JP7030569B2 - 位置検出装置、位置検出方法、インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出装置、位置検出方法、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品を製造する方法として、型（モールド）を基板上に供給されたインプリント材に接触させる（押印）インプリント方法が知られている。インプリントにおいては、インプリント材と型を接触させた状態でインプリント材を硬化させた後、硬化したインプリント材から型を引き離す（離型）ことにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。

インプリント装置では、型と基板上のインプリント材とを接触させる際に、型と基板とを正確に位置合わせする必要がある。型と基板との位置合わせ方式としては、ダイバイダイアライメント方式が採用されている。ダイバイダイアライメント方式とは、基板のショット領域ごとに、ショット領域に形成されたマークと型に形成されたマークとを検出することによって位置合わせを行う方式である。

位置合わせに用いる信号には、位置合わせの精度を低下させるノイズが含まれていることがある。精度を低下させずに位置合わせを行うためには、位置合わせに用いる信号からノイズを除去することが望ましい。特許文献１には、アライメントマーク領域外からのノイズ光を予め検出し、そのノイズ成分を、位置合わせに用いる信号から除去する方法が記載されている。

特開平７－１３５１６８号公報

位置合わせに用いる信号に含まれるノイズには、型に形成されたマークから生じるノイズが含まれていることがある。このようにマークから生じるノイズにより位置合わせの精度が低下する恐れがあるため、型に形成されたマークから生じるノイズを予め検出し、そのノイズ成分を除去する必要がある。

そこで、本発明は、位置検出装置における位置合わせの精度を向上させる点で有利な位置検出装置を提供することを目的とする。

本発明の位置検出装置は、型に形成された型マークと基板に形成された基板マークを用いて前記型と前記基板との位置合わせを行う位置検出装置であって、前記型マーク及び前記基板マークを介した光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記基板と前記型の位置関係を得る処理部と、を備え、前記処理部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号から、前記型マークからの光に基づくノイズ成分を除去した補正信号に基づいて、前記基板と前記型との位置関係を得ることを特徴とする。

本発明によれば、位置検出装置における位置合わせの精度を向上させる点で有利な位置検出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。 位置検出装置の構成の一例を示す概略図である。 位置検出装置の照明光学系の瞳強度分布と検出光学系の開口数との関係を示す図である。 回折格子からなるマークと位置検出装置で検出されるモアレを示す図である。 型や基板に形成された回折格子からなるマークを示す図である。 モアレ信号を示す図である。 位置検出装置の検出部で検出されたマークからの光の信号を示す図である。 検出部で検出されるモアレとノイズ成分のシミュレーション波形を示す図である。 検出部で検出されるモアレとノイズ成分の光路を示す図である。 インプリント方法を示したフローチャートである。 回折格子からなるマークと、信号の位置合わせに用いるマークを示す図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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実施形態）
図１は第１実施形態におけるインプリント装置１００の構成を示した図である。図１を用いてインプリント装置１００の構成について説明する。ここでは、基板１が配置される面をＸＹ面、それに直交する方向をＺ方向として、図１に示したように各軸を決める。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型（モールド）と接触させ、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、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。図１のインプリント装置１００は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。ここでは光硬化法を採用したインプリント装置１００について説明する。

インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、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、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。

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。

インプリント装置１００は、インプリントヘッド３と、位置検出装置６と、基板ステージ１３と、制御部３０とを有する。また、インプリント装置１００は、基板１上にインプリント材を供給するための供給部（ディスペンサ）、インプリントヘッド３を保持するためのブリッジ定盤、基板ステージ１３を保持するためのベース定盤なども有する。

インプリント装置１００は、基板ステージ１３に保持された基板１にインプリント材を供給し、かかるインプリント材に所定のパターンが形成された型２（パターン面）を接触させる。そして、型２と基板上のインプリント材とを接触させた状態で、インプリント材に紫外線７を照射して硬化させ、硬化したインプリント材から型２を引き離す（離型する）ことで基板上にインプリント材のパターンを形成する。

