JP6864481B2 - パターン形成方法および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターン形成方法および物品製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなど物品を製造するためのリソグラフィー技術の１つとして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、基板の上にインプリント材を配置し、インプリント材に型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによってパターンを形成する技術である。インプリント技術は、物品の製造において、投影露光装置を用いたフォトリソグラフィー技術と併用されうる。例えば、ある層を投影露光装置で形成し、その層の上にインプリント装置で他の層を形成するような方法が採用されうる。

特許文献１には、投影露光装置を用いて第１のパターンを形成した後にインプリント装置を用いて第２のパターンを形成する方法が記載されている。この方法では、インプリント装置を用いて形成される第２のパターンの形状に合うように投影露光装置を用いて形成される第１のパターンの形状が補正される。

特開２０１５−２９０７０号公報

現在のところ、インプリント装置を用いてパターンを形成するために要する時間は、投影露光装置を用いてパターンを形成するために要する時間よりも格段に長い。そこで、１つの投影露光装置に対して複数のインプリント装置を割り当てた設備（所謂クラスタ）において、１つの投影露光装置を用いてパターンが形成される複数の基板に対して複数のインプリント装置を用いて並行してパターンを形成することが考えられている。複数のインプリント装置を用いる場合において、それらの間に存在する個体差が問題となりうる。例えば、型の保持機構および基板の保持機構の保持面の平坦性は、複数のインプリント装置において互いに異なりうる。

１つの投影露光装置に対して複数のインプリント装置を割り当てて物品を製造する方法に対して特許文献１に記載された方法を適用する場合、複数のインプリント装置のそれぞれに応じて投影露光装置における補正量を変更することになりうる。しかしながら、例えば、１つのロットにおいて、それを後に処理する複数のインプリント装置のそれぞれに応じた補正量に従って投影露光装置によって露光を行うことは煩雑であり、非効率である。また、この方法では、あるインプリント装置のために投影露光装置によってパターンが形成された基板には、当該インプリント装置でしか次のパターンを形成することができない。例えば、インプリント装置が故障等により停止した場合、当該インプリント装置のために投影露光装置によってパターンが形成された基板に次のパターンを形成することはできず、これによってロットの処理が遅延するため、非効率である。

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、１つの投影露光装置に対して複数のインプリント装置を割り当てた設備においてパターンを効率的に形成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、投影露光装置を用いて第１領域を規定するように第１パターン群が形成された複数の基板のうち互いに異なる基板の前記第１領域の上に複数のインプリント装置をそれぞれ用いて第２領域を規定するように第２パターン群を形成するパターン形成方法に係り、前記パターン形成方法は、前記複数のインプリント装置によりそれぞれ規定される複数の前記第２領域の形状における共通の変形成分である共通成分を決定する決定工程と、前記投影露光装置を用いて複数の基板のそれぞれの上に、前記決定工程で決定された前記共通成分に応じて変形させた前記第１領域を規定するように前記第１パターン群を形成する第１工程と、前記複数のインプリント装置のそれぞれを用いて、前記第１工程で前記第１パターン群が形成された前記複数の基板のうちの互いに異なる基板の前記第１領域の上に前記第２領域を規定するように前記第２パターン群を形成する第２工程と、を含む。

本発明によれば、１つの投影露光装置に対して複数のインプリント装置を割り当てた設備においてパターンを効率的に形成するために有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態が適用されうるインプリント装置の構成を示す図。 図１に示されたインプリント装置の形状補正機構の構成を示す図。 図１に示されたインプリント装置の動作を示す図。 本発明の第１実施形態が提供されうる投影露光装置の構成を示す図。 投影露光装置によって規定されうる第１領域（ショット領域）の形状を例示する図。 投影露光装置を用いてテスト基板に形成される第１マークを例示する図。 本発明の第１実施形態のパターン形成方法を示す図。 本発明の第１実施形態のパターン形成方法における付加的な工程を示す図。 本発明の第２実施形態のパターン形成方法における付加的な工程を示す図。 型のパターン部が複数のチップ領域を含む例を示す図。 図１０に示された型を用いて形成されるテスト基板を例示する図。 本発明の第１および第２実施形態が適用されうるインプリント装置の構成を示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態が適用されうるインプリント装置１の構成が示されている。インプリント装置１は、半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品の製造のために使用されうる。インプリント装置１は、基板１０の上に未硬化樹脂１４を配置し、未硬化樹脂１４を型８によって成形し、該成形された未硬化樹脂１４を硬化させることによって樹脂のパターンを形成する。未硬化樹脂および硬化によって形成された樹脂は、インプリント材と呼ばれうる。

インプリント材は、硬化性組成物であり、典型的には、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。これらのうち光により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種でありうる。以下では、未硬化樹脂１４の硬化のために光を使う例を説明するが、これは一例に過ぎないことを理解されたい。

