(57)【要約】【課題】  本発明は、重ね合わせ精度の向上に有利な技術を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインプリント装置は、型を基板のショット領域の上のインプリント材と接触させ、前記型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることにより、基板の上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記型または前記基板の少なくとも一方の形状を補正する補正機構と、前記型と前記インプリント材とが接触する接触面の高さに関する情報に基づいて前記補正機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型を基板のショット領域の上のインプリント材と接触させ、前記型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることにより、基板の上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
前記型または前記基板の少なくとも一方の形状を補正する補正機構と、
前記型と前記インプリント材とが接触する接触面の高さに関する情報に基づいて前記補正機構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。
【請求項２】
前記型と前記インプリント材とが接触した状態の前記型の前記接触面の高さを計測する計測部を備え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。
【請求項３】
前記型と前記インプリント材とが接触した状態の前記型の前記接触面に対向する面の高さを計測する計測部を備え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。
【請求項４】
前記計測部が前記基板の表面に沿った方向に移動して前記接触面の高さを計測することにより得られた、前記基板の表面に沿った高さの分布情報を取得することを特徴とする請求項２または３に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記基板の表面に光を照明する照明部と前記接触面からの反射光を受光する受光部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記接触面の高さに関する情報に基づき前記接触面の前記基板の表面に沿った方向の変形を求め、該変形による前記型と前記基板のショット領域の形状差を低減するために、前記補正機構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。
【請求項７】
前記制御部は、前記接触面の高さに関する前記型の変形量に対する前記基板の表面に沿った前記型の変形量の関係を示す敏感度を求め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。
【請求項８】
前記補正機構は、前記基板の形状を変形させる機構であ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。
【請求項９】
前記補正機構は、前記型の形状を変形させる機構であ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。
【請求項１０】
前記補正機構は、前記基板の上に供給するインプリント材の供給量を変える供給部であ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。
【請求項１１】
前記接触面の高さに関する情報は、前記型を用いて前記基板の上にインプリント材のパターンを形成する前に、前記接触面の高さを計測することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記計測は、インプリント材のパターンを形成する時に使用する前記型より、厚さが薄い型を使用することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
前記接触面からの反射光の信号強度が高くなる光学条件として、前記型のパターンが形成された面に垂直な方向の形状を計測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。
【請求項１４】
前記光学条件とは、反射光の光の波長であることを特徴とする請求項１３に記載のインプリント装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のインプリント装置により基板の上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加工する工程と、
を含み、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＭＥＭＳなどの物品を製造する方法として、型（モールド）を用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント方法が知られている。インプリント方法は、基板上にインプリント材を供給し、供給されたインプリント材と型を接触させる（押印）。そして、インプリント材と型を接触させた状態でインプリント材を硬化させた後、硬化したインプリント材から型を引き離す（離型）ことにより、基板上にインプリント材のパターンが形成される。
