JP6797627B2 - 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。

半導体デバイス等の製造のために基板上に微細なパターンを形成する装置として、インプリント装置が知られている。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。

特許文献１には、基板の下地パターンが形成された領域である被処理領域に光を照射することで、当該被処理領域を局所的に熱変形させるインプリント装置が開示されている。型の凹凸パターンが形成されている領域と被処理領域との形状差を低減させることで、下地パターンと被処理領域上に形成される硬化したインプリント材のパターンとの重ね合わせ精度を向上させることを目的としている。

特開平２０１３−１０２１３２

特許文献１に記載のインプリント装置では、予め設定された被処理領域の光吸収係数および材料の熱膨張係数と被処理領域の形状とに基づいて生成した照射量分布データに基づいて、被処理領域に光が照射される。しかし基板上に積層された各層の材料の組み合わせや形成すべきパターンの密度に応じて光の吸収率が予測した値とは異なると、被処理領域を予測通りに変形しづらくなる場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、精度良く被照射領域の形状を補正することができるインプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、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、前記基板上の被処理領域に光を照射して前記被処理領域を加熱する加熱手段と、前記加熱手段が前記被処理領域に照射すべき光の照射量分布を示す、照射量分布データを作成する作成手段と、前記被処理領域の、前記光の吸収に関する情報を計測する計測手段と、を有し、前記作成手段は、前記加熱手段により加熱する前の前記被処理領域の形状に基づいて仮作成された仮照射量分布データを、前記計測手段の計測結果を用いて補正して、前記照射量分布データを作成することを特徴とする。

本発明によれば、精度良く被照射領域の形状を補正することができる。

第１実施形態にかかるインプリント装置の構成を示す図である。 第１実施形態にかかる計測部の構成を示す図である。 反射率情報と補正係数の関係を示す図である。 第１実施形態にかかるインプリント方法を示すフローチャートである。 第２実施形態で用いる熱量分布について説明する図である。 第４実施形態にかかるインプリント装置の構成を示す図である。 第４実施形態にかかる計測方法を示すフローチャートである。 第５実施形態にかかるインプリント装置の構成を示す図である。 第５実施形態にかかるインプリント方法を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
（装置構成）
図１は、第１〜第３実施形態に係るインプリント装置１００の構成を示す図である。図１において、鉛直方向をＺ軸、当該Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する２軸をＸ軸及びＹ軸としている。インプリント装置１００は、基板１０上の被処理領域（被処理領域１１）１１に供給された光硬化性のインプリント材２０と型３０とを接触させた状態でインプリント材２０を硬化させることにより、被処理領域１１上にインプリント材２０のパターンを形成する。基板１０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、その表面に基板１０とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板１０は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。

被処理領域１１上にインプリント材２０のパターンを形成する形成手段として、インプリント装置１００は、照射部４０、型ステージ３１、基板ステージ１２、供給部５０を有する。

照射部４０は未硬化状態のインプリント材２０を硬化させるための紫外線４１を基板１０に向けて照射する。

型３０は、外周が矩形であり、その中心部には凹凸パターンが形成された矩形の型側パターン（型のパターン領域）３０ａを有する。型側パターン３０ａは、被処理領域１１とほぼ同じ大きさである。１回のインプリント材２０と型３０とを接触させる動作（押型動作）及び引き離し動作（離型動作）により、１つの被処理領域１１上に型側パターン３０ａの転写パターンが１つ形成される。

本実施形態では、被処理領域１１はショット領域と同じ大きさとする。ショット領域とは基板１０上に既に形成された下地パターンの単位領域であり、１つのショット領域のサイズは、例えば、２６×３３ｍｍ程度である。１つのショット領域にはユーザが希望するチップサイズのチップ領域が１つ又は複数形成される。

インプリント材２０が光硬化性である場合には、型３０は、紫外線４１と、後述の加熱機構６０から出射される加熱用の光（加熱光）６２とを透過する材料である。例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類の他、サファイアや窒化ガリウム、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレンなどのインプリント材である。あるいはこれらの任意の積層材でもよい。

型ステージ３１は、真空吸着力や静電気力により型３０を保持した状態で型３０をＺ軸方向に沿って移動させる。紫外線４１が基板１０に到達するように、型ステージ３１は中央部に開口領域３２を有する。押印動作およびインプリント材２０と型３０とを引き離す動作（離型動作）の際に、型３０を移動させる。

変形機構２３は、型３０に対して水平方向に外力を与えることにより、型３０を所望の形状に変形させる。これにより、被処理領域１１の形状と型側パターン３０ａの形状との差を低減させる。

基板ステージ１２は、真空吸着力や静電気力により基板１０を保持した状態でＸＹ平面内を移動する。例えば、被処理領域１１へのパターンの形成に際し、後述の供給部５０の下方の位置と型ステージ３１の下方の位置との間で基板１０を移動させる。

型ステージ３１や基板ステージ１２を移動させるための駆動機構（不図示）は、粗動駆動系や微動駆動系等、複数の駆動系から構成されていてもよい。また、型ステージ３１はＺ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び各軸周りの回転方向への駆動機構を備えていてもよい。基板ステージ１２はＸ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、その他の軸方向、及び各軸周りの回転方向への駆動機構を備えていてもよい。

押印動作および離型動作は、型ステージ３１および基板ステージ１２のうち少なくとも一方をＺ軸方向に移動させることで行えばよい。上述の駆動機構として、例えば、リニアモータやピエゾアクチュエータを用いてもよい。

