JP2016096269A - インプリント装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドと基板との位置合わせの点で有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】基板上のインプリント材にモールドを用いて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、前記モールド及び前記基板のそれぞれに設けられたマークを検出して前記モールドと前記基板との相対的な位置を計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて、前記モールドと前記基板との位置合わせを行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記計測部によるマークの検出に異常がある場合に、前記インプリント処理において前記位置合わせを行うことが可能な時間に応じて、予め設定された複数のリカバリー処理から１つのリカバリー処理を選択し、当該１つのリカバリー処理を行うことを特徴とするインプリント装置を提供する。
【選択図】図３

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、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（凹凸）が形成されたモールド（型）と基板上の樹脂（インプリント材）とを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂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は、用途に応じて多様な樹脂硬化法が実現されているが、半導体デバイスなどの量産用技術としては、一般に、紫外（ＵＶ）光などの光の照射によって基板上の樹脂を硬化させる光硬化法が採用されている（特許文献１参照）。また、インプリント装置では、モールドと基板とのアライメント（位置合わせ）方式として、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、基板上のショット領域ごとに、モールド側のアライメントマーク及び基板側のアライメントマークを光学的に同時に検出してモールドと基板との位置関係のずれを補正するアライメント方式である。

モールドと基板とのアライメントは、モールドと基板上の樹脂とを接触させてから基板上の樹脂を硬化させるまでの時間（期間）、即ち、モールドのパターンに樹脂を充填させる充填時間に行われる。かかる充填時間は、樹脂の特性やモールドのパターンなどから充填性を考慮して、スループットが向上するように設定されている。

特許第４１８５９４１号公報

しかしながら、インプリント装置においては、モールドのパターンへの樹脂の充填時間にモールドと基板とのアライメントが正常に行われず、オーバーレイ（重ね合わせ）精度が低下してパターンの転写不良（製品不良）を招いてしまうことがある。アライメントが正常に行われない原因としては、モールド側のアライメントマークと基板側のアライメントマークとの間に異物が混入していることやモールドのパターンに樹脂が充填されていないことなどが挙げられる。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、モールドと基板との位置合わせの点で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、基板上のインプリント材にモールドを用いて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、前記モールド及び前記基板のそれぞれに設けられたマークを検出して前記モールドと前記基板との相対的な位置を計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて、前記モールドと前記基板との位置合わせを行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記計測部によるマークの検出に異常がある場合に、前記インプリント処理において前記位置合わせを行うことが可能な時間に応じて、予め設定された複数のリカバリー処理から１つのリカバリー処理を選択し、当該１つのリカバリー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好ましい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、モールドと基板との位置合わせの点で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。 形状補正部の構成の一例を示す概略図である。 インプリント処理を説明するためのフローチャートである。 インプリント動作の各工程を説明するための図である。 アライメント動作を説明するための図である。 アライメント動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。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。

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、半導体デバイスなどの製造プロセスで使用されるリソグラフィ装置である。インプリント装置１００は、基板上のインプリント材にモールドを用いて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１００は、インプリント処理を繰り返すことで、基板の複数のショット領域にパターンを形成する。ここで、１回のインプリント処理とは、基板上のインプリント材とモールド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（離型する）ことで基板の１つのショット領域にパターンを形成する処理である。

本実施形態では、インプリント材として、樹脂を使用し、樹脂硬化法として、紫外（ＵＶ）光の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。但し、本発明は、樹脂硬化法を限定するものではなく、他のエネルギー、例えば、熱によって樹脂を硬化させる熱硬化法を採用してもよい。

インプリント装置１００は、硬化部１２０と、モールド駆動部１３０と、形状補正部１４０と、基板駆動部１６０と、計測部１７０と、樹脂供給部１８０と、観察部１９０と、制御部２００とを有する。また、インプリント装置１００は、モールド駆動部１３０を保持するためのブリッジ定盤や基板駆動部１６０を保持するためのベース定盤なども有する。

