(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、
前記モールドを保持する第１駆動部と、
バネを介して、前記第１駆動部に連結された第２駆動部と、
前記第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第１荷重変化率とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第２荷重変化率としたとき、前記第１荷重変化率の絶対値よりも前記第２荷重変化率の絶対値が小さくなるように前記第２駆動部を制御する制御系と、を有することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記バネは、荷重センサであり、
前記制御系は、前記荷重センサの出力に基づいて、前記第２駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記制御系は、離型工程の開始からの経過時間に基づいて、前記第２駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項４】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、
前記モールドを保持する第１駆動部と、
バネを介して、前記第１駆動部に連結された第２駆動部と、
前記第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記対象物に対する前記第２駆動部の速度を第１速度とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記対象物に対する前記第２駆動部の速度を第２速度としたとき、前記第１速度よりも前記第２速度が小さくなるように前記第２駆動部を制御する制御系と、を有することを特徴とする加工装置。
【請求項５】
前記第２駆動部および前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され、前記モールドが前記樹脂に接触していない状態の、前記対象物に対する前記第２駆動部の速度を第３速度としたとき、前記制御系は、前記第２速度よりも前記第３速度が大きくなるように、前記第２駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項６】
前記バネは、荷重センサであり、
前記制御系は、前記荷重センサの出力に基づいて、前記第２駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項７】
前記制御系は、離型工程の開始からの経過時間に基づいて、前記第２駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項８】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、
前記モールドを保持するステージと、
離型工程の開始時の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値よりも、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値が小さくなるように前記ステージを駆動制御する駆動制御系と、を有することを特徴とする加工装置。
【請求項９】
前記駆動制御系は、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記対象物に対する前記モールドの速度よりも、前記離型工程の完了時の前記対象物に対する前記モールドの速度が大きくなるように前記ステージを駆動制御することを特徴とする請求項８に記載の加工装置。
【請求項１０】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、
前記モールドを保持するステージと、
前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記対象物に対する前記モールドの速度よりも、前記離型工程の開始時および完了時の前記対象物に対する前記モールドの速度が大きくなるように前記ステージを駆動制御する駆動制御系と、を有することを特徴とする加工装置。
【請求項１１】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、
バネを介して、モールドを保持する第１駆動部に連結された第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第１荷重変化率とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第２荷重変化率としたとき、前記第１荷重変化率の絶対値よりも前記第２荷重変化率の絶対値が小さくなるように前記第２駆動部を制御することを特徴とする加工方法。
【請求項１２】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、
離型工程の開始時の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値よりも、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値が小さくなるように前記モールドを保持するステージを駆動制御することを特徴とする加工方法。
【請求項１３】
対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、
前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記対象物に対する前記モールドの速度よりも、前記離型工程の開始時および完了時の前記対象物に対する前記モールドの速度が大きくなるように前記モールドを保持するステージを駆動制御することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、加工装置に係り、特に、原版となるモールドのパターンをウェハ等の基板に転写する加工装置に関する。本発明は、例えば、半導体やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）などを製造する微細加工のために、ナノインプリント技術を利用する加工装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィー技術を用いて微細な構造（電子回路、ＭＥＭＳ、グレーティングレンズなどのデバイス）を製造する際、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル（マスク）に描画されたパターンをレジスト（感光剤）を塗布した基板（シリコンやガラス）に縮小投影してパターンを転写する。投影露光装置は、非常に微細な構造を形成することができるが、非常に高価であり、手軽に利用できるものではない。
【０００３】
一方、非常に微細な構造を形成可能で、且つ、低コストのパターニング法であるナノインプリントが注目されている。ナノインプリントとは、電子ビーム露光等によって微細なパターンが形成されたモールド（雛型）を、レジストとしての樹脂材料を塗布したウェハに押し付ける（押印する）ことによって、レジスト上にパターンを写し取るものである。ナノインプリントは、モールドを準備すれば、モールドを樹脂材料に押し付ける押印機構があればよいため、微細加工を低コストで実現することができる。現在、ナノインプリントは、１０ｎｍ程度の微細な形状を転写することが可能であり、微細化については十分な性能を有する。ナノインプリントは、投影露光装置では採算があわなかったために製造されなかった新しいデバイスへの適用が期待されており、特に、磁気記録媒体の微細な周期構造の形成手段として期待されている。
