(57)【要約】【課題】基板上に予め存在するパターン領域に形成されるパターンと、新たに形成する樹脂のパターンとの重ね合わせに有利なインプリント装置を提供する。【解決手段】インプリント装置１は、型８に形成されているパターンを基板１０上の樹脂１４に転写する。このインプリント装置１は、型８に力を加え、型８に形成されているパターン領域を変形させるモールド形状補正機構２０１と、基板１０上に形成されている基板側パターン領域２０を加熱し、基板側パターン領域２０を変形させるウエハ加熱機構６と、型８に形成されているパターン領域８ａと、基板側パターン領域２０との形状の差に関する情報を得、得られた情報に基づいて、型８に形成されているパターン領域８ａと基板側パターン領域２０との形状の差を低減するように、モールド形状補正機構２０１およびウエハ加熱機構６を制御する制御部７とを備える。【選択図】図２
2015111708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型に形成されているパターンを基板上の樹脂に転写するインプリント装置であって、
前記型に力を加え、前記型に形成されているパターン領域を変形させる形状補正機構と、
前記基板上に形成されている基板側パターン領域を加熱し、前記基板側パターン領域を変形させる加熱機構と、
前記型に形成されているパターン領域と、前記基板側パターン領域との形状の差に関する情報を得、前記得られた情報に基づいて、前記型に形成されているパターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差を低減するように、前記形状補正機構および前記加熱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】
前記型に形成されている複数のマークと、前記基板に形成されている複数のマークを検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部によって検出された結果に基づいて前記情報を得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】
前記検出部は、前記型に形成されている少なくとも４つのマークと、前記基板に形成されている少なくとも４つのマークを計測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４】
前記制御部は、前記基板側パターン領域に温度分布が形成されるように、前記加熱機構を制御する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。
【請求項５】
前記加熱機構は、前記基板上の一部の領域のみを加熱可能であり、
前記制御部は、前記得られた情報に基づいて、前記加熱機構が加熱する領域を決定す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。
【請求項６】
前記加熱機構は、光源を含み、
前記光源からの光を前記基板に照射することによって、前記基板側パターン領域を加熱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】
前記樹脂は、紫外光により硬化する樹脂であり、
前記加熱機構を用いて前記基板に照射される光の波長は、波長が４００〜２０００ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記基板上の樹脂と前記型とを接触させている状態で、前記加熱機構を制御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。
【請求項９】
前記制御部は、前記形状補正機構により前記型に形成されているパターン領域を変形させた後、もしくは、前記形状補正機構により前記型に形成されているパターン領域を変形させている間に、前記加熱機構により前記基板側パターンを変形させ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】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
インプリント装置を用いて型に形成されたパターンを基板上の樹脂に転写する工程と、
転写されたパターンが形成された前記基板をエッチングする工程と、を備え、
前記インプリント装置は、
前記型に力を加え、該型に形成されているパターン領域を変形させる形状補正機構と、
前記基板上に形成されている基板側パターン領域を加熱し、前記基板側パターン領域を変形させる加熱機構と、
前記型に形成されているパターン領域およびと、前記基板側パターン領域との形状の差に関する情報を得、前記得られた情報に基づいて、前記型に形成されているパターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差を低減するように、前記形状補正機構および前記加熱機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１１】
型に形成されているパターンを基板上の樹脂に転写するインプリント方法であって、
前記型に力を加え、前記型に形成されているパターン領域を変形させる加力工程と、
前記基板上に形成されている基板側パターン領域を加熱し、前記基板側パターン領域を変形させる加熱工程と、
前記型に形成されているパターン領域および前記基板側パターン領域を変形させた状態で、前記基板上の樹脂を硬化させる工程と、
を備えることを特徴とするインプリント方法。
【請求項１２】
前記加熱工程は、前記加力工程よりも前、もしくは前記加力工程と同時に行われることを特徴とする請求項１１に記載のインプリント方法。
【請求項１３】
前記型と前記基板上の樹脂とを接触させる接触工程を備え、
前記加熱工程は、前記型と前記基板上の樹脂とを接触させている状態で行われることを特徴とする請求項１１または１２に記載のインプリント方法。
【請求項１４】
前記型に形成されている複数のマークと、前記基板側パターン領域に形成されている複数のマークを検出する検出工程を備えることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント方法。
