(57)【要約】【課題】原版と基板と位置合わせを向上することができるパターン形成方法及びパターン形成装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係るパターン形成方法は、ショット領域の四隅のうち少なくとも３つに設けられた第１アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれ量を計測し、ショット領域の四隅の位置合わせを行う工程と、前記ショット領域の四隅の位置合わせの後、前記ショット領域の四隅以外に設けられた第２アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれを計測する工程と、前記第１アライメントマークの位置ずれ量と、前記第２アライメントマークの位置ずれ量と、が最小になるように前記ショット領域の四隅の移動量の目標値を算出する工程と、前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、を含む。【選択図】図１
2014053495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形のショット領域に凹凸パターンが形成された原版を基板の上に配置する工程と、
前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、
前記基板の上に塗布した前記感光性樹脂に、前記原版の前記凹凸パターンを接触させた状態で前記感光性樹脂を硬化させる工程と、
前記原版を前記感光性樹脂から剥離する工程と、
を備え、
前記位置合わせを行う工程は、
前記ショット領域の四隅のうち少なくとも３つに設けられた第１アライメントマークの前記基板上の基準に対する位置ずれ量を計測し、前記ショット領域の四隅の位置合わせを行う工程と、
前記ショット領域の四隅の位置合わせの後、前記ショット領域の四隅以外に設けられた第２アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれを計測する工程と、
前記第１アライメントマークの位置ずれ量と、前記第２アライメントマークの位置ずれ量と、が最小になるように前記ショット領域の四隅の移動量の目標値を、前記基板の上に前記感光性樹脂を塗布する前に算出する工程と、
前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを、前記基板の上に前記感光性樹脂を塗布する間に行う工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項２】
矩形のショット領域に凹凸パターンが形成された原版を基板の上に配置する工程と、
前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、
前記基板の上に塗布した前記感光性樹脂に、前記原版の前記凹凸パターンを接触させた状態で前記感光性樹脂を硬化させる工程と、
前記原版を前記感光性樹脂から剥離する工程と、
を備え、
前記位置合わせを行う工程は、
前記ショット領域の四隅のうち少なくとも３つに設けられた第１アライメントマークの前記基板上の基準に対する位置ずれ量を計測し、前記ショット領域の四隅の位置合わせを行う工程と、
前記ショット領域の四隅の位置合わせの後、前記ショット領域の四隅以外に設けられた第２アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれを計測する工程と、
前記第１アライメントマークの位置ずれ量と、前記第２アライメントマークの位置ずれ量と、が最小になるように前記ショット領域の四隅の移動量の目標値を算出する工程と、
前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項３】
前記目標値を算出する工程は、前記基板の上に前記感光性樹脂を塗布する前に行う請求項２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程は、前記基板上への前記感光性樹脂の塗布の開始から前記感前記感光性樹脂を硬化させるまでの間に行う請求項２または３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
矩形のショット領域に凹凸パターンが形成された原版を保持する原版ステージと、
基板を載置する試料ステージと、
前記原版と前記基板との位置合わせを行う補正機構と、
