JP6502655B2 - モールドおよびその製造方法、インプリント方法、ならびに、物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、微細パターンを有するモールドを、基板の上の樹脂に押し付けることにより、微細パターンを転写するインプリント方法、それに使用するモールド、およびそのモールドの製造方法、ならびに物品製造方法に関する。

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、ウエハ上の未硬化樹脂をモールド（型）で成形し、樹脂のパターンをウエハ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、ウエハ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。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、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を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）をモールドにより成形する。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、樹脂のパターンがウエハ上に形成される。

インプリント処理が施されるウエハは、一連のデバイス製造工程において、例えばスパッタリングなどの成膜工程での加熱処理を経ることで、ウエハが拡大または縮小し、平面内で直交する２軸方向でパターンの形状（またはサイズ）が変化する場合がある。従来の光スキャナでは、投影光学系を含むので、その一部のレンズを駆動するなどして、目標とするパターン形状を得ることができる。パターン形状では、ウエハの拡大または縮小に伴う倍率成分の補正量が最も大きい。従来の光スキャナは、±１０ｐｐｍ程度、すなわちショットの端で約１５０ｎｍの位置ずれに相当する補正を行うことができる。一方、インプリント装置では、モールドと樹脂とを押し付けるに際し、ウエハ上に予め形成されているウエハ側パターンの形状と、モールドに形成されているパターン面の形状とを合わせる必要がある。この変形したウエハ側パターンの形状とモールドのパターン面の形状とを合わせる技術として、特許文献１は、モールドの外周に対して外力を与えることで、モールド（型側パターン面）を変形させる補正機構を開示している。

特表２００８−５０４１４１号公報

しかしながら、特許文献１に示す補正機構では、例えば、モールドの材質が石英であるとすると、ポアソン比が０．１６であるため、モールドの軸方向の一端を圧縮すると、その軸に直交する方向の一端が膨張する。したがって、このようなモールドのポアソン比に依存する変形が生じると、目標とするパターン形状と成らず、重ね合わせ精度に影響を及ぼす可能性がある。すなわち、モールドの外周に対して外力を与えてモールドの倍率成分をウエハに合わせるようにしても、非線形成分の誤差が発生して、重ね合わせ精度を満足できなくなってきている。この非線形誤差は特にショットの外周付近で発生することが明らかになってきた。

このように、半導体の線幅の微細化が進むにつれ、一連のデバイス製造工程におけるプロセス誤差に対して、重ね合わせ精度を向上させたインプリント方法が必要になっている。よって、本発明は、重ね合わせ精度を向上させるモールドを提供することを目的とする。

本発明は、基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置に用いられるモールドであって、パターンが形成されたパターン面と、それぞれが前記インプリント装置の押圧部材と接触して該押圧部材によって押圧されうるように形成された４つの側面と、を有し、前記パターン面は、前記４つの側面のいずれにも前記押圧部材によって圧力が加えられていないときには、前記パターン面の外周の中央部が角部よりも内側に引っ込む第１の形状を有していることを特徴とする。

本発明によれば、重ね合わせ精度を向上させるモールドを提供することができる。

本発明のインプリント方法で使用するインプリント装置の概略を示した図。 補正機構を示した図。 パターン形成方法の例を示した図。 従来技術におけるモールドに形状補正をした場合に発生する非線形誤差の例を示した図。 本発明のモールドのパターン位置の補正方法を説明する図。 本発明のモールドのパターン面の形状を説明する図。 第１実施形態のモールド製造方法のフローチャートを示した図。 本発明のインプリント方法のフローチャートを示した図。 本発明のモールドの倍率差と補正機構の中間荷重の関係を説明する図。 第２実施形態のモールド製造装置を示した図。 第２実施形態のモールド製造方法のフローチャートを示した図。 第３実施形態のモールド製造装置を示した図。

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

［インプリント装置］
本発明のインプリント方法で使用するインプリント装置の構成について説明する。図１は、インプリント装置の構成を示す概略図である。このインプリント装置は、物品としての光学素子や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１１（基板）上の未硬化の樹脂（インプリント材）１４をモールド（型）７と接触させることで成形し、ウエハ１１上に樹脂１４のパターンを形成する。本実施形態では、光硬化法を採用したインプリント装置とする。図１においては、ウエハ１１の表面に垂直な方向に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。インプリント装置は、照射部２と、モールド保持部３と、ウエハステージ（基板ステージ）４と、塗布部（ディスペンサ）５と、アライメント計測器（倍率ずれ検出器）２２とを備える。

