(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンプレートのおもて面に形成されたテンプレートパターンと、レジストの配置された
基板と、を接触させて、前記レジストを前記テンプレートパターンに充填させる接触処理
部と、
インプリント工程の際に、前記テンプレート、前記レジストおよび前記基板の少なくと
も１つから発生する力に基づいて、前記インプリント工程の異常判定を行う異常判定部と
、
前記テンプレートの裏面側から前記テンプレートを固定する固定部と、
前記固定部の前記テンプレートを固定する側の面である底面側で且つ前記テンプレート
の側面に配置され、ピエゾ素子および前記力を検出する検出部を有するアクチュエータと
、
を備え、
前記アクチュエータは、ｄ３３モードのピエゾ素子と、ｄ３１モードのピエゾ素子と、
前記検出部と、が直列に接合されて構成されていることを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記力は、アコースティックエミッション波である、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、前記アコースティックエミッション波を検出する、ことを特徴とする請
求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記テンプレートの側面を押すことによって、前記テンプレー
トのサイズを調整する、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インプリント装置およびインプリント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際の工程の１つとして、インプリント法を用いた工程がある。このインプリント法では、原版の型（テンプレート）が基板上のレジストに押し当てられることによって、テンプレートパターンがレジストに転写される。
【０００３】
しかしながら、インプリント法では、テンプレートをレジストに押し当てる際や、テンプレートをレジストから引き離す際などに、テンプレートの破損やショット間の共通欠陥が突発的に発生する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３５０４４号公報
【特許文献２】特開２０１１−７７５０号公報
【特許文献３】特開２０００−２１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、インプリント工程における異常を容易かつ短時間で検出することができるインプリント装置およびインプリント方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、インプリント装置が提供される。前記インプリント装置は、接触処
理部と、異常判定部と、固定部と、アクチュエータと、を備えている。前記接触処理部は
、テンプレートのおもて面に形成されたテンプレートパターンと、レジストの配置された
基板と、を接触させる。これにより、前記接触処理部は、前記レジストを前記テンプレー
トパターンに充填させる。また、前記異常判定部は、インプリント工程の際に、前記テン
プレート、前記レジストおよび前記基板の少なくとも１つから発生する力に基づいて、前
記インプリント工程の異常判定を行う。前記固定部は、前記テンプレートの裏面側から前
記テンプレートを固定する。前記アクチュエータは、前記固定部の前記テンプレートを固
定する側の面である底面側で且つ前記テンプレート側面に配置されている。前記アクチュ
エータは、ピエゾ素子および前記力を検出する検出部を有している。前記アクチュエータ
は、ｄ３３モードのピエゾ素子と、ｄ３１モードのピエゾ素子と、前記検出部と、が直列
に接合されて構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の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】図２は、インプリント工程の処理手順を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るアクチュエータの構成を示す上面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るアクチュエータの構成を示す断面図である。
【図５】図５は、ＡＥ計測系の構成を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。
【図７】図７は、インプリント工程における検査処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、校正用テンプレートの構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＡＥ信号の縦波および横波を用いて異常発生位置を特定する方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、弾性波を説明するための図である。
【図１１】図１１は、複数のＡＥセンサによるＡＥ波形の検出処理を説明するための図である。
【図１２】図１２は、異常発生位置の特定方法を説明するための図である。
【図１３】図１３は、異常検査装置を有したインプリント装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、ＡＥセンサが配置されたテンプレートの構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＡＥセンサが配置された側面静電チャックの構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、ＡＥセンサが配置された上面静電チャックの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るインプリント装置およびインプリント方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の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１では、インプリント装置１０１をＹ軸方向から見た場合の構成を示している。なお、本実施形態では、ウエハＷｘの載置される面がＸＹ平面であり、ウエハＷｘの上面はＺ軸と垂直に交わっている。
【００１０】
インプリント装置１０１は、光ナノインプリント処理などのインプリント処理を行う装置である。インプリント装置１０１は、ウエハＷｘなどの被転写基板（半導体基板）に、モールド基板であるテンプレートＴｘのテンプレートパターンを転写する。テンプレートは、主面が矩形状の板状部材を用いて形成された原版の型であり、テンプレートパターンは、回路パターンなどの凹凸パターンである。
【００１１】
インプリント装置１０１は、ウエハＷｘ上にステップ＆リピート方式でウエハＷｘの全面にレジストパターンを形成する。インプリント装置１０１は、インプリント処理の際に発生する異常（パターン欠陥など）をリアルタイムで検出する。
【００１２】
本実施形態のインプリント装置１０１では、テンプレートＴｘの側面などに後述するＡＥセンサ５０Ｘが配置されている。そして、ＡＥセンサ５０Ｘが、インプリント中のＡＥ信号を検出することによって、テンプレートＴｘと異物との接触、テンプレートＴｘの破損などを検出する。
【００１３】
インプリント装置１０１は、原版ステージ２Ｘ、試料ステージ５、基準マーク６、アライメントセンサ７、基板チャック８、ステージベース９、ＵＶ光源１０、アクチュエータ３１Ｘを備えている。また、本実施形態のインプリント装置１０１は、制御装置２０を備えている。
【００１４】
試料ステージ５は、ウエハＷｘを載置するとともに、載置したウエハＷｘと平行な平面内（水平面内）を移動する。試料ステージ５は、転写材としてのレジスト４０Ｘが全面または略全面（エッジ以外の全面）に塗布されたウエハＷｘを搬入して、テンプレートＴｘの下方側に移動させる。また、試料ステージ５は、ウエハＷｘへの押印処理を行う際には、ウエハＷｘ上の各ショット位置を順番にテンプレートＴｘの下方側に移動させる。
