JP2008006704A - 加工方法及び装置、並びに、デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドの押印及び離型に要する全体的な時間を低減し、優れたスループットを実現する加工方法及び装置を提供する。
【解決手段】パターンが形成されたモールドと被転写体に塗布した樹脂とを押し付けて、前記被転写体に前記パターンを転写する加工方法であって、前記被転写体上のショットが前記モールドと対向するように、前記被転写体と前記モールドとを前記モールド又は前記被転写体の押し付け方向に対して垂直な方向に相対的に移動させるステップと、前記被転写体上のショットに塗布した樹脂と前記モールドとを押し付けるステップとを有し、前記押し付けステップは、前記移動ステップが完了する前に開始されることを特徴とする加工方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般には、加工方法及び装置に係り、特に、原版となるモールドのパターンをウェハ等の基板に転写する加工方法及び装置に関する。本発明は、例えば、半導体やＭＥＭＳ（Ｍｉｒｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）などを製造する微細加工のために、ナノインプリント技術を利用する加工方法及び装置に好適である。

紫外線、Ｘ線、或いは、電子ビームによるフォトリソグラフィーを用いた半導体デバイスへの微細パターンの形成方法に代わる技術として、ナノインプリントが注目されている。ナノインプリントは、微細なパターンが形成されたモールド（雛型）を、レジスト（樹脂材料）が塗布されたウェハ等の基板に押し付ける（押印する）ことによって、レジスト上にパターンを転写する技術である。

ナノインプリントには、幾つかの転写方法があり、かかる転写方法の１つとして光硬化法が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。光硬化法は、紫外線硬化型の樹脂と透明なモールドを利用し、モールドを樹脂に押し付けた状態で紫外線を照射し、樹脂を感光及び硬化させてからモールドを剥離する。

図９を参照して、従来の光硬化法を用いる加工装置（ナノインプリント装置）によるパターンの転写について説明する。まず、ウェハを所定の位置に位置決めするＸＹステージを駆動し、ウェハ上のパターンを転写する位置（ショット）がレジスト（光硬化型樹脂）を滴下するノズルの下に位置するように、ウェハを載置したウェハチャックを移動させる（ステップ１００１）。そして、所定量のレジストをウェハ上のショットに塗布する（ステップ１００３）。

次に、ＸＹステージを駆動し、レジストを滴下したショットがモールドと対向するように、ウェハチャックを移動させる。また、微動ステージによってウェハチャックのｚ方向の高さ及び傾きを調整し、ウェハのショットの表面を加工装置の基準平面にあわせる（ステップ１００５）。

次いで、リニアモータを駆動することによって、モールドを固定するモールドチャックを載置したモールドチャックステージを下降させ、ウェハのショット上に滴下されたレジストにモールドを押し付ける（ステップ１００７）。そして、レジストに対するモールドの押付け力（押印力）が適切（所定の値）であるか判断し（ステップ１００９）、モールドの押印力を所定の値に調整する（ステップ１０１１）。

モールドの押印力を調整した後、紫外光源からの紫外光をウェハ（レジスト）に照射する（ステップ１０１３）。紫外光を所定時間照射させたら、リニアモータを駆動することによって、モールドチャックステージを上昇させ、ウェハからモールドを離隔させる（ステップ１０１５）。そして、次のショットにレジストを塗布するために、ＸＹステージを駆動し、ウェハ（ウェハチャック）を移動させる（ステップ１０１７）。

このような一連のステップを、ウェハ上の全ショットにパターンが転写されるまで繰り返す（ステップ１０１９）。ウェハ上の全ショットにパターンが転写されたら、ＸＹステージを駆動し、ウェハを所定の位置に移動させる（ステップ１０２１）。これにより、１つのウェハに対するパターンの転写が終了する。
特開２０００−１９４１４２号公報

しかしながら、ナノインプリントは、ウェハにパターンを転写する際に、モールドの押印（押印工程）、紫外光の照射（硬化工程）、モールドの離型（離型工程）を必要とするため、露光装置と同等なスループットを実現することが非常に難しい。

例えば、上述したステップ・アンド・リピート方式でパターンを転写する場合、ウェハ上の１ショットに対する押印工程、硬化工程及び離型工程に要する時間が長くなると、ウェハ上の全ショットのパターンの転写に要する時間も比例して長くなる。その結果、スループットが低下するという問題を生じてしまう。特に、押印工程及び離型工程におけるモールドとウェハ（レジスト）の相対的な動き（モールドとウェハとの接触及び離隔）は、露光装置にはないナノインプリントに特有のものである。従って、モールドの押印及び離型に要する時間を短縮することが、加工装置のスループットを向上させる課題となっている。

