JP2017208450A - リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板をステージ上に精度よく搬送するために有利な技術を提供する。【解決手段】基板にパターンを形成するリソグラフィ装置は、基板を保持するステージが設けられた第１構造体と、基板を保持して前記ステージ上に搬送する搬送部が設けられた第２構造体と、前記第１構造体によって支持され、前記搬送部により保持された基板の面までの距離を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記搬送部により保持された基板と前記ステージとの相対位置および相対傾きを求め、当該相対位置および相対傾きの校正を行う校正部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

リソグラフィ装置では、ステージによって保持された基板にパターンを形成している間においても、ステージに基板を搬送する搬送部が、例えば次にパターンを形成すべき基板の準備などのために動作しうる。この場合、搬送部で生じた振動がステージに伝わると、基板にパターンを高精度に形成することが困難になりうる。そのため、リソグラフィ装置では、ステージと搬送部とが互いに異なる構造体に設けられることが好ましい。

しかしながら、ステージと搬送部とを互いに異なる構造体に設けると、ステージが設けられた第１構造体と、搬送部が設けられた第２構造体との相対的な位置や傾きが時間の経過とともに変化しうる（経時変化が生じうる）。その結果、搬送部によって基板をステージ上に精度よく配置することが困難になったり、搬送部による基板の搬送中に当該基板がステージに接触したりといった不具合が生じうる。特許文献１には、第１構造体と第２構造体との間の距離を検出する検出部を設け、当該検出部の検出結果に基づいて、第１構造体と第２構造体との相対的な位置や傾きを校正する方法が提案されている。

特開平６−１６３３５７号公報

インプリント装置では、第１構造体と第２構造体との相対的な位置や傾きだけでなく、例えば、第２構造体に対する搬送部の位置にも経時変化が生じることがある。この場合、特許文献１に記載された方法では、搬送部により保持された基板とステージとの相対位置および相対傾きを校正することが不十分となり、搬送部により基板をステージ上に精度よく搬送することが困難になりうる。

そこで、本発明は、基板をステージ上に精度よく搬送するために有利な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、基板を保持するステージが設けられた第１構造体と、基板を保持して前記ステージ上に搬送する搬送部が設けられた第２構造体と、前記第１構造体によって支持され、前記搬送部により保持された基板の面までの距離を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記搬送部により保持された基板と前記ステージとの相対位置および相対傾きを求め、当該相対位置および相対傾きの校正を行う校正部と、を含むことを特徴とする。

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。

本発明によれば、例えば、基板をステージ上に精度よく搬送するために有利な技術を提供することができる。

第１実施形態のインプリント装置を示す図である。 第１構造体と第２構造体との相対位置および相対傾きが変化したときのインプリント装置を示す図である。 搬送部により保持された基板とステージとの相対位置および相対傾きを校正する方法を示すフローチャートである。 検出部と基板との位置関係を示す図である。 検出部と基板との位置関係を示す図である。 検出部と基板との位置関係を示す図である。 第２実施形態のインプリント装置を上から見た図である。 第２実施形態のインプリント装置を示す図である。 第１構造体と第２構造体との位置関係を示す図である。 第１構造体と第２構造体との位置関係を示す図である。 物品の製造方法を示す図である。

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、同一の部材ないし要素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。また、以下の実施形態では、リソグラフィ装置として、モールドを用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置を用いて説明するが、それに限られるものではない。例えば、マスクのパターンを基板に転写する露光装置や、荷電粒子線を基板に照射して当該基板にパターンを形成する描画装置などのリソグラフィ装置においても、本発明を適用することができる。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。インプリント装置は、半導体デバイスなどの製造に使用され、凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板のショット領域上に供給されたインプリント材に当該パターンを転写するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置は、パターンが形成されたモールドを基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化する。そして、インプリント装置は、モールドと基板との間隔を広げて、硬化したインプリント材からモールドを剥離（離型）することによって、インプリント材にパターンを形成することができる。

インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールドとインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に光（紫外線）を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。

インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。

［装置構成］
第１実施形態のインプリント装置１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態のインプリント装置１００を示す概略図である。インプリント装置１００は、支持部３０を介して第１床４０ａに設置された第１構造体１０と、第２床４０ｂに設置された第２構造体２０とを有する。ここで、本実施形態では、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きの経時変化をわかり易く説明するため、第１構造体１０が設置された第１床４０ａと第２構造体２０が固定された第２床４０ｂとを分けて記載している。しかしながら、実際には、第1床４０ａと第２床４０ｂは連続した１つの床でありうる。

まず、第１構造体１０について説明する。第１構造体１０には、例えば、モールド１を保持するインプリントヘッド１１、基板２を保持するステージ１２、ステージ１２によって保持された基板２にモールド１を介して光を照射する照射部１３、検出部１４および制御部１５が設けられうる。そして、第１構造体１０は、支持部３０を介して第１床に固定されうる。

モールド１は、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域（パターン領域）には、基板上に供給されたインプリント材を成形するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板２としては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板２としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。

インプリントヘッド１１は、例えば真空吸着力や静電力などによりモールド１を保持し、モールド１と基板上のインプリント材とを接触させたり剥離させたりするようにモールド１をＺ方向（押印方向）に駆動する。インプリントヘッド１１は、Ｚ方向にモールド１を駆動する機能だけでなく、ＸＹ方向やθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）におけるモールド１の位置を調整する調整機能や、モールド１の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。

ステージ１２は、例えば真空吸着力や静電力などにより基板２を保持するとともに、ＸＹ方向（押印方向と垂直な方向）に移動可能に構成される。ステージ１２は、ＸＹ方向に基板２を移動させる機能だけでなく、Ｚ方向に基板２を移動させる機能やθ方向における基板２の位置を調整する調整機能や、基板２の傾きを補正するためのチルト機能などを有していてもよい。また、ステージ１２は、基板２を保持する面（保持面）から突出可能なピン１２ａを有し、後述する搬送部２１からステージ上に基板２を受け渡す際に当該ピン１２ａを保持面から突出させる。そして、搬送部２１によって当該ピン１２ａの上に基板２が受け渡されると、ステージ１２は、保持面からピン１２ａの突出量を小さくしていく。これにより、基板２は、ステージ１２の保持面の上に配置されるとともに、ステージ１２によって保持される。

照射部１３は、インプリント材を硬化させる光（紫外線）を射出する光源を有し、インプリント処理の際、モールド１と基板上のインプリント材とが接触している状態で、当該インプリント材に光を照射して当該インプリント材を硬化させる。また、制御部１５は、例えばＣＰＵやメモリなどを含み、搬送部２１によって基板２をステージ上に搬送する処理やインプリント処理などを制御する（インプリント装置１００の各部を制御する）。ここで、本実施形態では、制御部１５が第１構造体１０に設けられているが、それに限られるものではなく、例えば、第２構造体２０やその他の構造体に設けられてもよいし、床に載置されてもよい。

支持部３０は、例えば、ベース定盤３１と、除振マウント３２と、変更部３３とを含みうる。除振マウント３２は、第１構造体１０とベース定盤３１との間に複数配置され、第１床４０ａから第１構造体１０に振動が伝わることを低減するとともに、第１構造体１０で発生した振動による共振を低減するように構成されている。また、変更部３３は、ベース定盤３１と第１床４０ａとの間に配置された複数のアクチュエータを有し、複数のアクチュエータを個別に制御することにより、第１構造体１０の位置および傾きを変更する。これにより、変更部３３は、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きを変更することができる。

ここで、本実施形態では、変更部３３は、第１構造体１０と第１床４０ａとの間に設けられているが、それに限られるものではなく、例えば、第２構造体２０と第２床４０ｂとの間に設けられてもよい。即ち、変更部３３は、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きを変更することができるように設けられていればよい。また、除振マウント３２によって第１構造体１０の位置や傾きを変更することができる場合は、除振マウント３２も、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きを変更する変更部３３として機能しうる。

