(57)【要約】【課題】インプリント装置により形成された凹凸パターンの凹部の厚さの計測に有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置により基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンに光を入射させて前記凹凸パターンから得られる反射光の特性と前記凹凸パターンの複数の形状のそれぞれとの対応関係を示す対応関係情報を用いて前記凹凸パターンの凹部の厚さを計測する計測方法であって、前記凹凸パターンの凸部の厚さを走査プローブ顕微鏡で計測する第１ステップと、前記対応関係情報は、前記第１ステップで計測された前記厚さに対応する対応関係情報に限定され、前記凹凸パターンからの反射光の特性を光計測装置で計測した結果と、前記限定をされている対応関係情報とを用いて、前記凹部の厚さを求める第２ステップと、を有することを特徴とする計測方法を提供する。【選択図】図２
2013118280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント装置により基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンに光を入射させて前記凹凸パターンから得られる反射光の特性と前記凹凸パターンの複数の形状のそれぞれとの対応関係を示す対応関係情報を用いて前記凹凸パターンの凹部の厚さを計測する計測方法であって、
前記凹凸パターンの凸部の厚さを走査プローブ顕微鏡で計測する第１ステップと、
前記対応関係情報は、前記第１ステップで計測された前記厚さに対応する対応関係情報に限定され、前記凹凸パターンからの反射光の特性を光計測装置で計測した結果と、前記限定をされている対応関係情報とを用いて、前記凹部の厚さを求める第２ステップと、
を有することを特徴とする計測方法。
【請求項２】
前記対応関係情報を生成する第３ステップを更に含み、
前記第３ステップは、前記凹凸パターンの凸部の厚さと、前記凹凸パターンの形状を規定する他の寸法の値との複数の組合せのそれぞれに関して、凹凸パターンから得られる反射光の特性をシミュレーションで求めるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の計測方法。
【請求項３】
前記第３ステップは、前記複数の組合せにおける前記凸部の厚さを前記第１ステップで計測された凸部の厚さに限定することを特徴とする請求項２に記載の計測方法。
【請求項４】
前記第２ステップは、前記第１ステップで計測された前記厚さに対応する対応関係情報を、それを含む対応関係情報の中から選択することを特徴とする請求項１に記載の計測方法。
【請求項５】
前記第１ステップは、前記走査プローブ顕微鏡による計測に必要なクリアランスをその周囲の中に有する凸部の厚さを前記走査プローブ顕微鏡で計測することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の計測方法。
【請求項６】
前記凹凸パターンに対して前記クリアランスを形成する工程を更に有することを特徴とする請求項５に記載の計測方法。
【請求項７】
基板の上のインプリント材を型により成形して前記基板の上に凹凸パターンを形成するインプリント処理を行うインプリント処理部と、
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の計測方法で計測された前記凹凸パターンの凹部の厚さが目標の厚さとなるように、前記インプリント処理の処理条件を制御する制御部と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項８】
前記処理条件は、前記基板の上へのインプリント材の供給、及び、前記インプリント材に前記型により作用させる圧力の少なくとも一方に関する条件を含むことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のインプリント装置を用いて基板の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前記基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測方法、インプリント装置、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、真空プロセスなどの大がかりな装置を必要とせず、半導体デバイスを低コストで大量生産することが可能であるため、微細パターンを形成する技術として期待されている。インプリント技術は、シリコンウエハやガラスプレートなどの基板の上の樹脂（インプリント材）に微細なパターンが形成されたモールド（型）を接触させた状態で樹脂を硬化させて基板の上にパターンを転写する技術である。
【０００３】
インプリント技術が従来の光リソグラフィと異なる点の１つとして、パターンの転写後に、パターンの底部分に薄い樹脂層（「残膜」と呼ばれる）が残ることが挙げられる。そこで、半導体プロセスにおいては、エッチングによって残膜を除去する工程が必要となる。残膜を除去する際には、縦方向（残膜を除去する方向）だけではなく、横方向にもエッチングされてしまう。従って、残膜厚がばらつくと、パターンの線幅、側壁角度及び高さなどのレジストパターンの形状（寸法）もばらついてしまう。レジストパターンはエッチングマスクとして機能するため、レジストパターンの寸法が所望の寸法から変化すると最終的なデバイスパターンの寸法も変化し、その結果、半導体デバイスの特性がばらつき、動作不良の原因となりうる。従って、インプリント技術を用いたインプリント装置においては、残膜厚を高精度に計測することが不可欠となる。そして、残膜厚の計測結果に基づいてインプリント装置のプロセス条件（処理条件）を決定（最適化）し、残膜厚を制御（管理）することが重要である。
