JP7414627B2 - 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。

凹凸パターンで構成されたパターン領域を有するモールドを用いて、部材（基板）上にインプリント材のパターンを転写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。インプリント装置は、モールドと部材上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、インプリント材で構成された凹凸パターンを部材上に形成することができる。

インプリント装置では、モールドと部材上のインプリント材とを接触させたときにモールドのパターンに気泡が残存していると、部材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。このような気泡の残存を低減するため、特許文献１には、パターン領域を凸形状に変形させた状態でモールドとインプリント材との接触を開始させ、パターン領域の変形量を徐々に小さくすることで接触面積を徐々に拡大させることが開示されている。

特開２０１７－１６８８３３号公報

モールドには、パターン領域を変形しやすくするため、パターン領域を有する面の反対側にキャビティ（凹部）が形成されうる。しかしながら、キャビティは、例えば製造誤差などにより、キャビティの重心がパターン領域の中心からずれて形成されることがある。この場合、モールドのパターン領域の変形量を徐々に小さくしながらパターン領域と基板上のインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる過程において、パターン領域の変形量に応じてパターン領域の傾きが変化してしまう。その結果、当該過程においてモールドのパターン領域と基板との相対傾きが変化し、インプリント材のパターンにおける残膜厚の均一性が低下するなど、基板上のインプリント材に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（パターン領域）とインプリント材とを接触する際に部材を凸形状に変形する場合においても同様の問題が生じうる。

そこで、本発明は、部材上のインプリント材にパターンを精度よく形成するために有利な技術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部材の対象領域上のインプリント材を成形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対象領域の少なくとも一方に圧力を加えることで、前記少なくとも一方を他方側に突出した凸形状に変形させる変形部と、前記モールドと前記部材との相対傾きを調整する調整部と、前記変形部により前記少なくとも一方を変形させた状態で前記パターン領域と前記インプリント材との接触を開始させ、その後、前記少なくとも一方の変形が徐々に解除されるように前記圧力を変化させながら前記パターン領域と前記インプリント材との接触面積を拡大させる接触処理を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記圧力の変化と前記少なくとも一方の傾きの変化との関係を示す情報に基づいて、前記接触処理中における前記圧力の変化による前記少なくとも一方の傾きの変化が低減されるように前記調整部を制御する、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、部材上のインプリント材にパターンを精度よく形成するために有利な技術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 パターン領域の変形量によるパターン領域の傾きの変化を説明するための概念図 インプリント処理を示すフローチャート 第１情報の生成方法を示すフローチャート 第１情報の一例を示す図 第２情報の一例を示す図 第２実施形態に係る高さデータの設定方法を説明するための図 物品の製造方法を示す図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。インプリント装置は、部材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、部材上に液状のインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド（型）を部材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させる。そして、モールドと部材との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）することで、部材上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれ、部材における複数のショット領域の各々について行われる。

インプリント装置が半導体デバイスやＦＰＤ（Flat Panel Display）等の製造に用いられる場合、半導体ウェハやガラスプレートなどの基板が部材として用いられうる。また、インプリント装置がレプリカモールドの作製に用いられる場合、石英等で構成されたブランクモールド（パターンが形成される前のモールド）が部材として用いられうる。本実施形態では、インプリント装置を用いてレプリカモールドを作製する例について説明する。この場合、モールドとしてマスタモールドが用いられ、部材としてブランクモールドが用いられる。

インプリント材には、硬化用のエネルギ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、重合性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性化合物また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部材（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部材（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、本実施形態のインプリント装置１の構成を示す概略図である。本実施形態では、モールド３に照射される光の光軸に平行な方向をＺ方向とし、当該Ｚ方向に垂直な平面内で互いに直交する方向をＸ方向およびＹ方向とする。

インプリント装置１は、例えば、照射部２と、インプリントヘッド４と、ステージ６と、供給部７と、第１計測部８と、第２計測部９と、検出部１３と、制御部１９とを含みうる。制御部１９は、例えばＣＰＵや記憶部（メモリ）などを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置１の各部を制御する（インプリント処理を制御する）。ここで、インプリントヘッド４は、支柱等を介してベース定盤１５により支持されたブリッジ定盤１６により支持されており、ステージ６は、ベース定盤１５上を移動可能に設けられている。また、インプリント装置１には、インプリント装置１が設置されている床からベース定盤１５に伝わる振動を低減するための除振器１７が設けられている。