前記原版と前記基板との位置合わせの目標値を演算する制御演算部と、
前記基板の上に塗布された前記感光性樹脂に、前記原版の前記凹凸パターンを接触させた状態で前記感光性樹脂に光を照射する光源と、
を備え、
前記制御演算部は、
前記ショット領域の四隅のうち少なくとも３つに設けられた第１アライメントマークの前記基板上の基準に対する位置ずれ量を計測し、前記ショット領域の四隅の位置合わせを前記補正機構に指示し、
前記ショット領域の四隅の位置合わせの後、前記ショット領域の四隅以外に設けられた第２アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれを計測し、
前記第１アライメントマークの位置ずれ量と、前記第２アライメントマークの位置ずれ量と、が最小になるように前記ショット領域の四隅の移動量の目標値を算出し、
前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを前記補正機構に指示するパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法及びパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細なパターンを形成するパターン形成方法の１つとして、転写するパターンの凹凸形状が設けられた原版（モールド）を用いるインプリント法が注目されている。インプリント法では、パターンを転写する対象の基板の上に光硬化型の樹脂を塗布し、この樹脂に原版の凹凸形状を接触させる。この状態で樹脂を硬化させた後、原版を樹脂から剥離することで、樹脂に原版の凹凸形状が転写される。このようなパターン形成方法においては、原版と基板との位置合わせ精度の向上が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９０９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、原版と基板と位置合わせを向上することができるパターン形成方法及びパターン形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るパターン形成方法は、矩形のショット領域に凹凸パターンが形成された原版を基板の上に配置する工程と、前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、前記基板の上に塗布した前記感光性樹脂に、前記原版の前記凹凸パターンを接触させた状態で前記感光性樹脂を硬化させる工程と、前記原版を前記感光性樹脂から剥離する工程と、を備える。
前記位置合わせを行う工程は、前記ショット領域の四隅のうち少なくとも３つに設けられた第１アライメントマークの前記基板上の基準に対する位置ずれ量を計測し、前記ショット領域の四隅の位置合わせを行う工程と、前記ショット領域の四隅の位置合わせの後、前記ショット領域の四隅以外に設けられた第２アライメントマークの基板上の基準に対する位置ずれを計測する工程と、前記第１アライメントマークの位置ずれ量と、前記第２アライメントマークの位置ずれ量と、が最小になるように前記ショット領域の四隅の移動量の目標値を算出する工程と、前記ショット領域の四隅の移動量が前記目標値に近づくように前記原版と前記基板との位置合わせを行う工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は原版アライメントマークを例示する模式図である。
【図３】パターン形成方法を例示するフローチャートである。
【図４】パターン形成方法の具体例を示すフローチャートである。
【図５】補正式の選択の流れを例示するフローチャートである。
【図６】コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示する模式図である。
図１に表したように、パターン形成装置１１０は、原版ステージ２と、試料ステージ５と、補正機構９と、制御演算部２１と、光源１２と、を備える。パターン形成装置１１０は、さらに、アライメントセンサ７と、アライメントステージ８と、を備える。実施形態に係るパターン形成装置１１０は、原版１の凹凸パターンを基板Ｓ上の樹脂に転写するインプリント装置である。
【０００９】
試料ステージ５の上にはチャック４が設けられる。チャック４は、パターンを形成する対象物である基板Ｓを保持する。チャック４は、基板Ｓを例えば真空吸着によって保持する。試料ステージ５は、ステージ定盤１３の上に設けられる。
【００１０】