型２は、インプリントヘッド３（型保持部）に保持されている。インプリントヘッド３の内部には、図１（ａ）に示すように、型２に形成された型マーク４と、基板１に形成された基板マーク５とを光学的に観察することで両者の相対位置（位置関係）を検出する位置検出装置６が配置されている。但し、位置検出装置６をインプリントヘッド３の内部（空間）に構成することが困難である場合には、図１（ｂ）に示すように、結像光学系８によって、型マーク４や基板マーク５からの光を上方で結像し、その像を位置検出装置６で観察してもよい。

また、インプリント装置１００は、基板上のインプリント材を硬化させるために型２の上方から紫外線７を照射する。従って、結像光学系８を用いる場合には、図１（ｂ）に示すように、結像光学系８の内部に合成プリズム８ａを配置し、位置検出装置６からの光の光路と紫外線７の光路とを合成してもよい。この場合、合成プリズム８ａは、紫外線７を反射し、位置検出装置６からの光を透過する特性を有する。なお、位置検出装置６と紫外線７との関係は反対でもよく、合成プリズム８ａは、紫外線７を透過し、位置検出装置６からの光を反射する特性を有するものでもよい。

制御部３０は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１００の全体（インプリント装置１００の各部）を制御する。制御部３０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。例えば、制御部３０は、インプリント処理を行う際に、位置検出装置６の検出結果に基づいて、インプリントヘッド３や基板ステージ１３をｘｙ方向に移動させて、型２と基板１との位置合わせ（アライメント）を行う。制御部３０は、インプリント装置１００内に設けてもよいし、インプリント装置１００とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。

ここで、型２に形成された型マーク４及び基板１に形成された基板マーク５を検出する位置検出装置６について詳細を説明する。図２は、位置検出装置６の構成の一例を示す概略図である。位置検出装置６は、検出光学系２１と、照明光学系２２とを含む。図２の位置検出装置６は、検出光学系２１（の光軸）の一部と照明光学系２２（の光軸）の一部とが共通である。

照明光学系２２は、光源２３からの光を、プリズム２４などの光学部材を用いて検出光学系２１と同一の光軸上に導き、型マーク４及び基板マーク５を照明する。光源２３には、例えば、ハロゲンランプやＬＥＤなどが用いられる。光源２３は、紫外線７の波長とは異なる波長の光を射出する。本実施形態では、インプリント材を硬化させるための光として紫外線７を用いているため、光源２３は、可視光や赤外線を射出する。

検出光学系２１と照明光学系２２とは、上述したように、それらを構成する光学部材の一部を共有するように構成されている。プリズム２４は、検出光学系２１及び照明光学系２２の瞳面、或いは、その近傍に配置されている。型マーク４及び基板マーク５のそれぞれは、第１方向（Ｘ方向やＹ方向）に配列されたパターンを含む回折格子で構成されている。検出光学系２１は、照明光学系２２によって照明された型マーク４及び基板マーク５を介した光（回折した光）を撮像素子２５に導く。型マーク４及び基板マーク５からの光は、モアレ（モアレ縞）として撮像素子２５に撮像される。つまり、型マーク４及び基板マーク５を介した光は、光源から発し型マーク４及び基板マーク５の両者を介して検出部（撮像素子）に入射する光である。撮像素子２５としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどが用いられる。このように、検出光学系２１は、型マーク４と基板マーク５とが重なることで生じるモアレを検出する検出部として機能する。処理部２６は、撮像素子２５で検出されたモアレに基づいて、型マーク４と基板マーク５との相対位置を求める。但し、処理部２６の機能は、制御部３０が備えていてもよい（即ち、処理部２６と制御部３０とを一体的に構成してもよい）。

プリズム２４は、貼り合わせ面において、照明光学系２２の瞳面の周辺部分の光を反射するための反射膜２４ａを有する。反射膜２４ａは、照明光学系２２の瞳強度分布の形状を規定する開口絞りとして機能する。また、反射膜２４ａは、検出光学系２１の瞳の大きさ（又は検出光学系２１の開口数ＮＡＯ）を規定する開口絞りとしても機能する。

