JP7603395B2 - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置、およ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など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。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モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該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ことで基板上にパターンを形成することができる。

近年、インプリント装置では、生産性（スループット）を向上させるため、前工程で原版のパターンが個別に転写された２以上の転写領域に対して一括にインプリントする所謂マルチエリアインプリント技術の開発が進められている。特許文献１には、基板の中央部においてマルチエリアインプリントを実行する方法が提案されている。

特開２０１７－１９９７６０号公報

インプリント装置では、半導体チップの収率向上や後工程のエッチング処理による基板の保護などの観点から、基板の中央部だけでなく、基板の周縁部においてもインプリント材を精度よく成形することが求められている。

そこで、本発明は、基板上のインプリント材を精度よく成形するために有利な技術を提供することを目的とする。

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、モールドを用いて基板上のインプリント材を成形する処理を、前記基板における複数のショット領域の各々に対して行うインプリント装置であって、前記基板に設けられたマークの位置を検出する検出部と、前記処理において、前記検出部での検出結果に基づいて前記基板と前記モールドとの位置合わせを制御する制御部と、を備え、前記基板は、前工程で原版のパターンが個別に転写された複数の転写領域と、前記前工程で前記原版のパターンが転写されなかった非転写領域とを含み、前記モールドは、前記複数の転写領域のうち少なくとも２つの転写領域を１つのショット領域として当該少なくとも２つの転写領域上のインプリント材を一括して成形可能に構成され、前記制御部は、１つのショット領域に２以上の転写領域が含まれるとの第１条件、および、１つのショット領域に前記非転写領域と１以上の転写領域とが含まれるとの第２条件のいずれかが満たされるように、前記基板における前記複数のショット領域のレイアウトを決定し、互いに大きさが異なる２以上の転写領域を有する特定ショット領域の前記処理において、前記特定ショット領域に含まれる２以上の転写領域のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられたマークの前記検出結果を用いて前記位置合わせを制御する、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、基板上のインプリント材を精度よく成形するために有利な技術を提供することができる。

インプリント装置の構成例を示す概略図 モールド側マークおよび基板側マークを示す図 インプリント処理を説明するための図 基板上における複数の転写領域の配置の一例を示す図 複数のショット領域のレイアウトの従来例を示す図 モールドと基板上の樹脂との接触工程を説明するための図 第１実施形態における複数のショット領域のレイアウト例を示す図 第２実施形態における複数のショット領域のレイアウト例を示す図 第３実施形態における複数のショット領域のレイアウト例を示す図 物品の製造方法を説明するための図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、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。

インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、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。例えば、インプリント装置は、基板上に液状のインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド（型）を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化させる。そして、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）することで、基板上のインプリント材にモールドのパターンを転写することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれ、基板における複数のショット領域の各々について行われる。

インプリント材には、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、紫外線などの光である。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る。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物また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、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって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。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態のインプリント装置１の構成例を示す概略図である。インプリント装置１は、基板上のインプリント材をモールド（型）で成形して硬化させ、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）ことで基板上にパターンを形成するインプリント処理を行う。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、硬化部２５と、観察部２３と、制御部ＣＮＴとを有する。また、インプリント装置１は、基板上に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１１の側面に力を加えてモールド１１のパターン領域１１ａを変形させるための形状変形機構なども有しうる。さらに、インプリント装置１は、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しうる。

モールド１１は、基板１３（の上の樹脂）に転写すべきパターン（凹凸パターン）が形成されたパターン領域１１ａ（パターン面）を有する。モールド１１は、基板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うる。また、モールド１１のパターン領域１１ａには、モールド１１と基板１３との位置合わせの制御で用いられるアライメントマーク（モールド側マーク１８）が形成されている。