供給部５０は、被処理領域１１上に未硬化状態のインプリント材２０を供給する。供給部５０はインプリント材２０の配置や量を調整可能である。インプリント材２０の配置や量は、型側パターン３０ａに形成されている凹凸パターンの密度等に応じて調整される。

加熱機構（加熱手段）６０は、光６２を照射して被処理領域１１を加熱する。これによって、被処理領域１１を目標形状に変形させる。加熱機構６０が被処理領域１１の形状を補正することで、被処理領域１１と型側パターン３０ａとの形状差を低減させる。

加熱機構６０は、光源６１と、光源から出射された光６２の照度分布や照射の時間帯を調整する調整器６３と、調整器６３からの光を基板１０に向けて偏向させるミラー６４とを有する。さらに、光源６１から出射された光を集光させる集光光学系（不図示）、当該集光光学系からの光の強度を均一化して調整器６３を照明するための均一照明光学系（不図示）を有する。均一照明光学系は、例えばマイクロレンズアレイ（不図示）等の光学素子を有する。

光６２は、インプリント材２０が硬化しない波長である。例えば紫外線４１の波長と異なる波長の光であって、４００〜１２００ｎｍの波長帯域に存在する光であることが好ましい。特に、型３０でほとんど吸収されずに基板１０上で吸収されやすい波長帯域の光であることが好ましい。紫外線４１の他にもインプリント装置１００で使用する光が有る場合は、当該光の波長帯域以外の波長の光であることが好ましい。あるいは、インプリント材２０が感光しづらい波長帯域の光であれば２００〜４００ｎｍの波長帯域の光であっても構わない。

調整器６３として、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いる。ＤＭＤは光を反射する複数のマイクロミラー（不図示）を有し、各マイクロミラーを、マイクロミラーの配列面に対して−１２度（ＯＮ状態）、あるいは＋１２度（ＯＦＦ状態）の角度で傾けることで、光６２の照射の有無が選択される。全てのマイクロミラーからＯＮ状態の場合の、光６２の照射領域のサイズは、理想的な被処理領域１１のサイズと同サイズである。

照射制御部６５はＣＰＵを有し、後述する制御部９０から指示された照射量分布データに基づいて、各マイクロミラーのＯＮ状態又はＯＦＦ状態の切り替えを選択的に制御する。

照射量分布データは、ＯＮ状態の各マイクロミラーからの光を被処理領域１１に照射する時間の長さ（タイミング）に関する情報と、同時刻に形成される被処理領域１１内の照度分布の情報とを含む。

ＯＮ状態のマイクロミラーが多いほど、また、光６２の照射時間が長いほど被処理領域１１への照射量は大きくなる。すなわち、被処理領域１１に付与する熱量が大きくなる。加熱機構６０は、照射時間を変化させることによる照射量の調整のかわりに、光６２の強度の変化させることで照射量を変化させてもよい。

加熱機構６０により照射量分布を付与することで、１つの被処理領域１１内に熱量分布が形成される。このように被処理領域１１を局所的に変形させ、所望の形状にする。

照射制御部６５は、さらに、光６２の出射のタイミングを制御する。なお、調整器６３として、複数の液晶素子に対する電圧を個別に制御することで照射量分布を変化させることが可能な液晶装置を使用してもよい。

ミラー６４は、紫外線４１の光路上にも配置されている。ミラー６４は、例えば、紫外線４１を透過し且つ光６２を反射するダイクロイックミラーである。

本実施形態において、被処理領域１１の光６２（加熱光）の吸収に関する情報を取得する手段は計測部７０である。また、光６２の吸収に関する情報は、被処理領域１１の光６２の反射率である。計測部７０は、被処理領域１１で反射させた光６２を受光することにより、被処理領域１１の反射率を計測する。

図２は、計測部７０の構成を示す図である。計測部７０は、被処理領域１１に計測光７１を投光する投光部７２と、被処理領域１１で反射された反射光７３を受光する受光部７４とを含む光学系７５を有する。さらに、受光部７４が受光した結果に基づいて被処理領域１１における反射率を算出する算出部７６を有する。

計測部７０が計測に用いる計測光７１の波長帯域は、少なくとも加熱機構６０が加熱に用いる光６２の波長帯域を含むことが好ましい。計測光７１の波長帯域が光６２の波長帯域に比べて十分に広範囲な場合（例えば白色光を用いた場合など）は、光６２の波長帯域に含まれるそれぞれの波長に対応する反射率を算出すればよい。反射率の値に波長に依存するばらつきがある場合は、平均化処理をしてもよい。

算出部７６は、計測光７１に対する反射光７３の強度比から、被処理領域１１の反射率を算出する。計測部７０によって計測される被処理領域１１の反射率とは、被処理領域１１の表面側を構成している材料層における反射率である。算出部７６によって算出された反射率は、制御部９０によって記憶部９２に記憶される。

観察部８０は、型側パターン３０ａに形成されているマーク８１と、被処理領域１１に形成されているマーク８２を観察する。マーク８１は型側パターン３０ａの少なくとも四隅に、マーク８２は被処理領域１１の少なくとも四隅に配置されている。観察部８０による観察結果に基づいて、後述の制御部９０が、型側パターン３０ａと被処理領域１１との形状を求めたり、型側パターン３０ａに対する被処理領域１１の相対位置ずれを求める。

制御部９０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを有しており、制御部９０に接続された、基板ステージ１２、型ステージ３１、照射部４０、供給部５０、照射制御部６５、計測部７０、観察部８０、および、記憶部９２を統括的に制御する。後述の図４のフローチャートに示すプログラムにしたがってインプリント処理を実行する機能を有する。

