JP6562707B2 - インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法に関する。

インプリント技術は、型に形成されたパターンを基板上に供給されたインプリント材に転写する技術であり、半導体デバイスや磁気記憶媒体、光学部材などを製造する技術の一つとして提案されている。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（例えば光硬化樹脂）とパターンが形成された型とを接触させ、接触させた状態でインプリント材を硬化させる。基板と型との間隔を広げて、硬化したインプリント材から型を離すことで基板上のインプリント材にパターンを形成（転写）することができる。

このようなインプリント装置では、型と基板との位置合わせ（アライメント）として、いわゆるダイバイダイアライメント方式を用いることができる。ダイバイダイアライメント方式は、型に形成されたマークと基板に形成されたマークをパターンが形成される領域（ショット領域）毎に検出し、型と基板の相対位置を補正するものである。位置合わせに用いられるマークは、インプリント装置に備えられた検出器（スコープ）によって検出される。

しかし、ダイバイダイアライメント方式により位置合わせを行って、基板上にパターンを形成しても、ショット領域毎に重ね合せの結果には、ばらつきが生じる。そのため、基板上の多くのショット領域について重ね合せ検査を実施するのが望ましい。そこで、特許文献１には、パターン形成が終わった基板をインプリント装置から搬出する前に、インプリント装置内に配置された重ね合せ検査機構を用いて重ね合せ検査を行うインプリント装置について提案されている。

特開２００９−８８２６４号公報

しかしながら、特許文献１のインプリント装置は、インプリント装置に搬入された基板上にパターンが形成され、重ね合せ検査が完了した後に、次にインプリント処理する基板をインプリント装置内に搬入する。重ね合せ検査を行っている間は、新しい基板がインプリント装置内に搬入されていないため、インプリント装置は新しい基板上にパターンを形成することが出来なかった。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、生産性を向上させたインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明のインプリント装置は、型を用いて、基板の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、基板を保持する、第一基板保持部及び第二基板保持部と、前記基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出するための検出器と、前記インプリント装置の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第一基板保持部に保持された第一基板の上にインプリント材のパターンを形成する第一インプリント工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された第二基板を計測する計測工程を実行した後に、前記第一基板保持部に保持された前記第二基板の上にインプリント材のパターンを形成する第二インプリント工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された前記第一基板の上に形成されたインプリント材のパターンを前記検出器に検出させる検出工程を実行することを特徴とする。

本発明によれば、生産性を向上させた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した図である。 本発明の実施形態の補正機構を示した図である。 インプリント処理の様子を示した図である。 第１実施形態のシーケンスを示した図である。 第１実施形態のインプリント装置を示した図である。 第２実施形態のインプリント装置を示した図である。 第２実施形態のシーケンスを示した図である。

以下、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。なお、各図において、同一の部材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）
（インプリント装置について）
図１を用いて、第１実施形態のインプリント装置ＩＭＰについて説明する。図１に示すように、インプリント装置ＩＭＰには、型１１を保持する型保持部１２（インプリントヘッド）、基板１３を保持する基板保持部１４（基板ステージ）、位置合わせに用いるマークを検出する検出部１５（アライメントスコープ）を備える。また、インプリント装置ＩＭＰには、型１１（パターン面１１ａ）の形状を変える補正機構１６、基板保持部１４を保持して駆動する基板駆動部１７を備えていてもよい。さらに、基板駆動部１７を載置するためのベース定盤２１、型保持部１２を保持するためのブリッジ定盤を備えていてもよい。位置合わせに用いるマークには、型１１に形成された型側マーク１８と基板１３に形成された基板側マーク１９とを含む。第１実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、型保持部１２とは異なる場所に、基板上に形成された転写パターンの状態（欠陥）の検出する検査用検出器２０を備える。また、下地パターンと転写パターンの相対位置を計測（重ね合せ計測）するために、検査用検出器２０は基板に形成されたマークと基板上に形成されたインプリント材のマークを検出することができる。さらに、インプリント装置ＩＭＰには、インプリント動作を制御する制御部ＣＮＴを備える。また、インプリント装置ＩＭＰは、基板１３上にインプリント材を塗布（供給）する塗布機構（ディスペンサ）を備えていてもよい。インプリント装置ＩＭＰは、基板１３上のインプリント材と型１１を接触させ、基板１３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処理を行う装置である。

インプリント装置ＩＭＰは、基板１３上のインプリント材と、パターン面１１ａに凹凸状のパターンが形成された型１１とを接触させる。インプリント材と型とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、型１１と基板１３の間隔を広げることで硬化したインプリント材から型１１を離型（剥離）し、基板１３上のインプリント材にパターンを形成（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ＩＭＰは、インプリント材として紫外線の照射によって硬化する光硬化樹脂を使用する。

型１１（モールド）は、３次元形状（凹凸形状）のパターンが形成されたパターン面１１ａを有する。パターン面１１ａに形成された凹凸形状は、基板１３上のインプリント材に転写されるパターンに対応する。さらに、パターン面１１ａには、型側マーク１８が形成されている。型１１は、基板１３の上のインプリント材を硬化させるための紫外線が透過する材料（例えば石英）からなる。

型保持部１２は、型１１を保持する保持機構であって、型１１を真空吸着や静電吸着などで保持する型チャック、型チャックを載置する型ステージ、型ステージを駆動する型駆動部などを含む。型駆動部は、型ステージ（即ち、型１１）を少なくともＺ軸方向（基板１３上のインプリント材に型１１を接触させる方向、押印方向）に沿った方向に移動させることができる。また、型駆動部は、型ステージをＺ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に沿った方向、及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向に駆動する機能を備えていてもよい。