【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、インプリント方法、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂を型（モールド）で成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
ここで、インプリント処理が施される基板は、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリング等の成膜工程での加熱処理を経ることで、基板が拡大または縮小し、平面内で直交する２軸方向でパターン領域の形状（またはサイズ）が変化する場合がある。したがって、インプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付けるに際し、基板上に予め形成されているパターン領域（基板側パターン領域）の形状と、型に形成されているパターン領域の形状とを合わせる必要がある。この僅かに変形した基板側パターン領域の形状と型のパターン領域の形状とを合わせる技術として、特許文献１は、型の外周に対して外力を与えることで、型（パターン領域）を変形させる装置を開示している。しかしながら、この特許文献１に示す装置では、例えば、型の材質が石英であるとすると、ポアソン比が０．１６であるため、型の軸方向の一端を圧縮すると、その軸に直交する方向の一端が膨張する。したがって、このような型のポアソン比に依存する変形が生じると、特に型を台形形状に変形させたい場合に、型の面内が線形に変形しづらいため、重ね合わせ精度に影響を及ぼす可能性がある。そこで、このような形状補正時に、型にポアソン比に依存した変形を生じさせない方法として、特許文献２は、型を加熱して熱変形させることで、基板側パターン領域の形状と型のパターン領域の形状とを合わせるインプリント方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５０４１４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１５３９２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、型の材質が石英であるとすると、石英の熱膨張係数が０．５１ｐｐｍであり、一方、基板の材質であるシリコンの熱膨張係数が２．４ｐｐｍであるので、型と基板とでは、熱膨張係数が１桁異なっている。したがって、特許文献２に示す方法では、熱変形した型と基板上のパターンとを押し付けた瞬間から、型から基板へ熱が伝達する。この熱により、比較的熱膨張係数の大きい基板は、その表面が大きく変形する可能性があるため、結果的に重ね合わせ精度への影響を抑えることは難しい。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、インプリント処理に際し、基板上に予め存在するパターン領域と、新たに形成される樹脂のパターン領域との重ね合わせに有利なインプリント装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、型に形成されているパターンを基板上の樹脂に転写するインプリント装置であって、型に力を加え、型に形成されているパターン領域を変形させる形状補正機構と、基板上に形成されている基板側パターン領域を加熱し、基板側パターン領域を変形させる加熱機構と、型に形成されているパターン領域と、基板側パターン領域との形状の差に関する情報を得、得られた情報に基づいて、型に形成されているパターン領域と基板側パターン領域との形状の差を低減するように、形状補正機構および加熱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】
【０００８】
本発明によれば、インプリント処理に際し、基板上に予め存在するパターン領域と、新たに形成される樹脂のパターン領域との重ね合わせに有利なインプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るウエハ加熱機構の構成および配置を示す図である。
【図３】予め存在するパターン領域の形状補正の流れを示すフローチャートである。
【図４】予め存在するパターン領域に対する照射量分布などを示す図である。
【図５】予め存在するパターン領域に対する他の照射量分布などを示す図である。
【図６】予め存在するパターン領域の加熱時間に対する変位量を示すグラフである。
【図７】モールド形状補正の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係る加熱時間に対する照射量などを示すグラフである。
【図９】他の実施形態に係るウエハ加熱機構の構成および配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す図である。こ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、被処理基板であるウエハ上（基板上）の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、ウエハ上に樹脂のパターンを形成する装置である。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の図においては、ウエハ上の樹脂に対して紫外線（紫外光）を照射する照明系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、ウエハ加熱機構６と、制御部７とを備える。
【００１２】
光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド８に対して紫外線９を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、この光源から照射された紫外線９をインプリントに適切な光に調整する光学素子とから構成される。
【００１３】
モールド８は、外周形状が角形であり、ウエハ１０に対する面には、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン領域８ａを含む。また、モールド８の材質は、紫外線９を透過させることが可能な材質であり、本実施形態では一例として石英とする。さらに、モールド８は、後述するような変形を容易とするために、紫外線９が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状としてもよい。
