特許 7437928 インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(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製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240216BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20240216BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

B29C59/02 Z

H01L21/68 F

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019227703

(22)【出願日】2019-12-17

(65)【公開番号】P2021097144

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-12-07

(73)【特許権者】

【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】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 哲司

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０９８２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００８９９７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１５７１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７９５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることにより前記インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント装置であって、
前記ショット領域が変形するように前記基板を加熱する加熱部と、
前記ショット領域の上の前記インプリント材を硬化させる硬化部と、
前記加熱部および前記硬化部を制御する制御部と、を備え、
前記ショット領域は、互いに離隔した複数の第１領域および互いに離隔した複数の第２領域を含み、前記パターン領域は、前記複数の第１領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第３領域および前記複数の第２領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第４領域を含み、
前記制御部は、前記複数の第１領域のそれぞれと前記複数の第３領域のうち対応する第３領域とをアライメントする第１アライメントを制御した後に前記複数の第１領域の上の前記インプリント材を硬化させるように前記硬化部を制御し、その後、前記複数の第２領域のそれぞれと前記複数の第４領域のうち対応する第４領域とをアライメントする第２アライメントを制御した後に前記ショット領域の全域の上の前記インプリント材が硬化するように前記硬化部を制御し、
前記第２アライメントは、前記加熱部による前記複数の第２領域の加熱を含み、
前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
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１アライメントにおいて前記加熱部に前記第１領域を加熱させない、
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3】

前記制御部は、前記第１アライメントにおいて前記加熱部が前記第１領域に与える熱量が前記第２アライメントにおいて前記加熱部が前記第２領域に与える熱量より小さいように前記加熱部を制御する、
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】

前記モールドを変形させるモールド変形機構を更に備え、
前記制御部は、前記第１アライメントおよび前記第２アライメントの少なくとも一方において前記モールド変形機構を動作させる、
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。

【請求項5】

前記モールドを変形させるモールド変形機構を更に備え、
前記制御部は、前記第１アライメントおよび前記第２アライメントにおいて前記モールド変形機構を動作させる、
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。

【請求項6】

前記第１アライメントにおいて前記モールド変形機構によってモールドを変形させた状態での前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第１アライメントにおいて前記モールド変形機構によってモールドを変形させた状態での前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。

【請求項7】

前記第１アライメントにおいて前記モールド変形機構によってモールドの変形を開始する時点での前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第１アライメントにおいて前記モールド変形機構によってモールドの変形を開始する時点での前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。

【請求項8】

前記第２アライメントを開始する時点において、前記第２領域は、前記第４領域より小さい、
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。

【請求項9】

前記ショット領域は、複数のチップ領域を含み、前記第１領域は、各チップ領域に配置された領域を含み、前記第２領域は、各チップ領域に配置された領域を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。

【請求項10】

基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることにより前記インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント装置であって、
前記ショット領域が変形するように前記基板を加熱する加熱部と、
前記ショット領域の上の前記インプリント材を硬化させる硬化部と、
前記加熱部および前記硬化部を制御する制御部と、を備え、
前記ショット領域は、複数のチップ領域を含み、各チップ領域は、第１領域および第２領域を含み、前記パターン領域は、前記第１領域に転写すべきパターンを有する第３領域および前記第２領域に転写すべきパターンを有する第４領域を含み、
前記制御部は、前記第１領域と前記第３領域とをアライメントする第１アライメントを制御した後に前記第１領域の上の前記インプリント材を硬化させるように前記硬化部を制御し、その後、前記第２領域と前記第４領域とをアライメントする第２アライメントを制御した後に前記ショット領域の全域の上の前記インプリント材が硬化するように前記硬化部を制御し、
前記第２アライメントは、前記加熱部による前記第２領域の加熱を含み、
前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
ことを特徴とするインプリント装置。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置によって基板の上にインプリント材の硬化物からなる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の加工を行う工程と、
を含み、前記加工が行われた前記基板から物品を得ることを特徴とする物品製造方法。

