(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、モールドのライン状凹凸パターンを前記基板の前記液滴が塗布された面に押し付けて該基板上に前記液滴を拡張して、拡張した複数の該液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともに該レジスト膜に前記ライン状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
前記ライン状凹凸パターンを前記基板に押し付けたとき該ライン状凹凸パターンに対向する該基板上のライン転写領域に、前記ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行な方向であるＡ方向に沿った液滴間隔が、該Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように、前記液滴を塗布することを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項２】
前記Ａ方向の平均の液滴間隔Ｗａと前記Ｂ方向の平均の液滴間隔Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂが下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のナノインプリント方法。
１．８≦Ｗａ／Ｗｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（１）
（式（１）中、Ｖは塗布された前記液滴の１箇所当たりの平均体積、ｄは前記レジスト膜の平均厚みを表す。）
【請求項３】
前記複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される前記Ａ方向の解像度を、前記インクジェットヘッドにより規定される前記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することを特徴とする請求項１または２に記載のナノインプリント方法。
【請求項４】
前記Ａ方向および前記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、
複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って前記液滴を塗布する際に、前記副走査方向に沿った格子点間隔が、前記インクジェットヘッドの吐出口の前記副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、前記インクジェットヘッドを設定することを特徴とする請求項３に記載のナノインプリント方法。
【請求項５】
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、モールドの直線状凹凸パターンを前記基板の前記液滴が塗布された面に押し付けて該基板上に前記液滴を拡張して、拡張した複数の該液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともに該レジスト膜に前記直線状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
前記直線状凹凸パターンを前記基板に押し付けたとき該直線状凹凸パターンに対向する該基板上の直線転写領域に、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って前記液滴を塗布するものであって、
該液滴配置パターンが、前記直線状凹凸パターンの直線方向に略平行な方向であるＡ方向、および該Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向にそれぞれ周期性を有する基本単位格子を有し、前記Ａ方向の周期性の周期が前記Ｂ方向の周期性の周期より長いものであることを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項６】
前記Ａ方向の一周期を表すベクトルａおよび前記Ｂ方向の一周期を表すベクトルｂの両始点をいずれかの前記格子点の一つにとり、前記基本単位格子を該ベクトルａおよび該ベクトルｂが作る平行四辺形とした場合に、
前記基本単位格子が、Ｌ１＝０×ａ＋０×ｂおよびＬ２＝１／２×ａ＋１／２×ｂの格子点を含む単位構造からなるものであることを特徴とする請求項５に記載のナノインプリント方法。
【請求項７】
前記Ａ方向の一周期の長さＴａと前記Ｂ方向の一周期の長さＴｂとの比Ｔａ／Ｔｂが下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項５または６に記載のナノインプリント方法。
１．８≦Ｔａ／Ｔｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（２）
（式（２）中、Ｖは基本単位格子を代表する格子点に対応する液滴の平均体積、ｄは前記レジスト膜の平均厚みを表す。）
【請求項８】
前記複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される前記Ａ方向の解像度を、前記インクジェットヘッドにより規定される前記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することを特徴とする請求項５から７いずれかに記載のナノインプリント方法。
【請求項９】
前記Ａ方向および前記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、
前記液滴配置パターンに従って前記液滴を塗布する際に、前記副走査方向に沿った格子点間隔が、前記インクジェットヘッドの吐出口の前記副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、前記インクジェットヘッドを設定することを特徴とする請求項８に記載のナノインプリント方法。
【請求項１０】
インクジェット法により第１の基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、第１のモールドのライン状凹凸パターンを前記第１の基板の前記液滴が塗布された面に押し付けるナノインプリント方法に用いられる、前記液滴の配置の基準となる液滴配置パターンの作成方法において、
前記第１の基板とは異なる第２の基板上に前記レジスト材料からなる複数の標準量の液滴を塗布し、
前記ライン状凹凸パターンの少なくとも一部と同一の凹凸パターンを有する第２のモールドを前記第２の基板の前記液滴が塗布された面に押し付けて、前記液滴と他の前記液滴とが接する程度に該基板上に拡張し、
拡張した複数の前記標準量の前記液滴の形状をそれぞれ楕円に近似するとともに、該楕円の配置を測定し、
複数の該楕円が最密充填するように、測定した該楕円の配置を再配置し、
再配置後の複数の該楕円のそれぞれの中心を格子点として、複数の前記液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンを得ることを特徴とする液滴配置パターンの作成方法。
【請求項１１】
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、ライン状凹凸パターンを有するモールドを前記基板の前記液滴が塗布された面に押し付けながら該基板上に前記液滴を拡張して、拡張した複数の該液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともに該レジスト膜に前記ライン状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
請求項１０に記載の液滴配置パターンの作成方法により作成された液滴配置パターンに従って、前記基板上に前記液滴を塗布することを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項１２】
前記複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される前記楕円の長軸方向の解像度を、前記インクジェットヘッドにより規定される前記楕円の短軸方向の解像度よりも小さく設定することを特徴とする請求項１１に記載のナノインプリント方法。
【請求項１３】
前記長軸方向および前記短軸方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、
前記液滴配置パターンに従って前記液滴を塗布する際に、前記副走査方向に沿った格子点間隔が、前記インクジェットヘッドの吐出口の前記副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、前記インクジェットヘッドを設定することを特徴とする請求項１２に記載のナノインプリント方法。
【請求項１４】
請求項１から９および１１から１３いずれかに記載のナノインプリント方法により、凹凸パターンが転写されたレジスト膜を基板上に形成し、
該レジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行って、該レジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを前記基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な凹凸パターンを有するモールドを用いたナノインプリント方法、特にインクジェット法を用いてレジストを塗布しナノインプリントを行う方法、それに用いられる液滴配置パターン作成方法およびそれらを用いた基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造において、被加工物上に塗布されたレジストへのナノインプリント法を用いたパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリント法は、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させ、凹凸パターンを形成した金型原器(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工物上に塗布されたレジストに押し付け、レジストを力学的に変形または流動させて微細パターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
従来、上記のようなナノインプリント法は、被加工物上にスピンコート等によって均一にレジストを塗布してレジスト膜を成膜し、その後モールドの凹凸パターン面を押し付けてパターン転写が行われる。しかしながら、このような場合、パターン転写されたレジスト膜の残膜（インプリント成型時に押し付けきれずに、モールドの凹凸パターンの凸部に対応する位置に残るレジストの膜であり、残渣とも言われる）の厚みムラが生じることがある。この場合、通常この残膜の除去は最も厚い残膜を除去できるように設定しドライエッチングによって行われるが、この除去の際薄い残膜の下地の部分までエッチングされたり、マスクとして残すべき凸部のパターンを過剰にエッチングしてしまい、基板加工の精度が低下したりするという問題が生じる。これは、面積の大きい凸部上面（押し付ける際にレジストに対向する凸部の面）と面積の小さい凸部上面では、押し付けたときの単位面積当たりの加圧力が異なること、および上記凹凸パターンはその性質から幅の異なる凸部或いは幅の異なる凹部が混在し、押し付けたときのレジストの逃げ道となる凹部の粗密が凹凸パターン中に存在するのに対し、レジストが均一に塗布されていること等が起因していると考えられる。
