JP2016002668A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドと基板との位置合わせの点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】基板ステージ７と、その位置を計測する第１計測部と、前記基板ステージ７の前記基板１の保持面に対して前記第１計測部よりも近い位置で、前記基板ステージ７の位置を計測する第２計測部と、前記モールド１８と前記基板１とのアライメント計測を行う第３計測部１２と、前記第１計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージ７の位置を制御する第１モード、又は、前記第２計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージ７の位置を制御する第２モードで前記ステージ７の位置を制御する制御部４００と、前記インプリント処理を行っている間に、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知する検知部と、を有し、前記制御部４００は、前記検知部が検知した結果に基づき前記第２モードで前記基板ステージ７の位置を制御する。
【選択図】図１

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。

インプリント技術は、ナノスケールのパターンの形成（転写）を可能にする技術であり、かかる技術を用いたインプリント装置が磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産用の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、基板（シリコンウエハやガラスプレートなど）上の樹脂とモールドとを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化させた樹脂からモールドを引き離す（離型する）ことによって基板上にパターンを形成する。

インプリント装置では、モールドヘッドに保持されたモールドと、基板ステージに保持された基板とのアライメント（位置合わせ）方式として、一般的に、ダイバイダイアライメントが採用されている。ダイバイダイアライメントとは、基板のショット領域ごとに、モールドに設けられたアライメントマークと基板に設けられたアライメントマークとを重ね合わせてモールドと基板との位置ずれを補正するアライメント方式である。モールドのパターンに樹脂が充填されている間に、モールド及び樹脂を介してアライメントマークを検出し、モールドと基板とのアライメントを行うことがある。例えば、樹脂の充填時間を１秒とすると、この時間内に、例えば、０．５秒内にアライメント時間を抑える必要がある。このようなアライメントに関する技術として、基板ステージの位置をレーザ干渉計で計測し、モールドヘッドの位置をレーザ干渉計又はオプティカルエンコーダで計測する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、インプリント装置では、一般に、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂が用いられるため、紫外線の照射時の酸素による樹脂の硬化阻害を低減するために、モールドと基板との間の空間に充填用ガスを供給している。充填用ガスには、モールドと樹脂との間に挟み込まれた充填用ガス（気泡）を迅速に低減させるために、モールドや基板に対して高い透過性を有する透過性ガスやモールドを樹脂に押し付けた際に液化する凝縮性ガスが用いられる。

このような充填用ガスの屈折率は、空気の屈折率とは大きく異なるため、上述したようなレーザ干渉計の光路に充填用ガスが漏れると、レーザ干渉計の計測値が変動して計測誤差を生じてしまう。また、レーザ干渉計の計測値が急激に、或いは、大きく変動した場合には、計測が停止してしまうこともある。そこで、モールドと基板との間の間隔を小さくし、モールドの側面から充填用ガスを吸引することによって、レーザ干渉計の光路への充填用ガスの拡散を防止している。

一方、基板ステージやモールドヘッドの位置を計測するための複数の計測系を切り替える技術も提案されている（特許文献２及び３参照）。これらの技術では、モールドと基板との間の距離に応じて（即ち、モールドと基板との間の距離に対する閾値を設定して）、基板ステージの位置を計測するための計測系を切り替えている。

特開２０１１−１２４３４６号公報 特開２０１１−１４９１５号公報 特開２０１０−８０８６１号公報

しかしながら、基板ステージやモールドヘッドの位置を計測するための計測系を切り替えるような技術では、モールドと基板との間の距離に対して設定される閾値が大きすぎると、レーザ干渉計の光路に充填用ガスが漏れてしまう。また、閾値が小さすぎると、ダイバイダイアライメントを行っている間に計測系が切り替わり、計測結果に誤差が生じてしまう。

