JP6159072B2 - インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法 - 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つとして提案されている（特許文献１参照）。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パターン領域を有するモールド（型）を基板の上の樹脂（インプリント材）に押し付けた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを離型することで基板の上にパターンを転写する。

このような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（位置決め）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、基板の上の複数のショット領域ごとに、かかるショット領域に形成されたマークを光学的に検出して基板とモールド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。この際、基板の上の各ショット領域の形状とモールドに形成されたパターン領域の形状とを一致させることが必要となる。そこで、ショット領域の周辺に形成された複数のマークと、パターン領域の周辺に形成された複数のマークとを検出し、ショット領域のずれ（シフトや倍率など）を求めている。

特許第４１８５９４１号公報 特開昭６１−４４４２９号公報

インプリント装置では、１つの基板から多くのチップを得ることで生産性の向上を図っている。従って、１つのショット領域に複数のチップ領域が配置されている場合には、基板のエッジ近傍の欠けショット領域からも幾つかのチップを得られるように、かかる欠けショット領域に対してもインプリント処理を行う必要がある。ここで、欠けショット領域とは、モールドのパターンの全体を転写することができないショット領域である。

しかしながら、ショット領域のずれを求めるための複数のマークは、一般的に、ショット領域の周辺の四隅に形成されているため、欠けショット領域には、かかる欠けショット領域のずれを求めるために十分な数のマークが形成されていないことが多い。従って、欠けショット領域では、その形状とモールドのパターン領域の形状とを一致させることができず、モールドと基板とのアライメントを高精度に行うことができない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、インプリント装置における型（モールド）と基板とのアライメントに有利な技術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、パターンが形成されたパターン領域を有する型を用いて基板の上のインプリント材を成形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、前記基板の上の複数のショット領域のそれぞれに形成されたマークを検出する検出部と、前記パターン領域を変形させる変形部と、前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、前記複数のショット領域は、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち全てが形成された第１ショット領域と、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち一部が形成された第２ショット領域と、を含み、前記制御部は、前記第１ショット領域にインプリント処理を行った後に、前記第２ショット領域にインプリント処理を行い、前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記検出部による前記第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた前記第１ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御し、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記第２ショット領域の形状は、前記第２ショット領域に形成されたマークの数に応じて、前記求めた前記第１ショット領域の形状の一部の成分を補正することで求め、該求めた前記第２ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御し、前記第２ショット領域に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することで前記型と前記基板の位置決め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、インプリント装置における型（モールド）と基板とのアライメントに有利な技術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図である。 図１に示すインプリント装置の補正機構の構成を示す図である。 モールド側マーク及び基板側マークを説明するための図である。 モールドのパターン領域の形状及び位置と基板の上のショット領域の形状及び位置との間に生じるずれを示す図である。 基板の上の欠けショット領域を示す図である。 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。 基板の上の複数のショット領域の配列を示す図である。

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１の構成を示す図である。インプリント装置１は、半導体デバイスなどの製造工程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１は、基板の上のインプリント材を、パターンが形成されたパターン領域を有する型（原版）で成形して硬化させ、硬化したインプリント材から型を離型（剥離）することで基板の上にパターンを転写するインプリント処理を行う。インプリント装置１は、本実施形態では、原版としてモールドを使用し、インプリント材として樹脂を使用する。また、インプリント装置１は、本実施形態では、樹脂硬化法として、紫外線の照射によって樹脂を硬化させる光硬化法を採用する。

インプリント装置１は、モールド１１を保持するモールド保持部１２と、基板１３を保持する基板保持部１４と、検出部１５と、補正機構１６（図２）と、制御部１７とを有する。また、インプリント装置１は、基板の上に紫外線硬化型の樹脂を供給するためのディスペンサを含む樹脂供給部、モールド保持部１２を保持するためのブリッジ定盤、基板保持部１４を保持するためのベース定盤なども有する。

モールド１１は、基板１３（の上の樹脂）に転写すべきパターンが３次元形状に形成されたパターン領域１１ａを有する。モールド１１は、基板１３の上の樹脂を硬化させるための紫外線を透過する材料（例えば、石英など）で構成される。また、モールド１１、詳細には、パターン領域１１ａには、モールド側マーク（第１マーク）１８が形成されている。ここでは、モールド側マーク１８がパターン領域１１ａの周辺に形成されているものを示す。

