JP7286391B2 - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

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、ナノスケールの微細なパターンの転写を可能にする技術であり、半導体デバイスや磁気記憶媒体の量産用ナノリソグラフィ技術の１つとして注目されている。インプリント技術を用いたインプリント装置は、パターンが形成されたモールド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を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを引き離すことで基板上にパターンを形成する。

インプリント装置で用いられるモールドは、一般的には、レプリカモールドと呼ばれ、微細パターンが形成されたマスターモールドを原版として、インプリント技術によって作成される。このように、インプリント装置は、マスターモールドからレプリカモールドを作成する場合にも用いられている。

インプリント装置を用いて基板上に形成されるインプリント材のパターンの形状が所望の形状となるためには、レプリカモールドに対して、マスターモールドのパターン（形状）が高精度に転写されていなければならない。また、レプリカモールドを作成する際には、マスターモールド（のパターン）と、ブランクモールドと呼ばれる基板（のマスターモールドのパターンを転写すべき予め設定された領域）との相対位置を高精度に合わせる必要がある。

特許文献１には、モールドと基板との相対位置ずれ量を計測し、かかる相対位置ずれ量が最小になるように、モールドのパターンの大きさを調整する技術が開示されている。また、特許文献２には、レプリカモールド（ブランクモールド）にマスターモールドとの相対位置を計測するためのマークが形成されていない場合に対応するために、参照基板を用いてマスターモールドの形状を補正する技術が開示されている。

特開２０１４－１１０３８４号公報 特開２０１４－１１０３６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、基板にモールドとの相対位置を計測するためのマークが形成されていることが前提となる。従って、レプリカモールドを作成するための基板（ブランクモールド）やファーストレイヤが形成される基板など、基板にマークが形成されていない場合には、モールドと基板との相対位置を計測することができない。また、このような基板に対してマークを新たに形成することも考えられるが、マークを形成する工程を経る必要があるため、一般的に、コストが高くなるという問題が生じてしまう。

特許文献２に開示された技術では、基板にマークが形成されていない場合でもマスターモールドとの相対位置を計測することが可能であるが、基準基板の搬送によるチャッキング誤差が懸念され、マスターモールドの形状の補正に影響を与えてしまう。また、マスターモールドとの相対位置を計測する際に基準基板の搬送が必要となるため、インプリント装置の生産性が低下してしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、生産性を維持しながら、モールドの形状を補正するのに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、モールド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処理を行うインプリント装置であって、前記モールドの形状を調整する調整部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記インプリント処理に用いられた前記モールドの使用回数に応じた前記モールドの形状の変化に関する傾向を示す情報を取得し、前記情報に基づいて、前記モールドの使用回数に応じて前記調整部により前記モールドの形状を補正しながら前記インプリント処理を行うことを特徴とする。

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、生産性を維持しながら、モールドの形状を補正するのに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。 モールドチャック及び基準板の周辺を示す概略断面図である。 モールドや基準板に設けられた基準マークの配置例を示す図である。 アライメントスコープで検出されたモールドの基準マークと基準板の基準マークとを示す図である。 モールドや基準板に設けられた基準マークの配置例を示す図である。 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。 基板のショット領域の配列の一例を示す図である。 モールドアライメントの結果の一例を示す図である。 モールドアライメントの結果の別の例を示す図である。 複数のモールドについて、その変形量の過去の傾向と比較した結果を示す図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、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。更に、添付図面においては、同一も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。

図１は、本発明の一側面としてのインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、モールド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、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、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、モールド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。

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（スピンコート法）やスリットコーター（スリットコート法）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。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

インプリント装置１００は、本実施形態では、インプリント材の硬化法として光硬化法を採用している。なお、図１に示すように、基板１の表面に平行な方向をｘｙ平面とするｘｙｚ座標系を用いて方向を示す。ｘｙｚ座標系におけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸のそれぞれに平行な方向をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向とする。

