JP2014229670A - パターン形成方法及びパターン形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン形成のスループットの向上を図ることができるパターン形成方法及びパターン形成装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るパターン形成方法は、第１パターンを有するモールドを用意する工程と、第２パターンを有する基板を用意する工程と、前記基板の上に感光性樹脂を塗布する工程と、モールドを前記感光性樹脂に接触させる工程と、第１パターンと第２パターンとの間に感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程と、第１パターンと第２パターンとの間に感光性樹脂が充填されている場合には第１基準に従い第１パターンと第２パターンとの位置合わせを行い、第１パターンと第２パターンとの間に感光性樹脂が充填されていない場合には第１基準とは異なる第２基準に従い第１パターンと第２パターンとの位置合わせを行う工程と、感光性樹脂を硬化させる工程と、モールドを感光性樹脂から引き離す工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、パターン形成方法及びパターン形成装置に関する。

微細なパターンを形成するパターン形成方法の１つとして、凹凸パターンが設けられたモールド（原版）を用いるインプリント法が注目されている。インプリント法では、パターンを転写する対象の基板の上に感光性樹脂を塗布し、この感光性樹脂にモールドの凹凸パターンを接触させる。そして、モールドと基板との位置合わせを行った状態で、感光性樹脂に光を照射して硬化させる。その後、モールドを感光性樹脂から引き離す。これにより、感光性樹脂にモールドの凹凸パターンの形状が転写される。パターン形成方法においては、モールドと基板とを短時間で位置合わせすることがスループットを向上させる上で重要である。

特開２００８−２７０６８６号公報

本発明の実施形態は、パターン形成のスループットの向上を図ることができるパターン形成方法及びパターン形成装置を提供する。

実施形態に係るパターン形成方法は、第１パターンを有するモールドを用意する工程と、第２パターンを有する基板を用意する工程と、前記基板の上に感光性樹脂を塗布する工程と、前記モールドを前記感光性樹脂に接触させる工程と、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程と、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されている場合には第１基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行い、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されていない場合には前記第１基準とは異なる第２基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行う工程と、前記感光性樹脂を硬化させる工程と、前記モールドを前記感光性樹脂から引き離す工程と、を備える。

図１は、第１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２（ａ）〜（ｄ）は、モールドを用いた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）及び（ｂ）は、モールドについて例示する模式図である。 図４は、基板について例示する模式的平面図である。 図５（ａ）〜（ｄ）は、アライメントを例示する模式図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、アライメントを例示する模式図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、モアレ及び波形を例示する模式図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、モアレ及び波形を例示する模式図である。 図９は、アライメントパターンのグループを例示する模式的平面図である。 図１０は、第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成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の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
図２（ａ）〜（ｄ）は、モールドを用いたパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
図１に表したように、第１の実施形態に係るパターン形成方法は、基板を用意する工程（ステップＳ１０１）と、モールドを用意する工程（ステップＳ１０２）と、感光性樹脂を塗布する工程（ステップＳ１０３）と、モールドを接触させる工程（ステップＳ１０４）と、感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程（ステップＳ１０５）と、第１基準または第２基準でアライメントする工程（ステップＳ１０６、Ｓ１１０）と、アライメントを判定する工程（ステップＳ１０７）と、露光を行う工程（ステップＳ１０８）と、モールドを引き離す工程（ステップＳ１０９）と、を含む。

本実施形態に係るパターン形成方法は、凹凸パターンを有するモールド（原版）を用いたインプリント法によるパターン形成方法である。本実施形態に係るパターン形成方法では、感光性樹脂の充填の状態に応じてモールドと基板とのアライメント（位置合わせ）の基準を切り替えることで、感光性樹脂の充填完了を待たずにモールドと基板とのアライメントを行う。これにより、モールドの感光性樹脂への接触からアライメントの完了までに要する時間を短縮して、パターン形成のスループットの向上を図る。

ここで、図２（ａ）〜（ｄ）に沿ってモールドを用いたパターン形成方法の一例を説明する。
先ず、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。感光性樹脂７０には、例えばアクリル酸エステルが用いられる。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、例えば数ピコリットル（ｐＬ）程度である。感光性樹脂７０の液滴の間隔は、例えば１０マイクロメートル（μｍ）以上１００μｍ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基板２５０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１１０を用意する。モールド１１０は、凹凸パターンが形成されたパターン部Ｐを有する。そして、このモールド１１０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。凹パターンＰ１内には感光性樹脂７０が充填される。