モールド保持部１２は、モールド１１を保持する保持機構であって、モールド１１を真空吸着又は静電吸着するモールドチャック、モールドチャックを載置するモールドステージ、モールドステージを駆動する駆動系などを含む。かかる駆動系は、モールドステージ（即ち、モールド１１）を少なくともＺ軸方向（基板１３の上の樹脂にモールド１１を押印する際の押印方向）に駆動する。また、かかる駆動系は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向にモールドステージを駆動する機能を備えていてもよい。

基板１３は、モールド１１のパターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコンウエハやＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハなどを含む。基板１３には、樹脂が供給（塗布）される。また、基板１３の上の複数のショット領域のそれぞれには、基板側マーク（第２マーク）１９が形成されている。

基板保持部１４は、基板１３を保持する保持機構であって、基板１３を真空吸着又は静電吸着する基板チャック、基板チャックを載置する基板ステージ、基板ステージを駆動する駆動系などを含む。かかる駆動系は、基板ステージ（即ち、基板１３）を少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向（モールド１１の押印方向に直交する方向）に駆動する。また、かかる駆動系は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向及びθ（Ｚ軸周りの回転）方向に基板ステージを駆動する機能を備えていてもよい。

検出部１５は、モールド１１に形成されたモールド側マーク１８と、基板１３の上の複数のショット領域のそれぞれに形成された基板側マーク１９とを光学的に検出（観察）するスコープで構成されている。また、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対位置を検出することができればよい。従って、検出部１５は、２つのマークを同時に撮像するための光学系を備えたスコープで構成してもよいし、２つのマークの干渉信号やモアレなどの相乗効果による信号を検知するスコープで構成してもよい。また、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９とを同時に検出できなくてもよい。例えば、検出部１５は、内部に配置された基準位置に対するモールド側マーク１８及び基板側マーク１９のそれぞれの位置を求めることで、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対位置を検出してもよい。

補正機構（変形部）１６は、モールド１１に対して、パターン領域１１ａに平行な方向に力を付与してパターン領域１１ａ（の形状）を変形させる。例えば、補正機構１６は、図２に示すように、モールド１１の側面を吸着する吸着部１６ａと、モールド１１の側面に向かう方向及びモールド１１の側面から遠ざかる方向に吸着部１６ａを駆動するアクチュエータ１６ｂとで構成される。但し、補正機構１６は、モールド１１に熱を付与してモールド１１の温度を制御することでパターン領域１１ａを変形させてもよい。また、補正機構１６の代わりに、基板１３に熱を付与して基板１３の温度を制御することでショット領域を変形させる機構を用いてもよい。

制御部１７は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体（インプリント装置１の各部）を制御する。制御部１７は、本実施形態では、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１７は、インプリント処理を行う際に、検出部１５の検出結果に基づいて、モールド１１と基板１３との位置決め（アライメント）を行う。また、制御部１７は、インプリント処理を行う際に、補正機構１６によるモールド１１のパターン領域１１ａの変形量を制御する。

図３を参照して、モールド１１と基板１３との位置決めに用いられるアライメントマークとしてのモールド側マーク１８及び基板側マーク１９について説明する。本実施形態では、基板１３の上の１つのショット領域に６つのチップ領域が配置されているものとする。

図３（ａ）は、モールド１１のパターン領域１１ａ、具体的には、パターン領域１１ａの四隅に形成されたモールド側マーク１８ａ乃至１８ｈを示している。例えば、横方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ａ、１８ｂ、１８ｅ及び１８ｆは、Ｘ軸方向に計測方向を有するマークである。また、縦方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ｃ、１８ｄ、１８ｇ及び１８ｈは、Ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図３（ａ）において、点線で囲まれた領域は、６つのチップ領域のそれぞれに転写すべきパターンが形成されたパターン領域を示している。

図３（ｂ）は、基板１３の上の１つのショット領域１３ａの周辺、具体的には、ショット領域１３ａの四隅に形成された基板側マーク１９ａ乃至１９ｈを示している。例えば、横方向に長手方向を有する基板側マーク１９ａ、１９ｂ、１９ｅ及び１９ｆは、Ｘ軸方向に計測方向を有するマークである。また、縦方向に長手方向を有する基板側マーク１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ及び１９ｈは、Ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図３（ｂ）において、ショット領域１３ａの内側の実線で囲まれた領域は、チップ領域を示している。

