インクジェットヘッドの吐出量補正方法、吐出量補正装置、及び機能性インク配置装置並びにナノインプリントシステム
【課題】機能性インクのロットにより粘度が異なる場合や、インクジェットヘッドを交換した場合であっても、基板間で膜厚を均一にする。
【解決手段】インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、前記充填された機能性インクを硬化させる硬化工程と、前記硬化した機能性インクから前記モールドを剥離する離型工程と、前記硬化した機能性インクの厚みを計測する計測工程と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、を備えた機能性インク配置装置の吐出量補正方法によって上記課題を解決する。
【解決手段】インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、前記充填された機能性インクを硬化させる硬化工程と、前記硬化した機能性インクから前記モールドを剥離する離型工程と、前記硬化した機能性インクの厚みを計測する計測工程と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、を備えた機能性インク配置装置の吐出量補正方法によって上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドの吐出量補正方法、吐出量補正装置、及び機能性インク配置装置並びにナノインプリントシステムに係り、特に、インクジェット方式で機能性インクを吐出することにより基板等の媒体上にインク滴を配置する液体付与技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路の高集積化に伴い、配線パターンなどの更なる微細化が要求されている。基板上に微細構造を形成するための技術として、基板上に塗布したレジスト（ＵＶ硬化性樹脂）に、所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当てた状態で紫外線を照射してレジストを硬化させ、モールドを基板上のレジストから分離（離型）することで、モールドに形成された微細パターンを基板（レジスト）へ転写するナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）が知られている。
【０００３】
インクジェット方式を用いたＮＩＬにおいて、レジストに転写されたパターンの膜厚（残渣膜厚）を均一化することは、重要な課題となっている。
【０００４】
この課題に対し、特許文献１には、モールドのパターンの粗密によって発生する残渣膜厚のばらつきに対して、インクジェット打滴密度、打滴量を変更して膜厚を均一化する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、基板へのレジスト打滴からインプリントまでの時間差で、基板上のレジスト液滴の揮発量が変化することで生じる残渣膜厚のばらつきに対して、インクジェット打滴密度、打滴量を変更して膜厚を均一化する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献１、２によれば、基板面内の膜厚を均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５０２１５７号公報
【特許文献２】特開２００９−８８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願出願人は、鋭意検討を行った結果、レジストのロット違いによる僅かな粘度の差異によって、インクジェットの吐出液滴量が影響を受けることを見出した。これは、基板面内の残渣膜厚ばらつきの原因にはならないが、レジストを交換したときに基板間で残渣膜厚に差が発生し、問題となる。また、インクジェットヘッドの故障等によりヘッドを交換した場合にも、吐出液滴量が変化するため、基板間での膜厚差が発生する。
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２に開示されている膜厚補正技術は、基板面内における膜厚の均一化を目的とするものであり、レジストのロットが変わったときや、ヘッドを交換したときに、基板間での膜厚差を均一にすることはできない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板間で膜厚を均一にすることができるインクジェットヘッドの吐出量補正方法及び補正量算出装置並びに機能性インク配置装置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】
上記目的を達成するために、インクジェットヘッドの吐出量補正方法の一の態様は、インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化工程と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型工程と、前記機能性膜の厚みを計測する計測工程と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、を備えた。
【００１２】
本態様によれば、硬化した機能性インクの厚みを計測し、計測した厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正するようにしたので、機能性インク（レジスト材料）のロットにより粘度が異なる場合や、インクジェットヘッドを交換した場合であっても、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００１３】
前記配置工程は、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置し、前記計測工程は、前記領域毎に前記機能性膜の厚みを計測することが好ましい。
【００１４】
このように、領域毎にノズルからの吐出量を異ならせてインク滴を配置し、領域毎の機能性インクの厚みを計測し、領域毎の厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正することで、適切にノズルからの吐出量を補正することができる。
【００１５】
前記モールドのインク滴接触面はパターンにより形成された複数の領域を有し、前記配置工程は、前記パターンにより形成された複数の領域に対応する領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置することが好ましい。
【００１６】
このように、モールドのインク滴接触面に複数の領域を形成しておくことで、適切に領域毎の機能性インクの厚みを計測することができる。
【００１７】
なお、前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された溝に囲まれた領域であってもよいし、前記モールドのインク滴接触面に形成された親撥パターンにより形成された領域であってもよい。これにより、適切にモールドのインク滴接触面に複数の領域を形成することができる。
【００１８】
前記配置工程は、前記ノズルの駆動電圧を変更することで前記ノズルからの吐出量を異ならせ、前記補正工程は、前記ノズルの駆動電圧を補正することが好ましい。このように、駆動電圧を変更することで、適切にノズルからの吐出量を変更することができる。
【００１９】
前記インクジェットヘッドには、複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されており、前記配置工程は、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記インク滴を配置することが好ましい。このようにインク滴を配置することで、厚み計測を行う範囲が狭くなり、計測時間を短縮することができる。
【００２０】
前記配置工程は、前記インク滴の径よりも前記インク滴の間隔が大きくなるように該インク滴を配置することが好ましい。このようにインク滴を配置することで、着弾干渉を防止することができる。
【００２１】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に全てのノズルから吐出されたインク滴を配置してもよい。このようにインク滴を配置することで、ノズル間のばらつきを含めた平均の厚みを計測することができる。
【００２２】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に異なるノズルから吐出されたノズル滴を配置し、前記補正工程は、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズル毎に吐出量を補正してもよい。このようにインク滴を配置することで、ノズル毎の厚みを計測することができるので、ノズル毎に吐出量を補正することができる。
【００２３】
前記ノズルから吐出されたノズル滴の吐出速度を計測する速度計測工程と、前記計測した吐出速度と前記計測した厚みとの関係をメモリに記憶する記憶工程とを備え、前記補正工程は、前記計測した吐出速度に基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正してもよい。このように、予め吐出速度と厚みとの関係を記憶しておくことで、吐出速度を計測するだけでノズルからの吐出量を補正することができる。したがって、厚みの計測を行わずに迅速に吐出量を補正することができる。