モールド１１０のパターン部Ｐを感光性樹脂７０に接触させるとともに、モールド１１０と基板２５０とのアライメント（位置合わせ）を行う。

次に、モールド１１０と基板２５０とのアライメントが完了した状態で、モールド１１０の基材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、基材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が照射されることで硬化する。

次に、図２（ｃ）に表したように、モールド１１０を、感光性樹脂７０から引き離す。これにより、基板２５０の上にはモールド１１０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。モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させる際、モールド１１０と基板２５０との間に僅かな隙間が設けられる。この隙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、この残膜７０ｂを除去する処理を行う。例えば、転写パターン７０ａ及び残膜７０ｂをＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によってエッチバックする。これにより、図２（ｄ）に表したように、転写パターン７０ａのみが基板２５０上に残ることになる。

次に、本実施形態に係るパターン形成方法の具体例について説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、モールドについて例示する模式図である。
図３（ａ）には、モールド１１０の模式的平面図が表される。図３（ｂ）には、図３（ａ）に示すＡ−Ａ線の模式的断面図が表される。図３（ａ）及び（ｂ）に表したモールド１１０は、図１のステップＳ１０１において用意されるモールドの一例である。

図３（ａ）及び（ｂ）に表したように、モールド１１０は、基材１０と、台座部２０と、パターン部Ｐと、を有する。基材１０には、例えば光透過性を有する材料が用いられる。基材１０の材料は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）や石英である。基材１０の外形は、例えば矩形である。基材１０の外形の大きさは、例えば縦１５０ミリメートル（ｍｍ）、横１５０ｍｍである。

台座部２０は、基材１０の中央部分から突出して設けられる。台座部２０の外形は、例えば矩形である。台座部２０の外形の大きさは、例えば縦３３ｍｍ、横２６ｍｍである。台座部２０の高さは、例えば３μｍである。

パターン部Ｐは、台座部２０に設けられた凹パターンＰ１及び凸パターンＰ２（凹凸パターン）を有する。凹パターンＰ１は、台座部２０の表面から後退した溝状のパターンである。複数の凹パターンＰ１が設けられている場合、隣り合う２つの凹パターンＰ１の間は凸パターンＰ２になる。

図３（ａ）に表したように、台座部２０には、第１アライメントパターン（第１パターン）ＡＰ１が設けられる。第１アライメントパターンＡＰ１は、台座部２０の例えば周縁付近に設けられる。第１アライメントパターンＡＰ１は、パターン部Ｐ内に設けられていてもよい。

第１アライメントパターンＡＰ１は、所定形状の凹凸パターンを有する。第１アライメントパターンＡＰ１は、後述する基板側のアライメントパターンとの重ね合わせにおいて、モールド１１０と基板２５０との位置ずれを検出するために用いられる。本実施形態では、一例として、第１アライメントパターンＡＰ１にラインアンドスペースの凹凸パターンが含まれる場合を説明する。

図４は、基板について例示する模式的平面図である。
図４に表した基板２５０は、例えば半導体ウェーハである。図４に表した基板２５０は、図１のステップＳ１０２において用意される基板の一例である。基板２５０は、絶縁性基板（ガラス基板等）やＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板など、どのような基板であってもよい。基板２５０は、ショット領域Ｒを有する。ショット領域Ｒは、モールド１１０による１回のインプリントでパターンを転写する領域である。ショット領域Ｒは、例えば、１チップに相当する領域、複数チップに相当する領域、及び１チップ内の一部に相当する領域のいずれかである。

基板２５０は、第２アライメントパターン（第２パターン）ＡＰ２を有する。第２アライメントパターンＡＰ２は、ショット領域Ｒ内に設けられる。複数のショット領域Ｒが設けられている場合、第２アライメントパターンＡＰ２は、各ショット領域Ｒに設けられる。

第２アライメントパターンＡＰ２は、所定形状の凹凸パターンを有する。第２アライメントパターンＡＰ２は、モールド１１０の第１アライメントパターンＡＰ１との重ね合わせにおいて、モールド１１０と基板２５０との位置ずれを検出するために用いられる。本実施形態では、一例として、第２アライメントパターンＡＰ２にラインアンドスペースの凹凸パターンが含まれる場合を説明する。

