JP5455583B2

JP5455583B2 - インプリント装置

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Publication number: JP5455583B2
Application number: JP2009271953A
Authority: JP
Inventors: 和之春見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-11-30
Also published as: JP2011114309A

Description

本発明は、インプリント装置に関する。

パターンを有する透明なモールドを紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂（レジスト）が塗布された基板に押し付け、モールドを介して紫外線を照射してから離型することによって、パターンを転写する光硬化型インプリント装置は知られている。そして、インプリント装置は、インプリントを歩留まり良くかつ安定して行うことが益々要求されている。

特許文献１は、転写領域（ショット）にのみ樹脂の液滴をディスペンサなどの樹脂供給部から滴下してステップアンドリピート方式により複数回のインプリントを行う所謂オンデマンド方法を提案している。この方法は、ショット内で、ＵＶ硬化樹脂の分布を制御して大きなパターンと微細なパターンが混在した粗密パターンを一度に良好に転写することができると共に樹脂の残膜厚を均一にすることもできる。

特表２００４−５０４７１４号公報

しかし、樹脂供給部から滴下される樹脂が供給不足であれば硬いモールドと硬い基板が接触してモールドが破損したり、パーティクルが発生して転写不良となったりする。また、樹脂の供給が過剰であれば残膜厚の不均一化を招いたり、モールドにＵＶ硬化樹脂が付着して次回以降の転写不良を招いたりする。そして、樹脂供給部は、基板上の各ショットに多数の液滴を滴下（吐出）し、デバイスや媒体を大量に生産する場合には滴下回数は膨大となり、樹脂の供給量、供給位置、供給された形状のエラーを完全に無くすことは困難である。
そこで、本発明は、歩留まりの向上に寄与するインプリント装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としてのインプリント装置は、基板上の樹脂を型で成形して前記樹脂から離型することによってパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、前記基板上に前記樹脂を供給する樹脂供給部と、前記樹脂供給部が供給した前記基板上の前記樹脂の状態を前記成形の前に検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記樹脂供給部による前記基板上への前記樹脂の供給が不足していると判断した場合、前記基板上への前記樹脂の追加の供給を前記樹脂供給部に行わせる制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、歩留まりの向上に寄与するインプリント装置を提供することができる。

実施例１のインプリント装置のブロック図である。図１に示すＵＶ硬化樹脂を滴下している途中の基板の概略平面図である。図１に示すインプリント装置の動作を説明するためのフローチャートである。図３に示す塗布処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１に示すデータ処理部が行う画像処理を説明する図である図５に示すエラー処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図３に示す転写処理の詳細を説明するためのフローチャートである。実施例２のインプリント装置のブロック図である。図８に示す樹脂供給部と撮像部の配置を示す平面図である。図８に示すインプリント装置の動作を説明する平面図である。図８に示すインプリント装置の動作を説明する平面図である。図８に示すインプリント装置の動作を説明する平面図である。実施例３のインプリント装置の要部断面図である。図１３のインプリント装置のモールドを上昇させた時の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

図１は、実施例１のインプリント装置１００Ａのブロック図である。インプリント装置１００Ａは、パターンを有するモールド（型）を基板上の樹脂に押し付け、型を樹脂から分離することによってパターンを基板に転写するパターン転写装置である。本実施例のインプリント装置１００Ａは、光硬化型ナノインプリント装置であり、半導体、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏ−ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）、媒体（パターンドメディア）などの物品を製造する物品製造装置に適用可能である。なお、本実施例のインプリント装置は、型を基板に押し付けるが、型と基板との相対的距離を近接させる構成であれば足り、基板を型に押し付けてもよい。また、基板は、ガラス基板やシリコンウエハなどの剛性の基板だけでなく、後述するように、フィルム状基板などのフレキシブルな基板も含む。

インプリント装置１００Ａは、ＵＶ硬化樹脂を基板表面に滴下する塗布ステーション、制御系、転写ステーション、搬送系を有する。インプリント装置１００Ａは、塗布ステーションが基板上にＵＶ硬化樹脂を滴下し、制御系が滴下された樹脂の液滴の大きさ（量）、形状、配置を検査し、必要があればエラー処理を行い、転写ステーションがインプリント（パターン転写）を行う。

塗布ステーションは、樹脂供給部１１０Ａ、可動部１１２ａ、搬送部１１４ａ、架台１１６ａ、樹脂回収部１１８を有する。

樹脂供給部１１０Ａは、ガラス基板などの基板上にＵＶ硬化樹脂を滴下（塗布又は供給）し、ディスペンサやインクジェットノズルなどから構成される。但し、樹脂供給部１１０Ａの構成はこれらに限定されない。本実施例の樹脂供給部１１０Ａは、基板Ｗａに対向した位置に備えられた複数のノズル１１１からＵＶ硬化樹脂を基板Ｗａ上に滴下する。各ノズル１１１から滴下される樹脂の供給タイミングと供給量は独立に制御可能である。樹脂供給部１１０Ａは架台１１６ａに支持され、制御部１４０によって動作制御される。本実施例では、樹脂供給部１１０Ａは複数のノズル１１１を有するが、一つのノズルを有して転写領域上を二次元的に移動可能に構成されてもよい。

可動部１１２ａは、転写前の基板Ｗａを保持し、樹脂供給部１１０Ａ・撮像部１４３ａとの相対位置を変えるために基板Ｗａを移動する。搬送部１１４ａは、内部にアクチュエータや直動ガイドを内蔵し、可動部１１２ａを図１に矢印で示す−Ｘ方向に移動する。架台１１６ａは、塗布ステーション全体を支える筺体であり、床Ｆ上に配置される。

