JP2015032608A - 型、インプリント方法、それを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント材の充填性を良好に維持しつつ、型と基板上のインプリント材とを押し付けたときの余剰なインプリント材の溢れ出しを抑えるのに有利な型を提供する。
【解決手段】この型は、第１のパターン部を有し、第１のパターン部を未硬化状態のインプリント材に押し付けて、インプリント材を第１のパターン部の形状に成形する型であって、型とインプリント材が存在する基板との位置を合わせるために検出される第１の溝部５Ｃ_１と、第１の溝部５Ｃ_１に連通し、第１の溝部５Ｃ_１と連通する部分が第１の溝部５Ｃ_１の線幅よりも広がる形状を有する第２の溝部５Ｃ_２とを含む第２のパターン部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、型、インプリント方法、およびそれを用いた物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳ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、基板上の樹脂（インプリント材）を型（モールドまたはテンプレートともいわれる）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ある。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。例えば、インプリント技術の１つとして光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のパターン形成領域の１つに樹脂（光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂をパターン部を有する型を用いて成形する。そして、光を照射して樹脂を硬化させたうえで引き離すことにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。なお、光硬化法以外にも、例えば熱サイクル法が存在するが、これらの相違は、樹脂を硬化させる方法にあり、型を用いて樹脂のパターンを成形するまでの工程は、基本的に同一である。

このようなインプリント装置では、型と基板上の樹脂とを押し付けたときに余剰となった樹脂の一部が、型のパターン部の外に押し出されて溢れ出す。溢れ出した樹脂は、隣接するパターン形成領域にある樹脂パターン上に乗り上げたり、または、基板上自体からも溢れ出し、例えば、基板の固定機構に不具合を生じさせたりする場合がある。そこで、このような状況を改善するために、特許文献１は、調整専用の型を準備し、予めその型と基板上の樹脂とを押し付けて樹脂の塗布分布を調整することで、通常処理時の樹脂の溢れ出し量を減らすインプリント装置を開示している。なお、この調整専用の型に形成されているパターン部の形状は、通常のインプリント処理に用いられる型に形成されているパターン部の粗密分布に合わせられている。また、特許文献２は、メインパターン部とは別に、余剰な樹脂を吸収するスペースとしてのダミーパターン部を有する型を開示している。

一方、型のパターン部は、ナノメートルオーダーで形成され、押し付けの際には、基板に対する型（パターン部）の位置合わせもナノメートルオーダーの精度が要求される。そこで、インプリント装置においても、半導体露光装置のアライメント計測と同様に、型に形成されているアライメントマークと基板上のアライメントマークとを用いた位置合わせを実施する。一般的に、型のアライメントマークは、パターン部の外周領域に形成され、押し付けが実施される基板上のショットごとのアライメント計測時に参照される。

