特開 2024-171142 インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171142

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法。

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20241204BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

B29C59/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088058

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 弘稔

【テーマコード（参考）】

4F209

5F146

【Ｆターム（参考）】

4F209AA44

4F209AF01

4F209AG05

4F209AH33

4F209AP06

4F209AP11

4F209AQ01

4F209AR07

4F209AR12

4F209PA02

4F209PB01

4F209PN09

4F209PN13

5F146AA31

(57)【要約】

【課題】重ね合わせ精度の改善に有利なインプリント装置を提供する。
【解決手段】パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置である。インプリント装置は、固定部と、固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、モールドを保持するモールド保持部材、および可動部ベースとモールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドと、モールド保持部材に保持されたモールドを基板保持部に保持された基板上のインプリント材と接触させるためにインプリントヘッドを駆動する第一の駆動機構と、第一の駆動機構を制御する制御部と、第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは可動部ベースに対するモールド保持部材またはモールドの相対位置を計測する第一の計測器と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
固定部と、前記固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、前記モールドを保持するモールド保持部材、および前記可動部ベースと前記モールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドと、
前記モールド保持部材に保持された前記モールドを基板保持部に保持された前記基板上の前記インプリント材と接触させるために前記インプリントヘッドを駆動する第一の駆動機構と、
前記第一の駆動機構を制御する制御部と、
前記第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは前記可動部ベースに対する前記モールド保持部材または前記モールドの相対位置を計測する第一の計測器と、を有することを特徴とするインプリント装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第一の計測器の値に基づき、前記第一の駆動機構の駆動を制御す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】

前記制御部は、前記接触の前の前記第一の計測器の値からの変化量に基づいて、前記接触の時の前記第一の駆動機構の駆動量を制御す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4】

前記モールドと、前記基板上の前記インプリント材とを接触させた状態で、前記基板上の前記インプリント材に硬化用のエネルギーを照射する照射部をさらに有し、
前記制御部は、前記照射部による前記エネルギーの照射開始時において、前記第一の計測器の値が目標値となるように、前記第一の駆動機構を制御す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5】

前記第二の可撓部に対して前記モールド中心方向側に配置され、前記モールド保持部材の一部に対して前記接触の時の前記インプリントヘッドの駆動方向に力または変位を発生させることが可能な第二の駆動機構を有し、
前記制御部は、前記照射部による前記エネルギーの照射開始時における前記モールド保持部材の位置を補正するために前記第二の駆動機構を制御することを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。

【請求項6】

前記第一の計測器は、前記相対位置を計測する歪ゲージ、角度検出器、および位置検出器のいずれか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7】

前記第二の可撓部材は空洞部を有し、前記空洞部内に前記モールドを吸着または加圧により膨らませるための気体管路が配置され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8】

前記第二の可撓部材の断面形状は外形および前記空洞部が四角形または六角形であ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。

【請求項9】

前記第一の駆動機構は、前記モールド保持部材に保持された前記モールドを中心として水平方向に３か所に配置され、
前記第二の可撓部材は前記モールド保持部材に保持された前記モールドを中心として水平方向に３か所、かつ前記モールドの方向から見た場合に前記第一の駆動機構と重なる位置に配置され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10】

前記制御部は、前記基板上の前記インプリント材と接触させる動作の途中で、前記第一の駆動機構の駆動の制御を前記第一の駆動機構の電流値に基づく制御から、前記第一の計測器の値に基づく制御に切り替え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11】

前記可動部ベースに固定され、前記第二の可撓部の前記モールド中心方向側に配置され、前記モールド保持部材の一部を吸着保持する保持機構を有し、
前記制御部は、前記接触の時、または前記接触の後に前記モールドを前記基板上の前記インプリント材から引きはがす離型動作の際に前記保持機構に前記モールド保持部材の一部を吸着保持させ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12】

前記第二の可撓部材の剛性は、前記第一の可撓部材の剛性よりも低い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13】

前記モールドの側面から圧縮力を印加するための倍率補正機構と、
前記倍率補正機構から水平方向に延びて前記接触の方向に可撓性のある第三の可撓部材と、
前記第三の可撓部材付近の歪量または変形量の計測する第二の計測器と、を有し、
前記制御部は、前記第一の計測器の値と前記第二の計測器の値に基づいて、前記第一の駆動機構の駆動を制御す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14】

前記第二の可撓部材は、前記モールドと前記基板上の前記インプリント材とを接触させる際に前記モールドを変形させるためのキャビティ空間の外側に配置され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15】

パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント方法であって、
固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、前記モールドを保持するモールド保持部材、および前記可動部ベースと前記モールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドを、前記モールド保持部材に保持された前記モールドを基板保持部に保持された前記基板上の前記インプリント材と接触させるために第一の駆動機構を用いて駆動し、
前記第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは前記可動部ベースに対する前記モールド保持部材または前記モールドの相対位置を計測し、
前記計測の値に基づき、前記第一の駆動機構の駆動を制御することを特徴とするインプリント方法。