硬化部１２０は、例えば、光源部１１０と、光学系１１２とを含む。硬化部１２０は、モールドＭを介して、基板上の樹脂Ｒに紫外光を照射して樹脂Ｒを硬化させる。樹脂Ｒは、本実施形態では、紫外光硬化樹脂である。光源部１１０は、紫外光（例えば、ｉ線やｇ線）を発するハロゲンランプなどの光源と、かかる光源からの光を集光する楕円ミラーとを含む。光学系１１２は、紫外光を基板Ｓのショット領域上の樹脂Ｒに照射するためのレンズやアパーチャなどを含む。また、光学系１１２は、モールドＭを均一に照明するためのオプティカルインテグレータを含んでいてもよい。アパーチャは、インプリント処理の対象となるショット領域のみを照明するための画角制御や紫外光が基板Ｓの外形を超えて照射されることを制限するための外周遮光制御に用いられる。アパーチャによって範囲が規定された紫外光は、モールドＭを介して、基板上の樹脂Ｒに照射される。

モールド駆動部１３０は、例えば、モールドＭを保持するモールドチャック１３２と、モールドチャック１３２を駆動する（移動させる）ことでモールドＭを駆動する駆動機構１３４と、駆動機構１３４を支持するベース１３６とを含む。駆動機構１３４は、モールドＭの位置を６軸に関して制御する機能、及び、モールドＭを基板上の樹脂Ｒに接触させたり、基板上の硬化した樹脂ＲからモールドＭを引き離したりする機能を有する。ここで、６軸とは、モールドチャック１３２の保持面（モールドＭを保持する面）をＸＹ平面、それに直交する方向をＸ軸とするＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びそれらの各軸周りの回転である。

形状補正部１４０は、モールドチャック１３２に配置されている。形状補正部１４０は、例えば、図２に示すように、モールドＭの側面に接触する接触部１４１を介して、空気や油などの流体で作動するシリンダを用いてモールドＭを外周方向から加圧することで、モールドＭのパターンの形状を補正する。また、形状補正部１４０は、モールドＭの温度を制御する温度制御部を含み、モールドＭの温度を制御することでモールドＭのパターンの形状を補正してもよい。基板Ｓは、熱処理などのプロセスを経ることで変形（典型的には、膨張又は収縮）することがある。このような基板Ｓの変形に応じて、形状補正部１４０は、オーバーレイ（重ね合わせ）精度が許容範囲に収まるように、モールドＭのパターンの形状を補正する。

基板駆動部１６０は、例えば、基板Ｓを保持（吸着）する基板チャック１６２と、基板チャック１６２を駆動する（移動させる）ことで基板Ｓを駆動する基板ステージ１６４とを含む。基板ステージ１６４は、基板Ｓの位置を６軸に関して制御する機能を有する。

計測部１７０は、モールドＭ及び基板Ｓのそれぞれに設けられたアライメントマークを検出してモールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を計測する。計測部１７０は、例えば、アライメントスコープ１７２と、スコープ駆動部１７４と、光学系１７５とを含む。アライメントスコープ１７２は、フォーカスレンズなどを含み、モールドＭ（のパターン）と基板Ｓ（のショット領域）とを位置合わせする自動調節スコープ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｓｃｏｐｅ：ＡＡＳ）を含む。アライメントスコープ１７２は、モールドＭに設けられたアライメントマークと、基板Ｓに設けられたアライメントマークとを検出してアライメント信号を生成する。スコープ駆動部１７４は、アライメントスコープ１７２を駆動して（移動させて）アライメントスコープ１７２を位置決めする。光学系１７５は、アライメントスコープ１７２の光路を調整するためのレンズ、アパーチャ、ミラーなどを含む。

樹脂供給部１８０は、例えば、樹脂Ｒを収容するタンクと、タンクか供給される樹脂Ｒを基板Ｓに対して吐出するノズルと、タンクとノズルとの間に設けられたバルブと、供給量制御部とを含む。供給量制御部は、典型的には、ノズルによる１回の樹脂Ｒの吐出によって１つのショット領域に樹脂Ｒが供給されるようにバブルを制御する（即ち、基板Ｗへの樹脂Ｒの供給量を制御する）。

樹脂供給部１８０は、制御部２００によって設定されたマップに従って、基板上に樹脂Ｒを供給（塗布）する。ここで、マップとは、樹脂Ｒの液滴の基板上における供給位置や供給量を示すものであって、樹脂塗布パターン、インプリントレシピ、ドロップレシピなどとも呼ばれる。マップは、インプリント処理に用いられるモールドＭのパターンや残膜厚（ＲＬＴ）を考慮して決定される。例えば、ＲＬＴを厚くする場合には、液滴と液滴との間隔を狭くして高密度に液滴が供給されるように、マップを決定する。なお、ＲＬＴとは、硬化した樹脂Ｒで形成されるパターンの凹部の表面（底面）と、基板Ｓの表面との間の樹脂Ｒの厚さである。

