(57)【要約】【課題】  本発明は、インプリントにより基板上に形成されたパターンの残膜の厚さを精度良く測定する測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の測定装置は、インプリントにより形成されたパターンに光を照射して得られた反射光の特性に基づいて該インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める測定装置であって、凹部の残膜の厚さが互いに異なる複数のパターン得られる各反射光の特性と該複数のパターンのそれぞれの前記残膜の厚さの相関に基づいて予め決めた照射条件に関しての、パターンからの反射光の特性と該パターンの残膜の厚さの関係を記憶する記憶部と、前記照射条件で光を照射された前記インプリントにより形成されたパターンからの反射光の特性と前記記憶部に記憶された前記関係とに基づいて前記インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める処理部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2014110308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントにより形成されたパターンに光を照射して得られた反射光の特性に基づいて該インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める測定装置であって、
凹部の残膜の厚さが互いに異なる複数のパターンから得られる各反射光の特性と該複数のパターンのそれぞれの前記残膜の厚さの相関に基づいて予め決めた照射条件に関しての、パターンからの反射光の特性と該パターンの残膜の厚さの関係を記憶する記憶部と、
前記照射条件で光を照射された前記インプリントにより形成されたパターンからの反射光の特性と前記記憶部に記憶された前記関係とに基づいて前記インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める処理部と、を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記照射条件は、前記光の波長または前記光の入射角を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記特性として、前記反射光の強度、前記反射光に含まれるＰ偏光光とＳ偏光光との強度比、又は、該Ｐ偏光光と該Ｓ偏光光との位相差を用いて、前記残膜の厚さを求めることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記関係として、前記特性から前記残膜の厚さを求めるための式の係数、または、前記特性と前記残膜の厚さとの対応関係を示す情報を記憶する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
型を用いて基板上にパターンを形成するインプリント装置と、
前記インプリント装置により形成された前記パターンの凹部の残膜の厚さを求める請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置と、
を含むことを特徴とするインプリントシステム。
【請求項６】
前記測定装置で求めた前記残膜の厚さの情報に基づき、前記インプリント装置を制御することを特徴とする請求項５に記載のインプリントシステム。
【請求項７】
前記インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜を除去するためのエッチング装置を有し、
前記測定装置で求めた前記残膜の厚さの情報に基づき、前記エッチング装置で前記インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜を除去することを特徴とする請求項５に記載のインプリントシステム。
【請求項８】
インプリントにより形成されたパターンに光を照射して得られた反射光の特性に基づいて該インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める方法であって、
凹部の残膜の厚さが互いに異なる複数のパターンから得られる各反射光の特性と該複数のパターンのそれぞれの前記残膜の厚さの相関に基づいて予め決めた照射条件に関しての、パターンからの反射光の特性と該パターンの残膜の厚さの関係を得て、