【００１５】
試料ステージ５上には、基板チャック８が設けられている。基板チャック８は、ウエハＷｘを試料ステージ５上の所定位置に固定する。また、試料ステージ５上には、基準マーク６が設けられている。基準マーク６は、試料ステージ５の位置を検出するためのマークであり、ウエハＷｘを試料ステージ５上にロードする際の位置合わせに用いられる。
【００１６】
ステージベース９の底面側（ウエハＷｘ側）には、原版ステージ２Ｘが設けられている。原版ステージ２Ｘは、テンプレートＴｘの裏面側（テンプレートパターンの形成されていない側の面）からテンプレートＴｘを真空吸着などによって所定位置に固定する。
【００１７】
また、原版ステージ２Ｘの底面側には、アクチュエータ３１Ｘが設けられている。アクチュエータ３１Ｘは、ピエゾアクチュエータである。アクチュエータ３１Ｘは、マニュピレータの機能を有している。アクチュエータ３１Ｘは、テンプレートＴｘの四方の側面側からテンプレートＴｘを押すことによって、テンプレートＴｘを所定のサイズに調整する。
【００１８】
ステージベース９は、原版ステージ２ＸによってテンプレートＴｘを支持するとともに、テンプレートＴｘのテンプレートパターンをウエハＷｘ上のレジスト４０Ｘに押し当てる。ステージベース９は、上下方向（鉛直方向）に移動することにより、テンプレートＴｘのレジスト４０Ｘへの押し当てと、テンプレートＴｘのレジスト４０Ｘからの引き離し（離型）と、を行う。
【００１９】
インプリントに用いるレジスト４０Ｘは、例えば、光硬化性などの特性を有した樹脂（光硬化剤）である。また、ステージベース９上には、アライメントセンサ７が設けられている。アライメントセンサ７は、ウエハＷｘの位置検出やテンプレートＴｘの位置検出を行うセンサである。
【００２０】
ＵＶ光源１０は、ＵＶ光などの光を照射する光源であり、ステージベース９の上方に設けられている。ＵＶ光源１０は、テンプレートＴｘがレジスト４０Ｘに押し当てられた状態で、透明なテンプレートＴｘ上からＵＶ光を照射する。
【００２１】
制御装置２０は、インプリント装置１０１の各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。図１では、制御装置２０が、ステージベース９およびアクチュエータ３１Ｘに接続されているところを図示しており、他の構成要素との接続は図示省略している。
【００２２】
本実施形態の制御装置２０は、後述するセンサ情報とインプリント時に発生した力（ＡＥ波など）を用いて、インプリント工程において異常が発生したか否かを判断する。制御装置２０は、インプリント工程において異常が発生したと判断すると、インプリント処理の停止制御や、異常に関する情報（判定情報）の出力などを行う。また、制御装置２０は、後述する校正用テンプレートＴｐを用いて、インプリント工程での異常発生位置を校正するための情報（センサ情報）を生成する。
【００２３】
ウエハＷｘへのインプリントを行う際には、レジスト４０Ｘが塗布または滴下されたウエハＷｘがテンプレートＴｘの直下まで移動させられる。そして、テンプレートＴｘがウエハＷｘ上のレジスト４０Ｘに押し当てられる。
【００２４】
なお、インプリント装置１０１は、テンプレートＴｘをレジスト４０Ｘに押し当てる代わりに、レジスト４０ＸをテンプレートＴｘに押し当ててもよい。この場合、試料ステージ５がウエハＷｘ上のレジスト４０ＸをテンプレートＴｘに押し当てる。このように、インプリント装置１０１は、テンプレートＴｘ（テンプレートパターン）をレジスト４０Ｘに押し当てる際には、テンプレートＴｘと、レジスト４０Ｘの配置されたウエハＷｘとの間の距離を所定の距離に近づける。これにより、テンプレートパターンとレジスト４０Ｘとが接触させられる。なお、図１および以下の図２では、テンプレートＴｘが有しているザグリの図示を省略している。
【００２５】
つぎに、インプリント工程の処理手順について説明する。図２は、インプリント工程の処理手順を説明するための図である。図２では、インプリント工程におけるウエハＷｘやテンプレートＴｘなどの断面図を示している。
【００２６】
図２の（ａ）に示すように、ウエハＷｘの上面には、インクジェット方式によってレジスト４０Ｘが滴下される。レジスト４０Ｘは、光硬化性樹脂材料などのインプリント材料である。レジスト４０Ｘには、low-k（低誘電率）膜や有機材料などが用いられる。
【００２７】
レジスト４０Ｘが滴下された後、図２の（ｂ）に示すように、テンプレートＴｘがレジスト４０Ｘ側に移動させられ、図２の（ｃ）に示すように、テンプレートＴｘがレジスト４０Ｘに押し当てられる。石英基板等を掘り込んで作られたテンプレートＴｘがレジスト４０Ｘに接触させられると、毛細管現象によってテンプレートＴｘのテンプレートパターン内にレジスト４０Ｘが流入する。テンプレートパターンは、プラズマエッチングなどで形成された凹凸パターンである。
【００２８】
テンプレートＴｘとレジスト４０Ｘとは、所定時間だけ接触させられる。これにより、レジスト４０Ｘがテンプレートパターンに充填させられる。この状態でＵＶ光源１０からのＵＶ光がテンプレートＴｘを介してレジスト４０Ｘに照射されると、レジスト４０Ｘが硬化する。
【００２９】
この後、図２の（ｄ）に示すように、テンプレートＴｘが、硬化したレジスト（レジストパターン）４０Ｙから離型されることにより、テンプレートパターンを反転させたレジスト４０ＹがウエハＷｘ上に形成される。レジスト４０Ｙは、接着層であるウエハＷｘと、凹凸パターンの凹部の底と、の間にわずかの残膜層を有している。残膜層は、例えば、１０ｎｍから数十ｎｍの厚さである。インプリント装置１０１は、ウエハＷｘ上の第１のショットへのインプリント処理を実行した後、ウエハＷｘ上の第２のショットへのインプリント処理を実行する。
【００３０】
つぎに、第１の実施形態に係るアクチュエータ３１Ｘの構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係るアクチュエータの構成を示す上面図である。図３では、アクチュエータ３１ＸおよびテンプレートＴｘをＺ軸方向から見た場合の上面図を示している。
【００３１】
図３では、テンプレートＴｘを側面側から支持するアクチュエータ３１Ｘが、アクチュエータ３１Ｒ〜３４Ｒ，３１Ｌ〜３４Ｌ，３１Ｔ〜３４Ｔ，３１Ｂ〜３４Ｂである場合について説明する。
【００３２】
テンプレートＴｘは、その中央領域に、テンプレートパターンが形成されたパターン領域７１を有している。パターン領域７１は、例えば矩形状の領域である。パターン領域７１は、テンプレートＴｘのおもて面側に形成されている。テンプレートＴｘは、裏面側から原版ステージ２Ｘによって固定されている。
【００３３】
パターン領域７１と、パターン領域７１よりも外側の領域には、ザグリ（counter  bore）７２が設けられている。ザグリ７２は、テンプレートＴｘの裏面側からテンプレートＴｘを所定の深さまで削りこんだものである。ザグリ７２は、例えば、円柱状の穴形状を有している。これにより、パターン領域７１とその周辺部は、テンプレートＴｘの他の領域よりも薄くなっている。
【００３４】
アクチュエータ３１Ｘは、テンプレートＴｘの側面を押すことができるよう、テンプレートＴｘの側面側に配置されている。アクチュエータ３１Ｒ〜３４Ｒは、テンプレートＴｘの側面のうち、−Ｘ方向を向いた側面を押す。アクチュエータ３１Ｌ〜３４Ｌは、テンプレートＴｘの側面のうち、＋Ｘ方向を向いた側面を押す。アクチュエータ３１Ｔ〜３４Ｔは、テンプレートＴｘの側面のうち、＋Ｙ方向を向いた側面を押す。アクチュエータ３１Ｂ〜３４Ｂは、テンプレートＴｘの側面のうち、−Ｙ方向を向いた側面を押す。
【００３５】
図４は、第１の実施形態に係るアクチュエータの構成を示す断面図である。図４では、アクチュエータ３１ＸをＹ軸方向から見た場合の断面図を示している。なお、アクチュエータ３１Ｒ〜３４Ｒ，３１Ｌ〜３４Ｌ，３１Ｔ〜３４Ｔ，３１Ｂ〜３４Ｂは、同様の構成を有しているので、ここではアクチュエータ３１Ｒの構成について説明する。
【００３６】
アクチュエータ３１Ｘの一例であるアクチュエータ３１Ｒは、ピエゾ素子３１，３３、ＡＥ（アコースティックエミッション）センサ５０Ｘを用いて構成されている。アクチュエータ３１Ｒでは、ピエゾ素子３１と、ピエゾ素子３３とＡＥセンサ５０Ｘとが直結されて、棒形状をなしている。