図４に表したように、インプリント法によってパターンを形成する場合、基板２５０のショット領域Ｒの上にモールド１１０を配置する。そして、モールド１１０の第１アライメントパターンＡＰ１と、基板２５０の第２アライメントパターンＡＰ２との重なりの状態によってモールド１１０と基板２５０とのアライメントを行う。

例えば、モールド１１０を基板２５０の上に配置した状態で、アライメントのための光（アライメント光）を第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２に照射する。アライメント光には、感光性樹脂７０を硬化させない波長の光が用いられる。

アライメントは、このアライメント光の反射光を受光部（アライメントセンサ）によって受光して、受光部で得た信号の波形に基づき行われる。本実施形態では、例えば干渉光を用いたアライメントが行われる。

本実施形態では、第１アライメントパターンＡＰ１に含まれる凹凸パターンの第１方向のピッチが、第２アライメントパターンＡＰ２に含まれる凹凸パターンの第１方向のピッチと相違する。第１アライメントパターンＡＰ１は、第１方向に第１間隔を有する。第２アライメントパターンＡＰ２は、第１方向に第２間隔を有する。第２間隔は、第１間隔の整数倍ではなく、かつ第１間隔の整数分の１でない。

第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２は、それぞれ回折格子を有する。すなわち、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とを重ね合わせた状態でアライメント光を照射すると、アライメント光の反射光（回折光）によってモアレ（干渉縞）が発生する。アライメントは、このモアレの濃淡を検出し、この濃淡に基づく波形から第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とのずれ量を求めることで行われる。

図５（ａ）〜図６（ｄ）は、アライメントを例示する模式図である。
図５（ａ）には、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とが重ね合わされた状態が表される。図５（ｂ）には、図５（ａ）の重ね合わせの状態で発生するモアレの濃淡の波形Ｗ１が表される。図５（ｂ）における横軸は位置、縦軸は光量を表している。

図５（ａ）に表した例では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０は充填されていない。すなわち、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間には空気が介在する。

モールド１１０と基板２５０とのアライメントを行うには、図５（ｂ）に表したようなモアレの濃淡の波形Ｗ１の例えばピークの位置を検出する。モールド１１０の光学特性は、空気の光学特性と相違する。したがって、波形Ｗ１は大きな振幅を有する。そして、検出したピークの位置が所定の位置になるように、モールド１１０と基板２５０との位置関係を調整する。

図５（ｃ）には、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とが重ね合わされた状態が表される。図５（ｄ）には、図５（ｃ）の重ね合わせの状態で発生するモアレの濃淡の波形Ｗ２が表される。図５（ｄ）における横軸は位置、縦軸は光量を表している。

図５（ｃ）に表した例では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されている。ここで、感光性樹脂７０の光学特性（例えば、アライメント光の波長での屈折率や消衰係数）がモールド１１０の光学特性とほぼ等しい場合、モアレの濃淡の波形Ｗ２の振幅は非常に小さくなる。

図６（ａ）には、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とが重ね合わされた状態が表される。図６（ａ）に表したモールド１１０の第１アライメントパターンＡＰ１の凹パターンには、モールド１１０及び感光性樹脂７０と光学特性が異なる材料（例えばクロム（Ｃｒ））による遮光膜ＳＨが設けられる。図６（ｂ）には、図６（ａ）の重ね合わせの状態で発生するモアレの濃淡の波形Ｗ１０が表される。図６（ｂ）における横軸は位置、縦軸は光量を表している。

図６（ａ）に表した例では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０は充填されていない。すなわち、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間には空気が介在する。一般的に、空気の光学定数（例えば、消衰定数、屈折率）は、感光性樹脂７０の光学定数及びモールド１１０の光学定数と異なる。このため、遮光膜ＳＨを有するモールド１１０を用いた場合、モアレの濃淡の波形Ｗ１０は、図５（ｂ）に表した波形Ｗ１とほぼ同等の振幅を有する。

図６（ｃ）には、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とが重ね合わされた状態が表される。図６（ｃ）に表したモールド１１０は、図６（ａ）に表したモールド１１０と同様に遮光膜ＳＨを有する。図６（ｄ）には、図６（ｃ）の重ね合わせの状態で発生するモアレの濃淡の波形Ｗ２０が表される。図６（ｄ）における横軸は位置、縦軸は光量を表している。