モールド１０は、原版、型又はテンプレートと称されることもある。モールド１０には、電子ビーム露光（描画）などによって、基板１に転写すべきパターンが形成されている。

チャック２は、基板１を保持し、微動ステージ３に支持される。微動ステージ３は、基板１のθ方向（ｚ軸周りの回転方向）の調整機能、基板１のｚ軸方向位置の調整機能、及び、基板１のｘｙ平面に対する傾き（チルト）の調整機能を有する。微動ステージ３は、粗動（ｘｙ）ステージ４に支持される。粗動ステージ４は、基板１をｘｙ平面上の所定の位置に位置決めする機能を有する。以下では、微動ステージ３と粗動ステージ４とをあわせて、基板ステージと称する。

基板ステージは、ベース５の上に配置されている。また、基板ステージには、ミラー６が設けられている。ミラー６で反射された光をレーザ干渉計７Ａで検出することで、基板ステージのｘ方向及びｙ方向の位置を求めることができる。但し、基板ステージの位置を計測する構成は、この形態に限定されるものではなく、当業界で周知の技術を適用可能である。

モールドチャック１１は、機械的保持機構（不図示）を介して、モールド１０を保持する。また、モールドステージ１２は、機械的保持機構（不図示）を介して、モールドチャック１１を保持する。モールドステージ１２は、モールド１０（モールドチャック１１）をθ方向に回転させる調整機能、及び、モールド１０をｘｙ平面に対して傾ける（チルトさせる）調整機能を有する。

モールドチャック１１は、その側面に反射面を有する。かかる反射面で反射された光をレーザ干渉計７Ｂで検出することで、モールドチャック１１のｘ方向及びｙ方向の位置を求めることができる。また、モールドチャック１１の位置を計測する代わりに、モールドステージ１２に反射面を設けて、かかる反射面で反射された光をレーザ干渉計で検出することで、モールドステージ１２の位置を求めてもよい。但し、モールドチャック１１又はモールドステージ１２の位置を計測する構成は、この形態に限定されるものではなく、当業界で周知の技術を適用可能である。

支柱８は、ベース５の上に配置され、天板９を支持する。天板９には、貫通孔が形成されている。ガイドバー１４は、天板９の貫通孔を貫通し、その一端がガイドバープレート１３に固定され、他端がモールドステージ１２に固定される。

モールド昇降部１５は、例えば、リニアアクチュエータを含み、ガイドバー１４をｚ方向に駆動する。モールド昇降部１５は、モールドチャック１１に保持されたモールド１０を基板上のインプリント材に接触させたり、基板上のインプリント材からモールド１０を引き離したりする。モールドチャック１１又はモールドステージ１２には、複数のロードセル（荷重センサ）が設けられている。ロードセルは、基板上のインプリント材に対するモールド１０の押し付け力を計測する。

アライメントベース１８は、支柱１９を介して、天板９に吊り下げられている。アライメントベース１８には、ガイドバー１４が貫通し、光源１６（硬化部）からの光を通過させる開口が形成されている。また、アライメントベース１８には、基板１の高さや平坦度を計測するためのギャップセンサ２０が設けられている。ギャップセンサ２０には、例えば、静電容量センサなどが用いられる。

アライメントスコープ３０は、アライメントベース１８に設けられ、モールド１０を介して、モールド１０及び基板ステージのそれぞれに設けられた基準マークを検出する。アライメントスコープ３０は、モールド１０及び基板ステージのそれぞれに設けられた基準マークを検出するための光学系及び撮像系を含むＴＴＭ（スルー・ザ・モールド）アライメントスコープで構成されている。アライメントスコープ３０は、これらの基準マークを検出することで、モールド１０と基板１とのｘ方向及びｙ方向の相対的な位置ずれや相対的な形状差を計測する計測部として機能する。なお、基板ステージに設けられた基準マークは、本実施形態では、基板ステージに配置された基準板５０に形成されている。

アライメントスコープ３０は、本実施形態では、ｘ方向及びｙ方向に沿って形成された基準マークを検出するために、ｘ方向及びｙ方向のそれぞれに沿って２つ設けられている。例えば、アライメントスコープ３０がｘ方向に沿った２つの基準マークを検出することで、モールド１０のパターン領域と基板１のショット領域（インプリント領域）との形状差のｘ方向の倍率成分を計測することができる。同様に、アライメントスコープ３０がｙ方向に沿った２つの基準マークを検出することで、モールド１０のパターン領域と基板１のインプリント領域との形状差のｙ方向の倍率成分を計測することができる。