プリズム２４は、貼り合わせ面に半透膜を有するハーフプリズムであってもよいし、表面に反射膜を有する板状の光学素子に置換されてもよい。また、照明光学系２２や検出光学系２１の瞳形状を変化させるために、プリズム２４は、ターレットやスライド機構などの切り換え機構によって、他のプリズムに交換可能にしてもよい。また、プリズム２４が配置される位置は、検出光学系２１及び照明光学系２２の瞳面やその近傍でなくてもよい。

本実施形態では、照明光学系２２の瞳形状をプリズム２４の反射膜２４ａで規定しているが、これに限定されるものではない。例えば、照明光学系２２の瞳位置にメカ絞りやガラス面に描画した絞りなどを配置しても同様の効果を得ることができる。

図３は、位置検出装置６の照明光学系２２の瞳強度分布（ＩＬ１乃至ＩＬ４）と、検出光学系２１の開口数ＮＡＯとの関係を示す図である。図３では、照明光学系２２の瞳面における瞳の大きさを、検出光学系２１の開口数ＮＡＯで示している。本実施形態では、照明光学系２２の瞳強度分布は、第１極ＩＬ１と、第２極ＩＬ２と、第３極ＩＬ３と、第４極ＩＬ４とを含む。照明光学系２２は、型マーク４や基板マーク５のパターンが配列された方向（第１方向）に垂直に入射する光と、かかる方向に平行に入射する光とによって、型マーク４や基板マーク５を照明する。上述したように、開口絞りとして機能する反射膜２４ａを照明光学系２２の瞳面に配置することで、１つの光源２３から複数の極、即ち、第１極ＩＬ１乃至第４極ＩＬ４を形成することができる。このように、複数の極（ピーク）を有する瞳強度分布を形成する場合には、複数の光源を必要としないため、位置検出装置６を簡略化又は小型化することができる。

図４（ａ）乃至図４（ｄ）を参照して、型マーク４及び基板マーク５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型マーク４（型２）と基板マーク５（基板１）との相対位置の検出について説明する。図４（ａ）は型２に形成された型マーク４（第１回折格子３１）を示している。図４（ｂ）は基板１に形成された基板マーク５（第２回折格子３２）を示している。第１回折格子３１と第２回折格子３２とは、計測方向（図４の場合はｘ方向）のパターン（格子）の周期が僅かに異なっている。このような格子の周期が互いに異なる２つの回折格子を重ねると、図４（ｃ）や図４（ｄ）に示すように２つの回折格子からの回折光同士の干渉によって、回折格子間の周期差を反映した周期を有するパターン、所謂、モアレが現れる。

この際、回折格子同士の相対位置によってモアレの位相が変化するため、モアレを検出することで型マーク４と基板マーク５との相対位置、即ち、型２と基板１との相対位置を求めることができる。具体的には、周期がわずかに異なる第１回折格子３１と第２回折格子３２とを重ねると、第１回折格子３１及び第２回折格子３２からの回折光が重なり合うことで、図４（ｃ）に示すように、周期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、上述したように、第１回折格子３１と第２回折格子３２との相対位置によって明暗の位置（縞の位相）が変化する。例えば、第１回折格子３１と第２回折格子３２の相対位置がＸ方向に変化すると、図４（ｃ）に示すモアレは、図４（ｄ）に示すモアレに変化する。モアレは、第１回折格子３１と第２回折格子３２との間の実際の位置ずれ量（変化量）を拡大し、大きな周期の縞として発生するため、検出光学系２１の解像力が低くても、第１回折格子３１と第２回折格子３２との相対位置を高精度に検出することができる。

