JP2021048191A - インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドと基板との位置合わせを精度よく制御するために有利な技術を提供する。【解決手段】モールドを用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント装置は、前記モールドの型マークと前記基板の基板マークとで形成される像を検出する検出部と、前記型マークを模した第１マークを有する第１部材と前記基板マークを模した第２マークを有する第２部材とを含む機構と、前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に駆動して前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を変更しながら、前記第１マークと前記第２マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置の１つとして、インプリント装置が注目されている。インプリント装置は、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。

インプリント装置では、例えば、モールドに設けられたマーク（型マーク）と基板に設けられたマーク（基板マーク）とで形成されるモアレ像を検出部で検出し、その検出結果に基づいてモールドと基板との位置合わせが行われうる。引用文献１には、型マークと基板マークとによるモアレ像と同様な正弦波信号を生じさせる基準マークを基板ステージ上に設け、当該基準マークを検出部に検出（撮像）させた結果に基づいて検出部の性能を評価する方法が開示されている。

特開２０１５−１５４００８号公報

型マークと基板マークとで形成される像についての検出部での検出結果は、例えば検出部の検出誤差や製造プロセスなどにより、それらのマークの設計どおりにならないことが多い。そのため、型マークと基板マークとの相対位置の変化と検出部による像の検出結果の変化との関係を事前に求めておき、当該関係を示す情報に基づいてモールドと基板との位置合わせを行うことが好ましい。しかしながら、典型的なインプリント装置では、モールドと基板上のインプリント材とが接触していない状態においてはモールドと基板との相対位置を精度よく制御することが困難である。そのため、当該関係の取得において型マークと基板マークとを用いてしまうと、当該関係を精度よく求めることができず、モールドと基板との位置合わせ精度が低下しうる。また、引用文献１に記載された方法では、１つの正弦波信号を生じさせる基準マークを用いており、正弦波信号を変化させることができないため、当該関係を求めることができない。

そこで、本発明は、モールドと基板との位置合わせを精度よく制御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インプリント装置は、モールドを用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、前記モールドに設けられた型マークと前記基板に設けられた基板マークとで形成される像を検出する検出部と、前記型マークを模した第１マークを有する第１部材と前記基板マークを模した第２マークを有する第２部材とを含み、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に駆動可能な機構と、前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に駆動して前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を変更しながら、前記第１マークと前記第２マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する、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、モールドと基板との位置合わせを精度よく制御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の構成を示す概略図 検出部の構成例を示す図 検出部の変形例を示す図 光源部の構成例を示す図 光源部の変形例を示す図 検出部の照明部の瞳強度分布と、撮像部の開口数との位置関係の例を示す図 回折格子の構成例を示す図 型マークＭｍおよび基板マークＭｗの構成例を示す図 型マークＭｍおよび基板マークＭｗの他の構成例を示す図 基板マークＭｗの１次回折効率のシミュレーション結果を例示した図 インプリント処理を示すフローチャート 校正機構を用いて校正情報を生成する処理を示すフローチャート 検出部から取得される検出信号と、校正情報とを示す図 第２実施形態のインプリント装置の構成を示す概略図 物品の製造方法を示す図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
インプリント装置は、部材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。例えば、インプリント装置は、基板上にインプリント材を供給し、凹凸のパターンが形成されたモールド（型）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させる。そして、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）することで、基板上にインプリント材のパターン層を形成することができる。このような一連の処理は「インプリント処理」と呼ばれる。

インプリント材には、硬化用のエネルギ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。

本明細書および添付図面では、基板の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。

［インプリント装置の構成］
次に、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。図１は、第１実施形態のインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、例えば、モールドＭを保持するインプリントヘッド１０（型保持機構）と、基板Ｗを保持して移動可能な基板ステージ２０（基板保持機構）と、供給部３０と、硬化部４０と、検出部５０と、制御部ＣＮＴとを含みうる。

モールドＭ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、基板側の面において基板側に突出した一部の領域（パターン領域）には、基板上のインプリント材に転写されるべき凹凸のパターンが形成される。また、基板Ｗ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Ｗ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１０は、例えば、真空力などによりモールドＭを保持する型保持部１１と、モールドＭと基板Ｗとの間隔を変更するようにモールドＭ（型保持部１１）をＺ方向に駆動する型駆動部１２とを含みうる。型駆動部１２は、複数のアクチュエータを含みうる。本実施形態の場合、インプリントヘッド１０によりモールドＭをＺ方向に駆動することで、モールドＭと基板上のインプリント材とを接触させる接触工程、および、硬化したインプリント材からモールドＭを剥離する離型工程を行うことができる。また、インプリントヘッド１０（型駆動部１２）は、Ｚ方向にモールドＭを駆動する機能に限られず、ＸＹ方向およびθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にモールドＭを駆動する機能や、モールドＭの傾き（チルト）を変更する機能を有するように構成されてもよい。即ち、型駆動部１２は、モールドＭを複数の軸（例えば、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されてもよい。

基板ステージ２０は、例えば、真空力などにより基板Ｗを保持する基板チャック２１と、ＸＹ方向に基板Ｗを駆動する基板駆動部２２とを含みうる。基板駆動部２２は、複数のアクチュエータを含みうる。本実施形態の場合、基板ステージ２０により基板ＷをＸＹ方向に駆動することで、モールドＭに対する基板Ｗの位置決め、および、供給部３０に対する基板Ｗの位置決めを行うことができる。また、基板ステージ２０（基板駆動部２２）は、ＸＹ方向に基板Ｗを駆動する機能に限られず、Ｚ方向およびθ方向に基板を駆動する機能や、基板Ｗの傾き（チルト）を変更する機能を有するように構成されてもよい。即ち、基板駆動部２２は、基板Ｗを複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸、好ましくは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されてもよい。