樹脂回収部１１８は、基板Ｗａ上の所定の位置から樹脂を回収（吸引）する。樹脂回収部１１８は、吸引ポンプを使用することができるが、これに限定されない。樹脂回収部１１８は、基板Ｗａに対向した位置に備えられた複数のノズル１１９からＵＶ硬化樹脂を回収する。各ノズル１１９から回収される樹脂の回収タイミングと回収量は独立に制御可能である。樹脂回収部１１８は架台１１６ａに支持され、制御部１４０によって動作制御される。

制御系は、制御部１４０、メモリ１４１、データ処理部１４２ａ、１４２ｂ、撮像部１４３ａ、１４３ｂ、インターフェース１４４、タイマ１４５を有する。

制御部１４０は、塗布ステーション、転写ステーション、搬送系の動作を制御する。

メモリ１４１は、制御部１４０が必要な動作のプログラムと共にエラーと判断された転写領域（ショット）の位置情報や基板Ｗａの情報を記憶する。また、メモリ１４１は、データ処理部１４２ａが行うテンプレートマッチングのデータも格納する。

データ処理部１４２ａは、撮像部１４３ａが撮像した画像を処理し、後述するテンプレートマッチングを使用して供給状態が正常か異常かを判断する制御部として機能する。供給状態の異常は、供給量の異常、供給位置の異常、供給された形状の異常を含む。また、データ処理部１４２ｂは、撮像部１４３ｂが撮像した画像を処理し、転写状態が正常か異常かを判断する。転写状態の異常は干渉縞によって検出することができる。

撮像部１４３ａは、塗布ステーションに設けられ、樹脂が塗布された直後の基板Ｗａ上の樹脂の状態を撮像する。撮像部１４３ａは、ＣＣＤカメラから構成され、樹脂供給部１１０Ａによって基板Ｗａ上に滴下された後の樹脂を撮像する。このように、撮像部１４３ａは、樹脂供給部１１０Ａが基板上に供給した樹脂をモールド１２０Ａが樹脂に押し付けられる前に撮像するが、撮像部１４３ａは、転写後の基板Ｗａ上の状態を更に撮像してもよい。撮像部１４３ａは、樹脂供給部１１０Ａが一回の塗布作業で塗布する範囲全体の像を撮影することができる。

撮像部１４３ｂは、転写ステーション又は搬送系に設けられ、ＣＣＤカメラから構成され、パターンが転写された直後の基板上の樹脂を撮像する。このように、撮像部１４３ｂは、モールド移動部がモールドを樹脂から離した後の基板上の樹脂を撮像する。撮像部１４３ａと撮像部１４３ｂは同一であってもよいし、別個であってもよい。撮像部１４３ｂは、一回の転写領域全体の像を撮影することができる。

インターフェース１４４は、制御部１４０と外部を繋ぎ、装置外部のネットワークや不図示の操作パネルに接続されている。

タイマ１４５は、樹脂供給部１１０Ａによる樹脂の供給に合わせて（例えば、供給と同時又は供給終了時に）計時を開始し、設定時間になるとトリガを制御部１４０に送信する。制御部１４０は、かかるトリガをデータ処理部１４２ａに送信する。これに応答して、データ処理部１４２ａは撮像部１４３ａによる画像データを取り込んで画像処理を施す。タイマ１４５はデータ処理部１４２ａに接続されていてもよいし、撮像部１４３ａに接続されて撮像部１４３ａはタイマ１４５のトリガを撮像タイミングとしてもよい。ＵＶ硬化樹脂は紫外線を照射して硬化する以前は液体であるため、基板上へ滴下された液滴は、滴下後に徐々に広がり、時間と共にその形状が変化する。よって、制御部１４０は、樹脂供給部１１０Ａが樹脂を滴下してから撮像部１４３ａが撮像するまでの時間を制御している。

図２は、ＵＶ硬化樹脂を滴下している途中の基板Ｗａを示す概略平面図である。

検査済領域Ｐ１は、樹脂供給部１１０Ａにより既に樹脂が供給され、撮像部１４３ａが既に撮像した領域である。検査中領域Ｐ２は、樹脂供給部１１０Ａにより既に樹脂が供給され、撮像部１４３ａが現在撮像している領域であり、検査中領域Ｐ２の上部に点線で示すように撮像部１４３ａが配置されている。なお、検査済領域Ｐ１と検査中領域Ｐ２において、黒丸は樹脂の液滴を示す。図２は、基板上には正常に供給された樹脂Ｒａと供給量が不足している樹脂Ｒｂを示している。もちろん、異常の態様はこれに限定されず、樹脂の液滴の供給量が過剰である場合、樹脂の液滴の位置が予定した位置と異なる場合、樹脂の液滴の形状が予定した形状と異なる場合を含む。

滴下中領域Ａ１は、樹脂供給部１１０Ａが現在樹脂を供給している領域であり、滴下中領域Ａ１の上部に点線で示すように樹脂供給部１１０Ａが配置されている。なお、滴下中領域Ａ１において、白丸は樹脂の滴下が予定されている領域を示している。未滴下領域Ａ２は、樹脂供給部１１０Ａが滴下中領域Ａ１に樹脂を供給した後で樹脂供給部１１０Ａが樹脂を供給する領域である。

転写ステーションは、滴下されている樹脂にモールドを押し当て、押し当てた状態で紫外線を照射して硬化させ、樹脂が硬化した後で離型する。転写ステーションは、モールド（型）１２０Ａ、モールド移動部（型移動部）、除振器１２８Ａ、ステージ１３０Ａ、照明部１３２Ａを有する。