【００３７】
アクチュエータ３１Ｒの長手方向の一方の端部には、ＡＥセンサ５０Ｘが配置されており、他方の端部には、ピエゾ素子３１が配置されている。そして、ＡＥセンサ５０Ｘとピエゾ素子３１との間にピエゾ素子３３が配置されている。
【００３８】
アクチュエータ３１Ｒは、例えば、一方の端部であるＡＥセンサ５０ＸでテンプレートＴｘの側面を押すことができる位置に配置される。なお、ピエゾ素子３１，３３とＡＥセンサ５０Ｘは、アクチュエータ３１Ｘ内の何れの位置に配置されてもよい。
【００３９】
ピエゾ素子３１は、ｄ３１モードのピエゾ素子であり、ピエゾ素子３３は、ｄ３３モードのピエゾ素子である。ここでのピエゾ素子３１は、Ｘ方向に伸縮可能なようアクチュエータ３１Ｘ内に配置される。また、ピエゾ素子３３は、Ｚ方向に伸縮可能なようアクチュエータ３１Ｘ内に配置される。
【００４０】
また、ＡＥセンサ５０Ｘは、ピエゾ素子などを用いて構成されたセンサである。ＡＥセンサ５０Ｘは、インプリント工程における異常を検出する。具体的には、ＡＥセンサ５０Ｘは、テンプレートＴｘと異物との接触、テンプレートＴｘの破損などによって発生するＡＥ波を検出する。
【００４１】
アクチュエータ３１ＸがテンプレートＴｘの側面を押す際には、ピエゾ素子３３によってテンプレートＴｘのＸ方向およびＹ方向の歪みが調整される。具体的には、アクチュエータ３１Ｒ〜３４Ｒ，３１Ｌ〜３４ＬによってテンプレートＴｘのＸ方向の歪みが調整され、アクチュエータ３１Ｔ〜３４Ｔ，３１Ｂ〜３４ＢによってテンプレートＴｘのＹ方向の歪みが調整される。
【００４２】
ピエゾ素子３１は、Ｚ方向に伸縮することによってテンプレートＴｘをＺ方向に振動させる。テンプレートＴｘは、レジスト４０Ｘの充填の際に、ピエゾ素子３１によってＺ方向に振動させられる。これにより、レジスト４０ＹからのテンプレートＴｘの離型が容易になる。
【００４３】
なお、ＡＥセンサ５０Ｘを備えたアクチュエータ３１Ｘは、１６個に限らず、いくつであってもよい。ＡＥセンサ５０Ｘを備えたアクチュエータ３１Ｘが、少なくとも３つ配置されることによって、異常の発生した位置を正確に検出することが可能となる。
【００４４】
アクチュエータ３１Ｘは、例えば、４個１組として配置される。この場合、テンプレートＴｘの４つの側面に１つずつのアクチュエータ３１Ｘが配置される。アクチュエータ３１Ｘは、テンプレートＴｘから見て、Ｘ方向で対向する位置に２つ配置され、Ｙ方向で対向する位置に２つ配置される。
【００４５】
本実施形態では、アクチュエータ３１Ｒ〜３４Ｒは、それぞれアクチュエータ３１Ｌ〜３４Ｌに対してＸ方向の対向する位置に配置されている。アクチュエータ３１Ｔ〜３４Ｔは、それぞれアクチュエータ３１Ｂ〜３４Ｂに対してＹ方向の対向する位置に配置されている。なお、アクチュエータ３１Ｘは、２個１組として配置されてもよい。
【００４６】
ＡＥセンサ５０Ｘは、テンプレートＴｘの側面と接触する面（周波数を検出する面）が小さいほど、接触面積に起因する測定誤差が小さくなる。したがって、ＡＥセンサ５０Ｘのうち、テンプレートＴｘの側面と接触する面（ＡＥ波を検出する面）は、小さく構成しておく方が望ましい。
【００４７】
なお、ＡＥセンサ５０Ｘは、ＡＥセンサ５０Ｘ毎に計測対象範囲（ＡＥ波の検知周波数）が異なっていてもよい。例えば、アクチュエータ３１Ｒ，３１Ｌ，３１Ｔ，３１ＢのＡＥセンサ５０Ｘは、第１の周波数帯域を検知し、アクチュエータ３２Ｒ，３２Ｌ，３２Ｔ，３２ＢのＡＥセンサ５０Ｘは、第２の周波数帯域を検知するよう構成しておいてもよい。また、アクチュエータ３３Ｒ，３３Ｌ，３３Ｔ，３３ＢのＡＥセンサ５０Ｘは、第３の周波数帯域を検知し、アクチュエータ３４Ｒ，３４Ｌ，３４Ｔ，３４ＢのＡＥセンサ５０Ｘは、第４の周波数帯域を検知するよう構成しておいてもよい。
【００４８】
また、ＡＥセンサ５０Ｘが配置される位置は、テンプレートＴｘの底面側（アクチュエータ３１Ｘ内）に限らず、何れの位置でもよい。例えば、ＡＥセンサ５０Ｘは、原版ステージ２Ｘの上面側、側面側、原版ステージ２Ｘ内などに配置されてもよい。また、ＡＥセンサ５０Ｘは、テンプレートＴｘの上面側や側面側などに配置されてもよい。また、ＡＥセンサ５０Ｘは、基板チャック８の側面側、底面側、基板チャック８内などに配置されてもよい。また、ＡＥセンサ５０Ｘは、ウエハＷｘの上面側や側面側などに配置されてもよい。
【００４９】
また、ＡＥセンサ５０Ｘは、配置される位置毎に異なる検知周波数を計測対象としてもよい。例えば、原版ステージ２Ｘの近傍に配置されるＡＥセンサ５０Ｘは、テンプレートＴｘおよび原版ステージ２Ｘの部材や形状に応じた検知周波数が計測対象とされる。また、基板チャック８の近傍に配置されるＡＥセンサ５０Ｘは、テンプレートＴｘおよび基板チャック８の部材や形状に応じた検知周波数が計測対象とされる。
【００５０】
図５は、ＡＥ計測系の構成を示す図である。ＡＥ計測系５５は、ＡＥセンサ５０Ｘと、プリアンプ５１と、ＢＰＦ（Band  Pass  Filter）５２と、メインアンプ５３とが直列接続されて構成されている。
【００５１】
ＡＥセンサ５０Ｘは、検出したＡＥ波をＡＥ信号としてプリアンプ５１に送る。プリアンプ５１は、ＡＥ信号を増幅してＢＰＦ５２に送る。ＢＰＦ５２は、フィルタ回路であり、ＡＥ信号のうちの所定範囲の周波数のみを通過させてメインアンプ５３に送る。メインアンプ５３は、ＢＰＦ５２から送られてきたＡＥ信号を増幅させて、ＡＤ変換器（図示せず）側へ送る。ＡＥ信号は、ＡＤ変換器でＡＤ変換された後、制御装置２０に入力される。
【００５２】
図６は、第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。制御装置２０は、ＡＥ信号入力部２１、センサ情報生成部２２、比較信号入力部２３、センサ情報記憶部２４、比較信号記憶部２５を有している。また、制御装置２０は、異常判定部２７、指示出力部２８、判定情報出力部２９を有している。
【００５３】
ＡＥ信号入力部２１へは、外部装置から送られてくるＡＥ信号（波形）が入力される。ＡＥ信号入力部２１は、ＡＥ信号を異常判定部２７に送る。比較信号入力部２３へは、テンプレートＴｘで異常が発生した場合に発生すると予測されるＡＥ信号が入力される。比較信号入力部２３へ入力されるＡＥ信号は、異常の発生や異常の種類などを判定する際に比較対象として用いられる比較用のＡＥ信号である。比較用のＡＥ信号には、テンプレートＴｘと異物とが接触した際のＡＥ信号、テンプレートＴｘが破損した際のＡＥ信号などがある。なお、比較信号入力部２３へは、比較用のＡＥ信号の代わりに、比較用の基準値などが入力されてもよい。
【００５４】
比較信号入力部２３へは、比較用のＡＥ信号が外部入力される。比較信号入力部２３は、比較用のＡＥ信号を比較信号記憶部２５に記憶させる。比較信号記憶部２５は、比較用のＡＥ信号を記憶するメモリなどである。
【００５５】
センサ情報生成部２２へは、指示出力部２８から送られてくる第１の位置情報が入力される。第１の位置情報は、校正用テンプレートＴｐに対して意図的に異常を発生させる位置の情報（座標）である。また、センサ情報生成部２２へは、異常判定部２７から送られてくる第２の位置情報が入力される。第２の位置情報は、異常判定部２７で解析された実際の異常の発生位置を示す情報である。
【００５６】
センサ情報生成部２２は、第１および第２の位置情報に基づいて、センサ情報を生成する。センサ情報は、異常発生位置の校正に用いられる。センサ情報は、ＡＥセンサ５０Ｘを用いて検出された異常発生位置と、実際の異常発生位置との差分を示す情報である。
【００５７】
第１の位置情報は、意図的に校正用テンプレートＴｐで異常を発生させた際の異常発生位置を示している。換言すると、第１の位置情報は、実際に異常が発生した位置を示している。また、第２の位置情報は、ＡＥセンサ５０Ｘを用いて特定された異常の発生位置を示している。したがって、第１の位置情報と第２の位置情報との差が、ＡＥセンサ５０Ｘの配置面積などに起因する検出の位置誤差である。センサ情報生成部２２は、センサ情報をセンサ情報記憶部２４に記憶させる。センサ情報記憶部２４は、センサ情報を記憶するメモリなどである。
【００５８】