そこで、本発明は、モールドの押印及び離型に要する全体的な時間を低減し、優れたスループットを実現する加工方法及び装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての加工方法は、パターンが形成されたモールドと被転写体に塗布した樹脂とを押し付けて、前記被転写体に前記パターンを転写する加工方法であって、前記被転写体上のショットが前記モールドと対向するように、前記被転写体と前記モールドとを前記モールド又は前記被転写体の押し付け方向に対して垂直な方向に相対的に移動させるステップと、前記被転写体上のショットに塗布した樹脂と前記モールドとを押し付けるステップとを有し、前記押し付けステップは、前記移動ステップが完了する前に開始されることを特徴とする。

本発明の別の側面としての加工方法は、パターンが形成されたモールドと被転写体に塗布した樹脂とを押し付けて、前記被転写体に前記パターンを転写する加工方法であって、前記樹脂に押し付けられたモールドと前記樹脂とを離隔するステップと、前記被転写体と前記モールドとを前記モールド又は前記被転写体の離隔方向に対して垂直な方向に相対的に移動させるステップとを有し、前記移動ステップは、前記離隔ステップが完了する前に開始されることを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての加工装置は、上述の加工方法を行うことができる加工モードを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の加工装置を用いて、被転写体にパターンを転写するステップと、前記パターンが転写された被転写体をエッチングするステップとを有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特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、モールドの押印及び離型に要する全体的な時間を低減し、優れたスループットを実現する加工方法及び装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。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。

図１は、本発明の一側面としての加工装置１の構成を示す概略断面図である。加工装置１は、パターンが形成されたモールドを、被転写体に塗布した樹脂（レジストを含む）に押し付けて、被転写体にパターンを転写するナノインプリント装置である。ここで、「モールドを被転写体に塗布した樹脂に押し付ける」とは、モールドと樹脂は接触させるが、モールドを被転写体に接触させても接触させなくてもよい。即ち、モールドを押し付ける前の樹脂の形状が、モールドを押し付けた後で変化する程度にモールドを樹脂に押し付ければよい。なお、本実施形態において、樹脂とは、モールドによってパターンを転写する際にレジストとして機能するもの、又は、転写した後にそのまま被転写体上に残ってパターンを形成するものであり、樹脂以外の材料に代替してもよい。加工装置１は、本実施形態では、ＵＶ硬化型（光硬化法）のステップ・アンド・リピート方式のナノインプリント装置である。

加工装置１は、図１に示すように、ウェハチャック１０と、微動ステージ１１と、ＸＹステージ１２と、ベース定盤１３と、参照ミラー１４と、レーザー干渉計１５と、支柱１６と、天板１７とを有する。また、加工装置１は、モールド１８と、モールドチャック１９と、モールドチャックステージ２０と、紫外光源２１と、コリメータレンズ２２と、ガイドバープレート２３と、ガイドバー２４とを有する。更に、加工装置１は、アクチュエータ２５と、ノズル２６と、ビームスプリッタ２７と、撮像系２８とを有する。

ウェハチャック１０は、ウェハＷＦを保持する。微動ステージ１１は、ウェハＷＦのθ（ｚ軸回りの回転）方向位置、ｚ位置及び傾きを補正（調整）する機能を有する。微動ステージ１１は、ウェハＷＦを所定の位置に位置決めするためのＸＹステージ１２に配置される。

ベース定盤１３は、ＸＹステージ１２を載置する。参照ミラー１４は、微動ステージ１１の位置を計測するために、レーザー干渉計１５からの光を反射する。支柱１６は、ベース定盤１３上に屹立し、天板１７を支持する。

モールド１８は、ウェハＷＦに転写するパターンが形成された表面（パターン面）を有し、モールドチャック１９に固定される。モールドチャック１９は、モールドチャックステージ２０に載置される。モールドチャックステージ２０は、モールド１８（モールドチャック１９）のθ（ｚ軸回りの回転）方向位置及び傾きを補正（調整）する機能を有する。モールドチャック１９及びモールドチャックステージ２０は、紫外光源２１からコリメータレンズ２２を介して照射される紫外光を、モールド１８に導光するための図示しない開口を有する。