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る。モールド保持部１２は、例えば、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と、モールドチャックを載置するモールドステージと、モールドステージを駆動する（移動させる）駆動系とを含む。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軸方向およびθ方向（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（即ち、樹脂で構成されたパターンが上に形成される基板）である。基板１３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１３の表面に、基板１３とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板１３は、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。また、基板１３は、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板などであってもよい。基板１３には、樹脂供給部から樹脂が供給（塗布）される。また、基板１３には、モールド１１と基板１３との位置合わせの制御で用いられるアライメントマーク（基板側マーク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る。基板保持部１４は、例えば、基板１３を真空吸着又は静電吸着する基板チャックと、基板チャックを載置する基板ステージと、基板ステージを駆動する（移動させる）駆動系とを含む。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軸方向およびＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向およびθ方向（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、基板１３に設けられたアライメントマーク（基板側マーク１９）の位置を検出しうる。本実施形態の場合、検出部１５は、モールド１１（モールド側マーク１８）を介して基板側マーク１９を光学的に観察するスコープを含み、モールド側マーク１８とそれに対応する基板側マーク１９との相対位置を検出する。例えば、検出部１５は、スコープにより検出されたモールド側マーク１８とそれに対応する基板側マーク１９との相対位置に基づいて、モールド１１（パターン領域１１ａ）と基板（ショット領域）との相対位置を計測することができる。ここで、検出部１５は、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対的な位置関係を検出することができればよい。したがって、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を含んでいてもよいし、２つのマークの干渉信号やモアレなどの相対位置関係を反映した信号を検知するスコープを含んでいてもよい。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との相対的な位置関係を検出してもよい。

硬化部２５は、樹脂を硬化させるための光２２（例えば紫外線）をモールド１１を介して基板上の樹脂に照射し、当該樹脂を硬化させる。硬化部２５は、例えば、樹脂を硬化させるための光２２を射出する光源と、光源から射出された光２２をインプリント処理において最適な光に調整するための光学系とを含みうる。本実施形態のインプリント装置１は、硬化部２５から射出された光２２がビームスプリッタ２４で反射されて基板１３（具体的には基板上の樹脂）に照射されるように構成されうる。

観察部２３は、例えばモールド１１のパターン領域１１ａの全体が収まる視野を有するカメラを含み、紫外線の照射による基板上の樹脂の硬化状態を観察（確認）する機能を有する。また、観察部２３は、基板上の樹脂の硬化状態だけではなく、基板上の樹脂に対するモールド１１の押印状態、モールド１１のパターンへの樹脂の充填状態、基板上の硬化した樹脂からのモールド１１の離型状態も観察することが可能である。本実施形態のインプリント装置１は、観察部２３がビームスプリッタ２４を介して基板上の樹脂の硬化状態を観察するように構成されうる。

制御部ＣＮＴは、例えばＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の各部を制御することにより、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ＣＮＴは、検出部１５の検出結果（即ち、モールド側マーク１８と基板側マーク１９との相対位置の検出結果）に基づいて、モールド１１と基板１３との位置合わせを制御しうる。また、制御部ＣＮＴは、インプリント処理の当該位置合わせにおいて、形状補正部によりモールド１１のパターン領域１１ａを目標形状に変形する処理（モールド１１の形状補正）を制御してもよい。

次に、図２（ａ）～（ｂ）を参照しながら、モールド１１と基板１３との位置合わせで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および基板側マーク１９について説明する。図２（ａ）～（ｂ）に示す例では、基板１３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２（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の四隅に設けられたモールド側マーク１８ａ～１８ｈの配置例を示している。図２（ａ）を参照するに、横方向に長手方向を有するモールド側マーク１８ａ、１８ｂ、１８ｅおよび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および１８ｈは、Ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図２（ａ）において、点線で囲まれた領域は、基板上の６つのチップ領域のそれぞれに転写すべきパターンを表している。また、本実施形態のモールド１１では、後述するように、基板１３における２以上の転写領域上の樹脂を一括して成形するように（即ち、当該２以上の転写領域上の樹脂に一括してパターンを形成するように）、パターン領域１１ａが形成されている。

図２（ｂ）は、基板１３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の四隅に設けられた基板側マーク１９ａ～１９ｈを示している。図２（ｂ）を参照するに、横方向に長手方向を有する基板側マーク１９ａ、１９ｂ、１９ｅおよび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および１９ｈは、Ｙ軸方向に計測方向を有するマークである。また、図２（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１３ｂを示している。なお、各チップ領域１３ｂは、例えば、集積回路が形成された１つの半導体チップが得られる領域である。

インプリント処理において、モールド１１と基板上の樹脂とを接触させる際には、モールド１１に設けられたモールド側マーク１８ａ～１８ｈのそれぞれと基板１３に設けられた基板側マーク１９ｂ～１９ｈのそれぞれとが近接することになる。したがって、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の位置および形状と基板１３のショット領域１３ａの位置および形状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の位置および形状と基板１３の上のショット領域１３ａの位置および形状との間に差（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。

次に、図３（ａ）～（ｃ）を参照しながら、モールド１１のパターンを基板１３（具体的には基板上の樹脂）に転写する、即ち、基板上の樹脂を成形するインプリント処理について説明する。