以下では、基板１０の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。インプリント装置１は、露光照明系（硬化部）２と、型操作機構３と、基板操作機構４と、塗布部（供給部）５と、形状補正機構３８と、制御部７とを備えうる。露光照明系２は、インプリント処理の際に、型８を介して基板１０の上に未硬化樹脂１４に対して紫外線等の光９を照射する。露光照明系２は、例えば、光源と、光源から放射された光９をインプリントに適切な光に調整する光学素子とを含みうる。光９は、ダイクロイックミラー３６で反射され、型８および基板１０へ導かれうる。

図２に例示されるように、型８は、外周形状が長方形（例えば正方形）であり、基板１０に対向する面には、回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部８ａが配置されている。また、型８は、光９を透過させることが可能な材料、例えば石英で構成されうる。また、型８は、形状補正機構３８によるパターン部８ａの変形を容易にするために、光９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）を有しうる。

型操作機構３は、型８を保持する型保持機構１１と、型保持機構１１を保持し型８の姿勢制御やＺ方向の移動を行う型駆動機構１２とを含みうる。型保持機構１１は、型８における光９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることで型８を保持しうる。例えば、型保持機構１１が真空吸着力により型８を保持する場合には、型保持機構１１は、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦにより型８の脱着が切り替えられうる。

型保持機構１１および型駆動機構１２は、露光照明系２から放射された光９が基板１０に照射されるように、中心部（内側）に開口領域１３を有しうる。開口領域１３には、開口領域１３の一部と型８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材４１（例えば石英板）が設置され、加圧源などを含む不図示の圧力調整装置により開口領域１３内の空間の圧力が調整されうる。圧力調整装置は、例えば、型８を基板１０の上の未硬化樹脂１４に押し付ける際に、開口領域１３内の空間の圧力をその外部よりも高く設定することによってパターン部８ａを基板１０に向かって凸形にたわませるように構成されうる。これにより、未硬化樹脂１４に対してパターン部８ａをその中心部から接触させうる。このような方法により、パターン部８ａと未硬化樹脂１４との間に気体が残留することを抑え、パターン部８ａの凹凸部に未硬化樹脂１４を充填させることができる。また、パターン部８ａを基板１０に向かって凸形にたわませるのではなく、基板１０をパターン部８ａに向かって、凸形にたわませて、型８と基板１０上の未硬化樹脂１４とを接触させてもよい。

型駆動機構１２は、基板１０上の未硬化樹脂１４への型８の押し付け、および、硬化した樹脂からの型８の引き離しを行う。型駆動機構１２は、アクチュエータとして、例えば、ボイスコイルモータおよび／またはエアシリンダを含みうる。また、型８の高精度な位置決めに可能にするために、型駆動機構１２は、粗動駆動系および微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、型駆動機構１２は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはωｚ軸（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、型８の傾きを補正するためのチルト機能などを有してもよい。インプリント装置１における未硬化樹脂１４への型８（パターン部８ａ）の押し付け、硬化した樹脂からの型８の引き離し動作は、型８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板１０をＺ軸方向に移動させることで実現されてもよい。あるいは、該押し付けおよび引き離し動作は、型８および基板１０の双方を移動させることによって実現されてもよい。

基板操作機構４は、基板１０を保持する基板保持機構１６と、型８と基板１０との位置合わせを実施する基板駆動機構１７とを含みうる。基板保持機構１６は、基板１０を真空吸着力や静電力により保持しうる。基板駆動機構１７は、アクチュエータとして、例えば、リニアモータまたは平面パルスモータを含みうる。基板駆動機構１７は、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。基板駆動機構１７は、更に、基板１０のＺ軸方向の位置調整のための駆動系、基板１０のωｚ方向の位置調整機能、および、基板１０の傾きを補正するためのチルト機能の少なくとも１つを含みうる。

基板保持機構１６は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１８を備えうる。インプリント装置１は、参照ミラー１８にそれぞれビームを照射することで基板保持機構１６の位置を測定する複数のレーザ干渉計（測長器）１９を備える。レーザ干渉計１９は、基板保持機構１６の位置を計測し、制御部７は、その計測値に基づいて基板１０の位置決め制御を実行する。

塗布部５は、型保持機構１１の近傍に設置され、基板１０上に未硬化樹脂１４を塗布（供給）する。塗布部５から吐出される未硬化樹脂１４の量は、基板１０上に形成すべきパターンの厚さおよび密度などに応じて決定されうる。

インプリント装置１は、インプリント処理に際し、基板１０のパターン形成領域（ショット領域）２７の位置情報を得るためのアライメント計測部６を備える（図１、図２参照）。アライメント計測部６から射出されるアライメント光３５は、ダイクロイックミラー３６を透過し、型８のアライメントマーク２３ａおよび基板１０のアライメントマーク２３ｂに照射される。アライメントマーク２３ａ、２３ｂで反射したアライメント光３５は、アライメント計測部６で入射し、アライメント計測部６は、入射したアライメント光３５に基づいて型８ａとパターン形成領域２７との相対位置を示す情報を得る。

