JP7179655B2 - 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、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、インプリント方法、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品を製造する方法として、型（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方法が知られている。インプリント方法は、基板上にインプリント材を供給し、供給されたインプリント材と型を接触させる（押印）。そして、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、基板上のショット領域に供給されたインプリント材と型を接触させる際に、インプリント材と型に押圧力を加えるため、インプリント材がショット領域の外側に広がるように移動する。この時、ショット領域の外側や基板端の外側、型のパターン領域の外側にインプリント材がはみ出る恐れがある。

特許文献１には、基板上のショット領域に供給されたインプリント材と型を接触させる際に、パターン形成領域の外側にＵＶ光を照射して、パターン形成領域の外にはみ出そうとするインプリント材を硬化させることが開示されている。これによって、特許文献１のインプリント装置はインプリント材のパターン形成領域外へのはみ出しを防止する。

特開２０１３－６９９１８号公報

インプリント装置において、パターン形成領域の外にはみ出そうとするインプリント材を硬化させるためには、パターン形成領域の外周位置に精度良く、ＵＶ光を照射する必要がある。この為、ＵＶ光をパターン形成領域の位置に合わせて照射するために、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などの空間光変調素子を介して、ＵＶ光の照射パターンを形成する方法が考えられる。

しかし、型の搬送誤差などの影響で空間光変調素子からのＵＶ光の照射位置に対して型のパターン形成領域が位置ずれすることにより、インプリント材のはみ出しを低減することができない恐れがあった。

そこで、本発明は、空間変調素子からの光の照射位置と型のパターン形成領域の位置ずれを低減することによって、インプリント材のはみ出しを低減するインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明のインプリント装置は、パターン形成領域を有する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、前記型の前記パターン形成領域の位置を計測する型計測部と、前記基板上に照射する照射光の強度分布を制御する光変調素子と、前記照射光の位置を計測する照射光計測部と、前記型計測部による前記パターン形成領域の位置の計測結果と前記照射光計測部による前記照射光の位置の計測結果に基づき、前記パターン形成領域の位置に対して前記照射光の位置を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、空間変調素子からの光の照射位置と型のパターン形成領域の位置ずれを低減することによって、インプリント材のはみ出しを低減するインプリント装置を提供することができる。

インプリント装置を示した図である。 第１実施形態のパターン照明部を示した図である。 第１実施形態のセンサ部を示した図である。 第１実施形態のセンサ部と型のパターン部を示した図である。 第１実施形態のインプリント処理のフローチャートである。 第１実施形態の型と空間光変調素子の位置合わせを示す図である。 第２実施形態の型と空間光変調素子の照射パターン制御を示す図である。 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１の構成を示す概略図である。図１を用いてインプリント装置１の構成について説明する。ここでは、基板１５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１は、基板上に供給されたインプリント材１６を型１４（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１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１について説明する。

インプリント材１６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、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、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１６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。

基板１５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。

本実施形態のインプリント装置１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、基板上のインプリント材に対して光を照射する露光照射部の光軸に平行な方向（型１４をインプリント材に押し付ける方向）をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において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１は、硬化光照射部２と、型保持機構３と、基板ステージ４と、塗布部５と、パターン光照射部６と、センサ部７と、制御部８と、アライメント計測部９とを有する。また、インプリント装置１は、基板ステージ４を載置するベース定盤１０と、型保持機構３を固定するブリッジ定盤１１と、ベース定盤１０から延設され、除振器１２を介してブリッジ定盤１１を支持する支柱１３とを有する。除振器１２は、床面からブリッジ定盤１１に伝わる振動を低減（除去）する。更に、インプリント装置１は、型１４をインプリント装置１の外部から型保持機構３に搬送する型搬送部（不図示）や基板１５をインプリント装置１の外部から基板ステージ４に搬送する基板搬送部（不図示）なども有する。

硬化光照射部２は、インプリント処理において、基板１５上のインプリント材１６に対して、ダイクロイックミラー１７及び型１４を介して、硬化光１８を照射する。硬化光照射部２は、例えば、光源と、かかる光源から射出された硬化光１８をインプリント処理に適するように調整する光学素子とを含む。本実施形態では、硬化光１８として紫外線を照射する場合について説明する。