【０００４】
残膜厚を計測する技術としては、レジストパターンが形成された基板を切断し、その断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察する方法がある。但し、ＳＥＭによる断面観察は、基板を切断することが必要となる（即ち、破壊計測である）ため、計測に用いた基板を再利用することはできない。
【０００５】
また、被計測物に光を照射し、その反射光におけるＳ偏光とＰ偏光との強度比や位相差を解析して被計測物の形状を求めるスキャトロメトリ法も提案されている（特許文献１参照）。スキャトロメトリ法は、パターンの粗度（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）や縮小度（Ｓｈｒｉｎｋ）などの影響が含まれるＳＥＭと比較して、レジストパターンの形状を高精度、且つ、非破壊（非接触）で計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５１０１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スキャトロメトリ法を残膜厚の計測に適用した場合、レジストパターンの高さ（ＨＴ：Ｈｅｉｇｈｔ）とレジストの残膜厚（ＲＬＴ：Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）とを分離して計測することが困難である。
【０００８】
図１０（ａ）は、インプリントプロセスで形成されたレジストパターンを示す図であって、１００１は基板、１００２は密着層、１００３はレジストの残膜、１００４はレジストパターン（レジストの凸部）である。ここで、レジストパターン１００４の高さ（ＨＴ）が変化した場合と残膜１００３の残膜厚（ＲＬＴ）が変化した場合とを考える。この場合、レジストパターン１００４及び残膜１００３のそれぞれを構成する材料の光学定数（屈折率ｎ、吸収係数ｋ）は同一であるため、レジストパターン１００４をスキャトロメトリ法で計測した結果は、両者の間に大きな差異がないと想定される。従って、スキャトリメトリ法による計測結果から、ＨＴが変化したのか、ＲＬＴが変化したのかを区別することは困難である。
【０００９】
レジストパターンの形状のうち、ＲＬＴとＨＴとを様々に変化させて、ベクトル回折モデルの光学シミュレータ（ＲＣＷＡ：Ｒｉｇｏｒｏｕｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｗａｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）でシミュレーションした結果を用いて課題を更に説明する。図１０（ｂ）は、ＲＬＴを設計値から０．２ｎｍ変化させたときのＳ偏光の分光反射強度と、ＨＴを設計値から０．３ｎｍ変化させたときのＳ偏光の分光反射強度とを示す図である。また、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示す分光反射強度の設計値からの差分を示す図である。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）を参照するに、ＲＬＴの変化による分光反射強度の変化とＨＴの変化による分光反射強度の変化とは同一の傾向を示しており、０．５μｍ以上の波長帯域においては、両者に差がないといえる。このように、１つの分光反射強度に対して、解の候補が複数存在すると、解を一意に決めることができない。
【００１０】
本発明は、インプリント装置により形成された凹凸パターンの凹部の厚さの計測に有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測方法は、インプリント装置により基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンに光を入射させて前記凹凸パターンから得られる反射光の特性と前記凹凸パターンの複数の形状のそれぞれとの対応関係を示す対応関係情報を用いて前記凹凸パターンの凹部の厚さを計測する計測方法であって、前記凹凸パターンの凸部の厚さを走査プローブ顕微鏡で計測する第１ステップと、前記対応関係情報は、前記第１ステップで計測された前記厚さに対応する対応関係情報に限定され、前記凹凸パターンからの反射光の特性を光計測装置で計測した結果と、前記限定をされている対応関係情報とを用いて、前記凹部の厚さを求める第２ステップと、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、インプリント装置により形成された凹凸パターンの凹部の厚さの計測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】
【００１４】
【図１】残膜厚（ＲＬＴ）の計測に用いる計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一側面としての計測方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンを示す断面図である。
【図４】基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンを示す断面図である。