モールド１２０Ａは、紫外線を透過する透明な材料、例えば、石英で作成されており、下面（パターン面）１２１にパターンを有する原版である。

モールド移動部はモールド１２０Ａを上下方向（Ｚ方向）に移動し、架台１２３Ａ、複数の支柱１２４Ａ、フレーム１２５Ａ、駆動部１２６Ａ、保持部１２７Ａを有する。架台１２３Ａは転写ステーション全体を支持する筺体であり、除振器１２８Ａを介して床Ｆ上に配置される。架台１２３Ａは上面１２３Ａａを有する。上面１２３Ａａには上下方向（Ｚ方向）に複数の支柱１２４Ａの一端が取り付けられている。また、上面１２３Ａａには、基板Ｗａを移動するステージ１３０Ａが設けられている。フレーム１２５Ａは、複数の支柱１２４Ａの他端に取り付けられ、転写ステーションの上部を支える高剛性の支持体である。駆動部１２６Ａは、複数の支柱１２４Ａに取り付けられており、支柱１２４Ａに沿ってＺ方向に移動可能であり、下部において保持部１２７Ａを保持する。Ｚ方向は、モールド１２０Ａを基板Ｗａに近づけてその上の樹脂に押し付けると共に基板Ｗａからモールドを離す（離型する）方向である。保持部１２７Ａは、紫外線を透過する透明な材料から構成され、真空吸着手段等によってモールド１２０Ａの上面１２２（パターンが形成された下面１２１と反対の面）を保持する。除振器１２８Ａは、床Ｆからの振動が架台１２３Ａに伝達することを防止する。

ステージ１３０Ａは、基板Ｗａを二次元方向に移動させ、リニアモータから構成される。照明部１３２Ａは、紫外線を照射する光源と必要な照明光学系を有する。光源は、水銀ランプやレーザーから構成される。光源は、照明光学系を介して保持部１２７Ａ、モールド１２０Ａを介して紫外線を樹脂に照射する。

搬送系は、パターン転写が終了した基板Ｗａを転写ステーションから外部に（図１に示す矢印方向に）搬送する。搬送系は、可動部１１２ｂ、搬送部１１４ｂ、架台１１６ｂを有する。可動部１１２ｂは、転写後の基板Ｗａを保持し、基板Ｗａを図１に矢印で示す−Ｘ方向に移動する。搬送部１１４ｂは、内部にアクチュエータや直動ガイドを内蔵し、可動部１１２ｂを移動する。架台１１６ｂは、搬送系全体を支える筺体であり、床Ｆ上に配置される。

以下、図３を参照して、インプリント装置１００Ａの動作について説明する。ここで、図３は、インプリント装置１００Ａの動作を説明するためのフローチャートである。まず、塗布ステーションが、基板Ｗａをステップ移動させながら逐次ＵＶ硬化樹脂を滴下し、基板全体にＵＶ硬化樹脂を塗布する（Ｓ１０００）。

図４は、塗布処理Ｓ１０００の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、基板Ｗａを塗布ステーションに搬入して可動部１１２ａに搭載する（Ｓ１００２）。その後、樹脂供給部１１０Ａが樹脂を基板Ｗａ上に滴下し（Ｓ１００４）、次の領域にＵＶ硬化樹脂を滴下するために搬送部１１４ａが基板Ｗａを−Ｘ方向にステップ移動する（Ｓ１００６）。次に、樹脂供給部１１０Ａが隣の領域（未滴下領域Ａ１）にＵＶ硬化樹脂を滴下し（Ｓ１００８）、それと同時に、撮像部１４３ａが先の工程で滴下した領域（検査中領域Ｐ２）を撮像する（Ｓ１０１０）。なお、本実施例のインプリント装置１００Ａにおいては、樹脂の滴下を基板上に複数回に分けて行っているが、本発明は基板全面を一回の滴下動作で完了するインプリント装置にも適用可能である。

次に、データ処理部１４２ａは、樹脂供給部１１０Ａによる樹脂の滴下（供給状態）が正常であるか否かを判断する（Ｓ１０１２）。データ処理部１４２ａは、撮像部１４３ａの撮像結果に画像処理を施し、所定に位置に所定の形状と所定量の樹脂が滴下されているかどうかを判断する。

図５は、データ処理部１４２ａによる画像処理を説明する図である。図５（ａ）は、撮像部１４３ａが撮像した画像データＩＤを示している。同図において、Ｒは樹脂である。画像データＩＤには、所定の位置にＵＶ硬化樹脂Ｒの液滴が捉えられている。一方、メモリ１４１は、正常に滴下された形のＵＶ硬化樹脂の画像（テンプレートＴ）と滴下位置のレイアウトを格納している。テンプレートＴは、例えば、正常に滴下された一つの液滴の画像である。図５（ｂ）に示すように、撮影された画像の一部をテンプレートＴの画角分だけ切り取り、テンプレートＴとのパターンマッチングを行う。例えば、画像とテンプレートの画像データを行列化して、両者の内積を計算する方法を使用することができる。切り取る画像の位置を徐々にずらして順にパターンマッチングを繰り返す。切り取られた画像データを、図５（ａ）にＭ１〜Ｍｎで示す。Ｍ１とＴとの相関を計算し、両者が一致する位置が液滴が存在する位置である。データ処理部１４２ａは、液滴の存在する位置が本来のあるべき位置であるかどうかを判断することによって、樹脂の供給位置、供給量、供給された形状が正常であるかを判断する。また、データ処理部１４２ａは、両者の相関度から、滴下されたＵＶ硬化樹脂の大きさ、形がテンプレートに登録された像と違う場合には供給異常と判断する。

データ処理部１４２ａは、樹脂供給部１１０Ａによる樹脂の供給が正常であると判断すると（Ｓ１０１２）、基板Ｗａの全面に樹脂が塗布されているかどうかを判断する（Ｓ１０１４）。データ処理部１４２ａは、基板Ｗａには未滴下領域Ａ２があり、基板Ｗａの全面に樹脂が供給されていないと判断すると（Ｓ１０１４）、Ｓ１００６に帰還する。一方、データ処理部１４２ａは、基板Ｗａの全面に樹脂が供給されていると判断すると（Ｓ１０１４）、塗布処理を終了し、基板Ｗａを搬出（転写ステーションへ搬入）する（Ｓ１０１６）。

