JP6875879B2 - 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。

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。インプリント装置では、モールドのパターンを基板上のインプリント材に精度よく転写するため、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（以下、接触状態）においてモールドと基板との位置合わせが行われうる。特許文献１には、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においてモールドと基板との位置合わせを行う方法が開示されている。

特開２００７−１３７０５１号公報

モールドと基板との位置合わせでは、モールドと基板との位置ずれ量および形状差を計測する計測工程と、計測された位置ずれ量および形状差に基づいてモールドと基板との相対位置および相対形状を補正する補正工程とが繰り返される。そして、インプリント装置では、計測工程と補正工程とを繰り返す回数を低減させることが、スループットの点で好ましい。

しかしながら、接触状態でモールドと基板との相対位置を変更すると、インプリント材の粘弾性によってモールドと基板との相対位置を元に戻そうとする力が生じ、モールドと基板とに相対的な形状変化が新たに発生してしまう。そのため、補正工程において、計測工程で計測された位置ずれ量および形状差に基づいて相対位置および相対形状を補正するだけでは、計測工程と補正工程との繰り返し回数を低減させてスループットを向上させることが困難となりうる。

そこで、本発明は、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、パターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域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、前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方を変形させる変形部と、前記パターン領域と前記ショット領域との位置ずれを計測する計測部と、前記モールドと前記基板上のインプリント材とが接触している状態において、前記計測部に前記位置ずれを計測させる計測工程と、前記計測工程での計測結果に基づいて、前記位置ずれが補正されるように前記モールドと前記基板との相対位置を変更する補正工程とを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記補正工程において、前記位置ずれを補正するための前記状態での前記相対位置の変更に起因して生じる前記パターン領域と前記ショット領域との相対的な形状変化を、前記計測工程で計測された前記位置ずれに基づいて推定し、前記形状変化が補正されるように前記変形部を制御する、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。

インプリント装置を示す図である。 インプリント処理を示すフローチャートである。 位置ずれ量および形状差の補正を説明するための図である。 形状変化の発生を説明するための図である。 形状変化の発生を説明するための図である。 モールドと基板との位置合わせの制御を示すブロック図である。 計測部による計測タイミング、基板ステージによる位置ずれ量の補正タイミング、および変形部による形状差の補正タイミングを示す図である。 モールドと基板との位置合わせの制御を示すブロック図である。 物品の製造方法を示す図である。

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。以下の実施形態では、基板の面と平行な方向（基板の面に沿った方向）をＸ方向およびＹ方向とし、当該基板の面に垂直な方向（基板に入射する光の光軸方向）をＺ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１０について説明する。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と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。例えば、インプリント装置は、凹凸のパターンが形成されたモールド（型）を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化し、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）する。これにより、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。

インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、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。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。

［インプリント装置の構成］
図１は、第１実施形態のインプリント装置１０を示す図である。インプリント装置１０は、例えば、モールド１を保持するモールド保持部３と、基板２を保持する基板ステージ４と、計測部５と、硬化部６と、供給部７と、制御部８とを含みうる。制御部８は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する（インプリント装置１０の各部を制御する）。

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、基板側の面における一部の領域（パターン領域１ａ）には、基板上に供給されたインプリント材に転写するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板２としては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板２としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板２との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。

モールド保持部３は、モールドチャック３ａとモールド駆動部３ｂとを含む。モールドチャック３ａは、例えば真空吸着力や静電力などによってモールド１を保持する。また、モールド駆動部３ｂは、例えばリニアモータやエアシリンダなどのアクチュエータを含み、モールド１（モールドチャック３ａ）をＺ方向に駆動する。本実施形態のモールド駆動部３ｂは、Ｚ方向にモールド１を駆動するように構成されているが、それに限られず、例えば、ＸＹ方向およびθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にモールド１を駆動する機能などを有してもよい。ここで、モールド保持部３には、モールド１の側面における複数箇所に力を加えてパターン領域を変形させる機構としての変形部９が設けられる。変形部９は、例えばピエゾ素子などのアクチュエータを複数含みうる。