制御部７は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御するように構成されうる。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１の各構成要素と通信する。制御部７は、それに組み込まれたプログラムに従って各構成要素の制御するように構成されうる。制御部７は、例えば、型操作機構３、基板操作機構４、形状補正機構３８、露光照明系２、アライメント計測部６の動作を制御する。制御部７は、インプリント装置１の他の部分と一体（共通の筐体内に）で構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体（別の筐体内に）で構成してもよい。

また、インプリント装置１は、基板操作機構４を支持するベース定盤５１と、型操作機構３を支持するブリッジ定盤２８と、ベース定盤５１から延設され、除振器２９を介してブリッジ定盤２８を支持するための支柱３０とを備えうる。除振器２９は、床面の振動がブリッジ定盤２８へ伝わらないように遮断する。さらに、インプリント装置１は、型８をインプリント装置１の外部から型操作機構３へ搬送する型搬送機構や、基板１０をインプリント装置１の外部から基板操作機構４へ搬送する基板搬送機構などを含みうる。

次に、図３を参照しながらインプリント装置１の動作を説明する。工程Ｓ１０１では、制御部７は、インプリント装置１内に基板１０が搬入されて基板操作機構４の基板保持機構１６の上に基板１０が載置されるように基板搬送機構を制御し、基板１０を保持するように基板保持機構１６を制御する。その後、工程Ｓ１０２では、制御部７は、基板１０のパターン形成領域２７が塗布部５の直下に位置決めされるように基板駆動機構１７を制御し、未硬化樹脂１４をパターン形成領域２７に塗布（供給）するように塗布部５を制御する。

その後、工程Ｓ１０３では、制御部７は、基板１０のパターン形成領域２７が型８の直下へ位置決めされるように基板駆動機構１７を制御する。その後、制御部７は、型８のパターン部８ａが基板１０のパターン形成領域２７の上の未硬化樹脂１４に押し付けられるように型駆動機構１２を制御する。この際に、パターン部８ａが基板１０に向かって凸形にたわむように型８の形状が制御されうる。この押し付けにより未硬化樹脂１４が型８のパターン部８ａの凹凸部に充填される。

その後、工程Ｓ１０５では、制御部７は、型８のアライメントマーク２３ａと基板１０のアライメントマーク２３ｂとの相対位置を検出するようにアライメント計測部６を制御する。また、工程Ｓ１０５では、制御部７は、アライメント計測部６による検出結果に基づいて基板１０のパターン形成領域２７と型８のパターン部８ａとの間の相対的なシフト（Ｘ、Ｙ軸方向）および回転（ωｚ軸）を計算する。そして、制御部７は、相対的なシフトおよび回転が許容範囲に収まるように基板駆動機構１７を制御する。更に、工程Ｓ１０５では、制御部７は、基板１０のパターン形成領域２７と型８のパターン部８ａとの形状差が小さくなるように、形状補正機構３８にパターン部８ａの形状を補正させる。ここで、基板１０のパターン形成領域２７は、投影露光装置を用いて基板１０の上に規定されたショット領域（第１領域）であり、投影露光装置を用いて形成されたパターン群（第１パターン群）を含む。換言すると、パターン形成領域２７は、投影露光装置を用いて形成されたパターン群（第１パターン群）によって規定される領域である。該パターン群は、アライメントマーク２３ｂを含む。ショット領域は、１回の露光動作（ショット）によってパターン群が形成される領域である。

その後、工程Ｓ１０６では、制御部７は、光９が未硬化樹脂１４に照射されるように露光照明系２を制御する。未硬化樹脂１４は、光９が照射されることによって硬化し、これにより、基板１０のパターン形成領域２７（第１領域）の上に新たなパターン形成領域（第２領域）が規定されるように樹脂のパターン群（第２パターン群）が形成される。その後、工程Ｓ１０７では、制御部７は、硬化した樹脂から型８が引き離されるように基板駆動機構１７を制御する。ここで、工程Ｓ１０２〜Ｓ１０７は、パターン形成領域２７（第１領域）の上に新たなパターン形成領域（第２領域）が規定されるように樹脂のパターン群（第２パターン群）を形成する第２工程（インプリント工程）である。

その後、工程Ｓ１０８では、制御部７は、基板１０の全てのパターン形成領域２７（ショット領域）の上に新たなパターン（第２パターン）が形成されたかどうかを判断する。そして、未処理のパターン形成領域２７が残っている場合には、その未処理のパターン形成領域２７に対して工程Ｓ１０２〜Ｓ１０７の第２処理を行い、未処理のパターン形成領域２７が残っていない場合には、基板１０の処理が終了する。次いで、工程Ｓ１０９では、制御部７は、基板１０がインプリント装置１の外に排出されるように基板操作機構４および基板搬送機構を制御する。

