(57)【要約】【課題】  光学装置を退避させることなく、かつ位置合わせすべき２つの対象物が接触した状態でも位置検出が可能なナノインプリント装置を提供する。【解決手段】  第１の保持台が、第１のマークが形成された被転写基板を保持する。第２の保持台が、第２のマーク及び凹凸パターンが形成された型を、凹凸パターンが形成された面を被転写基板に対向させて保持する。変位機構が、第１及び第２の保持台の少なくとも一方を変位させる。昇降機構が、被転写基板と型とが接触するまで、第１及び第２の保持台の少なくとも一方を移動させる。被転写基板の表面に対して光軸が傾斜した対物レンズを含む受光装置が、第１及び第２のマークからの散乱光により両者の像を得る。制御装置が、観測結果に基づいて、第１のマークと第２のマークとの相対位置を求め、変位機構を制御して、第１のマークと第２のマークとの位置合わせを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を散乱させる第１のアライメントマークが表面上に形成された被転写基板を保持する第１の保持台と、
光を散乱させる第２のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成された型を、凹凸パターンが形成されている面が前記第１の保持台に保持される被転写基板に対向するように保持する第２の保持台と、
前記第１の保持台及び前記第２の保持台の少なくとも一方を他方に対して変位させる変位機構と、
前記第１の保持台に保持された被転写基板と、前記第２の保持台に保持された型とが接触するまで両者が近づくように、前記第１の保持台及び前記第２の保持台の少なくとも一方を移動させる昇降機構と、
前記第１の保持台に保持された被転写基板の表面に対して光軸が傾斜した対物レンズを含み、該第１の保持台に保持された被転写基板の第１のアライメントマーク及び前記第２の保持台に保持された型の第２のアライメントマークからの散乱光により、第１のアライメントマーク及び第２のアライメントマークの像を得る受光装置と、
前記受光装置の観測結果に基づいて、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの相対位置を求め、前記変位機構を制御して、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの位置合わせを行う制御装置と
を有するナノインプリント装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記受光装置の観測結果に基づいて、前記第１の保持台に保持されている被転写基板と、前記第２の保持台に保持されている型との間の距離を求める請求項１に記載のナノインプリント装置。
【請求項３】
さらに、前記第１の保持台に保持されている被転写基板の表面に光を照射するか、または該被転写基板を加熱する加熱手段を有する請求項１または２に記載のナノインプリント装置。
【請求項４】
（ａ）表面に第１のアライメントマークが形成された被転写基板と、表面に第２のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成されている型とを、該型の凹凸パターンが付された面を該被転写基板に対向させて、ある間隔を隔てて配置する工程と、
（ｂ）前記被転写基板の表面に対して斜めの光軸を持った対物レンズを含む受光装置で、前記第１のアライメントマーク及び第２のアライメントマークを観測する工程と、
（ｃ）観測結果に基づいて、前記被転写基板と型との位置合わせを行う工程と、
（ｄ）前記被転写基板と前記型とを徐々に近づけ、前記型を前記被転写基板に押し付けて、前記被転写基板の表面に該型の凹凸を転写する工程と、
（ｅ）前記型を前記被転写基板から離す工程と
を有するナノインプリント方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）が、前記被転写基板と前記型とを近づける工程の途中に、前記受光装置で、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークを観測し、観測結果に基づいて、前記被転写基板と前記型との位置ずれを検出する工程を含む請求項４に記載のナノインプリント方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）が、前記被転写基板と前記型とを徐々に遠ざける工程の途中に、前記受光装置で、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークを観測しながら、前記被転写基板と前記型との位置ずれを検出する工程を含む請求項４または５に記載のナノインプリント方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）が、前記型を前記被転写基板に押し付けた状態で、前記受光装置で、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークを観測する工程を含み、