【請求項12】

基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることにより前記インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント方法であって、
前記ショット領域は、互いに離隔した複数の第１領域および互いに離隔した複数の第２領域を含み、前記パターン領域は、前記複数の第１領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第３領域および前記複数の第２領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第４領域を含み、
前記インプリント方法は、
前記複数の第１領域のそれぞれと前記複数の第３領域のうち対応する第３領域とをアライメントする第１アライメント工程と、
前記第１アライメント工程の後に、前記複数の第１領域の上の前記インプリント材を硬化させる第１硬化工程と、
前記第１硬化工程の後に、前記複数の第２領域のそれぞれと前記複数の第４領域のうち対応する第４領域とをアライメントする第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程の後に、前記ショット領域の全域の上の前記インプリント材を硬化させる第２硬化工程と、を含み、
前記第２アライメント工程は、前記複数の第２領域を加熱により変形させることを含み、
前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
ことを特徴とするインプリント方法。

【請求項13】

基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることにより前記インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント方法であって、
前記ショット領域は、複数のチップ領域を含み、各チップ領域は、第１領域および第２領域を含み、前記パターン領域は、前記第１領域に転写すべきパターンを有する第３領域および前記第２領域に転写すべきパターンを有する第４領域を含み、
前記インプリント方法は、
前記第１領域と前記第３領域とをアライメントする第１アライメント工程と、
前記第１アライメント工程の後に、前記第１領域の上の前記インプリント材を硬化させる第１硬化工程と、
前記第１硬化工程の後に、前記第２領域と前記第４領域とをアライメントする第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程の後に、前記ショット領域の全域の上の前記インプリント材を硬化させる第２硬化工程と、を含み、
前記第２アライメント工程は、前記第２領域を加熱して前記第２領域を変形させることを含み、
前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい、
ことを特徴とするインプリント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インプリント装置では、基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、該インプリント材を硬化させることにより該インプリント材の硬化物からなるパターンが形成される。よく知られているように、ショット領域に形成されているパターンとその上に重ねてインプリント装置によって形成されるパターンとの重ね合わせ精度が重要である。そのための技術として、型を変形させる技術やショット領域を変形させる技術が知られている。特許文献１には、モールドの側面に力を加えることによってモールドのパターン領域の形状を補正する技術が記載されている。特許文献２には、基板側パターン領域を加熱することによって基板側パターン領域の形状を補正する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２００８－５０４１４１号公報

【文献】特開２０１３－１０２１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インプリント装置において重ね合わせ精度を向上させるための従来の技術は、高次の空間周波数を有する形状補正には適していない。

【0005】

本発明は、重ね合わせ精度の向上に有利な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の１つの側面は、基板のショット領域の上のインプリント材とモールドのパターン領域とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることにより前記インプリント材の硬化物からなるパターンを形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記ショット領域が変形するように前記基板を加熱する加熱部と、前記ショット領域の上の前記インプリント材を硬化させる硬化部と、前記加熱部および前記硬化部を制御する制御部と、を備え、前記ショット領域は、互いに離隔した複数の第１領域および互いに離隔した複数の第２領域を含み、前記パターン領域は、前記複数の第１領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第３領域および前記複数の第２領域のそれぞれに転写すべきパターンをそれぞれ有する複数の第４領域を含み、前記制御部は、前記複数の第１領域のそれぞれと前記複数の第３領域のうち対応する第３領域とをアライメントする第１アライメントを制御した後に前記複数の第１領域の上の前記インプリント材を硬化させるように前記硬化部を制御し、その後、前記複数の第２領域のそれぞれと前記複数の第４領域のうち対応する第４領域とをアライメントする第２アライメントを制御した後に前記ショット領域の全域の上の前記インプリント材が硬化するように前記硬化部を制御し、前記第２アライメントは、前記加熱部による前記複数の第２領域の加熱を含み、前記第１領域と前記第３領域との寸法差は、前記第２領域と前記第４領域との寸法差より小さい。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、重ね合わせ精度の向上に有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態のインプリント装置の構成を示す図。

【図2】加熱部の構成例を示す図。

【図3】基板のショット領域の構成例および基板側マークの配置例を示す図。

【図4】歪の大きさが互いに異なる２つの領域を有するショット領域を例示する図。

【図5】メモリセルアレイ領域の（目標寸法からの）縮み量が周辺回路領域の（目標寸法からの）縮み量よりも大きい例を示す図。

【図6】インプリント装置の動作を例示する図。

【図7】物品製造方法を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

図１には、一実施形態のインプリント装置１の構成が模式的に示されている。インプリント装置１は、基板３のショット領域３ａの上のインプリント材４とモールド２のパターン領域２ａとを接触させ、インプリント材４を硬化させることによりインプリント材４の硬化物からなるパターンを形成する。