図３（ａ）に示すように、モールド１１の押印を開始するまでに、基板上の対象ショット領域（これからインプリント処理を行うショット領域）に樹脂２０を供給する。インプリント装置で一般的に使用されている樹脂は、揮発性が高いため、インプリント処理を行う直前に基板上に供給されるとよい。但し、揮発性が低い樹脂であれば、スピンコードなどで基板上に樹脂を予め供給しておいてもよい。また、基板上に樹脂２０を供給した後、モールド１１の下方に基板１３を移動させる。そして、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部１５に検出させ、その検出結果に基づいて、モールド１１と基板１３との位置合わせおよびモールド１１の形状補正を制御する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、モールド１１と基板上の樹脂２０とを接触させ、その状態で所定の時間を経過させてモールド１１のパターンに樹脂２０を充填させる。この間においても、モールド側マーク１８と基板側マーク１９とを検出部１５に検出させ、その検出結果に基づいてモールド１１と基板１３との位置合わせを制御するとよい。ここで、モールド１１と樹脂２０との屈折率差が小さい場合、モールド側マーク１８が凹凸構造だけで構成されていると、モールド側マーク１８を検出部１５で検出することが困難となる場合がある。したがって、モールド１１と異なる屈折率や透過率を有する物質をモールド側マーク１８に塗布したり、イオン照射などによってモールド側マーク１８の屈折率を変えたりするとよい。これにより、モールド１１と基板上の樹脂２０とを接触させた状態においても、モールド側マーク１８を検出部１５で検出することが可能となる。

モールド１１のパターンに樹脂２０が充填されたら（例えば所定の時間が経過したら）、硬化部２５により基板上の樹脂２０に光２２を照射して当該樹脂２０を硬化させる。そして、図３（ｃ）に示すように、基板上の硬化した樹脂２０からモールド１１を引き離す（離型する）。これにより、樹脂２０で構成されたパターン２１を基板上に形成することができる（即ち、基板上にモールド１１のパターンを転写することができる）。

［マルチエリアインプリント］
インプリント装置１では、近年、マルチエリアインプリント技術の開発が進められている。マルチエリアインプリント技術とは、前工程で原版のパターンが個別に転写された２以上の転写領域に対して一括にインプリントする技術であり、この技術によりインプリント装置１の生産性（スループット）を向上させることができる。ここで、マルチエリアインプリント技術で用いられるモールド１１は、２以上の転写領域を１つのショット領域（インプリント領域）として、１回のインプリント処理によって当該２以上の転写領域上の樹脂２０を一括して成形可能に構成されている。例えば、モールド１１のパターン領域１１ａは、１回のインプリント処理によって当該２以上の転写領域上の樹脂２０に一括して転写するためのパターンを有する。また、各転写領域は、原版に形成されたパターンが個別に転写された基板上の領域のことである。各転写領域は、前工程での１ショット（例えば１回の転写処理）で原版のパターンが転写される領域と言うこともできる。例えば、前工程で露光装置が用いられた場合、転写領域は、原版としてのマスクのパターンに対応する１つのパターンが転写された基板上の領域である。前工程でインプリント装置が用いられた場合、転写領域は、原版としてのモールドのパターンに対応する１つのパターンが転写された基板上の領域である。

図４には、基板上における複数の転写領域３０のレイアウト（配置）の一例が示されている。基板１３における複数の転写領域３０は、基板１３の中央部に配置された転写領域３１（完全転写領域）と、基板１３のエッジを含むように基板１３の周縁部に配置されて一部が欠損した転写領域３２（欠け転写領域）とを含みうる。そして、一部が欠損した転写領域３２にも、少なくとも１つのチップ領域が含まれる場合がある。そのため、インプリント装置１では、半導体チップの収率向上の観点から、基板１３の中央部に配置された転写領域３１だけでなく、基板１３の周縁部に配置された転写領域３２においても、基板上の樹脂２０を精度よく成形することが求められている。