図６（ｃ）に表した例では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されている。モールド１１０の第１アライメントパターンＡＰ１の凹パターンに遮光膜ＳＨが設けられていると、モアレの濃淡の波形Ｗ２０の振幅は、図６（ｂ）に表した波形Ｗ１０の振幅よりも小さくなる。しかし、波形Ｗ２０の振幅は、図５（ｄ）に表した波形２の振幅よりも大きい。

例えば、感光性樹脂７０の光学特性とモールド１１０の光学特性とがほぼ等しい場合であっても、遮光膜ＳＨを有するモールド１１０を用いることで、波形Ｗ２０の振幅が得られる。

本実施形態に係るパターン形成方法では、上記のようなアライメントを行うにあたり、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されたか否かの判定を行う（図１のステップＳ１０５）。そして、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていると判定された場合には、第１基準によってアライメントを行い（図１のステップＳ１０６）、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていないと判定された場合には、第１基準とは異なる第２基準によってアライメントを行う（図１のステップＳ１１０）。

ここで、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されたか否かの判定は、例えば、図５（ｂ）、図５（ｄ）、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に表したような波形Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１０及びＷ２０の変化によって行われる。

例えば、図５（ａ）〜（ｄ）に表したように、モールド１１０に遮光膜ＳＨが設けられていない場合、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていない場合には波形Ｗ１が得られ、充填されている場合には波形Ｗ２が得られる。したがって、アライメント光の反射光を受光部によって得た信号の波形（波形Ｗ１、波形Ｗ２）によって感光性樹脂７０の充填の有無が得られる。

図６（ａ）〜（ｄ）に表したように、モールド１１０に遮光膜ＳＨが設けられてる場合も、同様に受光部によって得た信号の波形（波形Ｗ１０、波形Ｗ２０）によって感光性樹脂７０の充填の有無が得られる。

なお、上記の例では、感光性樹脂７０の充填の有無の判定を、第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２を用いて行っているが、別なパターンを用いてもよい。例えば、モールド１１０に第３パターン（第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２とは異なるパターン）を設けておき、この第３パターンを用いて感光性樹脂７０の充填の有無を判定してもよい。第３パターンを用いる場合でも、感光性樹脂７０の充填の有無によるアライメント光の反射光の波形、強度及び位相等の変化によって判定すればよい。第３パターンは、第１アライメントパターンＡＰ１の近傍に設けられることが望ましい。

本実施形態では、図１に表すステップＳ１０５において、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていると判定された場合、第１基準によってモールド１１０と基板２５０とのアライメントを行う（図１のステップＳ１０６）。

ここで、第１基準は、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されている場合のモアレの濃淡を検出するための第１範囲を含む。例えば、図６（ｃ）に表したように、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されている場合、図６（ｄ）に表した波形Ｗ２０の振幅を含む第１範囲ＲＧ１を波形Ｗ２０の検出範囲として設定する。

一方、図１に表すステップＳ１０５において、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されてないと判定された場合、第２基準によってモールド１１０と基板２５０とのアライメントを行う（図１のステップＳ１１０）。

第２基準は、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていない場合のモアレの濃淡を検出するための第２範囲を含む。例えば、図６（ａ）に表したように、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されていない場合、図６（ｂ）に表した波形Ｗ１０の振幅を含む第２範囲ＲＧ２を波形Ｗ１０の検出範囲として設定する。例えば、第２範囲ＲＧ２は、第１範囲ＲＧ１よりも広い。

このように、本実施形態では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されているか否かによってアライメントを行う際の波形Ｗ１０及びＷ２０の最適な検出範囲を設定する。したがって、本実施形態では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されている場合、充填されていない場合のいずれにおいても最適な検出範囲によって波形Ｗ１０、Ｗ２０が検出される。

一般に、インプリント法によるパターン形成方法においては、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させてから、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されるまで待機した後、モールド１１０と基板２５０とのアライメントを行うことが行われる。

これに対し、本実施形態では、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させてから、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されるまで待機することなく、モールド１１０と基板２５０とのアライメントを開始する。すなわち、本実施形態では、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させた直後からアライメントを開始する。

そして、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間の感光性樹脂７０の有無によって、それぞれ最適な検出範囲（例えば、第１範囲ＲＧ１及び第２範囲ＲＧ２）により波形（例えば、波形Ｗ２０、Ｗ１０）を検出する。したがって、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させてから感光性樹脂７０が第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に充填されるまでの待機時間が不要になる。つまり、パターン形成におけるスループットが向上する。