【００１４】
モールド保持機構３は、まず、モールド８を保持するモールドチャック１１と、このモールドチャック１１を保持し、モールド８（モールドチャック１１）を移動させるモールド駆動機構１２とを有する。モールドチャック１１は、モールド８における紫外線９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド８を保持し得る。例えば、モールドチャック１１が真空吸着力によりモールド８を保持する場合には、モールドチャック１１は、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦによりモールド８の脱着が切り替えられる。また、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１２は、光照射部２から照射された紫外線９がウエハ１０に向かうように、中心部（内側）に開口領域１３を有する。この開口領域１３には、開口領域１３の一部とモールド８とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）が設置され、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整装置により空間内の圧力が調整される。圧力調整装置は、例えば、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４との押し付けに際して、空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン領域８ａをウエハ１０に向かい凸形に撓ませ、樹脂１４に対してパターン領域８ａの中心部から接触させ得る。これにより、パターン領域８ａと樹脂１４との間に気体（空気）が残留することを抑え、パターン領域８ａの凹凸部に樹脂１４を隅々まで充填させることができる。
【００１５】
モールド駆動機構１２は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４との押し付け、または引き離しを選択的に行うようにモールド８を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１２に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダがある。また、モールド８の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド８の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント装置１における押し付けおよび引き離し動作は、モールド８をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。
【００１６】
ウエハ１０は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、紫外線硬化樹脂であり、モールド８に形成されたパターン領域８ａにより成形される樹脂１４が塗布される。
【００１７】
ウエハステージ４は、ウエハ１０を保持し、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４との押し付けに際してモールド８と樹脂１４との位置合わせを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１０を、吸着力により保持するウエハチャック１６と、このウエハチャック１６を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構１７とを有する。このステージ駆動機構１７に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータや平面モータがある。ステージ駆動機構１７も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１０のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１０の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。また、ウエハステージ４は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１８を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラー１８にそれぞれビームを照射することで、ウエハステージ４の位置を測定する複数のレーザー干渉計（測長器）１９を備える。レーザー干渉計１９は、ウエハステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部７は、このときの計測値に基づいてウエハ１０（ウエハステージ４）の位置決め制御を実行する。
【００１８】
塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１０上に樹脂（未硬化樹脂）１４を塗布する。ここで、この樹脂１４は、紫外線９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。また、塗布部５の吐出ノズル５ａから吐出される樹脂１４の量も、ウエハ１０上に形成される樹脂１４の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。
【００１９】