次に、第２構造体２０について説明する。第２構造体２０には、基板２を保持してステージ上に搬送する搬送部２１が設けられうる。搬送部２１は、例えば、真空吸着などにより基板２を保持するハンド２１ａと、ハンド２１ａを支持するとともに複数の関節を有するアーム２１ｂと、アーム２１ｂを介してハンド２１ａを駆動する駆動部２１ｃとを有する。そして、搬送部２１は、例えば、複数の基板２を収容するスロット、または、基板２の中心やノッチを検出するプリアライメント部から、第１構造体１０に設けられたステージ１２の上に基板２を搬送する。また、搬送部２１は、ハンド２１ａによって保持された基板２の面と平行な方向に当該基板２を移動させるように構成されている。

このように構成されたインプリント装置１００では、ステージ１２が設けられた第１構造体１０と、搬送部２１が設けられた第２構造体２０との相対位置や相対傾きが時間の経過とともに変化することがある（経時変化が生じることがある）。例えば、インプリント装置１００を（床の上に）設置した後、インプリント装置１００の周辺に他の装置が設置されると、床が沈み込むことがある。この場合、床の沈み込み量が、第１構造体１０が配置された第１床４０ａと第２構造体２０が配置された第２床４０ｂとで異なると、図２に示すように、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置や相対傾きが変化しうる。

図２は、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きの経時変化が生じたときのインプリント装置１００を示す図である。図２は、第１床４０ａが、破線で示す元の位置４０ａ’から−Ｚ方向に沈み込み、それに伴い、第２床４０ｂが、破線で示す元の位置４０ｂ’から傾いている例を示している。この場合、搬送部２１（ハンド２１ａ）によって保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きも理想状態（目標相対位置および目標相対傾き）から変化してしまう。その結果、搬送部２１によって基板２をステージ上に精度よく配置することが困難となったり、搬送部２１による基板２の搬送中に当該基板２がステージ１２（ピン１２ａ）に接触したりといった不具合が生じうる。したがって、インプリント装置１００では、搬送部２１により保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを校正することが好ましい。

そこで、第１実施形態のインプリント装置１００は、検出部１４と校正部とを含み、搬送部２１により保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正を行う。検出部１４は、第１構造体１０によって支持され、搬送部２１（ハンド２１ａ）により保持された基板２の面までの距離、具体的には、基板２の面のうち検出領域に収まった箇所までの距離を検出するように構成されうる。検出部１４は、例えば、光（レーザ光）を射出し、基板２の面のうち検出領域として光が照射された箇所までの距離を検出するレーザ干渉計を含みうる。しかしながら、それに限られず、静電容量センサなど、基板２の面のうち検出領域に収まった箇所までの距離を光を用いずに検出する非接触式のセンサを含むように構成されてもよい。また、校正部は、検出部１４の検出結果に基づいて、搬送部２１により保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを求め、当該相対位置および相対傾きの校正を行う。本実施形態では、校正部が制御部１５に含まれるものとして説明する。

［校正方法］
以下に、搬送部２１により保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを校正する方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、搬送部２１により保持された基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを校正する方法を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの各工程は、制御部１５（校正部）によって制御されうる。以下では、搬送部２１により保持された基板２を「搬送部上の基板２」と称する。

ここで、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正は、定期的に、例えば基板ごと、ロットごと、所定の期間ごと（日ごと、月ごとなど）に行われることが好ましい。また、以下では、搬送部上の基板２の面における１つの箇所で、検出部１４による距離の検出を行う例について説明するが、例えば、基板の面における複数の箇所で、検出部１４による距離の検出を行ってもよい。この場合、検出部１４の検出結果として、例えば当該複数の箇所で検出した結果の平均値が用いられうる。このように複数の箇所で検出した結果を用いることにより、基板２の面の平坦度（凹凸）による誤差を低減することができる。

Ｓ１０では、制御部１５は、ステージ上への基板２の搬送を搬送部２１に開始させる。そして、制御部１５は、検出部１４の検出領域（検出部１４から射出された光が照射される領域）に基板２の面の所定箇所（例えば中心）が配置されるように、予め設定された搬送経路（搬送プロファイル）に従って搬送部２１（駆動部２１ｃ）を制御する。Ｓ１１では、制御部１５は、搬送部上の基板２の面（所定箇所）までの距離を検出部１４に検出させる。Ｓ１１において検出部１４による検出を行ったときの搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きの状態を、以下では初期状態と称する。