【０００３】
インプリント装置を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する際には、基板上に予めパターンが形成されたショット領域に重ね合わせてインプリント材のパターンを形成することが求められる。その際の重ね合わせの精度の向上が、インプリント装置を用いて加工、製造される各種デバイスの性能や生産性の向上のために求められている。
【０００４】
特許文献１のインプリント装置には、反り形状を持つ基板を基板チャックに吸着する際の基板の変形量を算出して、算出された変形量に基づいて型と基板の少なくとも一方を補正することで、重ね合わせ精度を向上させることが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２のインプリント装置には、基板上に強度分布を持たせた光を照射することにより基板を変形させ、局所的なパターン位置（ショット領域）を調整することで、重ね合わせ精度を向上させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−５０４２８号公報
【特許文献２】特開２０１３−８９６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板の表面に凹凸が存在する場合、基板上のインプリント材と型のパターン部とを接触させた際に、基板の表面の凹凸にならった撓みを有するように型のパターン部や相対する基板のショット領域が変形しうる。この撓みによって型のパターン部に形成されているパターンと相対する基板のショット領域に形成されているパターンとが設計上の位置関係（面方向の位置関係）からシフトしうる。このような変形によって、型のパターン部に形成されているパターンと相対する基板のショット領域に形成されているパターンとが設計上の位置関係（面方向の位置関係）からシフトしうる。特に重ね合わせ調整の基準となるアライメントマークは、デバイスパターンの領域の外に配置される場合が多いため、これを頼りに補正をかけても、作成されるデバイスパターンにずれが生じる恐れがあった。
【０００８】
なお、特許文献１では、基板が基板チャックによって矯正されることによるディストーションが考慮されているが、基板の上のインプリント材とモールドのパターン部とが接触することによるパターンのシフトは考慮されてない。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、重ね合わせ精度の向上に有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のインプリント装置は、型を基板のショット領域の上のインプリント材と接触させ、前記型を接触させた状態でインプリント材を硬化させることにより、基板の上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記型または前記基板の少なくとも一方の形状を補正する補正機構と、前記型と前記インプリント材とが接触する接触面の高さに関する情報に基づいて前記補正機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、重ね合わせ精度の向上に有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】インプリント装置を示した概略図である。
【図２】基板上のインプリント材と型を接触させた状態を示した図である。
【図３】第１実施形態の型の変形の計測を示した図である。
【図４】第１実施形態の型の変形を計測する計測部を示した図である。
【図５】第１実施形態の型の変形を計測する計測部を示した図である。
【図６】第２実施形態の型の変形を計測する計測部を示した図である。
【図７】第３実施形態の型の変形の計測を示した図である。
【図８】物品の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。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。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態におけるインプリント装置１の構成を示す概略図である。図１を用いてインプリント装置１の構成について説明する。ここでは、基板１０６が配置される面をＸＹ面、それに直交する方向をＺ方向として、図１に示したように各軸を決める。インプリント装置１は、基板の上に供給されたインプリント材１０５を型１０３（モールド）と接触させ、インプリント材１０５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インプリント材の硬化物のパターンを形成する装置である。図１のインプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用される。ここでは光硬化法を採用したインプリント装置１について説明する。
