JP6748461B2 - インプリント装置、インプリント装置の動作方法および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、インプリント装置の動作方法および物品製造方法に関する。

リソグラフィー装置の１つとして、基板の上のインプリント材にモールドを接触させインプリント材を硬化させることによって基板の上にパターンを形成するインプリント装置が注目されている（特許文献１）。モールドは、下方に凸となるように変形した状態で基板の上のインプリント材に押し付けられ、その後に平坦な状態に戻される。この動作により、モールドのパターン（凹部）にインプリント材が充填される。そして、モールドのパターンにインプリント材が充填された後に、インプリント材に光などのエネルギーが与えられ、これによってインプリント材が硬化されうる。

特表２００９−５３６５９１号公報

基板の上のインプリント材に対してモールドを接触させる際に、基板とモールドとの間に相対的な傾きが存在すると、モールドのパターンに対するインプリント材の充填が均一に進行しない。そのために、充填に要する時間が長くなったり、ＲＬＴ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）に不均一な分布が生じたりしうる。ＲＴＬは、インプリント材によって基板に形成されるパターンの凹部の厚さを意味する。ＲＬＴの不均一な分布は、基板の上にインプリント材によって形成されたパターンを使って基板をエッチングする際に該パターンのＣＤ誤差を引き起こしうる。

基板とモールドとの間の相対的な傾きは、例えば、基板の上のインプリント材に対してモールドを接触させるためにインプリント材に対してモールドが押し付けられるときに基板チャックが傾くことによって発生しうる。

本発明は、上記のような課題認識を契機としてなされたものであり、基板とモールドとの間の相対的な傾きを低減するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上のインプリント材にモールドを接触させ硬化させることによって該基板の上に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に係り、前記インプリント装置は、前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージ機構と、前記モールドを駆動するモールド駆動部と、前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す傾き情報に基づいて、前記インプリント処理における前記基板に対する前記モールドの相対的な傾きを調整するように前記モールド駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、キャリブレーション処理において、基板の複数の領域の各々に対して前記インプリント処理を行っているときの前記複数の領域の各々の高さ位置に基づいて前記傾き情報を生成する。

本発明によれば、基板とモールドとの間の相対的な傾きを低減するために有利な技術が提供される。

本発明の１つの実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。 本発明の１つの実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。 基板ステージの構成例を示す図。 本発明の１つの実施形態のインプリント装置の動作方法としてのキャリブレーション処理の流れを示す図。 インプリント処理におけるインプリント対象のショット領域のＺ方向の位置（高さ位置）の変化を模式的に示す図。 押し付け期間における基板チャックの姿勢を模式的に示す図。 充填期間における基板チャックの姿勢を模式的に示す図。 図４の工程Ｓ３１３における補正マップの生成の詳細を示す図。 本発明の１つの実施形態のインプリント装置の動作方法としてのインプリントシーケンスを示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１、図２には、本発明の１つの実施形態のインプリント装置１００の構成が模式的に示されている。インプリント装置１００は、基板Ｓのショット領域に配置されたインプリント材ＩＭにモールドＭ（より詳しくは、モールドＭのパターン領域Ｐ）を接触させインプリント材ＩＭを硬化させることで該ショット領域にパターンを形成する。インプリント材ＩＭが硬化した後、モールドＭは、硬化したインプリント材ＩＭから引き離される。インプリント材ＩＭは、供給部１７によって基板Ｓのショット領域の上に供給あるいは配置されうるが、インプリント装置１００とは別の装置によって基板Ｓの上に供給されてもよい。この明細書では、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭにモールドＭを接触させインプリント材ＩＭを硬化させる処理をインプリント処理という。インプリント処理は、硬化したインプリント材ＩＭからモールドＭを引き離す処理を含む場合もある。

インプリント材ＩＭは、それを硬化させる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である。インプリント材は、硬化した状態を意味する場合もあるし、未硬化の状態を意味する場合もある。硬化用のエネルギーとしては、例えば、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光（例えば、赤外線、可視光線、紫外線）でありうる。

硬化性組成物は、典型的には、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。これらのうち光により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、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りうる。

本明細書および添付図面では、基板Ｓの表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。また、傾きは、θＸ軸、θＹ軸の値で特定されうる情報である。

インプリント装置１００は、例えば、インプリントヘッド６、基板ステージ機構４、硬化部３０、供給部１７、計測部１４、計測部（第１計測部）１５、計測部（第２計測部）１６、形状制御部７および制御部１０を含みうる。インプリントヘッド６、硬化部３０、供給部１７、計測部１４、１６および形状制御部７は、支持構造体１によって支持されうる。計測部１５は、基板ステージ機構４の可動部（後述のＹステージ（基板ステージ）４ｂ_２）に搭載されうる。基板ステージ機構４は、定盤２の上で基板Ｓを移動させるように構成されている。制御部１０は、例えばＣＰＵやメモリなどを有し、インプリント処理を制御する（インプリント装置の各部を制御する）。

