JP5992377B2 - モールド製造方法、モールド製造装置及びパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、モールド製造方法、モールド製造装置及びパターン形成方法に関する。

微細なパターンを形成する方法として、形成するパターンの形状に対応した凹凸パターンが設けられた原版（モールド）を用いるインプリント法がある。インプリント法では、基板上に例えば光硬化性の有機材料（感光性樹脂）を塗布し、この有機材料の層にモールドを接触させる。そして、この状態で有機材料に光（例えば、紫外線光）を照射して有機材料を硬化させた後、モールドを有機材料から引き離す。これにより、有機材料の層にモールドの凹凸パターンの形状が転写される。インプリント法では、寸法均一性に優れたパターンが安価に形成される。モールドを用いたパターンの形成方法では、下地の段差の影響を抑制することが重要である。

特開２０１１−１５９７６４号公報

本発明の実施形態は、下地の段差の影響を抑制して的確にパターンを形成することができるモールド製造方法、モールド製造装置及びパターン形成方法を提供する。

実施形態に係るモールド製造方法は、段差が設けられた領域を有する下地において、前記領域における前記段差の分布を得る工程と、前記下地の上に塗布した感光性樹脂に、凸パターンを含む凹凸パターンを有する第１モールドを接触させて前記感光性樹脂を硬化させた場合に、前記段差の分布を有する前記領域と前記凸パターンとの間に残る前記感光性樹脂の膜厚の分布を得る工程と、前記感光性樹脂の前記膜厚の分布と、予め設定された基準の膜厚の分布との差を抑制する補正データを生成する工程と、前記補正データを用いて前記第１モールドとは異なる第２モールドを形成する工程と、備える。

図１は、第１の実施形態に係るモールド製造方法を例示するフローチャートである。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、インプリント法によるパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 図３（ａ）〜図３（ｄ）は、参考例に係るインプリント法を例示する模式的断面図である。 図４（ａ）〜図４（ｅ）は、具体例について例示する模式図である。 図５（ａ）〜図５（ｆ）は、モールドを例示する模式的断面図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第２モールドによるパターン形成の例を示す模式的断面図である。 図７は、第２の実施形態に係るモールド製造装置を例示するブロック図である。 図８は、第３の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、モールドの撓みの調整について例示する模式的断面図である。 図１０は、第４の実施形態に係るパターン形成装置を例示する模式図である。 図１１は、コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るモールド製造方法を例示するフローチャートである。
本実施形態において製造されるモールドは、インプリント法で使用される原版である。モールドは、形成するパターンの形状に対応した凹凸パターンを有する。

図１に表したように、本実施形態に係るモールド製造方法は、第１分布の取得（ステップＳ１０１）と、第２分布の取得（ステップＳ１０２）と、補正データの生成（ステップＳ１０３）と、第２モールドの形成（ステップＳ１０４）と、を備える。

先ず、第１分布の取得（ステップＳ１０１）では、基板上の層に含まれる段差の分布を示す第１分布を得る。基板上の層とは、インプリント法によってパターンが形成される下地になる層である。本実施形態では、基板上の層を「下地」と言うことにする。下地には、例えば複数層の下地パターンが形成されている。この下地パターンの形状や疎密などによって、下地の段差（高低差）の分布が発生する。第１分布の取得（ステップＳ１０１）では、この下地の段差の分布である第１分布を得る。なお、本実施形態において、基板上の層（下地）には、基板の表面を含む層が含まれる。また、本実施形態において、下地には、インプリント法によってパターンが形成される膜（例えば、絶縁膜、金属膜（導電膜）、半導体膜）が含まれる。

次に、第２分布の取得（ステップＳ１０２）では、基板と、モールドの凹凸パターンの凸パターンとの間に残る感光性樹脂の膜厚の分布である第２分布を得る。インプリント法によってパターンを形成する場合、基板の下地の上に感光性樹脂を塗布し、この感光性樹脂にモールドを接触させる。そして、この状態で感光性樹脂に光を照射して硬化させる。

ここで、モールドを感光性樹脂に接触させる際、基板の下地と、モールドの凹凸パターンの凸パターンと、の間に僅かな隙間が設けられる。感光性樹脂は、下地とモールドとの間において、凹パターン内及び凸パターンと下地との隙間に入り込む。感光性樹脂を硬化させた後、モールドを感光性樹脂から引き離すと、凹パターン内及び凸パターンと下地との隙間に入り込んでいた感光性樹脂が基板上に残される。第２分布は、凸パターンと下地との隙間に残された感光性樹脂の膜厚の分布である。第２分布は、下地の段差の分布である第１分布や、モールドに加わる応力などの条件によって決定される。

第２分布の取得（ステップＳ１０２）では、この凸パターンと下地との隙間に残された感光性樹脂の膜厚の分布を得る。第２分布の取得（ステップＳ１０２）では、インプリント法で用いられる基準のモールドを第１モールドとする。第１モールドは、設計データとしてモールドでも、実体としてのモールドでもよい。そして、この第１モールドを感光性樹脂に接触させた場合の第２分布を得る。