【００２４】
前記計測工程は、原子間力顕微鏡によって前記機能性膜の厚みを計測することが好ましい。これにより、高精度な計測が可能となる。
【００２５】
また、前記計測工程は、エリプソメータによって前記機能性膜の厚みを計測してもよい。これにより、比較的簡易かつ精密に膜厚を測定することができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、ナノインプリントシステムの一の態様は、 基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、前記機能性膜の厚みを計測する計測手段と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、を備えた。
【００２７】
本態様によれば、機能性膜を生成し、生成した機能性膜の厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正するようにしたので、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００２８】
上記目的を達成するために、機能性インク配置装置の一の態様は、基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、前記所定の条件を補正して前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段とを備えた。
【００２９】
本態様によれば、基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせてインク滴を配置するようにしたので、関係テーブルの算出が容易になる。また、記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、ノズルからの吐出量を補正するようにしたので、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００３０】
上記目的を達成するために、インクジェットヘッドの吐出量補正装置の一の態様は、基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、を備えたナノインプリントシステムにおいて生成された前記機能性膜の厚みを取得する取得手段と、前記取得した厚みと前記所定の条件との関係テーブルを算出する算出手段と、前記算出した関係テーブルを記憶する記憶手段とを備えた。
【００３１】
本態様によれば、機能性膜の厚みを取得し、取得した厚みと所定の条件との関係テーブルを算出し、算出した関係テーブルを記憶するようにしたので、この関係テーブルを用いることで適切にインクジェットヘッドの吐出量の補正が可能となる。これにより、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、機能性インクのロットにより粘度が異なる場合や、インクジェットヘッドを交換した場合であっても、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ナノインプリント方法を示す工程図
【図２】第１の実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャート
【図３】（ａ）膜厚測定用基板とインクジェットヘッドを示す模式図、（ｂ）インクジェットヘッドのノズルとノズルから吐出されて基板に配置されたインク滴を示す模式図
【図４】膜厚測定用モールドを示す図
【図５】それぞれ駆動電圧の異なる複数の吐出波形を示す図
【図６】４つの吐出波形を各波形要素とする波形を示す図
【図７】吐出波形出力部を示すブロック図
【図８】基板、モールド、及び基板上に配置されたインク滴の断面図
【図９】作成されたテーブルを示す図
【図１０】第２の実施形態に係る膜厚測定用基板とインクジェットヘッドを示す模式図
【図１１】第２の実施形態に係るモールドのインプリント面を示す図
【図１２】基板の表面側に形成されたレジストの図
【図１３】第３の実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャート
【図１４】機能性インク配置装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３５】
〔ナノインプリント方法の説明〕
まず、図１（ａ）〜（ｆ）を用いて、本実施形態に係るナノインプリント方法について、工程順を追って説明する。本例に示すナノインプリント方法は、モールド（例えば、Ｓｉモールド）に形成された凹凸パターンを、基板（石英基板等）上に形成された機能性インク（光硬化性樹脂液）を硬化させた光硬化性樹脂膜に転写し、該光硬化性樹脂膜をマスクパターンとして基板上に微細パターンを形成するものである。
【００３６】
まず、図１（ａ）に示す石英基板１０（以下、単に「基板」と記載する。）を準備する。図１（ａ）に示す基板１０は、表側面１０Ａにハードマスク層１１が形成されており、この表側面１０Ａに微細パターンが形成される。基板１０は、紫外線などの光を透過させる所定の透過性を有し、厚みが０．３ｍｍ以上であればよい。光透過性を有することで基板１０の裏側面１０Ｂからの露光が可能となる。
【００３７】
Ｓｉモールドを用いる場合に適用される基板１０として、表面をシランカップリング剤で被覆したもの、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属層を積層したもの、ＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化膜層を積層したもの、これらの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。
【００３８】
すなわち、図１（ａ）に図示したハードマスク層１１は、上記の金属膜や金属酸化膜等の積層体（被覆材）が用いられる。積層体の厚みが３０ｎｍを超えると光透過性が低下してしまい、光硬化性樹脂の硬化不良が起こりやすいので、該積層体の厚みは３０ｎｍ以下であり、好ましくは２０ｎｍ以下である。
【００３９】
「所定の透過性」とは、基板１０の裏側面１０Ｂから照射した光が表側面１０Ａから出射して、表側面１０Ａに形成される機能性インク（例えば、図１（ｃ）に符号１４を付して図示した光硬化性樹脂を含有する液体）を十分に硬化させることができればよく、例えば、裏側面１０Ｂから照射された波長２００ｎｍ以上の光の光透過率が５％以上であるとよい。
【００４０】
また、基板１０の構造は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。基板１０の材質は、石英以外にも、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などを適宜用いることができる。これらの材料は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を適宜合成して併用してもよい。
【００４１】
基板１０の厚みは０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。基板１０の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、被パターン形成体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。また、ハンドリングやインプリント中の押圧による破損を避けることを考慮して、基板１０の厚みを０．３ｍｍ以上とするとより好ましい。
【００４２】
基板１０の表側面１０Ａに対して、インクジェットヘッド１２から光硬化性樹脂を含有する複数の液滴１４が離散的に打滴される（図１（ｂ）：打滴工程）。ここで言う「離散的に打滴される液滴」とは、基板１０上における隣接する打滴位置に着弾した他の液滴と接触（着弾干渉）せずに、所定の間隔を空けて着弾した複数の液滴を意味している。
【００４３】
図１（ｂ）に示す打滴工程において、予め液滴１４の打滴量、打滴密度、液滴の吐出（飛翔）速度が設定（調整）される。例えば、液滴量及び打滴密度は、モールド（図１（ｃ）符号１６を付して図示）の凹凸パターンの凹部の空間体積が大きい領域では相対的に大きくされ、凹部の空間体積が小さい領域や凹部がない領域では相対的に小さくされるように調整される。調整後、所定の打滴配置（パターン）に従って、基板１０上に液滴１４が配置される。
【００４４】
図１（ｂ）に示す打滴工程の後に、凹凸パターンが形成されたモールド１６の凹凸パターン面を基板１０の表側面１０Ａに所定の押圧力によって押し付けて基板１０上の液滴１４を拡張させ、拡張させた複数の液滴１４の結合からなる光硬化性樹脂膜１８が形成される（図１（ｃ）：光硬化性樹脂膜形成工程）。
【００４５】