基板Ｓは、半導体基板等の基板と、この基板上に形成された下地パターンと、この下地パターン上に形成された被加工レイヤとを含む。パターン転写時には、さらに、被加工レイヤ上に形成された感光性樹脂を含む。被加工レイヤとしては、絶縁膜、金属膜（導電膜）または半導体膜があげられる。
【００１１】
試料ステージ５は、ステージ定盤１３の上に移動可能に設けられる。試料ステージ５は、ステージ定盤１３の上面１３ａに沿った２軸に沿ってそれぞれ移動可能に設けられる。ここで、ステージ定盤１３の上面１３ａに沿った２軸を、Ｘ軸及びＹ軸とする。試料ステージ５は、Ｘ軸及びＹ軸と直交するＺ軸にも移動可能に設けられる。試料ステージ５には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれを中心として回転可能に設けられていることが望ましい。
【００１２】
試料ステージ５には基準マーク台６が設けられる。基準マーク台６の上には装置の基準位置となる基準マーク（不図示）が設置される。基準マークは例えば回折格子で構成される。基準マークは、アライメントセンサ７の校正及び原版１の位置決め（姿勢制御・調整）に利用される。基準マークは、試料ステージ５上の原点である。試料ステージ５の上に載置される基板ＳのＸ，Ｙ座標は、基準マーク台６を原点とした座標になる。
【００１３】
原版ステージ２は、原版（モールド）１を固定する。原版ステージ２は、原版１の周縁部分を例えば真空吸着によって保持する。ここでは、原版１は、石英や蛍石など紫外線（ＵＶ光）を透過する材料で形成される。原版１に形成された凹凸からなる転写パターンは、デバイスパターンに対応したパターンと、原版１と基板Ｓとの位置合わせ時に使用されるアライメントマークに対応したパターンとを含む。原版ステージ２は原版１を装置基準に位置決めするように動作する。原版ステージ２は、ベース部１１に取り付けられる。
【００１４】
ベース部１１には、補正機構９（補正手段）及び加圧部１０（押し付け手段）が取り付けられる。補正機構９は、原版１の位置（姿勢）を微調整する調整機構を有する。補正機構９は、原版１の位置（姿勢）を微調整することにより、原版１と基板Ｓとの相対的な位置を補正する。補正機構９は、例えば制御演算部２１から指示を受けて原版１の位置を微調整する。
【００１５】
加圧部１０は、原版１の側面に応力を与えて原版１の歪みを矯正する。加圧部１０は、原版１の４つの側面から中心に向けて原版１を加圧する。これにより、転写するパターンの大きさを補正（倍率補正）する。加圧部１０は、例えば制御演算部２１から指示を受けて原版１を所定の応力で加圧する。
【００１６】
ベース部１１は、アライメントステージ８に取り付けられる。アライメントステージ８は、原版１と基板Ｓとの位置合わせを行うため、ベース部１１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。アライメントステージ８は、ベース部１１をＸＹ平面に沿って回転させる機能も備える。ＸＹ平面に沿った回転の方向をθ方向とする。
【００１７】
アライメントセンサ７は、原版１に設けられたアライメントマークと、基板Ｓに設けられたアライメントマークとを検出する。原版１には、図示しない第１のアライメントマーク（原版アライメントマーク）が設けられる。基板Ｓの下地パターンには、図示しない第２のアライメントマーク（下地アライメントマーク）が形成されている。下地アライメントマークおよび原版アライメントマークは、原版１と基板Ｓとの相対的な位置ずれを計測するために使用される。原版アライメントマーク及び下地アライメントマークは、例えば回折格子で構成されている。
【００１８】
アライメントセンサ７は、基準マーク台６上の基準マークに対する原版１の位置ずれ、及び原版１に対する基板Ｓの位置ずれを検出する。アライメントセンサ７で検出したアライメントマークの位置（例えば、Ｘ，Ｙ座標）は、制御演算部２１に送られる。なお、図１では、アライメントセンサ７は左右の２つのみ図示されているが、４つ以上あることが好ましい。
【００１９】
制御演算部２１は、上記基準マークに対する原版１の位置ずれを演算する。上記基準マークに対する原版１の位置ずれは、上記基準マーク及び原版１を同時に検出可能な位置へ、試料ステージ５を図示しない移動機構により移動させた状態で検出される。位置ずれ量は、上記基準マークおよび原版アライメントマークへ向けて図示しない光源により光を照射し、回折、反射してアライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置から位置ずれを計測することにより取得される。