Ｓ１２では、制御部１５は、Ｓ１１において検出部１４により検出された距離が許容範囲（目標距離の許容範囲）内か否かを判断する。検出部１４により検出された距離が許容範囲内にある場合はＳ２４に進み、制御部１５は、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正を行わずに、搬送部２１により基板２をステージ上に搬送する。一方、検出部１４により検出された距離が許容範囲内にない場合はＳ１３に進み、当該校正を行う。

ここで、検出部１４により検出された距離に応じて校正を行うか否かを判断する理由について説明する。例えば、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置（Ｚ方向）および相対傾きが理想状態（目標相対位置および目標相対傾き）であるときの搬送部上の基板２は、検出部１４に対して、図４に示す位置２ａに配置されるものとする。そして、例えば、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きが経時変化することにより、搬送部上の基板２が、検出部１４に対して、図４に示す位置２ｂに配置された場合を想定する。この場合、検出部１４により検出された距離には、理想状態の位置２ａ（目標距離）に対して誤差ΔＺが生じうる。そのため、制御部１５は、検出部１４により検出された距離が許容範囲内にない場合は、搬送部上の基板２とステージ１２の相対位置および相対傾きが理想状態からずれていると判断することができる。なお、誤差ΔＺが生じずに、搬送部上の基板２の傾きのみが理想状態からずれている状況は非常に稀であるため、当該状況は考慮しなくてもよい。

図３のフローチャートに戻り、Ｓ１３〜Ｓ２１の工程について説明する。Ｓ１３〜Ｓ２１の工程は、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求める工程である。本実施形態の搬送部２１は、第２構造体２０を基準として、基板２の面と平行な方向に基板２を移動させるように構成されている。したがって、搬送部２１により検出部１４に対して基板２を移動させても、図５に示す矢印ように基板２が移動するだけであり、検出部１４の検出領域に配置される基板の箇所の位置（Ｚ方向）は変わらない。そのため、検出部１４の検出領域に基板を通過させる方法では、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを得ることができない。

そこで、本実施形態の制御部１５は、Ｓ１３〜Ｓ２１の工程において、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを変化させたときに検出部１４で検出される距離の変化に基づいて、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを求める。制御部１５は、第１構造体１０によって共に支持された検出部１４およびステージ１２の位置関係を示す情報を予め得ることができる。そのため、当該情報、および搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きに基づいて、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求めることができる。

Ｓ１３では、制御部１５は、Ｓ１１において検出部１４で検出された距離が目標距離に対して短いか否かに基づいて、搬送部上の基板２と検出部１４とが相対的に傾いている方向（相対傾きの傾向）を予測する。例えば、制御部１５は、検出部１４で検出された距離が目標距離より長い場合には、図２に示すように、搬送部上の基板２が、ステージ側の端部よりその反対側の端部の方が高くなるように傾いていると予測する。一方、制御部１５は、検出部１４で検出された距離が目標距離より短い場合には、搬送部上の基板２が、ステージ側の端部よりその反対側の端部の方が低くなるように傾いていると予測する。ここで、検出部１４で検出された距離が目標距離に対して短いか否かによる判断では、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きの傾向を正確に予測することは困難である。即ち、Ｓ１３の工程は、以下のＳ１４の工程において搬送部上の基板２と検出部１４とを相対的に傾ける方向を任意に決めているだけであるともいえる。また、Ｓ１３の工程において、制御部１５は、ハンド２１ａの先端からアーム２１ｂと駆動部２１ｃとの接続部分までの距離、および検出部１４で検出された距離に基づいて、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを予測（算出）してもよい。

Ｓ１４では、制御部１５は、Ｓ１３で予測した相対傾きの傾向に基づいて、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを初期状態から変更する。例えば、制御部１５は、図６に示すように、Ｓ１３で予測した相対傾きの傾向に基づいて、変更部３３により第１構造体１０を傾けることにより、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きが小さくなるように当該相対傾きを初期状態から変更する。Ｓ１５では、制御部１５は、搬送部上の基板２の面までの距離を検出部１４に検出させる。