次に、補正データの生成（ステップＳ１０３）では、第２分布において示される感光性樹脂の膜厚と、予め設定された基準の膜厚との差を抑制する補正データを生成する。予め設定された基準の膜厚は、例えば一定の膜厚である。すなわち、インプリント法においてパターンを形成する際、モールドの凸パターンと下地との隙間に残される感光性樹脂の膜厚は、一定であることが望ましい。基準の膜厚は、この一定の膜厚に設定される。

補正データの生成（ステップＳ１０３）では、先ず、第２分布において示される感光性樹脂の膜厚の分布と基準の膜厚との差分を求める。そして、この差分を抑制（例えば、相殺）するような補正データを生成する。

次に、第２モールドの生成（ステップＳ１０４）では、補正データを用いて第１モールドとは異なる第２モールドを形成する。すなわち、第２モールドの生成（ステップＳ１０４）では、補正データに基づき、基準のモールドである第１モールドの形状等を補正して第２モールドを生成する。なお、本実施形態において、第２モールドは、設計データとしてのモールドでも、実体としてのモールドでもよい。設計データとしての第２モールドを生成する場合、モールド製造方法は、モールド設計方法でもある。

第２モールドを用いたインプリント法によりパターンを形成すると、凸パターンと下地との隙間に残る感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が、第１モールドを用いる場合に比べて抑制される。すなわち、第２モールドは、第２分布で表される感光性樹脂の膜厚のばらつきを補償する補正が施されたモールドである。したがって、第２モールドを用いてインプリント法によりパターンを形成することで、凸パターンと下地との間の隙間に残る感光性樹脂の膜厚のばらつきが抑制される。

ここで、インプリント法によるパターン形成方法の手順を説明する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、インプリント法によるパターン形成方法を例示する模式的断面図である。

先ず、図２（ａ）に表したように、基板２５０上の下地２６０の上に、感光性樹脂７０を塗布する。感光性樹脂７０には、例えばレジストが用いられる。感光性樹脂７０は、例えばノズルＮからインクジェット法によって基板２５０上に塗布される。感光性樹脂７０の液滴の大きさは、例えば数μｍ程度である。感光性樹脂７０の液滴の間隔は、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下である。なお、感光性樹脂７０は、スピンコート等によって下地２６０上に一様な厚さで塗布されてもよい。

次に、図２（ｂ）に表したように、モールド１００を用意する。モールド１００は、基台１０と、基台１０の一方面側に設けられたパターン部Ｐとを有する。パターン部Ｐには、凹パターンＰ１及び凸パターンＰ２が設けられる。そして、モールド１００のパターン部Ｐを、感光性樹脂７０に接触させる。感光性樹脂７０は、毛細管現象により凹パターンＰ１の内部に侵入する。これにより、凹パターンＰ１内に感光性樹脂７０が充填される。また、感光性樹脂７０は、凸パターンＰ２と下地２６０との隙間にも侵入する。

次に、モールド１００のパターン部Ｐを感光性樹脂７０に接触させた状態で、モールド１００の基台１０側から光Ｃを照射する。光Ｃは、例えば、紫外線光である。光Ｃは、基台１０及びパターン部Ｐを透過して、感光性樹脂７０に照射される。感光性樹脂７０は、光Ｃの照射によって硬化する。

次に、図２（ｃ）に表したように、モールド１００を、感光性樹脂７０から引き離す。これにより、下地２６０の上にはモールド１００のパターン部Ｐの凹凸形状が転写された転写パターン７０ａが形成される。また、モールド１００の凸パターンＰ２と下地２６０との間に侵入した感光性樹脂７０は、硬化後に残膜７０ｂとして残る。

次に、この転写パターン７０ａをマスクとして下地２６０をエッチングする。これにより、図２（ｄ）に表したように、転写パターン７０ａの形状に対応したパターン７１が基板２５０上に形成される。

図３（ａ）〜図３（ｄ）は、参考例に係るインプリント法を例示する模式的断面図である。
参考例に係るインプリント法は、段差を含む下地の上にインプリント法によってパターンを形成する例である。

先ず、図３（ａ）に表したように、基板２５０の下地２６０の上に感光性樹脂７０を塗布する。下地２６０には段差が含まれる。例えば、下地２６０の第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２には、下地２６０の表面２６０ａよりも後退した段差が含まれる。例えば、第１領域Ｒ１の面積は、第２領域Ｒ２の面積よりも広い。このような段差を含む下地２６０の上に感光性樹脂７０を塗布すると、段差のある領域の位置や面積などによって感光性樹脂７０の膜厚に相違が発生する。

例えば、第１領域Ｒ１においては、第１領域Ｒ１の中央部分における感光性樹脂７０の膜厚が、第１領域Ｒ１の端部（縁部）における感光性樹脂７０の膜厚よりも薄くなる。すなわち、第１領域Ｒ１では、中央部から端部にかけて感光性樹脂７０の膜厚が厚くなる。また、比較的面積の狭い第２領域Ｒ２においては、全体に感光性樹脂７０が埋め込まれる。これにより、第２領域Ｒ２における感光性樹脂７０の膜厚は、下地２６０の表面２６０ａにおける感光性樹脂７０の膜厚よりも厚くなる。