一方、データ処理部１４２ａは、図２に示す樹脂Ｒｂを検出して樹脂供給部１１０Ａによる樹脂の供給に異常であると判断すると（Ｓ１０１２）、エラー処理を行う（Ｓ１１００）。

図６は、エラー処理Ｓ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給不足であるかどうかを判断する（Ｓ１１０２）。データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給不足であると判断すると（Ｓ１１０２）、基板Ｗａを可動部１１２ａと共に図１に示す矢印とは逆方向（Ｘ方向）に移動させる（Ｓ１１０４）。移動に際しては、データ処理部１４２ａの結果に基づいて制御部１４０が搬送部１１４ａに命令する。これにより、樹脂の供給不足の位置（図２に示す樹脂Ｒｂの位置）を樹脂供給部１１０Ａのいずれかのノズル１１１の下に配置する。次に、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂供給部１１０Ａより樹脂の追加の供給を行う（Ｓ１１０６）。具体的には、制御部１４０はいずれかのノズル１１１から不足量の樹脂を樹脂Ｒｂに供給して樹脂Ｒａとする。その後、処理はＳ１１３４に移動する。

なお、Ｓ１１０４、Ｓ１１０６の代わりに、データ処理部１４２ａは、当該不良樹脂Ｒｂを有する転写領域又は基板全体を廃棄する判断をしてもよい。転写領域を廃棄する場合には、制御部１４０は、転写ステーションを制御して領域Ｐ２の転写を行わず、その他の領域の転写を行う。領域Ｐ２はステージ１３０Ａによってモールド１２０Ａの下からステップ移動される。また、基板全体を廃棄する場合には、制御部１４０は搬送部１１４ａを制御して基板Ｗａを転写ステーションには搬送しない。

一方、データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給不足ではないと判断すると（Ｓ１１０２）、異常が樹脂の供給過剰であるかどうかを判断する（Ｓ１１０８）。データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給過剰であると判断すると（Ｓ１１０８）、基板Ｗａを可動部１１２ａと共に図１に示す矢印とは逆方向（Ｘ方向）に移動する（Ｓ１１００）。移動に際しては、データ処理部１４２ａの結果に基づいて制御部１４０が搬送部１１４ａに命令する。これにより、樹脂の供給過剰の位置を樹脂回収部１１８のいずれかのノズル１１９の下に配置する。次に、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂回収部１１８より樹脂の回収を行う（Ｓ１１１２）。具体的には、制御部１４０はいずれかのノズル１１９から過剰量の樹脂を回収して樹脂Ｒａとする。その後、処理はＳ１１３４に移動する。

なお、Ｓ１１１０、Ｓ１１１２の代わりに、データ処理部１４２ａは、上述したように、当該不良樹脂を有する転写領域又は基板全体を廃棄する判断をしてもよい。

データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給過剰ではないと判断すると（Ｓ１１０８）、異常が樹脂の供給位置のエラーであるかどうかを判断する（Ｓ１１１４）。データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給位置のエラーであると判断すると（Ｓ１１１４）、基板Ｗａを可動部１１２ａと共に図１に示す矢印とは逆方向（Ｘ方向）に移動する（Ｓ１１１６）。移動に際しては、データ処理部１４２ａの結果に基づいて制御部１４０が搬送部１１４ａに命令する。また、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂回収部１１８を移動し（Ｓ１１１８）、樹脂の不良供給位置を樹脂回収部１１８のいずれかのノズル１１９の下に配置する。次に、樹脂回収部１１８より樹脂の不良供給位置から樹脂の回収を行う（Ｓ１１２０）。次に、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂供給部１１０Ａより正しい樹脂の供給位置に樹脂の供給を行う（Ｓ１１２２）。その後、処理はＳ１１３４に移動する。

なお、Ｓ１１１６、Ｓ１１１８、Ｓ１１２０及びＳ１１２２の代わりに、データ処理部１４２ａは、上述したように、エラー位置に塗布された樹脂を有する転写領域又は基板全体を廃棄する判断をしてもよい。

データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の供給位置のエラーではないと判断すると（Ｓ１１１４）、異常が樹脂の形状のエラーであるかどうかを判断する（Ｓ１１２４）。データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の形状のエラーであると判断すると（Ｓ１１２４）、基板Ｗａを可動部１１２ａと共に図１に示す矢印とは逆方向（Ｘ方向）に移動する（Ｓ１１２６）。移動に際しては、データ処理部１４２ａの結果に基づいて制御部１４０が搬送部１１４ａに命令する。また、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂回収部１１８を移動し（Ｓ１１２８）、形状不良の樹脂を樹脂回収部１１８のいずれかのノズル１１９の下に配置する。次に、樹脂回収部１１８より不良形状を有する樹脂の回収を行う（Ｓ１１３０）。次に、データ処理部１４２ａは制御部１４０を介して樹脂供給部１１０Ａより樹脂の供給を行う（Ｓ１１３２）。その後、処理はＳ１１３４に移動する。

なお、Ｓ１１２６、Ｓ１１２８、Ｓ１１３０及びＳ１１３２の代わりに、データ処理部１４２ａは、上述したように、不良形状の樹脂を有する転写領域又は基板全体を廃棄する判断をしてもよい。

Ｓ１１３４において、データ処理部１４２ａは、樹脂の供給状態が正常かどうかを判断する（Ｓ１１３４）。データ処理部１４２ａは、樹脂の供給状態が正常であると判断すると（Ｓ１１３４）、処理は図４に示すＳ１０１４に移動する。