基板１３は、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハ、ガラス基板などを含む。基板１３上には、インプリント材が供給される。基板１３には、複数のショット領域が形成されており、それぞれのショット領域には、基板側マーク１９が形成されている。ここでショット領域とは、型１１に形成されたパターン（パターン面１１ａ）が基板１３上に転写される領域を示す。

基板保持部１４は、基板１３を保持する保持機構であって、基板１３を真空吸着や静電吸着などで保持する基板チャックを含む。また、基板駆動部１７は、基板チャックを保持して駆動する駆動機構であって、基板保持部１４を載置する基板ステージを含む。基板駆動部１７は、基板ステージ（即ち、基板１３）を少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向（型１１の押印方向に直交する面内方向）に沿った方向に移動させることができる。また、基板駆動部１７は、基板ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に沿った方向、及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向に駆動する機能を備えていてもよい。

検出部１５は、型１１に形成された型側マーク１８と、基板１３に形成された基板側マーク１９を光学的に検出（観察）するスコープで構成されている。検出部１５は、型側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置を検出することができればよい。従って、検出部１５は、２つのマークを同時に撮像するための光学系を備えたスコープで構成してもよいし、２つのマークの干渉信号やモアレなどの相対的な位置が反映された信号を検知するスコープで構成してもよい。また、検出部１５は、型側マーク１８と基板側マーク１９とを同時に検出できなくてもよい。例えば、検出部１５は、内部に配置された基準位置やセンサー面に対する型側マーク１８及び基板側マーク１９のそれぞれの位置を求めることで、型側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置を検出してもよい。

補正機構１６（変形部）は、パターン面１１ａに平行な方向（ＸＹ方向）から型１１に力を付与することによりパターン面１１ａの形状を変えることができる。図２に示すように、補正機構１６は、型１１の側面と接触する接触部１６ａと、接触部１６ａがパターン面１１ａに向かう方向、及び接触部１６ａがパターン面１１ａから遠ざかる方向に接触部１６ａを駆動するアクチュエータ１６ｂとで構成される。ただし、補正機構１６は、型１１に熱を付与して型１１の温度を制御することでパターン面１１ａの形状を変える機構でもよい。

制御部ＣＮＴは、インプリント装置ＩＭＰの動作を制御するプログラムが格納されたメモリＭＲＹと、メモリＭＲＹに格納されたプログラムを実行するプロセッサＰＲＣ、検出部１５の検出結果を用いて型と基板の相対的な位置を演算する演算部ＣＡＬなどを含む。制御部ＣＮＴは、実行されたプログラムに従ってインプリント装置ＩＭＰを構成する各ユニットを制御するための信号を出力する。また、検出部１５が検出した型側マーク１８と基板側マーク１９との検出結果に基づいて、制御部ＣＮＴの演算部ＣＡＬで型１１と基板１３との相対的な位置ずれを求める。演算部ＣＡＬによる演算結果を入力値として制御部ＣＮＴは、型保持部１２または基板駆動部１７を駆動させるための信号を出力する。制御部ＣＮＴから出力された信号に基づき、型保持部１２または基板駆動部１７が移動することで型１１と基板１３の相対的な位置を変化させ、型１１と基板１３の位置合わせを行う。なお、型保持部１２と基板駆動部１７の双方を同時又は順次駆動させてもよい。さらに、制御部ＣＮＴは、インプリント装置ＩＭＰでパターンを形成する際に、補正機構１６による型１１のパターン面１１ａの変形量を制御する。

（インプリント処理について）
図３を用いてインプリント処理について説明する。図３は、インプリント装置ＩＭＰを用いて、基板１３上のインプリント材に所望のパターンを形成する様子を示している。

図３（ａ）に示すように、インプリント装置ＩＭＰは、パターンを形成する領域（ショット領域２３）にインプリント材２２が供給された状態で、型１１と基板１３を位置合わせする。インプリント材２２は一般的に揮発性が高いため、ショット領域ごとインプリント材を供給するのが望ましい。しかし、インプリント材２２の揮発性が低いのであれば、インプリント装置ＩＭＰは、複数のショット領域２３にインプリント材２２を供給してもよいし、外部の塗布装置を用いて事前にインプリント材２２が塗布された基板１３を搬入してもよい。図３（ａ）では、検出部１５が型側マーク１８と基板側マーク１９を検出し、検出結果に基づき型１１と基板１３の相対的な位置を求めている。型１１のパターン面１１ａには、位置合わせ用の型側マーク１８のほかに基板１３上に転写されるパターンが形成されたパターン部１１ｂ（凹凸構造）を含む。

図３（ｂ）に示すように、型１１をインプリント材２２に接触させてパターン部１１ｂにインプリント材を充填させる。このとき、マーク検出に用いられる光（例えば可視光）は、インプリント材２２を透過する。そのため、型１１とインプリント材が接触している状態でも、基板側マーク１９を計測することができる。また、型１１は石英など透明な材料から構成されているため、型１１とインプリント材との屈折率差が小さい。そのため、型側マーク１８の凹凸構造にインプリント材が充填されると、型側マーク１８が計測できなくなる場合がある。そこで、型側マーク１８に型１１と異なる屈折率や透過率の物質を塗布（付着）したり、イオン照射などにより屈折率を変えたりする。これらの手法により、検出部１５は、図３（ｂ）の状態になっても型側マーク１８と基板側マーク１９を検出することができる。