型１４は、基板１５上のインプリント材１６を成形するための型である。型は、モールド、テンプレートまたは原版とも呼ばれうる。型１４は、多角形（矩形）の外形形状を有し、基板１５（の上のインプリント材１６）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成されたパターン部１９（パターン形成領域）を有する。型１４の基板１５に対向する面には、中心付近に周囲よりも突出したパターン部１９（メサ部とも呼ばれる）が設けられている。パターン部１９には、回路パターンなどの基板１５に転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されている。型１４は、石英など硬化光１８を透過させることが可能な材料で構成されている。また、型１４は、基板１５に対向する面とは反対側の面（硬化光１８の入射側の面）に、型１４（パターン部１９）の変形を容易にするためのキャビティ（凹部）が設けられている。型１４に設けられたキャビティは、円形の平面形状を有し、その深さは、パターン部１９の大きさや材料に応じて適宜設定される。また、型１４のパターン部１９には、位置合わせに用いられるアライメントマークが形成されている。

型保持機構３は、型１４を保持する型保持部２０と、型保持部２０を保持して型１４（型保持部２０）を移動させる型駆動部２１とを含む。

型保持部２０は、型１４の硬化光１８の入射側の面の外周領域を真空吸着力や静電力によって引き付けることで型１４を保持する。例えば、型保持部２０が真空吸着力によって型１４を保持する場合、型保持部２０は、外部に設置された真空ポンプに接続され、かかる真空ポンプのオン／オフによって型１４の着脱（保持及び保持の解除）が切り替えられる。

型駆動部２１は、基板１５上のインプリント材１６への型１４の押し付け（押印処理）、又は、基板１５上のインプリント材１６からの型１４の引き離し（離型処理）を行うように、型１４をＺ軸方向に移動させる。型駆動部２１に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。型駆動部２１は、型１４を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、型駆動部２１は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型１４を移動可能に構成されていてもよい。更に、型駆動部２１は、型１４のＺ軸周りの回転方向（θＺ方向）の位置や型１４の傾き（Ｘ軸周りの回転方向・Ｙ軸周りの回転方向）を調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。

インプリント装置１における押印処理及び離型処理は、本実施形態のように、型１４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板１５（基板ステージ４）をＺ軸方向に移動させることで実現してもよい。また、型１４と基板１５の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、押印処理及び離型処理を実現してもよい。

型保持部２０及び型駆動部２１は、硬化光照射部２からの硬化光１８が基板１５上のインプリント材１６に照射されるように、中心部（内側）に開口２２を有する。開口２２には、開口２２の一部と型１４とで囲まれる空間を密閉空間にし、かつ、硬化光１８を透過させるための光透過部材２３が配置される。かかる密封空間内の圧力は、真空ポンプなど圧力調整装置によって調整される。圧力調整装置は、例えば、基板１５上のインプリント材１６と型１４とを接触させる際（押印処理時）に、密封空間内の圧力を外部の圧力よりも高くして、型１４のパターン部１９を基板１５に向かって凸形状に撓ませる（変形させる）。これにより、基板１５上のインプリント材１６に対して型１４のパターン部１９の中心付近から接触させることができる。このようにパターン部１９の中心から外に向かって接触させることによって、型１４とインプリント材１６との間に空気が残留することを低減することができ、型１４のパターン部１９（凹部）の隅々までインプリント材１６を充填させることができる。インプリント装置１は、型１４のパターン部１９と基板１５上のインプリント材１６とが接触した状態で硬化光１８を照射することによってインプリント材１６を硬化させる。これによって、基板１５上のインプリント材１６には、型１４のパターンが転写される。

基板ステージ４は、基板１５を保持する基板保持部２４と、基板保持部２４を保持して基板１５（基板保持部２４）を各軸方向に移動させるステージ駆動部２５とを含む。基板ステージ４は、基板１５を保持し、基板１５上のインプリント材１６と型１４とを接触させる際において型１４と基板１５との位置合わせ（アライメント）のために移動することができる。

基板保持部２４は、基板１５の裏面を真空吸着力や静電力によって引き付けることで基板１５を保持する。例えば、基板保持部２４が真空吸着力によって基板１５を保持する場合、基板保持部２４は、外部に設置された真空ポンプに接続され、かかる真空ポンプのオン／オフによって基板１５の着脱（保持及び保持の解除）が切り替えられる。

