JP6978859B2 - インプリント装置、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、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パターン領域を有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、モールドと基板上の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に気泡が残存していると、基板上に形成されたインプリント材のパターンに欠損が生じうる。そのため、モールド（パターン領域）を基板に向かって突出した凸形状に変形させ、モールドの変形を制御しながらモールドと基板上のインプリント材との接触領域を徐々に拡げる。これにより、モールドのパターンに残存する気泡を低減させることができる。

このようなインプリント装置では、モールドと基板上のインプリント材との接触領域を拡げているときの接触状態が、基板上に形成されたインプリント材のパターンの良否に影響を与えうる。特許文献１には、モールドとインプリント材との接触状態を検出部によって検出し、その検出結果に基づいてモールドと基板との相対傾きを制御する方法が開示されている。

特開２０１５−５６５８９号公報

インプリント装置では、モールドと基板上のインプリント材とを互いに接触させる方向、即ち、モールドとインプリント材との押圧方向が、目標方向（例えば、基板の面に対して垂直となる方向）に対してずれている場合がある。この場合、インプリント材の粘性に起因してモールドのパターンが歪み、基板上にモールドのパターンを精度よく形成することが困難になりうる。

そこで、本発明は、基板上にインプリント材のパターンを精度よく形成するために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、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であって、前記基板に向かって突出した凸形状に前記モールドを変形させる変形部と、前記モールドを介して前記基板に光を照射し、前記モールドからの反射光と前記基板からの反射光との干渉縞を検出する検出部と、前記変形部による前記モールドの変形を制御しながら、前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触領域が徐々に拡がるように、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧処理を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記押圧処理において、前記検出部で検出された前記干渉縞に基づいて、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧方向を制御する、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、基板上にインプリント材のパターンを精度よく形成するために有利なインプリント装置を提供することができる。

インプリント装置の構成を示す概略図である。 検出部により得られた画像を示す図である。 インプリント処理のフローを示すフローチャートである。 モールドの断面形状の推定を説明するための図である。 押圧処理におけるモールドと基板上のインプリント材との接触状態を説明するための図である。 押圧処理におけるモールドと基板上のインプリント材との接触状態を説明するための図である。 押圧処理におけるモールドと基板上のインプリント材との接触状態を説明するための図である。 押圧処理におけるモールドと基板上のインプリント材との接触状態を説明するための図である。 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、基板の面に垂直な方向（基板に入射する光の光軸に沿った方向）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１００について説明する。インプリント装置１００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１００は、基板上にインプリント材３を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド１（型）を基板上のインプリント材３に接触させた状態で当該インプリント材３を硬化する。そして、モールド１と基板２との間隔を広げて、硬化したインプリント材３からモールド１を剥離（離型）することで、インプリント材３のパターンを基板上に形成する。以下では、このようにインプリント装置１００で行われる一連の処理を「インプリント処理」と呼ぶことがある。

インプリント材３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３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３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１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、例えば、モールド１を保持するインプリントヘッド１０と、基板２を保持して移動可能なステージ２０（基板ステージ）と、変形部３０と、供給部４０と、硬化部５０と、検出部６０と、制御部７０とを含みうる。制御部７０は、例えばＣＰＵやメモリ（記憶部）などを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置１００の各部を制御してインプリント処理を制御する。

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（パターン面）における一部の領域（パターン領域１ａ）には、基板上のインプリント材３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、モールド１には、基板２に向かって突出した凸形状にモールド１（パターン領域１ａ）を変形しやすくするため、パターン領域とその周辺の厚みが薄くなるように、パターン面と反対側の面にキャビティ１ｂ（凹部）が形成される。このキャビティ１ｂは、インプリントヘッド１０によってモールド１が保持されることで、略密封された空間となる。キャビティ１ｂは、後述する変形部３０に配管３１を介して連通（接続）されている。

インプリントヘッド１０は、例えば、モールドチャック１１とモールド駆動部１２とを含みうる。モールドチャック１１は、真空吸着などによりモールド１を保持する。また、モールド駆動部１２は、例えば矢印Ａの方向にそれぞれ力を発生させる複数のアクチュエータ１２ａを含み、モールド１と基板２との間隔を変更させるようにモールド１（モールドチャック１１）を駆動する。即ち、モールド１と基板２とを相対的に駆動する。また、インプリントヘッド１０には、モールド１のパターン領域１ａと基板２のショット領域（モールド１のパターンを転写すべき領域）との形状差を低減させるように、モールド１の側面に力を加えてパターン領域１ａを変形させる加圧部１３が設けられる。加圧部１３は、例えば矢印Ｂの方向にそれぞれ力を発生させる複数のアクチュエータを含みうる。