モールドＭは、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板Ｓに対向させる面における一部の領域であるパターン領域Ｐには、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭを成形するためのパターンが形成されている。通常、モールドＭは、突出したメサ部を有し、メサ部がパターン領域Ｐとされる。パターン領域Ｐのパターンは、凹部によって構成され、凹部にインプリント材ＩＭが充填された状態でインプリント材ＩＭが硬化させることによってインプリント材ＩＭからなるパターンが形成される。

硬化部３０は、インプリント処理の際に、インプリント材ＩＭを硬化させるエネルギー、例えば、紫外線などの光をモールドＭを介してショット領域上のインプリント材ＩＭに供給することによってインプリント材ＩＭを硬化させる。硬化部３０は、例えば、インプリント材ＩＭを硬化させる光を射出する光源と、光源から射出された光をインプリント処理のために適切な光に調整するための光学素子とを含みうる。

計測部１４は、モールドＭのパターン領域Ｐに設けられたマークと、基板Ｓのショット領域に設けられたマークとの位置ずれを検出する。制御部１０は、計測部１４による検出結果に基づいて、基板Ｓのショット領域とモールドＭ（より詳しくは、モールドＭのパターン領域Ｐ）との相対的な位置関係を認識することができる。つまり、制御部１０は、計測部１４を使って基板Ｓのショット領域とモールドＭとの相対的な位置関係を計測することができる。相対位置関係は、相対的な位置および相対的な回転角を含む。計測部１４とモールドＭとの間には、光学系１２およびバンドパスフィルター１３が配置されうる。

インプリントヘッド６は、例えば、モールドチャック６ａ、モールド駆動部６ｂ、駆動ベース６ｃおよび計測部２１を含みうる。モールドチャック６ａは、真空吸着力や静電力などによりモールドＭを保持する。モールド駆動部６ｂは、複数（例えば、３個）のアクチュエータを含み、該複数のアクチュエータによってモールドチャック６ａを複数の軸について駆動するようにモールドチャック６ａを駆動する。モールド駆動部６ｂは、例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸についてモールドチャック６ａを駆動するように構成されうるが、他の軸（Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸）の全部または一部についてもモールドチャック６ａを駆動するように構成されてもよい。モールドチャック６ａ、モールド駆動部６ｂおよび駆動ベース６ｃは、それぞれの中心部（内側）に開口領域を有しており、硬化部３０からのエネルギーが当該開口領域を通り、モールドＭを介して基板Ｓ上のインプリント材ＩＭに供給されうる。計測部２１は、モールドチャック６ａ（モールドＭ）のＺ軸の値（即ち、Ｚ方向の位置（高さ位置））およびθＸ軸、θＹ軸の値（即ち、傾き）を計測する。計測部２１は、例えば、モールド駆動部６ｂの複数のアクチュエータにそれぞれ対応する複数の位置計測器を含みうる。インプリントヘッド６は、その他、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭにモールドＭを押し付けたときの力を計測するセンサ６ｄを含みうる。センサ６ｄは、例えば、モールド駆動部６ｂの複数のアクチュエータごとに設けられうる。

計測部１５は、モールドＭの下面の高さ位置を計測する距離計測器を含みうる。計測部１６は、基板Ｓの表面の高さ位置を計測する距離計測器を含みうる。形状制御部７は、モールドＭのパターン領域Ｐの裏側に設けられたキャビティＣの圧力を制御することによってモールドＭの形状を制御する。例えば、キャビティＣの圧力を大気圧より高くすることによって、図２に模式的に示されるように、モールドＭを下方に凸をなす形状に変形させることができる。また、キャビティＣの圧力を大気圧と同じにすることによって、図１に模式的に示されるように、モールドＭの形状を自然状態（典型的には、パターン領域Ｐの裏側が平坦になった状態）に戻すことができる。

基板ステージ機構４は、例えば、真空吸着力や静電力などにより基板３を保持する基板チャック４ａと、基板チャック４ａを機械的に保持して定盤２の上で複数の軸について駆動する基板駆動部４ｂと、を含みうる。基板駆動部４ｂは、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸について基板チャック４ａを駆動するように構成されうるが、他の軸（Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸）の全部または一部についても基板チャック４ａを駆動するように構成されてもよい。

一例において、基板Ｓ（より詳しくは、基板Ｓのショット領域）とモールドＭとのＸ軸、Ｙ軸、θＺ軸に関する相対的な位置関係の制御は、基板駆動部４ｂによって行われうる。しかしながら、当該制御は、モールド駆動部６ｂによって行われてもよいし、基板駆動部４ｂおよびモールド駆動部６ｂの双方によって行われてもよい。また、一例では、基板ＳとモールドＭとの間の距離の制御（Ｚ軸に関する制御）は、インプリントヘッド６によって行われるが、当該制御は、モールド駆動部６ｂによって行われてもよいし、基板駆動部４ｂおよびモールド駆動部６ｂの双方によって行われてもよい。