前記照射条件で光を照射された前記インプリントにより形成されたパターンからの反射光の特性と前記関係とに基づいて、前記インプリントによって形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記照射条件は、前記光の波長または前記光の入射角を含む、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記照射条件は、複数の照射条件のうち、該複数の照射条件それぞれにより得られた前記相関に基づいて選択する、ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記特性として、前記反射光の強度、前記反射光に含まれるＰ偏光光とＳ偏光光との強度比、又は、該Ｐ偏光光と該Ｓ偏光光との位相差を用いる、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記凹部の残膜の厚さが互いに異なる複数のパターンの、該複数のパターンのそれぞれの前記凹部の残膜の厚さは、断面ＳＥＭを用いて測定する、ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記関係として、前記特性から前記凹部の残膜の厚さを求めるための式の係数、または、前記特性と前記凹部の残膜の厚さとの対応関係を示す情報を得る、ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項５に記載のインプリントシステムを用いて基板上にパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントにより基板上に形成されたパターンの残膜の厚さを測定する測定装置、インプリントシステム、測定方法およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、基板（ウエハ）上に供給されたインプリント材（樹脂）と、パターンが形成された型とを接触させた状態で樹脂を硬化させ、ウエハ上の樹脂にパターンを形成する技術である。
【０００３】
インプリント技術では、基板上にパターンが形成された後に残膜と呼ばれる薄い樹脂の膜が残るため、エッチングによって残膜を除去する工程が必要である。残膜を除去する工程では、残膜と共に樹脂に形成されたパターンもエッチングされる。樹脂に形成されたパターンにできる限り影響を与えたくないので、必要以上にエッチングを行わないようにする。そのためには、残膜の厚さを精度よく測定する必要がある。
【０００４】
残膜の厚さを測定する方法に、スキャトロメトリ法（Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ）が知られている。スキャトロメトリ法とは、構造性複屈折体からの反射光の光学シミュレーションを応用してパターンの形状を計測する技術である。このスキャトロメトリ法を用いてパターンの形状を計測する方法については、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００５】
スキャトロメトリ法は、被測定物に光を照射して得られた被測定物からの反射光の分光特性と被測定物をモデル化して数値解析により求めた反射光の分光特性とを照合することで被測定物の周期構造を推定する。スキャトロメトリ法には、ライブラリを使用する方法と使用しない方法がある。ここでライブラリとは、周期構造の形状と、反射光の分光特性とが関連付けられた状態で蓄積されているデータベースであり、ＲＣＷＡ（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｗａｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）等の光学シミュレーションを用いて作成される。測定された分光特性と最もよく合う分光特性をライブラリ内から検索し、それに関連付けられた周期構造の形状データを被測定物の形状とする。スキャトロメトリ法は、被測定物が周期構造であると高い精度でその形状を測定することができる。
【０００６】
しかし、インプリントで形成されるパターンは必ずしも周期構造とは限らない。従来のスキャトロメトリ法を用いた残膜の厚さを測定する方法は、基板上に形成されているパターンの形状が周期構造でない場合には精度の高い測定ができない。
【０００７】
また、被測定物の薄膜の特性を測定する方法として、エリプソメトリ法が知られている。エリプソメトリ法とは、被測定物に入射光を照射し、被測定物から反射した反射光の偏光状態を計測することで被測定物の膜厚を計測することができる技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３１１４６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のエリプソメトリ法を用いた計測は、インプリントによって形成されたパターンの凹部に残る残膜の厚さを測定するものではない。そのため、インプリントで形成されるパターンの凹部に残る残膜の厚さを高い精度で測定することができない。