ステージ２０は、真空吸着などにより基板２を保持し、例えばＸＹ方向に移動可能に構成される。本実施形態のステージ２０は、ＸＹ方向におけるモールド１と基板２との位置合わせを行うようにＸＹ方向に移動可能に構成されているが、例えば、Ｚ方向やθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）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とを相対的に駆動してそれらの間隔を変更させる動作がインプリントヘッド１０によって行われている。しかしながら、それに限られず、ステージ２０によって行われてもよいし、インプリントヘッド１０およびステージ２０の双方によって行われてもよい。

変形部３０は、インプリントヘッド１０によって保持されたモールド１のキャビティ１ｂの内部圧力を制御することにより、モールド１（パターン面、パターン領域１ａ）を基板２に向かって突出した凸形状に変形する。例えば、変形部３０は、配管３１を介してキャビティ１ｂの内部に圧縮空気を供給し、キャビティ１ｂの内部圧力をその外部の圧力よりも高くすることにより、モールド１を凸形状に変形させることができる。

供給部４０は、インクジェット方式などにより基板上にインプリント材３を供給する。本実施形態では、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３として用いられうる。また。硬化部５０（照射部）は、モールド１と基板上のインプリント材３とが接触している状態で、ビームスプリッタ５１およびモールド１を介して基板上のインプリント材３に光（例えば紫外線）を照射することにより当該インプリント材３を硬化させる。

検出部６０は、モールド１を介して基板２に光６１を照射し、モールド１からの反射光と基板２からの反射光との干渉縞を検出する。例えば、検出部６０は、イメージセンサなどの撮像部を含み、モールド１とインプリント材３との接触領域を拡げていく過程における複数のタイミングの各々で当該撮像部にモールド１のパターン領域１ａを撮像させる。

具体的には、検出部６０（撮像部）は、変形部３０により変形させたモールド１を基板上のインプリント材３に接触させた状態において、モールド１を介して基板２に光６１を照射する。このとき、接触領域の外側（周り）では、図２（ａ）に示すように、モールド１からの反射光６１ａと基板２からの反射光６１ｂとが干渉し合う。その結果、撮像部により得られた各画像６２には、図２（ｂ）に示すように、接触領域６２ａとその外側に形成された干渉縞６２ｂと現れる。そのため、検出部６０は、撮像部により得られた画像から接触領域６２ａとその外側の干渉縞６２とを検出し、モールド１とインプリント材３との接触状態を観察することができる。ここで、検出部６０は、基板上のインプリント材３を硬化させない波長帯域の光６１を基板２に照射するように構成されうる。また、以下では、検出部６０で検出される「干渉縞」を、接触領域６２ａと干渉縞６２ｂとを含む用語として用いることがある。

［インプリント処理］
次に、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について、図３を参照しながら説明する。図３は、インプリント処理のフローを示すフローチャートである。以下に示すインプリント処理の各工程は、制御部７０によって行われうる。

Ｓ１０では、制御部７０は、基板２が供給部４０の下に配置されるようにステージ２０を制御する。そして、基板上に形成された複数のショット領域のうち、インプリント処理を行う対象のショット領域（以下、対象ショット領域）にインプリント材３を供給するように供給部４０を制御する。対象ショット領域にインプリント材が供給された後、制御部７０は、対象ショット領域をモールド１（パターン領域１ａ）の下に配置されるようにステージ２０を制御する。