さらに、前記工程（ｅ）の後、前記型を前記被転写基板に押し付けた状態で観測された前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの位置情報に基づいて、凹凸パターンの転写結果の良否を判定する工程を含む請求項４〜６のいずれかに記載のナノインプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント装置及び方法に関し、特に被転写基板と型との位置合わせを行って、被転写基板に型を転写するナノインプリント装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、１００ｎｍ以下の微細なパターンの形成と、量産性とを両立させる技術としてナノインプリント法が注目されている。ナノインプリント法は、転写すべきパターンを形成した型（モールド）を、基板上に塗布されているレジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることにより、レジスト層にパターンを転写する方法である。熱可塑性レジストを用いる熱インプリント法（例えば、米国特許第５，７７２，９０５号、S.Y.Chou et al., Appl. Phys. Lett., vol.67, p.3314(1995)、特開２００３−７７８０７号公報）や光硬化性レジストを用いる光インプリント法（例えば、XiaY. et al., Adv. Mate., vol.9 p.147、特開２００１−６８４１１号公報、特開２０００−１９４１４２号公報）が知られている。その他に、加工すべき基板に型を押し付けた状態で、型越しにレーザパルスを照射し、基板表層部を溶融させて型を転写するレーザ支援インプリント法が知られている。
【０００３】
型を転写する際には、型と基板との位置合わせを行う必要がある。特許文献１に、型と基板との位置合わせ方法が開示されている。
【０００４】
図６を参照して、特許文献１に記載された位置合わせ方法について説明する。ウエハ１００の表面にアライメントマーク１０３が形成されている。ウエハ１００の表面は、レジスト膜１０５で覆われている。型１０１が、ウエハ１００に、ある間隔を隔てて配置されている。型１０１の、ウエハ１００に対向する面に、アライメントマーク１０４が形成されている。
【０００５】
ウエハアライメントマーク１０３及び型アライメントマーク１０４の近傍にレーザ光を照射し、受光装置１０２で反射信号を検出し、その強度変化を観察することにより、マークの位置確認を行うことができる。
【０００６】
Molecular Imprints,Inc.のナノインプリント装置に採用されている位置合わせ方法について説明する。ウエハと型との基本的な配置は、図６に示した配置と同様である。ウエハ１００と型１０１との間の間隙内に低粘性の液体が充填される。型１０１の上方から、ウエハ表面に対して垂直な光軸に沿って、２つのアライメントマーク１０３および１０４を観測する。観測結果に基づいて、ウエハ１００と型１０１との位置合わせを行う。
【０００７】
図７を参照して、SUSS MicroTecInc.のナノインプリンと装置に採用されている位置合わせ方法について説明する。ウエハ１１０と型１１１とが、間隔を隔てて対向配置されている。両者の間に２つのＣＣＤカメラ１１２及び１１３を挿入する。一方のＣＣＤカメラ１１２はウエハ１１０に形成されているアライメントマーク１１４を検出し、他方のＣＣＤカメラ１１３は、型１１１に形成されているアライメントマーク１１５を検出する。この状態で、ウエハ１１０と型１１１との位置合わせを行った後、その面内方向の相対位置を保持しながら両者を近づける。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２３４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６に示したような位置合わせ装置では、位置合わせ時に、受光装置１０２が型１０１のアライメントマーク１０４の直上に配置される。型１０１の上方からウエハ１００の表面へ光を照射するとき、または型１０１の上方からウエハ１００を加熱するときに、受光装置１０２を型１０１の上方から脇に退避させる必要がある。図７に示した位置合わせ装置では、型１１１をウエハ１１０に押し付ける時に、ＣＣＤカメラ１１４及び１１５を、ウエハ１１０と型１１１との間の空間から退避させなければならない。このように、受光装置やＣＣＤカメラを退避させる必要があるため、スループットが低下してしまう。
【００１０】
受光装置やＣＣＤカメラを退避させると、アライメントマークの位置検出ができなくなる。このため、実際に型がウエハに接触した状態で、アライメントマークの位置ずれを測定することができない。