ここで、本実施形態のインプリント装置１００では、接触工程および離型工程におけるモールドＭと基板Ｗとの間隔の変更は、インプリントヘッド１０でモールドＭをＺ方向に駆動することにより行われうるが、それに限られるものではない。例えば、基板ステージ２０で基板ＷをＺ方向に駆動することにより行われてもよいし、インプリントヘッド１０および基板ステージ２０の双方でモールドＭおよび基板ＷをＺ方向に相対駆動することにより行われてもよい。また、本実施形態のインプリント装置１００では、ＸＹ方向におけるモールドＭと基板Ｗとの位置合わせは、基板ステージ２０で基板ＷをＸＹ方向に駆動することにより行われうるが、それに限られるものではない。例えば、インプリントヘッド１０でモールドＭをＸＹ方向に駆動することにより行われてもよいし、インプリントヘッド１０および基板ステージ２０の双方でモールドＭおよび基板ＷをＸＹ方向に相対駆動することにより行われてもよい。

供給部３０（吐出部、ディスペンサ）は、基板上にインプリント材Ｒ（例えば未硬化樹脂）を供給する。本実施形態では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材Ｒとして用いられうる。また、硬化部４０（照射部）は、インプリント処理の際、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触している状態で、基板上のインプリント材ＲにモールドＭを介して光（例えば紫外線）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。

検出部５０は、モールドＭに設けられた型マークＭｍと基板Ｗに設けられた基板マークＭｗとで形成される像（例えばモアレ縞、干渉縞）を検出するアライメントスコープを含み、当該像の光強度に応じた信号（検出信号）を出力する。例えば、検出部５０は、複数設けられ、型マークＭｍと基板マークＭｗとを含むマーク対の位置（ＸＹ方向）に応じて移動可能に構成されうる。これにより、制御部ＣＮＴは、各検出部５０からの検出信号に基づいて、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置（ＸＹ方向）を求め、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせを制御することができる。各検出部５０の具体的な構成については後述する。

制御部ＣＮＴは、例えば、ＣＰＵなどに代表される処理部ＰＲＣやメモリＭＲＹなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置１００の各部を制御してインプリント処理を制御する。インプリント処理は、例えば、供給工程、接触工程、位置合わせ工程、硬化工程、離型工程などを含みうる。

供給工程は、基板駆動部２２（基板ステージ２０）により基板ＷをＸＹ方向に駆動しながら供給部３０により基板上にインプリント材Ｒを供給する処理である。接触工程は、型駆動部１２（インプリントヘッド１０）によりモールドＭを駆動してモールドＭと基板Ｗとの間隔を狭めることで、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとを接触させる処理である。位置合わせ工程は、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成される像を検出部５０に検出させながら、その検出結果に基づいて、型駆動部１２および／または基板駆動部２２によりモールドＭと基板Ｗとの位置合わせ（ＸＹ方向）を行う処理である。硬化工程は、硬化部４０により基板上のインプリント材Ｒに硬化用のエネルギを与える（例えば光を照射する）ことで当該インプリント材Ｒを硬化させる処理である。離型工程は、型駆動部１２によりモールドＭを駆動してモールドＭと基板Ｗとの間隔を広げることで、硬化したインプリントＲからモールドＭを剥離する処理である。

ここで、位置合わせ工程は、モールドＭのパターン領域と基板Ｗのショット領域との相対位置を調整する処理に限られず、パターン領域とショット領域との形状差が低減するようにモールドＭおよび基板Ｗの少なくとも一方を変形する処理を含んでもよい。この場合、インプリント装置１００には、モールドＭおよび基板Ｗの少なくとも一方を変形させる変形機構（不図示）が設けられうる。変形機構は、例えば、モールドＭの側面に力を加えることでモールドＭを変形させる型変形機構、および／または、光の照射などにより基板Ｗを加熱することで基板Ｗを変形させる基板変形機構を含みうる。

［検出部の構成］
次に、各検出部５０の具体的な構成について説明する。図２は、各検出部５０の構成例を示す図である。各検出部５０は、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成される像を撮影する撮像部５１と、型マークＭｍと基板マークＭｗとを照明光で照明する照明部５２とを含みうる。

照明部５２は、光源部５３と、光源部５３を駆動する駆動回路５４と、光学系５６ａを含みうる。光源部５３は、例えば、レーザ（例えば、半導体レーザ）、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプの少なくとも１つを含みうるが、好ましくは、レーザを含む。光源部５３が発生する照明光の波長は、インプリント材Ｒを硬化させない波長であるとよい。駆動回路５４は、例えば、交流成分を含む駆動信号を光源部５３に供給して光源部５３を駆動する。

検出部５０は、照明部５２および撮像部５１によって共有される光学系として、プリズム５５と、光学系５６ｂとを含みうる。光源部５３からの照明光は、プリズム５５および光学系５６ｂを介して、撮像部５１の撮像視野を照明しうる。これにより、型マークＭｍおよび基板マークＭｗが照明光によって照明されうる。

撮像部５１は、撮像素子（イメージセンサ）５７と、光学系５８とを含みうる。照明部５２によって照明された型マークＭｍおよび基板マークＭｗからの反射光は、光学系５６ｂ、プリズム５５および光学系５８を介して撮像素子５７に入射しうる。撮像素子５７は、型マークＭｍと基板マークＭｗとによって撮像素子５７の撮像面に形成される像を撮影し、検出信号を出力する（画像データを出力してもよい）。照明部５２の瞳面および撮像部５１の瞳面は同一面に配置され、プリズム５５の反射面は、当該瞳面またはその近傍に配置されうる。

一例として、型マークＭｍおよび基板マークＭｗはそれぞれ、格子パターンを含む回折格子で構成される。そして、照明光で照明された型マークＭｍからの回折光と基板マークＭｗからの回折光とによる像、即ちモアレ像（干渉縞、モアレ縞）が撮像素子５７の撮像面に形成される。モアレ像の光量は、モールドＭおよび基板Ｗ（より具体的には、型マークＭｍ、基板マークＭｗ）の回折効率に依存する。回折効率は、波長に対して周期的に変化するため、モアレ像を効率よく形成することができる波長と、モアレ像を形成しにくい波長とがある。モアレ像の形成が困難な波長の光は、ノイズとなりうる。