特許第４４１０２０４号公報 特開２００８−９１７８２号公報

しかしながら、特許文献１および２に示す技術は、型のパターン部にて余剰な樹脂の発生（溢れ出し）を抑える点で有効であるが、型のアライメントマークが溝部である場合に、型のアライメントマークで生じ得る余剰な樹脂の発生について考慮したものではない。ここで、基板上への樹脂の塗布は、塗布量を微少に制御できるインクジェット方式にて実施されるのが一般的である。そして、従来のインクジェット方式の吐出部（塗布部）で制御可能な最小液滴量は、１ｐリットル程度である。これに対して、従来のアライメントマーク（溝部）の総容積は、０．５ｐリットル程度である。したがって、総容積が小さいアライメントマークに対して樹脂を充填しようとした場合に、アライメントマークから樹脂が溢れ出さないように塗布量を調整することが難しいという問題がある。また、吐出部は、型のパターン部の粗密分布に合わせて基板上に樹脂を吐出するが、この樹脂を吐出する複数のノズルが、一定の設置間隔（ピッチＰ１）で配列されていると想定する。この場合、塗布される複数の樹脂の配列間隔（ピッチＰ３）は、ノズルのピッチＰ１と等しい。しかしながら、ピッチＰ１がアライメントマークの大きさに対して数分の１以下の微細ピッチでない限り、アライメントマークの位置と基板上に吐出された樹脂の位置とのずれが大きくなる。これでは、押し付け時に樹脂の液滴が回り込まなければならない距離が長くなり、結果的に、樹脂がアライメントマークとしての溝部に完全に充填されなかったり、充填するまでに時間がかかり過ぎたりする原因となる場合がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、インプリント材の充填性を良好に維持しつつ、型と基板上のインプリント材とを押し付けたときの余剰なインプリント材の溢れ出しを抑えるのに有利な型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１のパターン部を有し、第１のパターン部を未硬化状態のインプリント材に押し付けて、インプリント材を第１のパターン部の形状に成形する型であって、型とインプリント材が存在する基板との位置を合わせるために検出される第１の溝部と、第１の溝部に連通し、第１の溝部と連通する部分が第１の溝部の線幅よりも広がる形状を有する第２の溝部とを含む第２のパターン部を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、インプリント材の充填性を良好に維持しつつ、型と基板上のインプリント材とを押し付けたときの余剰なインプリント材の溢れ出しを抑えるのに有利な型を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。 塗布部に含まれる吐出部を模式的に示す図である。 第１実施形態に係るモールドの形状を示す図である。 第１実施形態に係るモールドにあるマークの形状を示す図である。 インプリント工程時の動作を時系列で示す図である。 第２実施形態に係るモールドの形状を示す図である。 第２実施形態に係るインプリント工程の流れを示すフローチャートである。 従来のモールドにあるマークの形状を示す図である。 ウエハ上への樹脂の従来の塗布方法を説明する図である。 吐出部から吐出された樹脂の状態を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る型（以下「モールド」という。）について説明する。図１は、本実施形態に係る型を適用し得るインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、物品としての半導体デバイスなどの製造に使用され、ウエハ１上（基板上）に塗布された未硬化樹脂１５とモールド５とを接触させて成形し、ウエハ１上に樹脂１５のパターンを形成する装置である。なお、ここでは、光硬化法を採用したインプリント装置とする。また、以下の図においては、上下方向（鉛直方向）にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。インプリント装置１００は、照明系６と、モールド保持機構１６と、アライメント計測系１１と、ウエハステージ３と、塗布部１７と、制御部１８とを備える。

照明系６は、インプリント処理時に、光源から発せられた紫外線１９をインプリントに適切な光に調整し、モールド５に照射する。光源は、水銀ランプなどのランプ類を採用可能であるが、モールド５を透過し、かつ樹脂（紫外線硬化樹脂）１５が硬化する波長の光を発する光源であれば、特に限定するものではない。なお、本実施形態では、光硬化法を採用するので照明系６を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、照明系６に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。

モールド５は、ウエハ１に対向する面に、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部（第１のパターン部）５ａを含む。なお、モールド５の詳細については後述する。モールド保持機構１６は、それぞれ不図示であるが、モールド５を保持するモールドチャックと、モールドチャックを保持し、モールド５を移動させるモールド駆動機構とを有する。モールドチャックは、モールド５における紫外線１９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド５を保持し得る。また、モールドチャックおよびモールド駆動機構は、照明系６から照射された紫外線１９がモールド５を透過してウエハ１に向かうように、中心部（内側）に開口領域を有する。モールド駆動機構は、モールド５とウエハ１上の樹脂１５との押し付けまたは引き離しを選択的に行うようにモールド５を各軸方向に移動させる。モールド駆動機構に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターまたはエアシリンダーがある。また、モールド５の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド５の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント処理時の押し付けおよび引き離し動作は、モールド５をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハステージ３をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。

アライメント計測系１１は、モールド５に予め形成されているアライメントマーク（後述）と、ウエハ１に予め形成されているアライメントマーク（不図示）とを光学的に同時に観察する。制御部１８は、モールド５とウエハ１との位置合わせに際して、アライメント計測系１１が観察した結果を参照し、両者の相対位置関係を求める。アライメント計測系１１としては、例えば自動調節スコープ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｓｃｏｐｅ：ＡＡＳ）を採用し得る。

ウエハ１は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、被処理面には、紫外線硬化樹脂であり、モールド５に形成されたパターン部５ａにより成形される樹脂１５が塗布される。ウエハステージ３は、ウエハ１を保持し、モールド５とウエハ１上の樹脂１５との押し付けに際して、モールド５と樹脂１５との位置合わせを実施する。ウエハステージ３は、ウエハ１を吸着力により保持するウエハチャック２と、ウエハチャック２を機械的手段により保持し、定盤４上で少なくともウエハ１の表面に沿う方向に移動可能とするステージ駆動機構とを有する。ステージ駆動機構に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターや平面モーターがある。ステージ駆動機構も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。