モールド３は、通常、石英ガラスなど紫外線を透過させることが可能な材料で作製され、部材側の面における一部の領域（パターン領域３ａ）には、部材上のインプリント材に転写されるべき凹凸パターンが形成されている。パターン領域３ａは、例えば数十μｍ程度の段差で構成されたメサ形状を有している。本実施形態では、インプリント装置１を用いてレプリカモールドを作製するため、石英ガラスで構成されたマスタモールドがモールド３として用いられる。

また、部材５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、その表面に部材５とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。部材５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、インプリント材と部材との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。本実施形態では、インプリント装置１を用いてレプリカモールドを作製するため、石英ガラスで構成されたブランクモールドが部材５として用いられる。部材５としてのブランクモールドでは、インプリント材の凹凸パターンが形成される対象領域５ａ（対象ショット領域）が、例えば数十μｍ程度の段差で構成されたメサ形状を有している。

照射部２は、インプリント処理の際、モールド３と部材５上のインプリント材とが接触している状態で、部材５上のインプリント材にモールド３を介して光（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を硬化させる。照射部２は、例えば、光源と、光源から射出された光をインプリント処理に適切な光に調整するための光学素子とを含みうる。図１に示すインプリント装置１では、照射部２から射出された光２ａがミラー１８で反射されて部材５上のインプリント材に照射されるように構成されている。

インプリントヘッド４は、モールド搬送部１０により搬送されたモールド３を保持するモールドチャックと、モールドチャックにより保持されたモールド３の位置および傾きを変更可能に構成されたモールド駆動部とを含みうる。モールド駆動部は、例えば、部材５上のインプリント材にモールド３を押し付けたり、硬化したインプリント材からモールド３を剥離したりするように、モールド３をＺ方向に駆動してモールド３と部材５との間隔を変更するＺ駆動機構を含みうる。また、モールド駆動部は、モールド３を傾けるチルト駆動機構などを含んでもよい。

ステージ６は、部材５を保持してベース定盤１５の上をＸＹ方向に移動可能に構成される。ステージ６は、例えば、部材搬送部１１により搬送された部材５を保持する部材チャックと、部材チャックにより保持された部材５の位置および傾きを変更可能に構成された部材駆動部とを含みうる。部材駆動部は、例えば、ＸＹ方向、Ｚ方向およびθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）に部材５を駆動する駆動機構や、部材５を傾けるチルト駆動機構などにより構成されうる。

本実施形態のインプリント装置１では、インプリントヘッド４でモールド３をＺ方向に駆動することで、モールド３と部材上のインプリント材とを接触させる接触処理、および、硬化したインプリント材からモールド３を剥離する離型処理が行われる。しかしながら、それに限られず、接触処理および離型処理は、例えば、ステージ６で部材５をＺ方向に駆動することで行われてもよいし、インプリントヘッド４およびステージ６の双方でモールド３と部材５とを相対的にＺ方向に駆動することで行われてもよい。

供給部７は、部材５（対象領域５ａ）上にインプリント材Ｒ（例えば未硬化樹脂）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Ｒとして用いられる。また、検出部１３は、例えば、モールド３に設けられたマークと部材５に設けられたマークとの相対位置ずれ（ＸＹ方向）を検出するＴＴＭ（Through The Mold）スコープを含む。これにより、制御部１９は、検出部１３（ＴＴＭスコープ）により検出されたモールド３のマークと部材５のマークとの相対位置ずれに基づいて、モールド３と部材５とのアライメント（位置合わせ）を行うことができる。

第１計測部８は、モールド３の表面（部材５側の表面）の高さを計測する。例えば、第１計測部８は、モールド３の計測対象箇所に光（レーザ光）を照射して当該計測対象箇所までの距離を検出するレーザ干渉計を含み、レーザ干渉計で検出された距離に基づいて、当該計測対象箇所の高さ（Ｚ方向の位置）を計測することができる。本実施形態の場合、第１計測部８は、ステージ６に設けられ、ステージ６とともに移動することで、モールド３（パターン領域３ａ）における複数箇所の各々の高さを計測することができる。これにより、制御部１９は、モールド３（パターン領域３ａ）の複数箇所の各々で得られた第１計測部８の計測結果に基づいて、パターン領域３ａの高さ分布および傾きを求めることができる。ここで、パターン領域３ａの傾きは、パターン領域３ａの代表点（例えば中心）における接平面の傾きを表す指標値として定義される。パターン領域３ａの傾きとしては、例えば、パターン領域３ａの高さ分布の近似関数（例えば二次関数）における一次項の係数から算出された値が適用されてもよいし、当該一次項の係数がそのまま適用されてもよい。