ガイドバープレート２３は、ガイドバー２４を固定する。ガイドバー２４は、天板１７を貫通し、一端がモールドチャックステージ２０に固定され、他端がガイドバープレート２３に固定される。

アクチュエータ２５は、エアシリンダ又はリニアモータからなるリニアアクチュエータであり、ガイドバー２４をｚ方向に駆動する。これにより、モールドチャック１９に保持されたモールド１８をウェハＷＦに押し付けたり（押印）、モールド１８をウェハＷＦから引き離したりすることができる（離型）。

ノズル２６は、ウェハＷＦの表面に液状のＵＶ硬化樹脂（以下、「樹脂」とする）を滴下する。なお、ＵＶ硬化樹脂は、紫外光を照射することで硬化する材料であり、紫外光を照射する前は、粘性体又は液体である。ビームスプリッタ２７は、紫外光源２１の光路中に配置され、紫外光源２１からの紫外光を分離する。撮像系２８は、ビームスプリッタ２７で分離された紫外光を用いて、モールド１８とウェハＷＦ（樹脂）との押し付け状態を観察する。なお、モールド１８とウェハＷＦ（樹脂）との押し付け状態を判断する要素として測定（計測）する対象は、例えば、モールド１８とウェハＷＦ上に塗布された樹脂との接触面積や接触領域等である。

図２を参照して、加工装置１によるパターンの転写について説明する。図２は、本発明の一側面としての加工方法を説明するためのフローチャートである。本発明の加工方法は、従来の加工方法（図９）とは異なり、押印工程及び離型工程における処理動作（工程）の一部を並列に実行する。具体的には、本発明の加工方法は、押印工程において、ウェハＷＦとモールド１８との位置合わせ（即ち、ウェハＷＦ上のショットをモールド１８に対向させる）が完了する前に、樹脂とモールド１８との押し付けを開始する。本実施形態では、微動ステージ１１及びＸＹステージ１２の移動中に、モールド１８（モールドチャック１９及びモールドチャックステージ２０）の下降を開始する。また、本発明の加工方法は、離型工程において、樹脂に押し付けたモールド１８とウェハＷＦ（レジスト）との離隔が完了する前に、次のショットに対する樹脂の塗布及びウェハＷＦとモールド１８との位置合わせを開始する。本実施形態では、モールド１８（モールドチャック１９及びモールドステージ２０）の上昇中に、ウェハＷＦ（ＸＹステージ１２）の移動を開始する。

なお、本実施形態では、モールド１８を下降させることによって、ウェハＷＦに塗布された樹脂とモールド１８との押し付けを行う。但し、ウェハＷＦを上昇させることによって、ウェハＷＦに塗布された樹脂とモールド１８との押し付けを行ってもよく、モールド１８とウェハＷＦとを相対的に押し付け方向（図１のＺ方向）に移動させればよい。同様に、本実施形態では、モールド１８を上昇させることによって、ウェハＷＦに塗布された樹脂とモールド１８との離隔を行う。但し、ウェハＷＦを下降させることによって、ウェハＷＦに塗布された樹脂とモールド１８との離隔を行ってもよく、モールド１８とウェハＷＦとを相対的に離隔方向（図１のＺ方向）に移動させればよい。また、本実施形態では、ウェハＷＦを移動させることによって、ウェハＷＦとモールド１８との位置合わせを行う。但し、モールド１８を移動させることによって、ウェハＷＦとモールド１８との位置合わせを行ってもよく、モールド１８とウェハＷＦとを相対的に押し付け方向又は離隔方向に対して垂直な方向（図１のＸＹ方向）に移動させればよい。

図２を参照するに、まず、ＸＹステージ１２を駆動し、ウェハＷＦ上のショットがノズル２６の下に位置するように、ウェハＷＦを移動させる（ステップ１０１）。そして、ウェハＷＦ上のショットに、ノズル２６を介して所定量の樹脂（レジストを含む）を塗布する（ステップ１０３）。

次に、ウェハＷＦ上のショットがモールド１８と対向するように、ＸＹ方向（押し付け方向に対して垂直な方向）にウェハＷＦを移動させる（ステップ１０５）。換言すれば、ウェハＷＦ上のショットとモールド１８との位置を合わせる。具体的には、まず、ＸＹステージ１２を駆動し、比較的粗い精度（第１の精度）でウェハＷＦ上のショットとモールド１８との位置を合わせる。次に、微動ステージ１１を駆動し、高精度（第１の精度よりも高い精度を有する第２の精度）でウェハＷＦ上のショットとモールド１８との位置を合わせる。ＸＹステージ１２でウェハＷＦのＸＹ方向の位置を調整し、微動ステージ１１でウェハＷＦのＺ方向の位置及び傾きを調整する。つまり、ＸＹ平面内でのモールドとウェハ（ショット）との位置合わせ（移動）が完了する前に、モールドとウェハとのＺ方向の相対移動（押し付け方向への移動）を開始する。ここでは、ウェハ上に塗布された樹脂とモールドとが接触した後においても、モールドとウェハとがＸＹ平面内での位置合わせ（ＸＹ方向における相対移動）を行っていることが望ましい。