【図５】基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンを示す断面図である。
【図６】本発明の一側面としての計測方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】基板上に配置された複数のショット領域を説明するための図である。
【図８】本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。
【図９】図１に示すインプリント装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】スキャトロメトリ法を残膜厚（ＲＬＴ）の計測に適用した場合の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。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。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
本発明の一側面としての計測方法について説明する。かかる計測方法は、光計測装置を用いて、インプリント装置により基板の上に形成されたレジストの凹凸パターンの凹部の厚さである残膜厚（ＲＬＴ）を計測する方法である。
【００１７】
図１を参照して、ＲＬＴの計測に用いる光計測装置１００について説明する。光計測装置１００は、スキャトロメトリ法を用いて被計測物である凹凸パターンの形状（断面形状）を計測する計測装置である。凹凸パターンの形状は、ＲＬＴ、凸部の厚さであるレジストパターンの高さ（ＨＴ）、パターンの線幅（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）、側壁角度（ＳＷＡ：Ｓｉｄｅ  Ｗａｌｌ  Ａｎｇｌｅ）などで規定される。
【００１８】
スキャトロメトリ法は、以下の２つの方法に大別される。第１の方法は、複数の波長の光を含むブロードバンド光を一定の入射角度で凹凸パターンに入射（斜入射）させ、複数の波長のそれぞれについて、凹凸パターンからの反射光（の特性（例えば、強度））を計測する方法である。第２の方法は、単一波長の光を複数の入射角度で凹凸パターンに入射させ、複数の入射角度のそれぞれについて、凹凸パターンからの反射光（の特性）を計測する方法である。ここでは、スキャトロメトリ法として第１の方法を用いる場合を説明するが、第２の方法を用いることもできる。
【００１９】
図１に示すように、光源１０２から射出された光Ｌａは、回転可能なポラライザ１０４を通過して偏光面（Ｓ偏光、Ｐ偏光）が調整され、凹凸パターン（周期パターン）ＰＴに入射する。凹凸パターンＰＴで反射された光Ｌｂは、回転可能なアナライザ１０６を通過して偏光面が調整される。アナライザ１０６を通過した光Ｌｃは、その波長に応じて、分光光学系１０８によって空間的に波長分離される。空間的に波長分離された光Ｌｄは、光電変換素子がアレー状に配列された検出部１１０で検出され、その情報が計算機１１２に送られる。計算機１１２は、検出部１１０からの情報に基づいて、波長ごとのＳ偏光とＰ偏光との強度比や位相差を算出する。そして、計算機１１２は、かかる算出結果（計測結果）とライブラリ情報とを比較して凹凸パターンＰＴの形状を求め、その結果が凹凸パターンＰＴの形状として計算機１１２から出力される。
【００２０】
図２は、本発明の一側面としての計測方法を説明するためのフローチャートである。また、図３は、基板３１に形成されたレジストの凹凸パターン３５を示す断面図である。凹凸パターン３５は、残膜（凹部）３３と、レジストパターン（凸部）３４とを含み、基板３１に積層された密着層３２の上に、インプリント装置により形成される。
【００２１】
図２（ａ）を参照して、本発明の一側面としての計測方法の全体的な処理を説明する。Ｓ１（第１ステップ）では、基板３１に形成された凹凸パターン３５のレジストパターン３４の高さＨＴを走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で計測する。具体的には、図３に示すように、ＳＰＭのプローブＰｒを走査経路Ｓｃ、即ち、レジストパターン３４の長手方向（Ｙ軸方向）に垂直な方向（Ｘ軸方向）に沿って走査することで、レジストパターン３４の高さＨＴを計測する。なお、ＳＰＭは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）や走査型トンネル顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）などを含む。
【００２２】
Ｓ２（第３ステップ）では、Ｓ１で計測したレジストパターン３４の高さＨＴを用いて、光計測装置１００で残膜厚ＲＬＴを計測するためのライブラリ（ライブラリ情報）を作成する。具体的には、凹凸パターン３５の形状を規定するパラメータのうち、レジストパターン３４の高さＨＴを表すパラメータの値をＳ１で計測したレジストパターン３４の高さＨＴの値で固定（限定）する。次いで、レジストパターン３４の高さＨＴを除くパラメータ（例えば、ＲＬＴ、ＣＤ、ＳＷＡなどの他の寸法）の値を変化させることで凹凸パターン３５の複数の形状を設定し、各形状に対応する凹凸パターン３５からの反射光の強度をシミュレーションで算出する。そして、凹凸パターン３５に光を入射させたときの凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報（対応関係情報）を凹凸パターン３５の形状ごとに生成して、かかる情報を含むライブラリを作成する。なお、シミュレーションには、例えば、周期性を有する構造における電場をフーリエ変換で表して固有値方程式を解くＲＣＷＡ（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｗａｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）などを用いればよい。