【００１０】
そこで本発明は、インプリントによって形成されたパターンの残膜の厚さを測定するの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】
【００１１】
本発明の測定装置は、インプリントにより形成されたパターンに光を照射して得られた反射光の特性に基づいて該パターンの凹部の残膜の厚さを求める測定装置であって、凹部の残膜の厚さが互いに異なる複数のパターンから得られる各反射光の特性と該複数のパターンのそれぞれの前記残膜の厚さの相関に基づいて予め決めた照射条件に関しての、パターンからの反射光の特性と該パターンの残膜の厚さの関係を記憶する記憶部と、前記照射条件で光を照射された前記インプリントにより形成されたパターンからの反射光の特性と前記記憶部に記憶された前記関係とに基づいて前記インプリントにより形成されたパターンの凹部の残膜の厚さを求める処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
インプリントによって形成されたパターンの残膜の厚さを測定するの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】
【００１３】
【図１】本発明のインプリント装置の構成図を示した図である。
【図２】本発明のインプリント装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明のエリプソメータの光学系を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、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。
【００１５】
（インプリント装置）
図１を用いてインプリント装置１００について説明する。ウエハ１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、図に示したように各軸を決める。インプリント装置１００には、基板としてのウエハ１を保持するウエハチャック２、微動ステージ３、ＸＹステージ４を備えている。
【００１６】
微動ステージ３は、ウエハ１のＺ軸回りの回転補正機能、ウエハ１のＺ方向の位置調整機能、及びウエハ１の傾きを補正するチルト機能を有する。ＸＹステージ４は、ウエハ１をＸ方向、Ｙ方向に位置決めするための機能を有する。以下、微動ステージ３とＸＹステージ４とを合せてウエハステージと呼ぶことにする。ウエハチャック２はウエハステージに保持されており、さらにウエハステージはベース定盤５に支持されている。
【００１７】
また、インプリント装置１００には機械的保持手段によってモールド１０（原版、テンプレート）を保持するモールドチャック１１、モールドチャックステージ１２、光源１６、アライメントスコープ２０、供給部３０を備えている。
【００１８】
モールド１０には、その表面に凹凸形状のパターンが形成されている。モールドチャック１１は、機械的保持手段によってモールドチャックステージ１２に保持されている。モールドチャックステージ１２は、モールド１０のＺ軸回りの回転補正機能及びモールド１０の傾きを補正するためのチルト機能を有する。
【００１９】
モールドチャックステージ１２は、天板６を貫通するガイドバー１４の一端に固定されている。ガイドバー１４の他端はガイドバープレート１３に固定されている。ガイドバー１４は、エアシリンダやリニアモータなどからなるモールド昇降用のアクチュエータ１５によって、Ｚ方向に移動する。ガイドバー１４がＺ方向に移動することによって、モールドチャック１１に保持されたモールド１０をウエハ１に押し付けたり、引き離したりすることができる。
【００２０】
なお、微動ステージ３とモールドチャックステージ１２とには、Ｘ方向及びＹ方向それぞれの位置を測定するために、不図示の参照ミラーが取り付けられている。レーザ干渉計は参照ミラーに光を照射し、参照ミラーで反射した光を検出することで、微動ステージ３およびモールドチャックステージ１２のそれぞれの位置を測定することができる。
【００２１】
アライメントスコープ２０は、光学系と撮像素子を有するアライメント計測用のＴＴＭ（スルー・ザ・モールド）アライメントスコープであり、ウエハ１とモールド１０とに設けられたアライメントマークまたはそれらによるモアレ縞を検出する。当該検出により、ウエハ１とモールド１０とのＸ方向及びＹ方向の相対的な位置ずれを求めることができる。
【００２２】