また、ウェハＷＦの移動（ウェハＷＦとモールド１８との位置合わせ）が完了する前に、モールド１８をＺ方向（押し付け方向）に下降させ、ウェハＷＦに塗布した樹脂とモールド１８との押し付けを開始する（ステップ１０７）。具体的には、アクチュエータ２５を駆動してモールドチャックステージ２０を下降させ、モールド１８をウェハＷＦ上の樹脂に押し付ける。そして、モールド１８がウェハＷＦ上の樹脂に接触したら、樹脂に対するモールド１８の押し付け力（押印力）が適切（所定の値）であるか判断し（ステップ１０９）、モールド１８の押印力を所定の値に調整する（ステップ１１１）。例えば、アクチュエータ２５を介して、ウェハＷＦ（樹脂）に対するモールド１８の押し付け量を変えることによって、モールド１８の押印力を調整する。また、モールドチャック１９（モールドチャックステージ２０）に配置された図示しない複数のロードセルの出力に基づいて、モールド１８の傾きを変えることによって、モールド１８の押印力を調整してもよい。なお、ウェハＷＦに塗布した樹脂とモールド１８との押し付けを開始する具体的なタイミングは、後で詳細に説明する。

モールド１８の押印力を調整した後、紫外光源２１からの紫外光をウェハＷＦ（ウェハＷＦに塗布した樹脂）に照射する（ステップ１１３）。

紫外光を所定時間照射したら、モールド１８をＺ方向（離隔方向）に上昇させ、ウェハＷＦ上の樹脂に押し付けたモールド１８と樹脂とを離隔する（ステップ１１５）。具体的には、アクチュエータ２５を駆動してモールドチャックステージ２０を上昇させ、モールド１８をウェハＷＦ上の樹脂から引き離す。

また、モールド１８と樹脂との離隔が完了する前に、ウェハＷＦ上の次のショットに樹脂を塗布するために、ＸＹステージ１２を駆動し、ウェハＷＦのＸＹ方向（離隔方向に対して垂直な方向）の移動を開始する（ステップ１１７）。なお、ウェハＷＦの移動を開始する具体的なタイミングは、後で詳細に説明する。

このような一連のステップを、ウェハＷＦ上の全ショットにパターンが転写されるまで繰り返す（ステップ１１９）。ウェハＷＦ上の全ショットにパターンが転写されたら、ＸＹステージ１２を駆動し、ウェハＷＦを所定の位置に移動させる（ステップ１２１）。

ここで、図３を参照して、ステップ１０７における樹脂とモールド１８との押し付けを開始するタイミング及びステップ１１７におけるウェハＷＦの移動を開始するタイミングについて説明する。図３は、ウェハＷＦ（ＸＹステージ１２）のＸＹ方向（押し付け方向又は離隔方向に対して垂直な方向）への移動とモールド１８の昇降動作に着目し、時間に対するウェハＷＦの移動速度の変化及びモールド１８の移動速度（昇降速度）の変化を示す図である。図３（ａ）は、図９に示した従来例に対応し、図３（ｂ）は、図２に示す加工方法に対応する。なお、図３では、モールド１８の押印力の調整（図１のステップ１０９及び１１１、図９のステップ１００９及び１０１１）については、簡略化のために省略している。

図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較するに、従来例では、ウェハＷＦの移動とモールド１８の移動が継続（連続）している。一方、本発明の加工方法では、押印工程において、ステップ１０５のウェハＷＦの移動速度Ｗ１が減速し始めた時点ｔｘでステップ１０７のモールド１８の下降Ｍ１を開始する。即ち、ウェハＷＦとモールド１８との相対的な移動速度が減速状態になったら、ウェハＷＦ上の樹脂とモールド１８とを押し付けを開始する。このように、ステップ１０５におけるウェハＷＦの移動とステップ１０７におけるモールド１８の下降（押し付け）を部分的に並列に実行する（即ち、ステップ１０５とステップ１０７とは、時間的に少なくとも一部が重なる）。