一方、データ処理部１４２ａは、異常が樹脂の形状のエラーではないと判断するか（Ｓ１１２４）、樹脂の供給状態が正常でないと判断すると（Ｓ１１３４）、基板Ｗａを図１に示す矢印とは逆方向（Ｘ方向）に移動する（Ｓ１１３６）。移動に際しては、データ処理部１４２ａの結果に基づいて制御部１４０が搬送部１１４ａに命令する。次に、樹脂供給部１１０Ａより基板上の適当な位置に樹脂の供給エラーが除去できないことを示す特定のマーク（渦巻き模様など）を基板Ｗａ上に形成する（Ｓ１１３８）。特定のマークは、転写領域又は基板全体を廃棄することを示すマークである。また、制御部１４０は、メモリ１４１に樹脂の供給エラーの情報、転写領域又は基板全体を廃棄する旨を格納する。これにより、多層構造を形成する際に不良な転写領域上には次回のパターン転写をせず、また、基板Ｗａを転写ステーションに搬送せずに装置外に排出することができる。この結果、歩留まりとスループットが向上したり、樹脂の不良供給によるモールドの破損を防止したりすることができる。

次に、図３に示すように、転写ステーションが転写処理を行う（Ｓ１２００）。図７は、転写処理Ｓ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、樹脂が供給された基板Ｗａをステージ１３０Ａに搭載する（Ｓ１２０２）。搭載は、例えば、不図示のチャックを利用して行う。次に、制御部１４０は、駆動部１２６Ａを支柱１２４Ａに沿って下方に移動し、モールド１２０Ａを基板Ｗａの樹脂に押し付けてパターンを転写する（Ｓ１２０４）。次に、制御部１４０は照明部１３２Ａを介して紫外線の照射を開始し、樹脂を硬化させる（Ｓ１２０６）。次に、制御部１４０は照明部１３２Ａを介して紫外線の照射を停止する（Ｓ１２０８）。次に、制御部１４０は、駆動部１２６Ａを支柱１２４Ａに沿って上方に移動し、モールド１２０Ａを上昇して離型する（Ｓ１２１０）。次に、ステージ１３０Ａが基板Ｗａを−Ｘ方向にステップ移動する（Ｓ１２１２）。次に、モールド１２０Ａが隣の領域を転写し（Ｓ１２１４）、それと同時に、撮像部１４３ｂ（第２撮像部）が先の工程で転写した転写領域を撮像し、転写状態を計測する（Ｓ１２１６）。

次に、データ処理部１４２ｂは、モールド１２０Ａによる転写が正常であるか否かを判断する（Ｓ１２１８）。正常か否かは干渉縞を検出することによって判断することができる。データ処理部１４２ｂは、モールド１２０Ａによる転写が正常であると判断すると（Ｓ１２１８）、基板Ｗａの全面に転写がされているかどうかを判断する（Ｓ１２２０）。データ処理部１４２ｂは、基板Ｗａの全面に転写がされていないと判断すると（Ｓ１２２０）、処理はＳ１２１２に帰還する。一方、データ処理部１４２ｂは、基板Ｗａの転写領域の全面に転写がされていると判断すると（Ｓ１２２０）、転写処理を終了し、基板Ｗａを搬送系へ搬出する（Ｓ１２２２）。一方、データ処理部１４２ｂは、モールド１２０Ａによる転写が正常でないと判断すると（Ｓ１２１８）、エラー処理を行う（Ｓ１２２４）。この場合のエラー処理（第２のエラー処理）は、樹脂の塗布にはエラーがなくモールド１２０Ａにエラーがある場合（パターンにパーティクルが混入するなど）である。そのため、モールド１２０Ａの交換をオペレータに促すメッセージをインターフェース１４４を介してネットワークに送信する。また、制御部１４０は、転写エラーと、転写領域又は基板全体の廃棄をメモリ１４１に格納する。

本実施例のインプリント装置１００Ａは不要な樹脂の使用を防止することもできる。インプリント装置１００Ａを長時間停止していた後の立上げ時や樹脂を交換した時などは、滴下装置の吐出部まで樹脂が十分に行き渡っていないため、安定して樹脂が滴下できるまでは吐出動作だけを繰り返し行っていた。従来のインプリント装置には、樹脂が安定して滴下できているかどうかを判断する手段がなく十分な回数の滴下動作を行っていた。そのため、安定して滴下できているにもかかわらず、滴下動作を繰り返していたため、ＵＶ硬化樹脂が無駄に破棄されることになっていた。本実施例のインプリント装置は、立上げ時や樹脂交換時に検査用基板に滴下動作を行って撮像部１４３ａによって観察することを繰り返すことで安定して滴下できる状態を確認する。樹脂の滴下が安定したら直ぐに生産を開始できるため、ＵＶ硬化樹脂を無駄に破棄することなく、インプリント装置の立上げ時間の短縮を図ることができる。

図８は、実施例２のインプリント装置１００Ｂの断面図である。インプリント装置１００Ｂは、シリコンウエハなどの基板Ｗｂ上にＵＶ硬化樹脂Ｒを塗布して基板Ｗｂよりも小さなモールド１２０Ｂを用いてインプリントするＵＶ硬化型ナノインプリント装置である。また、基板Ｗｂは複数の転写領域（ショット）に分割されている。インプリント装置１００Ｂは、複数のショットの一つのショットへのパターンの転写が終了すると次のショットに基板Ｗｂをステップ移動し、基板Ｗｂ上で転写とステップ移動を繰り返し、基板Ｗｂに転写を行うステップアンドリピート方式を採用する。

樹脂供給部１１０Ｂは、モールド１２０Ｂの周囲に取り付けられており、基板Ｗｂ上の各ショットにＵＶ硬化樹脂を滴下する。撮像部１４３ｃは、ＣＣＤカメラから構成され、基板面を撮影し、図９において後述するように複数の撮像部１４３ｃが設けられている。