異常判定部２７は、ＡＥ信号入力部２１から送られてくるＡＥ信号を解析する。異常判定部２７は、センサ情報が生成される際には、校正用テンプレートＴｐで発生させたＡＥ信号を解析し、異常の発生した位置を特定する。異常判定部２７は、校正用テンプレートＴｐでの異常発生位置を第２の位置情報として、センサ情報生成部２２に送る。
【００５９】
また、異常判定部２７は、インプリント処理の際には、インプリント処理の際に発生したＡＥ信号を解析して異常発生位置を特定する。そして、異常判定部２７は、特定した異常発生位置を、センサ情報に基づいて校正する。さらに、異常判定部２７は、校正後のＡＥ信号と、比較用のＡＥ信号と、を比較することによって、テンプレートＴｘで異常が発生したか否かを判定する。
【００６０】
異常判定部２７は、比較用のＡＥ信号に対する校正後のＡＥ信号の類似度が所定の範囲内である場合に、異常が発生したと判定する。なお、異常判定部２７は、校正後のＡＥ信号の波形要素（振幅など）が、比較用の基準値よりも大きい場合に、異常が発生したと判断してもよい。
【００６１】
本実施形態の異常判定部２７は、テンプレートＴｘ、レジスト４０Ｘ，４０ＹおよびウエハＷｘの少なくとも１つから発生するＡＥ波に基づいて、インプリント工程の異常判定を行う。なお、異常判定部２７は、レジスト４０ＸへのテンプレートＴｘの押印工程時、ＵＶ光の照射によるレジスト４０Ｘの硬化工程時、離型工程時などのインプリント工程時の何れの工程において異常を検出してもよい。これにより、テンプレートＴｘの損傷具合、レジスト４０Ｘ，４０Ｙの損傷具合、ウエハＷｘの損傷具合などを判定することが可能となる。
【００６２】
異常判定部２７は、異常が発生したと判定した場合には、発生した異常に応じた制御指示をステージベース９などに送る。異常判定部２７は、例えば、テンプレートＴｘの修復が困難な異常に近づいていると判定した場合、インプリント処理の停止指示などを指示出力部２８に送る。
【００６３】
また、異常判定部２７は、判定結果を判定情報出力部２９に送る。判定情報出力部２９は、判定結果を表示装置（図示せず）などの外部装置に送る。これにより、判定結果が表示装置などで表示される。ここでの判定結果は、テンプレートＴｘでの異常の発生位置、異常の種類などである。
【００６４】
指示出力部２８は、インプリント装置１０１内の各構成要素に種々の指示情報を送信する。指示出力部２８は、テンプレートＴｘを搬入する際には、原版ステージ２Ｘ、試料ステージ５、アライメントセンサ７、基板チャック８、ステージベース９、アクチュエータ３１ＸなどにテンプレートＴｘの搬入や固定に関する指示情報を送信する。
【００６５】
また、指示出力部２８は、インプリント処理の際には、原版ステージ２Ｘ、試料ステージ５、アライメントセンサ７、ステージベース９、ＵＶ光源１０、アクチュエータ３１Ｘなどに、インプリント位置に関する指示やテンプレートＴｘの位置補正に関する指示などを送信する。
【００６６】
また、指示出力部２８は、センサ情報が生成される際には、校正用テンプレートＴｐに電流を流す指示を後述する端子に送信するとともに、電流を流させる位置の情報を第１の位置情報としてセンサ情報生成部２２に送る。
【００６７】
また、指示出力部２８は、異常判定部２７からインプリント処理の停止指示などが送られてきた場合には、インプリント装置１０１内の各構成要素にインプリント処理の停止指示を送信する。
【００６８】
図７は、インプリント工程における検査処理手順を示すフローチャートである。インプリント装置１０１の制御装置２０へは、予め比較用のＡＥ信号または比較用の基準値を入力しておく。また、インプリント処理が開始される前に、校正用テンプレートＴｐが作製される（ステップＳ１０）。校正用テンプレートＴｐは、センサ情報の取得に用いられるテンプレートである。
【００６９】
図８は、校正用テンプレートの構成例を示す図である。図８では、校正用テンプレートＴｐをＸＹ平面で切断した場合の断面図を示している。なお、図８では、アクチュエータ３１Ｘの図示を省略している。また、８つのＡＥセンサ５０Ｘが校正用テンプレートＴｐの側面側に配置されている場合を示している。
【００７０】
校正用テンプレートＴｐは、テンプレートＴｘと同様の部材で形成されており、テンプレートＴｘと同様の形状を有している。校正用テンプレートＴｐの裏面側には、導電性の配線３６が形成されている。この配線３６は、Ｘ方向とＹ方向とに所定間隔で配置されている。換言すると、配線３６は、ラインパターンであり、Ｘ方向およびＹ方向にメッシュ状に配置されている。Ｘ方向の配線３６とＹ方向の配線３６とは、校正用テンプレートＴｐの裏面上で交差している。この交差している点（交差点）が、所定の周期でＸ方向およびＹ方向に並ぶよう、配線３６は配置されている。
【００７１】
各配線３６は、校正用テンプレートＴｐよりも外側の領域で端子に接続されている。この端子は、外部との接続用端子である。Ｘ方向の配線３６は、＋Ｘ方向に配置された端子３５Ｒと−Ｘ方向に配置された端子３５Ｌとに接続されている。例えば、Ｘ方向の配線３６がＮ本（Ｎは自然数）である場合、端子３５Ｒ，３５Ｌは、Ｎ個ずつ配置される。そして、１本の配線３６に対して１つの端子３５Ｒと、１つの端子３５Ｌとが接続される。
【００７２】
同様に、Ｙ方向の配線３６は、＋Ｙ方向に配置された端子３５Ｔと−Ｙ方向に配置された端子３５Ｂとに接続されている。例えば、Ｙ方向の配線３６がＭ本（Ｍは自然数）である場合、端子３５Ｔ，３５Ｂは、Ｍ個ずつ配置される。そして、１本の配線３６に対して１つの端子３５Ｔと、１つの端子３５Ｂとが接続される。
【００７３】
端子３５Ｒ，３５Ｌ，３５Ｔ，３５Ｂは、原版ステージ２Ｘの底面側に配置されている。なお、以下の説明では、端子３５Ｒ，３５Ｌ，３５Ｔ，３５Ｂを端子３５Ｘという場合がある。
【００７４】
センサ情報が取得される際には、上述した端子３５Ｘのうちの何れかの端子に対して選択的に電流が流される。例えば、Ｘ方向の端子として、端子３５Ｒ内の１つの端子と、この端子に配線３６を介して接続されている端子３５Ｌと、が選択される。また、Ｙ方向の端子として、端子３５Ｔ内の１つの端子と、この端子に配線３６を介して接続されている端子３５Ｂと、が選択される。
【００７５】
そして、選択されたＸ方向の端子間と、Ｙ方向の端子間とに、電流が流される。これにより、選択されたＸ方向の端子間の配線３６と、選択されたＹ方向の端子間の配線３６と、の交点がショートする。この結果、ショートした交点の位置でテンプレートＴｘからＡＥ波が発生する。このＡＥ波が、ＡＥセンサ５０Ｘによって検出される。
【００７６】
なお、校正用テンプレートＴｐは、図８に示した構成に限らず他の構成であってもよい。例えば、疑似欠陥などを配置しておいたテンプレートを校正用テンプレートＴｐとしてもよい。この場合、ＦＩＢ（Focused  Ion  Beam）などによって、テンプレートＴｐ上に異物を形成しておく。
【００７７】
作製された校正用テンプレートＴｐは、インプリント装置１０１に搬入される（ステップＳ２０）。原版ステージ２Ｘは、搬入された校正用テンプレートＴｐを、裏面側から真空吸着して固定する。また、アクチュエータ３１Ｘは、校正用テンプレートＴｐの側面を押す。これにより、校正用テンプレートＴｐが、底面側および側面側で固定される。
【００７８】
この後、制御装置２０は、校正用テンプレートＴｐの端子３５Ｘに対して順番に電流を流す。指示出力部２８は、例えば、配線３６によってＬ個の交差点が形成されている場合、Ｌ個の交差点が順番にショートするよう電流を流させる。交差点でショートが発生すると、ＡＥセンサ５０Ｘが、ショートによって発生したＡＥ波を検出する。このＡＥ波に対応するＡＥ信号は、異常判定部２７に送られる。
【００７９】
そして、異常判定部２７は、ＡＥ信号に基づいて、異常発生位置を特定する。異常判定部２７は、特定した異常発生位置を第２の位置情報としてセンサ情報生成部２２に送る。また、ショートを発生させた交差点の位置を示す情報が、第１の位置情報として指示出力部２８からセンサ情報生成部２２に送られる。
【００８０】
センサ情報生成部２２は、第１および第２の位置情報に基づいて、センサ情報を生成する。そして、センサ情報生成部２２は、生成したセンサ情報をセンサ情報記憶部２４に送る。これにより、制御装置２０は、センサ情報を取得する（ステップＳ３０）。
【００８１】