また、離型工程において、ステップ１１５のモールド１８の移動速度（昇降速度）Ｍ２が減速し始めた時点ｔｙでステップ１１７のウェハＷＦの移動Ｗ２を開始する。即ち、モールド１８の移動速度（昇降速度）が減速状態になったら、ウェハＷＦとモールド１８との相対的な移動（ＸＹ方向）を開始する。このように、ステップ１１５におけるモールド１８の上昇（離隔）とステップ１１７におけるウェハＷＦの移動を部分的に並列に実行する（即ち、ステップ１１５とステップ１１７とは、時間的に少なくとも一部が重なる）。

これにより、図３（ｂ）に示すように、１ショットのパターン転写に要する時間を短縮することができる。詳細には、押印工程においてステップ１０５とステップ１０７とが並列に実行された時間Ｔａと離型工程においてステップ１１５とステップ１１７とが並列に実行された時間Ｔｂとの和（時間Ｔｓ）だけ短縮することができる。

なお、ウェハＷＦの移動速度Ｗ１の減速状態の時間（Ｔａ）よりもモールド１８の下降Ｍ１に要する時間が短い場合には、モールド１８の押し付け（ステップ１０７）の開始を、ＸＹステージ１２の粗動動作が完了した時点まで遅らせてもよい。これにより、微動ステージ１１による微動動作とモールド１８の押し付け（ステップ１０７）とが並列に実行される。換言すれば、ＸＹステージ１２によるモールド１８とウェハＷＦ上のショットとの位置合わせが完了したら、モールド１８の押し付け（下降）を開始する。なお、ＸＹステージ１２の粗動動作の完了は、例えば、ＸＹステージ１２の粗動ドライバで生成される位置決め完了信号を利用すれば、容易に知ることができる。

以上のように、加工装置１は、ウェハＷＦ上の１ショットに対してモールド１８のパターンを転写する処理の一部を並列に実行することで、１ショットあたりに要する転写時間を短縮し、スループットを向上させることができる。

図４は、押印工程及び離型工程におけるモールド１８の移動軌跡を模式的に示す図である。なお、図４（ａ）は、ステップ１０７におけるウェハ側からのモールド１８の移動軌跡、図４（ｂ）は、ステップ１１５におけるウェハ側からのモールド１８の移動軌跡を示している。

図４（ａ）を参照するに、押印工程において、従来例（図９）では、モールド１８は、ＰａからＰｂ、ＰｂからＰｃという軌跡（一点鎖線）を示す。一方、図２に示す加工方法において、ウェハＷＦのＸＹ方向への移動（ステップ１０５）の終了間際にモールド１８の押し付け（ステップ１０７）を並列に実行（並列処理）する場合を考える。この場合、モールド１８の下降に要する時間が短いと、モールド１８のウェハＷＦ（樹脂）への押し付けが終了してからもウェハＷＦ（ＸＹステージ１２）のＸＹ方向への移動が継続される。従って、パターンを重ね合わせて転写する場合には、既存のパターンを破壊してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、ステップ１０５とステップ１０７との並列処理を開始する開始点ＰｘからウェハＷＦ（ウェハステージ１２）のＸＹ方向への総移動量に対する残りの移動量（残量）とモールド１８のＺ方向の移動量とで補間駆動する。即ち、ステップ１０７におけるモールド１８（ウェハＷＦ）のＸＹ方向の移動量とステップ１０５におけるウェハＷＦとモールド１８との相対的な移動の総移動量に対する残量とを直線補間又は円弧補間する。これにより、モールド１８の下降（Ｚ方向の移動）とウェハＷＦの移動とが同時に終了するようになり、既存のパターンの破壊を防止することができる。なお、補間駆動についてはロボットなどの多軸制御で使用されている汎用的なモータ制御技術であり、ここでの詳細な説明は省略する。

図４（ａ）に示す破線は、直線補間した場合のモールド１８の移動軌跡を、図４（ａ）に示す実線は、円弧補間した場合のモールド１８の移動軌跡を示している。円弧補間は、最終的にモールド１８をウェハＷＦに垂直に接触させることができるため好ましい。なお、ウェハＷＦ上のショットの周囲に既存のパターン（転写済みのショット）が存在しない場合は、ウェハＷＦに塗布した樹脂（レジスト）が液状であれば、モールド１８の押し付けが完了してからもウェハＷＦをＸＹ方向に移動させることができる。従って、モールド１８の押し付け（モールド１８又はウェハＷＦの押し付け方向（Ｚ方向）の移動）をウェハＷＦに塗布された樹脂の中で完了させてもよい。換言すれば、モールド１８を、ステップ１０７において、ウェハＷＦに塗布された樹脂の中をウェハＷＦに対して斜めに移動させてもよい。これにより、ステップ１０５とステップ１０７との並列処理を開始する開始点Ｐｘを早くすることができる。