モールド１２０Ｂは、下面に微細形状パターンが形成された原版である。架台１２３Ｂは、ステージ１３０Ｂなどを支える。フレーム１２５Ｂは、駆動部１２６Ｂなどを支える。保持部（モールドステージ）１２７Ｂは、モールド１２０Ｂを保持し、その姿勢を調整する。除振器１２８Ｂは床振動を遮断する。駆動部１２６Ｂは直動ガイド１２４Ｂによって上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されており、下部において保持部１２７Ｂを保持する。

ステージ１３０Ｂは、基板Ｗｂの表面に平行な方向（ＸＹ方向）に自由に移動が可能であり、基板Ｗｂ上の所望のショットをモールド１２０Ｂの下に移動及び位置決めすることができる。チャック１３１は、真空吸着等によって基板Ｗｂを保持する。照明部１３２Ｂは、駆動部１２６Ｂの内部に設けられ、保持部１２７Ｂの開口部を通じて、モールド１２０Ｂを透過して紫外線を照射する。これによって、基板Ｗｂ上のＵＶ硬化樹脂を硬化させることができる。

ベース１５０は、樹脂供給部１１０Ｂ、撮像部１４３ｃを保持する。駆動部１５１は、樹脂供給部１１０Ｂ、撮像部１４３ｃをショットレイアウトに合わせて移動する機能を有している。その際、ある実施例では、駆動部１５１は、複数のショットの転写の順番の経路（後述する図１２に示す矢印で示す）に沿った樹脂供給部１１０Ｂ、撮像部１４３ｃ、モールド１２０Ｂの配置を維持した状態で移動する。参照ミラー１５２は、チャック１３１に剛に取り付けられた反射ミラーであり、ステージ１３０Ｂの位置を計測するための位置基準となる。

レーザー測長器１５３は、ステージ１３０Ｂの位置を計測し、ステージ１３０Ｂに取り付けられた参照ミラー１５２の位置を高精度に計測する。Ｌは測長レーザー光である。１５４は、重ね合せ転写を行う場合に基板Ｗｂの位置を計測するためのアライメントスコープである。モールド高さセンサ１５５は、チャック１３１に搭載され、ステージ１３０Ｂが移動することで、モールド１２０Ｂと対向する位置に移動し、モールド１２０Ｂの高さや傾きを計測する。ボールネジ１５６は、モーター１５７に接続され、モーター１５７が回転することで、駆動部１２６Ｂ内に具備された不図示のボールナットを介して駆動部１２６Ｂを上下に駆動する。１５８はモールド１２０Ｂの洗浄部である。

次に、インプリント装置１００Ｂの動作について説明する。

不図示の搬送系によって、モールド１２０Ｂがインプリント装置１００Ｂに装着される。その後、モールド高さセンサ１５５によって、モールド１２０Ｂの姿勢や高さなどが計測され、保持部１２７Ｂを駆動してモールド１２０Ｂのパターン面を位置決めする。次に、不図示の基板搬送系によって、基板Ｗｂがインプリント装置１００Ｂの外からチャック１３１へ装着される。重ね合せ転写を行う場合には、アライメントスコープ１５４が基板Ｗｂ上の不図示のアライメントマークの位置計測を行う。

その後、樹脂供給部１１０Ｂが基板Ｗｂ上の第一ショットにＵＶ硬化樹脂を滴下する。滴下後、撮像部１４３ｃが第一ショットを撮影する。次に、不図示のデータ処理部が画像データを取り込んで画像処理し、ＵＶ硬化樹脂の供給状態が正常であるか異常であるかを判断する。画像処理については実施例１と同様である。不図示のデータ処理部が樹脂の供給が正常に行われたと判断すれば転写処理に移行する。データ処理部が異常と判断した場合のエラー処理も実施例１と同様である。

図９は、Ｚ方向の上から基板Ｗｂを見たときの樹脂供給部１１０Ｂ、撮像部１４３ｃの配置を示す平面図である。モールド１２０Ｂを囲む周囲の８箇所の転写領域（図９では、点線で示す正方形形状のショットＳ）の上方に撮像部１４３ｃ（図９では、１４３ｃ_１〜１４３ｃ_８で区別されている）が配置されている。８箇所のショットは、モールド１２０Ｂがあるショットの上下左右と対角方向である。樹脂供給部１１０Ｂ（図９では、１１０Ｂ_１〜１１０Ｂ₄で区別されている）は、撮像部１４３ｃの外側に４箇所上下左右に配置されている。それぞれの撮像部１４３ｃ及び樹脂供給部１１０Ｂは、基板Ｗｂ上のショットレイアウトに応じて駆動部１５１を駆動することによって位置調整されている。

インプリント装置１００Ｂの動作は、樹脂の塗布、塗布状態の検査（異常検知）、転写（押印、硬化、離型）の順に行われる。樹脂の塗布に関しては、複数のノズルから同時に樹脂を吐出することで瞬時に行うことができる。一方、塗布状態の検査は、撮像は瞬時に可能であるが、その後の画像処理に比較的時間を要する。転写も、押印、硬化、離型という機械的動作であるため、同様に樹脂の塗布よりも時間を要する。そのため、インプリント装置１００Ｂは、図９に示すように撮像部１４３ｃ及び樹脂供給部１１０Ｂを配置することによって、樹脂の供給状態の検査（撮像及び画像処理）と転写処理を並行して行ってスループットの向上を図っている。

図１０〜図１２は、基板Ｗｂ上の塗布位置、撮像位置、転写位置、撮像位置が順番に変化していく様子を示す平面図である。図１０〜図１２において、縦線のハッチングが転写が終了したショット、横線のハッチングが転写中のショット、複数の白丸のショットが樹脂供給中のショット、複数の黒丸のショットが撮像中のショットを示している。