第２計測部９は、部材５の表面（モールド３側の表面）の高さを計測する。例えば、第２計測部９は、部材５の計測対象箇所に光（レーザ光）を照射して、当該計測対象箇所までの距離を検出するレーザ干渉計を含み、レーザ干渉計で検出された距離に基づいて、当該計測対象箇所の高さ（Ｚ方向の位置）を計測することができる。本実施形態の場合、第２計測部９は、ブリッジ定盤１６に設けられ、ステージにより部材５を移動させることで、部材５（対象領域５ａ）における複数箇所の各々の高さを計測することができる。これにより、制御部１９は、部材５（対象領域５ａ）の複数箇所の各々で得られた第２計測部９の計測結果に基づいて、対象領域５ａの高さ分布および傾きを求めることができる。ここで、対象領域５ａの傾きは、対象領域５ａの代表点（例えば中心）における接平面の傾きを表す指標値として定義される。対象領域５ａの傾きとしては、例えば、対象領域５ａの高さ分布の近似関数（例えば２次関数）における一次項の係数から算出された値が適用されてもよいし、当該一次項の係数がそのまま適用されてもよい。

インプリント装置１では、モールド３と部材５上のインプリント材との接触処理においてモールド３の凹凸パターンに気泡が残存していると、部材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、本実施形態のインプリント装置１は、モールド３のパターン領域３ａおよび部材５の対象領域５ａの少なくとも一方に圧力を加えることにより、当該少なくとも一方を他方側に突出した凸形状に変形させる変形部を含む。そして、インプリント装置１は、変形部により当該少なくとも一方の変形を制御しながら接触処理を行う。具体的には、変形部により当該少なくとも一方を変形させた状態でモールド３（パターン領域３ａ）と部材上のインプリント材との接触を開始させる。その後、当該少なくとも一方の変形が徐々に解除されるように圧力を変化させながらパターン領域３ａとインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる。このように接触処理を制御することにより、モールド３の凹凸パターンに残存する気泡を低減し、部材上に形成されたインプリント材のパターンの欠損を低減することができる。

例えば、本実施形態のインプリント装置１では、マスタモールドとしてのモールド３のパターン領域３ａを変形する第１変形部２０ａと、ブランクモールドとしての部材５の対象領域５ａを変形する第２変形部２０ｂとが設けられうる。

モールド３には、パターン領域３ａを変形しやすくするため、パターン領域３ａとその周辺の厚みが薄くなるように、パターン領域３ａを有する面の反対側にキャビティ３ｂ（凹部）が設けられる。このキャビティ３ｂは、インプリントヘッド４によって保持されることで略密閉された空間となるとともに、流路（配管）を介して第１変形部２０ａに接続されている。第１変形部２０ａは、インプリントヘッド４により保持されたモールド３のキャビティ３ｂの内部圧力を調整することで、モールド３のパターン領域３ａの変形を制御することができる。一例として、第１変形部２０ａは、モールド３のキャビティ３ｂの内部圧力を増加させてモールド３のパターン領域３ａに力を加えることで、当該パターン領域３ａを、その中央部が部材５側に突出した凸形状に変形することができる。

また、部材５には、対象領域５ａを変形しやすくするため、対象領域５ａとその周辺の厚みが薄くなるように、対象領域５ａを有する面の反対側にキャビティ５ｂ（凹部）が設けられる。このキャビティ５ｂは、ステージ６によって保持されることで略密閉された空間となるとともに、流路（配管）を介して第２変形部２０ｂに接続されている。第２変形部２０ｂは、ステージ６により保持された部材５のキャビティ５ｂの内部圧力を調整することで、部材５の対象領域５ａの変形を制御することができる。一例として、第２変形部２０ｂは、部材５のキャビティ３ｂの内部圧力を増加させて部材５の対象領域５ａに力を加えることで、当該対象領域５ａを、その中央部がモールド３側に突出した凸形状に変形することができる。