図５には、基板上における複数のショット領域４０（インプリント領域）のレイアウトの従来例が示されている。図５（ａ）～（ｃ）は、代表的なショット領域４０（４１～４３）を拡大した図である。ショット領域４０とは、１回のインプリント処理によってモールド１１のパターンを転写可能な領域のことであり、図５では黒太枠で表されている。ここでは、モールド１１のパターン領域１１ａが、２つの転写領域３０上の樹脂２０に一括してパターンを転写可能に構成されている例を示している。図５に示す従来例では、ショット領域４２（図５（ｂ））のように、基板１３の周縁部に配置された１つの転写領域３２で１つのショット領域４０を構成している部分が生じている。このような部分では、インプリント処理の接触工程（モールド１１と基板上の樹脂とを接触させる工程）において、モールド１１と基板１３との相対姿勢を制御することが困難になりうる。

例えば、図６（ａ）は、基板１３の中央部に設定されたショット領域４１上の樹脂２０にモールド１１（パターン領域１１ａ）を接触させる例を示している。この場合、モールド１１のパターン領域１１ａと基板上の樹脂２０との接触面積が比較的広いため、接触工程においてモールド１１と基板１３との相対姿勢を精度よく制御することが可能である。一方、図６（ｂ）は、基板１３の周縁部に設定されたショット領域４２上の樹脂２０にモールド１１（パターン領域１１ａ）を接触させる例を示している。この場合、モールド１１のパターン領域１１ａの端部において、比較的狭い面積でショット領域４２上の樹脂２０に接触しうる。そのため、図６（ｂ）に矢印Ａで示すようにモールド１１を回転させるモーメントが発生し、接触工程においてモールド１１と基板１３との相対姿勢を精度よく制御することが困難になりうる。つまり、基板上の樹脂２０の膜厚（例えば残膜厚（ＲＬＴ；Residual Layer Thickness））を精度よく制御することが困難になりうる。また、この場合において、モールド１１と基板１３との相対姿勢を精度よく制御するための機構を新たに追加することは、装置構成の複雑化や装置コストの点で不利になりうる。

そこで、本実施形態では、図７に示すように、各ショット領域４０に２以上の転写領域３１が含まれるように、基板１３における複数のショット領域４０のレイアウトが設定されうる。即ち、本実施形態のインプリント装置１は、２以上の転写領域３０を１つのショット領域４０として一括してインプリント処理を行う。これにより、基板１３の周縁部に配置された転写領域３２に対してインプリント処理を行う場合であっても、図５に示す従来例と比較して、接触工程におけるモールド１１と基板１３との相対姿勢の制御を容易にすることができる。そのため、当該転写領域３２上の樹脂２０を精度よく成形することができる。なお、図７は、本実施形態における複数のショット領域４０（インプリント領域）のレイアウトの一例を示しており、図７（ａ）～（ｃ）は、代表的なショット領域４０（４４～４６）を拡大した図である。

基板１３における複数のショット領域４０のレイアウトの設定（決定）は、インプリント装置１の制御部ＣＮＴで行われうる。この場合、制御部ＣＮＴは、前処理に用いられた装置（露光装置等）から、基板１３における複数の転写領域３０の配置を示す情報を取得し、当該情報に基づいて、各ショット領域４０に２以上の転写領域３１が含まれるように当該レイアウトを設定しうる。このとき、制御部ＣＮＴは、各ショット領域４０に含まれる転写領域３０の数が複数のショット領域４０で同じになるように当該レイアウトを設定するとよい。なお、当該レイアウトの設定は、インプリント装置１の外部コンピュータで行われてもよい。

ここで、基板１３には、図４に示すように、前工程で原版のパターンが個別に転写された複数の転写領域３０に加えて、前工程で原版のパターンが転写されなかった非転写領域Ｒを含むことがある。非転写領域Ｒは、例えば、１つのチップ領域をも含まない大きさを有する領域、即ち、１つのチップ領域より小さい面積を有する領域であり、インプリント処理によるモールド１１のパターンの転写は必要ない。しかしながら、非転写領域Ｒ上の樹脂２０の成形を行わないと、後工程のエッチング処理等により、当該非転写領域Ｒにおいて基板１３がエッチングされることとなる。そのため、当該エッチング処理等における基板１３の保護の観点から、当該非転写領域Ｒにおいてもモールド１１による樹脂２０の成形を行うことが好ましい。