観察部１９０は、例えば、カメラを含み、基板Ｓのショット領域の全体を観察する。観察部１９０は、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとの接触状態、モールドＭのパターンへの樹脂Ｒの充填状態、基板上の硬化した樹脂ＲからのモールドＭの離型状態などを観察することが可能である。

制御部２００は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１００の全体（各部）を制御する。制御部２００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２００は、計測部１７０の計測結果に基づいて、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせを行う（処理部として機能する）。

図３及び図４（ａ）乃至図４（ｃ）を参照して、インプリント装置１００におけるインプリント処理について説明する。図３は、インプリント処理を説明するためのフローチャートである。インプリント処理は、上述したように、制御部２００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行われる。図３では、１回のインプリント処理、即ち、１つのショット領域に対するインプリント処理を示している。従って、基板Ｓの複数のショット領域のそれぞれにパターンを形成する際には、各ショット領域に対して、図３に示すインプリント処理を繰り返す必要がある。また、図３では、インプリント処理において、基板上にパターンを形成するための主にモールドＭの動作に関するインプリント動作と、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせに関するアライメント動作とを分けて示している。図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、インプリント動作の各工程を説明するための図であって、モールドＭ及び基板Ｓを側面から見た状態を示している。

まず、インプリント動作について説明する。Ｓ１では、基板上に樹脂Ｒを供給する。具体的には、図４（ａ）に示すように、モールドＭを基板上の樹脂Ｒに接触させる前に、樹脂供給部１８０を用いて、基板Ｓのショット領域５に樹脂Ｒを供給する。樹脂Ｒは、一般的に、揮発性が高いため、モールドＭを押印する直前に基板Ｗに供給される。揮発性が低い樹脂であれば、スピンコートなどで予め基板Ｓの全面（複数のショット領域）に樹脂を供給してもよい。なお、基板Ｓのショット領域５のそれぞれには、アライメントマーク１９が設けられている。

Ｓ２では、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとを接触させる。具体的には、Ｓ１で樹脂Ｒが供給された基板Ｓ（のショット領域５）とモールドＭ（のパターンＭａ）とが対向するように、基板ステージ１６４を駆動する。基板ＳとモールドＭとを対向させたら、モールドＭと基板Ｓとが互いに近づくように駆動機構１３４を駆動することで、モールドＭのパターンＭａと基板上の樹脂Ｒとを接触させる。モールドＭのパターンＭａと基板上の樹脂Ｒとが接触する前に、アライメントスコープ１７２がアライメントマークを検出することが可能であれば、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせ、即ち、アライメント動作を開始することができる。

Ｓ３では、モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒを充填させる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとを接触させた状態を維持することで、モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒを充填させる。この際、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を調整するとともに、樹脂Ｒを硬化させる際にモールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒの未充填が発生しないようにする必要がある。そこで、モールドＭのパターンＭａへの樹脂Ｒの充填には、一定の時間（充填時間）を確保し、樹脂ＲがモールドＭのパターンＭａに十分に充填させるようにしている。モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒを充填させるための充填時間を適切に設定することで、モールドＭのパターンＭａに対する樹脂Ｒの未充填を低減することができる。モールドＭと基板上の樹脂Ｒとを接触させた後も、モールドＭと樹脂Ｒとの接触によって発生するモールドＭと基板Ｓとの位置ずれを補正するために、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせ、即ち、アライメント動作を行う。

Ｓ４では、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとを接触させた状態で樹脂Ｒを硬化させる。具体的には、硬化部１２０からの紫外光を、モールドＭを介して、基板上の樹脂Ｒに照射する。一般的に、硬化部１２０からの紫外光が基板上の樹脂Ｒに到達したときから樹脂Ｒの硬化が開始すると考えられるため、樹脂Ｒの硬化が開始されるタイミングは、紫外光の照射を開始するタイミングとみなすことができる。基板上の樹脂Ｒの硬化を開始した後では、パターンの破損の原因となるため、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせ、即ち、アライメント動作は行わない。また、樹脂Ｒを硬化させる際には、アライメントスコープ１７２でアライメントマークを検出しようとしても、硬化部１２０からの紫外光がノイズとなるため、アライメントマークを検出できず、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を計測できないことがある。