ステージ駆動部２５に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータや平面モータを含む。ステージ駆動部２５は、基板１５を高精度に位置決めするために、Ｘ軸及びＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。また、ステージ駆動部２５は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１５を移動可能に構成されていてもよい。更に、ステージ駆動部２５は、基板１５のＺ軸周りの回転方向（θＺ方向）の位置や基板１５の傾き（Ｘ軸周りの回転方向・Ｙ軸周りの回転方向）を調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。

インプリント装置１には、基板ステージ４の位置を計測するために、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に対応したエンコーダシステム２６（ステージ計測部）が配置されている。エンコーダシステム２６は、エンコーダヘッド２７からエンコーダスケール２８にビームを照射することで、基板ステージ４の位置を計測することができる。エンコーダシステム２６は、基板ステージ４の位置を実時間で計測する。

塗布部５（ディスペンサ）は、型保持機構３の近傍に配置され、基板１５に未硬化のインプリント材１６（未硬化の樹脂とも呼ばれる）を供給（塗布）する。インプリント材１６は、本実施形態のインプリント材１６は、硬化光１８として紫外線が照射されることで硬化する性質を有する紫外線硬化性の樹脂材料である。インプリント材１６は、半導体デバイスの製造工程などの各種情報に応じて選択される。また、塗布部５から供給されるインプリント材１６の供給量は、基板１５に形成されるインプリント材１６のパターンの厚さ（残膜厚）や密度などに応じて決定される。なお、塗布部５はインプリント装置１の外部に設けられていてもよい。この場合、インプリント装置１の外部で基板１５上に予めインプリント材１６を供給し、インプリント材１６が供給された基板１５に対してインプリント装置内で押印処理と離型処理を行うことによって基板１５上にインプリント材のパターンを形成する。

パターン光照射部６は、ダイクロイックミラー２９を介して基板１５上に所望の強度分布を持ったパターン光３０を照射する。図２を用いてパターン光照射部６について詳細に説明する。

図２は、パターン光照射部６の構成を示す概略図である。パターン光照射部６は、例えば、光源３１と、光学素子３２、空間光変調素子３３、素子駆動機構３４、光学素子３５を含む。本実施形態において光源３１は、インプリント材１６を硬化させる波長の光と、インプリント材１６を硬化させない波長の光を照射する。例えば、光源３１はインプリント材１６を硬化させる波長の光として４００ｎｍの波長の光と、インプリント材１６を硬化させない波長の光として４７０ｎｍの波長の光を照射する。光源３１から照射された光は光学素子３２によって、空間的に振幅、位相又は偏光を変調する空間光変調素子３３へ導かれる。空間光変調素子３３（光変調素子）には、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）やＬＣＤデバイスやＬＣＯＳデバイス等が使用される。空間光変調素子３３を用いることで、基板１５上に照射されるパターン光３０の照射領域や光強度を自由に設定することができる。空間光変調素子３３は、素子駆動機構３４によって、空間光変調素子３３の表面に沿った方向に駆動される。素子駆動機構３４は、空間光変調素子３３に含まれる複数の画素の全体を一方向に移動させ、インプリント装置１に対して空間光変調素子３３が配置される位置を変えることができる。これによって、パターン光照射部６は、光源３１から照射される光が空間光変調素子３３にあたる位置を調整することができる。パターン光照射部６の光源３１、空間光変調素子３３、および、素子駆動機構３４は制御部８により制御される。空間光変調素子３３によって照射領域や光強度が制御されたパターン光３０は、光学素子３５により、型１４および基板１５に照射される倍率が調整される。

センサ部７は、基板ステージ４（基板保持部２４）に保持された基板１５と同じ高さになるように、基板ステージ４に配置されている。図３を用いてセンサ部７について詳細に説明する。

図３は、センサ部７の構成を示す概略図である。図３に示すようにセンサ部７は、光検出素子３６と距離センサ３７を含む。光検出素子３６は、基板ステージ４上に照射される光（本実施形態ではパターン光照射部６から照射されたパターン光３０）の光量（照射量）を計測する。光検出素子３６は、例えば、受光した光に応じて電気信号を出力する光電変換素子である。光検出素子３６は、インプリント処理が行われていない期間に、基板ステージ４によってパターン光３０が照射される領域を走査しながら、基板１５に照射されるパターン光３０の光量を計測する。光検出素子３６は基板１５に照射されるパターン光３０の光量を計測する照射光計測部である。

