JP2017135369A - モールドの複製方法、インプリント装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な型を複製することが可能なモールドの複製方法を提供する。【解決手段】マスターモールド４のパターンを基板２上に形成することで当該マスターモールドを複製するモールドの複製方法において、マスターモールドのパターン部１４と、パターン形成後の基板２のパターン形成領域２３との形状差に関する情報を取得する工程と、形状差に関する情報に基づき、熱を与えることによりマスターモールドのパターン部１４および基板２のパターン形成領域２３の、相対的な形状を変形させる工程と、を有する。マスターモールド４および基板２は、与えられた熱に対する変形量が異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、モールドの複製方法、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。

インプリント技術は、基板上のインプリント材（未硬化の樹脂）に型を用いて微細な構造体のパターンを形成する微細加工技術である。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、基板上のインプリント領域であるショット領域に、照射された紫外線などの光により硬化するインプリント材を塗布する。次に、このインプリント材を型により成形する。そして、インプリント材と型とを接触させた状態で紫外線を照射してインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型を引き離すことにより、インプリント材のパターンが基板上に形成される。

基板上のインプリント材に紫外線を照射するため、型には紫外線の透過率が高い石英が用いられる。型のパターン面には数〜数十ナノメートルオーダーの微細な構造体が形成されている。インプリントは、型とインプリント材との接触を繰り返すため、型が劣化した場合や、型と基板との間に異物を挟んだ場合には、型に形成された微細な構造体が物理的に破損することがある。型は、消耗品であり、型が破損した場合や破損を引き起こす前に、新しい型に取り換える必要がある。型の微細構造は、電子線描画装置と現像プロセスによって製作されるため、生産性が低く、コストが高い。

そこで、電子線描画装置により製作された型をマスターモールドとし、上記インプリント技術を用いて、型の複製（レプリカモールド）を製作する。こうすることで、型の生産性およびコストを大幅に改善することが出来る。型を複製する際には、電子線描画装置によって製作された型（マスターモールド）の微細構造を正確に石英基板へ転写することが重要となる。しかしながら、型や石英基板にひずみが生じると、型のパターンがゆがんで石英基板に転写される恐れがある。パターンがゆがんだレプリカモールドを用いて、半導体デバイスを製作すると、重ね合わせ精度の低下が避けられない。特許文献１は、インプリントでレプリカモールドを作成する際に、マスターモールドに力を加えることにより歪み補正を行い、合わせずれの補正を行うインプリント法（型の複製方法）を開示している。

特開２０１２−８９６３６号公報

力による補正だけでは補正しきれない歪みを、熱によりさらに補正する技術がある。しかしながら、特許文献１に記載されたマスターモールドおよびレプリカモールドはどちらも石英からなり、熱膨張係数が同程度である。型と基板の熱膨張係数が同じであると、型を基板上のインプリント材に接触させ入熱すると型の熱が基板へと伝わり両者は同じ温度になるため、熱による型と基板との相対的な変形量が得られず、基板上に形成するパターン形状を熱により補正することが困難である。

本発明は、例えば、高精度な型を複製することが可能なモールドの複製方法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、マスターモールドのパターンを基板上に形成することで当該マスターモールドを複製するモールドの複製方法であって、マスターモールドのパターン領域と、基板のパターン領域との形状差に関する情報を取得する工程と、当該情報に基づき、熱を与えることによりマスターモールドのパターン領域および基板のパターン領域の、相対的な形状を変形させる工程と、を有し、マスターモールドおよび基板は、与えられた熱に対する変形量が異なることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、高精度な型を複製することが可能なモールドの複製方法を提供することができる。

インプリント装置の構成を示した図である。 インプリント処理工程を示したフローチャートである。 型形状補正機構の構成を示した図である。 型と基板の補正方法を示した図である。 型および基板を側面から見た図である。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るインプリント装置１の構成を示す図である。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。このインプリント装置１は、物品としての半導体デバイスなどの製造やモールドの複製に使用され、被処理基板である基板２に塗布されたインプリント材３（未硬化の樹脂）を型４で成形し、基板２上にパターンを形成する装置である。本実施形態では、インプリント装置１を用いて、マスターモールドを原型として基板にモールドのパターンを転写することで、マスターモールドの複製であるレプリカモールドを作製する。なお、ここでは光硬化法を採用したインプリント装置１を例にして説明する。また、以下の各図においては、基板２上のインプリント材３に入射する紫外線５の光軸と平行に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軸を取る。