【請求項16】

請求項１に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記形成工程でパターンを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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上の未硬化樹脂をモールドで成形し、樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。

【0003】

インプリント技術では、インプリント材の硬化法の１つとして光硬化法がある。光硬化法は、基板上に供給（配置）されたインプリント材と型とを接触させた状態で紫外線などの光を照射して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型を引き離すことでインプリント材のパターンを基板上に形成する方法である。

【0004】

このようなインプリント技術を利用するインプリント装置では、微細化に加えて、基板上に段階的に形成されるパターンの重ね合わせ精度に対する要求も高くなっている。例えば、インプリント装置は、３２ｎｍ程度のハーフピッチを有する半導体デバイスの製造に適用することが考えられている。この場合、ＩＴＲＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｏａｄｍａｐ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）によれば、６．４ｎｍの重ね合わせ精度が必要とされている。このような高い重ね合わせ精度を実現するためには、基板とモールドの相対位置（水平方向の位置および鉛直方向の位置）を厳密に管理する必要がある。

【0005】

インプリント装置では、基板上のインプリント材と型とを接触させる（インプリント材に型を押し付ける）際に、基板と型との相対位置を合わせるアライメント（位置合わせ）が行われる。具体的には、水平方向のアライメントに関しては、基板および型の両者に設けられたアライメントマークが重なり合うように、基板ステージを介して、型に対して基板を水平方向に移動させることで実現する。また、鉛直方向のアライメントに関しては、型を鉛直方向に駆動するアクチュエータを介して、基板上のインプリント材に対する型の押し付け力を調整することで実現する。水平方向のアライメント誤差は、シフトや回転成分のずれとなり、鉛直方向のアライメント誤差は、基板又は型の歪み（ディストーション）を発生させる。従って、インプリント装置においては、基板と型との相対位置を、水平方向および鉛直方向のいずれに関しても、ｎｍオーダーで合わせ込む必要がある。なお、ディストーションに関しては、基板や型を保持する保持面（保持部材）の平面度も重要な要素となり、平面度が低い場合には、基板と型とで変形量に差が生じてしまうため、重ね合わせ精度が低下する。

【0006】

また、インプリント装置では、装置内の駆動部からの外力による変形、振動、装置外からの床振動の伝搬などに起因して、型を保持する保持部材と基板を保持する保持部材との間に相対位置ずれが生じる可能性がある。従って、インプリント装置の構造体としては、
剛性を高く保つ必要がある

【0007】

更に、インプリント装置としては、高い重ね合わせ精度を長期間保証する必要があるため、アライメント精度が時間的に変化しないことも要求される。

【0008】

そこで、基板上のインプリント材に対する型の押し付け力を制御（管理）する技術として、例えば、アクチュエータの駆動出力（電流値）から押し付け力を計測して制御する技術がある。アクチュエータの駆動出力は、実装剛性や予圧ばねなどによる抵抗力と、基板上のインプリント材に対する型の押し付け力とを含む。但し、アクチュエータの熱や経年劣化によって、推力定数に変化が生じた場合には、アクチュエータの駆動出力と、基板上のインプリント材に対する型の押し付け力との関係が変化する。また、型を保持する保持部材（駆動側）およびその周辺部材（固定側）には、チューブ、ケーブル類、予圧用のばねなどが接続されているため、これらが駆動抵抗となる。かかる駆動抵抗が時間的に変化する場合には、アクチュエータの駆動出力から予測される押し付け力に影響を与えてしまうため、重ね合わせ精度の低下を引き起こす要因となる。基板上のインプリント材に対する型の押し付け力を制御する他の技術としては、特許文献１および２が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第４６８８８７２号公報

【特許文献2】特開２０１１―７９２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１では、モールドを保持するチャック・ボディがたわみ材に結合されており、たわみ材は、モールドの動きを制御している配向システムに結合されている。配向システムの周りには３つのアクチュエータが間隔を隔てて接続されており、これにより、チャック・ボディを有するインプリント・ヘッドが駆動される。このような構造の場合、アクチュエータの出力、例えば電流の変化量で押し付け力を管理する必要がある。しかし、たわみ材の反力変化やモールド保持部に接続されるケーブルやチューブ類の張力変化等により押印力が変化しやすく、それによりモールドと基板の間に不都合な力が生じ、重ね合わせ精度を劣化させてしまう。

【0011】

特許文献２では、型で基板を押すときの押圧力を検出する押圧力検出センサを有する転写装置が開示されている。これによれば、押圧力検出センサにより直接押圧力を計測できる。しかしながら、モールドと基板上のインプリント材を接触させる際やモールドを離型する際には比較的大きな力が必要となり、硬化時は微小な力による高精度な制御が必要である。このためため特許文献２のような広い計測範囲によって、高精度な制御を実現するのは困難である。

