JP7025132B2 - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。

インプリント技術では、まず、基板（例えば、ウエハ）の上にインプリント材を供給（塗布）する。次いで、基板上のインプリント材と、微細なパターン（凹凸構造）が形成されたモールドとを接触させる。そして、インプリント材とモールドとを接触させた状態で、例えば、紫外線などの光をインプリント材に照射することでインプリント材を硬化させる。次に、基板上の硬化したインプリント材からモールドを引き離すことで、基板上にインプリント材のパターンを形成する。

このようなインプリント技術では、基板上のインプリント材とモールドとを接触させた後に、モールドと基板とのアライメントを行う。かかるアライメントには、アライメントスコープとして、モールドに形成されたアライメントマークと基板に形成されたアライメントマークとを同時に検出することができるスルー・ザ・モールド（ＴＴＭ）検出系が用いられている。

また、水銀ランプなどの紫外線の光源を備える露光装置では、かかる光源の寿命を予測する技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術によれば、光源の寿命を管理者（ユーザ）に通知したり、光源の寿命を把握しながら露光を行ったりすることが可能である。

特開平１１－１２１３３号公報

しかしながら、インプリント技術を採用するインプリント装置では、光源だけではなく、モールドも寿命を有する部品となる。モールドは、露光装置でのレチクル又はマスクと異なり、基板上のインプリント材に接触したり、硬化したインプリント材から引き離されたりする。このようなモールドとインプリント材との直接的な接触及び引き離しは、モールドのパターンの破損や摩耗の原因となる。また、基板上の硬化したインプリント材からモールドを引き離す際には、かかるインプリント材の一部が基板から剥がれ、モールド（のパターン）に付着することがある。

モールドのパターンの破損や摩耗、及び、モールドへのインプリント材の付着は、それ以降のインプリント処理において、基板上に形成されるパターンに影響を与える。特に、モールドにインプリント材が付着した状態でインプリント処理が行われると、モールドと基板との間に異物が挟まった場合と同様に、モールドのパターンの破損の原因となる。そこで、モールドに付着したインプリント材を除去するために、モールドは、定期的又は非定期的に洗浄される。

モールドのアライメントマークには、一般的に、アライメント光を反射する反射材料層が形成されている。モールドの洗浄は、モールドに付着したインプリント材と反射材料層とを区別せずに行われるため、インプリント材に加えて、反射材料層も洗浄される（薄くなる）ことになる。従って、モールドの洗浄を繰り返していると、アライメントに必要な反射光量が得られなくなるため、アライメントを正常に行うことが困難になる。アライメントが正常に行われなくなると、インプリント装置に搬入される前に基板上に形成されたパターン（下地）と、インプリント装置で形成するパターンとを正しく重ね合わせることができない（即ち、重ね合わせ精度が低下する）。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、モールドと基板とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証するモールドの使用可能期間を決定するのに有利なインプリント装置を提供することを例示的目的とする。

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組成物を形成するインプリント装置であって、前記モールドに形成されたマークからの光を検出して、前記モールドと前記基板とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部と、前記モールドの洗浄の回数に対する前記アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、前記アライメントを正常に行うことが可能であることを保証する前記モールドの使用可能期間を決定する制御部と、を有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、モールドと基板とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証するモールドの使用可能期間を決定するのに有利なインプリント装置を提供することができる。

本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 基板とモールドとのアライメントを詳細に説明するための図である。 モアレの発生の原理及びモアレを用いたマークの相対位置の検出を説明するための図である。 図３（ａ）に示すアライメントマークの拡大断面図である。 アライメント信号のコントラストとモールドの洗浄の回数との関係の一例を示す図である。 アライメント信号の一例を示す図である。 アライメント光源からの光の照度と点灯時間との関係の一例を示す図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

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。

図１は、本発明の一側面として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、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処理を行うリソグラフィ装置である。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モールドとを接触させ、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、モールド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。

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って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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。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、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で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。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、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。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

インプリント装置１００は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。なお、図１に示すように、基板上のインプリント材に照射する光の進行方向に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。

図１を参照するに、基板１は、搬送ハンドなどを含む基板搬送部２２によって、インプリント装置１００の外部から搬入され、チャック２に保持される。基板ステージ３は、ベース定盤４に支持され、基板１を所定の位置に位置決めするために、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。