しかしながら、図５に示す従来例のショット領域４３（図５（ｃ））のように、非転写領域Ｒを単独で１つのショット領域４０として設定すると、接触工程においてモールド１１と基板１３との相対姿勢を精度よく制御することが困難になりうる。つまり、非転写領域Ｒにおいて、基板上の樹脂２０の膜厚（例えば残膜厚（ＲＬＴ；Residual Layer Thickness））を精度よく制御することが困難になりうる。そのため、本実施形態では、図７に示すショット領域４６（図７（ｃ））のように、非転写領域Ｒが少なくとも１つの転写領域３０とともに１つのショット領域４０を構成するように、複数のショット領域４０のレイアウトが設定される。即ち、本実施形態のインプリント装置１は、非転写領域Ｒと少なくとも１つの転写領域３０とを１つのショット領域４０として一括してインプリント処理を行う。これにより、非転写領域Ｒ上の樹脂２０の膜厚（例えば残膜厚）が目標範囲に収まるように、当該非転写領域Ｒ上の樹脂２０を精度よく成形することができる。

［ショット領域の位置合わせ］
基板１３の周縁部は、基板１３の連続性が途切れるため、前処理での基板１３の加工により特異な挙動を示すことがある。例えば、基板１３の周縁部では、エッチングレートや成膜レートなどが基板１３の中央部と異なり、エッチングや成膜に不均一性や加工量のムラなどが生じることがある。つまり、基板１３の周縁部の転写領域３２に設けられた基板側マーク１９では、歪みや膜厚ムラ等に起因して検出誤差が生じることがあり信頼性が低い。このような基板側マーク１９を用いてモールド１１と基板１３との位置合わせを行うと、基板上の樹脂２０を精度よく成形すること（即ち、基板上の樹脂２０にモールド１１のパターンを精度よく転写すること）が困難になりうる。

そこで、本実施形態のインプリント装置１は、特定ショット領域の位置合わせを、当該特定ショット領域に含まれる２以上の転写領域３０のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられた基板側マーク１９の検出結果を用いて制御する。特定ショット領域とは、基板１３における複数のショット領域４０のうち、互い大きさが異なる２以上の転写領域３０を有するショット領域のことであり、より具体的には、基板１３の周縁部に配置された転写領域３２を含むショット領域のことでありうる。特定ショット領域は、基板１３の周縁部に配置されてモールド１１のパターンの一部のみが転写されるショット領域と言うこともできる。図７に示す例では、ショット領域４５（図７（ｂ））が特定ショット領域として例示されている。

例えば、制御部ＣＮＴは、基板１３における複数の転写領域３０の配置を示す情報に基づいて、各ショット領域４０に含まれる最も小さい転写領域３０の面積が、前工程で原版のパターンが転写される最大面積の所定比率より小さいか否かを判断する。これにより、制御部ＣＮＴは、当該最大面積の所定比率より小さい面積の転写領域３０を含むショット領域４０を、特定ショット領域として決定（判断）することができる。所定比率は、任意に設定されうるが、例えば、当該最大面積の半分（１／２）、１／３、１／４、１／５などに設定されうる。当該最大面積は、例えば基板の中央部に配置された転写領域３１の面積であり、以下では、転写最大面積と呼ぶことがある。

次に、各ショット領域４０に設けられた複数の基板側マーク１９の中から、位置合わせで用いる所定数の基板側マーク１９を選択する方法について、図７を参照しながら説明する。本説明では、各ショット領域４０に設けられた複数の基板側マーク１９の中から、所定数として４個の基板側マーク１９を選択する例について説明するが、選択する基板側マーク１９の数は４個に限られるものではなく、任意に設定可能である。例えば、検出部１５において、１個の基板側マーク１９を検出するように構成されたスコープが複数設けられている場合、当該スコープの数に応じた数の基板側マーク１９が選択されうる。また、本説明では、前工程で原版のパターンの全体が転写された転写領域３０（即ち、転写領域３１）に３×４＝１２個の基板側マーク１９が形成されるものとする。図７に示す例では、各基板側マーク１９が丸印で示されており、選択された基板側マーク１９が黒塗りの丸印で、選択されなかった基板側マーク１９が白塗りの丸印でそれぞれ表されている。

制御部ＣＮＴは、モールド１１と基板１３との位置合わせにおいて検出部１５に検出させる所定数（例えば４個）の基板側マーク１９を、ショット領域４０に設けられた複数の基板側マーク１９の中から選択する。この際、制御部ＣＮＴは、当該ショット領域４０に設けられた複数の基板側マーク１９のうち、できるだけ離間して形成されている所定数の基板側マーク１９を選択するとよい。このように所定数の基板側マーク１９を選択することで、検出部１５の検出結果に基づいて、ショット領域４２の回転成分や倍率成分等を精度よく求めることができる。図７に示されるショット領域４４（図７（ａ））については、制御部ＣＮＴは、上記原則に基づいて、当該ショット領域４４の四隅に形成された４個の基板側マーク１９を、位置合わせに用いる基板側マーク１９として選択しうる。なお、ショット領域４４は、基板１３の中央部に配置されたショット領域であり、それに含まれる２以上の転写領域３０は同じ大きさを有する。つまり、ショット領域４４は、特定ショット領域として判断（決定）されなかったショット領域である。