一例として、プリズム５５は、２つの光学部材を貼り合わせて構成され、貼り合わせ面に反射膜５５ａが配置される。反射膜５５ａは、照明部５２の瞳における周辺領域の光を反射する。また、反射膜５５ａは、撮像部５１の瞳の大きさ（あるいは検出ＮＡ：ＮＡｏ）を規定する開口絞りとして機能する開口を有する。プリズム５５は、貼り合せ面に半透膜を有するハーフプリズムであってもよい。あるいは、プリズム５５に代えて、表面に反射膜を有する板状の光学素子が採用されてもよい。ここで、図２に示された構成に代えて、照明部５２の瞳における中央領域の光を反射し、周辺領域の光を透過させるように反射膜５５ａを構成し、照明部５２および撮像部５１の配置を入れ替えてもよい。

図３は、検出部５０の変形例を示す図である。図３に示す例では、照明部５２の瞳がプリズム５５の反射面から離れた位置に配置され、照明部５２の瞳面に絞り５９ａが配置されている。また、撮像部５１の瞳がプリズム５５の反射面から離れた位置に配置され、撮像部５１の瞳面に絞り５９ｂが配置されている。プリズム５５は、２つの光学部材を貼り合わせて構成され、貼り合わせ面に半透膜が配置されたハーフプリズムでありうる。

図４は、光源部５３の詳細な構成例を示す図である。光源部５３は、複数の光源６０ａ〜６０ｄを有しうる。複数の光源６０ａ〜６０ｄは、レーザ（例えば、半導体レーザ）で構成されうる。しかしながら、複数の光源６０ａ〜６０ｄは、レーザ、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプ等の複数種類の光源から選択される少なくとも２種類の光源を含んでもよい。駆動回路５４は、複数の光源６０ａ〜６０ｄをそれぞれ駆動する複数の駆動素子を含みうる。

光源部５３は、複数の光源６０ａ〜６０ｄにそれぞれ対応する複数の光学系６１ａ〜６１ｄを含みうる。複数の光学系６１ａ〜６１ｄの各々は、例えば、１又は複数のレンズで構成されうる。複数の光源６０ａ〜６０ｄから出射された光は、複数の光学系６１ａ〜６１ｄを通過した後に、複数の光学素子６２ａ〜６２ｄで合成される。一例において、光学素子６２ａはミラーであり、光学素子６２ｂ〜６２ｄはダイクロイックミラーまたはハーフミラーである。光源６０ａ〜６０ｄが発生する光の波長帯域が、例えば５０ｎｍ程度以上異なる場合、ダイクロイックミラーを用いて合成することができる。光源６０ａ〜６０ｄが発生する光の波長が同じまたは近傍で、ダイクロイックミラーで効率よく合成できない場合は、ハーフミラーを用いて合成することができる。図４に示された構成では、複数の光源６０ａ〜６０ｄからの光が１つずつ合成されているが、例えば、複数の光源６０ａ〜６０ｄからの光が２つずつ合成されて複数の合成光が生成された後に、複数の合成光が１つずつ合成されてもよい。

複数の光学素子６２ａ〜６２ｄによって合成された光は、ＮＤフィルタ６４によって強度が調整されうる。ＮＤフィルタ６４は、通過させる光の強度を調整可能な素子であり、例えば、石英に付与した金属膜の種類および厚さによってＮＤフィルタ６４の透過率が決定されうる。透過率が互いに異なる複数のＮＤフィルタ６４を備え、それらから選択される１つのＮＤフィルタ６４を光路に配置することによって透過率が調整されてもよい。あるいは、１つのＮＤフィルタ６４が光の通過位置に応じて透過率が異なる構成を有していて、目的とする光強度に応じて光の通過位置が変更されてもよい。光源部５３から出射される光の強度は、ＮＤフィルタ６４による変更に代えて、複数の光源６０ａ〜６０ｄの駆動電流を調整することによって調整されてもよい。あるいは、光源部５３から出射される光の強度は、ＮＤフィルタ６４による変更と複数の光源６０ａ〜６０ｄの駆動電流の調整との組み合わせによって調整されてもよい。

ＮＤフィルタ６４を通過した光は、拡散板６５を通過した後にファイバー６６に供給されうる。半導体レーザ等のレーザが発生する光は、波長帯域が数ｎｍと狭く、ベクトルが揃ったコヒーレンス光を発生する光源である場合があるため、干渉によって観察される像にノイズ（スペックルノイズ）が発生する可能性がある。拡散板６５を回転させて時間的に波形の状態を変化させることによって、観察されるスペックルノイズが低減される。ファイバー６６から射出される光は、光源部５３から射出される光となる。

図４に示す例では、１本のファイバー６６からのみ光が射出される。このような例に代えて、図５に例示されるように、光路にハーフミラー６３ａ〜６３ｃを配置することによって光が分割され、複数のファイバー６６ａ〜６６ｄを介して複数本の光が射出されるように構成されてもよい。この場合、複数のファイバー６６ａ〜６６ｄのそれぞれに対してＮＤフィルタ６４および拡散板６５が設けられうる。具体的には、図５に示すように、複数のＮＤフィルタ６４ａ〜６４ｄおよび複数の拡散板６５ａ〜６５ｄが設けられうる。

図６は、検出部５０の照明部５２の瞳強度分布（ＩＬ１〜ＩＬ４）と、撮像部５１の開口数ＮＡｏとの位置関係の例を示す図である。図６に示す例では、照明部５２の瞳強度分布は、第１極ＩＬ１と、第２極ＩＬ２と、第３極ＩＬ３と、第４極ＩＬ４とを含む。この構成により、型マークＭｍおよび基板マークＭｗを、第１極ＩＬ１および第２極ＩＬ２からの光によって±Ｙ方向から照明するとともに、第３極ＩＬ３および第４極ＩＬ４からの光によって±Ｘ方向から照明することができる。図２に示すように、開口絞りとして機能する反射膜５５ａを照明部５２の瞳面に配置したり、図３に示すように、絞り５９ａを照明部５２の瞳面に配置したりすることで、１つの光源部５３から複数の極（第１極ＩＬ１〜第４極ＩＬ４）を形成することができる。このように複数の極（ピーク）を有する瞳強度分布を形成する場合には、複数の光源部を必要としないため、検出部５０を簡略化又は小型化することができる。