次に、このような感光性樹脂７０にモールド１００のパターン部Ｐを接触させて、感光性樹脂７０を硬化させ、モールド１００を感光性樹脂７０から引き離す。これにより、図３（ｂ）に表したように、下地２６０の上に感光性樹脂７０による転写パターン７０ａが形成される。下地２６０の上に形成された転写パターン７０ａの凹部分における感光性樹脂７０の残膜７０ｂの厚さには、図３（ａ）に表した感光性樹脂７０の膜厚の分布が反映される。

次に、図３（ｃ）に表したように、転写パターン７０ａをマスクとしてエッチングを行う。このエッチングでは、転写パターン７０ａが徐々にエッチングされ、やがて下地２６０がエッチングされる。さらにエッチングが進むと、図３（ｄ）に表したように、基板２５０上にパターン７１が形成される。この際、残膜７０ｂの厚さが厚い部分についてはエッチングが遅くなる。この部分では、パターン７１が形成されない。

図３（ｄ）に表した例では、第１領域Ｒ１の端部及び第２領域Ｒ２において残膜７０ｂの厚さが厚いため、この部分において掘り込み不足が発生する。したがって、的確にパターン７１が形成されない不良箇所が生じる。

本実施形態によって製造されたモールドを用いることで、残膜７０ｂの厚さのばらつきが抑制される。したがって、段差を含む下地２６０の上にインプリント法によりパターンを形成する場合、本実施形態によって製造されたモールドを用いることで、基板２５０上に的確にパターン７１が形成される。つまり、パターン７１が形成されない不良箇所の発生が低減される。また、パターン７１の寸法精度が向上し、デバイスの性能向上、歩留まりの向上及びコスト低減が達成される。

次に、本実施形態の具体例について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、具体例について例示する模式図である。
図４（ａ）〜図４（ｅ）には、矩形のチップに相当する領域ＣＰが模式的に表される。
先ず、第１分布を得る工程（図１のステップＳ１０１）において、図４（ａ）に表したような下地パターンの設計データＤ１を取得する。設計データＤ１には、下地パターンのチップ領域ＣＰ内におけるレイアウトのデータが含まれる。

次に、第１分布を得る工程（図１のステップＳ１０１）において、図４（ｂ）に表したような段差マップＭ１を求める。段差マップＭ１は、領域ＣＰ内における段差量の分布を表す。領域ＣＰ内における段差量は、図４（ａ）に表した設計データＤ１（例えば、レイアウトのデータ）に基づき求められる。

次に、第２分布を得る工程（図１のステップＳ１０２）において、図４（ｃ）に表したような第１モールドの撓みの予測を行う。図４（ｃ）には、領域ＣＰにおける第１モールドの撓み量の分布Ｄ２が表される。インプリント法によってパターンを形成する際、第１モールドには所定の応力が加わる。この応力に基づき、第１モールドの撓み量の分布が求められる。

次に、第２分布を得る工程（図１のステップＳ１０２）において、図４（ｄ）に表したような段差予測マップＭ２１を求める。段差予測マップＭ２１は、領域ＣＰ内における感光性樹脂７０の残膜７０ｂの膜厚の予測値の分布である。段差予測マップＭ２は、第２分布の一例である。

領域ＣＰ内における残膜７０ｂの厚さは、図４（ｂ）に表した段差マップＭ１と、図４（ｃ）に表した撓み量の分布Ｄ２とから予測される。図４（ｅ）には、別な段差予測マップＭ２２が表される。例えば、１つの段差マップＭ１に対して撓み量の分布Ｄ２とは異なる撓み量の分布を適用すると、別な段差予測マップＭ２２が得られる。

次に、補正データの生成する工程（図１のステップＳ１０３）において、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に表した段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかから、予測される段差を抑制するような補正データを生成する。そして、第２モールドを生成する工程（図１のステップＳ１０４）では、補正データを用いて第１モールドとは異なる第２モールドを形成する。第２モールドは、第２分布（例えば、段差予測マップＭ２１及びＭ２２）で表される感光性樹脂の膜厚のばらつきを補償する補正が施されたモールドになる。

なお、上記説明した第１分布を得る工程（図１のステップＳ１０１）では、予め、基板上に形成された下地、またはこの下地と同等な下地（基準層）の段差を測定した結果に基づき、段差マップＭ１を予測するようにしてもよい。段差の測定には、例えばＡＦＭ（Atomic Force Microscope）が用いられる。

また、予め求められたテーブルデータを参照して段差マップＭ１を求めてもよい。テーブルデータは、基準層における基板上の位置と、基準層に含まれる段差の測定結果と、の関係を示すデータである。

また、上記説明した第２分布を得る工程（図１のステップＳ１０２）では、実際に第１モールドを感光性樹脂に接触させて形成された感光性樹脂の膜厚の分布（第２分布の他の一例）を測定して求めてもよい。

また、上記説明した第２分布を得る工程（図１のステップＳ１０２）では、第１モールドの設計データや第１モールドに加わる応力などの条件からシミュレーションによって段差予測マップＭ２を求めてもよい。

また、上記説明した第２分布を得る工程（図１のステップＳ１０２）では、予め、第１モールドに加わる応力を測定した結果に基づき、下地と凸パターンとの隙間を予測して段差予測マップＭ２を求めてもよい。