ウエハ加熱機構（基板加熱機構）６は、ウエハ１０上の一部の領域のみを加熱可能である。また、インプリント装置１に搬入されたウエハ１０上に予め存在する被処理部としてのパターン領域（基板側パターン領域）２０を加熱することで、パターン領域２０を所望の形状またはサイズに変化させる。図２は、インプリント装置１に設置されたモールド８とウエハ１０とに対するウエハ加熱機構６の構成および配置を示す概略図である。なお、図２において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。このウエハ加熱機構６は、ウエハ１０上のパターン領域２０を加熱するための照射光２１を照射する加熱用光源２２と、この照射光２１の照射量を調整する光調整器２３と、調整された調整光２４がウエハ１０の表面に向かうように光路を規定する反射板２５とを含む。まず、加熱用光源２２は、紫外線硬化樹脂である樹脂１４が感光（硬化）しない波長の光、例えば波長が４００〜２０００ｎｍの波長帯域に存在する光とするのが望ましい。特に、加熱効率の観点から５００〜８００ｎｍの波長帯域に存在する光とするのがより望ましい。さらに、加熱用光源２２は、照射光２１として、波長が上記波長帯域に存在する光に限らず、例えば、樹脂１４が感光する波長帯域２００〜４００ｎｍの紫外線のうち樹脂１４が感光しづらい波長帯域に存在する紫外線としてもよい。光調整器２３は、パターン領域２０の少なくとも平面領域にて所望の照射量分布を形成させるために、照射光２１のうち特定の波長の光のみをウエハ１０の表面に向けて照射可能とする。この光調整器２３としては、例えば、複数の液晶素子を光透過面に配置し、複数の液晶素子に対する電圧を個別に制御することで照射量分布を変化させることが可能な液晶装置を採用し得る。または、光調整器２３として、複数のミラー素子を光反射面に配置し、各ミラー素子の面方向を個別に調整することで照射量分布を変化させることが可能なデジタル・ミラー・デバイス（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を採用し得る。
【００２０】
上記の加熱用光源２２と光調整器２３とは、インプリント装置１内にて、樹脂１４を硬化させる際に光照射部２から照射される紫外線９の光路を妨げないように設置されることが望ましい。そこで、本実施形態では、加熱用光源２２と光調整器２３とは、モールド８の紫外線照射側に位置する開口領域１３の上側（光照射部２側）のＸ軸方向側面から調整光２４を照射する構成とする。この場合、調整光２４は、開口領域１３に連設された空間内に進入した後、反射板２５により反射されてモールド８を透過し、ウエハ１０上に存在するパターン領域２０に照射される。一方、光照射部２から照射される紫外線９は、反射板２５を透過し、そのままウエハ１０上に照射される。
【００２１】
制御部７は、インプリント装置１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部７は、例えばコンピュータなどで構成され、インプリント装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態の制御部７は、少なくともウエハ加熱機構６の動作を制御する。なお、制御部７は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。
【００２２】
また、インプリント装置１は、インプリント処理に際し、ウエハ１０上に存在し、被処理部となるパターン領域２０の形状またはサイズを計測するための計測部であるアライメント計測系（検出部）２６を備える。
【００２３】
ここで、モールド８およびウエハ１０上には不図示の複数のマークが形成されており、アライメント計測系２６は、そのマークを検出することにより、形状を計測する。本発明の一実施形態では、モールド８およびウエハ１０上にそれぞれ４つずつマークが形成されているが、マークの数は、４つ以上であってもよい。また、アライメント計測系２６は、図２に示すように、インプリント中において、モールド８に形成されているパターン領域８ａの形状と、ウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を計測出来るように構成しても良い。
【００２４】
また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２７と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２８と、ベース定盤２７から延設され、除振器２９を介してブリッジ定盤２８を支持するための支柱３０とを備える。除振器２９は、床面からブリッジ定盤２８へ伝わる振動を除去する。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド８を装置外部からモールド保持機構３へ搬送するモールド搬送機構や、ウエハ１０を装置外部からウエハステージ４へ搬送する基板搬送機構などを含み得る。
【００２５】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御部７は、基板搬送機構によりウエハ１０を搬入させ、ウエハステージ４上のウエハチャック１６にウエハ１０を載置および固定させる。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１７を駆動させ、パターン形成領域（被処理部）としてウエハ１０上に存在するパターン領域２０を、塗布部５による塗布位置へ移動させる。次に、制御部７は、塗布部５に対し、塗布工程としてパターン領域２０上に樹脂１４を塗布させる。次に、制御部７は、ステージ駆動機構１７を再駆動させ、ウエハ１０上のパターン領域２０がモールド８に形成されたパターン領域８ａの直下に位置するように移動させる。次に、制御部７は、押型工程として、モールド駆動機構１２を駆動させ、ウエハ１０上の樹脂１４にモールド８を押し付ける。この押し付けにより、樹脂１４は、パターン領域８ａの凹凸部に充填される。この状態で、制御部７は、硬化工程として、光照射部２にモールド８の上面から紫外線９を照射させ、モールド８を透過した紫外線９により樹脂１４を硬化させる。そして、樹脂１４が硬化した後に、制御部７は、離型工程として、モールド駆動機構１２を再駆動させ、モールド８を樹脂１４から引き離す。これにより、ウエハ１０上のパターン領域２０の表面には、パターン領域８ａの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１４のパターン（層）が成形される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ４の駆動によりパターン形成領域を変更しつつ複数回実施することで、１枚のウエハ１０上に複数の樹脂１４のパターンを成形することができる。
【００２６】