【０００５】
そこで、特許文献１〜５には、インクジェット法を用いて、モールドを被加工物に押し付けたときの凹凸パターンのパターン密度（凹凸パターンを上面から眺めたときの単位面積あたりの凸部または凹部の割合）に応じて、被加工物上に塗布するレジスト量を被加工物の領域ごとに制御する方法が開示されている。つまり、特許文献１〜５では、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を配置する被加工物上の位置分布（液滴配置パターン）を、パターン密度に応じて最適化することにより残膜の厚みムラを低減している。
また、特許文献６には、液滴が塗布される時間差で成分の蒸発時間が異なるという課題を解決するため、液適量や塗布順序を調整する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５０２１５７号公報
【特許文献２】米国特許出願公開２００９／００１４９１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開２００９／０１１５１１０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開２００７／０２２８５９３号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開２００９／０１４８６１９号明細書
【特許文献６】特開２００８−４２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜６では、モールドを押し付けられたときの液滴の拡張が等方的であることを前提とし、隣接する液滴同士の間隔が最小となるように規定しているため、凹凸パターンのうちパターンがライン状に形成されている領域では、依然として残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥が生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法において、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することを可能とするナノインプリント方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
さらに、本発明は、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法において使用される液滴配置パターンであって、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することを可能とする液滴配置パターンの作成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生が抑制されることにより、高精度で歩留まりよく基板を加工することを可能とする基板の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１のナノインプリント方法は、
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、モールドのライン状凹凸パターンを基板の液滴が塗布された面に押し付けて基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともにレジスト膜にライン状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
ライン状凹凸パターンを基板に押し付けたときライン状凹凸パターンに対向する基板上のライン転写領域に、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行な方向であるＡ方向に沿った液滴間隔が、Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように、上記液滴を塗布することを特徴とするものである。
【００１２】
本明細書において、「ライン状凹凸パターン」とは、パターンを液滴に押し付けた際にそのパターン形状に起因して、液滴の拡張方向に異方性が生じて液滴の形状を楕円に近似することができるような凹凸パターンを意味する。例えば、ライン＆スペース型の凹凸パターンが最も典型的なライン状凹凸パターンである。ライン状凹凸パターンは、モールドが表面に有する凹凸パターンの少なくとも一部に含まれていればよい。
【００１３】
「拡張した複数の液滴の結合からなるレジスト膜」とは、レジスト材料からなる液滴が押し拡げられた際に、隣接する他の液滴と拡張スペースが重複して液滴が結合することにより形成されるレジスト材料の膜を意味する。
【００１４】
「ライン転写領域」とは、ライン状凹凸パターンを基板に押し付けた際にライン状凹凸パターンに対向することとなる基板上の領域を意味するものとする。
【００１５】
ライン状凹凸パターンの「ライン方向」とは、モールドの凹凸パターン形成面に沿った方向のうち液滴が拡張しやすい方向を意味するものとする。
【００１６】
「ライン方向に略平行な方向」とは、ライン状凹凸パターンのライン方向の他、本発明の作用効果が得られる範囲でこのライン方向と実質的に同一の方向を含む意味である。
【００１７】
「Ａ方向に略垂直な方向」とは、Ａ方向に垂直な方向の他、本発明の作用効果が得られる範囲でこのＡ方向に垂直な方向と実質的に同一の方向を含む意味である。
【００１８】
「Ａ方向またはＢ方向に沿った液滴間隔」とは、ある液滴とこの液滴からＡ方向またはＢ方向にある他の液滴とのＡ方向またはＢ方向に沿った距離を意味し、当該他の液滴が複数存在する場合には、それらのうち直近の液滴との距離を意味する。
【００１９】
さらに、本発明に係る第１のナノインプリント方法において、Ａ方向の平均の液滴間隔ＷａとＢ方向の平均の液滴間隔Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂが下記式（１）を満たすことが好ましい。
１．８≦Ｗａ／Ｗｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（１）
本明細書において、式（１）中、Ｖは塗布される液滴の１箇所当たりの平均体積、ｄは液滴拡張後の凹凸パターン転写されたレジスト膜の目標とする平均厚み（残膜も含む）を表す。
【００２０】
本明細書において、Ａ方向またはＢ方向の「平均の液滴間隔」とは、基板上に配置された複数の液滴の中心座標の間隔を、Ａ方向またはＢ方向に対してライン転写領域上の少なくとも２箇所以上測定することによって求めた値を意味する。また、ライン状凹凸パターンが不連続的に変化するような場合には、ライン状凹凸パターンが連続的である領域ごとに上記ライン転写領域をさらに分割して、分割された領域ごとに液滴間隔の平均をとってもよい。インクジェット法は、インクジェットヘッドの吐出性能、液物性と基板表面物性との相性、インクジェット装置を使用する環境（温湿度など）、及びインクジェット描画のＸＹ走査系の精度等によって、液滴間隔のシステム上の設計値と実際の値との間に誤差が生じる。よって、インクジェット法により基板上に液滴を配置する際に、インクジェットプリンターのシステム上で設定するＡ方向とＢ方向の液滴間隔に誤差が生じる可能性があるため、複数の液滴の中心座標の間隔を実際に測定し調整する必要がある。
【００２１】
そして、本発明に係る第１のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【００２２】
そして、本発明に係る第１のナノインプリント方法において、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。
【００２３】
本明細書において、「副走査方向に沿った格子点間隔」とは、ある格子点と他の格子点との副走査方向に沿った距離のうち最小のものを意味する。
【００２４】
吐出口の「実効間隔」とは、吐出口同士の間隔のうち副走査方向に沿った最小の長さを意味するものとする。
【００２５】
また、本発明に係る第２のナノインプリント方法は、
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、モールドの直線状凹凸パターンを基板の液滴が塗布された面に押し付けて基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともにレジスト膜に直線状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
直線状凹凸パターンを基板に押し付けたとき直線状凹凸パターンに対向する基板上の直線転写領域に、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って上記液滴を塗布するものであって、
この液滴配置パターンが、直線状凹凸パターンの直線方向に略平行な方向であるＡ方向、およびＡ方向に略垂直な方向であるＢ方向にそれぞれ周期性を有する基本単位格子を有し、Ａ方向の周期性の周期がＢ方向の周期性の周期より長いものであることを特徴とするものである。
【００２６】
本明細書において、「直線状凹凸パターン」とは、上記ライン状凹凸パターンであって、特にパターンを液滴に押し付けた際に、複数の液滴の楕円形状の長軸方向が一定の方向を向くような凹凸パターンを意味する。
【００２７】
「直線転写領域」とは、上記ライン転写領域であって、特に直線状凹凸パターンに対向することとなる基板上の領域を意味するものとする。
【００２８】
直線状凹凸パターンの「直線方向」とは、上記ライン方向であって、特に複数の楕円の長軸方向に沿った一定の方向を意味するものとする。
【００２９】
「複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターン」とは、複数の液滴を基板上に配置する際の液滴配置の基準となる、複数の液滴の配置を表す格子点群からなる２次元座標を意味する。
【００３０】
「基本単位格子」とは、周期性を有する液滴配置パターンの最小の繰返し単位を意味する。
【００３１】
さらに、Ａ方向の一周期を表すベクトルａおよびＢ方向の一周期を表すベクトルｂの両始点をいずれかの格子点の一つにとり、基本単位格子をベクトルａおよびベクトルｂが作る平行四辺形とした場合に、
基本単位格子は、Ｌ１＝０×ａ＋０×ｂおよびＬ２＝１／２×ａ＋１／２×ｂの格子点を含む単位構造からなるものであることが好ましい。
【００３２】
本明細書において、「単位構造」とは、基本単位格子を構成する具体的な格子点の配列を意味する。つまり、上記液滴配置パターンを構成する格子点群は、単位構造をもった基本単位格子がその周期性に従い繰り返されることにより表現される。
【００３３】
さらに、Ａ方向の一周期の長さＴａとＢ方向の一周期の長さＴｂとの比Ｔａ／Ｔｂが下記式（２）を満たすことが好ましい。
１．８≦Ｔａ／Ｔｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（２）
本明細書において、式（２）中、Ｖは基本単位格子を代表する格子点に対応する液滴の平均体積、ｄは液滴拡張後の凹凸パターン転写されたレジスト膜の目標とする平均厚み（残膜も含む）を表す。
【００３４】
そして、本発明に係る第２のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【００３５】
