JP6894785B2 - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。

インプリント装置では、基板の上のインプリント材に型のパターン領域を接触させ該インプリント材を硬化させることよって該基板の上にパターンが形成される。型は、モールド、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。型は、型駆動機構によって保持され駆動される。型駆動機構は、基板の上のインプリント材に型のパターン面を接触させたり、硬化したインプリント材から型を分離したりするように型を駆動しうる。あるいは、型駆動機構は、基板のショット領域と型のパターン領域とが位置合わせされるように型を駆動しうる。型駆動機構による型の駆動には非常に高い精度が要求されるので、型駆動機構の駆動範囲を大きくすることは難しい。そこで、型は、高い精度で位置決めされた上で、型搬送機構から型駆動機構に引き渡される。

しかしながら、インプリント技術が普及するにつれて、種々の厚さを有する型が登場しうる。例えば、型には、１つの石英部材を加工することによって製造される型の他に、第１板状体と第２板状体とを接合することによって製造される型がある。後者の型は、特許文献１に記載されている。また、同種の製造方法によって製造される型であっても、例えば、世代が変わることによって、種々の厚さを有する可能性がある。

特開２０１６−７２４０３号公報

例えば、型駆動機構が型の上面を保持する場合、型搬送機構は、型の下面を保持した状態で型駆動機構に型を引き渡す構成を有しうる。この場合、型搬送機構が型駆動機構に型を引き渡す際に、型の下面の高さを一定高さに位置決め方式では、型の種類によって型の上面の位置が変化しうる。そうすると、型駆動機構には、そのような変化に対応可能なストロークが要求される。あるいは、型搬送機構が型の側面等をチャックすることによって型を保持する場合であっても、型の下面の高さを一定高さに位置決め方式では、同様の問題が起こりうる。

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、型の厚さに関わらずに型駆動機構と型搬送機構との間で型の受け渡しを行う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、基板の上のインプリント材に型のパターン領域を接触させ該インプリント材を硬化させることよって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置に関する。前記型は、互いに反対側の第１面および第２面を有し、前記第１面は、前記パターン領域と、前記パターン領域を取り囲む周辺領域とを有し、前記第２面は、被保持領域を有する。前記インプリント装置は、前記型の前記被保持領域を保持し前記型を駆動する型駆動機構と、前記型の前記周辺領域を保持し前記型を搬送する型搬送機構と、前記型駆動機構と前記型搬送機構との間で前記型の引き渡しを行う際に、前記周辺領域と前記被保持領域との間の距離を示す厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御する制御部とを備える。

本発明によれば、型の厚さに関わらずに型駆動機構と型搬送機構との間で型の受け渡しを行うために有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。 型位置決め機構によって位置決めされた型が型搬送機構によって型駆動機構の型チャックに搬送される様子を模式的に示す図。 第１種類の型の周辺領域が型搬送チャックによって保持された状態（ａ）および第２種類の型の周辺領域が型搬送チャックによって保持された状態（ｂ）を模式的に示す図。 第１種類および第２種類の型の引き渡しにおける駆動補正量を説明する図。 型の厚さを計測する様子を模式的に示す図。 図５に例示される方法で計測器によって検出される光を模式的に示す図。 第１実施形態におけるインプリント装置の動作を示す図。 第２実施形態におけるインプリント装置の動作を示す図。 物品製造方法を例示する図。

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。

図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置１の構成が模式的に示されている。インプリント装置１は、基板１８の上のインプリント材１５に型１７のパターン領域を接触させインプリント材１５を硬化させることよって基板１８の上にインプリント材１５の硬化物からなるパターンを形成する。

インプリント材としては、硬化用のエネルギー３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、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、光の照射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と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー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、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。

本明細書および添付図面では、基板１８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。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。

インプリント装置１は、硬化部２、型位置決め機構２４、基板駆動機構１１、型駆動機構６、型搬送機構２９、ディスペンサ１４、アライメント計測器１６、制御部１９、メモリ３０を備えうる。インプリント装置１の外部には、外部装置１００が配置されうる。

図１では、型位置決め機構２４に配置された型１７は点線で示され、型駆動機構６によって保持された型１７は実線で示されている。図３（ａ）、（ｂ）に例示されるように、型１７は、互いに反対側の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１は、パターン領域３３と、パターン領域３３を取り囲む周辺領域３４とを有する。第２面Ｓ２は、型駆動機構６によって保持される被保持領域３５を有する。型１７は、エネルギー３（例えば、紫外線）を透過する材料、例えば、石英で構成されうる。型１７は、インプリント装置１においては、第１面Ｓ１（パターン領域３３）が下方を向く姿勢で取り扱われうる。硬化部２は、一例では、エネルギー３として紫外線をインプリント材１５に照射するように構成され、例えば、光源４と、光源４からの紫外線を調整する光学素子５（例えば、レンズ、ミラー、フィルタ等）とを含みうる。

