JP7039222B2 - インプリント装置及びインプリント方法 - Google Patents

Description

実施形態は、インプリント装置及びインプリント方法に関する。

レジスト等の被転写部材にパターンを転写するインプリント装置が知られている。このようなインプリント装置は、パターンが予め形成されたテンプレートと基板とをアライメントし、基板上の被転写部材にテンプレートのパターンを接触させた状態で光等によって被転写部材を硬化させる。これにより、インプリント装置は、パターンを被転写部材に転写して形成する。

特許５３９８５０２号公報 特開２０１４－２４１３９８号公報 特開２０１４－１７５４３４号公報

しかしながら、上述のインプリント装置では、前処理で形成された基板の表面形状等によって、基板とテンプレートとのアライメント誤差（オーバレイ誤差ともいう）が大きくなる。

上述した課題を解決するために、実施形態のインプリント装置は、基板保持機構と、テンプレート保持部と、光源システムと、コントローラと、を備える。基板保持機構は、被転写部材が設けられた基板を保持し移動させる。テンプレート保持部は、前記被転写部材に転写させるパターンが形成されたテンプレートを保持する。光源システムは、前記被転写部材に光を照射して前記パターンを転写する。前記コントローラは、前記基板と前記テンプレートとのアラインメント開始後に前記仮硬化を開始させ、前記仮硬化後に前記本硬化を行う、ことを含み、基板の複数の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて光源システムを制御して、領域ごとに仮硬化または本硬化を行い、複数の領域のうち第１の領域に対しては、アラインメント開始後に複数の露光条件のうちの第１の露光条件に基づいて仮硬化を行い、仮硬化後に本硬化を行い、複数の領域のうち第２の領域に対しては、アラインメント開始後に複数の露光条件のうちの第２の露光条件に基づいて仮硬化を行うことなく本硬化を行う。

図１は、第１実施形態のインプリント装置の全体構成を示す図である。 図２は、テンプレート保持機構の近傍の拡大側面図である。 図３は、基板の平面図である。 図４は、ショット領域の拡大平面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿ったショット領域の被加工レイヤの縦断面図である。 図６は、図４のＶ－Ｖ線に沿ったショット領域の被加工レイヤの縦断面図である。 図７は、露光光源の露光条件を説明するグラフである。 図８は、露光光源の露光条件を説明するグラフである。 図９は、露光光源の露光条件を説明するグラフである。 図１０は、コントローラの機能を説明するブロック図である。 図１１は、露光条件データベースの一例を示すテーブルである。 図１２は、コントローラの設定部が実行する露光条件設定処理のフローチャートである。 図１３は、コントローラの位置制御部及び実行部が実行するインプリント処理のフローチャートである。 図１４は、第１変形例の露光条件のグラフである。 図１５は、第２変形例の露光条件のグラフである。 図１６は、第３変形例の露光条件のグラフである。 図１７は、第４変形例の露光条件のグラフである。 図１８は、第５変形例の露光条件のグラフである。

以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のインプリント装置１０の全体構成を示す図である。図２は、テンプレート保持機構１４の近傍の拡大側面図である。図１に矢印で示す方向をインプリント装置１０のＸＹＺ方向とする。ＸＹ面は、例えば、水平面である。Ｚ方向は、例えば、鉛直方向であって、後述する加圧部材４４の加圧方向である。図１は、基板９０上のレジスト９０ｄとテンプレート９２とが接触する前の状態である。図２は、基板９０上のレジスト９０ｄとテンプレート９２とが接触している状態である。レジスト９０ｄは、被転写部材の一例である。

インプリント装置１０は、基板９０上にテンプレート９２のパターン（例えば、ナノスケールのパターン）を転写する装置である。例えば、インプリント装置１０は、光ナノインプリントリソグラフィー方法等のインプリント方法を用いて基板９０上のレジスト９０ｄにパターンを形成する。図１及び図２に示すように、インプリント装置１０は、基板保持機構１２と、テンプレート保持機構１４と、基準マーク１６と、複数のアライメント光源１７と、複数の検出部１８と、供給部２０と、露光光源２２及びアパーチャー２３を含む光源システム１９と、コントローラ２４とを備える。

基板保持機構１２は、レジスト９０ｄ等が設けられた基板９０を保持するとともに、基板９０を水平面内で移動させる。基板保持機構１２は、ステージ定盤３０と、駆動機構３２と、基板ステージ３４と、基板チャック３６とを有する。

ステージ定盤３０は、床または装置用の台等に固定されている。

駆動機構３２は、ステージ定盤３０の上面に固定されている。駆動機構３２は、基板ステージ３４を保持しつつ移動させる。駆動機構３２は、互いに交差する水平面内の２方向で基板ステージ３４を移動させる。駆動機構３２は、例えば、水平面内のＸ方向及びＹ方向で基板ステージ３４を移動させる。駆動機構３２は、鉛直方向の周りの回転方向、及び、鉛直方向に基板ステージ３４を移動可能に構成してもよい。

基板ステージ３４は、板状の部材である。基板ステージ３４は、駆動機構３２の上面に水平面に沿って設置されている。基板ステージ３４は、基板チャック３６を保持する。

基板チャック３６は、基板ステージ３４の上面に保持されている。基板チャック３６は、パターンが形成される基板９０を保持する。基板チャック３６は、例えば、真空吸着によって基板９０を保持する。