そして、本発明に係る第２のナノインプリント方法において、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、上記液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。
【００３６】
さらに、本発明に係る液滴配置パターンの作成方法は、
インクジェット法により第１の基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、第１のモールドのライン状凹凸パターンを第１の基板の液滴が塗布された面に押し付けるナノインプリント方法に用いられる、液滴の配置の基準となる液滴配置パターンの作成方法において、
第１の基板とは異なる第２の基板上に上記レジスト材料からなる複数の標準量の液滴を塗布し、
ライン状凹凸パターンと同様の凹凸パターンを有する第２のモールドを第２の基板の液滴が塗布された面に押し付けて、液滴と他の液滴とが接する程度にこの基板上に拡張し、
拡張した複数の上記標準量の液滴の形状をそれぞれ楕円に近似するとともに、これらの楕円の配置を測定し、
複数の楕円が最密充填するように、測定した楕円の配置を再配置し、
再配置後の複数の楕円のそれぞれの中心を格子点として、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンを得ることを特徴とするものである。
【００３７】
本明細書において、「標準量」とは、実際に第１の基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布する際の一滴あたりの液滴量を目安にした液適量を意味する。
【００３８】
第２のモールドを第２の基板に押し付けて、「液滴と他の液滴とが接する程度にこの基板上に拡張し」とは、第２のモールドの第２の基板への押付けを最後まで行わず、液滴同士が接する程度で止めること、および第２のモールドの第２の基板への押付けを最後まで行った状態で液滴同士が接する程度になるまで、液滴量や液滴配置を調整し繰り返し押付けを行うことを含む意味である。
【００３９】
さらに、本発明に係る第３のナノインプリント方法は、
インクジェット法により基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布し、ライン状凹凸パターンを有するモールドを基板の液滴が塗布された面に押し付けて基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなるレジスト膜を形成するとともにレジスト膜にライン状凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
上記に記載の液滴配置パターンの作成方法により作成された液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を塗布することを特徴とするものである。
【００４０】
そして、本発明に係る第３のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記楕円の長軸方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記楕円の短軸方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【００４１】
そして、本発明に係る第３のナノインプリント方法において、上記長軸方向および上記短軸方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、上記液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。
【００４２】
さらに、本発明に係る基板の加工方法は、
上記に記載のナノインプリント方法により、凹凸パターンが転写されたレジスト膜を基板上に形成し、
このレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行って、このレジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得るものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明に係る第１のナノインプリント方法は、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行なＡ方向に沿った液滴間隔が、Ａ方向に略垂直なＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように液滴を基板上に塗布し、上記ライン方向を考慮した液滴配置としているから、ライン状凹凸パターンのパターン形状に起因して液滴の拡張方向に異方性が生じても、ムラなく液滴を拡張させることができる。この結果、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法において、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【００４４】
さらに、本発明の第２のナノインプリント方法は、基板上の直線転写領域に液滴配置パターンに従って液滴を塗布するものであって、この液滴配置パターンが、直線状凹凸パターンの直線方向に略平行なＡ方向、およびＡ方向に略垂直なＢ方向にそれぞれ周期性を有する基本単位格子を有し、Ａ方向の周期性の周期がＢ方向の周期性の周期より長いものとし、上記直線方向（ライン方向）を考慮した液滴配置としているから、第１のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【００４５】
そして、本発明の第１および第２のナノインプリント方法において、特に、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定した場合には、インクジェットプリンターの全体としての分解能を確保したまま、液滴吐出時のスループットを向上させることができる。
【００４６】
そして、本発明の第１および第２のナノインプリント方法において、特に、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定した場合には、効率よく液滴を塗布することができ、液滴吐出時のスループットをより向上させることができる。
【００４７】
さらに、本発明の第３のナノインプリント方法は、本発明の液滴配置パターンの作成方法により作成された液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を塗布し、結果として上記ライン方向を考慮した液滴配置としているから、第１のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【００４８】
そして、本発明の第３のナノインプリント方法において、特に、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される再配置された楕円の長軸方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記楕円の短軸方向の解像度よりも小さく設定した場合には、インクジェットプリンターの全体としての分解能を確保したまま、液滴吐出時のスループットを向上させることができる。
【００４９】
そして、本発明の第３のナノインプリント方法において、特に、上記長軸方向および上記短軸方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定した場合には、効率よく液滴を塗布することができ、液滴吐出時のスループットをより向上させることができる。
【００５０】
さらに、本発明の液滴配置パターンの作成方法は、テスト用の基板上にレジスト材料からなる複数の標準量の液滴を塗布し、ナノインプリント用のライン状凹凸パターンの少なくとも一部と同一の凹凸パターンを有するテスト用のモールドを上記基板の液滴が塗布された面に押し付けて、液滴と他の液滴とが接する程度に基板上に拡張し、拡張した複数の標準量の液滴の形状をそれぞれ楕円に近似するとともに、この楕円の配置を測定し、複数の楕円が最密充填するように測定した楕円の配置を再配置し、再配置後の複数の楕円のそれぞれの中心を格子点として、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンであって、ライン状凹凸パターンのライン方向を考慮した液滴配置パターンを得ている。これにより、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法においてこの液滴配置パターンを使用することにより、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【００５１】
さらに、本発明の基板の加工方法は、上記に記載のナノインプリント方法によりパターン転写されたレジスト膜をマスクとして、残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥のないマスクを用いてドライエッチングを行っているから、高精度で歩留まりよく基板を加工することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１のインプリント方法において、ライン状凹凸パターンのライン方向と光硬化性樹脂を含有する複数の液滴の塗布配置との関係を示す概略図である。
【図２】ライン状凹凸パターンおよびライン状凹凸パターンではないパターンの例を示す概略図である。
【図３】（ａ）はライン状凹凸パターンが形成されたモールドを示す概略図であり、（ｂ）はそのモールドに押し付けられる被加工対象の基板を示す概略図である。
【図４】（ａ）は図３ａのＩ−Ｉ線、（ｂ）は図３ｂのＩＩ−ＩＩ線における断面図を示す概略図である。
【図５】透明な基板上に液滴を配置し、平坦な板によって押し付けた場合に、その液滴の拡張する様子を示す概略図である。
【図６】透明な基板上に液滴を配置し、モールドによって押し付けた場合に、その液滴の拡張する様子を示す概略図である。
【図７】ライン方向を考慮して透明な基板上に液滴を配置し、モールドによって押し付けた場合に、その液滴の拡張する様子を示す概略図である。
【図８】ライン方向を考慮して真円を最密充填配列した様子を示す概略図である。
【図９】Ａ方向の平均の液滴間隔ＷａとＢ方向の平均の液滴間隔Ｗｂとの比、および、液滴が拡張した時の楕円形状の長軸半径と短軸半径の比が一致するときの液滴の拡張の様子を示す概略図である。
【図１０】第２のナノインプリント方法における液滴配置パターンを示す概略図である。
【図１１】単位構造の格子点が２つである場合（ａ）と１つである場合（ｂ）の拡張した液滴外縁を示す概略図である。
【図１２】楕円として近似された液滴の配置の再配置を説明する概略図である。
【図１３】インクジェット法における解像度と液滴配置パターンとの関係を説明する概略図である。
【図１４】副走査方向に沿った格子点間隔、吐出口の配置間隔および吐出口の実効間隔の関係を説明する概略図である。
【図１５】インクジェットヘッドの吐出口が複数の列をなす場合の、吐出口の配置間隔および実効間隔を説明する概略図である。
【図１６】実施例における、格子点間隔、吐出口の配置間隔および吐出口の実効間隔の関係を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００５４】
「第１のナノインプリント方法」
