JP6395352B2 - インプリント装置およびインプリント方法、それを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント装置およびインプリント方法、ならびにそれを用いた物品の製造方法に関する。

半導体デバイスや磁気記録媒体、または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、基板上の未硬化樹脂を型（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。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板（ウエハ）上のインプリント領域であるショットに紫外線硬化樹脂（インプリント材、光硬化性樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）を型により成形する。そして、紫外線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。この光硬化法以外にも、基板上の熱硬化樹脂を型により成形した後、熱を加えて樹脂を硬化させた上で引き離すことにより樹脂のパターンを形成する熱硬化法なども存在する。

このようなインプリント装置では、スループットを向上させる観点から、型と基板上の樹脂との押し付け時に、型に形成されている微細な凹凸パターンに樹脂が素早く充填されることが望ましい。一方、このインプリント装置を用いて、例えば半導体デバイスを製造する場合には、回路パターンの最小線幅は、１００ｎｍ以下であり、この線幅要求を満たす型に形成された凹凸パターンに確実に樹脂を充填させるためには、樹脂が低粘度である必要がある。ここで、インプリント装置は、通常ステップ・アンド・リピート方式を採用し、基板上のショットごとにパターン形成とステップ移動とを繰り返す。このとき、樹脂が低粘度であることから、例えば露光装置のように基板上の全てのショットにレジスト（この場合、樹脂）を予め塗布しておくことが難しい。そこで、インプリント装置では、各ショットへのパターン形成ごと、すなわち型と樹脂とを押し付けるごとに、インクジェット方式にてショット上に樹脂を塗布（滴下）するのが一般的である。しかしながら、インクジェット方式にて基板上に塗布された樹脂と型とを押し付ける際には、型と基板との間の未硬化樹脂中に気泡が閉じ込められやすい。このように気泡が残留したまま樹脂を硬化させると、形成される樹脂のパターンに未充填部分が発生する可能性がある。そこで、このような未充填部分の発生を抑える対策として、特許文献１は、押し付け時の樹脂の広がりをカメラでモニタリングすることで、気泡が残留する箇所を特定し、その箇所に対する樹脂の液滴量を多くするインプリント技術を開示している。

米国特許第７３６０８５１号明細書

特許文献１に示すインプリント技術は、初期設定された塗布位置を変更せずに、気泡が残留する箇所の樹脂の液滴量を多くするものである。しかしながら、塗布位置を変更せずに樹脂量を多くすると、インプリント後の残膜厚の均一性に影響を与える可能性がある。すなわち、塗布位置の設定において、未充填部分の発生を抑えるようにしておくことが望ましい。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、型の凹凸パターンに対する樹脂の未充填部分の発生の抑止でき、スループットを向上させるのに有利なインプリント装置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、基板上の複数の箇所に分散して樹脂を塗布し、樹脂と型とを接触させ、型に形成された凹凸パターンを樹脂に転写するインプリント装置であって、複数の樹脂が並ぶ配列方向が凹凸パターンに応じた主軸方向に対して傾くように、樹脂の塗布位置を決定する制御部と、決定された塗布位置に基づいて樹脂を塗布する塗布部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、型の凹凸パターンに対する樹脂の未充填部分の発生の抑止でき、スループットを向上させるのに有利なインプリント装置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。 モールドのパターン部に存在する凹凸パターンの形状の例を示す図である。 ショットに塗布される液滴の配置例を示す図である。 凹凸パターンの形状と従来の液滴の配置を示す図である。 押し付け時における、ある１つの液滴の充填挙動を示す図である。 全てショット上に配置されている従来の液滴の充填挙動を示す図である。 第１実施形態における液滴の配置を示す図である。 配列方向を傾ける際の角度αの決定方法を説明するための図である。 第１実施形態における６つの液滴の充填挙動について説明する図である。 従来の６つの液滴の充填挙動について説明する図である。 第１実施形態における液滴の充填挙動を示す図である。 従来の樹脂の塗布動作を時系列で示す図である。 第１実施形態における塗布動作の複数の例を示す図である。 第２実施形態における凹凸パターンの形状と液滴の配置を示す図である。 他の実施形態における液滴の配置を示す図である。

