JP7236325B2 - インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置および物品製造方法に関する。

基板の上のインプリント材と型とを接触させ該インプリント材を硬化させることによって該インプリント材の硬化物からなるパターンを該基板の上に形成するインプリント装置がある。インプリント装置では、露光装置と同様に、基板に形成されている下地のパターンとその上にインプリント装置によって新たに形成されるパターンとの重ね合わせ精度が重要である。特許文献１には、基板の上の樹脂（インプリント材）と型とを接触させ、該樹脂を硬化させた後、検出部を使って基板のマークと型のマークとの相対的な位置ずれを検出することが記載されている。樹脂を硬化させた状態では基板と型とが樹脂によって結合されているので、基板と型との間の相対的な振動が低減された状態で基板のマークと型のマークとの位置ずれを検出することができる。

特開２０１４－２４１３９８号公報

複数の検出部を備えるインプリント装置において、該複数の検出部を使って検出される複数の結果の間に許容できない差が存在することが分かってきた。この原因としては、複数の検出部の間における個体差、例えば、光源が発生する光の波長差および光量差、検出光学系の組立調整誤差、アライメントマークおよびその周辺の構造等が考えられる。このような個体差が存在すると、高い重ね合わせ精度を実現することが困難である。

本発明は、高い重ね合わせ精度を実現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、第１マークを有する基板の上のインプリント材と第２マークを有する型とを接触させ該インプリント材を硬化させることによって前記基板の上に該インプリント材の硬化物を形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、アライメント検出のために使われる複数の検出部と、インプリント材が硬化され前記基板と前記型との位置関係が維持された状態で、前記複数の検出部を使って前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を複数回にわたって検出することによって複数の相対位置情報を取得し、前記複数の相対位置情報に基づいて、前記複数の検出部をそれぞれ使ってなされる複数の検出処理を校正する制御部と、を備える。

本発明によれば、高い重ね合わせ精度を実現するために有利な技術が提供される。

一実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 インプリント動作およびキャリブレーション動作を例示する図。 アライメント誤差を例示する図。 キャリブレーション動作における検出位置を例示する図。 他の実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 物品製造方法を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１には、一実施形態のインプリント装置１００の構成が示されている。インプリント装置１００は、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型Ｍとを接触させインプリント材Ｒを硬化させることによって基板Ｗの上にインプリント材Ｒの硬化物からなるパターンを形成する。インプリント材としては、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（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、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、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りうる。これらのうち、光の照射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または溶剤を更に含有してもよい。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、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配置されうる。また、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って基板上に膜状に供給されてもよい。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以下でありうる。

基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。以下では、基板Ｗのインプリント材Ｒに硬化用のエネルギーとして紫外光等の光を照射することによってインプリント材Ｒを硬化させる例を説明するが、硬化用エネルギーは、他のエネルギーであってもよい。

インプリント装置１００は、インプリント動作を行うことによって基板Ｗのショット領域の上にインプリント材Ｒの硬化物からなるパターンを形成する。インプリント動作を繰り返すことによって基板Ｗの複数のショット領域にパターンを形成することができる。１回のインプリント動作は、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型Ｍとを接触させる工程と、インプリント材Ｒを硬化させる工程と、硬化したインプリント材Ｒ（即ち、インプリント材Ｒの硬化物）と型Ｍとを分離する工程とを含みうる。１回のインプリント動作は、ショット領域の上にインプリント材Ｒを配置する工程を含んでもよい。

本明細書および添付図面では、基板Ｗ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。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。アライメント（位置合わせ）は、基板Ｓのショット領域と型Ｍのパターン領域とのアライメント誤差（重ね合わせ誤差）が低減されるように基板Ｓおよび型Ｍの少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。また、アライメントは、基板Ｓのショット領域および型Ｍのパターン領域の少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。