型位置決め機構２４は、インプリント装置１の外部から搬送装置によって搬送されてくる型１７を、型搬送機構２９によって型駆動機構６に搬送し型駆動機構６に引き渡すことができるように、位置決めする。型位置決め機構２４による型１７の位置決めは、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびθＺ軸についてなされうる。型位置決め機構２４は、例えば、第１計測器２５と、型搬送チャック２６と、チャック保持機構２７と、駆動機構２８とを含みうる。なお、型搬送チャック２６は、型搬送機構２９の構成要素として理解することもできる。

第１計測器２５は、型１７を対象として計測を行う計測器である。第１計測器２５は、例えば、変位センサを含みうる。型搬送チャック２６は、型１７をチャック（保持）したり、解放したりする。チャック保持機構２７は、型搬送チャック２６をチャック（保持）したり、解放したりする。チャック保持機構２７は、駆動機構２８によって支持されている。駆動機構２８は、チャック保持機構２７および型搬送チャック２６を介して保持されている型１７を位置決めするために、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸に関してチャック保持機構２７を駆動しうる。第１計測器２５による計測結果に基づいて、駆動機構２８によってチャック保持機構２７を型搬送機構２９に対して相対的に駆動することによって、型１７が位置決めされる。

図１では、１つの第１計測器２５しか示されていないが、少なくとも３つの第１計測器２５が設けられうる。例えば、３つの第１計測器２５を設ける場合には、２つの第１計測器２５は、型１７のＸ軸方向とほぼ平行な側面を計測するように配置され、残りの１つの第１計測器２５は、型１７のＹ軸方向とほぼ平行な側面を計測するように配置されうる。その結果、Ｘ軸方向とほぼ平行な側面を計測可能な２つの第１計測器２５による２つの計測結果のうちの１つ、または、平均値から型１７のＹ軸方向の位置ずれ量が分かるので、Ｙ軸方向の位置決めが可能になる。また、Ｙ軸方向とほぼ平行な側面を計測可能な１つの第１計測器による計測結果から型１７のＸ軸方向の位置ずれ量が分かるので、Ｘ軸方向の位置決めが可能になる。更に、Ｘ軸方向とほぼ平行な側面を計測可能な２つの第１計測器による計測結果の差分情報から型１７のθＺ軸に関する回転ずれ量が分かるので、θＺ軸に関する周りの回転）方向の位置きめが可能になる。

基板駆動機構１１は、基板１８を保持し、基板１８を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。基板駆動機構１１は、基板チャック１２および駆動機構１３を含みうる。基板チャック１２は、基板１８を真空チャック等のチャックによって保持する。駆動機構１３は、基板チャック１２を複数の軸について駆動することによって基板１８を複数の軸について駆動する。

型駆動機構６は、型１７を保持し、型１７を複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。型駆動機構６は、型チャック７、アクチュエータ８、型変形機構９、第２計測器１０を含みうる。型チャック７は、型１７を真空チャック等のチャックによって保持する。アクチュエータ８は、型チャック７を複数の軸について駆動することによって型１７を複数の軸について駆動する。型変形機構９は、型１７の形状を補正するための機構であり、型１７の側面を取り囲むように設置されており、型１７の側面に力、または、変位を与えることによって型１７の形状を補正する。第２計測器１０は、型１７の側面を計測する計測器であり、具体的には、変位センサでありうる。

型搬送機構２９は、型位置決め機構２４から型駆動機構６の型チャック７まで型１７を搬送し型チャック７に引き渡す。型搬送機構２９は、型搬送チャック２６を真空チャック等のチャックによって保持した状態で型搬送チャック２６を搬送することによって型１７を搬送するように構成されうる。

ディスペンサ１４は、基板１８の上にインプリント材１５を配置する。ディスペンサ１４は、例えば、基板駆動機構１１によって基板１８が駆動されている状態でインプリント材１５を吐出（滴下）することによって基板１８の上にインプリント材１５を配置する。アライメント計測器１６は、基板１８のショット領域のマークおよび型１７のマークを用いて基板のショット領域と型１７のパターン領域とを位置合わせする。