このようなモアレを検出するために、第１回折格子３１及び第２回折格子３２からの光を明視野で検出する（回折格子を垂直方向から照明し、回折格子で垂直方向に回折される回折光を検出する）場合を考える。この場合、検出光学系２１は、第１回折格子３１及び第２回折格子３２からの０次光も検出してしまう。０次光は、モアレのコントラストを低下させる要因となるため、位置検出装置６は、上述したように、０次光を検出しない（即ち、回折格子を斜入射で照明する）暗視野の構成を有している。

本実施形態では、暗視野の構成でもモアレを検出できるように、第１回折格子３１及び第２回折格子３２のうち、一方の回折格子を図５（ａ）に示すようなチェッカーボード状の回折格子とし、他方の回折格子を図５（ｂ）に示すような回折格子としている。図５（ａ）に示す回折格子は、計測方向（ｘ方向）に周期的に配列されたパターンと、計測方向に直交する方向（ｙ方向）に周期的に配列されたパターンとを含む。

図３、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照するに、第１極ＩＬ１及び第２極ＩＬ２からの光は、回折格子に照射され、チェッカーボード状の回折格子によって回折される。ここでは、回折格子によって回折した光のうちＺ軸の方向の光を検出する。Ｙ方向に回折した光は、Ｘ方向の相対位置情報を有して検出光学系２１の瞳上の検出領域（ＮＡＯ）に入射し、撮像素子２５で検出される。これを用いて、２つの回折格子の相対位置を求めることができる。

図３に示す瞳強度分布と図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す回折格子との関係においては、第３極ＩＬ３及び第４極ＩＬ４からの光は、かかる回折格子の相対位置の検出には使用されない。但し、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す回折格子の相対位置を検出する場合には、第３極ＩＬ３及び第４極ＩＬ４からの光を回折格子の相対位置の検出に使用し、第１極ＩＬ１及び第２極ＩＬ２からの光を回折格子の相対位置の検出に使用しない。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す回折格子の組と、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す回折格子の組とを、検出光学系２１の同一視野内に配置して同時に２つの方向の相対位置を検出する場合には、図３に示す瞳強度分布は非常に有効となる。

ここで、回折格子の相対位置の検出に使用しない方向の光の影響について説明する。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す回折格子の組に対して、第３極ＩＬ３及び第４極ＩＬ４からの光は、回折格子の端部（回折格子のパターンの両端）で散乱や回折を起こす。このような場合に、光学シミュレーションによって求めたモアレ信号（の断面）を図６に示す。図６を参照するに、回折格子のパターンの両端で大きな信号（光）が発生している。また、微小なサブピークが発生していることも確認できる。これらは、回折格子の連続的なパターン（格子条件）が端部で途切れることによって大きく発生した信号であると考えられる。なお、このような現象は、回折格子を明視野で検出する場合にも発生するが、回折格子を暗視野で検出する場合に特に顕著に確認できる。ここで、前述のサブピークに関しては、モアレ信号の検出領域と重なっており、サブピークがモアレ信号に混入すると、回折格子の相対位置の検出に誤差を発生させることになる。

図７は、実際に位置検出装置６で得られた、位置合わせに用いる信号である。図７は、異なる４つのマークを検出した信号を示した結果の重ね描きである。理想的なモアレ波形に比べてピークが鈍っており、その分Ｓ／Ｎ比が低下するため、位置検出精度が低下してしまう。

図８は、光学シミュレーションによって求められたモアレなどを示す波形である。図８の波形は横軸がマークの計測方向の位置を示しており、縦軸が撮像素子で検出されるマークからの光強度を示している。図８（ａ）における、アライメントマーク波形（ノイズ成分４１）は、型２に形成された型マーク４のみを照射したときに撮像素子で得られる検出信号（反射信号）である。つまり、型マーク４からの光は、光源から発し基板マーク５を介さずに型マーク４を介して検出部（撮像素子）に入射する光である。図８（ａ）における、モアレ波形４０は、型に形成された型マーク４と基板に形成された基板マーク５からの光により生じる理想的なモアレである。図８（ｂ）はアライメントマーク波形とモアレ波形４０を合成した波形４２である。図７に示した位置検出装置６で得られた検出信号と図８（ｂ）で示した波形４２は形状が似ており、図７の検出信号には型２に形成された型マーク４からのサブピークの反射信号を含んでいることがわかる。図８（ａ）におけるノイズ成分４１には、点線で囲まれた位置にサブピークが発生していることがわかり、図８（ｂ）と図７に示した検出信号の対応する位置にサブピークの影響があることがわかる。