Ｓ１６では、制御部１５は、Ｓ１５において検出部１４で検出された距離が、Ｓ１１において検出部１４で検出された距離より短くなったか否かを判断する。例えば、図６に示すように、Ｓ１５で検出された距離Ｌ’が、Ｓ１１で検出された距離Ｌより短くなった場合を想定する。この場合、制御部１５は、Ｓ１４において搬送部上の基板２と検出部１４とを相対的に傾けた方向（第１方向）が、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを校正する方向として正しいと判断し、Ｓ２０に進む。一方、Ｓ１５で検出された距離が短くならなかった場合（距離が長くなった場合）、制御部は、第１方向が、搬送部上の基板２とステージとの相対傾きを校正する方向として正しくないと判断し、Ｓ１７に進む。

Ｓ１７では、制御部１５は、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを初期状態に戻し、第１方向とは反対方向（第２方向）に当該相対傾きを変更する。Ｓ１８では、制御部１５は、搬送部上の基板２の面までの距離を検出部１４に検出させる。Ｓ１９では、制御部１５は、Ｓ１８において検出部１４で検出された距離が、Ｓ１１において検出部１４で検出された距離より短くなったか否かを判断する。Ｓ１８で検出された距離が、Ｓ１１で検出された距離より短くなった場合、制御部１５は、第２方向が、搬送部上の基板２とステージとの相対傾きを校正する方向として正しいと判断し、Ｓ２０に進む。一方、Ｓ１８で検出された距離が、Ｓ１１で検出された距離より短くならなかった場合（距離が長くなった場合）、第２方向が、搬送部上の基板２とステージとの相対傾きを校正する方向として正しくないと判断する。この場合、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きの経時変化は生じておらず、搬送部上の基板２とステージとの相対位置（Ｚ方向）のみに経時変化が生じていることとなる。そのため、この場合にはＳ２３に進む。

Ｓ２０では、制御部１５は、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを求める。例えば、制御部１５は、搬送部上の基板２とステージとの相対傾きを校正する方向として正しいと判断した方向（第１方向または第２方向）に、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを変化させながら、検出部１４に検出を行わせる。このとき、例えば検出部１４としてレーザ干渉計が用いられている場合、レーザ干渉計から射出された光の光軸と基板２の面とが垂直になったときに検出部１４で検出された距離が最も短くなる。このように基板２と検出部１４との相対傾きを変化させながら検出部１４に検出を行わせることにより、制御部１５は、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きの変化と検出部１４で検出された距離の変化との関係を得ることができる。そして、制御部１５は、当該関係に基づいて、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを求めることができる。

Ｓ２１では、制御部１５は、Ｓ２０で求めた搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きに基づいて、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求める。例えば、制御部１５は、上述したように、検出部１４とステージ１２との位置関係を示す情報を予め得ることができる。そのため、Ｓ２０で求めた搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾き、および当該情報に基づいて、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求めることができる。具体的には、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを変化させたときに検出部１４で検出された距離が最も小さくなるときの当該基板２と検出部１４との相対傾きから、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求めることができる。

Ｓ２２では、制御部１５は、Ｓ２１で求めた搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きに基づいて、当該相対傾きが目標相対傾きになるように、第１構造体１０と第２構造体２０との相対傾きを変更部３３により変更する。Ｓ２３では、制御部１５は、Ｓ１１において検出部１４で検出された距離に基づいて、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置（Ｚ方向）が目標相対位置になるように、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置（Ｚ方向）を変更部３３により変更する。このように搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正が行われる。Ｓ２４では、制御部１５は、搬送部２１により基板２をステージ上に搬送する。

上述したように、第１実施形態のインプリント装置１００は、第１構造体１０により支持された検出部１４によって搬送部上の基板２の面までの距離を検出し、その検出結果に基づいて、当該基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを求めている。そして、このように求められた搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きに基づいて、当該相対位置および相対傾きが目標相対位置および目標相対傾きになるように校正を行う。これにより、搬送部２１によって基板２をステージ上に精度よく搬送することができる。