ここで、基板９０について説明する。基板９０は、ウェーハ９０ａと、下地パターン９０ｂと、被加工レイヤ９０ｃとを含む。ウェーハ９０ａは、例えば、半導体ウェーハまたは絶縁性のウェーハであってよい。ウェーハ９０ａには、アライメント用の基板マーク９０ｅが形成されている。ウェーハ９０ａの上面には、下地パターン９０ｂが形成される。下地パターン９０ｂの上面には、供給部２０から滴下されたレジスト９０ｄが塗布される被加工レイヤ９０ｃが形成される。被加工レイヤ９０ｃは、例えば、金属膜等の導電膜、半導体膜、及び、絶縁膜等であってよい。

テンプレート保持機構１４は、テンプレート９２を保持しつつ鉛直方向に移動させて基板９０へと加圧する。テンプレート保持機構１４は、テンプレートチャック４０と、チャック保持部材４２と、加圧部材４４とを有する。

テンプレートチャック４０は、平面視において、テンプレート９２に形成されたザグリ９２ｃを囲むようにリング状に形成されている。テンプレートチャック４０の下面側は、基板９０に転写させるパターンが形成されたテンプレート９２を保持する。テンプレートチャック４０は、例えば、真空吸着によってザグリ９２ｃの周りのテンプレート９２の上面を保持する。

チャック保持部材４２は、板状の部材である。チャック保持部材４２の下面には、テンプレートチャック４０が固定されている。これにより、チャック保持部材４２は、テンプレートチャック４０を保持する。

加圧部材４４は、インプリント装置１０の天板または天井等に直接または間接的に固定されている。加圧部材４４の下端部は、チャック保持部材４２の上面に固定されている。加圧部材４４は、例えば、鉛直方向の加圧力を生じさせるアクチュエータである。加圧部材４４は、テンプレートチャック４０及びチャック保持部材４２とともにテンプレート９２を基板９０に向けて加圧する。

ここで、テンプレート９２について説明する。テンプレート９２は、テンプレート基板９２ａと、メサ部９２ｂとを有する。テンプレート基板９２ａは、例えば、板状の部材であって、平面視において、チャック保持部材４２をよりも小さい四角形状（例えば、正方形状）である。テンプレート９２は、レジスト９０ｄを硬化させるための光を透過可能な石英ガラス等によって形成されている。テンプレート基板９２ａの上面には、凹状のザグリ９２ｃが形成されている。ザグリ９２ｃは、例えば、平面視においてメサ部９２ｂよりも大きい円形状である。メサ部９２ｂは、テンプレート基板９２ａの下面に一体的に設けられている。メサ部９２ｂは、例えば、テンプレート基板９２ａと同じ材料で形成されている。メサ部９２ｂの下面には、アライメント用のテンプレートマーク９２ｄ、及び、基板９０のレジスト９０ｄに形成する凹凸状の回路パターン等のパターン９２ｅが形成されている。メサ部９２ｂの大きさは、パターン９２ｅを一度に転写するショット領域ＳＡとほぼ同じである。

基準マーク１６は、基板９０の位置を示すマークである。基準マーク１６は、例えば、基板ステージ３４の上面に固定されている。これにより、基準マーク１６と、基板ステージ３４に設置された基板チャック３６に吸着されている基板９０との相対位置が固定される。基準マーク１６は、テンプレート９２が基板９０のレジスト９０ｄと接触する前の段階における基板９０とテンプレート９２のアライメントにおいて、基板９０の基準位置を設定するために使用される。

複数のアライメント光源１７は、テンプレート保持機構１４の上方であって、チャック保持部材４２及びテンプレート９２の中心を囲むように配置されている。アライメント光源１７は、基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄに、アライメント用の光を照射する。例えば、アライメント光源１７は、レジスト９０ｄとメサ部９２ｂとが重ね合されて、テンプレートマーク９２ｄ及び基板マーク９０ｅがほぼ重なった状態で、図２に一点鎖線で示すように、両マーク９２ｄ、９０ｅを貫くようにアライメント用の光を照射する。

複数の検出部１８は、テンプレート保持機構１４の上方であって、チャック保持部材４２及びテンプレート９２の中心を囲むように配置されている。各検出部１８は、アライメント光源１７のいずれかと対応付けて配置されている。検出部１８の個数は、例えば、基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの個数と同じであることが好ましい。検出部１８は、例えば、基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの位置に応じて配置されている。検出部１８は、アライメント光源１７から光が照射されている基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄを検出するアライメントスコープとして機能する。検出部１８は、例えば、デジタルカメラ等の撮像装置を含む光学観察装置である。検出部１８は、基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄを撮像して、コントローラ２４へ出力する。

供給部２０は、基板９０及び基板保持機構１２の上方に設置されている。供給部２０は、パターン９２ｅが転写される基板９０の上面のショット領域ＳＡに、液滴状のレジスト９０ｄを供給して塗布する。レジスト９０ｄは、例えば、光硬化性樹脂である。

露光光源２２は、チャック保持部材４２及びテンプレート９２の中心の上方に配置されている。露光光源２２は、例えば、レジスト９０ｄを硬化可能な紫外線等を照射する紫外線照射ランプである。露光光源２２は、例えばコントローラ２４からの指示に基づいて、基板９０上のレジスト９０ｄに接触しているテンプレート９２を介してレジスト９０ｄに光を照射して露光する。これにより、露光光源２２は、レジスト９０ｄを硬化させて、レジスト９０ｄにパターン９２ｅを転写する。

アパーチャー２３は、露光光源２２とチャック保持部材４２との間に設置されている。アパーチャー２３は、露光光源２２からの光の一部をチャック保持部材４２へと透過し、残りの光を遮る。