基板ステージ４（基板保持部、ステージ）は、基板チャック４ａと基板駆動部４ｂとを含む。基板チャック４ａは、例えば真空吸着力や静電力などによって基板２を保持する。また、基板駆動部４ｂは、例えばリニアモータなどのアクチュエータを含み、基板２（基板チャック４ａ）をＸＹ方向に駆動する。本実施形態の基板駆動部４ｂは、ＸＹ方向に基板２を駆動するように構成されているが、それに限られず、例えば、Ｚ方向およびθ方向に基板２を駆動する機能などを有してもよい。ここで、本実施形態では、モールド１と基板２との間隔（Ｚ方向の距離）を変える動作がモールド保持部３によって行われるが、基板ステージ４によって行われてもよいし、それらの双方によって相対的に行われてもよい。また、ＸＹ方向におけるモールド１と基板２との相対位置を変える動作が基板ステージ４によって行われるが、モールド保持部３によって行われてもよいし、それらの双方によって相対的に行われてもよい。

計測部５は、モールド１（パターン領域１ａ）に設けられたマークと基板２（ショット領域２ａ）に設けられたマークとを検出する検出部（スコープ）を有し、パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれ量および形状差を計測する。例えば、計測部５は、パターン領域１ａの四隅に設けられたマークとショット領域２ａの四隅に設けられたマークとを検出部によって検出する。これにより、計測部５は、パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれ量とともに、パターン領域１ａとショット領域２ａとの形状差を計測することができる。

硬化部６（照射部）は、モールド１と基板上のインプリント材とが接触している状態で、基板上のインプリント材にモールド１を介して光（紫外線）を照射することにより当該インプリント材を硬化させる。また、供給部７は、基板上にインプリント材を供給（塗布）する。

［インプリント処理］
次に、インプリント処理について、図２を参照しながら説明する。図２は、インプリント処理を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、基板ごとに行われるインプリント処理を示しており、制御部８によって各工程が制御されうる。モールド保持部３へのモールド１の搭載・回収、および基板ステージ４への基板２の搭載・回収については説明を省略する。

Ｓ１１では、制御部８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７の下に配置されるように基板ステージ４を制御し、対象ショット領域２ａにインプリント材を供給するように供給部７を制御する。Ｓ１２では、制御部８は、モールド１のパターン領域１ａの下方に対象ショット領域２ａが配置されるように基板ステージ４を制御する。Ｓ１３では、制御部８は、モールド１と基板２との間隔が小さくなるようにモールド保持部３（モールド駆動部３ｂ）を制御することにより、モールド１と基板上のインプリント材とを接触させる。

Ｓ１４では、制御部８は、モールド１のパターン領域１ａと基板２の対象ショット領域２ａとの位置ずれ量および形状差を計測部５に計測させる（計測工程）。Ｓ１５では、制御部８は、計測部５による計測結果に基づいて、パターン領域１ａと対象ショット領域２ａとの位置ずれおよび形状差が補正されるように、モールド１と基板２との相対位置および相対形状を変更する（補正工程）。モールド１と基板２との相対位置の変更は、基板ステージ４をＸＹ方向に移動させることによって行われうる。また、モールド１と基板２との相対形状の変更は、変形部９によりパターン領域１ａを変形させることによって行われうる。ここで、本実施形態では、パターン領域１ａおよびショット領域２ａの少なくとも一方を変形させる変形部９として、モールド１の側面に力を加えてパターン領域１ａを変形させる機構を用いた。しかしながら、それに限られず、光の照射などにより基板２に熱を加えてショット領域２ａを変形させる機構を用いてもよい。即ち、変形部９は、パターン領域１ａを変形させる機構、およびショット領域２ａを変形させる機構のうち少なくとも一方を含むように構成されてもよい。

Ｓ１６では、制御部８は、モールド１のパターン領域１ａと基板２の対象ショット領域２ａとの位置ずれ量および形状差を計測部５に再び計測させる（計測工程）。Ｓ１７では、制御部８は、Ｓ１６において計測部５により計測された位置ずれ量および形状差がそれぞれ許容範囲に収まっているか否かを判断する。位置ずれ量および形状差がそれぞれ許容範囲に収まっていない場合にはＳ１５に戻り、Ｓ１５の補正工程とＳ１６の計測工程とを再び行う。一方、位置ずれ量および形状差がそれぞれ許容範囲に収まった場合にはＳ１８に進む。このように、本実施形態のインプリント装置１０では、位置ずれ量および形状差がそれぞれ許容範囲に収まるまでＳ１５の補正工程とＳ１６の計測工程とを繰り返すことにより、モールド１と基板２との位置合わせが行われる。

Ｓ１８では、制御部８は、基板上のインプリント材にモールド１を介して光を照射するように硬化部６を制御し、当該インプリント材を硬化させる。Ｓ１９では、制御部８は、モールド１と基板２との間隔が広がるようにモールド保持部３を制御し、硬化したインプリント材からモールド１を剥離（離型）する。Ｓ２０では、制御部８は、引き続きインプリント処理を行うべきショット領域（次のショット領域）が基板上にあるか否かを判断する。次のショット領域がある場合にはＳ１１に戻り、次のショット領域がない場合には終了する。