インプリント装置１００は、硬化部ＩＬ、複数の検出部ＡＳ、駆動部ＤＶ、支持構造体１２０、型保持部１３０、型駆動部１３１、基板保持部１４０、基板駆動部１４１、ベース構造体１１０、演算部ＣＡＬ、制御部ＣＮＴ、記憶部ＤＢ等を備えうる。硬化部ＩＬは、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型Ｍとが接触し、基板Ｗと型Ｍとの隙間にインプリント材Ｒが十分に充填された後に、インプリント材Ｒに硬化エネルギーとしての光を照射し、インプリント材Ｒを硬化させる。硬化部ＩＬは、型Ｍを介してインプリント材Ｒに光を照射するように構成されうる。型Ｍは、硬化部ＩＬからの光を透過する光透過材料、例えば、石英で構成されうる。

複数の検出部ＡＳの各々は、アライメントスコープを含み、基板Ｗに設けられたマーク（第１マーク）１５０と型Ｍに設けられたマーク（第２マーク）１５１との相対位置を検出するために、即ちアライメント検出のために使われる。駆動部ＤＶは、複数の検出部ＡＳを駆動する。支持構造体１２０は、型駆動部１３１および駆動部ＤＶを支持する。

型保持部１３０は、型Ｍを保持し、型駆動部１３１は、型Ｍが複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動されるように型保持部１３０を駆動しうる。基板保持部１４０は、基板Ｗを保持し、基板駆動部１４１は、基板Ｗが複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動されるように基板保持部１４０を駆動しうる。型駆動部１３１および基板駆動部１４１は、基板Ｗと型Ｍとの相対位置が調整されるように基板Ｗおよび型Ｍの少なくとも一方を駆動する駆動機構を構成する。該駆動機構による相対位置の調整は、基板Ｗの上のインプリント材Ｒに対する型Ｍの接触、および、硬化したインプリント材（硬化物のパターン）からの型Ｍの分離のための駆動を含む。ベース構造体１１０は、基板駆動部１４１を支持する。

インプリント装置１００は、基板Ｗの上にインプリント材Ｒを供給あるいは配置するディスペンサ（供給部）１６０を備えてもよい。インプリント材Ｒは、インプリント装置１００の外部装置によって基板Ｗの上に配置されてもよい。制御部ＣＮＴは、硬化部ＩＬ、複数の検出部ＡＳ、駆動部ＤＶ、型保持部１３０、型駆動部１３１、基板保持部１４０、基板駆動部１４１等を制御し、基板の複数のショット領域に対するインプリント動作を実行しうる。制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

演算部ＣＡＬは、複数の検出部ＡＳのそれぞれによって検出あるいは取得された情報を処理して、基板Ｗのショット領域と型Ｍのパターン領域との相対位置、または、基板Ｗの第１マークと型Ｍの第２マークとの相対位置を検出しうる。演算部ＣＡＬは、各検出部ＡＳに組み込まれてもよいし、制御部ＣＮＴに組み込まれてもよい。一例において、各検出部ＡＳは、撮像素子および該撮像素子に第１マーク１５０および第２マーク１５１による光学像（例えば、投影像、干渉縞、モアレ縞）を形成する顕微鏡（アライメントスコープ）を含みうる。基板Ｗの第１マークと型Ｍの第２マークとによって形成される光学像は、該撮像素子によって撮像され、撮像された画像は、演算部ＣＡＬに提供されうる。演算部ＣＡＬは、検出部ＡＳから提供される画像を処理して、第１マークと型Ｍの第２マークとの相対位置を検出しうる。記憶部ＤＢは、検出部ＡＳから出力される情報、および、演算部ＣＡＬから出力される情報を記憶しうる。このような処理は、複数のマーク対（各マーク対は、第１マーク１５０および第２マーク１５１によって構成される。）についてなされる。

基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメントには、基板Ｗに設けられた第１マーク１５０と型Ｍに設けられた第２マーク１５１とが利用されうる。基板Ｗの第１マーク１５０と型Ｍの第２マーク１５１とは、両者が所定の精度でアライメントされた状態で相互に重なるように配置されうる。制御部ＣＮＴは、複数のマーク対について提供された相対位置情報に基づいて、基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメント誤差を求める。アライメント誤差は、例えば、Ｘ方向の位置ずれ、Ｙ方向の位置ずれ、Ｚ軸周りの回転、倍率等を含みうる。制御部ＣＮＴは、求められたアライメント誤差に基づいて、アライメント誤差が許容範囲に収まるように基板駆動部１４１および／または型駆動部１３１に対する指令値を決定し、その指令値を基板駆動部１４１および／または型駆動部１３１に送る。基板駆動部１４１は、与えられた指令値に従って基板Ｗを駆動し、型駆動部１３１は、与えられた指令値に従って型Ｍを駆動し、これにより基板Ｗのショット領域と型Ｍとがアライメントされる。インプリント装置１００は、基板Ｗのショット領域と型Ｍとの倍率差のアライメント誤差を低減するために型Ｍを変形させる変形機構および／または基板Ｗのショット領域を変形させる変形機構を備えてもよい。