欠陥などの異常が発生する際には、物理的な破壊現象を起こした際にＡＥ信号が発生する事が判っている。ここで、ＡＥセンサ５０Ｘを用いた異常発生位置の特定方法について説明する。図９は、ＡＥ信号の縦波および横波を用いて異常発生位置を特定する方法を説明するための図である。
【００８２】
テンプレートＴｘで亀裂などの異常が発生した際のＡＥ信号には、縦波（Ｐ波）６５と横波（Ｓ波）６６とが含まれている。縦波６５は、例えば、テンプレートＴｘや校正用テンプレートＴｐ内を、５７７０ｍ／ｓｅｃで伝播する。また、横波６６は、例えば、テンプレートＴｘや校正用テンプレートＴｐ内を、３４６２ｍ／ｓｅｃで伝播する。
【００８３】
異常判定部２７へは、比較用のＡＥ信号の一例として、信号波形に対する閾値（基準値）Ｖ０を設定しておく。この閾値Ｖ０は、所定の振幅を示している。異常判定部２７は、縦波６５の信号波形が閾値Ｖ０に到達した時刻Ｔａを、縦波６５の到達タイミングであると判断する。また、異常判定部２７は、横波６６の信号波形が閾値Ｖ０に到達した時刻Ｔｂを、横波６６の到達タイミングであると判断する。
【００８４】
異常判定部２７は、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの経過時間Ｔ１（Ｔ１＝Ｔｂ−Ｔａ）を算出する。経過時間Ｔ１は、縦波６５が到達してから横波６６が到達するまでの時間（Ｐ波／Ｓ波到達時間差）である。異常判定部２７は、経過時間Ｔ１、縦波６５の伝播速度、横波６６の伝播速度を用いて、ＡＥセンサ５０Ｘから異常発生位置までの距離を算出する。
【００８５】
なお、異常判定部２７は、縦波６５および横波６６に加えて、表面波（Ｒ波）の到達速度および伝播速度を用いて、ＡＥセンサ５０Ｘから異常発生位置までの距離を算出してもよい。また、異常判定部２７は、縦波６５、横波６６および表面波の少なくとも２つの波を選択し、選択した波の到達速度および伝播速度を用いて、ＡＥセンサ５０Ｘから異常発生位置までの距離を算出してもよい。
【００８６】
なお、信号波形に対する閾値は、ＡＥ信号の弾性波の周波数、振幅、波形形状、発生時間および発生間隔に対して設定されてもよい。この場合、異常判定部２７は、検出された信号波形の周波数、振幅、波形、発生時間および発生間隔の少なくとも１つと、予め設定しておいた少なくとも１つの閾値と、を比較することによって異常判定を行う。また、信号波形に対する閾値は、異常の種類毎に設定されてもよいし、異常の度合い毎に設定されてもよい。
【００８７】
異常判定部２７は、複数のＡＥセンサ５０Ｘに対して、ＡＥセンサ５０Ｘから異常発生位置までの距離を算出する。そして、異常判定部２７は、算出した複数の距離に基づいて、異常発生位置を特定する。なお、異常判定部２７は、複数のＡＥセンサ５０Ｘで検出されたＡＥ信号の検出タイミグの時間差に基づいて、異常発生位置を特定してもよい。
【００８８】
異常判定部２７は、特定した異常発生位置を第２の位置情報としてセンサ情報生成部２２へ送る。異常判定部２７は、交差点の位置である実際の異常発生位置（第１の位置情報）と、第２の位置情報と、に基づいて、センサ情報を生成する。センサ情報は、センサ情報記憶部２４で記憶される。
【００８９】
第２の位置情報が特定された後、校正用テンプレートＴｐは、インプリント装置１０１から搬出される（ステップＳ４０）。この後、インプリントに用いられるテンプレートＴｘがインプリント装置１０１に搬入される（ステップＳ５０）。
【００９０】
原版ステージ２Ｘは、搬入されたテンプレートＴｘを、裏面側から真空吸着して固定する。また、アクチュエータ３１Ｘは、テンプレートＴｘの側面を押す。これにより、テンプレートＴｘが、底面側および側面側で固定される。そして、インプリント処理が開始される（ステップＳ６０）。
【００９１】
インプリント装置１０１は、レジスト４０Ｘが配置されたウエハＷｘに対して、テンプレートＴｘを押し当てる。そして、インプリント装置１０１は、硬化したレジスト４０ＹからテンプレートＴｘを引き離す。インプリント装置１０１では、インプリント処理の間、ＡＥセンサ５０ＸがＡＥ波形の検出を行う。
【００９２】
ＡＥセンサ５０ＸがＡＥ波形を検出すると（ステップＳ７０）、ＡＥ波形に対応するＡＥ信号が制御装置２０のＡＥ信号入力部２１に送られる。このＡＥ信号は、異常判定部２７に送られる。異常判定部２７は、ＡＥ信号に基づいて、異常発生位置を算出する（ステップＳ７５）。
【００９３】
さらに、異常判定部２７は、センサ情報を用いて、異常発生位置を校正する（ステップＳ８０）。また、異常判定部２７は、ＡＥセンサ５０ＸからのＡＥ信号と、比較用のＡＥ信号と、を比較することによって、テンプレートＴｘなどで異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ９０）。異常判定部２７は、比較用のＡＥ信号に対する、ＡＥセンサ５０ＸからのＡＥ信号の類似度が所定の範囲内である場合に、異常が発生したと判定する。
【００９４】
異常判定部２７は、異常が発生したと判定した場合には、発生した異常がテンプレートＴｘの修復が困難な状態に近づいているか否かを判定する（ステップＳ１００）。異常判定部２７は、テンプレートＴｘの修復が困難な状態に近づいていると判定した場合（ステップＳ１００、Ｙｅｓ）、インプリント処理の停止指示（中断指示）などを指示出力部２８に送る。
【００９５】
指示出力部２８は、インプリント処理の停止指示を、インプリント装置１０１内の各構成要素に送信する。これにより、インプリント処理が停止する（ステップＳ１１０）。さらに、異常判定部２７は、判定結果を判定情報出力部２９に送る。
【００９６】
また、異常判定部２７は、テンプレートＴｘの修復が困難な状態には近づいていないと判定した場合（ステップＳ１００、Ｎｏ）、インプリント処理を停止させることなく、判定結果を判定情報出力部２９に送る。判定情報出力部２９は、判定結果を表示装置などに送信する（ステップＳ１２０）。
【００９７】
なお、異常判定部２７は、異常状態に応じた処理を実行してもよい。例えば、異常判定部２７は、ＡＥ信号の所定要素が第１の基準値を超えた場合に第１の処理を実行し、ＡＥ信号の所定要素が第Ｐ（Ｐは自然数）の基準値を超えた場合に第Ｐの処理を実行してもよい。第１の処理は、例えば、異常の予兆報告を判定情報出力部２９に送る処理である。また、第Ｐの処理は、例えば、ウエハＷｘをリワークさせる通知を判定情報出力部２９に送る処理である。また、インプリント装置１０１は、インプリント工程にて、異常の度合いなどを学習し、異常の度合いに応じた処理を実行してもよい。
【００９８】
このように、本実施形態では、インプリント工程時の異常をインプリント工程の中(IN-SITU)で検出する。そして、異常検出のリアルタイム性を生かして、欠陥が発生する前に、その予兆を捉えて未然に欠陥発生などを防止する。インプリント工程では、何らかの原因でレジスト４０Ｙに欠陥が発生する場合がある。欠陥の原因には、例えば、（１）レジスト４０Ｘの充填不良がある。この充填不良は、ダストや、離型時のレジスト剥がれなどが原因で発生する。
【００９９】
また、欠陥の原因には、（２）気泡、微小泡、インクジェットバブル、（３）テンプレートパターンの凹部での異物の詰まり、（４）ウエハＷｘ上の異物、（５）大きな欠陥などがある。このような原因によってレジスト４０Ｙの残膜部分が剥がれるなどしてウエハＷｘの表面がむき出しになる場合がある。
【０１００】
また、インプリントショット毎に共通した位置に発生する欠陥（共通欠陥）がある。このような欠陥は、テンプレートＴｘの破損（ひび割れ、破壊）、レジスト４０Ｘのごみ噛み、レジスト４０Ｘのひび割れ、レジスト４０Ｘの破壊などが原因となっている。
【０１０１】
また、微小で欠陥にはならないサイズのレジストごみ噛みが欠陥の種となる場合がある。この場合、インプリントショットが繰り返し継続される際に欠陥が成長して欠陥サイズが大きくなり、成長欠陥となる。このような成長欠陥は、異常判定部２７が、ＡＥ信号に所定の処理を実行することによって、欠陥サイズが所定値に達する前に予兆として、捉えることができる。この場合、異常判定部２７は、ＡＥ信号のショット毎の変化に基づいて異常の予兆を判定する。このように、インプリント装置１０１は、加工工程におけるＡＥ信号の発生を識別することによって、通常と違った異常状態に至る予兆システムとして動作することができる。