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。照射部２は、光源９と、この光源９から照射された紫外線８をインプリントに適切な光に調整するための不図示の光学素子とを含む。本実施形態では光硬化法を採用するために照射部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、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、外周形状が角形であり、ウエハ１１に対する面に３次元状に形成された回路パターンなどの凹凸パターンを有するパターン面７ａを含む。また、モールド７の材質は、石英など紫外線８を透過させることが可能な材料である。モールド７は、紫外線８が照射される側の面に、モールド７の変形を容易とするためのキャビティ（凹部）７ｂを有することができる。キャビティ７ｂは、円形の平面形状を有し、厚み（深さ）は、モールド７の大きさや材質により設定される。後述するモールド保持部３内の開口領域１７に、この開口領域１７の一部とキャビティ７ｂとで囲まれる空間１２を密閉空間とする光透過部材１３を設置し、不図示の圧力調整部により空間１２内の圧力を制御することができる。例えば、モールド７とウエハ１１上の樹脂１４との押し付けに際し、圧力調整部により空間１２内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン面７ａは、ウエハ１１に向かって凸形に撓み、樹脂１４に対してパターン面７ａの中心部から接触する。これにより、パターン面７ａと樹脂１４との間に気体（空気）が閉じ込められるのを抑え、パターン面７ａの凹部に樹脂１４を隅々まで充填させることができる。

モールド保持部３は、まず、真空吸着力や静電力によりモールド７を引き付けて保持するモールドチャック１５と、このモールドチャック１５を保持してモールド７（モールドチャック１５）を移動させるモールド駆動機構１６とを有する。モールドチャック１５およびモールド駆動機構１６は、光源９から照射された紫外線がウエハ１１に向けて照射されるように、中心部（内側）に開口領域１７を有する。さらに、モールド保持部３は、モールドチャック１５におけるモールド７の保持側に、モールド７の側面に圧力を加えることによりモールド７（パターン面７ａ）の形状（倍率）を補正する補正機構１８を有する。補正機構１８は、図２に示すように、モールド７の４つの側面のそれぞれに４個、合計１６個の変位入力部１８ａから構成される。この変位入力部１８ａで荷重をかけてモールド７の形状を変形させることで、ウエハ１１上に予め形成されているウエハ側パターンの形状に対してモールド７に形成されているパターン面７ａの形状を合わせることができる。

モールド駆動機構１６は、モールド７とウエハ１１上の樹脂１４との押し付け（押印）、または引き離し（離型）を選択的に行うようにモールド７をＺ方向に移動させる。モールド駆動機構１６に採用可能なアクチュエータとしては、例えばボイスコイルアクチェータ、リニアモータまたはエアシリンダ等がある。モールド７の高精度な位置決めに対応するために、モールド駆動機構１６は、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、モールド駆動機構１６は、Ｚ方向だけでなく、Ｘ方向やＹ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。インプリント装置における押し付けおよび引き離し動作は、モールド７をＺ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。

ウエハ１１は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、この被処理面には、モールド７に形成されたパターン面７ａにより成形される紫外線硬化性の樹脂１４が塗布される。ウエハステージ４は、ウエハ１１を保持し、モールド７とウエハ１１上の樹脂１４との押し付けに際し、モールド７と樹脂１４との位置合わせを実施する。ウエハステージ４は、吸着力によりウエハ１１を保持するウエハチャック（基板保持部）１９と、ウエハチャック１９を機械的に保持してＸＹ平面内で移動可能とするステージ駆動機構２０とを有する。本実施形態のウエハチャック１９は、ウエハ１１の裏面を複数の領域で吸着保持可能とする複数の不図示の吸着部を備える。複数の吸着部は、それぞれ上記の圧力調整部とは別の圧力調整部に接続されている。

圧力調整部は、ウエハ１１と吸着部との間の圧力を減圧するよう調整し吸着力を発生させることでウエハ１１をウエハチャック面上に保持しつつ、さらに、各吸着部にてそれぞれ独立して圧力値（吸着力）を変更可能とする。吸着部の分割数（設置数）は、特に限定するものではなく、任意の数でよい。ウエハステージ４は、その表面上にモールド７をアライメントする際に利用する基準マーク２１を有する。ステージ駆動機構２０は、アクチュエータとして、例えばリニアモータを採用し得る。ステージ駆動機構２０は、Ｘ方向およびＹ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、ステージ駆動機構２０は、Ｚ方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ１１のθ方向の位置調整機能、またはウエハ１１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。ウエハステージ４はモールド７に対してウエハ１１をアライメントする。