塗布部（ディスペンサー）１７は、モールド保持機構１６の近傍に設置され、ウエハ１上に存在するパターン形成領域としてのショット上に、樹脂（未硬化樹脂）１５を所望の塗布量で、かつ所望の塗布分布で塗布する。ここで、モールド５に形成されるパターン部５ａは、粗密分布を持っているので、塗布部１７は、この粗密分布に合わせた量の樹脂１５をウエハ１上に塗布することが望ましい。そこで、樹脂１５の塗布方式としては、インクジェット方式が好適である。この場合、塗布部１７は、インクジェット方式の吐出部７と、樹脂１５を収容するタンク８と、タンク８から吐出部７へ樹脂を供給する供給配管９と、吐出部７を移動可能とする移動部１０とを備える。図２は、吐出部７を模式的に示す断面図である。吐出部７は、ピッチＰ１の等間隔で直線状に配列された、未硬化状態の樹脂１５を吐出する複数のノズル７ａを有する。移動部１０は、吐出部７を、通常の吐出時には吐出位置に位置決めし、メンテナンス（クリーニングや交換）時には退避位置に移動させる。ここで、樹脂１５は、紫外線１９を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂（インプリント材）であり、物品の製造工程などの各種条件により適宜選択される。なお、樹脂１５には、モールド５を押し付けた後に引き離し容易とするための離型剤が混合される。

制御部１８は、インプリント装置１００の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部１８は、例えばコンピューターなどで構成され、インプリント装置１００の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。なお、制御部１８は、インプリント装置１００の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント装置１００の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

次に、本実施形態に係るモールド５について詳説する。図３は、本実施形態に係るモールド５の形状を示し、ウエハ１に対向する側（紫外線１９が照射される面の裏側）から見た概略平面図である。モールド５は、外周形状が多角形（好適には矩形または正方形）であり、上記のとおりパターン部５ａを有する。モールド５の材質は、紫外線１９を透過させることが可能で、かつ熱膨張率の低いことが望ましく、例えば石英とし得る。パターン部５ａを有する側の面において、パターン部５ａが形成されている領域（第１領域）の外周には、物品の製造工程の一部としての回路パターンの形成に係るパターンを有しない非パターン領域（第２領域）５ｂがある。非パターン領域５ｂには、押し付け動作の前に、モールド５とウエハ１との位置合わせを行うアライメント計測時に用いられる、第２のパターン部としての複数のアライメントマーク５ｃが配置されている。そして、パターン部５ａと各アライメントマーク５ｃとは、電子線描画装置や半導体露光装置などを用いて、それぞれ、数十ｎｍから数μｍまでの線幅で、かつ数十ｎｍから数百ｎｍまでの深さの線溝として形成される。

ここで、本実施形態におけるアライメントマーク５ｃの形状を説明するに際し、その特徴を明確にするために、比較例として従来のモールドに形成されている一般的なアライメントマークの形状を説明する。図８は、従来の一般的な１つのアライメントマーク３０ｃの形状の例を示す平面図である。通常、モールド５は、ウエハ１に対して２次元方向（Ｘ軸およびＹ軸からなる平面方向）で位置合わせされる。そこで、アライメントマーク３０ｃは、Ｙ軸方向で直線状に配列される第１アライメントパターン３２と、それに直交する方向（Ｘ軸方向）で直線状に配列される第２アライメントパターン３４とを含む。また、アライメントマーク３０ｃは、マーク全体の中心位置を示す第３アライメントパターン３３を含む。この場合、具体的な寸法およびパターン本数としては、例えば、第１アライメントパターン３２を、幅３μｍ、長さ１００μｍ、深さ５０ｎｍ、本数１５本とし、第２アライメントパターン３４を、幅３μｍ、長さ１５０μｍ、深さ５０ｎｍ、本数１１本とし得る。そして、この寸法およびパターン形状を採用するならば、アライメントマーク３０ｃ（溝部）の容積は、総量で約０．５ｐリットルとなる。