図３（ａ）、（ｂ）には、基板ステージ機構４の構成例が示されている。図３（ａ）は、基板ステージ機構４をＺ方向から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。基板ステージ機構４は、基板チャック４ａおよび基板駆動部４ｂを含み、基板駆動部４ｂは、例えば、Ｘステージ４ｂ_１と、Ｙステージ（基板ステージ）４ｂ_２とを含みうる。Ｘステージ４ｂ_１は、不図示の静圧案内（エアベアリング）により定盤２の上をＸ方向に沿って移動可能に構成される。また、Ｙステージ４ｂ_２は、基板チャック４ａを支持し、不図示の静圧案内（エアベアリング）によりＸステージ４ｂ_１の上をＹ方向に沿って移動可能に構成される。このように構成された基板駆動部４ｂは、Ｘステージ４ｂ_１をＸ方向に沿って駆動することによりＹステージ４ｂ_２および基板チャック４ａ（基板Ｓ）をＸ方向に移動させることができる。また、Ｙステージ４ｂ_２をＹ方向に沿って駆動することにより基板チャック４ａ（基板Ｓ）をＹ方向に移動させることができる。つまり、基板駆動部４ｂは、Ｘステージ４ｂ_１のＸ方向への駆動およびＹステージ４ｂ_２のＹ方向への駆動によって、基板ＳをＸ方向、Ｙ方向に移動させることができる。

Ｘステージ４ｂ_１は、第１駆動部４ｂ_３によって定盤２の上をＸ方向に沿って駆動される。第１駆動部４ｂ_３は、例えば、永久磁石を含む可動子４ｂ_３１と、Ｘ方向に沿って配列した複数のコイルを含む固定子４ｂ_３２と、を有するリニアモータを含みうる。そして、第１駆動部４ｂ_３は、固定子４ｂ_３２における複数のコイルに供給する電流を制御して、可動子４ｂ_３１を固定子４ｂ_３２に沿って移動させることにより、Ｘステージ４ｂ_１をＸ方向に沿って駆動することができる。Ｘステージ４ｂ_１のＸ方向における位置は、例えばエンコーダや干渉計などによって構成された第１検出部４ｂ_４によって検出されうる。図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、スケール４ｂ_４１と、スケール４ｂ_４１からの反射光によってＸステージ４ｂ_１のＸ方向における位置を検出するヘッド４ｂ_４２とを含むエンコーダが、第１検出部４ｂ_４として設けられている。

また、Ｙステージ４ｂ_２は、第２駆動部４ｂ_５によってＸステージ４ｂ_１の上をＹ方向に沿って駆動される。第２駆動部４ｂ_５は、図３（ｂ）に示すように、例えば、永久磁石を含む可動子４ｂ_５１と、Ｙ方向に沿って配列した複数のコイルを含む固定子４ｂ_５２とを有するリニアモータを含みうる。そして、第２駆動部４ｂ_５は、固定子４ｂ_５２における複数のコイルに供給する電流を制御して、可動子４ｂ_５１を固定子４ｂ_５２に沿って移動させることにより、Ｙステージ４ｂ_２をＹ方向に沿って駆動することができる。Ｙステージ４ｂ_２のＹ方向における位置は、例えばエンコーダや干渉計などによって構成された第２検出部４ｂ_６によって検出されうる。図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、スケール４ｂ_６１と、スケール４ｂ_６１からの反射光によってＹステージ４ｂ_２のＹ方向における位置を求めるヘッド４ｂ_６２とを含むエンコーダが、第２検出部４ｂ_６として設けられている。

また、Ｙステージ４ｂ_２と基板チャック４ａとの間には、不図示のラジアルガイドが設けられており、基板チャック４ａは、Ｘ軸、Ｙ軸方向には高い剛性で支持され、Ｚ軸周りの回転のθＺ方向にのみ移動自由に構成されている。Ｙステージ４ｂ_２と基板チャック４ａとの間には不図示のボイスコイルモータとエンコーダが設けられており、基板チャック４ａのθＺ変位をエンコーダにより測定し、ボイスコイルモータによる制御力にて基板チャックのθＺ方向が位置決め制御される。

上記のように静圧案内（エアベアリング）を介して基板Ｓあるいは基板チャック４ａ（Ｙステージ４ｂ_２）を支持する構成では、インプリント処理において基板Ｓに対して力が加えられたときに基板Ｓあるいは基板チャック４ａが傾きうる。特に、インプリント処理において基板Ｓ（基板チャック４ａの姿勢がサーボ制御（フィードバック制御）されていない場合には、基板Ｓの姿勢が補正されることもない。