インプリント材Ｒは、ディスペンサ１６０を使って基板のショット領域の上に供給あるいは配置されうる。制御部ＣＮＴは、ディスペンサ１６０から吐出されるインプリント材Ｒの量、および、ディスペンサ１６０からのインプリント材Ｒの吐出タイミングなどを制御しうる。制御部ＣＮＴは、演算部ＣＡＬから提供される情報を、ディスペンサ１６０を使って基板Ｗのショット領域にインプリント材Ｒを配置する処理を制御するために使用してもよい。

硬化部ＩＬによる光の照射時間および照射強度は、基板Ｗの上に配置されたインプリント材Ｒの種類および量に応じて決定されうる。硬化部ＩＬによる光の照射時間および照射量は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。検出部ＡＳを使って得られたアライメント誤差に関する情報は、基板Ｗのショット領域の上のインプリント材Ｒを硬化させる際の照射部ＩＬの制御に利用されてもよい。基板Ｗの上に配置されたインプリント材を硬化させるための光の照射時間が長いほど、インプリント材Ｒの硬化後における基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメント誤差が大きくなることがある。そこで、制御部ＣＮＴは、硬化後におけるアライメント誤差を以降のインプリント動作における照射時間および照射強度の決定に利用してもよい。

図２には、インプリント装置１００による１回のインプリント動作（１つのショット領域に対するインプリント動作）、および、キャリブレーション動作が示されている。この動作は、制御部ＣＮＴによって制御される。一例において、制御部ＣＮＴは、プログラムを格納したメモリＭＲＹ、および、このプログラムを実行するプロセッサＰＲＣを有し、プロセッサＰＲＣによってインプリント動作およびキャリブレーション動作を実行しうる。

まず、インプリント動作について説明する。基板Ｗの複数のショット領域にパターンを形成する場合には、図２に示されたインプリント動作が各ショット領域に対して実行される。工程Ｓ１（ディスペンス工程）では、ディスペンサ１６０を用いて基板Ｗのショット領域の上にインプリント材が配置あるいは供給される。制御部ＣＮＴのメモリＭＲＹには、基板Ｗのショット領域にインプリント材Ｒを配置するためのインプリント材Ｒの配置情報が格納されている。制御部ＣＮＴが、該配置情報に基づいてショット領域に対するインプリント材Ｒの配置を制御しうる。該配置情報は、型Ｍが有するパターンの情報、および、残膜厚（ＲＬＴ）を考慮して決定されうる。例えば、ＲＬＴを厚くする場合は、インプリント材Ｒの液滴と液滴との間隔を狭くし、高密度に液滴が配置されうる。残膜厚とは、硬化したインプリント材Ｒで形成される凹凸パターンの凹部の表面（底面）と、インプリント時の基板の表面との距離（厚さ）である。

次に、工程Ｓ２（接触工程）では、基板Ｗのショット領域の上のインプリント材Ｒと型Ｍとが接触するように型駆動部１３１および／または基板駆動部１４１が駆動される。例えば、基板Ｗのショット領域の上にインプリント材Ｒが供給された後、基板駆動部１４１によって、基板Ｗのショット領域と型Ｍとが対向するように基板Ｗが駆動される。基板Ｗのショット領域と型Ｍとが対向した後、型駆動部１３１によって型Ｍが降下され、基板Ｗのショット領域の上のインプリント材Ｒと型Ｍとが接触する。ここで、検出部ＡＳによって基板Ｗの第１マーク１５０と型Ｍの第２マーク１５１によって形成される光学像を検出可能になった段階で、基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメントが開始されうる。アライメントは、基板Ｗの上のインプリント材Ｒと型Ｍとが接触する前に開始されてもよいし、接触後に開始されてもよい。