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実施形態に係るインプリント装置について説明する。図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどのデバイスの製造に使用され、ウエハ上（基板上）に塗布された未硬化樹脂とモールド（型）とを接触させて成形し、ウエハ上に樹脂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、ウエハ上の樹脂に対して紫外線を照射する照明系の光軸に平行に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１は、まず、光照射部２と、モールド保持機構３と、ウエハステージ４と、塗布部５と、制御部６とを備える。

光照射部２は、インプリント処理の際に、モールド７に対して紫外線８を照射する。この光照射部２は、不図示であるが、光源と、この光源から発せられた紫外線８をインプリントに適切な光に調整し、モールド７に照射する照明光学系とを含む。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７を透過し、かつ後述の樹脂（紫外線硬化樹脂）９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。照明光学系は、レンズ、ミラー、アパーチャ、または照射と遮光を切り替えるためのシャッターなどを含み得る。なお、本実施形態では、光硬化法を採用するために光照射部２を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、この光照射部２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７は、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、ウエハ１０に対する面には、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７ａを含む。なお、パターンサイズは、製造対象となる物品により様々であるが、微細なものでは十数ナノメートルのパターンも含まれる。また、モールド７の材質は、紫外線８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。さらに、モールド７は、紫外線８が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティを有する場合もある。

ここで、参考として、パターン部７ａに形成され得る凹凸パターンの形状について説明する。図２は、凹凸パターン３０の形状の例を示す平面図である。まず、図２（ａ）に示す凹凸パターン３０ａは、主軸方向３１がＹ軸方向となるものである。ここで、「主軸方向」とは、微細な凹部が延設される方向であり、具体的には、パターン部７ａに形成されている凹凸パターン３０に対して樹脂９が充填された際に、その樹脂９が流れやすい方向をいう。次に、図２（ｂ）に示す凹凸パターン３０ｂは、主軸方向３１がＸ軸方向となるものである。次に、図２（ｃ）に示す凹凸パターン３０ｃは、主軸方向３１がＹ軸方向で、かつ微細な凹部が複数箇所で分断されているものである。次に、図２（ｄ）に示す凹凸パターン３０ｄは、微細な凹部が平面方向にて複数の曲部を有するものである。この場合、凹部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向に比べて長いならば、凹凸パターン３０ｄの主軸方向３１は、Ｙ軸方向であるとする。そして、図２（ｅ）に示す凹凸パターン３０ｅは、微細な凹部が十字に交差しているものである。この場合も、凹部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向に比べて長いならば、凹凸パターン３０ｅの主軸方向３１は、Ｙ軸方向であるとする。

モールド保持機構３は、モールド７を保持するモールドチャック１１と、このモールドチャック１１を移動自在に保持するモールド駆動機構１２と、不図示であるが、モールド７（パターン部７ａ）の形状を補正する倍率補正機構とを有する。モールドチャック１１は、モールド７における紫外線８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７を保持し得る。モールドチャック１１は、例えば真空吸着力によりモールド７を保持する場合、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプの排気により吸着圧を適宜調整することで、モールド７に対する吸着力（保持力）を調整し得る。モールド駆動機構１２は、モールド７とウエハ１０上の樹脂９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７を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構１２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、モールド駆動機構１２は、モールド７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得る。さらに、モールド駆動機構１２は、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７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、インプリント装置１における押し付けおよび引き離しの各動作は、モールド７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４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。また、モールド駆動機構１２の駆動時におけるモールド７の位置は、不図示であるが、モールド７とウエハ１０との間の距離を計測する光学式変位計などの位置計測部により計測可能である。倍率補正機構は、モールドチャック１１におけるモールド７の保持側に設置され、モールド７の側面に対して外力または変位を機械的に与えることによりモールド７（パターン部７ａ）の形状を補正する。さらに、モールドチャック１１およびモールド駆動機構１２は、平面方向の中心部（内側）に、光照射部２から照射された紫外線８がウエハ１０に向かい通過可能とする開口領域１３を有する。

ウエハ１０は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガラス基板である。このウエハ１０上の複数のパターン形成領域（インプリント装置１に搬入される前に、前工程にて既にパターン（以下「基板側パターン」という）が形成されている）には、パターン部７ａにより樹脂９のパターン（パターンを含む層）が成形される。