以下、図４〜図９を参照しながらインプリント装置１００の動作方法を説明する。制御部１０は、例えば、ユーザーまたは上位制御装置からの指令に応じて、または、基板またはロット（複数の基板で構成される処理の単位）の処理に先立って、キャリブレーション処理を実行しうる。図４には、キャリブレーション処理の流れが示されている。キャリブレーション処理は、制御部１０によって制御される。工程Ｓ３０１では、制御部１０は、不図示の搬送機構を制御してモールドＭをモールドチャック６ａに搬送させ、モールドチャック６ａにモールドＭを保持させる。工程Ｓ３０２では、制御部１０は、計測部１５を使ってモールドＭのパターン領域Ｐ（メサ部）の複数の計測対象箇所のＺ軸の値（Ｚ方向の位置）、即ち高さ位置を計測する。この際に、モールドＭのパターン領域Ｐの計測対象箇所に応じて、基板ステージ機構４にＹステージ４ｂ_２を移動させることによって計測部１５を移動させる。この計測の結果に基づいて、パターン面Ｐの代表箇所の高さ位置の他、θＸ軸、θＹ軸の値（即ちθＸ軸、θＹ軸についての傾き）を示す情報が得られる。つまり、工程Ｓ３０２において、モールドＭ（より詳しくは、パターン領域Ｐ）の代表箇所の高さ位置および傾きが計測される。代表箇所の高さ位置および傾きは、モールドＭのパターン領域Ｐを平面であると見做して計算される。

工程Ｓ３０３では、制御部１０は、不図示の搬送機構を制御して基板Ｓを基板チャック４ａに搬送させ、モールドチャック６ａにモールドＭを保持させる。工程Ｓ３０４では、制御部１０は、計測部１６を使って基板Ｓの複数の計測対象箇所（例えば、全部または一部のショット領域の代表箇所）のＺ軸の値（Ｚ方向の位置）、即ち高さ位置を計測する。この際に、基板Ｓの計測対象箇所に応じて基板ステージ機構４にＹステージ４ｂ_２を移動させることによって計測部１６の計測領域内に計測対象箇所を移動させる。この計測の結果に基づいて、基板Ｓの代表箇所の高さ位置の他、θＸ軸、θＹ軸についての傾きを示す情報が得られる。つまり、工程Ｓ３０４において、基板Ｓの代表箇所の高さ位置および傾きが計測される。代表箇所の高さ位置および傾きは、基板Ｓの表面を平面であると見做して計算される。

工程Ｓ３０５では、制御部１０は、工程Ｓ３０２および工程Ｓ３０４の計測結果に基づいて、基板ＳとモールドＭとの相対的な距離（以下、相対距離）と相対的な傾き（以下、相対傾き）とを計算する。工程Ｓ３０５で得られる相対傾きは、基板ＳとモールドＭとがインプリント材ＩＭを介して接触していない状態における基板ＳとモールドＭとの相対傾きである。このような相対傾きは、基板チャック４ａの支持面、モールドチャック６ａの支持面、基板ステージ機構４の制御誤差、インプリントヘッド６の制御誤差、基板Ｓの加工精度、モールドＭの加工精度等によって発生しうる。

工程Ｓ３０５で得られた相対距離および相対傾きに基づいて、目標相対距離からの相対距離の差分、および、目標相対傾きからの相対傾きの差分を相殺するようにモールドチャック６ａが駆動されうる。あるいは、ここで得られた相対距離および相対傾きは、後のモールドチャック６ａの駆動において補正情報として利用されてもよい。

工程Ｓ３０６では、制御部１０は、供給部１７および基板ステージ機構４を制御して、基板Ｓのインプリント対象のショット領域（以下、対象ショット領域）の上にインプリント材を供給させる。工程Ｓ３０７では、形状制御部７を制御してモールドＭのキャビティＣの圧力を上昇させることによってモールドＭを下方に凸をなすように変形させ、インプリントヘッド６を制御してパターン領域Ｐを対象ショット領域の上のインプリント材ＩＭに押し付けさせる。工程Ｓ３０８では、制御部１０は、工程Ｓ３０７における基板Ｓの対象ショット領域のＺ方向の位置（高さ位置）を計測部２１の出力のログに基づいて取得し、該高さ位置を記録する。

工程Ｓ３０９では、制御部１０は、形状制御部７を制御してキャビティＣの圧力を低下させることによってモールドＭを自然状態に戻し、モールドＭのパターン領域Ｐを平坦にする。これにより、パターン領域Ｐの全域が対象ショット領域の上のインプリント材に接触し、パターン領域Ｐのパターン（凹部）にインプリント材ＩＭが充填される。工程Ｓ３１０では、制御部１０は、工程Ｓ３０９における基板Ｓの対象ショット領域のＺ方向の位置（高さ位置）を計測部２１の出力のログに基づいて取得し、これを記録する。

工程Ｓ３１１では、制御部１０は、硬化部３０を制御して対象ショット領域の上のインプリント材ＩＭにエネルギーを供給させインプリント材ＩＭを硬化させ、その後、インプリントヘッド６を制御して、硬化したインプリント材ＩＭからモールドＭを引き離させる。工程Ｓ３１２では、制御部１０は、工程Ｓ３０５〜Ｓ３１１を実施すべき全ショット領域に対する処理が終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が残っている場合には工程Ｓ３０６に戻り、そうでなければ工程Ｓ３１３に進む。工程Ｓ３１３では、制御部１０は、工程Ｓ３０８、Ｓ３１０で記録した情報に基づいて補正マップ（傾き情報）を生成する。補正マップの生成の詳細については後述する。