ここで、インプリント装置１によりインプリント処理が施されるウエハ１０は、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリングなどの成膜工程での加熱処理などを経た後に、インプリント装置１内に搬入される。したがって、ウエハ１０は、インプリント装置１内に搬入される前に拡大または縮小し、ＸＹ平面内で直交する２軸方向でパターン領域２０の形状（またはサイズ）が変化している場合がある。このパターン領域２０の変形には、主に倍率成分、平行四辺形成分、または台形成分の変形成分に分類され、それらが組み合わされていることもある。そこで、インプリント装置１は、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４とを押し付けるに際し、ウエハ１０上に予め形成されているパターン領域２０の形状を補正し、モールド８に形成されているパターン領域８ａの形状とを合わせる必要がある。特に、本実施形態のインプリント装置１では、制御部７は、アライメント計測系２６による計測結果からパターン領域８ａの形状の補正量を算出し、パターン領域２０を熱変形させることにより形状を補正させる。
【００２７】
まず、パターン領域２０の形状補正の流れについて概説する。インプリント装置１では、パターン領域２０の形状、すなわち変形成分を補正するために、パターン領域２０の平面領域の内外に所望の補正量を得るための温度分布を形成する。図３は、本実施形態に係るパターン領域２０の形状補正の流れを示すフローチャートである。まず、制御部７は、アライメント計測系２６に対してウエハ１０上に存在するパターン領域２０の形状を計測させる（ステップＳ１００）。次に、制御部７は、ステップＳ１００における計測結果に基づいてパターン領域２０に含まれる変形成分を分析し、その場合の補正量を算出する（ステップＳ１０１）。次に、制御部７は、ステップＳ１０１にて得られた補正量と、予め準備された各変形成分における補正量に対応した加熱用光源２２と光調整器２３による照射量の関係表とを照合し、パターン領域２０の形状補正のために必要な照射量を導出する（ステップＳ１０２）。そして、制御部７は、ステップＳ１０２で得られた照射量を指標として加熱用光源２２と光調整器２３との動作を制御する（ステップＳ１０３）。このとき、パターン領域２０の平面領域の内外では、照射量が調整された光（調整光２４）を受けて、照射量分布が形成される。
【００２８】
ここで、一例として、パターン領域２０に台形成分のみを含む変形が生じている場合について具体的に説明する。図４は、パターン領域２０の補正前および補正後の形状に対応した照射量分布、およびその照射量に伴いパターン領域２０に生じる温度と変形量との分布を示す概略図である。なお、このパターン領域２０は、Ｙ軸方向（座標Ｙ）のみに台形成分を含み、Ｘ軸方向には特に変形していないものとする。まず、制御部７は、ステップＳ１０１にて、パターン領域２０の変形成分が、図４の最左に示すようにＹ軸方向のプラス側の上底が正常幅である下底よりも狭くなった台形成分であると認識し、同時に補正量、すなわち上底の幅を正常に戻す量を算出する。次に、制御部７は、ステップＳ１０２にて補正量と関係表とを照合し、必要となる照射量を導出する。そして、制御部７は、加熱用光源２２と光調整器２３とを動作させ、パターン領域２０においてＹ軸方向のみに照射量分布４０を形成する。このとき、照射量分布４０は、上底の部分で最大の補正幅としつつ、上底から下底に向かい徐々に補正幅を小さくさせるため、図４に示すような線形となる。なお、パターン領域２０のＸ軸方向では台形成分の変形がないと仮定しているため、Ｘ軸方向の照射量は、一様である。このように照射量分布４０が調整された調整光２４を受け、パターン領域２０は、図４に示すような温度分布４１で加熱される。ここで、温度分布４１が下底から上底に向けて一様に上昇せず上底付近にて下降するのは、パターン領域２０の外側の領域では加熱がなされていないので、放熱によりパターン領域２０の外周部の温度が低下するためである。この加熱により、パターン領域２０は、図４に示すような変形量分布４２で熱変形し、図４の最右に示すように、上底の両端では変形が残存する部分があるものの、所望の形状に近似した形状に補正される。ここで、ウエハ１０への入熱によって、Ｙ方向にも熱変形するが、ここでは主にＸ方向の変形に関して詳細に述べる。Ｙ方向の熱変形に関しては、後述するモールド形状補正機構２０１で補正を行っても良い。
【００２９】
さらに、図４に示す例と比較し、パターン領域２０の補正後の形状を所望の形状にさらに近づけ、重ね合わせ精度をより向上させる方法もある。図５は、図４に対応したパターン領域２０の形状補正の他の例を示す概略図である。この図５に示す例では、パターン領域２０の加熱範囲を、パターン領域２０の平面領域に限らず、上底の上部に位置する領域５０をも含ませたものとする。上記図４に示す例では、パターン領域２０の上底の上部に位置する外側の領域では加熱がなされていないので、パターン領域２０の平面領域にて温度分布４１および変形量分布４２の低下部分が発生した。これに対して、図５に示す例では、領域５０も加熱範囲とすることで、パターン領域２０の平面領域では、照射量分布５１に対して、図５に示すような線形の温度分布５２および変形量５３となり、低下部分が発生しない。したがって、パターン領域２０は、図５の最右に示すように、ほぼ所望の形状に補正される。
【００３０】
上記のようなパターン領域２０の形状補正では、調整光２４の照射量を時間的に一定としているため、パターン領域２０の加熱時間に対する変位量６０は、図６に示すように、加熱の開始から変化するが、ある一定の時間が経過すると安定する。したがって、制御部７は、このパターン領域２０の変位量６０が安定したところで、パターン領域２０の形状とモールド８のパターン領域８ａの形状との位置を合わせ、上記押型工程に移行する。このように、インプリント装置１は、パターン領域２０の形状補正を実施した後に、パターン領域２０の平面領域に樹脂１４のパターンを形成することで、パターン領域２０の形状とパターン領域８ａの形状とを精度良く合わせることができる。ここで、従来のインプリント装置では、モールド保持機構３に、モールド８の側面に外力または変位を与えることでモールド８（パターン領域８ａ）の形状を補正するモールド形状補正機構２０１（倍率補正機構）を有するものがある。本実施形態のインプリント装置１では、特に、上記のような従来の形状補正機構によりモールド８のみを変形させて台形成分を補正する場合に比べて、より高精度にパターン領域２０の形状とパターン領域８ａの形状とを合わせることができる。これにより、パターン領域２０に形成されるパターンと、新たに形成される樹脂１４のパターンとは、精度良く重ね合わされることになる。