【0011】

インプリント材としては、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、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。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。インプリント材は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。また、インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターによって基板上に膜状に供給されてもよい。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体（Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。

【0012】

基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。あるいは、基板は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板でありうる。モールドは、インプリント材を硬化させるための硬化エネルギー（例えば、紫外線）を透過する材料、例えば石英で構成されうる。

【0013】

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。アライメント（位置合わせ）は、基板のショット領域とモールドのパターン領域とのアライメント誤差（重ね合わせ誤差）が低減されるように基板およびモールドの少なくとも一方の位置および／または姿勢を制御することを含みうる。また、アライメントは、基板のショット領域およびモールドのパターン領域の少なくとも一方の形状を補正あるいは変更するための制御を含みうる。

【0014】

モールド２は、その外周形状が矩形でありうる。モールド２は、基板３と対向する側の面にパターン領域２ａを有する。１回のインプリント処理で、パターン領域２ａと同程度の面積を有するパターンが基板３のショット領域３ａの上に形成される。この明細書では、ショット領域は、１回のインプリント処理によってパターンが形成される領域を意味し、基板３は、１又は複数のショット領域、典型的には複数のショット領域を有しうる。インプリント装置１に提供される基板３に既に形成されているパターンの形成のために使用された露光装置におけるショット領域の寸法と、インプリント装置１におけるショット領域の寸法とは、同じであってもよいし、互いに異なってもよい。１つのショット領域のサイズは、例えば、２６ｍｍ×３３ｍｍ程度である。１つのショット領域は、１又は複数のチップ領域を含みうる。複数のチップ領域は、スクライブラインによって互いに離隔されうる。露光装置におけるショット領域がインプリント装置１におけるショット領域より小さい場合、露光装置における複数のショット領域は、インプリント装置において１つのショット領域として扱われうる。

【0015】

インプリント装置１は、モールド駆動機構７、基板駆動機構２３、ディスペンサ１５、アライメント計測部１９、硬化部５、基板加熱部１７、制御部ＣＮＴ等を備えうる。モールド駆動機構７は、例えば、モールド２を保持するモールド保持部８と、モールド保持部８を駆動することによってモールド２を駆動する駆動機構９と、モールド２のパターン領域２ａを変形させるモールド変形機構１０とを含みうる。パターン領域２ａを変形させる動作は、パターン領域２ａの形状を補正する動作でありうる。モールド保持部８と駆動機構９は、硬化部５からの硬化光５ａおよび基板加熱部１７からの加熱光１７ａを通過させる開口部１３を有しうる。開口部１３には、透過部材１４が配置されうる。透過部材１４は、モールド２の裏面（パターン領域２ａを有する面とは反対側の面）の側に密閉空間ＳＰを規定する。透過部材１４は、硬化部５からの硬化光５ａおよび基板加熱部１７からの加熱光１７ａを透過する。

【0016】

密閉空間ＳＰの圧力は、不図示の圧力調整器によって調整されうる。圧力調整器によって密閉空間ＳＰの圧力が外部圧力より高くすることによって、パターン面２ａを基板３に向かって凸形状に変形させることができる。これにより、基板３の上のショット領域３ａの中心部においてインプリント材４に対するパターン領域２ａの接触を開始させることができる。このような動作は、パターン領域２ａとインプリント材４との間に気体が残留することを抑えるために有利である。

【0017】

駆動機構９は、例えば、ボイスコイルモータ、エアシリンダ、ピエゾ、リニアモータ等のアクチュエータの少なくとも１つを含みうる。駆動機構９は、モールド２と基板３の上のインプリント材４とを接触させたり、硬化したインプリント材４からモールド２を分離させたりするように、モールド保持部８（モールド２）をＺ方向に駆動しうる。駆動機構９は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の全部または一部に関しても、モールド保持部８（モールド２）を駆動してもよい。