制御部９０は、観察部８０によるマーク８１、８２の観察結果に基づいて、型側パターン３０ａと被処理領域１１との形状を求める。さらに、型側パターン３０ａと被処理領域１１の形状差から、型側パターン３０ａの形状補正量と被処理領域１１の形状補正量を算出する。

さらに、制御部９０は作成手段としての機能を有し、加熱機構６０が被処理領域１１に照射する光６２の照射量分布を示す、照射量分布データを作成する。このとき、加熱機構６０により加熱する前の被処理領域１１の形状に基づいて仮作成した仮照射量分布データを、計測部７０による計測結果を用いて補正することにより照射量分布データを作成する。

仮照射量分布データは、被処理領域１１の形状、基板１０の構造や構成材料の物性値から算出される、光６２の吸収率及び熱膨張係数等に基づいて理論的に算出されたデータである。照射量分布データの作成方法については後で詳述する。制御部９０は、補正に際して必要な補正係数（補正値）を、計測部７０による計測結果に基づいて決定する。

制御部９０が作成する照射量分布データは、型側パターン３０ａと被処理領域１１の形状差を低減させる照射量分布データである。

記憶部９２は、制御部９０により読み取り可能なハードディスク（記憶媒体）等で構成される。記憶部９２は、図３に示すような、反射率（Ａ１、Ａ２、・・・Ａｎ）と補正係数（α１、α２、・・・αｎ）とを対応づけて記憶する。

被処理領域１１において吸収されなかった光が反射されるため、反射率は吸収率と相関関係にある。例えば、吸収率＝１−（反射率）により得られる。そこで、補正係数を、仮照射量分布データの作成に用いられる被処理領域１１における光６２の吸収率Ｉと、計測部７０の計測した反射率に基づいて決定された、被処理領域１１における光（加熱光）６２の吸収率Ｉ’と、の比Ｉ／Ｉ’とする。あるいは、記憶部９２に予め設計値として記憶された光６２の吸収率と、計測部７０を用いて計測した反射率から制御部９０が算出して得られた吸収率との差でもよい。図３のような対応表（テーブル）ではなく、反射率と補正係数との関係を示す関数を記憶していてもよい。

さらに記憶部９２は、図４のフローチャートに示すプログラムを記憶している。

（インプリント方法）
図４は、本実施形態にかかるインプリント方法を示すフローチャートである。制御部９０からの指示に基づいて、制御部９０と接続されている各構成部材が以下の動作を行う。本実施形態では、１箇所で計測した反射率は、その計測箇所を含む被処理領域１１内、および計測した被処理領域１１のある基板１０と同一の基板上の他の被処理領域１１においても同じ反射率と同じとする。

被処理領域１１が計測部７０の下方に位置決めされた状態で、計測部７０が被処理領域１１の反射率を計測する（Ｓ１０１）。計測により得られた反射率は制御部９０によって記憶部９２に記憶される。

供給部５０が、被処理領域１１上にインプリント材２０を供給する（Ｓ１０２）。基板ステージ１２により、被処理領域１１が型３０の下に位置決めされる。そして、観察部８０によるマーク８１とマーク８２との観察結果に基づいて、制御部９０が型側パターン３０ａの形状と被処理領域１１の形状差を求める（Ｓ１０３）。なお、型側パターン３０ａの形状と被処理領域１１との形状差は、インプリント装置１００の外部で事前に求めたものであってもよい。例えば、外部で計測された被処理領域１１の形状と、型側パターン３０ａの設計値とに基づいて得られた型側パターン３０ａの形状との差であってもよい。

制御部９０は、型側パターン３０ａと被処理領域１１の形状差から、変形機構２３による型側パターン３０ａの形状補正量と加熱機構６０による被処理領域１１の形状補正量とをそれぞれ算出する（Ｓ１０４）。この際、補正後の型側パターン３０ａの形状と補正後の被処理領域１１の形状とが一致又は補正後の型側パターン３０ａの形状と補正後の被処理領域１１との形状差が低減するように、それぞれの形状補正量を算出する。

変形機構２３が型側パターン３０ａに外力を与えると、型３０は力を加えられた方向に変形するとともに、ポアソン比にしたがって外力の与えられた方向とは垂直方向に応力が生じる。被処理領域１１の形状補正量は、当該ポアソン比にしたがって生じた型側パターン３０ａの変形も加味して決定することが好ましい。この場合、変形機構２３のみで形状補正した場合に比べて型側パターン３０ａと被処理領域１１との形状差の高次成分を低減することができる。

制御部９０は、Ｓ１０４で算出された被処理領域１１の形状補正量や被処理領域１１の材料の吸収率、熱膨張係数等の情報を用いて、加熱機構６０により付与する熱量を示す仮照射量分布データＦ（ｘ、ｙ、ｔ）を作成する（Ｓ１０５）。

制御部９０は、記憶部９２に記憶されている反射率を読み出し、反射率と補正係数の関係を参照しながら仮照射量分布データの補正に用いる補正係数を決定する（Ｓ１０６）。補正係数の決定は、Ｓ１０１以降Ｓ１０６の前までであればどのタイミングで行ってもよい。

制御部９０は、仮照射量分布データＦ（ｘ、ｙ、ｔ）に対して、Ｓ１０５で決定された補正係数αを乗じる演算を含む演算処理をして照射量分布データＦ’（ｘ、ｙ、ｔ）を作成する（Ｓ１０７）。例えば、Ｆ’＝α×Ｆを算出することによって作成する。仮照射量分布データＦ（ｘ、ｙ、ｔ）に対して補正係数を乗じる演算を行う前後に、所定の数をオフセットとして差し引いたり、所定の数を乗じる、等のその他の演算処理を行ってもよい。