【００１１】
本発明の目的は、光学装置を退避させることなく、かつ位置合わせすべき２つの対象物が接触した状態でも位置検出を行うことができるナノインプリント装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によると、光を散乱させる第１のアライメントマークが表面上に形成された被転写基板を保持する第１の保持台と、光を散乱させる第２のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成された型を、凹凸パターンが形成されている面を、前記第１の保持台に保持される被転写基板に対向させて保持する第２の保持台と、前記第１の保持台及び前記第２の保持台の少なくとも一方を他方に対して変位させる変位機構と、前記第１の保持台に保持された被転写基板と、前記第２の保持台に保持された型とが接触するまで両者が近づくように、前記第１の保持台及び前記第２の保持台の少なくとも一方を移動させる昇降機構と、前記第１の保持台に保持された被転写基板の表面に対して光軸が傾斜した対物レンズを含み、該第１の保持台に保持された被転写基板の第１のアライメントマーク及び前記第２の保持台に保持された型の第２のアライメントマークからの散乱光により、第１のアライメントマーク及び第２のアライメントマークの像を得る受光装置と、前記受光装置の観測結果に基づいて、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの相対位置を求め、前記変位機構を制御して、前記第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの位置合わせを行う制御装置とを有するナノインプリント装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の観点によると、（ａ）表面に第１のアライメントマークが形成された被転写基板と、表面に第２のアライメントマーク及び凹凸パターンが形成されている型とを、該型の凹凸パターンが付された面を該被転写基板に対向させて、ある間隔を隔てて配置する工程と、（ｂ）前記被転写基板の表面に対して斜めの光軸を持った対物レンズを含む受光装置で、前記第１のアライメントマーク及び第２のアライメントマークを観測する工程と、（ｃ）観測結果に基づいて、前記被転写基板と型との位置合わせを行う工程と、（ｄ）前記被転写基板と前記型とを徐々に近づけ、前記型を前記被転写基板に押し付けて、前記被転写基板の表面に該型の凹凸を転写する工程と、（ｅ）前記型を前記被転写基板から離す工程とを有するナノインプリント方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
受光装置の光軸が被転写基板の表面に対して傾斜しているため、受光装置を、被転写基板の上方の空間の脇に配置することができる。このため、受光装置を退避させることなく、容易に被転写基板に光を照射したり、被転写基板を加熱したりすることが可能になる。受光装置を退避させる必要がないため、型を被転写基板に押し付けた状態でも、アライメントマークを検出することができる。
【００１５】
変位機構が、第１の保持台及び第２の保持台の一方を他方に対して、被転写基板の表面に平行な方向に変位させることにより、被転写基板と型との位置合わせが行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明の実施例によるナノインプリント装置の概略図を示す。このナノインプリント装置は、真空チャンバ１内に収納された保持部１０、斜光軸受光装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、光照射装置３５、及び制御装置３０により構成されている。
【００１７】
保持部１０は、ウエハ保持台１５、型保持台１６、駆動機構１７及び１８を含んで構成される。位置合わせ時には、ウエハ保持台１５の上面にウエハ１１を保持し、型保持台１６の下面に型１２を保持する。ウエハ１１の被転写面と、型１２の凹凸パターンが形成された転写面との間に一定の間隙が形成されるように、ウエハ１１と型１２とがほぼ平行に配置される。ウエハ１１の被転写面には、ウエハアライメントマークが形成され、型１２の転写面には、型アライメントマークが形成されている。
【００１８】
図１の横方向をＸ軸、紙面に垂直な方向をＹ軸とするＸＹＺ直交座標系を考える。左から右向きの方向をＸ軸の正の向き、紙面の表面から裏面に向かう方向をＹ軸の正の向きとする。ウエハ１１の被転写面及び型１２の転写面は、ＸＹ面にほぼ平行になる。駆動機構１７は、ウエハ１１と型１２とのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸に平行な軸を中心とした回転方向（θｚ方向）に関する相対位置を調整し、駆動機構１８は、Ｚ軸方向、Ｘ軸に平行な軸を中心とした回転方向（θｘ方向）、及びＹ軸に平行な軸を中心とした回転方向（θｙ方向）の相対位置を調整する。