【0018】

モールド変形機構１０は、例えば、リニアモータ、ピエゾ等のアクチュエータの少なくとも１つを含み、該アクチュエータによって、モールド２の側面に対して力を加えうる。このような力は、パターン領域２ａに平行な方向の力でありうる。モールド変形機構１０は、モールド２の側面に対して力を加えることによってパターン領域２ａを変形させ、これによりパターン領域２ａの形状を補正しうる。

【0019】

基板駆動機構２３は、基板３を保持する基板保持部１２と、基板保持部１２を支持する基板ステージ１３と、基板ステージ１３を駆動することによって基板３を駆動する駆動機構２１とを含みうる。駆動機構２１は、例えば、リニアモータを含みうる。駆動機構２１は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸に関して基板ステージ１３（基板３）を駆動しうる。駆動機構２１は、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸の全部または一部に関しても、基板ステージ１３（基板３）を駆動してもよい。基板駆動機構２３は、粗動駆動系および微動駆動系の組み合わせのように、複数の駆動系によって構成されてもよい。基板ステージ１１の位置は、例えば、筐体１６に設けられたスケールと基板ステージ１３に設けられた光学機器とで構成されるエンコーダシステムによって計測されうる。基板ステージ１１の位置は、他の計測器、例えば、筐体１６に設けられたレーザ干渉計と基板ステージ１３に設けられた反射鏡とで構成される干渉計システムによって計測されてもよい。

【0020】

ディスペンサ１５は、基板３の１又は複数のショット領域に対してインプリント材４を供給するように構成されうる。ディスペンサ１５は、例えば、基板駆動機構２３によって基板３が走査駆動されている状態で基板３の目標位置にインプリント材１４が配置されるようにインプリント材１４を吐出しうる。

【0021】

アライメント計測部１９は、モールド２のパターン領域２ａに配置されたモールド側マーク２ｂと、基板３のショット領域３ａに配置された基板側マーク３ｂとの相対位置を計測する。このような計測は、複数のマーク対について実施されうる。各マーク対は、モールド側マーク２ｂと基板側マーク３ｂとからなる。

【0022】

制御部ＣＮＴは、モールド駆動機構７、基板駆動機構２３、ディスペンサ１５、アライメント計測部１９、硬化部５、基板加熱部１７を制御する。制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

【0023】

図２には、加熱部１７の構成例が示されている。加熱部１７は、照度分布を有する加熱光１７ａを基板３のショット領域３ａに照射することによってショット領域３ａに温度分布を形成し、これによりショット領域３ａの形状を補正しうる。なお、図２において、図１のミラー１８、ハーフミラー６、透過部材１４は、省略されている。加熱部１７は、光源６１、光ファイバ６２、光学系６３、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）６４、投影光学系６５、照射制御部６６を含みうる。

【0024】

光源６１は、加熱用の光を発生する。加熱用の光は、インプリント材４を硬化させず、かつ基板３によって吸収されやすい波長を有することが好ましい。加熱用の光は、例えば、４００ｎｍ～２０００ｎｍでありうる。光源６１が発生する加熱用の光は、光ファイバ６２および光学系６３を介してＤＭＤ６４に入射しうる。ＤＭＤ６４は、それに入射した光を空間変調し加熱光１７ａを生成する。加熱光１７ａは、投影光学系６５を介して基板３のショット領域に照射される。これにより、基板３のショット領域には、照度分布が形成され、それに応じて該ショット領域が変形し、形状が補正される。光源６１は、例えば、高出力半導体レーザを含みうる。光学系６３は、例えば、光源６１から射出された光を集光させる集光光学系（不図示）、集光光学系からの光の強度を均一化してＤＭＤ６４を照明するための均一照明光学系（不図示）を含みうる。均一照明光学系は、例えば、ＭＬＡ（Ｍｉｃｒｏ Ｌｅｎｓ Ａｒｒａｙ）を含みうる。

【0025】

ＤＭＤ６４は、２次元に配列された複数のマイクロミラー（不図示）を含む。ＤＭＤ６４は、例えば、照射制御部６６からの指令に従って、各マイクロミラーをマイクロミラーの配列面に対して－１２度（ＯＮ状態）または＋１２度（ＯＦＦ状態）の角度で傾けうる。投影光学系６５は、ＤＭＤ６４と基板３とを光学的に共役な位置関係にするように構成されている。ＯＮ状態のマイクロミラーで反射された光は、加熱光１７ａとして投影光学系６５により基板３上に結像される。ＯＦＦ状態のマイクロミラーで反射された光は、基板３に到達しない方向に導かれる。