Ｓ１０７で得られた補正後の照射量分布に基づいて加熱機構６０が被処理領域１１を加熱させる。これにより、被処理領域１１が所定の方向に延伸して、形状が補正される（Ｓ１０８）。なお、被処理領域１１の表面側でのみ光が吸収された場合であっても、そこで生じた熱が基板１０にも伝熱するため結果として基板１０とともに延伸することとなる。

変形機構２３が、Ｓ１０４で得られた型３０の形状補正量に基づき型３０に外力を与える。これにより、型側パターン３０ａの形状が、所望の形状に補正される（Ｓ１０９）。Ｓ１０８とＳ１０９の工程により、型側パターン３０ａの形状と被処理領域１１の形状との差が、Ｓ１０３の段階よりも低減する。なお、Ｓ１０８とＳ１０９の工程はどちらが先に行われてもよい。

押型動作として、型ステージ３１が型３０を下降させて、型３０をインプリント材２０に接触させる（Ｓ１１０）。Ｓ１０８およびＳ１０９の少なくとも一方の工程の前に、Ｓ１１０の押印動作を行ってもよい。型側パターン３０ａの凹部にインプリント材２０が充填される。

照射部４０は、加熱機構６０が照射量分布データに基づいて被処理領域１１に光６２を照射して被処理領域１１を熱変形させ、かつインプリント材２０と型３０とを接触させた状態で、紫外線４１を照射する。これにより、インプリント材２０を硬化させる（Ｓ１１１）。硬化後、離型動作として、型ステージ３１が型３０を上昇させてインプリント材２０から型３０を引き離す（Ｓ１１２）。これにより、被処理領域１１上に、型側パターン３０ａの凹凸部にならった３次元形状のインプリント材２０のパターンが形成される。

制御部９０は、次にパターンを成型すべき被処理領域１１が有るかどうか判断し（Ｓ１１２）、無い（Ｎｏ）と判断した場合は本プログラムを終了し、基板１０の搬出処理を行う。Ｓ１１２で、有る（Ｙｅｓ）と判断した場合は、Ｓ１０２〜Ｓ１１２を繰り返し行う。制御部９０は、新たな被処理領域１１の反射率として、Ｓ１０１で計測された反射率を使用する。

前述のインプリント処理を、同一ロットの基板のうち一番初めに処理する基板にのみ実行してもよい。この場合、同一ロット内の後続の基板１０についてはＳ１０１における反射率の計測工程を省略してインプリント処理を行う。計測部７０は、新しい材料層が積層される度に、反射率を計測してもよい。

このように、制御部９０は、計測部７０による計測結果に基づいて仮照射量分布データを補正することによって、加熱機構６０が被処理領域１１の加熱に用いる照射量分布データを作成する。仮照射量分布データの算出時に想定した被処理領域１１における光６２の吸収率と、光６２の実際の吸収率が異なる場合であっても、基板１０の下地パターンの材料の組み合わせやパターン密度に依らず吸収率の誤差による影響を補正することができる。これにより、精度良く被処理領域１１の形状を補正することができ、高い重ね合わせ精度でインプリント処理によるパターンを形成することができる。

［第２実施形態］
本実施形態において、被処理領域１１の光６２の吸収に関する情報を取得する手段は計測部７０である。また、光６２の吸収に関する情報は、被処理領域１１の光６２の反射率である。

反射率は、被処理領域１１において形成されている回路パターンの密度によって異なる。例えば、パターン密度の大きい場所では反射率が大きく、パターン密度の小さい場所では反射率が小さいことがある。本実施形態では、作成手段が、計測部７０が１つのチップ領域９５内における複数箇所で反射させた反射光７３を受光することにより当該複数箇所のそれぞれでの反射率を計測する。制御部９０は、計測部７０のそれぞれの被処理領域１１における計測結果に基づいて仮照射分布データを補正して、照射量分布データを作成する。

図５は、１つの被処理領域１１と被処理領域１１に含まれる４つのチップ領域（複数のチップ領域）９５を示す図である。

本実施形態のインプリント方法は、第１実施形態とほぼ同様である。図４のフローチャートのＳ１０１において計測部７０は、少なくとも一つのチップ領域９５内において複数箇所の反射率を計測する。例えばチップ領域９５を仮想的に分割した分割領域である領域９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄでそれぞれ反射率を計測する。

制御部９０は、計測部７０の計測結果に基づいて領域９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄのそれぞれの領域に対応する計４つの補正係数α１、α２、α３、α４を求める。補正係数α１、α２、α３、α４を用いて領域９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄのそれぞれの領域における仮照射量分布データを補正する。

このように、このように、制御部９０は、計測部７０による計測結果に基づいて仮照射量分布データを補正することによって、加熱機構６０が被処理領域１１の加熱に用いる照射量分布データを作成する。これにより、第１実施形態と同様、精度良く被処理領域１１の形状を補正することができる。さらに、チップ領域９５内でのパターン密度の違いにより異なる反射率の情報を用いて照射量分布データを作成するため、第１実施形態よりも重ね合わせ精度を向上させることができる。

チップ領域９５内でさらに多くの箇所で反射率を計測し、反射率の分布関数を求め、当該反射率の分布関数に基づいて照射量分布を決定してもよい。

［第３実施形態］
本実施形態において、被処理領域１１の光６２の吸収に関する情報を取得する手段は計測部７０である。また、光６２の吸収に関する情報は、被処理領域１１の光６２の反射率である。