また、本実施形態では、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間の感光性樹脂７０の有無によって、それぞれ最適な検出範囲により波形Ｗ１０、Ｗ２０を検出するため、感光性樹脂７０の有無にかかわらず精度良く波形Ｗ１０、Ｗ２０が検出される。

図７（ａ）〜図８（ｂ）は、モアレ及び波形を例示する模式図である。
図７（ａ）には、感光性樹脂７０が充填されていない状態でのモアレＭ１が表される。なお、図７（ａ）には、第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２が表される。第１アライメントパターンＡＰ１の一部は、第２アライメントパターンＡＰ２の一部と重なっている。この重なっている部分にモアレＭ１が発生する。

図７（ｂ）には、モアレＭ１の波形Ｗ１１が表される。波形Ｗ１１は、振幅ＡＭＰ１を有する。この場合、アライメントは、第２基準に含まれる第２範囲ＲＧ２を検出範囲として波形Ｗ１１を検出する。

図８（ａ）には、感光性樹脂７０が充填されている状態でのモアレＭ２が表される。なお、図８（ａ）には、第１アライメントパターンＡＰ１及び第２アライメントパターンＡＰ２が表される。第１アライメントパターンＡＰ１の一部は、第２アライメントパターンＡＰ２の一部と重なっている。この重なっている部分にモアレＭ２が発生する。

図８（ｂ）には、モアレＭ２の波形Ｗ２１が表される。波形Ｗ２１は、振幅ＡＭＰ２を有する。振幅ＡＭＰ２は、振幅ＡＭＰ１よりも小さい。この場合、アライメントは、第１基準に含まれる第１範囲ＲＧ１を検出範囲として波形Ｗ２１を検出する。

図９は、アライメントパターンのグループを例示する模式的平面図である。
図９には、モールド１１０に設けられるアライメントパターンのグループＧの一例が表される。なお、基板２５０には、モールド１１０のアライメントパターンに対応したアライメントパターンが設けられる。

図９に表したように、アライメントパターンのグループＧは、粗いアライメントを行うためのパターンＡＰ５１と、精密なアライメントを行うためのパターンＡＰ５２とが設けられる。パターンＡＰ５１及びＡＰ５２は、それぞれ複数設けられていてもよい。精密なアライメントを行うためのパターンＡＰ５２は、例えば第１アライメントパターンＡＰ１を含む。

また、粗いアライメントを行うためのパターンＡＰ５１は、感光性樹脂７０が充填されたか否かを判定するための第３パターンＡＰ５３を含んでいてもよい。

モールド１１０と基板２５０とのアライメントが完了した後、発光部から光を感光性樹脂７０に照射する。光の照射によって感光性樹脂７０は硬化する。感光性樹脂７０が硬化した後、モールド１１０を感光性樹脂７０から引き離す。これにより、基板２５０の上にモールド１１０の凹凸パターンの形状が転写された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、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させた後、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されるまで待機することなくアライメントが行われる。したがって、パターン形成のスループットが向上する。なお、アライメントは、基板２５０上の各ショット領域Ｒごとに行われる。したがって、基板２５０上に多くのショット領域Ｒが設けられているほど、スループット向上の効果が顕著に表れる。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示する模式図である。
図１０に表したように、パターン形成装置２００は、モールド保持部（第１保持部）２と、基板保持部（第２保持部）５と、駆動部８と、塗布部１４と、発光部１２と、制御部２１と、を備える。パターン形成装置２００は、さらに、アライメントセンサ７と、アライメント部９と、加圧部１５と、を備える。実施形態に係るパターン形成装置２００は、モールド１１０の凹凸パターンの形状を基板２５０上の感光性樹脂７０に転写するインプリント装置である。

基板２５０は、例えば半導体基板やガラス基板である。基板２５０には下地パターンが形成される。基板２５０は、下地パターン上に形成された膜を含んでいてもよい。膜としては、絶縁膜、金属膜（導電膜）及び半導体膜の少なくともいずれかである。パターン転写時には、基板２５０の上に樹脂が塗布される。

基板保持部５は、ステージ定盤１３の上に移動可能に設けられる。基板保持部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。基板保持部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。基板保持部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。

基板保持部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。基準マークは例えば回折格子で構成される。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１１０の位置決め（姿勢制御・調整）に利用される。基準マークは、基板保持部５上の原点である。基板保持部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。