モールド１１は、基板１に転写すべきパターンを有し、モールドチャック１２に保持される。モールドチャック１２は、モールドステージ１３に支持され、モールド１１のＺ軸周りの傾きを補正する機能を有する。モールドチャック１２及びモールドステージ１３のそれぞれは、光源２４からコリメータレンズを介して照射される光（紫外線）を通過させる開口（不図示）を含む。また、モールドチャック１２又はモールドステージ１３には、基板上のインプリント材に対するモールド１１の押し付け力（押印力）を計測するためのロードセルが配置されている。

ガイドバー８は、天板６を貫通し、一端がガイドバープレート７に固定され、他端がモールドステージ１３に固定される。モールド昇降部９は、ガイドバー８をＺ軸方向に駆動して、モールドチャック１２に保持されたモールド１１を基板上のインプリント材に接触させたり、基板上のインプリント材から引き離したりする。アライメント棚１４は、支柱１０を介して天板６に懸架される。アライメント棚１４には、ガイドバー８が貫通している。また、アライメント棚１４には、例えば、斜入射像ずれ方式を用いて、チャック２に保持された基板１の高さ（平坦度）を計測するための高さ計測系（不図示）が配置されている。

モールドアライメント用のアライメントスコープ２３は、ＴＴＭ（スルー・ザ・モールド）検出系で構成され、基板１に形成されたアライメントマークとモールド１１に形成されたアライメントマークとを観察するための光学系及び撮像系を有する。アライメントスコープ２３は、基板上のショット領域ごとに、基板１及びモールド１１のそれぞれに形成されたアライメントマークの相対位置を計測し、その位置ずれを補正する、所謂、ダイバイダイ方式のアライメントに用いられる。
このように、アライメントスコープ２３は、モールド１１及び基板１のそれぞれに形成されたアライメントマークを検出して、モールド１１と基板１とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部として機能する。

供給部２０は、基板１に未硬化のインプリント材を吐出する吐出口（ノズル）を含むディスペンサヘッドで構成され、基板上の複数のショット領域のそれぞれにインプリント材を供給（塗布）する。供給部２０は、例えば、ピエゾジェット方式やマイクロソレノイド方式などを採用し、基板上に１ｐＬ（ピコリットル）程度の微小な容積のインプリント材を供給することができる。また、供給部２０における吐出口の数は、限定されるものではなく、１つ（シングルノズル）であってもよいし、１００を超えてもよい（即ち、リニアノズルアレイでもよいし、複数のリニアノズルアレイを組み合わせてもよい）。

オフアクシスアライメント（ＯＡ）スコープ２１は、アライメント棚１４に支持される。ＯＡスコープ２１は、基板上の複数のショット領域に形成されたアライメントマークを検出し、複数のショット領域のそれぞれの位置を決定するグローバルアライメント処理に用いられる。アライメントスコープ２３によってモールド１１と基板ステージ３との位置関係を求め、ＯＡスコープ２１によって基板ステージ３と基板１との位置関係を求めることでモールド１１と基板１との相対的なアライメントを行うことができる。

スプレッドカメラ２５は、モールド１１を俯瞰する位置に配置され、基板上のインプリント材に接触したモールド１１と基板１とを同じ画角上で重ね合わせて観察する。スプレッドカメラ２５は、基板上に供給されたインプリント材がモールド１１に押し広げられる様子を撮像することで、インプリント材がモールド１１のパターン（凹部）に充填される様子を観察する。

距離計測部２６は、基板ステージ３に配置されている。距離計測部２６は、基板ステージ３とモールド１１とを相対的に移動させている状態において、モールドチャック１２に保持されたモールド１１と基板ステージ３との間の距離を複数回計測する。距離計測部２６によって計測されたモールド１１と基板ステージ３との間の距離に基づいて、モールド１１がモールドチャック１２に正常に保持されているかどうかを判定することができる。モールド１１がモールドチャック１２に正常に保持されていない場合、モールド１１が意図せずに落下して破損したり、モールド１１が意図しない角度で基板上のインプリント材と接触して基板上に形成されるパターンの精度が低下したりする。このような場合には、インプリント処理を停止して、モールド１１をモールドチャック１２に正常に保持させるための復旧処理を行うとよい。