ウエハステージ４は、ウエハ１０を移動可能に保持し、例えば、モールド７とウエハ１０上の樹脂９との押し付けの際のパターン部７ａと基板側パターンとの位置合わせなどを実施する。このウエハステージ４は、ウエハ１０を吸着力により保持するウエハチャック１４と、ウエハ１０の外周を取り囲むように設置される補助部材１５と、ウエハチャック１４を機械的に保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構１６とを有する。ウエハチャック１４は、例えば、高さの揃った複数のピンでウエハ１０を支持し、ピン以外の部分を真空排気により減圧することでウエハ１０を保持する。補助部材１５は、ウエハチャック１４に載置されたウエハ１０と同等の表面高さを有し、ウエハ１０の外周端部における樹脂パターンの厚さの均一化を図るなどのために用いられる。ステージ駆動機構１６は、駆動中および静止中の振動が少ない動力源であり、採用可能な動力源としては、例えばリニアモータまたは平面モータなどがある。このステージ駆動機構１６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し得る。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１０のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１０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。また、ウエハステージ４は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー１７を備える。これに対して、インプリント装置１は、これらの参照ミラー１７にそれぞれヘリウムネオンなどのビームを照射することでウエハステージ４の位置を測定する複数のレーザー干渉計（位置計測機構）１８を備える。なお、図１では、参照ミラー１７とレーザー干渉計１８との１つの組のみを図示している。レーザー干渉計１８は、ウエハステージ４の位置を実時間で計測し、後述する制御部６は、このときの計測値に基づいてウエハ１０（ウエハステージ４）の位置決め制御を実行する。なお、位置計測機構としては、上記のような干渉計測長器の他にも半導体レーザーを用いたエンコーダなどが採用可能である。

塗布部５は、モールド保持機構３の近傍に設置され、ウエハ１０上に存在するパターン形成領域としてのショット（基板側パターン）上に、樹脂（未硬化樹脂）９を塗布する。この樹脂９は、紫外線８を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（光硬化性樹脂、インプリント材）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。この塗布部５は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、未硬化状態の樹脂９を収容する容器１９と、液滴吐出部２０とを含む。容器１９は、その内部を樹脂９の硬化反応を起こさないような、例えば若干の酸素を含む雰囲気としつつ、樹脂９を管理可能とするものが望ましい。また、容器１９の材質は、樹脂９にパーティクルや化学的な不純物を混入させないようなものとすることが望ましい。液滴吐出部２０は、例えば複数の吐出口を含むピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有する。樹脂９の塗布量（吐出量）は、０．１〜１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約２ｐＬ／滴で使用する場合が多い。なお、樹脂９の全塗布量は、パターン部７ａの密度、および所望の残膜厚により決定される。塗布部５は、制御部６からの動作指令に基づいて、樹脂９を液滴（後述の液滴３２）としてショット上に分散させて塗布させ、塗布位置や塗布量などを制御する。

ここで、参考として、塗布部５がショット上に塗布し得る樹脂９の液滴の配置例について説明する。図３は、ショット上での液滴３２の配置例を示す概略平面図である。特に、図３（ａ）は、液滴３２を正方格子状（四角形格子状）に配置した例を示し、一方、図３（ｂ）は、液滴３２を三角形格子状に配置した例を示している。すなわち、図３（ａ）および図３（ｂ）では、共に液滴３２が多角形格子状に配列されている。液滴３２が図３（ａ）に示すように配置される場合、モールド７の凹凸パターン３０の主軸方向３１に対応する配列方向３３は、Ｘ、Ｙ軸方向と一致する。ここで、「配列方向」とは、液滴３２を特定の規則を持って配置した場合に並ぶ列の方向をいう。一方、液滴３２が図３（ｂ）に示すように配置される場合も、配列方向３３は、Ｘ、Ｙ軸方向に平行と見ることができる。

制御部６は、インプリント装置１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６は、例えばコンピュータなどで構成され、インプリント装置１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。本実施形態の制御部６は、少なくとも、塗布部５、およびウエハステージ４と後述する回転機構などの動作を制御する。なお、制御部６は、インプリント装置１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１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