塗布部５は、ウエハ１１上に樹脂１４を塗布する。樹脂１４は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性の樹脂（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。塗布部５の吐出ノズルから吐出される樹脂１４の量も、ウエハ１１上に形成される樹脂１４の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。インプリント装置は、開口領域１７内にアライメント計測器（位置ずれ検出器）２２を備える。アライメント計測器２２は、例えばウエハアライメントとして、ウエハ１１上に形成されたウエハ側マークと、モールド７に形成されたモールド側マークとのＸ方向およびＹ方向への位置ずれを計測する。インプリント装置は、ウエハステージ４を載置するベース定盤２４と、モールド保持部３を固定するブリッジ定盤２５と、ベース定盤２４から延設され、ブリッジ定盤２５を支持するための支柱２６とを備える。さらに、インプリント装置は、共に不図示であるが、モールド７を装置外部からモールド保持部３へ搬送するモールド搬送機構と、ウエハ１１を装置外部からウエハステージ４へ搬送するウエハ搬送機構とを備える。以上がインプリント装置の構成の説明である。

［モールドの補正］
本発明のインプリント方法におけるモールド７の形状（倍率）を補正する方法について説明する。図３は、一般的に実施されているモールド７上のパターンの形成方法を説明する。インプリント装置では、モールド７の側面を押すことで倍率の補正を行うため、既に製造されているモールド７のパターンの倍率を拡大することができない。したがって、図３（ａ）のように、インプリント装置の仕様として、例えば±５ｐｐｍの倍率補正を行う場合、モールド７上のパターンを予め＋５ｐｐｍ（所定倍率分）だけ拡大して製造しておく。その後、モールド７をインプリント装置に搭載した後に、補正機構１８により中間荷重の圧力（第１の圧力）をかけて−５ｐｐｍ（第１の倍率）だけ縮小することにより、図３（ｂ）のように倍率差が無い設計倍率差０ｐｐｍの状態を作り出している。その後、ウエハ１１の拡大、縮小に合わせて、補正機構１８により中間荷重の圧力を中心とした圧力で±５ｐｐｍの倍率補正を行うようにしている。

このようにモールド７上のパターンを予め拡大して製造して、中間荷重をかけた状態でのパターン面７ａの変形を解析した結果を図４に示す。図４は、図３で示したように予め＋５ｐｐｍだけ拡大して製造したモールド７を、補正機構１８により中間荷重をかけて−５ｐｐｍだけ縮小した時のパターン面７ａの変形を解析したものである。図４（ａ）には、パターン面７ａの全域での解析結果を示し、図４（ｂ）には、パターン面７ａの左下部分の拡大図を示す。図４（ｂ）を見ると、パターン面７ａの４つの角部で面取りされた形状に変形されており、４つの角部で非線形誤差が大きいことが分かった。非変形誤差の値は１ｎｍを超える量であり、オーバーレイ精度３ｎｍの世代では無視できない量である。また、この非線形誤差は荷重をかけるほど大きな値となり、倍率補正のストロークを拡大させる場合に、更に重要な課題となる。

そこで、本発明のモールド７では、図５に示すように、パターン面７ａの形状を、これまでの倍率成分に相当する線形成分の補正（図５（ａ））に加えて、中間荷重時に発生する非線形誤差分の補正（図５（ｂ））行う。なお図５では、見やすくするために、ショットの左下隅を拡大して表示してあり、ショット全域にわたって、線形成分、非線形誤差の補正が行われている。

本発明のモールド７のパターン面７ａは、モールド７の側面のいずれにも圧力が加えられていないときには、図５Ａに示されるように、第１の矩形と、第１の矩形の角部から第１の矩形の外部に延びる４つの第１の凸部とを合成した第１の形状を有する。すなわち、第１の形状は、パターン面７ａの外周の中央部が角部よりも内側に引っ込む形状である。一方、パターン面７ａは、モールド７の側面のそれぞれに中間荷重の圧力が加えられたときには、第１の矩形を１未満の第１の倍率で圧縮した第２の矩形の形状（第２の形状）を有する。パターン面７ａは、モールド７の側面のそれぞれに圧力が加えられたときに、パターン面７ａの外周の角部は中央部よりも圧縮の度合いが大きい。