同一の基板１０の面内においても、被処理領域１１の表面状態が被処理領域１１ごとに異なり、光の吸収率もばらついてしまう。本実施形態は同一の基板１０の面内の吸収率のばらつきに鑑み、計測部７０は、複数の被処理領域１１のそれぞれで反射させた光を受光することにより複数の被処理領域１１のそれぞれでの反射率を計測する。制御部９０は、それぞれの被処理領域１１における計測部７０の計測結果に基づいて照射量分布データを作成する。

すなわち、制御部９０は、反射率の計測されたそれぞれの被処理領域１１に対応する補正係数を決定し、当該補正係数を用いて仮照射分布データを補正することで、被処理領域１１ごとの照射量分布データを作成する。

Ｓ１０１の工程で、基板１０の代表的な複数の代表的な被処理領域１１のみので反射率を計測してもよい。制御部９０が、当該代表的な被処理領域１１における反射率の計測結果から、基板１０の面内のその他の箇所における反射率を補完する演算を施して、基板１０の面内の反射率分布を算出することで、計測点以外での反射率も算出することができる。これにより、全ての被処理領域１１の反射率を計測する場合よりも計測時間、および型３０の下方のインプリント位置と計測部７０による計測位置との間の基板ステージ１２の往復駆動の時間を短縮することができる。

このように、制御部９０は、計測部７０による計測結果に基づいて仮照射量分布データを補正することによって、加熱機構６０が被処理領域１１の加熱に用いる照射量分布データを作成する。これにより、第１実施形態と同様、精度良く被処理領域１１の形状を補正することができる。さらに、複数の被処理領域１１のそれぞれの領域において光の吸収率が異なる場合であっても、それぞれの被処理領域１１の形状を精度良く補正することができる。

［第４実施形態］
図６は第４実施形態に係るインプリント装置２００の構成を示す図であり、被処理領域１１の光６２の吸収に関する情報を取得する手段はスプレッドカメラ２１０である。また、光６２の吸収に関する情報は、被処理領域１１の光６２の反射率である。

スプレッドカメラ２１０は、基板１０上の被処理領域１１に供給されたインプリント材２０と型３０と接触状態を観察するカメラである。インプリント材２０を介した型３０と基板１０の接触状態を観察することで、パーティクルや未充填による欠陥箇所を特定する。スプレッドカメラ２１０は、光源、撮像素子、光学系および処理部（いずれも不図示）を有する。スプレッドカメラ２１０の光源は、インプリント材２０が感光しない波長の光２２０を発するＬＥＤなどが用いられ、撮像素子にはＣＣＤセンサなどの二次元センサが用いられる。光学系は、光源からの光２２０を基板１０の被処理領域１１を含む領域を均一に照明する照明光学系と、基板１０と撮像素子とを光学的に共役にするような結像光学系とを含む。光源から射出された光２２０は、紫外線４１の光路上に配置されたミラー２３０及びミラー６４を透過し、型３０を透過して被処理領域１１を照明する。光２２０の波長帯域は、光６２の波長を含む。

スプレッドカメラ２１０の処理部は、撮像素子で得られた画像を処理して、光２２０に対する被処理領域１１の反射率を算出する。さらに、撮像素子で得られた画像を処理して、インプリント材２０と型側パターン３０ａの間へのパーティクルの挟み込みおよび型側パターン３０ａへのインプリント材の未充填欠陥を検出する。

ミラー２３０は、紫外線４１を被処理領域１１に向けて反射し且つ光２２０を透過する。ミラー２３０として、例えば、ダイクロイックミラーが使用される。

インプリント装置２００において、インプリント装置１００と同一の部材には同一の符号が付されている。インプリント装置１００と共通の構成部材の詳細な説明は省略する。

本実施形態にかかるインプリント方法は、第１実施形態とは反射率の計測方法と補正係数の決定方法とが異なる。図４のＳ１０１の代わりに行う工程を、図７の反射率の計測方法を示すフローチャートを用いて説明する。フローチャートが示すプログラムにしたがって、制御部９０は各構成部材に以下の動作をさせる。

なお、記憶部９２には、予めスプレッドカメラで計測した、反射率が既知のベアウエハ（材料層が形成されていない基板、較正用基板）の反射光強度分布が較正用に記憶されている。当該較正用の反射光強度分布は、スプレッドカメラ２１０の撮像素子が被処理領域１１に対して、光６２を均一な照度分布で照射したときの反射光から得られた強度分布である。

まず、供給部５０が、被処理領域１１上にインプリント材２０を供給する（Ｓ２０１）。押型動作として、型ステージ３１が型３０を下降させて、型３０とインプリント材２０とを接触させる（Ｓ２０２）。

加熱機構６０を制御し、光６２を均一な照度分布で被処理領域１１に照射する。被処理領域１１からの反射光強度分布をスプレッドカメラ２１０で計測する（Ｓ２０３）。制御部９０は、記憶部９２に記憶されている較正用の反射光強度分布から、Ｓ２０３で得られた反射光強度分布を反射率に換算し、実測値に基づいて算出された当該反射率を記憶部９２に記憶させる（Ｓ２０４）。Ｓ２０４において較正用の反射光強度分布に加え、較正用基板の既知の反射率を用いてもよい。