［補正工程］
次に、Ｓ１５の補正工程について、図３を参照しながら詳細に説明する。Ｓ１５の補正工程は、モールド１と基板上のインプリント材とが接触している状態（以下では、接触状態と呼ぶことがある）で行われる。そして、Ｓ１５の補正工程は、上述したように、パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれを補正する工程と、パターン領域１ａとショット領域２ａとの形状差を補正する工程とを含みうる。

図３（ａ）は、補正工程が行われる前におけるパターン領域１ａ（二点鎖線）とショット領域２ａ（破線）とを上（Ｚ方向）から見た図である。そして、この状態におけるパターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれ量および形状差とが計測部５によって計測されるものとする。図３（ａ）に示す例では、説明を簡易にするため、パターン領域１ａとショット領域２ａとに、位置ずれ（並進シフト）と倍率成分のみを含む形状差とが生じているものとして表現している。しかしながら、実際には、倍率成分だけではなく、台形成分や弓型成分などの多種多様な成分が形状差として含まれうる。

パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれを補正する場合、例えば基板ステージ４を移動させることにより、図３（ｂ）に示すようにパターン領域１ａ（モールド１）とショット領域２ａ（基板２）との相対位置を変更する。図３（ｂ）では、相対位置を変更する前のショット領域２ａを破線で表し、相対位置を変更した後のショット領域２ａ’を実線で表している。図３（ｂ）に示す例では、ショット領域２ａの中心がパターン領域１ａの中心に一致するように、パターン領域１ａとショット領域２ａとの相対位置を変更している。

また、パターン領域１ａとショット領域２ａとの形状差を補正する場合、例えば変形部９によりパターン領域１ａを変形することにより、図３（ｃ）に示すようにパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対形状を変更する。図３（ｃ）では、相対形状を変更する前のパターン領域１ａを二点鎖線で表し、相対形状を変更した後のパターン領域１ａ’を実線で表している（相対位置を変更した後のショット領域２ａ’に重なっている）。図３（ｃ）で示した形状差の補正は、図３（ｂ）で示した位置ずれの補正と同時に行われてもよいし、当該位置ずれの補正より前に行われてもよい。

ここで、インプリント装置１０では、計測工程と補正工程とを繰り返す回数を低減させることが、スループットの点で好ましい。しかしながら、図３（ｂ）に示すように、接触状態においてモールド１と基板２との相対位置を変更すると、インプリント材の粘弾性によって当該相対位置を元に戻そうとする力が生じ、モールド１と基板２とに相対的な形状変化が新たに発生してしまう。そのため、上述した工程だけでは、計測工程と補正工程とを繰り返す回数を低減してスループットを向上させることが困難であった。

例えば、図４は、モールド１と基板上のインプリント材６ａとを接触させている状態を示す図であり、図５は、パターン領域１ａとショット領域２ａとを上から見た図である。図４（ａ）に示す状態のときに、パターン領域１ａとショット領域２ａとが図５（ａ）に示すように配置されているとする。この場合において、モールド１と基板２との相対位置を、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態に変更すると、インプリント材６ａの粘弾性によって、パターン領域１ａが図５（ｂ）の実線で示す形状１ａ”に変形する。このとき、図５（ｂ）には示していないが、インプリント材６ａの粘弾性により、パターン領域１ａのみならず、ショット領域２ａも変形しうる。つまり、パターン領域１ａとショット領域２ａとに相対的な形状変化が新たに発生することとなる。このような形状変化は、モールド１と基板２との相対位置を変更するごとに発生するため、計測工程と補正工程との繰り返し回数を低減させることを困難にしていた。

そこで、本実施形態のインプリント装置１０では、パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれを補正するためのモールド１と基板２との相対位置の制御に起因して生じうるパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な形状変化量を推定する。そして、推定された形状変化量に基づいて変形部９を制御する。以下では、「パターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれを補正するためのモールド１と基板２との相対位置の制御に起因して生じうるパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な形状変化（量）」を、単に「形状変化（量）」と呼ぶことがある。