【００２０】
一方、原版１に対する基板Ｓの位置ずれ（原版１と基板Ｓとの相対的な位置ずれ）は、対向する原版アライメントマーク及び下地アライメントマークを同時に検出可能な位置へ、試料ステージ５を図示しない移動機構により移動させた状態で検出される。位置ずれ量は、原版アライメントマーク及び下地アライメントマークへ向けて図示しない光源により光を照射し、回折、反射してアライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置から相対的な位置ずれを計測することにより取得される。
【００２１】
制御演算部２１は、試料ステージ５をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ方向に制御する信号を生成する。制御演算部２１は、原版１と試料ステージ５との相対的な位置を制御する信号を生成する。例えば、試料ステージ５は、制御演算部２１から送られた信号によってステージ定盤１３上の位置が制御される。
【００２２】
制御演算部２１は、アライメントセンサ７から送られたアライメントマークの位置情報に基づき、原版１と基板Ｓとのアライメントを行うための演算を行う。アライメントステージ８は、制御演算部２１から送られた信号によって原版１と基板Ｓとのアライメント調整を行う。
【００２３】
制御演算部２１は、補正機構９を制御する信号を生成してもよい。制御演算部２１は、原版１の倍率補正を行うための応力を加圧部１０に発生させるため、所定の演算によってこの応力を発生させるための信号を加圧部１０に与えてもよい。
【００２４】
制御演算部２１は、光源１２を制御してもよい。インプリントによるパターンの形成では、基板Ｓの上に紫外線硬化型樹脂等の感光性樹脂（以下、単に「樹脂」と言う。）を塗布した後、原版１を樹脂に接触させた状態で光源１２から樹脂に光を照射する。制御演算部２１は、この光の照射タイミングや照射量を制御してもよい。
【００２５】
光源１２は、例えば紫外線光を放出する。光源１２は、例えば原版１の直上に設置される。なお、光源１２の位置は原版１の直上に限られない。光源１２が原版１の直上以外の位置に配置されている場合には、ミラー等の光学部材を用いて光路を設定し、光源１２から放出した光を原版１の直上から原版１に向けて照射するように構成すればよい。
【００２６】
パターン形成装置１１０は、塗布装置１４を含む。塗布装置１４は基板Ｓ上に樹脂を塗布する。塗布装置１４はノズルを有し、このノズルから樹脂を基板Ｓの上に滴下する。
【００２７】
パターン形成装置１１０は、インプリント法によって基板Ｓ上の樹脂に原版１の転写パターンの凹凸を転写したパターンを形成する。すなわち、基板Ｓ上に樹脂を塗布した状態で、原版１と基板ＳとのＺ軸方向の距離を縮めて原版１の転写パターンを樹脂に接触させる。この状態で光源１２から光を照射して樹脂を硬化させる。樹脂の硬化後、原版１を樹脂から剥離する。これにより、原版１の転写パターンの凹凸形状が樹脂に転写されたパターンが基板Ｓ上に形成される。
【００２８】
さらに、原版１の転写パターンの凹凸形状が転写された樹脂のパターン（レジストパターン）をマスクにして、被加工レイヤをエッチングすることにより、転写パターンの形状を被加工レイヤに転写してもよい。
【００２９】
パターン形成装置１１０において、原版１の転写パターンの形状を基板Ｓに転写する際には、補正機構９により原版１と基板Ｓとの相対的な位置を補正した状態で、加圧部１０により、基板Ｓの上方に配置された原版１を基板Ｓに押圧する。これにより、高精度にパターン転写が行われる。
【００３０】
本実施形態に係るパターン形成装置１１０では、制御演算部２１によって、以下に説明する原版１と基板Ｓとのアライメントを行う。これにより、原版１と基板Ｓとの間で精度の高いアライメントが行われる。パターン形成装置１１０では、基板Ｓ上に転写するパターンの位置ずれが抑制され、寸法精度の高いパターンが得られる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、パターン形成方法について説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は原版アライメントマークを例示する模式図である。
図２（ａ）にはショットの四隅に設けられたアライメントマークＡＭ１（第１アライメントマーク）が表され、図２（ｂ）にはアライメントマークＡＭ１以外のアライメントマークＡＭ２（第２アライメントマーク）が表されている。