工程Ｓ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２は、例えば、物品の製造のための条件出しのために付加的に実施されうる工程である。工程Ｓ１１０では、基板１０の上に形成された樹脂のパターン（第２パターン）とその下のパターン形成領域２７のパターン（第１パターン）との重ね合わせ精度の検査が実施されうる。そして、工程Ｓ１１１では、重ね合わせ精度が基準を満たしているかどうかが判定され、基準を満たしている場合は、現在のインプリント条件で、物品の生産が開始ないし続行される。基準を満たしていない場合は、工程Ｓ１１２において、工程Ｓ１１０における検査結果に基づいて、形状補正機構３８による補正量、および／または、インプリント条件が修正され、新たな基板１０について、工程Ｓ１０１からの処理が行われる。

図４には、本発明の第１実施形態が提供されうる投影露光装置ＥＸの構成が例示的に示されている。投影露光装置ＥＸは、照明系１０２によってレチクル１２９を照明し、レチクル１２９のパターン群を投影光学系１３０によって基板１０に投影することによって基板１０にショット領域を規定する潜像パターン群を形成する。より具体的には、基板１０には、予めフォトレジスト膜が形成され、潜像パターン群は、該フォトレジスト膜が形成される。潜像パターン群が形成されたフォトレジスト膜を現像することによってレジストパターン群が形成される。レジストパターン群が形成された基板を処理（例えば、エッチング、酸化、イオン注入等）することによって基板１０にレジストパターン群に対応するパターン群が形成され、該パターン群は、ショット領域を規定する。

投影光学系１３０は、複数の光学素子１３１を含む。基板１０は、基板操作機構１０４によって保持され位置決めされうる。基板操作機構１０４は、基板１０を保持する基板保持機構、および、基板保持機構を駆動する基板駆動機構を含みうる。基板１０の位置は、基板保持機構に設けられた参照ミラー１１８を使ってレーザ干渉計（計測器）１１９によって計測されうる。レチクル１２９と基板１０との相対的な位置および姿勢、ならびに、複数の光学素子１３１の少なくとも１つの位置および姿勢、の少なくとも１つを調整することによって基板１０に規定されるショット領域の形状を補正することができる。投影露光装置ＥＸが走査露光装置として構成される場合、レチクル１２９と基板１０との相対速度が制御されてもよい。

以下、図１２および図７を参照しながら、１つの投影露光装置に複数のインプリント装置（いわゆるクラスターインプリント装置）を割り当てた設備において基板の上にパターンを形成するパターン形成方法を例示的に説明する。図１２には、１つの投影露光装置ＥＸに対して４台のインプリント装置を構成したクラスターインプリント装置１Ａ−１Ｄが例示されている。図７には、本発明の第１実施形態のパターン形成方法が示されている。パターン形成方法は、第１工程Ｓ２１０と、第１工程Ｓ２１０の後に行われる第２工程Ｓ２２０とを含む。

第１工程Ｓ２１０では、投影露光装置ＥＸを用いて複数の基板１０のそれぞれの上に第１領域（第１ショット領域）が規定されるように第１パターン群が形成される。第１パターン群は、回路パターン群などのデバイスパターン群の他、アライメントパターンを含みうる。デバイスパターン群は、例えば、複数の活性領域を規定するパターン、複数の配線パターン、または、複数のコンタクトホールパターンでありうる。第１工程Ｓ２１０では、第２工程において複数のインプリント装置１のそれぞれによって規定される第２領域の変形における共通成分に応じた形状を有するように第１領域が規定される。

第２工程Ｓ２２０では、複数のインプリント装置１のそれぞれを用いて、第１工程Ｓ２１０を経た複数の基板１０のうちの互いに異なる基板１０の第１領域の上に第２領域が規定されるように第２パターン群が形成される。ここで、前述のように、各インプリント装置１は、基板１０の上に供給された未硬化樹脂１４に型８を押し付けた状態で未硬化樹脂１４を硬化させることによって第２パターン群を形成する。複数のインプリント装置１によってそれぞれ規定される複数の第２領域の形状は、互いに異なるが、共通の変形成分（共通成分）を有する。ここで、共通成分は、基板１０の上に供給された未硬化樹脂１４に型８を押し付けたことによって型８が変形することに起因する成分でありうる。第２パターン群は、回路パターン群などのデバイスパターン群の他、アライメントパターンを含みうる。