制御部ＣＮは、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１００の全体を制御する。制御部ＣＮは、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行う。インプリント処理では、基板１とモールド１１とのアライメントが完了したら、光源２４からモールド１１を介して基板上のインプリント材に光を照射し、基板上のインプリント材を硬化させる。インプリント材の硬化が完了したら、モールド昇降部９によって、基板上の硬化したインプリント材からモールド１１を引き離す。このようにして、モールド１１のパターンに対応するインプリント材のパターンが基板上に形成される。また、制御部ＣＮは、後述するように、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定する。ここで、モールド１１の使用可能期間とは、かかるモールド１１と基板１とのアライメントを正常に行うことが可能であることを保証する期間であり、所謂、モールド１１の寿命に相当する。

図２を参照して、基板１とモールド１１とのアライメントについて詳細に説明する。図２は、基板１とモールド１１とのアライメントの様子を示している。図２に示すように、モールド１１及び基板１のそれぞれには、アライメントで観察するアライメントマーク３１及び３２が形成されている。基板１とモールド１１とのアライメントでは、上述したように、基板１とモールド１１とを重ね合わせて観察可能な位置、本実施形態では、モールド１１の上方に配置されたアライメントスコープ２３が用いられる。アライメントスコープ２３は、基板１に形成されたアライメントマーク３２とモールド１１に形成されたアライメントマーク３１とを１つの画角で重ねて検出して、基板１とモールド１１との相対位置を求める。

本実施形態では、アライメント光源２３ａからの光は、アライメントマーク３１及び３２で回折され、モアレ（モアレ縞）としてアライメントスコープ２３の撮像系（撮像素子）に結像する。かかる撮像系で検出されるモアレに基づいて、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置を求める。制御部ＣＮは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置に基づいて、モールド１１に対して基板ステージ３を駆動することで、基板１とモールド１１とのアライメントが行われる。

また、図２に示すように、アライメントスコープ２３は、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光の照度を計測する計測部２３ｂを含む。計測部２３ｂは、例えば、アライメント光源２３ａとアライメントマーク３１及び３２との間に配置されたハーフミラーを介して、アライメントマーク３１及び３２に照射される光の一部を抽出し、その照度を計測する。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）を参照して、アライメントマーク３１及び３２からの回折光によるモアレの発生の原理、及び、かかるモアレを用いたアライメントマーク３１（モールド１１）とアライメントマーク３２（基板１）との相対位置の検出を説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すマーク（格子パターン）は、計測方向の格子ピッチが互いに僅かに異なっている。例えば、図３（ａ）に示すマークは、アライメントマーク３１として用いられ、図３（ｂ）に示すマークは、アライメントマーク３２として用いられる。図３（ａ）に示すアライメントマーク３１と図３（ｂ）に示すアライメントマーク３２とを重ねると、アライメントマーク３１及び３２からの回折光が重なり合うことで、図３（ｃ）に示すように、格子ピッチの差を反映した周期を有するモアレが発生する。モアレは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置によって明暗の位置（モアレ縞の位相）が変化する。例えば、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置がＸ方向に僅かに変化すると、図３（ｃ）に示すモアレは、図３（ｄ）に示すモアレに変化する。このように、モアレは、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対的な位置ずれ量を拡大し、大きな周期の縞として発生する。従って、アライメントスコープ２３の解像力が低くても、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２との相対位置を高精度に検出することができる。

図４は、図３（ａ）に示すアライメントマーク３１の拡大断面図である。アライメントマーク３１は、格子パターンで構成され、モールド１１の表面に対して凹形状となる複数の溝４１として形成される。基板１とモールド１１とのアライメントにおいて、モールド１１と基板上のインプリント材とが接触すると、モールド１１とインプリント材との間の屈折率差が小さいため、アライメントマーク３１を検出（観察）することが困難となる。そこで、アライメントマーク３１（モアレ）を検出できるようにするために、アライメントマーク３１には、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１に照射される光を反射するための反射層４２が形成されている。本実施形態では、複数の溝４１のそれぞれの底部に、アライメント光源２３ａからの光を反射する材料からなる反射層４２を設けている。反射層４２は、モールド１１を製造する際に、原子層堆積法やイオンインプラ法などによって形成され、反射層４２が複数の溝４１のそれぞれの底部だけに残存するようにエッチングされる。