光硬化性樹脂膜形成工程では、モールド１６と基板１０との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１６を基板１０押し付けることで残留気体を低減させることができる。ただし、高真空雰囲気下では硬化前の光硬化性樹脂膜１８が揮発してしまい、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、モールド１６と基板１０との間の雰囲気を、ヘリウム（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とよい。Ｈｅは石英基板１０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。
【００４６】
モールド１６の押圧力は、１００ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲とされる。押圧力が相対的に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や、基板１０中のＨｅの透過が促進され、タクトアップにつながる。しかし、押圧力が大きすぎるとモールド１６が基板１０に接触するときに異物を噛みこんでしまい、モールド１６及び基板１０を破損してしまう可能性があるので、モールド１６の押圧力は上記範囲とされる。
【００４７】
モールド１６の押圧力の範囲は、より好ましくは１００ｋＰａ以上５ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１００ｋＰａ以上１ＭＰａ以下である。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１６と基板１０との間が液滴１４で満たされているためであり、モールド１６と基板１０との間が大気圧（約１０１ｋＰａ）で加圧されているためである。
【００４８】
その後、基板１０の裏側面１０Ｂから紫外線を照射して、光硬化性樹脂膜１８に対する露光が行われ、光硬化性樹脂膜１８を硬化させる（図１（ｃ）：光硬化性樹脂膜硬化工程）。本例では、光（紫外線）によって光硬化性樹脂膜１８を硬化させる光硬化方式を例示したが、熱硬化性樹脂を含有する液体を用いて熱硬化性樹脂膜を形成し、加熱によって熱硬化性樹脂膜を硬化させる熱硬化方式など、他の硬化方式を適用してもよい。
【００４９】
光硬化性樹脂膜１８が十分に硬化した後に、光硬化性樹脂膜１８からモールド１６を剥離させる（図１（ｄ）：剥離工程）。モールド１６を剥離させる方法は、光硬化性樹脂膜１８のパターンに欠損が生じにくい方法であればよく、基板１０の縁部から徐々に剥離させる方法や、モールド１６の側から加圧しながら剥離させ、モールド１６が光硬化性樹脂膜１８から剥離する境界線上での光硬化性樹脂膜１８へかかる力を低減させて剥離する方法（加圧剥離法）などの方法を用いることができる。さらに、光硬化性樹脂膜１８の近傍を加温し、モールド１６と光硬化性樹脂膜１８との界面での光硬化性樹脂膜１８とモールド１６の表面との付着力を低減させ、かつ、光硬化性樹脂膜１８のヤング率を低下させて、かつ、脆性が良化させて変形による破断を抑制して剥離する方法（加熱アシスト剥離）を適用することも可能である。なお、上記の方法を適宜組み合わせた複合的手法を用いてもよい。
【００５０】
図１（ａ）〜（ｄ）に示す各工程を経て、基板１０の表側面１０Ａに形成された光硬化性樹脂膜１８にモールド１６に形成された凹凸パターンが転写される。基板１０上に形成された光硬化性樹脂膜１８は、モールド１６の凹凸形状や光硬化樹脂を含有する液体の液物性に対応して、光硬化性樹脂膜１８となる液滴１４の打滴密度が最適化されているので、残渣厚が均一化され、欠損のない好ましい凹凸パターンが形成される。次に、光硬化性樹脂膜１８をマスクとして基板１０（又は基板１０に被覆させた金属膜等）に微細パターンが形成される。
【００５１】
基板１０上の光硬化性樹脂膜１８の凹凸パターンが転写されると、光硬化性樹脂膜１８の凹部内の光硬化性樹脂が除去され、基板１０の表側面１０Ａ、または表側面１０Ａに形成される金属層等を露出させる（図１（ｅ）：アッシング工程）。
【００５２】
さらに、光硬化性樹脂膜１８をマスクとしてドライエッチングが行われ（図１（ｆ）：エッチング工程）、光硬化性樹脂膜１８が除去されると、光硬化性樹脂膜１８に形成された凹凸パターンに対応した微細パターン１０Ｃが基板１０上に形成される。なお、基板１０の表側面１０Ａに金属膜や金属酸化膜が形成される場合は、金属膜または金属酸化膜に対して所定のパターンが形成される。
【００５３】
ドライエッチングの具体例としては、光硬化性樹脂膜をマスクとして用いることができればよく、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。
【００５４】
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。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。
【００５５】
以上のように、本例に示すナノインプリント方法を用いた微細パターンの形成は、モールド１６の凹凸パターンが転写された光硬化性樹脂膜１８をマスクとして、残膜の厚みムラ及び残留気体による欠陥のない当該マスクを用いてドライエッチングを行っているので、高精度で歩留まりよく基板１０に微細パターンを形成することが可能となる。
【００５６】
なお、上述したナノインプリント法を適用して、ナノインプリント法に用いられる石英基板のモールドを作製することも可能である。
【００５７】
〔吐出量の補正方法・・・第１の実施形態〕
上記のように、モールド１６に形成された凹凸パターンが光硬化性樹脂膜１８に転写される。その後のアッシング工程において、基板間のアッシング条件を常に一定にするためには、光硬化性樹脂膜１８の厚みが一定である必要がある。即ち、インクジェットヘッドから吐出される液滴１４の滴量が一定である必要がある。
【００５８】
しかし、インクジェットヘッドから吐出される液滴１４の滴量は、レジスト材料のロットばらつきによる粘度違いによって変化する。したがって、これが基板間における光硬化性樹脂膜１８の厚みのばらつきの原因となる。また、インクジェットヘッドを交換した場合にも同様の問題が発生する。この問題を解決するためには、レジスト材料のロット変更毎、またはインクジェットヘッドの交換毎に、インクジェットヘッドの吐出量が一定となるように補正すればよい。
【００５９】
図２は、本実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャートである。ここでは、膜厚測定用の膜を実際に生成し、この生成した膜の厚さを測定し、測定した厚さに応じて吐出量の補正を行う。
【００６０】
まず、膜厚測定用打滴配置パターンを設定する（ステップＳ１）。
【００６１】
図３（ａ）は、膜厚測定用基板（基板）１００と、走査手段（不図示）により移動しながら機能性インクをインク滴として吐出して、基板１００の表側面に機能性インク滴を離散的に配置するインクジェットヘッド３００を示す模式図である。
【００６２】
基板１００は、所定の透過性を有する薄板状の基材であり、例えば石英が用いられる。基板１００の表側面には、後述するモールドの領域に対応させて、４つの領域１０２、１０４、１０６、及び１０８が設定される。
【００６３】
インクジェットヘッド３００は、走査手段（不図示）により基板１００の表側面の上方をＸ／Ｙ方向に走査可能に構成されている。インクジェットヘッド３００の下面には、機能性インクを吐出する１２８個のノズルが一方向に（一列に）配列されている。なお、ノズルの数や配置は特に限定されるものではなく、さらに多数のノズルを有していてもよいし、これらが千鳥配置やマトリクス配置されていてもよい。
【００６４】
各領域１０２〜１０８は、インクジェットヘッド３００の全てのノズルを包含する幅（Ｙ方向の長さ）を有している。即ち、インクジェットヘッド３００がＸ方向に走査されながらインクを吐出したとき、全てのノズルから吐出されたインクが１つの領域内に配置されるように吐出することが可能である。
【００６５】
図３（ｂ）は、インクジェットヘッド３００のノズルｎｍ、ｎｍ＋１、ｎｍ＋２と、これらのノズルから吐出されて基板１００に配置されたインク滴ｄｍ、ｄｍ＋１、ｄｍ＋２を示す模式図である。
【００６６】
図３（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド３００の各ノズルは、ノズルピッチ（ノズル間隔）Ｐｎで配置されている。また、インクジェットヘッド３００は、ノズルの配列方向がＹ方向から角度θだけ傾くように配置されている。
【００６７】
また図３（ｂ）において、インク滴ｄｍはノズルｎｍから打滴されたインク滴、インク滴ｄｍ＋１はノズルｎｍ＋１から打滴されたインク滴、インク滴ｄｍ＋２はノズルｎｍ＋２から打滴されたインク滴を示している。ノズルピッチＰｎとインク滴のＹ方向の打滴ピッチ（打滴間隔）Ｐｄｙは、Ｐｄｙ＝Ｐｎ×ｃｏｓθの関係を有している。ここではθ≠０であるから、Ｐｎ＞Ｐｄｙである。このように、ノズルピッチよりも打滴ピッチを小さくすることで、打滴する領域を狭くすることができる。したがって、後述する膜厚測定の範囲を狭くすることができる。
【００６８】
また、インク滴のＸ方向及びＹ方向の打滴ピッチは、各インク滴の直径Ｗｄよりも大きい。即ち、Ｘ方向の打滴ピッチをＰｄxとすると、Ｐｄx＞Ｗｄ、Ｐｄｙ＞Ｗｄの関係を有している。このように離散的に打滴することで、着弾干渉を防止することができる。
【００６９】
以上のように、インク滴の配置パターンが設定される。ここでは、設定された配置パターンの単位面積当たりのインク滴数（打滴密度）をＤとする。