共通成分以外の成分は、複数のインプリント装置１の間における個体差を含みうる。該個体差は、例えば、型保持機構１１の型保持面（型８を保持するための面）の平坦性、あるいは、基板保持機構１６の基板保持面（基板１０を保持するための面）の平坦性によって生じうる。また、共通成分以外の成分は、複数のインプリント装置１においてそれぞれ使用される複数の型８の間の個体差、即ち製造誤差によって生じうる。製造誤差は、例えば、数ｎｍのオーダでありうる。第２工程Ｓ２２０は、第２パターン群を形成する前に基板１０の上に絶縁層または導電層等の層を形成する工程を含みうる。当該層は、第２パターン群をエッチングマスクとして利用してエッチングによってパターニングされうる。

共通成分以外の成分（複数のインプリント装置１の個体差、複数の型８の個体差）は、複数のインプリント装置１の各々に起因する第２領域の形状の個別成分である。個別成分については、第２工程Ｓ２２０において、複数のインプリント装置１により個別に補正されうる。

図５（ａ）〜（ｄ）には、第１工程Ｓ２１０で使用される投影露光装置ＥＸによって規定されうる第１領域（ショット領域）の形状の例が模式的に示されている。例えば、レチクル１２９および複数の光学素子１３１の少なくとも１つを投影光学系１３０の光軸１３２に垂直な平面に対して傾斜させた場合、図５（ａ）に示されるように、破線で示される矩形の第１領域を実線で示される台形の第１領域に変形されることができる。また、レチクル１２９および複数の光学素子１３１の少なくとも１つの位置および姿勢を変化させることによって、図５（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、破線で示される矩形の第１領域を実線で示される糸巻形、樽形、弓形等の第１領域に変形させることができる。

一方、インプリント装置１は、第２パターン群が形成される第２領域（ショット領域）の形状を変形させるために形状補正機構３８を備えている。インプリント装置１におけるショット領域は、１回のインプリント処理によって基板１０の上にパターン群が形成される領域である。形状補正機構３８は、図２に例示されているように、型８の側面に力を加えることができるように配置された複数のアクチュエータ６０を有する。複数のアクチュエータ６０によって型８の側面に力を加えることによって、型８のパターン部８ａの形状を物理的に変形させることができる。しかし、石英等で製作されうる型８は正のポアソン比を有するため、例えば、圧縮力を加えた場合、圧縮方向と直交する方向に膨張が生じる。この膨張による変形は、型８を弓形、糸巻形、樽形等の形状、もしくはそれ以上の次数を有する形状に変形させる場合には、重ね合わせ精度を悪化させる原因となる。

形状補正機構３８による型８のパターン部８ａの変形は意図的になされるが、インプリント装置１では、型８のパターン部８ａの意図しない変形も起こりうる。意図しない変形は、工程Ｓ１０４において未硬化樹脂１４にパターン部８ａを押し付けることによって起こりうる。一例において、この押し付けによってパターン部８ａは、ｎｍオーダで変形しうる。これにより、第２パターン群が形成される第２領域（ショット領域）が変形しうる。未硬化樹脂１４にパターン部８ａを押し付けることによるパターン部８ａの変形には、例えば図５（ａ）〜（ｄ）に示す台形、弓形、糸巻形、樽形等の形状などの２次以上の多項式で表現される形状等が含まれうる。下記式（１）〜式（４）に各変形成分の多項式（ｘ方向のみ）を示す。

台形：ｄｘ＝Ｋ９（ｐｐｍ／ｍｍ^２）・Ｘ・Ｙ −（式１）
弓形：ｄｘ＝Ｋ１１（ｐｐｍ／ｍｍ^２）・Ｙ^２ −（式２）
糸巻形：ｄｘ＝Ｋ１７（ｐｐｍ／ｍｍ^３）・Ｘ・Ｙ^２ −（式３）
樽形：ｄｘ＝-Ｋ１７（ｐｐｍ／ｍｍ^３）・Ｘ・Ｙ^２ −（式４）

２次以上の変形は、形状補正機構３８により十分な補正効果を得ることは難しい。ここで、第２領域の変形のうち基板１０の未硬化樹脂１４に型８を押し付けたことによって型８が変形することに起因する成分は、複数のインプリント装置１においてそれぞれ使用される複数の型８において概ね共通することが実験によって確かめられている。つまり、基板１０の未硬化樹脂１４に型８を押し付けたことによって型８が変形することに起因する成分を共通成分として、第１工程Ｓ２１０において、投影露光装置ＥＸにより該共通成分に応じた形状を有するように第１領域が規定することが有効である。

図８には、複数のインプリント装置１によってそれぞれ規定される第２領域の変形における共通成分を決定する方法が例示されている。図８に例示される方法によって決定された共通成分に基づいて図７に例示される方法によって第１パターン群および第２パターン群が形成されうる。第３工程Ｓ３１０では、投影露光装置ＥＸを用いて複数のテスト基板２５に第１マーク２４が形成される。図６には、第３工程Ｓ３１０において形成される各テスト基板２５に形成される第１マーク２４が模式的に示されている。第１マーク２４は、例えば、ショット領域に対応する矩形形状を有する領域２０を規定するように、例えば領域２０の４つの頂点を規定するように形成されうる。