［形状変化量の補正］
制御部８は、Ｓ１４またはＳ１６の計測工程で計測部５により計測されたパターン領域１ａとショット領域２ａとの位置ずれ量に基づいて形状変化量の推定を行う。そして、Ｓ１５の補正工程において、推定された形状変化量に基づいて、パターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な形状変化が補正されるように変形部９を制御する。このとき、制御部８は、計測部５により計測された位置ずれ量に基づいてモールド１と基板２との相対位置の制御を行いながら、推定された形状変化量に基づいて変形部９を制御することが、スループットの点で好ましい。しかしながら、それに限られず、計測部５による次の計測を行う前であれば、当該位置ずれ量に基づいてモールド１と基板２との相対位置の制御を行った後に、推定された形状変化量に基づいて変形部９を制御してもよい。また、制御部８は、推定された形状変化量に基づいた変形部９の制御を、計測部５により計測された形状差に基づいた変形部９の制御と並行して行ってもよい。つまり、制御部８は、推定された形状変化量と計測部５により計測された形状差とを合わせた値に基づいて、変形部９を制御してもよい。

図６は、接触状態でのモールド１と基板２との位置合わせの制御を示すブロック図である。計測部５により計測された位置ずれ量１１および形状差２１は、減算器１２および２２にそれぞれ入力される。減算器１２は、計測部５により計測された位置ずれ量１１と目標値１３（例えば零）との偏差１４を基板ステージ４および推定部８ａ（制御部８）に供給する。基板ステージ４は、減算器１２から供給された偏差１４に基づいて移動し、パターン領域１ａ（モールド１）とショット領域２ａ（基板２）との相対位置を変更する。このとき、上述したように、モールド１と基板２との相対位置の変更により、形状変化が外乱１５として生じうる。そのため、推定部８ａは、減算器１２から供給された偏差１４（位置ずれ量）に基づいて形状変化量を推定し、その形状変化量の推定値１６を加算器２５に供給する。形状変化量を推定する方法については後述する。

一方、減算器２２は、計測部５により計測された形状差２１と目標値２３（例えば零）との偏差２４を加算器２５に供給する。加算器２５は、推定部８ａ（制御部８）から出力された形状変化量の推定値１６と減算器２２から出力された偏差２４（形状差）とを合成し、合成した値を変形部９に供給する。変形部９は、加算器２５から供給された値に基づいて動作し、パターン領域１ａとショット領域２ａとの相対形状を変更する。このように、推定部８ａにより得られた形状変化量の推定値１６に基づいて変形部９を制御することにより、モールド１と基板２との相対位置の変更により外乱１５として発生した形状変化を、計測部５による次の計測の前に補正することができる。

図７は、本実施形態のインプリント装置１０における、計測部５による計測タイミング、基板ステージ４による位置ずれの補正タイミング、および変形部９による形状差の補正タイミングを示す図である。図７では、横軸が時間を表し、縦軸が実行状態と待機状態との遷移を表している。つまり、計測部５による計測では、「１」のときが計測を実行している実行状態であり、「０」のときが計測が実行されていない待機状態である。基板ステージ４による位置ずれの補正、および変形部９による形状差の補正についても同様に、「１」のときが補正を実行している実行状態であり、「０」のときが補正を実行していない待機状態である。変形部９による形状差の補正では、推定部８ａ（制御部８）により得られた形状変化量の推定値に基づく補正も並行して行われうる。また、図７に示すように、位置ずれの補正および形状差の補正は、計測部５による計測の合間の期間Ａにおいて並行して行われうる。

［形状変化量の推定方法］
次に、形状変化量を推定する方法について説明する
例えば、制御部８は、接触状態におけるモールド１と基板２との相対位置の変更量と、当該変更量によるパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な変形量との関係を示す第１情報（例えば式）を有し、その第１情報に基づいて形状変化量を推定する。具体的には、制御部８は、計測部５によって計測された位置ずれ量を変更量として第１情報に適用したときに得られる変形量を、形状変化量として推定（決定）する。第１情報は、例えば、接触状態においてモールド１と基板２との相対位置を変更しながら計測部５によって形状差を計測することによって取得されうる。

ここで、第１情報は、インプリント処理を行う際の条件（インプリント条件）に応じて異なりうる。そのため、制御部８は、インプリント条件ごとに第１情報を複数有しておき、その中から、使用するインプリント条件に対応する第１情報を選択するとよい。インプリント条件は、例えば、インプリント材の種類（インプリント材の特性）、ショット領域上に形成すべきインプリント材の厚さ、およびパターン領域１ａに形成されたパターンの形状（使用すべきモールド１）のうち少なくとも１つを含みうる。インプリント材の特性とは、例えば、インプリント材の粘弾性特性、粘性率、弾性率、剛性などを含みうる。