供給部３０はウエハ１の表面にインプリント材としての樹脂を供給する。具体的にはウエハ１上に樹脂を滴下する樹脂滴下ノズルを備えたディスペンサヘッド（樹脂塗布手段）である。ウエハ１上に供給された樹脂とモールド１０とを接触させた状態で光源１６から樹脂を硬化させる紫外線（硬化光）を照射する。ここでは、樹脂として紫外線を照射することで硬化する光硬化樹脂を用いる。その後、硬化した樹脂とモールド１０とを引き離す。以上のようにしてウエハ上に樹脂のパターンを形成することができる。光源１６は紫外線を照射するものとしたが、光源１６の光の波長は、ウエハ上に供給される樹脂に応じて適宜決めることができる。
【００２３】
モールドチャック１１及びモールドチャックステージ１２には、光源１６からの光をモールド１０に照明するために、それぞれ開口が形成されている。さらに、インプリント装置１００には、ウエハチャック２に保持されたウエハ１の高さおよび傾きを測定するために不図示の高さ測定装置を備えていても良い。
【００２４】
インプリント装置１００を用いてウエハ上にパターンを形成（転写）すると、パターンの凹部には残膜と呼ばれる薄い樹脂の膜が残る。そのため、残膜をエッチングによって除去する必要がある。
【００２５】
ところが、エッチングを行うと残膜のみならず、ウエハ上に形成されたパターンの凸部もエッチングされ、パターン形状に影響を与える。パターン形状は、例えば線幅（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、以下ＣＤと記載する）、側壁角度（Ｓｉｄｅ  Ｗａｌｌ  Ａｎｇｌｅ、以下ＳＷＡと記載する）、高さ（Ｈｅｉｇｈｔ、以下ＨＴと記載する）等の指標で表される。
【００２６】
インプリント動作により、ウエハ上の複数のショット領域にパターンを形成する場合、残膜の厚さ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、以下ＲＬＴと記載する）は当該複数のショット領域にわたって一様であることが望まれる。当該複数のショット領域にわたって一様でない場合、エッチング後に得られるパターンの形状も当該複数のショット領域にわたって一様でなくなる。また、ショット領域内でＲＬＴが一様でない場合、エッチング後に得られる繰り返しパターンの形状はショット領域内で一様でなくなる。
【００２７】
エッチングマスクとして機能するパターン形状が不均一であると、その結果得られる半導体デバイスのパターン形状（例えば線幅）が不均一となり、デバイスの特性に影響を与えかねない。ＲＬＴはウエハ上で一様であることが望まれるため、ＲＬＴを高い精度で測定する必要がある。
【００２８】
（実施形態）
本発明では、ＲＬＴを高い精度で測定するために新規な測定方法を用いる。以下に本発明のＲＬＴの測定方法として、エリプソメトリ法を用いて残膜を測定する方法について説明する。本発明の実施形態の測定方法について図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は、本実施形態のインプリント装置１００と分光エリプソメータ２００とを含むシステムの構成図を示している。図２は、本実施形態に係るインプリント装置１００の制御ブロック図を示している。
【００２９】
図１のインプリント装置１００は上述の通りである。分光エリプソメータ２００は、分光エリプソメトリ法を用いた膜厚測定装置である。本実施形態では、分光エリプソメータ２００を用いて、樹脂のパターンが形成されたウエハ１を検査して、残膜の厚さを測定する。
【００３０】
インプリント装置１００は、制御部４００および通信部５００を有し、分光エリプソメータ２００とは、通信部５００を介して接続されている。制御部４００はインプリントプロセス全体を制御し、分光エリプソメータ２００を用いて測定された残膜の厚さの情報に基づき、インプリント装置１００の動作条件を設定する機能を有する。
【００３１】
図２はインプリント装置１００を制御する制御ブロック図を示している。ＣＰＵ４０（中央制御装置）は、図１で説明したインプリント装置１００のアクチュエータやセンサ等の各構成要素を統括して所定の動作をさせる制御部として機能する。メモリ５０（記憶部）は、後述する分光エリプソメータが検出する位相差と残膜の厚さとの関係を保存している。なお、当該関係は、分光エリプソメータの記憶部に記憶されていても良い。
【００３２】
（エリプソメータ）
図３を用いて分光エリプソメータ２００について説明する。図３には、エリプソメトリ法を用いた膜厚測定装置（分光エリプソメータ２００）の光学系の一例を示す。エリプソメトリ法には、入射光に複数の波長の光（ブロードバンド光）を用いて反射光の波長を分光して検出する方法と、入射光に単波長光を用いて入射角度を変更する方法とがある。図３は、前者の複数の波長の光を用いて、膜厚を測定する方法を示している。このような反射光の波長を分光して検出する方法を、ここでは分光エリプソメトリ法という。
【００３３】