［インプリント方法］
以下の説明する製造方法で製造されたモールド７とインプリント装置を使用したインプリント方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。インプリント装置の制御部１は、Ｓ２０１で、モールド７を搬入してモールドチャック１５に装着する（第１工程）。Ｓ２０２で、制御部１は、補正機構１８によりモールド７の側面に中間荷重（第１の圧力）を加える。Ｓ２０３で、制御部１は、ウエハ１１を装置内に搬入し、ウエハチャック１９に装着する（第２工程）。Ｓ２０４で、制御部１は、インプリントを行うショット領域に塗布部５により樹脂１４を塗布する。Ｓ２０５で、制御部１は、ウエハステージ４によりウエハ１１をモールド７の下に移動する。Ｓ２０６で、制御部１は、アライメント計測器２２によりパターン面７ａの形状とウエハ側パターン１１ａの形状差（倍率ずれ）を検出する（第２工程）。Ｓ２０７で、制御部１は、ウエハ側パターン１１ａに含まれる変形成分を分析する。Ｓ２０８で、制御部１は、倍率ずれを低減する倍率（第２の倍率）とするためのパターン面７ａの補正量を取得する。Ｓ２０９で、制御部１は、Ｓ２０８で取得されたモールド補正量に基づき、補正機構１８によりモールド７に外力を加えてパターン面７ａの形状を補正する。

パターン面７ａとウエハ側パターンの形状補正が完了すると、制御部１は、Ｓ２１０で、樹脂１４を介してモールド７とウエハ１１とを接触させる押印動作を行う。押印動作は、モールド駆動機構１６を駆動させ、ウエハ１１上の樹脂１４にモールド７を押し付ける動作である。この押し付けによって、樹脂１４は、パターン面７ａの凹部に充填される。この状態で、制御部１は、Ｓ２１１で、照射部２から照射した紫外線により樹脂１４を硬化させる。樹脂１４が硬化した後に、制御部１は、Ｓ２１２で、モールド駆動機構１６を再駆動させ、モールド７を樹脂１４から引き離す（離型動作）。これにより、ウエハ側パターンの表面には、パターン面７ａの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１４のパターン（層）が成形される。Ｓ２０９〜Ｓ２１２は、モールド７の側面に圧力を加えながらモールド７で樹脂１４を成形する第４工程を構成する。Ｓ２１３で、制御部１は、パターンを形成したショットが最終ショットであるかを判定する。Ｓ２１３で最終ショットでないと判定された場合、制御部１は、Ｓ２１４で、ウエハステージ４を移動して、次のショット領域に対してＳ２０４〜Ｓ２１２の処理を繰り返す。Ｓ２１３で最終ショットであると判定された場合、制御部１は、Ｓ２１５で、ウエハ１１をウエハステージ４からインプリント装置外に搬出する。

続いて、図８を用いて、本発明のモールド７のパターン位置に関して、インプリント装置搭載前の倍率差ａと、装置ユーザーが設定する設計値からの倍率差ｂとその時の補正機構１８の中間荷重（ｂ−ａ）との関係を説明する。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、それぞれ上方の数値は、モールド７の倍率差の例（単位:ｐｐｍ）を示し、下方の数値はインプリント装置の補正機構１８による変形量を示している。図８では、補正機構１８のスロトークは０〜−１０ｐｐｍとして説明する。図８（ａ）は、設計値からの倍率差ｂが０の時の例である。倍率差ｂが０の例は、ウエハ１１側のショット倍率が設計値を中心にばらつくことが事前の評価で分かっており、その設計値を中心にモールド７に±５ｐｐｍの倍率補正を行う。図８（ａ）の例では、補正機構１８による変形量が０の時、または、インプリント装置に搭載されていない状態のときに、モールド７のパターン位置が＋５ｐｐｍだけ大きく形成されている。モールド７のパターン位置は先に説明したように、＋５ｐｐｍに相当する線形成分の補正に加えて、中間荷重（ｂ−ａ）が−５ｐｐｍの倍率補正量に相当する荷重を付加したときに発生する非線形誤差分を打ち消すように補正するようにしている。

図８（ｂ）は、設計値からの倍率差ｂが−２ｐｐｍの時の例である。設計値からの倍率差ｂが−２ｐｐｍの例は、ウエハ１１側のショット倍率が設計値から倍率差−２ｐｐｍを中心にばらつく事前の評価で分かっており、その設計値を中心にモールド７に±５ｐｐｍの倍率補正を行う。図８（ｂ）の例ではインプリント装置に搭載されていない状態のときに、モールド７のパターン位置ａが＋３ｐｐｍだけ大きく形成されている。倍率差ｂが−２ｐｐｍであるので、中間荷重（ｂ−ａ）は、−５ｐｐｍに相当する荷重である。モールド７のパターン位置は、＋３ｐｐｍに相当する線形成分の補正に加えて、中間荷重（ｂ−ａ）が−５ｐｐｍのときに発生する非線形誤差分を打ち消すように補正するようにしている。