また、インプリント装置１は、ウエハ１０上に形成されているアライメントマークを計測するアライメント計測系２１を備える。また、インプリント装置１は、ウエハステージ４を載置し基準平面を形成する定盤２２と、モールド保持機構３を固定するブリッジ定盤２３と、定盤２２から延設され、床面からの振動を除去する除振器２４を介してブリッジ定盤２３を支持する支柱２５とを備える。さらに、インプリント装置１は、共に不図示であるが、モールド７を装置外部とモールド保持機構３との間で搬入出させるモールド搬送機構や、ウエハ１０を装置外部とウエハステージ４との間で搬入出させる基板搬送機構などを含み得る。

次に、インプリント装置１によるインプリント方法（インプリント処理）について説明する。まず、制御部６は、基板搬送装置によりウエハステージ４にウエハ１０を載置および固定させる。次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６を駆動させてウエハ１０の位置を適宜変更させつつ、アライメント計測系２１によりウエハ１０上のアライメントマークを順次計測させ、ウエハ１０の位置を高精度に検出する。そして、制御部６は、その検出結果から各転写座標を演算し、この演算結果に基づいて所定のショットごとに逐次パターンを形成させる（ステップ・アンド・リピート）。ある１つのショットに対するパターン形成の流れとして、制御部６は、まず、ステージ駆動機構１６により、液滴吐出部２０の吐出口の下にウエハ１０上の塗布位置（ショット上の特定の位置）を位置決めさせる。その後、塗布部５は、ウエハ１０上のショットに樹脂９を塗布する（塗布工程）。次に、制御部６は、ステージ駆動機構１６により、パターン部７ａ直下の押し付け位置にショットが位置するようにウエハ１０を移動させ、位置決めさせる。次に、制御部６は、パターン部７ａとショット上の基板側パターンとの位置合わせや倍率補正機構によるパターン部７ａの倍率補正などを実施した後、モールド駆動機構１２を駆動させ、ショット上の樹脂９にパターン部７ａを押し付ける（押型工程）。この押し付けにより、樹脂９は、パターン部７ａの凹凸パターンに充填される。なお、制御部６は、押し付け完了の判断をモールド保持機構３の内部に設置された不図示の荷重センサにより行う。この状態で、光照射部２は、硬化工程としてモールド７の背面（上面）から紫外線８を所定時間照射し、モールド７を透過した紫外線８により樹脂９を硬化させる。そして、樹脂９が硬化した後、制御部６は、モールド駆動機構１２を再駆動させ、パターン部７ａをウエハ１０から引き離す（離型工程）。これにより、ウエハ１０上のショットの表面には、パターン部７ａの凹凸パターンに倣った３次元形状の樹脂パターン（層）が形成される。このような一連のインプリント動作をウエハステージ４の駆動によりショットを変更しつつ複数回実施することで、インプリント装置１は、１枚のウエハ１０上に複数の樹脂パターンを形成することができる。

ここで、塗布工程では、塗布部５は、ショットに対する樹脂９の塗布を、上記のように樹脂９の複数の液滴を吐出することで実施している。以下、このときのショットに対する本実施形態での液滴の配置について説明する。まず、比較のために、従来のインプリント装置の場合について説明する。図４は、モールド７のパターン部７ａに形成された凹凸パターン３０の形状と、この凹凸パターン３０に対して、ショットに塗布する樹脂９の従来の液滴の配置を示す概略平面図である。なお、この場合の凹凸パターン３０の形状は、図４（ａ）に示すように、図２（ａ）に例示した凹凸パターン３０ａの形状と同様とする。従来のインプリント装置では、ショット上への液滴３２の配置は、図４（ｂ）に示すように正方格子状である。

図５は、パターン部７ａとショット上に塗布された樹脂９とを押し付けた際の凹凸パターン３０に対する、ある１つの液滴３２の充填挙動を示す平面図である。図５（ａ）に示すようにパターン部７ａがショット上の液滴３２に接触すると、液滴３２は、図５（ｂ）に示すように徐々に広がっていく。このとき、液滴３２は、抵抗の少ない主軸方向３１に沿って広がりやすく、主軸方向３１に直交する方向では、凸部を乗り越えなければならないため広がりにくい。したがって、この液滴３２は、その広がり形状を、主軸方向３１に長く、直交する方向に短い楕円形状としながら、凹凸パターン３０に充填されていく。