まず、本発明の第１のナノインプリント方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態ではレジスト膜を光硬化させる光硬化方式のナノインプリントを例として説明する。
【００５５】
第１のナノインプリント方法は、Ｓｉモールドのライン状凹凸パターンに対向する石英基板上のライン転写領域に、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行な方向であるＡ方向に沿った液滴間隔が、Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように、光硬化性樹脂を含有する複数の液滴をインクジェット法により塗布し（図１）、Ｓｉモールドのライン状凹凸パターンを石英基板の液滴が塗布された面に押し付けて石英基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなる光硬化性樹脂膜を形成し、その後石英基板側から光硬化性樹脂膜に対し紫外光による露光を行って光硬化性樹脂膜を硬化し、硬化後にＳｉモールドを光硬化性樹脂膜から剥離することによって光硬化性樹脂膜にライン状凹凸パターンを転写するものである。
【００５６】
この光硬化性樹脂膜が後工程のエッチング工程におけるレジスト膜として機能する。図１は、第１のインプリント方法において、ライン状凹凸パターンのライン方向と光硬化性樹脂を含有する複数の液滴の塗布配置との関係を示す概略図である。ここで、ライン状凹凸パターンの「ライン方向に略平行な方向」とは、ライン状凹凸パターンのライン方向の他、本発明の作用効果が得られる範囲でこのライン方向と実質的に同一の方向も含む意味であり、好ましくはライン方向から±３０°の角度範囲にある方向を意味し、さらに好ましくはライン方向から±１５°の角度範囲にある方向を意味する。一方、「Ａ方向に略垂直な方向」とは、Ａ方向に垂直な方向の他、本発明の作用効果が得られる範囲でこのＡ方向に垂直な方向と実質的に同一の方向も含む意味であり、好ましくはＡ方向に垂直な方向から±３０°の角度範囲にある方向を意味し、さらに好ましくはＡ方向に垂直な方向から±１５°の角度範囲にある方向を意味する。
【００５７】
（光硬化性樹脂）
光硬化性樹脂は、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物Ｒ−１に、光重合開始剤（２質量％）、下記界面活性剤Ｗ−１（０．１質量％）、下記界面活性剤Ｗ−２（０．０４質量％）、下記酸化防止剤Ａ−１およびＡ−２（各１質量％）を加えて調製された光硬化性樹脂を用いることができる。上記の手順により作成した光硬化性樹脂は波長３６０ｎｍの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。
＜重合性化合物＞
Ｒ−１：ベンジルアクリレート（ビスコート＃１６０：大阪有機化学株式会社製）
＜光重合開始剤＞
Ｐ−１：２，４，６−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド
（Ｌｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯ−Ｌ：ＢＡＳＦ社製）
＜界面活性剤＞
Ｗ−１：フッ素系界面活性剤（トーケムプロダクツ株式会社製：フッ素系界面活性剤）
Ｗ−２：シリコーン系界面活性剤
（大日本インキ化学工業株式会社製：メガファックペインタッド３１）
＜酸化防止剤＞
Ａ−１：スミライザーＧＡ８０（住友化学工業株式会社製）
Ａ−２：アデカスタブＡＯ５０３（株式会社ＡＤＥＫＡ製）
【００５８】
（Ｓｉモールド）
本実施形態で使用するＳｉモールドは、例えば以下の手順により製造することができる。まず、Ｓｉ基材上に、スピンコートなどでノボラック系樹脂、アクリル樹脂などのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層を形成する。その後、Ｓｉ基材にレーザ光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト層表面に所定のパターンを露光する。その後、フォトレジスト層を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、所定のパターンを有するＳｉモールドを得る。
【００５９】
本発明のインプリント方法で用いられるモールドは、光硬化性樹脂とモールド表面との剥離性を向上させるために離型処理を行ったものを用いてもよい。このようなモールドとしては、シリコーン系やフッ素系などのシランカップリング剤による処理を行ったもの、例えば、ダイキン工業（株）製のオプツールＤＳＸや、住友スリーエム（株）製のＮｏｖｅｃ ＥＧＣ-１７２０等、市販の離型剤も好適に用いることができる。一方、本実施形態ではＳｉモールドを用いた場合について説明するが、モールドはこれに限られず、石英モールドを用いることも可能である。この場合、石英モールドは後述するモールドの加工方法等により製造することができる。
【００６０】
（基板）
Ｓｉモールドに対しては、光硬化性樹脂の露光を可能とするために石英基板を用いる。石英基板は、光透過性を有し、厚みが０．３ｍｍ以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、石英基板表面をシランカップリング剤で被覆したものや、石英基板上にＣｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属層を積層したものや、石英基板上にＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化膜層を積層したものや、前記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したもの、などが挙げられる。金属層または金属酸化膜層の厚みは、通常３０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下、にする。３０ｎｍを超えるとＵＶ透過性が低下し、光硬化性樹脂の硬化不良が起こりやすい。
【００６１】
また、上記「光透過性を有する」とは、具体的には、基板に光硬化性樹脂膜が形成される一方の面から出射するように、基板の他方の面から光を入射した場合に、光硬化性樹脂膜が十分に硬化することを意味しており、少なくとも、上記他方の面から上記一方の面へ波長２００ｎｍ以上の光の光透過率が５％以上であることを意味する。
【００６２】
石英基板の厚みは、通常０．３ｍｍ以上が好ましい。０．３ｍｍ以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。
【００６３】
一方、石英モールドに対する基板は、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。形状としては、例えば、情報記録媒体である場合には、円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。基板の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、被加工物とモールドとの密着時に基板側に撓みが発生し、均一な密着状態を確保できない可能性がある。
【００６４】
（ライン状凹凸パターン）
Ｓｉモールドには転写するパターンとしてライン状凹凸パターンが形成されている。「ライン状凹凸パターン」とは、パターンを液滴に押し付けた際にそのパターン形状に起因して、液滴の拡張方向に異方性が生じて液滴の形状を楕円に近似することができるような凹凸パターンを意味し、特に複数の液滴の楕円形状の長軸方向が一定の方向を向くような凹凸パターンを「直線状凹凸パターン」という。
【００６５】
また、ライン状凹凸パターンの「ライン方向」とは、前述したように、モールドの凹凸パターン形成面に沿った方向のうち液滴が拡張しやすい方向であり、言い換えれば、モールドの凹凸パターン形成面に沿った方向であって、ライン状凹凸パターンを液滴に押し付けた際に形成される液滴の形状を楕円に近似した場合の楕円の長軸に沿った方向に対応する方向ということもできる。
【００６６】
例えば、図２ａ〜ｄは、ライン状凹凸パターンの例である。図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、細長い凸部１が平行に配列したライン＆スペース型の凹凸パターンを示す概略図である。図２ｄは、ドット状の凸部１が一方向に密に配置された列が平行に配列されたパターンを示す概略図である。これらのようなパターンでは、塗布された液滴が凸部１と他の凸部１との間を伝って拡張する方が拡張しやすくなるため、その拡張に異方性が生じ、拡張した液滴の形状が楕円のようになる。したがって、ライン方向とは細長い凸部の長さ方向に沿った方向、またはドット状の凸部が密に配置された列の長さ方向に沿った方向ということもできる。図２ａ〜ｄでは、凸部１が直線状に形成および／または配列された場合の例について示しているが、このような直線状のパターンに限らず、これらは曲線状におよび／または蛇行するように形成および／または配列されてもよい。なお、図２ｅは、ドット状の凸部１が縦横に均等に配置されたパターンを示す概略図であるが、液滴の拡張方向について異方性が明確に現れないため、当該パターンは本明細書におけるライン状凹凸パターンには含まれない。
【００６７】
前述したようにライン状凹凸パターンは液滴それぞれが拡張しやすい方向であるから、ライン状凹凸パターンが、曲線状および／または蛇行するような形状の凹凸パターンを含むような場合には、そのライン方向もそのような形状を反映して曲線状および／または蛇行するような形状となる。このような場合には、Ａ方向およびＢ方向は原則、液滴が配置された各地点を基準としてそれぞれ規定される。
【００６８】
ただし、ライン状凹凸パターンについて曲線状のライン方向や複数の直線方向が認められるような場合であっても、インクジェット法における主走査方向および副走査方向等の関係で、そのライン状凹凸パターンについてのライン方向を１つの直線状の方向として規定する必要が生じる場合がある。そこで、このような場合には必要に応じて、ライン状凹凸パターンの形状を個別具体的に勘案し、ライン状凹凸パターンの「ライン方向」として、当該ライン状凹凸パターンを反映する直線状の方向を１つ選択するものとする。このような方向の選択は、例えば、押し付けられた液滴がどの方向に拡張しやすいのかを総合的に考慮して行われる。より具体的には、基板上に塗布された複数の液滴をライン状凹凸パターンで押し付ける作業を予め試験的に実施し、このとき拡張された複数の液滴のそれぞれの形状を観察し、それぞれの液滴が拡張した方向として最も多い方向を上記の「ライン状凹凸パターンを反映する直線状の方向」として選択することが好ましい。なお、上記のような方向の選択は必ずしも必要ではない。例えば、ディスク状の基板を回転させながら液滴を塗布するような場合には、インクジェットヘッドが固定されていても主走査方向と円周に沿ったライン方向とを一致させることができるためである。
【００６９】
（光硬化性樹脂の塗布方法）
基板上に光硬化性樹脂の液滴を配置する際は、インクジェットプリンターを用いる。光硬化性樹脂をノズルから吐出するインクジェットヘッドには、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式などが挙げられる。これらの中でも、液適量や吐出速度の調整が可能なピエゾ方式が好ましい。基板上に光硬化性樹脂の液滴を配置する前には、あらかじめ液滴量や吐出速度を設定及び調整する。例えば、液適量は、凹凸パターンの凹部の空間体積が大きい領域では多くしたり、凹部の空間体積が小さい領域や凹部がない領域では少なくしたりして調整することが好ましい。調整後、所定の液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を配置する。