次に、モールドの例について説明する。
図５（ａ）〜図５（ｆ）は、モールドを例示する模式的断面図である。
図５（ａ）〜図５（ｅ）には、第２モールドを生成する工程（図１のステップＳ１０４）において生成される第２モールド１００Ａ〜１００Ｅの例が表される。図５（ｆ）には、参考として第１モールド１０１の例が表される。

図５（ａ）〜図５（ｅ）に表した第２モールド１００Ａ〜１００Ｅは、補正データによって図５（ｆ）に表した第１モールド１０１の形状を補正した形状を有する。

図５（ａ）に表した第２モールド１００Ａでは、パターン部Ｐにおける凸パターンＰ２の高さに補正が加えられる。すなわち、第２モールド１００Ａは、凸パターンＰ２の高さによって残膜７０ｂの厚さが調整される。第２モールド１００Ａにおける凸パターンＰ２の高さは、段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかにおいて段差量が大きい部分ほど高くなっている。

図５（ｂ）に表した第２モールド１００Ｂでは、基台１０の一部に、基台１０の剛性を低下させる剛性調整部１１が設けられる。剛性調整部１１は、例えば基台１０に設けられた凹部を有する。凹部が設けられた部分の基台１０の厚さは、凹部が設けられていない部分の基台１０の厚さよりも薄くなる。これにより、基台１０の剛性は、剛性調整部１１において低下する。インプリント法において第２モールド１００Ｂに応力が加わると、剛性調整部１１において多く撓むことになる。剛性調整部１１を設ける位置は、段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかにおける段差量の分布に基づき決定される。例えば、段差量が大きい部分に対応した基台１０の位置に剛性調整部１１が設けられる。

図５（ｃ）に表した第２モールド１００Ｃでは、基台１０の一部に、基台１０の剛性を低下させるＶ溝１２が設けられる。基台１０のＶ溝１２が設けられた部分の剛性は、Ｖ溝１２が設けられてない部分の剛性に比べて低下する。Ｖ溝１２の位置、深さ及び個数によって剛性が設定される。Ｖ溝１２の位置、深さ及び個数は、段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかにおける段差量の分布に基づき決定される。例えば、段差量が大きい部分に対応した基台１０の位置にＶ溝１２が設けられる。

図５（ｄ）に表した第２モールド１００Ｄでは、パターン部Ｐにおける凹パターンＰ１の深さに補正が加えられる。すなわち、第２モールド１００Ｄは、凹パターンＰ１の深さによって残膜７０ｂの厚さが調整される。第２モールド１００Ｄにおける凹パターンＰ１の深さは、段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかにおいて段差量が大きい部分ほど深くなっている。

図５（ｅ）に表した第２モールド１００Ｅでは、基台１０の厚さに補正が加えられる。基台１０の厚さによって凹パターンＰ１の深さが調整される。第２モールド１００Ｅは、基台１０の厚さによって残膜７０ｂの厚さが調整される。第２モールド１００Ｅにおける基台１０の厚さは、段差予測マップＭ２１及びＭ２２のいずれかにおいて段差量が大きい部分ほど厚くなっている。

なお、図５（ａ）〜図５（ｅ）に表したような第２モールド１００Ａ〜１００Ｅのそれぞれの特徴は、適宜組み合わされていてもよい。

また、補正データによって第１モールドとは異なる第２モールドを形成する例として、第１モールドの組成とは異なる組成により第２モールドを形成してもよい。例えば、第２モールドの組成として、第１モールドよりも高い可撓性を有する組成を用いてもよい。これにより、残膜７０ｂの厚さの厚い部分に対応した第２モールドの部分を、他の部分よりも多く撓ませる調整が容易になる。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第２モールドによるパターン形成の例を示す模式的断面図である。
図６（ａ）には、図５（ａ）に表した第２モールド１００Ａを感光性樹脂７０に接触させた状態が表される。図６（ｂ）には、図５（ｅ）に表した第２モールド１００Ｅを感光性樹脂７０に接触させた状態が表される。図６（ｃ）には、形成された転写パターン７０ａが表される。

図６（ａ）に表したように、第２モールド１００Ａを感光性樹脂７０に接触させると、第２モールド１００Ａの凸パターンＰ２と下地２６０との隙間が均一化される。

図６（ｂ）に表したように、第２モールド１００Ｅを感光性樹脂７０に接触させた場合も同様に、第２モールド１００Ｅの凸パターンＰ２と下地２６０との隙間が均一化される。

第２モールド１００Ａ及び１００Ｅを感光性樹脂７０から引き離すと、図６（ｃ）に表したような転写パターン７０ａが形成される。凸パターンＰ２と下地２６０との隙間に設けられる残膜７０ｂの厚さは、第１モールド１０１を用いた場合に比べて均一化される。そして、この転写パターン７０ａをマスクとしてエッチングを行うと、残膜７０ｂの部分がエッチングされる時間のばらつきが抑制される。したがって、確実にパターン７１が形成されることになる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
図７は、第２の実施形態に係るモールド製造装置を例示するブロック図である。
図７に表したように、本実施形態に係るモールド製造装置２００は、第１取得部２１０と、第２取得部２２０と、データ生成部２３０と、を備える。