一方、図７に示されるショット領域４５は、特定ショット領域として判断されたショット領域である。制御部ＣＮＴは、ショット領域４５については、それに含まれる２以上の転写領域３０のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられた基板側マーク１９の中から、位置合わせに用いる所定数の基板側マーク１９を選択する。例えば、図７（ｂ）に示すように、ショット領域４５に、第１転写領域３０ａと、第１転写領域３０ａより小さい第２転写領域３０ｂとが含まれている。この場合、第２転写領域３０ｂが最も小さい転写領域３０となるため、制御部ＣＮＴは、位置合わせに用いる所定数の基板側マーク１９を、第１転写領域３０ａから選択し、第２転写領域３０ｂからは選択しない。つまり、制御部ＣＮＴは、特定ショット領域としてのショット領域４５についての位置合わせを、第２転写領域３０ｂに設けられた基板側マーク１９の検出結果を用いずに、第１転写領域３０ａに設けられた基板側マーク１９の検出結果に基づいて制御する。この場合において、制御部ＣＮＴは、第２転写領域３０ｂに設けられた基板側マーク１９の位置を検出部１５に検出させなくてもよい。これにより、位置合わせにおいて検出誤差が生じる可能性の高い基板側マーク１９を用いることを回避し、基板上の樹脂２０を精度よく成形することができる。即ち、基板１３の周縁部に配置された転写領域３２に対しても精度よく樹脂の成形を行うことができるため、当該転写領域３２のチップ領域にもパターンを精度よく形成し、半導体チップ等の収率を向上させることができる。

また、非転写領域Ｒに基板側マーク１９が形成されていない場合がある。そのため、制御部ＣＮＴは、図７（ｃ）に示すように、非転写領域Ｒを含むショット領域４６については、当該ショット領域４６に含まれる転写領域３０ｃから、位置合わせに用いる所定数の基板側マーク１９を選択しうる。そして、選択した基板側マーク１９の検出結果に基づいて、ショット領域４６の位置合わせを制御しうる。非転写領域Ｒを含むショット領域４６に２以上の転写領域３０が含まれる場合には、上記のように、当該２以上の転写領域３０のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられた基板側マーク１９の検出結果に基づいて位置合わせを制御してもよい。

ここで、本実施形態のインプリント処理におけるモールド１１と基板１３との位置合わせでは、基板側マーク１９が選択されなかった転写領域３０や非転写領域Ｒにおいて重ね合わせ誤差が生じる場合がある。例えば、基板側マーク１９が選択された転写領域３０については、シフト成分や回転成分、倍率成分、ショット形状差などを精度よく求めることができる。その一方で、基板側マーク１９が選択されなかった転写領域３０では、それらの成分を精度よく求めることが困難になることがあるため、モールド１１のパターン領域１１ａと当該転写領域３０とに重ね合わせ誤差が生じうる。この重ね合わせ誤差は、後続のインプリント処理でも再現することが考えられる。そのため、前のインプリント処理の結果から当該重ね合わせ誤差を算出し、当該重ね合わせ誤差を補正するためのオフセット値（補正値）を求めておくとよい。具体的には、基板１３の下地パターンとインプリント処理により樹脂２０に形成されたパターン（もしくは、パターンが形成された樹脂２０をマスクとして基板１３をエッチングした後のパターン）とのずれ量および形状差を計測する。これにより、その計測結果に基づいて、当該ずれ量および形状差を補正するためのオフセット値を求めることができる。このようなオフセット値は、ショット領域４０（例えば特定ショット領域）ごとに求めておくとよい。また、オフセット値は、インプリント処理を行うごとに更新されてもよい。