【００７０】
そして、本実施形態の第１のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【００７１】
そして、本発明に係る第１のナノインプリント方法において、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。なお、具体的なインクジェットヘッドの設定方法については、後述する。
【００７２】
液滴配置パターンは、基板上のどの領域がライン転写領域または直線転写領域になるのかという情報も含めた、基板上の液滴配置に対応する格子点群からなる２次元座標情報により構成される。「ライン転写領域」または「直線転写領域」とは、図３および図４に示すように、ライン状凹凸パターンＰ１または直線状凹凸パターンＰ２を基板２に押し付けた際にライン状凹凸パターンＰ１または直線状凹凸パターンＰ２に対向することとなる基板上の領域（Ｒ１またはＲ２）を意味する。図３ａはライン状凹凸パターンＰ１が形成されたモールド２を示す概略図であり、図３ｂはそのモールド２に押し付けられる被加工対象の基板３を示す図である。図４ａおよび図４ｂは、それぞれ図３ａのＩ−Ｉ線および図３ｂのＩＩ−ＩＩ線における断面図を示す概略図である。図４ｂの基板３上の凹凸パターンに対向する領域Ｒ１がライン転写領域となり、この場合特に直線転写領域Ｒ２となる。
【００７３】
本実施形態の液滴配置パターンは、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行な方向であるＡ方向に沿った液滴間隔が、Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行な方向であるＡ方向に沿った格子点間隔が、Ａ方向に略垂直な方向であるＢ方向に沿った格子点間隔より長い２次元座標情報を有している。
【００７４】
これは、ライン状凹凸パターンのライン方向に沿って液滴の拡張の異方性が生じることを考慮したものである。例えば、図５は、石英基板等の透明な基板上に液滴Ｄを配置し、それを凹凸パターンのない平坦な板９によって押し付けた場合に、当該透明な基板側から観察したその液滴Ｄの拡張する様子を示す概略図であり、図６は、直線状凹凸パターンＰ２を有するモールド２によって押し付けた場合に、同様に観察したその液滴Ｄの拡張する様子を示す概略図である。図５のような場合には、液滴Ｄは等方的に拡張するため、基本的に液滴Ｄの配置は縦横等の方向を考慮する必要なく均等に配置していれば特に問題は生じず、レジスト膜４が形成される。しかしながら、図６のような場合には、液滴Ｄの拡張に異方性が生じるため、同じ液滴量としたときその直線方向Ａを考慮しなければ、つまりＡ方向の液滴間隔ＷａおよびＢ方向の液滴間隔Ｗｂが等しいままでは、液滴Ｄが拡張しやすい方向Ａでは液滴Ｄの量が過剰となりレジスト膜４の厚みムラが生じ、拡張しにくい方向Ｂでは液滴Ｄの量が不足し残留気体による膜の欠陥が生じる可能性がある。そこで、本発明は、図７に示すように、直線状凹凸パターンＰ２を有するモールド２を用いる場合には、この凹凸パターンのライン方向Ａ、つまり液滴Ｄの拡張の容易性および困難性を考慮し、Ａ方向の液滴間隔Ｗａを広めにＢ方向の液滴間隔Ｗｂを狭めに液滴Ｄの配置を設定することにより、直線方向Ａを考慮しない場合に比して、レジスト膜４の厚みムラおよび残留気体による欠陥を抑制するものである。
【００７５】
また、Ａ方向の平均の液滴間隔ＷａとＢ方向の平均の液滴間隔Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂが下記式（１）を満たすことが好ましい。
１．８≦Ｗａ／Ｗｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（１）
式（１）中、Ｖは塗布される液滴の１箇所当たりの平均体積、ｄは液滴拡張後の凹凸パターン転写されたレジスト膜の目標とする平均厚み（残膜も含む）を表す。
【００７６】
Ｗａ／Ｗｂの下限を１．８とした理由は、仮に真円で図８のように最密充填配置した場合にＡ方向の液滴間隔Ｗａは、Ｂ方向の液滴間隔Ｗｂの約１．７３倍となるため、液滴が楕円形状で拡張する場合にはこの値よりも大きい方が液滴をより効率的に使用することができるためである。
【００７７】
一方、Ｗａ／Ｗｂの上限を０．５２Ｖ１／３／ｄとした理由は、塗布される液滴の１箇所当たりの平均体積Ｖおよび所望のレジスト膜の平均厚みｄによって、実際の液滴のＡ方向の拡張が制限されるためである。この値は具体的には下記のように導出される。
【００７８】
図９に示すように、液滴配置を決定する際には、拡張した液滴の重なり合う部分を最小にするため、拡張した液滴の形状を楕円形状に近似したとき、この楕円がＡ方向（長軸方向）およびＢ方向（短軸方向）の隣接する他の楕円と同時に接するような状態を経て拡張することが好ましい。このことは、Ｗａ／Ｗｂの値が、楕円の長軸半径ｒａと短軸半径ｒｂとの比ｒａ／ｒｂと一致することが好ましく、Ｗａ／Ｗｂの値の範囲は、ｒａ／ｒｂの値の取りうる範囲に従って決定されることを意味している。
【００７９】
そこで、以下において、塗布された液滴の１箇所当たりの体積がＶであり、所望のレジスト膜の平均厚みがｄである場合に、上記ｒａ／ｒｂの値がどのような範囲をとりうるかについて説明する。
【００８０】
まず、上記設定よりＶ＝π・ｒａ・ｒｂ・ｄであるため、下記式（３）が成立する。
【数１】
0005460541.tif 000002
【００８１】
ここで通常、短軸半径ｒｂと、拡張前の液滴接触面半径ｒ（拡張前の液滴と基板との接触面を真円に近似したときのその真円の半径）とがｒｂ≧ｒの関係を有するため（ｒｂ＝ｒは、液滴がＢ方向に拡張しない場合を意味する。）、ｒａ／ｒｂの取りうる範囲は下記式（４）となる。
【数２】
0005460541.tif 000003
【００８２】
一方、拡張前の液滴接触面半径ｒは、液滴の体積Ｖおよび接触角θを用いて下記式（５）のように表すことができる。
【数３】
0005460541.tif 000004
【００８３】
これより、式（５）を式（４）に代入すると、下記式（６）が得られ、ここで下記式（７）を適用すると下記式（８）が得られる。
【数４】
0005460541.tif 000005
【００８４】
ここで、式（７）のＦ（θ）は接触角θにのみ依存する関数である。通常接触角θは、液滴と基板との密着性を考慮すると小さい方が好ましく、液滴および基板の表面エネルギーを調整することにより、少なくとも０°＜θ≦９０°、好ましくは０°＜θ≦３０°、さらに好ましくは０°＜θ≦１０°となるように設定される。そこで、０°＜θ≦９０°の場合には、Ｆ（θ）は単調増加関数でありかつ０＜Ｆ（θ）≦０．５２であることを考慮して、下記式（９）が得られる。
【数５】
0005460541.tif 000006
【００８５】
以上の理由により、Ｗａ／Ｗｂの上限を０．５２Ｖ１／３／ｄとした。
【００８６】
（モールドの押付け工程）
モールドと基板間の雰囲気を減圧または真空雰囲気にした後に、モールドを押し付けることで残留気体を低減する。ただし、高真空雰囲気下では硬化前の光硬化性樹脂が揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールドと基板間の雰囲気を、Ｈｅ雰囲気または減圧Ｈｅ雰囲気にすることで残留気体を低減する。Ｈｅは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体（Ｈｅ）は徐々に減少する。Ｈｅの透過には時間を要すため減圧Ｈｅ雰囲気とすることがより好ましい。
【００８７】
モールドの押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、樹脂の流動が促進され、また残留気体の圧縮、残留気体の光硬化性樹脂への溶解、石英基板中のＨｅの透過も促進し、タクトアップに繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド接触時に異物を噛みこんだ際にモールド及び基板を破損する可能性がある。よって、モールドの押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは１００ｋＰａ以上、５ＭＰａ、更に好ましくは１００ｋＰａ以上、１ＭＰａ以下となる。１００ｋＰａ以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールドと基板間が液体で満たされている場合、モールドと基板間が大気圧（約１０１ｋＰａ）で加圧されているためである。
【００８８】
（モールドの剥離工程）
モールドを押し付けて光硬化性樹脂膜を形成した後、モールドを光硬化性樹脂膜から剥離する。剥離させる方法としては、例えばモールドまたは基板のどちらかの外縁部を保持し、他方の基板またはモールドの裏面を吸引保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させることで剥離させる方法が挙げられる。
【００８９】
以上のように、本実施形態の第１のナノインプリント方法では、ライン状凹凸パターンのライン方向に略平行なＡ方向に沿った液滴間隔が、Ａ方向に略垂直なＢ方向に沿った液滴間隔より長くなるように液滴を基板上に塗布し、上記ライン方向を考慮した液滴配置としているから、ライン状凹凸パターンのパターン形状に起因して液滴の拡張方向に異方性が生じても、ムラなく液滴を拡張させることができる。この結果、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法において、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【００９０】
「第２のナノインプリント方法」
次に、本発明の第２のナノインプリント方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態でも、前述の実施形態と同様にレジスト膜を光硬化させるナノインプリントリソグラフィーを例として説明する。本実施形態は、ライン状凹凸パターンが直線状凹凸パターンとみなすことができる場合であって、液滴配置パターンが周期的な格子点群からなる２次元座標から構成される点で、前述の実施形態と異なる。したがって、その他の同様の構成要素についての詳細な説明は、必要のない限り省略する。
【００９１】
第２のナノインプリント方法は、光硬化性樹脂を含有する複数の液滴を、Ｓｉモールドの直線状凹凸パターンに対向する石英基板上の直線転写領域に、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンであって、直線状凹凸パターンの直線方向Ａおよびこれに垂直なＢ方向にそれぞれ周期性を有する基本単位格子を有し、Ａ方向の周期性の周期がＢ方向の周期性の周期より長い液滴配置パターンに従って塗布し、Ｓｉモールドの直線状凹凸パターンを石英基板の液滴が塗布された面に押し付けて石英基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなる光硬化性樹脂膜を形成し、その後石英基板側から光硬化性樹脂膜に対し紫外光による露光を行って光硬化性樹脂膜を硬化し、硬化後にＳｉモールドを光硬化性樹脂膜から剥離することによって光硬化性樹脂膜に直線状凹凸パターンを転写するものである。
【００９２】