【００３２】
図２（ａ）に表したように、原版１は、基材１ａの中央部分に設けられたショット領域Ｒ１を有する。ショット領域Ｒ１には、転写パターンが設けられる。ショット領域Ｒ１は、１回のインプリント処理によってパターンの転写を行う領域である。ショット領域Ｒ１の外径は矩形である。アライメントマークＡＭ１は、ショット領域Ｒ１の四隅に設けられる。
【００３３】
図２（ｂ）に表したように、ショット領域Ｒ１には、複数チップ分の転写パターンが形成された複数のチップ領域Ｒ２が設けられる。図２（ｂ）に表した例では、縦３つ、横２つの合計６つのチップ領域Ｒ２が設けられる。チップ領域Ｒ２の外径は矩形である。アライメントマークＡＭ２は、例えばチップ領域Ｒ２の隅部に設けられる。
【００３４】
本実施形態に係るパターン形成方法は、このようなアライメントマークＡＭ１及びＡＭ２を用いて原版１と基板Ｓとのアライメントを行う。なお、基板ＳにはアライメントマークＡＭ１及びＡＭ２に対応した下地アライメントマークが設けられている。
【００３５】
図３は、パターン形成方法を例示するフローチャートである。
図３に表したように、本実施形態に係るパターン形成方法は、基板のロード（ステップＳ１０１）と、第１アライメント（ステップＳ１０２）と、四隅でのアライメント（ステップＳ１０３）と、ずれ量の検出（ステップＳ１０４）と、目標値の決定（ステップＳ１０５）と、第２アライメント（ステップＳ１０６）と、樹脂の硬化及び原版の離型（ステップＳ１０７）と、を備える。
【００３６】
図３に表したパターン形成方法のうち、アライメント方法は、第１アライメント（ステップＳ１０２）と、四隅でのアライメント（ステップＳ１０３）と、ずれ量の検出（ステップＳ１０４）と、目標値の決定（ステップＳ１０５）と、第２アライメント（ステップＳ１０６）と、を含む。
【００３７】
先ず、図３のステップＳ１０１に表したように、基板Ｓのロードを行う。基板Ｓは、パターン形成装置１１０の外部から試料ステージ５上に搬送される。基板Ｓはチャック４上に固定される。
【００３８】
次に、図３のステップＳ１０２に表したように、第１アライメントを行う。第１アライメントでは、原版１と基板Ｓとの粗い位置合わせを行う。
【００３９】
次に、図３のステップＳ１０３に表したように、ショット領域Ｒ１の四隅でのアライメントを行う。すなわち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したショット領域Ｒ１の四隅に設けられたアライメントマークＡＭ１と、アライメントマークＡＭ１に対応した下地アライメントマークとの位置ずれをアライメントセンサ７によって検出する。検出した結果は、制御演算部２１に送られる。制御演算部２１は、アライメントセンサ７から送られた検出結果を記憶部２２に記憶する。
【００４０】
次に、図３のステップＳ１０４に表したように、チップ領域Ｒ２の隅部に設けられたアライメントマークＡＭ２と、アライメントマークＡＭ２に対応した下地アライメントマークとの位置ずれをアライメントセンサ７によって検出する。制御演算部２１は、アライメントセンサ７から送られた検出結果を記憶部２２に記憶する。
【００４１】
次に、図３のステップＳ１０５に表したように、目標値の決定を行う。すなわち、記憶部２２に記憶されたアライメントセンサ７による検出結果に基づき、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１の基板Ｓに対する位置の移動量の目標値（目標移動量）を決定する。
【００４２】
目標値は、制御演算部２１によって演算される。制御演算部２１は、アライメントマークＡＭ１と下地アライメントマークとの位置ずれ量と、アライメントマークＡＭ２と下地アライメントマークとの位置ずれ量との両方を用いて目標値を演算する。制御演算部２１は、これら全ての位置ずれ量が最小値になるように、所定の演算式を用いて目標値を演算する。
【００４３】
次に、図３のステップＳ１０６に表したように、第２アライメントを行う。第２アライメントでは、原版１と基板Ｓとの高精度な位置合わせを行う。第２アライメントは、制御演算部２１で演算した目標値にアライメントマークＡＭ１が合うように、補正機構９によってアライメントステージ８を微調整する。第２アライメントは、例えば基板Ｓ上に樹脂を塗布する処理と並行して行われる。
【００４４】
なお、第２アライメントは、原版１を加圧部１０によって加圧して原版１の歪み補正する倍率補正を施した後に行われる。