モールド保持部２は、モールド１１０を固定する。モールド保持部２は、モールド１１０の周縁部分を例えば真空吸着によって保持する。ここでは、モールド１１０は、石英や蛍石など紫外線（ＵＶ光）を透過する材料で形成される。モールド１１０に形成された凹凸パターンは、デバイスパターンに対応したパターンと、モールド１１０と基板２５０との位置合わせ時に使用されるアライメントパターンとを含む。モールド保持部２はモールド１１０を装置基準に位置決めするように動作する。モールド保持部２は、ベース部１１に取り付けられる。

ベース部１１には、アライメント部９及び加圧部１５（アクチュエータ）が取り付けられる。アライメント部９は、モールド１１０の位置（姿勢）を微調整する調整機構を有する。アライメント部９は、モールド１１０の位置（姿勢）を微調整することにより、モールド１１０と基板２５０との相対的な位置を補正する。アライメント部９は、例えば制御部２１から指示を受けて基板２５０とモールド１１０との位置合わせ及びモールド１１０の位置の微調整を行う。

加圧部１５は、モールド１１０の側面に応力を与えてモールド１１０を歪ませる。矩形のモールド１１０の場合、加圧部１５は、モールド１１０の４つの側面から中心に向けてモールド１１０を加圧する。これにより、モールド１１０の位置合わせを行う。また、加圧部１５は、モールド１１０を押圧するバランスによってモールド１１０を変形させる。加圧部１５は、例えば制御部２１から指示を受けてモールド１１０を所定の応力で加圧する。

アライメントセンサ７は、モールド１１０に設けられた第１アライメントパターンＡＰ１と、基板２５０に設けられた第２アライメントパターンＡＰ２とを検出する。アライメントセンサ７は、例えば光学カメラを有する。光学カメラによって取り込んだ例えばモアレの画像の信号（波形）から第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との相対的な位置ずれ量が求められる。

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１１０の位置ずれ、及び基板２５０を基準としたモールド１１０の位置ずれを検出する。アライメントセンサ７で検出した例えばモアレの画像の信号（波形）は、制御部２１に送られる。アライメントセンサ７は固定式でも移動式でもよい。

制御部２１は、アライメントセンサ７で検出した第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの位置情報に基づき、位置ずれ量を演算する。アライメント部９は、制御部２１から送られた信号によって基板２５０とモールド１１０とのアライメント調整を行う。

制御部２１は、発光部１２を制御する。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７０を塗布した後、モールド１１０の凹凸パターンを感光性樹脂７０に接触させた状態で発光部１２から感光性樹脂７０に光を照射する。制御部２１は、この光の照射タイミングや照射量を制御する。

発光部１２は、例えば紫外線光を放出する。発光部１２は、例えばモールド１１０の直上に設置される。なお、発光部１２の位置はモールド１１０の直上に限られない。発光部１２がモールド１１０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、発光部１２から放出した光をモールド１１０の直上からモールド１１０に向けて照射するように構成すればよい。

塗布部１４は基板２５０上に感光性樹脂７０を塗布する。塗布部１４はノズルを有し、このノズルから感光性樹脂７０を基板２５０の上に滴下する。

駆動部８は、モールド保持部２及び基板保持部５を駆動する。駆動部８は、モールド保持部２及び基板保持部５の少なくともいずれかを駆動して、モールド１１０と基板２５０との相対的な位置関係を変化させる。

パターン形成装置２００の制御部２１は、モールド１１０の凹凸パターンを感光性樹脂７０に接触させた後、モールド１１０と基板２５０とのアライメント及び感光性樹脂７０に向けて光を照射する制御を行う。制御部２１は、図１に表したステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理を実行する。ここで、ステップＳ１０１に表したモールドの用意は、モールド保持部２でモールド１１０を保持することを含む。ステップＳ１０２に表した基板の用意は、基板保持部５で基板２５０を保持することを含む。

このようなパターン形成装置２００によれば、モールド１１０を感光性樹脂７０に接触させた後、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間に感光性樹脂７０が充填されるまで待機することなくアライメントが行われる。したがって、パターン形成のスループットが向上する。

（第３の実施形態）
上記説明した第１の実施形態に係るパターン形成方法は、コンピュータによって実行されるプログラム（パターン形成プログラム）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３００は、中央演算部３０１、入力部３０２、出力部３０３、記憶部３０４を含む。入力部３０２は、記録媒体Ｍに記録された情報を読み取る機能を含む。パターン形成プログラムは、中央演算部３０１で実行される。