これに対して、本実施形態におけるアライメントマーク５ｃの形状は、以下のとおりとする。図４は、１つのアライメントマーク５ｃの形状の３つを例示する平面図である。アライメントマーク５ｃは、アライメント計測時に実際に検出対象となり、複数の線溝の集合で構成される第１パターン（第１の溝部）５ｃ_１と、第１パターン５ｃ_１に結合する溝部としての第２パターン（第２の溝部）５ｃ_２を含む。

図４（ａ）は、アライメントマーク５ｃの形状の第１例を示す図である。このアライメントマーク５ｃでは、第１パターン５ｃ_１は、従来のアライメントマーク（図８参照）と同様に、第１の方向としてのＸ軸方向（不図示であるが、第２の方向としてのＹ軸方向のものも存在する。）に延びる、互いに並列の複数の線溝である。そして、複数の線溝の集合のうちのある領域が、アライメント計測系１１によるアライメント計測領域２０となる。一方、第２パターン５ｃ_２は、第１パターン５ｃ_１の端部（各線溝の端部）に連通し、かつ第１パターン５ｃ_１と連通する部分が第１パターン５ｃ_１の線幅よりも広がる形状を有し、アライメント計測領域２０を含まない領域に設置（形成）される。この場合の第２パターン５ｃ_２の形状は、第１パターン５ｃ_１の寸法が図８に示すものと同等であるとすると、第１パターン５ｃ_１を構成する直線の幅（線幅）よりも大きい幅（最大幅）４０μｍで、長軸の長さ１５０μｍ、深さ５０ｎｍの楕円形とし得る。なお、以下の図４（ｂ）、図４（ｃ）に示す例でも同様であるが、第２パターン５ｃ_２の最大幅は、１μｍから１００μｍまでの範囲とすることが、液滴として吐出される樹脂１５を効率良く充填する観点からも望ましい。

図４（ｂ）は、アライメントマーク５ｃの形状の第２例を示す図である。このアライメントマーク５ｃでは、第１パターン５ｃ_１を構成する複数の線溝は、第１例とは異なり、すべてが同一方向に並列ではない。例えば、図中に示すように、直角部分を有する線溝（Ｌ字形溝）を複数（この例では３つ）、各辺が平行になるように並べ、互いの垂心（直角の頂点）が含まれるように、第２パターン５ｃ_２を設置する構成とし得る。また、第２例では、第２パターン５ｃ_２の形状を、第１例とは異なり矩形（長方形）としているが、このような形状としても構わず、この場合、上記の例でいう幅（最大幅）は、第１パターン５ｃ_１と連通する側の長辺に直交する辺（すなわち短辺）の長さをいう。

図４（ｃ）は、アライメントマーク５ｃの形状の第３例を示す図である。第１および第２例における第２パターン５ｃ_２は、第１パターン５ｃ_１を構成するすべての線溝を１つに結合させる形状を有している。これに対して、このアライメントマーク５ｃでは、第１パターン５ｃ_１は、第１例の場合と同様に互いに並列の複数の線溝である。一方、第２パターン５ｃ_２は、第１パターン５ｃ_１と連通する部分が第１パターン５ｃ_１の線幅よりも広がる形状を有し、その複数の線溝のそれぞれに独立して連通するものとしている。なお、図４の各図で例示した第２パターン５ｃ_２の形状は、楕円形、または長方形としての矩形であるが、正方形でも構わず、この場合には、１辺の長さが１μｍから１００μｍまでの範囲にあるように形成することが望ましい。

次に、上記のようなモールド５を用いたインプリント工程について説明する。図５は、インプリント工程の基本動作を時系列で示す概略図である。まず、ウエハステージ３上には、処理対象となるウエハ１が載置されている。ここで、図５（ａ）に示すように、塗布部１７は、ウエハ１上に設定されている所望のショット上に樹脂１５を塗布する。このとき、塗布部１７は、ウエハステージ３が吐出部７のノズル７ａの配列方向と直交する方向に移動するのに合わせて、複数のノズル７ａの吐出タイミングを制御することで、ショット上での樹脂１５の分布を調整することができる。次に、図５（ｂ）に示すように、ウエハステージ３は、モールド５の真下にある押し付け位置に、樹脂１５が塗布された状態のウエハ１を搬送する。次に、図５（ｃ）に示すように、モールド駆動機構は、モールド５を下降させて、モールド５のパターン部５ａとウエハ１上の樹脂１５とを押し付ける。このとき、樹脂１５は、まだ未硬化状態であり、流動性を有するので、パターン部５ａに充填されるとともに、その一部は、余剰分としてモールド５の外周側に溢れ出す。以下、この余剰分として溢れ出す樹脂４０を「余剰樹脂」という。この互いに押し付けた状態で、照明系６は、モールド５を介して紫外線１９を照射し、樹脂１５を硬化させる。そして、図５（ｄ）に示すように、樹脂１５が硬化した後、モールド駆動機構は、モールド５を上昇させて、モールド５とウエハ１上の樹脂１５とを引き離す。これにより、ウエハ１上には、硬化した樹脂１５が転写パターン４１として形成される。