【００２３】
Ｓ３（第２ステップ）では、基板３１に形成された凹凸パターン３５の残膜３３の残膜厚ＲＬＴを決定する。まず、基板３１に形成された凹凸パターン３５を光計測装置１００で計測する。上述したように、光計測装置１００において、光源１０２からの光を凹凸パターン３５に入射させ、凹凸パターン３５からの反射光を検出部１１０で検出する。そして、Ｓ２で作成したライブラリから、検出部１１０で検出した反射光の強度（光計測装置１００で計測した計測結果）と最も一致する情報を特定し、かかる情報に対応する形状を凹凸パターン３５の形状として求めることで残膜３３の残膜厚ＲＬＴを決定する。
【００２４】
このように、レジストパターン３４の高さＨＴをＳＰＭで計測し、その計測結果をライブラリに反映させている（即ち、ＳＰＭで計測した高さＨＴを固定してライブラリを作成している）。光計測装置１００（スキャトロメトリ法）では、その計測結果からＨＴが変化したのか、ＲＬＴが変化したのかを区別することが困難である。そこで、ＳＰＭでＨＴを計測する（決定する）ことで、光計測装置１００の計測結果がＲＬＴ（の変化）のみを反映するようにしている。これにより、本実施形態の計測方法は、インプリント装置により形成されたレジストの凹凸パターン３５の残膜３３の残膜厚ＲＬＴを高精度に計測することができる。
【００２５】
図２（ｂ）を参照して、ライブラリの作成（Ｓ２）の詳細を説明する。Ｓ２１では、インプリント装置により基板３１に形成される凹凸パターン３５の形状を計算機１１２上に定義する。ここでは、Ｓ１で計測した高さＨＴのレジストパターン３４を含む凹凸パターン３５を定義する。
【００２６】
Ｓ２２では、計算機１１２上でシミュレータに入力する光学定数を決定する。ここで、光学定数とは、凹凸パターン３５を構成する材料（インプリント材）の屈折率や吸収係数などを含む。本実施形態では、凹凸パターン３５に入射させる光の入射角度を固定し、かかる光の波長を変化させながら凹凸パターン３５からの反射光を波長ごとに検出する。従って、凹凸パターン３５を構成する材料の波長ごとに光学定数を決定する。
【００２７】
Ｓ２３では、計算機１１２上でシミュレータに入力する光計測装置１００の光学系条件を決定する。ここで、光計測装置１００の光学系条件とは、凹凸パターン３５に入射させる光の入射角度、波長及び偏光方向や凹凸パターン３５からの反射光の偏光方向などを含む。
【００２８】
Ｓ２４では、Ｓ２１又はＳ２７で定義した凹凸パターン３５の形状、Ｓ２２で決定した光学定数、及び、Ｓ１２で決定した光学系条件に基づいて、凹凸パターン３５からの反射光の強度を計算機１１２上のシミュレータで算出する。
【００２９】
Ｓ２５では、Ｓ２４で算出した凹凸パターン３５からの反射光の強度と、Ｓ２１又はＳ２７で定義した凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報をライブラリに保存する。ライブラリとは、被計測物である凹凸パターンの形状と、その凹凸パターン（の形状）からの反射光との情報（強度や位相）とが関連付けられて蓄積されたデータベースである。
【００３０】
Ｓ２６では、凹凸パターン３５の全ての形状について、凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報を保存したかどうかを判定する。ここで、凹凸パターン３５の全ての形状とは、インプリント装置により形成される（即ち、想定される範囲内の）凹凸パターン３５の全ての形状を意味する。凹凸パターン３５の全ての形状について情報を保存した場合には、処理を終了する。一方、凹凸パターン３５の全ての形状について情報を保存していない場合には、Ｓ２７に移行する。
【００３１】
Ｓ２７では、凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報を保存していない凹凸パターン３５の形状を、新たな凹凸パターン３５の形状として計算機１１２上に定義する。これにより、新たな凹凸パターン３５からの反射光の強度が算出され（Ｓ２４）、かかる反射光の強度と新たな凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報が保存される（Ｓ２５）。但し、新たな凹凸パターン３５の形状を定義する際には、レジストパターン３４の高さＨＴについては、Ｓ１でのＳＰＭの計測結果に固定し、残膜厚ＲＬＴ、パターンの線幅ＣＤ、側壁角度ＳＷＡを変化させることに注意されたい。このようにして、凹凸パターン３５の凸部の厚さ（ＨＴ）と、凹凸パターン３５の形状を規定する他の寸法の値との複数の組合せのそれぞれに関して、凹凸パターン３５からの反射光の強度をシミュレーションで求めることができる。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、Ｓ１において、ＳＰＭのプローブＰｒを走査経路Ｓｃ、即ち、レジストパターン３４の長手方向（Ｙ軸方向）に垂直な方向（Ｘ軸方向）に沿って走査することでレジストパターン３４の高さＨＴを計測している（図３参照）。換言すれば、ＳＰＭによる計測に必要なクリアランスをその周囲の中に有するレジストパターン３４の高さＨＴを計測している。しかしながら、レジストパターン３４の線幅の間隔がＳＰＭのプローブＰｒ（の径）よりも微細である場合も考えられる。このような場合には、ＳＰＭのプローブＰｒをレジストパターン３４の間（内部）に挿入することができないため、プローブＰｒを走査経路Ｓｃに沿って走査することは不可能である。