供給部３２は、基板上にインプリント材を供給するディスペンサヘッドを含む。ディスペンサヘッドは、基板１に対してインプリント材の液滴を吐出するノズルを含む。供給部３２は、本実施形態では、インプリント材として、光の照射によって硬化する光硬化型のインプリント材を用いる。

光源１６は、基板上のインプリント材とモールド１０とが接触している状態において、かかるインプリント材に対して、コリメータレンズ１７を介して、光を照射する。光源１６からコリメータレンズ１７を介して基板上のインプリント材に照射される光の波長などの条件は、インプリント材に応じて適宜決定される。また、モールド１０は、光源１６からの光を透過させるために、石英などの光を透過する部材で構成されている。

オフアクシスアライメントスコープ４０は、基板１に設けられたアライメントマークと基準板５０に形成された基準マークとを検出する。オフアクシスアライメントスコープ４０は、アライメントスコープ３０とは異なり、モールド１０を介さずに、基板上のアライメントマークや基準板上の基準マークを検出することができる。

制御部７０は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、記憶部８０に記憶されたプログラムに従ってインプリント装置１００の各部を統括的に制御してインプリント装置１００を動作させる。制御部７０は、基板上に供給されたインプリント材にモールド１０のパターンを転写するインプリント処理を制御する。

図２は、モールドチャック１１及び基準板５０の周辺を示す概略断面図である。図２を参照するに、モールドチャック１１には、光源１６からの光を通過させる開口１１Ｈが形成されている。同様に、モールドステージ１２には、光源１６からの光を通過させる開口１２Ｈが形成されている。なお、本実施形態では、モールドチャック１１とモールドステージ１２とが別々に構成されているが、一体的に構成されていてもよい。

モールドステージ１２には、モールドチャック１１に保持されたモールド１０を取り囲むように、モールド１０の形状を調整する形状調整部１０Ｍが設けられている。形状調整部１０Ｍは、モールド１０の側面に力を与える、即ち、モールド１０の側面を加圧することで、モールド１０を圧縮して変形させる。形状調整部１０Ｍは、例えば、ピエゾ素子などからなる。形状調整部１０Ｍがモールド１０を圧縮することで、モールド１０（のパターン）の倍率や形状を変化させることができる。形状調整部１０Ｍは、モールド１０のｘ方向及びｙ方向のそれぞれの倍率や形状を独立して変化させることができる。

形状調整部１０Ｍによるモールド１０の形状の調整量を求める際には、アライメントスコープ３０がモールド１０と基準板５０とを観察可能な位置、即ち、モールド１０及び基準板５０のそれぞれの基準マークを検出可能な位置に基板ステージを移動させる。次いで、４つのアライメントスコープ３０でモールド１０の基準マークと基準板５０の基準マークとを検出して、それらの相対的な位置ずれ量を計測し、基準マークを基準とするモールド１０の形状を求める。ここで、モールド１０の形状は、例えば、Ｘ倍率成分、Ｙ倍率成分、Ｘチルト成分及びＹチルト成分を含む。このようにして得られたモールド１０の形状から、かかるモールド１０を所定の形状にするために必要となる、形状調整部１０Ｍによるモールド１０の形状の調整量を求める。また、検出する基準マークの数を増やすことにより、倍率成分やチルト成分だけではなく、高次の形状を補正することができる。

図３（ａ）は、モールド１０に設けられた基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４の配置例を示す図である。図３（ｂ）は、基準板５０に設けられた基準マークＷ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４の配置例を示す図である。本実施形態では、モールド１０のパターン領域（メサ）内に基準マークＭ１乃至Ｍ４が配置され、基準マークＭ１乃至Ｍ４のそれぞれに対応して、基準板５０に基準マークＷ１乃至Ｗ４が配置されている。このように、本実施形態では、ｘ方向及びｙ方向のそれぞれの倍率成分を計測することができるように、基準マークＭ１乃至Ｍ４と基準マークＷ１乃至Ｗ４とが形成されている。