Ｓ５では、基板上の硬化した樹脂ＲからモールドＭを引き離す（離型する）。具体的には、図４（ｃ）に示すように、Ｓ４で基板上の樹脂Ｒを硬化させた後、モールドＭと基板Ｓとが互いに遠ざかるように駆動機構１３４を駆動することで、基板上の硬化した樹脂ＲからモールドＭを引き離す。但し、駆動機構１３４と基板ステージ１６４の双方を同時又は順次駆動することで、基板上の硬化した樹脂ＲからモールドＭを引き離してもよい。これにより、基板上の樹脂Ｒには、モールドＭのパターンＭａに対応するパターンが形成される。また、モールドＭに設けられたアライメントマーク１８に対応するマークも基板上の樹脂Ｒに形成される。

次に、アライメント動作について説明する。アライメント動作は、インプリント動作におけるモールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒを充填させる工程（Ｓ３）と並行して行われる。アライメント動作では、まず、モールドＭに設けられたアライメントマーク１８と基板Ｓに設けられたアライメントマーク１９とを検出してモールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を計測する。そして、モールドＭのパターンＭａと基板Ｓのショット領域５との位置ずれや形状差を求め、オーバーレイ精度が許容範囲に収まるように、パターンＭａとショット領域５との相対的な位置やパターンＭａの形状を補正する。

Ｓ１１では、モールドＭに設けられたアライメントマーク１８と基板Ｓに設けられたアライメントマーク１９とを検出する。具体的には、アライメントスコープ１７２でアライメントマーク１８及び１９を検出してアライメント信号を生成し、かかるアライメント信号に基づいて、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を求める。この際、アライメントスコープ１７２の数に応じて、検出対象となるアライメントマークの数が変動する。

本実施形態では、図５に示すように、モールドＭには、基板Ｓのショット領域５に対応するパターン面Ｍｂの四隅に、アライメントマーク１８ａが設けられている。また、モールドＭのパターン面Ｍｂには、６つのチップ領域４が配置され、チップ領域４とチップ領域４との間には、アライメントマーク１８ｂが設けられている。一方、基板Ｓには、ショット領域５の四隅に、アライメントマーク１８ａに対応して、アライメントマーク１９ａが設けられている。また、基板Ｓには、アライメントマーク１８ｂに対応して、アライメントマーク１９ｂが設けられている。モールドＭと基板上の樹脂Ｒとを接触させた状態で、アライメントマーク１８ａとアライメントマーク１９ａとを同時に検出することで、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を計測することが可能である。

なお、本実施形態では、モールドＭのパターン面Ｍａの四隅及び基板Ｓのショット領域Ｓの四隅にアライメントマークを設け、チップ領域間（スクライブライン内）に別のアライメントマークを設けているが、これに限定されるものではない。また、モールドＭのパターン面Ｍａに形成されるチップ領域の数も６つに限定されるものではない。

アライメントスコープ１７２からの検出光は、モールドＭ及び樹脂Ｒを透過するため、アライメントスコープ１７２でアライメントマーク１９ａ及び１９ｂを検出することができる。一方、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとが接触し、モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒが充填されると、アライメントマーク１８ａ及び１８ｂが検出できなくなることがある。これは、モールドＭと樹脂Ｒとが接触する前と比較して、モールドＭと樹脂Ｒとが接触した後では、アライメントマーク１８ａ及び１８ｂとモールドＭとの屈折率差が小さくなるからである。そこで、アライメントマーク１８ａ及び１８ｂに、モールドＭの屈折率や透過率と異なる物質を塗布したり、イオン照射などによって屈折率を変えたりしてもよい。これにより、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとが接触した状態であっても、アライメントマーク１８ａ及び１８ｂを検出することが可能となる。

Ｓ１５では、Ｓ１１での検出結果、即ち、Ｓ１１で求められたモールドＭと基板Ｓとの相対的な位置に基づいて、モールドＭのパターンＭａと基板Ｓのショット領域５との位置ずれ及び形状差を算出する。Ｓ１１で検出されるアライメントマークの数が増加するにつれて、Ｓ１５において、倍率や回転誤差だけではなく、ディストーションなども算出することが可能となる。