制御部１９は、インプリント装置１の上記の構成要素、例えば、硬化部２、型位置決め機構２４、基板駆動機構１１、型駆動機構６、型搬送機構２９、ディスペンサ１４およびアライメント計測器１６等を制御する。制御部１９は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

メモリ３０は、例えば、インプリント処理、型１７の搬送、基板１８の搬送等を制御するために必要な情報を格納する。インプリント処理は、基板１８の上のインプリント材１５に型１７のパターン領域を接触させインプリント材１５を硬化させて基板１８の上にパターンを形成し、該パターンから型１７を分離する処理を含みうる。インプリント処理は、ディスペンサ１４を使って基板１８の上にインプリント材１５を配置する処理も含みうる。メモリ３０は、不揮発性メモリ４０を含みうる。不揮発性メモリ４０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭまたはＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）等で構成されうる。あるいは、不揮発性メモリ４０は、バッテリーバックアップがなされたＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成されうる。

インプリント装置１は、基板駆動機構１１を保持するためのベース定盤２１、硬化部２、型駆動機構６、型位置決め機構２４、ディスペンサ１４および型搬送機構２９を支持するブリッジ定盤２２、ブリッジ定盤２２を支持する支柱２３を備えうる。型搬送機構２９は、ブリッジ定盤２２の代わりにベース定盤２１によって支持されてもよい。インプリント装置１は、型１７をインプリント装置１の外部から型搬送機構２９に搬送する搬送機構を備えてもよい。

図２には、型位置決め機構２４によって位置決めされた型１７が型搬送機構２９によって型駆動機構６の型チャック７に搬送される様子が模式的に示されている。まず、図２（ａ）に示されているように、型駆動機構６の直下の位置まで型搬送機構２９によって型１７が搬送される。次いで、図２（ｂ）に示されているように、型１７は、型搬送機構２９によって受け渡し位置まで搬送される。この例では、支持部３２に対してテーブル３１が相対的に上昇することによって型１７が受け渡し位置まで搬送される。テーブル３１の位置は、不図示のセンサ（例えば、エンコーダ）によって検出され、この検出結果に基づいてテーブル３１が駆動されうる。

次いで、図２（ｃ）に示されているように、型駆動機構６のアクチュエータ８が型チャック７を下降させて、型１７に型チャック７を接触させる。ここで、アクチュエータ８による型チャック７の下降量は、予め設定された量でもよいし、型１７に対する型チャック７の接触を検知することによってアクチュエータ８による型チャック７の下降を停止してもよい。次いで、図２（ｄ）に示されるように、型１７が型チャック７によって保持され、型搬送機構２９のテーブル３１が下降する。

図３（ａ）には、第１種類の型１７の周辺領域３４が型搬送チャック２６によって保持された状態が模式的に示されている。第１種類の型１７は、１つの石英部材を加工することによって製造されている。図３（ｂ）には、第２種類の型１７の周辺領域３４が型搬送チャック２６によって保持された状態が模式的に示されている。第２種類の型１７は、２つの部材を接合することによって製造されうる。第１種類の型１７および第２種類の型１７は、互いに反対側の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１は、パターン領域３３と、パターン領域３３を取り囲む周辺領域３４とを有する。第２面Ｓ２は、型駆動機構６によって保持される被保持領域３５を有する。以上の点では、第１種類の型１７および第２種類の型１７は、共通の特徴を有する。しかしながら、型１７の厚さ３６は、第１種類の型１７と第２種類の型１７とでは異なりうる。ここで、厚さ３６は、第１面Ｓ１の周辺領域３４と第２面Ｓ２の被保持領域３５との間の距離である。

図４（ａ）には、第１種類の型１７の寸法の定義が示されている。最大厚さＴは、第１面Ｓ１のパターン領域３３と第２面Ｓ２との距離として定義される。厚さＴ１（突出量）は、パターン領域３３と周辺領域３４との高低差として定義される。厚さＴ２は、前述の厚さ３６であり、第１面Ｓ１の周辺領域３４と第２面Ｓ２の被保持領域３５との間の距離として定義される。Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２である。一例において、最大厚さＴは、６．３５ｍｍであり、厚さＴ１は、２０ｕｍ以上４０ｕｍ以下でありうる。