コントローラ２４は、例えば、コンピュータである。コントローラ２４は、インプリント装置１０の制御全般を司る。例えば、コントローラ２４は、駆動機構３２、アライメント光源１７、検出部１８、供給部２０、加圧部材４４、アパーチャー２３、及び、露光光源２２を制御する。

具体的には、コントローラ２４は、基準マーク１６を検出して、基板９０の基準位置を設定する。コントローラ２４は、基板保持機構１２の駆動機構３２を制御して、基板９０を移動させる。コントローラ２４は、供給部２０を制御して、レジスト９０ｄを基板９０のショット領域ＳＡに滴下して塗布する。コントローラ２４は、アライメント光源１７に光を照射させた状態で、基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの撮像画像を検出部１８から取得して、基板９０とテンプレート９２の位置をアライメントする。コントローラ２４は、加圧部材４４を制御して、テンプレート９２をレジスト９０ｄが塗布された基板９０へと加圧する。

コントローラ２４は、予め定められた露光条件に基づいて露光光源２２を制御して、ショット領域ＳＡのレジスト９０ｄに露光用の光を照射させる。例えば、コントローラ２４は、露光条件に基づいて、露光光源２２の光の照度、及び、基板９０とテンプレート９２とのアライメント開始から光の照射開始までの時間を制御する。これにより、コントローラ２４は、露光光源２２の光によって、レジスト９０ｄを仮硬化させた後に本硬化、または、レジスト９０ｄをほとんど仮硬化させることなく本硬化させる。尚、仮硬化とは、供給部２０から供給された液滴状のレジスト９０ｄよりも硬度が高く、かつ、レジスト９０ｄが硬化（以下、本硬化）した状態よりも硬度が低く、流動性が残った状態である。本硬化とは、レジスト９０ｄの流動性がほとんどなくなった状態、または、完全になくなった状態である。ここで、コントローラ２４は、基板９０の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて露光光源２２を制御してよい。これにより、コントローラ２４は、領域毎に、レジスト９０ｄを仮硬化させた後に本硬化、または、レジスト９０ｄをほとんど仮硬化させることなく本硬化させる。尚、コントローラ２４は、露光光源２２とともに、アパーチャー２３を制御して、露光光源２２の光の照度を制御してもよい。

図３は、基板９０の平面図である。図３に示すように、基板９０は、複数のショット領域ＳＡを含む。ショット領域ＳＡは、メサ部９２ｂと対応する形状であって、ほぼ同じ面積を有する。複数のショット領域ＳＡは、基板９０の上面にマトリックス状に配置されている。

図４は、ショット領域ＳＡの拡大平面図である。図４に示すように、ショット領域ＳＡは、被加工レイヤ９０ｃに形成された複数の本体領域ＭＡ及びカーフＫＥを含む。複数の本体領域ＭＡは、ショット領域ＳＡ内でマトリックス状に配置されている。本体領域ＭＡには、テンプレート９２のパターン９２ｅが形成される。カーフＫＥは、各本体領域ＭＡを囲むように形成されている。カーフＫＥは、パターン形成後にダイシングされる領域である。

図５及び図６は、図４のＶ－Ｖ線に沿ったショット領域ＳＡの被加工レイヤ９０ｃの縦断面図である。尚、図５及び図６には、テンプレート９２及びレジスト９０ｄが追加されている。図５は、図３に示す基板９０の中央領域Ａｒ１の近傍のショット領域ＳＡの縦断面図の一例である。図６は、基板９０の外周領域Ａｒ２のショット領域ＳＡの縦断面図の一例である。中央領域Ａｒ１及び外周領域Ａｒ２は、複数の領域の例である。尚、図３に示す基板９０の中央領域Ａｒ１及び外周領域Ａｒ２は、一例であり、被加工レイヤ９０ｃの加工条件等によって変更してよい。図５及び図６に示すように、本体領域ＭＡは、被加工レイヤ９０ｃに掘り込まれた凹状に形成されている。図５に示す基板９０の中央領域Ａｒ１のカーフＫＥの側壁の深さＤＰは、図６に示す外周領域Ａｒ２のカーフＫＥの側壁の深さＤＰよりも低い。例えば、外周領域Ａｒ２の深さＤＰは、中央領域Ａｒ１の深さＤＰの数倍以上である。

ここで、基板９０がアライメント時に水平面内で移動すると、液状のレジスト９０ｄが水平面内で流動する。図５に示す基板９０の中央領域Ａｒ１では、水平面内でのレジスト９０ｄの流動はカーフＫＥの側壁ではあまり阻害されないので大きくなり、基板９０とテンプレート９２との相対振動等が大きくなる。従って、基板９０の移動によるレジスト９０ｄの流動が、基板９０とテンプレート９２とのアライメントに大きく影響して、アライメント誤差が大きくなると推察される。一方、図６に示す基板９０の外周領域Ａｒ２では、水平面内でのレジスト９０ｄの流動はカーフＫＥの側壁によって大きく阻害されるので小さくなり、基板９０とテンプレート９２との相対振動等が小さくなる。従って、基板９０の移動によるレジスト９０ｄの流動が、基板９０とテンプレート９２とのアライメントにほとんど影響しないので、アライメント誤差が小さくなると推察される。

図７、図８、及び、図９は、露光光源２２の露光条件を説明するグラフである。図７、図８、及び、図９の上図は、露光光源２２からの光の単位面積及び単位時間当たりの明るさを示す照度（Ｗ／ｍ^２）の時間変化を示す。図７、図８、及び、図９の下図は、基板９０とテンプレート９２のアライメント誤差（ｎｍ）の時間変化を示す。横軸の０（即ち、原点）は、アライメントの開始時刻を示す。尚、図７は比較例の露光条件の例であって、図８及び図９は本実施形態の露光条件の例である。