Ｓ１６では、Ｓ１５で算出された位置ずれ及び形状差に基づいて、オーバーレイ精度が許容範囲に収まるように、モールドＭ（パターンＭａ）と基板Ｓ（ショット領域５）との相対的な位置やパターンＭａの形状を補正する。例えば、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置は、基板駆動部１６０を用いて補正し、モールドＭのパターンＭａの形状は、形状補正部１４０を用いて補正する。

Ｓ１１、Ｓ１５及びＳ１６の工程は、モールドＭと基板上の樹脂Ｒを接触させてから樹脂Ｒの硬化を開始する直前まで繰り返され、モールドＭと基板Ｓとの位置ずれが徐々に低減される。そして、モールドＭと基板Ｓとの位置ずれが十分に低減され、オーバーレイ精度が許容範囲に収まったら、アライメント動作を停止する。

但し、Ｓ１１におけるアライメントマークの検出に異常がある場合、例えば、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を求めるために必要な光量やコントラストが得られない場合がある。そこで、本実施形態では、アライメントマークの検出（Ｓ１１）を行ったら、モールドＭのパターンＭａと基板Ｓのショット領域５との位置ずれ及び形状差の算出（Ｓ１５）を行う前に、Ｓ１２において、アライメントマークの検出に異常があるかどうかを判定する。かかる判定は、制御部２００で行われ、Ｓ１１でアライメントマークを検出して生成されたアライメント信号の指標と閾値とを比較し、アライメント信号の指標が閾値を満たしていない場合に、アライメントマークの検出に異常があると判定する。アライメント信号の指標とは、アライメントマークの検出の信頼性を示すもの、即ち、モールドＭと基板Ｓとの相対的な位置を求めるために必要となる要件である。アライメント信号の指標は、代表的には、アライメント信号の強度、コントラスト及びパターンマッチングの相関度のうちの少なくとも１つを含むが、これらに限定されるものではない。アライメントマークの検出に異常があるかどうかの判定に用いられる閾値は、アライメント信号の指標ごとに設定可能であり、例えば、制御部２００のメモリなどの記憶部に記憶されている。また、アライメントマークの検出に異常があるかどうかの判定は、上述したような指標のうち、１つの指標で行ってもよいし、複数の指標を組み合わせて行ってもよい。アライメントマークの検出に異常がある場合には、Ｓ１３に移行する。一方、アライメントマークの検出に異常がない、即ち、正常である場合には、Ｓ１５に移行する。

Ｓ１３では、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせを行うことが可能な時間（位置合わせ可能時間）を算出する。上述したように、モールドＭのパターンＭａに基板上の樹脂Ｒを充填させるための充填時間は予め設定されている。従って、かかる充填時間と、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとが接触してからの経過時間との差分を、位置合わせ可能時間として求めることができる。モールドＭと基板上の樹脂Ｒとが接触した時刻は、観察部１９０で観察されたモールドＭと基板上の樹脂Ｒとの接触状態から求めることが可能である。また、モールドＭと基板上の樹脂Ｒとの接触させるためにモールド駆動部１３０を駆動させてからの経過時間からも求めることが可能である。但し、この場合には、モールド駆動部１３０を駆動させてからモールドＭと基板上の樹脂Ｒとが接触するまでに要する時間を予め求めておく必要がある。また、観察部１９０で観察されたモールドＭと基板上の樹脂Ｒとの接触状態から位置合わせ可能時間を求めることも可能である。