そこで、レーザ干渉計の光路に充填用ガスが漏れないように、且つ、ダイバイダイアライメントが可能となる（即ち、ダイバイダイアライメントを行っている間に計測系が切り替わらない）ように閾値を設定することも考えられる。但し、実際には、基板の表面状態やアライメント光源の劣化などの要因によってダイバイダイアライメントが可能となる条件は刻々と変動するため、上述したような閾値を設定することは非常に困難である。このような要因まで考慮すると、モールドと基板との間の距離に対して設定される閾値を可能な限り小さくしなければならない。従って、基板の表面状態やアライメント光源などの状況によっては、ダイバイダイアライメントを行うことが可能な距離までモールドと基板とが近接しているにも関わらず、閾値に達していないためにダイバイダイアライメントが開始されない場合がある。この場合、ダイバイダイアライメントにかけられる時間が短縮されるため、モールドと基板との位置ずれを時間内に許容範囲に収めることができず、アライメント誤差が残存してしまう可能性がある。このように、モールドと基板との間の距離に応じて計測系を切り替えるような技術は、インプリント装置には適していない。

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位置合わせの点で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、基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、前記基板を保持して移動する基板ステージと、前記基板ステージの位置を計測する第１計測部と、前記基板ステージの前記基板の保持面に対して前記第１計測部よりも近い位置において、前記基板ステージの位置を計測する第２計測部と、前記モールドと前記基板との位置合わせのためのアライメント計測を行う第３計測部と、前記第１計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージの位置を制御する第１モード、又は、前記第２計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージの位置を制御する第２モードで前記ステージの位置を制御する制御部と、前記インプリント処理を行っている間において、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知する検知部と、を有し、前記制御部は、前記検知部が検知した結果に基づき前記第２モードで前記基板ステージの位置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、モールドと基板との位置合わせの点で有利なインプリント装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態におけるインプリント装置の構成を示す概略図である。 図１に示すインプリント装置におけるインプリント処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインプリント装置の制御部の構成の一例を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態におけるインプリント装置の構成を示す概略図である。

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。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態におけるインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、基板上のインプリント材をモールドで成形して基板上に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、本実施形態では、インプリント材として樹脂を使用し、樹脂の硬化法として、紫外線（ＵＶ光）の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。従って、インプリント装置１００は、基板に樹脂を供給し、かかる樹脂とモールド（のパターン面）とを接触させた状態で樹脂を硬化させることによって基板にパターンを形成する。但し、インプリント装置１００は、その他の波長域の光の照射によって樹脂を硬化させてもよいし、その他のエネルギー、例えば、熱によって樹脂を硬化させる熱硬化法を採用してもよい。また、以下では、基板上の樹脂に対して照射する紫外線の光軸に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。

インプリント装置１００は、計測器４と、計測器６と、基板ステージ７と、ブリッジ構造体８と、計測器９と、硬化用光源１１と、アライメント計測部１２と、ハーフミラー１３と、排気ダクト１４と、連結部材１５と、モールドヘッド１６とを有する。更に、インプリント装置１００は、モールドチャック１７と、空気ばね１９と、ベース定盤２０と、ガス供給部２１と、ホルダ２２と、樹脂供給部２３と、オフアクシススコープ２４と、圧力センサ２５と、信号処理部２６と、制御部４００とを有する。

モールドヘッド１６は、パターン面Ｐを有するモールド１８を保持するモールドチャック１７を含む。モールド１８のパターン面Ｐには、基板１に形成すべきパターンに対応する凹凸パターンが形成されている。

モールドチャック１７は、例えば、真空吸着によってモールド１８を保持する。モールドチャック１７は、モールドチャック１７からのモールド１８の脱落を防止する構造を有していてもよい。本実施形態では、モールドチャック１７は、モールドヘッド１６と強固に結合している。従って、モールドヘッド１６は、モールドチャック１７の一部分とみなすことも可能であるし、モールドチャック１７に結合した部材とみなすことも可能である。モールドヘッド１６は、ブリッジ構造体８を基準として、少なくとも、Ｚ、ωＸ及びωＹの３軸方向に移動（駆動）することが可能な機構を有する。

モールドヘッド１６は、連結部材１５を介して、ブリッジ構造体８に支持されている。また、モールドヘッド１６と同様に、アライメント計測部１２もブリッジ構造体８に支持されている。