【００７０】
次に、膜厚測定用のモールドを設定する（ステップＳ２）。本実施形態では、図４に示す膜厚測定用モールド（モールド）２００を使用する。モールド２００は、基板１００と略同じ大きさの面を有する薄板状の基材である。
【００７１】
図４（ａ）は、モールド２００のコンタクト面を示す図であり、図４（ｂ）は、モールド２００のＹ方向の断面を示す図であり、図４（ｃ）は、モールド２００のＸ方向の断面を示す図である。モールド２００は、コンタクト面に溝２１０が形成されており、溝２１０に囲まれた領域２０２、２０４、２０６、及び２０８が形成されている。
【００７２】
前述の基板１００の領域１０２、１０４、１０６、及び１０８は、モールド２００の領域２０２、２０４、２０６、及び２０８に対応するように設定される。即ち、基板１００の表側面にモールド２００のコンタクト面を対向させたときに、基板１００の領域１０２、１０４、１０６、１０８とモールド２００の領域２０２、２０４、２０６、２０８とが、それぞれ重なるように設定される。
【００７３】
続いて、領域毎に吐出量を異ならせるように、インクジェット吐出条件を設定する（ステップＳ３）。インクジェットヘッドの各ノズルは、駆動電圧を変更可能に構成されている。ここでは、図５に示すように、駆動電圧Ｖ１の吐出波形４０２、駆動電圧Ｖ２の吐出波形４０４、駆動電圧Ｖ３の吐出波形４０６、駆動電圧Ｖ４の矩形波である吐出波形４０８、のいずれかの吐出波形をノズル毎に選択可能に構成されている。
【００７４】
例えば、図６（ａ）に示すように、１吐出周期の波形を、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、４０８を各波形要素とする１つの連続した波形とし、イネーブル信号を用いていずれか１つの吐出波形要素を選択することで、１つの吐出波形を出力するように構成すればよい。図６（ｂ）は、イネーブル信号の一例を示している。また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示すイネーブル信号により出力された吐出波形を示しており、駆動電圧Ｖ２の吐出波形４０４が出力されている。
【００７５】
このように構成することで、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、４０８のいずれか１つの吐出波形をノズル毎に選択して出力することができる。
【００７６】
また、吐出波形の基となるデジタル波形データを設定し、設定したデータに基づく波形をノズル毎に出力するように構成してもよい。
【００７７】
図７は、この場合に適用される吐出波形出力部４１０を示すブロック図である。吐出波形出力部４１０は、デジタル波形生成部４１２、Ｄ／Ａコンバータ４１４、アンプ４１６を備えている。
【００７８】
まず、所望のデジタル波形データをデジタル波形生成部４１２に設定する。デジタル波形生成部４１２は、機能性インクの吐出タイミングにおいて、設定されたデジタル波形を出力する。この出力されたデジタル波形は、Ｄ／Ａコンバータ４１４によりアナログ波形に変換され、アンプ４１６で電流増幅された後にノズル（ここではピエゾ素子４１８）に供給される。
【００７９】
このように構成することで、波形の種類が多い場合であっても、容易に対応することが可能である。
【００８０】
ここでは、インクジェットヘッド３００の各ノズルの吐出波形を、領域１０２に打滴するときには吐出波形４０２、領域１０４に打滴するときには吐出波形４０４、領域１０６に打滴するときには吐出波形４０６、領域１０８に打滴するときには吐出波形４０８を設定する。即ち、領域１０２に対しては駆動電圧Ｖ１、領域１０４に対しては駆動電圧Ｖ２、領域１０６に対しては駆動電圧Ｖ３、領域１０８に対しては駆動電圧Ｖ４で打滴する。
【００８１】
次に、実際に使用するロットの機能性インクを用いて、ノズルからインク滴を吐出させ、吐出された液滴の速度（吐出速度）を計測する（ステップＳ４）。このとき、各ノズルについて、吐出波形４０２、４０４、４０６、及び４０８における吐出速度をそれぞれ計測する。吐出速度の計測は、例えば吐出波形に同期させて吐出から所定時間経過後にストロボを発光させ、吐出した液滴の飛翔位置を観察することで行う。なお、吐出速度の計測方法はこれに限定されず、所定の間隔で配置されたレーザ光をそれぞれ横切るタイミングから測定する等、その他の公知の方法を用いてもよい。
【００８２】
次に、図３に示した基板１００を所定の位置にセットし（ステップＳ５）、インクジェットヘッド３００から基板１００の表面側の各領域１０２〜１０８に対し、機能性インクを打滴する（ステップＳ６：配置工程）。
【００８３】
インクジェットヘッド３００は、まずＸ方向に走査されながら、基板１００の領域１０２に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０２によりインク滴を打滴する。このとき、インクジェットヘッド３００の全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０２内に配置されるように、インクジェットヘッド３００が走査される。
【００８４】
領域１０２にインク滴を打滴後、インクジェットヘッド３００は、全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０４内に配置できる位置までＹ方向に走査される。その後再びＸ方向に走査されながら、領域１０４に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０４によりインク滴を打滴する。
【００８５】
領域１０４にインク滴を打滴後、インクジェットヘッド３００は、さらに全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０６内に配置できる位置までＹ方向に走査される。その後Ｘ方向に走査されながら、領域１０６に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０６によりインク滴を打滴する。
【００８６】
領域１０６にインク滴を打滴後、同様に領域１０８に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０８によりインク滴を打滴する。
【００８７】
全ての領域にインク滴の打滴が終了したら、図４に示したモールド２００の溝２１０が形成された面（コンタクト面）を基板１００の表側面に配置された機能性インク滴に所定の押圧力によって接触させる（ステップＳ７：接触工程）。
【００８８】
図８（ａ）は、基板１００、モールド２００、及び基板１００上に配置されたインク滴３１０の断面図である。同図に示すように、インク滴３１０は、溝２１０に対応する位置を避けて配置される。
【００８９】
図８（ｂ）は、基板１００上のインク滴３１０にモールド２００を接触させた状態の断面図である。同図に示すように、適切な圧力でモールド２００を基板１００上のインク滴３１０にコンタクト（インプリント）すると、モールド２００と基板１００との間に充填されたインク滴３１０（機能性膜３１２）により、液架橋が形成される。
【００９０】
モールド２００に形成された溝２１０により、濡れ広がったインク滴３１０（機能性膜３１２）がピニングされ、溝２１０によって区切られた他領域のインク滴３１０（機能性膜３１２）とは混ざり合うことがない。
【００９１】
このように、溝２１０は、それぞれの領域に配置されたインク滴３１０（機能性膜３１２）同士が混ざらなくすることを目的として形成されている。なお、溝２１０を形成するのではなく、インク滴３１０（機能性膜３１２）同士が混ざらない程度の領域間の間隔を広くしてもよいし、親撥パターンにより領域を形成してもよい。これらの方法によっても、同様の効果を得ることができる。
【００９２】
次に、基板１００の裏側面から紫外線を照射して、機能性膜３１２を硬化させる（ステップＳ８：硬化工程）。機能性膜３１２の硬化後、硬化した機能性膜３１２からモールド２００を剥離させる（ステップＳ９：離型工程）。
【００９３】
図８（ｃ）は、モールド２００を離型した機能性膜３１２及び基板１００を示した断面図である。このように、各領域に打滴されたインク滴３１０から、所定の厚みを持った機能性膜３１２が形成される。
【００９４】
続いて、４つの領域１０２、１０４、１０６、１０８にそれぞれ形成された機能性膜３１２の厚さ（膜厚）を測定する（ステップＳ１０：計測工程）。膜厚測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により行う。ＡＦＭを用いることで、原子レベルで膜を観察することができ、高精度な計測が可能となる。また、エリプソメータを用いてもよい。エリプソメータによれば、比較的簡易かつ精密に膜厚を測定することができる。
【００９５】
なお、膜厚測定は、領域毎に複数の位置において測定を行い、各測定値を平均化した値をその領域の膜厚とする。
【００９６】
次に、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成する（ステップＳ１１）。
【００９７】
図９は、ステップＳ１１において作成されたテーブル５００の一例を示す図である。テーブル５００の第１象限は、吐出波形の駆動電圧と液滴の吐出速度との関係を示している。
【００９８】