図３（ｃ）はインプリント材に紫外光を照射した後、硬化したインプリント材から型１１をはがした（離型した）状態を示している。基板１３上には、パターン部１１ｂに対応するパターン２２ａが転写される。また基板１３上には、型側マーク１８に対応するパターンが転写され、転写マーク２４が形成される。この転写マーク２４は、基板側マーク１９と合わせて検出することで、ショット領域と基板上に形成されたインプリント材のパターンとの相対的な位置ずれの計測（重ね合せ検査）を行うことができる。相対的な位置ずれの計測に使うマークは、アライメントに使用するマークでも良いし、重ね合せ検査用に設けたマークでもよい。図１に示した検査用検出器２０を用いて、転写マーク２４と基板側マーク１９を検出し、検出結果から転写マーク２４と下地パターンとの相対位置を計測する。この計測は、オーバレイ計測や重ね合せ検査と呼ばれている。図３に示すインプリント処理をショット領域ごとに繰り返すことによって基板上の複数のショット領域にパターンを形成することができる。

（インプリント装置内のシーケンスについて）
次に、基板上にパターンを形成するインプリント工程と、形成されたパターンを検査する検査工程（検出工程）を並行して実行することができるインプリント装置について説明する。第１実施形態では、インプリント結果を装置内で計測し、その結果を後のインプリント工程にフィードバックできるインプリント装置について説明する。

図１と図４を用いて第１実施形態のインプリント処理について説明する。図１は、基板１３上のインプリント材に所望のパターンを形成するインプリント装置ＩＭＰを示している。図１のインプリント装置ＩＭＰは、互いに異なる二つの基板保持部１４（第一基板保持部）と第二基板保持部１４’が構成されている。両者それぞれの基板保持部は互いに異なる基板１３と基板１３’を保持している。図１において、基板１３はインプリント工程によりパターンが形成される基板である。基板１３’はインプリント工程によりインプリント材のパターン（転写マーク）が形成された基板であり、検査工程により転写状態（インプリント処理の状態）が検査される基板である。ここでは、基板保持部１４によって保持された基板１３上にパターンを形成するインプリント工程を行う領域を第一領域とし、主に基板上に形成されたパターンを検査する検査工程を行う領域を第二領域とする。第一領域は、型１１を保持する型保持部１２が配置されている領域に限らず、インプリント工程によりパターンを形成する際に基板保持部１４が移動するＸＹ面の領域が含まれる。また、第二領域は、基板上に形成されたパターンを検査する検査用検出器２０が配置された領域に限らず、検査工程の際に基板保持部１４が移動するＸＹ面の領域が含まれる。基板保持部１４が移動せずに、検査工程を行う場合は、検査用検出器２０を移動させる。第二領域は検査用検出器２０が移動するＸＹ面の領域であってもよい。第一領域と第二領域は、互いに重ならないように設定される。

図４は第１実施形態のシーケンスを示している。図４は、複数の基板（基板ａ〜ｄ）に対して連続して行われる基板計測、インプリント工程、並びに転写状態計測を示している。ここでは、図４に示した一部の工程について説明する。図４の基板処理（基板ｂ）について順に述べる。ここで、インプリント工程とは基板保持部１４が基板を保持してから、インプリント処理を行うことにより、基板上の複数のショット領域にパターンが形成されるまでの期間とすることができる。また、検査工程とは、第二基板保持部１４’がインプリント工程によりパターンが形成された基板を保持してから、転写状態を検査し、インプリント装置から搬出されるまでの期間とすることができる。

工程４−ｂ１の基板搬入では、基板ｂがインプリント装置外から、インプリント装置内に搬入される。搬入された基板ｂは、第二基板保持部１４’により保持される。このとき、予め基板ｂにインプリント材が供給されていてもよいし、インプリント装置内でインプリント材を供給してもよい。

工程４−ｂ２の基板計測（事前計測）では、インプリント工程のための準備が行われる。工程４−ｂ２の基板計測はインプリント装置の第二領域で行われる。基板計測には、基板ｂのノッチ検出またはオリエンテーションフラット検出や基板のマークを計測することによる位置計測、インプリント材の塗布、基板表面の異物検査、基板表面の高さ計測、塗布されたインプリント材の塗布量の検査などが含まれる。インプリント工程のための基板計測を行った後、基板ｂは第一領域へ送り込まれる。このとき、第一領域の基板保持部１４は基板ａを保持している。そのため、基板ａに対するインプリント工程（工程４−ａ３）が完了して基板ａを第二領域へ送り込む時に、基板ｂは第一領域へ送り込まれる。基板の入れ替えには、搬送用ハンドを複数使用しても良いし、複数の基板を保持できる搬送用ハンドを使用しても良い。

工程４−ｂ３のインプリント工程では、型１１のパターンを基板ｂ上のインプリント材に転写するインプリント工程が行われる。また、第一領域でも工程４ｂ−２で説明した基板表面の異物検査や基板表面の高さ計測などの基板計測が必要な場合は、インプリント工程と合わせて行ってもよい。また本実施形態は、ダイバイダイアライメント方式を用いたインプリント装置について説明しているが、グローバルアライメント方式を用いたインプリント装置であってもよい。この場合、第一領域に配置された計測スコープにより複数の基板上マークを計測し、その結果を用いて基板と型との相対位置関係を求めることが一般的である。インプリント工程によりパターンが形成された基板ｂは、第二領域へ送り込まれる。このとき、第二領域の第二基板保持部１４’は基板ｃを保持している。そのため、基板ｃに対する基板計測（工程４ｃ−２）が完了して基板ｃを第１領域へ送り込むときに、基板ｂは第二領域へ送り込まれる。

工程４−ｂ４の転写状態計測では、工程４−ｂ３のインプリント工程でパターンが転写された基板ｂの状態を計測する。パターンが転写された基板の状態を計測することで、インプリント装置の転写性能を見積もることができる。