【００１５】
第１実施形態におけるインプリント装置１は、図１に示すように型１０３と基板１０６がインプリント材１０５を挟んで対向するように配置される。型１０３は型保持機構１０２に保持され、基板１０６は基板保持機構１０７によって保持（固定）される。
【００１６】
型１０３にはインプリント材１０５に転写するための凹凸パターンが設けられている。材質としては金属、Ｓｉ、各種樹脂、各種セラミック等、広く選択して用いる事が出来るが、特にインプリント材１０５として光硬化樹脂を用いる場合には、石英、サファイア、透明樹脂といった光透過性の材質が用いられる。また、基板１０６と相対する面（以下、表面と記載する）の内、凹凸パターンが設けられたパターン領域１０４は周辺部に対して凸形状（いわゆるメサ形状）となっている。型１０３に形成されたパターン領域１０４が基板に対して凸形状となっていることで、表面張力により未硬化のインプリント材１０５がパターン領域１０４からはみ出す事を抑制する。
【００１７】
インプリント材１０５は型のパターンに充填する際には流動性を持ち、パターンが転写された後は形状を保持するように固体である事が求められる。このため、インプリント材は光硬化樹脂の他、熱硬化樹脂、熱可塑樹脂等が用いられる。特に光硬化樹脂は硬化プロセスにおいて温度変化を必要とせず、装置本体を含む各部材の熱膨張、収縮による凹凸パターンの位置及び形状の変化を防ぎ、精度高く制御し易いため、半導体製造及びその関連分野においては好適に用いられる。
【００１８】
インプリント材１０５には、硬化用の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（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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。
【００１９】
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又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、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。
【００２０】
インプリント材１０５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付与されてもよい。また、インプリント材は、インプリント装置１内に設けられた供給部１１２（液体噴射ヘッド）によって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上の所望の位置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。
【００２１】
供給部１１２としては空圧式や機械式、インクジェット式等のディスペンサを用いる事ができる。このような方式には、パターンの粗密に応じてインプリント材１０５の塗布量（供給量）を局所的に調節することにより膜厚分布の均一性を高めることができる。また、装置内の供給部１１２を用いることにより、塗布工程からインプリント工程までを短時間で行う事ができ、揮発性の高い低粘度の材料を選択してインプリント材１０５の充填時間を短縮出来る等の利点がある。
【００２２】
基板１０６には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。基板１０６の材質は、加工後の利用法に合致したものが選択されることが多い。例えば半導体素子としての用途であればＳｉウエハ、光学素子であれば石英、光学ガラス、透明樹脂等、発光素子であればＧａＮやＳｉＣなどの材質が用いられる。
【００２３】
基板１０６のショット領域には、供給部１１２にてインプリント材１０５が塗布される。ショット領域は、型１０３のパターン領域１０４と相対するように移動された後、ショット領域上のインプリント材１０５とパターン領域１０４とが接触する（押印工程）。このように型１０３とインプリント材が接触した後、パターン領域１０４とショット領域について基板１０６の面に沿った方向（図１のＸＹ方向）の相対的な位置関係が精密に調整される。いわゆる基板１０６と型１０３のアライメントが行われる。
【００２４】
型１０３とインプリント材１０５を接触させることにより、インプリント材１０５が型１０３と基板１０６の間に充填される。その際、型１０３の全体形状を垂直方向（図１のＺ方向）に変形させることにより、充填性を向上させることが可能である。例えば、本実施形態のインプリント装置１では、窓板１０１で型１０３及び型保持機構１０２の背面を塞いで気密空間を構成し、圧力調整機構１１０を用いて、気密空間の圧力を調整することができる。例えば、気密空間の圧力を上げる事により、型１０３は図１の−Ｚ方向に凸形状に変形するため、接触時にインプリント材１０５との接触がパターン領域１０４の中心から外側へ向けて進行する。この結果、空気を押し出しながら充填が進行するため、高速かつ型１０３のパターン部に気泡が残りにくい充填が可能である。
【００２５】