【0012】

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、重ね合わせ精度の改善に有利なインプリント装置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】

【0013】

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、パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、固定部と、固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、モールドを保持するモールド保持部材、および可動部ベースとモールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドと、モールド保持部材に保持されたモールドを基板保持部に保持された基板上のインプリント材と接触させるためにインプリントヘッドを駆動する第一の駆動機構と、第一の駆動機構を制御する制御部と、第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは可動部ベースに対するモールド保持部材またはモールドの相対位置を計測する第一の計測器と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、例えば、重ね合わせ精度の改善に有利なインプリント装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】インプリント装置１の構成を示す概略図である。

【図2】第１実施形態に係るインプリントヘッドの構造を示す概略図である。

【図3】可撓部を説明する模式図である。

【図4】第１実施形態に係るインプリント処理の動作シーケンスを示すフローチャートである。

【図5】インプリント時にモールドに力が印加した場合の際の変形について説明する模式図である。

【図6】第２実施形態に係るインプリントヘッドの構造を示す断面図である。

【図7】第３実施形態に係るインプリントヘッドの構造を示す断面図である。

【図8】第４実施形態に係るインプリントヘッドの構造を示す断面図である。

【図9】第５実施形態に係るインプリントヘッドの構造を示す断面図である。

【図10】物品の製造方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

【0017】

＜インプリント装置の構成＞
まず、本発明の実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図１は、インプリント装置１の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置１は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハ上（基板上）に対してモールドの凹凸パターンを転写する加工装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、以下の図において、モールド３に対する紫外線１０の照射軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で後述のモールド保持部材１２に対してウエハ５が移動する方向にＸ軸を取り、該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸を取って説明する。本実施形態のインプリント装置１は、照明系ユニット２と、モールド３を保持するインプリントヘッド４と、ウエハ５を保持するウエハステージ６と、塗布装置７と、モールド搬送装置８と、制御装置９と、を備える。

【0018】

照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、モールド３に対して紫外線１０を照射する照明手段であり、照射部として機能する。具体的には、照明系ユニット２は、モールド３と、ウエハ５上のインプリント材１４とを接触させた状態で、インプリント材１４に硬化用のエネルギーである紫外線１０を照射する。この照明系ユニット２は、光源２０と、光源２０から射出された紫外線１０をインプリント処理に適切な光に調整するための複数の光学素子と、を含む。

【0019】

モールド３は、外周部が矩形であり、ウエハ５に対する対向面に数十umの突起部３ｂを有し、突起部３ｂに所定のパターン（例えば、回路パターン等の凹凸パターン）が３次元状に形成されている。凹凸パターンの表面は、ウエハ５の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。モールド３には、掘り込み部３ａ（キャビティ）を設けており、モールド３とウエハ５上のインプリント材１４とを接触させる際に、掘り込み部３ａを加圧して膨らませて変形させることでインプリント材１４の凹凸パターンへの充填時間を短くすることができる。なお、モールド３の材質は、石英等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

【0020】

インプリントヘッド４は、ベース定盤３１によって支持されたブリッジ定盤３２に固定されている。インプリントヘッド４は、吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールド保持部材１２を備える。また、インプリントヘッド４は、押印アクチュエータ１３（第一の駆動機構）を備える。押印アクチュエータ１３は、モールド保持部材１２に保持されたモールド３を中心として水平方向に３か所に配置される。押印アクチュエータ１３は、ウエハ５上に塗布（供給）されたインプリント材１４にモールド３を押し付けるために、モールド保持部材１２をＺ軸およびチルト方向に駆動可能にする。押印アクチュエータ１３は、リニアモータが望ましい。押印駆動のガイドとして、各アクチュエータ近傍に板バネ（第一の可撓部）１６を備える。板バネ１６は、Ｚ方向は可撓性を有し、それ以外の方向は剛性を保つ構造となっている。これにより押印駆動を可能にしつつ、振動による重ね合わせ精度劣化を防ぐことができる。なお、ここで押印とは、ウエハ５上に塗布されたインプリント材１４にモールド３を押し付ける（接触させる）動作である。

【0021】

ウエハ５は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板からなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となるインプリント材１４が塗布される。

【0022】

ウエハステージ６は、ウエハ５を保持して、インプリント装置１内のＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持部材である。ウエハステージ６を駆動するためのアクチュエータとしては、リニアモータが採用可能であるが、特に限定するものではない。ウエハステージ６上にはウエハ保持部材１５を配しウエハ５を真空吸着により保持する。