レジスト９０ｄの硬化前のアライメント誤差が大きい場合、図７に示す露光条件のように、アライメントを開始してから一定時間経過した後に、露光光源２２の照度を急激に強くして本硬化用の照度とすると、レジスト９０ｄが本硬化した後のアライメント誤差が大きくなる。

図８に示す本実施形態の露光条件（以下、第１露光条件）は、アライメントを開始してから一定時間経過した後に、露光光源２２による本硬化の照度よりも弱い照度の仮硬化用の光の照射を開始する。第１露光条件は、照射開始後、仮硬化用の光の照度を時系列で変化させて徐々に強くさせる。第１露光条件は、仮硬化用の光を照射させた後、本硬化用の光を一定の照度で照射する。このように、コントローラ２４は、第１露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、硬度を徐々に高くして流動性が徐々に小さくなるようにレジスト９０ｄを仮硬化させた後に本硬化させる。更に、コントローラ２４は、レジスト９０ｄを仮硬化させている状態で、基板９０とテンプレート９２とをアライメントすることにより、仮硬化の間に基板９０とテンプレート９２との相対振動を短時間で収束させてアライメント誤差を徐々に小さくできる。従って、レジスト９０ｄの硬化前のアライメント誤差が大きくなる基板９０の中央領域Ａｒ１には、図８の第１露光条件が対応付けられる。

図９に示す本実施形態の露光条件（以下、第２露光条件）は、アライメントを開始してから一定時間経過した後に、光の照射を開始するとともに、本硬化用の照度まで光を急激に強くする。このように、コントローラ２４は、第２露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、レジスト９０ｄをほとんど仮硬化させることなく本硬化させる。従って、レジスト９０ｄを急激に硬化させてもアライメント誤差が大きくならない基板９０の外周領域Ａｒ２には、図９の第２露光条件が対応付けられる。

図１０は、コントローラ２４の機能を説明するブロック図である。図１０に示すように、コントローラ２４は、処理部５０と、記憶部５２とを有する。

処理部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサである。処理部５０は、記憶部５２に格納されたプログラムを読み込むことによって、種々の演算処理を実行する。例えば、処理部５０は、記憶部５２に格納された露光条件設定プログラム５７を読み込むことによって、決定部５３として機能する。処理部５０は、記憶部５２に格納されたインプリントプログラム５８を読み込むことによって、位置制御部５４及び実行部５６として機能する。決定部５３、位置制御部５４及び実行部５６の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む回路等のハードウェアによって構成してもよい。

決定部５３は、予め定められた露光条件を基板９０内の領域Ａｒ１、Ａｒ２毎に決定して、露光条件データベース６０を生成して記憶部５２に格納する。例えば、決定部５３は、ショット領域ＳＡ毎のアライメント誤差を分析して、基板９０の領域Ａｒ１、Ａｒ２毎に露光条件を決定し、露光条件データベース６０を生成して記憶部５２に格納する。

位置制御部５４は、基板９０のＸＹ面（即ち、水平面）での位置を調整する。例えば、位置制御部５４は、基準マーク１６を検出して基板９０の基準位置を設定する。位置制御部５４は、基準位置に基づいて駆動機構３２を制御して、基板９０のショット領域ＳＡが供給部２０、または、テンプレート９２のメサ部９２ｂの下方となるように、基板９０を移動させる。位置制御部５４は、メサ部９２ｂがレジスト９０ｄに接触して加圧されている状態では、アライメント光源１７を制御してアライメント用の光を照射させて、検出部１８から基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの撮像画像を取得する。位置制御部５４は、撮像画像から特定した基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの位置に基づいて駆動機構３２を制御して、基板９０とテンプレート９２とをアライメントする。位置制御部５４は、基板９０の位置の情報を実行部５６へ出力する。

実行部５６は、位置制御部５４から取得した基板９０の位置情報に基づいて、種々の制御を実行する。具体的には、実行部５６は、基板９０のショット領域ＳＡと供給部２０とが対向している状態で、供給部２０を制御して、レジスト９０ｄをショット領域ＳＡに滴下して塗布する。実行部５６は、基板９０のショット領域ＳＡとメサ部９２ｂとが対向している状態で、加圧部材４４を制御して、メサ部９２ｂをレジスト９０ｄに接触させて加圧する。

実行部５６は、メサ部９２ｂがレジスト９０ｄと接触して加圧されている状態で、露光光源２２を制御してレジスト９０ｄを硬化させる。具体的には、実行部５６は、基準マーク１６によって設定された基板９０の基準位置と、駆動機構３２による移動距離とによって、ショット領域ＳＡが存在する基板９０内の領域Ａｒ１、Ａｒ２を特定する。実行部５６は、特定した基板９０の領域Ａｒ１、Ａｒ２のいずれかに対応付けられた露光条件を、記憶部５２に格納された露光条件データベース６０から抽出する。実行部５６は、当該露光条件に基づいて露光光源２２を制御して、レジスト９０ｄを仮硬化させた後本硬化、または、レジスト９０ｄをほとんど仮硬化させることなく本硬化させる。

記憶部５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリと、ＳＳＤ（Solid State Drive）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を有する。記憶部５２は、ネットワークを介して処理部５０と接続され、外部に設けられた記憶装置であってもよい。記憶部５２は、処理部５０が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なパラメータ、プログラムの実行において生成されたデータ等を記憶する。記憶部５２は、例えば、露光条件設定プログラム５７、及び、インプリントプログラム５８を記憶する。記憶部５２は、露光条件設定プログラム５７の実行によって生成された露光条件データベース６０であって、インプリントプログラム５８の実行に必要な露光条件データベース６０を記憶する。記憶部５２は、インプリントプログラム５８の実行において生成されたマーク９０ｅ、９２ｄの撮像画像、及び、基板９０の基準位置のデータ等を一時的に記憶する。