【0026】

照射制御部６６は、ＤＭＤ６４を制御する。加熱部１７には、制御された照度分布がショット領域に形成されるように各マイクロミラーの状態（ＯＮ状態又はＯＦＦ状態）を制御するための制御データが供給されうる。加熱光１７ａが照射された基板３のショット領域では、加熱光１７ａの光エネルギーが熱エネルギーに変換され、ショット領域には、照度分布に応じた熱量分布が形成される。これにより、ショット領域を目標形状に変形させることができる。

【0027】

図１に戻り、硬化部５は、硬化エネルギーとして、基板３のショット領域３ａの上のインプリント材４を硬化させるための硬化光５ａを発生し、ショット領域３ａの上のインプリント材４に照射する。硬化光５ａの光路には、光学素子２０が配置されうる。硬化部５は、例えば、光源、ＤＭＤ、アパーチャ、可変視野絞り、結像光学系等を含み、照度分布および／または照射領域を制御可能である。照度分布および／または照射領域の制御によって、ショット領域３ａのうち目標とする一部分のみに硬化光５ａを照射することができる。光学素子２０と透過部材１４との間には、ミラー２０が配置されている。加熱部１７からの加熱光１７ａは、例えば、ミラー１８およびハーフミラー６を介して基板３に照射されうる。硬化部５からの硬化光５ａは、ミラー２０およびハーフミラー６を介して基板３の上のインプリント材４に照射されうる。

【0028】

図３（ａ）には、基板３のショット領域３ａの構成例および基板側マーク３ｂの配置例が示されている。図３（ｂ）には、モールド２のパターン領域２ａの構成例およびモールド側マーク２ｂの配置例が示されている。図３（ｂ）のモールド２は、図３（ａ）の基板３のショット領域３ａの上にパターンを形成するために使用される。

【0029】

図３（ａ）の例では、１つのショット領域３ａは、複数のチップ領域３ｃと、複数のチップ領域３ｃを相互に離隔するスクライブライン３ｄと、複数の基板側マーク３ｂとを有する。複数の基板側マーク３ｂは、スクライブライン３ｄに配置されうる。各基板側マーク３ｂは、ショット領域３ａの角部分に配置されうる。図３（ｂ）の例では、図３（ａ）のショット領域３ａの構成に適合するように、１つのパターン領域２ａは、複数のチップ領域２ｃと、複数のチップ領域２ｃを相互に離隔するスクライブライン２ｄと、複数のモールド側マーク２ｂとを有する。複数のモールド側マーク２ｂは、スクライブライン２ｄに配置されうる。各モールド側マーク２ｂは、パターン領域２ａの角部分に配置されうる。

【0030】

図３（ａ）、（ｂ）の例では、各々が基板側マーク３ｂとパターン側マーク２ｂとからなる４つのマーク対が存在し、４つのマーク対について、アライメント計測部１９によって、板側マーク３ｂとパターン側マーク２ｂとの相対位置が計測されうる。ここで、相対位置の計測は、Ｘ方向およびＹ方向に関してなされる。この計測により、ショット領域３ａとパターン領域２ａとの間の、Ｘ方向の位置ずれ、Ｙ方向の位置ずれ、Ｚ軸周りの回転ずれ、倍率成分のずれ、スキュー成分のずれ、および、台形成分のずれに関する情報を得ることができる。これらの情報に基づいて、制御部ＣＮＴは、ショット領域３ａとパターン領域２ａとの重ね合わせ誤差が許容範囲に収まるように基板駆動機構２３、モールド駆動機構７および加熱部１７を制御するアライメントを制御することができる。なお、上記の倍率、スキューおよび台形成分は、ショット領域３ａの全体についての成分であり、各チップ領域についての成分ではない。

【0031】

図４（ａ）には、歪の大きさが互いに異なる２つの領域を有するショット領域３ａの例が示されている。ここで、歪量が互いに異なる２つの領域は、周辺回路領域３ｆ、および、メモリセルアレイ領域３ｅある。図４（ａ）の例では、ショット領域３ａは、複数のチップ領域３ｃを含み、各チップ領域３ｃは、メモリ製品のチップ領域である。周辺回路領域３ｆとメモリセルアレイ領域３ｅとでは、構造が互いに異なるので、剛性も互いに異なる。したがって、一連の製造工程において、例えば、スパッタリングなどの成膜工程などのように加熱を伴う工程を経ることで、周辺回路領域３ｆとメモリセル領域３ｅとには、互いに異なる大きさの歪が生じうる。