照射部４０が紫外線４１を被処理領域１１に照射してインプリント材２０を硬化させる（Ｓ２０５）。硬化後、型ステージ３１が型３０を上昇させて離型動作を行う（Ｓ２０６）。以上で、図７のフローチャートのプログラムを終了する。

本プログラムで得られた反射率を用いて、Ｓ２０１〜Ｓ２０６で使用した被処理領域１１以外の被処理領域に対して前述のＳ１０２〜Ｓ１１３を実行する。すなわち、スプレッドカメラ２１０で計測した被処理領域１１における光の吸収に関する情報である反射率から得られた補正係数によって仮照射量分布データを補正することで、被処理領域１１を加熱変形させるための照射量分布データを決定する。

これにより、Ｓ１０２〜Ｓ１１３のインプリント処理では基板１０上に積層された材料層や当該材料層に既成のパターンに依らず被処理領域１１を精度良く形状を補正することができる。Ｓ１０２〜Ｓ１１３でパターンの形成される被処理領域１１における重ね合わせ精度を向上させることができる。さらに、Ｓ１０８と同じ条件、すなわち、型３０およびインプリント材２０を透過した光を用いて反射率を計測することで、インプリント材２０の光６２の透過率の影響も含めた反射率の情報を計測できる。これにより、第１実施形態よりも重ね合わせ精度を向上させることができる。

なお、制御部９０は、Ｓ２０４の工程を、Ｓ２０５，２０６の工程と並行して行ってもよい。あるいは、計測方法に継続して行われるＳ１０２〜１０５の工程と並行して行ってもよい。

Ｓ１０２〜Ｓ１１３の工程において、スプレッドカメラ２１０の撮像素子による受光結果に基づいて、スプレッドカメラ２１０の処理部はパーティクルの挟み込みや型側パターン３０ａへのインプリント材の未充填などの欠陥の有無を確認してもよい。さらに、欠陥があればその情報を制御部９０を介して記憶部９２に記憶してもよい。

なお、較正用の反射光強度分布の計測は、スプレッドカメラ２１０の光源から出射された光に対することで取得してもよい。また、較正用の反射光強度分布時とｓ１０３の工程時に、均一照度の光ではなく、仮照射分布データで照射することで得られた反射光強度分布でもよい。

本実施形態の変形例として、光６２の吸収に関する情報がスプレッドカメラ２１０を用いて得られた反射光強度であってもよく、この場合に紫外線４１の反射率を求めずに較正用基板と測定対象の基板との反射光強度の比を用いて仮照射量分布データを補正してもよい。あるいは、光６２の吸収に関する情報がスプレッドカメラ２１０を用いて得られた反射光強度から求めた、紫外線４１の吸収率でもよい。

［第５実施形態］
図８は第５実施形態に係るインプリント装置３００の構成を示す図であり、被処理領域１１の光６２の吸収に関する情報を取得する手段は赤外線カメラ２１０である。また、光６２の吸収に関する情報は、被処理領域１１からの赤外線（放射光）である。

赤外線カメラ３１０は、赤外光を検出する検出器、光学系、および検出結果を処理する処理部（いずれも不図示）を有する。赤外線カメラ３１０の検出器は、赤外線に感度のある素子が二次元状に複数配列された赤外線センサである。赤外線カメラ３１０の光学系は、基板１０と検出器とを光学的に共役にする結像光学系である。赤外線カメラ３１０は、加熱機構６０により加熱された被処理領域１１から放射される赤外光（放射光）を検出する。赤外線カメラ３１０の処理部は、検出器の検出結果に基づいて温度分布を求めたり、仮照射量分布データの補正係数を算出する。

ミラー３３０は紫外線４１を反射し且つ光２２０を透過する。ミラー３３０として、例えば、ダイクロイックミラーが使用される。

インプリント装置３００において、インプリント装置１００と同一の部材には同一の符号が付されている。インプリント装置１００と共通の構成部材の詳細な説明は省略する。

図９は、本実施形態にかかるインプリント方法を示すフローチャートである。当該フローチャートに示すプログラムに従ってなされた制御部９０からの指示に基づいて、各部材が以下の動作を行う。

供給部５０が、被処理領域１１上にインプリント材２０を供給する（Ｓ３０１）。押型動作として、型ステージ３１が型３０を下降させて、型３０とインプリント材２０とを接触させる（Ｓ３０２）。

続いて、観察部８０がマーク８１とマーク８２とを観察することにより、被処理領域１１の形状を計測する（Ｓ３０３）。型側パターン３０ａと被処理領域１１の形状差から、制御部９０は変形機構２３による型側パターン２３の形状補正量と加熱機構６０による被処理領域１１の形状補正量をそれぞれ算出する（Ｓ３０４）。

Ｓ３０４で算出された被処理領域１１の形状補正量や、設計上の被処理領域１１の材料の吸収率、熱膨張係数等の情報を用いて、加熱機構６０により付与するための仮照射量分布データを作成する（Ｓ３０５）。また、仮照射量分布データに基づいて被処理領域１１に光６２を照射したときの温度分布を計算し、仮照射量分布と関連付けて記憶部９２に記憶しておく。