【０１０２】
また、ウエハＷｘの全面にテンプレートパターンがインプリントされるfullフィールドのインプリント処理と、ウエハＷｘの周辺へのインプリント処理とでは、インプリント面積が異なる。このため、テンプレートＴｘが離型される際に、テンプレートＴｘとレジスト４０Ｙとの間に生じる離型力（摩擦力）も異なる。異常判定部２７は、この離型力の変化を判定してもよい。これにより、離型力の変化をインプリントの離型力制御にフィードバックさせることが可能となる。
【０１０３】
また、インプリント装置１０１は、インクジェット方式のレジスト滴下装置を備えている。このレジスト滴下装置は、１ショットずつライン状に配置されたスキャンノズル（ピエゾ素子）で、レジスト４０Ｘを塗布する。この構成に対し、ＡＥセンサ５０Ｘをスキャンノズルの近傍に設置しておくことで、レジスト４０Ｘの流量、流動に関しても間接的にモニターすることが可能となる。
【０１０４】
また、レジスト材料の素材の安定化管理や、インプリント装置１０１を使い始める際に事前にレジスト４０Ｘの流し試験をする場合がある。このような管理や試験の際に、ＡＥセンサ５０Ｘを用いて、レジスト４０Ｘの流れ状態を確認してもよい。
【０１０５】
また、レジスト４０Ｘが押印される際には、レジスト４０Ｘが泡を噛む場合や、レジスト４０Ｘが充填不良となる場合がある。これらの場合不特定形状の巨大欠陥が形成されることとなるが、このような状態をＡＥセンサ５０Ｘを用いて検出してもよい。
【０１０６】
また、レジスト４０Ｘの粘度が周辺環境が原因で変動した場合、テンプレートパターンの凹凸部分に沿って毛細管現象で隣の領域までレジスト４０Ｘが流れてＵＶ硬化することがある。この場合も、ＡＥセンサ５０Ｘを用いて、異常発生位置であるＡＥ発生源や欠陥サイズなどを特定してもよい。なお、上述した異常判定の処理例は一例であり、インプリント装置１０１による異常判定処理は上述した例に限定されるものではない。
【０１０７】
ここで、ＡＥ波について説明する。アコースティックエミッション（ＡＥ）は、個体材料内部の微小な破壊、あるいは、それと同様なエネルギー解放過程によって発生する弾性波動現象である。例えば、ＡＥは、テンプレートＴｘやウエハＷｘなどの部材が変形したり、部材に亀裂が発生したりする際に、部材が内部に蓄えていた歪みエネルギーを弾性波として放出する現象である。
【０１０８】
また、テンプレートＴｘとレジスト４０Ｙとの間、レジスト４０ＹとウエハＷｘとの間、テンプレートＴｘとウエハＷｘとの間などに異物が入り込む場合がある。このような場合、テンプレートＴｘと異物との接触、レジスト４０Ｙと異物との接触、ウエハＷｘと異物との接触などによって、個体材料内部に微小な破壊が発生する。この場合にも、ＡＥ波が発生する。
【０１０９】
本実施形態では、このＡＥ波をテンプレートＴｘの側面などに設置した変換子すなわちＡＥセンサ５０Ｘで検出し、信号処理を行うことによって破壊過程を評価する。検出されるＡＥ信号は通常、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数帯域を持っている。例えば、石英の場合、ＡＥ信号は、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数領域に成分をもつ信号であり、金属材料では１００〜１０００ｋＨｚの周波数領域に成分をもつ信号である。
【０１１０】
ＡＥセンサ５０Ｘには、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などの圧電素子（ピエゾ素子）が用いられる。ＡＥセンサ５０Ｘは、接着剤やシリコングリースなどの音響カップラを介してテンプレートＴｘの側面などに密着させてＡＥ信号を検出する。
【０１１１】
ＡＥ波には大きく分けて連続型と突発型の２つがある。主として塑性変形の際に出る連続型ＡＥの発生と特性に関しては、その計測においてＡＥの計数率と計数総数を得ることを目的とすることが多い。一方、突発型ＡＥは、構造材の微小な割れの進行に伴って発生するものであり、異常発生源の位置を知ることが計測の重要な目的の一つとなる。
【０１１２】
突発型ＡＥの信号レベルは、連続型ＡＥの信号レベルに比較してはるかに大きいが、位置標定のためには、複数個のＡＥセンサ５０Ｘでの信号到達時間差の正確な測定を行う必要がある。また、突発型ＡＥは、発生数も少ないので、たとえ計数率のみを測定するとしても雑音の除去を厳重に行うことが重要となってくる。なお、連続型ＡＥと突発型ＡＥを検出するセンサや増幅器などは、共通点が多い。
【０１１３】
ＡＥ波は、極めて短時間に起こる割れの進行或いは塑性変形に伴うエネルギーが解放されるときに発生する弾性波である。このため、ＡＥの原波形は、鋭いインパルス状のものと考えられ、広い範囲の周波数成分を含んでいる。これらのＡＥ信号は、ＡＥセンサ５０Ｘによって検出される。ここで注意しなければならないことは、電気的信号として観測されるＡＥ信号は、原波形そのままではなく伝播（伝播媒体材料の材質や形状）ならびにＡＥセンサ５０Ｘの特性を経たものであり、複雑な性状を示すということである。したがって、ＡＥ信号とはＡＥ波を受信したＡＥセンサ５０Ｘの出力あるいは増幅された電気信号をさす。また、ＡＥ計測におけるＡＥ波の伝播特性は、伝播体形状、減衰、界面の違いで変化する。
【０１１４】
例えば、固体中の弾性波には縦波（Ｌ）と横波（Ｓ）の２種類がある。横波の伝播速度は、縦波の速度の約６０％である。これらの波が境界面にあたると、一般に表面波（Ｒ）とよばれる表面に沿って伝播する波が生じる。表面波の速度は、横波の速度の約９０％である。
【０１１５】
図１０は、弾性波を説明するための図である。図１０の（ａ）に示すように、固体中の１点（ＡＥ源６０）でＡＥが生じた場合、表面に設置されたＡＥセンサ５０Ｘには、縦波Ｌ、横波Ｓ、表面波Ｒが時間的に相前後して到着し、互いに干渉し合って複雑な様相を呈する。この事情は地震観測と同じである。
【０１１６】
実際にＡＥ技術を応用する場合、弾性波が半無限体とみなせるように大きい被験物の中を伝播することは少なく、図１０の（ｂ）に示すように、むしろ高圧容器のように広い板の中を伝播することが多いと言われている。
【０１１７】
ＡＥ波は、境界面（板の表裏面）の間で多重反射を繰り返しながら伝播する。しかも、反射のたびに横波と縦波の相互間にモード変換がある。この場合、板厚が有限なため純粋な表面波は存在していない。このようにして伝播する波は、一般に被導波（guided  wave）とよばれ、単一周波数の連続に対してさえ複雑な特性を有している。さらに、物体の変形や破壊の過渡的現象を扱うＡＥ波は非常に複雑になる。
【０１１８】
板の中の波は、ラム波（Lamb）あるいは板波と呼ばれる。テンプレートＴｘなどの石英の中の音速は、縦波が約５０００ｍ/ｓ、横波が約３０００ｍ/ｓ、表面波は約２，５００ｍ/ｓ近辺である。このため、ＡＥ計数率、計数総数、振幅分布などの計測には、音速はあまり問題にならないが、位置標定を行う場合、受信波の速度の選択は直接標定精度に関係するので重要である。
【０１１９】
一般には、板の厚い場合（鋼で数ｃｍ以上）は、横波と表面波の中間の速度を選び、比較的薄い厚さの場合は板波の速度を参照して選べば良いとされる。テンプレートＴｘは、石英であり構造が単純であるので、事前に弾性波のシミュレーションができる。
【０１２０】
ＡＥ信号の立ち上がりおよび立ち下りが一様ではなく、いくつかのピークを持つことは計数率、計数総数および振幅などの測定に際し注意する必要がある。さらに、減衰には弾性波が四方に広がっていくための広がり損失と固体の内部の摩擦による損失とがある。前者は周波数に関係せず大きな固体では球面波に、板状部材では円筒波の減衰になる。前者の振幅は距離に反比例し、後者の振幅は距離の平方根に反比例する。また、棒状部材の被導波では広がり損失はない。
【０１２１】
図１１は、複数のＡＥセンサによるＡＥ波形の検出処理を説明するための図である。インプリント装置１０１では、ＡＥセンサ５０Ｘ毎に異なるタイミングでＡＥ信号を受信する。これは、ＡＥ源６０とＡＥセンサ５０Ｘとの間の距離が、ＡＥセンサ５０Ｘ毎に異なるからである。
【０１２２】