エリプソメトリ法は、偏光した光を用いて薄膜の特性を調べる測定方法である。被測定物に入射光が照射されると、被測定物から反射した反射光（被測定物反射光）の偏光状態が変化する。入射光には入射面に対して平行な電場成分を持つ成分（Ｐ偏光）と、垂直な電場成分を持つ成分（Ｓ偏光）が含まれている。Ｐ偏光光とＳ偏光光とは物質表面で異なる振る舞いをするため、反射光の偏光状態は入射光の偏光状態とは違ったものになる。入射光と反射光の違いは、Ｐ偏光光とＳ偏光光の、強度比と位相差とを用いて表される。
【００３４】
エリプソメトリ法は、この強度比と位相差との少なくとも一方を測定する。薄膜の厚さは、薄膜の厚さと測定光との相互作用を記述したモデル（方程式）とアルゴリズムとによって、強度比と位相差とから求める。薄膜の厚さと反射光との間には相関関係（対応関係）があるために、相互作用を記述した関係式を求めることができる。しかし、インプリント装置で形成された残膜の厚さを測定しようとすると、残膜の上に非周期構造のパターンが形成されているため、必ずしも、残膜の厚さと反射光との間には相関関係があるとは限らない。そこで、非周期構造のパターン残膜の厚さと、反射光との間に相関関係があるか調べる必要がある。
【００３５】
まず、被測定物に光を照射し、反射光（被測定物反射光）を検出する分光エリプソメータ２００について説明する。分光エリプソメータ２００には光源４１、偏光子４２、分光光学系４４、光検出器４５を備える。光源４１から照射された、入射光４７は、回転可能な偏光子４２（偏光板）を通過することにより、偏光面（Ｓ偏光、Ｐ偏光）が調整されるとともに位相が揃えられ、被測定物４３に向けて照射される。こうすることで、複数の照射条件で被測定物を照射することができる。ここで、偏光面が調整されるとは、偏光子４２を通過した光が一つの偏光面を持つ光になることを示す。
【００３６】
入射光４７が被測定物４３で反射して得られる反射光４８は、波長に応じて分光光学系４４によって空間的に分離される。分光光学系４４として、具体的には、プリズムや回折格子を用いることができる。
【００３７】
分光光学系４４によって分離された分離光４９を光検出器４５で検出する。光検出器４５として、光電変換素子がアレー状に配列したものを用いる。受光部としての光検出器４５が受光した分離光４９から、波長毎に、Ｓ偏光光及びＰ偏光光の強度、位相を計測し、Ｓ偏光光とＰ偏光光の強度比、Ｓ偏光光とＰ偏光光の位相差を求める。得られた強度比や位相差の情報は計算機４６（処理部）へ送られる。計算機４６において光検出器４５からの強度比や位相差と後述する関係式とを用いて被測定物４３の膜厚を求め、その結果が被測定物４３の膜厚の推定値として計算機４６より出力される。Ｓ偏光光とＰ偏光光は例えば、偏光ビームスプリッタや偏光子（ポラライザ）を用いてＳ偏光光とＰ偏光光を分けて計測する。
【００３８】
次に、分光エリプソメータ２００の検出値である強度比または位相差の少なくとも一方と、残膜の厚さとの関係式を求める方法について説明する。関係式の係数等を決定するためには以下の２つの測定値を準備する必要がある。
【００３９】
１つ目は、分光エリプソメータ２００以外の手段を用いて、ｍ個の残膜測定基板のＲＬＴを測定した測定値である。例えば、断面ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いＲＬＴを測定する方法がある。この方法は、パターンが形成されたウエハを切断し、その断面を観察することで、ＲＬＴを含むパターンの断面形状を測定することができる。ここでは、残膜の厚さが互いに異なるｍ個の残膜測定基板の残膜の厚さを測定する。残膜測定基板とはインプリント装置でパターンが形成された基板である。残膜測定基板には、関係式を求めたい特定のパターンが形成されている。残膜測定基板は、残膜の厚さ以外の条件は同じであることが望ましい。これら残膜の厚さの測定値はある程度の正確な値で得られていることが求められる。以下では、ここで求めた、ｍ個の残膜の厚さの測定値を列ベクトルと見なし、それをｔで表す。
【００４０】
２つ目は、分光エリプソメータ２００を用いて、インプリントで形成されるパターンの凹部の残膜の厚さが互いに異なるｍ個の残膜測定基板の各々に光を照射し、反射光（測定基板反射光）の位相差及び強度比の少なくとも一方を測定した測定値である。残膜測定基板に、ｎ個の互いに異なる照明条件で入射光を照射し、ｎ個の反射光を測定する。ここでは、互いに波長の異なる入射光を照射し、位相差を測定する場合について説明する。分光エリプソメータ２００で得られた位相差の測定値は、ｎ個の位相差から成る一組の位相差データである。ｍ個の残膜の厚さの測定値の各々に対応して測定したものである。
【００４１】
以下では、一組の位相差の測定値を行ベクトルと見なし、ｔの行と対応させてできるｍ行ｎ列の行列をＤで表す。さらに、行列Ｄの各行に含まれるｎ個の位相差の測定値は、測定値を測定した際に用いられた波長が短い順になるよう並んでいるものとする。