図５には、インプリント処理における基板Ｓのインプリント対象のショット領域のＺ方向の位置（高さ位置）の変化が模式的に示されている。インプリント処理におけるモールドチャック６ａのＺ位置は、状態６３、６４、６５で評価されうる。状態６３は、ショット領域のインプリント材ＩＭに対して、下方に凸をなすように変形したモールドＭのパターン領域Ｐが接触を開始した状態である。状態６３におけるショット領域のＺ方向の位置（高さ位置）は、工程Ｓ３０４において得られた基板Ｓの複数の計測対象箇所のＺ方向の位置から得ることができる。あるいは、状態６３をセンサ６ｄの出力に基づいて検出し、この検出時における計測部２１の出力に基づいて基板の対象ショット領域のＺ位置を得ることができる。

状態６４は、ショット領域の上のインプリント材ＩＭに対してモールドＭを押し付ける力を徐々に強くしてゆき、モールドチャック６ａが最下点に達した状態である。状態６５は、状態６４の後にモールドＭのキャビティＣの圧力が低下されるとともに押し付け力が弱められ、ショット領域の上のインプリント材ＩＭに対するモールドＭの押し付け力がほぼ零の状態である。ショット領域の上のインプリント材ＩＭに対するモールドＭの押し付け力が弱くなることに応じて、ショット領域のＺ方向の位置が上がっている。

曲線６１は、基板Ｓの中央部のショット領域に対するインプリント時の当該ショット領域のＺ方向の位置、曲線６２は、基板Ｓの周辺部のショット領域に対するインプリント時の当該ショット領域のＺ方向の位置を示している。点線６０の左側は、インプリント材にモールドＭを押し付けている押し付け期間である。点線６０の右側は、インプリント材に対するモールドＭの押し付けを解除し、モールドＭのパターン領域Ｐのパターン（凹部）に対してインプリント材ＩＭが充填されるのを待つ充填期間である。

以上の結果は、基板Ｓの複数のショット領域のうちモールドＭを介して力が加えられるショット領域に応じて基板Ｓの当該ショット領域におけるＺ方向の位置が変わりうることを示している。これは、基板Ｓのどの領域に対して力が加えられるかに応じて基板チャック４ａの傾きが異なりうることを示唆している。そこで、インプリント処理における基板チャック４ａの姿勢について考えてみる。

図６には、押し付け期間、より詳しくは基板Ｓの周辺部のショット領域のインプリント材ＩＭにモールドＭのパターン領域Ｐを押し付けている期間における基板チャック４ａの姿勢が模式的に示されている。基板Ｓの周辺部（右側）がインプリント材ＩＭを介してモールドＭ（インプリントヘッド６）によって押されていることによってモーメントが作用し、基板チャック４ａの右側が下がるように傾く。前述のように、基板チャック４ａを支持するＹステージ（基板ステージ）４ｂ_１が静圧案内（エアベアリング）によって支持された構成では、上記のように基板Ｓの上のインプリント材ＩＭへのモールドＭの押し付けによって基板チャック４ａが傾きうる。

図７には、押し付け期間の後の充填期間における基板チャック４ａの姿勢が模式的に示されている。充填期間においては、基板チャック４ａがモールドＭ（インプリントヘッド６）から受ける力がほぼ零になるので、単純に考えると、基板チャック４ａの姿勢は水平に戻りそうである。しかし、基板チャック４ａの姿勢が変化した際に、姿勢の変化に伴うアッベ誤差によってＸ、Ｙ方向の変位が起こる。基板ステージ機構４のＸ、Ｙ方向の位置がサーボ制御（フィードバック）制御されていると、この変位を打ち消す方向に基板ステージ機構４が力を発生する。この力は、インプリント材ＩＭを介して基板ＳとモールドＭとの間にせん断力を発生させる。基板チャック４ａに対するモールドＭ（インプリントヘッド６）による押し付け力がほぼ零になった後も、インプリント材ＩＭの粘性によって基板ＳとモールドＭとの間のせん断力が残留する。そのために、充填期間においても、基板チャック４ａの姿勢は水平には戻らない。このことは、シミュレーションをとして確認されている。

図５を再び参照して説明する。状態６３では、基板チャック４ａの姿勢は水平である。したがって、ショット領域６１とショット領域６２とのＺ方向の位置の差は、基板Ｓの表面形状によって生じていると考えられる。状態６４では、インプリント材に対するモールドＭの押し付けによって基板Ｓが下方に押されることによって基板Ｓのショット領域６１、６２のＺ方向の位置が下がっている。周辺部のショット領域６１に対するインプリント処理と中央部のショット領域６２に対するインプリント処理とにおけるＺ方向の位置の相違は、インプリント対象のショット領域の位置に応じて基板チャック４ａの傾きが異なることを示している。状態６５では、押し付け力がほぼ零になるが、前述の残留せん断力の影響が現れる。