アライメントスコープ３０は、図３（ａ）に示す基準マークＭ１乃至Ｍ４と、図３（ｂ）に示す基準マークＷ１乃至Ｗ４とを同時に検出することで、それぞれの位置ずれ量を計測する。アライメントスコープ３０は、本実施形態では、基準板５０の基準マークＷ１乃至Ｗ４のそれぞれを基準とするモールド１０の基準マークＭ１乃至Ｍ４のそれぞれの位置ずれ量（ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向）を計測することができる。

図４は、アライメントスコープ３０で検出されたモールド１０の基準マークＭ１及びＭ２と基準板５０の基準マークＷ１及びＷ２とを示す図である。モールド１０のパターンと基準板５０とが接触しない（破損しない）程度に狭ギャップ（例えば、５μｍ～３０μｍ）である状態において、基準マークＭ１及びＭ２と基準マークＷ１及びＷ２とが検出される。基準マークＭ１及びＭ２と基準マークＷ１及びＷ２とを同時に検出することで、基準板５０に対するモールド１０のθ方向の回転量、及び、ｘｙ方向のシフト量を求めることができる。

実際には、４つのアライメントスコープ３０によって、モールド１０の基準マークＭ１乃至Ｍ４と基準板５０の基準マークＷ１乃至Ｗ４とを検出する。そして、モールド１０の基準マークＭ１乃至Ｍ４のそれぞれと、基準板５０の基準マークＷ１乃至Ｗ４のそれぞれとの相対的な位置ずれ量を求め、かかる位置ずれ量から、基準マークＷ１乃至Ｗ４を基準とするモールド１０の形状に換算する。

本実施形態では、基準マークＭ１乃至Ｍ４及びＷ１乃至Ｗ４として、ｘ方向とｙ方向の両方の位置ずれ量を計測可能なマークを用いているが、これに限定されるものではない。例えば、基準マークＭ１乃至Ｍ４及びＷ１乃至Ｗ４として、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向のうち１つの方向の位置ずれ量を計測可能なマークを用いて、各々の方向の位置ずれ量を計測してもよい。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、モールド１０の基準マークＭ１乃至Ｍ１０の数と、基準板５０の基準マークＷ１乃至Ｗ４の数とが異なっていてもよい。図５（ａ）は、モールド１０に設けられた基準マークＭ１乃至Ｍ１０の配置例を示す図であり、図５（ｂ）は、基準板５０に設けられた基準マークＷ１乃至Ｗ４の配置例を示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照するに、モールド１０のパターン領域内に基準マークＭ１乃至Ｍ１０が配置され、基準板５０に基準マークＷ１乃至Ｗ４が配置されている。この場合、例えば、計測に使用する基準マークとして基準板５０の基準マークＷ１及びＷ２を固定し、基準板５０が設けられた基板ステージを移動させながら計測が行われるが、基板ステージの走り成分が計測誤差となる。従って、基準板５０の基準マークＷ１及びＷ２とモールド１０の基準マークとのペアごとに誤差（例えば、走り成分（Ｗ１、Ｗ２））を予め求め、かかる誤差を計測値から除去する必要がある。なお、基準マークの製造誤差や経時的に変化する要因については、定期的にキャリブレーションすることによって補正する。

本実施形態では、インプリント処理におけるモールド１０の形状の補正に関して、Ｘ倍率成分及びＹ倍率成分は形状調整部１０Ｍによって補正する。また、Ｘチルト成分及びＹチルト成分はモールド１０（モールドステージ１２）をチルト方向に傾けることによって補正する。なお、基板１を保持する基板ステージをチルト方向に傾けることによって、Ｘチルト成分及びＹチルト成分を補正してもよい。

図６を参照して、インプリント装置１００の動作について説明する。インプリント装置１００は、上述したように、制御部７０がインプリント装置１００の各部を統括的に制御することで動作する。かかる動作は、モールド１０のパターンを基板上のインプリント材に転写する動作である。