【００４２】
次に、残膜の厚さと位相差の測定値との相関関係を示す関係式を求める方法について説明する。上述したように、インプリント装置でパターンが形成された基板の残膜の厚さは必ずしも、全ての波長の位相差の測定値と相関関係があるわけではない。そこで、求める相関関係を示す関係式に反映させるべき位相差の測定値を取捨選択するための行列Ｐを定義する。そして、関係式に反映させる位相差の測定値を取捨選択するための指標となるｔと行列Ｄの各列との相関係数を計算する。この相関係数は、行列Ｄの列毎、即ち、波長毎に一つ定まる。
【００４３】
以下では、絶対値が１に近い相関係数に対応する波長の光で測定された位相差の測定値を採用する。従って、そのような位相差を含む列以外の列は行列Ｄから取り除く。こうして新たに得られた行列をΔで表し、その列数はｎ０（ｎ≧ｎ０）であるとする。この時、Δの列番号と波長の対応が失われる。つまり、Δの各列に含まれる位相差はどの波長の光で測定されたものなのかがわからなくなる。そこで、Δの列番号と波長の対応を、ｎ行ｎ０列の行列Ｐで、定義する。つまり、Δの第ｊ列に含まれる位相差はｋ番目に短い波長を用いて測定されたということを、Ｐの第ｊ列の成分の内、ｋ行目を１、ｋ行目以外を０とすることで表現する。ここで、ｊ＝１、２、…、ｎ０。ｋ＝１、２、…、ｎである。こうして得られたＰは計算機４６に記憶させる。
【００４４】
さらに、関係式で用いる係数を決定する。まず、行列Ａを、
Ａ＝（ＢΔ）
として定義する。ここで、Ｂはｍ個の１から成る列ベクトルである。従って、行列Ａはｍ行（ｎ０＋１）列の行列である。
【００４５】
次に行列Ａの疑似逆行列Ａ＋を、
【００４６】
【数１】
2014110308.tif 000003
【００４７】
として計算する。但し、ｔＡは行列Ａの転置行列である。ここで、行列ｔＡＡまたは行列Ａが正則になるよう、上記ｔ及び行列Ｄを取らねばならないことに注意する。
【００４８】
このＡ＋をｔに左から掛けたものが求める関係式の係数であり、それをａで表す。即ち、
ａ＝Ａ＋ｔ
である。ａは（ｎ０＋１）次元の列ベクトルである。ａは計算機４６に記憶させておく。
【００４９】
上記Ｐ及びａを用いて、求める関係式は次のように表現することができる。
ｙ＝（１ｔｘＰ）ａ
ここで、ｘは被測定物に光を照射し、被測定物から反射した反射光の位相差の測定値を成分に持つｎ次元列ベクトルである。ｙは被測定物の残膜の厚さである。上記関係式の計算は計算機４６で実行することができる。また、この関係式はインプリント装置のメモリ５０に保存しておいても良い。さらに、関係式はパターン（非周期構造）の種類毎に求めて保存しておいても良く、ウエハ上に形成されたパターンに応じて最適な関係式を使って残膜の厚さを求めることができる。求めた関係は、生産全体を管理するホストコンピュータで保存しておき、適宜最適な関係式をインプリント装置またはエリプソメータに渡して使用しても良い。
【００５０】
このように特定のパターンが形成された型を用いて作成された残膜測定基板を用いて、基板から反射した反射光の位相差の測定値のうち、残膜の厚さの測定値との相関係数が１に近い波長の光の照射により生じた反射光の位相差を用いて関係式を求める。このようにして求めた関係を用いることで、特定の型を用いて形成されたパターン（非周期構造）の残膜の厚さを求めることができる。
【００５１】
本実施形態では、残膜の厚さと反射光の位相差とから関係式を求め、関係式を制御部に記憶させる場合について説明した。しかし、必ずしも関係式を求める必要は無く、１に近い相関係数に対応する特定の波長を決めて、残膜の厚さに対する位相差のライブラリを作成しても良い。制御部にライブラリを保存しておき、被測定物の反射光の位相差の測定値からライブラリを参照することで残膜の厚さを求めることができる。
【００５２】
図１のように、測定器（分光エリプソメータ２００）とインプリント装置１００とは異なる装置とすることができる。インプリント装置１００と分光エリプソメータ２００とは通信部５００を介して接続されており、インプリントシステムとして機能する。
【００５３】
この場合、インプリント装置１００でパターンが形成されたウエハを不図示の搬送部により分光エリプソメータ２００に搬送する。搬送されたウエハ（残膜の厚さが未知の被測定物）に光源４１から光を照射して、反射光の位相差を測定する。測定された測定値と上述した予め求めた関係とからウエハの残膜の厚さを求める。ここで、残膜測定基板に形成されたパターンと被測定物に形成されたパターンとは同種のものである。残膜測定基板に係るパターン形成と、被測定物に係るパターン形成とは同じ型によるのが望ましい。
【００５４】