距離センサ３７は基板ステージ４から型１４の表面までの距離を計測することができる。距離センサ３７は、例えば、レーザ式変位計である。距離センサ３７は、型１４がインプリント装置１の型保持機構３に搬送されたあと、型１４までの距離を計測することによって、型１４の位置や姿勢、型１４に設けられたパターン部１９の外形形状や位置を測定することができる。距離センサ３７は、型の位置を計測することができる型計測部である。

図４に示すように、センサ部７の光検出素子３６を基板１５の表面に沿った方向（ＸＹ面に沿った方向）に走査することによってパターン光３０の光量や照射領域を計測することができる。同様にセンサ部７の距離センサ３７を基板１５の表面に沿った方向に走査することによって型１４の表面までの距離を計測することによって、パターン部１９（メサ部）の位置を測定することができる。

制御部８は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従ってインプリント装置１の各部を制御する。制御部８は、インプリント装置１の各部の動作及び調整などを制御することで基板上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。制御部８は、エンコーダシステム２６の計測値に基づいて、基板ステージ４（基板１５やセンサ部７）の位置決めを実行することができる。本実施形態において、制御部８は、センサ部７の計測結果に基づいて、パターン光照射部６を制御する。制御部８は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

アライメント計測部９は、インプリント処理を行う際に、アライメント光３８を型１４および基板１５に照射し、型１４および基板１５に形成されたアライメントマークからの光を検出することで、型１４および基板１５の位置を計測することができる。

（インプリント処理について）
次に、図５のフローチャートを用いてインプリント装置１によるインプリント処理について説明する。図５は、インプリント装置１によるインプリント処理を示したフローチャートである。

まず、工程Ｓ１０１において、空間光変調素子３３に含まれる画素の位置を測定する（照射光計測工程）。工程Ｓ１０１では、パターン光照射部６からパターン部１９の外周（メサエッジとも呼ばれる）に沿った照明パターン（照射領域）を有する照射光をパターン光３０として照射する。この時、図４に示すように、センサ部７がパターン光３０の下を走査するように基板ステージ４を駆動しながら光量の測定を行う。インプリント装置１は、センサ部７の光検出素子３６が空間光変調素子３３からのパターン光を受光した基板ステージ４の位置とパターン光３０を生成した空間光変調素子３３に含まれる画素の位置を記憶する。インプリント装置１は、この測定結果から空間光変調素子３３に含まれる画素の位置を計測することができる。本実施形態では、パターン光３０として、パターン部１９の外周に沿った照明パターン（照射領域）を有する照射光を使用したが、他の照射領域を有するパターン光を用いてもよい。

工程Ｓ１０２では、型搬送部用いてインプリント装置１の外部から型１４を型保持機構３（型保持部２０）へ搬送する。

工程Ｓ１０３では、型１４のパターン部１９の側面（パターン部１９の外周）の位置を測定する（型計測工程）。工程Ｓ１０３では、図４に示すように、センサ部７の距離センサ３７が型１４のパターン部１９の下を走査するように基板ステージ４を駆動させながらセンサ部７から型１４までの距離を測定する。インプリント装置１で用いられる型１４のパターン部１９は周囲の面から数十μｍほど突出しているため、測定した距離の変化量からパターン部１９の側面の位置を検出する事ができる。

本実施形態では、センサ部７から型１４およびパターン部１９までの距離を測定する事でパターン部１９の側面の位置を計測したが、型保持機構３に設けられた型１４の端面までの距離を計測するセンサを型計測部として用いてもよい。型保持機構３に設けられたセンサから型保持機構３に保持された型１４の端面までの距離を測定することによって、パターン部１９の側面の位置を検出してもよい。

なお、工程Ｓ１０２および工程Ｓ１０３は工程Ｓ１０１の前に実施してもよい。

工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０１で求めた空間光変調素子３３の画素の位置と工程Ｓ１０３で求めたパターン部１９の側面の相対的な位置を合わせる（位置を調整する工程）。工程Ｓ１０１で求めた空間光変調素子３３の画素の位置と工程Ｓ１０３で求めたパターン部１９の側面の位置から空間光変調素子３３の画素の位置とパターン部１９の側面の距離を求める。この求めた距離に応じて型駆動部２１または、素子駆動機構３４のどちらか一方または、その両方を駆動する。