図１０は、本実施形態の液滴配置パターンの概略図を示すものである。本実施形態の液滴配置パターンは周期的に配置された複数の格子点Ｌからなる２次元座標情報を有するものであり、言い換えれば、液滴配置パターンはＡ方向およびＢ方向それぞれに周期性を有する基本単位格子Ｕを有するものである。本実施形態では、この基本単位格子ＵのＡ方向およびＢ方向の周期性の周期が、それぞれ前述した実施形態におけるＡ方向およびＢ方向の液滴間隔に相当し、Ａ方向の周期性の周期ＴａがＢ方向の周期性の周期Ｔｂより長く設定されている。基本単位格子Ｕの周期性について、Ａ方向の周期性の周期ＴａとＢ方向の周期性の周期Ｔｂとの比Ｔａ／Ｔｂが下記式（２）を満たすことが好ましい。上限および下限については前述した式（１）と同様である。ただし、本実施形態における下記式（２）中のＶは、基本単位格子Ｕを代表する格子点に対応する液滴の平均体積を意味する。ここで、基本単位格子Ｕを代表する格子点とは、基本単位格子Ｕ内の格子点のうち、その格子点に対応する液滴の総体積が、基本単位格子Ｕ内のすべての格子点それぞれに対応する液滴の総体積の所定値（例えば９０％）以上となるように設定される格子点であり、１つの格子点である必要はない。
１．８≦Ｔａ／Ｔｂ≦０．５２Ｖ１／３／ｄ・・・（２）
【００９３】
基本単位格子Ｕの取り方は、特に制限されず、例えば図１０では、Ａ方向およびＢ方向にその周期の一周期分の長さをそれぞれ持つベクトルａおよびベクトルｂによって作られる平行四辺形を基本単位格子Ｕとしている。
【００９４】
基本単位格子Ｕを構成する単位構造は、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制する目的、並びに、充填率を考慮し、Ｌ１＝０×ａ＋０×ｂの格子点１点を含むもの、またはこのＬ１およびＬ２＝１／２×ａ＋１／２×ｂの格子点２点を含むものが好ましい。ここで、ａおよびｂは、それぞれ上記ベクトルａおよびｂを表す。図１１は、単位構造の格子点が２つである場合（ａ）と１つである場合（ｂ）の拡張した液滴外縁を示す概略図である。図１１に示すように、同じ液滴数でもＬ１およびＬ２を有するように液滴を配置することにより、より効率よくレジスト膜を形成することができる。また、基本単位格子Ｕ内の格子点に配置する液滴の量は、すべて同一である必要はない。例えば、上記Ｌ１およびＬ２において、Ｌ１にレジスト膜の大部分を形成できる程度の量の液滴を配置し、Ｌ２はその隙間を補う程度の量の液滴を配置するようにしてもよい。
【００９５】
そして、本発明に係る第２のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【００９６】
そして、本発明に係る第２のナノインプリント方法において、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、上記液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。なお、具体的なインクジェットヘッドの設定方法については、後述する。
【００９７】
以上のように、本実施形態の第２のナノインプリント方法は、基板上の直線転写領域に液滴配置パターンに従って液滴を塗布するものであって、この液滴配置パターンが、直線状凹凸パターンの直線方向に略平行なＡ方向、およびＡ方向に略垂直なＢ方向にそれぞれ周期性を有する基本単位格子を有し、Ａ方向の周期性の周期がＢ方向の周期性の周期より長いものとし、上記直線方向を考慮した液滴配置としているから、第１のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【００９８】
「第３のナノインプリント方法およびそれに用いる液滴配置パターンの作成方法」
次に、本発明の第３のナノインプリント方法およびそれに用いる液滴配置パターンの作成方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態でも、前述の実施形態と同様にレジスト膜を光硬化させるナノインプリントリソグラフィーを例として説明する。本実施形態は、特に本発明の液滴配置パターンの作成方法を実施し、これによって作成された液滴配置パターンにしたがって液滴を基板上に塗布する点で、第１の実施形態と異なる。したがって、その他の同様の構成要素についての詳細な説明は、必要のない限り省略する。
【００９９】
第３のナノインプリント方法は、本実施形態の液滴配置パターンの作成方法を実施して、液滴配置パターンを作成し、この液滴配置パターンに従って、Ｓｉモールドのライン状凹凸パターンに対向する石英基板上のライン転写領域に、光硬化性樹脂を含有する複数の液滴をインクジェット法により塗布し、Ｓｉモールドのライン状凹凸パターンを石英基板の液滴が塗布された面に押し付けて石英基板上に液滴を拡張して、拡張した複数の液滴の結合からなる光硬化性樹脂膜を形成し、その後石英基板側から光硬化性樹脂膜に対し紫外光による露光を行って光硬化性樹脂膜を硬化し、硬化後にＳｉモールドを光硬化性樹脂膜から剥離することによって光硬化性樹脂膜にライン状凹凸パターンを転写するものである。
【０１００】
一方、本実施形態の液滴配置パターンの作成方法は、上記石英基板とは異なる第２の石英基板上に上記光硬化性樹脂を含有する複数の標準量の液滴をインクジェット法により塗布し、ライン状凹凸パターンと同様の凹凸パターンを有する第２のＳｉモールドを第２の石英基板の液滴が塗布された面に押し付けて、液滴と他の液滴とが接する程度にこの石英基板上に拡張し、拡張した複数の上記標準量の液滴の形状をそれぞれ楕円に近似するとともに、これらの楕円の配置を測定し、複数の楕円が最密充填するように測定した楕円の配置を再配置し、再配置後の複数の楕円のそれぞれの中心を格子点として、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンを得るものである。
【０１０１】
本明細書において、「標準量」とは、実際に第１の基板上にレジスト材料からなる複数の液滴を塗布する際の一滴あたりの液滴量を目安にした液適量を意味する。一般的なインクジェットプリンターの吐出性能から、この標準量はおよそ１〜１０００ｐｌの範囲である。
【０１０２】
液滴配置パターンは、本実施形態の液滴配置パターンの作成方法において、ナノインプリント時に押し拡げられた液滴の２次元形状を基にして作成される。
【０１０３】
この液滴配置パターンの作成についての具体的な方法や考え方は次の通りである。既に、ライン状凹凸パターンを有するモールドにより液滴を押し拡げた場合には、そのライン方向に沿って液滴が拡張するため、押し拡げられた液滴の２次元形状は楕円に近い形になることを述べた。しかしながら、この２次元形状はモールドのパターン設計や使用する液滴条件に大きく依存し複雑に変化する。例えば、パターン形状（パターン高さ、幅、ピッチ、傾斜角等）、２次元配置（ライン（直線、曲線）、ドットの繰り返し構造、ラインとドットの混在等）、液滴の塗布条件（一滴あたりの容積、塗布密度等）および液滴の液物性（粘性、表面張力等）等により、押し拡げられた液滴の２次元形状は異なる。そこで、本実施形態では、所定の凹凸パターンを持つモールドを用いてナノインプリントする際は、あらかじめ同じ凹凸パターンをもつモールドによりナノインプリントして液滴配置条件を決めるテスト工程が実施され、ナノインプリントを実施するのに適した液滴配置パターンが作成される。
【０１０４】
このテスト工程は例えば次の方法によって行う。（１）基準となる液滴配置パターン（例えば、正方格子や三角格子の格子点に液滴を配置するパターン）を作成し、液滴量を標準量の範囲で徐々に変化させながら２次元形状を繰り返し測定する。（２）標準量の範囲で基準となる液滴量に対して、配置パターンの液滴間隔を徐々に変化させながら２次元形状を繰り返し測定する。（１）および／または（２）を繰り返すことにより、テスト用のモールドによって押し拡げられた隣接した液滴同士が接触しなくなる条件を導く。ここまでの工程により、押し拡げられた個々の液滴の２次元形状の測定が可能になる。２次元形状の測定方法については特に制限はなく、光学的方法を用いても良いし、触針式方法を用いても良い。例えば、光学顕微鏡を用いて２次元形状画像を取得し、画像処理によって形状を測定する方法がある。また、２次元画像の測定は、モールドを押し付けた状態で行っても剥離した状態で行ってもよい。光硬化されていれば押し付けた状態と剥離した状態でそれほど液滴の形状は変化しないためである。測定された２次元形状は画像処理により楕円に近似する。近似方法については特に制限はないが、一般的には最小二乗法を用いることが多い。そして、近似した楕円の配置を再配置することにより（図１２）、この楕円が最密充填配置となるような２次元配置を求める。ここでいう最密充填配置は、２次元画像中の所定領域の楕円の面積占有率が７０％以上になることを指す。最後に、求めた楕円の２次元配置から楕円の中心座標を抽出し、その座標を格子点とする液滴配置の２次元座標を得る。なお、上記工程によって得たのは、ライン状凹凸パターンのライン方向が加味された液滴配置の２次元座標（液滴配置パターン）であるため、実際にこの液滴配置パターンを用いてナノインプリントを行う場合には、実際の液滴塗布条件に応じて液適量を微調整することが必要である。
【０１０５】
そして、本発明に係る第３のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記楕円の長軸方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記楕円の短軸方向の解像度よりも小さく設定することが好ましい。
【０１０６】
そして、本発明に係る第３のナノインプリント方法において、上記長軸方向および上記短軸方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、上記液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することが好ましい。なお、具体的なインクジェットヘッドの設定方法については、後述する。
【０１０７】
以上のように、本発明の第３のナノインプリント方法は、本発明の液滴配置パターンの作成方法により作成された液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を塗布し、上記ライン方向を考慮した液滴配置としているから、第１のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【０１０８】
さらに、本発明の液滴配置パターンの作成方法は、テスト用の基板上にレジスト材料からなる複数の標準量の液滴を塗布し、ナノインプリント用のライン状凹凸パターンの少なくとも一部と同一の凹凸パターンを有するテスト用のモールドを上記基板の液滴が塗布された面に押し付けて、液滴と他の液滴とが接する程度に基板上に拡張し、拡張した複数の標準量の液滴の形状をそれぞれ楕円に近似するとともに、この楕円の配置を測定し、複数の楕円が最密充填するように測定した楕円の配置を再配置し、再配置後の複数の楕円のそれぞれの中心を格子点として、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンであって、結果としてライン状凹凸パターンのライン方向を考慮した液滴配置パターンを得ている。これにより、インクジェット法を用いてレジスト材料からなる液滴を塗布しナノインプリントを行う方法においてこの液滴配置パターンを使用することにより、凹凸パターン転写されたレジスト膜の残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【０１０９】