【0032】

図４（ｂ）には、図４（ａ）のショット領域３ａを有する基板３の上にパターンを形成するために使用されるモールド２の例が示されている。モールド２のパターン領域２ａは、周辺回路領域３ｆに転写すべきパターンを有する第１パターン領域２ｆおよびメモリセルアレイ領域３ｅに転写すべきパターンを有する第２パターン領域２ｅを含む。

【0033】

図５（ａ）には、メモリセルアレイ領域３ｅの（目標寸法からの）縮み量が周辺回路領域３ｆの（目標寸法からの）縮み量よりも大きい例が示されている。換言すると、図５（ａ）の例では、周辺回路領域３ｆと第１パターン領域２ｆとの寸法差は、メモリセルアレイ領域３ｅと第２パターン領域２ｅとの寸法差より小さい。図５（ａ）の例では、メモリセルアレイ領域３ｅが点線で示されるメモリセルアレイ領域３ｅ’になってしまっている状態が示されている。なお、メモリセルアレイ領域３ｅおよび周辺回路領域３ｆの歪の大きさは、実際にはｎｍオーダであるが、図５（ａ）では誇張して示されている。

【0034】

図５（ａ）の例では、パターン面２ａとショット領域３ａの形状を合わせるには、ショット領域３ａにおいて、周辺回路領域３ｆの膨張を抑えながらメモリセル領域３ｅを膨張させる必要がある。ここで、加熱部１７によってメモリセル領域３ｅに加熱光１７ａが照射されると、メモリセル領域３ｅで熱が発生し、この熱によってメモリセル領域３ｅが膨張する。しかしながら、この熱は、周辺回路領域３ｆに伝達されるので、周辺回路領域３ｆも膨張しうる。

【0035】

そこで、メモリセルアレイ領域３ｅの外側の領域、即ち周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄの全部または一部に硬化光５ａを照射し、周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄの上のインプリント材４を硬化させる第１硬化工程が実施される。以下では、第１硬化工程において硬化光５ａが照射される領域を第１領域と定義し、また、ショット領域のうち第１領域とは異なる領域を第２領域と定義する。この定義に従えば、パターン領域２ａは、第１領域に転写すべきパターンを有する第３領域、および、第２領域に転写すべきパターンを有する第４領域を含む。

【0036】

第１硬化工程では、周辺回路領域３ｆの上のインプリント材４は、周辺回路領域３ｆを膨張させない状態で、即ち重ね合わせ誤差を悪化させない状態で硬化される。図５（ｂ）には、第１硬化工程が模式的に示されている。図５（ｂ）において、網掛けの領域は、ショット領域３ａのうち第１硬化工程において、硬化光５ａが照射される第１領域である。ショット領域３ａが複数のチップ領域を含む場合、第１領域は、各チップ領域に配置された領域（以下、第１部分領域）を含み、第２領域も、各チップ領域に配置された領域（以下、第２部分領域）を含みうる。複数の第１部分領域は、互いに離隔して配置されてもよい。あるいは、複数の第２部分領域は、互いに離隔して配置されてもよい。あるいは、複数の第１部分領域、または、複数の第２部分領域は、互いに離隔して配置されてもよい。複数の第１部分領域は、周期的に配置されうる。複数の第２部分領域は、周期的に配置されうる。

【0037】

第１硬化工程では、メモリセルアレイ領域３ｅの外側に、メモリセルアレイ領域３ｅを取り囲むように、硬化光５ａが照射されない非照射領域が設けられてもよい。非照射領域は、周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄの一部分でありうる。第１ショット領域は、周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄから非照射領域を除いた部分でありうる。