図１１は、露光条件データベース６０の一例を示すテーブルである。図１１に示すように、露光条件データベース６０は、露光するショット領域ＳＡが存在する基板９０内の領域Ａｒ１、Ａｒ２と、複数の露光条件のいずれかとを関連付けている。例えば、基板９０の中央領域Ａｒ１は、図８に示す第１露光条件と関連付けられている。基板９０の外周領域Ａｒ２は、図９に示す第２露光条件と関連付けられている。各露光条件は、時間と、照度を制御するための照度制御情報とを関連付けたデータであってよい。例えば、各露光条件は、アライメント開始時刻からの時間と、照度を制御するために露光光源２２に印加する電圧等の照度制御情報とを関連付けたデータであってよい。尚、照度制御情報は、照度であってもよい。この場合、照度と、露光光源２２を制御するための制御情報とを関連付けたデータベースが記憶部５２に格納されている。

従って、実行部５６は、基板９０の中央領域Ａｒ１を露光する場合、基板９０の中央領域Ａｒ１と関連付けられている第１露光条件を露光条件データベース６０から抽出して、露光光源２２を制御して、レジスト９０ｄを露光する。実行部５６は、基板９０の外周領域Ａｒ２を露光する場合、基板９０の外周領域Ａｒ２と関連付けられている第２露光条件を露光条件データベース６０から抽出して、露光光源２２を制御して、レジスト９０ｄを露光する。

次に、露光条件データベース６０の生成方法について説明する。図１２は、コントローラ２４の決定部５３が実行する露光条件設定処理のフローチャートである。

露光条件設定処理では、決定部５３は、露光条件を設定するための試験用の基板９０上の各ショット領域ＳＡにパターンを形成するインプリント処理を、位置制御部５４及び実行部５６に実行させる（Ｓ１０２）。尚、インプリント処理については後述する。ここでのインプリント処理は、仮硬化させることなくレジスト９０ｄを本硬化させて、パターンを形成させてもよい。

決定部５３は、基板９０上の各ショット領域ＳＡのアライメントの誤差を分析する（Ｓ１０４）。例えば、決定部５３は、本硬化させた後のマーク９０ｅ、９２ｄの画像を検出部１８から取得して、当該マーク９０ｅ、９２ｄの位置ずれからアライメントの誤差を検出する。尚、決定部５３は、本硬化後のアライメント誤差とともに、アライメント中のアライメント誤差の振幅を検出してもよい。決定部５３は、アライメントの誤差と、予め設定された閾値誤差とを比較して、アライメントの誤差を分析してよい。この場合、決定部５３は、アライメントの誤差が閾値誤差よりも大きいショット領域ＳＡを中央領域Ａｒ１に分類する。一方、決定部５３は、アライメントの誤差が閾値誤差よりも小さい領域を外周領域Ａｒ２に分類する。

決定部５３は、分類した各ショット領域ＳＡの基板９０上の位置（ここでは、中央領域Ａｒ１または外周領域Ａｒ２）に露光条件を設定して、露光条件データベース６０を生成して記憶部５２に格納する（Ｓ１０６）。これにより、決定部５３は、露光条件設定処理を終了する。

次に、インプリント装置１０のインプリント方法について説明する。図１３は、コントローラ２４の位置制御部５４及び実行部５６が実行するインプリント処理のフローチャートである。

インプリント処理では、位置制御部５４及び実行部５６は、基板９０上のショット領域ＳＡにレジスト９０ｄを滴下して塗布する（Ｓ２０２）。例えば、位置制御部５４は、基準マーク１６の位置に基づいて基板９０の基準位置を設定する。位置制御部５４は、基板９０の基準位置に基づいて、次に転写するショット領域ＳＡが供給部２０の下方となるように、駆動機構３２を制御して基板９０を移動させる。実行部５６は、供給部２０を制御してレジスト９０ｄをショット領域ＳＡへと滴下して塗布する。

位置制御部５４は、図１に示すように、基板９０の基準位置に基づいて、駆動機構３２を制御して基板９０を移動させることにより、レジスト９０ｄが塗布された基板９０のショット領域ＳＡとメサ部９２ｂがほぼ対向するように基板９０の位置をアライメントする（Ｓ２０４）。

実行部５６は、図２に示すように、加圧部材４４を制御して、メサ部９２ｂをレジスト９０ｄに接触させつつテンプレート９２を加圧して、メサ部９２ｂのパターン９２ｅをレジスト９０ｄに押印する（Ｓ２０６）。

位置制御部５４は、メサ部９２ｂがレジスト９０ｄを加圧している状態で、基板９０とテンプレート９２とをアライメントする（Ｓ２０８）。例えば、位置制御部５４は、アライメント光源１７をオン状態にして光を照射させた状態で、検出部１８から基板マーク９０ｅ及びテンプレートマーク９２ｄの撮像画像を取得する。位置制御部５４は、撮像画像に基づいて、駆動機構３２を制御して基板９０を移動させて、基板９０とテンプレート９２とをアライメントする。

実行部５６は、基板９０の基準位置及び駆動機構３２による基板９０の移動距離に基づいて、メサ部９２ｂが加圧しているショット領域ＳＡの基板９０内での位置を特定する（Ｓ２１０）。