次に、工程Ｓ３（充填工程）では、基板Ｗのショット領域と型Ｍとの間の空間、および、型Ｍが有するパターンを構成する凹部にインプリント材Ｒが充填させる。充填工程は、インプリント材Ｒを硬化させる際に型Ｍのパターンを構成する凹部に対するインプリント材Ｒの未充填が発生しないように調整される。充填工程と並行して、基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメントが行われる。

次に、工程Ｓ４（硬化工程）では、硬化部ＩＬによってインプリント材Ｒを硬化エネルギーとしての光を照射し、インプリント材Ｒが硬化される。ここで、インプリント材Ｒの硬化を開始する前にアライメントを終了してもよい。あるいは、ショット領域内の一部のインプリント材Ｒを硬化させた状態でアライメントを継続し、アライメント誤差が許容範囲に入った状態でアライメントを終了し、その後にショット領域の全域のインプリント材Ｒを硬化させてもよい。

次いで、工程Ｃ０では、制御部ＣＮＴは、キャリブレーション動作を実施するかどうか判断し、キャリブレーション動作を実行する場合には、工程Ｃ１に進み、そうでない場合には、工程Ｓ５に進む。工程Ｓ５（分離工程）では、例えば、型駆動部１３１によって型Ｍを上昇させることによって、基板Ｗのショット領域の上の硬化したインプリント材Ｒと型Ｍとが分離される。なお、工程Ｓ２（接触工程）および工程Ｓ５（分離工程）は、型駆動部１３１によって型Ｍを駆動することによって実施されてもよいし、基板駆動部１４１によって基板Ｗを駆動することによって実施されてもよいし、これらの双方によってなされてもよい。

以下、図２、図３、図４を参照しながら、インプリント動作におけるアライメント動作について説明する。図３（ａ）には、硬化工程（Ｓ４）が開始するまでのアライメント動作が示されている。ディスペンス工程（Ｓ１）でショット領域にインプリント材Ｒが供給された後、そのショット領域が型Ｍの下に配置されるように基板Ｗが駆動される。一例において、接触工程（Ｓ２）の開始前にアライメントが開始される。複数のマーク対について、検出部ＡＳを使って基板Ｗの第１マーク１５０と型Ｍの第２マーク１５１との相対位置が検出され、その結果に基づいて基板Ｗのショット領域と型Ｍとのアライメント動作がなされる。このアライメント動作と並行して、接触工程（Ｓ２）および充填工程（Ｓ３）が実施される。その後、硬化工程（Ｓ４）が実施される。前述のように、インプリント材Ｒの硬化を開始する前にアライメントを終了してもよい。あるいは、ショット領域内の一部のインプリント材Ｒを硬化させた状態でアライメントを継続し、アライメント誤差が許容範囲に入った状態でアライメントを終了し、その後にショット領域の全域のインプリント材Ｒを硬化させてもよい。検出部ＡＳを使ってなされる第１マーク１５０と第２マーク１５１との相対位置、あるいは、アライメント誤差の検出は、分離工程（Ｓ５）を開始するまでは可能である。

図３（ｂ）には、硬化工程（Ｓ４）でインプリント材Ｒが硬化され基板Ｗと型Ｍとの位置関係が維持された状態で実施されうるキャリブレーション動作（Ｃ１～Ｃ７）におけるマーク検出動作が示されている。キャリブレーション動作は、例えば、硬化工程（Ｓ４）の後、分離工程（Ｓ５）の前に実施されうる。分離工程（Ｓ５）においても、基板Ｗと型Ｍとの位置関係が維持された状態であれば、キャリブレーション動作（Ｃ１～Ｃ７）を実施することができる。インプリント材ＩＭの硬化工程（Ｓ４）が終了した時点で、基板Ｗのショット領域とインプリント材Ｒに形成（転写）されたパターンとの相対位置が定まる。つまり、インプリント材Ｒの硬化工程（Ｓ４）が終了した時点におけるショット領域と型Ｍとの相対位置は、分離工程（Ｓ５）が終了した後にインプリント装置１００の外部の重ね合せ検査装置を使って得られる相対位置と高い相関を有しうる。