インプリント装置１は、まず、光照射部６と、型保持機構７と、基板ステージ８と、塗布部９と、型形状補正機構１０と、基板加熱機構１１と、制御部１２とを備える。光照射部６は、インプリント処理の際に、型４および基板２に対して紫外線５を照射する。この光照射部６は、不図示の光源と、この光源から照射された紫外線５をインプリントに適した光に調整する不図示の光学素子とから構成される。照射された紫外線５は、ダイクロイックミラー１３で反射され、型４および基板２へ導かれる。

型４は、外周形状が矩形であり、基板２に対向する面には、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マスターモールドのパターン領域であるパターン部１４を含む。また、型４の材質には、紫外線５を透過させることが可能な材質が用いられる。さらに、型４は、後述するような型形状補正機構１０によるパターン部１４の変形を容易とするために、紫外線５が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さを有するキャビティ（凹部）が形成された形状を有していてもよい。

型保持機構７は、まず、型４を保持する型保持部１５と、この型保持部１５を保持し型４を移動させる型駆動機構１６とを有する。型保持部１５は、型４における紫外線５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型４を保持し得る。例えば、型保持部１５が真空吸着力により型４を保持する場合には、型保持部１５は、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ＯＮ／ＯＦＦにより型４の脱着が切り替えられる。また、型保持部１５および型駆動機構１６は、光照射部６から照射された紫外線５が基板２に向かうように、中心部（内側）に開口領域１７を有する。この開口領域１７には、開口領域１７の一部と型４とで囲まれる空間を密閉空間とする光透過部材１８（例えば石英板）を設置し、不図示の圧力調整装置により開口領域１７内の空間圧力が調整できる構成としてもよい。圧力調整装置は、例えば、型４と基板２上のインプリント材３との押し付けに際して、空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部１４を基板２に向かい凸形に撓ませ、インプリント材３に対してパターン部１４の中心部から接触させ得る。これにより、パターン部１４とインプリント材３との間に気体が残留することを抑え、パターン部１４の凹凸部にインプリント材３を隅々まで充填させることができる。また、パターン部１４を基板２に向かって凸形に撓ませるのではなく、基板２上にインプリント材３を塗布した面をパターン部１４に向かって、凸型に撓ませて、型４と基板２上のインプリント材３を接触させても良い。

型駆動機構１６は、型４と基板２上のインプリント材３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型４を各軸方向に移動させる。この型駆動機構１６に採用可能なアクチュエータとしては、例えば、ボイスコイルモータやエアシリンダ等がある。また、型４の高精度な位置決めに対応するために、型駆動機構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、型駆動機構１６は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ軸（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、型４の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成であってもよい。なお、インプリント装置１におけるパターン部１４の押し付け、および引き離し動作は、型４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、基板ステージ８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。

基板２の被処理面には、パターン部１４により成形されるインプリント材３が塗布部９により塗布される。基板ステージ８は、基板２を保持し、型４と基板２上のインプリント材３との押し付けに際して、型４と基板２との位置合わせを実施する。この基板ステージ８は、基板２を真空吸着力や静電力により保持する基板保持部１９と、この基板保持部１９を機械的手段により保持し、各軸方向に移動可能とするステージ駆動機構２０とを有する。このステージ駆動機構２０に採用可能なアクチュエータとしては、例えば、リニアモータや平面パルスモータがある。ステージ駆動機構２０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良い。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系、基板２のθ方向の位置調整機能、または基板２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、基板ステージ８は、その側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、およびωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー２１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２１にそれぞれビームを照射することで、基板ステージ８の位置を測定する複数のレーザー干渉計２２を備える。測長器であるレーザー干渉計２２は、基板ステージ８の位置を計測し、後述する制御部１２は、このときの計測値に基づいて基板２（基板ステージ８）の位置決め制御を実行する。