【０００４】
ナノインプリントには、転写方法として、熱サイクル法や光硬化法（「ＵＶ硬化型」とも言われる）などが提案されている。熱サイクル法は、加工対象の樹脂（熱可塑性材料）をガラス転移温度以上に加熱して（即ち、樹脂の流動性を高めて）モールドを押印し、冷却した後に離型する方法である。光硬化法は、紫外線硬化型の樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を利用し、透明なモールドで押印した状態で感光及び硬化させてからモールドを剥離する方法である。
【０００５】
光硬化法は、比較的容易に温度を制御することができるため、半導体素子の製造に適している。また、半導体素子の製造には、高精度な重ね合わせ精度（基板にパターンを幾つか重ね合わせる際の精度）が必要となる。光硬化法は、透明なモールド越しに基板上のアライメントマークを観察することができ、アライメントの観点からも半導体素子の製造に適している。一方、熱サイクル法は、加熱する工程を含むため、基板及びモールドの温度上昇によって熱膨張し、重ね合わせ精度を維持することが非常に困難である。
【０００６】
図１３は、光硬化法によるナノインプリントを説明するための図であって、図１３（ａ）は押印工程、図１３（ｂ）は硬化工程、図１３（ｃ）は離型工程を示している。まず、紫外線を透過する材質（例えば、石英）からなるモールドＭＰを、図１３（ａ）に示すように、ＵＶ硬化樹脂ＵＣＲを塗布した基板（ウェハ）ＳＴに押し付ける。これにより、ＵＶ硬化樹脂ＵＣＲは、モールドＭＰに形成されたパターンに沿って移動する。
【０００７】
次に、モールドＭＰを基板ＳＴに押し付けた状態で、図１３（ｂ）に示すように、紫外線ＵＬを照射する。これにより、ＵＶ硬化樹脂ＵＣＲは、モールドＭＰの形（パターン）に硬化する。そして、図１３（ｃ）に示すように、モールドＭＰを基板ＳＴから引き離す。その結果、モールドＭＰの形を維持したＵＶ硬化樹脂ＵＣＲが基板ＳＴに残り、基板ＳＴにパターンが転写される。大きな基板に対しては、パターンの転写毎に基板を移動し、上述した工程を繰り返して基板全体にパターンを逐次転写する。転写された樹脂（レジスト）パターンは、パターンの下地を取り除くと、投影露光装置で転写されたレジストパターンと同等である。
【０００８】
なお、半導体素子の製造に限らず、商品を大量に生産する生産現場では、製造装置の生産性も要求される。製造装置のコストが低くても、生産能力が低ければ、トータルの生産コストが低くならないからである。
【０００９】
現在、一般的に使用されている露光装置（ステッパー及びスキャナー）では、単位時間当たりに処理できるウェハの枚数（スループット）は、１５０枚程度である。ウェハ１枚当たりに転写数は、５０回（ショット）程度であり、露光装置が１回の転写に要する時間は１秒以下である。ナノインプリントの転写は、上述したように、押印工程、硬化工程及び離型工程の３つの工程を含む。従って、ナノインプリントで露光装置と同等のスループットを実現しようとすると、３つの工程を１秒程度で行う必要がある。
【００１０】
３つの工程のうち、硬化工程については、照度の高い紫外線を照射することによって、短時間で行うことが可能である。また、押印工程については、押印時にモールドを超音波加振するという提案がなされている。モールドを超音波加振することによって、樹脂（レジスト）の粘度が低下し、その流動性を高めることができるため、押印工程を短時間で行うことができる。更に、離型工程については、機械的な動作を速くしても、モールドと硬化したレジストとの摩擦によって、パターンが破損してしまうため、モールドに離型処理を施し、離型性を向上させている（例えば、特許文献１参照）。なお、離型時にモールドに対して斜め方向（即ち、モールドのパターンが形成されている面から傾いた方向）から力を付与し、離型性を向上させるという提案もなされている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】米国特許第６３０９５８０Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６８７０３０１Ｂ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術は、ナノインプリントに要求されるスループットを十分に満足させるものではない。例えば、モールドに離型処理を施しても、離型には数秒の時間を要してしまう。また、離型時にモールドに対して斜め方向から力を付与する方法は、レジストに形成されたパターンの破損を低減させることは可能であるが、離型工程を短時間で行える（即ち、高速な離型工程を実現する）とは必ずしも言えない。
【００１２】
また、離型工程では、後で詳細に説明するように、モールドがレジストから乖離する際にレジストに形成されたパターンが破損しないように、モールドを一定の低速で駆動している。即ち、離型工程では、モールドがレジストから乖離する瞬間の速度（レジストに形成されたパターンを破損しない程度の速度）でモールドを駆動し続けており、モールドの速度を変化させてはいない（モールドとレジストとの間に発生する荷重も一定）。従って、レジストに形成されたパターンを破損することはないが、離型工程に長時間を要してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、高速な離型工程を実現し、優れたスループットを有する加工装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての加工装置は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、前記モールドを保持する第１駆動部と、バネを介して、前記第１駆動部に連結された第２駆動部と、前記第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第１荷重変化率とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第２荷重変化率としたとき、前記第１荷重変化率の絶対値よりも前記第２荷重変化率の絶対値が小さくなるように前記第２駆動部を制御する制御系と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の別の側面としての加工装置は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、前記モールドを保持する第１駆動部と、バネを介して、前記第１駆動部に連結された第２駆動部と、前記第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記対象物に対する前記第２駆動部の速度を第１速度とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記対象物に対する前記第２駆動部の速度を第２速度としたとき、前記第１速度よりも前記第２速度が小さくなるように前記第２駆動部を制御する制御系と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の更に別の側面としての加工装置は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、前記モールドを保持するステージと、離型工程の開始時の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値よりも、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値が小さくなるように前記ステージを駆動制御する駆動制御系と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