図１０は、転写中のウエハの一例を示している。Ｓ１〜Ｓ３２は基板Ｗｂ上のショットＳを区別しており、この昇順で基板Ｗｂは露光される。基板Ｗｂの左上端のショットＳ１から順に転写を行い、一つの基板Ｗｂ内に３２ショットの転写を実行する。図１０において、ショットＳ１の転写は終了し、ショットＳ２が転写中であり、モールド１２０ＢはショットＳ２上にあり、ショットＳ３の上に撮像部１４３ｃ_３が位置する。ショットＳ２の転写を行っている時に並行して撮像部１４３ｃ_３がショットＳ３の樹脂の供給状態を撮影して、不図示のデータ処理部が画像処理をして樹脂の滴下が正常に行われたかを判断する。更に、ショットＳ３の右隣のショットＳ４の上に樹脂供給部１１０Ｂ_１が位置し、ステージ１３０Ｂを移動することなく樹脂を滴下することができる。

図１１は、ショットＳ１〜Ｓ３は転写が終了し、ショットＳ４が転写中で、その上にモールド１２０Ｂが位置される。ショットＳ４の転写と並行してショットＳ４の右斜め下に位置する次のショットＳ５の樹脂の供給状態を撮像部１４３ｃ_４が撮像している。この場合、図１０とは異なり、ショットＳ６の位置には樹脂供給部が無いため、樹脂の滴下は転写動作が終了した後、ステージ１３０Ｂが移動してショットＳ６の位置に樹脂を滴下する。

図１２は、ショットＳ１〜Ｓ５は転写が終了し、ショットＳ６が転写中で、その上にモールド１２０Ｂが位置している。ショットＳ６の転写と並行して次のショットＳ７を撮像部１４３ｃ_７が撮像中である。また、ショットＳ８の上に樹脂供給部１１０Ｂ_３が位置し、ステージ１３０Ｂを移動することなく樹脂を滴下することができる。転写動作が終了すると同時にショットＳ８への樹脂滴下も並行して行うことができるため、ステージ１３０Ｂの移動時間が不要となり、更なる高速処理が可能となっている。

このように、図９に示すように、転写ショット（モールド１２０Ｂ）の周囲８個所のショット位置に撮像部１４３ｃ_１〜１４３ｃ_８が存在するため、樹脂の供給状態の撮像と転写処理を並行して行うことができ、スループットを向上している。実施例２は、図９に示す位置に複数の撮像部と樹脂供給部を配置しているが、撮像部と樹脂供給部をそれぞれ一機ずつ搭載し、転写を行っているショットの位置に応じて、撮像部、樹脂供給部が移動する構成を採用してもよい。

インプリント装置１００Ｂの更なる機能として、転写後のパターンのチェック機能を有する。撮像部を用いて転写後のパターンチェックを行う。例えば、図１０では、撮像部１４３ｃ_７がショットＳ１の転写状態を撮像し、得られた画像からデータ処理部が残膜厚むらの分布を検査する。同様に、図１１では、撮像部１４３ｃ_７がショットＳ３の転写状態を撮像し、得られた画像からデータ処理部が残膜厚むらの分布を検査する。図１２では、撮像部１４３ｃ_３がショットＳ５の転写状態を撮像し、得られた画像からデータ処理部が残膜厚むらの分布を検査する。

インプリントしたパターンを元にエッチングを行う場合、パターンの凹の部分に残る残膜を除去する必要がある。残膜除去は、異方性エッチングによって行われるが、残膜厚にむらがある場合にはパターン線幅が残膜厚によって変化してしまうため、残膜厚は均一であることが求められる。

残膜厚は、一般に１００ｎｍ程度であり、転写後のウエハを目視した場合、むらが存在すると樹脂の表面とウエハ表面からの反射光が干渉して縞が観察される。転写後のショットＳを観察した結果、干渉縞が存在した場合には残膜厚に分布があると判断される。これは、基板Ｗｂとモールド１２０Ｂが平行になっていないことを意味しており、その原因としてモールド１２０Ｂと基板Ｗｂの間にパーティクルが存在している可能性がある。モールド１２０Ｂのパーティクルを付着したまま転写を続けた場合、それ以降の全ての転写パターンが不良となり、大きな歩留まりの低下を招く事になる。

そこで、インプリント装置１００Ｂは、転写の異常を検知することで不良ショットを発見し次第、モールド１２０Ｂの洗浄を行う。不良ショットを発見した場合には、インプリント装置１００Ｂは警告を発してオペレータに異常を知らせると共に転写を中断することができる。また、モールド１２０Ｂを自動的にインプリント装置１００Ｂの外へ搬出することも可能である。更に、インプリント装置１００Ｂがモールド１２０Ｂの洗浄機能を有している場合（図８に示す洗浄部１５８）には、モールド１２０Ｂの洗浄を開始することもできる。

以上の動作を行うことにより、インプリント装置１００Ｂは、ＵＶ硬化樹脂の供給エラーだけでなく転写エラーも発見することができるため、異常に即座に対処することができ、更なる歩留まりの向上に寄与する。

図１３及び図１４は、実施例３のインプリント装置１００Ｃの要部断面図である。インプリント装置１００Ｃは、ローラー形状をしたモールド１２０Ｃを用いたローラーインプリント装置である。ローラーインプリントは、フィルム状基板（フレキシブルな基板）の上に微細なパターンを連続的に形成する技術であり、偏光板などの光学素子を安価に製造するために用いられる。インプリント装置１００Ｃにおいては、フィルム状基板が連続的に流され、ローラー上のモールド１２０Ｃの外周部に形成されたパターンを連続的に転写する。