転写状態計測（検査工程）として、図３に記載したように転写マーク２４と基板側マーク１９の相対位置を計測することで、ショット領域とインプリント材のパターン２２ａの相対位置を計測することができる。相対的な位置ずれの計測は、例えば重ね合せ検査で良く用いられる大きさの異なる基板側四角パターンとインプリント材に転写された四角パターンを重ねることで同時に転写マーク２４と基板側マーク１９の両マークを計測してもよい（Ｂｏｘ−Ｉｎ−Ｂｏｘ計測）。また、インプリント工程において型と基板の相対位置計測を行う際に使用したアライメント用マークを使用しても良い。検査用検出器２０で転写マーク２４と基板側マーク１９を別々に検出してショット領域とインプリント材のパターン２２ａの相対位置を計測してもよい。また、転写マーク２４と基板側マーク１９を格子パターンとし、これらを重ねた際に発生するビートや回折光、モアレ縞などを用いて相対位置を求めてもよい。

また、転写状態計測は、基板上に付着した異物や、形成されたインプリント材のパターン２２ａの欠陥の有無の検査でもよい。インプリント工程により形成されたインプリント材のパターン２２ａには、多様な欠陥が発生する可能性がある。パターン欠陥には、パターンの欠けや凸パターンの倒れ、転写パターンの線幅や高さの変化などを含む。パターン２２ａの欠陥は、ショット領域間や基板間で繰り返し発生することがある。インプリント装置外の欠陥検査装置で基板を検査する場合、情報のフィードバックにタイムラグが発生するため、その間は欠陥が発生している条件のまま転写工程を進めることになる。したがって、より早いフィードバックを行うため、インプリント装置内でパターン欠陥の検査工程を行うことが欠陥の発生低減につながる。パターン欠陥の計測結果としては、欠陥の大きさや分布を含む。

基板上に異物が付着しているとインプリント工程の際に型が損傷する恐れがあるため異物の検査工程で基板上に異物が付着していることが発見された場合は、型１１が損傷していないか、検査する必要がある。例えば、異物が検出されたショット領域内の場所に対応する型１１の場所をインプリント装置内のスコープで検査することや、型１１をインプリント装置から搬出し洗浄することやインプリント装置外のスコープで検査することが挙げられる。型１１の正確な検査をインプリント装置外で行うために、転写状態計測の計測結果をインプリント装置外へ出力してもよい。

さらに、転写状態計測は残膜の検査でもよい。インプリント工程において、基板１３上にインプリント材２２と型１１を接触させると、型１１のパターン部１１ｂの凸部と基板１３との間にはインプリント材２２の層ができ、これを残膜と呼んでいる。インプリント工程後に基板上に形成される残膜は均一であることが望ましい。通常残膜は１０〜数１０ｎｍ程度である。そのため、高精度に残膜の厚みを計測できる検出器を第二領域に配置してもよい。たとえば高精度に物質の厚みを計測する手法として、被計測物体に斜入射で光を当て、反射してきた光の偏光の変化を調べる所謂エリプソメータが良く知られている。

さらに、基板上に形成されたパターンを検査した検査結果により、インプリント工程の条件を最適化することができる。例えば所望のパターンが形成されていない場合は、インプリント材の供給量が少ないことやインプリント材を硬化させるための光の照射量が足りないこと、硬化したインプリント材から型の離型がうまくできていないこと、型の汚れなどが想定される。これら検査結果で得られた不具合の現象とその要因は事前に求めておくのが望ましい。パターンを検査した検査結果から、転写性能の変化の原因を早期に求めることができるため、パターン形成の条件に反映させることができる。

インプリント材のパターンを検査する検査用検出器２０としては、顕微鏡のような光を用いてパターンと非接触で検査できるものが望ましい。インプリント材のパターンを破壊することなく検査出来る。顕微鏡の解像力相当の線幅のパターンに加えて、解像力相当の線幅より細いパターンが存在する場合には、解像力相当の線幅のパターンを代表して検査した結果を検査結果としてもよい。ただし、光学的な解像限界があるため、線幅が数十ｎｍのパターンを観察するのは一般的な顕微鏡では難しい。そこでインプリント装置は、より小さな物体を観察できる、近接場光顕微鏡や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を構成してもよい。このような検査装置はパターンの検査に時間がかかるため、代表点のパターンを計測してパターン検査することが望ましい。例えば、型１１の汚れのように、インプリント処理毎にパターン転写の不具合が蓄積される原因であれば基板上に最後にパターンを形成したショット領域を検査することで、最も不具合の影響が含まれるショット領域を計測することになる。その他、周辺ショット（エッジショット）や特異点を代表点として選択してもよい。

また、転写状態計測には、基板上に形成されたパターンの有無を検査するものを含む。インプリント工程によりパターンが形成された基板には、インプリント装置のエラーでパターンが形成されないショット領域が含まれることがある。そのため、インプリント装置は、インプリント工程を経た基板上の各ショットを観察し、インプリント処理によるパターンが形成されているかどうか判断することができる。その際の判断には、上述の転写パターン２２ａの観察結果や転写マーク２４の検出結果に基づき判断する。また、基板側マーク１９と転写マーク２４が重ね合せられることで発生する信号（モアレ信号などの有無）に基づき判断することができる。

さらに、各転写領域端を観察することでインプリント材の塗布量の多寡を検出することができる。例えば、インプリント材を供給したショット領域に隣接するショット領域までインプリント材が漏れ出していればインプリント材の塗布量が多く、ショット領域がインプリント材でカバーしきれていなければ塗布量が少ない。これに基づいてインプリント材の塗布量の調整やインプリント材の塗布位置やパターンを調整することができる。