【００３１】
次に、本実施形態において、モールド形状補正機構２０１を用いて、モールド８の形状を変形させる工程を含んだインプリント処理について説明する。
【００３２】
図７は、モールド８の形状を変形させる工程を含んだインプリント処理を示すフローチャートである。まず、制御部７は、樹脂１４が塗布されたウエハ１０をモールド８の下に搬送させる（ステップＳ３００）。次に、制御部７は、アライメント計測系２６に対してモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を計測させる（ステップＳ３０１）。次に、制御部７は、ステップＳ３０１における計測結果（情報）に基づいて、パターン領域２０に含まれる変形成分を分析する（ステップＳ３０２）。ここで、変形成分とは、モールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状の差である。次に、制御部７は、ステップＳ３０２における分析結果に基づいて、形状の差を低減させるためにモールド形状補正機構２０１によるパターン領域８ａの補正量、基板加熱用光源２２の照射分布、および照射量を算出する（ステップＳ３０３）。次に、制御部７は、ステップＳ３０３で算出した補正量に基づき、モールド形状補正機構２０１に対してパターン領域８ａの形状を補正させる（加力工程：ステップＳ３０４）。制御部７は、パターン領域８ａの補正中も、アライメント計測系２６に対してパターン領域８ａとパターン領域２０の形状を計測させ、得られた計測結果を、常にモールド形状補正機構２０１の補正量に反映する。その後、もしくはステップＳ３０４と同時に、制御部７は、ステップＳ３０３で算出した照射量分布に基づき、空間光変調器２３によりウエハ１０を加熱させ、ウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を補正させる（ステップＳ３０５）。制御部７は、パターン領域２０の補正中も、アライメント計測系２６に対してモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上のパターン領域２０の形状を計測させ、得られた計測結果を、常に空間光変調器２３の照射量分布に反映する。
【００３３】
パターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状補正後、樹脂１４を介してモールド８とウエハ１０を接触させ、パターン領域８ａの凹凸パターン内へ樹脂１４を充填させる押印動作が開始される（ステップＳ３０６）。押印動作完了後、制御部７は、ステップＳ３０１と同様にアライメント計測系２６に対してモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上のパターン領域２０を再計測させる。そして、得られた再計測結果に基づき、再度ステップＳ３０３およびステップＳ３０４の動作を行う。
【００３４】
次に、樹脂１４を光硬化させるために光源２からの紫外線により露光動作が開始される（ステップＳ３０７）。露光動作完了後、モールド８とウエハ１０を引き離す離型動作が開始される（ステップＳ３０８）。離型動作完了後、制御部７は、次ショット位置に樹脂１４を塗布するためにウエハステージ４を移動させる（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０５で行うウエハ１０の加熱は、ステップＳ３０６の押印動作完了、およびステップＳ３０７の露光動作完了まで続ける。さらにステップＳ３０８の離型動作完了まで続けてもよい。
【００３５】
また、パターン領域８ａの形状補正中およびウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状補正中、制御部７は、常にアライメント計測系２６に対してモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を計測させる。しかしながら、装置のスループット向上のために、ウエハ１０上に形成されたすべてのパターン領域２０をインプリント処理前に、アライメント計測系２６によりモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を計測してもよい。制御部７は、得られた計測結果に基づいて、予めモールド形状補正機構２０１によるパターン領域８ａの補正量、および空間光変調器２３による照射量分布を算出する。これにより、制御部７は、インプリント処理（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０８）中において、アライメント計測系２６に対してモールド８上のパターン領域８ａとウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状を計測させることを省くことが出来る。
【００３６】
さらに、本実施形態は、ステップＳ３０６の押印動作開始前に、制御部７は、パターン領域８ａの補正（ステップＳ３０４）およびパターン領域２０の補正（ステップＳ３０５）をさせることとしている。このような処理は、特に樹脂１４の粘性が高い場合に有効であり、パターン領域８ａと基板１０上のパターン領域２０が樹脂１４を介して接触した後では、補正量が減少することが考えられる。
【００３７】