ここで、本実施形態では、第１構造体１０と第２構造体２０との相対位置および相対傾きを変更部３３によって変更することにより、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きを校正する例について説明した。しかしながら、それに限られるものではない。例えば、搬送部上の基板２の角度を搬送部２１自身で変更することができる場合には、搬送部上の基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正を、搬送部２１によって行ってもよい。即ち、制御部１５は、搬送部２１が基板２を保持する角度を変更することにより、当該校正を行ってもよい。また、本実施形態では、搬送部２１（ハンド２１ａ）によって保持された基板２の面までの距離を検出部１４によって検出し、その検出結果に基づいて、当該基板２とステージ１２との相対位置および相対傾きの校正を行ったが、それに限られるものではない。例えば、基板２を保持していないハンド２１ａまでの距離を検出部１４によって検出し、その検出結果に基づいて当該校正を行ってもよい。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のインプリント装置２００について説明する。図７は、第２実施形態のインプリント装置２００を上から見た図である。第２実施形態のインプリント装置２００は、図７に示すように、搬送部２１が設けられた第２構造体２０と、第２構造体２０を挟み込むように配置された複数の第１構造体１０ａ〜１０ｄとを含みうる。複数の第１構造体１０ａ〜１０ｄの各々には、インプリントヘッド１１、ステージ１２、照射部１３および検出部１４が設けられ、各第１構造体１０ａ〜１０ｄにおいてインプリント処理が行われうる。

図８は、図７におけるＴ−Ｔ断面を示す図である。第１構造体１０ｂおよび２０ｄは、第２構造体２０を挟み込むように設置されている。このように複数の第１構造体１０が設置されている場合、複数の第１構造体１０の各々における検出部１４の検出結果を比較する。これにより、図３に示すフローチャートのＳ１３の工程において、搬送部上の基板２と複数の第１構造体１０の各々における検出部１４との相対傾きの傾向を精度よく予測することができる。即ち、図３のフローチャートにおけるＳ１７〜Ｓ１９の工程が省略される可能性を高くすることができる。ここで、第１構造体１０および第２構造体２０の構成については、第１実施形態で説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。また、図８では、第１構造体１０ｂおよび１０ｄの各々に対してハンド２１ａが設けられているが、それに限られるものではなく、第１構造体１０ｂおよび１０ｄで共通のハンド２１ａが設けられてもよい。

例えば、第１構造体１０ｂの検出部１４で検出された距離が目標距離より大きく、第１構造体１０ｄの検出部１４で検出された距離が目標距離より小さくなった場合を想定する。このような検出結果が得られる場合としては、２つの状態が考えられる。１つ目の状態は、図９（ａ）に示すように、第１構造体１０ｂと第２構造体２０とが近づく方向に傾き、第１構造体１０ｄと第２構造体２０とが離れる方向に傾いている状態である。また、２つ目の状態は、図９（ｂ）に示すように、第１構造体１０ｂの高さが第２構造体２０に対して鉛直方向（＋Ｚ方向）にシフトし、かつ第１構造体１０ｄの高さが第２構造体２０に対して鉛直方向（−Ｚ方向）にシフトしている状態である。しかしながら、２つ目の状態に関しては、第１構造体１０が第２構造体に対して鉛直方向にシフトすることは、非常に稀である。そのため、制御部１５は、搬送部上の基板２と検出部１４（ステージ１２）とが、図９（ａ）に示すように傾いていると予測することができる。

さらに、第１構造体１０ｂおよび１０ｄにおいて検出部１４でそれぞれ検出された距離の目標距離に対する誤差ΔＺ_１およびΔＺ_２を比較することによっても、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きを予測することができる。例えば、誤差ΔＺ_１と誤差ΔＺ_２とが同じであった場合、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きが、第１構造体１０ｂおよび１０ｄで反対方向に同じ量だけ生じていると予測することができる。即ち、第１構造体１０ｂおよび１０ｄの一方において基板２と検出部１４との相対傾きを求めるだけで、他方における基板２と検出部１４との相対傾きの傾向は、当該一方における相対傾きと反対方向であり、同じ量だけ生じていると予測することができる。