図８（ａ）、（ｂ）は、設計倍率差と補正機構１８のストローク中心が一致する例を示したが、両者が必ずしも一致する必要はない。図８（ｃ）はその一例を示すものである。設計値からの倍率差ｂが−２ｐｐｍで、この例ではインプリント装置に搭載されていない状態のときに、モールド７のパターン位置ａが＋５ｐｐｍだけ大きく形成されている。倍率差ｂが−２ｐｐｍであるので、中間荷重（ｂ−ａ）は、−７ｐｐｍに相当する荷重である。モールド７のパターン位置は、＋５ｐｐｍに相当する線形成分の補正に加えて、中間荷重（ｂ−ａ）が−７ｐｐｍのときに発生する非線形誤差分を打ち消すように補正するようにしている。このように、装置搭載前の倍率差ａを設計値からの倍率差ｂにするために必要な（ｂ−ａ）の倍率変化を生じさせるために必要な荷重を中間荷重と定義しており、必ずしも、補正機構１８のストローク中心の荷重と一致しなくても良い。

［モールドの製造方法］
第１実施形態
第１実施形態のモールド７の製造方法を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ１１において、非線形誤差を打ち消すための補正値が既に生成済みであるかが判断される。Ｓ１１では製造予定のモールド７を使用するインプリント装置の補正機構１８の仕様（中間荷重、ストローク）に基づいて生成された補正値があるかが判断されて、補正値がある場合はＳ１３に進む。一方、補正値が無い場合は、Ｓ１２の非線形誤差補正値の算出ステップに移る。

Ｓ１２では、図６（ｂ）で示すように、まずＳ１２１で、製造予定のモールド７を使用するインプリント装置の補正機構１８の力学モデルが決定される。モールド７を製造するための基材の４つの側面に圧力を加えた場合の基材の表面の形状の変化が力学モデルを用いて推定される。続いて、Ｓ１２１で中間荷重（第１の圧力）が決定される。中間荷重は、ウエハ１１のショット倍率の平均的な値を考慮して決定される。例えば、１枚のウエハ１１の全ショットの平均的な倍率やロット間での平均的な倍率を求めて、変動がある場合は必要に応じて変更するようにしても良く、インプリント装置の補正機構１８のストローク中心に必ずしも一致させる必要は無い。続いて、Ｓ１２３では、補正機構１８の力学モデルに中間荷重を与えた際に発生する非線形誤差量が解析により求められる。Ｓ１２４で非線形誤差補正値が出力され、必要に応じて補正値が保存される。以上が、図６（ａ）のＳ１２で行う「非線形誤差補正値の算出」の詳細な説明である。Ｓ１２１〜Ｓ１２４は、シミュレータ等の情報処理装置を用いて実行される。

図６（ａ）に戻り、Ｓ１３で、中間荷重時の倍率分（線形成分）と非線形誤差補正値が荷電粒子線描画装置（描画装置）の描画データに反映される。このとき、非線形誤差はショットの外周部付近に大きく発生するので、ショットの外周から例えば１ｍｍの範囲までに限定して非線形誤差の補正値を反映するようにしても良い。Ｓ１４で、描画装置の基材保持部に基材を配置し、Ｓ１５で、補正値を反映した描画データに基づいて、基材の表面上にパターンが描画される。その後Ｓ１６で、基材を描画装置から搬出して、Ｓ１７でエッチング処理を行って、パターンが形成されたパターン面７ａを有するモールド７が製造される。以上が、第１実施形態のモールド７の製造方法の説明である。

第２実施形態
第２実施形態のモールド７の製造方法について説明する。第１実施形態は、解析により非線形誤差を定量化し、補正量を描画装置の描画データに反映させる。ところが、第２実施形態のモールド７の製造方法は、インプリント装置を用いてモールド（レプリカモールド）７Ｒを製造する際にパターン位置を補正するようにしている点に特徴がある。