塗布部９（ディスペンサ）は、型保持部１５の近傍に設置され、基板２上にインプリント材３（未硬化の樹脂）を塗布（供給）する。ここで、このインプリント材３は、紫外線５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（レジスト材）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。インプリント材３には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波または熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、または紫外線などの光である。硬化性組成物は、光や放射線の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、およびポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材３は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。あるいは、インプリント材３は、液体噴射ヘッドにより、液滴状、もしくは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板２上に付与されてもよい。インプリント材３の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である。また、塗布部９から吐出されるインプリント材３の量も、基板２上に形成されるインプリント材３の所望の厚さや、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１は、インプリント処理に際し、被処理部となる基板２上のパターン領域であるパターン形成領域２３の位置情報を得るためのアライメント計測部２４を備える。アライメント計測部２４から照射されるアライメント光２５は、ダイクロイックミラー２６、１３を透過し、基板２上に形成された不図示のアライメントマークに照射される。これらのアライメントマークで反射したアライメント光２５は、アライメント計測部２４で受光され、基板２の位置情報を得ることができる。

基板加熱機構１１は、照射光３２を照射する加熱用光源３３と、この照射光３２の照射量を調整する光調整器３４と、調整された調整光３５が基板２の表面に向かうように光路を規定するダイクロイックミラー２６とを含む。制御部１２は、インプリント装置１に含まれる各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部１２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、プログラムなどに従って、各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態の制御部１２は、少なくとも型保持部１５、基板ステージ８、型形状補正機構１０、光照射部６、およびアライメント計測部２４の動作を制御する。なお、制御部１２は、インプリント装置１と一体（共通の筐体内）で構成してもよいし、インプリント装置１とは別体（別の筐体内）で構成してもよい。

また、インプリント装置１は、基板ステージ８を載置するベース定盤２７と、型保持機構７を支持するブリッジ定盤２８と、ベース定盤２７から延設され、除振器２９を介してブリッジ定盤２８を支持するための支柱３０とを備える。除振器２９は、床面からブリッジ定盤２８へ伝わる振動を除去する。さらに、インプリント装置１は、型４を装置外部から型保持部１５へ搬送する不図示の型搬送機構や、基板２を装置外部から基板ステージ８へ搬送する不図示の基板搬送機構などを含み得る。

次に、図２を用いてインプリント装置１によるインプリント処理工程について説明する。まず、Ｓ１０１において基板２を、Ｓ１０２において型４を用意する。従来は、型４の材質は紫外線５を透過させることが可能な材質である必要があり、一例として石英が用いられている。そして、マスターモールドからレプリカモールドを作製する場合、基板２は型４の複製であるため、その材質には同じ石英が用いられる。しかし、本実施形態においては、基板２および型４は、熱膨張係数が異なるように材質を選定する。詳細は後に説明する。

Ｓ１０３において、制御部１２は、不図示の基板搬送機構により、インプリント装置内に基板２を搬入させ、基板ステージ８上の基板保持部１９に基板２を載置および固定させる。制御部１２は、型４についても同様にインプリント装置内に搬入させ、型保持部１５に固定させる。Ｓ１０４において、制御部１２は、ステージ駆動機構２０を駆動させ、基板２上のパターン形成領域２３を塗布部９の直下に位置するように搬送し、インプリント材３の塗布を行う。その後、Ｓ１０５において、ステージ駆動機構２０により、基板２を型４の直下へ搬送する。

Ｓ１０６において、制御部１２は、押印工程として型駆動機構１６を駆動させ、基板２上のインプリント材３とパターン部１４とを接触させる。この押印工程により、インプリント材３がパターン部１４の凹凸部に充填される。Ｓ１０７において、型４と基板２との位置合わせを行う。制御部１２は、アライメント計測部２４に対して、基板２上のアライメントマークを検出させ、パターン形成領域２３の位置を検出させる。検出した基板２の位置情報から、制御部１２は、型４に対する基板２のシフトおよび回転成分を算出し、ステージ駆動機構２０により型４と基板２との位置合わせを行う。

Ｓ１０８において、制御部１２は、パターン部１４と基板２上のパターンとの形状補正を行うため、形状差情報の有無を判定する。基板２の製作初期は、形状差情報が取得されていない場合があるため、型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とによる補正が必ずしも行われるとは限らない。Ｓ１０８において形状差情報がないと判定された場合は、Ｓ１１１に進む。一方、一度、基板２上にパターンを形成することで、パターン部１４との形状差情報を取得することができる。パターンがあれば、この形状差情報を用いて型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とにより、基板２上に形成するパターン形状を補正することができる。