［マークの検出原理］
次に、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成されるモアレ像の発生原理、および、モアレ像を用いて型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置を求める方法について説明する。図７（ａ）〜（ｂ）は、互いに格子パターンの周期（格子ピッチ）が僅かに異なる回折格子Ｇ１、Ｇ２の構成例を示す図である。回折格子Ｇ１は、例えば型マークＭｍに採用され、Ｙ方向に延びるライン要素が第１格子ピッチでＸ方向に複数配列された格子パターンを有している。また、回折格子Ｇ２は、例えば基板マークＭｗに採用され、Ｙ方向に延びるライン要素が、第１格子ピッチとは異なる第２格子ピッチでＸ方向に複数配列された格子パターンを有している。

これらの回折格子Ｇ１、Ｇ２を重ね合わせると、２つの回折格子からの回折光同士の干渉により、図７（ｃ）に示すように、回折格子間の周期差を反映した周期を有するパターン（モアレ像）が発生する。モアレ像の位相（明暗の位置）は、回折格子同士の相対位置に応じて変化する。例えば、回折格子Ｇ１、Ｇ２の相対位置をＸ方向に少しだけずらすと、図７（ｃ）に示すモアレ像は、図７（ｄ）に示すように変化する。このモアレ像の位相は、２つの回折格子が実際に変化した相対位置の大きさよりも大きな周期で変化するため、検出部５０（撮像部５１）の解像力が低くても、２つの回折格子の相対的な位置ずれを拡大して検出することができる。

ここで、モアレ像を検出するために、回折格子Ｇ１、Ｇ２を明視野で検出する（回折格子Ｇ１、Ｇ２を垂直方向から照明し、回折格子Ｇ１、Ｇ２で垂直方向に回折される回折光を検出する）場合について説明する。この場合、検出部５０（撮像部５１）は、回折格子Ｇ１、Ｇ２からの０次光も検出してしまう。０次光は、モアレ像のコントラストを低下させる要因となるため、検出部５０は、０次光を検出しない（即ち、回折格子Ｇ１、Ｇ２を斜入射で照明する）構成、即ち、回折格子Ｇ１、Ｇ２を暗視野で検出する構成を有することが好ましい。暗視野の構成でもモアレ像を検出できるように、回折格子Ｇ１、Ｇ２のうち、一方の回折格子を図８（ａ）に示すようなチェッカーボード状の回折格子とし、他方の回折格子を図８（ｂ）に示すような回折格子とすることが好ましい。図８（ａ）に示す回折格子は、計測方向（Ｘ方向）に周期的に配列されたパターンと、計測方向に直交する方向（Ｙ方向）に周期的に配列されたパターンとを含む。

図６および図８（ａ）〜（ｂ）を参照するに、第１極ＩＬ１および第２極ＩＬ２からの光は、回折格子に照射され、チェッカーボード状の回折格子によってＹ方向に回折するとともにＸ方向にも回折する。さらに、周期が僅かに異なる回折格子によってＸ方向に回折した光は、Ｘ方向の相対位置情報を有して撮像部５１の瞳上の検出領域（ＮＡｏ）に入射し、撮像素子５７で検出（撮像）される。

図６に示す瞳強度分布と図８（ａ）〜（ｂ）に示す回折格子との関係においては、第３極ＩＬ３および第４極ＩＬ４からの光は、回折格子の相対位置の検出には使用されない。但し、図８（ｃ）〜（ｄ）に示す回折格子の相対位置を検出する場合には、第３極ＩＬ３および第４極ＩＬ４からの光を回折格子の相対位置の検出に使用し、第１極ＩＬ１および第２極ＩＬ２からの光を回折格子の相対位置の検出に使用しない。また、図８（ａ）〜（ｂ）に示す回折格子の組と、図８（ｃ）〜（ｄ）に示す回折格子の組とを、撮像部５１の同一視野内に配置して同時に２つの方向の相対位置を検出する場合には、図６に示す瞳強度分布は有用である。

図９は、型マークＭｍおよび基板マークＭｗの他の構成例を示す図である。図９における外枠Ａが検出部５０（撮像部５１）の撮像視野であり、その外枠Ａの範囲内を検出部５０で一度に検出（観察）することが可能であるものとする。例えば、型マークＭｍは、マーク要素として、任意の形状で構成された粗検マークＭｍ_１と、回折格子で構成された精検マークＭｍ_２、Ｍｍ_３とを含みうる。また、基板マークＭｗは、マーク要素として、任意の形状で構成された粗検マークＭｗ_１と、回折格子で構成された精検マークＭｗ_２、Ｍｗ_３とを含みうる。

型マークＭｍと基板マークＭｗとの大まかな（ラフな）相対位置Ｄ１は、型マークＭｍの粗検マークＭｍ_１における幾何学的な中心位置と基板マークＭｗの粗検マークＭｗ_１における幾何学的な中心位置とに基づいて求めることができる。粗検マークＭｍ_１、Ｍｗ_１は小型化できるため、占有領域の小さいマークを用いた粗い位置合わせが可能となる。粗検マークＭｍ_１の反射率と粗検マークＭｗ_１の反射率との違いによって撮像されるマーク画像に強度比が生じうる。強度比が大きい場合、強度が弱いマーク画像が適正な強度を有するように照明光の強度を調整すると、強度が強いマーク画像が飽和してしまい計測誤差が生じうる。そのため、２つのマーク画像の間の強度比を抑えるべきである。