第１取得部２１０は、基板上の下地に含まれる段差の分布を示す第１分布を得る。第２取得部２２０は、基板とモールドの凸パターンとの間に残る感光性樹脂の膜厚の分布を示す第２分布を得る。データ生成部２３０は、第１モールドとは異なる第２モールドを形成するためのデータを生成する。

モールド製造装置２００は、例えばコンピュータを含む。第１取得部２１０、第２取得部２２０及びデータ生成部２３０は、ネットワークを介して互いに接続されていてもよい。この場合、第１取得部２１０、第２取得部２２０及びデータ生成部２３０は、同じ場所にあるコンピュータに設けられていても、異なる場所にある複数のコンピュータに分散して設けられていてもよい。

第１取得部２１０は、図１のステップＳ１０１に表した第１分布を得る処理を行う。例えば、下地パターンの設計データ（例えば、レイアウトデータ）を取得し、段差マップＭ１を求める処理を行う。例えば、下地の積層レイアウトデータからレイヤ毎の下地段差構造の分布をシミュレーションによって求め、基板表面に沿ったＸＹ座標軸上にマッピングして、段差マップＭ１を得る。第１取得部２１０は、シミュレーション等の計算によって段差マップＭ１を求めてもよいし、外部から段差マップＭ１を取得してもよい。

第２取得部２２０は、図１のステップＳ１０２に表した第２分布を得る処理を行う。例えば、第１取得部２１０で求めた段差マップＭ１と、第１モールドの撓み量の分布Ｄ２とから、段差予測マップＭ２を求める処理を行う。第２取得部２２０は、シミュレーション等の計算によって段差予測マップＭ２を求めてもよいし、外部から段差予測マップＭ２を取得してもよい。第２取得部２００は、取得した段差予測マップＭ２のデータ（段差予測データ）を、例えばデータベースＤＢ２に格納する。

データ生成部２３０は、図１のステップＳ１０３に表した補正データを生成する処理を行う。例えば、第２取得部２２０で得た段差予測マップＭ２から、予測される段差を抑制するような補正データを生成する。補正データは、第２モールドの形態（例えば、図５（ａ）〜図５（ｅ）に表したように第２モールド１００Ａ〜１００Ｅの形態）によって相違する。

補正データは、描画装置３００へ送られる。描画装置３００は、ガラス基板等の母材に電子ビームを照射して母材に凹部を形成する装置である。描画装置３００は、データベースＤＢ１に格納された描画データ及びデータ生成部２３０から送られた補正データに基づき電子ビームの照射位置、照射量を調整する。これにより、例えば、図５（ａ）〜図５（ｅ）に表した第２モールド１００Ａ〜１００Ｅが形成される。

本実施形態に係るモールド製造装置２００は、モールド設計装置でもある。なお、第１取得部２１０、第２取得部２２０及びデータ生成部２３０の少なくともいずれかは、描画装置３００の一部として組み込まれていてもよい。描画装置３００を含むことで、モールド製造装置２００は、実体としての第２モールドを製造する装置になる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
図８は、第３の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
図８に表したように、本実施形態に係るパターン形成方法は、第１分布の取得（ステップＳ２０１）と、第２分布の取得（ステップＳ２０２）と、感光性樹脂の塗布（ステップＳ２０３）と、補正データの生成（ステップＳ２０４）と、撓みの調整（ステップＳ２０５）と、モールドと感光性樹脂との接触（ステップＳ２０６）と、感光性樹脂の硬化（ステップＳ２０７）と、モールドの引き離し（ステップＳ２０８）と、を備える。

先ず、第１分布の取得（ステップＳ２０１）では、基板上の下地に含まれる段差の分布を示す第１分布を得る。第１分布の取得（ステップＳ２０１）は、図１に表した第１分布の取得（ステップＳ１０１）と同じである。

次に、第２分布の取得（ステップＳ２０２）では、基板と、モールドの凹凸パターンの凸パターンとの間に残る感光性樹脂の膜厚の分布である第２分布を得る。第２分布の取得（ステップＳ２０２）は、図１に表した第２分布の取得（ステップＳ１０２）と同じである。

次に、感光性樹脂の塗布（ステップＳ２０３）では、図２（ａ）に表したように、基板２５０の上に、感光性樹脂７０を塗布する処理を行う。

次に、補正データの生成（ステップＳ２０４）では、第２分布において示される感光性樹脂の膜厚と、予め設定された基準の膜厚との差を抑制する補正データを生成する。補正データの生成（ステップＳ２０４）は、図１に表した補正データの生成（ステップＳ１０３）と同じである。

次に、撓みの調整（ステップＳ２０５）では、ステップＳ２０４で生成された補正データを用いてモールドの撓みを調整する処理を行う。例えば、補正データにおいて、感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が大きい部分では、その部分に対応したモールドの撓み量を増加させる。

次に、モールドと感光性樹脂との接触（ステップＳ２０６）では、撓みが調整されたモールドと、感光性樹脂とを接触させる。撓みが調整されたモールドを感光性樹脂と接触させると、モールドの凸パターンと下地との隙間が均一化される。

次に、感光性樹脂の硬化（ステップＳ２０７）では、撓みが調整されたモールドと感光性樹脂とを接触させた状態で、感光性樹脂に光（例えば、紫外線光）を照射する。感光性樹脂は、光の照射によって硬化する。

