態でモールド３のパターン領域３ａとインプリント材５との接触を開始させ、パターン領域３ａの一部から徐々にパターン領域３ａとインプリント材５とを接触させることができる。その結果、モールド３のパターンの凹部とインプリント材５との間に気体が閉じ込められることを抑制し、インプリント材５で構成されたパターンに欠損が生じることを防止することができる。

次に、基板２の周辺部に配置されたショット領域２ａ（欠けショット領域）に対するインプリント処理について説明する。第２実施形態のインプリント装置２００は、図４に示すフローチャートに従ってインプリント処理を行い、第１実施形態のインプリント装置と比べてＳ１０４およびＳ１０５の工程が異なる。以下では、第２実施形態のインプリント装置２００におけるＳ１０４およびＳ１０５の工程について説明する。

Ｓ１０４では、制御部１５は、第２変形部２４により基板２の対象ショット領域２ａを凸形状に変形し、対象ショット領域２ａの目標箇所２１からパターン領域３ａとインプリント材５との接触が開始するようにモールド３と基板２との相対的な傾きを制御する。対象ショット領域２ａの目標箇所２１からパターン領域３ａとインプリント材５との接触を開始するには、凸形状に変形した対象ショット領域２ａのうち目標箇所２１が第１方向において最も高い位置になるように基板２を傾けることが好ましい。即ち、目標箇所２１が最もモールド側に配置されるように基板２を傾けることが好ましい。そのため、制御部１５は、対象ショット領域２ａの目標箇所２１が第１方向において最も高い位置になるように、対象ショット領域２ａの変形に応じて基板駆動部６に基板２を傾けさせるとよい。このように基板２を傾ける角度は、第１実施形態においてモールド３を傾ける角度を求める方法と同様の方法を用いて求められうる。

また、対象ショット領域２ａを変形した状態で基板２を傾けると、対象ショット領域２ａの目標箇所２１がパターン領域３ａの対応箇所２２に対して相対的にシフトする。そのため、Ｓ１０４では、制御部１５は、対象ショット領域２ａを変形した状態で基板２を傾けることによって対象ショット領域２ａの目標箇所２１が第２方向にシフトする量（以下、シフト量）に基づいて、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。第２方向におけるシフト量は、第１実施形態においてシフト量を求める方法と同様の方法を用いて求められうる。

Ｓ１０５では、制御部１５は、モールド３と基板２との間隔が狭まるようにモールド駆動部８を制御することによりパターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大していき、パターン領域３ａとインプリント材５とを接触させる。このとき、制御部１５は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、当該接触面積が増えるにつれて対象ショット領域２ａの変形が小さくなるように第２変形部２４を制御する。それと同時に、制御部１５は、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２と位置関係が維持されるように、対象ショット領域２ａの変形量に応じて、モールド３と基板２との相対位置および相対的な傾きを制御する。図１０（ａ）〜（ｃ）は、モールド３（モールド保持部８）および基板２（基板保持部６）の状態を、接触面積を拡大させていく間における時系列で示す図である。

この場合、制御部１５は、接触面積を拡大させていく間、対象ショット領域２ａの目標箇所２１が第１方向において最も高い位置を維持するように、対象ショット領域２ａの変形量に応じて基板２の傾きを制御するとよい。例えば、制御部１５は、対象ショット領域２ａの変形量と、当該変形量において目標箇所２１を最も高い位置にするための基板２の傾きとの関係を示す情報に基づいて、接触面積を拡大させていく間、基板保持部６による基板の傾きを制御するとよい。このような情報は、例えば制御部１５または外部コンピュータなどにより、空間２３の圧力値を変えて、即ち、対象ショット領域２ａの変形量を変えて、基板２を傾ける角度をそれぞれ求めることで作成されうる。

また、接触面積を拡大させている間では、対象ショット領域２ａの変形および基板２の傾きを変化させるため、それらの変化により、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２とが第２方向に相対的にシフトする。そのため、制御部１５は、接触面積を拡大させている間において、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２との第２方向におけるずれが許容範囲を保つように、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。例えば、制御部１５は、対象ショット領域２ａの変形量および基板２の傾きによって生じる対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２との相対的なシフト量を示す情報に基づいて、モールド３と基板２との相対位置を制御するとよい。このような情報は、例えば制御部１５または外部コンピュータなどにより、空間２３の圧力値を変えて、即ち、対象ショット領域２ａの変形量を変えて、対象ショット領域２ａの目標箇所２１のシフト量をそれぞれ求めることで作成されうる。

上述のように、第２実施形態のインプリント装置２００は、基板２のショット領域２ａの一部をモールド３のパターン領域３ａに向かって突出した凸形状に変形させるように構成されている。そして、インプリント装置２００は、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大させている間、ショット領域２ａの変形および基板２の傾きを小さくしていく。それとともに、インプリント装置２００は、モールド３とインプリント材５との接触を開始したときのモールド３と基板２との位置関係を維持するように、ショット領域２ａの変形量に基づいてモールド３と基板２との相対位置を制御する。これにより、インプリント装置２００は、第１実施形態と同様に、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大している間におけるモールド３と基板２との相対位置のずれを低減することができる。そのため、モールド３と基板２との位置合わせを迅速に行うことができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、モールド３のパターン領域３ａを凸形状に変形させる例について説明し、第２実施形態では、基板２のショット領域２ａを凸形状に変形させる例について説明した。第３実施形態では、パターン領域３ａと基板上のインプリント材５とを接触させる際に、パターン領域３ａおよびショット領域２ａの双方を変形させる例について、図１１を参照しながら説明する。図１１（ａ）〜（ｃ）は、モールド３（モールド保持部８）および基板２（基板保持部６）の状態を、接触面積を拡大させている間における時系列で示す図である。第３実施形態のインプリント装置は、第２実施形態のインプリント装置２００と装置構成が同様であるため、ここでは装置構成の説明を省略する。