アライメント計測部１２は、モールド１８と基板１との位置合わせ（アライメント）のためのアライメント計測を行う第３計測部として機能する。アライメント計測部１２は、本実施形態では、モールド１８に設けられたマーク及び基板ステージ７や基板１に設けられたマークを検出してアライメント信号を生成するアライメント検出系を含む。また、アライメント計測部１２は、カメラを含んでいてもよく、ハーフミラー１３を介して、紫外線の照射による基板上の樹脂の硬化状態（インプリント状態）を観察（確認）する機能を有していてもよい。この場合、アライメント計測部１２は、基板上の樹脂の硬化状態だけではなく、基板上の樹脂に対するモールド１８の押印状態、基板上の樹脂のモールド１８への充填状態、基板上の硬化した樹脂からのモールド１８の離型状態も観察することが可能である。

連結部材１５の上方には、ハーフミラー１３が配置されている。硬化用光源１１からの光は、ハーフミラー１３で反射され、モールド１８を透過して基板１の上の樹脂に照射される。基板１の上の樹脂は、硬化用光源１１からの光の照射によって硬化する。

ブリッジ構造体８は、床からの振動を絶縁するための空気ばね１９を介して、ベース定盤２０に支持されている。空気ばね１９は、アクティブ防振機能として露光装置で一般的に採用されている構造を有する。例えば、空気ばね１９は、ブリッジ構造体８及びベース定盤２０に設けられたＸＹＺ相対位置測定センサ、ＸＹＺ駆動用リニアモータ、空気ばねの内部のエア容量を制御するサーボバルブなどを含む。

ブリッジ構造体８には、ホルダ２２を介して、基板１に樹脂を供給（塗布）するためのノズルを含む樹脂供給部２３（ディスペンサ）が取り付けられている。樹脂供給部２３は、例えば、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドを用いて、樹脂の液滴を線状に基板１に供給する。樹脂供給部２３から樹脂を基板１に供給しながら基板ステージ７（即ち、基板１）を移動させる（走査する）ことによって、基板上の矩形形状の領域に樹脂を塗布することができる。なお、インクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドの機能は、直線状に配列された微細な複数のノズルからのインクの吐出と記録紙の搬送とを制御して絵や文字を描画することである。従って、インプリント装置１００の樹脂供給部２３においても、基板上の樹脂を塗布する領域は矩形形状である必要はなく、任意の形状（例えば、円形状や扇形状など）の領域に樹脂を供給することができる。

基板１は、本実施形態では、円形状を有する。従って、基板上に矩形形状のショット領域を規定する場合、周辺領域では、ショット領域が基板１（の外周）からはみ出し、矩形形状のショット領域を確保することができない。このようなショット領域は、一般に、欠けショット領域と呼ばれる。現状では、３３ｍｍ×２６ｍｍの１つのショット領域に複数のチップを形成することが可能である。従って、基板１に効率よくチップを形成するためには、欠けショット領域にもパターンを形成する必要がある。

また、インプリント装置１００においては、基板１に形成される凹凸パターンの凹部に膜（残膜）が残るため、かかる残膜をエッチングする必要がある。残膜の厚さは、ＲＬＴ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）と呼ばれる。ＲＬＴに相当する厚さの膜がショット領域に形成されていない場合には、エッチングによって基板１がえぐれてしまう。これを防止するためには、基板１の周辺領域、即ち、欠けショット領域への樹脂の塗布が有効である。但し、この際、樹脂供給部２３が矩形形状に樹脂を塗布すると、基板１から樹脂がはみ出してしまう。この状態において、硬化用光源１１から光を照射すると、基板１を保持する保持面（例えば、基板ステージ７に設けられた基板チャック）上で樹脂が硬化して付着する。これにより、基板１が保持面に接着されてしまうことに加えて、次にインプリント処理を行う基板１が付着物（硬化した樹脂）を挟んで保持され、基板１の表面の面精度が低下して正常にパターンを形成することができなくなってしまう。そこで、本実施形態では、樹脂供給部２３による樹脂の吐出と基板ステージ７の移動との組み合わせによって、基板１の適切な領域に樹脂を塗布するようにする。