図６は、図５に示す充填挙動を踏まえ、各液滴３２が図４（ｂ）に示すように全てショット上に配置されているときの、凹凸パターン３０に対する液滴３２の充填挙動について説明する概略平面図である。図６（ａ）に示すようにパターン部７ａがショット上の液滴３２に接触すると、図６（ｂ）に示すように、各液滴３２は、まず主軸方向３１で隣り合う液滴同士が接触し、この方向で１列につながる。その後、各液滴３２（樹脂９）は、主軸方向３１に直交する方向で隣り合う液滴（液列）同士も接触し、最終的に図６（ｃ）に示すように凹凸パターン３０の全面に広がる。すなわち、従来のインプリント装置では、パターン部７ａとショット上の樹脂９との押し付け時に、液滴３２の主軸方向３１へ広がる時間に対し、主軸方向３１に直交する方向へ広がる時間の方が長くなる。この広がり時間が長くなることは、押し付け時間自体を長くしてしまうことにつながり、結果的に、スループット、すなわち生産性に影響を及ぼすことになる。なお、上記図４から図６では、説明のために凹凸パターン３０の凹部の幅を大きく示している。上記のとおり、凹凸パターン３０のパターンサイズ（溝幅）は、非常に微細である。一般に、パターンサイズが１００ｎｍまたはそれ以下であるのに対して、液滴３２の塗布間隔は、数十から数百μｍであり、液滴３２の塗布間隔の方がパターンサイズよりも大きい。

これに対して、本実施形態では、ショット上に塗布する樹脂９の液滴の配置を図６（ａ）に示す従来の配置から角度を変更する（傾かせる）ことで、パターン部７ａとショット上の樹脂９との押し付け時の液滴３２の広がり時間を短縮させる。図７は、本実施形態におけるショット上に塗布する樹脂９の液滴３２の配置を示す概略平面図である。なお、凹凸パターン３０の形状は、従来との比較のために、図４（ａ）に示す形状と同一とする。従来のインプリント装置では、凹凸パターン３０の主軸方向３１と、ショット上での液滴３２の配列方向３３とが一致している。これに対して、本実施形態での各液滴３２の配置は、図７に示すように、配置形状（塗布間隔）自体は従来と同様に正方格子状としつつ、主軸方向３１と配列方向３３とが鋭角をなすように設定されている。

図８は、図７に示すように配列方向３３を傾ける際の角度αの決定方法を説明するための概略平面図である。なお、図８では、それぞれ隣り合って配置される６つの任意の液滴３２を抽出して示している。まず、制御部６は、図８（ａ）に示すように、任意の角度を持って配列方向３３を傾け、主軸方向３１に沿って任意の液滴３２ａの径と同等の幅を有する帯３４が存在すると仮定する。次に、制御部６は、液滴３２ａが存在する配列方向３３のｎ列と、このｎ列の隣のｎ＋１列とにあり、帯３４と重なる液滴３２を、それぞれ第１液滴（第１樹脂）３２ｂと第２液滴（第２樹脂）３２ｃとする。なお、ｎは、整数である。ここで、図８（ｂ）に示すように、液滴３２の半径をｒ、液滴３２の塗布間隔をＤ、液滴３２ａと第２液滴３２ｃとの主軸方向３１の間隔をＬ、また液滴３２ａと第２液滴３２ｃとのなす角をβとする。このとき、制御部６は、以下の式（１）および式（２）の条件を満たすように、液滴３２の液滴量と塗布間隔とに加えて、角度α（なす角α）を決定すればよい。
Ｄ（ｓｉｎα）≦２ｒ （１）
Ｌ（ｔａｎβ）≦２ｒ （２）

図９は、凹凸パターン３０に対する図８に示す６つの液滴３２の充填挙動について説明する概略平面図である。液滴３２ａは、押し付け開始直後では、図９（ａ）に示すようにｎ列で隣り合う液滴３２ｂと接触する。そして、押し付けがさらに進むにつれて、液滴３２ａは、主軸方向３１に沿ってさらに広がり、図９（ｂ）に示すように、ｎ＋１列の液滴３２のうち主軸方向３１に直交する方向で最も近隣の液滴３２ｃと接触する。すなわち、主軸方向３１に直交する方向で考えると、従来の液滴３２の配置では、ｎ列とｎ＋１列とに存在する液滴３２が接触するには、その間の凸部を乗り越えなければならないため時間がかかっていたが、本実施形態では短時間で接触することがわかる。