変形機構２３が、Ｓ３０４で得られた型３０の形状補正量に基づき型３０に外力を与えて所望の形状に補正する（Ｓ３０６）。

Ｓ３０５で得られた仮照射量分布データに基づいて加熱機構６０が被処理領域１１に光６２を照射して、被処理領域１１の形状を補正する（Ｓ３０７）。

Ｓ３０７によって被処理領域１１が昇温することによって被処理領域１１放出された赤外光を赤外線カメラ３１０によって計測する（Ｓ３０８）。

制御部９０は、Ｓ３０５で記憶部９２に記憶させた仮照射量分布データと温度分布（放射率分布）との関係に基づき、Ｓ３０８で計測され被処理領域１１の温度分布が、所望の温度分布になっているか判定する（Ｓ３０９）。所望の温度分布になっていない（ＮＯ）と判断した場合は、Ｓ３０５に戻り、所望の温度分布になるように放射率を補正係数として仮照射量分布データを補正して照射量分布データを作成する（Ｓ３０９ａ）変形機構２３、加熱機構６０、赤外線カメラ３１０はＳ３０９で所望の温度分布になっている（ＹＥＳ）と判定されるまでＳ３０５〜Ｓ３０９を繰り返し行う。Ｓ３０９において所望の温度分布になっている（ＹＥＳ）と判断した場合は、Ｓ３１０の処理に進む。

照射部４０が紫外線４１を基板１０上に照射して、インプリント材２０を硬化させる（Ｓ３１０）。硬化後、離型動作として、型ステージ３１が型３０を上昇させてインプリント材２０から型３０を引き離す（Ｓ３１１）。これにより、被処理領域１１の表面には、型側パターン３０ａの凹凸部にならった３次元形状のインプリント材２０のパターンが成型される。

制御部９０は、次にパターンを成型すべき被処理領域１１が有るかどうか判断し（Ｓ３１２）、無い（Ｎｏ）と判断した場合は本プログラムを終了し、基板１０の搬出処理を行う。Ｓ３１２で、有る（Ｙｅｓ）と判断した場合は、Ｓ３０１〜Ｓ３１２を繰り返し行う。

赤外線カメラ２３０で被処理領域１１から放出された赤外線を受光した結果を用いて仮照射量分布データを補正することにより、基板１０上に積層された材料層や当該材料層に既成のパターンに依らず被処理領域１１を精度良く形状を補正することができる。さらにパターンの形成される被処理領域１１における重ね合わせ精度を向上させることができる。

なお上記では、Ｓ３０９ａにおいて所望の温度分布とＳ３０８で計測差ｓれ多温度分布との比率を算出し、当該比率を照射量分布に係数として乗じてもよい。また、あらかじめ実験やシミュレーションによって温度分布と照射量分布とが関連付けて記憶されたデータベースを用意しておき、所望の温度分布になるような照射量分布を選択してもよい。

また、本実施形態では、インプリント装置３００内の赤外線カメラ３１０により温度分布を計測することについて記載したが、インプリント装置３００外で計測してもよい。例えば、加熱機構６０と同じ波長を有する光源を用いて照射光量分布が既知の光を基板１０に照射したときの温度分布を赤外光を検出することにより赤外線カメラで計測してもよい。さらに、本実施形態のＳ３０９では、被処理領域１１の所望の温度分布を判定基準として照射量分布にフィードバックする制御をしたが、オープン制御であってもよい。また、観察部８０による観察結果に基づく、型側パターン３０ａと被処理領域１１との形状差、相対位置ずれを判定基準としてもよい。例えば、Ｓ３０３における型側パターンと被処理領域１１の形状計測、およびＳ３０４における型と被処理領域１１の補正量の算出がＳ３０５〜Ｓ３０９の間に常時行い、仮照射量分布データ３０５を随時更新してもよい。そして、Ｓ３０６、Ｓ３０７の型側パターンと被処理領域１１の補正の結果を観察部８０で計測し、補正残差を最小二乗法などで最小化するように補正係数を算出する。そして、求めた補正係数に基づいて照射量分布を算出する。

なお、インプリント装置３００では、温度分布に基づいて補正係数を決定するのではなく、当該温度分布を被処理領域１１における光の吸収分布に変換した上で吸収率分布から仮照射量分布データを補正する補正係数を決定してもよい。

［第６実施形態］
計測部７０又はスプレッドカメラ７０を用いて計測して得られた代表的な反射率を光６２の吸収率に換算して、制御部９０は仮照射量分布データを作成する。被処理領域１１の光６２の吸収に関する情報を計測することにより、設計上予測された吸収率を用いる場合に比べてより精度良く被処理領域１１の形状を補正可能な仮照射量分布データを作成できる。仮照射量分布データで被処理領域１１の形状補正を精度良くできる場合は、仮照射量分布データをそのまま照射量分布データとして用いてインプリント処理を行ってもよい。或いは、第１〜第５実施形態と同様に、制御部９０は、基板１０のロット単位ごとの光６２の吸収率のばらつき、基板１０の面内の光６２の吸収率のばらつき、チップ領域ごとの光６２の吸収率のばらつきを低減するように、仮照射量分布データを補正して照射量分布を作成してもよい。

［その他の実施形態］
第１〜第５実施形態において、型側パターンと被処理領域の形状の計測、及び、型側パターンと被処理領域の形状の補正量の算出は押型動作の後で行ってもよい。

基板１０には平坦化を目的とした吸収率の高い膜がインプリント材２０の層の直下の層に成膜されていてもよい。基板１０を変形させやすくなる。当該膜は、例えばＳＯＣ（Ｓｐｉｎ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ）膜やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ）膜である。

第１〜３実施形態及び第５実施形態において、パーティクル検出やインプリント材２０の未充填欠陥の検出目的でスプレッドカメラが配置されていてもよい。

被処理領域１１の形状に基づいて決定される仮照射量分布を補正する補正値は、仮照射量分布に対して乗じる値でなくてもよい。仮照射量分布に対して演算処理を施す際に用いられる値であればよい。また、補正値は複数点における補正値の平均値を用いてもよい。