図８には、図４の工程Ｓ３１３における補正マップの生成の詳細が示されている。工程Ｓ４０１では、制御部１０は、状態６３（非押し付け時）における基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６３（ｉ）を計算あるいは取得する。具体例を挙げると、制御部１０は、工程Ｓ３０４で得た基板Ｓの複数の計測対象箇所のＺ方向の位置に基づいて基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６３（ｉ）を計算あるいは取得する。

工程Ｓ４０２では、制御部１０は、状態６４（押し付け時）における基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６４（ｉ）を計算あるいは取得する。具体例を挙げると、制御部１０は、工程Ｓ３０７で記録したログ（計測部２１の出力）に基づいて基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６４（ｉ）を計算あるいは取得する。

工程Ｓ４０３では、制御部１０は、状態６５（充填時）における基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６５（ｉ）を計算あるいは取得する。具体例を挙げると、制御部１０は、工程Ｓ３０９で記録したログ（計測部２１の出力）に基づいて基板Ｓの各ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）のＺ方向の位置Ｚ６５（ｉ）を計算あるいは取得する。

工程Ｓ４０４では、制御部１０は、基板Ｓの中央部のショット領域（ｘ０，ｙ０）のＺ６３（０）−Ｚ６４（０）の値を基準とし、状態６４（押し付け時）における基板Ｓ（基板チャック４ａ）の傾きＥＴｘ１（ｉ）、ＥＴｙ１（ｉ）を以下の式に従って計算する。ここで、ＥＴｘ１（ｉ）は、ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）に対するインプリント処理における押し付け時の基板ＳのθＹ軸の傾きである。ＥＴｙ１（ｉ）は、ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）に対するインプリント処理における押し付け時の基板ＳのθＸ軸の傾きである。

ＥＴｘ１（ｉ）＝｛（Ｚ６３（ｉ）−Ｚ６４（ｉ））−（Ｚ６３（０）−Ｚ６４（０））｝／（ｘｉ−ｘ０）
ＥＴｙ１（ｉ）＝｛（Ｚ６３（ｉ）−Ｚ６４（ｉ））−（Ｚ６３（０）−Ｚ６４（０））｝／（ｙｉ−ｙ０）
ここで、（ｘ０，ｙ０）＝（０，０）として計算することができる。

工程Ｓ４０５では、制御部１０は、基板Ｓの中央部のショット領域（ｘ０，ｙ０）のＺ６３（０）−Ｚ６５（０）の値を基準とし、状態６５（充填時）における基板Ｓ（基板チャック４ａ）の傾きＥＴｘ２（ｉ）、ＥＴｙ２（ｉ）を以下の式に従って計算する。ここで、ＥＴｘ２（ｉ）は、ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）に対するインプリント処理における充填時の基板ＳのθＹ軸の傾きである。ＥＴｙ２（ｉ）は、ショット領域（ｘｉ，ｙｉ）に対するインプリント処理における充填時の基板ＳのθＸ軸の傾きである。

ＥＴｘ２（ｉ）＝｛（Ｚ６３（ｉ）−Ｚ６５（ｉ））−（Ｚ６３（０）−Ｚ６５（０））｝／（ｘｉ−ｘ０）
ＥＴｙ２（ｉ）＝｛（Ｚ６３（ｉ）−Ｚ６５（ｉ））−（Ｚ６３（０）−Ｚ６５（０））｝／（ｙｉ−ｙ０）
ここで、（ｘ０，ｙ０）＝（０，０）として計算することができる。

工程Ｓ４０６では、制御部１０は、工程Ｓ４０４における計算結果に基づいて、押し付け時の基板Ｓのショット領域ごとの傾き情報を含む補正マップを生成する。工程Ｓ４０７では、制御部１０は、工程Ｓ４０５における計算結果に基づいて、充填時の基板Ｓのショット領域ごとの傾き情報を含む補正マップを生成する。

上記の形態に代えて、制御部１０は、充填時のＺ方向の位置を基準として状態６４（押し付け時）における基板Ｓ（基板チャック４ａ）の傾きＥＴｘ１（ｉ）、ＥＴｙ１（ｉ）を以下の式に従って計算してもよい。

ＥＴｘ１（ｉ）＝｛（Ｚ６４（ｉ）−Ｚ６５（ｉ））−（Ｚ６４（０）−Ｚ６５（０））｝／（ｘｉ−ｘ０）
ＥＴｙ１（ｉ）＝｛（Ｚ６４（ｉ）−Ｚ６５（ｉ））−（Ｚ６４（０）−Ｚ６５（０））｝／（ｙｉ−ｙ０）
ここで、（ｘ０，ｙ０）＝（０，０）として計算することができる。