図９は、基板１に形成された基板マーク５と型２に形成された型マーク４を側面から見た図を示している。図９は、基板マーク５からの光と型マーク４からの光により生じるモアレ６１に加えて、型２に形成された型マーク４からのノイズ成分４１（アライメントマーク波形）が混入する様子を示した光路図である。モアレ６１は、型２に設けられた型マーク４からの反射光と、基板１に設けられた基板マーク５からの反射光との重なりによって生じたモアレの光路である。図９に示すノイズ成分４１は、型２上に配置された型マーク４の回折格子で発生したサブピークの光路を含んでいる。このように位置検出装置６は、マーク（回折格子）の相対位置の検出に必要なモアレ６１の他に、誤差を発生させうるノイズ成分４１も同時に検出してしまう。

そこで、本実施形態のインプリント装置１００は、型２と基板１とのアライメント工程において、位置検出装置６で検出した検出信号から型２の型マーク４などによるノイズ成分を除去した補正信号を用いて型２と基板１のアライメントを行う。本実施形態のアライメント方法は、検出信号からノイズ成分を除去することによって、アライメントの精度を向上することができる。検出信号からノイズ成分を除去した補正信号（モアレ）は、Ｓ／Ｎ比が良くなるため、位置検出精度が向上する。

次に、図１０のフローチャートを用いて、本実施形態の位置検出方法について説明する。まず、本実施形態の位置検出方法を実現するために、Ｓｔｅｐ１にて、インプリント装置１００に設けられた位置検出装置６は型２に形成された型マーク４の信号を計測する。位置検出装置６は、型２に設けられた型マーク４を光学的に観察し、型マーク４の信号を計測する。図１１に示すように、型マーク４にはサブマーク４３（補助マーク）が配置されており、このサブマーク４３の信号も含めて信号を計測する。制御部３０は、型マーク４の信号に加え、型マーク４の信号とサブマーク４３の信号との相対位置を記録する。サブマーク４３は、例えば図１１に示すようにドット形状に形成されており、補助的に形成されている。以下で説明するように、型マーク４の回折格子の位置を合わせるために用いられるため、型マーク４の回折格子が並んでいる方向の外側に形成されていることが望ましい。また、図１１にはサブマーク４３が型マーク４に対して－ｘ方向にのみ形成されているが、これに限らず、＋ｘ方向に形成されていてもよい。また、サブマーク４３の形状は、ドット形状に限らず、他の形状であってもよい。ただし、位置検出装置６で検出される信号の位置を合わせたいので、サブマーク４３からの光によってピーク信号が形成されるのが望ましい。

なお、型の型マーク４の信号は変化しないため、予め計測しておくことが可能である。Ｓｔｅｐ１の型２のマークの信号計測は異なる型に応じて計測してもよいし、異なる型マーク４毎に計測してもよい。また、型マーク４の信号を計測する際には、アライメント時にモアレを検出する位置検出装置６と同じスコープとすることができる。さらに、型の型マーク４を位置検出装置６で検出する代わりに、光学シミュレーションによって求められたノイズ信号であってもよい。

Ｓｔｅｐ２にて、インプリント装置１００は、基板ステージ１３に保持された基板１にインプリント材を供給し、基板上のインプリント材とパターンが形成された型２を接触させる（押印工程）。