基板間やロット間において基板厚などのパラメータに差異（誤差）がある場合は、インプリント処理前に当該パラメータを計測し、そのパラメータの差異を補正するためのオフセット値（補正値）をインプリント装置１（制御部ＣＮＴ）に記憶させてもよい。制御部ＣＮＴは、当該オフセット値に基づいてインプリント処理（例えば、モールド１１と基板１３との位置合わせ）を制御することで、当該パラメータの差異を低減する（改善させる）ことができる。このようなパラメータの計測は、インプリント装置１の外部装置で行われてもよいし、インプリント装置１の内部に構成された計測ユニットを用いて行われてもよい。また、パラメータの差異を、各ショット領域４０において選択された基板側マーク１９の位置の検出結果から算出（予測）してもよい。さらに、例えば、基板上におけるパラメータの変化は、通常、前工程での化学機械研磨（ＣＭＰ）やスピンコートの影響により、同心円状に変化することが多いため、それらの傾向とこれまでの履歴情報から予測することもできる。

また、各ショット領域４０に２以上の転写領域３０が含まれるように複数のショット領域４０のレイアウトを設定する場合、各ショット領域４０に含まれる転写領域３０の数（即ち、モールド１１のパターン領域１１ａの寸法）を調整してもよい。例えば、基板１３における１つのショット領域４０の大きさや、複数のショット領域４０のレイアウトを調整することにより、上記のレイアウトの設定を実現することができる。後述する第２～第３実施形態では、１つのショット領域における転写領域の数を調整した例について説明する。

さらに、基板１３における複数のショット領域４０において、前工程での原版のパターンの転写が同様の条件で行われることが望ましい。例えば、前工程での原版のパターンの転写に走査露光装置（スキャナ）が用いられる場合、転写領域ごとにアップスキャン（第１走査方向への走査露光）とダウンスキャン（第１走査方向とは反対の第２走査方向への走査露光）とが繰り返されうる。そのため、基板１３における複数のショット領域間の誤差を低減するためには、複数のショット領域４０において走査露光時の走査方向を同様にすることが望まれる。一例として、各ショット領域４０に２以上の転写領域３０が含まれる場合、各ショット領域４０内での位置が対応する（同じである）転写領域３０では走査方向が同じになるように走査露光を制御するとよい。図７に示すように、各ショット領域４０に２つの転写領域３０が含まれる場合、当該２つの転写領域３０のうち、紙面左側の転写領域３１では第１走査方向（例えば＋Ｙ方向）への走査露光を行う。一方、紙面右側の転写領域３１では第２走査方向（例えば－Ｙ方向）への走査露光を行う。これにより、基板１３における複数のショット領域間の誤差を低減することができるとともに、走査方向が同じである転写領域３０に対して同じオフセット値を適用することができる。

上述したように、本実施形態では、各ショット領域４０に２以上の転写領域３０が含まれるように、基板１３における複数のショット領域４０のレイアウトが設定される。そして、インプリント装置１は、当該レイアウトに従って各ショット領域４０のインプリント処理を制御する。また、インプリント装置１は、特定ショット領域の位置合わせを、当該特定ショット領域に含まれる２以上の転写領域３０のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられた基板側マーク１９の検出結果を用いて制御する。これにより、位置合わせにおいて検出誤差が生じる可能性の高い基板側マーク１９を用いることを回避し、基板上の樹脂２０を精度よく成形することができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態では、モールド１１のパターン領域１１ａが、３つの転写領域３０上の樹脂２０を一括して成形可能に（例えば、一括してパターンを転写可能に）構成されている例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で特に言及されない限り、インプリント装置１の構成および処理は第１実施形態と同様である。

図８は、本実施形態における複数のショット領域５０のレイアウトの一例を示す図であり、図８（ａ）～（ｂ）は、代表的なショット領域５０（５１～５２）を拡大した図である。図８に示す例では、３つの転写領域３０を含むショット領域５０と、２つの転写領域３０を含むショット領域５０とが設定されうる。例えば、３つの転写領域を含むショット領域５１では、当該３つの転写領域３０ｄ～３１ｆのうち最も小さい転写領域３０ｆ以外の転写領域３０ｄ，３０ｅから、位置合わせに用いる基板側マーク１９が選択されうる。転写領域３０ｅは、転写領域３０ｆより基板側マーク１９の数が多いため、基板側マーク１９の選択肢を増やすことができる。例えば、転写領域３０ｅに設けられた基板側マーク１９のうち、一部の基板側マーク１９に不具合が生じていたとしても、他の基板側マーク１９を選択することができる。なお、図８では、図７と同様に、選択された基板側マーク１９を黒塗りの丸印で、選択されなかった基板側マーク１９を白塗りの丸印で表している。一方、２つの転写領域３１ｇ～３１ｈを含むショット領域５２では、当該２つの転写領域３１ｇ～３１ｈのうち最も小さい転写領域３１ｈ以外の転写領域３１ｇから、位置合わせに用いる基板側マーク１９が選択されうる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。本実施形態では、モールド１１のパターン領域１１ａが、４つの転写領域３０上の樹脂２０を一括して成形可能に（例えば、一括してパターンを転写可能に）構成されている例について説明する。なお、本実施形態は、第１～２実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で特に言及されない限り、インプリント装置１の構成および処理は第１実施形態と同様である。