Ｓ０では、モールド搬送機構（不図示）によってインプリント装置１００にモールド１０を搬入し、かかるモールド１０をモールドチャック１１に保持させる。

Ｓ１では、モールドアライメントを行う。具体的には、アライメントスコープ３０がモールド１０及び基準板５０のそれぞれの基準マークを検出可能な位置に基板ステージを移動させ、アライメントスコープ３０によって、モールド１０の基準マークと基準板５０の基準マークとを同時に検出する。これにより、上述したように、基準板５０の基準マークＷ１乃至Ｗ４を基準とするモールド１０の形状が得られ、かかるモールド１０の形状を記憶部８０に記憶する。

なお、Ｓ１では、このようにして得られたモールド１０の形状に基づいて、形状調整部１０Ｍによりモールド１０の形状を補正してもよい。また、後段の工程において、グローバルアライメントやオフセット量を考慮してから、形状調整部１０Ｍによりモールド１０の形状を補正してもよい。

Ｓ２では、基板搬送機構（不図示）によってインプリント装置１００に基板１を搬入し、かかる基板１をチャック２に保持させる。

Ｓ３では、基板１の高さを計測する。具体的には、基板ステージ（基板１）を移動させながら、アライメントベース１８に設けられたギャップセンサ２０で基板１の全面の高さ（平坦度）を計測する。このようにして得られた基板１の高さは、基板上のインプリント材にモールド１０を接触させる際に、モールド１０のパターンが転写される基板１の表面を基準平面（不図示）に合わせるために用いられる。

Ｓ４では、プリアライメントを行う。具体的には、基板１に形成されているプリアライメントマーク（例えば、ノッチ）を、低倍率で広い視野（検出範囲）のスコープを含むプリアライメント計測部で検出する。そして、プリアライメントマークの検出結果（マーク信号やマーク画像）を処理することで、インプリント装置１００に対する基板１のｘ方向及びｙ方向のシフト量やθ方向の回転ずれ量を求める。このようにして得られたシフト量や回転ずれ量に基づいて基板ステージを移動させて、基板１の位置（シフトや回転ずれ）を補正する。なお、プリアライメント計測部の代わりに、オフアクシスアライメントスコープ４０を低倍率で検出可能な設定にして、プリアライメントマークを検出してもよい。

Ｓ５では、グローバルアライメントを実施するかどうかを判定する。グローバルアライメントを実施するかどうかの判断の基準は、例えば、製造プロセスパラメータ（例えば、ファーストレイヤ、或いは、セカンドレイヤであるか）や基板１の種類（例えば、ブランクモールドであるか）を用いることができる。グローバルアライメントを実施しない場合にはＳ７に移行し、グローバルアライメントを実施する場合にはＳ６に移行する。

Ｓ６では、グローバルアライメントを行う。図７は、基板１のショット領域の配列の一例を示す図である。図７に実線の四角で示される領域が１つのショット領域である。ここでは、ショット領域間にスクライブラインが形成されているが、スクライブラインを含めてショット領域としてもよい。本実施形態では、図７に斜線の四角で示されるショット領域をサンプルショット領域ＳＳとして、グローバルアライメントを行う。具体的には、サンプルショット領域ＳＳのそれぞれに設けられたアライメントマークをオフアクシスアライメントスコープ４０で検出する。次いで、オフアクシスアライメントスコープ４０の検出結果から、基準板５０の基準マークを基準（位置）としてサンプルショット領域ＳＳのそれぞれに設けられたアライメントマークの位置を求める。また、サンプルショット領域ＳＳのアライメントマークの位置から、設計値に対するショット領域（の配列）のｘ方向及びｙ方向のシフト、θ方向の回転ずれ量、及び、ｘ方向及びｙ方向の倍率を最小二乗法によって求める。そして、それぞれの値から、基板１の全てのショット領域の配列座標値を求める。

Ｓ７では、モールド１０の形状を補正する。ここでは、例えば、Ｓ１で得られたモールド１０の形状と、グローバルアライメント（Ｓ６）で得られたショット領域の倍率とから、形状調整部１０Ｍによるモールド１０の形状の調整量を求め、形状調整部１０Ｍによりモールド１０の形状を補正する。