ステップＳ４における計測結果から、各ノズルについて、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、及び４０８の駆動電圧と、各吐出波形における吐出速度をプロットすることができる。図９では、ノズルｎｍ、ノズルｎｍ＋１、及びノズルｎｍ＋２について、プロットした例を示している。
【００９９】
なお、測定点以外のデータについては、測定点のデータから補間または外挿することでテーブルを作成する。
【０１００】
また、テーブル５００第３象限は、吐出滴量と生成された機能性膜の膜厚との関係を示している。
【０１０１】
前述のように、基板１００の領域１０２に対しては駆動電圧Ｖ１、領域１０４に対しては駆動電圧Ｖ２、領域１０６に対しては駆動電圧Ｖ３、領域１０８に対しては駆動電圧Ｖ４で打滴した。また、ステップＳ１０において、各領域１０２、１０４、１０６、及び１０８の機能性膜の膜厚が測定されている。したがって、吐出波形の駆動電圧と膜厚との関係が求められる。
【０１０２】
また、各領域１０２、１０４、１０６、１０８の面積とそれぞれの領域における機能性膜の膜厚、及びステップＳ１において設定した打滴密度Ｄから、各領域における吐出滴量を算出することができる。したがって、吐出波形の駆動電圧と吐出滴量との関係が求められる。
【０１０３】
この２つの関係から、膜厚と吐出滴量の関係をプロットすることができる。なお、打滴密度と膜厚は比例関係にあるため、打滴密度に応じた関係をプロットすることができる。図９の例では、打滴密度Ｄの他、打滴密度がＤの２倍の場合の直線と、打滴密度がＤの半分の場合の関係をプロットしている。
【０１０４】
また、テーブル５００の第２象限は、吐出滴量と吐出速度の関係を示している。
【０１０５】
第１象限にプロットされた吐出波形の駆動電圧と吐出速度の関係と、前述の吐出波形の駆動電圧と吐出滴量の関係とから、吐出滴量と吐出速度の関係をプロットすることができる。
【０１０６】
このように、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブル５００が作成される。
【０１０７】
次に、このテーブル５００を用いて、吐出波形の駆動電圧を算出する（ステップＳ１２）。ここでは、実際のナノプリントで必要な膜厚をｌ０、打滴密度をＤとする。
【０１０８】
テーブル５００の第３象限から、必要な膜厚がｌ０であって、打滴密度がＤのときの吐出滴量はｑ０であることが求められる。さらに、テーブル５００の第２象限から、吐出滴量がｑ０のときの吐出速度はｖ０であることが求められる。
【０１０９】
そして、テーブル５００の第１象限から、吐出速度をｖ０とするときの各ノズルの駆動電圧が求められる。図９の例では、ノズルｎｍ、ｎｍ＋１、ｎｍ＋２の駆動電圧はそれぞれ、ＶＡ、ＶＢ、Ｖｃである。
【０１１０】
最後に、各ノズルの駆動電圧を、ステップＳ１２において算出された駆動電圧に設定する（ステップＳ１３：補正工程）。膜厚測定用の吐出波形の駆動電圧は、図５に示すようにＶ１〜Ｖ４の４種類であるが、実際のナノインプリント時の吐出波形の駆動電圧は、任意の値に設定可能となっている。
【０１１１】
なお、ノズルの駆動電圧を補正するのではなく、打滴密度を補正する態様も可能である。
【０１１２】
このように設定された駆動電圧の吐出波形で各ノズルを駆動し、図１に示したナノインプリントを行うことで、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１１３】
ステップＳ１において基板１００に設定された膜厚測定用打滴配置パターンは、インクジェットヘッド３００の全てのノズルから吐出されたインク滴が１つの領域に含まれるように配置されている。したがって、ノズル間のばらつきを含めた平均の膜厚を測定することができる。
【０１１４】
図９に示したテーブル５００は、レジスト材料の生産ロットが変わるときに新たに作成する。また、インクジェットヘッドを交換した場合も同様に、新たに作成する。これにより、レジスト材料のロットやインクジェットヘッドにかかわらず、基板間の膜厚を一定にすることができる。
【０１１５】
〔第２の実施形態〕
第１の実施形態では、１つの領域に対して全てのノズルから打滴したが、本実施形態では、ノズル毎に異なる領域に打滴する。
【０１１６】
図１０は、本実施形態に係る膜厚測定用基板（基板）１２０と、走査手段（不図示）により移動しながら機能性インクを吐出して、基板１２０に機能性インク滴を配置するインクジェットヘッド３２０を示す模式図である。
【０１１７】
基板１２０の表側面には、後述するモールドの領域に対応させて、３２個の領域１２２−１、１２２−２、１２２−３、１２２−４、１２４−１、…、１３６−３、１３６−４が設定される。
【０１１８】
インクジェットヘッド３２０は、走査手段（不図示）により基板１２０の表側面の上方をＸ／Ｙ方向に走査可能に構成されている。インクジェットヘッド３２０の下面には、機能性インクを吐出するｎ１〜ｎ８の８個のノズルが一方向に配列されている。
【０１１９】
インクジェットヘッド３２０がＸ方向に走査されると、ノズルｎ１は領域１２２−１、１２２−２、１２２−３、及び１２２−４にインクを打滴する。同様に、ノズルｎ２は領域１２４−１〜１２４−４に、ノズルｎ３は領域１２６−１〜１２６−４に、ノズルｎ８は領域１３６−１〜１３６−４にインクを打滴する。
【０１２０】
また、各ノズルｎ１〜ｎ８は、領域１２２−１、１２４−１、１２６−１、…、１３６−１において、図５に示す吐出波形４０２を用いてインクを打滴するように吐出条件が設定される。同様に、領域１２２−２、１２４−２、１２６−２、…、１３６−２においては吐出波形４０４、領域１２２−３、１２４−３、１２６−３、…、１３６−３においては吐出波形４０６、領域１２２−４、１２４−４、１２６−４、…、１３６−４においては吐出波形４０８を用いてインクを打滴するように吐出条件が設定される。
【０１２１】
したがって、例えばノズルｎ１は、領域１２２−１において吐出波形４０２、領域１２２−２において吐出波形４０４、領域１２２−３において吐出波形４０６、領域１２２−４において吐出波形４０８によってインクを吐出する。また、ノズルｎ２は、領域１２４−１において吐出波形４０２、領域１２４−２において吐出波形４０４、領域１２４−３において吐出波形４０６、領域１２４−４において吐出波形４０８によってインクを吐出する。
【０１２２】
このように、各領域に対してマトリクス状にノズルと吐出波形の駆動電圧を変化させてインクを吐出する。なお、第１の実施形態と同様に、ノズル毎の吐出波形の駆動電圧と吐出速度の関係は、予め計測しておく。
【０１２３】
図１１（ａ）は、本実施形態に係るモールド２２０のコンタクト面を示す図であり、図１１（ｂ）は、モールド２２０のＹ方向の断面を示す図であり、図１１（ｃ）は、モールド２２０のＸ方向の断面を示す図である。モールド２２０は、コンタクト面に溝２３０が形成されており、溝２３０により囲まれた３２個の領域２２２−１、２２２−２、２２２−３、２２２−４、２２４−１、２２４−２、…、２３６−３、２３６−４が形成されている。
【０１２４】
前述の基板１２０の領域１２２−１〜１３６−４は、モールド２２０の領域２２２−１〜２３６−４に対応するように設定される。即ち、基板１２０の表面側にモールド２２０のコンタクト面を対向させたときに、基板１２０の領域１２２−１〜１３６−４とモールド２００の領域２２２−１〜２３６−４とが、それぞれ重なるように設定される。
【０１２５】
このモールド２２０のコンタクト面を、基板１２０の表面側に配置された機能性インク滴に所定の押圧力によって接触させる。さらに、基板１２０の裏側面から紫外線を照射して機能性インク（機能性膜）を硬化させ、硬化した機能性膜からモールド２２０を剥離させる。
【０１２６】
図１２は、このように基板１２０の表面側に形成された機能性膜３１２の一部を示す図である。同図に示すように、機能性膜３１２は、モールド２２０に形成された溝２３０により、それぞれ基板１２０上に設定された領域毎に分割されて生成される。
【０１２７】
この各領域の機能性膜３１２の膜厚を測定することで、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すノズル毎のテーブルが作成される。即ち、図９に示すテーブル５００において、第３象限の吐出滴量と機能性膜の膜厚の関係、及び第２象限の吐出滴量と吐出速度の関係を、ノズル毎に求めることができる。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、ノズル毎のテーブルを作成することができるので、ノズル毎のインク吐出量の補正が可能となり、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１２９】
〔第３の実施形態〕
本実施形態では、実際にナノインプリントを行う際に、吐出速度を測定して吐出量の補正を行う。ここでは、第１の実施形態におけるテーブル５００が事前に作成されており、メモリなどの記憶手段に記憶されているものとする。
【０１３０】
図１３は、本実施形態に係るインクジェット吐出量補正方法を示すフローチャートである。
【０１３１】
まず、使用するモールドのパターン情報から、打滴配置パターンを設定する（ステップＳ２１）。ここで使用するモールドは、膜厚測定用モールドではなく、実際にナノインプリントを行うためのモールドである。
【０１３２】