基板ステージ７は、例えば、基板チャックを介して基板１を保持する。基板ステージ７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωＸ、ωＹ及びωＺの６軸方向に移動（駆動）することが可能な機構を有する。本実施形態では、基板ステージ７は、Ｘ方向の移動機構を含むＸスライダー３、及び、Ｙ方向の移動機構を含むＹスライダー５を介して、ブリッジ構造体８に支持されている。Ｘスライダー３には、Ｘスライダー３とＹスライダー５との相対位置を計測する計測器４が設けられている。また、Ｙスライダー５には、Ｙスライダー５とブリッジ構造体８との相対位置を計測する計測器６が設けられている。従って、計測器４及び６は、ブリッジ構造体８を基準として、基板ステージ７の位置を計測する第１計測部として機能する。計測器４及び６のそれぞれは、本実施形態では、エンコーダ（リニアエンコーダ）で構成されている。

基板ステージ７とブリッジ構造体８とのＺ方向における距離は、ブリッジ構造体８、Ｘスライダー３及びＹスライダー５によって決まる。Ｘスライダー３及びＹスライダー５のＺ方向、チルト方向の剛性を十ｎｍ／Ｎ程度に高く維持することによって、基板ステージ７とブリッジ構造体８とのＺ方向におけるインプリント動作の変動を数十ｎｍ程度の変動に抑えることができる。

計測器９は、ブリッジ構造体８に設けられ、本実施形態では、干渉計で構成されている。計測器９は、基板ステージ７に向けて計測光１０を照射し、基板ステージ７の端面に設けられた干渉計用ミラーで反射された計測光１０を検出することで、基板ステージ７の位置を計測する。計測器９は、基板ステージ７の基板１の保持面に対して計測器４及び６よりも近い位置において、基板ステージ７の位置を計測する第２計測部として機能する。なお、図１では、計測器９から基板ステージ７に照射される計測光１０を１つしか図示していないが、計測器９は、少なくとも基板ステージ７のＸＹ位置、回転量及びチルト量が計測できるように構成されている。

ガス供給部２１は、モールド１８のパターンへの樹脂の充填性を向上させるために、モールド１８の近傍、具体的には、モールド１８と基板１との間の空間に充填用ガスを供給する。充填用ガスは、モールド１８と樹脂との間に挟み込まれた充填用ガス（気泡）を迅速に低減させ、樹脂のモールド１８のパターンへの充填を促進させるために、透過性ガス及び凝縮性ガスの少なくとも１つを含む。ここで、透過性ガスとは、モールド１８に対して高い透過性を有し、基板上の樹脂にモールド１８を押し付けた際に（即ち、成形中に）モールド１８を透過するガスである。また、凝縮性ガスとは、基板上の樹脂にモールド１８を押し付けた際に（即ち、成形中に）液化する（凝縮する）ガスである。

オフアクシススコープ２４は、モールド１８を介さずに、基板ステージ７に配置された基準プレートに設けられた基準マークやアライメントマークを検出する。また、オフアクシススコープ２４は、基板１（の各ショット領域）に設けられたアライメントマークを検出することも可能である。

圧力センサ２５は、本実施形態では、基板ステージ７に設けられ、モールド１８を基板上の樹脂に押し付けることで基板ステージ７に作用する圧力を検出する。圧力センサ２５は、基板ステージ７に作用する圧力を検出することによって、モールド１８と基板上の樹脂との接触状態を検出するセンサとして機能する。また、圧力センサ２５は、モールドヘッド１６に設けてもよく、モールドヘッド１６及び基板ステージ７のうち少なくとも一方に設けられていればよい。

制御部４００は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１００の全体（動作）を制御する。制御部４００は、本実施形態では、インプリント処理及びそれに関連する処理を制御する。

ガス供給部２１から供給される充填用ガスの屈折率は、空気の屈折率とは大きく異なるため、計測器４及び６が充填用ガスに曝されると（即ち、計測器４及び６の計測光路に充填用ガスが漏れると）、計測器４及び６の計測値（計測結果）が変動してしまう。このような問題は、特に、計測光路長が長い干渉計に対して顕著であり、基板ステージ７の位置を制御する際にハイゲインとなるため、サーボエラーを起こしてしまう。また、計測光路長が短いエンコーダであっても、ナノメートルオーダーの計測精度が要求されるインプリント装置では、その影響を無視することができない。但し、エンコーダの計測光路長は干渉計の計測光路長よりも短いため、干渉計よりも影響は軽微である。また、図１に示すように、本実施形態では、ガス供給部２１（の充填用ガスの供給口）から計測器４及び６までの距離を十分にとることができ、且つ、計測器４及び６をエンコーダで構成している。従って、計測器４及び６は、充填用ガスによる計測値の変動の影響を受けにくい構成となっているため、サーボエラーが起こりにくくなっている。