なお、Ｓ１での形状調整部１０Ｍによるモールド１０の形状の調整量と、Ｓ７での形状調整部１０Ｍによるモールド１０の形状の調整量との差分が大きい場合には、形状調整部１０Ｍに異常が発生している可能性がある。そこで、Ｓ７の後に、再度、モールドアライメントを行い、形状調整部１０Ｍが確実に動作していることを確認してもよい。但し、かかる確認は、インプリント装置１００の生産性に影響を与えるため、調整量の差分が小さい場合には不要である。また、形状調整部１０Ｍが所望の動作をしていない場合には、反映するオフセットを微調整しながら形状調整部１０Ｍを動作させて追い込みを行う。

Ｓ８では、オフセットを反映させる。かかるオフセットは、モールド１０のパターンの形状と基板上に形成されたインプリント材のパターンの形状との間の差異を吸収するために、形状調整部１０Ｍに予め設定されるオフセット（オフセット量）であり、通常は、レシピなどに設定されている。本実施形態では、後述するように、Ｓ１２でインプリント処理によるモールド１０の変形量が得られている場合には、かかる変形量をオフセット（オフセット量）に加味して反映する。なお、インプリント処理によるモールド１０の変形量とは、基板上のインプリント材にモールド１０を接触させる前のモールド１０の形状と、かかるインプリント材からモールド１０を引き離した後のモールド１０の形状との差（形状差）である。

Ｓ９では、インプリント処理を行う。具体的には、供給部３２から基板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モールド１０とを接触させる。次いで、基板上のインプリント材とモールド１０とを接触させた状態で、光源１６からの光をインプリント材に照射して、かかるインプリント材を硬化させる。そして、基板上の硬化したインプリント材からモールド１０を引き離すことによって、基板上のインプリント材にモールド１０のパターンを転写する（即ち、インプリント材のパターンを形成する）。

Ｓ１０では、モールドアライメントを実施するかどうかを判定する。インプリント処理を行うたびにモールドアライメントを実施すると、インプリント装置１００の生産性が低下する。従って、インプリント処理を行った後にモールドアライメントの実施の有無を切り替えるフラグを用いたり、インプリント処理の回数やショット数によるインターバル（Ｎショットごとにモールドアライメントを実施するなど）の指定を用いたりするとよい。モールドアライメントを実施する場合にはＳ１１に移行し、モールドアライメントを実施しない場合にはＳ１３に移行する。

Ｓ１１では、Ｓ１と同様に、モールドアライメントを行う。Ｓ１１で得られたモールド１０の形状は、Ｓ１と同様に、記憶部８０に記憶する。

Ｓ１２では、記憶部８０に蓄積されたモールド１０の形状から、インプリント処理（Ｓ１０）によるモールド１０の変形量を取得する。かかるモールド１０の変形量は、上述したように、基板上のインプリント材にモールド１０を接触させる前のモールド１０の形状（Ｓ１又はＳ７）と、かかるインプリント材からモールド１０を引き離した後のモールド１０の形状との差である。換言すれば、Ｓ１２で取得されるモールド１０の変形量は、インプリント処理によってモールド１０に生じる変形量であり、インプリント処理を行う前のモールドアライメントでは得られない量である。Ｓ１２で取得されたモールド１０の変形量は、上述したように、次の基板１に対する処理において、オフセットに反映（加算）される（Ｓ８）。

このようなモールドアライメントの結果、本実施形態では、インプリント処理によるモールド１０の変形量は、記憶部８０に蓄積（記憶）され、制御部７０によって管理される。図８は、記憶部８０に蓄積されたモールドアライメントの結果の一例を示す図である。図８では、縦軸は、モールドアライメントの結果（モールド１０の変形量）を示し、横軸は、インプリント処理の回数（モールド１０の使用回数）を示している。図８では、モールドアライメントの結果をＭ＿０、Ｍ＿０．１、Ｍ＿０．２、・・・とし、特に、Ｍ＿０を初期値としている。