型１０３のパターン部にインプリント材１０５の充填が十分に進行すると、硬化機構１０８はインプリント材１０５を硬化させる。硬化機構１０８としてはインプリント材１０５の材質により、これを硬化可能な方式を選択する。例えば、インプリント材１０５として光硬化樹脂が用いられるのであれば、硬化機構１０８は、光照射機構である。特に、紫外線領域の波長を持つ光（ＵＶ光）が一般的に用いられる。また、熱硬化樹脂であれば加熱機構、熱可塑樹脂であれば冷却機構であるが、充填時に樹脂を軟化させるための加熱機構を同時に備えるものが好適である。また、チラーやペルチェ素子といった能動的な冷却機構はインプリント時間短縮のために好適ではあるが、自然放熱といった受動的な冷却機構であってもよい。
【００２６】
さらに、インプリント装置は、基板１０６を保持する基板保持機構１０７を移動させるステージ１０９、型１０３を保持する型保持機構１０２、基板側の圧力調整機構１１１、制御部１１３を備える。ステージ１０９は、型１０３及び供給部１１２に対する基板１０６の相対位置を調整する。また、基板側の圧力調整機構１１１は基板１０６の裏面側の圧力を調整し、基板保持機構１０７をいわゆる真空チャックとして動作させる。
【００２７】
制御部１１３は硬化機構１０８、ステージ１０９、圧力調整機構１１０、基板側の圧力調整機構１１１、供給部１１２を制御してインプリント装置１の全体の動作を制御する。また、制御部１１３はインプリント装置１の各部を動作させることにより、基板１０６上にインプリント材１０５のパターンを形成するインプリント方法を制御する。制御部１１３は、インプリント装置１内に設けてもよいし、インプリント装置１とは別の場所に設置し遠隔で制御しても良い。
【００２８】
インプリント装置１の構成は、その機能を満たせば図１の形態に限られるものではない。例えばステージ１０９によって基板１０６を移動させるのでなく、型１０３を移動させても良いし、基板１０６と型１０３の両方を移動させても良い。また、硬化機構１０８は型１０３の側ではなく、基板１０６の側にあっても良い。特にインプリント材１０５として光硬化樹脂を使用した場合、型１０３にＳｉ等の硬化光に対して不透明な材質を使用し、基板１０６として石英等の透明な材質を用いた場合においては後者の配置でなければならない。
【００２９】
図２は、型１０３と基板１０６上のインプリント材１０５とが接触する際の様子を示したものである。図２の点線で示した型１０３はインプリント材１０５と接触する前の状態を示したものであり、実線で示した型１０３はインプリント材１０５と接触した後の状態を示したものである。点線で示すように型１０３は、特に力を加えない限り平坦である。この平坦な面にインプリント材に転写されるパターン（パターン領域１０４）が形成されている。上述したように、インプリント工程で一時的に型１０３を凸形状にすることや側面から力を加えてパターン領域１０４の形状を補正する方法もあるが、通常パターン面は接液後に平坦になる。
【００３０】
基板１０６には、多数のパターン（多層膜２０１）が構成されており、これらを前工程で作成する際に基板１０６の表面に凹凸が残ることがある。そこへ供給されたインプリント材１０５と、平坦な型１０３を接触させると、基板１０６の凹凸に倣ってパターン面（パターン領域１０４）に垂直な方向へ局所的に変形する。これにより、型１０３のパターン領域１０４が局所的にＸＹ方向へ変化し、基板１０６の上で型１０３が変形（歪）してしまう。
【００３１】
図２には、接触前の型１０３に等間隔で並んでいる点が、凹凸のある基板１０６の上のインプリント材１０５と接液した際の変形を示す。これによると基板凹凸部での局所的なパターン面上の歪がみられることを示している。これは、局所的なパターン面上の歪を示すことになり、オーバーレイ精度の低下を引き起こす。これにより、下層と上層が所定のオーバーレイ精度で重ならない部分が発生し、デバイス不良を引き起こす恐れがある。
【００３２】
そこで、本実施形態ではインプリント材１０５に接触した際の、型１０３の接触面（パターン面）の高さ（Ｚ方向）を計測することで型の変形を求め、その情報をもとにＸＹ方向の形状を補正する。これにより、基板のショット領域の上の変形（歪）を低減させる方法を提案する。
【００３３】
図３を用いて、第１実施形態の型１０３とインプリント材１０５の接触面の計測方法について説明する。図３は、型１０３の変形を計測部２０２で計測する様子を示した図である。本実施形態では、型１０３のパターン面（インプリント材１０５に接液している接触面）の垂直な方向（Ｚ方向）の変化を計測することで、パターン面の状態を取得する方法について説明する。
【００３４】
図３は、図２と同様に、基板１０６上に形成された多層膜２０１と、基板上に供給されたインプリント材１０５と型１０３とが接触した状態の断面構造を示している。型１０３のパターン面に沿った方向をＸ方向及びＹ方向、型１０３のパターン面に垂直な方向（型１０３を基板１０６に押し付ける方向）をＺ方向としている。図３は、＋Ｚ方向から順に、型１０３、インプリント材１０５、多層膜２０１、基板１０６となる構造を示している。基板１０６の凹凸構造が多層膜２０１やインプリント材１０５で少し緩和され、インプリント材１０５と接液した型１０３が、Ｚ方向に局所的に変形していることを示している。多層膜２０１は、デバイスを作る上で必要となる各層に構成された物質であり、金属層、絶縁層など多種多様である。
【００３５】