その後、第４工程Ｓ３２０では、複数のインプリント装置のそれぞれを用いて第３工程Ｓ３１０を経た複数のテスト基板２５のうち互いに異なるテスト基板２５に第１マーク２４を基準として複数の第２マーク３３０が形成される。ここで、第１マーク２４を基準として複数の第２マーク３３０を形成するとは、例えば、第１マーク２４を基準として、複数の第２マーク３３０を形成するための凹凸パターンを有する評価用の型を位置決めしながらインプリント処理を行うことを意味する。第４工程Ｓ３２０は、評価用の型を用いて図３の工程Ｓ１０２〜Ｓ１０７を複数の領域２０に対して繰り返して行う工程でありうる。これにより、各領域２０の上に新たな領域３３が規定されるように第２マーク３３０が形成されうる。

その後、第５工程Ｓ３３０では、第３工程Ｓ３１０および第４工程Ｓ３２０を経たテスト基板２５を評価することによって、複数のインプリント装置１によってそれぞれ規定される第２領域の変形における共通成分が決定される。共通成分は、例えば、複数のテスト基板２５に形成された複数の第２マーク３３０の配列を評価することによって取得することができる。

ここで、共通成分は、例えば、複数の基板１０の上に規定された第２領域の形状を示す複数の変形成分のうち２次以上の多項式で表現される各変形成分を変形成分ごとに平均した値でありうる。これをより具体的に説明するために、第２領域の形状を示す複数の変形成分のうち２次以上の多項式で表現される複数（Ｌ個）の変形成分を識別子ｉで識別する。また、基板１０の複数（Ｍ個）のパターン形成領域２７を識別子ｊで識別し、複数の基板（Ｎ個）を識別子ｋで識別する。この場合において、第ｉ成分に関する共通成分は、複数（ｋ＝１〜Ｎ）の基板１０のそれぞれの複数（ｊ＝１〜Ｍ）のパターン形成領域２７の第ｉ変形成分を平均することによって求められうる。つまり、第ｉ変形成分に関する共通成分は、Ｎ×Ｌ個の第ｉ変形成分を平均することによって求められうる。

あるいは、第ｉ変形成分に関する共通成分は、複数の基板１０のそれぞれにおける第ｊパターン形成領域２７（同じ位置に存在するパターン形成領域）の第ｉ変形成分を平均することによって求められうる。つまり、第ｉ変形成分に関する共通成分は、Ｎ個の第ｊパターン形成領域２７の第ｉ変形成分を平均することによって求められうる。

あるいは、第ｉ変形成分に関する共通成分は、複数の基板１０のそれぞれにおけるグループを構成するパターン形成領域２７の第ｉ成分を平均することによって求められうる。

この評価は、例えば、インプリント装置１においてアライメント計測部６を用いて行うことができる。テスト基板に形成された第１マークと第２マークを検出することで、投影露光装置で規定される領域２０とインプリント装置で規定される領域３３の形状差（倍率差など）を求めることができる。この場合、共通成分を決定する処理は、評価結果に基づいて制御部７によって行われうる。あるいは、この評価は、他の評価装置を使って行うことができる。共通成分を決定する処理は、評価結果が制御部７に提供されて制御部７によって行われてもよいし、外部のコンピュータによって行われてもよい。共通成分は、例えば、各テスト基板２５の領域３３の変形を示す２次以上の次数の項を抽出することによって得られうる。あるいは、共通成分は、複数のテスト基板２５の評価から得られた領域３３の変形量のうち最小値としてもよい。工程Ｓ３３０において得られた共通成分に基づいて、図７に例示される方法によって第１パターン群および第２パターン群が形成されうる。

第６工程Ｓ３４０および第７工程Ｓ３５０は、任意的に実施されうる。第６工程Ｓ３４０および第７工程Ｓ３５０は、投影露光装置ＥＸが評価用の基準基板を評価することによって共通成分を決定する機能を有するインプリント装置である場合に有用である。

第６工程Ｓ３４０では、第３工程Ｓ３１０、第４工程Ｓ３２０を経た複数のテスト基板２５のうち第２マーク３３０によって規定される領域３３の形状が第５工程Ｓ３３０で決定された共通成分に近いテスト基板２５が基準基板として決定されうる。第６工程Ｓ３４０は、複数のインプリント装置１のいずれかの制御部７または外部のコンピュータによって実行されうる。

第７工程Ｓ３５０では、投影露光装置ＥＸにおいて、第６工程Ｓ３４０で決定された基準基板を用いて共通成分が決定される。より具体的な例を挙げれば、投影露光装置ＥＸには、基準基板が搬入され、計測器１０６を使って複数の第２マーク３３０の位置が検出され、その検出結果に基づいて、共通成分が決定され、前述の第１工程Ｓ２１０に提供されうる。計測器１０６は、例えば、オフアクシススコープおよび／またはアライメントスコープでありうる。