実行部５６は、特定したショット領域ＳＡの位置に関連付けられた露光条件を、露光条件データベース６０から抽出する（Ｓ２１２）。

実行部５６は、抽出した露光条件に基づいて露光光源２２を制御して照射させた露光用の光によりレジスト９０ｄを露光して硬化させる（Ｓ２１４）。例えば、実行部５６は、ショット領域ＳＡの位置が基板９０の中央領域Ａｒ１であると特定した場合、第１露光条件に基づいて、図８に示すように徐々に露光光源２２の光の照度を高くして、レジスト９０ｄを仮硬化させた後、本硬化させる。この場合、位置制御部５４は、レジスト９０ｄの仮硬化の間、マーク９０ｅ、９２ｄの撮像画像を複数回取得して位置ずれを検出しつつ、基板９０とテンプレート９２とのアライメントを継続して位置を補正する。一方、実行部５６は、ショット領域ＳＡの位置が基板９０の外周領域Ａｒ２であると特定した場合、図９に示す第２露光条件のように露光光源２２の光の照度を、本硬化用の照度まで急激に高くして、レジスト９０ｄを本硬化させる。これにより、メサ部９２ｂのパターン９２ｅが、レジスト９０ｄに転写されて形成される。

実行部５６は、加圧部材４４を制御して、レジスト９０ｄからメサ部９２ｂを離型させる（Ｓ２１６）。

この後、実行部５６は、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返して、基板９０上の全てのショット領域ＳＡにパターン９２ｅを形成する。これにより、インプリント処理が終了する。

上述したように、インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、露光条件データベース６０が示す予め定められた露光条件に基づいて、露光光源２２を制御し、レジスト９０ｄを仮硬化させた後、本硬化させている。これにより、インプリント装置１０は、仮硬化中に基板９０とテンプレート９２とをアライメントできるので、アライメント誤差が大きくなりやすい場合でも、基板９０とテンプレート９２との相対振動を短時間で収束させつつ、アライメント誤差を抑制して重ね合せ精度を向上できる。この結果、インプリント装置１０は、パターン形成後に製造される半導体デバイスの歩留まり向上及び製造コストの低減を実現できる。

インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、基板９０の領域（例えば、中央領域Ａｒ１と外周領域Ａｒ２）に関連付けられた露光条件に基づいて、露光光源２２を制御している。これにより、インプリント装置１０は、領域毎に異なるレジスト９０ｄの流動性に応じて、レジスト９０ｄを硬化させることができる。例えば、インプリント装置１０は、レジスト９０ｄの流動性が大きく、アライメント誤差が生じやすい領域（例えば、中央領域Ａｒ１）では、第１露光条件に基づいて、アライメントしつつレジスト９０ｄを仮硬化させた後にレジスト９０ｄを本硬化させることにより、基板９０とテンプレート９２とのアライメント誤差を抑制することができる。一方、インプリント装置１０は、レジスト９０ｄの流動性が小さく、アライメント誤差が生じにくい領域（例えば、外周領域Ａｒ２）では、第２露光条件に基づいて、レジスト９０ｄを第１露光条件よりも速く硬化させて、パターン形成に要する時間を短縮できる。

インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、本硬化用の照度よりも弱い照度でレジスト９０ｄを仮硬化させている。これにより、インプリント装置１０は、レジスト９０ｄをより確実に仮硬化させることができる。

インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、露光光源２２の光の照度を時系列で変化させて、レジスト９０ｄを仮硬化させている。これにより、インプリント装置１０は、アライメントの進行に合わせて硬度を高めることができるので、よりアライメント誤差を抑制できる。

インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、露光条件に基づいて基板９０とテンプレート９２とのアライメント開始から露光開始までの時間を制御している。これにより、インプリント装置１０は、アライメントの時間を確保可能な適切な時間に露光を開始することができる。

インプリント装置１０では、コントローラ２４の実行部５６が、アライメントの間にレジスト９０ｄを仮硬化させるので、仮硬化中に基板９０とテンプレート９２とのアライメント誤差を低減できる。

次に、上述した露光条件を変更した変形例について説明する。第１変形例～第４変形例は第１露光条件の変形例として想定し、第５変形例は第２露光条件の変形例として想定しているが、適宜変更してよい。

＜第１変形例＞
図１４は、第１変形例の露光条件のグラフである。コントローラ２４の実行部５６は、図１４に示す露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、露光光源２２に光を一時的に照射させてレジスト９０ｄを仮硬化させた後、本硬化用の光を照射させてもよい。具体的には、コントローラ２４は、徐々に光を強めさせて、本硬化用の光よりも照度が弱い光を露光光源２２に照射させる。この後、コントローラ２４は、光が消灯するまで徐々に光を弱めさせて、レジスト９０ｄを仮硬化させる。コントローラ２４は、光が消灯した後、再度、徐々に光を強めさせて、本硬化用の光を露光光源２２に照射させて、レジスト９０ｄを本硬化させる。

＜第２変形例＞
図１５は、第２変形例の露光条件のグラフである。コントローラ２４の実行部５６は、図１５に示す露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、複数段階の照度で光を照射させて、レジスト９０ｄを仮硬化及び本硬化させてもよい。具体的には、コントローラ２４は、本硬化させる光よりも照度が弱い仮硬化用の光を、照度を保ちつつ露光光源２２に照射させて、レジスト９０ｄを仮硬化させる。コントローラ２４は、仮硬化用の光を予め定められた時間照射させた後、露光光源２２に本硬化用の光を照射させて、レジスト９０ｄを本硬化させる。