上述のように、この状態でインプリント材１０５と型１０３が接触している型の接触面にパターンが構成されており、Ｚ方向の変形によってパターン面に沿った方向（ＸＹ方向）の変形歪が発生している。そこでこのパターン面の局所的なＺ変形量を計測して分布情報を取得する。以下、光を用いた計測方法を説明する。光を用いて、インプリント材と接触したパターン面の高さを計測するためには、照明光および反射光が型１０３もしくは基板１０６を透過する必要がある。
【００３６】
基板１０６や多層膜２０１には、光を通しにくい物質を使用することが多く、型１０３のパターン面を基板側から計測することは難しい。一方、型１０３はインプリント材１０５を硬化するのに紫外光を使用することが多く、光を透過する材料（石英など）を使用することが多い。そこで、型側に配置した計測部２０２で、接触面のＺ方向の高さを計測することによって、パターン面のＺ方向の変形を、光を用いて計測する方法を記載する。なお、基板側が光を通しやすい物質であるならば、基板側から計測しても良い。
【００３７】
パターン面のＺ方向の変形を計測する方法の一例として、斜入射光によるＺ方向の変位計測する計測部２０２を図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示した計測部２０２は、光源４０１（照明部）から射出された照明光４０５が、被検物体（ここでは基板１０６）に斜めから照射される（斜入射照明）。この際、被検面の例として高さ１と高さ２を図４に示した。図４（ａ）に示したように、高さ１と高さ２でそれぞれ反射した反射光４０３と反射光４０４は、センサー４０２（受光部）上の異なる位置に入射する。このセンサー４０２上の入射位置の違いにより、被検物体（型１０３とインプリント材１０５の接触面）の高さを計測する手法である。
【００３８】
また計測部２０２は、図４（ｂ）に示すように、基板１０６の表面に沿った方向（ＸＹ方向）に垂直に照明光４０５を入射し反射した反射光４０６と反射光４０７とセンサー内などに設けた基準面での反射光との干渉を利用した変位計測系も使用されうる。このほかにも共焦点顕微鏡など型を介して光で計測する手法であれば、パターン面のＺ方向の変形を計測することができる。
【００３９】
図５に計測部２０２として共焦点顕微鏡を用いた場合を示す。図５（ａ）に示すように共焦点顕微鏡は、光軸上の点光源３０１、合焦位置３０２、検出器３０３位置が共役な関係になっており、検出器３０３に配置されたピンホールを介した検出光のみが検出器３０３に結像する構成となっている。図５（ａ）は、被検物体（基板１０６）が、合焦位置に配置されている場合の照明光と検出光の光路を示す。点光源３０１を射出した光は、光学素子３０４（例えばハーフミラーや偏光ビームスプリッタなど）、レンズ３０５を介して、被検物体へ照射される。被検物体から出た光は、レンズ３０５、光学素子３０４を介して、検出器３０３へ結像される。このとき、光学素子３０４に偏光ビームスプリッタを構成しているのであれば、λ／４板など構成することで偏光方向を照明光と検出光で変えることで、透過反射をコントロールすることができる。検出器３０３には、ピンホールが合焦点位置と共役な位置に配置されていて、ここに結像した信号のみが検出器３０３で受光される。これにより、図５（ａ）にあるように、合焦位置３０２の検出光のみを検出器で取得することができる。一方、図５（ｂ）に示すように、合焦位置３０２からずれた位置からの検出光は、検出器３０３で像を結ばず、検出することができない。
【００４０】
以上より、被検物体の所望のＺ位置の情報のみを取得することができ、ここでコントラストが高い位置をトレースすることで高さ方向の情報を得ることができる。
【００４１】
図３では、図４に示した計測部２０２を基板１０６の表面に沿った方向に走査することで、複数の位置でパターン面の高さを計測し、型１０３とインプリント材１０５とが接触した状態の型１０３の変形量を計測している。
【００４２】
図４に示したように照明光と反射光を用いて高さを計測する際、インプリント材１０５と型１０３の屈折率が近い場合、センサー４０２に入射する反射光（検出光）がとても弱くなることが考えられる。この場合は、型のパターン面に検出光の波長の光を反射し、インプリント材１０５を硬化させる紫外光を透過する薄膜を構成してもよい。また、熱でインプリント材１０５を硬化させる場合は、紫外光の透過は必要ないため、型１０３の接触面に光をほとんど透過させずに、反射させる金属薄膜などを構成してもよい。さらに、型１０３の変形量のみを計測するのであれば、インプリント材がなしで型１０３と基板１０６を接触させたり、インプリント材の代わりに純水などと接触させたりして、パターン面の変形量を計測してもよい。この場合も型１０３が紫外光を始めとする光全般を透過する必要はないため、金属薄膜などを接液面（接触面）に構成しても良い。
【００４３】
このような型１０３の変形量の計測は、局所的な変形を把握するため、高い空間分解能により計測する必要がある。したがって、上記のようにショット領域（パターン領域）の全面を細かくスキャン計測することで計測点数が大幅に増加することが考えられる。また、これに伴って計測時間が大幅に増加することが考えられる。そこで、基板１０６に形成されたパターン（多層膜２０１）のデザインから段差が大きく変化する領域を予測し、その領域を詳細に計測してもよい。例えば、太い線が構成された位置や、パターン領域の端などで段差が大きく変化しやすい。また、基板のパターンデザインや前工程のエッチング条件、ＣＭＰによる処理条件など諸工程を加味してシミュレーションなどにより、予測しても良い。