【0023】

塗布装置（ディスペンサー）７は、ウエハ５上に未硬化のインプリント材１４を塗布する塗布手段である。

【0024】

インプリント材１４には、硬化用のエネルギーが与えられることによって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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。本実施形態では、硬化用のエネルギーとして紫外線１０を用いる例について説明する。つまり、本実施形態において、インプリント材１４は、照明系ユニット２からの紫外線１０を受光することにより硬化する紫外線硬化樹脂である。インプリント材１４は、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。インプリント材１４は、熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂であってもよい。

【0025】

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

【0026】

モールド搬送装置８は、モールド３を搬送し、モールド保持部材１２に対してモールド３を設置する搬送手段である。

【0027】

アライメントスコープ１８は、インプリント処理において、ウエハ５とモールド３のそれぞれに設けられたアライメントマークを観察する。通常のインプリントでは、ウエハ５上に塗布されたインプリント材１４にモールド３を押し付ける。そして、押し付ける際のウエハ５とモールド３の水平方向の相対位置は両者に設けたアライメントマークの重なりをインプリントヘッド４内に設けられたアライメントスコープ１８により計測する。ウエハ５とモールド３の水平方向の相対位置が所望の位置になるようにウエハステージ６の位置を制御することで位置合わせを行う。

【0028】

制御装置９は、インプリント装置１の各構成要素を、各検出器の計測値をもとに動作、および調整等を制御する制御手段である。即ち、制御装置９は、制御部として機能する。具体的には、制御装置９は、後述する変位センサ１７の値に基づき、押印アクチュエータ１３の駆動を制御する。制御装置９は、不図示であるが、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、又はシーケンサ等で構成され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを含む。プログラム又はシーケンスにより各構成要素の制御を実行する。制御装置９は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。

【0029】

＜第１実施形態＞
次に、本発明の第１実施形態に係るインプリント装置について説明する。図２は、第１実施形態に係るインプリントヘッド４の構造を示す概略図である。図２（Ａ）第１実施形態に係るインプリントヘッド４の構造を示す断面図である。図２（Ｂ）第１実施形態に係るインプリントヘッド４の構造を示す上面図である。

【0030】

モールド保持部材１２は、可動部ベース１９に接続される。可動部ベース１９は、ブリッジ定盤３２にインプリントヘッドを固定する固定部３３から、板バネ１６を介して接続される。モールド保持部材１２はモールド吸着部１２ａでモールド３を吸着保持する。管路２１はモールド吸着部１２ａまで真空経路を繋ぐ気体管路である。また、管路２２はモールド３の背面の圧力を調整するための経路であり、調圧バルブと掘り込み部３ａを繋ぐ気体管路である。掘り込み部３ａの閉空間（キャビティ空間）を形成し、かつ紫外線１０を突起部３ｂに形成されたパターン部まで透過させるためにモールド保持部材１２の上部にガラス蓋２３が設けられている。

【0031】

モールド保持部材１２は、Ｚ方向に可撓性がある可撓部（第二の可撓部）１２ｂを複数有する。可撓部１２ｂは、可動部ベース１９とモールド保持部材１２を接続する。本実施形態において、可撓部１２ｂは、モールド保持部材１２に保持されたモールド３を中心として水平方向に３か所、かつモールド方向から見た場合に押印アクチュエータ１３と重なる位置に配置される。可撓部１２ｂは内部に空洞部１２ｃを有し、空洞部１２ｃ内の空間に管路２１および２２を配置することで、管路２１および２２を維持できる。可撓部１２ｂも板バネ１６と同様にＺ方向のみに撓みやすく、それ以外の方向には剛性が保たれていることが望ましい。なお、図２では可撓部１２ｂはモールド保持部材１２と一体（同一部材）として示しているが、別部材で結合した形でも良い。

【0032】

変位センサ１７は、可動部ベース１９に対するモールド保持部材１２またはモールド３の相対位置を計測する計測器（第一の計測器）であって、位置検出器である。

【0033】

ここで、図３を用いて、可撓部１２ｂについて説明する。図３は、可撓部１２ｂを説明する模式図である。図３（Ａ）は、可撓部１２ｂおよび空洞部１２ｃの断面の第一の例である。図３（Ａ）では、可撓部１２ｂの断面形状は外形および空洞部１２ｃが四角形である。図３（Ｂ）は、可撓部１２ｂおよび空洞部１２ｃの断面の第二の例である。図３（Ｂ）では、可撓部１２ｂの断面形状は外形および空洞部１２ｃが六角形である。いずれも可撓部１２ｂは薄肉で空洞部１２ｃを取り囲むように形成されており、押印方向（－Ｚ方向）に弱い力で撓むことができる。この可撓性は、板バネ１６に対して高い。つまり、可撓部１２ｂの剛性は板バネ１６よりも低い。図３（Ａ）に示すように、可撓部１２ｂの断面形状の外形および空洞部１２ｃが四角形である場合、製造しやすい点で有利である。一方、図３（Ｂ）に示すように、可撓部１２ｂの断面形状の外形および空洞部１２ｃが六角形である場合、撓みやすい点で有利である。