【００４５】
次に、図３のステップＳ１０７に表したように、樹脂の硬化及び原版の剥離を行う。すなわち、第２アライメントが行われた状態で、樹脂に例えば紫外線光を照射する。これにより、樹脂を硬化させる。その後、原版１を樹脂から剥離する。樹脂には、原版１の転写パターンの凹凸形状が転写される。
【００４６】
このようなパターン形成方法では、ショット領域Ｒ１における四隅のほか、ショット領域Ｒ１内（チップ領域Ｒ２）でのアライメントも精度良く行われる。これにより、基板Ｓ上に高精度にパターンが形成される。
【００４７】
ここで、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１のみでアライメントを行った場合、ショット領域Ｒ１の内側については十分に補正しきれない。原版１には倍率補正のために側面から応力が与えられているため、ショット領域Ｒ１の四隅の位置ずれを補正しても、四隅以外の部分については十分に補正しきれない。
【００４８】
本実施形態では、原版１に倍率補正が施されていても、ショット領域Ｒ１の四隅のみならず、四隅以外の部分の位置ずれも考慮したアライメントが行われる。これにより、ショット全体について高精度なパターン形成が行われる。
【００４９】
次に、パターン形成方法の具体例について説明する。
図４は、パターン形成方法の具体例を示すフローチャートである。
本具体例に係るパターン形成方法において、原版１と基板Ｓとのアライメントは、基板Ｓに樹脂を塗布する前に行われる。
【００５０】
先ず、ステップＳ２０１に表したように、ショット領域Ｒ１の四隅に設けられたアライメントマークＡＭ１を用いたアライメントを行う。本具体例では、ショット領域Ｒ１の四隅に設けられた４つのアライメントマークＡＭ１を用いるが、最低３つのアライメントマークＡＭ１を用いればよい。アライメントを行う際、アライメントマークＡＭ１の位置は、アライメントセンサ７によって検出される。
【００５１】
ここで、アライメントセンサ７の個数をｍ、基板Ｓ上に配置した下地アライメントマークの数をｎとすると、ｍ＜ｎの場合には原版１と基板Ｓとを移動させないままアライメントセンサ７を個々の下地アライメントマークに対応した位置に移動させて、下地アライメントマークと原版アライメントマークとの位置ずれを検出する。
【００５２】
次に、ステップＳ２０２に表したように、ショット領域Ｒ１の四隅以外のアライメントマークＡＭ２を用いた位置ずれの検出を行う。
【００５３】
次に、ステップＳ２０３に表したように、補正式によるパラメータの算出を行う。ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１の検出結果、及びショット領域Ｒ１の四隅以外のアライメントマークＡＭ２の検出結果を、以下の補正式（１）〜補正式（４）のいずれかに代入する。
【００５４】
【数１】
2014053495.tif 000003
【００５５】
【数２】
2014053495.tif 000004
【００５６】
【数３】
2014053495.tif 000005
【００５７】
【数４】
2014053495.tif 000006
【００５８】
上記補正式（１）〜補正式（４）において、ｄｘは位置ずれ量のうちＸ軸方向のずれ量である。ｄｙは位置ずれ量のうちＹ軸方向のずれ量である。ｋ１〜ｋ２０はパラメータである。αｘはＸ軸方向の残差である。αｙはＹ軸方向の残差である。
【００５９】
補正式（１）は、６個のパラメータｋ１〜ｋ６を有する１次の補正式である。補正式（２）は、１２個のパラメータｋ１〜ｋ１２を有する２次の補正式である。補正式（３）は、２０個のパラメータｋ１〜ｋ２０を有する３次の補正式である。補正式（４）は、８個のパラメータｋ１〜ｋ６，ｋ９，ｋ１０を有する１次の補正式である。
【００６０】
補正式（１）〜補正式（４）のうち、補正式（１）〜補正式（３）については、検出するアライメントマークＡＭ１及びＡＭ２の数によっていずれの補正式を用いるか決定される。一方、パターン形成装置の機能が限られている場合には、補正式（４）を用いる。例えば、アライメント補正として倍率補正、回転補正、直交度補正、台形補正の少なくともいずれかの補正機能に制限されている場合、補正式（４）を用いる。補正式（４）を用いる場合には、最低４箇所のアライメントマークの検出を行う。
【００６１】
図５は、補正式の選択の流れを例示するフローチャートである。