の更に別の側面としての加工装置は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工装置であって、前記モールドを保持するステージと、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記対象物に対する前記モールドの速度よりも、前記離型工程の開始時および完了時の前記対象物に対する前記モールドの速度が大きくなるように前記ステージを駆動制御する駆動制御系と、を有することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての加工方法は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、バネを介して、モールドを保持する第１駆動部に連結された第２駆動部が離型方向に駆動され始め、前記第１駆動部が停止し、前記モールドが前記樹脂に接触している状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第１荷重変化率とし、前記第２駆動部が前記離型方向に駆動され続け、前記第１駆動部が前記離型方向に駆動され始め、前記モールドが前記樹脂から乖離する状態の、前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率を第２荷重変化率としたとき、前記第１荷重変化率の絶対値よりも前記第２荷重変化率の絶対値が小さくなるように前記第２駆動部を制御することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての加工方法は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、離型工程の開始時の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値よりも、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記モールドと前記樹脂の間に発生する荷重の変化率の絶対値が小さくなるように前記モールドを保持するステージを駆動制御することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての加工方法は、対象物に塗布された樹脂に対してモールドを押印して離型し、前記対象物上に前記モールドのパターンを転写する加工方法であって、前記モールドが前記樹脂から乖離する瞬間の前記対象物に対する前記モールドの速度よりも、前記離型工程の開始時および完了時の前記対象物に対する前記モールドの速度が大きくなるように前記モールドを保持するステージを駆動制御することを特徴とする。
【００２１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高速な離型工程を実現し、優れたスループットを有する加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
図１は、本発明の一側面としての加工装置１の概略断面図である。加工装置１は、パターンが形成されたモールドを、被転写体（対象物）上に塗布した樹脂（レジストを含む）に押し付けて、被写体にパターンを転写するナノインプリント装置である。ここで、モールドを被転写体上に塗布した樹脂に押し付ける、と言うのは、モールドと樹脂は接触させるが、モールドを被転写体に接触させても接触させなくても構わない。樹脂の形状が、モールドを押し付ける前と押し付けた後とで変化する程度にモールドを樹脂に押し付ければ良い。また、ここで言う樹脂は、モールドによってパターンを転写する際にレジストとして機能するもの、或いは転写した後にそのまま被転写体上に残ってパターンを形成するもの、のいずれかであり、樹脂以外の材料で代替しても構わない。加工装置１は、本実施形態では、ＵＶ硬化型のステップ・アンド・リピート方式のナノインプリント装置である。
【００２５】
加工装置１は、モールドをウェハに押し付ける押印機構１０と、ウェハをＸＹ方向に移動させるウェハステージ２０と、加工装置１の全体を支える構造体３０と、ＵＶ硬化樹脂を硬化させる照明系４０と、押印機構１０の駆動を制御する制御系５０とを有する。なお、押印機構１０は、本実施形態では、モールドのみを移動させるが、モールドと被転写体とが相対的に移動していればよい。また、加工装置１は、ウェハＷＦにＵＶ硬化樹脂（レジスト）を塗布する塗布機構６０と、アライメントスコープ７０とを有する。
【００２６】
図１において、ＭＰは、例えば、ＵＶ硬化樹脂を硬化させるための紫外光を透過する材質（例えば、石英）で作製されたモールドである。モールドＭＰの下面には、転写パターンが３次元的に形成されている。ＷＦは、被転写体（被加工基板）であるウェハであり、表面には、ＵＶ硬化樹脂が塗布されている。ＵＶ硬化樹脂は、紫外線を当てることで硬化する材料であり、紫外線を照射する前は、粘性体もしくは液体である。
【００２７】
押印機構１０は、モールドステージ１０１と、第１のモールド駆動部（第１駆動部）１０２と、第１のガイド１０３と、荷重センサ１０４と、第２のモールド駆動部（第２駆動部）１０５と、第２のガイド１０６と、ボールナット１０７と、ボールネジ１０８と、モータ１０９とを有する。
【００２８】
押印機構１０は、モータ１０９を駆動してボールナット１０８を回転させ、ボールナット１０７に連結している第２のモールド駆動部１０５、荷重センサ１０４及び第１のモールド駆動部１０２を一体的に、上下方向（Ｚ方向）に移動させる。これにより、第１のモールド駆動部１０２に連結したモールドステージ１０１に保持されたモールドＭＰがウェハＷＦを押印する。
【００２９】
モールドステージ１０１は、モールドＭＰを保持し、モールドＭＰの姿勢を変化させる機能を有する。モールドステージ１０１は、中央部に開口を有し、ＵＶ硬化樹脂を硬化させるための紫外光を通すことができる。
【００３０】
第１のモールド駆動部１０２は、Ｚ方向に移動可能に構成される。第１のモールド駆動部１０２の上部は、荷重センサ１０４に連結されている。
【００３１】
第１のガイド１０３は、第１のモールド駆動部１０２をＺ方向に移動させるための案内機構であり、例えば、ボール又はローラーなどの転動機構を使用する。第１のガイド１０３は、本実施形態では、ベアリングを使用しているが、エアガイドを用いてもよい。
【００３２】
荷重センサ（計測部）１０４は、センサにかかる荷重を検出（計測）する機能を有し、本実施形態では、ロードセルを使用する。荷重センサ１０４は、モールドＭＰをウェハＷＦに押し付ける（押印力（押圧力）であるので圧縮方向の荷重が発生している）時やモールドＭＰをウェハＷＦから離す（離型する力であるので、引張り方向の荷重が発生している）時にモールドＭＰにかかる荷重を検出する。荷重センサ１０４による検出結果（計測結果）は、モールドＭＰの駆動を制御する際に使用される。荷重センサ１０４の上部は、第２のモールド駆動部１０５に連結されている。
【００３３】
第２のモールド駆動部１０５は、第１のモールド駆動部１０２と同様に、Ｚ方向のみに移動可能に構成される。第２のモールド駆動部１０５の上部は、ボールナット１０７に連結されている。第２のモールド駆動部１０５は、ボールナット１０７に係合したボールネジ１０８が回転することよって、上下方向（Ｚ方向）に移動する。
【００３４】
第２のガイド１０６は、第１のガイド１０３と同様に、第２のモールド駆動部１０５をＺ方向に移動させるための案内機構である。
【００３５】
モータ１０９は、ボールネジ１０８に連結されている。モータ１０９が駆動することで、ボールネジ１０８に係合したボールナット１０７に連結している第２のモールド駆動部１０５、荷重センサ１０４及び第１のモールド駆動部１０２が上下に駆動する。
【００３６】