次に、型マークＭｍの精検マークＭｍ_２と基板マークＭｗの精検マークＭｗ_２とで形成されるモアレ像（左側のモアレ像）について説明する。精検マークＭｍ_２、Ｍｗ_２は、図８（ｃ）〜（ｄ）に示すように周期的な格子パターンで構成され、計測方向（Ｙ方向）の周期（格子ピッチ）が互いに微小に異なるため、重ね合わせるとＹ方向にモアレ像が形成される。また、精検マークＭｍ_２の周期と精検マークＭｗ_２の周期との違いによって、それらのマークの相対位置が変化したときのモアレ像のシフト方向が異なる。例えば、型マークＭｍの精検マークＭｍ_２の周期の方が基板マークＭｗの精検マークＭｗ_２の周期よりも微小に大きい場合、モールドＭに対して基板Ｗが相対的に＋Ｙ方向へシフトすると、モアレ像（明暗の位置）は＋Ｙ方向へシフトする。逆に、型マークＭｍの精検マークＭｍ_２の周期の方が基板マークＭｗの精検マークＭｗ_２の周期よりも微小に小さい場合、モールドＭに対して基板Ｗが相対的に＋Ｙ方向へシフトすると、モアレ像（明暗の位置）は−Ｙ方向へシフトする。

次に、型マークＭｍの精検マークＭｍ_３と基板マークＭｗの精検マークＭｗ_３とで形成されるモアレ像（右側のモアレ像）について説明する。精検マークＭｍ_３、Ｍｗ_３は、精検マークＭｍ_２、Ｍｗ_２の計測方向の周期を入れ替えたものである。そのため、モールドＭと基板Ｗとの相対位置が変化すると、左側のモアレ像および右側のモアレ像における明暗の位置が互いに反対方向に変化する。このように構成された２つのモアレ像を用いることにより、当該２つのモアレ像の相対的な位置ずれＤ２（例えば、暗部の位置の差）から、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置（モールドＭと基板Ｗとの相対位置）を精度よく求めることができる。

ここで、型マークＭｍの精検マークＭｍ_２、Ｍｍ_３と基板マークＭｗの精検マークＭｗ_２、Ｍｗ_３との相対位置がモアレ像の周期分ずれていても、精検マークからは、その周期分のずれを認識（検出）することはできない。そのため、図９に示す例では、精検マークより低い精度でモールドＭと基板との相対位置を求めることができる粗検マークＭｍ_１、Ｍｗ_１が用いられている。粗検マークＭｍ_１、Ｍｗ_１を用いることにより、精検マークの位置を特定し、精検マークにおけるモアレ像の周期分の位置ずれを確認することができる。精検マークおよび粗検マークを概念的に説明すると、例えば、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置が２桁の値で表される場合、十の位は粗検マークの検出結果に基づいて求められ、一の位は精検マークの検出結果に基づいて求められうる。

また、型マークＭｍおよび基板マークＭｗの反射率は、マークを構成する材料、マークを構成するパターンの形状、マークの厚さ、下地の構造等によって波長ごとに異なりうる。図１０は、基板マークＭｗの１次回折効率のシミュレーション結果を例示した図である。ここでは、基板マークＭｗが形成された第１層の上に、新たにパターンを形成するための第２層が配置された構造を有する基板Ｗを想定した。基板マークＭｗが形成された第１層の上に新たな第２層があるため、検出部５０の照明部５２からの照明光は、第２層を通過して基板マークＭｗで反射し、更に第２層を通過した光が反射光として撮像部５１（撮像素子５７）で検出される。図１０に示すシミュレーション結果では、波長５００ｎｍ付近において回折効率が低く、波長７５０ｎｍ付近で回折効率が高くなる傾向となった。この結果では、第２層を構成する物質による光の吸収、第２層の厚さが寄与している。そのため、この基板Ｗにおける基板マークＭｗを検出するためには、波長７５０ｎｍまたはこれ以上の波長の光を用いると有利である。

［モールドと基板との位置合わせ］
次に、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせ工程について説明する。例えば、制御部ＣＮＴは、型マークＭｍ（精検マーク）と基板マークＭｗ（精検マーク）で形成されるモアレ像を検出部５０に検出させ、その検出結果（検出部５０から得られる検出信号）に基づいて、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置を求める。これにより、制御部ＣＮＴは、求めた相対位置に基づいて、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせを制御することができる。

ここで、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成されるモアレ像についての検出部５０での検出結果は、例えば検出部５０の検出誤差や製造プロセスなどにより、それらのマークの設計どおりにならないことが多い。そのため、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置の変化と検出部５０によるモアレ像の検出結果の変化との関係を示す情報（校正情報）を事前に求めておき、校正情報に基づいてモールドＭと基板Ｗとの位置合わせを行うことが好ましい。しかしながら、典型的なインプリント装置では、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触していない状態においてはモールドＭと基板Ｗとの相対位置を精度よく制御することが困難である。そのため、校正情報の取得において型マークＭｍと基板マークＭｗとを用いてしまうと、相対位置の変化とモアレ像の検出結果の変化との関係を精度よく求めることが困難になりうる。

例えば、典型的なインプリント装置では、モールドＭと基板Ｗとの相対位置を直接計測しているのではなく、インプリントヘッド１０と基板ステージ２０との相対位置を計測している。そのため、インプリントヘッド１０に対するモールドＭの位置ずれ（置き誤差）や、基板ステージ２０に対する基板Ｗの位置ずれ（置き誤差）などが生じている場合、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置を精度よく計測することが困難になりうる。また、典型的なインプリント装置では、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触した状態において、インプリント材に微弱な光を照射してインプリント材Ｒの粘度を僅かに高めることで、モールドＭと基板Ｗとの相対的な位置決め精度を向上させている。つまり、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触していない状態では、モールドＭと基板Ｗとの相対位置、即ち、型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置を精度よく制御することが困難になりうる。

そこで、本実施形態のインプリント装置１００は、校正情報を取得するための専用の機構（校正機構７０）を有する。校正機構７０は、例えば、図１（ａ）〜（ｂ）に示すように、第１マーク７１ａを有する第１部材７１と、第２マーク７２ａを有する第２部材７２と、駆動部７３と、計測部７４と、移動部７５とを含みうる。