第１工程Ｓ２１０では、製造用の基板１０に第１領域を規定するために補正量が共通成分に基づいて決定されうる。この補正量は、例えば、レチクル１２９および複数の光学素子１３１の少なくとも１つの位置および姿勢を制御するためのパラメータを補正するために使用される。より簡単に説明するために、図８に例示された領域３３の形状が共通成分によるものと仮定する。この仮定の下では、補正量は、投影露光装置ＥＸによって領域３３と同じ形状の領域が露光されるようにレチクル１２９および複数の光学素子１３１の少なくとも１つの位置および姿勢を制御するためのパラメータを補正するために使用されうる。

上記の共通成分の評価において、テスト基板２５の全ての領域３３において同一の共通成分が決定されてもよいし、１又は複数の領域３３からなるグループごとに共通成分が決定されてもよい。つまり、全てのショット領域において同一の共通成分が決定されてもよいし、１又は複数の領域からなるグループごとに共通成分が決定されてもよい。

型８のパターン部８ａは、１つのチップのためのパターン群のみで構成されてもよいが、図１０、図１１に例示されるように、複数のチップ領域のためのパターン群で構成されてもよい。図１０、図１１に示された例では、パターン部８ａは、それぞれ１つのチップ領域に対応する複数の隣接した部分領域８１、８２、８３、８４を有し、各部分領域にパターン群が配置されている。ここで、チップ領域は、最終的に基板１０から切り出される領域である。このような型８を使用すると、１回のインプリント処理で複数のパターン形成領域２７に対してパターン群を形成することができる。図１０、図１１において、領域３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、１回のインプリント処理で基板１０またはテスト基板２５の上に規定される領域を模式的に示している。図１０に示された例では、領域３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、Ｘ軸に平行な辺が湾曲した糸巻形の変形を有する。

共通成分を算出するためには、まず、各基板１０について、投影露光装置ＥＸで第１パターン群が形成された第１領域とインプリント装置で第２パターン群が形成された第２領域との形状差から変形成分を算出する。その後、上述したように複数の基板１０から得た変形成分において、２次以上の次数で表される変形成分ごとに得た平均値を共通成分とする。または別の方法として、基板１０のパターン形成領域の位置ごとに共通成分を求めてもよい。

更に、複数の第１領域上に一度に前記第２パターン群を形成することによって前記第２領域を規定する場合には、一度に前記第２パターン群を形成した第２領域ごとに基板間に共通な共通成分を算出してもよい。求めた共通成分を第１工程Ｓ２１０で使用する投影露光装置ＥＸの補正量とすることで、第１領域の第１パターン群と第２領域の第２パターン群との重ね合わせ精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態を変形したものである。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。第２実施形態では、基準基板２５の上に投影露光装置ＥＸを用いて検査パターン群を形成し、基準基板２５の第２マーク３３０（インプリント装置１によって形成されたマーク）と検査パターン群との重ね合わせ誤差を計測することによって共通成分を決定する。

図９には、第２実施形態の手順が示されている。工程Ｓ３４１では、図８の第６工程Ｓ３４０で決定した基準基板２５の上に投影露光装置ＥＸを用いて検査パターン群が形成される。より具体的な例を挙げると、まず、基準基板２５の上に絶縁材料または導電材料の層が形成され、その上にフォトレジスト膜が形成される。次いで、投影露光装置ＥＸによってフォトレスト膜を露光することによってフォトレジスト膜に潜像パターン群が形成される。次いで、潜像パターン群が形成されたフォトレジスト膜を現像することによってレジストパターン群が形成される。次いで、レジストパターン群が形成された基準基板２５の層をエッチングすることによって検査パターン群が形成されうる。この検査パターン群は、複数のマークを含みうる。

工程Ｓ３４２では、重ね合わせ検査装置を用いて、工程３４１を経た基準基板２５の第２マーク３３０（インプリント装置１によって形成されたマーク）と検査パターン群との重ね合わせ誤差が計測される。工程Ｓ３４３では、工程Ｓ３４２の計測結果に基づいて共通成分が決定され、前述の第１工程Ｓ２１０に提供されうる。

以下、本発明の１つの実施形態の物品製造方法を説明する。物品製造方法は、第１工程Ｓ２１０および第２工程Ｓ２２０を経た基板を処理する処理工程を含む。処理工程は、例えば、第２工程２２０が絶縁層または導電層などの層を形成する工程を含む場合、当該層を、第２パターン群をエッチングマスクとして利用してエッチングによってパターニングする工程を含みうる。あるいは、処理工程は、第２パターン群をイオン注入マスクとして基板１０にイオンを注入する工程を含みうる。あるいは、処理工程は、第２パターン群をマスクとして基板を酸化する工程を含みうる。