また、制御部は、計測部により計測された位置ずれ量に基づいて、当該位置ずれ量を補正するためにモールド１と基板２との相対位置を変更するときの力を一旦求め、求めた力から形状変化量を推定してもよい。この場合、制御部８は、接触状態におけるモールド１と基板２との相対位置の変更量と、当該変更量だけモールド１と基板２との相対位置を変更させるための力（せん断力ともいう（以下、せん断力と称する））との関係を示す第２情報を有する。さらに、制御部８は、せん断力と、当該せん断力によるパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な変形量との関係を示す第３情報を有する。そして、制御部８は、計測部５によって計測された位置ずれ量を変更量として第２情報に適用してせん断力を求め、求めたせん断力を第３情報に適用したときに得られる変形量を、形状変化量として推定（決定）する。

ここで、第２情報は、インプリント条件に応じて異なりうる。そのため、制御部８は、インプリント条件ごとに第２情報を複数有しておき、その中から、使用するインプリント条件に対応する第２情報を選択するとよい。一方、第３情報は、使用すべきモールド１の種類に応じて異なりうるが、インプリント材の種類やインプリント材の厚さによっては殆ど変らない。そのため、制御部８は、使用すべきモールドの種類ごとに第３情報を有しておけばよい。

上述したように、本実施形態のインプリント装置１０は、計測部５により計測された位置ずれ量に基づいて形状変化量を推定し、推定された形状変化量に基づいて変形部９を制御する。これにより、計測工程と補正工程とを繰り返す回数を低減することができ、スループットを向上させることができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のインプリント装置について説明する。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１０を引き継ぐものであり、以下では第１実施形態と異なる点のみを説明する。第１実施形態では、計測部５により計測された位置ずれ量に基づいて形状変化量を推定する例について説明した。一方、第２実施形態では、位置ずれ量が補正されるようにモールド１と基板２との相対位置を変更するためにモールド１および基板２の少なくとも一方に加えられる力に基づいて、形状変化量を推定する例について説明する。本実施形態では、モールド１および基板２の少なくとも一方に加えられる力として、モールド保持部３および基板ステージ４の少なくとも一方で発生させた駆動力（以下では、単に「駆動力」と言うことがある）を用いる例を説明する。しかしながら、駆動力に限られるものではなく、例えば、モールド１および基板２の少なくとも一方に加えられた力を実際に計測した結果を用いてもよい。

図８は、接触状態でのモールド１と基板２との位置合わせの制御を示すブロック図である。計測部５により計測された位置ずれ量１１および形状差２１は、減算器１２および２２に入力される。減算器１２は、計測部５により計測された位置ずれ量１１と目標値１３（例えば零）との偏差１４を基板ステージ４に供給する。基板ステージ４は、減算器１２から供給された偏差１４に基づいて移動し、パターン領域１ａ（モールド１）とショット領域２ａ（基板２）との相対位置を変更する。このとき、上述したように、モールド１と基板２との相対位置の変更により、形状変化が外乱１５として生じうる。そのため、推定部８ａ（制御部８）は、偏差１４（位置ずれ）が補正されるようにモールド１と基板２との相対位置を変更したときに基板ステージ４で発生した駆動力１７に基づいて形状変化量を推定し、その形状変化量の推定値１６を加算器２５に供給する。形状変化量を推定する方法については後述する。ここで、減算器２２、加算器２５、および変形部９の動作は、第１実施形態において図６を参照しながら説明した動作内容と同様である。

次に、形状変化量を推定する方法について説明する
例えば、制御部８は、駆動力と、当該駆動力によるパターン領域１ａとショット領域２ａとの相対的な変形量との関係を示す第４情報（例えば式）を有し、その第４情報に基づいて形状変化量を推定する。具体的には、制御部８は、計測部５によって計測された位置ずれ量を補正するための駆動力を第４情報に適用したときに得られる変形量を、形状変化量として推定（決定）する。駆動力は、例えば、モールド保持部３および基板ステージ４の少なくとも一方のアクチュエータに供給した電圧値または電流値から求められうる。また、第４情報は、例えば、接触状態において駆動力を変化させながら計測部５によって形状差を計測することによって取得されうる。ここで、第４情報は、インプリント条件に応じて異なりうるため、制御部８は、インプリント条件ごとに第４情報を複数有しておき、その中から、使用するインプリント条件に対応する第４情報を選択するとよい。