次に、インクジェット吐出条件を設定する（ステップＳ２２）。ここでは、仮に吐出条件を設定すればよい。
【０１３３】
続いて、ノズル毎に各吐出波形（駆動電圧）によってインク滴を吐出させ、吐出速度を計測する（ステップＳ２３）。
【０１３４】
次に、メモリに記憶されているテーブル５００から、所望の膜厚（例えばｌ０）に対応する吐出滴量を求め（ｑ０）、この吐出滴量に対応する吐出速度（ｖ０）を求める。そして、ステップＳ２３において計測した駆動電圧と吐出速度の関係から、この吐出速度（ｖ０）に対応する駆動電圧を算出する（ステップＳ２４）。
【０１３５】
このように決定した駆動電圧の吐出波形を用いて、基板にインクを吐出する（ステップＳ２５）。その後、インクが配置された基板にモールドをインプリントし（ステップＳ２６）、露光硬化し（ステップＳ２７）、剥離する（ステップＳ２８）。
【０１３６】
このように、予めテーブルを記憶しておくことで、事前に吐出速度を計測するだけで、適切な膜厚が形成できるように各ノズルの吐出量を補正することができ、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１３７】
同一ノズルであっても、ピエゾ素子の劣化など、経時変化によって駆動電圧と吐出速度の対応関係が変化することがある。しかしながら、第１、第２の実施形態のテーブル５００を毎回作成するのは煩雑である。したがって、本実施形態の吐出量補正処理を、始業時や装置の電源投入時などに行えばよい。本実施形態によれば、テーブル作成後に駆動電圧と吐出速度の対応関係が変化した場合であっても、吐出速度を計測するだけで適切に吐出量を補正することができる。
【０１３８】
〔ナノインプリントシステムの概要〕
図１４は、第１〜第３の実施形態に適用されるナノインプリントシステム６００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ナノインプリントシステム６００は、インクジェットヘッド３００、制御部６１０、速度計測部６２０、走査部６３０、接触部６４０、紫外線照射部６５０、離型部６６０、厚み計測部６７０、演算部６８０、メモリ６９０、制御バス７００から構成される。
【０１３９】
ナノインプリントシステム６００は、制御部６１０により統括制御される。制御部６１０から各部への制御信号は、制御バス７００により伝達される。
【０１４０】
インクジェットヘッド３００は、その下面に機能性インクを吐出する複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されている。
【０１４１】
速度計測部６２０は、例えばストロボ観察により、インクジェットヘッド３００の各ノズルから吐出されたインク滴の吐出速度を計測する。
【０１４２】
走査部６３０は、インクジェットヘッド３００を水平方向に移動させることで、インクジェットヘッド３００と基板（図１４では不図示）とを相対的に移動させる。
【０１４３】
制御部６１０は、走査部６３０によりインクジェットヘッド３００を基板の上方に移動させるとともに、インクジェットヘッド３００の各ノズルから機能性インクのインク滴を吐出させることで、基板上にインク滴を離散的に配置する。このとき、基板上に設定された領域毎に吐出量が異なるように、ノズルの駆動電圧を制御する。
【０１４４】
接触部６４０は、基板表面に配置されたインク滴にモールド（図１４では不図示）を所定の押圧力によって接触させる。
【０１４５】
紫外線照射部６５０は、基板の裏側面から紫外線を照射し、基板表面に配置されたインク滴を硬化させ、機能性膜を生成する。なお、モールドが透過性を有する場合には、基板の表側面から紫外線を照射してもよい。
【０１４６】
離型部６６０は、硬化した機能性膜からモールドを剥離する。剥離する方法は特に限定されず、加圧剥離法などの公知の方法を用いることができる。
【０１４７】
厚み計測部６７０は例えばエリプソメータであり、機能性膜の厚み（膜厚）を計測する。
【０１４８】
演算部６８０は、領域毎のノズルの駆動電圧、速度計測部６２０において計測した吐出速度、及び厚み計測部６７０において計測した機能性膜の厚みに基づいて、駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成する。
【０１４９】
メモリ６９０は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。制御部６１０は、演算部６８０で作成したテーブルをメモリ６９０に記憶させる。
【０１５０】
このように構成されたナノインプリントシステム６００によれば、駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成し、記憶させることができる。ここで、メモリ６９０をインクジェットヘッド３００に内蔵することにより、インクジェットヘッド３００を異なる機能性インク配置装置（不図示）に設置した場合であっても、機能性インク配置装置においてメモリ６９０に記憶されたテーブルを用いて吐出量の補正処理を行うことができる。その結果、機能性インク配置装置においても、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１５１】
本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１０…石英基板、１２，３００…インクジェットヘッド、１４…液滴、１６…モールド、１８…光硬化性樹脂膜、１００，１２０…膜厚測定用基板（基板）、１０２，１０４，１０６，１０８…領域、２００，２２０…膜厚測定用モールド、２１０，２３０…溝、３１０…機能性インク滴、３１２…機能性膜、４０２，４０４，４０６，４０８…吐出波形、４１０…吐出波形出力部、５００…テーブル、６００…ナノインプリントシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドの吐出量補正方法、吐出量補正装置、及び機能性インク配置装置並びにナノインプリントシステムに係り、特に、インクジェット方式で機能性インクを吐出することにより基板等の媒体上にインク滴を配置する液体付与技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路の高集積化に伴い、配線パターンなどの更なる微細化が要求されている。基板上に微細構造を形成するための技術として、基板上に塗布したレジスト（ＵＶ硬化性樹脂）に、所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当てた状態で紫外線を照射してレジストを硬化させ、モールドを基板上のレジストから分離（離型）することで、モールドに形成された微細パターンを基板（レジスト）へ転写するナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）が知られている。
【０００３】
インクジェット方式を用いたＮＩＬにおいて、レジストに転写されたパターンの膜厚（残渣膜厚）を均一化することは、重要な課題となっている。
【０００４】
この課題に対し、特許文献１には、モールドのパターンの粗密によって発生する残渣膜厚のばらつきに対して、インクジェット打滴密度、打滴量を変更して膜厚を均一化する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、基板へのレジスト打滴からインプリントまでの時間差で、基板上のレジスト液滴の揮発量が変化することで生じる残渣膜厚のばらつきに対して、インクジェット打滴密度、打滴量を変更して膜厚を均一化する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献１、２によれば、基板面内の膜厚を均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５０２１５７号公報
【特許文献２】特開２００９−８８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願出願人は、鋭意検討を行った結果、レジストのロット違いによる僅かな粘度の差異によって、インクジェットの吐出液滴量が影響を受けることを見出した。これは、基板面内の残渣膜厚ばらつきの原因にはならないが、レジストを交換したときに基板間で残渣膜厚に差が発生し、問題となる。また、インクジェットヘッドの故障等によりヘッドを交換した場合にも、吐出液滴量が変化するため、基板間での膜厚差が発生する。
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２に開示されている膜厚補正技術は、基板面内における膜厚の均一化を目的とするものであり、レジストのロットが変わったときや、ヘッドを交換したときに、基板間での膜厚差を均一にすることはできない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板間で膜厚を均一にすることができるインクジェットヘッドの吐出量補正方法及び補正量算出装置並びに機能性インク配置装置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】