制御部１５は、図１１に示すように、接触面積を拡大させている間、パターン領域３ａの変形が小さくなるように第１変形部１１を制御するとともに、対象ショット領域２ａの変形が小さくなるように第２変形部２４を制御する。それと同時に、制御部１５は、対象ショット領域２ａの目標箇所２１とパターン領域３ａの対応箇所２２との位置関係が維持されるように、モールド３と基板２との相対位置および相対的な傾きを制御する。モールド３と基板２との相対位置および相対的な傾きの制御は、パターン領域３ａの変形量および対象ショット領域２ａの変形量に基づいて行われうる。これにより、インプリント装置は、パターン領域３ａとインプリント材５との接触面積を拡大している間におけるモールド３と基板２との相対位置のずれを低減することができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかか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（インプリント処理を基板に行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板（インプリント処理を行われた基板）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。

２：基板、３：モールド、５：インプリント材、６：基板保持部、８：モールド保持部、１１：第１変形部、１５：制御部、２４：第２変形部、１００：インプリント装置

Claims (14)

1. 基板上に供給されたインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント装置であって、
   前記モールドおよび前記基板のうち少なくとも一方を、他方に向かって突出した凸形状を有するように変形させる変形部と、
   前記変形部により前記少なくとも一方を変形させた状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始させ、前記変形部による前記少なくとも一方の変形量を徐々に小さくすることにより前記モールドと前記インプリント材との接触面積を徐々に拡大させる処理を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記処理において、
   前記モールドと前記基板との相対傾きが前記接触面積に応じて変化するように、前記変形部による前記変形量に基づいて前記相対傾きを制御し、
   前記基板の面に沿った方向において、前記モールドと前記インプリント材とが互いに接触している領域での前記モールドと前記基板との位置関係が維持されるように、前記変形量および前記相対傾きに基づいて前記モールドと前記基板と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. 前記制御部は、前記モールドの所定箇所から前記モールドと前記インプリント材との接触を開始させ、前記接触面積を拡大させるにつれて前記相対傾きを徐々に小さくするように、前記変形部による前記変形量に基づいて前記相対傾きを制御する、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、前記モールドのパターンの重心以外の箇所を、前記モールドの前記所定箇所として決定する、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. 前記制御部は、前記モールドのうち、前記変形部により前記モールドを変形したときに最も突出した箇所以外の箇所を、前記モールドの前記所定箇所として決定する、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
5. 前記基板は、前記基板の周辺部に配置されて前記モールドのパターンの一部のみが転写される欠けショット領域を含み、
   前記制御部は、前記欠けショット領域の重心に対応する前記モールドの箇所を、前記欠けショット領域に前記処理を行う場合の前記モールドの前記所定箇所として決定する、ことを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、
   前記変形量および前記相対傾きを変化させることによって生じる、前記モールドと前記インプリント材とが互いに接触している領域における前記方向への前記モールドと前記基板との相対シフト量を、前記変形量および前記相対傾きに基づいて推定し、
   推定された前記相対シフト量に基づいて、前記位置関係が維持されるように前記相対位置を制御する、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. 前記制御部は、前記処理において、前記インプリント材を介して最初に接触された前記モールドの箇所と前記基板の箇所との位置関係が維持されるように前記相対位置を制御する、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. 前記変形部は、前記基板に向かって中央部が突出した凸形状を有するように前記モールドを変形させる第１変形部を含み、
   前記制御部は、前記第１変形部による前記モールドの変形量に基づいて前記相対位置を制御する、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. 前記制御部は、前記モールドの最も突出した箇所以外の箇所から前記モールドと前記インプリント材との接触が開始するように、前記変形部による前記少なくとも一方の変形量に基づいて前記モールドと前記基板との相対的な傾きを制御する、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. 前記変形部は、前記モールドに向かって一部が突出した凸形状を有するように前記基板を変形させる第２変形部を含み、
    前記制御部は、前記第２変形部による前記基板の変形量に基づいて前記相対位置を制御する、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. 前記基板は、前記基板の周辺部に配置されて前記モールドのパターンの一部のみが転写される欠けショット領域を有し、
    前記制御部は、前記欠けショット領域上に供給されたインプリント材と前記モールドとを接触させるように前記処理を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記制御部は、前記欠けショット領域の重心から前記モールドと前記インプリント材との接触が開始するように前記処理を制御する、ことを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
13. 請求項１乃至１２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にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。
14. 基板上に供給されたインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント方法であって、
    前記モールドおよび前記基板のうち少なくとも一方を、他方に向かって突出した凸形状を有するように変形させる変形工程と、
    前記変形工程により前記少なくとも一方を変形させた状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始させ、前記少なくとも一方の変形量を徐々に小さくすることにより前記モールドと前記インプリント材との接触面積を徐々に拡大させる接触工程と、
    を含み、
    前記接触工程では、
    前記モールドと前記基板との相対傾きが前記接触面積に応じて変化するように、前記変形量に基づいて前記相対傾きを制御し、
    前記基板の面に沿った方向において、前記モールドと前記インプリント材とが互いに接触している領域での前記モールドと前記基板との位置関係が維持されるように、前記変形量および前記相対傾きに基づいて前記モールドと前記基板との相対位置を制御する、ことを特徴とするインプリント方法。

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