次に、モールドの引き離し（ステップＳ２０８）では、モールドを、感光性樹脂から引き離す。これにより、基板上にはモールドのパターン部の凹凸形状が転写された転写パターンが形成される。また、モールドの凸パターンと下地との間に侵入した感光性樹脂は、硬化後に残膜として残る。

その後、この転写パターンをマスクとしてエッチングを行う。これにより、基板上にパターンが形成される。

本実施形態に係るパターン形成方法では、補正データに基づきモールドの撓みを調整して感光性樹脂と接触させるため、凸パターンと下地との隙間に残る感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が、モールドの撓みを調整しない場合に比べて抑制される。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、モールドの撓みの調整について例示する模式的断面図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に表した例では、モールド１０２に加える圧力によって撓みの調整が行われる。

図９（ａ）に表した例では、モールド１０２に加える圧力に、モールド１０２の位置に応じた強弱を付けている。図９（ａ）では、矢印の大きさが圧力の高さを表している。例えば、補正データにおいて、感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が大きい部分では、その部分に対応したモールドの位置の圧力を、他の位置に比べて高くする。圧力が高い部分ではモールド１０２の撓み量が大きくなる。

図９（ｂ）に表した例では、モールド１０２に圧力を加える時間を調整している。図９（ｂ）では、矢印の示す部分において、他の部分に比べて長い時間圧力を加える。例えば、補正データにおいて、感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が大きい部分では、その部分に対応したモールドの位置に、他の位置に比べて長い時間圧力を加える。長い時間圧力が加えられた部分では、モールド１０２の撓み量が大きくなる。

このように、モールド１０２の撓みを調整することで、凸パターンと下地との隙間に残る感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が、モールドの撓みを調整しない場合に比べて抑制される。したがって、パターンの不良が低減する。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図１０は、第４の実施形態に係るパターン形成装置を例示する模式図である。
図１０に表したパターン形成装置４００は、第３の実施形態に係るパターン形成方法を実施するための装置である。

図１０に表したように、パターン形成装置４００は、原版ステージ２と、試料ステージ５と、補正機構９と、部分加圧部１７と、光源１８と、制御演算部２１と、を備える。パターン形成装置４００は、さらに、アライメントセンサ７と、アライメントステージ８と、を備える。実施形態に係るパターン形成装置４００は、モールド１０２の凹凸パターンを基板２５０上の感光性樹脂に転写するインプリント装置である。

試料ステージ５の上にはチャック４が設けられる。チャック４は、基板２５０を保持する。チャック４は、基板２５０を例えば真空吸着によって保持する。基板２５０は、例えば半導体基板である。

試料ステージ５は、ステージ定盤１３の上に移動可能に設けられる。試料ステージ５は、ステージ定盤１３の上面１３ａに沿った２軸に沿ってそれぞれ移動可能に設けられる。ここで、ステージ定盤１３の上面１３ａに沿った２軸を、Ｘ軸及びＹ軸とする。試料ステージ５は、Ｘ軸及びＹ軸と直交するＺ軸にも移動可能に設けられる。試料ステージ５には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれを中心として回転可能に設けられていることが望ましい。

試料ステージ５には基準マーク台６が設けられる。基準マーク台６の上には装置の基準位置となる基準マーク（不図示）が設置される。基準マークは、アライメントセンサ７の校正及びモールド１０２の位置決め（姿勢制御・調整）に利用される。基準マークは、試料ステージ５上の原点である。試料ステージ５の上に載置される基板２５０のＸ，Ｙ座標は、基準マーク台６を原点とした座標になる。

原版ステージ２は、モールド１０２を固定する。原版ステージ２は、モールド１０２の周縁部分を例えば真空吸着によって保持する。モールド１０２は、石英や蛍石など紫外線光を透過する材料で形成される。原版ステージ２はモールド１０２を装置基準に位置決めするように動作する。原版ステージ２は、ベース部１６に取り付けられる。

ベース部１６には、補正機構９（補正手段）及び加圧部１５（押し付け手段）が取り付けられる。補正機構９は、モールド１０２の位置（姿勢）を微調整する調整機構を有する。補正機構９は、モールド１０２の位置（姿勢）を微調整することにより、モールド１０２と基板２５０との相対的な位置を補正する。補正機構９は、例えば制御演算部２１から指示を受けてモールド１０２の位置を微調整する。

加圧部１５は、モールド１０２の側面に応力を与えてモールド１０２の歪みを矯正する。加圧部１５は、モールド１０２の４つの側面から中心に向けてモールド１０２を加圧する。加圧部１５は、例えば制御演算部２１から指示を受けてモールド１０２を所定の応力で加圧する。

部分加圧部１７は、モールド１０２の所定の位置に対して部分的に圧力を加える機構を有する。部分加圧部１７は、例えば、モールド１０２の基台１０側の表面の特定の位置に空気圧を加える機構や、特定の位置にプッシュロッド（図示せず）等を接触させて部分的に圧力を加える機構などを有する。部分加圧部１７によってモールド１０２に部分的に圧力が加えられることで、モールド１０２の特定箇所の撓みが調整される。