【００４４】
このようにして取得した接触面のＺ方向の変形量に基づいて、パターン領域１０４のＸＹ方向の変形量（歪みの大きさ）を求める必要がある。例えば、取得したＺ方向の変形量から、規定以上の歪が発生する位置を特定するために、事前に型のパターン面のＺ方向の変形量からパターン面のＸＹ方向の歪の発生量をシミュレーションによって求めておくことができる。
【００４５】
型１０３の製造ばらつき（厚みや物性のばらつき）による微小な値まで含めた評価が必要であれば、既知の基板の段差と歪み計測用のマークが形成された基準となる基板を用意してもよい。この基準板に対してインプリント処理を行い、上記のように型１０３のＺ方向の変形量とパターン面方向の歪を計測することで、Ｚ方向の変形量とパターン面に沿った方向（ＸＹ歪み）の関係を型ごとに計測しておいてもよい。ここでは、Ｚ方向の変形量に対するパターン面に沿った方向の変形量（ＸＹ歪み）を敏感度として計測する、この敏感度は、計測部ごとに敏感度テーブルとして保有し、型に応じて適用する。型はバーコードなどで管理し、敏感度テーブルとリンクさせることができる。
【００４６】
例えば、基板に型との相対位置を計測するためのマーク、パターン形成後のインプリント材のパターンと基板のショット領域との相対位置を計測するマークや、エッチングなどにより所望の位置に段差を形成した基板を準備する。型と基板の相対位置を計測するマークを使って、基板上の所望の位置に型パターンをインプリントする。パターンを形成した際に段差による型のＺ方向の変位を計測するとともに、近い位置にある相対位置計測マークを計測することでＸＹ方向の変形量を求める。これにより、型のＺ方向の変形量と型のパターン面に沿った方向の変形量（ＸＹ方向の歪み）の関係を取得することができる。
本計測で求めた歪の発生量に基づき、補正を行う。例えば、基板に分布を持った光を照射し熱膨張の違いによって歪ませ、ショット歪をコントロールする方法や、型に対し、パターン面に平行な外部から力を加えて型のショット形状を変形させる方法などが補正方法として挙げられる。これらに対して、歪の情報を提供し、補正テーブルを修正する。
【００４７】
次に、このような計測で求めたパターン面の歪みの発生量に基づき、型１０３のパターン領域の形状、または基板１０６のショット領域の形状の少なくとも一方を補正機構により形状補正を行う。形状補正の方法としては、例えば、基板１０６に分布を持った光を照射することによってショット領域を熱膨張により変形させる方法や、型１０３の側面に対しパターン面に沿って外部から力を加えることによりパターン領域を変形させる方法がある。この場合、補正機構としては基板に熱を加える機構や型の側面に力を加える機構がインプリント装置１に備わっている。
【００４８】
また、形状補正の方法として、インプリント材を供給する際に、型１０３の変形量が大きい部分へ供給するインプリント材の量を変化させても良い。この場合、インプリント材の増減による型の変形量は事前にその敏感度を把握する評価を行うことやシミュレーションで求めておく。この場合、インプリント材を供給する供給部が補正機構として機能する。
【００４９】
さらに、パターン面の歪みの発生量に基づき、型１０３のパターン領域の形状を補正したものを新たに作成したり、基板に形成されるショット領域の形状を事前に補正したものを形成したりしてもよい。ここで修正とは、インプリント処理時の変形を含めたパターンを形成する方法と、型が変形しにくいパターンを形成することを指す。前者は、型の変形を想定し、変形した後に所望のパターンになるようなデザインに修正することを指す。後者は、特に基板側において、各種加工工程によって発生する基板の凹凸を抑制するデザインとする。
【００５０】
型を用いて基板にインプリント材のパターンを形成する際に、上記の型のＺ方向の変形計測を並行して行う場合、インプリント処理の工程より時間がかかると、生産性が低下する。そこで、インプリント処理の工程の前に型に相当する部材を用いて同様の計測をして歪みの発生量を求めても良い。型に相当する部材とは、例えば型と同様の形状をした石英基板などが挙げられる。なるべく敏感に基板凹凸の影響を見たいのであれば、パターンを形成する際に使用する型より薄い型（平板）を用意して同様の計測を行ってもよい。この場合は、パターン形成時に用いる型とは異なる厚みであるため、型のＺ方向の変形量に対するパターン面に沿った方向の変形量が異なる場合がある。そのため、厚みが異なる型を用いて、事前に既知の凹凸を持った基板でインプリントし、パターン面のＺ方向の変形量を計測することで、厚みが異なる型の間の敏感度差を求めておくことができる。必要に応じて両者の敏感度の差（敏感度係数）を用いて計測値を換算することにより、厚さの異なる型を用いても型をインプリント材に接触させることによるパターン領域の歪みを求めることができる。
【００５１】
また、型のパターン面の変形量を計測する際に、インプリント材を塗布せずに型を基板に押し当てる場合や、インプリント材の代わりに純水などを供給して型を接触させる場合にも、事前に差異や敏感度の違いを取得しておけば計測後に補正が可能となる。