第１部材７１は、例えば、モールドＭおよび基板Ｗより小さいサイズのガラス板に第１マーク７１ａを形成（描画）することによって構成されうる。第１マーク７１ａは、型マークＭｍを模したマークであり、例えば、型マークＭｍと同様の格子ピッチ（第１格子ピッチ）を有する格子パターンによって構成されうる。また、第２部材７２は、例えば、モールドＭおよび基板Ｗより小さいサイズのガラス板に第２マーク７２ａを形成（描画）することによって構成されうる。第２マーク７２ａは、基板マークＭｗを模したマークであり、例えば、基板マークＭｗと同様の格子ピッチ（第２格子ピッチ）を有する格子パターンによって構成されうる。ここで、第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａは、モールドＭおよび基板Ｗと同様の製造工程を経ることにより第１部材７１および第２部材７２にそれぞれ形成されてもよい。

第１部材７１および第２部材７２は、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとでモアレ像（参照像）を形成することができる間隔で配置されうる。例えば、第１部材７１および第２部材７２は、モールドＭと基板Ｗとの間に形成される最大の間隔（即ち、モールドＭと基板ＷとをＺ方向に最も離隔したときの間隔）より狭い間隔で配置されるとよい。より好ましくは、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが互いに接触した状態でのモールドＭと基板Ｗとの間隔以下の間隔で配置されるとよい。これにより、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせにおいて検出部５０により検出される型マークＭｍと基板マークＭｗとの位置関係（Ｚ方向）を、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとで再現することができる。

駆動部７３は、例えばアクチュエータを含み、第１部材７１と第２部材７２とを相対的に駆動可能に構成されうる。本実施形態の場合、駆動部７３は、第１部材７１に対して第２部材７２を駆動可能に構成される。駆動部７３は、第１部材７１と第２部材７２との相対位置の位置決め精度が、モールドＭと基板Ｗとの相対位置の位置決め精度より高くなるように構成されるとよい。即ち、駆動部７３は、型駆動部１２および基板駆動部２２に用いられるアクチュエータより位置決め精度が高いアクチュエータを含みうる。例えば、駆動部７３は、ｎｍオーダーで第１部材７１と第２部材７２との相対位置を変更可能なアクチュエータを含みうる。

計測部７４は、第１部材７１（第１マーク７１ａ）と第２部材７２（第２マーク７２ａ）との相対位置を計測する。計測部７４は、モールドＭ（インプリントヘッド１０）と基板Ｗ（基板ステージ２０）との相対位置を計測する計測機構より計測精度が高いことが好ましい。本実施形態の計測部７４は、第１部材７１および第２部材７２の少なくとも一方（図１に示す例では両方）に設けられたスケール７６を読み取ることにより、第１部材７１と第２部材７２との相対位置を計測するエンコーダ（エンコーダヘッド）である。しかしながら、計測部７４は、エンコーダに限られるものではなく、例えば、第１部材７１および第２部材７２の少なくとも一方に光（レーザ光）を照射し、反射された光に基づいて、第１部材７１と第２部材７２との相対位置を計測する干渉計であってもよい。

移動部７５は、校正機構７０の各部（第１部材７１、第２部材７２、駆動部７３、計測部７４）を保持し、基板ステージ２０が移動する定盤１の上（定盤上）を移動可能に構成される。移動部７５は、例えば、図１（ｂ）に示すように、校正情報を生成する際に、検出部５０（撮像部５１）の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように移動しうる。例えば、複数の検出部５０がインプリント装置１００に設けられている場合、各検出部５０（撮像部５１）の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように移動可能に構成されうる。

制御部ＣＮＴは、上記のように構成された校正機構７０を用いて校正情報を生成する。例えば、制御部ＣＮＴは、複数の検出部５０のうち校正情報を生成する対象の検出部５０の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように、移動部７５を制御する。このとき、制御部ＣＮＴは、校正機構７０（移動部７５）だけでなく検出部５０自体を移動させてもよいし、校正機構７０（移動部７５）の代わりに検出部５０を移動させてもよい。そして、制御部ＣＮＴは、駆動部７３で第１部材７１と第２部材７２とを相対的に駆動して第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとの相対位置を変更しながら、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとで形成される参照像（モアレ像）を検出部５０に検出させる。このとき、制御部ＣＮＴは、第１部材７１（第１マーク７１ａ）と第２部材７２（第２マーク７２ａ）との相対位置を計測部７４に計測させる。これにより、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとの相対位置の変化と検出部５０による参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を、校正情報として生成することができる。

［インプリント処理］
本実施形態のインプリント処理について説明する。図１１は、本実施形態のインプリント処理を示すフローチャートであり、図１２は、校正機構７０を用いて校正情報を生成する処理を示すフローチャートである。図１１〜図１２に示すフローチャートの各工程は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。

まず、インプリント処理について図１１を参照しながら説明する。
Ｓ１では、制御部ＣＮＴは、校正情報を生成するか否かを判断する。例えば、制御部ＣＮＴは、製造プロセスの条件が変更される場合や、ロットが変更される場合、モールドＭの種類が変更される場合などに、校正情報を生成すると判断しうる。また、制御部ＣＮＴは、最後に校正情報を生成してから所定の時間が経過した場合に、校正情報を新たに生成すると判断してもよい。校正情報を生成しないと判断した場合にはＳ２に進み、校正情報を生成すると判断した場合には図１２のフローチャートのＳ１１に進む。図１２のフローチャートで示す校正情報の生成処理については後述する。

Ｓ２では、制御部ＣＮＴは、型搬送機構（不図示）によりモールドＭをインプリントヘッド１０に搬入する（型搬入工程）。Ｓ３では、制御部ＣＮＴは、基板搬送機構（不図示）により基板Ｗを基板ステージ２０に搬入する（基板搬入工程）。Ｓ４では、制御部ＣＮＴは、基板ステージ２０により供給部３０と基板Ｗとを相対的に移動させながら供給部３０にインプリント材Ｒを吐出させることにより、基板Ｗの対象ショット領域上にインプリント材Ｒを供給する（供給工程）。Ｓ５では、制御部ＣＮＴは、モールドＭの下方に対象ショット領域が配置されるように基板ステージ２０を移動させ、インプリントヘッド１０によりモールドＭと基板Ｗとの間隔を狭めてモールドＭと基板上のインプリント材とを接触させる（接触工程）。Ｓ６では、制御部ＣＮＴは、モールドＭのパターン凹部にインプリント材が充填されるまで待機する（充填工程）。