Ｓ１１では、制御部７０は、モールド１のパターン面（パターン領域１ａ）を基板２に向かって突出した凸形状に変形させるように変形部３０を制御する。Ｓ１２では、制御部７０は、モールド１と基板２との間隔が狭まるようにインプリントヘッド１０を制御し、モールド１と基板上のインプリント材３とを接触させる（押圧処理）。例えば、制御部７０は、変形部３０によりモールド１のパターン面を変形させた状態でモールド１とインプリント材３との接触を開始させる。そして、モールド１とインプリント材３との接触が開始した後、モールド１と基板２との間隔が狭まるにつれてキャビティ１ｂの内部圧力が徐々に小さくなるように変形部３０を制御する。これにより、モールド１とインプリント材３との接触領域を徐々に拡げることができるとともに、モールド１のパターン領域１ａの全体がインプリント材３に接触したときに、パターン領域１ａを平坦にすることができる。また、制御部７０は、押圧処理中における任意の複数のタイミングの各々において、検出部６０にモールド１のパターン面（パターン領域１ａ）を撮像させ、それにより得られた画像から接触領域６２ａと干渉縞６２ｂとを検出させる。

Ｓ１３では、制御部７０は、モールド１のパターン領域１ａの全体とインプリント材３とが接触している状態で、当該インプリント材３に光を照射するように硬化部５０を制御し、当該インプリント材３を硬化させる。Ｓ１４では、制御部７０は、モールド１と基板２との間隔が広がるようにインプリントヘッド１０を制御し、硬化したインプリント材３からモールド１を剥離（離型）する。これにより、対象ショット領域上のインプリント材３に、モールド１のパターンに倣った三次元形状のパターンを形成することができる。

Ｓ１５では、制御部７０は、基板上に引き続きモールド１のパターンを転写すべきショット領域（次のショット領域）があるか否かの判定を行う。次のショット領域がある場合にはＳ１０に戻り、次のショット領域がない場合には終了する。

［押圧処理の制御について］
インプリント装置では、一般に、押圧処理においてモールド１と基板上のインプリント材３との接触領域を拡げているときの接触状態が、基板上に形成されたインプリント材３のパターンの良否に影響を与えうる。接触状態としては、モールド１とインプリント材３とを接触させる際のモールド１と基板２との相対傾きや、モールド１とインプリント材３とを接触させる方向（即ち、モールド１とインプリント材３との押圧方向）が挙げられる。例えば、モールド１と基板２とが相対的に傾いた状態でモールド１とインプリント材３とを接触させると、パターン領域１ａの全体がインプリント材３に接触したときに当該パターン領域１ａと基板２とが平行にならない。その結果、基板上に形成されたインプリント材３のパターンの残膜厚（ＲＬＴ：residual layer thickness）が不均一になるなど、基板上にモールド１のパターンを精度よく形成することが困難になりうる。また、モールド１とインプリント材３との押圧方向が目標方向（例えば、基板の面に対して垂直となる方向）に対してずれている場合、インプリント材３の粘性に起因して押圧処理中にモールド１のパターンが歪む。その結果、基板上にモールド１のパターンを精度よく形成することが困難になりうる。

そこで、本実施形態のインプリント装置１００では、検出部６０により検出された接触領域６２ａと干渉縞６２ｂとに基づいて、押圧処理における接触状態を制御する。具体的には、制御部７０は、検出部６０により得られた画像（接触領域６２ａ、干渉縞６２ｂ）から接触領域の中心位置と接触角とを求める。そして、求めた中心位置に基づいてモールド１と基板２との相対傾きを補正（制御）するとともに、求めた接触角に基づいてモールド１とインプリント材３との押圧方向を補正（制御）する。ここで、接触角とは、接触領域の外側におけるモールド１と基板２とのなす角度のことである。

まず、検出部６０により得られた画像から、接触領域の中心位置と接触角を求める方法について、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、検出部６０（撮像部）で得られた画像６２（接触領域６２ａ、干渉縞６２ｂ）を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す画像の線Ａ−Ａ上における光強度分布を示している。

干渉縞６２ｂにおける光強度の複数のピークは、干渉の原理から、モールド１と基板２との間の距離が、干渉縞６２ｂの検出（接触領域の撮像）に用いられた光の波長の１／４の整数倍となる位置に現れる。したがって、制御部７０は、図４（ｂ）に示す光強度分布における複数のピークをモールド１と基板２との間の距離にそれぞれ換算して近似線を引くことにより、図４（ｃ）に示すように、モールド１の断面形状を推定することができる。これにより、制御部７０は、推定されたモールド１の断面形状から、所定方向（第１方向（例えばＸ方向））において接触領域６２ａを通る（横切る）線上の２つの境界６３ａ、６３ｂを求めることができる。