ここで、インプリント装置１００は、上記インプリント工程の基本動作を、ウエハ１上に複数存在するショットのそれぞれについて実施する。このとき、インプリント装置１００は、基本的には、あるショット（第１ショット）に対して転写パターン４１を形成した後、次回、第１ショットの隣りの第２ショットに対して同様に転写パターン４１を形成する。したがって、上記のように余剰樹脂４０が発生すると、すでに形成されている第１ショット上の転写パターン４１に、その余剰樹脂４０が侵入する可能性がある。これに対して、余剰樹脂４０が硬化しないように対策を施し、後にその余剰樹脂４０を除去することも考えられる。しかしながら、その一方で、次のインプリント対象である第２ショット上にも、余剰樹脂４０が侵入する可能性がある。この場合、第２ショット上には、樹脂１５を塗布する前にすでに余剰樹脂４０が存在することになり、その結果、第２ショット上に塗布される樹脂１５の塗布量を適切な量とするために、そのときのノズル７ａから吐出する量を再調整しなければならなくなる。そこで、余剰樹脂４０の量を極力少なくする必要性が生じる。

しかしながら、余剰樹脂４０の量を少なくするのは、以下の点で難しい。まず、上記の図８を用いた説明では、一般的なアライメントマーク３０ｃの容積は、総量で約０．５ｐリットルであると述べた。さらに、モールド側のアライメントマークは、図３を用いて説明したとおり、非パターン領域５ｂに形成されている。したがって、ショット上におけるアライメントマーク３０ｃの周辺領域に対応する部分では、塗布部１７は、０．５ｐリットル以下の分解能で、樹脂１５の塗布量を調整することが必要となる。しかしながら、一般的な塗布部に含まれる吐出部の構造上、最も精密なものを用いたとしても、吐出可能な最小液滴量は、１ｐリットル程度であり、実際上、このような微少調整は難しい。このように、樹脂１５を塗布するときの最小単位がアライメントマーク３０ｃの容量の倍以上であるということは、ショット上の特にアライメントマーク３０ｃの周辺領域に対応する部分に塗布された樹脂１５の半分以上が、余剰樹脂４０となることを意味する。

また、吐出部のノズルのピッチと、アライメントマーク３０ｃの位置との関係も考慮する必要がある。図９は、従来のインプリント装置における、モールド３０に形成されているパターン部３０ａおよびアライメントマーク３０ｃの各位置と、一般的な吐出部（塗布部）から塗布されるウエハ上の樹脂の位置との対応関係を示す概略平面図である。図中、２点鎖線で示す範囲（メッシュ２５）は、吐出部の各ノズルがそれぞれ樹脂（樹脂の液滴）１５を塗布し得る範囲（１つの四角で囲まれる領域が、１つのノズルが塗布し得る領域）を示す。このうち、ピッチＰ２は、メッシュ２５のＸ軸方向のピッチ（塗布領域のＸ軸方向の間隔）であり、一方、ピッチＰ３は、メッシュ２５のＹ軸方向のピッチ（塗布領域のＹ軸方向の間隔）である。例えば、Ｙ軸方向にノズル７ａの配列を合わせ、ウエハステージ３の送りをＸ軸方向に合わせるとすると、ピッチＰ３の値がノズル７ａのピッチＰ１に等しい格子状のメッシュ２５で、樹脂１５の塗布座標を表すことができる。また、ピッチＰ２は、Ｘ軸方向でのウエハステージ３の送りにより調整され得る。例えば、ウエハステージ３の送りピッチを小さくすれば、ピッチＰ２が狭くなる。