図４（ｂ）を参照するに、離型工程において、従来例（図９）では、モールド１８は、ＰｄからＰｅ、ＰｅからＰｆという軌跡（一点鎖線）を示す。一方、図２に示す加工方法において、モールド１８の離隔（ステップ１１５）の終了間際にウェハＷＦのＸＹ方向への移動（ステップ１１７）を並列に実行（並列処理）する場合を考える。この場合、並列処理の開始が早すぎると、モールド１８とウェハＷＦ上の樹脂とが部分的に接触している状態でウェハＷＦ（ＸＹステージ１２）がＸＹ方向に移動することになり、転写されたパターンを破壊してしまう可能性がある。

そこで、モールド１８とウェハＷＦとの離型が完了した後の距離Ｐｄ〜Ｐｅよりも短く、モールド１８とウェハＷＦ上の樹脂とが完全に接触していない距離Ｐｄ〜Ｐｙ以上にモールド１８が上昇（移動）してからウェハＷＦのＸＹ方向への移動を開始する。また、ウェハＷＦのＸＹ方向への移動距離（移動量）が小さく、モールド１８が上昇する前にウェハＷＦのＸＹ方向への移動が終了してしまう場合を考える。この場合には、押印工程と同様に、離型工程の並列処理の開始点Ｐｙからモールド１８のＺ方向への総移動量に対する残りの移動量（残量）とウェハＷＦのＸＹ方向への移動量とで補間駆動してもよい。即ち、ステップ１１５におけるモールド１８（ウェハＷＦ）のＺ方向（押し付け方向）への移動の総移動量に対する残量とステップ１１７におけるウェハＷＦとモールド１８との相対的な移動量とを直線補間又は円弧補間してもよい。

図４（ｂ）に示す破線は、直線補間した場合のモールド１８の移動軌跡を、図４（ｂ）に示す実線は、円弧補間した場合のモールド１８の移動軌跡を示している。円弧補間は、補間駆動を開始する際のモールド１８の移動軌跡がウェハＷＦに対してより垂直になるため、開始点Ｐｙの位置をよりウェハＷＦ側に近づけることができ、並列処理の時間をより多く確保できるという効果を有する。

このように、モールド１８の昇降（押し付け及び離型）とウェハＷＦのＸＹ方向への移動の並列処理を補間駆動とすることにより、モールド１８とウェハＷＦ（樹脂）との押し付け又は離隔におけるパターンの破壊を防止することができる。

上述した実施形態では、離型工程におけるモールド１８とウェハＷＦとの離隔（ステップ１１５）とウェハＷＦのＸＹ方向への移動（ステップ１１７）の並列処理をモールド１８の位置（図４（ｂ）の位置Ｐｙ）に基づいて開始した。但し、ウェハＷＦやウェハＷＦに塗布した樹脂の厚さなどによって位置Ｐｙを変える必要がある。そこで、以下では、離型工程におけるモールド１８とウェハＷＦとの離隔（ステップ１１５）とウェハＷＦのＸＹ方向への移動（ステップ１１７）の並列処理は、モールド１８又はウェハＷＦに働く荷重に基づいて開始する。なお、モールド１８又はウェハＷＦに働く荷重は、ロードセルなどによって検出することができる。

図５は、離型工程において、モールド１８に働く荷重の時間変化を示す図であって、縦軸はモールド１８に働く荷重、横軸は時間を示している。なお、本実施形態では、モールド１８に働く荷重を例に説明する。