ウェハステージ２０は、ウェハＷＦを保持し、ウェハＷＦの姿勢を制御する。ウェハステージ２０は、ＸＹ方向にウェハＷＦを移動及び位置決めする機能を有する。ウェハステージ２０は、モールドＭＰのパターンを逐次転写する際に、Ｘ方向又はＹ方向にステップ移動する。ウェハステージ２０の位置及び姿勢は、図示しないレーザー干渉計によって、高精度に制御されている。
【００３７】
構造体３０は、定盤３０１と、フレーム３０２と、除振装置３０３とを有する。定盤３０１は、加工装置１の全体の剛性を担っており、ウェハステージ２０及びフレーム３０２を支持する。定盤３０１は、除振装置３０３を介して、床に載置される。除振装置３０３は、ウェハステージ２０に要求される高精度な位置決め精度を維持するために、床からの振動を遮断する。除振装置３０３は、例えば、エアダンパなどで構成される。
【００３８】
照明系４０は、ランプボックス４０１と、光ファイバ４０２と、照明光学系４０３とを有する。ＵＶ硬化樹脂を硬化させるための紫外光は、ランプボックス４０１に配置された高圧水銀ランプによって生成され、光ファイバ４０２を介して、加工装置１に導かれる。加工装置１に導かれた紫外光は、照明光学系４０３によって、画角及び強度分布が整えられ、モールドＭＰを通ってウェハＷＦに塗布されたＵＶ硬化樹脂に照射される。
【００３９】
照明光学系４０３は、第１のモールド駆動部１０２の内部に配置される。照明光学系４０３は、例えば、照度分布を均一化するレンズ群や、第１のモールド駆動部１０２の下部に形成された開口を介して紫外光を照射するために紫外光を偏向するミラーで構成される。
【００４０】
制御系５０は、制御部５０１と、モータドライバ５０２とを有し、モールドＭＰをＺ方向に駆動する駆動機構１０を制御する。制御部５０１は、荷重センサ１０４の検出結果を演算処理し、モータドライバ５０２に駆動信号を出力する。モータドライバ５０２は、制御部５０１からの駆動信号に従って、モータ１０９を駆動する。
【００４１】
塗布機構６０は、レジストであるＵＶ硬化樹脂をウェハＷＦに塗布する機構であり、モールドＭＰのパターンを転写する位置にＵＶ硬化樹脂を滴下する機能を有する。なお、ＵＶ硬化樹脂が、スピンコートなどによって、ウェハＷＦの全体に予め塗布されている場合には、塗布機構６０は不要である。
【００４２】
アライメントスコープ７０は、フレーム３０２に保持され、ウェハＷＦにモールドＭＰのパターンを転写する際に、ウェハＷＦ上に配置されたアライメントマークを計測する。アライメントスコープ７０は、モールドＭＰとウェハＷＦとの位置合わせに使用される。
【００４３】
加工装置１の動作について説明する。まず、図示しないモールド搬送系によって、モールドＭＰを加工装置１に搬入し、モールドステージ１０１に装着する。そして、図示しない計測系によってモールドＭＰのパターンが形成された面（パターン面）の姿勢を計測すると共に、かかる計測結果に基づいてモールドステージ１０１を駆動し、モールドＭＰの姿勢を装置基準にあわせる。装置基準とは、例えば、ウェハステージ２０の走査方向（ＸＹ平面）である。
【００４４】
次に、図示しないウェハ搬送系によって、ウェハＷＦを加工装置１に搬入する。そして、アライメントスコープ７０によってウェハＷＦ上のアライメントマークを計測すると共に、かかる計測結果に基づいてウェハステージ２０上にウェハＷＦを位置決めする。
【００４５】
次に、モールドＭＰのパターンをウェハＷＦに逐次転写する。転写動作は、押印工程と、硬化工程と、剥離工程とを含む。押印工程は、まず、塗布機構６０によって、ウェハＷＦ上のモールドＭＰのパターンを転写する位置にＵＶ硬化樹脂を滴下する。そして、ウェハＷＦをモールドＭＰの真下の位置に位置決めし、押印機構１０を駆動してモールドＭＰをウェハＷＦ（或いはウェハに塗布した樹脂（レジストを含む））に押し付ける。つまり、モールドをウェハ側に押し付けることにより、モールドＭＰのパターン面（即ち、モールドＭＰに形成されたパターン）に沿ってＵＶ硬化樹脂が流動する。
【００４６】
ここで、押印工程について詳細に説明する。図２は、押印工程における第１のモールド駆動部１０２、荷重センサ１０４及び第２のモールド駆動部１０５の動きを模式的に示す図である。図２において、ＺＡは、第１のモールド駆動部１０２のＺ位置（Ｚ方向の位置）を表し、ＺＢは、第２のモールド駆動部１０５のＺ位置（Ｚ方向の位置）を表している。荷重センサ１０４は、上述したように、ロードセルである。ロードセルは、バネ構造を内部に有し、引張りの荷重や押し付けの荷重がかかった場合に、バネが伸縮する量を荷重に換算することによって荷重を計測する。従って、荷重センサ１０４は、荷重に応じて伸縮するバネとして表すことができる。
【００４７】
図２（ａ）は、押印工程の開始時を示している。図２（ａ）を参照するに、第１のモールド駆動部１０２が、荷重センサ１０４を介して、第２のモールド駆動部１０５に吊り下がっている。従って、荷重センサ１０４には、第１のモールド駆動部１０２とモールドＭＰの重さが負荷としてかかっている。この状態を荷重０の状態と認識するように、加工装置１（荷重センサ１０４）は設計されている。
【００４８】
図２（ｂ）は、押印工程が開始されて第２のモールド駆動部１０５が下降し、モールドＭＰがウェハＷＦに接触した状態を示している。
【００４９】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す状態から第２のモールド駆動部１０５が更に下降した状態、即ち、モールドＭＰがウェハＷＦに押し付けられた状態を示している。第１のモールド駆動部１０２及びモールドＭＰは、図２（ｂ）に示す状態から動いていないが、第２のモールド駆動部１０５は、更に下降している。第２のモールド駆動部１０５の動きは、荷重センサ１０４の縮みとなっており、その結果、モールドＭＰはウェハＷＦに対して押印力を発生し、かかる押印力は荷重センサ１０４の出力として検出される。
【００５０】
図３（ａ）は、押印工程における第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きを示すグラフである。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きに対する荷重変化を示すグラフである。第２のモールド駆動部１０５の動きは、制御部５０１からの駆動信号（即ち、制御系５０からの駆動指令）に相当する。
【００５１】
図３（ａ）に示すグラフにおいて、縦軸は第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５のＺ位置を表し、横軸は時間を表す。上述したように、ＺＡは、第１のモールド駆動部１０２のＺ位置を示し、ＺＢは、第２のモールド駆動部１０５のＺ位置を示している。なお、第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５のＺ位置は、後述する離型工程が開始される位置を基準として示している。ここで、離型工程とは後述するように、モールドとウェハ（或いはウェハに塗布したレジストや樹脂）とを引き離すための工程であり、この工程の最初の段階ではモールドとウェハは密着している。
【００５２】
図３（ｂ）に示すグラフにおいて、縦軸は荷重センサ１０４にかかる荷重を表し、横軸は時間を表す。なお、図３（ａ）に示すグラフの時間軸と図３（ｂ）に示すグラフの時間軸とは同一である。
【００５３】
図３を参照するに、まず、モールドＭＰとウェハＷＦとの間が空いた状態からモールドＭＰが徐々に下降し（時間Ｔ０からＴ１の間）、ある程度下降したところでモールドＭＰがウェハＷＦに接触する（時間Ｔ１）。更に、第２のモールド駆動部１０５を下降させると、第１のモールド駆動部１０２は停止したままであるが、荷重が上昇する。そして、所定の荷重に達した時点（時間Ｔ２）で、第２のモールド駆動部１０５の下降を停止する。これで、押印工程が完了する。
【００５４】