図４（ｂ）には、第２種類の型１７の寸法の定義が示されている。最大厚さＴ’は、第１面Ｓ１のパターン領域３３と第２面Ｓ２との距離として定義される。厚さＴ１’（突出量）は、パターン領域３３と周辺領域３４との高低差として定義される。厚さＴ２’は、前述の厚さ３６であり、第１面Ｓ１の周辺領域３４と第２面Ｓ２の被保持領域３５との間の距離として定義される。Ｔ’＝Ｔ１’＋Ｔ２’である。第２種類の型１７は、２つの部材、即ち、パターン領域３３を有する第１部材Ｍ１と、被保持領域３５を有する第２部材Ｍ２とを接合することによって製造されうる。第１部材Ｍ１に強度を持たせるために、第１部材Ｍ１の厚さ（厚さＴ１’）が１ｍｍ以上にされうる。第１種類の型１７の最大厚さＴと第２種類の型１７の最大厚さＴ’とは同一にされることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。

図４（ｃ）には、型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）から型駆動機構６（の型チャック７）への第１種類の型１７の引き渡しの様子が模式的に示されている。この際、第１種類の型１７の被保持領域３５が型チャック７の下の第１高さＳＰに位置決めされるように型搬送機構２９によって第１種類の型１７が駆動される。このときのＺ軸方向における型１７の駆動量はＺＳ１である。駆動量ＺＳ１は、第１種類の型１７の厚さＴ２によって定まる。型チャック７のチャック面と第１高さＳＰとの距離（高低差）Ｄは、型駆動機構６のＺ軸方向のストローク（駆動範囲）に収まるように設定される。

図４（ｄ）には、型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）から型駆動機構６（の型チャック７）への第２種類の型１７の引き渡しの様子が模式的に示されている。この際、第２種類の型１７の被保持領域３５が第１高さＳＰに位置決めされるように型搬送機構２９によって第２種類の型１７が駆動される必要がある。このときのＺ軸方向における第２種類の型１７の駆動量はＺＳ２である。駆動量ＺＳ２と駆動量ＺＳ１との差は、駆動補正量ＺＳｏｆｓ（＝ＺＳ２−ＺＳ１）である。駆動補正量ＺＳｏｆｓは、第１種類の型１７の厚さＴ２と第２種類の型１７の厚さＴ２’との差（Ｔ２−Ｔ２’）である。ここで、厚さＴ２および駆動量ＺＳ１については、それぞれ基準厚さおよび基準駆動量として予め定めておくことができる。したがって、制御部１９は、第２種類の型１７の厚さＴ２’を示す厚さ情報を得ることによって、駆動補正量ＺＳｏｆｓ（＝Ｔ２−Ｔ２’）を決定することができ、また、駆動量ＺＳ２（＝ＺＳ１＋ＺＳｏｆｓ）を決定することができる。あるいは、制御部１９は、ＺＳ１、Ｔ２、Ｔ２’に基づいて、駆動量ＺＳ２（＝ＺＳ１＋Ｔ２−Ｔ２’）を決定することができる。そして、制御部１９は、駆動量ＺＳ２に基づいて型搬送機構２９（型搬送機構２９による型１７の搬送）を制御することができる。より具体的には、制御部１９は、駆動量ＺＳ２に基づいて、型１７の被保持領域３５が第１高さＳＰに一致するように、型搬送機構２９（型搬送機構２９による型１７の搬送）を制御することができる。

第１高さＳＰは、型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）から型駆動機構６（の型チャック７）へ第１種類および第２種類の型１７が引き渡たされる際に、型搬送機構２９によって型１７の被保持領域３５が位置決めされる高さである。

図４（ｅ）には、型駆動機構６（の型チャック７）から型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）への第１種類の型１７の引き渡しの様子が模式的に示されている。この際、型駆動機構６によって第１種類の型１７の被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型１７が位置決めされる。ここで、第２高さＲＰは、第１高さＳＰと同じ高さでありうるが、第１高さＳＰと異なる高さであってもよい。第２高さＲＰは、型駆動機構６（の型チャック７）から型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）への第１種類および第２種類の型１７が引き渡たされる際に、型駆動機構６によって型１７の被保持領域３５が位置決めされる高さである。

型搬送機構２９は、被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型駆動機構６によって位置決めされた第１種類の型１７を受け取るために、型搬送チャック２６が型１７の周辺領域３４に接触するようにテーブル３１（型搬送チャック２６）を駆動する。このときのＺ軸方向におけるテーブル３１（型搬送チャック２６）の駆動量はＺＲ１である。駆動量ＺＲ１は、第１種類の型１７の厚さＴ２によって定まる。