そして、制御部７０は、所定方向における間隔（即ち、接触領域６２ａの幅）が最も大きくなる当該２つの境界６３ａ、６３ｂの中心を接触領域６２ａの中心位置６４として推定する。そして、当該２つの境界６３ａ、６３ｂそれぞれについての接触角を推定する。例えば、制御部７０は、当該２つの境界６３ａ、６３ｂをそれぞれ頂点としたときのモールド１（パターン面、パターン領域１ａ）と基板２の面とのなす角度を接触角として求める。以下では、境界６３ａを頂点としたときの接触角を「第１接触角α」、境界６３ｂを頂点としたときの接触角を「第２接触角β」と表す。また、以下では第１方向について説明するが、第１方向と直交する第２方向（例えばＹ方向）についても同様の処理が行われうる。

図５は、押圧処理におけるモールド１と基板上のインプリント材３との理想的な接触状態を示す図である。理想的な接触状態とは、例えば、モールド１と基板２とが平行であり、且つモールド１とインプリント材３との押圧方向Ｄが基板２の面に垂直な方向となる状態をいう。図５（ａ）〜（ｃ）は、モールド１と基板２（インプリント材３）との間隔を狭めていく様子を示している。図５（ｄ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた接触領域６２ａの中心位置と、当該中心位置が配置されるべき基板上の目標位置との差（中心位置ずれ）の時間変化を示している。また、図５（ｅ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた第１接触角αおよび第２接触角βの時間変化を示している。図５（ｄ）および（ｅ）では、横軸を、モールド１と基板上のインプリント材３との接触が開始してからの経過時間としているが、モールド１と基板２との間隔で表すこともできる。理想的な接触状態では、接触領域６２ａの中心位置と目標位置との差は、図５（ｄ）に示すように、ほぼ零であり、時間が経過しても（即ち、モールド１と基板２との間隔が狭くなっても）変化しない。また、第１接触角αと第２接触角βとは、図５（ｅ）に示すように、時間が経過してもほぼ同じとなる。

図６は、図５に示した理想的な接触状態に対し、モールド１と基板２とが相対的に傾いている状態を示す図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、モールド１と基板２との相対傾きが理想状態からずれている状態で、モールド１と基板２（インプリント材３）との間隔を狭めていく様子を示している。図６（ｄ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた接触領域６２ａの中心位置と基板上の目標位置との差（中心位置ずれ）の時間変化を示している。また、図６（ｅ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた第１接触角αおよび第２接触角βの時間変化を示している。モールド１と基板２との相対傾きが理想状態（目標相対傾き）に対してずれている場合では、図６（ｄ）に示すように、接触領域６２ａの中心と目標位置との差が零にならない。一方、第１接触角αと第２接触角βとは、図６（ｅ）に示すように、時間が経過しても（即ち、モールド１と基板２との間隔が狭くなっても）ほぼ同じとなる。

この場合、制御部７０は、画像６２から求められた接触領域６２ａの中心位置と基板上の目標位置との差に基づいて、モールド１と基板２との相対傾きに関する誤差（例えば、理想状態に対するモールド１と基板２との相対傾きのずれ量（第２誤差））を求める。そして、制御部７０は、求めた相対傾きに関する誤差に基づいて、当該誤差が低減するようにモールド１と基板２との相対傾きを補正する。モールド１と基板２との相対傾きの補正は、例えば、モールド駆動部１２における複数のアクチュエータ１２によってモールド１を傾けることで行われてもよいし、ステージ２０で基板２を傾けることで行われてもよいし、それらの双方で相対的に行われてもよい。即ち、モールド駆動部１２およびステージ２０の少なくとも一方は、モールド１と基板２との相対傾きを変更する変更部（第２変更部）として機能しうる。

ここで、相対傾きに関する誤差の算出（決定）には、例えば、接触領域６２ａの中心と目標位置との差と、モールド１と基板２との相対傾きに関する誤差との関係を示す情報（以下、相対傾きに関する誤差情報）が用いられうる。相対傾きに関する誤差情報は、例えば関数やテーブルなどによって表わされ、実験やシミュレーションなどにより事前に取得されうる。例えば、制御部７０は、モールド１と基板２との相対傾き量θが互いに異なる複数の状態の各々について、モールド１と基板上のインプリント材３とを互いに接触させ、モールド１のパターン領域１ａを検出部６０に撮像させる。これにより、制御部７０は、検出部６０により得られた画像６２から接触領域６２ａの中心位置と目標位置との差Ａを当該複数の状態の各々について求め、Ａ＝Ｋθ（Ｋは係数）などで表される関数を、相対傾きに関する誤差情報として得ることができる。