インプリント処理を行う際、即ち、モールド１１と基板１３の上の樹脂とを接触させる際には、モールド側マーク１８ａ乃至１８ｈのそれぞれと基板側マーク１９ｂ乃至１９ｈのそれぞれとが近傍に位置することになる。従って、検出部１５によってモールド側マーク１８と基板側マーク１９とを検出することで、モールド１１のパターン領域１１ａの形状及び位置と基板１３の上のショット領域１３ａの形状及び位置とを比較することができる。モールド１１のパターン領域１１ａの形状及び位置と基板１３の上のショット領域１３ａの形状及び位置との間に差（ずれ）が生じると、重ね合わせ精度が低下し、パターンの転写不良（製品不良）を招いてしまう。

図４（ａ）乃至図４（ｅ）は、モールド１１のパターン領域１１ａの形状及び位置と基板１３の上のショット領域１３ａの形状及び位置との間に生じるずれ（以下、「モールド１１とショット領域１３ａとのずれ」と称する）を示す図である。モールド１１とショット領域１３ａとのずれには、シフト、倍率ずれ、回転などが含まれる。基板側マーク１９とモールド側マーク１８との相対位置のずれ量（位置ずれ量）を検出することで、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが、シフト、倍率ずれ及び回転のどれであるのかを推定することができる。

図４（ａ）は、モールド１１とショット領域１３ａとのずれがシフトである場合を示している。モールド側マーク１８が基板側マーク１９から一方向にずれていることを検出した場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれがシフトであると推定することができる。

図４（ｂ）は、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが倍率ずれである場合を示している。モールド側マーク１８がショット領域１３ａの中心に対して一様に外部又は内部に向かってずれていることを検出した場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが倍率ずれであると推定することができる。

図４（ｃ）は、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが台形ずれである場合を示している。モールド側マーク１８がショット領域１３ａの中心に対して外部又は内部に向かってずれ、その方向がショット領域１３ａの上下又は左右で異なっていることを検出した場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが台形ずれであると推定することができる。また、モールド側マーク１８がショット領域１３ａの中心に対して外部又は内部に向かってずれ、ずれ量がショット領域１３ａの上下又は左右で異なっていることを検出した場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが台形ずれであると推定することができる。

図４（ｄ）は、モールド１１とショット領域１３ａとのずれがねじれである場合を示している。モールド側マーク１８のずれる方向がショット領域１３ａの上下又は左右で異なっていることを検出した場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれがねじれであると推定することができる。

図４（ｅ）は、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが回転である場合を示している。図４（ｄ）におけるモールド側マーク１８のずれる方向がショット領域１３ａの上下左右で異なり、ショット領域内のある点を中心として円を描くようにずれている場合、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが回転であると推定することができる。

図４（ｂ）乃至図４（ｅ）に示したように、モールド１１とショット領域１３ａとのずれが倍率ずれ、台形ずれ、ねじれ、回転などである場合、制御部１７は、補正機構１６によって、モールド１１のパターン領域１１ａの形状を変形させる。具体的には、制御部１７は、パターン領域１１ａの形状がショット領域１３ａの形状となるように、補正機構１６によるパターン領域１１ａの変形量を制御する。制御部１７は、アクチュエータ１６ｂの駆動量（即ち、モールド１１に付与する力）とパターン領域１１ａの変形量との対応関係を表すデータを予め取得してメモリなどに格納する。また、制御部１７は、検出部１５の検出結果に基づいて、パターン領域１１ａの形状をショット領域１３ａの形状に一致させるために必要となるパターン領域１１ａの変形量を算出する。換言すれば、制御部１７は、検出部１５によって検出されたモールド側マーク１８と基板側マーク１９との位置ずれ量からパターン領域１１ａを変形させる度合いを算出する。そして、制御部１７は、メモリに格納したデータから、算出したパターン領域１１ａの変形量に対応するアクチュエータ１６ｂの駆動量を求め、アクチュエータ１６ｂを駆動する。