先ず、図５のステップＳ３０１に表したように、計測結果の数を判断する。ここで、計測結果の数とは、１つの下地アライメントマークとそれに対応した１つの原版アライメントマークとの組（１組）での計測結果の数のことを言う。１組のアライメントマークにおいて、Ｘ軸方向のずれ量及びＹ軸方向のずれ量の両方を計測する場合の計測結果の数をＮｕｍ１とする。１組のアライメントマークにおいて、Ｘ軸方向のずれ量とＹ軸方向のずれ量とを別個に計測する場合の計測結果の数をＮｕｍ２とする。
【００６２】
ステップＳ６０１の判断で、計測結果の数であるＮｕｍ１が３以上５以下、またはＮｕｍ２が６以上１０以下である場合、ステップＳ３０２へ進み、１次の補正式（１）を選択する。
【００６３】
ステップＳ６０１の判断で、計測結果の数であるＮｕｍ１が６以上９以下、またはＮｕｍ２が１２以上１８以下である場合、ステップＳ３０３へ進み、２次の補正式（２）を選択する。
【００６４】
ステップＳ６０１の判断で、計測結果の数であるＮｕｍ１が１０以上、またはＮｕｍ２が２０以上である場合、ステップＳ３０４へ進み、３次の補正式（３）を選択する。
【００６５】
このように、補正式（１）〜補正式（３）及び補正式（４）のいずれかを選択した後は、選択した補正式を用いてパラメータｋを算出する。すなわち、計測点の全てについて補正式に代入し、残差αｘ、αｙが最小になるパラメータｋの値を算出する。
【００６６】
一例として、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１、及びこれ以外の４つのアライメントマークＡＭ２の合計８つの原版アライメントマークについて、それぞれ下地アライメントマークとの位置ずれ量（８つの計測結果）を得た場合の計算の流れについて説明する。
【００６７】
８つの計測結果を得た場合には、図５に表したフローチャートに基づき補正式（２）を選択する。１つの下地アライメントマークとそれに対応した１つの原版アライメントマークとの位置ずれ量の計測結果のうち、Ｘ軸方向のずれ量ｄｘと、Ｙ軸方向のずれ量ｄｙと、を補正式（２）に代入する。
【００６８】
補正式（２）のｘ及びｙには、例えば計測した原版アライメントマークのｘ座標及びｙ座標をそれぞれ代入する。このような計測結果の代入を、８つの計測結果の全てについて行う。これにより、ｄｘについての８つの方程式と、ｄｙについての８つの方程式が得られる。
【００６９】
そして、ｄｘについての８つの方程式からαｘが最小になるパラメータｋ１、ｋ３、ｋ５、ｋ７、ｋ９、ｋ１１を求める。また、ｄｙについての８つの方程式から、αｙが最小になるパラメータｋ２、ｋ４、ｋ６、ｋ８、ｋ１０及びｋ１２を求める。
【００７０】
次に、図４のステップＳ２０４に表したように、ショット領域Ｒ１の四隅での目標値を求める。すなわち、補正式（１）〜補正式（４）のうち適用した補正式に、先に求めたパラメータｋを入力し、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１のｘ、ｙ座標をそれぞれ入力する。そして、得られたｄｘ、ｄｙの値（ここでは、ｄｘ’、ｄｙ’とする。）にそれぞれ−１を掛ける。これにより、四隅のアライメントマークＡＭ１の位置を移動する目標値（−ｄｘ’、−ｄｙ’）が求められる。
【００７１】
次に、ステップＳ２０５に表したように、位置補正を行う。位置補正は、原版１の位置を補正機構９によって微調整することによって行われる。ここでは、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１のそれぞれが目標値に近づくように微調整を行う。なお、この位置補正は、基板Ｓ上に樹脂を塗布してから前記樹脂を硬化させるまでの間に行うことが好ましい。位置補正は、基板Ｓ上に樹脂を塗布しながら行うことがより望ましい。これにより、パターン形成時間が短縮化される。また、この位置補正とともに原版１の倍率補正を行う。
【００７２】
次に、樹脂の塗布が完了した後、ステップＳ２０６に表したように、樹脂に例えば紫外線光を照射する。これにより、樹脂を硬化させる。その後、原版１を樹脂から剥離する。基板Ｓ上には、原版１の転写パターンの凹凸形状が転写された樹脂パターンが形成される。
【００７３】
なお、上記の具体例では、ショット領域Ｒ１の四隅のアライメントマークＡＭ１の位置を最初に計測した後、四隅以外のアライメントマークＡＭ２の位置を計測する例を示したが、四隅以外のアライメントマークＡＭ２の位置を計測した後に、四隅のアライメントマークＡＭ１の位置を計測してもよい。
【００７４】