インプリント装置１００では、基板上のインプリント材とモールド１１とが接触するため、基板１とモールド１１との間の空間に存在する異物を挟み込むことがある。また、基板上の硬化したインプリント材からモールド１１を引き離す際には、かかるインプリント材の一部が基板１から剥がれ、モールド１１に付着することがある。モールド１１への異物やインプリント材の付着は、それ以降のインプリント処理において、基板上に形成されるパターンに影響を与える。

そこで、異物やインプリント材が付着したモールド１１は、インプリント装置１００から搬出され、かかるモールド１１の洗浄が行われる。モールド１１の洗浄は、ＳＰＭと呼ばれる溶剤を用いたウエット洗浄やプラズマを用いたドライ洗浄を含む。

モールド１１の洗浄は、モールド１１に付着した異物やインプリント材と反射層４２とを区別せずに行われる。従って、モールド１１を洗浄することで、モールド１１に付着した異物やインプリント材とともに、反射層４２も洗浄されることになるため、反射層４２の厚さが薄くなったり、反射層４２が部分的又は全体的に除去されたりする。このような場合、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２とを重ね合わせることで得られるモアレの強度（明暗）が弱くなる。また、反射層４２の大部分が除去された場合には、アライメントマーク３１とアライメントマーク３２とを重ね合わせてもモアレを得ることができなくなる。このため、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号の強度が低くなる。具体的には、モールド１１を洗浄する前には、図６（ａ）に示すようなアライメント信号がアライメントスコープ２３で得られるが、モールド１１を洗浄するにつれて、図６（ａ）に示すようなアライメント信号がアライメントスコープ２３で得られる。図６（ａ）及び図６（ｂ）では、縦軸は、アライメント信号の強度を示し、横軸は、アライメントマーク３１及び３２の計測方向の位置を示している。従って、アライメントマーク３１及び３２から発生するノイズや周辺部からのノイズの影響が相対的に大きくなり、アライメント信号のコントラストが低下するため、基板１とモールド１１とのアライメントを正常に行うことができない。アライメントが正常に行われなくなると、基板上に形成されたパターン（下地）と、モールド１１から転写するパターンとを正しく重ね合わせることができないため、その領域はデバイスとして正常に動作せず、歩留まりが低下してしまう。また、アライメント信号のコントラストが得られない場合には、インプリント処理を停止し、ユーザの指示を待つことになるため、生産性を低下させる要因となる。

ここで、基板１とモールド１１とのアライメントが正常に行われるように、アライメントマーク３１に反射層４２を再形成することが考えられる。但し、この場合、モールド１１を製造する際に行う処理を再度行うことになるため、時間やコストの観点から現実的ではない。従って、アライメントを正常に行うことが不可能となったモールド１１は、かかるモールド１１の使用可能期間（寿命）を越えたものとして破棄されることになる。

そこで、本実施形態では、制御部ＣＮは、アライメントが正常に行われなくなったら、具体的には、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号のコントラストが閾値よりも低下したら、モールド１１が使用可能期間を越えたと決定する。かかる閾値は、インプリント装置１００で製造するデバイスなどに応じて任意に設定することが可能であり、具体的に規定するものではない。例えば、アライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストが僅かでもある場合には、モールド１１が使用可能期間を越えたとは決定せずに、かかるモールド１１の使用を継続してもよい。また、歩留まりへの影響を考慮して、アライメント信号のコントラストが初期のコントラストの１０％以下になったら、モールド１１が使用可能期間を越えたと決定してもよい。