図４（ｆ）には、型駆動機構６（の型チャック７）から型搬送機構２９（の型搬送チャック２６）への第２種類の型１７の引き渡しの様子が模式的に示されている。この際、型駆動機構６によって第２種類の型１７の被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型１７が位置決めされる。型搬送機構２９は、被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型駆動機構６によって位置決めされた第２種類の型１７を受け取るために、型搬送チャック２６が第２種類の型１７の周辺領域３４に接触するようにテーブル３１（型搬送チャック２６）を駆動する。このときのＺ軸方向におけるテーブル３１（型搬送チャック２６）の駆動量はＺＲ２である。駆動量ＺＲ２は、第２種類の型１７の厚さＴ２’によって定まる。

駆動量ＺＲ２と駆動量ＺＲ１との差が駆動補正量ＺＲｏｆｓ（＝ＺＲ２−ＺＲ１）である。駆動補正量ＺＲｏｆｓは、第１種類の型１７の厚さＴ２と第２種類の型１７の厚さＴ２’との差（Ｔ２−Ｔ２’）である。ここで、厚さＴ２および駆動量ＺＲ１については、それぞれ基準厚さおよび基準駆動量として予め定めておくことができる。したがって、制御部１９は、第２種類の型１７の厚さＴ２’を示す厚さ情報を得ることによって、駆動補正量ＺＲｏｆｓ（＝Ｔ２−Ｔ２’）を決定することができ、また、駆動量ＺＲ２（＝ＺＲ１＋ＺＲｏｆｓ）を決定することができる。あるいは、制御部１９は、ＺＲ１、Ｔ２、Ｔ２’に基づいて、駆動量ＺＲ２（＝ＺＲ１＋Ｔ２−Ｔ２’）を決定することができる。そして、制御部１９は、駆動量ＺＲ２に基づいて型搬送機構２９を制御することができる。より具体的には、制御部１９は、駆動量ＺＳ２に基づいて、被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型駆動機構６によって位置決めされた型１７の周辺領域３４に型搬送チャック２６が接触するように型搬送機構２９を制御することができる。

図５には、型１７の厚さＴ２、Ｔ２’を計測する様子が例示されている。インプリント装置１は、型１７の厚さＴ２、Ｔ２’を計測する計測器３７を備えうる。計測器３７は、第１計測器２５であってもよい。この場合、第１計測器２５は、厚さＴ２を示す厚さ情報の取得の他、型１７の位置および姿勢の少なくとも一方の計測のために使われる。

この例では、計測器３７は、計測光３８を射出し、計測対象物である型１７で反射されて戻ってきた反射光を検出する。反射光が計測器３７に戻ってくる状態が「受光＝ＯＮ」の状態、戻ってこない状態が「受光＝ＯＦＦ」の状態である。図５（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、計測器３７の計測光３８を型搬送チャック２６によって保持された型１７の側面が横切るように型搬送機構２９によって型１７が駆動される。型搬送機構２９による型１７の駆動範囲は、型１７予測される厚さの範囲に応じて予め設定されていてもよいし、受光＝ＯＮから受光＝ＯＦＦの状態になったことに応じて型搬送機構２９による型１７の駆動が停止されてもよい。この場合、型１７の厚さＴ２、Ｔ２’の計測をより短時間で終了することができる。なお、型１７の厚さＴ２、Ｔ２’の計測方法は、上記の例に限定されるものではなく、種々の計測方法が採用されうる。

図６には、計測器３７による型１７の厚さＴ２、Ｔ２’の計測の際に得られる型１７の側面からの反射光の受光結果が例示されている。Ａ区間は、図５（ａ）の状態に対応し、Ｂ区間は、図５（ｂ）の状態に対応し、Ｃ区間は、図５（ｃ）の状態に対応する。第１種類の型１７の厚さＴ２の計測時は、受光＝ＯＮの期間は、厚さＴ２に対応する幅ｔ２となり、第２種類の型１７の厚さＴ２’の計測時は、受光＝ＯＮの期間は、厚さＴ２’に対応する幅ｔ２’となりうる。

図７には、第１実施形態におけるインプリント装置１の動作が示されている。図７に示される動作は、制御部１９によって制御される。工程Ｓ７０１では、例えば、ロードポートに配置されたキャリアから型搬送機構２９の型搬送チャック２６に不図示の搬送機構によって型１７が搬送され、その後、型搬送機構２９によって計測器３７の計測領域に型１７が搬送される。工程Ｓ７０２では、計測器３７によって型１７の厚さＴ２ないしＴ２’が計測され厚さ、厚さＴ２ないしＴ２’を示す厚さ情報を生成される。厚さ情報は、メモリ３０（例えば、不揮発性メモリ４０）に格納され、工程Ｓ７０４において参照される。