図３（ｂ）では、基板Ｗの１つの第１マーク１５０とそれに対応する型Ｍの第２マーク１５１とで構成されるマーク対を対象として検出動作を行い、該第１マーク１５０と該第２マーク１５１との相対位置がアライメント誤差Δとして検出される様子が示されている。このマーク対は、接触工程（Ｓ２）および充填工程（Ｓ３）と並行して実施されるアライメントにおいて複数の検出部ＡＳの少なくとも１つを使って相対位置が検出されるマーク対と同じでありうる。つまり、複数の検出部ＡＳの少なくとも１つを使ってマーク対を構成する第１マーク１５０と第２マーク１５１との相対位置を検出し基板と型とのアライメントを行いインプリント材が硬化された後に、当該マーク対を使ってキャリブレーション動作が行われうる。あるいは、キャリブレーション動作で使われるマーク対は、接触工程（Ｓ２）および充填工程（Ｓ３）と並行して実施されるアライメントにおいて複数の検出部ＡＳの少なくとも１つを使って相対位置が検出されるマーク対と異なっていてもよい。

キャリブレーション動作では、同一のマーク対を対象として、校正対象の複数の検出部ＡＳを使って、第１マーク１５０と第２マーク１５１との相対位置が検出される。複数の検出部ＡＳの間に個体差がない場合には、複数の検出部ＡＳをそれぞれ使って得られる相対位置は相互に一致するはずである。しかしながら、複数の検出部ＡＳの間には無視できない差が存在しうる。同一のマーク対を対象として、校正対象の複数の検出部ＡＳを使って第１マーク１５０と第２マーク１５１との相対位置を検出することによって、検出された相対位置に基づいて複数の検出部ＡＳをそれぞれ使ってなされる複数の検出処理を校正することができる。本実施形態では、制御部ＣＮＴは、インプリント材が硬化され基板Ｗと型Ｍとの位置関係が維持された状態で、複数の検出部ＡＳを使って第１マーク１５０と第２マーク１５１との相対位置を複数回にわたって検出することによって複数の相対位置情報を取得する。そして、制御部ＣＮＴは、該複数の相対位置情報に基づいて、該複数の検出部ＡＳをそれぞれ使ってなされる複数の検出処理を校正する。

再び図２を参照しながら、キャリブレーション動作の詳細を例示的に説明する。前述のように、工程Ｃ０において、制御部ＣＮＴは、キャリブレーション動作を実施するかどうか判断し、キャリブレーション動作を実行する場合には、工程Ｃ１に進み、そうでない場合には、工程Ｓ５に進む。この判断は、予め設定された条件に従って行われうる。例えば、プロセスの変更後、硬化部ＩＬの設定の変更後、インプリント装置１００のリセット後、基板または型の交換後において、先頭の１又は複数のショット領域に対するインプリント動作において、キャリブレーション動作が実行されうる。

工程Ｃ１では、検出部ＡＳの設定、例えば、照明光の強度、照明光の波長、点灯周波数、ノイズ低減機能等が設定される。例えば、光源が広帯域光源である場合、波長フィルタなどの波長選択器を用いて照明光の波長を選択することができる。また、光源がレーザダイオード（ＬＤ）などの狭帯域光源である場合は、複数のＬＤが使用されうる。この場合、点灯させるＬＤの組み合わせを調整することができる。また、直流電源と交流電源を組み合わせて使用可能な光源においては、直流電源からの供給量で光量を設定し、交流電源の振幅および周波数を調整して光源の出力特性を変更することができる。また、ノイズ低減機能については、ＬＤなどのコヒーレンスが強い光源を使用する場合、撮像素子にノイズが入り検出性能が損なわれる可能性がある。この対策として、すりガラスを光路中に構成して光を拡散させる方法、移動可能なミラーを構成して撮像素子の蓄積時間中に光の位置をミラー反射で移動させてノイズの影響を低減する方法などがある。