図９は、本実施形態における複数のショット領域６０のレイアウト例を示す図であり、図９（ａ）～（ｂ）は、代表的なショット領域６０（６１～６２）を拡大した図である。例えば、ショット領域６１では、それに含まれる３つの転写領域３０ｉ～３０ｋのうち最も小さい転写領域３０ｉ以外の転写領域３０ｊ，３０ｋから、位置合わせに用いる基板側マーク１９が選択されうる。この際、基板１３にエッジに近い基板側マーク１９（例えば、基板１３のエッジから所定範囲内に存在する基板側マーク１９）を意図的に選択肢から外してもよい。また、最も小さい転写領域３０ｉ以外の転写領域３０ｊ，３０ｋの全てから基板側マーク１９を選択する必要はなく、例えば、最も大きい転写領域３０ｊのみから基板側マーク１９を選択してもよい。また、他の例として、ショット領域６２では、それに含まれる３つの転写領域３０ｌ～３０ｎのうち最も小さい転写領域３０ｎ以外の転写領域３０ｌ，３０ｍから、位置合わせに用いる基板側マーク１９が選択されうる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板上に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、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１つにおいて有利である。

インプリント装置を用いて成形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１０（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ェハ等の基板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１０（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１０（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を通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１０（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１０（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１０（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。

１：インプリント装置、１１：モールド、１３：基板、１５：検出部、３０：転写領域、４０，５０，６０：ショット領域

Claims (11)

1. モールドを用いて基板上のインプリント材を成形する処理を、前記基板における複数のショット領域の各々に対して行うインプリント装置であって、
   前記基板に設けられたマークの位置を検出する検出部と、
   前記処理において、前記検出部での検出結果に基づいて前記基板と前記モールドとの位置合わせを制御する制御部と、
   を備え、
   前記基板は、前工程で原版のパターンが個別に転写された複数の転写領域と、前記前工程で前記原版のパターンが転写されなかった非転写領域とを含み、
   前記モールドは、前記複数の転写領域のうち少なくとも２つの転写領域を１つのショット領域として当該少なくとも２つの転写領域上のインプリント材を一括して成形可能に構成され、
   前記制御部は、
   １つのショット領域に２以上の転写領域が含まれるとの第１条件、および、１つのショット領域に前記非転写領域と１以上の転写領域とが含まれるとの第２条件のいずれかが満たされるように、前記基板における前記複数のショット領域のレイアウトを決定し、
   互いに大きさが異なる２以上の転写領域を有する特定ショット領域の前記処理において、前記特定ショット領域に含まれる２以上の転写領域のうち最も小さい転写領域以外の転写領域に設けられたマークの前記検出結果を用いて前記位置合わせを制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記制御部は、前記特定ショット領域の前記処理において、前記最も小さい転写領域に設けられたマークの前記検出結果を用いずに前記位置合わせを制御する、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、前記特定ショット領域の前記処理において、前記最も小さい転写領域に設けられたマークの位置を前記検出部に検出させない、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. 前記特定ショット領域に含まれる２以上の転写領域のうち最も小さい転写領域の面積は、前記前工程で前記原版のパターンが転写される最大面積の半分より小さい、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記特定ショット領域は、前記基板の周縁部に配置されて前記モールドのパターンの一部のみが転写されるショット領域である、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. 前記制御部は、決定した前記レイアウトを示す情報に基づいて、各ショット領域の前記処理を制御する、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、前記基板における前記複数の転写領域の配置を示す情報に基づいて、前記レイアウトを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記制御部は、前記複数のショット領域のうち前記第１条件を満たすショット領域について転写領域の数が同じになるように前記レイアウトを決定する、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記複数の転写領域の各々は、少なくとも１つのチップ領域を含む、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. 前記検出部は、前記モールドに設けられたマークと前記基板に設けられたマークとの相対位置を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 請求項１乃至１０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上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
    前記加工工程で加工さ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の製造方法。

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