図１０は、比較のために、図９に対する従来の場合の６つの液滴３２の充填挙動について説明する概略平面図である。従来の液滴３２の配置は、図１０（ａ）に示すように、凹凸パターン３０の主軸方向３１と、ショット上での液滴３２の配列方向３３とが一致している。したがって、液滴３２ａは、図１０（ｂ）に示すように、主軸方向３１では短時間で広がって液滴３２ｂと接触するが、主軸方向３１に直交する方向では、ｎ＋１列の液滴３２と隙間は埋まらず、この隙間が埋まるまでにはさらに時間を要する。

図１１は、ショット上への液滴３２の配置が図７に示すように設定され、各液滴３２が全てショット上に配置されているときの、凹凸パターン３０に対する液滴３２の充填挙動について説明する概略平面図である。図１１（ａ）に示すようにパターン部７ａがショット上の液滴３２に接触すると、図１１（ｂ）に示すように、各液滴３２（樹脂９）は、主軸方向３１で隣り合う液滴同士が接触するとともに、主軸方向３１に直交する方向で隣り合う液滴同士も接触を開始する。そして、各液滴３２（樹脂９）は、このように短時間で広がった後、最終的に図１１（ｃ）に示すように凹凸パターン３０の全面に広がる。

次に、上記のように、主軸方向３１に対して配列方向３３の角度αを変更する際のインプリント装置１の動作について説明する。図１２は、一般的なウエハ１０上のショットに対する樹脂９の塗布動作を時系列で示す概略平面図である。塗布工程において、制御部６は、まず、図１２（ａ）に示すように、ステージ駆動機構１６により、塗布部５の液滴吐出部２０を構成するインクジェットヘッド４０が、ウエハ１０上の所望のショットに向かう位置にウエハ１０を移動させる。次に、制御部６は、図１２（ｂ）に示すように、再度ステージ駆動機構１６によりウエハ１０をステージ走査方向４１（Ｘ軸方向）に走査させつつ、塗布部５に対し、インクジェットヘッド４０から樹脂９の液滴３２をショット上に順次塗布させる。そして、制御部６は、図１２（ｃ）に示すように、ショット上に所望の配置で液滴３２を塗布させ、塗布動作を終了する。

図１２に示す塗布動作を踏まえ、例えば、以下のような方法を用いて本実施形態の液滴３２の塗布配置を実現する。図１３は、本実施形態における液滴３２の塗布動作の複数の例を示す概略平面図である。まず、図１３（ａ）に示す第１例では、制御部６は、従来と同様に、インクジェットヘッド４０をＹ軸方向と平行に配置させ、ウエハ１０をステージ走査方向４１（Ｘ軸方向）に走査させつつ、インクジェットヘッド４０からショット上に液滴３２を塗布させる。このとき、制御部６は、その後モールド７を回転させることを考慮し、塗布部５に対してインクジェットヘッド４０の吐出口を適宜選択させて、液滴３２の塗布位置を凹凸パターン３０の領域内に収まるように制御する。なお、モールド７を回転させる機構としては、モールド駆動機構１２を利用するか、またはモールド保持機構３に押し付け方向（Ｚ軸方向）を中心軸として回転可能とする回転機構を別途設置し、利用してもよい。その後、制御部６は、上記のような回転機構によりショット面の中心部を基準として角度αだけ傾くように回転させる。次に、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示す第２例では、制御部６は、図１３（ｂ）に示すように、ウエハ１０を角度αだけ回転させた後に、インクジェットヘッド４０からショット上に液滴３２を塗布させる。なお、ウエハ１０を回転させる機構としては、ステージ駆動機構１６を利用するか、またはウエハステージ４に押し付け方向を中心軸として回転可能とする回転機構を別途設置し、利用してもよい。その後、制御部６は、この場合の回転機構によりウエハ１０を回転させて、ウエハ１０の位置を元に戻す。次に、図１３（ｄ）に示す第３例では、制御部６は、インクジェットヘッド４０をＹ軸方向から角度αだけ傾け、さらにステージ走査方向４１をＸ軸方向から角度αだけ傾けた上で走査させ、インクジェットヘッド４０からショット上に液滴３２を塗布させる。この場合、回転機構は、別途、配列方向に並ぶ複数の吐出口を一体的に回転させるようにインクジェットヘッド４０に設置される。次に、図１３（ｅ）に示す第４例では、インクジェットヘッド４０は、従来よりも密に構成された吐出口を有し、不図示の駆動機構によりＹ軸方向に走査可能とする。その上で、制御部６は、塗布部５に対してインクジェットヘッド４０の吐出口を適宜選択させつつ、ウエハ１０をステージ走査方向４１に走査させて、ショット上に液滴３２を塗布させる。そして、図１３（ｆ）に示す第５例では、インクジェットヘッド４０は、図１３（ｄ）に示すものと同様にＹ軸方向から角度αだけ傾けられ、かつ、図１３（ｅ）に示すものと同様にＹ軸方向に走査可能とする。その上で、制御部６は、インクジェットヘッド４０をＹ軸方向から角度αだけ傾けつつ、Ｙ軸方向に走査させながら、ウエハ１０をステージ走査方向４１に走査させて、ショット上に液滴３２を塗布させる。なお、これらの例示以外にも、例えば、ウエハステージ４の走査移動に換えて、インクジェットヘッド４０自体がウエハ１０上を走査移動する場合も考えられる。