次に、工程Ｃ２では、駆動部ＤＶによってキャリブレーション対象の各検出部ＡＳをそれによる検出対象のマーク対の検出位置に配置する。この検出位置は、工程Ｃ５を経て工程Ｃ２が実行される度に変更される。図４を参照しながらキャリブレーション動作における検出位置について説明する。ここで、キャリブレーション対象の検出部ＡＳが４つであり、それらを第１、第２、第３、第４検出部ＡＳＡ、ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤとして説明する。また、検出対象のマーク対は、少なくとも１つのマーク対でありうるが、ここでは、第１マーク対、第２マーク対、第３マーク対、第４マーク対を検出対象のマーク対とする例を説明する。第１マーク対は、基板の第１マーク１５０ａと型の第２マーク１５１ａからなる。第２マーク対は、基板の第１マーク１５０ｂと型の第２マーク１５１ｂからなる。第３マーク対は、基板の第１マーク１５０ｃと型の第２マーク１５１ｃからなる。第４マーク対は、基板の第１マーク１５０ｄと型の第２マーク１５１ｄからなる。

工程Ｃ１の後に１回目に実行される工程Ｃ２では、図４に示されるように、第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤの検出視野１７０ａ～１７０ｄにそれぞれ第１～第４マーク対が入るように駆動部ＤＶによって第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤが配置されうる。工程Ｃ１の後に２回目に実行される工程Ｃ２では、第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤの検出視野１７０ａ～１７０ｄにそれぞれ第２、第３、第４、第１マーク対が入るように駆動部ＤＶによって第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤが配置されうる。工程Ｃ１の後に３回目に実行される工程Ｃ２では、第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤの検出視野１７０ａ～１７０ｄにそれぞれ第３、第４、第１、第２マーク対が入るように駆動部ＤＶによって第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤが配置されうる。工程Ｃ１の後に４回目に実行される工程Ｃ２では、第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤの検出視野１７０ａ～１７０ｄにそれぞれ第４、第１、第２、第３マーク対が入るように駆動部ＤＶによって第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤが配置されうる。

工程Ｃ３では、第１検出部ＡＳＡ～第４検出部ＡＳＤを使って、それぞれの検出視野内のマーク対を構成する第１マークと第２マークとの相対位置が検出され、工程Ｃ４では、工程Ｃ３で検出された相対位置を示す相対位置情報が記憶部ＤＢに保存される。工程Ｃ５では、制御部ＣＮＴは、検出対象のマーク対をキャリブレーション対象の全ての検出部によって検出したかどうかを判断する。そして、制御部ＣＮＴは、検出対象のマーク対をキャリブレーション対象の全ての検出部によって検出した場合には工程Ｃ６に進む、そうでなければ工程Ｃ２に戻る。工程Ｃ６では、制御部ＣＮＴは、全ての検出条件について工程Ｃ１～Ｃ５の実行が終了したかどうかを判断する。そして、制御部ＣＮＴは、全ての検出条件について工程Ｃ１～Ｃ５の実行が終了した場合には工程Ｃ７に進み、そうでなければ工程Ｃ１に戻って検出条件を変更し、工程Ｃ２～Ｃ５を実行する。なお、工程Ｃ２～Ｃ５は、１つの検出条件のみついて実行されてもよい。また、キャリブレーション動作は、第２マークが形成されたキャリブレーション専用の型Ｍを用いてもよい。この場合、型に第２マーク１５１が形成されていればよく、パターンが形成されていなくてもよい。

工程Ｃ７では、制御部ＣＮＴは、工程Ｃ１～Ｃ６で得られた結果（工程Ｃ４で保存された相対位置情報）に基づいて、複数の検出部ＡＳＡ～ＡＳＤをそれぞれ使ってなされる複数の検出処理を校正する。制御部ＣＮＴは、例えば、複数の検出部ＡＳＡ～ＡＳＤから選択される１つの検出部を使ってなされる検出処理を基準として、複数の検出部ＡＳＡ～ＡＳＤのうち他の検出部を使ってなされる検出処理を校正しうる。例えば、検出部ＡＳＡを使って検出された第１～第４マーク対の検出結果（相対位置情報）が良好（例えば、ばらつきが小さい）である場合、制御部ＣＮＴは、検出部ＡＳＡを基準として、他の検出部ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤを校正しうる。あるいは、基準とする検出部は、過去における検出結果における安定性、再現性、ばらつき等に基づいて予め決定されていてもよい。