ガス供給部２１は、上述したように、インプリント処理を行っている間において、モールド１８と基板１との間の空間に充填用ガスを供給する。モールド１８と基板１との間に供給された充填用ガスは、モールドヘッド１６の上部から排気ダクト１４を介して吸引されて、インプリント装置１００の外部に排出される。また、モールド１８と基板１との間に供給された充填用ガスをインプリント装置１００の外部に排出するのではなく、ガス回収機構（不図示）で回収してもよい。

モールド１８と基板１との間の間隔は狭いため、基板１の中心付近のショット領域にインプリント処理を行う際には、基板１が蓋として機能し、モールド１８と基板１との間に供給された充填用ガスの基板１の周辺への拡散が抑制される。従って、モールド１８と基板１との間に供給された充填用ガスは、排気ダクト１４を介して効率よく排気され、計測器９の計測光路（計測光１０）に漏れ出すことは殆どない。一方、基板１の周辺付近のショット領域（欠けショット領域）にインプリント処理を行う際には、基板１が蓋として機能しないため、モールド１８と基板１との間に供給された充填用ガスが基板１の周辺に拡散してしまう。そこで、基板ステージ７に同面板を設けて充填用ガスの拡散を低減する技術が提案されている（特開２０１２−２０９４０１号公報など参照）。但し、この場合には、基板ステージ７（インプリント装置１００）が大型化することに加えて、基板ステージ７の加速や減速によって振動し、かかる振動が停止時に残留して基板ステージ７の位置決め精度を著しく低下させてしまう。

そこで、本実施形態では、基板ステージ７を大型化することなく、モールド１８と基板１との高精度な位置合わせ（アライメント）を実現する。以下、図２を参照して、インプリント装置１００におけるインプリント処理（即ち、モールド１８のパターンを基板に形成するためのインプリント処理）を説明する。

Ｓ６０１では、制御部４００は、基板ステージ７の位置を制御するモードとして、計測器４及び６の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第１モード（位置サーボ）を設定（選択）する。

Ｓ６０２では、制御部４００は、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド１８と基板ステージ７との位置合わせ（アライメント）を行う。この際、モールド１８は、モールド搬送系（不図示）によってインプリント装置１００に搬入され、モールドチャック１７に保持されている。また、アライメント計測部１２（アライメント検出系）によって検出されるマーク（アライメントマーク）は、専用の基準マークとして基板ステージ７に設けておいてもよいし、専用のアライメント基板に設けておいてもよい。

Ｓ６０３では、基板搬送系（不図示）によって基板１をインプリント装置１００に搬入し、かかる基板１を基板ステージ７（基板チャック）に保持させる。換言すれば、基板１を基板ステージ７に固定する。

Ｓ６０４では、制御部４００は、プリアライメント（ＰＡ）を行う。具体的には、基板ステージ７をオフアクシススコープ２４の下に移動させて、オフアクシススコープ２４によって基板ステージ７に保持された基板１の位置を計測する。かかるプリアライメントは、モールド１８と基板１とのアライメント（Ｓ６０８）において、基板１の各ショット領域に設けられたアライメントマークがアライメント計測部１２の計測レンジに収まるような精度（１μｍ〜２μｍ程度）で行えばよい。

Ｓ６０５では、基板１の対象ショット領域（これからインプリント処理を行うショット領域）が樹脂供給部２３の下に位置するように基板ステージ７を移動させる。また、ガス供給部２１によって、モールド１８と基板１との間の空間に充填用ガスを供給する。

Ｓ６０６では、樹脂供給部２３によって基板１の対象ショット領域に樹脂を供給する。具体的には、樹脂供給部２３は、樹脂供給部２３の下に移動した基板１の対象ショット領域に対して、予め定められた塗布パターンに従って樹脂を供給する。また、基板１の対象ショット領域に樹脂が供給されたら、かかる対象ショット領域がモールド１８（のパターン面Ｐ）の下に位置するように基板ステージ７を移動させる。