なお、上記パターン領域２０の形状補正では、台形成分に関する補正について説明したが、例えば倍率成分を補正する場合には、制御部７は、パターン領域２０の平面領域の内外に均一な温度分布が形成されるように、光調整器２３を制御すればよい。同様に、例えば樽形や糸巻き形の変形成分を補正する場合には、制御部７は、パターン領域２０の平面領域にて、適切な温度分布が形成されるように、光調整器２３を制御すればよい。さらに、上記パターン領域２０の形状補正では、パターン領域２０のＹ軸方向のみに照射量分布を形成するものとしたが、変形成分によりパターン領域２０のＸ軸方向に照射量分布を形成してもよく、または、Ｘ、Ｙ軸の両方向に照射量分布を形成してもよい。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、インプリント処理に際し、ウエハ１０上に予め存在するパターン領域２０に形成されたパターンと、新たに形成される樹脂１４のパターンとの重ね合わせに有利なインプリント装置１を提供することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。本実施形態のインプリント装置の特徴は、スループットを向上させるために、第１実施形態のパターン領域２０の形状補正における調整光２４の照射量の照射方法を変更する点にある。第１実施形態のインプリント装置１では、調整光２４の照射量を時間的に一定とした。したがって、図６に示すように、変位量６０が安定するまでには一定の時間を要する。そこで、本実施形態では、パターン領域２０の変位量を第１実施形態での変位量６０よりも早く一定値に近づけるために、パターン領域２０の形状補正の際には、調整光２４をステップ状に照射させる。図８は、本実施形態のパターン領域２０の形状補正時における加熱時間に対する調整光２４の照射量と、その場合の変位量とを示すグラフである。特に、図８（ａ）は、ステップ状に照射された照射量に関するグラフである。この場合、制御部７は、調整光２４の照射の開始時から時間Ａの経過時まで、照射量を第１実施形態の場合よりも増加させ、一方、時間Ａの経過後は、照射量を第１実施形態の場合よりも減少させるように制御する。ここで、時間Ａは、第１実施形態の場合に変位量６０が安定するまでの時間Ｂ（後述の図８（ｂ）参照）よりも短く、望ましくは時間Ｂの半分以下である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に対応した変位量に関するグラフである。この場合のパターン領域２０の変位量６１は、第１実施形態の場合の変位量６０と比較し、短時間で立ち上がり、また、時間Ａにて照射量を最適に減少させることで、短時間で安定させることができる。なお、本実施形態における照射量のプロファイルは、図８（ａ）に示すような連続性のあるものに限られず、例えば、図８（ｃ）に示すように、時間Ａで照射量を一旦ゼロとし、一定時間経過した後、再度一定の照射量を加えるような断続性のものとしてもよい。
【００４０】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態として、上記実施形態のインプリント装置の種々の変形例について説明する。まず、上記実施形態では、ウエハ１０上に存在するパターン領域２０の形状補正に際し、ウエハ加熱機構６に光調整器２３を採用しているが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、この光調整器２３に換えて、図９に示すようにモールド８とウエハ１０との間隙からパターン領域２０の平面領域に向けて加熱用の光を照射する複数の加熱用光源７０を採用してもよい。この場合、制御部７は、複数の加熱用光源７０によりパターン領域２０の表面またはその外周領域の加熱領域に照射される光の位置などを適宜調整することで照射量分布を形成し、パターン領域２０に温度分布を形成する。これによれば、例えば、開口領域１３内に反射板２５を設置して調整光２４の光路を確保する必要がないので、一般のインプリント装置に追加で新設するのが容易であるなどの利点がある。なお、複数の加熱用光源７０を採用する以外にも、ウエハ加熱機構として、例えば、ウエハチャック１６にヒータを設置し、このヒータによりパターン領域２０を加熱して熱変形させる構成もあり得る。この場合、ヒータは、ウエハ１０内で温度分布が形成されるように複数の領域用に分割され、制御部７により個別に制御されることが望ましい。
【００４１】
さらに、上記実施形態では、モールド８とウエハ１０上の樹脂１４とが接触していない状態でパターン領域２０の形状補正を行うが、パターン領域２０の変位量６０を維持するために、押型工程時などにて接触している状態で調整光２４の照射を継続させてもよい。また、パターン領域２０の形状補正を押型工程や硬化工程と並行して実施してもよい。例えば、押型工程時にモールド８とウエハ１０とが樹脂１４を介して接触すると、パターン領域２０の熱がモールド８に伝達する可能性がある。この場合、モールド８の熱容量によっては、パターン領域２０の温度が低下して変形量が変わり、重ね合わせ精度に影響する可能性がある。これに対して、本実施形態のインプリント装置１では、第１実施形態の図７に示す工程において、押印動作（ステップＳ３０６）をウエハ１０への調整光２４の照射（ステップＳ３０７）の前に行うことで、パターン領域２０の温度の低下を抑えることができる。なお、パターン領域２０の形状補正後における形状維持のための加熱では、パターン領域２０に対する照射量の値は、形状補正時の値よりも小さくてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、モールド形状補正機構２０１によるパターン領域８ａの形状補正（ステップＳ３０４）を行った後、押印動作（ステップＳ３０６）を行う流れとしている。しかしながら、これに限らず、押印動作（ステップＳ３０６）を行った後に、パターン領域８ａの形状補正（ステップＳ３０４）、およびウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の形状補正（ステップＳ３０５）を行ってもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、ステップＳ３０３でパターン領域８ａの補正量と、ウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の補正量を算出する流れとしている。しかしながら、これに限らず、ステップＳ３０４によるパターン領域８ａの補正後、ステップＳ３０３におけるウエハ１０上に形成されたパターン領域２０の補正量を算出してもよい。
【００４４】
（物品の製造方法）
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得る。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得る。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。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１    インプリント装置