検出部ＡＳＡを基準として他の検出部ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤを校正する場合、検出部ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤによる検出結果に対して加算するオフセット値（補正値）が以下のように決定されうる。ここで、（Ｘ_Ａ’，Ｙ_Ａ’）は、検出部ＡＳＡによって検出された校正後の相対位置であり、検出部ＡＳＡによって検出された校正前の（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ）と等しい。（Ｘ_Ｂ’，Ｙ_Ｂ’）は、検出部ＡＳＢによって検出された校正後の相対位置であり、（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ）は、検出部ＡＳＢによって検出された校正前の（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ）に、校正によって決定されたオフセット値（Ｏ_ＸＢ，Ｏ_ＹＢ）を加算することによって求められる。（Ｘ_Ｃ’，Ｙ_Ｃ’）は、検出部ＡＳＣによって検出された校正後の相対位置であり、（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）は、検出部ＡＳＣによって検出された校正前の（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）に、校正によって決定されたオフセット値（Ｏ_ＸＣ，Ｏ_ＹＣ）を加算することによって求められる。（Ｘ_Ｄ’，Ｙ_Ｄ’）は、検出部ＡＳＤによって検出された校正後の相対位置であり、（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）は、検出部ＡＳＤによって検出された校正前の（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）に、校正によって決定されたオフセット値（Ｏ_ＸＤ，Ｏ_ＹＤ）を加算することによって求められる。

（Ｘ_Ａ’，Ｙ_Ａ’）＝（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ）＋（０，０）
（Ｘ_Ｂ’，Ｙ_Ｂ’）＝（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ）＋（Ｏ_ＸＢ，Ｏ_ＹＢ）
（Ｘ_Ｃ’，Ｙ_Ｃ’）＝（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）＋（Ｏ_ＸＣ，Ｏ_ＹＣ）
（Ｘ_Ｄ’，Ｙ_Ｄ’）＝（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）＋（Ｏ_ＸＤ，Ｏ_ＹＤ）
上記の例では、検出部ＡＳを移動させることによって該検出部ＡＳの検出視野に入るマーク対を選択する。つまり、上記の例では、制御部ＣＮＴは、複数の検出部から選択される検出部を第１マークおよび第２マークからなるマーク対の検出位置に移動させ、該第１マークと該第２マークとの相対位置を取得する処理を、選択される検出部を変更しながら実行する。これによって、複数の相対位置情報が取得され、各検出部を使った検出処理が校正される。これに代えて、基板駆動部１４１によって基板を移動させることによって検出部ＡＳの検出視野に入るマーク対を選択してもよい。つまり、制御部ＣＮＴは、複数の検出部から選択される検出部の視野に第１マークおよび第２マークからなるマーク対が入るように基板を移動させ、該第１マークと該第２マークとの相対位置を取得する処理を、選択される検出部を変更しながら実行しうる。これによって、複数の相対位置情報が取得され、各検出部を使った検出処理が校正されうる。

図５には、他の実施形態のインプリント装置２００の構成が示されている。図１に示されたインプリント装置１００では、硬化工程Ｓ４の後に検出部ＡＳを検出位置に移動させなければ、硬化部ＩＬからインプリント材Ｒへの光が検出部ＡＳによって遮断されうる。そこで、図５に示されたインプリント装置２００では、検出部ＡＳの光を硬化部ＩＬの型Ｍとの間の光路から分岐させるハーフミラーＨＭおよび光学系１８０が設けられている。このような構成によれば、検出部ＡＳの位置に関係なく、硬化部ＩＬによる硬化工程を実行可能である。インプリント装置２００の他の構成および動作は、図１に示されたインプリント装置１００と同様でありうる。