図９は第２実施形態である非線形誤差を補正したレプリカモールド７Ｒを製造するためのモールド製造装置である。モールド製造装置の構成は、図１に示すインプリント装置に近い構成となっており、同じ構成部品は図１と同じ符号を付けており、説明は省略する。インプリント装置と異なる点は、これから製造するレプリカモールド（基材）７Ｒをモールドチャック１５上に配置し、ステージ駆動機構２０上にはチャック（マスタモールド保持部）１９を備え、パターンが形成済みのマスタモールド７Ｍが配置される点である。補正機構１８は、第１実施形態のモールド７を使用するインプリント装置の補正機構１８と同じ機構を搭載し、レプリカモールド７Ｒに中間荷重をかけている。先に説明したように、中間荷重を、レプリカモールド７Ｒを使用するインプリント装置の補正機構１８のストローク中心に必ずしも一致させる必要は無い。中間荷重は、ウエハ１１のショット倍率の平均的な値を考慮して決定され、１枚のウエハ１１の全ショットの平均的な倍率や、ロット間での平均的な倍率を求めて、変動がある場合は必要に応じて変更するようにしても良い。なお、ウエハ１１のショット倍率情報が事前に無い場合は、設計値通りの倍率、すなわち設計値からの倍率差がゼロになるように中間荷重をかける。

続いて、レプリカモールド７Ｒの製造装置を使用したモールド７の製造方法について、図１０のフローチャートを用いて線形成分に加えて非線形成分の誤差を補正する方法を説明する。Ｓ４０１で、レプリカモールド７Ｒにかける中間荷重の指令値を装置に入力する。Ｓ４０２で、レプリカモールド７Ｒの製造装置の制御部１は、レプリカモールド７Ｒをモールドチャック１５まで搬入して装着し、マスタモールド７Ｍをチャック１９まで搬入して装着する。Ｓ４０３で、制御部１は、補正機構１８によりレプリカモールド７ＲにＳ４０１で入力された指令値に基づいて中間荷重をかける。Ｓ４０４で、制御部１は、塗布部５により、マスタモールド７Ｍのパターン面に樹脂を塗布（配置）する（配置工程）。Ｓ４０５で、制御部１は、マスタモールド７Ｍをレプリカモールド７Ｒの下に移動し、アライメント計測器２２により、レプリカモールド７Ｒにマスタモールド７Ｍを正確に位置合わせする。レプリカモールド７Ｒに対するマスタモールド７Ｍの位置合わせが完了すると、Ｓ４０６で、制御部１は、樹脂１４を介してレプリカモールド７Ｒをマスタモールド７Ｍに接触させる（押印動作）。押型動作は、モールド駆動機構１６を駆動させ、マスタモールド７Ｍ上の樹脂１４に中間荷重をかけた状態のままレプリカモールド７Ｒを押し付ける動作である。この押し付けにより、樹脂１４は、パターン面７ａの凹部に充填される。この状態で、制御部１は、Ｓ４０７で、照射部２から照射した紫外線８により樹脂１４を硬化させる。樹脂１４が硬化した後に、制御部１は、Ｓ４０８で、モールド駆動機構１６を再駆動させ、レプリカモールド７Ｒをマスタモールド７Ｍから引き離す（離型動作）。樹脂１４が、離型動作において、レプリカモールド７Ｒに接着されたままマスタモールド７Ｍから剥離されるように、例えば、マスタモールド７Ｍの上には離型剤が塗布されうる。これにより、レプリカモールド７Ｒの表面には、マスタモールド７Ｍ側パターンの凹凸部に倣った３次元形状の樹脂１４のパターン（層）が成形される。Ｓ４０９で、制御部１は、レプリカモールド７Ｒにかけていた中間荷重を解放する。Ｓ４１０で、制御部１は、レプリカモールド７Ｒをモールドチャック１５から取り外し（取り外し工程）、マスタモールド７Ｍをチャック１９から取り外す。Ｓ４１１で、圧縮が解除されたレプリカモールド７Ｒのエッチングを行い、ガラス表面に凹凸を形成した後に、樹脂１４を除去してレプリカモールド７Ｒが完成する。

第２実施形態の特徴は、第１実施形態と異なり、解析により非線形誤差の算出をせず、また、荷電粒子線描画装置での線形成分、非線形誤差の補正も行わない。その代わりに、レプリカモールド７Ｒ側に中間荷重をかけた状態で、マスタモールド７Ｍの補正されていないパターンをインプリントすることで、同様の効果が得られるようにしている。第２実施形態では、中間荷重状態で、目標とする形状（ショットの大きさで非線形誤算が無い）がレプリカモールド７Ｒ上に転写されている。レプリカモールド７Ｒは、装置外の荷重が解放された状態では、ショットの形状が所定倍率分だけ大きくなり、非線形誤差が逆方向に発生したパターン形状を有している。そのレプリカモールド７Ｒをインプリント装置に搭載して、補正機構１８で中間荷重をかけると、マスタモールド７Ｍのパターン形状が再現できる。