インプリント装置１では、１つの基板１３から多くのチップを得ることで生産性の向上を図るために、基板１３の外周を含むショット領域（欠けショット領域）に対してもインプリント処理を行う。図５は、基板１３の上の欠けショット領域１３ａ’を示す図である。図５では、欠けショット領域１３ａ’は、１つのショット領域の約半分程度が基板１３の内側に位置し、残りが基板１３の外側に位置しており、モールド１１のパターンの全体を転写することができない欠け領域であることがわかる。従って、欠けショット領域１３ａ’では、１つのショット領域（の周辺）に形成すべき基板側マーク１９ａ乃至１９ｈのうち、基板側マーク１９ａ乃至１９ｃを形成することができない。換言すれば、欠けショット領域１３ａ’は、１つのショット領域に形成すべき基板側マーク１９ａ乃至１９ｈのうち一部が形成されていないショット領域である。また、図５を参照するに、欠けショット領域１３ａ’に含まれる６つのチップ領域のうち、斜線で示す３つのチップ領域からは完全なチップ（製品）を得ることができるが、残りの３つのチップ領域からは完全なチップを得ることができない。但し、欠けショット領域１３ａ’に対してもインプリント処理を行って完全なチップを得ることで、インプリント装置１の歩留まりが向上し、生産性を大幅に向上させることができる。

ここで、欠けショット領域１３ａ’には、上述したように、１つのショット領域に形成すべき基板側マーク１９ａ乃至１９ｈの全てが形成されておらず、その一部、即ち、基板側マーク１９ａ乃至１９ｃが形成されていない。この場合、検出部１５によって基板側マーク１９ｄ乃至１９ｈを検出したとしても、欠けショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出（特定）することができない。これは、欠けショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出するために必要な数の基板側マーク（即ち、基板側マーク１９ａ乃至１９ｈの全て）を検出することができないからである。従って、モールド１１のパターン領域１１ａの形状及び位置と基板１３の上の欠けショット領域１３ａ’の形状及び位置とを比較する（モールド１１と欠けショット領域１３ａ’とのずれを求める）ことができない。その結果、欠けショット領域１３ａ’では、モールド１１のパターン領域１１ａの形状と欠けショット領域１３ａ’の形状との差を低減させるような補正を行うことができない。換言すれば、上述したようなパターン領域１１ａの形状の制御を行うことができず、重ね合わせ精度の低下を招いてしまう。

そこで、本実施形態では、基板１３の上の複数のショット領域のうち、欠けショット領域以外のショット領域では、ダイバイダイアライメント方式を採用してインプリント処理を行う。なお、欠けショット領域以外のショット領域とは、モールド１１のパターンの全体（パターン領域１１ａ）を転写することができるショット領域である。ここで、モールド１１のパターンの全体を転写することができるショット領域は、１つのショット領域に形成すべき基板側マーク１９ａ乃至１９ｈの全てが形成されたショット領域であるとも言える。一方、欠けショット領域では、欠けショット領域以外のショット領域に対するインプリント処理（ダイバイダイアライメント方式）で得られた基板側マークの検出結果を統計処理し、欠けショット領域の形状を推測してインプリント処理を行う。これにより、基板側マークの一部が形成されておらず、ダイバイダイアライメント方式を適用することができない欠けショット領域についても、モールドのパターン領域の形状を欠けショット領域の形状に一致させるような補正を行うことが可能となる。

以下、図６を参照して、インプリント装置１の動作（インプリント装置１を用いたインプリント方法）について説明する。かかる動作は、制御部１７がインプリント装置１の各部を統括的に制御することで行われる。また、ここでは、図７に示すように、６つのチップ領域を含む領域を１つのショット領域とする。また、６つのチップ領域を含むショット領域を第１ショット領域１３ａ’’と称し、６つのチップ領域のうち一部のチップ領域のみを含むショット領域を第２ショット領域１３ａ’と称する。上述したように、第１ショット領域１３ａ’’は、１つのショット領域に形成すべき基板側マークの全てが形成され、モールド１１のパターンの全体を転写することができるショット領域である。また、第２ショット領域１３ａ’は、１つのショット領域に形成すべき基板側マークのうち一部が形成されておらず、モールド１１のパターンの全体を転写することができない欠けショット領域である。なお、図７では、第２ショット領域１３ａ’において、完全なチップを得ることができるチップ領域を斜線で示し、完全なチップを得ることができないチップ領域又は基板１３の上に存在していないチップ領域を白抜きで示している。

Ｓ６０２では、基板搬送機構（不図示）を介して、インプリント装置１に基板１３（図７参照）を搬入し、かかる基板１３を基板保持部１４に保持させる。

Ｓ６０４では、基板１３の上の複数のショット領域から１つの第１ショット領域１３ａ’’を対象ショット領域として選択する。ここで、対象ショット領域とは、これからモールド１１のパターンを転写するショット領域である。