上記目的を達成するために、インクジェットヘッドの吐出量補正方法の一の態様は、インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化工程と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型工程と、前記機能性膜の厚みを計測する計測工程と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、を備えた。
【００１２】
本態様によれば、硬化した機能性インクの厚みを計測し、計測した厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正するようにしたので、機能性インク（レジスト材料）のロットにより粘度が異なる場合や、インクジェットヘッドを交換した場合であっても、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００１３】
前記配置工程は、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置し、前記計測工程は、前記領域毎に前記機能性膜の厚みを計測することが好ましい。
【００１４】
このように、領域毎にノズルからの吐出量を異ならせてインク滴を配置し、領域毎の機能性インクの厚みを計測し、領域毎の厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正することで、適切にノズルからの吐出量を補正することができる。
【００１５】
前記モールドのインク滴接触面はパターンにより形成された複数の領域を有し、前記配置工程は、前記パターンにより形成された複数の領域に対応する領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置することが好ましい。
【００１６】
このように、モールドのインク滴接触面に複数の領域を形成しておくことで、適切に領域毎の機能性インクの厚みを計測することができる。
【００１７】
なお、前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された溝に囲まれた領域であってもよいし、前記モールドのインク滴接触面に形成された親撥パターンにより形成された領域であってもよい。これにより、適切にモールドのインク滴接触面に複数の領域を形成することができる。
【００１８】
前記配置工程は、前記ノズルの駆動電圧を変更することで前記ノズルからの吐出量を異ならせ、前記補正工程は、前記ノズルの駆動電圧を補正することが好ましい。このように、駆動電圧を変更することで、適切にノズルからの吐出量を変更することができる。
【００１９】
前記インクジェットヘッドには、複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されており、前記配置工程は、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記インク滴を配置することが好ましい。このようにインク滴を配置することで、厚み計測を行う範囲が狭くなり、計測時間を短縮することができる。
【００２０】
前記配置工程は、前記インク滴の径よりも前記インク滴の間隔が大きくなるように該インク滴を配置することが好ましい。このようにインク滴を配置することで、着弾干渉を防止することができる。
【００２１】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に全てのノズルから吐出されたインク滴を配置してもよい。このようにインク滴を配置することで、ノズル間のばらつきを含めた平均の厚みを計測することができる。
【００２２】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に異なるノズルから吐出されたノズル滴を配置し、前記補正工程は、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズル毎に吐出量を補正してもよい。このようにインク滴を配置することで、ノズル毎の厚みを計測することができるので、ノズル毎に吐出量を補正することができる。
【００２３】
前記ノズルから吐出されたノズル滴の吐出速度を計測する速度計測工程と、前記計測した吐出速度と前記計測した厚みとの関係をメモリに記憶する記憶工程とを備え、前記補正工程は、前記計測した吐出速度に基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正してもよい。このように、予め吐出速度と厚みとの関係を記憶しておくことで、吐出速度を計測するだけでノズルからの吐出量を補正することができる。したがって、厚みの計測を行わずに迅速に吐出量を補正することができる。
【００２４】
前記計測工程は、原子間力顕微鏡によって前記機能性膜の厚みを計測することが好ましい。これにより、高精度な計測が可能となる。
【００２５】
また、前記計測工程は、エリプソメータによって前記機能性膜の厚みを計測してもよい。これにより、比較的簡易かつ精密に膜厚を測定することができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、ナノインプリントシステムの一の態様は、 基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、前記機能性膜の厚みを計測する計測手段と、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、を備えた。
【００２７】
本態様によれば、機能性膜を生成し、生成した機能性膜の厚みに基づいてノズルからの吐出量を補正するようにしたので、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００２８】
上記目的を達成するために、機能性インク配置装置の一の態様は、基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、前記所定の条件を補正して前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段とを備えた。
【００２９】
本態様によれば、基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせてインク滴を配置するようにしたので、関係テーブルの算出が容易になる。また、記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、ノズルからの吐出量を補正するようにしたので、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【００３０】
上記目的を達成するために、インクジェットヘッドの吐出量補正装置の一の態様は、基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、を備えたナノインプリントシステムにおいて生成された前記機能性膜の厚みを取得する取得手段と、前記取得した厚みと前記所定の条件との関係テーブルを算出する算出手段と、前記算出した関係テーブルを記憶する記憶手段とを備えた。
【００３１】
本態様によれば、機能性膜の厚みを取得し、取得した厚みと所定の条件との関係テーブルを算出し、算出した関係テーブルを記憶するようにしたので、この関係テーブルを用いることで適切にインクジェットヘッドの吐出量の補正が可能となる。これにより、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、機能性インクのロットにより粘度が異なる場合や、インクジェットヘッドを交換した場合であっても、基板間で膜厚を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ナノインプリント方法を示す工程図
【図２】第１の実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャート
【図３】（ａ）膜厚測定用基板とインクジェットヘッドを示す模式図、（ｂ）インクジェットヘッドのノズルとノズルから吐出されて基板に配置されたインク滴を示す模式図
【図４】膜厚測定用モールドを示す図
【図５】それぞれ駆動電圧の異なる複数の吐出波形を示す図
【図６】４つの吐出波形を各波形要素とする波形を示す図
【図７】吐出波形出力部を示すブロック図
【図８】基板、モールド、及び基板上に配置されたインク滴の断面図
【図９】作成されたテーブルを示す図
【図１０】第２の実施形態に係る膜厚測定用基板とインクジェットヘッドを示す模式図
【図１１】第２の実施形態に係るモールドのインプリント面を示す図
【図１２】基板の表面側に形成されたレジストの図
【図１３】第３の実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャート
【図１４】機能性インク配置装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３５】
〔ナノインプリント方法の説明〕
まず、図１（ａ）〜（ｆ）を用いて、本実施形態に係るナノインプリント方法について、工程順を追って説明する。本例に示すナノインプリント方法は、モールド（例えば、Ｓｉモールド）に形成された凹凸パターンを、基板（石英基板等）上に形成された機能性インク（光硬化性樹脂液）を硬化させた光硬化性樹脂膜に転写し、該光硬化性樹脂膜をマスクパターンとして基板上に微細パターンを形成するものである。
【００３６】