また、樹脂を基板Ｓ上に塗布する前にショット領域Ｒ１の四隅でのアライメント及び四隅以外のアライメントマークＡＭ２での位置ずれの計測は、パターン形成における仕様において予め設定された数ショットで実施すればよい。ステップＳ２０４に示した位置補正は、基板Ｓ上に樹脂が塗布される前に完了する。
【００７５】
また、樹脂を基板Ｓ上に塗布する前に行った数ショット間について、四隅のアライメントマークＡＭ１のみで求めたパラメータｋまたは残差αと、全計測点を代入して求めたパラメータｋまたは残差αとが大きく異なる場合には、計測ショットを増やすことが望ましい。計測ショット数を増やした場合、基板Ｓ上への樹脂の塗布前に計測が完了してもよいし、基板Ｓ上への樹脂の塗布前の計測と、塗布後の計測とを切り替えて行うようにしてもよい。
【００７６】
ショット領域Ｒ１の四隅以外のアライメントマークＡＭ２としては、チップ領域Ｒ２の隅部のほか、ショット領域Ｒ１の各辺の中央付近に設けられていてもよい。また、アライメントマークＡＭ２は、原版１を倍率補正する原版１を押圧する加圧部１０の可動軸上に設けられていてもよい。この場合、原版ステージ２は、加圧部１０の可動軸上にアライメントマークＡＭ２が配置されるように原版１を保持する。
【００７７】
アライメントマークＡＭ２は、ショット領域Ｒ１の四隅以外において、位置ずれが発生しやすい箇所や、精度の高いパターンを形成する位置の近傍に設けておくことが望ましい。これにより、ショット領域Ｒ１の四隅に加え、位置ずれを補正したい部分も考慮したアライメントが実現される。
【００７８】
このようなパターン形成方法により、インプリント法における各ショットごとに四隅のみならず四隅以外の位置ずれを考慮したアライメントが行われ、ショット全体として精度の高いパターンが形成される。
【００７９】
（第３の実施形態）
上記説明したパターン形成方法のうち、原版１と基板Ｓとのアライメント方法は、コンピュータによって実行されるプログラム（アライメントプログラム）として実現可能である。
図６、コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
コンピュータ２００は、中央演算部２０１、入力部２０２、出力部２０３、記憶部２０４を含む。入力部２０２は、記録媒体Ｍに記録された情報を読み取る機能を含む。アライメントプログラムは、中央演算部２０１で実行される。
【００８０】
アライメントプログラムは、図３に表した第１アライメント（ステップＳ１０２）と、四隅でのアライメント（ステップＳ１０３）と、ずれ量の検出（ステップＳ１０４）と、目標値の決定（ステップＳ１０５）と、第２アライメント（ステップＳ１０６）と、をコンピュータ２００に実行させる。
【００８１】
（第４の実施形態）
アライメントプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体Ｍは、図３に表した第１アライメント（ステップＳ１０２）と、四隅でのアライメント（ステップＳ１０３）と、ずれ量の検出（ステップＳ１０４）と、目標値の決定（ステップＳ１０５）と、第２アライメント（ステップＳ１０６）と、をコンピュータ２００に読み取り可能な形式によって記憶している。記録媒体Ｍは、ネットワークに接続されたサーバ等の記憶装置であってもよい。また、アライメントプログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。
【００８２】
以上説明したように、実施形態に係るパターン形成方法及びパターン形成装置によれば、原版と基板と位置合わせを向上することができる。
【００８３】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。例えば、目標値を決定する際に用いた補正式（１）〜補正式（４）は一例であり、他の補正式を用いてもよい。また、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１…原版、２…原版ステージ、４…チャック、５…試料ステージ、６…基準マーク台、７…アライメントセンサ、８…アライメントステージ、９…補正機構、１０…加圧部、１１…ベース部、１２…光源、１３…ステージ定盤、１４…塗布装置、２１…制御演算部、２２…記憶部、１１０…パターン形成装置、ＡＭ１，ＡＭ２…アライメントマーク、Ｒ１…チップ領域、Ｒ２…チップ領域、Ｓ…基板
【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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