また、上記の工程Ｓ３０４において、制御部１０は、工程Ｓ３０７で記録したログ（計測部２１の出力）に基づいて、状態６３における基板Ｓの対象ショット領域のＺ位置Ｚ６３（ｉ）を得てもよい。

図９には、インプリントシーケンスの流れが示されている。インプリントシーケンスは、制御部１０によって制御される。工程Ｓ５０１では、制御部１０は、不図示の搬送機構を制御してモールドＭをモールドチャック６ａに搬送させ、モールドチャック６ａにモールドＭを保持させる。工程Ｓ５０２では、制御部１０は、計測部１５を使ってモールドＭのパターン領域Ｐ（メサ部）の複数の計測対象箇所のＺ方向の位置（高さ位置）を計測する。この際に、モールドＭのパターン領域Ｐの計測対象箇所に応じて基板ステージ機構４にＹステージ４ｂ_２を移動させることによって計測部１５を移動させる。この計測の結果に基づいて、パターン面Ｐの代表箇所の高さ位置の他、θＸ軸、θＹ軸についての傾きを示す情報が得られる。つまり、工程Ｓ５０２において、モールドＭ（より詳しくは、パターン領域Ｐ）の代表箇所の高さ位置および傾きが計測される。代表箇所の高さ位置および傾きは、モールドＭのパターン領域Ｐを平面であると見做して計算される。

工程Ｓ５０３では、制御部１０は、不図示の搬送機構を制御して基板Ｓを基板チャック４ａに搬送させ、モールドチャック６ａにモールドＭを保持させる。工程Ｓ５０４では、制御部１０は、計測部１６を使って基板Ｓの複数の計測対象箇所（例えば、全部または一部のショット領域の代表箇所）のＺ方向の位置（高さ位置）を計測する。この際に、基板Ｓの計測対象箇所に応じて基板ステージ機構４にＹステージ４ｂ_２を移動させることによって計測部１６の計測領域内に計測対象箇所を移動させる。この計測の結果に基づいて、基板Ｓの代表箇所の高さ位置の他、θＸ軸、θＹ軸についての傾きを示す情報が得られる。つまり、工程Ｓ５０４において、基板Ｓの代表箇所の高さ位置および傾きが計測される。代表箇所の高さ位置および傾きは、基板Ｓの表面を平面であると見做して計算される。

工程５０５では、制御部１０は、工程Ｓ５０２および工程Ｓ５０４の計測結果に基づいて、基板ＳとモールドＭとの相対距離と相対傾きとを計算する。ここで得られた相対距離および相対傾きに基づいて、目標相対距離からの相対距離の差分、および、目標相対傾きからの相対傾きの差分を相殺するようにモールドチャック６ａが駆動されうる。あるいは、ここで得られた相対距離および相対傾きは、後のモールドチャック６ａの駆動において補正情報として利用されてもよい。

工程Ｓ５０６では、制御部１０は、供給部１７および基板ステージ機構４を制御して、基板Ｓのインプリント対象のショット領域（対象ショット領域）にインプリント材を供給させる。工程Ｓ５０７では、制御部１０は、前述のキャリブレーション処理によって得られた押し付け時の補正マップに基づいて、モールドＭの傾きを対象ショット領域に応じて設定する。工程Ｓ５０８では、形状制御部７を制御してモールドＭのキャビティＣの圧力を上昇させることでモールドＭを下方に凸をなすように変形させ、インプリントヘッド６を制御してパターン領域Ｐを対象ショット領域の上のインプリント材ＩＭに押し付けさせる。このとき、モールドＭは、インプリントヘッド６により、工程Ｓ５０７で設定された傾きに制御された状態で、対象ショット領域の上のインプリント材ＩＭに押し付けられる。

工程Ｓ５０９では、制御部１０は、形状制御部７を制御してキャビティＣの圧力を低下させることによってモールドＭを自然状態に戻し、モールドＭのパターン領域Ｐを平坦にする。これにより、パターン領域Ｐの全域が対象ショット領域の上にインプリント材に接触し、パターン領域Ｐのパターン（凹部）にインプリント材ＩＭが充填される。工程Ｓ５１０では、前述のキャリブレーション処理によって得られた充填時の補正マップに基づいて、モールドＭの傾きを対象ショット領域に応じて設定する。これにより、モールドＭは、インプリントヘッド６により、充填時の補正マップに従って設定された傾きに制御される。したがって、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭにモールドが押し付けられることによって基板チャックが傾くことに起因する基板とモールドとの間の相対的な傾きを低減することができる。

工程Ｓ５１１では、制御部１０は、硬化部３０を制御して対象ショット領域の上のインプリント材ＩＭにエネルギーを供給させインプリント材ＩＭを硬化させ、その後、インプリントヘッド６を制御して、硬化したインプリント材ＩＭからモールドＭを引き離させる。工程Ｓ５１２では、制御部１０は、工程Ｓ５０６〜Ｓ５１１を実施すべき全ショット領域に対する処理が終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が残っている場合には工程Ｓ５０６に戻り、そうでなければ、基板Ｓに対する一連の処理を終了する。