【００１９】
斜光軸受光装置２１ａ、２１ｂ及び２１ｃは、ウエハ１１及び型１２に形成されたアライメントマークに照明光を照射するとともに、これらのマークで散乱された散乱光による像を得る。型１２の少なくとも一部は透明材料で形成されており、この透明部分を通ってウエハ１１に照明光が到達する。斜光軸受光装置２１ａ、２１ｂ及び２１ｃの各々の受光面に結ばれたアライメントマークの像が画像信号に変換され、制御装置３０に入力される。
【００２０】
斜光軸受光装置２１ａ及び２１ｂの対物レンズの光軸は、それぞれウエハ１１の被転写面の法線方向から、Ｘ軸の正の向き及び負の向きに傾いている。斜光軸受光装置２１ｃの対物レンズの光軸は、ウエハ１１の被転写面の法線方向からＹ軸の正の向きに傾いている。３つの斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置検出、ウエハ１１と型１２との間隔、及び両者の平行度を検出することができる。これらの検出原理については、後述する。
【００２１】
光照射装置３５は、型保持台１６の上方に配置されており、光硬化型レジストを硬化させるための光を、真空チャンバ１に取り付けられた窓２及び型１２を介してウエハ１１に照射する。
【００２２】
制御装置３０は、斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃから入力された画像信号を処理して、ウエハ１１に形成されたアライメントマークと型１２に形成されたアライメントマークとの位置を検出する。さらに、位置検出情報に基づいて、ウエハ１１と型１２とが所定の相対位置関係になるように、駆動機構１７及び１８に対して制御信号を送出する。駆動機構１７は、この制御信号に基づいてウエハ保持台１５をＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向に変位させる。駆動機構１８は、この制御信号に基づいて、ウエハ保持台１５をＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向に変位させる。
【００２３】
図２（Ａ）は、図１のウエハ１１に形成された位置合わせ用のウエハアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂ、及び型１２に形成された型アライメントマーク１４の相対位置関係の一例を示す平面図である。図２（Ａ）に示したアライメントマークは、図１の斜光軸受光装置２１ａで観測される。他の２つの斜光軸受光装置２１ｂ及び２１ｃで観測されるアライメントマークも、他の位置に形成されている。
【００２４】
長方形パターンをＹ軸方向に３個、Ｘ軸方向に１４個、行列状に配列して各ウエハアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂが構成されている。同様の長方形パターンをＹ軸方向に３個、Ｘ軸方向に５個、行列状に配置して１つの型アライメントマーク１４が構成されている。位置合わせが完了した状態では、型アライメントマーク１４は、Ｙ軸方向に関してウエハアライメントマーク１３Ａと１３Ｂとのほぼ中央に配置される。
【００２５】
ウエハアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂ、及び型アライメントマーク１４の各長方形パターンの長辺はＸ軸と平行にされ、短辺はＹ軸と平行にされている。各長方形パターンの長辺の長さは例えば２μｍ、短辺の長さは例えば１μｍであり、各マーク内における長方形パターンのＸ軸及びＹ軸方向の配列ピッチは４μｍである。ウエハアライメントマーク１３Ａと１３Ｂとの中心間距離は、５６μｍである。
【００２６】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一点鎖線Ｂ２−Ｂ２における断面図を示す。ウエハアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂは、例えば被転写面上に形成したＳｉＮ膜、ポリシリコン膜等をパターニングして形成される。ウエハ１５の被転写面にはレジストが塗布されている。図２（Ｂ）では、凸状のウエハアライメントマークを示したが、ウエハの表面に刻印した凹状のパターンでウエハアライメントマークを構成してもよい。型アライメントマーク１４は、例えば石英ガラス等の透明材料からなる基板の転写面に形成された凹凸で構成される。
【００２７】