以下の工程Ｓ７０３と工程Ｓ７０４とは、並行して実行されてもよいし、いずれかが先に実行されてもよい。工程Ｓ７０３では、型位置決め機構２４によって型１７が位置決めされる。工程Ｓ７０４では、制御部１９は、工程Ｓ７０２において生成されメモリ３０に格納された厚さ情報に基づいて、駆動量ＺＳ２、ＺＲ２を決定する。ここで、第１種類の型１７が使用される場合には、駆動量は、ＺＳ１、ＺＲ１であるが、第１種類と第２種類とを区別することなく、いずれも第２種類の型１７であるものと見做して処理がなされてもよい。この場合において、第１種類の型１７が使用されるときは、計測器３７による計測によってＴ２’＝Ｔ２という計測値が得られるので、ＺＳｏｆｓ＝０、ＺＲｏｆｓ＝０であり、駆動量ＺＳ２＝ＺＳ１、ＺＲ２＝ＺＲ１となる。以下では、第１種類と第２種類とを区別せずに、第１種類の型１７が使用されるときも、駆動量としてＺＳ２、ＺＲ２を用いる。駆動量ＺＳ２、ＺＲ２は、メモリ３０（例えば、不揮発性メモリ４０）に格納され、工程Ｓ７０５、Ｓ７０９において参照される。

ここで、制御部１９は、工程Ｓ７０２において型１７の厚さＴ２’を計測し厚さ情報が決定される度に、その厚さ情報を最新の厚さ情報として不揮発性メモリ４０に格納しうる。この場合、駆動量ＺＳ２、ＺＲ２は、それぞれ工程Ｓ７０５、７０９において厚さ情報に基づいて決定されることが好ましい。これにより、型１７の厚さＴ２’を示す厚さ情報が不揮発性メモリ４０に格納された後であれば、停電等によってインプリント装置１が一時的に停止した後においても、その厚さ情報に基づいて処理を再開することができる。例えば、型搬送機構２９から型駆動機構６に型１７が引き渡される前にインプリント装置１が一時的に停止しその後に動作が再開された場合において、型１７の厚さＴ２’を計測器３７によって計測し直す必要がない。また、インプリント装置１の一時的な停止が不揮発性メモリ４０への厚さ情報の格納後、工程Ｓ７０９の前に起こった場合でも、制御部１９は、型チャック７によって保持された型１７の厚さ情報を正しく認識することができきる。したがって、型チャック７によって保持された型１７が型搬送機構２９に引き渡たされる際に、型搬送機構２９の型搬送チャック２６を型１７の正しい受け取り位置に駆動することができる。

あるいは、制御部１９は、駆動量ＺＳ２、ＺＲ２（型搬送機構２９を制御する制御情報）が決定される度に、その駆動量ＺＳ２、ＺＲ２が最新の駆動量ＺＳ２、ＺＲ２として不揮発性メモリ４０に格納しうる。例えば、型搬送機構２９から型駆動機構６に型１７が引き渡される前にインプリント装置１が一時的に停止しその後に動作が再開された場合において、型１７の厚さＴ２’を計測器３７によって計測し直し、駆動量ＺＳ２、ＺＲ２を決定し直す必要がない。また、停電等によってインプリント装置１が一時的に停止した後においても、最新の駆動量ＺＳ２、ＺＲ２に基づいて処理を再開することができる。また、インプリント装置１の一時的な停止が不揮発性メモリ４０への駆動量ＺＳ２、ＺＲ２の格納後、工程Ｓ７０９の前に起こった場合でも、制御部１９は、型チャック７によって保持された型１７の厚さ情報に応じた正しい駆動量ＺＲ２を取得することができきる。したがって、型チャック７によって保持された型１７が型搬送機構２９に引き渡たされる際に、型搬送機構２９の型搬送チャック２６を型１７の正しい受け取り位置に駆動することができる。

工程Ｓ７０５では、制御部１９は、工程Ｓ７０４で決定した駆動量ＺＳ２に基づいて、型１７の被保持領域３５が型チャック７の下の第１高さＳＰに位置決めされるように型搬送機構２９により型１７の駆動を制御する。工程Ｓ７０７では、制御部１９は、型チャック７の下の第１高さＳＰに被保持領域３５が位置決めされた型１７を型駆動機構６の型チャック７が受け取るように型駆動機構６を制御する。