インプリント装置１００Ｃは、フィルム状基板Ｗｃを不図示の供給装置から連続的に紙面左方向（−Ｘ方向）に供給され、樹脂供給部１１０Ｃから樹脂を供給し、撮像部１４３ｄ_１が塗布されたフィルム状基板Ｗｃ上のＵＶ硬化樹脂の液滴を撮像する。モールド１２０Ｃは、透明な材料、例えば、石英で作られたローラー形状の表面に転写を行う微細なパターンを形成したものである。モールド１２０Ｃの内部は、中空で照明部１３２Ｃが配置されている。モールド１２０ＣはＹ軸周りに回転可能であると共に上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。樹脂供給部１１０Ｃは、フィルム状基板Ｗｃ上にＵＶ硬化樹脂を滴下する。Ｒは、滴下されたＵＶ硬化樹脂である。また、撮像部１４３ｄ_２がモールド１２０Ｃの後に配置され、転写後のフィルム状基板Ｗｃを観察する。ローラー１３６は、モールド１２０Ｃがフィルム状基板に押し付ける時の力を受ける役割を持つ。

動作において、フィルム状基板Ｗｃは、不図示の供給装置から連続的に供給され、樹脂供給部１１０ＣでＵＶ硬化樹脂が滴下される。その後、樹脂Ｒを撮像部１４３ｄ_１が撮像して画像処理をすることで供給状態を撮像する。その後、連続的に回転しているモールド１２０Ｃとローラー１３６に挟まれる形でＵＶ硬化樹脂はモールド１２０Ｃの表面形状にならって充填される。同時に、照明部１３２Ｃから発せられた紫外線によって樹脂は硬化される。そして、モールド１２０Ｃの回転に従ってフィルム状基板Ｗｃはモールド１２０Ｃから離型されて撮像部１４３ｄ_２の下を通って回収装置（不図示）に運ばれる。

撮像部１４３ｄ_１は、その下を通るフィルム状基板Ｗｃを撮像し、データ処理部が樹脂の供給が不足していると判断した場合には、図１４に示すように、モールド１２０Ｃはフィルム状基板ＷｃからＺ方向に移動される。樹脂供給部１１０ＣがＵＶ硬化樹脂の滴下に失敗し、Ｒｃで示すように、本来あるべきＵＶ硬化樹脂が存在しないことを撮像部１４３ｄ_１が撮像すると、不図示の制御部がモールド１２０Ｃのフィルム状基板Ｗｃへの押し付けを中止してＺ方向に移動（退避）する。樹脂供給不良の領域が過ぎた後に、モールド１２０Ｃは、再度フィルム状基板Ｗｃへ押し付けられる。撮像部１４３ｄ_２は、転写後のフィルム状基板Ｗｃを撮像する。転写異常を発見した場合には、モールド１２０Ｃに異常がある可能性が高いため、インプリント装置１００Ｃの稼動を中止してオペレータに異常を知らせる。

このように、インプリント装置１００Ｃは、モールド１２０Ｃから連続的にフィルム状基板Ｗｃ上に微細パターンを形成し、樹脂供給状態を撮像部１４３ｄ_１により撮像し、転写状態を撮像部１４３ｄ_２により撮像し、不良の発生を低く抑えることができる。

デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、基板を準備するステップと、前述の実施例のインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写するステップを有する。また、その基板をエッチングするステップを有する。なお、パターンドメディアなどの媒体又は物品を製造する物品製造方法の場合にはエッチングステップがなく、転写された基板を加工するステップを有する。

このように、各実施例によれば、パターン転写時のモールドへのゴミの付着による転写不良やモールドの破損がなく歩留まりを向上させたインプリント装置を提供することができる。なお、本発明において、撮像部１４３ａ−ｄ_２をＣＣＤカメラから構成されるものとした。しかし、本発明は、樹脂の供給位置、供給量、供給された形状が正常であるか確認できればＣＣＤカメラを用いなくてもよく、ＣＣＤカメラの代わりに樹脂の状態を検出できる検出ユニットを用いて、その検出結果に基づいてエラー処理を行ってもよい。

１００Ａ−Ｃインプリント装置
１１０Ａ−Ｃ樹脂供給部
１２０Ａ−Ｃモールド
１４０制御部
１４１メモリ
１４２ａ、１４２ｂデータ処理部
１４３ａ−ｄ_２撮像部
Ｗａ−ｃ基板
Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ樹脂

Claims

基板上の樹脂を型で成形して前記樹脂から離型することによってパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、
前記基板上に前記樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記樹脂供給部が供給した前記基板上の前記樹脂の状態を前記成形の前に検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記樹脂供給部による前記基板上への前記樹脂の供給が不足していると判断した場合、前記基板上への前記樹脂の追加の供給を前記樹脂供給部に行わせる制御部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
基板上の樹脂を型で成形して前記樹脂から離型することによってパターンを前記基板上に形成するインプリント装置であって、
前記基板上に前記樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記樹脂供給部が供給した前記基板上の前記樹脂の状態を前記成形の前に検出する検出部と、
前記基板上から前記樹脂を回収する樹脂回収部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記樹脂供給部による前記基板上への前記樹脂の供給が過剰であると判断した場合、前記基板上からの前記樹脂の回収を前記樹脂回収部に行わせる制御部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
前記樹脂供給部による前記樹脂の供給に合わせて計時を開始するタイマを更に有し、
前記制御部は、前記タイマが設定時間を計時したときの前記検出結果を前記判断に使用することを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
前記検出部による検出と、前記成形とは並行して行われることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載のインプリント装置。
前記樹脂供給部による前記基板への前記樹脂の供給が更に並行して行われ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。
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のインプリント装置を使用して前記基板上にパターンを形成するステップと、
前記ステップで前記パターンを形成された前記基板を加工するステップと、を有することを特徴とする物品製造方法。