図２（Ｃ）は、図２（Ａ）の一点鎖線Ｃ２−Ｃ２における断面図を示す。ウエハアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂ及び型アライメントマーク１４に入射した照明光は、図２（Ｃ）の各長方形パターンの短辺側のエッジで散乱される。エッジ以外の領域に照射された光は正反射し、図１の斜光軸受光装置２１ａには入射しない。従って、斜光軸受光装置２１ａでアライメントマークからの散乱光のみを検出することができる。
【００２８】
図１の斜光軸光学装置２１ａの対物レンズの物空間において光軸２５に垂直な１つの平面上の複数の点からの散乱光が、斜光軸受光装置２１ａの受光面上に同時に結像する。受光面上に結像している物空間内の物点の集合した平面を「物面」と呼ぶこととする。
【００２９】
図２（Ｃ）において、ウエハアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂ及び型アライメントマーク１４の各エッジのうち、物面２７上にあるエッジからの散乱光は受光面上に合焦するが、物面上にないエッジからの散乱光は合焦せず、エッジが物面から遠ざかるに従って、当該エッジからの散乱光による像のピントがぼける。従って、各マークのエッジのうち物面に最も近い位置にあるエッジからの散乱光による像が最も鮮明になり、物面から離れた位置にあるエッジからの散乱光による像はぼける。
【００３０】
図３は、ウエハアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂ及び型アライメントマーク１４のエッジからの散乱光による受光面上の像をスケッチした図である。図３のｕ軸が図２（Ｃ）における物面２７とＸＺ面との交線方向に相当し、ｖ軸が図２（Ｃ）におけるＹ軸に相当する。ウエハアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂからの散乱光による像４０Ａ及び４０Ｂが、ｖ軸方向に離れて現れ、その間に型アライメントマーク１４からの散乱光による像４１が現れる。
【００３１】
各長方形パターンの前方のエッジと後方のエッジによる散乱光が観測されるため、１つの長方形パターンに対して２つの点状の像が現れる。各像において、図２（Ｃ）の物面２７近傍のエッジからの散乱光による像がはっきりと現れ、それからｕ軸方向に離れるに従ってぼけた像となる。また、図２（Ｃ）に示すように、観測光軸２５が露光面に対して傾いているため、ウエハアライメントマークからの散乱光による像４０Ａ及び４０Ｂの最もピントの合っている位置ｕ０と型アライメントマークからの散乱光による像４１の最もピントの合っている位置ｕ１とは、ｕ軸方向に関して一致しない。
【００３２】
型アライメントマークからの散乱光による像４１が、ｖ軸方向に関して像４０Ａと４０Ｂとの中央に位置するように、図１のウエハ保持台１５を移動させることにより、Ｙ軸方向、即ち物面と被転写面との交線方向に関してウエハ１１と型１２との位置合わせを行うことができる。
【００３３】
図４は、斜光軸受光装置２１ａにより得られた画像信号の一例を示す。横軸は図３のｖ軸に対応し、縦軸は光強度を表す。なお、この画像信号は、図３に示す受光面を走査して得られた画像信号のうち、像４０Ａ及び４０Ｂの最もピントの合っている位置の走査線と像４１の最もピントの合っている位置の走査線に対応する画像信号を合成したものである。ほぼ中央に型アライメントマークに対応する３本のピークが現れ、その両側にウエハアライメントマークに対応する３本のピークが現れている。
【００３４】
以下、図４に示す波形から、型アライメントマークとウエハアライメントマークとの相対位置を検出する方法の一例を簡単に説明する。まず、型アライメントマークに対応するピーク波形をｖ軸方向にずらせながら２つのウエハアライメントマークの各々に対応するピーク波形との相関係数を計算する。最大の相関係数を与えるずらし量が、ウエハアライメントマークと型アライメントマークとの中心間距離に対応する。
【００３５】
型アライメントマークに対応するピーク波形とその両側のウエハアライメントマークの各々に対応するピーク波形との間隔が等しくなるように、ウエハと型とを移動させることにより、図１のＹ軸方向に関して位置合わせを行うことができる。
【００３６】
同様に、斜光軸受光装置２１ｃを用いて、Ｘ軸方向の位置合わせを行うことができる。さらに、斜光軸受光装置２１ａ及び２１ｂによるアライメントマークの検出結果から、θｚ方向の位置合わせを行うことができる。
【００３７】
なお、図３に示す２次元の画像信号を、ｕ軸方向及びｖ軸方向に平行移動し、型アライメントマークの像とウエハアライメントマークの像との相似性パターンマッチングを行うことにより、ウエハと型との相対位置を求めてもよい。２次元画像のパターンマッチングを行うことにより、ｕ軸方向とｖ軸方向に関する像間の距離を求めることができる。
【００３８】
次に、図２（Ｃ）に示したウエハ１１と型１２との間隔δを測定する方法について説明する。
【００３９】