第２実施形態において、図８の例を用いて、マスタモールド７Ｍとレプリカモールド７Ｒそれぞれの設計値からの倍率差について説明する。図８（ａ）の例では、マスタモールド７Ｍは設計値からの倍率差ｂが０ｐｐｍなので、倍率補正をかけずにパターンを形成している。また、レプリカモールド７Ｒには−５ｐｐｍに相当する中間荷重（ｂ−ａ）をかけてマスタモールド７Ｍ上のパターンがレプリカモールド７Ｒに転写される。このようにして製造されたレプリカモールド７Ｒをインプリント装置上の補正機構１８で−５ｐｐｍに相当する中間荷重をかけることで０ｐｐｍの倍率差のときに非線形誤差の無いモールド７上のパターンを得ることができる。

図８（ｂ）の例では、マスタモールド７Ｍには設計値からの倍率差bに相当する−２ｐｐｍの倍率補正をかけてパターンを形成する。また、レプリカモールド７Ｒには−５ｐｐｍに相当する中間荷重（ｂ−ａ）をかけてマスタモールド７Ｍ上のパターンをレプリカモールド７Ｒに転写する。このようにして製造されたレプリカモールド７Ｒをインプリント装置上の補正機構１８で−５ｐｐｍに相当する中間荷重をかけることで−２ｐｐｍの倍率差で非線形誤差の無いモールド７上のパターンを得ることができる。

図８（ｃ）の例では、マスタモールド７Ｍは設計値から−２ｐｐｍの倍率差bの倍率補正をかけてパターンを形成し、レプリカモールド７Ｒには−７ｐｐｍの中間荷重（ｂ−ａ）をかけてマスタモールド７Ｍ上のパターンをレプリカモールド７Ｒに転写する。このようにして製造されたレプリカモールド７Ｒをインプリント装置上の補正機構１８で−７ｐｐｍに相当する中間荷重をかけることで−２ｐｐｍの倍率差で非線形誤差の無いモールド７上のパターンを得ることができる。

第３実施形態
第３実施形態のモールド７の製造方法について説明する。第３実施形態のモールド７の製造方法は、レプリカモールド７Ｒを製造する際にパターン位置を補正するものであり、第２実施形態の変形例である。第２実施形態は、ステージ４上にマスタモールド７Ｍを保持し、レプリカモールド７Ｒに中間荷重をかけてマスタモールド７Ｍに押印する。ところが、第３実施形態は、レプリカモールド７Ｒをステージ４上で保持する。第３実施形態は、ステージ４上の補正機構１８により中間荷重がかけられたレプリカモールド７Ｒにマスタモールド７Ｍを押印する。第３実施形態では、図１１で示す、レプリカモールド７Ｒの製造装置を用いて、レプリカモールド７Ｒを製造する。第３実施形態の製造装置は、図９に示す第２実施形態の製造装置に対して、レプリカモールド７Ｒとそれに中間荷重をかける補正機構１８のセットとマスタモールド７Ｍが入れ替わる構造なので、装置の詳細な説明は省略する。更に、第３実施形態におけるレプリカモールド７Ｒの製造方法についても、図１０に示すフローチャートと同じなので、説明を省略する。

第３実施形態においても、中間荷重状態で、非線形誤算が無い所望のパターンがレプリカモールド７Ｒ上に転写されている。荷重が解放された状態のレプリカモールド７Ｒは、ショットの形状が所定倍率分大きくなり、非線形誤差が逆方向に発生したパターン形状をしている。そのレプリカモールド７Ｒをインプリント装置に搭載して、補正機構１８で中間荷重をかけると、マスタモールド７Ｍのパターン形状が再現できる。

［物品製造方法］
物品としてのデバイス（半導体集積回路デバイス、液晶表示デバイス、ＭＥＭＳ等）の製造方法は、前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、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された前記基板をエッチングするステップを含みうる。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、エッチングステップの代わりに、パターンを転写された前記基板を加工する他の加工ステップを含みうる。

４：ウエハステージ（ステージ）。７：モールド。７ａ：パターン面。７Ｍ：マスタモールド。７Ｒ：レプリカモールド（基材）。１１：基板（ウエハ）。１４：樹脂。１８：補正機構。

Claims (12)