また、例えば、第１構造体１０ｂおよび１０ｄの検出部１４で検出された距離が共に目標距離より小さくなった場合を想定する。このように第１構造体１０ｂおよび１０ｄにおいて検出部１４の検出結果が同様の傾向を示している場合、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きが、図１０（ａ）に示す傾向であると予測することができる。一方、第１構造体１０ｂおよび１０ｄの検出部１４で検出された距離が共に目標距離より大きくなった場合を想定する。この場合、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きが、図１０（ｂ）に示す傾向であると予測することができる。

このように、第２実施形態のインプリント装置２００では、複数の第１構造体１０の各々における検出部１４の検出結果を比較した結果に基づいて、複数の第１構造体の各々における搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きの傾向を予測することができる。そのため、図３に示すフローチャートのＳ１３において上述した方法を用いることにより、搬送部上の基板２と検出部１４との相対傾きの形状を精度よく予測することができ、Ｓ１７〜Ｓ１９の工程が行われる可能性を低減することができる。即ち、第２実施形態のインプリント装置２００では、複数の第１構造体１０の各々における検出部１４の検出結果を比較した結果に基づいて、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求めることができる。これにより、校正に要する時間を大幅に低減することができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態では、基板２の面における１つの箇所までの距離を検出するように検出部１４を構成した例について説明した。しかしながら、それに限られるものではなく、例えば複数のレーザ干渉計を含み、基板２の面における複数の箇所において、当該距離を同時に検出することができるように検出部１４を構成してもよい。このように検出部１４を構成することにより、搬送部上の基板２と検出部１４とを相対傾きを変化させながら検出部１４により当該距離を検出する工程（Ｓ１２〜Ｓ１９）を行わなくても、搬送部上の基板２とステージ１２との相対傾きを求めることができる。しかしながら、レーザ干渉計を増やすと装置コストの増加につながりうる。また、検出部１４は、搬送部上の基板２の傾き（角度）を検出する角度センサを含むように構成されてもよい。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のリソグラフィ装置（インプリント装置）を用いてパターンを形成する工程（基板にインプリント処理を行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）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。

リソグラフィ装置としては、上述したインプリント装置に加えて、露光装置や描画装置も含みうる。以下では、インプリント装置を用いて物品を製造する例について説明する。

インプリント装置を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１１（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１１（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１１（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１１（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１１（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１１（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

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および変更が可能である。

１０：第１構造体、１１：インプリントヘッド、１２：ステージ、１３：照射部、１４：検出部、１５：制御部、２０：第２構造体、２１：搬送部、３０：支持部、３３：変更部、１００：インプリント装置

Claims (10)

1. 基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   基板を保持するステージが設けられた第１構造体と、
   基板を保持して前記ステージ上に搬送する搬送部が設けられた第２構造体と、
   前記第１構造体によって支持され、前記搬送部により保持された基板の面までの距離を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて、前記搬送部により保持された基板と前記ステージとの相対位置および相対傾きを求め、当該相対位置および相対傾きの校正を行う校正部と、
   を含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記校正部は、前記第２構造体に対する前記第１構造体の位置および傾きを変更することによって前記校正を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記校正部は、前記搬送部が前記基板を保持する角度を変更することにより前記校正を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記校正部は、前記搬送部により保持された基板と前記検出部との相対傾きを変化させたときに前記検出部で検出された前記距離の変化に基づいて、当該基板と前記ステージとの相対傾きを求める、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記校正部は、前記搬送部により保持された基板と前記検出部との相対傾きを変化させたときに前記検出部で検出された前記距離が最も小さくなるときの当該基板と前記検出部との相対傾きに基づいて、当該基板と前記ステージとの相対傾きを求める、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記校正部は、前記検出部で検出された前記距離が許容範囲内に収まっていない場合に前記校正を行う、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記第２構造体を挟み込むように配置された複数の前記第１構造体を含み、
   前記校正部は、複数の前記第１構造体の各々における前記検出部の検出結果を比較した結果に基づいて、前記搬送部により保持された基板と複数の前記第１構造体の各々における前記ステージとの相対位置および相対傾きを求める、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記検出部は、前記基板のうち検出領域に収まった箇所までの距離を検出するセンサを含む、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記検出部は、前記検出部に対する前記基板の角度を検出するセンサを含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンが形成された前記基板を加工する工程と、
    を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。

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