Ｓ１４では、アライメントマークを正常に検出するためのリカバリー処理を行う。具体的には、Ｓ１３で算出された位置合わせ可能時間に応じて、予め設定された複数のリカバリー処理から１つのリカバリー処理を選択し、かかる１つのリカバリー処理を行う。リカバリー処理は、上述したように、アライメントマークを正常に検出するための処理であれば、特に限定されるものではない。本実施形態では、複数のリカバリー処理として、以下の第１処理、第２処理及び第３処理が予め設定されている。
第１処理：計測部１７０が計測対象とするアライメントマークを変更する処理
第２処理：計測部１７０でアライメントマークを検出する際のフォーカス状態を変更する処理
第３処理：計測部１７０でアライメントマークを検出する際の検出条件を変更する処理
第１処理では、スコープ駆動部１７４によってアライメントスコープ１７２を駆動することで（即ち、アライメントスコープの検出視野を移動させることで）、計測対象とするアライメントマークを変更する。例えば、図６に示すように、スコープ駆動部１７４によってアライメントスコープ１７２をＸＹ方向に駆動することで、アライメントスコープ１７２の検出視野は、視野１７２ａから視野１７２ｂに移動する。これにより、アライメントマーク１８ａ及び１９ａとは異なるアライメントマーク１８ｂ及び１９ｂをアライメントスコープ１７２で再検出することが可能となる。図６では、４つのアライメントスコープ１７２の全てを駆動して検出視野を移動させているが、これに限定されるものではない。少なくとも、アライメントマークの検出が異常であると判定されたアライメントマークを検出したアライメントスコープ１７２を駆動させればよい。

第２処理では、アライメントスコープ１７２に含まれるフォーカスレンズを駆動することでフォーカス状態、例えば、ベストフォーカス位置を変更する。

第３処理では、アライメントマークを検出する際の検出条件として、例えば、アライメントマークを照明する光の光量及びアライメントマークを照明する光の波長の少なくとも一方を変更するが、これに限定されるものではない。

アライメントマークの検出に異常がある場合でも、その異常の原因が特定できないことがある。このような場合、アライメントマークを正常に検出するためには、上述したような様々なリカバリー処理を行えばよいが、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせを行うことが可能な時間、即ち、位置合わせ可能時間は限られている。換言すれば、モールドＭのパターンＭａに基板上の樹脂Ｒを充填させるための充填時間は予め設定されており、アライメント動作は、その充填時間内に終了させなければならない。アライメント動作の繰り返しの工程によっては、リカバリー処理にかけられる時間が限定されるため、その時間に応じたリカバリー処理を行う必要がある。

そこで、本実施形態では、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせを行うことが可能な位置合わせ可能時間に応じて、第１処理、第２処理及び第３処理から１つの処理をリカバリー処理として選択する。具体的には、位置合わせ可能時間が２秒以上（第１時間以上）である場合には、第１処理を選択する。位置合わせ可能時間が１秒以上（第２時間以上）、且つ、２秒未満（第１時間未満）である場合には、第２処理を選択する。位置合わせ可能時間が１秒未満（第２時間未満）である場合には、第３処理を選択する。但し、位置合わせ可能時間と選択するリカバリー処理との関係（第１時間及び第２時間などの設定）は一例であり、インプリント処理のレシピごとに適宜設定される。

なお、モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒが充填される過程によっては、アライメントマーク１８とアライメントマーク１９との間に樹脂Ｒが満たされておらず、アライメントマーク１８及び１９を検出できないことがある。このような場合には、リカバリー処理（Ｓ１４）を行わずに、アライメントマーク１８及び１９の再検出（Ｓ１１）を行うこともある。具体的には、位置合わせ可能時間が３秒以上である場合には、アライメントマーク１８とアライメントマーク１９との間に樹脂Ｒが満たされていないとみなし、リカバリー処理を行わずに、アライメントマーク１８及び１９の再検出を行う。再検出を行った結果、アライメントマーク検出に異常があることも考えられる。この場合には、位置合わせ可能時間が２秒以上、且つ、３秒未満である場合に、第１処理を選択すればよい。

このように、本実施形態のアライメント動作では、アライメントマークの検出に異常がある場合には、モールドＭと基板Ｓとの位置合わせを行うことが可能な位置合わせ可能時間に応じて、アライメントマークを正常に検出するためのリカバリー処理を行う。従って、モールドＭのパターンＭａへの樹脂Ｒの充填時間内にアライメント動作を終了させることができる。

また、本実施形態では、アライメントマークの検出に異常がある場合には、その検出結果を用いたモールドＭのパターンＭａと基板Ｓのショット領域５との位置ずれ及び形状差の算出（Ｓ１５）及び補正（Ｓ１６）を行わない。これにより、誤ったアライメント動作を回避することが可能となり、アライメント動作に要する時間を短縮することができる。