＜第３変形例＞
図１６は、第３変形例の露光条件のグラフである。コントローラ２４の実行部５６は、図１６に示す露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、照射の時間変化を徐々に変化させつつ、露光光源２２に仮硬化用の光を照射させて、レジスト９０ｄを仮硬化させてもよい。具体的には、コントローラ２４は、照度の時間変化を徐々に大きくしつつ、露光光源２２に仮硬化用の光を照射させてレジスト９０ｄを仮硬化させた後、本硬化用の光を照射させてレジスト９０ｄを本硬化させる。

＜第４変形例＞
図１７は、第４変形例の露光条件のグラフである。コントローラ２４の実行部５６は、図１７に示す露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、露光光源２２に本硬化用の光よりも強い光を、本硬化の照射時間よりも短い照射時間で、レジスト９０ｄを仮硬化させてもよい。換言すれば、実行部５６は、図１７のグラフにおける仮硬化用の光の面積が本硬化用の光の面積よりも小さくなるように露光光源２２を制御する。尚、ここでの光の面積は、照度を時間で積分した値であり、露光光源２２からの光量に対応する値である。具体的には、コントローラ２４は、露光光源２２に本硬化用の光よりも照度の強い光を、レジスト９０ｄが本硬化しない時間照射させてレジスト９０ｄを仮硬化させた後、光が消灯するまで徐々に光を弱める。この後、コントローラ２４は、アライメントを実行した後、本硬化用の光を露光光源２２に照射させてレジスト９０ｄを本硬化させる。これにより、インプリント装置１０は、仮硬化に要する照射時間を短縮し、パターン形成に要する時間を短縮できる。

＜第５変形例＞
図１８は、第５変形例の露光条件のグラフである。コントローラ２４は、図１８に示す露光条件に基づいて露光光源２２を制御することにより、アライメント誤差の小さい領域においても、徐々に光の照度を強めてもよい。ここで、コントローラ２４は、第２露光条件では、光の照度の時間変化を、第１露光条件における光の照度の時間変化よりも大きい時間変化で光の照度を徐々に強くさせる。

上述の実施形態の各構成の機能、接続関係、及び、個数等は適宜変更してよい。また、上述の実施形態のフローチャートの順序は適宜変更してよい。

上述の実施形態では、露光条件を設定する決定部５３を有するインプリント装置１０を例に挙げて説明したが、決定部５３は別の装置に設けてもよい。この場合、記憶部５２は、決定部５３が予め設定した露光条件データベース６０を記憶することになる。

上述の実施形態では、決定部５３が、試験用の基板９０にパターンを形成して露光条件を設定する例を挙げたが、露光条件の設定はこれに限定されない。例えば、決定部５３は、試験用ではない回路パターン等を実際に生成する基板９０にパターンを形成して、露光条件を設定またはディープラーニング等の機械学習によって更新するようにしてもよい。この場合、位置制御部５４及び実行部５６は、前回の基板９０のパターン形成処理において更新された露光条件に基づいて、パターンを形成する。

上述の実施形態では、基板９０上の領域毎に対応付けられた２個の露光条件を含む露光条件データベース６０を例に挙げて説明したが、露光条件データベース６０はこれに限定されない。例えば、露光条件データベースは、３個以上の露光条件を含んでもよい。または、露光条件が１個であってもよい。露光条件が１個の場合、例えば、図８に示すようにレジスト９０ｄを仮硬化可能な露光条件を基板９０の全領域に採用することにより、アライメント誤差を低減できる。

上述の実施形態では、決定部５３が予め定められた露光条件を基板９０の領域毎に決定して露光条件データベース６０を生成する例を挙げたが、露光条件データベース６０の生成方法はこれに限定されない。例えば、決定部５３は、アライメント誤差等に基づいて複数の露光条件を生成し、当該露光条件を基板９０の領域毎に決定してもよい。

上述の実施形態では、露光条件データベース６０は基板９０の中央領域Ａｒ１及び外周領域Ａｒ２のそれぞれに露光条件を対応付けたが、露光条件データベース６０はこれに限定されない。例えば、露光条件データベース６０は、各ショット領域ＳＡと露光条件とを対応付けてもよい。または、露光条件データベース６０は、カーフＫＥの深さＤＰ等を含む基板９０の表面の形状と、露光条件とを対応付けてもよい。この場合、コントローラ２４は、基板９０の表面の形状を検出して、露光条件を露光条件データベース６０から抽出して露光光源２２を制御してよい。

上述の実施形態では、コントローラ２４が、露光光源２２を制御して、光の照度を制御する例を挙げたが、光の照度の制御はこれに限定されない。例えば、コントローラ２４は、露光条件に基づいて、アパーチャー２３を制御して、光の照度を制御してもよい。