図３の２次元画像から、ウエハアライメントマークの像４０Ａ、４０Ｂの最もピントが合っている位置ｕ０と、型アライメントマークの像４１の最もピントが合っている位置ｕ１とのｕ軸方向に関する距離を求める。この距離は、図２（Ｃ）において、物面２７とウエハ１１の被転写面との交線と、物面２７と型１２の転写面との交線との間隔ｗに対応する。光軸２５と被転写面の法線とのなす角がθであるとき、ウエハ１１と型１２との間隔δは、δ＝ｗ×ｓｉｎθと表される。さらに、斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃを用いてそれぞれ間隔δを求めることにより、ウエハ１１と型１２との相対的な傾きを知ることができる。
【００４０】
次に、図１に示したナノインプリント装置を用いた光ナノインプリント法について説明する。
【００４１】
図５（Ａ）に示すように、ウエハ１１と型１２とが、それぞれ図１に示したウエハ保持台１５及び型保持台１６に保持され、ウエハ１１の被転写面と型１２の転写面とを対向させるように、ある間隔を隔てて配置されている。ウエハ１１の被転写面上に、斜光軸受光装置２１ａ及び２１ｂ用のウエハアライメントマーク１３ａ及び１３ｂが形成されている。斜光軸受光装置２１ｃで観測されるウエハアライメントマークは図５（Ａ）の断面内には現れていない。１つのウエハアライメントマーク１３ａは、図２（Ａ）に示したように、一対のマーク１３Ａと１３Ｂとで構成される。他のウエハアライメントマークの構成も、ウエハアライメントマーク１３ａの構成と同様である。ウエハ１１の被転写面上に光硬化型レジストが塗布され、レジスト層１１Ａが形成されている。
【００４２】
型１２の転写面に、転写すべき凹凸パターンが形成されている。さらに、斜光軸受光装置２１ａ及び２１ｂ用の型アライメントマーク１４ａ及び１４ｂが形成されている。斜光軸受光装置２１ｃで観測される型アライメントマークは図５（Ａ）の断面内には現れていない。１つの型アライメントマーク１４ａは、図２（Ａ）に示した型アライメントマーク１４と同じ構成である。他の型アライメントマークの構成も、型アライメントマーク１４ａの構成と同様である。
【００４３】
ウエハ１１及び型１２を保持した後、真空チャンバ１内を所定の真空度まで排気する。
【００４４】
斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃが、アライメントマークの画像信号を生成し、図１に示した制御装置３０に送出する。制御装置３０は、画像処理を行い、各アライメントマークの相対位置ずれ量を求める。この位置ずれ量に基づいて、駆動機構１７及び１８を作動させる。
【００４５】
図５（Ｂ）に示すように、駆動装置１７及び１８の作動が完了すると、ウエハ１１の被転写面と型１２の転写面とが平行になるとともに、ＸＹ面内に間しての位置合わせが完了する。
【００４６】
図５（Ｃ）に示すように、ウエハ１１と型１２との平行度、及び両者のＸＹ面内方向の相対位置を維持したまま、ウエハ１１を型１２に近づけ、型１２をウエハ１１に押し付ける。ウエハ１１を型１２に近づけている期間中も、斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃでアライメントマークを観測し、アライメントマークの相対位置関係を検出する。位置ずれが検出されたら、駆動機構１７及び１８を駆動し、位置ずれを修正する。なお、位置ずれの修正を行うことは必須ではなく、相対位置関係の検出のみを行ってもよい。
【００４７】
型１２をマスク１１に押し付けた状態で、光照射装置３５によりウエハ１１の被転写面に光を照射する。これにより、レジスト層１１Ａが硬化し、型１２の転写パターンがレジスト層１１Ａに転写される。ウエハ１１と型１２とが接触した状態でも、斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃで、アライメントマークを観測する。これにより、パターン転写時における位置ずれの有無により、転写結果の良否を判定することができる。
【００４８】
図５（Ｄ）に示すように、ウエハ１１と型１２とを離す。両者を遠ざける期間中も、斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃによりアライメントマークを観察することにより、ウエハ１１と型１２とのＸＹ面内方向及び傾き方向の相対位置を維持することができる。これにより、離型の再現性を高めることができ、離型性の向上に有益である。
【００４９】
上記実施例では、アライメントマークの位置検出に斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃを用いている。斜光軸受光装置２１ａ〜２１ｃは、型１２の上方の空間の脇に配置されるため、ウエハ１１にレジスト硬化のための光照射を行うときに退避させる必要がない。また、型１２がウエハ１１に密着した状態でも位置検出ができるため、実際に転写されたパターンの位置合わせ状態の良否を容易に判定することができる。