このように、第１のモールド駆動部１０２、第２のモールド駆動部１０５、ボールネジ１０８などの位置を制御することによって押印力を発生させる駆動機構１０では、変位（駆動量）を荷重に変換する要素（バネの機能）が必要となる。本実施形態では、変位を荷重に変換する要素を荷重センサ１０４が担っている。なお、変位を荷重に変換する要素を非常に剛性の高い部材で構成した場合には、非常に微小な変位（Ｚ方向の駆動量）でも大きく荷重が変化することとなり、著しく制御性が悪くなってしまう。
【００５５】
押印工程が完了したら、硬化工程に移行する。硬化工程は、モールドＭＰをウェハＷＦに押し付けた状態で、紫外光を照射し、ウェハＷＦに塗布されたＵＶ硬化樹脂を硬化させる。
【００５６】
硬化工程が完了したら、離型工程に移行する。離型工程は、押印工程１０を駆動し、モールドＭＰをウェハＷＦから離型する。なお、離型工程については、後で詳しく説明する。
【００５７】
このようにして、転写動作が完了すると、ウェハＷＦには、モールドＭＰのパターン形状と同じ形状のレプリカパターンがＵＶ硬化樹脂で形成される。そして、ウェハステージ２０を駆動し、ウェハＷＦの次の転写位置にＵＶ硬化樹脂を滴下した後、ウェハＷＦを転写位置に移動させ、上述した押印工程、硬化工程及び離型工程を繰り返す。
【００５８】
図４及び図５を参照して、離型工程について詳細に説明する。図４は、離型工程における第１のモールド駆動部１０２、荷重センサ１０４及び第２のモールド駆動部１０５の動きを模式的に示す図である。
【００５９】
図４（ａ）は、離型工程の開始時を示しており、押印工程の完了時と同じである。図４（ａ）を参照するに、第２のモールド駆動部１０４がＺ方向に移動（下降）し、荷重センサ１０４が縮んでいる。かかる状態から第２のモールド駆動部１０５を上昇させると、図４（ｂ）に示すように、押印工程においてモールドＭＰとウェハＷＦが接触した位置（図２ｂ）よりも第２のモールド駆動部１０５が上昇してもモールドＭＰがウェハＷＦから離れることはない。これは、ウェハＷＦに塗布されたＵＶ硬化樹脂が硬化することで、ＵＶ硬化樹脂が接着剤として機能し、モールドＭＰとウェハＷＦとの間に接着力が働くからである。第２のモールド駆動部１０５を更に上昇させると、図４（ｃ）に示すように、モールドＭＰとウェハＷＦとの間に働く引張り力によってモールドＭＰがウェハＷＦから離れる。換言すれば、モールドＭＰとウェハＷＦとの間に働く接着力よりもモールドＭＰとウェハＷＦとの間に働く引張り力が大きくなると、モールドＭＰがウェハＷＦから離れる。
【００６０】
図５（ａ）は、離型工程における第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きを示すグラフである。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きに対する荷重変化を示すグラフである。図５において、ＺＡ及びＺＢは、図３と同様に、第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の離型工程の開始位置を基準としたＺ位置を表している。また、第２のモールド駆動部１０５の動きは、制御部５０１からの駆動信号（即ち、制御系５０からの駆動指令）に相当する。
【００６１】
図５（ａ）に示すグラフにおいて、縦軸は第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５のＺ位置を表し、横軸は時間を表す。図５（ｂ）に示すグラフにおいて、縦軸は荷重センサ１０４にかかる荷重を表し、横軸は時間を表す。なお、図５（ａ）に示すグラフの時間軸と図５（ｂ）に示すグラフの時間軸とは同一である。
【００６２】
図５を参照するに、時間Ｔ３から離型工程が開始され、第２のモールド駆動部１０５が上昇を始める。これにより、縮んでいた荷重センサ１０４が徐々に伸びていき、時間Ｔ４において、荷重センサ１０４が自然長に戻り、荷重は０となる。第２のモールド駆動部１０５が更に上昇していくと、ＵＶ硬化樹脂によってモールドＭＰとウェハＷＦとが接着しているため、荷重センサ１０４が自然長よりも伸びていく。かかる状態では、引っ張り力が発生している（図４（ｂ））。第２のモールド駆動部１０５が更に上昇すると、引張り力が離型力（即ち、モールドＭＰとウェハＷＦとの接着力）を上回り、モールドＭＰがウェハＷＦから離れる（時間Ｔ５）。モールドＭＰがウェハＷＦから離れた後は、モールドＭＰとウェハＷＦとの間に十分な間隔を得るため、モールドＭＰは更に上昇し、所定の位置で停止する。
【００６３】
図５は、離型工程において、第２のモールド駆動部１０５の上昇速度（移動速度）が一定である場合の第２のモールド駆動部１０５の動きを示している。ＵＶ硬化樹脂は、上述したように、接着剤に似た性質を有する。従って、第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）を低速で駆動しないと、モールドＭＰが離型した際にパターンが壊れてしまう可能性がある。第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）を高速で駆動した場合には、パターンの一部がモールドＭＰに付着し、ＵＶ硬化樹脂がウェハＷＦから剥がれてしまうからである。従来の加工装置は、図５に示すように、第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）を一定速度で上昇させており、ウェハＷＦに形成されたパターンが壊れないようにするために、非常に長い時間を離型工程に要していた。
【００６４】
そこで、本発明では、離型工程に要する時間を短くするために、離型工程におけるモールドＭＰ（第２のモールド駆動部１０５）の駆動パターンを自由に設定する。即ち、本発明では、モールドＭＰがウェハＷＦから離れる間の時間だけモールドＭＰ（第２のモールド駆動部１０５）を低速（変化させても良い）で駆動し、離型工程にかかる全体の時間を短縮する。つまり、モールドＭＰがウェハ（或いはウェハに塗布した樹脂（レジストを含む））ＷＦから離れないうちはモールドを低速で移動させ、離れたらモールドを高速で移動させる。
【００６５】
図５を参照するに、モールドＭＰがウェハＷＦから乖離する離型の動作は、荷重を緩和させる時間、モールドＭＰをウェハＷＦから引き離す力（離型力）を徐々に増加させる時間、離型後所定の位置までモールドＭＰを上昇させる時間からなる。更に、実際の離型の動作（ウェハＷＦからモールドＭＰが乖離する動作）は、一瞬である。離型の瞬間におけるモールドＭＰの速度が大きい場合には、ウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊し、モールドＭＰの速度が十分に小さい場合には、ウェハＷＦに形成されたパターンは壊れない。換言すれば、離型の瞬間におけるモールドＭＰの移動速度を低速にすれば、ウェハＷＦに形成されたパターンの崩壊を防止することができる。
【００６６】
以下、本発明の離型工程における第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）の駆動パターンについて具体的に説明する。
【実施例１】
【００６７】
図６は、実施例１を説明するための図である。図６（ａ）は、第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動き（駆動パターン）を示すグラフである。なお、第２のモールド駆動部１０５の動きは、制御部５０１からの駆動信号（即ち、制御系５０からの駆動指令）である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きに対する荷重変化を示すグラフである。図６において、実線（ＺＢ）が実施例１における第２のモールド駆動部１０５の駆動パターン及び荷重変化を示し、鎖線が従来の駆動パターン及び荷重変化を示している。なお、一点鎖線（ＺＡ）は、第１のモールド駆動部１０２の駆動パターンを示している。