【0034】

次に、インプリント装置１の動作について説明する。図４は、第１実施形態に係るインプリント処理の動作シーケンスを示すフローチャートである。具体的には、本図では、インプリント装置１により、複数枚のウエハ５に対し、ウエハ５上に凹凸層となるパターンをインプリント処理にて成形する際の動作シーケンスを示す。このフローチャートで示す各動作（ステップ）は、制御装置９の制御によって実行されうる。なお、この複数枚のウエハ５を含む１つのロットにおいては、同一のモールド３を用いるものとする。

【0035】

まず、Ｓ１０１では、モールド３をモールド搬送装置８によってモールド保持部材１２の直下まで運搬し、モールド３をモールド保持部材１２に搭載する。言い換えると、モールド３をモールド保持部材１２に保持させる。

【0036】

次に、Ｓ１０２では、不図示のウエハ搬送装置によりウエハ５をウエハステージ６まで搬送し、ウエハ５をウエハステージ６上に搭載する。言い換えると、ウエハ５をウエハステージ６に保持させる。

【0037】

Ｓ１０３では、ウエハステージ６をインプリント材の塗布位置、具体的には、塗布装置７の直下に移動させる。そして、Ｓ１０４において、塗布装置７によりウエハ５上にインプリント材１４を塗布する。

【0038】

Ｓ１０５では、ウエハ５をインプリントヘッド４の下のインプリント位置に移動させる。具体的には、インプリント対象のショットがモールド３の直下に来るようにウエハステージ６を移動させる。

【0039】

Ｓ１０６では、モールド３をウエハ５上のインプリント材１４と接触（押印）させる。モールド３がウエハ５上のインプリント材１４に接触する前に掘り込み部３ａの内部圧力は加圧した状態で数１０Ｎが印加される。モールドパターンが形成された突起部３ｂにインプリント材１４が充填されたタイミングで内部圧力と押印力（ウエハ５方向への力）を弱めて内部圧力はゲージ圧０に、押印力は０Ｎに近づける。

【0040】

Ｓ１０７では、モールド３上のマークとウエハ５上のマークの位置をアライメントスコープ１８で計測し所望の位置になるようにウエハステージ６で位置調整（アライメント）を行う。

【0041】

ここで、図５を用いて、本実施形態に係るＳ１０７の処理について詳細に説明する。図５は、インプリント時にモールド３に力が印加した場合の際の変形について説明する模式図である。押印によって、＋Ｚ方向への力４０が加わった場合、可撓部１２ｂを起点にモールド３周辺も＋Ｚ方向に移動する。この移動量を変位センサ１７で計測することで、押印時にモールド３に加わる力を算出することができる。つまり、Ｓ１０７では、モールド３とウエハ５上のインプリント材１４とが接触する前の変位センサ１７の値からの変化量に基づいて、押印アクチュエータ１３の駆動量を制御する。予め押印の力と計測位置での変位量との関係を取得して、その関係を用いて押印アクチュエータ１３の出力を制御しても良い。押印動作としては、一旦ウエハ５上に塗布されたインプリント材１４は比較的大きい力（数１０Ｎ）を印加することで押し広げられ、徐々にその力を弱めていく。同時にウエハ５とモールド３とのアライメント（位置合わせ）を実施し、紫外線１０を照射する直前ではこの力を０に近づける。この時、変位センサ１７の出力が無負荷時の値を目標値とし、無負荷時の値になるように押印アクチュエータ１３の出力を制御する。または、無負荷時の変位センサ１７の出力を基準としそれを目標値として制御しても良い。照明系ユニット２による紫外線１０の照射開始時において、変位センサ１７の値が目標値となっていることが好ましい。このような制御を行うことでモールド３の突起部３ｂのゆがみを最小化し、高精度なパターンをウエハ上に転写することができる。

【0042】

さらに、インプリントヘッド４を降下させる動作等の紫外線１０を照射する前の駆動は高精度な制御が要求されないため、押印アクチュエータ１３の駆動出力（電流値）などで直接出力を制御しても良い。つまり、モールド３をウエハ５上のインプリント材１４と接触させる動作の途中で、押印アクチュエータ１３の駆動の制御を、押印アクチュエータ１３の電流値に基づく制御から、変位センサ１７の値に基づく制御に切り替える。このような制御とすることで、制御にかかる負荷を低減することができる。

【0043】

図４に戻り、Ｓ１０８では、制御装置９は、モールド３とウエハ５が目標の位置関係となったか、つまり、アライメントが完了したかを判定する。また、変位センサ１７の値が目標値となったかを判定する。アライメントが完了かつ変位センサ１７の値が目標値となっていない場合（Ｎｏ）には、Ｓ１０８を繰り返す。一方、アライメントが完了かつ変位センサ１７の値が目標値となった場合（Ｎｏ）には、処理をＳ１０９へ進める。