このように、工程４−ｂ４の転写状態計測で得られた計測結果は、インプリント装置内の制御部ＣＮＴで転写条件の最適条件を求める際に用いられる。得られた情報に基づき、最適条件を求めパラメータを書き換えることで、基板ｂの後に処理される基板ｃや基板ｄをより良い転写条件でインプリントすることができる。例えば、転写状態計測で重ね合せ検査を行った場合は、本来の目標値からのずれの情報に基づき、次の基板ｃや基板ｄに対するインプリント工程時に計測値へオフセットを付与することでより高精度な重ね合せを実現することができる。また、ショット領域毎に異物や欠陥の位置を検出することで、パターン転写毎に繰り返しているのか、基板上の位置に関係するのかを確認することができる。例えば、パターン転写毎に繰り返している不具合であれば、型要因である可能性が高いため、型１１を洗浄すればよい。基板上の特定のショット領域（例えば周辺ショット領域）で欠陥や残膜の変化が多く発生しているのであれば、基板内の特定のショット領域にインプリント工程を行う際の転写条件を変える。例えば、特定のショット領域に供給するインプリント材の供給量（塗布量）を変えるなどである。

工程４−ｂ５の基板搬出では、工程４−ｂ４の転写状態計測で計測が完了した基板ｂ（基板１３）がインプリント装置外に搬出される。

上記実施形態では、一枚の基板をインプリント処理して計測し条件を補正することで次の基板へのインプリント条件を最適化する一連の工程について説明した。この実施形態に限らず、例えば、第一領域で基板に形成された数ショット領域だけインプリントでパターンを形成し、その結果を第二領域で計測し、転写条件を変えて（補正して）残りのショット領域にパターンを形成しても良い。また、ロット先頭の基板に対して上述の工程を行い、その結果を基に転写条件を変えて同一ロットをインプリントしても良い。

（インプリント工程と転写状態計測工程の並行処理について）
第１実施形態では、図５に示すように、第一領域でのインプリント工程と第二領域での転写状態計測を並行して行う。図５は図１に示したインプリント装置をＺ方向（型１１と基板１３とを近づける方向）から見たものを示している。第１実施形態のインプリント装置ＩＭＰは基板を搬入する場所と基板を搬出する場所が共通の場合を示している。基板ｂについて、工程４−ｂ４の転写状態計測を第二領域で行っている間、基板ｂの後にインプリント装置ＩＭＰに搬入された基板ｃについて、工程４−ｃ３のインプリント工程を行う。このように第１実施形態のインプリント装置は、基板ｂに対する転写状態計測工程と基板ｃに対するインプリント工程を並行して行う。転写状態計測工程とインプリント工程の両者は少なくとも一部の動作が並行して行われていれば良く、転写状態計測工程とインプリント工程の動作の全てが並行して行われなくてもよい。

さらに、基板ｃに対するインプリント工程（工程４−ｃ３）が第一領域で行われている間に、第二領域で行われる転写状態計測（工程４−ｂ４）が完了すると、インプリント装置から基板ｂを搬出する（工程４−ｂ５の基板搬出）。続いて、新たな基板ｄをインプリント装置に搬入する（工程４−ｄ１の基板搬入）。図５に示すように第一領域でのインプリント工程４−ｃ３と少なくとも一部を並行して、第二領域ではインプリント装置内に搬入された基板に対して工程４−ｄ２の基板計測を行うことができる。そのため、基板ｄよりも前にインプリント装置に搬入された基板ｃについて、工程４ｃ−３のインプリント工程を第一領域で行っている間、基板ｄについて、工程４−ｄ１の基板搬入と工程４−ｄ２の基板計測を第二領域で行ってもよい。このように、第１実施形態のインプリント装置は、基板搬入または基板計測と、インプリント工程を少なくとも一部が並行するように行ってもよい。

転写状態計測の計測結果はその重要度や効果によって、計測方法や処理方法、反映させるタイミングを変えても良い。転写パターンの欠陥や基板上の異物は、型に付着した異物に起因することが考えられる。この場合、異物が付着した型を使い続けると型を破損する恐れがあるため、できるだけ早く型に付着した異物を除去する方が望ましい。

例えば、第二基板保持部に基板が搬入された時に、基板上に形成されたパターンのうち、後半もしくは最後に形成された代表ショット領域を最初に計測する。型に付着した異物に起因した欠陥や異物を検知した場合、第一基板保持部でのインプリント工程を停止する。インプリント工程を停止した後、新たな型と交換したり、型を洗浄工程へ送ったりすることができる。この方法であれば、早ければ第一領域で次の基板に対してインプリント工程前（パターンを形成する前）、もしくはインプリント工程の初期に対応することができ、型の破損を防ぐことができる。

また、ショット領域を一つ計測することで判別できる項目に関しては、第二基板保持部での転写状態計測の計測結果で判別することで、次の基板に対してインプリント前に判明することができる。判別する項目は、例えば欠陥や異物以外にもオーバレイ精度、インプリント材の染み出しやパターンの大幅な崩れなどが該当する。

複数のショット領域にわたって同様のパターン欠陥やパターン崩れが続いている場合、今後も発生し続ける可能性が高い。例えば、インプリント工程を終えた基板が第二基板保持部に搬入された時に、基板上に形成されたパターンのうち、代表ショット領域について転写状態計測をする。計測結果から複数のショット領域にわたって同一位置に欠陥（繰り返し欠陥）が発生していないか計測する。一般的にはインプリント工程が行われた回数に従って、不具合が発生する可能性が高いので、インプリント工程の後半で形成されたショットから代表ショット領域を選択するのが良い。