Ｓ１０８において形状差情報があると判定された場合は、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０９において、型形状補正機構１０は、パターンの形状差情報に基づき、型４に力を加え、パターン部１４を変形させる。次に、Ｓ１１０において、基板加熱機構１１は、パターンの形状差情報に基づき、照射光３２に照射量分布を形成し、基板２に照射することで基板２上のパターンに温度分布を与え熱変形させる。その結果、高精度にパターン部１４を基板２上に転写することが可能となる。型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とよる形状補正については、後に詳しく説明する。Ｓ１０９のパターン部の変形とＳ１１０の基板の変形は順次行うことに限らず、同時に行ってもよいし、いずれか一方の変形だけでもよい。

型４と基板２との位置合わせ、また必要に応じて形状補正が完了すると、Ｓ１１１において、制御部１２は、光照射部６から紫外線５を照射させ、型４を透過した紫外線５によりインプリント材３を硬化させる。インプリント材３が硬化した後にＳ１１２において、制御部１２は、型駆動機構１６を駆動させ、インプリント材３から型４を引き離す離型工程を行う。これにより、基板２上のパターン形成領域２３には、パターン部１４の凹凸部に倣った３次元形状のインプリント材３のパターンが形成される。その後、Ｓ１１３において、基板ステージ８を駆動させ、基板２をインプリント装置１外へ搬出する。

パターンが形成された基板２をエッチング処理することで、基板２上に石英の凹凸パターンが形成される。そして、Ｓ１１４において、不図示のパターン検査装置によりパターン形成後の基板２上の凹凸パターンの形状や線幅が計測される。Ｓ１１４の計測結果を元に、パターン部１４の形状と基板２上に形成されたパターンとの形状差情報を、制御部１２または不図示のインプリント装置１外に設置された情報処理装置により算出する。

Ｓ１１５において、制御部１２または不図示のインプリント装置１外に設置された情報処理装置により、算出された形状差が規格値を満たしているかどうかの判定を行う。規格値内であると判定されればＳ１１７に進み、現在のインプリント条件で、基板２の量産を開始し、基板２からレプリカモールドを製作する。一方、Ｓ１１５において規格値外であると判定されれば、Ｓ１１６に進み、パターン部１４の形状と、基板２上に形成されたパターンとの形状差情報から、型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とによる補正量を修正し、制御部１２に入力する。このような、インプリント処理工程Ｓ１０１〜Ｓ１１６を、パターン部１４と基板２上に形成されたパターンとの形状差が規格値を満たすまで繰り返す。

ここで、Ｓ１０９およびＳ１１０で行われる、型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とを用いたパターン部１４の形状と基板２上に形成されたパターン形状との補正方法に関して詳細に説明する。図３は、型形状補正機構１０の構成を示した図である。型４の側面にアクチュエータ３１を複数配置し、すべてのアクチュエータ３１を使用して、パターン部１４を一定の倍率で縮小させたところを基準とする。基準から各アクチュエータ３１を押し引きすることで、パターン部１４の形状を任意の形状に補正することが可能となる。

基板加熱機構１１は、基板２上の一部の領域のみを加熱可能であり、基板２上のパターン形成領域２３を加熱することで、パターン形成領域２３を所望の形状またはサイズに変化させる。基板加熱機構１１は、照射光３２を照射する加熱用光源３３と、この照射光３２の照射量を調整する光調整器３４と、調整された調整光３５が基板２の表面に向かうように光路を規定するダイクロイックミラー２６とを含む。

加熱用光源３３の照射光３２は、紫外線硬化樹脂であるインプリント材３が感光（硬化）しない波長の光、例えば波長が４００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域に存在する光とするのが望ましい。特に、加熱効率の観点から５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長帯域に存在する光とするのがより望ましい。さらに、加熱用光源３３は、照射光３２として、波長が上記波長帯域に存在する光に限らず、例えば、インプリント材３が感光する波長帯域２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線のうちインプリント材３が感光しづらい波長帯域に存在する紫外線としてもよい。

光調整器３４は、パターン形成領域２３の少なくとも平面領域にて所望の照射量分布を形成させるために、照射光３２のうち特定の波長の光のみを基板２の表面に向けて照射可能とする。この光調整器３４としては、例えば、複数の液晶素子を光透過面に配置し、複数の液晶素子に対する電圧を個別に制御することで照射量分布を変化させることが可能な液晶装置を採用し得る。または、光調整器３４として、複数のミラー素子を光反射面に配置し、各ミラー素子の面方向を個別に調整することで照射量分布を変化させることが可能なデジタル・ミラー・デバイス（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を採用し得る。光調整器３４は、パターン形成領域２３の平面領域内の場所に応じて照射量を変化させることができる。