例えば、図１１に示すように、第１のＡＥセンサ５０Ｘ−１は、テンプレートＴｘのＡＥ源６０で異常が発生してから時間ｔ１の経過後にＡＥ信号を受信する。また、第２のＡＥセンサ５０Ｘ−２は、テンプレートＴｘのＡＥ源６０で異常が発生してから時間ｔ２の経過後にＡＥ信号を受信する。
【０１２３】
異常判定部２７は、例えば、図１１に示した第１のＡＥセンサ５０Ｘ−１および第２のＡＥセンサ５０Ｘ−２からのＡＥ信号に基づいて、異常発生位置を特定する。なお、異常判定部２７は、以下の図１２に示す第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３および第４のＡＥセンサ５０Ｘ−４からのＡＥ信号に基づいて、異常発生位置を特定してもよい。
【０１２４】
図１２は、異常発生位置の特定方法を説明するための図である。図１２の（ａ）は、ＡＥ信号の波形例を示し、図１２の（ｂ）は、第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３および第４のＡＥセンサ５０Ｘ−４の位置関係を示している。
【０１２５】
第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３は、異常の発生から時間ｔ３後にＡＥ信号を検出するとする。また、第４のＡＥセンサ５０Ｘ−４は、異常の発生から時間ｔ４後にＡＥ信号を検出するとする。この場合、第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３で検出されるＡＥ信号と、第４のＡＥセンサ５０Ｘ−４で検出されるＡＥ信号とは、（ｔ４−ｔ３）の時間だけ検出タイミングがずれている。
【０１２６】
ＡＥ源６０の位置が、第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３と第４のＡＥセンサ５０Ｘ−４との中間位置から距離Ｌだけ第３のＡＥセンサ５０Ｘ−３に近いとする。この場合、音速をＣとすると、ＡＥ源６０の位置（距離Ｌ）は、Ｌ＝（１／２）×Ｃ×（ｔ４−ｔ３）によって表すことができる。異常判定部２７は、例えば、この式を用いて異常発生位置を特定する。
【０１２７】
インプリント装置１０１が、ＡＥセンサ５０Ｘを２つ備えている場合には、異常判定部２７は、異常発生位置を平面的（２次元的）に特定することができる。また、インプリント装置１０１が、ＡＥセンサ５０Ｘを３つ備えている場合には、異常判定部２７は、異常発生位置を立体的（３次元的）に特定することができる。
【０１２８】
半導体装置の製造工程では、加工工程において物質的な接触、破壊、こすりなどが原因でＡＥ信号が発生する。したがって、インプリント装置１０１などの半導体装置の製造装置は、ＡＥ信号を欠陥の予兆として検出してもよいし、欠陥発生の起点として検出してもよい。また、これら一連の欠陥検出機能は、欠陥予兆システム、もしくはリアルタイムで欠陥を検出する欠陥検査装置に適用してもよい。
【０１２９】
図１３は、異常検査装置を有したインプリント装置の構成例を示す図である。インプリント装置１０１は、ウエハ温調（ＷＴＣ）ステージ４１、ＳＣＨ４２、プリアライメント（ＰＡ）ステージ４３、メンテナンスキャリア４４、加工ステージ１０２などを備えている。ウエハＷｘは、ウエハ温調ステージ４１、ＳＣＨ４２、プリアライメントステージ４３、メンテナンスキャリア４４を介して、加工ステージ１０２に搬送される。
【０１３０】
加工ステージ１０２は、インライン検査ステージ４５と、インプリントステージ４６−１〜４６−ｎ（ｎは自然数）を備えている。ここでの、インライン検査ステージ４５と、インプリントステージ４６−１〜４６−ｎとが、異常検査装置である。なお、以下では、インプリントステージ４６−１〜４６−ｎをインプリントステージ４６ｘという。
【０１３１】
インライン検査ステージ４５は、テンプレートＴｘをインラインで異常検査するステージである。インライン検査ステージ４５は、ＡＥセンサ５０Ｘを備えている。インライン検査ステージ４５では、テンプレートＴｘの欠陥検査、修復処理などが行われる。
【０１３２】
インライン検査ステージ４５は、例えば、テンプレートＴｘに数十ｎｍのテンプレートパターンを形成することによって、テンプレートＴｘを修復する。インライン検査ステージ４５は、テンプレートパターンの欠損前であれば、レーザ光の照射などによってひび割れ箇所などを修正してもよい。また、インライン検査ステージ４５は、特定された異常発生位置と、設計データ（ＧＤＳ：(Graphic  Data  System））とを比較することによって、細かな修正を自動的に実行してもよい。これらのテンプレートＴｘの修復処理は、テンプレートＴｘの長寿命化に繋がる。インプリントステージ４６ｘは、前述したように、ＡＥセンサ５０Ｘを用いてインプリント中にテンプレートＴｘの欠陥（発生した欠陥や欠陥発生の予兆）などを検出する。
【０１３３】
本実施形態では、ＡＥセンサ５０ＸによってＡＥ信号を検出する。インプリント装置１０１は、ナノインプリント工程中の所定の加工工程中（例えば、押印時、レジストパターンのＵＶ硬化処理時、テンプレートＴｘの離型時など）に、テンプレートＴｘから伝わってくるＡＥ信号をＡＥセンサ５０Ｘにてモニターする。そして、インプリント装置１０１は、ＡＥ信号の挙動を計測および解析することで、レジスト４０ＹおよびテンプレートＴｘの破壊、もしくは破壊前の予兆（ひび割れなど）をリアルタイムで検出できる。
【０１３４】
したがって、欠陥が発生する前に予兆を捉えることができ、未然に欠陥の発生を防止することが可能となる。また、ウエハＷｘ上に形成されたレジスト４０Ｙが離型の際に、ウエハＷｘの表面上から剥がれる現象（巨大欠陥）、上述した（１）〜（５）による不良、成長欠陥などに関しても未然に発生を防止することが可能となる。
【０１３５】
すなわち、ＡＥセンサ５０Ｘが検出したＡＥ波形をリアルタイムにモニターし解析することで、欠陥が発生しそうな予兆、もしくは欠陥が発生した時点でインプリント装置１０１を停止することができる。また、ウエハＷｘは、リワークに移し、テンプレートＴｘを洗浄工程などに移すといった処置も可能となる。
【０１３６】
このように、本実施形態では、インプリント工程などのパターン加工工程において、ダイナミックかつリアルタイムに、パターン欠陥の予兆もしくは欠陥を検出し、適正な処理（例えば、テンプレートＴｘの洗浄、インプリント処理の停止、テンプレートＴｘの交換、テンプレートＴｘの破棄、ウエハＷｘのリワークなど）が実行される。
【０１３７】
インプリント装置１０１によるインプリント処理は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、ＡＥセンサ５０Ｘを用いたＡＥ信号の検出に基づいて、テンプレートＴｘの修正や、レジスト４０Ｙの再形成などが行われる。
【０１３８】
具体的には、ウエハＷｘに被加工膜が形成され、この被加工膜の上層側にレジスト４０Ｘが塗布される。そして、レジスト４０Ｘの塗布されたウエハＷｘに対して、インプリント処理が行われる。このとき、ＡＥセンサ５０Ｘを用いてＡＥ信号が検出され、ＡＥ信号に基づいて異常が発生したか否かが判定される。
【０１３９】
異常が発生していなければ、レジスト４０Ｙをマスクとして被加工膜がエッチングされる。これにより、レジスト４０Ｙに対応する基板上パターンがウエハＷｘ上に形成される。異常が発生していれば、レジスト４０Ｙが除去されたうえで、再度、インプリント処理によるレジスト４０Ｙの形成処理が行われる。
【０１４０】
半導体装置（半導体集積回路）を製造する際には、上述した被加工膜の形成処理、インプリント処理、異常判定処理、パターン修正処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【０１４１】
なお、インプリント装置１０１が異常を検出するテンプレートＴｘは、親テンプレート、子テンプレート、実験用テンプレート、製品用テンプレートなど何れのテンプレートであってもよい。親テンプレートは、子テンプレートにテンプレートパターンを転写するためのテンプレートである。
【０１４２】