また、Ｓ１４で行われたリカバリー処理は、インプリント装置１００のコンソール画面などの通知部を介して、ユーザに通知するとよい。また、リカバリー処理だけではなく、Ｓ１１で行われたアライメントマークの検出の結果やＳ１２で行われたアライメントマークの検出に異常があるかどうかの判定の結果も通知するとよい。これらの情報は、後工程、例えば、検査工程などで参照され、品質管理で有利な情報となる。

また、アライメント動作は、モールドＭのパターンＭａに樹脂Ｒを充填させる工程（Ｓ３）と並行して行われるため、リカバリー処理を行う場合には、充填時間を延長することも考えられる。但し、充填時間の延長は、樹脂Ｒの残膜厚に影響を与えることが知られている。樹脂Ｒの残膜厚を適切な厚さにするためには、充填時間を適切に制御する必要があるため、充填時間が許容範囲を超えないように延長する必要がある。

インプリント装置１００では、モールドＭのパターンＭａへの樹脂Ｒの充填時間内にアライメント動作を正常に終了させることが可能であるため、オーバーレイ精度の低下を抑制して、パターンの転写不良（製品不良）を低減することができる。従って、インプリント装置１００は、高いスループットで経済性よく高品位な半導体デバイスなどの物品を提供することができる。

物品としてのデバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）の製造方法について説明する。かかる製造方法は、インプリント装置１００を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。当該処理ステップは、当該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、当該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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。

１００：インプリント装置 １７０：計測部 １７２：アライメントスコープ ２００：制御部 Ｍ：モールド Ｓ：基板

Claims (13)

1. 基板上のインプリント材にモールドを用いて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、
   前記モールド及び前記基板のそれぞれに設けられたマークを検出して前記モールドと前記基板との相対的な位置を計測する計測部と、
   前記計測部の計測結果に基づいて、前記モールドと前記基板との位置合わせを行う処理部と、を有し、
   前記処理部は、前記計測部によるマークの検出に異常がある場合に、前記インプリント処理において前記位置合わせを行うことが可能な時間に応じて、予め設定された複数のリカバリー処理から１つのリカバリー処理を選択し、当該１つのリカバリー処理を行うことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記モールドのパターンに前記基板上のインプリント材を充填させるための充填時間は予め設定されており、
   前記処理部は、前記充填時間と、前記モールドと前記基板上のインプリント材とが接触してからの経過時間との差分を、前記位置合わせを行うことが可能な時間として求め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. 前記モールドと前記基板上のインプリント材との接触状態を観察する観察部を更に有し、
   前記処理部は、前記観察部で観察された前記接触状態に基づいて、前記位置合わせを行うことが可能な時間を求め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。
4. 前記複数のリカバリー処理は、前記計測部が計測対象とするマークを変更する第１処理、前記計測部で前記マークを検出する際のフォーカス状態を変更する第２処理、及び、前記計測部で前記マークを検出する際の検出条件を変更する第３処理を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記計測部を駆動する駆動部を更に有し、
   前記第１処理では、前記駆動部によって前記計測部を駆動することで前記計測対象とするマークを変更す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。
6. 前記計測部は、フォーカスレンズを含み、
   前記第２処理では、前記フォーカスレンズを駆動することで前記フォーカス状態を変更す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。
7. 前記検出条件は、前記マークを照明する光の光量及び前記マークを照明する光の波長の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
8. 前記処理部は、
   前記位置合わせを行うことが可能な時間が第１時間以上である場合には、前記複数のリカバリー処理から前記第１処理を選択し、
   前記位置合わせを行うことが可能な時間が第２時間以上、且つ、前記第１時間未満である場合には、前記複数のリカバリー処理から前記第２処理を選択し、
   前記位置合わせを行うことが可能な時間が前記第２時間未満である場合には
   前記複数のリカバリー処理から前記第３処理を選択することを特徴とする請求項４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. 前記第１時間及び前記第２時間は、前記インプリント処理のレシピごとに設定されていることを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置。
10. 前記計測部は、前記マークを検出してアライメント信号を生成し、
    前記処理部は、前記計測部で生成されたアライメント信号の指標が閾値を満たしていない場合に、前記計測部によるマークの検出に異常があると判定する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. 前記指標は、前記アライメント信号の強度、コントラスト及びパターンマッチングの相関度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
12. 前記処理部で行われたリカバリー処理を通知する通知部を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のインプリント装置。
13. 請求項１乃至１２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を形成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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