ベース部１６は、アライメントステージ８に取り付けられる。アライメントステージ８は、モールド１０２と基板２５０との位置合わせを行うため、ベース部１６をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。アライメントステージ８は、ベース部１６をＸＹ平面に沿って回転させる機能も備える。ＸＹ平面に沿った回転の方向をθ方向とする。

アライメントセンサ７は、モールド１０２に設けられたアライメントマークと、基板２５０に設けられたアライメントマークとを検出する。モールド１０２には、図示しない第１のアライメントマーク（原版アライメントマーク）が設けられる。基板２５０の下地パターンには、図示しない第２のアライメントマーク（下地アライメントマーク）が形成されている。下地アライメントマークおよび原版アライメントマークは、モールド１０２と基板２５０との相対的な位置ずれを計測するために使用される。

アライメントセンサ７は、基準マーク台６上の基準マークに対するモールド１０２の位置ずれ、及びモールド１０２に対する基板２５０の位置ずれを検出する。アライメントセンサ７で検出したアライメントマークの位置（例えば、Ｘ，Ｙ座標）は、制御演算部２１に送られる。なお、図１０では、アライメントセンサ７は左右の２つのみ図示されているが、４つ以上あることが好ましい。

制御演算部２１は、上記基準マークに対するモールド１０２の位置ずれを演算する。上記基準マークに対するモールド１０２の位置ずれは、上記基準マーク及びモールド１０２を同時に検出可能な位置へ、試料ステージ５を図示しない移動機構により移動させた状態で検出される。位置ずれ量は、上記基準マークおよび原版アライメントマークへ向けて図示しないアライメント用光源により光を照射し、アライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置等から位置ずれを計測することにより取得される。

制御演算部２１は、試料ステージ５をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ方向に制御する信号を生成する。制御演算部２１は、モールド１０２と試料ステージ５との相対的な位置を制御する信号を生成する。例えば、試料ステージ５は、制御演算部２１から送られた信号によってステージ定盤１３上の位置が制御される。

制御演算部２１は、アライメントセンサ７から送られたアライメントマークの位置情報に基づき、モールド１０２と基板２５０とのアライメントを行うための演算を行う。アライメントステージ８は、制御演算部２１から送られた信号によってモールド１０２と基板２５０とのアライメント調整を行う。

制御演算部２１は、補正機構９を制御する信号を生成してもよい。制御演算部２１は、原版１の倍率補正を行うための応力を加圧部１５に発生させるため、所定の演算によってこの応力を発生させるための信号を加圧部１５に与えてもよい。

制御演算部２１は、光源１８を制御してもよい。インプリント法によるパターンの形成では、基板２５０の上に感光性樹脂を塗布した後、モールド１０２を感光性樹脂に接触させた状態で光源１８から感光性樹脂に光を照射する。制御演算部２１は、この光の照射タイミングや照射量を制御してもよい。

光源１８は、例えば紫外線光を放出する。光源１８は、例えばモールド１０２の直上に設置される。なお、光源１８の位置はモールド１０２の直上に限られない。光源１８がモールド１０２の直上以外の位置に配置されている場合には、ミラー等の光学部材を用いて光路を設定し、光源１８から放出した光をモールド１０２の直上からモールド１０２に向けて照射するように構成すればよい。

パターン形成装置１１０は、塗布装置１４を含む。塗布装置１４は基板２５０上に感光性樹脂を塗布する。塗布装置１４はノズルを有し、このノズルから感光性樹脂を基板２５０の上に滴下する。

パターン形成装置４００は、インプリント法によって基板２５０上の感光性樹脂にモールド１０２の凹凸パターンの形状を転写したパターンを形成する。すなわち、基板２５０上に感光性樹脂を塗布した状態で、部分加圧部１７によってモールド１０２の撓みを調整し、この状態でモールド１０２と基板２５０とのＺ軸方向の距離を縮めてモールド１０２を感光性樹脂に接触させる。そして、この状態で光源１８から光を照射して感光性樹脂を硬化させる。感光性樹脂の硬化後、モールド１０２を感光性樹脂から引き離す。これにより、モールド１０２の凹凸パターンの形状が感光性樹脂に転写されたパターンが基板２５０上に形成される。

パターン形成装置４００においてインプリント法によるパターン形成を行う際、第３の実施形態に係るパターン形成方法で示したモールド１０２の撓みの調整を、部分加圧部１７によって実現する。これにより、モールド１０２の凸パターンと下地２６０との隙間に残る感光性樹脂の膜厚と、基準の膜厚との差が、モールド１０２の撓みを調整しない場合に比べて抑制される。したがって、本実施形態に係るパターン形成装置４００を用いることで、的確なパターンが形成される。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態は、モールド製造プログラムである。図７に表したモールド製造装置２００の第１取得部２１０、第２取得部２２０及びデータ生成部２３０は、コンピュータによって実行されるプログラム（モールド製造プログラム）として実現可能である。
図１１は、コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
コンピュータ５００は、中央演算部５０１、入力部５０２、出力部５０３、記憶部５０４を含む。入力部５０２は、記録媒体Ｍに記録された情報を読み取る機能を含む。モールド製造プログラムは、第１取得部２１０で行われる第１分布を得る処理（図１のステップＳ１０１）、第２取得部２２０で行われる第２分布を得る処理（図１のステップＳ１０２）及びデータ生成部２３０で行われる補正データを生成する処理（図１のステップＳ１０３）を、コンピュータ５００の中央演算部５０１で実行される。