【0044】

Ｓ１０９では、照明系ユニット２から紫外線１０を照射しウエハ５上のインプリント材１４を硬化させる。

【0045】

照射完了後、Ｓ１１０では、押印アクチュエータ１３でインプリントヘッド４を駆動し、モールド３を持ち上げる方向に移動させ、ウエハ５上のインプリント材１４からモールド３を引き離す（剥離する）。なお、Ｓ１１０の動作を離型という。

【0046】

Ｓ１１１では、連続してインプリントを行う次のショットがあるかを判定する。即ち、ウエハ５に未処理のショットがあるか否かを判定する。未処理のショットがある場合には（ＹＥＳ）、Ｓ１０３～Ｓ１１０の処理を繰り返す。一方、未処理のショットがない場合には（ＮＯ）、処理をＳ１１２に進める。

【0047】

Ｓ１１２では、インプリント処理が完了したウエハ５を回収する。具体的には、ウエハ５をウエハ搬送装置で搬出する。

【0048】

Ｓ１１３では、未処理のウエハ５があるか否かを判定する。未処理のウエハ５がある場合には（ＹＥＳ）、Ｓ１０２～Ｓ１１０の処理を繰り返す。一方、未処理のウエハ５がない場合には（ＮＯ）、処理をＳ１１４に進める。

【0049】

ロット内の全てのウエハ５でインプリント処理を終えたら、Ｓ１１５でモールド３を回収する。具体的には、モールド３をモールド搬送装置８で搬出する。そして、一連の処理は終了となる。

【0050】

なお、本実施形態では、変位センサ１７および押印アクチュエータ１３は、モールド３中心に対して約１２０°間隔の位置で３か所に配置される。そして、モールド３中心から見た場合に変位センサ１７と押印アクチュエータ１３とは重なる位置（方位）、好ましくは同一方向に配置される。このため、変位センサ１７は、傾きも含めて押印アクチュエータ１３の出力との相関をとることができる。ただし、配置上の自由度が限定される場合はこの限りではなく、４か所に配置しても良い。

【0051】

また、可撓部１２ｂは、キャビティ空間内に設けられてもよいが、キャビティ空間の外側に設けられることが好ましい。キャビティ空間の外側に設けられる場合、キャビティ空間内の圧力によって変形しにくいためである。

【0052】

ここで、押印力によって可撓部１２ｂが変形する際に、配線、配管類の抵抗変化を受けにくくするために、配線、配管類は可撓部１２ｂよりもモールド３と反対方向（可動部ベース１９側）に設けることも重要となる。また、変位センサ１７の出力は、各部品の自重や、外乱などの影響を受けるため、押印力が加わらない状態での出力を予め計測しておき、押印時は押印力が加わらない状態からの変化量を制御に使用する必要がある。

【0053】

また、本実施形態では、変位センサ１７を用いる例について説明したが、可動部ベース１９に対するモールド保持部材１２またはモールド３の相対位置が計測できればよく、これに限られるものではない。例えば、変位センサ１７の代わりに角度センサ（角度検出器）を用いてもよい。

【0054】

以上、本実施形態によれば、モールドと基板の重ね合わせ精度を改善することが可能となる。

【0055】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るインプリント装置について説明する。図６は、第２実施形態に係るインプリントヘッド４ａの構造を示す断面図である。本実施形態では、変位センサ１７の代わりに歪ゲージ２４を用いている。歪ゲージ２４は、可撓部１２ｂの歪量または変形量を計測する計測器（第一の計測器）である。可撓部１２ｂが変形した際に歪が大きくなる部分、例えば、断面積がモールド吸着部１２ａに対して大きく減少する可撓部１２ｂの部分に歪ゲージ２４を接着することで検出感度を高めることができる。変位センサ１７の代わりに歪ゲージ２４を用いる場合、第１実施形態に比べて安価で省スペースとなる。

【0056】

可撓部１２ｂは空洞部１２ｃの圧力によっても変形する。つまり、歪ゲージ２４の出力はモールド３の吸着や掘り込み部３ａの加圧などの影響を受けるため、押印力が加わらない状態での出力を予め計測しておく。そして、押印時は押印力が加わらない状態からの変化量を押印アクチュエータ１３の制御に使用する必要がある。

【0057】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るインプリント装置について説明する。図７は、第３実施形態に係るインプリントヘッド４ｂの構造を示す断面図である。本実施形態では、モールド保持部材１２を一時的に固定（保持）するための固定部材２５（保持機構）を用いている。

【0058】

固定部材２５は、可動部ベース１９に固定され、可撓部１２ｂのモールド中心方向側に位置する、モールド保持部材１２の一部を吸着保持する。固定部材２５は、モールド保持部材１２の一部を吸着保持するための吸着部２５aを有する。吸着部２５aは、真空吸着により、モールド保持部材１２の一部を吸着保持する。