繰り返し欠陥が発見された場合、今後も発生することが考えられるため、型の洗浄やインプリント材の塗布パターンの最適化、充填時間の調整、基板と型の押印条件などの最適化を行うことで不良ショットの発生を未然に防ぐ。この手法であれば、早ければ第一領域での次の基板のインプリント工程前もしくはインプリント工程の初期に対応することができる。

代表ショット領域の変化を見ることで判別できる項目に関しては、第二基板保持部での転写状態計測の計測結果で判別することで、より早く次の基板に対するインプリント工程に反映することができる。例えば、上述の繰り返し欠陥だけではなく、オーバレイやショット領域の形状、残膜の計測などが該当する。転写状態計測では、基板に形成された下地パターンと転写パターンの重ね合わせ検査をして、重ね合せ精度の分布を計測することができる。

基板に形成されたショット領域の形状などの補正量はそれぞれのショット領域に対して事前に取得しておき、ダイバイダイ計測の前から補正を行うことがある。実際にインプリント工程ごとに各ショット領域で計測した結果を用いて補正する（例えば型に圧力を加えて補正する）場合、形状の補正に時間がかかるため、各ショット領域のインプリント工程に時間がかかってしまう。したがって、生産性の低下を招くので、事前に持っている（取得した）ショット領域の形状に基づいて、ダイバイダイ計測の前から補正を開始することが多い。

実際のインプリント結果を用いることで、より精度よく補正を行うことができる。この手法であれば、全てのショット領域の計測結果を元に、次々インプリント基板には反映することができる。また、異常個所がある場合には該当するショット領域を後工程への情報出しや、より精密な検査する領域として指示することもできる。また、重ね合せ検査に限らず、残膜の計測を行って基板面内の分布を求めても良い。

また、同一ロットは通常同一生産工程で作られるので、ほぼ同様の構造をしている。したがって、基板間の同一部分を複数枚で計測し、そこで差分があったら異常値であると判別することができる。

全てのショット領域を計測することで判別できる項目に関しては、インプリント装置外の専用装置でショット領域を計測するより早く、計測結果をインプリント工程に反映することができる。例えば、転写状態計測を行った二枚後の基板に対するインプリント工程への適用が可能である。また、途中からでも良いなら、転写状態計測を行った次の基板に対するインプリント工程への適用が可能である。

このように、インプリント装置内で転写状態計測を行うことにより、従来のような装置外専用装置で計測した結果を反映させるより早く、計測した結果を反映させることができるため、欠陥の発生を低減することができる。

以上より、第１実施形態のインプリント装置は、第一領域におけるインプリント工程と並行して、転写状態計測を第二領域で行うことで生産性を低下させずにパターン形成とパターンが形成された基板の検査を行うことができる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のインプリント装置を示している。第２実施形態のインプリント装置は、インプリント装置に搬入された基板１３”を保持する第三基板保持部１４”を備える。第２実施形態のインプリント装置は、基板を搬入する位置と基板を搬出する位置が異なり、基板計測と転写状態計測が異なる場所で行われる。基板計測は、基板保持部１４及び第二基板保持部１４’とは異なる第三基板保持部１４”に保持された基板１３”に対して行われる。

この基板計測の計測結果に基づき、基板の位置や方向を補正し、基板保持部１４へ基板を載せ替える。この後、基板にショット領域が形成されている場合、第一領域において基板上のショット領域の位置を求めるために、グローバルアライメント計測が行われることがある。グローバルアライメント計測の他には、型側マーク１８と基板側マーク１９の相対位置を計測して、型と基板を位置合わせするダイバイダイアライメント計測が行われる。

グローバルアライメント計測は、基板保持部１４に保持された基板１３に対して、基板上の複数ショット領域（サンプルショット）に形成されたマークを検出し、検出結果を統計演算処理することで基板上の各ショット領域の位置（配列情報）を求める。このため、サンプルショットに形成されたマークが検出できる程度の精度で、第三基板保持部１４”に保持された基板に対して事前計測を行うのが望ましい。また、第２実施形態のインプリント装置は、第三基板保持部１４”に基板が保持されている状態で、複数のショット領域に形成されたマークを検出し、ショット領域の配列情報を求めてもよい。そのため、第２実施形態のインプリント装置は、第三基板保持部１４”に保持された基板１３”のマークを事前に検出するための検出器を備えていてもよい。

第２実施形態において、インプリント装置に搬入された基板を保持する第三基板保持部１４”の領域を第三領域と呼ぶことにする。また、第三領域は、基板計測（事前計測）のために第三基板保持部１４”が移動する領域を含むものとする。第三領域は上述の第一領域と第二領域と互いに重ならないように設定されうる。

図７は第２実施形態のシーケンスを示している。図７は、複数の基板（基板ａ〜ｄ）に対して連続して行われる基板計測、インプリント工程、並びに転写状態計測を示している。ここでは、基板ｂについて図７に示した一部の工程を説明する。

工程７−ｂ１では、基板ｂ（基板１３）がインプリント装置内に搬入される。搬入された基板ｂは、第三基板保持部１４”に保持される。

工程７−ｂ２では、基板ｂに対して基板計測が行われる。工程７−ｂ２の基板計測はインプリント装置の第三領域で行われる。インプリント工程のための基板計測を行った後、基板ｂは第一領域へ送り込まれる。このとき、第一領域の基板保持部１４は基板ａを保持している。そのため、基板ａに対するインプリント工程（工程７−ａ３）が完了して基板ａを第二領域へ送り込む時に、基板ｂは第一領域へ送り込まれる。図７のように基板計測の時間がインプリント工程の時間よりも短い場合には、インプリント工程が完了するまで基板１３を第三領域で待機させておく。