図６に工程Ｓ１０４における型１４と空間光変調素子３３の位置合わせを説明する概念図を示す。図６（ａ）は、型保持部２０に型１４が搬送され、保持された状態を示す。図６（ａ）に示された状態で光源３１から照射された光は、空間光変調素子３３上のＯＮ画素４０で反射され、基板１５上にパターン光３０の強度分布４１を形成する。強度分布４１とパターン部１９の端面４２（パターン部１９の外周）が、図６（ａ）に示されたような位置関係でパターン光３０を照射した場合には、所望の位置（ここではパターン部１９の端面４２）に光を照射することができない。

空間光変調素子３３の１画素の大きさに対して型１４（パターン部１９）が大きく位置ずれしている場合には、ＯＮ画素４０の位置を変更することによって所望の位置にパターン光を照射することができる場合がある。しかし、図６に示すように空間光変調素子３３の１画素の大きさに対してわずかに（例えば基板上における１画素の大きさ以下）位置ずれしている場合にはＯＮ画素４０の位置を変更するだけでは所望に位置にパターン光を照射することができない。

パターン光照射部６は、例えば、押印時にパターン部１９の端面４２からインプリント材１６のはみ出しを低減する目的でパターン光３０を照射する場合がある。この場合、型１４の端面４２に合わせてパターン光３０を照射する必要がある。図６（ａ）に示したパターン部１９の端面４２に対して強度分布４１のパターン光３０が照射された場合には、左側の端面４２でインプリント材１６が未充填、または右側の端面４２でインプリント材のしみ出し、またはその両方が生じる可能性がある。

そこで本実施形態のインプリント装置１は、工程Ｓ１０４で、パターン部１９の端面４２の位置とパターン光３０の強度分布４１（空間光変調素子３３の画素の位置）とのずれ量Δｘを求める。そして、求めたずれ量Δｘに基づき、図６（ｂ）に示すような位置関係となるように空間光変調素子３３を駆動する。基板１５上における画素の位置が全体でΔｘシフトするように、素子駆動機構３４によって空間光変調素子３３の全体を駆動する。または型駆動部２１によって、型１４の位置をΔｘシフトするように駆動させてもよいし、または、空間光変調素子３３及び型１４の両方を駆動させてもよい。このように、型駆動部２１が、インプリント装置１に対して前記型１４の全体の位置を変えることによって、型のパターン形成領域の位置とパターン光の位置とを調整することができる。

工程Ｓ１０５では、基板搬送部を用いてインプリント装置１の外部から基板１５を基板保持部２４（基板ステージ４）へ搬送する。

工程Ｓ１０６では、工程Ｓ１０５で搬送した基板１５に形成されたショット領域上にインプリント材１６を塗布（供給）する。基板１５の所望のショット領域が塗布部５の下にくるようにステージ駆動部２５を駆動し、基板１５のショット領域上にインプリント材１６を塗布する。

工程Ｓ１０７では、押印処理を行い、基板１５のショット領域上のインプリント材１６と型１４のパターン部１９を接触させる。工程Ｓ１０６でインプリント材１６が供給された基板１５のショット領域を型１４の下にくるようにステージ駆動部２５を駆動する。その後、インプリント装置１は、開口２２と型１４、光透過部材２３で囲まれる空間の圧力を調整しながら型駆動部２１を駆動させて型１４のパターン部１９を基板１５のショット領域上のインプリント材１６に接触させる。

工程Ｓ１０８では、パターン光３０を照射する。パターン光３０はインプリント材１６を硬化させる波長の光でも、インプリント材１６を硬化させない波長の光でもよい。インプリント材１６を硬化させる波長の光は、工程Ｓ１０７の押印処理の際にパターン部１９の領域外に、はみ出そうとするインプリント材１６の粘性を上げるためにパターン部１９の外周に照射される。また、インプリント材１６を硬化させない波長の光は、基板１５に形成されたショット領域を熱変形させるために基板１５のショット領域およびその周辺に照射される。