【0059】

モールド３をウエハ５上のインプリント材１４に押し付ける押印動作、ウエハ５上のインプリント材１４からモールド３を持ち上げて引きはがす離型動作の時には数１０Ｎの大きな力を要する。固定部材２５は、その力により可撓部１２ｂが破損することを防ぐ。または、押印動作および離型動作の応答性を上げる目的で、モールド吸着部１２ａの動きを抑制する。具体的には、制御装置９は、押印動作、または離型動作の際に固定部材２５の吸着部２５aによって、モールド保持部材１２の一部を真空吸着によって、保持させる。本実施形態によれば、可撓部１２ｂの破損を低減することができ、スループットを向上させることが可能となる。

【0060】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るインプリント装置について説明する。図８は、第４実施形態に係るインプリントヘッド４ｃの構造を示す断面図である。本実施形態のインプリント装置は倍率補正機構１１を有する。倍率補正機構１１は、モールド３の側面からアクチュエータ（不図示）で圧縮力を印加し、モールド３上のパターン形状を変化させ、ウエハ５上の既存パターンに形状や倍率を近づける。倍率補正機構１１は、水平方向に延びて、押印方向に可撓性のある可撓部材２７（第三の可撓部材）を有し、モールド３に鉛直方向の力が発生しないような構成をとる。倍率補正機構１１は、可撓部１２ｂに対してモールド３と反対側の固定部２９に固定される。可撓部材２７の付近には歪ゲージ２８（第二の計測器）が貼り付けられており、歪ゲージ２８は可撓部材２７付近に発生した歪量または変形量を計測する。この構成の場合、押印力が発生した際に、可撓部１２ｂとともに可撓部材２７にも歪が生じる。つまり歪ゲージ２４および２８の両者に歪が出力される。予め倍率補正機構１１による圧縮力が付与されている場合は、その圧縮力による歪も加わっている場合があり、その際は圧縮力だけ印加した歪出力と押印力が加わったときの出力差を用いて、押印アクチュエータ１３を制御する。

【0061】

このように歪ゲージ２４および２８の両者の出力に基づいて、紫外線照射時の押印力、即ち、押印アクチュエータ１３の駆動量を制御する。このような制御により、倍率補正機構１１を有するインプリント装置においても押印力の高精度な調整、モールド３の変形の少ないインプリントが可能となる。

【0062】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係るインプリント装置について説明する。図９は、第５実施形態に係るインプリントヘッド４ｄの構造を示す断面図である。本実施形態のインプリント装置は、押印アクチュエータ１３に加えて、アクチュエータ２６（第二の駆動機構）を有する。アクチュエータ２６は、モールド保持部材１２に対して、可撓部１２ｂの撓みやすいＺ方向に力を印加することができる。

【0063】

アクチュエータ２６は、可撓部１２ｂに対してモールド中心方向側に配置され、モールド保持部材１２の一部に対して押印方向に力または変位を発生させることができる。制御装置９は、照明系ユニット２による紫外線１０の照射開始時におけるモールド保持部材１２の位置を補正するためにアクチュエータ２６を制御する。即ち、押印アクチュエータ１３でモールド３をウエハ５に対して一定距離に移動した後、紫外線照射時の微調整（補正）はアクチュエータ２６を用いる。本実施形態によれば、押印力のよりダイナミックな制御が可能となる。

【0064】

＜物品製造方法の実施形態＞
インプリント装置を用いて形成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。

【0065】

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。

【0066】

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１０（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の表面に組成物３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になった組成物３ｚが基板上に付与された様子を示している。

【0067】

図１０（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組成物３ｚに向け、対向させる。図１０（Ｃ）に示すように、組成物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。組成物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、組成物３ｚは硬化する。

【0068】

図１０（Ｄ）に示すように、組成物３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上に組成物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、組成物３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

【0069】

図１０（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１０（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。なお、型４ｚとして、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用の型を用いた例について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有する型（平面テンプレート）であってもよい。

【0070】

＜その他の実施形態＞
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ず、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。

【0071】

本発明は、上述の実施形態の１つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１つ以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0072】

本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
固定部と、前記固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、前記モールドを保持するモールド保持部材、および前記可動部ベースと前記モールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドと、
前記モールド保持部材に保持された前記モールドを基板保持部に保持された前記基板上の前記インプリント材と接触させるために前記インプリントヘッドを駆動する第一の駆動機構と、
前記第一の駆動機構を制御する制御部と、
前記第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは前記可動部ベースに対する前記モールド保持部材または前記モールドの相対位置を計測する第一の計測器と、を有することを特徴とするインプリント装置。