【００３３】
そこで、本実施形態では、レジストパターン３４の高さＨＴを計測する際に、レジストパターン３４が形成されているパターン領域と、レジストパターン３４が形成されていない非パターン領域との境界において、プローブＰｒを走査する。
【００３４】
図４は、基板３１に形成されたレジストの凹凸パターン３５を示す断面図である。凹凸パターン３５は、レジストパターン３４が形成されている（即ち、凸部が周期的に形成されている）パターン領域αと、レジストパターン３４が形成されていない（即ち、凹部のみが形成されている）非パターン領域βとを含む。
【００３５】
図４を参照するに、ＳＰＭのプローブＰｒをレジストパターン３４の間に挿入することができない場合には、上述したように、レジストパターン３４の高さＨＴを計測することができない。そこで、図４に示すように、パターン領域αと非パターン領域βとの境界にＳＭＰのプローブＰｒの走査経路Ｓｃを設定する。詳細には、非パターン領域βに隣接するパターン領域αに形成されたレジストパターン３４のうち、非パターン領域βに最も近いレジストパターン３４’がプローブＰｒで走査されるように、走査経路Ｓｃを設定する。これにより、ＳＰＭのプローブＰｒを走査経路Ｓｃに沿って走査することで、レジストパターン３４’の高さＨＴを計測することができる。従って、レジストパターン３４’の高さＨＴを用いて、光計測装置１００で残膜厚ＲＬＴを計測するためのライブラリを作成すること（Ｓ２）が可能となる。
【００３６】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、ＳＰＭのプローブＰｒをレジストパターン３４の間に挿入することができない場合に、パターン領域αに形成されたレジストパターン３４のうち、非パターン領域βに最も近いレジストパターン３４’の高さを計測している。しかしながら、基板３１に形成された凹凸パターン３５が非パターン領域βを含まない場合には、レジストパターン３４’の高さＨＴを計測することができない。
【００３７】
そこで、本実施形態では、レジストパターン３４の高さＨＴを計測する際に、パターン領域の一部の領域に形成されているレジストパターン３４を除去して除去領域を形成し、パターン領域と除去領域との境界近傍において、プローブＰｒを走査する。換言すれば、レジストパターン３４に対してＳＰＭによる計測に必要なクリアランスを形成する。
【００３８】
図５は、基板３１に形成されたレジストの凹凸パターン３５を示す断面図である。凹凸パターン３５は、レジストパターン３４が形成されているパターン領域αのみを含み、レジストパターン３４が形成されていない非パターン領域βを含んでいない。
【００３９】
図５（ａ）を参照するに、凹凸パターン３５が非パターン領域βを含まず、ＳＰＭのプローブＰｒをレジストパターン３４の間に挿入することができない場合には、上述したように、レジストパターン３４の高さＨＴを計測することができない。そこで、図５（ｂ）に示すように、パターン領域αの一部の領域に形成されているレジストパターン３４’’、その下の残膜３３及び密着層３２を除去して（即ち、基板３１を露出させて）除去領域γを形成する。但し、基板３１を露出させるのではなく、レジストパターン３４’’及びその下の残膜３３を除去して密着層３２を露出させてもよい。
【００４０】
レジストパターン３４’’、残膜３３や密着層３２を除去する際には、収束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）、電子ビーム、レーザなどを発生する発生源を備えた微細加工装置を用いることが可能である。また、レジストパターン３４’’、残膜３３や密着層３２を除去する際には、基板面において加工（除去）を停止させる必要があるため、密着層３２と基板３１とのエッチング選択比の差が大きい方がよい。レジストパターン３４’’、残膜３３や密着層３２が除去されたかどうかの判断は、例えば、加工時間とエッチング選択比とから推測することができる。具体的には、凹凸パターン３５及び密着層３２のそれぞれを構成する材料について、加工時間とエッチング選択比との相関関係を取得し、かかる相関関係に基づいて、レジストパターン３４’’、残膜３３や密着層３２が除去されたかどうかの判断を行う。
【００４１】
除去領域γを形成することによって、図５（ｃ）に示すように、パターン領域αと除去領域γとの境界近傍にＳＭＰのプローブＰｒの走査経路Ｓｃを設定することが可能となる。詳細には、除去領域γに隣接するパターン領域αに形成されたレジストパターン３４のうち、除去領域γに最も近いレジストパターン３４’がプローブＰｒで走査されるように、走査経路Ｓｃを設定する。これにより、ＳＰＭのプローブＰｒを走査経路Ｓｃに沿って走査することで、レジストパターン３４’の高さＨＴを計測することができる。従って、レジストパターン３４’の高さＨＴを用いて、光計測装置１００で残膜厚ＲＬＴを計測するためのライブラリを作成すること（Ｓ２）が可能となる。
【００４２】
＜第４の実施形態＞