【００５２】
このよう、インプリントによるパターン形成では基板表面の凹凸形状がパターン領域の形状に影響を及ぼす。そこで、パターンのついていない型（平板）を用いて事前に基板表面を平坦化する工程（平板を用いたインプリント工程）を組み入れることが考えられる。この平坦化工程により、基板表面が樹脂（インプリント材）により平坦化される。そこで、この平坦化工程の際に上記の変形量の計測をすることで、十分な平坦化ができているか確認することができる。もし、規定以上の型のＺ方向の変形が検出された場合には、平坦化が不十分であるため、例えば変形量が大きい部分の樹脂（インプリント材）の供給量を増減することや基板全面の樹脂の量を増減させるなど、平坦化工程の条件を修正する。
【００５３】
このように、本実施形態は、凹凸形状を有する基板を用いた場合においても、パターン領域とショット領域の形状差を低減してパターンを形成することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図６に基づいて第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態の型の変形を計測する計測部を示した図である。
【００５５】
インプリント装置によりパターンが形成される基板は、デバイスを製造するため多種多様な薄膜が表面に形成されている。第１実施形態に示した計測部２０２のように、光を使ってパターン面（接触面）の高さを計測する際、多層膜の各層で照明光が反射する。これによって、所望のパターン面の計測値が欲しいにも関わらず、パターン面とは異なる多層膜の界面で反射した反射光の信号がセンサーに混入し、いわゆる計測誤差が発生することがある。しかしながら、計測条件を限定することで、多層膜の各層の界面のＺ方向の位置を選択に計測することができる。
【００５６】
多層膜の各層は、異なる物質で構成されている場合がある。異なる物質ごとに波長特性が異なる。そのため、例えば長波長で反射しやすい界面や、短波長で反射しやすい界面が存在する。第２実施形態の計測部は、互いに異なる複数の波長から任意の波長の光を選択できる機構が備えられており、所望の層で反射する波長の反射光を選択して検出する。これにより本実施形態の計測部は、所望の層で反射した反射光を検出することで、所望の層の高さを計測することができる。
【００５７】
図６（ａ）に示した計測部２０２は、光を使った垂直入射方式による測定を示しており、照明光５０１を基板１０６に対して照射し、基板上の多層膜の各層の界面で強く反射する反射光５０２、５０３、５０４を検出する。基板１０６上に形成された膜Ａと膜Ｂはそれぞれ異なる波長の光を反射する。計測部２０２は、これらの反射光のうち、型１０３とインプリント材１０５との界面（接触面）で反射する波長の反射光５０２を選択的に検出することで、型１０３の変形量を計測することができる。
【００５８】
なお、白色光を照明光５０１として基板１０６に照射し、受光側に波長フィルタを構成することにより反射光５０２を波長選択して検出してもよい。計測部２０２は、準備した検出光の波長を変えながら、型がない状態での計測と型を接液させた状態での計測を比較し、型が接液された状態で発生した信号が最も強く出ている波長条件を選択することで、所望のＺ変位情報が計測できる。基板側の各膜のＺ変位を計測することで、膜厚の分布や基板の傾きを計測することができる。
【００５９】
本実施形態に記載している斜入射方式の場合、さらに以下の手法で反射光を分離し、同時に各界面のＺ変化を計測することができる。斜入射方式だと、被検物体のＺ変位の違いで検出光（反射光）のセンサー面上の入射位置が異なることを利用し、Ｚ変位を計測する。例えば、図６（ｂ）に示すように、照明光５０６を照射すると、基板に構成される物質の波長特性（光学条件）の違いにより、界面ごとに強い反射を示す波長が異なる。図６（ｂ）では、これら界面の違いにより反射される反射光５０７、５０８、５０９として示している。このように、多層膜を構成する各膜で反射する反射光（５０７、５０８、５０９）は、センサーの受光面上の異なる位置に入射する。本実施形態では、特に型１０３とインプリント材１０５との接触面で反射する反射光５０７の位置を計測することによってＺ方向の位置を計測することができる。図６（ｃ）には一例として、インプリント材１０５で強い反射を示す波長を照射した際のイメージを記載した。他の界面でも反射光はあるが、反射光５０７は反射光の信号強度が強い信号を示す。したがって、これらの差異から各膜の界面位置を計測し、それらの差異から、各膜の厚みを算出することができる。また、計測部２０２は、基板１０６の表面に沿った方向に走査しながら、広い範囲でこれを計測すると、基板と型の傾きや各膜の厚み差を取得することができる。
【００６０】
本実施形態の計測部２０２は、受光部として１つのセンサーを用いる例を説明したが、これにこだわらない。例えば、計測部２０２の光路途中で波長（光学条件）に応じて反射透過特性を持つ蒸着膜を有したミラーを構成し、それぞれの波長を分離しても良い。この場合、波長毎にセンサーを構成することで、別々に計測することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