Ｓｔｅｐ３にて、位置検出装置６は、基板１に形成された基板マーク５と、型２に形成された型マーク４からのモアレを検出する。具体的には、位置検出装置６は、基板１上のインプリント材と型２が接触した状態で型マーク４と基板マーク５に光を照射して、型マーク４と基板マーク５からの光を撮像素子で撮像することでモアレを検出する。このとき、型マーク４に設けられたサブマーク４３の信号もモアレと一緒に現れており、位置検出装置６は、モアレに加えてサブマーク４３の信号も検出する。Ｓｔｅｐ１と同様に、制御部３０は、モアレに加えて、モアレとサブマーク４３の信号との相対位置を記録する。

次に、インプリント装置１００は、Ｓｔｅｐ３で検出されたモアレ（検出信号）からＳｔｅｐ１で検出されたノイズ成分を除去した補正信号を用いて位置合わせを行う。しかしながら、Ｓｔｅｐ３で検出されたモアレからＳｔｅｐ１で検出されたノイズ成分を除去する際に、両者の信号（波形）をマークの位置に応じて位置合わせを行わないと、ノイズ成分の除去を精度よく行えない。

そこで、本実施形態の位置検出方法は、モアレと同時に検出されたサブマーク４３の信号とノイズ成分と同時に検出されたサブマーク４３の信号を用いてそれぞれの信号の相対位置を合わせる。Ｓｔｅｐ４にて、Ｓｔｅｐ１で得られた型のマークの信号（ノイズ成分）と、Ｓｔｅｐ３で得られたモアレ（検出信号）の位置合わせを行う。その際、Ｓｔｅｐ１とＳｔｅｐ３で検出されたサブマーク４３の信号の位置を用いて、モアレとノイズ成分の位置合わせを行う。

Ｓｔｅｐ４で検出信号の位置合わせを行った後、Ｓｔｅｐ５にて、モアレから事前に計測した型２の型マーク４の信号をノイズとして除去する。Ｓｔｅｐ３で検出されたモアレ（検出信号）からノイズ成分を除去することにより型と基板の位置合わせに用いる信号（アライメント信号）を生成する。この処理は、インプリント装置１００の制御部３０で行われうる。

Ｓｔｅｐ６にて、制御部３０は、ノイズ成分が除去されたモアレ（検出信号）であるアライメント信号に基づき、型マーク４と基板マーク５の相対位置を求める。そして制御部３０は、マークの相対位置に基づき、型２と基板１のずれ量を算出し、インプリントヘッド３や基板ステージ１３をｘ方向やｙ方向、ｚ軸周りの回転方向（θｚ）に移動させて、型２と基板１との位置合わせ（アライメント）を行う。

本実施形態のインプリント装置１００は、検出信号からノイズ成分を除去した補正信号を用いることにより、高い精度で型２と基板１の位置合わせを行うことが可能になる。このように、事前に計測したノイズ成分をモアレの検出信号から除去することにより、アライメントマーク端の散乱光や回折光による影響を除去することができ、相対位置を高精度に検出することができる。

Ｓｔｅｐ７にて、インプリント装置１００は、型２と基板１上のインプリント材を接触させた状態で、型２を介してインプリント材に紫外線７（硬化光）を照射し、インプリント材を硬化させる（露光工程、硬化工程）。そして、インプリント装置１００は、硬化したインプリント材から型２を引き離す（離型する）ことで基板上にインプリント材のパターンを形成する（離型工程）。

基板１上に複数のショット領域が配置されており、ショット領域ごとにパターン形成を行う場合、インプリント装置１００は、Ｓｔｅｐ７の後、Ｓｔｅｐ２に戻って次のショット領域に対してパターン形成（インプリント処理）を行う。Ｓｔｅｐ１は事前に取得しておけばよく、ショット領域ごとに計測の必要はない。また、インプリント材のパターンを形成する基板が複数ある場合には、複数のショット領域に対してパターン形成が終わった基板をインプリント装置から搬出し、新たな基板を搬入し新たな基板に対してパターンを形成する。この場合も同様に、型が同じであればＳｔｅｐ１で新たにノイズ成分を取得する必要はない。一方で、インプリント装置１００は、新しい型に交換した時に、適宜Ｓｔｅｐ１を実施して型のマークのノイズ成分を取得する工程を行うことができる。