第１の実施形態乃至第３の実施形態では、ＳＰＭでレジストパターンの高さＨＴを計測し、その計測結果をライブラリに反映させることで、レジストパターンの高さＨＴを高精度に計測することを実現している。第１の実施形態乃至第３の実施形態では、基板上の各ショット領域に形成される凹凸パターンにおけるレジストパターンの高さＨＴがばらついていないことを前提としている。しかしながら、ショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついている場合もある。このような場合、１つのショット領域におけるレジストパターンの高さＨＴを計測し、その計測結果をライブラリに反映させるだけでは、各ショット領域におけるレジストパターンの高さＨＴを高精度に計測することができない。各ショット領域でレジストパターンの高さＨＴを計測し、その計測結果をショット領域ごとに反映させたライブラリを作成することも考えられるが、ライブラリの作成に膨大な時間を要してしまう。
【００４３】
そこで、本実施形態では、凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の複数の形状のそれぞれとの関係を示す複数の情報を含むライブラリから、各ショット領域におけるＳＭＰの計測結果に対応する情報を選択する。ここで、凹凸パターン３５の複数の形状とは、レジストパターン３４の高さＨＴを表すパラメータの値を想定される範囲内で変化させると共に、残膜厚ＲＬＴ、パターンの線幅ＣＤ及び側壁角度ＳＷＡを表すパラメータを変化させることで定義される形状である。
【００４４】
図６（ａ）を参照して、本実施形態における計測方法を説明する。ここでは、凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の複数の形状のそれぞれとの関係を示す複数の情報を含むライブラリは予め作成されているものとする。
【００４５】
また、図６（ａ）に示す計測方法は、上述したように、基板上のショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついている場合に有効である。従って、図６（ａ）に示す計測方法を行う前に、基板上のショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついているかどうかを判定するとよい。例えば、図７に示すように、基板上に複数のショット領域が配置されている場合を考えると、かかる複数のショット領域のそれぞれにおけるレジストパターンの高さＨＴをＳＰＭで計測する。そして、ＳＰＭの計測結果を３σなどで評価することで、ショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついているかどうかを判定する。ここで、ショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついていない場合には、各ショット領域におけるレジストパターンの高さＨＴの平均を、レジストパターンの高さＨＴの代表値としてライブラリを作成して残膜厚ＲＬＴを計測すればよい。なお、基板上のショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついているかどうかを判定する際には、基板上の全てのショット領域におけるレジストパターンの高さＨＴを計測する必要はない。例えば、基板上に複数のショット領域のうち特定のショット領域Ｓ１乃至Ｓ１６におけるレジストパターンの高さＨＴを計測し、その計測結果からショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついているかどうかを判定してもよい。
【００４６】
Ｓ６１では、基板上の対象ショット領域に形成された凹凸パターン３５のレジストパターン３４の高さＨＴをＳＰＭで計測する。Ｓ６２では、基板上の対象ショット領域に形成された凹凸パターン３５の残膜３３の残膜厚ＲＬＴを決定する。具体的には、まず、ライブラリに含まれている複数の情報から、Ｓ６１で計測したレジストパターン３４の高さＨＴの値を有する情報を選択する。換言すれば、Ｓ６１で計測した高さＨＴのレジストパターン３４で形状が定義される凹凸パターン３５の形状と、かかる凹凸パターン３５からの反射光の強度との関係を示す情報を選択する。次いで、基板上の対象ショット領域に形成された凹凸パターン３５を光計測装置１００で計測する。上述したように、光計測装置１００において、光源１０２からの光を凹凸パターン３５に入射させ、凹凸パターン３５からの反射光を検出部１１０で検出する。そして、上述の選択した情報から、検出部１１０で検出した反射光の強度（光計測装置１００で計測した計測結果）と最も一致する情報を特定し、かかる情報に対応する形状を凹凸パターン３５の形状として求めることで残膜３３の残膜厚ＲＬＴを決定する。
【００４７】
Ｓ６３では、基板上の全てのショット領域を対象ショット領域としたかどうかを判定する。基板上の全てのショット領域を対象ショット領域としていない場合には、Ｓ６１に移行して、次のショット領域を対象ショット領域として、レジストパターン３４の高さＨＴを計測する。一方、基板上の全てのショット領域を対象ショット領域とした場合には、処理を終了する。
【００４８】
このように、本実施形態では、各ショット領域におけるレジストパターン３４の高さＨＴをＳＰＭで計測し、その計測結果に対応する情報をショット領域ごとにライブラリから選択している。これにより、本実施形態の計測方法は、基板上のショット領域間でレジストパターンの高さＨＴがばらついていたとしても、各ショット領域に形成された凹凸パターン３５の残膜３３の残膜厚ＲＬＴを高精度に計測することができる。
【００４９】