【0073】

（構成２）
前記制御部は、前記第一の計測器の値に基づき、前記第一の駆動機構の駆動を制御することを特徴とする構成１に記載のインプリント装置

【0074】

（構成３）
前記制御部は、前記接触の前の前記第一の計測器の値からの変化量に基づいて、前記接触の時の前記第一の駆動機構の駆動量を制御することを特徴とする構成１または２に記載のインプリント装置。

【0075】

（構成４）
前記モールドと、前記基板上の前記インプリント材とを接触させた状態で、前記基板上の前記インプリント材に硬化用のエネルギーを照射する照射部をさらに有し、
前記制御部は、前記照射部による前記エネルギーの照射開始時において、前記第一の計測器の値が目標値となるように、前記第一の駆動機構を制御することを特徴とする構成１乃至３のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0076】

（構成５）
前記第二の可撓部に対して前記モールド中心方向側に配置され、前記モールド保持部材の一部に対して前記接触の時の前記インプリントヘッドの駆動方向に力または変位を発生させることが可能な第二の駆動機構を有し、
前記制御部は、前記照射部による前記エネルギーの照射開始時における前記モールド保持部材の位置を補正するために前記第二の駆動機構を制御することを特徴とする構成４に記載のインプリント装置。

【0077】

（構成６）
前記第一の計測器は、前記相対位置を計測する歪ゲージ、角度検出器、および位置検出器のいずれかであることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0078】

（構成７）
前記第二の可撓部材は空洞部を有し、前記空洞部内に前記モールドを吸着または加圧により膨らませるための気体管路が配置されることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0079】

（構成８）
前記第二の可撓部材の断面形状は外形および前記空洞部が四角形または六角形であることを特徴とする構成７に記載のインプリント装置。

【0080】

（構成９）
前記第一の駆動機構は、前記モールド保持部材に保持された前記モールドを中心として水平方向に３か所に配置され、
前記第二の可撓部材は前記モールド保持部材に保持された前記モールドを中心として水平方向に３か所、かつ前記モールドの方向から見た場合に前記第一の駆動機構と重なる位置に配置されることを特徴とする構成１乃至８のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0081】

（構成１０）
前記制御部は、前記基板上の前記インプリント材と接触させる動作の途中で、前記第一の駆動機構の駆動の制御を前記第一の駆動機構の電流値に基づく制御から、前記第一の計測器の値に基づく制御に切り替えることを特徴とする構成１乃至９のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0082】

（構成１１）
前記可動部ベースに固定され、前記第二の可撓部の前記モールド中心方向側に配置され、前記モールド保持部材の一部を吸着保持する保持機構を有し、
前記制御部は、前記接触の時、または前記接触の後に前記モールドを前記基板上の前記インプリント材から引きはがす離型動作の際に前記保持機構に前記モールド保持部材の一部を吸着保持させることを特徴とする構成１乃至１０のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0083】

（構成１２）
前記第二の可撓部材の剛性は、前記第一の可撓部材の剛性よりも低いことを特徴とする構成１乃至１１のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0084】

（構成１３）
前記モールドの側面から圧縮力を印加するための倍率補正機構と、
前記倍率補正機構から水平方向に延びて前記接触の方向に可撓性のある第三の可撓部材と、
前記第三の可撓部材付近の歪量または変形量の計測する第二の計測器と、を有し、
前記制御部は、前記第一の計測器の値と前記第二の計測器の値に基づいて、前記第一の駆動機構の駆動を制御することを特徴とする構成１乃至１２のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0085】

（構成１４）
前記第二の可撓部材は、前記モールドと前記基板上の前記インプリント材とを接触させる際に前記モールドを変形させるためのキャビティ空間の外側に配置されることを特徴とする構成１乃至１３のいずれか一つに記載のインプリント装置。

【0086】

（方法１）
パターンが形成されたモールドと、基板上に塗布されたインプリント材とを接触させて、前記基板上に前記インプリント材のパターンを形成するインプリント方法であって、
固定部から第一の可撓部材を介して接続される可動部ベース、前記モールドを保持するモールド保持部材、および前記可動部ベースと前記モールド保持部材を接続する第二の可撓部材を有するインプリントヘッドを、前記モールド保持部材に保持された前記モールドを基板保持部に保持された前記基板上の前記インプリント材と接触させるために第一の駆動機構を用いて駆動し、
前記第二の可撓部材の歪量、または変形量、もしくは前記可動部ベースに対する前記モールド保持部材または前記モールドの相対位置を計測し、
前記計測の値に基づき、前記第一の駆動機構の駆動を制御することを特徴とするインプリント方法。

【0087】

（方法２）
構成１乃至１４のいずれか一つに記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記形成工程でパターンを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。

【符号の説明】

【0088】

１ インプリント装置
３ モールド
４ インプリントヘッド
５ ウエハ
９ 制御装置
１２ｂ 可撓部
１３ 押印アクチュエータ
１６ 板バネ
１７ 変位センサ
１９ 可動部ベース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】