図５を参照するに、押印工程及び硬化工程後にＦａだった荷重は、離型工程においてモールド１８が上昇することによって減少して０になり、圧縮力から引張力に変化する。そして、モールド１８に働く荷重は、荷重（圧縮力）Ｆｂから最大荷重（引張力）Ｆｃに到達し、モールド１８がウェハＷＦ上の樹脂から完全に離隔すると、０となる。本実施形態では、荷重が最大荷重Ｆｃとなった後、０又は０近傍の荷重（引張力）Ｆｄになった時点で並列処理を開始する。換言すれば、モールド１８（ウェハＷＦ）に働く荷重を検出し、かかる荷重が圧縮力から引張力に転じ、且つ、荷重の絶対値が閾値（本実施形態では、Ｆｄ）に達すると並列処理を開始する。これにより、ウェハＷＦやウェハＷＦに塗布した樹脂の厚さなどの転写条件が変化しても、モールド１８がウェハＷＦ（樹脂）から完全に離隔した後に、モールド１８の上昇とウェハＷＦのＸＹ方向への移動を並列処理することができる。

なお、モールド１８（ウェハＷＦ）に働く荷重（荷重変化）を利用する場合には、ロードセルのヒステリシスやノイズによって荷重が誤って検出される可能性がある。そこで、以下では、モールドＷＦとウェハＷＦ上の樹脂との押し付け状態に基づいて、離型工程におけるモールド１８とウェハＷＦとの離隔（ステップ１１５）とウェハＷＦのＸＹ方向への移動（ステップ１１７）の並列処理を開始する。

図６は、加工装置１の撮像系２８によるモールドＷＦとウェハＷＦ上の樹脂との押し付け状態の観察画面を示す図である。図６において、２８１は視野を示し、１８１はモールド１８の転写エリアを示す。Ｓａ乃至Ｓｃは、モールド１０とウェハＷＦ上の樹脂との接触している範囲を示している。即ち、モールドＷＦとウェハＷＦ上の樹脂との押し付け状態は、本実施形態では、モールドＷＦと樹脂との接触面積である。

硬化工程が完了した後、離型工程におけるモールド１８の上昇に従って、撮像系２８で観察される観察画像は、例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）の順に変化する。モールド１８が樹脂（ウェハＷＦ）から完全に離隔すると、モールド１８と樹脂との接触が解消されるため、モールド１０と樹脂との接触している範囲（接触面積）は最終的には消失する。従って、モールド１８と樹脂の接触している範囲（接触面積）を観察し、例えば、画像処理によって、接触面積が０となった時点を、離型工程におけるモールド１８の上昇とウェハのＸＹ方向への移動の並列処理を開始するタイミングとすることができる。これにより、モールド１８（ウェハＷＦ）に働く荷重（荷重変化）を利用する場よりも正確に離型工程におけるモールド１８の上昇とウェハのＸＹ方向への移動の並列処理を開始するタイミングを設定することができる。

このように、本発明の加工装置１及び加工方法は、モールド１８とウェハＷＦとのＸＹ方向への相対移動が完了する前に、モールド１８とウェハＷＦ（樹脂）との相対的な押し付けを開始する。また、本発明の加工装置１及び加工方法は、モールド１８とウェハＷＦ（樹脂）の離隔が完了する前に、モールド１８とウェハＷＦとのＸＹ方向への相対移動を開始する。これにより、本発明の加工装置１及び加工方法は、ウェハＷＦにモールド１８のパターンを転写する際のモールド１８の押し付け、離隔及びウェハＷＦのＸＹ方向への移動に要する全体的な時間を低減し、優れたスループットを実現することができる。なお、図１に示す加工装置１の構成は一例であり、上述した加工方法を行うことができる加工モードを有すればよい。換言すれば、上述した加工方法を行うことができる加工モードを有する加工装置も本発明の一側面を構成する。

次に、図７及び図８を参照して、加工装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（モールド製作）では、設計した回路パターンを形成したモールドを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、モールドとウェハを用いて、ウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハにレジスト（樹脂）を塗布する。ステップ１６（転写）では、加工装置１によってモールドをレジストに押し付けて回路パターンを転写する。ステップ１７（エッチング）では、転写した回路パターン以外の部分を削り取る。ステップ１８（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも生産性よくデバイスを製造することができる。このように、加工装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例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。例えば、光硬化法のナノインプリントに適用した例を示したが、熱サイクル法のナノインプリントに適用することができ、同様の効果を得ることができる。