本実施形態で説明した残膜の厚さの測定は全てのウエハに対して実施しなくても良い。例えば、ロットの最初のウエハに対して測定を行ったり、インプリント処理の条件が変わった場合に最初のウエハに対して測定を行ったりする。また、測定は、全てのショットに対してではなく、代表的な数ショットに対して行ってもよい。
【００５５】
分光エリプソメータ２００で求めた残膜の厚さはインプリント装置に送信され、適切な残膜の厚さになるようにインプリント装置の動作を制御するために用いられる。制御部４００は、分光エリプソメータ２００を用いて測定された残膜の厚さの情報に基づき、インプリント装置１００の動作条件を設定する。
【００５６】
例えばインプリント装置の動作条件として、供給部３０を制御してウエハ上に供給される樹脂の量を変えることができる。樹脂の量を変える方法としては、ウエハ上に滴下する樹脂の分量を変えたり、滴下する樹脂の間隔を変えたりする方法がある。また、ショット領域内に滴下する樹脂に分布を持たせても良い。
【００５７】
インプリント技術では、ウエハ上のすべてのショット領域にインプリント装置でパターンを形成した後、パターンの凹部の残膜を除去する。そのため、求めた残膜の厚さを、残膜を除去するためのエッチングを行う条件を設定するのに用いても良い。インプリント装置１００から、パターンが転写されたウエハを搬出し、分光エリプソメータ２００を使用して残膜の厚さを求める。残膜の厚さを求めた後、パターンが転写されたウエハは分光エリプソメータから搬出され、残膜を除去するための装置（エッチング装置）に搬入される。
【００５８】
求めた残膜の厚さを含む測定結果が分光エリプソメータ２００から通信部５００を介して、エッチング装置に送信される。エッチング装置では、送信された残膜の厚さの情報を基に、パターンが転写されたウエハに対して残膜を除去する量を求める。エッチングに最適な量を求めることで、ウエハ上の樹脂に転写されたパターンの凸部への影響を最小限にし、凹部の残膜を効果的に除去することができる。このように、インプリントシステムにエッチング装置が含まれていても良く、求めた残膜の厚さを用いて最適なエッチングを行うことで、残膜の厚さの不均一性により生じるパターン形状の不均一性を低減することができる。
【００５９】
本実施形態では、インプリント装置１００と分光エリプソメータ２００とを１つずつ含むシステムを説明した。エリプソメータに複数のインプリント装置が接続されているインプリントシステムとしても良い。また、分光エリプソメータ２００はインプリント装置１００の中に設けてもよい。
【００６０】
このように、インプリント装置を用いてパターンが形成された基板に対し、エリプソメータを用いて上述のようなＰ偏光光とＳ偏光光の、位相差および強度比の少なくとも一方の値を測定することで、基板上の残膜の厚さを求めることができる。測定値は位相差と強度比のセットでも良い。
【００６１】
上述の関係式の係数を決定するために必要なｍ個の膜厚測定値の取得方法は、断面ＳＥＭを用いた方法に限られない。例えば、電磁誘導や渦電流を利用した膜厚計を用いることができる。ただしその場合、ｍ個の膜厚測定値の取得に用いる残膜測定基板に、膜厚計による計測が可能な広さの残膜のみの領域が存在することを要する。さらに、その領域の残膜の厚さと特定のパターンが存在する領域の残膜の厚さに一定の関係が判明していることを要する。
【００６２】
上述の実施形態では、計測に分光エリプソメータを使用した場合を説明した。しかし、例えば、単一波長の光を放射する光源（レーザ）を用いるエリプソメータを用いても良い。この場合、被測定物に対する光の入射角度を変更できるエリプソメータを使用する。また、関係式を求めるために光の位相差を測定するものを説明したが、光の強度比を測定しても良いし、位相差と強度比との両方を測定しても良い。
【００６３】
基板としては、シリコンウエハやガラスプレートなどを用いることができる。また、上述の実施形態ではインプリント材として、光硬化樹脂を用いた。光硬化法によるインプリントに限らず、熱サイクル法によるインプリントでも良い。熱サイクル法では、ガラス転移温度以上の温度に加熱した熱可塑性樹脂に型を押し付け、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。
【００６４】
（デバイス製造方法）
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】
【００６５】
１  ウエハ
１０  モールド
１６  光源
３０  供給部
１００  インプリント装置
２００  分光エリプソメータ
４００  制御部
５００  通信部
【図１】
2014110308.tif 000004
【図２】
2014110308.tif 000005
【図３】
2014110308.tif 000006