【００６８】
加工装置１、即ち、第２のモールド駆動部１０５に与える駆動パターンは、条件だしの転写によって得ることができる。例えば、第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）の移動速度を変えて離型工程を実施し、ウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊したかどうかを調べる。これにより、ウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊しない第２のモールド駆動部１０５の移動速度及び離型力を得ることができる。なお、ウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊しない第２のモールド駆動部１０５の移動速度及び離型力は、ウェハＷＦに塗布されたＵＶ硬化樹脂とモールドＭＰの表面状態（離型処理）に依存する。第２のモールド駆動部１０５の駆動量と荷重センサ１０４にかかる荷重との関係は、装置固有の値であるため、装置を組み立てた後に一度だけ計測すればよい。
【００６９】
図６を参照するに、第２のモールド駆動部１０５への駆動指令は、モールドＭＰの押印による荷重を緩和し、ウェハＷＦからモールドＭＰを引き離す（離型力）を発生する前（位置Ｚ１）までは、第２のモールド駆動部１０５を高速で駆動する。その後、第２のモールド駆動部１０５への駆動指令は、離型する位置を過ぎた位置（位置Ｚ２）までは、第２のモールド駆動部１０５をウェハＷＦに形成されたパターンに崩壊が発生しない低速で駆動する。位置Ｚ２を過ぎた後、再び第２のモールド駆動部１０５を高速で駆動し、モールドＭＰを所定の位置まで上昇させる。なお、第２のモールド駆動部１０５において、上述した低速と高速との速度比は、１０倍以上であることが好ましく、１００倍以上であることが更に好ましい。
【００７０】
図６（ａ）に示すような駆動パターンで第２のモールド駆動部１０５を駆動することによって、従来と比べて、離型工程に要する時間を大幅に短縮することができる。具体的には、図６（ｂ）に示すように、離型開始時間（Ｔ３）から離型する時間（Ｔ５’）、及び、モールドＭＰが所定の位置までの上昇する時間（Ｔ６’）が、一定速度で離型した場合（時間Ｔ５、時間Ｔ６）と比較して、大幅に短縮されていることがわかる。また、ウェハＷＦからモールドＭＰが離れる瞬間の第２のモールド駆動部１０５（モールドＭＰ）の移動速度は十分に低速であるため、ウェハＷＦに形成されたパターンに崩壊は発生しない。
【００７１】
即ち、モールドＭＰが樹脂と接触したままの状態でモールドＭＰが樹脂から離れる方向に移動し始めてからモールドＭＰと樹脂とが乖離するまでの状態を順に、第１の状態と第２の状態とに分けた場合を考えればよい。この場合、第１の状態におけるモールドＭＰと樹脂との間に発生する荷重の変化率（荷重変化量／時間、第１荷重変化率）の絶対値よりも、第２の状態におけるモールドＭＰと樹脂との間に発生する荷重の変化率（第２荷重変化率）の絶対値の方が小さくなるように、第２のモールド駆動部１０５を制御（駆動）する。換言すれば、第１の状態におけるモールドＭＰとウェハＷＦとの相対速度の変化率（速度変化量／時間）よりも、第２の状態におけるモールドＭＰとウェハＷＦとの相対速度の変化率の方が小さくなるように、第２のモールド駆動部１０５を制御（駆動）する。
【００７２】
また、モールドＭＰが樹脂と接触したままの状態でモールドＭＰが樹脂から離れる方向に移動し始めてからモールドＭＰと樹脂とが乖離するまでの状態を順に、押圧力発生状態と、引張力発生状態と、乖離状態に分けた場合を考えてもよい。ここで、押圧力発生状態とは、モールドＭＰと樹脂との間に押圧力（ｓｕｐｐｒｅｓｓ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が発生している状態、引張力発生状態とは、モールドＭＰと樹脂との間に引張力が発生している状態である。また、乖離状態とは、モールドＭＰと樹脂とが引き離される状態である。この場合、乖離状態における第２のモールド駆動部１０５の移動速度が最も遅くなるように、第２のモールド駆動部１０５を制御（駆動）する。
【００７３】
実施例１では、制御部５０１は、上述した第２のモールド駆動部１０５の駆動パターン（図６（ａ）に示す実線ＺＢ）を記憶するメモリを有し、図示しないインターフェース手段を介して駆動パターンを記憶させる。制御部５０１は、離型工程には、メモリに記憶した駆動パターンに従って、モータドライバ５０２に駆動信号を出力する。換言すれば、制御部５０１は、モールドＭＰが樹脂から離れる方向に移動し始めてからの経過時間に基づいて、モールドＭＰの移動量を制御する。これにより、モータ１０９が駆動され、第２のモールド駆動部１０５が制御部５０１に記憶された駆動パターンに従って駆動される。実施例１は、オープン制御で第２のモールド駆動部１０５を駆動するため、フィードバック制御などの複雑な制御系が不要であり、比較的低コストで任意の駆動パターンを実現することができる。
【００７４】
このように、第２のモールド駆動部１０５の駆動を制御することによって、ウェハＷＦに形成されたパターンの崩壊に直接影響しない時間を短縮することができ、また、パターンを崩壊させることなく非常に短時間で離型工程を完了することができる。従って、加工装置１は、スループット及び生産性が向上し、低価格でデバイスを生産することが可能となる。
【００７５】
実施例１では、第２のモールド駆動部１０５の駆動パターンを直線的に変えているが、徐々に速度が変化する駆動パターンなど、モールドＭＰがウェハＷＦから離れる瞬間の移動速度が低速である駆動パターンであれば、同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００７６】
実施例２は、実施例１と同様に、離型の瞬間はウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊しない低速で第２のモールド駆動部１０５を駆動し、それ以外は高速で第２のモールド駆動部１０５を駆動して、短時間で離型工程を完了する。実施例２は、実施例１と比較して、制御系５０が異なる。制御系５０は、実施例２では、荷重センサ１０４にかかる荷重をモニタし、所定の値をトリガとして第２のモールド駆動部１０５の移動速度を切り換える。
【００７７】
図７は、実施例２を説明するための図である。図７（ａ）は、第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動き（駆動パターン）を示すグラフである。なお、第２のモールド駆動部１０５の動きは、制御部５０１からの駆動信号（即ち、制御系５０からの駆動指令）である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のモールド駆動部１０２及び第２のモールド駆動部１０５の動きに対する荷重変化を示すグラフである。図７において、実線（ＺＢ）が実施例２における第２のモールド駆動部１０５の駆動パターン及び荷重変化を示し、鎖線が従来の駆動パターン及び荷重変化を示している。一点鎖線（ＺＡ）は、第１のモールド駆動部１０２の駆動パターンを示している。離型工程の開示時間はＴ３、離型の瞬間の時間はＴ５’’、離型工程が完了する時間はＴ６’’で表している。
従来の駆動パターン（一定速度でモールドＭＰを駆動する場合）での離型の瞬間の時間はＴ５、離型工程が完了する時間はＴ６で表している。
【００７８】