まず、図９（ａ）に示すように、従来のモールド３０には、本実施形態に係るモールド５と同様に、パターン部３０ａと、その周辺の非パターン領域３０ｂとがある。非パターン領域３０ｂには、図８に示すようなアライメントマーク３０ｃが形成されている。これに対して、塗布部（便宜上、本実施形態の塗布部１７と同一のものとする。）は、図９（ｂ）に示すように、ウエハ１上のショットには、図９（ａ）に示す各パターンの位置と粗密分布とに合わせて樹脂１５を塗布する。ここで、ノズル７ａは、図２に示すようにピッチＰ１の間隔で配列しているものとすると、図９（ａ）のＹ軸方向にノズル７ａの配列方向を合わせた場合には、塗布される各樹脂１５ａ〜１５ｇのピッチＰ３は、ピッチＰ１と等しくなる。しかしながら、ピッチＰ１がアライメントマーク３０ｃの大きさに対して数分の１以下の微細ピッチでない限り、例えば、図９（ｂ）に示すように、アライメントマーク３０ｃの位置とその位置に対応した樹脂１５ａ〜１５ｄの位置とのずれが大きくなる。そのため、押し付け時には、樹脂１５ａ〜１５ｄの塗布位置からアライメントマーク３０ｃを構成する各アライメントパターン３２、３４に到達するまでの距離が長くなる。これは、樹脂１５が各アライメントパターン３２、３４に完全に充填されなかったり、充填するまでに時間がかかり過ぎたりする原因となり得る。

そこで、本実施形態では、モールド５のアライメントマーク５ｃの形状を、図４に示すように、第１パターン５ｃ_１に結合する溝部、すなわち余剰樹脂４０となり得る樹脂１５が一時的に溜まる液溜まりとしての第２パターン５ｃ_２を有する形状とする。そして、上記例示した寸法および形状で考えれば、第１パターン５ｃ_１と第２パターン５ｃ_２との総容積が１ｐリットル以上となるように、第２パターン５ｃ_２を形成することが望ましい。これにより、塗布部１７（吐出部７）が従来と同等の精度（分解能）であるとしても、未充填の発生を抑えつつ、余剰樹脂４０の発生も好適に抑えることができる。また、上記のようなアライメントマーク５ｃの形状とすることで、アライメントマーク５ｃの分布領域（すなわちパターン（溝）面積）が拡大するため、樹脂１５の塗布座標位置の制御精度が緩くなる。したがって、図９を用いて説明したような、アライメントマーク５ｃの位置と樹脂１５ａ〜１５ｄの塗布位置とにずれが生じる場合があったとしても、押し付け時には、アライメントマーク５ｃに樹脂１５が満遍なく、かつ迅速に充填されやすくなる。

以上のように、本実施形態によれば、樹脂の充填性を良好に維持しつつ、モールドとウエハ上の樹脂とを押し付けたときの余剰な樹脂の溢れ出しを抑えるのに有利なモールドを提供することができる。

なお、図３に示すように、モールド５のパターン部５ａが形成された面と対向する面（パターン対向面）で、アライメントマーク５ｃのうち第２パターン５ｃ_２と同じ位置に、樹脂１５を硬化させる光の波長を透過させない遮光膜（遮光部材）２１を配置している。そのため、樹脂１５を硬化させる紫外線１９を照射する工程では、紫外線１９が第２パターン５ｃ_２にある樹脂１５に届くことはなく、その樹脂１５は硬化しない。樹脂１５が硬化した場所は、モールド５と樹脂１５とを剥離する際に大きな力を必要とするが、第２パターン５ｃ_２にある樹脂１５を硬化させないことで、剥離の際に必要な力が余計に増加することを抑えることができる。なお、遮光膜２１は、モールド５のパターン対向面ではなく、照明系６内に配置されてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るモールド、およびそれを用いたインプリント方法について説明する。本実施形態の特徴は、第１実施形態に係るモールド５に形成されているアライメントマーク５ｃの形状を以下のように変更する点にある。図６は、本実施形態に係るモールド５に形成されているパターン部５ａおよびアライメントマーク５ｃの各位置と、本実施形態における第２パターン部５ｃ_２の形状とを示す概略平面図である。なお、図６の記載は、従来の場合について示した図９の記載に対応している。本実施形態では、第１実施形態でいうＹ軸方向で直線状に配列される第１アライメントパターンと、Ｘ軸方向で直線状に配列される第２アライメントパターンとにそれぞれ連通している２つの第２パターン５ｃ_２が、直角に（いわゆるＬ字形に）つながっている。そして、本実施形態における一体としての第２パターン５ｃ_２は、その一部が塗布部１７による樹脂１５の塗布位置（塗布座標）に合うように、予めモールド５に形成される。