図７は、図５に示した理想的な接触状態に対し、モールド１とインプリント材３との押圧方向Ｄが傾いている状態を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、押圧方向Ｄが理想状態からずれている状態で、モールド１と基板２（インプリント材３）との間隔を狭めていく様子を示している。図７（ｄ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた接触領域６２ａの中心位置と基板上の目標位置との差（中心位置ずれ）の時間変化を示している。また、図７（ｅ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた第１接触角αおよび第２接触角βの時間変化を示している。押圧方向が理想状態からずれている場合では、図７（ｄ）に示すように、ほぼ零であり、時間が経過しても（即ち、モールド１と基板２との間隔が狭くなっても）変化しない。一方、第１接触角αと第２接触角βとでは、図７（ｅ）に示すように、それらの間で差が生じ、その差は時間の経過とともに大きくなる。

この場合、制御部７０は、画像６２から求められた第１接触角αと第２接触角βとの差に基づいて、押圧方向Ｄに関する誤差（例えば、理想状態に対するモールド１の押圧方向のずれ量）を求める。そして、制御部７０は、求めた押圧方向Ｄに関する誤差に基づいて、当該誤差が低減するようにモールド１とインプリント材３との押圧方向を補正する。押圧方向の補正は、例えば、インプリントヘッド１０（モールド駆動部１２）自体の傾きを変更する変更部１４を設け、変更部１４を制御して、モールド駆動部１２によるモールド１の駆動方向を変更することで行われてもよい。また、押圧方向の補正は、モールド１とインプリント材３とを互いに押圧する力のうち、基板の面に垂直な方向成分が補正（低減）されるように、押圧処理中において、加圧部１３によりモールド１の側面に加えられる力Ｅを調整することで行われてもよい。

ここで、押圧方向に関する誤差の算出（決定）には、例えば、第１接触角αと第２接触角βとの差と、モールド１とインプリント材３との押圧方向に関する誤差との関係を示す情報（以下、押圧方向に関する誤差情報）が用いられうる。押圧方向に関する誤差情報は、例えば関数やテーブルなどによって表わされ、実験やシミュレーションなどにより事前に取得されうる。例えば、制御部７０は、モールド１の押圧方向φが互いに異なる複数の状態の各々について、モールド１と基板上のインプリント材３とを接触させ、モールド１のパターン領域１ａを検出部６０に撮像させる。これにより、制御部７０は、検出部６０により得られた画像６２から第１接触角αと第２接触角βとの差Ｂを当該複数の状態の各々について求め、Ｂ＝Ｍφ（Ｍは係数）などで表される関数を、押圧方向に関する誤差情報として得ることができる。

図８は、図５に示した理想的な接触状態に対し、モールド１と基板２とが相対的に傾いており、且つモールド１とインプリント材３との押圧方向Ｄも傾いている状態を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、モールド１と基板２との相対傾き、および押圧方向Ｄが理想状態からずれている状態で、モールド１と基板２（インプリント材３）との間隔を狭めていく様子を示している。図８（ｄ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた接触領域６２ａの中心位置と基板上の目標位置との差（中心位置ずれ）の時間変化を示している。また、図８（ｅ）は、検出部６０で得られた画像６２から求められた第１接触角αおよび第２接触角βの時間変化を示している。この場合、図６を用いて前述したモールド１と基板２との相対傾きの補正と、図７を用いて前述した押圧方向の補正とが行われうる。

上述したように、本実施形態のインプリント装置１００は、検出部６０により検出された接触領域６２ａと干渉縞６２ｂとに基づいて、押圧処理におけるモールド１と基板２との相対傾き、および押圧方向を補正する。これにより、基板上にモールド１のパターンを精度よく形成（転写）することができる。