図７を参照するに、離型工程の開始と共に、第２のモールド駆動部１０５を高速で上昇させる。また、荷重センサ１０４の出力をモニタし、荷重センサ１０４の出力がＦ１に達したら第２のモールド駆動部１０５の移動速度を低速に変更する。つまり、加重センサ１０４の出力値が、所定の値Ｆ１（ここでは０とするが、パターン形状、駆動ステージ性能等に依存して他の値としても良い）に達したら、モールドとウェハの離型方向の相対的な移動（ここでは上下方向）速度を下げる。移動速度の下げ方は、一度しか下げなくても良いし、移動速度を段階的に下げて、所望の移動速度（低速）としても良い。かかる低速は、ウェハＷＦに形成されたパターンに崩壊を発生させない十分に遅い速度である。
【００７９】
第２のモールド駆動部１０５の移動速度を低速に変更した後も、荷重センサ１０４の出力のモニタは継続する。
第２のモールド駆動部１０５を低速で駆動していくと、モールドＭＰの引張り力が離型力を上回り、モールドＭＰがウェハＷＦから引き離される（時間Ｔ５’’）。このとき、荷重センサ１０４の出力は０になる。制御部５０１は、荷重センサ１０４の出力がＦ２（実施例２では、０）になったときに、モールドＭＰがウェハＷＦから離型したと判断し、第２のモールド駆動部１０５の移動速度を高速に切り換える。そして、モールドＭＰを所定の位置まで上昇させ、離型工程を完了する。
【００８０】
すなわち、離型工程においては、最初、第１速度でモールドを駆動し始め、次に第２速度でモールドを駆動し、最後に第３速度でモールドを駆動する。ここで、第１、２速度はモールドとウェハ（或いはウェハに塗布した樹脂（レジストを含む））とがくっついている状態におけるモールドとウェハの相対的な速度である。そして、第３速度は、モールドとウェハとが離れた状態におけるモールドとウェハの相対的な速度である。ここで、本実施例では、第１、２、３速度のうち、第３速度が最も速く、次に第１速度が速く、最も遅いのは第２速度である。好ましくは第１速度は第２速度の２倍以上（好ましくは５倍以上）で、第３速度は第２速度の５倍以上（好ましくは１０倍以上）であることが望ましい。
【００８１】
なお、荷重センサ１０４の出力であるＦ１及びＦ２は、制御部５０１のメモリに予め記憶させておく。Ｆ１は、離型力よりも小さい値で、且つ、離型力に極めて近い値を設定する。Ｆ２は、モールドＭＰがウェハＷＦから引き離された状態を検出できるように、離型力よりも十分に小さな引張り力を設定するとよい。
【００８２】
実施例２では、荷重センサ１０４の出力を常にモニタするため、制御系５０は実施例１に比べると複雑になる。但し、実施例１では、実際にモールドＭＰがウェハＷＦから離れた状態でも低速で第２のモールド駆動部１０５を駆動する時間があった。一方、実施例２の場合には、実際にモールドＭＰがウェハＷＦから離れた瞬間を荷重センサ１０４の出力によって判断するため、モールドＭＰがウェハＷＦから離れた直後から高速でモールドＭＰを引き上げることができる。従って、実施例２は、実施例１よりも短時間で離型工程を完了することが可能である。
【００８３】
このように、第２のモールド駆動部１０５の駆動を制御することによって、ウェハＷＦに形成されたパターンの崩壊に直接影響しない時間を短縮することができ、また、パターンを崩壊させることなく非常に短時間で離型工程を完了することができる。従って、加工装置１は、スループット及び生産性が向上し、低価格でデバイスを生産することが可能となる。
【００８４】
実施例２では、第２のモールド駆動部１０５の移動速度の切り換えを荷重センサ１０４の出力、即ち、荷重としたが、荷重の変化率を用いてもよい。また、第１のモールド駆動部１０２の位置を検出し、第１のモールド駆動部１０２の位置又は速度変化をトリガとしても同様な効果を得ることができる。更に、第２のモールド駆動部１０５に位置検出センサを配置し、第２のモールド駆動部１０５と第１のモールド駆動部１０２との相対位置の変化をトリガとしてもよい。また、ウェハＷＦ（或いはウェハに塗布した樹脂（レジストを含む））とモールドＭＰの相対姿勢の変化を検出する手段をモールドステージ１０１に配置し、ウェハＷＦとモールドＭＰの姿勢の変化量をトリガとして用いることも可能である。即ち、荷重、荷重の変化率、モールドＭＰとウェハＷＦとの相対姿勢などのモールドＭＰとウェハＷＦとの間の状態量を計測部によって計測し、かかる計測結果に基づいて、第２のモールド駆動部１０５（の駆動速度）を制御すればよい。
【実施例３】
【００８５】
実施例３は、実施例１及び２と同様に、離型の瞬間はウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊しない低速で第２のモールド駆動部１０５を駆動し、それ以外は高速で第２のモールド駆動部１０５を駆動して、短時間で離型工程を完了する。実施例３は、実施例１と比較して、制御系５０が異なる。制御系５０は、実施例３では、荷重変化のパターンをメモリに記憶し、荷重変化のパターンに従って荷重をフィードバック制御する。
【００８６】
制御部５０１は、実施例３では、離型工程の開始からの経過時間と荷重センサ１０４にかかる荷重との関係（以下、「荷重テーブル」とする）をメモリに記憶し、かかる荷重テーブルに基づいて、荷重を時間に応じて変化させる。
【００８７】
図８は、制御部５０１の荷重制御を説明するための図である。制御部５０１は、図８に示すように、荷重テーブルを記憶するメモリ５０１ａを有し、荷重センサ１０４からの出力と荷重テーブルの荷重値との偏差を比較器５０１ｂで算出する。制御部５０１は、算出した偏差に基づいて、ＰＩＤ制御により駆動信号をモータドライバ５０２に出力する。
【００８８】
図９は、制御部５０１の荷重制御を説明するためのフローチャートである。離型工程を開始してからある時間が経過した時（クロック時間ｔ）に（ステップ８０１）、荷重センサ１０４の出力を取り込む（ステップ８０２）。また、クロック時間ｔの時の目標荷重Ｗ＝ｆ（ｔ）をメモリ５０１ａに記憶された荷重テーブルから読み出す（ステップ８０３）。次に、荷重センサ１０４の出力と読み出した目標荷重との偏差を算出し（ステップ８０４）、算出した偏差からモータ１０９の駆動量を演算する（ステップ８０５）。そして、算出した駆動量を駆動信号としてモータドライバ５０２に出力する（ステップ８０６）。制御部５０１は、ステップ８０１乃至８０６の一連のステップを繰り返す。
【００８９】
図１０は、実施例３を説明するための図である。図１０（ａ）は、制御部５０１のメモリ５０１ａに記憶される荷重テーブルの一例を示すグラフである。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す荷重テーブルに従って第２のモールド駆動部１０５を駆動した時の荷重変化を示すグラフである。
【００９０】
図１０を参照するに、荷重テーブルは、時間Ｔ３を離型工程の開始時間としてメモリ５０１ａに記憶されている。荷重テーブルは、離型力よりも若干小さい引張り力Ｆ１’になるまで高速に押印力を開放し、更に、引張り力を発生するように設定する。また、引張り力Ｆ１’になった後は、引張り荷重をゆっくり上昇させる設定とする。そして、引張り荷重を大きくして、予想される離型力よりも大きな引張り力が発生するように荷重テーブルを作成する。
【００９１】
図１０（ａ）に示す荷重テーブルに従った離型工程は、離型力を発生する時の荷重変化が小さいため、離型時（モールドＭＰがウェハＷＦから離れる時）の第２のモールド駆動部１０５の移動速度は十分に遅くなる。その結果、モールドＭＰがウェハＷＦから離れる瞬間（Ｔ５’’’）に、ウェハＷＦに形成されたパターンが崩壊することはない。
【００９２】
モールドＭＰがウェハＷＦから離れると、荷重センサ１０４にかかる荷重は０となり、それ以降、モータ１０９（第２のモールド駆動部１０５）が駆動されても荷重は変化しない。従って、荷重センサ１０４からの出力と荷重テーブルの荷重値との偏差が増大し、第２のモールド駆動部１０５の移動速度は速くなっていく。そして、モールドＭＰを所定の位置まで上昇させ、離型工程を完了する。
【００９３】