本実施形態の塗布工程では、ショット上に塗布する塗布量に加えて、上記のような主軸方向３１の設定と、この主軸方向３１に対する配列方向３３の角度αとを予め決定し、それらの情報に基づいて塗布部５に対して樹脂９を塗布させる。ここで、特に主軸方向３１の設定は、ショット上に形成する樹脂パターンのパターンデータを取得し、該パターンデータに基づいて、制御部６が予め決定するものでもよいし、またはユーザーが初期設定として制御部６に対して予め入力するものであってもよい。

このように、インプリント装置１は、パターン部７ａとショット上の樹脂９との押し付け時に、液滴３２の特に主軸方向３１に直交する方向への広がり時間を短縮させることができるので、結果的にスループットを早め、生産性を向上させることができる。特に本実施形態では、液滴３２の塗布配置の角度を変更することのみで、ショット上に塗布する樹脂９の総塗布量は従来と変わらない。すなわち、液滴３２のウエハ１０（ショット）上に形成される樹脂パターンの残膜厚の均一化をそのまま実現することができ、かつ、押し付け時における凹凸パターン３０に対する樹脂９の未充填部分の発生をも抑えることができる。

以上のように、本実施形態によれば、モールドの凹凸パターンに対する樹脂の未充填部分の発生の抑止でき、スループットを向上させるのに有利なインプリント装置および方法を提供することができる。

（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。本実施形態のインプリント装置の特徴は、凹凸パターン３０が、異なるパターン密度を有する複数の部分領域からなるときに、ウエハ１０上のショットに塗布する樹脂９の液滴３２の配置を第１実施形態の場合から変更する点にある。図１４は、モールド７のパターン部７ａに形成された本実施形態における複数の部分領域に存在する凹凸パターン３０の形状と、この凹凸パターン３０に対して、ウエハ１０上のショットに塗布する樹脂９の液滴３２の配置とを示す概略平面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、パターン部７ａには、一例として２つの凹凸パターン３０、すなわち、第１凹凸パターン３０ｆ_１と第２凹凸パターン３０ｆ_２とが存在する。第１凹凸パターン３０ｆ_１のパターンサイズは、第２凹凸パターン３０ｆ_２のパターンサイズよりも粗く、それぞれの主軸方向３１は、共にＹ軸方向である。

ここで、パターン部７ａに複数の凹凸パターン３０が存在する場合には、押し付け時に液滴３２がパターン部７ａ全面に広がったときに樹脂９の残膜厚を均一とするための配慮を要する。例えば、パターン密度が異なる複数の凹凸パターン３０に対して液滴３２の塗布密度を同じにすると、残膜厚にムラが生じる可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、制御部６は、それぞれの凹凸パターン３０に対する液滴３２の塗布密度を予め異ならせる。また、それぞれパターン密度が異なる複数の凹凸パターン３０では、主軸方向３１と、それに直交する方向とで液滴３２の広がり速度も異なる。そこで、制御部６は、２つの凹凸パターン３０ｆ_１、３０ｆ_２の主軸方向３１に対して配列方向３３を傾ける際には、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）に示すように、それぞれ異なる角度α（α_１、α_２）を予め適宜調整しておく。このように、本実施形態によれば、凹凸パターン３０が異なるパターン密度を有する複数の凹凸パターンからなる場合でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、第１凹凸パターン３０ｆ_１と第２凹凸パターン３０ｆ_２との境界領域に、ミスマッチによりパターン部７ａ全面に均一な残膜厚が形成できなくなることを避けるため、実際の製品（すなわち回路動作）に影響を与えない範囲で、ダミーパターンを設置してもよい。