１：インプリント装置、８：型、８ａ：パターン部、１０：基板、２３ａ：基板のアライメントマーク、２３ｂ：型のアライメントマーク、２７：基板のパターン形成領域、ＥＸ：露光装置、２０：露光によって基板に規定された領域、２４：露光によって基板に形成された第１マーク、２５：テスト基板、２７：パターン形成領域（第１領域）３３：インプリント処理によって基板に規定された領域、３３０：インプリント処理によって基板に形成された第２マーク

Claims (14)

1. 投影露光装置を用いて第１領域を規定するように第１パターン群が形成された複数の基板のうち互いに異なる基板の前記第１領域の上に複数のインプリント装置をそれぞれ用いて第２領域を規定するように第２パターン群を形成するパターン形成方法であって、
   前記複数のインプリント装置によりそれぞれ規定される複数の前記第２領域の形状における共通の変形成分である共通成分を決定する決定工程と、
   前記投影露光装置を用いて複数の基板のそれぞれの上に、前記決定工程で決定された前記共通成分に応じて変形させた前記第１領域を規定するように前記第１パターン群を形成する第１工程と、
   前記複数のインプリント装置のそれぞれを用いて、前記第１工程で前記第１パターン群が形成された前記複数の基板のうちの互いに異なる基板の前記第１領域の上に前記第２領域を規定するように前記第２パターン群を形成する第２工程と、を含む、
   ことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記複数のインプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材に型を押し付けた状態で該インプリント材を硬化させることによって前記第２パターン群を形成し、
   前記決定工程では、基板の上に供給されたインプリント材に型を押し付けたことによって該型が変形することに起因する前記第２領域における変形に基づいて前記共通成分を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記共通成分は、前記複数の基板の上に規定された前記第２領域の形状を示す複数の変形成分のうち２次以上の多項式で表される各変形成分を変形成分ごとに平均した値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
4. 前記共通成分は、前記複数の基板の同じ位置に規定された前記第２領域の形状を示す複数の変形成分のうち２次以上の多項式で表される各変形成分を変形成分ごとに平均した値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
5. 前記決定工程は、
   前記投影露光装置を用いて複数のテスト基板に第１マークを形成する第３工程と、
   前記複数のインプリント装置のそれぞれを用いて前記複数のテスト基板のうち互いに異なるテスト基板に、前記第１マークを基準として複数の第２マークを形成する第４工程と、
   前記複数のインプリント装置を用いてそれぞれ形成された前記複数の第２マークに基づいて前記共通成分を決定する第５工程と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
6. 前記決定工程は、
   前記投影露光装置を用いて複数のテスト基板に第１マークを形成する第３工程と、
   前記複数のインプリント装置のそれぞれを用いて前記複数のテスト基板のうち互いに異なるテスト基板に、前記第１マークを基準として複数の第２マークを形成する第４工程と、
   前記複数のインプリント装置を用いてそれぞれ形成された前記複数の第２マークに基づいて前記共通成分を決定する第５工程と、
   前記第３工程および前記第４工程を経た前記複数のテスト基板のうち前記第２マークによって規定される領域の形状が前記共通成分に近いテスト基板を基準基板として決定する第６工程と、
   前記投影露光装置により前記基準基板における前記複数の第２マークに基づいて前記共通成分を決定する第７工程と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
7. 前記第２工程では、基板の上の隣接した複数の前記第１領域の上に一度に前記第２パターン群を形成することによって前記第２領域を規定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。
8. 前記第５工程では、前記第２工程で一度に前記第２パターン群を形成した前記第２領域ごとに前記共通成分を決定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のパターン形成方法。
9. 前記第２工程では、前記複数のインプリント装置の各々に起因する前記第２領域の形状の個別成分を前記複数のインプリント装置により個別に補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
10. 前記複数のインプリント装置の各々は、型の形状を補正する形状補正機構を備え、前記第２工程では、前記形状補正機構によって前記個別成分を補正する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のパターン形成方法。
11. 前記第１パターン群は、アライメントマークを含み、前記第２工程では、前記第１工程で形成された前記アライメントマークを用いて、前記形状補正機構による型の変形を制御する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のパターン形成方法。
12. 前記投影露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備え、
    前記第１工程では、前記共通成分に応じて前記第１領域を変形させるために、該レチクルと該基板との相対的な位置および姿勢、ならびに、前記投影光学系の光学素子の位置および姿勢、の少なくとも１つを制御する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
13. 前記第１工程では、前記共通成分によって規定される前記第２領域の形状に前記第１領域の形状が近づくように前記第１領域を変形させる、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のパターン形成方法に従って基板の上に前記第１パターン群および前記第２パターン群を形成する工程と、
    前記第２パターン群が形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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