また、制御部ＣＮは、アライメントが正常に行われなくなる前に、アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定（予測）することもできる。図５は、アライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストと、モールド１１の洗浄の回数との関係の一例を示す図である。図５では、モールド１１を洗浄した後、かかるモールド１１に対してアライメントスコープ２３で最初に生成されるアライメント信号のコントラストを抽出してプロットしている。図５に示すように、アライメント信号のコントラストを数点プロットすると、そのプロット結果から、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。近似直線５１が得られれば、例えば、モールド１１を２８回洗浄すると、アライメント信号のコントラストがゼロになることがわかる。従って、モールド１１をあと何回洗浄すればモールド１１の使用可能期限を越えるのかを予測したり、モールド１１の洗浄頻度とアライメント信号のコントラストの変化とに基づいてモールド１１が使用可能期限を越える時期を予測したりすることができる。このように、制御部ＣＮは、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定することができる。

モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求める手法について説明する。制御部ＣＮは、アライメントスコープ２３がアライメント信号を生成すると、かかるアライメント信号に関する情報を記憶部ＳＵに記憶させる。ここで、アライメント信号に関する情報は、アライメント信号のコントラスト及びアライメント信号の波形の少なくとも一方を含み、モールド１１を洗浄した後に最初に生成された第１アライメント信号であるか否かを示す洗浄情報と関連付けられている。そして、制御部ＣＮは、洗浄情報に基づいて、記憶部ＳＵに記憶されたアライメント信号に関する情報から第１アライメント信号に関する情報を抽出し、かかる第１アライメント信号に関する情報から第１アライメント信号のコントラストを求める。これにより、図５に示すようなモールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。

また、制御部ＣＮは、アライメントスコープ２３で生成されるアライメント信号の全てについて、かかるアライメント信号に関する情報を記憶部ＳＵに記憶させるのではなく、第１アライメント信号に関する情報のみを記憶部ＳＵに記憶させてもよい。この場合、制御部ＣＮは、第１アライメント信号に関する情報を抽出することなく、記憶部ＳＵに記憶された第１アライメント信号から第１アライメント信号のコントラストを求めることができる。従って、図５に示すようなモールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似直線５１を求めることができる。

本実施形態では、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が近似直線５１で示される場合について説明した。但し、反射層４２は、その材料や表面コーティングなどに依存してモールド１１の洗浄に対する耐性が変わるため、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が曲線（近似曲線）となる場合もある。このような場合には、モールド１１の洗浄の回数とアライメント信号のコントラストの変化との関係が直線である場合よりも多くのプロットが必要となるが、上述したのと同様にして近似曲線を求めることができる。従って、モールド１１の洗浄の回数に対するアライメント信号のコントラストの変化を示す近似曲線に基づいて、モールド１１の使用可能期間を決定することができる。

また、反射層４２の材料や表面コーティングが過去と同じ場合には、アライメント信号のコントラストをプロットして近似曲線を求める代わりに、過去での実プロットによる近似曲線を用いてもよい。これにより、モールド１１の使用可能期間をより正確に決定することができる。これは、反射層４２の材料や表面コーティングが同じであれば、反射層４２の厚さによってアライメント信号のコントラストの変化の開始点は異なるが、アライメント信号のコントラストの変化は同様であるという経験的法則を利用している。

また、インプリント装置１００では、一般的に、複数のモールド１１が交換可能に用いられている。従って、制御部ＣＮは、複数のモールド１１のそれぞれについて、その使用可能期間を決定するとよい。複数のモールド１１のそれぞれには、個々のモールド１１を識別するための識別子（バーコードなど）が形成されている。従って、モールドチャック１２にモールド１１を保持させる前に、かかるモールド１１の識別子を検出することで、複数のモールド１１のうち、どのモールド１１がモールドチャック１２に保持されたのかを判別することができる。これにより、制御部ＣＮは、モールド１１ごとに、その使用可能期間を決定することが可能である。

アライメント信号のコントラストは、モールド１１のアライメントマーク３１に形成された反射層４２の状態だけではなく、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光の照度の影響も受ける。アライメント光源２３ａは、例えば、ハロゲンランプ又はメタルハライドランプを含む。

アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射される光は、図７に示すように、アライメント光源２３ａの点灯時間に応じて、その照度が低下（変化）する。図７では、縦軸は、アライメント光源２３ａからの光の照度を示し、横軸は、アライメント光源２３ａの点灯時間を示している。また、図７では、計測部２３ｂがアライメント光源２３ａからの光の照度を一定時間間隔で計測した結果をプロットしている。