工程Ｓ７０７では、型１７を使って基板１８のショット領域に対するインプリント処理が実行される。インプリント処理は、例えば、１又は複数の基板１８に対してなされうる。

工程Ｓ７０８では、制御部１９は、型１７の被保持領域３５が第２高さＲＰに一致するように型駆動機構６による型１７の駆動を制御する。工程Ｓ７０９では、制御部１９は、工程Ｓ７０４で決定された駆動量ＺＲ２に基づいて、型搬送チャック２６が型１７の周辺領域３４に接触するように型搬送機構２９を制御してテーブル３１（型搬送チャック２６）を上昇させる。工程Ｓ７１０では、制御部１９は、型搬送機構２９の型搬送チャック２６が型駆動機構６から型１７を受け取って保持するように型駆動機構６および型搬送機構２９を制御する。工程Ｓ７１１では、型１７が所定位置へ搬送されるように型搬送機構２９を制御する。その後、型１７は、不図示の搬送機構によって、例えば、ロードポートに配置されたキャリアに搬送されうる。

以上のように、第１実施形態によれば、型１７の厚さＴ２によらずに、型搬送機構２９から型駆動機構６に対して型１７を引き渡すことができ、また、型駆動機構６から型搬送機構２９に対して型１７を引き渡すことができる。

図８には、第２実施形態におけるインプリント装置１の動作が示されている。図８に示される動作は、制御部１９によって制御される。図８に示される第２実施形態は、第１実施形態における工程Ｓ７０２に代えて、型１７の厚さＴ２’を示す厚さ情報をインプリント装置１が外部装置１００から提供される情報に基づいて取得する工程Ｓ７０２’を有する点で第１実施形態と異なる。

ここで、外部装置１００から提供される情報は、型１７の複数の種類にそれぞれ対応付けられた複数の厚さ情報（例えば、第１種類の型１７の厚さＴ２、第２種類の型１７の厚さＴ２’）を含みうる。工程Ｓ７０２’では、インプリント装置１において、識別機を使って型１７の種類を識別し、前記複数の厚さ情報から、型１７の種類に対応する厚さ情報を取得しうる。識別機としては、例えば、計測器３７を使用することができ、この場合、計測器３７のよる計測の精度は、型１７の種類を識別することができれば十分である。

識別機としての計測器３７は、例えば、型搬送チャック２６によって保持された型１７の被保持領域３５の高さが所定範囲に収まっているかどうかを判定するセンサを採用することができる。該センサは、例えば、被保持領域３５に斜入射光を照射し、被保持領域３５からの反射光を検出することができるどうかによって被保持領域３５の高さが所定範囲に収まっているかどうかを判定するように構成されうる。

このような識別機は、誤った型１７がインプリント装置１に提供されたかどうかを判定するためにも使用されうる。

インプリント装置を用いて形成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、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品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エハ等の基板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１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。

以上の説明は、インプリント装置に関するものであるが、型は、原版で読み替えられ、インプリント装置は、パターン形成装置で読み替えられてもよい。パターン形成装置は、インプリント装置の他、ＥＵＶ露光装置等の露光装置を含みうる。ＥＵＶ露光装置等の露光装置では、原版としてレチクルが使用される。ＥＵＶ露光装置等の露光装置で使用される原版は、低熱膨張ガラスを加工して製造されうる。このような原版も、パターンを有する部材とベース部材とを接合して製造されうるものであり、複数の種類の厚さを有しうる。

そのようなパターン形成装置１は、原版１７を使って基板１８の上のパターンを形成する装置として構成される。原版１７は、互いに反対側の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２を有し、第１面Ｓ１は、基板１８に転写すべきパターンを有するパターン領域３３と、パターン領域３３を取り囲む周辺領域３４とを有し、第２面Ｓ２は、被保持領域３５を有しうる。パターン形成装置１は、原版１７の被保持領域３５を保持し原版１７を駆動する原版駆動機構６と、原版１７の周辺領域３４を保持し原版１７を搬送する原版搬送機構２９とを備えうる。また、パターン形成装置１は、原版駆動機構６と原版搬送機構２９との間で原版１７の引き渡しを行う際に、周辺領域３４と被保持領域３５との間の距離（厚さＴ２、Ｔ２’）を示す厚さ情報に基づいて原版搬送機構２９の位置を制御する制御部１９を備えうる。