以下、物品製造方法について説明する。ここでは、一例として、物品としてデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）を製造する物品製造方法を説明する。物品製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが形成された基板を処理（例えば、エッチング）する工程を含みうる。なお、パターンドメディア（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、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも一つにおいて有利である。

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。

１００：インプリント装置、Ｓ：基板、Ｍ：モールド、Ｐ：パターン領域、４：基板ステージ機構、４ａ：基板チャック、６：インプリントヘッド、６ａ：モールドチャック、１５、１６、１７、２１：計測部

Claims (10)

1. 基板の上のインプリント材にモールドを接触させ硬化させることによって該基板の上に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、
   前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージ機構と、
   前記モールドを駆動するモールド駆動部と、
   前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す傾き情報に基づいて、前記インプリント処理における前記基板に対する前記モールドの相対的な傾きを調整するように前記モールド駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、キャリブレーション処理において、基板の複数の領域の各々に対して前記インプリント処理を行っているときの前記複数の領域の各々の高さ位置に基づいて前記傾き情報を生成する、
   ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記傾き情報に基づいて、前記モールドの傾きが前記基板のインプリント対象のショット領域に応じた傾きとなるように前記モールド駆動部を制御する、
   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. 前記モールド駆動部は、前記モールドを保持するモールドチャックを有し、
   前記インプリント装置は、前記モールドチャックの高さ位置を計測する計測部を更に備え、
   前記制御部は、前記キャリブレーション処理において、基板の複数の領域の各々に対して前記インプリント処理を行っているときの前記複数の領域の各々の高さ位置を前記計測部の出力に基づいて取得する、
   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. 前記複数の領域の各々は、ショット領域である、
   ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
5. 前記モールドの傾きを計測する第１計測部と、前記基板の傾きを計測する第２計測部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記第１計測部による計測結果および前記第２計測部による計測結果に基づいて、前記基板と前記モールドとがインプリント材を介して接触していない状態における前記モールドとの相対的な傾きを補正するための補正情報を生成し、
   前記傾き情報および前記補正情報に基づいて前記インプリント処理における前記モールドの傾きを調整する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 基板の上のインプリント材にモールドを接触させ硬化させることによって該基板の上に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、
   前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージ機構と、
   前記モールドを駆動するモールド駆動部と、
   （ａ）前記基板の上のインプリント材に前記モールドが押し付けられている第１期間において前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す傾き情報に基づいて、前記第１期間における前記基板に対する前記モールドの相対的な傾きを調整し、（ｂ）前記第１期間の後、前記基板の上のインプリント材に対する前記モールドの押し付けが解除され、前記モールドのパターン領域のパターンに対してインプリント材が充填されるのを待つ第２期間において前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す傾き情報に基づいて、前記第２期間における前記基板に対する前記モールドの相対的な傾きを調整するように、前記モールド駆動部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
7. 基板の上のインプリント材にモールドを接触させ硬化させることによって該基板の上に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の動作方法であって、
   前記インプリント装置は、
   前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージ機構と、
   前記モールドの位置を駆動するモールド駆動部と、を備え、
   前記動作方法は、
   基板の複数の領域の各々に対して前記インプリント処理を行っているときの前記複数の領域の各々の高さ位置に基づいて、前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す傾き情報を取得するキャリブレーション工程と、
   前記傾き情報に基づいて前記モールドの傾きを調整するように前記モールド駆動部を制御しながら、前記インプリント処理を行うインプリント工程と、
   を含むことを特徴とするインプリント装置の動作方法。
8. 基板の上のインプリント材にモールドを接触させ硬化させることによって該基板の上に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の動作方法であって、
   前記インプリント装置は、
   前記基板を保持する基板チャックを有する基板ステージ機構と、
   前記モールドの位置を駆動するモールド駆動部と、を備え、
   前記動作方法は、
   前記基板の上のインプリント材に前記モールドが押し付けられている第１期間において前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す第１傾き情報、および、前記第１期間の後、前記基板の上のインプリント材に対する前記モールドの押し付けが解除され、前記モールドのパターン領域のパターンに対してインプリント材が充填されるのを待つ第２期間において前記モールド駆動部から受ける力によって生じる前記基板チャックの傾きを示す第２傾き情報を取得するキャリブレーション工程と、
   前記第１期間では前記第１傾き情報に基づいて前記モールドの傾きを調整し、前記第２期間では前記第２傾き情報に基づいて前記モールドの傾きを調整するように前記モールド駆動部を制御しながら、前記インプリント処理を行うインプリント工程と、
   を含むことを特徴とするインプリント装置の動作方法。
9. 前記インプリント工程では、前記第１傾き情報および前記第２傾き情報に基づいて、前記第１期間および前記第２期間における前記モールドの傾きが前記基板のインプリント対象のショット領域に応じた傾きとなるように前記モールド駆動部を制御する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のインプリント装置の動作方法。
10. 請求項１乃至６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にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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