図１０は、吐出部７から吐出された樹脂１５の状態を説明する図である。例えば、吐出部７のノズル７ａから１ｐリットルの樹脂１５を吐出したとき、空中の樹脂液滴４２の直径φＤ１は、１３μｍ程度である。そして、その樹脂液滴４２がウエハ１の表面に着地すると、着地後の樹脂液滴４３の直径φＤ２は、５０〜８０μｍとなる。すなわち、ウエハ１上で隣り合う樹脂液滴４３が互いに独立して存在するには、ピッチＰ２を１００μｍ以上とする必要がある。

一方、ピッチＰ３は、ノズル７ａのピッチＰ１と等しいものとし、インクジェット方式の吐出部７の分解能が細かいもので６００ｄｐｉ程度であることから、最小で４３μｍ程度となる。しかしながら、着地後の樹脂液滴４３の直径φＤ２が、上記と同様に５０〜８０μｍとして、かつ２５０〜３００ｄｐｉの分解能の吐出部７を用いるものとすると、ピッチＰ３も、ピッチＰ２と同様に１００μｍ以上とすることが望ましい。なお、塗布部１７は、ノズル７ａの液詰まりを抑止する観点から、分解能６００ｄｐｉの吐出部７を用いて、通常はノズル７ａを１個置きで使用し、未使用のノズル７ａを予備として確保しておいてもよい。

ここで、再度、従来の場合の図９を参照すると、アライメントマーク３０ｃの各アライメントパターン３２、３４の長さが１００〜１５０μｍである場合、この長さとピッチＰ２、Ｐ３の長さとが同程度の値になる。これは、上記のとおり、各アライメントパターン３２、３４の位置と、その位置に対応した樹脂１５の塗布位置とにずれが生じる可能性があることを意味する。そして、これが、樹脂１５が各アライメントパターン３２、３４に完全に充填されなかったり、充填するまでに時間がかかり過ぎたりする原因となり得ることは、上述のとおりである。そこで、本実施形態では、第２パターン５ｃ_２を、樹脂１５の塗布位置に合わせて配置する。これにより、アライメントマーク５ｃを構成する第１パターン５ｃ_１と第２パターン５ｃ_２とのすべてが１つに連通することになるので、パターン溝での樹脂１５の回り込みが早く、結果的に完全に充填されるまでの時間をさらに短くすることができる。

図７は、本実施形態に係るモールド５を用いたときのインプリント工程（インプリント方法）の流れを示すフローチャートである。まず、制御部１８は、塗布工程として、図５（ａ）を用いて説明したように、塗布部１７に、ウエハ１上の所望のショットに樹脂１５を塗布させる（ステップＳ１０１）。そして、塗布部１７は、パターン部５ａに対向する塗布位置のみならず、アライメントマーク５ｃに対向する塗布位置にも樹脂１５を塗布するが、ここでは、第２パターン５ｃ_２に対向するように（合うように）塗布する。なお、第２パターン５ｃ_２に対向するように樹脂１５を塗布するのは、複数のノズル７ａの設置間隔（ピッチＰ１）の寸法に基づいて、非パターン領域５ｂ上の好適な設置位置を決定し、その設置位置に予め第２パターン５ｃ_２を形成しておくことで対応可能である。次に、制御部１８は、図５（ａ）を用いて説明したように、ウエハステージ３に、モールド５の押し付け位置に、樹脂１５が塗布された状態のウエハ１を搬送させる（ステップＳ１０２）。次に、制御部１８は、押し付け工程（押型工程）として、図５（ｃ）を用いて説明したように、モールド駆動機構にモールド５を下降させて、モールド５のパターン部５ａとウエハ１上の樹脂１５とを押し付ける（ステップＳ１０３）。このとき、余剰樹脂４０が発生する可能性があるが、本実施形態によれば、上記説明したモールド５を採用することで、その発生を極力抑えることができる。次に、制御部１８は、硬化工程として、押し付け状態で照明系６に紫外線１９を照射させ、樹脂１５を硬化させる（ステップＳ１０４）。そして、制御部１８は、引き離し工程（離型工程）として、図５（ｄ）を用いて説明したように、樹脂１５の硬化後、モールド駆動機構にモールド５を上昇させて、モールド５とウエハ１上の樹脂１５とを引き離させる（ステップＳ１０５）。