工程７−ｂ３では、型１１を用いて基板ｂ上のインプリント材のパターンを形成するインプリント工程が行われる。このとき、インプリント工程（工程７−ｂ３）と並行して第二領域に送り込まれた基板ａについて転写状態計測（工程７−ａ４）を行う。さらに、インプリント工程（工程７−ｂ３）と並行して、第三領域に搬入された基板ｃについて基板計測（工程７−ｃ２）を行ってもよい。インプリント工程によりパターンが形成された基板ｂは、第二領域へ送り込まれる。

工程７−ｂ４では、工程７−ｂ３のインプリント工程でパターンが転写された基板ｂの転写状態計測が行われる。

このように、第２実施形態のインプリント装置は、基板保持部を三つ備えているため、基板ｂについてインプリント工程（工程７−ｂ３）を行う間に、基板ａについて転写状態計測（工程７−ａ４）と、基板ｃについて基板計測（工程７−ｃ２）を行うことができる。第２実施形態のインプリント装置は、第一領域におけるインプリント工程と並行して、転写状態計測（検査工程）及び基板計測を行うことで、生産性を低下させずにパターン形成とパターンが形成された基板の検査と基板の事前計測を行うことができる。

（その他の形態）
上述の第１実施形態では第一領域と第二領域のそれぞれに配置された基板保持部１４及び第二基板保持部１４’から不図示の搬送機構により基板１３及び基板１３’を載せ替える場合について説明した。しかし、第二領域で各種計測した結果を第一領域へ引き継ぎたいが、基板保持機構への受け渡しによる再保持によって、前記計測結果が変わってしまうことがある。この場合は、基板１３を保持したまま基板保持部１４と基板１３’を保持したまま第二基板保持部１４’を載せ替えてもよい。この場合はそれぞれの基板保持部の置き誤差が発生するため、載せ替えた後に基板保持部に構成したマークや基板上のマークを数点計測することで、載せ替えに起因する位置誤差を修正する。第２実施形態では、さらに基板１３”を保持したまま第三基板保持部１４”を載せ替えてもよい。

また、別の形態としては、基板１３を保持したまま基板保持部１４を駆動部１７まで含めて移動させてもよい。基板１３’を保持したと第二基板保持部１４’を駆動部１７’まで含めて移動させることで第一領域と第二領域の場所を入れ替えてインプリントを行う形態がある。検査用検出器２０で計測した結果を使ってインプリント工程でパターンを形成する際に、基板１３と基板１３’を載せ替えてもよいが、前記したように搭載時の位置ずれが発生することが考えられる。駆動部まで含めて基板を入れ替えることで、基板保持部に構成した基準マークや基板上のマークを数点計測したり、基板保持部の駆動量を精度よく計測したりすれば、前記第二領域で計測したグローバルアライメント計測結果を第一領域でも引き継ぐことができる。第２実施形態では、さらに基板１３”を保持した第三基板保持部１４”を駆動部まで含めて移動させてもよい。

上述の実施形態では第二領域で計測された結果を、インプリント装置内で異なる基板に対するインプリント工程の際の転写条件に用いる場合について説明した。一方で本発明のインプリント装置は、インプリント装置外で行われる次工程や外部の検査装置で使用するため、インプリント装置内で得られた欠陥や残膜の計測結果を、インプリント装置外に出力することができる。

上述の実施形態では転写マーク２４は、型側マーク１８に対応するマークとして基板上に転写されると説明したが、型側マーク１８に対応していなくてもよい。重ね合せ検査を行うために転写マーク２４とは異なる転写マーク２４’を基板上に形成してもよい。さらに基板側マーク１９もまた、重ね合せ検査を行うために基板側マーク１９とは異なる基板側マーク１９’を形成してもよい。これら、転写マーク２４’と基板側マーク１９’を用いて重ね合せ検査を行うことができる。また、計測用のマークを設けずに、デバイスのための基板側パターンと転写されたインプリント材のパターン２２ａを検出しその相対位置を計測してもよい。

上述の実施形態では、インプリント材として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化樹脂を用いて説明したが、紫外線に限らず他の波長の光を照射することによって硬化する光硬化樹脂を用いてもよい。さらに、インプリント材を硬化させる方法として、光硬化法に限らず、熱によりインプリント材を硬化させる熱硬化法を用いてもよい。

上述の実施形態では、半導体デバイスなどの製造工程で使用されるリソグラフィ装置として、インプリント装置ＩＭＰを用いて説明した。しかし、本発明はインプリント装置ＩＭＰに限られず、リソグラフィ装置としてパターンが形成された原版を用いて基板を露光する露光装置や電子線描画装置であってもよい。原版（レチクルなど）に形成されているパターンを、投影光学系などを介して基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレートなど）に転写する露光装置の場合、露光後にレジスト層に形成されたパターン（重ね合せマーク）を検出（観察）する。露光された部分を光学的に観察することができる感光性樹脂（レジスト潜像）が、開発されている。これを用いることにより、転写したパターンを露光装置内で観察することができる。そのため、露光後の基板を露光装置から搬出する前に、次の基板への露光と並行して転写状態計測を行うことができる。この露光装置は、レジスト潜像の観察に必要であれば基板への加熱機構なども搭載してもよい。

（デバイス製造方法）
物品としてのデバイス（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）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成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、パターンを形成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。

ＩＭＰ インプリント装置
１１ 型
１２ 型保持部
１３ 基板
１４ 基板保持部
１５ 検出部
２０ 検査用検出器

Claims (18)