つぎに、図７に基づいて第３実施形態について説明する。図７は本発明の第３実施形態を示した図である。
【００６２】
上述した第１実施形態、および、第２実施形態ではインプリント材１０５と接触している型１０３の界面（接触面）のＺ変位の計測を説明した。これは、基板上に形成するパターンが実際に構成されている面を計測することで、より実際の変化をとらえるためである。しかし、インプリント材１０５（未硬化樹脂）と型１０３の屈折率などの物性値が近い場合、接触面を光学的に計測するのは難しい。そこで、第３実施形態の計測部２０２は、インプリント材１０５と接触している型１０３の面とは反対の面のＺ変位を計測する。
【００６３】
インプリント材と接触する面と反対の面は、インプリント装置１内の雰囲気ガスと型の界面である。このため、光学的な計測であっても接触面と異なり、多層膜による騙されや検出光不足の心配が少ないと考えられる。また、型を介さなくてよいので、インプリント材と接触した型の反対側の面の形状を、例えば触針式のＺ変位計や焦点深度が極端に小さいＳＮＯＭのような計測機を用いて計測することもできる。
【００６４】
光学検出を使用する場合は、偏光を利用しても効果がみられる。例えば、照明光（入射光）においてｓ偏光は反射率が高く、ｐ偏光は低くなる特性が知られている。特にｐ偏光は一定の角度で入射した際、透過率が極小になる（ブリュスター角）現象がある。これより、本件のような表面の信号をより多く取得したい場合には、照明光にｓ偏光を使用し、より入射角を倒した方が良い。
【００６５】
また、共焦点顕微鏡方式での計測でも、偏光により透過率が変わるため、照明光として偏光光を利用できる。特に基板側パターンや変形照明と偏光方向の組み合わせによっても、所望の検出光以外の光（ノイズ光）を低減させる効果がある。
【００６６】
本計測方法において、パターン面（接触面）を直接計測しているわけではないため、反対側の面の計測結果をパターン面での変化への換算が必要である。例えば、型１０３の厚さとパターン面の歪と反対側の面のＺ変位との関係をシミュレーションにより求め、予測する方法が考えられる。また、既知の凹凸段差を持つ基板を用意し、パターン面の歪とパターン裏面のＺ変位の関係を事前に取得してもよい。
【００６７】
上記のインプリント装置は、光硬化法を用いてインプリント材を硬化させるインプリント方法について説明したが、本実施形態は光硬化法に限らず、熱を用いてインプリント材を硬化させる方法でもよい。光硬化法では、紫外線硬化樹脂を使用し、樹脂を介して基板に型を押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。上述の実施形態は何れも硬化光として紫外線を照射するものとしたが、光の波長は、基板１０６上に供給されるインプリント材１０５に応じて適宜決めることができる。これに対し、熱を用いた方法では、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板に型を押し付け、冷却した後に樹脂から型を引き離すことによりパターンが形成される。
【００６８】
（物品の製造方法）
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、センサー、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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図８（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。
【００７１】
図８（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８（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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
【００７２】
図８（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。
【００７３】
図８（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８（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。
【００７４】
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、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、パターンを形成された基板を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。
【符号の説明】
【００７５】
１  インプリント装置
１０２  型保持機構
１０３  型
１０６  基板
１０７  基板保持機構
１０８  硬化機構
２０２  計測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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