インプリント装置１００、２００では、インプリント材が硬化した状態で検出された第１マークと第２マークとの相対位置情報および／またはオフセット値が記憶部ＤＢに保存されうる。キャリブレーション動作を実行した基板またはショット領域に対するインプリント動作の条件と同一または類似の条件でインプリント動作が行われる場合、記憶部ＤＢに保存された相対位置情報および／またはオフセット値を参照することができる。これにより、キャリブレーション動作の実行を省略することができる。

記憶部ＤＢは、複数のインプリント装置および計測装置（例えば、重ね合わせ計測装置、膜厚計）と接続されていてもよく、他のインプリント装置および計測装置によって得られた情報が参照されてもよい。また、複数のショット領域に対するインプリント動作において発生する重ね合わせ誤差（アライメント誤差Δ）を記憶部ＤＢに記憶し、これらを統計処理することによって、複数の検出部間の個体差を構成してもよい。

また、複数の検出部の特性を比較して、例えば検出再現性が良いものや検出値の経時変化が小さいもの、型および基板が変更されても検出値の変化が小さいものを良好な検出部と定義して、これを基準として他の検出部を校正してもよい。更に、良好な検出部と外部の重ね合わせ計測装置の校正を行い、他の検出部に差分を反映してもよい。校正によるオフセット値は、複数組について保持されてもよく、例えば、型と基板との組み合わせ毎、検出するマーク対の像高毎、外部の重ね合わせ計測装置との検出結果の相関関数の各係数が検出部毎に保持されてもよい。キャリブレーション動作は、例えば、プロセス毎、ロット毎、処理イベント毎に実施されてもよく、それぞれの最初や最後のみでもよいし、最初と最後の両方でも良いし、一定時間間隔でもよい。

以上の実施形態によれば、インプリント装置に搭載された複数の検出部の個体差を校正することでマーク対を構成する第１マークと第２マークとの相対位置の検出精度を向上させることができる。これにより、高い重ね合わせ精度を実現することができる。

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。

次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図６（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６（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６（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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図６（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６（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６（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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００、２００：インプリント装置、ＡＳ：検出部、ＣＮＴ：制御部

Claims (10)

1. 第１マークを有する基板の上のインプリント材と第２マークを有する型とを接触させ該インプリント材を硬化させることによって前記基板の上に該インプリント材の硬化物を形成するインプリント装置であって、
   アライメント検出のために使われる複数の検出部と、
   インプリント材が硬化され前記基板と前記型との位置関係が維持された状態で、前記複数の検出部を使って前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を複数回にわたって検出することによって複数の相対位置情報を取得し、前記複数の相対位置情報に基づいて、前記複数の検出部をそれぞれ使ってなされる複数の検出処理を校正する制御部と、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、インプリント材が硬化された後、該インプリント材の硬化物と前記型とが分離される前に、前記複数の検出部を使って前記複数の相対位置情報を取得する、
   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、前記複数の検出部の少なくとも１つを使って前記基板と前記型とのアライメントを行い、インプリント材を硬化させた後に、前記相対位置を複数回にわたって検出する、
   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、前記複数の検出部の少なくとも１つを使って前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を検出し、その結果に基づいて前記アライメントを行う、
   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. 前記制御部は、前記複数の検出部の少なくとも１つを使って、前記基板の前記第１マークとは異なるマークと前記型の前記第２マークとは異なるマークとの相対位置を検出し、その結果に基づいて前記アライメントを行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、前記複数の検出部から選択される検出部を前記第１マークおよび前記第２マークからなるマーク対の検出位置に移動させ前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を取得する処理を、前記選択される検出部を変更しながら実行することによって、前記複数の相対位置情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記複数の検出部から選択される検出部の視野に前記第１マークおよび前記第２マークからなるマーク対が入るように前記基板を移動させ前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を取得する処理を、前記選択される検出部を変更しながら実行することによって、前記複数の相対位置情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記複数の検出部から選択される１つの検出部を使ってなされる検出処理を基準として、前記複数の検出部のうち他の検出部を使ってなされる検出処理を校正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 前記制御部は、予め設定された条件に従って前記複数の検出処理の校正を実行する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
10. 請求項１乃至９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にパターンを形成する工程と、
    前記工程において前記パターンが形成された基板の加工を行う工程と、
    を含み、前記加工が行われた前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

Images