Ｓ６０６では、Ｓ６０４において対象ショット領域として選択した第１ショット領域１３ａ’’に対してインプリント処理を行う。具体的には、まず、対象ショット領域として選択した第１ショット領域１３ａ’’に樹脂を供給し、モールド１１のパターンと対向する位置（モールド１１の押印位置）に第１ショット領域１３ａ’’（対象ショット領域）を位置させる。次いで、モールド１１に形成されたモールド側マーク１８と第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９とを検出部１５によって検出しながら、モールド１１と第１ショット領域１３ａ’’の上の樹脂とを接触させる。この際、検出部１５によって検出されるモールド側マーク１８の位置と基板側マーク１９の位置とを一致させるように、モールド１１と基板１３との位置決めを行う。モールド１１と基板１３との位置決めは、補正機構１６によるモールド１１のパターン領域１１ａの変形やモールド保持部１２及び基板保持部１４によるモールド１１と基板１３との相対位置の調整などを含む。次に、第１ショット領域１３ａ’’の上の樹脂を硬化させるために、モールド１１と樹脂とを接触させた状態において、第１ショット領域１３ａ’’の上の樹脂に対して紫外光を照射する。そして、モールド保持部１２及び基板保持部１４によって、第１ショット領域１３ａ’’の上の硬化した樹脂からモールド１１を離型（剥離）する。これにより、基板１３の上の第１ショット領域１３ａ’’にモールド１１のパターンが転写される。また、Ｓ６０６において、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９を検出部１５によって検出した結果は、制御部１７のメモリなどに記憶される。この際、基板側マーク１９の位置を記憶させてもよいし、基板側マーク１９から得られるショット領域の形状を記憶させてもよい。

Ｓ６０８では、基板１３の上の第１ショット領域１３ａ’’の全てを対象ショット領域として選択したかどうかを判定する。第１ショット領域１３ａ’’の全てを対象ショット領域として選択していない場合には、Ｓ６０４に移行して、次の第１ショット領域１３ａ’’を対象ショット領域として選択する。また、第１ショット領域１３ａ’’の全てを対象ショット領域として選択した場合には、Ｓ６１０に移行する。

Ｓ６１０では、基板１３の上の複数のショット領域から１つの第２ショット領域１３ａ’を対象ショット領域として選択する。

Ｓ６１２では、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９を検出部１５によって検出した結果（Ｓ６０６での検出部１５の検出結果）から、Ｓ６１０において対象ショット領域として選択した第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出する。例えば、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９を検出部１５によって検出した結果を統計処理することで第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出する。ここで、統計処理としては、第１ショット領域１３ａ’’ごとのモールドとショット領域とのずれ量（相対位置ずれ量、形状差量）を、平均的な偏差が最小になるように、第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出する処理が考えられる。例えば、基板１３の中心から外周に向かうショット領域の位置と、モールドとショット領域とのずれ量との関係を求め、かかる関係から第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出することが可能である。このような統計処理の詳細については、特許文献２に開示されている。なお、Ｓ６１２では、Ｓ６１０において対象ショット領域として選択した第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置だけではなく、残りの第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置も算出してもよい。なお、第１ショット領域１３ａ’’に形成されたマークを検出した結果は、基板１３の表面全体の中での位置と対応づけて記憶される。具体的には、マークの検出時に計測ユニット（不図示）によって基板ステージの位置を計測することによって、両者を対応づけて記憶することができる。かかる計測ユニットには、一般には、干渉計やエンコーダが好適に用いられるが、これに限定されるものではない。

Ｓ６１４では、Ｓ６１０において対象ショット領域として選択した第２ショット領域１３ａ’に対してインプリント処理を行う。第２ショット領域１３ａ’に対するインプリント処理は、第１ショット領域１３ａ’’に対するインプリント処理と同様である。但し、第２ショット領域１３ａ’には、第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出するために必要な数の基板側マークが形成されていない。そこで、モールド１１と第２ショット領域１３ａ’の上の樹脂とを接触させる際には、Ｓ６１２で算出した第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を用いる。具体的には、Ｓ６１２で算出した第２ショット領域１３ａ’の形状とモールド側マーク１８を検出部１５によって検出した結果から求まるモールド１１のパターン領域１１ａの形状との差が低減するように、モールド１１と基板１３との位置決めを行う。上述したように、モールド１１と基板１３との位置決めは、補正機構１６によるモールド１１のパターン領域１１ａの変形やモールド保持部１２及び基板保持部１４によるモールド１１と基板１３との相対位置の調整などを含む。また、検出部１５で検出可能な基板側マークが第２ショット領域１３ａ’に形成されている場合には、かかる基板側マークを検出部１５で検出してもよい。第２ショット領域１３ａ’に形成されている基板側マークの検出結果を用いて、Ｓ６１２で算出した第２ショット領域１３ａ’の形状を補正してもよい。換言すれば、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マークを検出した結果及び第２ショット領域１３ａ’に形成された基板側マークを検出した結果から第２ショット領域１３ａ’の形状を再度算出してもよい。