＜設計変更＞
なお、上記第１から第３のナノインプリント方法および液滴配置パターンの作成方法の実施形態では、光硬化性樹脂を用いた光硬化方式のナノインプリントについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂を用いた熱硬化方式でもよい。
【０１１０】
「本発明のナノインプリント方法におけるインクジェットヘッドの設定方法」
本実施形態では、本発明のナノインプリント方法において、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定する場合について説明する。なお、本発明の第３のナノインプリント方法については、上記「Ａ方向」および上記「Ｂ方向」を、それぞれ再配置を行った楕円の「長軸方向」および「短軸方向」として取り扱えばよい。
【０１１１】
「インクジェットヘッドにより規定される解像度」とは、インクジェットヘッドの吐出口の間隔および吐出周波数および走査速度により定められる、どれくらいの密度で液滴を配置できるのかを表す配置性能の指標（後述のマス目の細かさ）を意味する。図１３は、インクジェット法における解像度と液滴配置パターンとの関係を説明する概略図である。図中のＢＭは、インクジェットプリンターによって液滴を配置することができるマス目状のマップ（ビットマップ）であり、Ｌは前述した液滴を配置する位置に対応する液滴配置パターンの格子点である。インクジェット法は、液滴配置パターンを参照しながらインクジェットヘッドがビットマップＢＭのマス目毎に基板上を走査し、液滴配置パターンの格子点Ｌに対応するマス目に液滴を塗布することにより実施される。
【０１１２】
従来のドロップオンデマンド方式において、液滴配置密度を最大化するような配置が好ましいとされている。したがって、ビットマップの解像度は、図１３ａに示すように、ランダムな液滴配置に対応するため、解像度は高く（マス目は小さく）かつ主走査方向および副走査方向の解像度が同一となるように設定されている。しかし、ライン状凹凸パターンのような異方性のあるパターンに液滴が接触すると液滴は異方的に拡張する。つまり、このような場合、等方的な液滴の拡張を前提としたドロップオンデマンド方式は効果的ではない。
【０１１３】
一方、本発明のナノインプリント方法において、液滴配置パターンのＡ方向の格子点間隔がＢ方向の格子点間隔よりも長い領域では、両方向の解像度が同一である必要性はなく、さらにＡ方向についてはＢ方向よりも細かな走査を行う必要性もない。そこで、本発明のナノインプリント方法では、従来必須とされていた液滴配置密度の最大化を敢えて行わず、かつこれにより過剰性能となった解像度を低減することで、液滴塗布のスループットを向上させることができる。より具体的には、図１３ｂに示すように、ビットマップＢＭのマス目の形状をＡ方向に長い長方形等に設定して、上記Ａ方向の解像度を上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定する。このように設定することにより、Ｂ方向において必要な解像度を維持しながら、Ａ方向において細かな走査が不要となるため、インクジェットプリンターの全体としての分解能を確保したまま、液滴吐出時のスループットを向上させることができる。
【０１１４】
なお、インクジェット法における主走査方向は、Ａ方向およびＢ方向のいずれにとってもよい。Ａ方向を主走査方向とすると、主走査方向の解像度が低いため、主走査速度を早くすることができる。この結果、１走査分の塗布時間が短縮され、全体としての塗布時間も短縮される。また、Ｂ方向を主走査方向とすると、ステージ送り方向の解像度が低いため、副走査回数を減少させることができる。この結果、全体として塗布時間が短縮される。
【０１１５】
以上より、本発明のナノインプリント方法において、特に、複数の液滴を塗布するインクジェットヘッドにより規定される上記Ａ方向の解像度を、同じインクジェットヘッドにより規定される上記Ｂ方向の解像度よりも小さく設定した場合には、インクジェットプリンターの全体としての分解能を確保したまま、液滴吐出時のスループットを向上させることができる。
【０１１６】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定する場合について説明する。
【０１１７】
本明細書において、「副走査方向に沿った格子点間隔」とは、ある格子点と他の格子点との副走査方向に沿った距離のうち最小のものを意味する。つまり、例えば図１０のように、Ｌ１およびＬ２を単位構造とする周期的な液滴配置パターンの場合、副走査方向に沿った格子点間隔は、副走査方向に設定された方向の周期の半分である。また、吐出口の「実効間隔」とは、吐出口同士の間隔のうち副走査方向に沿った最小の長さを意味するものとする。したがって、吐出口が上記副走査方向に所定の配置間隔を空けて列をなしている場合には、吐出口の実効間隔は、当該配置間隔に等しい。
【０１１８】
上記のようなインクジェットヘッドの設定は、具体的には次のように実施する。図１４は、副走査方向に沿った格子点Ｌの格子点間隔、吐出口１２の配置間隔および吐出口１２の実効間隔の関係を説明する概略図である。なお図１４では、Ａ方向を主走査方向Ｓｍとし、Ｂ方向を副走査方向Ｓｖと設定している。また図１４では、格子点間隔は、格子点の周期に一致している。
【０１１９】
図１４ａは、副走査方向Ｓｖに沿った格子点Ｌの格子点間隔Ｌｂとインクジェットヘッド１０の吐出口１２の配置間隔ｘとが一致している場合を示している。一方、図１４ｂは、副走査方向Ｓｖに沿った格子点Ｌの格子点間隔Ｌｂとインクジェットヘッド１０の吐出口１２の配置間隔ｘとがＬｂ＝２ｘの関係を有する場合を示している。つまり、上記のように、格子点の格子点間隔ＬｂとＬｂ＝ｎｘ（ｎは正整数）の関係を有する配置間隔ｘを持つインクジェットヘッド１０を選択すればよい。また、配置間隔ｘが上記関係にないインクジェットヘッド１０であっても、図１４ｃに示すように、吐出口の配列方向を副走査方向に対してθ傾けることにより、吐出口の実効間隔ｙを調整し、Ｌｂ＝ｎｙ（ｎは正整数）の関係を有するようにしてもよい。このような場合ｘおよびｙは、ｙ＝ｘ・ｃｏｓθの関係にある。ここで、θは、副走査方向Ｓｖとインクジェットヘッドの傾いた方向Ｇとが成す鋭角である。
【０１２０】
また、吐出口が複数の列をなしているインクジェットヘッド１０を使用することもできる。例えば、図１５は、インクジェットヘッドの吐出口が複数の列をなす場合の、吐出口の配置間隔および実効間隔を説明する概略図である。インクジェットヘッド１０は、一列に所定の間隔で並んだ吐出口をそれぞれ有するインクジェットヘッド１０ａおよび１０ｂから構成される。このような場合には、対比する吐出口（１２ａおよび１２ｂ）それぞれが成している列の同異は考慮しない。つまり、このようなインクジェットヘッド１０の吐出口の配置間隔ｘは、インクジェットヘッド１０ａの吐出口１２ａとインクジェットヘッド１０ｂの吐出口１２ｂとの副走査方向Ｓｖに沿った間隔となる（図１５ａ）。また、吐出口の列が副走査方向Ｓｖに対して傾いている場合には、吐出口の実効間隔ｙは、インクジェットヘッド１０ａの吐出口１２ａとインクジェットヘッド１０ｂの吐出口１２ｂとの副走査方向Ｓｖに沿った間隔となる（図１５ｂ）。
【０１２１】
上記のように、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となっていない場合、格子点の間隔が異なる領域ごとに走査の設定を変えて再度走査しなければならず、多数の走査が必要となる。しかしながら、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定することにより、効率よく液滴を塗布することができ、液滴吐出時のスループットをより向上させることができる。
【０１２２】
また、格子点間隔の異なる領域が存在する場合には、それらの格子点間隔の最大公約数を吐出口の副走査方向に沿った配置間隔ｘ（或いは実効間隔ｙ）として設定することにより、これらの領域に対して一度の走査で液滴を配置することができる。
【０１２３】
以上より、本発明のナノインプリント方法において、特に、上記Ａ方向および上記Ｂ方向のうち一方の方向をインクジェット法における主走査方向、他方の方向を副走査方向と設定し、複数の液滴をそれぞれ配置する位置に対応する複数の格子点からなる液滴配置パターンに従って液滴を塗布する際に、副走査方向に沿った格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の副走査方向に沿った実効間隔の整数倍となるように、上記インクジェットヘッドを設定した場合には、効率よく液滴を塗布することができ、液滴吐出時のスループットをより向上させることができる。
【０１２４】
「基板の加工方法」
次に、本発明の基板の加工方法の実施形態について説明する。本実施形態では、Ｓｉモールドを原盤として、前述した第１のナノインプリント方法を用いて基板の加工を行う。
【０１２５】
まず、第１のナノインプリント方法を用いてパターン転写されたレジスト膜を基板の一方の面に形成する。次に、パターン転写されたレジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。
【０１２６】
一方、基板が積層構造を有しており表面上に金属層を含む場合には、レジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを当該金属層に形成し、その金属薄層をエッチストップ層にして基板にさらにドライエッチングを行い、凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。
【０１２７】
ドライエッチングとしては、基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が特に好ましい。
【０１２８】
イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にＡｒなどの不活性ガスを導入し、イオンを生成する。これを、グリッドを通して加速させ、試料基板に衝突させてエッチングするものである。イオン源としては、カウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン型、フリーマン型、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）型などが挙げられる。
【０１２９】
イオンビームエッチングでのプロセスガスとしては、Ａｒガス、ＲＩＥのエッチャントとしては、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いることができる。
【０１３０】
以上のように、本発明の基板の加工方法は、上記に記載のナノインプリント方法によりパターン転写されたレジスト膜をマスクとして、残膜の厚みムラおよび残留気体による欠陥のないマスクを用いてドライエッチングを行っているから、高精度で歩留まりよく基板を加工することが可能となる。
【０１３１】
＜設計変更＞
なお、上記基板の加工方法の実施形態では、第１のナノインプリント方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２または第３のナノインプリント方法を用いてもよい。
【０１３２】
以下本発明の実施例について説明する。
【０１３３】
「実施例１」
（Ｓｉモールドの作製）