［相対傾きの制御について］
従来では、所定状態でモールド３のパターン領域３ａと部材５の対象領域５ａとが目標相対傾き（例えば平行）になるように、モールド３と部材上のインプリント材との接触開始前にパターン領域３ａと対象領域５ａとの相対傾きを制御しているだけであった。当該所定状態とは、例えば、モールド３のパターン領域３ａの全体が部材５（対象領域５ａ）上のインプリント材に接触し、パターン領域３ａおよび／または対象領域５ａを平坦とした状態でありうる。つまり、従来では、パターン領域３ａとインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる過程（接触処理中、接触工程中）において、パターン領域３ａと対象領域５ａとの相対傾きの制御が行われていなかった。

しかしながら、モールド３のキャビティ３ｂは、例えば製造誤差などにより、キャビティ３ｂの重心がパターン領域３ａの中心からずれて形成されることがある。この場合、例えば図２に示すように、モールド３自体の傾きを変化させていないにも関わらず、パターン領域３ａの傾きが、第１変形部２０ａによるパターン領域３ａの変形量に応じて変化してしまう。図２は、パターン領域３ａの変形量によるパターン領域３ａの傾きの変化を説明するための概念図である。つまり、モールド３のパターン領域３ａの変形量を徐々に小さくしながらパターン領域３ａと部材上のインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる接触処理中において、パターン領域３ａの傾きがパターン領域３ａの変形量に応じて変化してしまう。

また、部材５のキャビティ５ｂについても同様であり、例えば製造誤差などにより、キャビティ５ｂの重心が対象領域５ｂの中心からずれで形成されることがある。この場合、部材５自体の傾きを変化させていないにも関わらず、対象領域５ａの傾きが、第２変形部２０ｂによる対象領域５ａの変形量に応じて変化してしまう。つまり、部材５の対象領域５ａの変形量を徐々に小さくしながらパターン領域３ａと部材５（対象領域５ａ）上のインプリント材との接触面積を徐々に拡大させる接触処理中において、対象領域５ａの傾きが対象領域５ａの変形量に応じて変化してしまう。

このようにモールド３のパターン領域３ａおよび／または部材５の対象領域５ａの傾きが変形量に応じて変化してしまうと、接触面積を徐々に拡大させる接触処理中においてパターン領域３ａと対象領域５ａとの相対傾きが変化してしまうこととなる。その結果、インプリント材の粘性に起因してパターン領域３ａおよび／または対象領域５ａにディストーションが生じたり、インプリント材のパターンにおける残膜厚の均一性が低下したりしうる。つまり、部材上のインプリント材にパターンを精度よく形成することが困難になりうる。なお、残膜厚（ＲＬＴ；Residual Layer Thickness）とは、硬化したインプリント材で構成されるパターンの凹部の表面（底面）と、部材５の表面との間のインプリント材の厚さのことである。

そこで、本実施形態のインプリント装置１は、接触処理中において、パターン領域３ａおよび対象領域５ａの少なくとも一方に加えられる圧力の変化による当該少なくとも一方の傾きの変化が低減されるように、モールド３と部材５との相対傾きを調整する。当該相対傾きの調整は、当該少なくとも一方に加えられる圧力の変化と当該少なくとも一方の傾きの変化との関係を示す情報に基づいて行われうる。当該相対傾きを調整する調整部としては、インプリントヘッド４および／またはステージ６が用いられ、パターン領域３ａおよび対象領域５ａの少なくとも一方を変形する変形部としては、第１変形部２０ａおよび／または第２変形部２０ｂが用いられうる。

［本実施形態のインプリント処理］
上述したインプリント装置１で行われる本実施形態の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、本実施形態のインプリント処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの各工程は、制御部１９によって制御されうる。なお、以下では、接触処理において、モールド３のパターン領域３ａおよび部材５の対象領域５ａの両方とも凸形状に変形させる例について説明するが、どちらか一方を凸形状に変形させるだけであってもよい。

ステップＳ１１では、制御部１９は、第１変形部２０ａによりモールド３のパターン領域３ａに加えられる圧力の変化とパターン領域３ａの傾きの変化との関係を示す第１情報を取得する。また、制御部１９は、第２変形部２０ｂにより部材５の対象領域５ａに加えられる圧力の変化と対象領域５ａの傾きの変化との関係を示す第２情報を取得する。第１情報および第２情報は、事前に生成されて記憶部に記憶されており、制御部１９は、第１情報および第２情報を記憶部から読み出すことにより取得しうる。第１情報はモールド３ごとに生成され、第２情報は部材５ごとに生成されるとよい。第１情報および第２情報の生成方法の詳細については後述する。