インプリント処理を１回行った後のモールド１０の変形量ΔＭａｇＸ＿１は、Ｍ＿０．１とＭ＿０との差で表すことができる。同様に、インプリント処理をＮ回行った後のモールド１０の変形量ΔＭａｇＸ＿Ｎは、以下の式で表すことができる。
ΔＭａｇＸ＿Ｎ ＝ Ｍ＿Ｎ － Ｍ＿Ｎ－１
図８に示すように、モールドアライメントの結果から、インプリント処理の回数（モールド１０の使用回数）に応じたモールド１０の形状の変化（変形量）に関する傾向を示す情報ＩＦを取得することができる。例えば、複数のモールド１０のそれぞれについて、モールドアライメントの結果を統計演算することで、モールド１０ごとに、インプリント処理の回数に応じたモールド１０の変形量の傾向を示す情報ＩＦが取得される。このような情報ＩＦが取得されれば、情報ＩＦから、インプリント処理の回数に応じたモールド１０の変形量を求めることができるため、インプリント処理（Ｓ９）の後のモールドアライメント（Ｓ１１）を省略することができる。なお、インプリント処理の回数に応じたモールド１０の変形量の傾向は、モールド１０とインプリント装置１００との組み合わせによって異なるため、インプリント処理の回数を重ねると、モールド１０の変形量が飽和することもある。

また、図９は、記憶部８０に蓄積されたモールドアライメントの結果の別の例を示す図である。図９では、縦軸は、モールドアライメントの結果（モールド１０のシフト量）を示し、横軸は、基板１の数、詳細には、基板１のショット領域の数（モールド１０の使用回数）を示している。図９では、２つの基板１のそれぞれに複数のショット領域が形成されている状態を示している。図９を参照するに、基板１のショット領域に対するインプリント処理を行うにつれて（インプリント処理の回数を重ねるにつれて）、モールド１０が一方向にシフトする傾向があることがわかる。このように、インプリント処理の回数に応じたモールド１０のシフト量の傾向を示す情報が取得される。

なお、モールド１０ごとに蓄積されているモールドアライメントの結果の傾向（平均）と、現在のモールドアライメントの結果との間に大きな差が生じている場合がある。このような場合には、モールド１０の搬送や保持、或いは、モールドアライメントやインプリント処理に異常が発生したと判断し、インプリント装置１００の動作を停止するとよい。

また、複数のモールド１０のそれぞれの形状の変化（変形量）に関する傾向を示す情報から、複数のモールド１０についてその傾向が生じているのか、特定のモールド１０のみ傾向が生じているのかを判断し、その後のメンテナンスを行ってもよい。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、複数のモールド１０（Ａ～Ｆ、或いは、Ｇ～Ｌ）について、その変形量の過去の傾向と比較した結果を示す図である。図１０（ａ）を参照するに、モールドＡ～Ｅについては、その変形量の過去の傾向との差が閾値（本実施形態では、０．２）に収まっているが、モールドＦについては、その変形量の過去の傾向との差が閾値を超えている。これは、モールドＦの変形量の傾向が、モールドＡ～Ｅの変形量の傾向と異なっていることを示している。このような場合には、モールドＥに異常が生じていると考えられるため、例えば、モールドＦに対してクリーニング処理などを行う。

また、図１０（ｂ）を参照するに、モールドＧ～Ｌの全てについて、その変形量の過去の傾向との差が閾値（本実施形態では、０．２）に収まっているが、全ての傾向が同一方向を示している。このような場合には、装置状態が経時的に変化していると考えられるため、例えば、モールドを保持するチャックに対してクリーニング処理などを行う。

図６に戻って、Ｓ１３では、インプリント処理が行われていないショット領域があるかどうかを判定する。インプリント処理が行われていないショット領域がある場合には、次のショット領域にインプリント処理を行うために、Ｓ８に移行する。一方、インプリント処理が行われていないショット領域がない場合には、Ｓ１４に移行する。

Ｓ１４では、インプリント処理が行われない基板１があるかどうかを判定する。インプリント処理が行われていない基板１がある場合には、次の基板１にインプリント処理を行うために、Ｓ２に移行する。一方、インプリント処理が行われていない基板１がない場合には、動作を終了する。