（第６の実施形態）
モールド製造プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体Ｍは、第１分布を得る処理（図１のステップＳ１０１）、第２分布を得る処理（図１のステップＳ１０２）及び補正データを生成する処理（図１のステップＳ１０３）をコンピュータ５００に読み取り可能な形式によって記憶している。記録媒体Ｍは、ネットワークに接続されたサーバ等の記憶装置であってもよい。また、モールド製造プログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。

以上説明したように、実施形態に係るモールド製造方法、モールド製造装置及びパターン形成方法によれば、下地の段差の影響を抑制して正確にパターンを形成することができる。

なお、上記に本実施形態及び具体例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態及び具体例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態及び具体例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…基台、１１…剛性調整部、１２…Ｖ溝、７０ａ…転写パターン、７０ｂ…パターン、７０ｂ…残膜、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ…第２モールド、１０１…第１モールド、１０２…モールド、２１０…第１取得部、２２０…第２取得部、２３０…データ生成部、２５０…基板、２６０…下地、２６０ａ…表面、３００…描画装置、４００…パターン形成装置、５００…コンピュータ、Ｍ１…段差マップ、Ｍ２…段差予測マップ、Ｐ…パターン部、Ｐ１…凹パターン、Ｐ２…凸パターン、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域

Claims (7)

1. 段差が設けられた領域を有する下地において、前記領域における前記段差の分布を得る工程と、
   前記下地の上に塗布した感光性樹脂に、凸パターンを含む凹凸パターンを有する第１モールドを接触させて前記感光性樹脂を硬化させた場合に、前記段差の分布を有する前記領域と前記凸パターンとの間に残る前記感光性樹脂の膜厚の分布を得る工程であって、予め、前記第１モールドに加わる応力を測定した結果に基づき、前記領域と前記凸パターンとの隙間を求めることを含む、工程と、
   前記隙間に形成される前記感光性樹脂の前記膜厚の分布と、予め設定された基準の膜厚の分布との差を抑制する補正データを生成する工程と、
   前記補正データを用いて前記第１モールドの前記凹凸パターンが調整された第２モールドを形成する工程と、
   を備えたモールド製造方法。
2. 段差が設けられた領域を有する下地において、前記領域における前記段差の分布を得る工程と、
   前記下地の上に塗布した感光性樹脂に、凸パターンを含む凹凸パターンを有する第１モールドを接触させて前記感光性樹脂を硬化させた場合に、前記段差の分布を有する前記領域と前記凸パターンとの間に残る前記感光性樹脂の膜厚の分布を得る工程と、
   前記感光性樹脂の前記膜厚の分布と、予め設定された基準の膜厚の分布との差を抑制する補正データを生成する工程と、
   前記補正データを用いて前記第１モールドとは異なる第２モールドを形成する工程と、
   を備えたモールド製造方法。
3. 前記膜厚の分布を得る工程は、予め、前記第１モールドに加わる応力を測定した結果に基づき、前記領域と前記凸パターンとの隙間を求めることを含む請求項２記載のモールド製造方法。
4. 前記第２モールドを形成する工程は、前記第１モールドの前記凹凸パターンを調整することを含む請求項２または３に記載のモールド製造方法。
5. 前記第２モールドを形成する工程は、前記第１モールドの組成とは異なる組成により前記第２モールドを形成することを含む請求項２〜４のいずれか１つに記載のモールド製造方法。
6. 段差が設けられた領域を有する下地において、前記領域における前記段差の分布を得る第１取得部と、
   前記下地の上に塗布した感光性樹脂に、凸パターンを含む凹凸パターンを有する第１モールドを接触させて前記感光性樹脂を硬化させた場合に、前記段差の分布を有する前記領域と前記凸パターンとの間に残る前記感光性樹脂の膜厚の分布を得る第２取得部と、
   前記感光性樹脂の前記膜厚の分布と、予め設定された基準の膜厚の分布との差を抑制するように、前記第１モールドとは異なる第２モールドを形成するためのデータを生成するデータ生成部と、
   を備えたモールド製造装置。
7. 段差が設けられた領域を有する下地において、前記領域における前記段差の分布を得る工程と、
   前記下地の上に第１感光性樹脂を塗布するとともに、凸パターンを含む凹凸パターンを有する第１モールドを前記第１感光性樹脂に接触させて前記第１感光性樹脂を硬化させた場合に、前記段差の分布を有する前記領域と、前記凸パターンとの間に残る前記第１感光性樹脂の膜厚の分布を得る工程と、
   前記下地の上に第２感光性樹脂を塗布する工程と、
   前記第１感光性樹脂の前記膜厚の分布と、予め設定された基準の膜厚の分布と、の差を抑制する補正データを生成する工程と、
   前記補正データを用いて前記第１モールドの撓みを調整する工程と、
   前記撓みが調整された第２モールドと、前記第２感光性樹脂とを接触させた状態で、前記第２感光性樹脂を硬化させる工程と、
   前記第２モールドを前記第２感光性樹脂から引き離す工程と、
   を備えたパターン形成方法。