Ｓ７では、制御部ＣＮＴは、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成される像を検出部５０に検出させ、その検出結果に基づいてモールドＭと基板Ｗとの位置合わせを制御する（位置合わせ工程）。例えば、制御部ＣＮＴは、校正情報に基づいて、検出部５０による像の検出結果（検出信号）から型マークＭｍと基板マークＭｗとの相対位置（ＸＹ方向）を求める。当該相対位置は、型マークＭｍと基板マークＭｗとをそれぞれ含む複数のマーク対の各々について求められる。これにより、制御部ＣＮＴは、求めた相対位置に基づいて、型マークＭｍと基板マークＭｗとが目標相対位置になるように、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせを行う。位置合わせ工程は、モールドＭのパターン領域と基板Ｗのショット領域との相対位置を調整する処理、および、パターン領域とショット領域との形状差が低減するようにモールドＭおよび基板Ｗの少なくとも一方を変形する処理を含みうる。また、位置合わせ工程は、接触工程（Ｓ５）および充填工程（Ｓ６）と並行して行われてもよい。

Ｓ８では、制御部ＣＮＴは、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触している状態において、硬化部４０によりインプリント材Ｒに光を照射して、当該インプリント材Ｒを硬化させる（硬化工程）。Ｓ９では、制御部ＣＮＴは、インプリントヘッド１０によりモールドＭと基板Ｗとの間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールドＭを剥離する（離型工程）。Ｓ１０では、制御部ＣＮＴは、次にインプリント処理を行うべきショット領域（次のショット領域）が基板上にあるか否かを判断する。次のショット領域がある場合にはＳ４に進み、次のショット領域がない場合には終了する。

次に、校正機構７０を用いた校正情報の生成処理について図１２を参照しながら説明する。図１２のフローチャートの各工程は、図１１のフローチャートにおけるＳ１の工程で、校正情報を生成すると判断された場合に実行されうる。また、図１２のフローチャートの各工程は、インプリントヘッド１０にモールドＭが保持されていない状態で行われうる。

Ｓ１１では、制御部ＣＮＴは、検出部５０の下方から基板ステージ２０を退避させ、図１（ｂ）に示すように、検出部５０（撮像部５１）の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように校正機構７０を移動させる。このとき、制御部ＣＮＴは、検出部５０の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように、校正機構７０に加えて（または代わりに）検出部５０自体を移動させてもよい。Ｓ１２では、制御部ＣＮＴは、検出部５０（照明部５２）の照明条件を設定する。例えば、制御部ＣＮＴは、インプリント処理の位置合わせ工程で使用するために、製造プロセスなどに基づいて事前に決定された照明条件を取得し、その照明条件を検出部５０（照明部５２）に設定する。

Ｓ１３では、制御部ＣＮＴは、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとで形成されるモアレ像（参照像）を検出部５０に検出させ、その検出結果として、検出部５０から検出信号を取得する。Ｓ１４では、制御部ＣＮＴは、第１部材７１（第１マーク７１ａ）と第２部材７２（第２マーク７２ａ）との相対位置を校正機構７０の計測部７４に計測させる。Ｓ１５では、制御部ＣＮＴは、Ｓ１３で得られた検出信号と、Ｓ１４で得られた相対位置（計測部７４の計測結果）とを、互いに対応付けて記憶する（データ保存する）。ここで、制御部ＣＮＴは、Ｓ１３におけるモアレ像の検出結果に基づいて、モアレ像のコントラストが許容範囲に収まっていないと判断した場合には、照明光の強度などの照明条件を変更してもよい。

Ｓ１６では、制御部ＣＮＴは、第１マーク７１ａと第２マーク７２ａとの相対位置が互いに異なる複数の状態の全てにおいて、モアレ像の検出（Ｓ１３）および相対位置の計測（Ｓ１４）を行ったか否かを判断する。複数の状態は、校正情報の精度および形成されうるモアレ像の周期（設計値）などに応じて、相対位置のずらし量などにより事前に設定されうる。複数の状態の全てにおいてモアレ像の検出（Ｓ１３）および相対位置の計測（Ｓ１４）を行っていないと判断した場合にはＳ１７に進む。Ｓ１７では、制御部ＣＮＴは、校正機構７０の駆動部７３により第１部材７１（第１マーク７１ａ）と第２部材７２（第２マーク７２ａ）との相対位置を所定のずらし量だけ変更する。Ｓ１７の終了後はＳ１３に進む。一方、Ｓ１６において、複数の状態の全てにおいてモアレ像の検出（Ｓ１３）および相対位置の計測（Ｓ１４）を行ったと判断した場合にはＳ１８に進む。Ｓ１８では、制御部ＣＮＴは、Ｓ１３〜Ｓ１７の工程での結果に基づいて、第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａについての相対位置の変化と検出信号の変化との対応関係を示す情報を、校正情報として生成する（更新する）。

ここで、Ｓ１８における校正情報の生成について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、検出部５０から取得される検出信号と、それに基づいて生成された校正情報とを示す図である。図１３（ａ）は、従来の方法により生成された校正情報を示しており、図１３（ｂ）は、本実施形態の方法により生成された校正情報を示している。また、図１３（ａ）〜（ｂ）において、左図は、検出信号を示しており、右図は、２つのマーク（回折格子）の相対位置と指標値との関係を示している。指標値とは、左図に示す検出信号を１つの値として表したものであり、例えば、検出信号から計測される値であるため「計測値」と呼ぶこともできる。一例として、制御部ＣＮＴは、基準信号と検出信号との位相差（例えば、基準信号のピークと検出信号のピークとの間のピクセル数）を指標値として求めてもよい。基準信号は、例えば図９において、左側のモアレ像と右側のモアレ像とで明暗の位置が一致したときに検出部５０で得られる信号に設定されうる。