ここで、本実施形態では、接触領域の中心位置と目標位置との差の時間変化を示す情報（図５（ｄ）、図６（ｄ）、図７（ｄ）、図８（ｄ））を取得し、次にインプリント処理を行う際のモールド１と基板２との相対傾きを補正する例について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、対象ショット領域のインプリント処理中（押圧処理中）に、接触領域の中心位置と目標位置との差が生じたときに、当該差に基づいて逐次的にモールド１と基板２との相対傾きを補正してもよい。

同様に、本実施形態では、第１接触角αと第２接触角βとの差の時間変化を示す情報（図５（ｅ）、図６（ｅ）、図７（ｅ）、図８（ｅ））を取得し、次にインプリント処理を行う際のモールド１とインプリント材３との押圧方向を補正する例について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、対象ショット領域のインプリント処理中（押圧処理中）に、第１接触角αと第２接触角βとの差が生じたときに、当該差に基づいて逐次的にモールド１とインプリント材３との押圧方向を補正してもよい。

また、本実施形態では、第１接触角αと第２接触角βとの差に基づいて、相対傾きに関する誤差を一旦求め、当該誤差が低減するようにモールド１とインプリント材３との押圧方向を補正したが、それに限られるものではない。例えば、第１接触角αと第２接触角βとの差が低減するように、モールド１とインプリント材３との押圧方向を補正してもよい。

＜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、２：基板、３：インプリント材、１０：インプリントヘッド、２０：ステージ、３０：変形部、４０：供給部、５０：硬化部、６０：検出部、７０：制御部、１００：インプリント装置。

Claims (12)

1. 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であって、
   前記基板に向かって突出した凸形状に前記モールドを変形させる変形部と、
   前記モールドを介して前記基板に光を照射し、前記モールドからの反射光と前記基板からの反射光との干渉縞を検出する検出部と、
   前記変形部による前記モールドの変形を制御しながら、前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触領域が徐々に拡がるように、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧処理を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記押圧処理において、前記検出部で検出された前記干渉縞に基づいて、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧方向を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記モールドと前記基板とを相対的に駆動する駆動部を更に含み、
   前記制御部は、前記駆動部による前記モールドと前記基板との相対的な駆動方向を変更することにより前記押圧方向を制御する、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. 前記駆動部による前記モールドと前記基板との相対的な駆動方向を変更する変更部を更に含む、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. 前記モールドの側面に力を加える加圧部を更に含み、
   前記制御部は、前記加圧部によって前記モールドの側面に加えられる力を調整することにより前記押圧方向を制御する、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. 前記制御部は、前記検出部で検出された前記干渉縞から得られた、前記接触領域の外側における前記モールドと前記基板とのなす角度に基づいて、前記押圧方向を制御する、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. 前記制御部は、前記接触領域を通る線上の２つの境界について前記角度をそれぞれ求め、前記２つの境界についての前記角度の差に基づいて前記押圧方向を制御する、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. 前記制御部は、前記押圧処理において、前記検出部で検出された前記干渉縞に基づいて、前記モールドと前記基板との相対傾きを制御する、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。
8. 前記モールドと前記基板との相対傾きを変更する第２変更部を更に含み、
   前記制御部は、前記第２変更部を制御することにより前記相対傾きを制御する、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. 前記制御部は、前記検出部で検出された前記干渉縞から得られた前記接触領域の中心位置に基づいて、前記相対傾きを制御する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載のインプリント装置。
10. 前記制御部は、前記押圧処理において、前記検出部で検出された前記干渉縞に基づいて、前記基板の面に垂直な方向である目標押圧方向になるように前記押圧方向を制御する、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. 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であって、
    前記基板に向かって突出した凸形状に前記モールドを変形させる変形部と、
    前記モールドを介して前記基板に光を照射し、前記モールドからの反射光と前記基板からの反射光との干渉縞を検出する検出部と、
    前記変形部による前記モールドの変形を制御しながら、前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触領域が徐々に拡がるように、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧処理を制御する制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、前記押圧処理において、
    前記検出部で検出された前記干渉縞に基づいて、前記接触領域の外側における前記モールドと前記基板とのなす角度を、前記接触領域を通る線上の２つの境界についてそれぞれ求め、
    前記２つの境界についての前記角度に基づいて、前記モールドと前記インプリント材とを互いに対して押圧する押圧方向を制御する、
    ことを特徴とするインプリント装置。
12. 請求項１乃至１１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。

Images