ステップＳ１２では、制御部１９は、部材５の対象領域５ａが供給部７の下方に配置されるようにステージ６を制御し、対象領域上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。次いで、ステップＳ１３では、制御部１９は、第１変形部２０ａによりモールド３のキャビティ３ｂの内部圧力を増加させることで、モールド３のパターン領域３ａを、その中央部が部材側に突出した凸形状に変形させる。また、ステップＳ１４では、制御部１９は、第２変形部２０ｂにより部材５のキャビティ５ｂの内部圧力を増加させることで、部材５の対象領域５ａを、その中央部がモールド側に突出した凸形状に変形させる。ステップＳ１５では、制御部１９は、ステップＳ１１で取得した第１情報および第２情報に基づいて、モールド３のパターン領域３ａと部材５の対象領域５ａとが目標相対傾き（例えば平行）になるように、モールド３と部材５との相対傾きを調整する。

ステップＳ１６では、制御部１９は、モールド３と部材５との間隔が狭まるようにインプリントヘッド４を制御し、モールド３のパターン領域３ａと部材５（対象領域５ａ）上のインプリント材とを接触させる（接触処理）。本実施形態の接触処理では、パターン領域３ａと対象領域５ａとの接触開始後、第１変形部２０ａおよび第２変形部２０ｂによりパターン領域３ａおよび対象領域５ａにそれぞれ加えられる圧力を徐々に小さくすることで、それらの変形量を徐々に小さくする。これにより、パターン領域３ａと対象領域５ａ上のインプリント材との接触面積を徐々に拡大させ、モールド３（パターン領域３ａ）の凹凸パターンに残存する気泡を低減することができる。

また、制御部１９は、ステップＳ１６の接触処理中において、パターン領域３ａと対象領域５ａとの相対傾きが目標相対傾きを維持するように、第１情報および第２情報に基づいてモールド３と部材５との相対傾きを調整する。例えば、制御部１９は、ステップＳ１５で調整したモールド３（パターン領域３ａ）の傾きを基準とし、第１情報に基づいて、第１変形部２０ａによりパターン領域３ａに加えられる圧力の変化に応じたパターン領域３ａの傾きの変化を求める。そして、その傾きの変化が低減（補正）されるように、インプリントヘッド４によりモールド３（パターン領域３ａ）の傾きを制御する。同様に、制御部１９は、ステップＳ１５で調整した部材５（対象領域５ａ）の傾きを基準とし、第２情報に基づいて、第２変形部２０ｂにより対象領域５ａに加えられる圧力の変化に応じた対象領域５ａの傾きの変化を求める。そして、その傾きの変化が低減（補正）されるように、ステージ６により部材５（対象領域５ａ）の傾きを制御する。制御部１９は、上記のようなパターン領域３ａおよび対象領域５ａの傾き制御を接触処理中に逐次実行することにより、パターン領域３ａと対象領域５ａとを目標相対傾きで維持させることができる。

ステップＳ１７では、制御部１９は、モールド３（パターン領域３ａ）と部材５（対象領域５ａ）との位置合わせを行う。例えば、制御部１９は、モールド３のマークと部材５のマークとを検出部１３に検出させることで、その検出結果に基づいて、パターン領域３ａと対象領域５ａとの位置合わせを行うことができる。ステップＳ１７の位置合わせは、パターン領域３ａの全体が部材上のインプリント材に接触した状態で行われてもよいが、パターン領域３ａとインプリント材との接触面積を徐々に拡大している過程（即ち、ステップＳ１６の接触処理中）に行われてもよい。

ステップＳ１８では、制御部１９は、モールド３を介して部材上のインプリント材に光を照射するように照射部２を制御することにより、当該インプリント材を硬化させる。次いで、ステップＳ１９では、制御部１９は、モールド３と部材５との間隔が広がるようにインプリントヘッド４を制御し、硬化したインプリント材からモールド３を剥離させる（離型処理）。これにより、インプリント材で構成された凹凸パターンを部材５の対象領域５ａ上に形成することができる。

［第１情報の生成方法］
次に、第１情報の生成方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１情報の生成方法を示すフローチャートであり、図３に示すフローチャートの実行前に行われうる。図４に示すフローチャートの各工程は、制御部１９によって制御されうる。なお、第１情報は、上述したように、第１変形部２０ａによりモールド３のパターン領域３ａに加えられる圧力の変化とパターン領域３ａの傾きの変化との関係を示す情報である。