モールドＭＰがウェハＷＦから離れる直前までは、荷重テーブルの荷重の変化率を大きくすることで、動作時間が短くすることができる。また、モールドＭＰがウェハＷＦから離れた後は、荷重テーブルの目標荷重と荷重センサの出力値との差（偏差）が増大していくため、モールドＭＰは高速に上昇することになり、モールドＭＰを所定の位置まで上昇させる時間も短くすることができる。なお、実施例２のように、モールドＭＰがウェハＷＦから離れた瞬間を荷重センサ１０４の出力などから判断し、モールドＭＰがウェハＷＦから離れた後は、フィードバック制御ではなく、オープン駆動でモールドＭＰを高速で上昇させてもよい。
【００９４】
このように、適切に設定された荷重テーブルに基づいて、第２のモールド駆動部１０５の駆動を制御することで、ウェハＷＦに形成されたパターンを崩壊させることなく非常に短時間で離型工程を完了することができる。従って、加工装置１は、スループット及び生産性が向上し、低価格でデバイスを生産することが可能となる。
【００９５】
実施例３では、ボールネジ１０８及びモータ１０９を用いて、モールドＭＰをＺ方向に駆動する例を説明した。但し、本発明は、荷重センサ１０４にかかる荷重を制御する方法についての発明であるため、ガス圧力を利用した方式など、他の方式にも適用することができる。
【００９６】
また、実施例３は、実施例１及び２と比較して、フィードバック制御を用いるため、制御系５０の構成が複雑となる。但し、実施例３は、荷重センサ１０４のみをモニタすればよいため、第２のモールド駆動部１０５の駆動量と荷重とがリニアに変化しない場合にも有効である。例えば、押印機構１０に機械的な遊びがある場合には、実施例１及び２では、遊び部分で余計な時間を要するが、実施例３では、荷重をフィードバック制御しているために高速に動作することが可能であるという効果もある。
【００９７】
以上のように、本発明の加工装置１は、高速な離型工程を実現し、優れたスループット及び生産性を有する。
【００９８】
次に、図１１及び図１２を参照して、加工装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（モールド製作）では、設計した回路パターンを形成したモールドを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、モールドとウェハを用いて、ウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００９９】
図１２は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハにレジスト（樹脂）を塗布する。ステップ１６（転写）では、加工装置１によってモールドをレジストに押し付けて回路パターンを転写する。ステップ１７（エッチング）では、転写した回路パターン以外の部分を削り取る。ステップ１８（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも生産性よくデバイスを製造することができる。このように、加工装置１を使用するデバイス製造方法、並びに、結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、モールドの位置やモールドとレジスト（ＵＶ硬化樹脂）の距離を検出し、かかる検出結果に基づいて第２のモールド駆動部（モールド）の速度を制御してもよい。
【０１０１】
また、実施例においは、光硬化法のナノインプリントに適用した例を示したが、熱サイクル法ナノインプリントに適用できることも言うまでもない。
【０１０２】
更に、本実施例では、ＵＶ硬化樹脂をレジストとして使用しているが、硬化後の樹脂をそのまま利用する場合にも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一側面としての加工装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】押印工程において、図１に示す加工装置の第１のモールド駆動部、荷重センサ及び第２のモールド駆動部の動きを模式的に示す図である。
【図３】図３（ａ）は、図１に示す加工装置の第１のモールド駆動部及び第２のモールド駆動部の動きを示すグラフであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１のモールド駆動部及び第２のモールド駆動部の動きに対する荷重変化を示すグラフである。
【図４】離型工程において、図１に示す加工装置の第１のモールド駆動部、荷重センサ及び第２のモールド駆動部の動きを模式的に示す図である。
【図５】図５（ａ）は、図１に示す加工装置の第１のモールド駆動部及び第２のモールド駆動部の従来の動きを示すグラフであり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す第１のモールド駆動部及び第２のモールド駆動部の動きに対する荷重変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例１を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例２を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例３において、図１に示す加工装置の制御部の荷重制御を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例３において、図１に示す加工装置の制御部の荷重制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例３を説明するための図である。
【図１１】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１３】光硬化法によるナノインプリントを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１                  加工装置
１０                押印機構
１０１              モールドステージ
１０２              第１のモールド駆動部
１０３              第１のガイド
１０４              荷重センサ
１０５              第２のモールド駆動部
１０６              第２のガイド
１０７              ボールナット
１０８              ボールネジ
１０９              モータ
２０                ウェハステージ
３０                構造体
４０                照明系
４０１              ランプボックス
４０２              光ファイバ
４０３              照明光学系
５０                制御系
５０１              制御部
５０１ａ            メモリ
５０１ｂ            比較器
５０２              モータドライバ
６０                塗布機構
７０                アライメントスコープ
ＭＰ                モールド
ＷＦ                ウェハ
【図８】
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【図１３】
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【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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