Ｓ６０７では、モールドヘッド１６を降下させて、モールド１８（のパターン面Ｐ）と基板１の対象ショット領域上の樹脂とを接触させる。これにより、モールド１８のパターン面Ｐは、基板１の対象ショット領域上の樹脂と面接触することになる。モールド１８と基板上の樹脂との接触状態（面接触）は、上述したように、基板ステージ７に設けられた圧力センサ２５を用いて検出することができる。このような面接触のタイミングを検出することは、モールド１８及び基板１のそれぞれに設けられたマークがアライメント計測部１２の計測面（検出面）に位置することを意味する。これは、アライメント計測部１２によるアライメント計測の開始可能なタイミング、即ち、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知していることになる。従って、圧力センサ２５は、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知する検知部として機能する。アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知したタイミングで、ダイバイダイアライメント（ダイバイダイアライメント計測）を開始する。但し、かかるダイバイダイアライメントを開始する直前に、制御部４００は、基板ステージ７の位置を制御するモードを、第１モードから、計測器９の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードに切り替える。換言すれば、制御部４００は、基板ステージ７の位置を制御するモードとして、計測器９の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードを設定（選択）する。なお、基板ステージ７の位置を制御するモードを切り替えるタイミングは、ダイバイダイアライメントを行う直前であればよい。従って、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知したタイミングではなく、かかるタイミングから一定時間が経過した後に基板ステージ７の位置を制御するモードを切り替えてもよい。

また、Ｓ６０６の段階からアライメント計測部１２からのアライメント信号を信号処理部２６に入力し、信号処理部２６において有効なアライメント信号が検知されたタイミングで基板ステージ７の位置を制御するモードを第２モードに切り替えてもよい。具体的には、信号処理部２６は、アライメント計測部１２によって生成されたアライメント信号の指標と閾値とを比較し、アライメント計測部１２によって生成されたアライメント信号の指標が閾値を満たしたタイミングを検知する。そして、信号処理部２６は、アライメント信号の指標が閾値を満たしたタイミングで、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたと検知する（検知部として機能する）。ここで、有効なアライメント信号を検知するための指標とは、連続的、或いは、離散的なアライメント信号のデータ列に対して、演算処理を行うことで得られる、検出性能を表す数値データのことを指している。代表的な指標として、アライメント信号の強度（光量）、コントラスト及びパターンマッチングの相関度などが挙げられるが、検出性能を数値化したデータであれば、これらに限定されるものではない。これらの指標が閾値を満たしたタイミングで、アライメント計測部１２によるアライメント計測を開始可能であると判定することができる。また、これらの指標は、１つの指標のみを用いてもよいし、幾つかの指標又は全ての指標を用いてもよい。更には、モールド１８のパターン面Ｐが基板１の対象ショット領域上の樹脂と面接触したタイミングも加えて、総合的に、アライメント計測部１２によるアライメント計測を開始可能であるタイミングを検知してもよい。

このように、本実施形態では、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知している。これにより、アライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知したタイミングで、即ち、適切なタイミングで、基板ステージ７の位置を制御するモードを第１モード（計測器４及び６）から第２モード（計測器９）に切り替えることができる。

図３は、インプリント装置１００の制御部４００の構成の一例を示す概略図である。制御部４００は、本実施形態では、上述したように、基板ステージ７の位置を制御するモードとして、第１モード又は第２モードを選択（設定）する選択部としての機能を有する。

図３に示すように、基板ステージ７の指令位置４０１は、基板ステージ７の位置を計測する計測器４及び６、或いは、計測器９の計測結果と比較される。そして、それらの差分を表す差分信号（偏差信号）は、安定化補償器４０２及び定常偏差補償器４０３を含む補償部に供給される。かかる補償器は、差分信号に対して補償演算を施して駆動指令ＤＩを生成する。駆動指令ＤＩは、基板ステージ７のモータアンプ４０４に供給される。モータアンプ４０４は、駆動指令ＤＩに基づいて、Ｘスライダー３及びＹスライダー５のそれぞれのモータ（リニアモータなどのアクチュエータ）４０５を駆動する。これにより、基板ステージ７（基板１）が位置決めされ、モールド１８と基板１との位置関係が制御される。