ステップＳ２１では、制御部１９は、モールド３のパターン領域３ａに圧力を加えることで、パターン領域３ａを凸形状に変形させる。本実施形態の場合、第１変形部２０ａによりモールド３のキャビティ３ｂの内部圧力を増加させることで、パターン領域３ａに圧力を加え、パターン領域３ａを凸形状に変形させることができる。

ステップＳ２２では、制御部１９は、モールド３のパターン領域３ａにおける複数箇所の各々の高さを第１計測部８に計測させる。本実施形態の場合、第１計測部８はステージ６に設けられている。そのため、制御部１９は、ステージ６によりモールド３（パターン領域３ａ）と第１計測部８とを相対的に移動させることで、複数個所の各々の高さを第１計測部８に計測させることができる。

ステップＳ２３では、制御部１９は、第１変形部２０ａによりモールド３のパターン領域３ａに加えられる圧力が互いに異なる複数の状態の各々について、パターン領域３ａにおける複数箇所の高さを第１計測部８により計測したか否かを判断する。当該複数の状態は、任意に設定可能であるが、例えば、（ａ）モールド３とインプリント材との接触開始前にパターン領域３ａを目標形状に変形させた状態、および（ｂ）パターン領域３ａを平坦にした状態のうち少なくとも１つ（好ましくは両方）を含むとよい。パターン領域３ａにおける複数箇所の高さを全ての状態で計測した場合にはステップＳ２４に進む。一方、パターン領域３ａにおける複数個所の高さを全ての状態で計測していない場合にはステップＳ２１に戻り、第１変形部２０ａによりパターン領域３ａに加えられる圧力（即ち、パターン領域３ａの変形量）を変更してステップＳ２１～Ｓ２２を再び行う。

ステップＳ２４では、制御部１９は、複数の状態の各々について、パターン領域３ａにおける複数箇所の高さデータに基づいてパターン領域３ａの傾きを算出（決定）する。本実施形態では、パターン領域３ａにおける複数箇所の高さデータとして、ステップＳ２２において第１計測部８で得られた高さの計測値が用いられうる。

例えば、制御部１９は、複数の状態のうちの第１状態について、パターン領域３ａにおける複数箇所の高さデータに対し、最小二乗法などにより平面近似関数を求め、当該平面近似関数における一次項の係数からパターン領域３ａの傾きを算出する。パターン領域３ａの傾きは、Ｘ方向およびＹ方向の各々について算出するとよい。制御部１９は、平面近似関数における一次項の係数をパターン領域３ａの傾きとしてもよい。同様に、制御部１９は、複数の状態のうちの第２状態について、パターン領域３ａにおける複数の箇所の高さデータに対して平面近似関数を求め、当該平面近似関数における一次項の係数からパターン領域３ａの傾き（Ｘ方向、Ｙ方向）を算出する。このようにして、複数の状態の各々についてパターン領域３ａの傾きを算出することができる。

ステップＳ２５では、制御部１９は、ステップＳ２４において複数の状態の各々で算出されたパターン領域３ａの傾きに基づいて第１情報を生成する。例えば、制御部１９は、図５に示すように、複数の状態の各々について決定されたパターン領域３ａの傾きｔｍに対して一次近似を行うことにより、その近似関数ｆｍ（一次関数）を第１情報として生成することができる。近似関数ｆｍは、パターン領域３ａにおけるＸ方向およびＹ方向の各々について求めておくとよい。

［第２情報の生成方法］
次に、第２情報の生成方法について説明する。第２情報は、上述したように、第２変形部２０ｂにより部材５の対象領域５ａに加えられる圧力の変化と対象領域５ａの傾きの変化との関係を示す情報である。第２情報は、第１情報と同様に図４のフローチャートに従って生成されうる。但し、上述した図４のフローチャートにおいて、モールド３のパターン領域３ａは部材５の対象領域５ａに、第１変形部２０ａは第２変形部２０ｂに、第１計測部８は第２計測部９にそれぞれ置き換えられうる。例えば、制御部１９は、図６に示すように、複数の状態の各々について決定された対象領域５ａの傾きｔｓに対して一次近似を行うことにより、その近似関数ｆｓ（一次関数）を第２情報として生成することができる。近似関数ｆｓは、対象領域５ａにおけるＸ方向およびＹ方向の各々について求めておくとよい。