Ｓ６１２において算出された第２ショット領域１３ａ’の形状と位置の結果に、第２ショット領域１３ａ’に形成されている基板側マークを検出した結果を用いる方法としては、形状の補正に限らない。第２ショット領域１３ａ’で検出された基板側マークの結果を用いて位置の補正を行ってもよい。つまり、第２ショット領域１３ａ’の形状は、Ｓ６１２において算出された形状を用いて求め、第２ショット領域１３ａ’の位置は、第２ショット領域１３ａ’で検出された基板側マークの結果を用いて求める。これは、モールド１１と基板１３との位置ずれの検出、及び、位置ずれの補正を行うにはショット領域に形成された全ての基板側マークがなくてもよいためである。

また、第２ショット領域１３ａ’に形成されている（スコープ１５で検出することができる）基板側マークの数に応じて、Ｓ６１２において算出された第２ショット領域１３ａ’の形状の一部の成分を補正してもよい。例えば、Ｘ軸方向に形成された複数の基板側マークを検出することができる場合には、Ｓ６１２において算出された第２ショット領域１３ａ’の形状のうち、Ｘ軸方向の倍率を基板側マークの検出結果を用いて補正してもよい。

また、Ｓ６１２において算出された第２ショット領域１３ａ’の形状と位置の結果に対して、第２ショット領域１３ａ’に形成されている基板側マークを検出した結果を用いて、形状と位置の両方を補正してもよい。Ｓ６１２において算出された第２ショット領域１３ａ’の形状と位置の補正については、スコープ１５で検出できる基板側マークの数に応じて、補正の有無や補正の種類を決めてもよい。

Ｓ６１６では、基板１３の上の第２ショット領域１３ａ’の全てを対象ショット領域として選択したかどうかを判定する。第２ショット領域１３ａ’の全てを対象ショット領域として選択していない場合には、Ｓ６１０に移行して、次の第２ショット領域１３ａ’を対象ショット領域として選択する。また、第２ショット領域１３ａ’の全てを対象ショット領域として選択した場合には、Ｓ６１８に移行する。

Ｓ６１８では、基板搬送機構を介して、インプリント装置１から、全てのショット領域（第１ショット領域１３ａ’’及び第２ショット領域１３ａ’）にモールド１１のパターンが転写された基板１３を搬出して、動作を終了する。

このように、本実施形態では、第１ショット領域１３ａ’’にインプリント処理を行った後に、第２ショット領域１３ａ’（欠けショット領域）にインプリント処理を行う。その際、第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置は、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マークを検出部１５で検出した結果から算出（推測）している。従って、基板側マークの一部が形成されておらず、ダイバイダイアライメント方式を適用することができない第２ショット領域１３ａ’についても、モールドのパターン領域の形状を第２ショット領域１３ａ’の形状に一致させるような補正を行うことができる。その結果、インプリント装置１は、第２ショット領域１３ａ’に対しても、重ね合わせ精度を低下させることなく、インプリント処理を行うことができる。

本実施形態では、モールド側マーク１８及び基板側マーク１９を２つの計測方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）ごとに別々に形成しているが、１つのマークが複数の計測方向を有するようにモールド側マーク１８及び基板側マーク１９を形成してもよい。また、モールド側マーク１８及び基板側マーク１９の数や配置は、インプリント装置１に要求される重ね合わせ精度に応じて最適化すればよい。