なお、上記実施形態では、ウエハ１０上のショットに塗布する樹脂９の液滴３２の配置が図３（ａ）に示すような正方格子状として説明したが、本発明は、図３（ｂ）に示すような三角格子状であっても適用可能である。この場合も、図１５に示すように、主軸方向３１に対して角度αを有する配列方向３３を設定することで、上記実施形態と同様の効果を奏する。

なお、上記各実施形態では、光硬化法によるインプリント装置およびインプリント方法について述べた。光を照射して樹脂を硬化させる工程を、熱を加えて樹脂を硬化させる熱硬化法による工程に変更しても、本発明の作用、効果は、同様となる。すなわち、本発明は、熱硬化法においても適用され得る。

（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装置を用いて基板（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。

１ インプリント装置
５ 塗布部
６ 制御部
７ モールド
９ 樹脂
１０ ウエハ
３０ 凹凸パターン
３１ 主軸方向
３２ 液滴
３３ 配列方向

Claims (10)

1. 基板上の複数の箇所に分散して樹脂を塗布し、前記樹脂と型とを接触させ、前記型に形成された凹凸パターンを前記樹脂に転写するインプリント装置であって、
   複数の樹脂が並ぶ配列方向が前記凹凸パターンに応じた主軸方向に対して傾くように、前記樹脂の塗布位置を決定する制御部と、
   前記決定された塗布位置に基づいて前記樹脂を塗布する塗布部と、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記塗布部は、前記配列方向に並ぶ複数の吐出口と、前記複数の吐出口を一体的に回転させる回転機構と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記制御部は、前記複数の樹脂が多角形格子状に配置されるように、前記塗布位置を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント装置。
4. 前記制御部は、前記型のパターンデータを取得し、該パターンデータに基づいて前記主軸方向を決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
5. 前記制御部は、前記主軸方向と前記配列方向とが鋭角をなすように、前記塗布位置を決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
6. 前記制御部は、任意の前記樹脂に対して、任意の角度を持って前記配列方向を傾け、前記主軸方向に沿って前記任意の樹脂の径の幅を有する帯が存在すると仮定し、前記任意の樹脂が存在する前記配列方向のｎ列（ｎは整数）と、該ｎ列の隣のｎ＋１列とに存在し、前記帯と重なる樹脂をそれぞれ第１樹脂と第２樹脂と決定したとき、
   前記樹脂の半径をｒ、前記樹脂の塗布間隔をＤ、前記任意の樹脂と前記第２樹脂との前記主軸方向の間隔をＬ、前記主軸方向と前記配列方向とのなす角をα、および前記任意の樹脂と前記第２樹脂とのなす角をβとすると、
   Ｄ（ｓｉｎα）≦２ｒ
   Ｌ（ｔａｎβ）≦２ｒ
   の条件を満たすように、前記なす角αを決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
7. 前記制御部は、前記凹凸パターンが転写される領域に対して複数の部分領域を設定し、
   前記複数の部分領域の各々に対して主軸方向を設定し、前記部分領域ごとに前記主軸方向に基づく塗布位置を決定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
8. 前記主軸方向は、前記凹凸パターンに樹脂を充填させるときに前記樹脂が最も充填されやすい方向であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
9. 基板上に樹脂を塗布し、前記樹脂と型とを接触させ、前記型に形成された凹凸パターンを前記樹脂に転写するインプリント方法であって、
   前記凹凸パターンが転写される前記基板上の領域に、塗布された複数の前記樹脂が並ぶ配列方向が前記凹凸パターンに応じた主軸方向に対して傾くように前記樹脂を複数の箇所に分散して塗布する工程を備えることを特徴とするインプリント方法。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上に樹脂のパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
    加工された基板から物品を製造する工程と
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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