本実施形態によれば、インプリント処理の回数に応じたモールド１０の変形量に関する傾向を示す情報を取得する（Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２）。そして、かかる情報に基づいて、インプリント処理の回数に応じて形状調整部１０Ｍによりモールド１０の形状を補正しながらインプリント処理を行う（Ｓ８、Ｓ９）。具体的には、インプリント処理の回数に応じたモールド１０の変形量に関する傾向を示す情報から、インプリント処理の回数に対応するモールド１０の形状の変化量を求める。そして、かかる変化量を低減させるように、形状調整部１０Ｍによりモールド１０の形状を補正しながらインプリント処理を行う。このように、インプリント装置１００では、基板１のアライメントマークを検出することなく、モールド１０の形状を補正することができるため、生産性を維持しながら、モールド１０の形状を補正するのに有利である。従って、インプリント装置１００は、基板１にアライメントマークが形成されていない基板、例えば、ブランクモールドにマスターモールドのパターンを転写する、即ち、レプリカモールドを作成するのに特に好適である。同様に、インプリント装置１００は、基板上にファーストレイヤを作成するのにも好適である。

また、本実施形態では、インプリント処理によるモールド１０の形状の変化として、倍率成分やシフト成分を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、インプリント処理によるモールド１０の形状の変化は、倍率成分やシフト成分に加えて、台形成分などを含むものである。

インプリント装置１００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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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１１（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板１を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材が基板上に付与された様子を示している。

図１１（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド１０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に向け、対向させる。図１１（ｃ）に示すように、インプリント材が付与された基板１とモールド１０とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド１０と被加工材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モールド１０を介して照射すると、インプリント材は硬化する。

図１１（ｄ）に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド１０と基板１を引き離すと、基板上にインプリント材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、モールド１０の凹部が硬化物の凸部に、モールド１０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、インプリント材にモールド１０の凹凸のパターンが転写されたことになる。

図１１（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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図１１（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。

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。

１００：インプリント装置 １：基板 １０：モールド １０Ｍ：形状調整部 ３０：アライメントスコープ ７０：制御部

Claims (11)

1. モールド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処理を行うインプリント装置であって、
   前記モールドの形状を調整する調整部と、
   前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記インプリント処理に用いられた前記モールドの使用回数に応じた前記モールドの形状の変化に関する傾向を示す情報を取得し、前記情報に基づいて、前記モールドの使用回数に応じて前記調整部により前記モールドの形状を補正しながら前記インプリント処理を行うことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記モールドの形状を計測する計測部を更に有し、
   前記制御部は、前記基板上のインプリント材に前記モールドを接触させる前に前記計測部で計測された前記モールドの形状と、当該インプリント材から前記モールドを引き離した後に前記計測部で計測された前記モールドの形状との差から前記情報を取得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. 前記基板を保持するステージに設けられた基準マークを更に有し、
   前記計測部は、前記基準マークを基準とする前記モールドの形状を計測することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
4. 前記計測部で計測された前記モールドの形状を蓄積する記憶部を更に有し、
   前記制御部は、前記記憶部に蓄積された前記モールドの形状から前記情報を取得することを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記情報から、前記モールドを前記基板上のインプリント材に接触させた際に前記モールドに生じる、前記モールドの使用回数に対応する前記モールドの形状の変化量を求め、当該変化量を低減させるように、前記調整部により前記モールドの形状を補正しながら前記インプリント処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記変化量と、前記調整部に予め設定されるオフセット量とに基づいて、前記調整部により前記モールドの形状を調整する調整量を決定する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. 前記モールドは、マスターモールドであり、
   前記基板は、前記マスターモールドのパターンが転写されるブランクモールドである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. 前記制御部は、前記インプリント処理において、前記モールドを前記基板上のインプリント材に接触させる前に、前記調整部により前記モールドの形状を補正することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記制御部は、前記インプリント処理で用いられる複数のモールドのそれぞれについて、前記情報を取得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. 前記モールドの形状の変化は、倍率成分、シフト成分及び台形成分の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか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が形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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