本実施形態では、第１ショット領域１３ａ’’の全てについて、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９を検出部１５によって検出した結果から、第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出している。但し、第１ショット領域１３ａ’’の一部について、第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マーク１９を検出部１５によって検出した結果から、第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出してもよい。この場合には、対象ショット領域として選択した第２ショット領域１３ａ’に隣接する第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マークを検出した結果から第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出するとよい。これは、第２ショット領域１３ａ’に隣接する第１ショット領域１３ａ’’は、かかる第２ショット領域１３ａ’と関連性の高いショット領域と考えられるからである。また、第２ショット領域１３ａ’に隣接する第１ショット領域１３ａ’’の形状を、かかる第２ショット領域１３ａ’の形状とすることも可能である。第２ショット領域１３ａ’の位置については、隣接するショット領域との相対位置（予め設定されたショット領域の設計値）に基づいて求めたり、第２ショット領域１３ａ’に形成された一部の基板側マークの検出結果を用いて求めたりすることができる。このように、第２ショット領域１３ａ’に隣接する第１ショット領域１３ａ’’に形成された基板側マークを検出した結果から第２ショット領域１３ａ’の形状及び位置を算出してもよい。

また、本実施形態では、第１ショット領域を基板中心付近のショット領域、第２ショット領域を基板周辺付近のショット領域として説明した。なお、上述したように、ここでは、第１ショット領域は、１つのショット領域に形成すべき基板側マークの全てが形成された領域とし、第２ショット領域は、１つのショット領域に形成すべき基板側マークの一部が形成されていない領域としている。

しかしながら、第１ショット領域及び第２ショット領域は、これに限定されるものではない。例えば、基板中心付近のショット領域であっても、１つのショット領域に形成すべき基板側マークの一部がゴミなどによってつぶれてしまう場合がある。この場合、かかるショット領域では、一部の基板側マークを検出することができないため、基板中心付近のショット領域であっても、１つのショット領域に形成すべき基板側マークの一部が形成されていないショット領域を、第２ショット領域とみなすことができる。このような基板中心付近の第２ショット領域に対しても、上述した方法を用いてその形状及び位置を補正することで、重ね合わせ精度を低下させることなく、インプリント処理を行うことが可能になる。

また、このような場合、基板中心付近のショット領域からインプリント処理を行っていくと、初期の段階において、第２ショット領域とみなすショット領域（一部の基板側マークが検出できないショット領域）が発生することも考えられる。その場合には、事前にインプリント処理が完了した他の基板の情報（ショット領域の形状や位置）に基づいてモールドを補正してインプリント処理を行えばよい。

上述したように、インプリント装置１は、重ね合わせ精度を低下させることなく、欠けショット領域にインプリント処理を行うことが可能であるため、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や液晶表示素子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、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１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。

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。

Claims (14)