まず、Ｓｉ基材上に、スピンコートによりＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｎｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などを主成分とするフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層を形成した。その後、Ｓｉ基材を回転させながら、線幅１００ｎｍ、ピッチ２００ｎｍの同心円パターンに対応して変調した電子ビームを照射し、半径１５ｍｍから３０ｍｍの範囲のフォトレジスト層全面に同心円パターンを露光した。その後、フォトレジスト層を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層のパターンをマスクにしてＲＩＥにより溝深さが８０ｎｍになるように選択エッチングを行い、同心円パターンを有する第１のＳｉモールドを得た。
【０１３４】
（光硬化性樹脂）
重合性化合物Ｒ−１に、光重合開始剤Ｐ−１（２質量％）、下記界面活性剤Ｗ−１（０．１質量％）、下記界面活性剤Ｗ−２（０．０４質量％）、下記酸化防止剤Ａ−１およびＡ−２（各１質量％）を加えて調製された前述の光硬化性樹脂を用いた。
【０１３５】
（基板）
厚さ０．５２５ｍｍの石英ウエハの表面に、光硬化性樹脂との密着性に優れるシランカップリング剤であるＫＢＭ−５１０３（信越化学工業株式会社製）により表面処理をした。ＫＢＭ−５１０３をＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ Ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ Ａｃｅｔａｔｅ）で１質量％に希釈し、スピンコート法により基板表面に塗布した。続いて、塗布基板をホットプレート上で１２０℃、２０分の条件でアニールし、シランカップリング剤を基板表面に結合させた。
【０１３６】
（光硬化性樹脂の塗布工程）
ピエゾ方式のインクジェットプリンターであるＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製ＤＭＰ−２８３１を使用した。インクジェットヘッドには専用の１０ｐｌヘッドであるＤＭＣ−１１６１０を使用した。液滴量が１０ｐｌとなるように、あらかじめ吐出条件を設定及び調整した。液滴配置パターンは、前述した本発明の液滴配置パターン作製方法で作成した。この液滴配置パターンにおける液滴間隔のＷａおよびＷｂは、それぞれ１０００μｍおよび２５０μｍであった。そして、あらかじめ吐出条件を設定及び調整し、この液滴配置パターンに従いライン転写領域に液滴を配置した。
【０１３７】
（Ｓｉモールド押付け工程）
液滴配置パターンに対してＳｉモールド上の凹凸パターンを位置合わせするため、Ｓｉモールドと石英基板をギャップが０．１ｍｍ以下になる位置まで近接させ、石英基板の背面から顕微鏡で液滴配置パターンとモールド上の凹凸パターンを観察しながら、Ｓｉモールドまたは石英基板のステージを移動させることにより、位置合わせをした。Ｓｉモールドと石英基板間の空間を９９体積％以上のＨｅガスで置換し、その後５０ｋＰａまで減圧することにより、減圧Ｈｅ雰囲気をつくった。減圧Ｈｅ条件でＳｉモールドを光硬化性樹脂からなる液滴に接触させた。接触後、液滴が拡張する様子を、石英基板の背面から顕微鏡で観察し、液滴拡張過程の楕円形状の画像を取得した。接触状態を１分間保持し、３６０ｎｍの波長を含む紫外光により、照射量が３００ｍＪ/ｃｍ２となるように露光し、光硬化性樹脂膜を硬化させた。
【０１３８】
（Ｓｉモールド剥離工程）
石英基板の外縁部を保持し、Ｓｉモールドの裏面を吸引保持した状態で、裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させることでＳｉモールドを剥離し、凹凸パターン転写された第１の光硬化性樹脂膜を得た。
【０１３９】
（石英基板加工工程）
凹凸パターンが転写された光硬化性樹脂膜をマスクにして、下記に示すようにドライエッチングを行い、光硬化性樹脂膜に形成された凹凸パターンに基づく凹凸形状を石英基板上に形成し、所定の凹凸パターンを有する第１の石英モールドを得た。まず、パターン凹部に存在する残膜を酸素プラズマエッチングにより除去し、パターン凹部の石英基板を露出させた。その際、凹凸パターン領域内の最も厚い残膜を除去できる条件にあわせてエッチング量を設定した。次に、フッ素系ガスにより、パターン凸部をマスクにして石英基板のＲＩＥを行った。エッチング深さが８０ｎｍになるようにＲＩＥの条件を設定した。最後に、パターン凸部の残渣を酸素プラズマエッチングにより除去した。
【０１４０】
「実施例２」
（Ｓｉモールドの作製）
Ｓｉ基材をＸＹステージ上で走査しながら、線幅１００ｎｍ、ピッチ２００ｎｍの直線状凹凸パターンに対応して変調した電子ビームを照射し、１０ｍｍ角の範囲のフォトレジスト層全面に直線状凹凸パターンを露光した。上記と同様の手法により、直線状凹凸パターンを有する第２のＳｉモールドを得た。
【０１４１】
そして、この第２のＳｉモールドを用いて上記実施例１と同様の工程を実施し、凹凸パターン転写された第２の光硬化性樹脂膜および所定の凹凸パターンを有する第２の石英モールドを得た。
【０１４２】
「比較例１」
液滴配置パターンの液滴間隔ＷａおよびＷｂが共に５００μｍである点以外は、上記実施例１と同様の工程を実施し、凹凸パターン転写された光硬化性樹脂膜および所定の凹凸パターンを有する石英モールドを得た。
「比較例２」
液滴配置パターンの液滴間隔ＷａおよびＷｂが共に５００μｍである点以外は、上記実施例２と同様の工程を実施し、凹凸パターン転写された光硬化性樹脂膜および所定の凹凸パターンを有する石英モールドを得た。
【０１４３】
（評価方法）
上記実施例１および２並びに比較例１および２で得られた光硬化性樹脂膜の凹凸パターンを、光学顕微鏡（倍率５０倍〜１，５００倍）の暗視野測定で検査した。
まず倍率５０倍で２ｍｍ角の視野を規定する。次に測定視野を走査し、残留気体による欠陥の有無を測定する。残留気体による欠陥は、正常なパターンで見られない散乱光を検出した場合を対象とした。残留気体による欠陥の欠陥総数をカウントした。１ｃｍ角当たりの欠陥数が０個の場合を欠陥なし（ＯＫ）、１個以上の場合を欠陥あり（ＮＧ）とした。
【０１４４】
次にそれぞれの光硬化性樹脂膜の凹凸パターン部の残膜厚みを測定した。光硬化性樹脂膜のパターン領域の一部を、スクラッチまたはテープ剥離等により剥離することにより基板を露出させ、剥離領域とパターン領域の境界部をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定することにより、残膜厚みを測定した。残膜厚みはパターン領域内の任意の１０箇所を測定し、その標準偏差が２０ｎｍ未満の場合を問題なし（ＯＫ）、２０ｎｍ以上を問題あり（ＮＧ）とした。
【０１４５】
一方、上記実施例１および２並びに比較例１および２で得られた石英モールドの凹凸パターンを、光学顕微鏡（倍率５０倍〜１，５００倍）の暗視野測定で同様に検査した。
【０１４６】
（実施例１および２の評価結果）
表１に示すように、Ｓｉモールドの凹凸パターンを正確に反転し、欠陥がなくかつ残膜ムラのない光硬化性樹脂膜を得ることができた。また、線幅及びパターン高さが均一な石英モールドを得ることができ、本発明により良好な基板加工を行えることが確認できた。
【表１】
0005460541.tif 000007
【０１４７】
「実施例３」
実施例２と同様にＳｉモールドを作製し、実施例２と同様の光硬化性樹脂および基板を用意し、次のような塗布工程を実施して、液滴の塗布に要した塗布時間の評価を行った。
【０１４８】
（光硬化性樹脂の塗布工程）
ピエゾ方式のインクジェットプリンターであるＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製ＤＭＰ−２８３１を使用した。インクジェットヘッドには専用の１ｐｌヘッドであるＤＭＣ−１１６０１を使用した。液滴量が１ｐｌとなるように、あらかじめ吐出条件を設定及び調整した。液滴配置パターンは、前述した本発明の液滴配置パターン作製方法で作成した。この液滴配置パターンにおけるＡ方向の格子点間隔LａおよびＢ方向の格子点間隔Lｂは、それぞれ３１６μｍおよび７９μｍとなった。
【０１４９】
ＤＭＣ−１１６０１には１６個の吐出口が２５４μｍ間隔で設置されている。液滴配置パターンの格子点間隔が２５４μｍ以下であるため、隣接する吐出口の副走査方向の実効間隔が所望の距離になるように、ヘッドを副走査方向に対してθ１回転させて副走査方向の間隔を調整した。なお、液滴配置パターンの格子点間隔が２５４μｍより大きい場合には、使用する吐出口を間引き、使用する吐出口の実効間隔が所望の距離になるようにヘッドを回転させて、副走査方向の吐出口の実効間隔を調整する。以上のように、副走査方向の格子点間隔が、インクジェットヘッドの吐出口の実効間隔の整数倍となるようにした。
【０１５０】
主走査方向の取り方は特に限定されないが、本実施例では、Ｂ方向を主走査方向、Ａ方向を副走査方向として設定した。そして、Ａ方向の解像度はヘッドの回転角度、Ｂ方向の解像度は所定の吐出周波数における走査速度で調整し、Ａ方向の解像度を８０ｄｐｉ、Ｂ方向の解像度を３２２ｄｐｉに設定した。すなわち、Ａ方向の解像度をＢ方向の解像度よりも小さく設定した。なお、吐出口の実効間隔は７９μｍとした（図１６ａ）。
【０１５１】
塗布時間は走査回数、ステージ送り時間等で決まるため、本実施例において液滴の塗布に要した塗布時間をＴとした。
【０１５２】
そして、以上のような条件の下、液滴配置パターンに従い直線転写領域に液滴を配置した。
【０１５３】
「実施例４」
インクジェットヘッドを副走査方向に対してθ２回転させて吐出口の実効間隔を１５８μｍとした以外は、実施例３と同様に液滴を配置した（図１６ｂ）。
【０１５４】
「比較例３」
従来法にしたがって、Ａ方向の解像度を３２２ｄｐｉと設定し、Ｂ方向の解像度３２２ｄｐｉに合わせた点以外は、実施例３と同様に液滴を配置した。
【０１５５】
（実施例３および４の評価結果）
表２に示すように従来の方法に比して、塗布時間が、実施例３では１／４、さらには実施例４では１／８にまで短縮された。この結果、本発明によりインクジェットプリンターの全体としての分解能を確保したまま、液滴吐出時のスループットを向上させることができることが確認できた。
【表２】
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【符号の説明】
【０１５６】
１     凸部
２     モールド
３     基板
４     レジスト膜
１０   インクジェットヘッド
１２   吐出口
Ａ     ライン方向
Ｂ     ライン方向に垂直な方向
ＢＭ   ビットマップ
Ｄ     液滴
Ｇ     インクジェットヘッドの傾き方向
Ｌ     格子点
Ｐ１   ライン状凹凸パターン
Ｐ２   直線状凹凸パターン
Ｒ１   ライン転写領域
Ｒ２   直線転写領域
Ｓｍ   インクジェット法における主走査方向
Ｓｖ   インクジェット法における副走査方向
Ｕ     基本単位格子
Ｗａ   Ａ方向の液滴間隔
Ｗｂ   Ｂ方向の液滴間隔
Ｔａ   Ａ方向の格子点の周期
Ｔｂ   Ｂ方向の格子点の周期
Ｌａ   Ａ方向の格子点間隔
Ｌｂ   Ｂ方向の格子点間隔
ｘ     吐出口同士の配置間隔
ｙ     吐出口の副走査方向に沿った実効間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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