上記の加熱用光源３３と光調整器３４とは、インプリント装置１内にて、インプリント材３を硬化させる際に光照射部６から照射される紫外線５の光路を妨げないように設置される。本実施形態では、加熱用光源３３と光調整器３４とは、型４の上側のＸ軸方向側面から調整光３５を照射する構成とする。調整光３５は、ＸＹ平面を進み、ダイクロイックミラー２６により反射されて型４を透過し、基板２上に存在するパターン形成領域２３に照射される。一方、光照射部６から照射される紫外線５は、ＸＹ平面を進み、ダイクロイックミラー１３で反射し基板２上に照射される。

基板加熱機構１１で基板２のパターン形成領域２３に照射量分布を形成すると、照射量に応じた温度分布が形成され、基板２を熱変形させることができる。型４と基板２とはインプリント材３を介して熱的に接続しているため、基板２の熱は、型４へと伝わり、基板２のパターン形成領域２３の温度と、型４のパターン部１４の温度とは、ほぼ同じとなる。ここで、本実施形態における基板２の材質には石英を、型４の材質には紫外線の透過率が高く、かつ、熱膨張係数が基板２の石英と異なるものを使用する。例えば、低熱膨張ガラスで型４を製作する。石英の熱膨張係数が５．１ｅ^−７［／Ｋ］に対して、低熱膨張ガラスの熱膨張係数は１．０ｅ^−８［／Ｋ］以下である。よって、型４の材質を低熱膨張ガラスとすることで、型４と基板２とが同じ温度になっても、型４と基板２との熱膨張係数の差によって、型４に対して基板２の形状を相対的に変形させることができる。

図４に、型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とによる補正例を示す。例えば、型や石英基板の平面度と、型や石英基板を保持する保持面の平面度とに差異がある場合がある。図４（Ａ）に示すように、矩形のパターン部１４を基板２にインプリントを行った際に、インプリント条件や基板２および基板保持部１９の平面度によって、基板２上に台形に変形した基板上パターン３６が形成されたとする。パターン部１４と基板上パターン３６との差分から、図４（Ｂ）に示すようにパターン部１４を補正する目標形状３７が得られる。この目標形状３７に基づいて、パターン部１４を変形させ、基板２上にインプリントを行うことで、パターン部１４と基板上パターン３６との形状差を低減することができる。ここで、型形状補正機構１０のみを用いて、パターン部１４を目標形状３７に変形させようとする場合、型４の４辺に配置されたアクチュエータ３１により、図４（Ｃ）に示す矢印３８の方向に力を加える。パターン部１４は、形状３９となる。パターン部１４は、目標形状３７に近づくが、ポアソン比によって矢印３８の圧縮方向と直交する矢印４０の方向に、新たな変形が生じる。

ここで、上記ポアソン比による変形の影響を、インプリントを行う際に低減するために、基板加熱機構１１を用いて、基板２をパターン部１４の形状３９に合うように変形させる。基板加熱機構１１により、基板２上に図４（Ｄ）に示す領域Ａから領域Ｄに、領域Ａが最も温度が高く、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に温度が低下するような温度分布を形成する。領域Ａ〜Ｄの不均一な温度分布は、基板加熱機構１１からの調整光３５の照度分布を調整することで与えられる。こうすることで、基板２上の形状を基板目標形状４１に熱変形させる。型形状補正機構１０により、パターン部１４を変形させた形状３９と、基板加熱機構１１により基板２を変形させた基板目標形状４１との形状が一致し、基板２にパターン部１４を正確に転写することができる。

本実施形態では、型４の材質を低熱膨張ガラスとしたが、型４を石英のままとし基板２の材質を低熱膨張ガラスとしてもよい。この場合はパターン形成領域２３を加熱すると、基板２に対して型４の形状を相対的に変形させることができる。熱により型４を変形させる場合には、他方の基板２をアクチュエータなどにより力によって変形させるように構成してもよい。また、本実施形態では、基板上パターン３６が台形の場合の補正例を説明したが、この限りではなく、倍率、ならびにひし形、弓形、樽形、および糸巻き形等の形状に合わせて適宜補正することが出来る。