1. パターンが形成されたパターン領域を有する型を用いて基板の上のインプリント材を成形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、
   前記基板の上の複数のショット領域のそれぞれに形成されたマークを検出する検出部と、
   前記パターン領域を変形させる変形部と、
   前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、
   前記複数のショット領域は、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち全てが形成された第１ショット領域と、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち一部が形成された第２ショット領域と、を含み、
   前記制御部は、
   前記第１ショット領域にインプリント処理を行った後に、前記第２ショット領域にインプリント処理を行い、
   前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記検出部による前記第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた前記第１ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御し、
   前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、
   前記第２ショット領域の形状は、前記第２ショット領域に形成されたマークの数に応じて、前記求めた前記第１ショット領域の形状の一部の成分を補正することで求め、
   該求めた前記第２ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御し、前記第２ショット領域に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することで前記型と前記基板の位置決めを行うことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記求めた前記第２ショット領域の形状と前記型に形成されたマークの検出によって求まる前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記変形部を制御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. 前記制御部は、前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記型と前記インプリント材とを接触させる際に、前記検出部によって検出される前記型に形成されたマークの位置と前記第１ショット領域に形成された前記マークの位置との差が低減するように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記求めた前記第１ショット領域の形状の結果を統計処理して前記第２ショット領域の形状を求める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. 前記制御部は、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記検出部による前記第２ショット領域に隣接する第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた前記第１ショット領域の形状に基づいて前記第２ショット領域の形状を求める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。
6. 前記制御部は、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記パターン領域の形状が前記求めた前記第２ショット領域の形状となるように、前記変形部による前記パターン領域の変形量を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のインプリント装置。
7. 前記第１ショット領域は、前記型のパターンの全体を転写することができる領域であり、
   前記第２ショット領域は、前記型のパターンの全体を転写することができない領域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. 前記パターン領域には、複数のチップ領域が形成されており、
   前記第１ショット領域には、前記複数のチップ領域の全てが転写され、
   前記第２ショット領域には、前記複数のチップ領域の一部が転写され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、前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記求めた前記第１ショット領域の形状に基づいて前記第２ショット領域の位置を求め、前記型と前記インプリント材とを接触させる際に、前記求めた前記第２ショット領域の位置と前記型に形成されたマークの検出によって求まる前記パターン領域の位置とが一致するように、前記型と前記基板との位置決めを行う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. 前記制御部は、前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う場合、前記型と前記インプリント材とを接触させる際に、前記検出部によって検出される前記型に形成されたマークの位置と前記第１ショット領域に形成された前記マークの位置とが一致するように、前記型と前記基板との位置決めを行う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. パターンが形成されたパターン領域を有する型を用いて基板の上のインプリント材を成形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、
    前記基板の上の複数のショット領域のそれぞれに形成されたマークを検出する検出部と、
    前記インプリント処理を制御する制御部と、を有し、
    前記複数のショット領域は、１つのショット領域に複数のマークが形成された第１ショット領域と、前記第１ショット領域に形成された複数のマークの数よりも少ない数のマークが形成された第２ショット領域と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第１ショット領域にインプリント処理を行った後に、前記第２ショット領域にインプリント処理を行い、
    前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記検出部による前記第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた前記第１ショット領域の形状と前記型のパターン領域の形状との差が低減するように、前記型と前記基板とを位置合わせし、
    前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、
    前記第２ショット領域の形状は、前記第２ショット領域に形成されたマークの数に応じて、前記求めた前記第１ショット領域の形状の一部の成分を補正することで求め、
    該求めた前記第２ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記パターン領域の変形量を制御し、前記第２ショット領域に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することで前記型と前記基板の位置決めを行うことを特徴とするインプリント装置。
12. 基板の上の複数のショット領域のそれぞれに形成されたマークを検出する検出部を備え、パターンが形成されたパターン領域を有する型を用いて前記基板の上のインプリント材を成形するインプリント処理を行うインプリント装置を用いたインプリント方法であって、
    前記複数のショット領域は、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち全てが形成された第１ショット領域と、１つのショット領域に形成すべき前記マークのうち一部が形成された第２ショット領域と、を含み、
    前記インプリント方法は、
    前記第１ショット領域にインプリント処理を行った後に、前記第２ショット領域にインプリント処理を行い、
    前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記検出部による前記第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた前記第１ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記パターン領域の変形量を制御するステップ、
    前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、
    前記第２ショット領域の形状は、前記第２ショット領域に形成されたマークの数に応じて、前記求めた前記第１ショット領域の形状の一部の成分を補正することで求め、
    該求めた前記第２ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記パターン領域の変形量を制御するステップ、及び、前記第２ショット領域に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することで前記型と前記基板の位置決めを行うステップ、
    を有することを特徴とするインプリント方法。
13. 基板の上の複数のショット領域のそれぞれに形成されたマークを検出する検出部を備え、パターンが形成されたパターン領域を有する型を用いて前記基板の上のインプリント材を成形するインプリント処理を行うインプリント装置を用いたインプリント方法であって、
    前記複数のショット領域は、１つのショット領域に複数のマークが形成された第１ショット領域と、前記第１ショット領域に形成された複数のマークの数よりも少ない数のマークが形成された第２ショット領域と、を含み、
    前記インプリント方法は、
    前記第１ショット領域にインプリント処理を行った後に、前記第２ショット領域にインプリント処理を行い、
    前記第１ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、前記検出部による前記第１ショット領域の前記マークの検出結果から求めた第１ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記型と前記基板とを位置合わせするステップ、
    前記第２ショット領域に前記インプリント処理を行う際に、
    前記第２ショット領域の形状は、前記第２ショット領域に形成されたマークの数に応じて、前記求めた前記第１ショット領域の形状の一部の成分を補正することで求め、
    該求めた前記第２ショット領域の形状と前記パターン領域の形状との差が低減するように、前記パターン領域の変形量を制御するステップ、及び、前記第２ショット領域に形成されたマークと前記型に形成されたマークを検出することで前記型と前記基板の位置決めを行うステップ、
    を有することを特徴とするインプリント方法。
14. 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を用いて基板の上にパターンを形成するステップと、
    前記パターンが形成された前記基板を加工するステップと、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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