上述したように、本実施形態のインプリント装置１は、接触処理中におけるパターン領域３ａおよび／または対象領域５ａの傾きの変化が低減されるように、第１情報および／または第２情報に基づいてモールド３と部材５との相対傾きを調整する。これにより、インプリント材の粘性に起因して発生するパターン領域３ａおよび／または対象領域５ａのディストーションを低減することができ、また、インプリント材のパターンにおける残膜厚の均一性を向上させることができる。つまり、基板上のインプリント材にパターンを精度よく形成することができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、特に言及がない限り、装置構成やインプリント処理のフロー等については第１実施形態と同様である。

本実施形態は、第１実施形態に対し、第１情報および第２情報の生成方法が異なる。より具体的には、図４に示すフローチャートのステップＳ２４における高さデータの設定方法が異なる。第１実施形態では、パターン領域３ａの傾きを算出するために用いられる複数箇所の高さデータとして、ステップＳ２２において第１計測部８で得られた高さの計測値を用いた。一方、本実施形態では、ステップＳ２２において第１計測部８で得られた高さの計測値に基づいて、パターン領域３ａにおける複数個所の各々について、パターン領域３ａに加えられる圧力を変化させたときの高さの変化に関する近似関数を求める。そして、当該近似関数から算出される高さの算出値を当該高さデータとして用いる。以下に、第１情報の生成方法における本実施形態のステップＳ２４の処理について説明する。

図７は、本実施形態に係るステップＳ２４での高さデータの設定方法を説明するための図である。図７（ａ）は、複数の状態におけるパターン領域３ａを示している。図７（ａ）では、第１変形部２０ａによりパターン領域３ａに加えられる圧力が互いに異なる複数の状態として、第１状態Ｆ_１、第２状態Ｆ_２、第３状態Ｆ_３、・・・、第ｐ状態Ｆ_ｐが例示されている。また、図７（ａ）では、パターン領域３ａにおける複数箇所（計測点）として、Ｘ方向にｎ箇所、Ｙ方向にｍ箇所の計ｎ×ｍ箇所が例示されている。パターン領域３ａにおける複数箇所の各々は、複数の状態の各々について第１計測部８により高さが計測される計測対象箇所である。

制御部１９は、パターン領域３ａの箇所ごとに、複数の状態（パターン領域３ａに加えられる圧力）Ｆ_１～Ｆ_pとステップＳ２２において第１計測部８で得られた高さの計測値ｈｍとの対応関係を取得する。一例として、図７（ａ）でハッチングされた所定箇所（Ｘｎ，Ｙｍ）における複数の状態Ｆ_１～Ｆ_ｐと高さの計測値ｈｍとの対応関係を、図７（ｂ）に示している。制御部１９は、図７（ｂ）に示すように、複数の状態Ｆ_１～Ｆ_ｐについての高さの計測値ｈｍに対して近似関数ｆｈを求める。そして、複数の状態Ｆ_１～Ｆ_ｐの各々について、当該近似関数ｆｈから算出される算出値ｈｃを、ステップＳ２５でパターン領域３ａの傾きを算出するために用いられる所定箇所（Ｘｎ，Ｙｍ）の高さデータとして設定する。このように近似関数から高さデータを設定することにより、例えば外乱振動などにより第１計測部８の計測結果に生じうる誤差の影響を低減し、より精度よく第１情報を取得することができる。ここで、第２情報についても、第１情報と同様に、上記の方法を用いて生成することができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。本実施形態は、特に言及がない限り第１実施形態および／または第２実施形態を基本的に引き継ぐものである。上記実施形態では、接触処理におけるモールド３と部材５との相対傾きの調整量に応じて、パターン領域３ａと対象領域５ａとに並進ずれ（ＸＹ方向の位置ずれ）が生じうる。したがって、本実施形態では、制御部１９は、当該相対傾きの調整量に基づいて、当該相対傾きの調整で生じるパターン領域３ａと対象領域５ａとの並進ずれを求め、当該並進ずれが補正されるようにパターン領域３ａと対象領域５ａとを相対的に並進駆動する。パターン領域３ａと対象領域５ａとを相対的に並進駆動する駆動部としては、インプリントヘッド４および／またはステージ６が用いられうる。