【００５０】
上記実施例では光硬化型レジストを用いたナノインプリント技術について説明したが、上記位置合わせ技術は、熱可塑性レジストを用いた熱ナノインプリント技術にも適用することができる。この場合には、図１に示した光照射装置３５の代わりに、型１２の上方に加熱装置が配置される。この加熱装置により、型１２を通してウエハ１１を加熱することにより、レジスト層を硬化させることができる。
【００５１】
また、上記実施例では、１回の転写工程により、ウエハの全面にパターンを転写したが、大面積のウエハの被転写面にステップアンドリピート法を用いてパターンを転写する場合にも、１回の転写ステップごとに上記実施例による位置合わせ方法を適用することができる。大面積のウエハに反りが生じている場合にも、転写ステップごとに平行度を調節し位置合わせを行うことにより、位置合わせ精度の向上及び歩留まりの向上を図ることができる。また、位置検出を行う際に、斜光軸受光装置を退避させる必要がないため、スループットの低下を抑制することができる。また、型がウエハに接触した状態においてもアライメントマークの位置を検出することにより、ウエハ内の位置合わせ不良チップを容易に特定することができる。
【００５２】
上記実施例では、型を固定し、ウエハを移動させることにより、位置合わせ及び押し付けを行う場合を説明したが、逆にウエハを固定し、型を移動させてもよい。また、ウエハをＸＹ面内方向に移動させ、型をＺ方向に移動させてもよい。このように、少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させればよい。
【００５３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例による位置合わせ装置の概略図である。
【図２（Ａ）】ウエハと型に形成されたアライメントマークの平面図である。
【図２（Ｂ）】ウエハと型に形成されたアライメントマークの断面図である。
【図２（Ｃ）】ウエハと型との間隔を測定する方法を説明するための断面図である。
【図３】アライメントマークからの散乱光による像をスケッチした図である。
【図４】画像信号を示すグラフである。
【図５（Ａ）】実施例による位置合わせ方法を適用したインプリント方法を説明するための図（その１）である。
【図５（Ｂ）】実施例による位置合わせ方法を適用したインプリント方法を説明するための図（その２）である。
【図５（Ｃ）】実施例による位置合わせ方法を適用したインプリント方法を説明するための図（その３）である。
【図５（Ｄ）】実施例による位置合わせ方法を適用したインプリント方法を説明するための図（その４）である。
【図６】従来のインプリント法に用いられていた位置合わせ方法を説明するための図である。
【図７】従来のインプリント法に用いられていた位置合わせ方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  真空チャンバ
２  窓
１０  保持部
１１  ウエハ
１１Ａ  レジスト層
１２  型
１３Ａ、１３Ｂ  ウエハアライメントマーク
１４  型アライメントマーク
１５  ウエハ保持台
１６  型保持台
１７、１８  駆動機構
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  斜光軸受光装置
２５  光軸
２７  物面
３０  制御装置
３５  光照射装置
４０Ａ、４０Ｂ  ウエハアライメントマークの像
４１  型アライメントマークの像
【図１】
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【図２（Ａ）】
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【図２（Ｂ）】
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【図２（Ｃ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５（Ａ）】
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【図５（Ｂ）】
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【図５（Ｃ）】
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【図５（Ｄ）】
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【図６】
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【図７】
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