また、図６（ａ）では、凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の複数の形状のそれぞれとの対応関係を示す複数の情報を含むライブラリは予め作成されている場合について説明した。但し、図６（ｂ）に示すように、基板上の対象ショット領域に形成された凹凸パターン３５のレジストパターン３４の高さＨＴをＳＰＭで計測する（Ｓ６１）前に、Ｓ６０（第３ステップ）において、ライブラリを作成するようにしてもよい。具体的には、まず、基板上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域に形成された凹凸パターン３５のレジストパターン３４の高さＨＴをＳＰＭで計測する（計測ステップ）。次いで、凹凸パターン３５の形状を規定するパラメータのうち、レジストパターン３４の高さＨＴを表すパラメータの値をＳＰＭの計測結果（実際に計測されたレジストパターン３４の高さＨＴの値）を含む所定の範囲内（想定される範囲内）の値で変化させる。この際、レジストパターン３４の高さＨＴを除くパラメータ（例えば、ＲＬＴ、ＣＤ、ＳＷＡなどの他の寸法）の値も変化させることで凹凸パターン３５の複数の形状を設定する。そして、各形状に対応する凹凸パターン３５からの反射光の強度をシミュレーションで算出する。そして、凹凸パターン３５に光を入射させたときの凹凸パターン３５からの反射光の強度と凹凸パターン３５の形状との対応関係を示す情報を凹凸パターン３５の形状ごとに生成して、かかる情報を含むライブラリを作成する。
【００５０】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態では、本発明の一側面としてのインプリント装置について説明する。図８は、インプリント装置１の構成を示す概略図である。図８を参照するに、基板（ウエハ）１１は、チャック１２に保持されている。微動ステージ１３は、基板１１のＺ軸回りの回転を補正する機能、基板１１のＺ軸方向の位置を補正する機能及び基板１１の傾きを補正する機能を有する。微動ステージ１３は、基板１１をＸ軸方向及びＹ軸方向の所定の位置に位置決めするためのＸＹステージ１４に配置されている。微動ステージ１３には、チャック１２が載置されると共に、微動ステージ１３のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を計測するレーザ干渉計からの光を反射する参照ミラー（不図示）が取り付けられている。また、ＸＹステージ１４は、ベース定盤１５に載置されている。微動ステージ１３及びＸＹステージ１４は、本実施形態において、基板ステージを構成する。
【００５１】
基板１１に転写すべきパターンが表面に形成されたモールド（型）１６は、モールドチャック１７に固定されている。モールドチャック１７は、モールド１６のＺ軸回りの傾きを補正する機能を有するモールドステージ１８に載置されている。モールドチャック１７のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置は、アライメント棚１９に支持されたレーザ干渉計によって計測される。
【００５２】
モールドチャック１７及びモールドステージ１８のそれぞれは、紫外光源２０からコリメータレンズを介して照射される紫外光をモールド１６へと通過させる開口（不図示）を有する。また、モールドチャック１７（又はモールドステージ１８）には、モールド１６の押し付け力（押印力）を検出する機能を有するロードセル（不図示）が配置されている。
【００５３】
ガイドバープレート２１は、その一端がモールドステージ１８に固定され、天板２２を貫通するガイドバー２３の他端を固定する。モールド昇降用リニアアクチュエータ２４は、エアシリンダ又はリニアモータで構成され、ガイドバー２３をＺ軸方向に駆動して、モールドチャック１７に保持されたモールド１６を基板１１に押し付けたり、基板１１から引き離したりする。アライメント棚１９は、支柱２５を介して天板２２に懸架されている。アライメント棚１９には、ガイドバー２３が貫通している。
【００５４】
ダイバイダイアライメント用のＴＴＭ（スルー・ザ・モールド）アライメントスコープ２６は、基板１１及びモールド１６に設けられたアライメントマークを観察するための光学系と撮像系とを有する。ＴＴＭアライメントスコープ２６は、基板１１とモールド１６とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれを計測する。また、アライメント棚１９には、例えば、斜入射像ずれ方式を用いて、チャック１２に保持された基板１１の高さ（平坦度）を計測するための高さ計測系（不図示）が配置されている。ディスペンサヘッド２７は、基板１１の表面に液状の光硬化型の樹脂（インプリント材）を滴下するノズルを含み、基板１１に樹脂を供給（塗布）する機能を有する。
【００５５】
制御部２８は、ＣＰＵやメモリなどを含み、インプリント装置１の全体（動作）を制御する。例えば、制御部２８は、光計測装置１００の計測結果（凹凸パターンの残膜の残膜厚（ＲＬＴ））に基づいて、インプリント処理部（の処理条件）をフィードバック制御する。具体的には、制御部２８は、光計測装置１００の計測結果に基づいて、凹凸パターンの残膜の残膜厚が目標の厚さとなるように、インプリント処理の処理条件を制御する。ここで、インプリント処理部は、インプリント装置１の各部を含む総称である。インプリント処理部は、基板１１の上の樹脂をモールド１６により成形して硬化させ、硬化した樹脂からモールド１６を剥離（離型）することで基板１１の上に凹凸パターンを形成するインプリント処理を行う。