第４情報は、接触状態におけるモールド１および基板２に振動を加えることによっても取得することができる。例えば、モールド保持部３および基板ステージ４の少なくとも一方によってモールド１および基板２に、時間に対して周波数が変わるように振動（スイープ振動）を加える。または、周波数が互いに異なる複数の正弦波振動を加えてもよい。これにより、モールド１および基板２の少なくとも一方に加えられる力と、モールド１と基板２との相対位置との関係についての周波数応答が分かる。この周波数応答によりインプリント材の粘弾性を算出することができ、算出されたインプリント材の粘弾性から数値シミュレーションなどを用いて第４情報を求めることができる。

＜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、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを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。

インプリント装置を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図９（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウェハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図９（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図９（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図９（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図９（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

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。

１：モールド、１ａ：パターン領域、２：基板、２ａ：ショット領域、３：モールド保持部、４：基板ステージ、５：計測部、６：硬化部、７：供給部、８：制御部、９：変形部、１０：インプリント装置

Claims (12)

1. パターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域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、
   前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方を変形させる変形部と、
   前記パターン領域と前記ショット領域との位置ずれを計測する計測部と、
   前記モールドと前記基板上のインプリント材とが接触している状態において、前記計測部に前記位置ずれを計測させる計測工程と、前記計測工程での計測結果に基づいて、前記位置ずれが補正されるように前記モールドと前記基板との相対位置を変更する補正工程とを制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記補正工程において、前記位置ずれを補正するための前記状態での前記相対位置の変更に起因して生じる前記パターン領域と前記ショット領域との相対的な形状変化を、前記計測工程で計測された前記位置ずれに基づいて推定し、前記形状変化が補正されるように前記変形部を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記補正工程において、前記位置ずれを補正するための前記相対位置の変更を行いながら、前記形状変化が補正されるように前記変形部を制御する、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、前記補正工程において、前記位置ずれを補正するための前記相対位置の変更を行った後に、前記形状変化が補正されるように前記変形部を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
4. 前記計測部は、前記パターン領域と前記ショット領域との形状差を更に計測し、
   前記制御部は、
   前記計測工程において、前記計測部に前記位置ずれと前記形状差とを計測させ、
   前記補正工程において、推定された前記形状変化と前記計測部により計測された前記形状差とを合わせた値に基づいて前記変形部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記計測部は、前記パターン領域と前記ショット領域との形状差を更に計測し、
   前記制御部は、
   前記計測工程において、前記計測部に前記位置ずれと前記形状差とを計測させ、
   前記補正工程において、前記形状差および前記形状変化が補正されるように前記変形部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記状態における前記モールドと前記基板との相対位置の変更量と、当該変更量による前記パターン領域と前記ショット領域との相対的な変形量との関係を示す情報を有し、前記計測部により計測された前記位置ずれの量を前記変更量として前記情報に適用したときに得られる前記変形量を前記形状変化の量として推定する、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記補正工程において、前記位置ずれを補正するために前記モールドおよび前記基板の少なくとも一方を駆動する駆動力に基づいて前記形状変化を推定する、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記状態で前記モールドおよび前記基板の少なくとも一方に加えられる力と、当該力による前記パターン領域と前記ショット領域との相対的な変形量との関係を示す情報を有し、前記位置ずれを補正するための前記駆動力を前記力として前記情報に適用したときに得られる前記変形量を前記形状変化の量として推定する、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記変形部は、前記モールドの側面に力を加えて前記パターン領域を変形させる機構、および前記基板に熱を加えて前記ショット領域を変形させる機構のうち少なくとも一方を含む、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. 前記制御部は、前記補正工程において前記計測部による計測を行わない、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. 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を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
    前記加工工程で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。
12. パターン領域を有するモールドを用いて、基板のショット領域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、
    前記パターン領域と前記ショット領域との位置ずれを計測する計測工程と、
    前記モールドと前記基板上のインプリント材とが接触している状態において、前記計測工程での計測結果に基づいて、前記位置ずれが補正されるように前記モールドと前記基板との相対位置を変更する補正工程と、
    を含み、
    前記補正工程は、前記位置ずれを補正するための前記状態での前記相対位置の変更に起因して生じる前記パターン領域と前記ショット領域との相対的な形状変化を、前記計測工程で計測された前記位置ずれに基づいて推定する推定工程と、前記推定工程で推定された前記形状変化が補正されるように、前記パターン領域および前記ショット領域の少なくとも一方を変形させる変形工程と、を含む、ことを特徴とするインプリント方法。

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