パターン形成プログラムは、図１に表したステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理をコンピュータ３００に実行させる。

（第４の実施形態）
パターン形成プログラムは、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、図１に表したステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理をコンピュータ３００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、パターン形成プログラムは、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、実施形態に係るパターン形成方法及びパターン形成装置によれば、パターン形成のスループットの向上を図ることができる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とのアライメントは、モアレの濃淡の検出には限定されず、位置ずれの情報を検出できる手段であれば適用可能である。前述の各実施形態に対して、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。

２…モールド保持部、５…基板保持部、６…基準マーク台、７…アライメントセンサ、８…駆動部、９…アライメント部、１０…基材、１１…ベース部、１２…発光部、１３…ステージ定盤、１３ａ…上面、１４…塗布部、１５…加圧部、２０…台座部、２１…制御部、７０…感光性樹脂、７０ａ…転写パターン、７０ｂ…残膜、１１０…モールド、２００…パターン形成装置、２５０…基板、３００…コンピュータ、３０１…中央演算部、３０２…入力部、３０３…出力部、３０４…記憶部、ＡＰ１…第１アライメントパターン、ＡＰ２…第２アライメントパターン、ＡＰ５３…第３パターン、ＲＧ１…範囲、ＲＧ２…範囲、ＳＨ…遮光膜、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１０，Ｗ２０…波形

Claims (7)

1. 第１パターンを有するモールドを用意する工程と、
   第２パターンを有する基板を用意する工程と、
   前記基板の上に感光性樹脂を塗布する工程と、
   前記モールドを前記感光性樹脂に接触させる工程と、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に照射した光の反射光の情報によって前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程と、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されている場合には、前記第１パターンと前記第２パターンとの位置ずれの情報を検出するための第１範囲を含む第１基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行い、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されていない場合には、前記位置ずれの情報を検出するための前記第１範囲とは異なる第２範囲を含む第２基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行う工程と、
   前記感光性樹脂を硬化させる工程と、
   前記モールドを前記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。
2. 第１パターンを有するモールドを用意する工程と、
   第２パターンを有する基板を用意する工程と、
   前記基板の上に感光性樹脂を塗布する工程と、
   前記モールドを前記感光性樹脂に接触させる工程と、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程と、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されている場合には第１基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行い、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されていない場合には前記第１基準とは異なる第２基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行う工程と、
   前記感光性樹脂を硬化させる工程と、
   前記モールドを前記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。
3. 前記第１パターンは、第１方向に第１間隔を有し、
   前記第２パターンは、前記第１方向に前記第１間隔の整数倍でなく、かつ前記第１間隔の整数分の１でない第２間隔を有する請求項２記載のパターン形成方法。
4. 前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定する工程は、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に照射した光の反射光の情報によって前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定することを含む請求項２または３に記載のパターン形成方法。
5. 前記感光性樹脂の光学特性は、前記モールドの光学特性と等しい請求項４記載のパターン形成方法。
6. 前記第１基準は、前記第１パターンと前記第２パターンとの位置ずれの情報を検出するための第１範囲を含み、
   前記第２基準は、前記位置ずれの情報を検出するための前記第１範囲とは異なる第２範囲を含む請求項２〜５のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
7. 第１パターンを有するモールドを保持する第１保持部と、
   第２パターンを有する基板を保持する第２保持部と、
   前記第２保持部及び前記第２保持部の少なくとも一方を駆動する駆動部と、
   前記基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布部と、
   前記感光性樹脂に光を照射する発光部と、
   前記塗布部、前記駆動部及び前記発光部を制御する制御部であって、
   前記第１保持部で前記モールドを保持すること、
   前記第２保持部に前記基板を載置すること、
   前記塗布部によって前記基板の上に感光性樹脂を塗布すること、
   前記駆動部によって前記モールドを前記感光性樹脂に接触させること、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されたか否かを判定すること、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されている場合には第１基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行い、前記第１パターンと前記第２パターンとの間に前記感光性樹脂が充填されていない場合には前記第１基準とは異なる第２基準に従い前記第１パターンと前記第２パターンとの位置合わせを行うこと、
   前記発光部から前記光を照射して前記感光性樹脂を硬化させること、
   前記モールドを前記感光性樹脂から引き離すこと、を制御する制御部と、
   を備えたパターン形成装置。

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