工程Ｓ１０９では、基板１５と型１４の位置合わせを行う。アライメント計測部９は基板１５と型１４に形成されたアライメントマークの相対位置を計測する。このアライメントマークの計測結果に基づいて、ステージ駆動部２５および型駆動部２１のいずれか一方、または、その両方を駆動させて基板１５と型１４の位置合わせを行う。この時、型駆動部２１の駆動量に合わせて素子駆動機構３４を駆動して空間光変調素子３３に含まれる複数の画素の全体の位置を調整してもよい。

工程Ｓ１１０では、基板１５上のインプリント材１６を硬化させる。インプリント装置１は、基板１５上のインプリント材１６と型１４を接触させた状態で硬化光照射部２が硬化光１８を照射することによってインプリント材１６を硬化させてパターンを形成する。

なお、工程Ｓ１０４は、工程Ｓ１０５～工程Ｓ１１０と並行して行うことができる。また、工程Ｓ１０８は、工程Ｓ１０９および工程Ｓ１１０と並行して行うことができる。

工程Ｓ１１１では、硬化したインプリント材１６から型１４を引き離す（離型）。工程Ｓ１１１では、工程Ｓ１１０でインプリント材１６を硬化させた後、型１４と基板１５の間隔を広げることによって、硬化したインプリント材１６から型１４を引き離す。また、開口２２と型１４、光透過部材２３で囲まれる空間の圧力を調整しながら型駆動部２１を駆動させて型１４を基板１５から離型することができる。

工程Ｓ１１２では、基板１５に形成されたショット領域に対してパターン形成が完了しているか否かを確認する。基板１５上にパターンが形成されていないショット領域がある場合、工程Ｓ１０６に戻り再度インプリント処理（工程Ｓ１０６～工程Ｓ１１１）を行う。基板１５に形成されたすべてのショット領域に対してインプリント材１６のパターンが形成されている場合は、工程Ｓ１１３へ移る。

工程Ｓ１１３では、基板搬送部を用いて基板１５を基板保持部２４（基板ステージ４）からインプリント装置１の外部へ搬出する。工程Ｓ１１３で基板を搬出した後に、新たな基板に対してインプリント処理によりパターンを形成する場合には、工程Ｓ１０５から処理を開始することができる。

このように、本実施形態のインプリント装置１は、型１４（パターン部１９）の位置を計測した結果と、空間光変調素子３３の画素の位置を計測した結果に基づいて空間光変調素子３３と型１４の相対的な位置を調整することができる。このため、空間光変調素子３３により形成されたパターン光３０を型１４や基板１５の所望の領域に照射することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の型１４と空間光変調素子３３の相対位置合わせに関して説明する。本実施形態のインプリント処理の各工程のうち、工程Ｓ１０４以外は第１実施形態のインプリント処理と同じである。そこで、本実施形態では第１実施形態と異なる工程Ｓ１０４について以下、詳細に説明する。

本実施形態の工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０１で測定された空間光変調素子３３の画素の位置と、工程Ｓ１０３で測定されたパターン部１９の側面の位置に対応して、空間光変調素子３３で形成するパターン光３０の照射位置または、光強度を変更する。

図７に本実施形態の工程Ｓ１０４における型１４と空間光変調素子３３の位置合わせを説明する概念図を示す。本実施形態では、工程Ｓ１０２で型保持部へ搬送された型１４と空間光変調素子３３の画素との位置関係が図６（ａ）に示された状態であった場合、空間光変調素子３３のＯＦＦ画素３９とＯＮ画素４０の位置を切り替える。さらに、本実施形態では、パターン部１９の端面４２（所望の位置）に照射される光の強度を調整するために、空間光変調素子３３からの照射光の強度を調整する。例えば、図７（ｂ）のパターン光の強度分布が合成強度分布４５に示すように、パターン部１９の端面４２に照射される強度分布が均等になるように切り替える。

図７を用いてパターン光３０の強度分布を調整する方法について説明する。工程Ｓ１０２で型保持部へ搬送された型１４と空間光変調素子３３の画素との位置関係が図６（ａ）に示された状態であった場合、図７（ａ）に示すように２つのＯＮ画素４０のうち片方のＯＮ画素４０の位置を切り替える。本実施形態では、－Ｘ方向に位置するパターン部１９の端面４２を照射する空間光変調素子３３のＯＮ画素４０の位置を－Ｘ方向に一つずらしている。これにより、図７（ａ）に示された２か所のパターン部１９の端面４２には、均等にパターン光３０の強度分布４１が形成されていることが分かる。