【００５６】
光計測装置１００は、図１に示すような構成を有し、基板１１の上に形成された凹凸パターンの残膜の残膜厚（ＲＬＴ）を計測する。また、光計測装置１００は、本実施形態では、凹凸パターンのレジストパターンの高さ（ＨＴ）を計測する走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を含むものとする。但し、光計測装置１００と走査プローブ顕微鏡とを別々に設けてもよい。
【００５７】
以下、図９を参照して、インプリント装置１の動作を説明する。ここでは、半導体デバイスの量産に先立って行われるインプリント処理の処理条件の最適化を含む動作について説明する。また、ディスペンサヘッド２７によって基板１１に供給する樹脂の体積や分布密度（即ち、基板１１に供給する樹脂の供給量）を処理条件とする。
【００５８】
Ｓ２００では、１つのロットに含まれる基板（例えば、２５枚の基板）をインプリント装置１に搬入する。Ｓ２１０では、インプリント装置１に搬入された基板のそれぞれ（即ち、ロット内の全ての基板）に対してインプリント処理を行う（基板の上に凹凸パターンを形成する）。インプリント処理には、各基板のアライメント処理、樹脂の供給処理、モールドの押印処理、樹脂の硬化処理、モールドの離型処理が含まれる。
【００５９】
Ｓ２２０では、インプリント処理が行われた基板（ロット内の基板）から特定数の基板（複数の基板）を選択し、かかる基板の上に形成された凹凸パターンの残膜の残膜厚（ＲＬＴ）を計測する。ＲＬＴの計測は、上述した実施形態で説明したように、光計測装置１００が行う。但し、凹凸パターンは、基板上の複数のショット領域（図７参照）のそれぞれに形成されているため、光計測装置１００は、各ショット領域に形成された凹凸パターンのＲＬＴを計測する。
【００６０】
Ｓ２３０では、Ｓ２２０での計測結果に基づいて、ショット領域間のＲＬＴのばらつき（３σなど）を算出する。Ｓ２４０では、ショット領域間のＲＬＴのばらつきが閾値を超えているかどうかを判定する。ショット領域間のＲＬＴのばらつきが閾値を超えている場合には、Ｓ２５０に移行する。一方、ショット領域間のＲＬＴのばらつきが閾値を超えていない場合には、Ｓ２６０に移行する。
【００６１】
Ｓ２５０では、インプリント処理の処理条件を最適化する。具体的には、ショット領域間のＲＬＴのばらつきが閾値を超えないように、即ち、各ショット領域に形成される凹凸パターンのＲＬＴが目標の厚さとなるように、基板に供給する樹脂の供給量を最適化（決定）する。例えば、ＲＬＴが厚いショット領域に関しては、樹脂の供給量を少なくし、ＲＬＴが薄いショット領域に関しては、樹脂の供給量を多くして、ショット領域間のＲＬＴのばらつきを低減させる。このように、基板に供給する樹脂の供給量を最適化することができる理由は、ＳＰＭでレジストパターンの高さ（ＨＴ）を計測することで、光計測装置１００がＲＬＴを高精度に計測することができるからである。
【００６２】
Ｓ２６０では、全てのロットに対してインプリント処理を行ったかどうかを判定する。全てのロットに対してインプリント処理を行っていない場合には、Ｓ２００に移行して、次のロットに含まれる基板をインプリント装置１に搬入する。一方、全てのロットに対してインプリント処理を行った場合には、動作を終了する。
【００６３】
このように、本実施形態では、基板に供給する樹脂の供給量（処理条件）を最適な状態に制御することができ、基板の各ショット領域におけるＲＬＴのばらつきを低減することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、基板に供給する樹脂の供給量を処理条件としているが、モールド１６を樹脂に作用させる圧力を処理条件としてもよい。モールド１６を樹脂に作用させる圧力は、モールド昇降用リニアアクチュエータ２４や基板ステージを用いて調整することが可能である。例えば、ＲＬＴが厚いショット領域に関しては、モールドの圧力を大きくし、ＲＬＴが薄いショット領域に関しては、モールドの圧力を小さくして、ショット領域間のＲＬＴのばらつきを低減させる。また、基板に供給する樹脂の供給量及びモールドを押し付ける際の押し付け力の両方を制御することも可能である。
【００６５】
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１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを形成する工程を含む。更に、かかる製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含む。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、かかる製造方法は、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む。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。
【００６６】
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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【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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