また、温度分布を形成する領域をＡ〜Ｄの４つとしたが、領域分割に関してはこの限りではなく、基板上パターン３６の形状に合わせて領域を分割することが好ましい。また、目標形状３７内で領域Ａ〜ＤをＹ方向に分割しているが、Ｘ方向に分割しても良く、目標形状３７内を格子上に分割し、温度分布を形成しても良い。以上、説明したように、型と基板との熱膨張係数の差を利用して、熱による型と基板との重ね合わせの精度を向上させることができる。これにより、高精度な型を複製することが可能な型の複製方法を提供することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の型の複製方法について説明する。本実施形態の型の複製方法では、基板２と型４との熱膨張係数を異ならせるため、基板２の石英に数ナノメートルオーダーの金属微粒子などの微粒子が分散している。基板加熱機構１１の加熱用光源３３から照射される照射光３２は、紫外線硬化樹脂であるインプリント材３が感光しない４００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域の光、または加熱効率の観点から、５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長帯域の光が望ましい。よって、微粒子は、光の吸収スペクトルのピークが４００ｎｍ〜８００ｎｍであるものがより望ましい。本実施形態においては、微粒子の一例として、光の吸収スペクトルのピークが４００ｎｍ〜５００ｎｍである銀を用いる。銀の光の吸収スペクトルのピークは、４００ｎｍ〜５００ｎｍであるため、基板加熱機構１１によって銀の微粒子が分散された基板２に加熱用の照射光３２を照射すると、基板２は、型４よりも光を吸収し発熱量が大きくなる。つまり、基板２に銀の微粒子を分散させることで、基板２を型４に対して相対的に変形させることができる。

また、銀の微粒子が分散している基板２で複製したレプリカモールドを型として用い通常のインプリントを行う場合でも、紫外線（２００ｎｍ〜４００ｎｍ）は、銀の吸収スペクトルのピークからずれている。そのため、紫外線は、銀の微粒子が分散している石英のレプリカモールドで吸収されることなく透過し、インプリント材３を硬化させることができる。本実施形態においては、基板２の石英に数ナノメートルオーダーの銀の微粒子が分散している例を示したが、これに限られない。光の吸収により発生した熱による変形量は、基板２に分散させる微粒子の種類、形状、大きさ、および分散密度によって調整することができる。

また、本実施形態では、基板２の石英に金属微粒子が分散している構成としたが、基板２は、石英のみとし、型４の石英に金属微粒子を分散させてもよい。この場合はパターン形成領域２３を加熱すると、基板２に対して型４を相対的に変形させることができる。以上、説明したように、型および基板のいずれかに金属微粒子を混ぜることで、型と基板との熱膨張係数に差をつけ、この差を利用して熱による型と基板との重ね合わせの精度を向上させることができる。これにより、高精度な型を複製することが可能な型の複製方法を提供することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の型の複製方法について説明する。本実施形態の型の複製方法では、基板２の基板保持部１９と対向する面が薄膜で覆われている。基板２の材質が型４と同じ石英であっても、基板２の一部を覆う薄膜の熱膨張係数が型４と異なるため、基板２の熱膨張係数も型４と異なってくる。薄膜は、アルミニウムやチタンなどの金属膜が好ましい。型４の材質である石英の熱膨張係数が５．１ｅ^−７［／Ｋ］であるのに対して、アルミニウム膜の熱膨張係数は、２．３ｅ^−５［／Ｋ］、チタン膜の熱膨張係数は、８．６ｅ^−６［／Ｋ］である。よって、基板２を金属膜で覆うことで、基板加熱機構１１による温度分布の形成時に、型４と基板２とが同じ温度になっても、型４と基板２との熱膨張係数に差ができ、型４に対して基板２を相対的に変形させることができる。

熱膨張による変形量は、金属膜の金属の種類、基板２を覆う薄膜の膜厚、および薄膜で覆う範囲によって調整することができる。また、金属膜は、光を透過しないため、基板２で複製したレプリカモールドを型として用いる場合には、基板２に対するパターン形成が完了した後のエッチング処理において金属膜を除去すればよい。以上、説明したように、基板の一部を薄膜で覆うことで、型と基板との熱膨張係数に差をつけ、この差を利用して熱による型と基板との重ね合わせの精度を向上させることができる。これにより、高精度な型を複製することが可能な型の複製方法を提供することが可能となる。
（第４実施形態）