例えば、モールド３を傾ける際の回転中心とパターン領域３ａとの距離を「Ｒｍ」とし、モールド３の傾きの調整量を「θｍ」とした場合、制御部１９は、Ｒｍ×θｍによりモールド３（パターン領域３ａ）の並進ずれ量を求めることができる。同様に、部材５を傾ける際の回転中心と対象領域５ａとの距離を「Ｒｓ」とし、部材５の傾きの調整量を「θｓ」とした場合、制御部１９は、Ｒｓ×θｓにより部材５（対象領域５ａ）の並進ずれ量を求めることができる。これにより、制御部１９は、モールド３の並進ずれ量と部材５の並進ずれ量とに基づいて、当該並進ずれが補正されるようにパターン領域３ａと対象領域５ａとを相対的に並進駆動することができる。このように、接触処理中において、パターン領域３ａと対象領域５ａとの相対傾きの調整によって生じる並進ずれ量を補正することにより、部材上のインプリント材にパターンを更に精度よく形成することができる。

＜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、部材（基板）上に供給（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が形成された部材（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。部材（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８（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８（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８（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を通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図８（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３ｚに型４ｚ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。

＜その他の実施例＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：インプリント装置、２：照射部、３：モールド、３ａ：パターン領域、４：インプリントヘッド、５：部材、５ａ：対象領域、８：第１計測部、９：第２計測部、１９：制御部

Claims (12)

1. パターン領域を有するモールドを用いて部材の対象領域上のインプリント材を成形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対象領域の少なくとも一方に圧力を加えることで、前記少なくとも一方を他方側に突出した凸形状に変形させる変形部と、
   前記モールドと前記部材との相対傾きを調整する調整部と、
   前記変形部により前記少なくとも一方を変形させた状態で前記パターン領域と前記インプリント材との接触を開始させ、その後、前記少なくとも一方の変形が徐々に解除されるように前記圧力を変化させながら前記パターン領域と前記インプリント材との接触面積を拡大させる接触処理を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記圧力の変化と前記少なくとも一方の傾きの変化との関係を示す情報に基づいて、前記接触処理中における前記圧力の変化による前記少なくとも一方の傾きの変化が低減されるように前記調整部を制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記少なくとも一方の傾きは、前記少なくとも一方の代表点における接平面の傾きを表す指標値である、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、前記変形部により前記少なくとも一方に加えられる前記圧力が互いに異なる複数の状態の各々について前記少なくとも一方の前記傾き値を求めることにより、前記情報を生成する、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、前記複数の状態の各々について、前記少なくとも一方における複数箇所でそれぞれ得られた高さデータに基づいて前記少なくとも一方の傾きを求める、ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記複数箇所でそれぞれ得られた前記高さデータに対して一次近似した結果に基づいて、前記少なくとも一方の傾きを求める、ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
6. 前記少なくとも一方の高さを計測する計測部を更に含み、
   前記制御部は、前記複数箇所でそれぞれ得られた前記計測部の計測値を前記高さデータとして用いる、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のインプリント装置。
7. 前記少なくとも一方の高さを計測する計測部を更に含み、
   前記制御部は、前記複数箇所の各々について、前記少なくとも一方に加えられる圧力を変化させたときの高さの変化に関する近似関数を求め、当該近似関数から算出される算出値を前記高さデータとして用いる、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のインプリント装置。
8. 前記パターン領域と前記対象領域とを並進駆動する駆動部を更に含み、
   前記制御部は、前記調整部による前記相対傾きの調整量に基づいて、前記相対傾きの調整で生じる前記パターン領域と前記対象領域との並進ずれを求め、当該並進ずれが補正されるように前記駆動部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記変形部は、前記モールドに圧力を加えることにより前記パターン領域を前記部材側に突出した凸形状に変形させる第１変形部を含む、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記変形部は、前記部材に圧力を加えることにより前記対象領域を前記モールド側に突出した凸形状に変形させる第２変形部を含む、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. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて部材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部材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部材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部材の対象領域上のインプリント材を成形するインプリント方法であって、
    前記パターン領域および前記対象領域の少なくとも一方に圧力を加えることで、前記少なくとも一方を他方側に突出した凸形状に変形させる変形工程と、
    前記変形工程で前記少なくとも一方を変形させた状態で前記パターン領域と前記インプリント材との接触を開始させ、その後、前記少なくとも一方の変形が徐々に解除されるように前記圧力を変化させながら前記パターン領域と前記インプリント材との接触面積を拡大させる接触工程と、
    を含み、
    前記接触工程では、前記圧力の変化と前記少なくとも一方の傾きの変化との関係を示す情報に基づいて、前記接触工程中における前記圧力の変化による前記少なくとも一方の傾きの変化が低減されるように、前記モールドと前記部材との相対傾きを調整する、ことを特徴とするインプリント方法。

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