【0038】

その後、ショット領域３ａとパターン領域２ａとをアライメントするために、メモリセルアレイ領域３ｅが加熱部１７によって加熱され、メモリセルアレイ領域３ｅが変形されうる。この際に、モールド変形部１０によってパターン領域２ａも変形されてもよい。その後、ショット領域３ａの全域においてインプリント材４が硬化するようにショット領域３ａに硬化光５ａを照射する第２硬化工程が実施される。ここで、第２硬化工程では、少なくとも、ショット領域３ａのうち第１硬化工程において硬化光５ａが照射されてない領域（即ち、第２領域）に硬化光５ａが照射されうる。しかし、第２硬化工程では、ショット領域３ａのうち第１硬化工程において硬化光５ａが照射された領域（即ち、第１領域）の全体又は一部にも硬化光５ａが照射されてもよい。

【0039】

以上の方法によれば、周辺回路領域３ｆにおける重ね合わせ精度を向上させつつ、メモリセルアレイ領域３ｅにおける重ね合わせ精度を向上させることができる。

【0040】

なお、周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄの全部または一部は第１領域の一例に過ぎず、また、メモリセルアレイ領域３ｅは第２領域の一例に過ぎない。第１領域および第２領域は、任意の製品のショット領域において任意に定められうる。

【0041】

図６には、１枚の基板に対するインプリント装置１の動作が例示的に示されている。図６に示された処理は、制御部ＣＮＴによって制御される。工程Ｓ３０１では、インプリント装置１に基板４がロードされ、基板保持部１２によって基板３が保持される。工程Ｓ３０２では、インプリント処理によってパターンを形成する対象のショット領域３ａの上にディスペンサ１５によってインプリント材４が配置される。工程Ｓ３０３では、ディスペンサ１５によってインプリント材４が配置されたショット領域３ａがモールド２の下に配置されるように基板駆動機構２３によって基板３が駆動および位置決めされる。

【0042】

工程Ｓ３０４では、基板３のショット領域３ａの上のインプリント材４とモールド２のパターン領域２ａとが接触するようにモールド駆動機構７によってモールド２が駆動される。工程Ｓ３０５では、アライメント計測部１５を使って、ショット領域３ａの４つのマーク対について、モールド側マーク２ｂと基板側マーク３ｂとの相対位置を計測することによって、ショット領域３ａとパターン領域２ａとの重ね合わせ誤差が計測される。そして、この重ね合わせ誤差が低減されるように第１アラメントがなされる。第１アライメントでは、Ｘ方向の位置ずれ、Ｙ方向の位置ずれ、Ｚ軸周りの回転ずれと、倍率成分のずれ、スキュー成分のずれ、および、台形成分のずれが低減されるように、基板駆動機構２３およびモールド駆動機構７が制御されうる。Ｘ方向の位置ずれ、Ｙ方向の位置ずれ、Ｚ軸周りの回転ずれの低減には、基板駆動機構２３、および、モールド駆動機構７の駆動機構９が使用されうる。また、倍率成分のずれ、スキュー成分のずれ、および、台形成分のずれの低減のために、モールド変形機構１０のモールド変形機構１０が使用されうる。

【0043】

ここで、第１領域、第２領域、第３領域、第４領域の間の寸法の関係について説明する。１つの例において、第１アライメントにおいてモールド変形機構１０によってモールド２を変形させた状態での第１領域（周辺回路領域３ｆの一部およびスクライブライン３ｄの一部）と第３領域２ｆとの寸法差をΔ１とする。また、第１アライメントにおいてモールド変形機構１０によってモールド２を変形させた状態での第２領域（メモリセルアレイ領域３ｅおよび非照射領域）と第４領域との寸法差をΔ２とする。このとき、Δ１＜Δ２でありうる。

【0044】

他の例において、第１アライメントにおいてモールド変形機構１０によってモールド２の変形を開始する時点（換言すると、モールド２を変形させていない状態）での第１領域と第３領域との寸法差をΔ１’とする。また、第１アライメントにおいてモールド変形機構１０によってモールド２の変形を開始する時点での第２領域と第４領域との寸法差をΔ２’とする。このとき、Δ１’＜Δ２’でありうる。

【0045】

工程Ｓ３０６では、第１硬化工程が実施される。具体的には、工程Ｓ３０６では、図６（ｂ）に例示されるように、制御部ＣＮＴは、第１領域、即ち周辺回路領域３ｆおよびスクライブライン３ｄの全部または一部の上のインプリント材４が硬化されるように硬化部５を制御する。第１領域は、基板側マーク３ｂが存在する領域を含んでもよく、この場合、第１硬化工程において、基板側マーク３ｂとモールド側マーク３ｂとの相対位置が固定される。