1. 型を用いて、基板の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、
   基板を保持する、第一基板保持部及び第二基板保持部と、
   前記基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出するための検出器と、
   前記インプリント装置の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第一基板保持部に保持された第一基板の上にインプリント材のパターンを形成する第一インプリント工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された第二基板を計測する計測工程を実行した後に、前記第一基板保持部に保持された前記第二基板の上にインプリント材のパターンを形成する第二インプリント工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された前記第一基板の上に形成されたインプリント材のパターンを前記検出器に検出させる検出工程を実行する
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記基板の上に形成された前記インプリント材のパターンを前記検出器に検出させることで、前記インプリント材のパターンの転写状態を検査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. 前記基板の上に形成された前記インプリント材のパターンはインプリント材のマークであり、
   前記制御部は前記検出器に前記インプリント材のマークと前記基板に形成されたマークを検出させることで、前記インプリント材のマークと前記基板に形成されたマークの相対的な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. 前記制御部は、前記検出器が検出したインプリント材のパターンに基づいて、前記基板の上の異物の有無を検出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。
5. 前記制御部は、前記検出器が検出したインプリント材のパターンに基づいて、前記基板の上に形成された前記インプリント材の残膜の厚さを検査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。
6. 前記制御部は、前記基板の上に形成された前記インプリント材の残膜の厚さに基づいて、前記基板の上に供給された前記インプリント材の供給量を求めることを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
7. 型を用いて、基板の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、
   基板を保持する、第一基板保持部、第二基板保持部、及び第三基板保持部と、
   前記基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出するための検出器と、
   前記インプリント装置の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第一基板保持部、前記第二基板保持部、及び第三基板保持部を入れ替えて配置した後に、
   前記第一基板保持部に保持された第一基板の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工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された第二基板を計測する計測工程と前記第三基板保持部に保持された第三基板の上に形成されたインプリント材のパターンを前記検出器に検出させる検出工程とを実行する
   ることを特徴とするインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記計測工程において、基板のノッチ、オリエンテーションフラット、又マークの計測、基板の異物検査、基板の高さ計測、及び基板に供給されたインプリント材の量の検査のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 型を用いて、基板の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、
   基板を保持する、第一基板保持部及び第二基板保持部と、
   前記基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出するための検出器と、
   前記インプリント装置の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第一基板保持部と前記第二基板保持部とを入れ替えて配置した後に、
   前記第一基板保持部に保持された第一基板の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工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された第二基板の上に形成されたインプリント材のパターンを前記検出器に検出させる検出工程を実行する
   ことを特徴とするインプリント装置。
10. 前記検出器は、前記基板の上の下地パターンと前記インプリント材のパターンとの相対位置を計測することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記第一基板保持部と前記第二基板保持部とのそれぞれは基板駆動部を備え、
    それぞれに備えられた前記基板駆動部により、前記第一基板保持部と前記第二基板保持部は、前記第一基板と前記第二基板をそれぞれ保持した状態で、前記インプリント工程が行われる第１領域と前記検出工程が行われる第２領域で互いに入れ替わるように配置されることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインプリント装置。
12. 型を用いて、基板の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、
    基板を保持する、第一基板保持部及び第二基板保持部と、
    前記インプリント装置の動作を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記第一基板保持部と前記第二基板保持部とを入れ替えて配置した後に、
    前記第一基板保持部に保持された第一基板の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工程を実行している状態で前記第二基板保持部に保持された第二基板を計測する計測工程を実行する
    ことを特徴とするインプリント装置。
13. 前記制御部は、前記計測工程において、基板のノッチ、オリエンテーションフラット、又マークの計測、基板の異物検査、基板の高さ計測、及び基板に供給されたインプリント材の量の検査の少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１２に記載のインプリント装置。
14. 前記第一基板保持部と前記第二基板保持部とのそれぞれは基板駆動部を備え、
    それぞれに備えられた前記基板駆動部により、前記第一基板保持部と前記第二基板保持部は、前記第一基板と前記第二基板をそれぞれ保持した状態で、前記インプリント工程が行われる第１領域と前記計測工程が行われる第２領域で互いに入れ替わるように配置されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のインプリント装置。
15. 型を用いて基板の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方法であって、
    第一基板保持部に保持された第一基板の上にインプリント材のパターンを形成する第一インプリント工程と、
    第二基板保持部に保持された第二基板を計測する計測工程と、
    前記第一基板保持部に保持された前記第二基板の上にインプリント材のパターンを形成する第二インプリント工程と、
    前記第二基板保持部に保持された前記第一基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出する検出工程と、を有し、
    前記第一インプリント工程を実行している状態で前記計測工程を実行した後に、前記第二インプリント工程を実行している状態で前記検出工程を実行する
    ことを特徴とするインプリント方法。
16. 型を用いて基板の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方法であって、
    第一基板を保持する第一基板保持部と第二基板を保持する第二基板保持部とを入れ替えて配置する配置工程と、
    前記配置工程を実行した後に前記第一基板の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工程と、
    前記インプリント工程を実行している状態で前記第二基板の上に形成されたインプリント材のパターンを検出する検出工程と、を有する
    ことを特徴とするインプリント方法。
17. 型を用いて基板の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方法であって、
    第一基板を保持する第一基板保持部と第二基板を保持する第二基板保持部とを入れ替えて配置する配置工程と、
    前記配置工程を実行した後に前記第一基板の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工程と、
    前記インプリント工程を実行している状態でインプリント材のパターンを形成する前記第二基板を計測する計測工程と、を有する
    ことを特徴とするインプリント方法。
18. 請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載のインプリント装置を用いて前記基板上にインプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンが形成された基板を加工する工程と、
    を含み、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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