第１〜第３実施形態にかかるインプリント方法において、計測部７０がインプリント装置１００外に配置されていてもよい。例えば、インプリント装置１００の外部に配置された反射率計測器（不図示）を用いて、基板１０の搬入前に被処理領域１１の反射率を計測してもよい。インプリント装置１００の外部で反射率を計測した場合は、計測結果を有線又は無線の回線を介して、又はユーザによる入力によって、記憶部９２に記憶させる。制御部９０は記憶部９２から反射率を取得する。制御部９０は、計測部７０から直接反射率を取得してもよい。

実施形態にかかるインプリント方法において、制御部９０の機能のうち、照射量分布データを作成する作成手段としての機能を有する装置がインプリント装置１００の外部にあってもよい。制御部９０が作成した照射量分布が、記憶情報媒体や有線又は無線通信によって記憶部９２に送られてもよい。制御部９０に含まれる機能は、それぞれの機能が備わっているのであれば、一つの制御基板上に設けられていても、別個の制御基板上に設けられていてもよい。

型側パターン３０ａの形状と被処理領域１１の形状は、図４のフローチャートに示すインプリント処理の前に、予め計測した結果であってもよい。この場合、Ｓ１０３の工程では、予め計測した結果を記憶部９２から読み出す工程とする。

型３０の形状補正は行わずに、被処理領域１１の熱変形による形状補正のみを実行してもよい。

計測部７０のうち算出部７６としての機能を実行する制御基板が、制御部９０を構成する制御基板と同一の制御基板上に配置されていてもよい。

インプリント材２０として、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、放射線、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、光や放射線の照射により、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り基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって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。
よい。

［物品製造への適用］
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。

硬化物のパターンを一時的に用いる場合、基板１０を加工する工程とし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。

さらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、インプリント材剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を施してもよい。

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。

１０ 基板
１１ 被処理領域
１２ 基板ステージ
２０ インプリント材
３０ 型
４０ 照射部
４１ 紫外線（光）
５０ 供給部
６０ 加熱機構（加熱手段）
７０ 計測部（計測手段）
９０ 制御部（作成手段）
９２ 記憶部
１００ インプリント装置
２１０ スプレッドカメラ（計測手段）
３１０ 赤外線カメラ（計測手段）

Claims (12)

1. 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、
   前記基板上の被処理領域に光を照射して前記被処理領域を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段が前記被処理領域に照射すべき光の照射量分布を示す、照射量分布データを作成する作成手段と、
   前記被処理領域の、前記光の吸収に関する情報を計測する計測手段と、を有し、
   前記作成手段は、前記加熱手段により加熱する前の前記被処理領域の形状に基づいて仮作成された仮照射量分布データを、前記計測手段の計測結果を用いて補正して、前記照射量分布データを作成することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記計測手段は、前記被処理領域で反射された前記光の反射光を受光することにより、前記情報を計測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. 前記計測手段は、前記型を透過した前記反射光を受光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. 前記計測手段が計測に用いる光の波長帯域は、前記加熱手段が加熱に用いる光の波長を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記計測手段は、前記被処理領域に前記光を照射することで生じた前記被処理領域からの放射光を受光することにより、前記情報を計測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。
6. 前記作成手段は、前記計測手段の記計測結果に基づいて決定された補正値を前記仮照射量分布データに乗じる演算を含む演算処理をして前記照射量分布データを作成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記作成手段は、前記計測手段の記計測結果に基づいて決定された補正値を前記仮照射量分布データに乗じる演算を含む演算処理をして前記照射量分布データを作成し、
   前記加熱手段が加熱に用いる光は加熱光であって、
   前記補正値は、前記仮照射量分布データの作成に用いられた、前記被処理領域における前記加熱光の吸収率と、前記計測手段の計測した反射率に基づいて決定された、前記被処理領域における前記加熱光の吸収率と、の比であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記基板上には複数の前記被処理領域があり、前記計測手段は、前記複数の被処理領域のそれぞれで反射させた光を受光することにより前記複数の被処理領域のそれぞれでの反射率を計測し、
   前記作成手段は、前記計測手段のそれぞれの前記被処理領域における計測結果に基づいて前記照射量分布データを作成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記被処理領域は複数のチップ領域を含み、前記計測手段は、１つの前記チップ領域内の複数箇所で反射させた光を受光することにより前記複数箇所それぞれでの反射率を計測し、前記作成手段は、前記計測手段の前記チップ領域における計測結果に基づいて前記照射量分布データを作成すること特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 前記照射量分布データは、前記型のパターン領域と前記被処理領域の形状差を低減させる照射量分布データであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 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方法であって、
    基板上の被処理領域にインプリント材を供給する工程と、
    前記被処理領域の、前記被処理領域を加熱する光の吸収に関する情報を計測する工程と、
    加熱をする前の前記被処理領域の形状に基づいて、前記被処理領域を照射する光の照射量分布を示す仮照射量分布データを作成する工程と、
    前記工程で作成された前記仮照射量分布データを、前記計測する工程で得られた計測結果を用いて補正して、照射量分布データを作成する工程と、
    作成した前記照射量分布データに基づいて前記光を照射して前記被処理領域を変形させ、かつ前記インプリント材と型とを接触させた状態で前記インプリント材を硬化させることにより前記被処理領域上に前記インプリント材のパターンを形成する工程と、を有するインプリント方法。
12. 請求項１１に記載のインプリント方法を用いて基板上に前記インプリント材のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。