これにより、型２の型マーク４からのノイズ成分を低減（防止）し、位置検出装置６は、かかる型マーク４と基板マーク５の相対位置を高い精度で検出することができる。従って、インプリント装置１００は、位置検出装置６の検出結果に基づいて、型２と基板１との位置合わせを高精度に行うことができ、パターンの転写不良（製品不良）を低減することができる。

上記のインプリント装置は、光硬化法を用いてインプリント材を硬化させるインプリント方法について説明したが、本実施形態は光硬化法に限らず、熱を用いてインプリント材を硬化させる方法でもよい。光硬化法では、紫外線硬化樹脂を使用し、樹脂を介して基板に型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。本実施形態は硬化光として紫外線７を照射するものとしたが、光の波長は、基板１上に供給されるインプリント材に応じて適宜決めることができる。これに対し、熱を用いた方法では、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付け、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。

（物品の製造方法）
インプリント装置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。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１２（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エハ等の基板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１２（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１２（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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１２（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１２（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。なお、当該エッチングとは異種のエッチングにより当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図１２（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。

６ 位置検出装置
３０ 制御部
１００ インプリント装置

Claims (10)

1. 型に形成された型マークと基板に形成された基板マークを用いて前記型と前記基板との位置合わせを行う位置検出装置であって、
   前記型マーク、及び前記基板マークを介した光を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて前記基板と前記型の位置関係を得る処理部と、
   を備え、
   前記処理部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号から、前記型マークからの光に基づくノイズ成分を除去した補正信号に基づいて、前記基板と前記型との位置関係を得る、ことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記型マークからの光は、光源から発し前記基板マークを介さずに前記型マークを介して前記検出部に入射する光である、ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記型マーク、及び前記基板マークを介した光は、光源から発し前記型マーク及び前記基板マークの両者を介して前記検出部に入射する光であり、
   前記型マークからの光は、前記光源から発し前記型マークを介して、前記基板マークを介することなく前記検出部に入射する光である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
4. 前記検出部は、前記型に形成された回折格子からなる型マークと前記基板に形成された回折格子からなる基板マークを介した光であるモアレを検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置検出装置。
5. 前記処理部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号から、前記型マークからの光に基づくノイズ成分を除去する際に、
   前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく前記検出信号の位置に対する前記ノイズ成分の位置の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の位置検出装置。
6. 前記型マークに加えて補助マークが形成されており、
   前記検出部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号に加えて前記補助マークからの光を検出し、
   前記検出部は、前記型マークからの光に基づくノイズ成分に加えて、前記補助マークからの光を予め検出し、
   前記処理部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号に加えて検出された補助マークの位置と前記ノイズ成分に加えて検出された補助マークの位置に基づいて、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
7. 前記補助マークは、前記検出部が検出する前記補助マークからの光がピーク信号となるような形状のマークであることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
8. 型に形成された型マークと基板に形成された基板マークを用いて前記型と前記基板との位置関係を検出する位置検出方法であって、
   前記型マーク及び前記基板マークを介した光を検出する工程と、
   前記型マーク、及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号から、前記型マークからの光に基づくノイズ成分を除去する工程と、
   前記ノイズ成分を除去した補正信号に基づいて、前記基板と前記型の位置関係を得る工程と、を備えることを特徴とする位置検出方法。
9. 型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装置であって、
   前記型に形成された型マーク及び前記基板に形成された基板マークを介した光を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて前記基板と前記型の位置関係を得る処理部と、を備え、
   前記処理部は、前記型マーク及び前記基板マークを介した光に基づく検出信号から、前記型マークからの光に基づくノイズ成分を除去した補正信号に基づいて、前記基板と前記型との位置関係を得る、ことを特徴とするインプリント装置。
10. 請求項８に記載の位置検出方法を用いて前記型と前記基板との位置関係を検出し、前記位置関係に基づき前記型と前記基板の位置合わせを行って前記基板の上にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンが形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
    加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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