次に、本発明の第４実施形態の型の複製方法について説明する。図５は、本実施形態の型４と基板２とを側面から見た様子を示している。本実施形態の型の複製方法では、型４に形成された凹凸パターンとは反対側の面（型保持機構７側の面）に、ある程度深さを有するキャビティ（凹部）４２が形成されている。この型４に形成されたキャビティ４２と開口領域１７の一部の空間を密閉空間とする光透過部材１８（例えば、石英板）を設置し、不図示の圧力調整装置により開口領域１７とキャビティ４２内の空間圧力が調整できる構成とする。圧力調整装置は、例えば、型４と基板２上のインプリント材３との押し付けに際して、空間内の圧力をその外部よりも高く設定することで、パターン部１４を基板２に向かい凸形に撓ませる。これにより、基板２は、インプリント材３に対してパターン部１４の中心部から接触することができる。

同様に、基板２に形成されたパターン形成領域２３とは反対側の面（基板保持部１９側の面）に、ある程度深さを有するキャビティ（凹部）４２が形成されていてもよい。キャビティ４２内の空間の圧力を不図示の圧力調整装置により調整することで、パターン形成領域２３を型４に向かい凸型に撓ませることができる。

このように、基板２や型４にキャビティ４２が形成されている場合も、上述した型形状補正機構１０と基板加熱機構１１とを用いることで、高精度な型を複製することが可能な型の複製方法を提供することが可能となる。基板加熱機構１１により、パターン部１４と基板２上のパターンとの形状補正を行う際に、型４や基板２の形状（キャビティの有無）に応じて型や基板の表面の変化の仕方が異なる場合が考えられる。このような場合には、形状の補正量に対して、型４や基板２の形状毎にパターン形成領域２３の照射量を変化させることができる。また、第３実施形態のように型４や基板２に薄膜を形成する場合は、キャビティ４２が形成されている内部に薄膜を設ければよい。

（物品の製造方法に係る実施形態）
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、上述した型の複製方法を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）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。さらに、該製造方法は、上述した型の複製方法を用いて複製された型（レプリカモールド）を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを形成する工程を含む。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、エッチング工程の代わりに、パターンを形成された基板を処理（加工）する他の工程を含み得る。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
２ 基板
３ インプリント材
４ 型
１０ 型形状補正機構
１１ 基板加熱機構
１２ 制御部
１４ パターン部
２３ 基板のパターン形成領域

Claims (11)

1. マスターモールドのパターンを基板上に形成することで当該マスターモールドを複製するモールドの複製方法であって、
   前記マスターモールドのパターン領域と、前記基板のパターン領域との形状差に関する情報を取得する工程と、
   前記情報に基づき、熱を与えることにより前記マスターモールドのパターン領域および前記基板のパターン領域の、相対的な形状を変形させる工程と、を有し、
   前記マスターモールドおよび前記基板は、与えられた熱に対する変形量が異なる
   ことを特徴とするモールドの複製方法。
2. 前記マスターモールドおよび前記基板は、熱膨張係数が異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドの複製方法。
3. 前記マスターモールドおよび前記基板の材質は、一方は石英、他方は低熱膨張ガラスである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールドの複製方法。
4. 前記マスターモールドおよび前記基板のどちらか一方には微粒子が分散している
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールドの複製方法。
5. 前記微粒子は、吸収する光の吸収スペクトルのピークが４００ｎｍ〜８００ｎｍに存在する微粒子である
   ことを特徴とする請求項４に記載のモールドの複製方法。
6. 前記微粒子は銀の微粒子である
   ことを特徴する請求項５に記載のモールドの複製方法。
7. 前記基板と基板保持部とが接する面が膜で覆われ、前記膜の熱膨張係数は前記マスターモールドの熱膨張係数より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドの複製方法。
8. 前記膜はアルミニウム、またはチタンであることを特徴とする請求項７に記載のモールドの複製方法。
9. 前記相対的な形状を変形させる工程は、加熱を行うための光の照度分布を調整して、加熱による不均一な温度分布を与えることで変形させる
   ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のモールドの複製方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモールドの複製方法により前記マスターモールドのパターンが形成された基板をレプリカモールドとして用いて、インプリント材と接触させることにより、前記レプリカモールドに形成されるパターンを前記インプリント材に転写するインプリント装置。
11. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のモールドの複製方法により製造されたレプリカモールドを用いてパターン形成を基板上に行う工程と、
    前記工程で前記パターン形成を行われた前記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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