基板１とモールド１１とのアライメントに必要なアライメント光源２３ａからの光の照度は、一般的に、初期の照度を１００％とした場合、初期の照度から７０％までの低下であれば許容される。但し、モールド１１の使用可能期間を正確に決定するためには、アライメント信号のコントラストの変化からアライメント光源２３ａからの光の照度の変化分を除去する必要がある。

アライメント光源２３ａの点灯時間及び照度（の変化）は、一般的に、アライメント光源２３ａの交換時期を予測するために、記憶部ＳＵに記憶されている。例えば、アライメントを開始する前に、アライメント光源２３ａからの光の照度を計測部２３ｂで計測して調光処理が行われる。かかる調光処理を行う前に計測部２３ｂで計測した照度がアライメント光源２３ａからの光の照度である。制御部ＣＮは、アライメント光源２３ａからの光の照度が適正範囲であるか、アライメント光源２３ａの点灯時間が適正範囲であるかを判定し、アライメント光源２３ａの劣化度や交換時期を決定する。従って、記憶部ＳＵに記憶された照度を用いることで、制御部ＣＮは、アライメント信号のコントラストから、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響を除去することが可能である。

アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響は、アライメント光源２３ａからアライメントマーク３１及び３２に照射された光の照度の変化と予め定められた係数との積として求められる。かかる係数は、アライメント光源２３ａからの光の光路に配置された光学部品の特性やアライメント光源２３ａとアライメント信号のコントラストの変化を実際に計測することで求められる。従って、制御部ＣＮは、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化と予め定められた係数との積をアライメント信号のコントラストから差し引くことで、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化がアライメント信号のコントラストに与える影響を除去する。このように、アライメント光源２３ａからの光の照度の変化の影響が除去されたコントラストの変化を用いることで、モールド１１の使用可能期限をより正確に決定することができる。

また、モールド１１の洗浄は、上述したように、ウエット洗浄やドライ洗浄を含む。ウエット洗浄は、溶剤によって洗浄性が変化し、ドライ洗浄は、ガスによって洗浄性が変わる。ウエット洗浄及びドライ洗浄は、モールド１１の状態に応じて選択的に用いられる。この際、モールド１１をウエット洗浄するべきなのにモールド１１をドライ洗浄してしまったり、モールド１１をドライ洗浄するべきなのにモールド１１をウエット洗浄してしまったりすることがある。本実施形態では、このようなモールド１１の洗浄の異常を検知することが可能である。

例えば、モールド１１を洗浄する前に得られるアライメント信号のコントラストと、モールド１１をウエット洗浄した後にアライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストとの差分（変化率）は、ほぼ一定である。同様に、モールド１１を洗浄する前に得られるアライメント信号のコントラストと、モールド１１をドライ洗浄した後にアライメントスコープ２３で生成されたアライメント信号のコントラストとの差分（変化率）は、ほぼ一定である。但し、モールド１１をウエット洗浄する場合とモールド１１をドライ洗浄する場合とでは、その洗浄の前後のアライメント信号の差分が異なる。一般的には、ウエット洗浄によるアライメント信号の差分の方がドライ洗浄によるアライメント信号の差分よりも大きい。即ち、ウエット洗浄の方がドライ洗浄よりも洗浄力が強い。従って、モールド１１をウエット洗浄する場合及びモールド１１をドライ洗浄する場合のそれぞれに対して、その洗浄の前後のアライメント信号の差分を予め求める。これにより、制御部ＣＮは、モールド１１を洗浄する前のアライメント信号のコントラストと、モールド１１を洗浄した後のアライメント信号のコントラストとの差分に基づいて、モールド１１の洗浄の異常（モールド１１の洗浄方式）を検知することが可能となる。また、制御部ＣＮは、モールド１１の洗浄の異常を検知した場合には、インプリント装置１００に備えられた表示部などを介して、かかる異常をユーザに通知するとよい。

なお、本実施形態では、モールド１１の洗浄の異常として、モールド１１の洗浄方式の間違いを例に説明したが、これに限定されるものではない。モールド１１の洗浄の異常は、例えば、モールド１１の洗浄中に意図せずに反射層４２が除去された場合やモールド１１が意図した通りに洗浄されなかった場合なども含む。このような場合には、モールド１１の洗浄の前後において、アライメントし信号のコントラストが大きく変化したり、殆ど変化しなかったりするため、上述したのと同様にして、モールド１１の異常として検知することが可能である。