（付記）
［付記１］
被転写部材が設けられた基板を保持し移動させる基板保持機構と、
前記被転写部材に転写させるパターンが形成されたテンプレートを保持するテンプレート保持部と、
前記被転写部材に光を照射して前記パターンを転写する光源システムと、
時間と前記光の照度を制御するための照度制御情報とを関連付けた露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記被転写部材を仮硬化させた後に本硬化させるコントローラと、
を備えるインプリント装置。
［付記２］
前記コントローラは、前記基板の複数の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて前記光源システムを制御する
付記１に記載のインプリント装置。
［付記３］
前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記照度を時系列で変化させて前記被転写部材を仮硬化させる
付記１または付記２に記載のインプリント装置。
［付記４］
前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記基板と前記テンプレートのアライメント開始から照射開始までの時間を制御する
付記１から付記３のいずれかに記載のインプリント装置。
［付記５］
前記コントローラは、前記光源システムを制御して前記被転写部材を仮硬化させている状態で、前記基板保持機構を制御して前記基板と前記テンプレートとをアライメントする
付記１から付記４のいずれかに記載のインプリント装置。
［付記６］
被転写部材が設けられた基板と前記被転写部材に転写させるパターンが形成されたテンプレートとをアライメントし、
時間と光の照度を制御するための照度制御情報とを関連付けた露光条件に基づいて照度を制御した光を前記被転写部材に照射し、前記被転写部材を仮硬化させた後に本硬化させて前記パターンを転写する
インプリント方法。
［付記７］
前記基板の複数の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて前記被転写部材に光を照射する
付記６に記載のインプリント方法。
［付記８］
前記露光条件に基づいて、前記照度を時系列で変化させて前記被転写部材に光を照射して前記被転写部材を仮硬化させる
付記６または付記７のいずれかに記載のインプリント方法。
［付記９］
前記露光条件に基づいて、前記基板と前記テンプレートのアライメント開始から照射開始までの時間を制御する
付記６から付記８のいずれかに記載のインプリント方法。
［付記１０］
前記露光条件に基づいて、前記被転写部材を仮硬化させている状態で、前記基板と前記テンプレートとをアライメントする
付記６から付記９のいずれかに記載のインプリント方法。
［付記１１］
前記基板と前記テンプレートとのアライメント誤差に基づいて、前記露光条件を決定する決定部を更に備える
付記１から付記５のいずれかに記載のインプリント装置。
［付記１２］
前記基板と前記テンプレートとのアライメント誤差に基づいて、前記露光条件を決定する
付記６から付記１０のいずれかに記載のインプリント方法。
［付記１３］
前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記本硬化の照度よりも弱い照度で前記被転写部材を仮硬化させる
付記１から付記５及び付記１１のいずれかに記載のインプリント装置。
［付記１４］
前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記本硬化の照射時間よりも短い照射時間で前記被転写部材を仮硬化させる
付記１から付記５及び付記１１のいずれかに記載のインプリント装置。
［付記１５］
前記露光条件に基づいて、前記本硬化の照度よりも弱い照度で前記被転写部材に光を照射して前記被転写部材を仮硬化させる
付記６から付記１０及び付記１２に記載のインプリント方法。
［付記１６］
前記露光条件に基づいて、前記本硬化の照射時間よりも短い照射時間で前記被転写部材に光を照射して前記被転写部材を仮硬化させる
付記６から付記１０及び付記１２のいずれかに記載のインプリント方法。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…インプリント装置、１２…基板保持機構、１９…光源システム、２２…露光光源、２３…アパーチャー、２４…コントローラ、６０…露光条件データベース、９０…基板、９０ｄ…レジスト（被転写部材）、９２…テンプレート、９２ｅ…パターン、Ａｒ１…中央領域、Ａｒ２…外周領域。

Claims (5)

1. 被転写部材が設けられた基板を保持し移動させる基板保持機構と、
   前記被転写部材に転写させるパターンが形成されたテンプレートを保持するテンプレート保持部と、
   前記被転写部材に光を照射して前記パターンを転写する光源システムと、
   時間と前記光の照度を制御するための照度制御情報とを関連付けた露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記被転写部材を仮硬化させた後に本硬化させるコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記基板と前記テンプレートとのアラインメント開始後に前記仮硬化を開始させ、前記仮硬化後に前記本硬化を行う、ことを含み、
   前記コントローラは、前記基板の複数の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記領域ごとに前記仮硬化または前記本硬化を行い、
   前記複数の領域のうち第１の領域に対しては、前記アラインメント開始後に前記複数の露光条件のうちの第１の露光条件に基づいて前記仮硬化を行い、前記仮硬化後に前記本硬化を行い、前記複数の領域のうち第２の領域に対しては、前記アラインメント開始後に前記複数の露光条件のうちの第２の露光条件に基づいて前記仮硬化を行うことなく前記本硬化を行う、
   インプリント装置。
2. 前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記照度を時系列で変化させて前記被転写部材を仮硬化させる
   請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記コントローラは、前記露光条件に基づいて前記光源システムを制御して、前記基板と前記テンプレートのアライメント開始から照射開始までの時間を制御する
   請求項１または２に記載のインプリント装置。
4. 前記コントローラは、前記光源システムを制御して前記被転写部材を仮硬化させている状態で、前記基板保持機構を制御して前記基板と前記テンプレートとをアライメントする
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 被転写部材が設けられた基板と前記被転写部材に転写させるパターンが形成されたテンプレートとをアライメントし、
   前記基板と前記テンプレートとのアラインメント開始後に、時間と光の照度を制御するための照度制御情報とを関連付けた露光条件に基づいて照度を制御した前記光を前記被転写部材に照射して前記被転写部材を仮硬化を開始させ、前記仮硬化後に本硬化を行って前記パターンを転写する、ことを含み、
   前記基板の複数の領域に対応付けられた複数の露光条件に基づいて、前記被転写部材に前記光を照射して前記パターンを転写する光源システムを制御して、前記領域ごとに前記仮硬化または前記本硬化を行い、
   前記複数の領域のうち第１の領域に対しては、前記アラインメント開始後に前記複数の露光条件のうちの第１の露光条件に基づいて前記仮硬化を行い、前記仮硬化後に前記本硬化を行い、前記複数の領域のうち第２の領域に対しては、前記アラインメント開始後に前記複数の露光条件のうちの第２の露光条件に基づいて前記仮硬化を行うことなく前記本硬化を行う、
   インプリント方法。

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