１：インプリント装置、６：型駆動機構、７：型チャック、１７：型、１９：制御部、２９：型搬送機構、２６：型搬送チャック、３７：計測器

Claims (19)

1. 基板の上のインプリント材に型のパターン領域を接触させ該インプリント材を硬化させることよって前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
   前記型は、互いに反対側の第１面および第２面を有し、前記第１面は、前記パターン領域と、前記パターン領域を取り囲む周辺領域とを有し、前記第２面は、被保持領域を有し、
   前記インプリント装置は、
   前記型の前記被保持領域を保持し前記型を駆動する型駆動機構と、
   前記型の前記周辺領域を保持し前記型を搬送する型搬送機構と、
   前記型駆動機構と前記型搬送機構との間で前記型の引き渡しを行う際に、前記周辺領域と前記被保持領域との間の距離を示す厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記型搬送機構は、前記第１面が下方を向く状態で前記周辺領域を保持し、前記型駆動機構は、前記第１面が下方を向く状態で前記被保持領域を保持する、
   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、前記型搬送機構が前記型駆動機構に前記型を引き渡す際に、前記被保持領域が第１高さに位置決めされるように前記厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御する、
   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、前記型搬送機構が前記型駆動機構から前記型を受け取る際に、前記被保持領域が第２高さに位置決めされるように前記型駆動機構を制御し、かつ、前記型駆動機構から前記型を受け取るように前記型搬送機構を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記型搬送機構に対して前記型を位置決めする型位置決め機構を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記型位置決め機構は、前記型の前記周辺領域を保持する型搬送チャックを有し、前記型搬送チャックによって前記周辺領域が保持された状態で、前記型搬送機構に対して前記型を位置決めし、
   前記型搬送機構は、前記型搬送チャックを搬送することによって前記型を搬送する、
   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. 前記型を計測することによって前記厚さ情報を取得する計測器を更に備える、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のインプリント装置。
8. 前記計測器は、前記位置決め機構に配置されている、
   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. 前記計測器は、前記厚さ情報の取得の他、前記型の位置および姿勢の少なくとも一方の計測のために使われる、
   ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
10. 前記型を計測することによって前記厚さ情報を取得する計測器を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記計測器は、前記型搬送機構に保持された前記型を計測することによって前記厚さ情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
12. 前記制御部は、外部装置から提供される情報に基づいて前記厚さ情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 前記型の種類を識別するための識別機を更に備え、
    前記情報は、前記型の複数の種類にそれぞれ対応付けられた複数の厚さ情報を含み、
    前記制御部は、前記識別機によって識別された種類に応じて、前記複数の厚さ情報から、前記型の種類に対応する前記厚さ情報を取得する、
    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. 前記制御部は、前記型の厚さ情報を決定する度に、前記厚さ情報を最新の厚さ情報として不揮発性メモリに格納する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
15. 前記制御部は、前記型の厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御するための制御情報を決定し、前記制御情報を不揮発性メモリに格納する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
16. 前記制御部は、前記型の厚さ情報を決定する度に、前記厚さ情報を最新の厚さ情報として不揮発性メモリに格納し、前記型駆動機構から前記型搬送機構に前記型が引き渡される際に、前記不揮発性メモリに格納された前記最新の厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
17. 前記制御部は、前記型の厚さ情報に基づいて前記型搬送機構を制御するための制御情報を決定し、
    前記制御部は、前記制御情報を決定する度に、前記制御情報を最新の制御情報として不揮発性メモリに格納し、前記型駆動機構から前記型搬送機構に前記型が引き渡される際に、前記不揮発性メモリに格納された前記最新の制御情報に基づいて前記型搬送機構を制御する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
18. 請求項１乃至１７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の上にパターンを形成する工程と、
    前記工程において前記パターンが形成された基板の処理を行う工程と、
    を含み、前記処理が行われた基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
19. 原版を使って基板の上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
    前記原版は、互いに反対側の第１面および第２面を有し、前記第１面は、前記基板に転写すべきパターンを有するパターン領域と、前記パターン領域を取り囲む周辺領域とを有し、前記第２面は、被保持領域を有し、
    前記パターン形成装置は、
    前記原版の前記被保持領域を保持し前記原版を駆動する原版駆動機構と、
    前記原版の前記周辺領域を保持し前記原版を搬送する原版搬送機構と、
    前記原版駆動機構と前記原版搬送機構との間で前記原版の引き渡しを行う際に、前記周辺領域と前記被保持領域との間の距離を示す厚さ情報に基づいて前記原版搬送機構を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするパターン形成装置。

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