６    ウエハ加熱機構
７    制御部
８    モールド
８ａ  パターン領域
１０  ウエハ
１４  樹脂
２０  基板側パターン領域
２０１  モールド形状補正機構
【図１】
2015111708.tif 000003
【図２】
2015111708.tif 000004
【図３】
2015111708.tif 000005
【図４】
2015111708.tif 000006
【図５】
2015111708.tif 000007
【図６】
2015111708.tif 000008
【図７】
2015111708.tif 000009
【図８】
2015111708.tif 000010
【図９】
2015111708.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月20日(2015.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが形成された型のパターン領域を、基板の複数の基板側パターン領域上の樹脂に接触させて前記樹脂の凹凸パターンを形成するインプリント装置であって、
前記型に力を加え、前記パターン領域を変形させる第１の機構と、
前記基板側パターン領域に応じた前記基板の一部の領域のみに光を照射するように構成され、前記光の照射領域内における照度分布を変更可能な第２の機構と、
前記パターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差に関する情報を得、前記得られた情報に基づいて、前記パターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差を低減するように、前記第１の機構により加えられる力および前記第２の機構による前記照度分布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】
前記パターン領域に形成されている複数のマークと、前記基板側パターン領域に形成されている複数のマークを検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部によって検出された結果に基づいて前記情報を得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】
前記検出部は、前記パターン領域に形成されている少なくとも４つのマークと、前記基板側パターン領域に形成されている少なくとも４つのマークを計測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４】
前記樹脂は、紫外光により硬化する樹脂であり、
前記第２の機構を用いて前記基板に照射される光の波長は、波長が４００〜２０００ｎｍである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。
【請求項５】
前記制御部は、前記基板上の樹脂と前記型とを接触させている状態で、前記第２の機構を制御す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。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の機構により前記パターン領域を変形させた後、もしくは、前記第１の機構により前記パターン領域を変形させている間に、前記第２の機構による前記基板側パターン領域への光の照射を開始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】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載されたインプリント装置を用いて前記型に形成された凹凸パターンを前記基板上の樹脂に接触させて前記樹脂の凹凸パターンを形成する工程と、
前記樹脂の凹凸パターンが形成された前記基板をエッチングする工程と、
を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
凹凸パターンが形成された型のパターン領域を、基板の複数の基板側パターン領域上の樹脂に接触させて前記樹脂の凹凸パターンを形成するインプリント方法であって、
前記型に力を加え、前記パターン領域を変形させる加力工程と、
前記基板側パターン領域に応じた前記基板の一部の領域のみに光を照射し、前記基板側パターン領域を変形させる加熱工程と、
前記パターン領域および前記基板側パターン領域を変形させた状態で、前記基板上の樹脂を硬化させる工程と、
を備え、
前記加熱工程において、前記光の照射領域内で前記基板側パターン領域の形状に応じた照度分布で前記光を照射することを特徴とするインプリント方法。
【請求項９】
前記加熱工程は、前記加力工程よりも前、もしくは前記加力工程と同時に行われることを特徴とする請求項８に記載のインプリント方法。
【請求項１０】
前記型と前記基板上の樹脂とを接触させる接触工程を備え、
前記加熱工程は、前記型と前記基板上の樹脂とを接触させている状態で行われることを特徴とする請求項８または９に記載のインプリント方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、凹凸パターンが形成された型のパターン領域を、基板の複数の基板側パターン領域上の樹脂に接触させて前記樹脂の凹凸パターンを形成するインプリント装置であって、前記型に力を加え、前記パターン領域を変形させる第１の機構と、前記基板側パターン領域に応じた前記基板の一部の領域のみに光を照射するように構成され、前記光の照射領域内における照度分布を変更可能な第２の機構と、前記パターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差に関する情報を得、前記得られた情報に基づいて、前記パターン領域と前記基板側パターン領域との形状の差を低減するように、前記第１の機構により加えられる力および前記第２の機構による前記照度分布を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。