1. 基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置に用いられるモールドであって、
   パターンが形成されたパターン面と、
   それぞれが前記インプリント装置の押圧部材と接触して該押圧部材によって押圧されうるように形成された４つの側面と、を有し、
   前記パターン面は、前記４つの側面のいずれにも前記押圧部材によって圧力が加えられていないときには、前記パターン面の外周の中央部が角部よりも内側に引っ込む第１の形状を有していることを特徴とするモールド。
2. 前記４つの側面のそれぞれに前記押圧部材によって圧力が加えられたときに、前記角部は、前記中央部よりも圧縮の度合いが大きいことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
3. １枚の基板上の複数のショット領域または複数の基板の複数のショット領域の形状の補正倍率の平均値に基づいて予め決定された所定の圧力を、前記押圧部材によって、前記４つの側面のそれぞれに加えたときに、前記パターン面は矩形の第２の形状になることを特徴とする請求項１または２に記載のモールド。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモールドを製造する製造方法であって、
   パターンが形成されたパターン面を基材に形成する工程を含み、
   前記基材は、それぞれがインプリント装置の押圧部材と接触して該押圧部材によって押圧されうるように形成された４つの側面を有し、
   前記パターン面は、前記４つの側面のいずれにも前記押圧部材によって圧力が加えられていないときは、前記パターン面の外周の中央部が角部よりも内側に引っ込む第１の形状を有していることを特徴とするモールドの製造方法。
5. 前記パターン面を基材に形成する工程は、
   前記第１の形状に対応するように補正された描画データを取得する工程と、
   荷電粒子線描画装置により前記描画データを用いて前記基材の側面に圧力が加えられていない前記基材の表面に前記第１の形状のパターン面を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載のモールドの製造方法。
6. 前記基材の４つの側面に圧力を加えた場合の前記基材の表面の形状の変化を力学モデルを用いて推定することにより前記描画データを取得することを特徴とする請求項５に記載のモールドの製造方法。
7. 前記パターン面を基材に形成する工程は、
   前記基材を基材保持部に配置し、前記４つの側面のそれぞれに前記押圧部材により第１の圧力を加えて前記基材を所定の倍率に圧縮する工程と、
   矩形の第２の形状のパターンを生成するマスタモールドをマスタモールド保持部に配置する工程と、
   前記所定の倍率に圧縮された前記基材と前記マスタモールドとの間にインプリント材を配置する配置工程と、
   前記圧縮された基材と前記マスタモールドとを前記インプリント材を介して接触させることによって前記インプリント材に前記第２の形状のパターンを形成する工程と、
   前記第２の形状のパターンが形成された前記インプリント材の層を有する前記基材を前記基材保持部から取り外す取り外し工程と、
   前記基材保持部から取り外されることにより前記圧縮が解除され、かつ、前記インプリント材の層を有する前記基材をエッチングすることによって、前記第１の形状のパターン面を有するモールドを取得する工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のモールドの製造方法。
8. 前記配置工程で前記インプリント材を前記マスタモールドの上に塗布し、前記取り外し工程で、前記第２の形状のパターンが形成された前記インプリント材の層を前記基材と接着した状態で前記マスタモールドから剥離することを特徴とする請求項７に記載のモールドの製造方法。
9. 前記配置工程で、前記インプリント材は、前記マスタモールドに塗布された離型剤の層の上に塗布することを特徴とする請求項８に記載のモールドの製造方法。
10. 前記配置工程で、前記インプリント材は前記圧縮された基材の上に塗布することを特徴とする請求項７に記載のモールドの製造方法。
11. 基板の上のインプリント材をモールドで成形することにより前記基板の上にパターンを形成するインプリント装置を用いたインプリント方法であって、
    請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモールドをモールド保持部に配置する第１工程と、
    前記基板を基板保持部に配置する第２工程と、
    前記基板に対する前記モールドの倍率ずれを検出する第３工程と、
    前記モールドのパターン面を前記検出された倍率ずれを低減する倍率に圧縮するように、前記インプリント装置の押圧部材を用いて前記モールドの側面のそれぞれに圧力を加えながら前記モールドで前記インプリント材を成形する第４工程と、を含み、
    前記パターン面は、前記４つの側面のいずれにも前記押圧部材によって圧力が加えられていないときには、前記パターン面の外周の中央部が角部よりも内側に引っ込む第１の形状を有しており、前記第４工程で前記押圧部材によって前記４つの側面のそれぞれに圧力が加えられたときに、前記パターン面は、第２の形状を有し、前記第２の形状は前記第１の形状よりも矩形に近いことを特徴とするインプリント方法。
12. 請求項１１に記載のインプリント方法によって基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を加工して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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