本発明の一側面としての加工装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の一側面としての加工方法を説明するためのフローチャートである。 図２に示す加工方法において、ウェハのＸＹ方向への移動とモールドの昇降動作に着目し、時間に対するウェハの移動速度の変化及びモールドの移動速度（昇降速度）の変化を示す図である。 押印工程及び離型工程におけるモールドの移動軌跡を模式的に示す図である。 離型工程において、モールドに働く加重の時間変化を示す図である。 図１に示す加工装置の撮像系によるモールドとウェハ上の樹脂との押し付け状態の観察画面を示す図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図７に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 従来の加工装置によるパターンの転写を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 加工装置
１０ ウェハチャック
１１ 微動ステージ
１２ ＸＹステージ
１３ ベース定盤
１４ 参照ミラー
１５ レーザー干渉計
１６ 支柱
１７ 天板
１８ モールド
１９ モールドチャック
２０ モールドチャックステージ
２１ 紫外光源
２２ コリメータレンズ
２３ ガイドバープレート
２４ ガイドバー
２５ アクチュエータ
２６ ノズル
２７ ビームスプリッタ
２８ 撮像系
ＷＦ ウェハ

Claims (14)

1. パターンが形成されたモールドと被転写体に塗布した樹脂とを押し付けて、前記被転写体に前記パターンを転写する加工方法であって、
   前記被転写体上のショットが前記モールドと対向するように、前記被転写体と前記モールドとを前記モールド又は前記被転写体の押し付け方向に対して垂直な方向に相対的に移動させるステップと、
   前記被転写体上のショットに塗布した樹脂と前記モールドとを押し付けるステップとを有し、
   前記押し付けステップは、前記移動ステップが完了する前に開始されることを特徴とする加工方法。
2. 前記押し付けステップは、前記移動ステップにおける前記被転写体と前記モールドとの相対的な移動速度が減速状態になると開始されることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
3. 前記移動ステップは、第１の精度で前記モールドと前記被転写体上のショットとの位置を合わせる第１の位置合わせステップと、前記第１の精度よりも高い精度を有する第２の精度で前記モールドと前記被転写体上のショットとの位置を合わせる第２の位置合わせステップとを有し、
   前記押し付けステップは、前記第１の位置合わせステップが完了したら開始されることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
4. 前記押し付けステップは、前記移動ステップにおける前記被転写体と前記モールドとの相対的な移動の移動量に基づいて開始されることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
5. 前記押し付けステップは、前記モールド又は前記被転写体を前記押し付け方向に移動させ、
   前記押し付けステップにおける前記モールド又は前記被転写体の移動量と前記移動ステップにおける前記被転写体と前記モールドとの相対的な移動の総移動量に対する残量とを直線補間又は円弧補間することを特徴とする請求項１記載の加工方法。
6. 前記押し付けステップにおける前記モールド又は前記被転写体の前記押し付け方向への移動は、前記樹脂の中で完了することを特徴とする請求項５記載の加工方法。
7. パターンが形成されたモールドと被転写体に塗布した樹脂とを押し付けて、前記被転写体に前記パターンを転写する加工方法であって、
   前記樹脂に押し付けられたモールドと前記樹脂とを離隔するステップと、
   前記被転写体と前記モールドとを前記モールド又は前記被転写体の離隔方向に対して垂直な方向に相対的に移動させるステップとを有し、
   前記移動ステップは、前記離隔ステップが完了する前に開始されることを特徴とする加工方法。
8. 前記離隔ステップは、前記モールド又は前記被転写体を前記離隔方向に移動させ、
   前記移動ステップは、前記離隔ステップにおける前記モールド又は前記被転写体の移動速度が減速状態になると開始されることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
9. 前記モールド又は前記被転写体に働く荷重を検出するステップを更に有し、
   前記移動ステップは、前記検出ステップで検出した前記荷重が圧縮力から引張力に転じ、且つ、前記荷重の絶対値が閾値に達すると開始されることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
10. 前記離隔ステップは、前記モールド又は前記被転写体を前記離隔方向に移動させ、
    前記移動ステップは、前記離隔ステップにおける前記モールド又は前記被転写体の移動量に基づいて開始されることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
11. 前記離隔ステップは、前記モールド又は前記被転写体を前記離隔方向に移動させ、
    前記離隔ステップにおける前記モールド又は前記被転写体の前記押し付け方向への移動の総移動量に対する残量と前記移動ステップにおける前記被転写体と前記モールドとの相対的な移動量とを直線補間又は円弧補間することを特徴とする請求項７記載の加工方法。
12. 前記モールドと前記樹脂との押し付け状態を検出するステップを更に有し、
    前記移動ステップは、前記検出ステップで検出した前記押し付け状態に基づいて開始されることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
13. 請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の加工方法を行うことができる加工モードを有することを特徴とする加工装置。
14. 請求項１３記載の加工装置を用いて、被転写体にパターンを転写するステップと、
    前記パターンが転写された被転写体をエッチングするステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。