また、図７（ｂ）では、パターン光３０の照射領域と光強度を変更する方法を示す。図７（ｂ）では、パターン部１９（ショット領域）の内側で、ＯＮ画素４０に隣接してＯＮ時間を短くした画素４３を配置する。例えばＯＮ画素４０が１００ｍｓｅｃ．の間ＯＮ（基板１５上にパターン光３０を照射すること）であった場合、画素４３は２０ｍｓｅｃ．の間ＯＮする。基板１５上には、ＯＮ画素４０によって形成されたパターン光３０の強度分布４１と画素４３によって形成されたパターン光３０の強度分布４４が合成され、合成強度分布４５を持つパターン光３０が照射される。

このように、本実施形態のインプリント装置１は、型１４（パターン部１９）の位置を計測した結果と、空間光変調素子３３の画素の位置を計測した結果に基づいて空間光変調素子３３によるパターン光３０の照射領域と光強度を調整することができる。このため、空間光変調素子３３により形成され、光強度が調整されたパターン光３０を型１４や基板１５の所望の領域に照射することができる。

本実施形態の方法により、空間光変調素子３３と型１４のパターン部１９の位置関係がずれている場合であっても、パターン光照射部６の光源３１からの照射光の強度を調整する事でインプリント材のはみ出しを抑制することができる。

（その他の実施形態）
上記のインプリント装置１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を照射するものとしたが、光の波長は、基板の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８（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８（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８（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８（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８（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。図８（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。

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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ インプリント装置
３ 型保持機構
４ 基板ステージ
７ センサ部
１４ 型
３３ 空間光変調素子
３４ 素子駆動機構

Claims (10)

1. パターン形成領域を有する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、
   前記型の前記パターン形成領域の位置を計測する型計測部と、
   前記基板上に照射する照射光の強度分布を制御する光変調素子と、
   前記照射光の位置を計測する照射光計測部と、
   前記型計測部による前記パターン形成領域の位置の計測結果と前記照射光計測部による前記照射光の位置の計測結果に基づき、前記パターン形成領域の位置に対して前記照射光の位置を制御する制御部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記型計測部の前記計測結果と前記照射光計測部の前記計測結果から、前記型の前記パターン形成領域の位置と前記照射光の位置の相対位置を求め、前記照射光の位置を制御することにより、前記相対位置を合わせ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. 前記光変調素子を駆動させる素子駆動機構を備え、
   前記制御部は前記素子駆動機構を制御し、前記インプリント装置に対する前記光変調素子の位置を変えることによって、前記照射光の位置を制御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。
4. 前記型を駆動させる型駆動部を備え、
   前記制御部は前記型駆動部を制御し、前記インプリント装置に対する前記型の位置を変えることによって、前記パターン形成領域の位置に対する前記照射光の位置を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記型計測部は、前記型が型保持部に保持された状態で前記型に有するパターン形成領域までの距離を計測することによって前記パターン形成領域の位置を計測することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記型計測部は、前記基板を保持する基板保持部に設けられ、
   前記基板保持部を前記型のパターン形成領域に沿った方向に走査させ、前記型計測部は前記パターン形成領域までの距離を計測することによって前記パターン形成領域の位置を計測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. 前記型計測部は、前記型の側面の位置を計測することによって、前記型に有する前記パターン形成領域の位置を計測することと特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記照射光計測部は、前記基板を保持する基板保持部に設けられ、
   前記基板保持部を前記基板の表面に沿った方向に走査することによって、前記照射光計測部は、前記基板上に照射される照射光の照射領域を計測することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のインプリント装置。
9. パターン形成領域を有する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、
   前記型の前記パターン形成領域の位置を計測する型計測工程と、
   前記基板上に照射する照射光の強度分布を制御する光変調素子からの前記照射光の位置を計測する照射光計測工程と、
   前記型計測工程による前記パターン形成領域の位置の計測結果と前記照射光計測工程による前記照射光の位置の計測結果に基づき、前記パターン形成領域の位置に対して前記照射光の位置を調整する工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて、基板の上の組成物を成形する工程と、
    前記工程で前記組成物が成形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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