なお、従来の場合の図９（ｂ）に示したように、アライメントマーク３０ｃがメッシュ２５の境目（図中の２点鎖線上）に存在する場合がある。この場合、樹脂１５は、パターン部３０ａの粗密分布に合わせて塗布されることで、樹脂１５ａ〜１５ｄのように、アライメントマーク３０ｃに直接かからず分散して塗布される。ここで、インプリント装置の仕様によっては、ステップＳ１０３の前工程として、押し付けの際の、充填された樹脂１５に気泡の混入を抑えるため、または、位置ずれを抑えるために、モールド５の表面を微少に凸形に撓ませる場合がある。この場合、次工程のステップＳ１０３では、制御部１８は、モールド５を凸形に撓ませた状態のまま、中央部分から樹脂１５に押し付ける。このような押し付けを行うと、樹脂１５ａ〜１５ｃは、押し付けに伴い、ショットの外側に向かって、すなわちアライメントマーク３０ｃから逃げる方向に拡散する。これに対して、本実施形態によれば、このような押し付けを行っても、樹脂１５の塗布位置に合わせて第２パターン５ｃ_２を配置しているので、拡散方向に関係なく、樹脂１５を第２パターン５ｃ_２に効率良く充填させることができる。

（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント方法を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含み得る。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンを形成された基板を加工する他の処理を含み得る。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。

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。

５ モールド
５ａ パターン部
５ｃ アライメントマーク
５ｃ_１ 第１パターン
５ｃ_２ 第２パターン

Claims (8)

1. 第１のパターン部を有し、該第１のパターン部を未硬化状態のインプリント材に押し付けて、前記インプリント材を前記第１のパターン部の形状に成形する型であって、
   前記型と前記インプリント材が存在する基板との位置を合わせるために検出される第１の溝部と、該第１の溝部に連通し、該第１の溝部と連通する部分が前記第１の溝部の線幅よりも広がる形状を有する第２の溝部とを含む第２のパターン部を有することを特徴とする型。
2. 前記インプリント材を硬化させる光が前記第２の溝部に照射されることを遮る遮光部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の型。
3. 前記第１の溝部は、線幅が数十ｎｍから数μｍまでの範囲にある複数の線溝を有し、
   前記第２の溝部は、前記複数の線溝に連通することを特徴とする請求項１または２に記載の型。
4. 前記第２の溝部の形状は、長方形または楕円形であり、
   前記複数の線溝が連通する側の前記第２の溝部の長辺または長軸に直交する方向の最大幅は、１μｍから１００μｍまでの範囲にある、
   ことを特徴とする請求項３に記載の型。
5. 前記第２の溝部の形状は、１辺の長さが１μｍから１００μｍまでの範囲にある正方形であることを特徴とする請求項３に記載の型。
6. 基板上に未硬化状態のインプリント材を塗布して型で成形し、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、
   前記型は、第１のパターン部と、前記型と前記基板との位置を合わせるために検出される第１の溝部と、該第１の溝部に連通し、該第１の溝部と連通する部分が前記第１の溝部の線幅よりも広がる形状を有する第２の溝部とを含む第２のパターン部とを含み、
   前記型と前記未硬化状態のインプリント材とを押し付けるときに前記第２の溝部に対向する位置に、前記インプリント材を塗布する塗布工程を含む、
   ことを特徴とするインプリント方法。
7. 前記塗布工程では、前記インプリント材は、直線状に並ぶ複数のノズルからインクジェット方式で吐出され、
   前記型における前記第２の溝部の設置位置は、前記複数のノズルの設置間隔に基づいて決定される、
   ことを特徴とする請求項６に記載のインプリント方法。
8. 請求項６または７に記載のインプリント方法を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを形成された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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