セレクタ４０６は、基板ステージ７の位置の制御に用いる計測器として、計測器４及び６又は計測器９を選択する（計測器４及び６と計測器９とを切り替える）。この際、計測器の切り替えによる影響によって基板ステージ７の位置ずれが生じないようにする必要がある。具体的には、切り替え対象軸が駆動されていないシーケンス、例えば、本実施形態では、Ｘ、Ｙ及びθを切り替える際には、Ｘ、Ｙ及びθの駆動がないＳ６０７で計測器の切り替えを行うとよい。また、計測器の切り替え時の座標（位置）のずれが生じないように、セレクタ４０６は、プリセットカウンタとフィルタとを組み合わせて切り替えを行うとよい。

図２に戻って、Ｓ６０８では、制御部４００は、モールド１８のパターン面Ｐと基板上の樹脂とが接触した状態において、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド１８と基板１（対象ショット領域）とのアライメントを行う。かかるアライメントは、基板１の各ショット領域（ダイ）ごとに行われるため、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。

Ｓ６０８において基板ステージ７の保持面から離れた計測器４及び６を用いている場合には、モールド１８のモールド面Ｐに押印の応力及び基板上の樹脂の吸着力が働いている。従って、基板ステージ７の位置を計測しているにもかかわらず、アライメント計測部１２によるアライメント計測の結果に基づいてモールド１８と基板１とのアライメントを行う際に、応答遅れやヒステリシス応答を示す場合がある。特に、高速なアライメントが求められている場合には、モールド１８と基板１との位置ずれを時間内に許容範囲に収めることができず、アライメント誤差が残存してしまう。一方、本実施形態のように、基板ステージ７の保持面に近い計測器９を用いていれば、モールド１８と基板１とのアライメントにおける基板ステージ７の位置制御の追従性が向上し、短時間でのアライメントが可能となる。

Ｓ６０９では、制御部４００は、モールド１８のパターン面Ｐと基板上の樹脂とが接触した状態において（即ち、モールド１８を介して）、硬化用光源１１からの光を基板１の対象ショット領域上の樹脂に照射する。

Ｓ６１０では、制御部４００は、基板ステージ７の位置を制御するモードを、計測器９の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードから計測器４及び６の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第１モードに切り替える。換言すれば、制御部４００は、基板ステージ７の位置を制御するモードとして、計測器４及び６の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第１モードを設定（選択）する。この際、Ｓ６０７と同様に、切り替え対象軸が駆動されていないシーケンスで切り替えるとよい。具体的には、基板１の対象ショット領域上の樹脂を硬化させてからモールド１８を引き離すまでの間に計測器を切り替えるとよい。

Ｓ６１１では、モールドヘッド１６を上昇させて、基板１の対象ショット領域上の硬化した樹脂からモールド１８を引き離す（離型する）。これにより、基板１の対象ショット領域には、モールド１８のパターン面Ｐに対応した樹脂パターンが残る（即ち、モールド１８のパターン面Ｐに対応したパターンが基板１の対象ショット領域に形成される）。なお、モールド１８の離型の際には、樹脂パターンが破断しないように、モールド１８のパターン面Ｐにかかるせん断力が樹脂パターンの破断応力以下になるように、モールドヘッド１６を上昇させる。

Ｓ６１２では、制御部４００は、基板１の全てのショット領域にパターンが形成されたかどうかを判定する。全てのショット領域にパターンが形成されていない場合には、次の対象ショット領域にパターンを形成するために、Ｓ６０４に移行する。全てのショット領域にパターンが形成されている場合には、Ｓ６１３に移行する。

Ｓ６１３では、基板搬送系（不図示）によって、全てのショット領域にパターンが形成された基板１を搬出する。

Ｓ６１４では、制御部４００は、全ての基板１にインプリント処理を行ったかどうかを判定する。全ての基板１にインプリント処理を行っていない場合には、次の基板１にインプリント処理を行うために、Ｓ６０３に移行する。全ての基板１にインプリント処理を行っている場合には、処理を終了する。

本実施形態では、アライメント計測部１２によるアライメント計測が可能となる適切なタイミングで、計測器９の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードに切り替えることができる。従って、インプリント装置１００は、モールド１８と基板１とのアライメントを短時間、且つ、高精度に行うことができ、高いスループットで経済性よく高品位な半導体デバイスなどの物品を提供することができる。

＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態におけるインプリント装置１００の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置１００の構成は、第１の実施形態と同様である。第１の施形態では、基板ステージ７の基板１の保持面に対して計測器４及び６よりも近い位置において、基板ステージ７の位置を計測する第２計測部として干渉計で構成された計測器９を用いていた。一方、本実施形態では、基板ステージ７の基板１の保持面に対して計測器４及び６よりも近い位置において、基板ステージ７の位置を計測する第２計測部としてエンコーダで構成された計測器２８を用いている。

計測器２８は、基板ステージ７の基板１の保持面の近傍で基板ステージ７の位置を計測する。計測器２８として、本実施形態では、モールドヘッド１６にエンコーダヘッドを配置し、基板ステージ７にスケールを配置しているが、基板ステージ７にエンコーダヘッドを配置し、モールドヘッド１６にスケールを配置してもよい。基板ステージ７の駆動領域をカバーするためには、非常に大掛かりなエンコーダが必要となるが、本実施形態では、基板１の面積だけをカバーすればよいため、エンコーダを用いていても、簡便な構成で、短時間、且つ、高精度なアライメントが可能となる。

本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は、第１の実施形態（図２）と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。本実施形態では、Ｓ６０７において、基板ステージ７の位置を制御するモードを、計測器４及び６の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第１モードから、計測器２８の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードに切り替える。換言すれば、基板ステージ７の位置を制御するモードとして、計測器２８の計測結果に基づいて基板ステージ７の位置を制御する第２モードを設定（選択）する。

＜第３の実施形態＞
物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１００を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。当該処理ステップは、当該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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。

１００：インプリント装置 １：基板 ７：基板ステージ １８：モールド ４、６、９：計測器 １２：アライメント計測部 ２５：圧力センサ ２６：信号処理部 ４００：制御部

Claims (11)

1. 基板上のインプリント材をモールドで成形して前記基板上にパターンを形成するインプリント処理を行うインプリント装置であって、
   前記基板を保持して移動する基板ステージと、
   前記基板ステージの位置を計測する第１計測部と、
   前記基板ステージの前記基板の保持面に対して前記第１計測部よりも近い位置において、前記基板ステージの位置を計測する第２計測部と、
   前記モールドと前記基板との位置合わせのためのアライメント計測を行う第３計測部と、
   前記第１計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージの位置を制御する第１モード、又は、前記第２計測部の計測結果に基づいて前記基板ステージの位置を制御する第２モードで前記ステージの位置を制御する制御部と、
   前記インプリント処理を行っている間において、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が計測基準を満たしたことを検知する検知部と、を有し、
   前記制御部は、前記検知部が検知した結果に基づき前記第２モードで前記基板ステージの位置を制御することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が前記計測基準を満たしたことを前記検知部が検知するまでは前記第１モードで前記基板ステージの位置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. 前記検知部は、
   前記モールドと前記インプリント材との接触状態を検出するセンサを含み、
   前記モールドと前記インプリント材とが接触したことを前記センサが検出したタイミングで、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が前記計測基準を満たしたと検知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. 前記センサは、前記モールドを保持するモールドヘッド及び前記基板ステージの少なくとも一方に設けられた圧力センサを含む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. 前記第３計測部は、前記モールドに設けられたマーク及び前記基板ステージに設けられたマークを検出してアライメント信号を生成するアライメント検出系を含み、
   前記検知部は、前記アライメント検出系によって生成された前記アライメント信号の指標が閾値を満たしたタイミングで、前記第３計測部による前記アライメント計測の結果が前記計測基準を満たしたと検知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。
6. 前記指標は、前記アライメント信号の強度、コントラスト及びパターンマッチングの相関度のうちの少なくとも１つを含む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. 前記第１計測部は、エンコーダを含み、
   前記第２計測部は、干渉計を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記第１計測部及び前記第２計測部のそれぞれは、エンコーダを含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記モールドと前記基板との間の空間に前記インプリント材の前記モールドのパターンへの充填を促進させるガスを供給する供給部を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記ガスは、前記成形中に前記モールドを透過する透過性ガス及び前記成形中に液化する凝縮性ガスの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
11. 請求項１乃至１０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パターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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