従来の方法では、例えば、インプリント処理を経て基板上のインプリント材Ｒに型マークＭｍを転写し、基板マークＭｗとインプリント材Ｒに転写された型マークＭｍとで形成されるモアレ像を検出部５０に検出させることにより、校正情報を生成する。このような従来の方法では、図１３（ａ）の左図に示すように、検出部５０から１つの検出信号２０１が得られるだけであるため、１つの指標値２１１を求めることができるだけである。この場合、図１３（ａ）の右図に示すように、１つの指標値からは、２つのマークの相対位置の変化と指標値の変化（検出信号の変化）との関係を求めることができない。即ち、当該関係が直線であるのか曲線であるのか、或いは切片を持つのかを判断することができない。また、２つのマークの相対位置を変更して複数回のインプリント処理を行うことも考えられるが、それは煩雑であり、その間、装置を停止することとなるためスループットの点で不利である。

一方、本実施形態の方法では、校正機構７０を用いることにより、図１３（ｂ）の左図に示すように複数の検出信号２２１〜２２４を容易に取得し、複数の検出信号２２１〜２２４から複数の指標値２３１〜２３４をそれぞれ求めることができる。したがって、図１３（ｂ）の右図に示すように、複数の指標値２３１〜２３４に対して近似線を求める等により、２つのマーク（第１マーク７１ａ、第２マーク７２ａ）の相対位置の変化と指標値の変化（検出信号の変化）との関係を求めることができる。これにより、当該関係を示す情報を校正情報として生成することができる。

上述したように、本実施形態のインプリント装置１００は、型マークＭｍを模した第１マーク７１ａを有する第１部材７１と、基板マークＭｗを模した第２マーク７２ａを有する第２部材７２とを含む校正機構７０を有する。このような校正機構７０を用いることにより校正情報を精度よく且つ容易に生成することができる。したがって、当該校正情報に基づいて、モールドＭと基板Ｗとの位置合わせを精度よく行うことができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。第１実施形態では、校正機構を用いて校正情報を生成する場合に基板ステージ２０を退避させる必要があるため、インプリント処理と並行して校正情報を生成することが困難であった。そこで、本実施形態では、インプリント処理（例えば位置合わせ工程以外の工程）と並行して校正情報を生成することができる装置構成について説明する。なお、本実施形態は、特に言及がない限り第１実施形態を基本的に引き継ぐものである。

図１４は、第２実施形態のインプリント装置２００の構成を示す概略図である。本実施形態のインプリント装置２００は、第１実施形態のインプリント装置１００と比べ、光学系８０およびハーフミラーＨＭが追加され、検出部５０は、型マークＭｍと基板マークＭｗとで形成される像を光学系８０およびハーフミラーＨＭを介して検出する。また、本実施形態のインプリント装置２００では、校正機構７０は、例えば、インプリントヘッド１０を支持する支持部材２の上に配置される。

制御部ＣＮＴは、校正情報を生成する場合、検出部５０（撮像部５１）の撮像視野に第１マーク７１ａおよび第２マーク７２ａが配置されるように検出部５０を移動させる。このとき、制御部ＣＮＴは、支持部材２の上で校正機構７０（移動部７５）を移動させてもよい。このような構成により、校正情報を生成する場合に、インプリントヘッド１０からモールドＭを搬出したり、基板ステージ２０を退避させたりする必要がなくなるため、より効率よく校正情報を生成することができる。

＜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、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンが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。

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１５（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ェハ等の基板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１５（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１５（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚ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を通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１５（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、型の凸部が硬化物の凹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１５（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１５（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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０：インプリントヘッド、２０：基板ステージ、５０：検出部、７０：校正機構、７１：第１部材、７１ａ：第１マーク、７２：第２部材、７２ａ：第２マーク、７３：駆動部、７４：計測部、１００：インプリント装置

Claims (12)

1. モールドを用いて基板上のインプリント材を成形するインプリント装置であって、
   前記モールドに設けられた型マークと前記基板に設けられた基板マークとで形成される像を検出する検出部と、
   前記型マークを模した第１マークを有する第１部材と前記基板マークを模した第２マークを有する第２部材とを含み、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に駆動可能な機構と、
   前記モールドと前記基板との位置合わせを制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記第１部材と前記第２部材とを相対的に駆動して前記第１マークと前記第２マークとの相対位置を変更しながら、前記第１マークと前記第２マークとで形成される参照像を前記検出部に検出させることにより、前記相対位置の変化と前記検出部による前記参照像の検出結果の変化との関係を示す情報を生成し、
   前記情報と前記検出部による前記像の検出結果とに基づいて前記位置合わせを制御する、ことを特徴とするインプリント装置。
2. 前記型マークおよび前記第１マークは、第１格子ピッチを有する格子パターンをそれぞれ含み、
   前記基板マークおよび前記第２マークは、前記第１格子ピッチとは異なる第２格子ピッチを有する格子パターンをそれぞれ含む、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記機構における前記第１部材と前記第２部材との相対位置の位置決め精度は、前記モールドと前記基板との相対位置の位置決め精度より高い、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
4. 前記第１部材および前記第２部材は、前記モールドと前記基板との間に形成される最大の間隔より狭い間隔で配置されている、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。
5. 前記第１部材および前記第２部材は、前記モールドと前記基板上のインプリント材とが互いに接触した状態での前記モールドと前記基板との間隔以下の間隔で配置されている、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。
6. 前記第１部材および前記第２部材はそれぞれ、前記モールドおよび前記基板より小さい、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。
7. 前記機構は、前記第１部材と前記第２部材との相対位置を計測する計測部を含み、
   前記制御部は、前記計測部での計測結果に基づいて前記情報を生成する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記計測部は、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に設けられたスケールを読み取ることにより、前記第１部材と前記第２部材との相対位置を計測する、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
9. 前記計測部は、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に光を照射し、反射された光に基づいて前記第１部材と前記第２部材との相対位置を計測する、ことを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
10. 前記機構は、前記第１部材および前記第２部材を保持して移動可能な移動部を含み、
    前記制御部は、前記情報を生成する際、前記移動部により前記第１部材および前記第２部材を前記検出部の下方に移動させる、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
11. 前記基板を保持して定盤上を移動可能なステージを更に含み、
    前記機構は、前記移動部により前記定盤上を移動可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
    前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

Images