【0046】

工程Ｓ３０７では、ショット領域３ａとパターン領域２ａとの重ね合わせ誤差が低減されるように第２アライメントが実施される。第２アライメントは、加熱部１７による第２領域（あるいはメモリセルアレイ領域３ｅ）の加熱を含みうる。加熱部１７によるメモリセルアレイ領域３ｅの加熱は、第２領域（あるいはメモリセルアレイ領域３ｅ）に対して制御された照度分布を与えることによって、重ね合わせ誤差が低減されるようにメモリセルアレイ領域３ｅを変形させるようになされうる。ここで、第２アライメントが開始される時点において、第２領域（あるいはメモリセルアレイ領域）３ｅは、第４領域（あるいは第２パターン領域）２ｅよりも小さい。

【0047】

第２アライメントにおいても、モールド変形機構１０が使用されうる。あるいは、制御部ＣＮＴは、第１アライメントおよび第２アライメントの少なくとも一方においてモールド変形機構１０を動作させてもよい。第２アライメントでは、密閉空間ＳＰの圧力の調整によってパターン領域２ａの形状が追加的に補正されてもよい。

【0048】

以上の制御例では、制御部ＣＮＴは、第１アライメントにおいて加熱部１７に第１領域を加熱させない。しかし、制御部ＣＮＴは、第１アライメントにおいて加熱部１７が第１領域に与える熱量が第２アライメントにおいて加熱部１７が第２領域に与える熱量より小さいように加熱部１７を制御してもよい。

【0049】

工程Ｓ３０８では、第２硬化工程が実施される。具体的には、工程Ｓ３０８では、制御部ＣＮＴは、ショット領域３ａの全域の上のインプリント材４が硬化されるように硬化部５を制御する。工程Ｓ３０８では、工程Ｓ３０６における第１領域への硬化光５ａの照射量を考慮して、第１硬化工程および第２硬化工程による硬化光５ａの合計の照射量が許容値を超えないように第２硬化工程における照度分布あるいは照射領域が制御されうる。

【0050】

工程Ｓ３０９では、硬化したインプリント材４からモールド２が分離されるようにモールド駆動機構７によってモールド２が駆動される。工程３１０では、基板３の複数のショット領域のうちパターンを形成すべき全てのショット領域に対するパターンの形成が終了したか否かが判断され、終了してない場合には、次にパターンを形成すべきショット領域について工程Ｓ３０２～Ｓ３０９が実施される。一方、パターンを形成すべき全てのショット領域に対するパターンの形成が終了した場合には、工程Ｓ３１１において、基板保持部１２から基板３がアンロードされる。

【0051】

工程Ｓ３０６（第１硬化工程）でインプリント材を硬化させる第１領域と、工程Ｓ３０７（第２アライメント工程）で加熱部１７がショット領域に形成する照度分布は、一例において、以下のようにして決定されうる。まず、図６に示す処理において工程Ｓ３０６、Ｓ３０７を省いたテストインプリントを実施して、ショット領域３ａとその上にモールド３を使って形成されたパターンとの重ね合せ誤差を、ＳＥＭなどを使って取得する。次に、重ね合せ誤差を補正するために最適な第１領域と加熱光１７ａの照度分布を数値シミュレーションなどによって計算する。

【0052】

本実施形態によれば、ショット領域３ａの部分的な領域（第１領域）の上のインプリント材４を硬化させることで、ショット領域３ａとパターン領域２ａとが相対的に変形できない領域が規定される。また、当該部分的な領域(第１領域)以外の領域(第２領域)は、ショット領域３ａとパターン領域２ａとが相対的に変形できる領域として規定される。よって、本実施形態は、高次の空間周波数を有する形状補正に有利である。高次の空間周波数を有する形状補正が必要な例としては、例えば、ショット領域が複数のチップ領域を有し、各チップ領域の形状を補正すべきケースを挙げることができる。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図７（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。

【0056】

図７（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７（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を介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

【0057】

図７（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。

【0058】

図７（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７（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。

【0059】

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。

【符号の説明】

【0060】

１：インプリント装置、２：モールド、３：基板、５：硬化部、１７：加熱部、ＣＮＴ：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】