インプリント装置１００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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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８（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板１を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材が基板上に付与された様子を示している。

図８（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド１１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に向け、対向させる。図８（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板１とモールド１１とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド１１と被加工材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モールド１１を介して照射すると、インプリント材は硬化する。

図８（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド１１と基板１を引き離すと、基板上にインプリント材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、モールド１１の凹部が硬化物の凸部に、モールド１１の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材にモールド１１の凹凸パターンが転写されたことになる。

図８（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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図８（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、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及び変更が可能である。例えば、本実施形態では、モアレを想定し、モールド及び基板のそれぞれに形成されたマークからの光を検出してアライメント信号を生成する場合について説明したが、モールドに形成されたマークからの光を検出してアライメント信号を生成してもよい。

１００：インプリント装置 １：基板 １１：モールド ２３：アライメントスコープ ３１：アライメントマーク ＣＮ：制御部

Claims (14)

1. モールドを用いて基板上に組成物を形成するインプリント装置であって、
   前記モールドに形成されたマークからの光を検出して、前記モールドと前記基板とのアライメントに用いられるアライメント信号を生成するアライメント検出部と、
   前記モールドの洗浄の回数に対する前記アライメント信号のコントラストの変化に基づいて、前記アライメントを正常に行うことが可能であることを保証する前記モールドの使用可能期間を決定する制御部と、
   を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記アライメント検出部は、前記モールド及び前記基板のそれぞれに形成されたマークからの光を検出して、前記アライメント信号を生成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、前記モールドの使用可能期間が前記アライメント信号のコントラストが予め定められた値以上となる期間となるように、前記モールドの使用可能期間を決定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、前記モールドの洗浄の回数に対する、前記モールドを洗浄した後に当該モールドに対して前記アライメント検出部で最初に生成されるアライメント信号のコントラストの変化に基づいて、前記モールドの使用可能期間を決定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. 前記アライメント信号に関する情報を記憶する記憶部を更に有し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記アライメント信号に関する情報から、前記モールドを洗浄した後に当該モールドに対して前記アライメント検出部で最初に生成される第１アライメント信号に関する情報を抽出し、当該第１アライメント信号に関する情報から前記モールドの洗浄の回数に対する前記第１アライメント信号のコントラストの変化を求めることで、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記モールドを洗浄した後に当該モールドに対して前記アライメント検出部で最初に生成される第１アライメント信号に関する情報を記憶する記憶部を更に有し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記第１アライメント信号に関する情報から前記モールドの洗浄の回数に対する前記第１アライメント信号のコントラストの変化を求めることで、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記第１アライメント信号に関する情報は、前記第１アライメント信号のコントラスト及び前記第１アライメント信号の波形の少なくとも一方を含む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. 前記アライメント検出部は、前記マークに光を照射する光源を含み、
   前記制御部は、前記アライメント信号のコントラストから、前記光源の点灯時間に対する前記光源から前記マークに照射された光の照度の変化が前記アライメント信号のコントラストに与える影響を除去することで得られるコントラストの、前記モールドの洗浄の回数に対する変化に基づいて、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記制御部は、前記影響として、前記光源の点灯時間に対する前記光源から前記マークに照射された光の照度の変化と予め定められた係数との積を求め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. 前記制御部は、前記モールドを洗浄する前に当該モールドに対して前記アライメント検出部で生成されるアライメント信号のコントラストと、前記モールドを洗浄した後に当該モールドに対して前記アライメント検出部で最初に生成されるアライメント信号のコントラストとの差分に基づいて、前記モールドの洗浄の異常を検知する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. 前記制御部は、前記モールドの洗浄の異常を検知した場合に、当該異常を通知することを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
12. 前記モールドに形成されたマークには、当該マークに照射される光を反射するための反射層が形成されていることを特徴とする請求項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。
13. 前記制御部は、前記モールドごとに、前記モールドの使用可能期間を決定することを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
14. 請求項１乃至１３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組成物を基板に形成する工程と、
    前記工程で前記組成物が形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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