また、本実施形態では、ＡＥセンサ５０Ｘを用いてインプリント工程の異常判定を行う場合について説明したが、他のセンサを用いてインプリント工程の異常判定を行ってもよい。例えば、インプリント工程の際に発生する力としては、ＡＥ波に限らず、レジスト４０Ｘ，４０ＹおよびウエハＷｘの少なくとも一方の、ねじれ、応力、振動、加速度、角速度の少なくとも１つに起因するものがある。したがって、インプリント工程の異常判定を行なうピエゾ素子センサ（圧電素子センサ）としては、ＡＥ、ねじれ、曲がり、応力、振動、加速度、ジャイロ（角速度）地震計などを測定するセンサを用いてもよい。そして、異常判定部２７は、テンプレートＴｘ、レジスト４０Ｘ，４０Ｙ、およびウエハＷｘの少なくとも１つから発生する力に基づいて、インプリント工程の異常判定を行う。
【０１４３】
このように第１の実施形態では、テンプレートＴｘ、レジスト４０Ｘ，４０Ｙ、およびウエハＷｘの少なくとも１つからインプリント工程の際に発生する力（ＡＥ波など）に基づいて、インプリント工程の異常判定を行っている。したがって、インプリント工程における異常を容易かつ短時間で検出することが可能となる。
【０１４４】
また、ＡＥ波などに基づいて異常判定を行っているので、異常管理に必要な検査数を少なくすることができる。また、異常発見までの時間ロスを防止できるので、製品不良品を作り込んでしまう（生産ロス）を抑制できる。
【０１４５】
（第２の実施形態）
つぎに、図１４を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ＡＥセンサをテンプレートに直接配置しておく。そして、テンプレートに配置されたＡＥセンサからのＡＥ信号に基づいて、インプリント工程の異常判定が行われる。
【０１４６】
図１４は、ＡＥセンサが配置されたテンプレートの構成例を示す図である。図１４の（ａ）は、テンプレートＴｙの上面図を示し、図１４の（ｂ）は、テンプレートＴｙおよび原版ステージ２Ｙの断面図を示している。図１４の各構成要素のうち図３に示す第１の実施形態のテンプレートＴｘと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１４７】
テンプレートＴｙは、テンプレートＴｘと同様の基板構成を有している。テンプレートＴｙの表面側の中央領域には、パターン領域７１が配置されている。テンプレートＴｙは、裏面側から原版ステージ２Ｙによって固定されている。パターン領域７１と、パターン領域７１よりも外側の領域には、ザグリ７２が設けられている。
【０１４８】
テンプレートＴｙの表面側には、ＡＥセンサ５０ＡとＡＥセンサ５０Ｂが配置されている。具体的には、パターン領域７１に、１〜複数のＡＥセンサ５０Ａが配置されている。また、パターン領域７１よりも外側の領域に、１〜複数のＡＥセンサ５０Ｂが配置されている。
【０１４９】
そして、各ＡＥセンサ５０Ａ，５０Ｂは、信号取り出し配線群７３に接続され、この信号取り出し配線群７３が、制御装置２０に接続される。この構成により、ＡＥセンサ５０ＡとＡＥセンサ５０Ｂとで、インプリント時の異常などを検出することが可能となる。
【０１５０】
このように第２の実施形態では、テンプレートＴｙにＡＥセンサ５０Ａ，５０Ｂが配置されている。このため、インプリント工程の際に発生する力（ＡＥ波など）を正確に検出することが可能となる。したがって、インプリント工程における異常を容易かつ短時間で検出することが可能となる。
【０１５１】
（第３の実施形態）
つぎに、図１５を用いて第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、テンプレートの歪みを側面側から補正する側面静電チャックに、ＡＥセンサを配置しておく。また、第３の実施形態では、テンプレートの歪みを上面側から補正する上面静電チャックにＡＥセンサを配置しておいてもよい。
【０１５２】
図１５は、ＡＥセンサが配置された側面静電チャックの構成例を示す図である。図１５の（ａ）は、側面静電チャック６２の斜視図を示し、図１５の（ｂ）は、側面静電チャック６２およびテンプレートＴｘの断面図を示している。
【０１５３】
テンプレートＴｘは、アクチュエータ３１Ｘと側面静電チャック６２と後述する上面静電チャック６４とによって、固定されたうえで、レジスト４０Ｘに押し当てられる。側面静電チャック６２は、テンプレートＴｘの外周部側からテンプレートＴｘの側面を固定するテンプレートチャックである。インプリント装置１０１には、４つの側面静電チャック６２が配置されており、それぞれがテンプレートＴｘの四方の側面を固定する。
【０１５４】
側面静電チャック６２は、ＭＡＧ（倍率）補正用の静電チャックである。なお、側面静電チャック６２は、圧電センサを用いたチャック力制御によってＭＡＧ調整してもよい。側面静電チャック６２は、テンプレートＴｘのＸＹ平面内の歪みを補正する。
【０１５５】
側面静電チャック６２には、格子状に複数のチャック部６１が配置されている。側面静電チャック６２では、各チャック部６１に対して、上側（Ｚ軸方向のプラス側）の電圧と下側（Ｚ軸方向のマイナス側）の電圧とが調整される。これにより、テンプレートＴｘの側面に静電チャック力が働く。テンプレートＴｘへの静電チャック力は、各チャック部６１の位置毎に種々の大きさに調整される。この結果、テンプレートＴｘの曲がり、歪み、撓みなどが補正される。
【０１５６】
本実施形態では、各チャック部６１の中にＡＥセンサ５０ＸなどのＡＥセンサが取り付けられる。これにより、テンプレートＴｘの曲がりなどが細かく補正されるとともに、テンプレートＴｘからのＡＥ信号を細かく検出することが可能となる。
【０１５７】
図１６は、ＡＥセンサが配置された上面静電チャックの構成例を示す図である。図１６の（ａ）は、上面静電チャック６４の斜視図を示し、図１６の（ｂ）は、上面静電チャック６４およびテンプレートＴｘの断面図を示している。
【０１５８】
上面静電チャック６４は、テンプレートＴｘの上部側からテンプレートＴｘの上面（裏面）を固定するテンプレートチャックである。上面静電チャック６４は、テンプレート面（Ｚ軸方向の撓みなど）を補正する。なお、上面静電チャック６４は、圧電センサを用いたチャック力制御によってテンプレート面の歪みなどを調整してもよい。
【０１５９】
上面静電チャック６４には、格子状に複数のチャック部６３が配置されている。上面静電チャック６４では、各チャック部６３に対して印加電圧が調整される。これにより、テンプレートＴｘの上面に静電チャック力が働く。テンプレートＴｘへの静電チャック力は、各チャック部６３の位置毎に種々の大きさに調整される。この結果、テンプレートＴｘのＺ軸方向の曲がり、歪み、撓みなどが補正される。
【０１６０】
本実施形態では、各チャック部６３の中にＡＥセンサ５０ＸなどのＡＥセンサが取り付けられる。これにより、テンプレートＴｘの曲がりなどが細かく補正されるとともに、テンプレートＴｘからのＡＥ信号を細かく検出することが可能となる。
【０１６１】
このように第３の実施形態によれば、側面静電チャック６２や上面静電チャック６４のチャック部６１，６３にＡＥセンサ５０Ｘが配置されている。このため、インプリント工程の際に発生する力（ＡＥ波など）を正確に検出することが可能となる。したがって、インプリント工程における異常を容易かつ短時間で検出することが可能となる。
【０１６２】
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】
【０１６３】
２Ｘ，２Ｙ…原版ステージ、２０…制御装置、２２…センサ情報生成部、２４…センサ情報記憶部、２５…比較信号記憶部、２７…異常判定部、２８…指示出力部、３１，３３…ピエゾ素子、３１Ｒ〜３４Ｒ，３１Ｌ〜３４Ｌ，３１Ｔ〜３４Ｔ，３１Ｂ〜３４Ｂ…アクチュエータ、３５Ｒ，３５Ｌ，３５Ｔ，３５Ｂ…端子、３６…配線、４０Ｘ，４０Ｙ…レジスト、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｘ…ＡＥセンサ、５５…ＡＥ計測系、６０…ＡＥ源、６１，６３…チャック部、６２…側面静電チャック、６４…上面静電チャック、７１…パターン領域、７３…信号取り出し配線群、１０１…インプリント装置、Ｔｐ…校正用テンプレート、Ｔｘ，Ｔｙ…テンプレート、Ｗｘ…ウエハ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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