まず、図１（ａ）に示す石英基板１０（以下、単に「基板」と記載する。）を準備する。図１（ａ）に示す基板１０は、表側面１０Ａにハードマスク層１１が形成されており、この表側面１０Ａに微細パターンが形成される。基板１０は、紫外線などの光を透過させる所定の透過性を有し、厚みが０．３ｍｍ以上であればよい。光透過性を有することで基板１０の裏側面１０Ｂからの露光が可能となる。
【００３７】
Ｓｉモールドを用いる場合に適用される基板１０として、表面をシランカップリング剤で被覆したもの、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属層を積層したもの、ＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化膜層を積層したもの、これらの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。
【００３８】
すなわち、図１（ａ）に図示したハードマスク層１１は、上記の金属膜や金属酸化膜等の積層体（被覆材）が用いられる。積層体の厚みが３０ｎｍを超えると光透過性が低下してしまい、光硬化性樹脂の硬化不良が起こりやすいので、該積層体の厚みは３０ｎｍ以下であり、好ましくは２０ｎｍ以下である。
【００３９】
「所定の透過性」とは、基板１０の裏側面１０Ｂから照射した光が表側面１０Ａから出射して、表側面１０Ａに形成される機能性インク（例えば、図１（ｃ）に符号１４を付して図示した光硬化性樹脂を含有する液体）を十分に硬化させることができればよく、例えば、裏側面１０Ｂから照射された波長２００ｎｍ以上の光の光透過率が５％以上であるとよい。
【００４０】
また、基板１０の構造は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。基板１０の材質は、石英以外にも、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などを適宜用いることができる。これらの材料は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を適宜合成して併用してもよい。
【００４１】
基板１０の厚みは０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。基板１０の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、被パターン形成体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。また、ハンドリングやインプリント中の押圧による破損を避けることを考慮して、基板１０の厚みを０．３ｍｍ以上とするとより好ましい。
【００４２】
基板１０の表側面１０Ａに対して、インクジェットヘッド１２から光硬化性樹脂を含有する複数の液滴１４が離散的に打滴される（図１（ｂ）：打滴工程）。ここで言う「離散的に打滴される液滴」とは、基板１０上における隣接する打滴位置に着弾した他の液滴と接触（着弾干渉）せずに、所定の間隔を空けて着弾した複数の液滴を意味している。
【００４３】
図１（ｂ）に示す打滴工程において、予め液滴１４の打滴量、打滴密度、液滴の吐出（飛翔）速度が設定（調整）される。例えば、液滴量及び打滴密度は、モールド（図１（ｃ）符号１６を付して図示）の凹凸パターンの凹部の空間体積が大きい領域では相対的に大きくされ、凹部の空間体積が小さい領域や凹部がない領域では相対的に小さくされるように調整される。調整後、所定の打滴配置（パターン）に従って、基板１０上に液滴１４が配置される。
【００４４】
図１（ｂ）に示す打滴工程の後に、凹凸パターンが形成されたモールド１６の凹凸パターン面を基板１０の表側面１０Ａに所定の押圧力によって押し付けて基板１０上の液滴１４を拡張させ、拡張させた複数の液滴１４の結合からなる光硬化性樹脂膜１８が形成される（図１（ｃ）：光硬化性樹脂膜形成工程）。
【００４５】
光硬化性樹脂膜形成工程では、モールド１６と基板１０との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１６を基板１０押し付けることで残留気体を低減させることができる。ただし、高真空雰囲気下では硬化前の光硬化性樹脂膜１８が揮発してしまい、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、モールド１６と基板１０との間の雰囲気を、ヘリウム（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とよい。Ｈｅは石英基板１０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。
【００４６】
モールド１６の押圧力は、１００ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲とされる。押圧力が相対的に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や、基板１０中のＨｅの透過が促進され、タクトアップにつながる。しかし、押圧力が大きすぎるとモールド１６が基板１０に接触するときに異物を噛みこんでしまい、モールド１６及び基板１０を破損してしまう可能性があるので、モールド１６の押圧力は上記範囲とされる。
【００４７】
モールド１６の押圧力の範囲は、より好ましくは１００ｋＰａ以上５ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１００ｋＰａ以上１ＭＰａ以下である。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１６と基板１０との間が液滴１４で満たされているためであり、モールド１６と基板１０との間が大気圧（約１０１ｋＰａ）で加圧されているためである。
【００４８】
その後、基板１０の裏側面１０Ｂから紫外線を照射して、光硬化性樹脂膜１８に対する露光が行われ、光硬化性樹脂膜１８を硬化させる（図１（ｃ）：光硬化性樹脂膜硬化工程）。本例では、光（紫外線）によって光硬化性樹脂膜１８を硬化させる光硬化方式を例示したが、熱硬化性樹脂を含有する液体を用いて熱硬化性樹脂膜を形成し、加熱によって熱硬化性樹脂膜を硬化させる熱硬化方式など、他の硬化方式を適用してもよい。
【００４９】
光硬化性樹脂膜１８が十分に硬化した後に、光硬化性樹脂膜１８からモールド１６を剥離させる（図１（ｄ）：剥離工程）。モールド１６を剥離させる方法は、光硬化性樹脂膜１８のパターンに欠損が生じにくい方法であればよく、基板１０の縁部から徐々に剥離させる方法や、モールド１６の側から加圧しながら剥離させ、モールド１６が光硬化性樹脂膜１８から剥離する境界線上での光硬化性樹脂膜１８へかかる力を低減させて剥離する方法（加圧剥離法）などの方法を用いることができる。さらに、光硬化性樹脂膜１８の近傍を加温し、モールド１６と光硬化性樹脂膜１８との界面での光硬化性樹脂膜１８とモールド１６の表面との付着力を低減させ、かつ、光硬化性樹脂膜１８のヤング率を低下させて、かつ、脆性が良化させて変形による破断を抑制して剥離する方法（加熱アシスト剥離）を適用することも可能である。なお、上記の方法を適宜組み合わせた複合的手法を用いてもよい。
【００５０】
図１（ａ）〜（ｄ）に示す各工程を経て、基板１０の表側面１０Ａに形成された光硬化性樹脂膜１８にモールド１６に形成された凹凸パターンが転写される。基板１０上に形成された光硬化性樹脂膜１８は、モールド１６の凹凸形状や光硬化樹脂を含有する液体の液物性に対応して、光硬化性樹脂膜１８となる液滴１４の打滴密度が最適化されているので、残渣厚が均一化され、欠損のない好ましい凹凸パターンが形成される。次に、光硬化性樹脂膜１８をマスクとして基板１０（又は基板１０に被覆させた金属膜等）に微細パターンが形成される。
【００５１】
基板１０上の光硬化性樹脂膜１８の凹凸パターンが転写されると、光硬化性樹脂膜１８の凹部内の光硬化性樹脂が除去され、基板１０の表側面１０Ａ、または表側面１０Ａに形成される金属層等を露出させる（図１（ｅ）：アッシング工程）。
【００５２】
さらに、光硬化性樹脂膜１８をマスクとしてドライエッチングが行われ（図１（ｆ）：エッチング工程）、光硬化性樹脂膜１８が除去されると、光硬化性樹脂膜１８に形成された凹凸パターンに対応した微細パターン１０Ｃが基板１０上に形成される。なお、基板１０の表側面１０Ａに金属膜や金属酸化膜が形成される場合は、金属膜または金属酸化膜に対して所定のパターンが形成される。
【００５３】
ドライエッチングの具体例としては、光硬化性樹脂膜をマスクとして用いることができればよく、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。
【００５４】
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。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。
【００５５】
以上のように、本例に示すナノインプリント方法を用いた微細パターンの形成は、モールド１６の凹凸パターンが転写された光硬化性樹脂膜１８をマスクとして、残膜の厚みムラ及び残留気体による欠陥のない当該マスクを用いてドライエッチングを行っているので、高精度で歩留まりよく基板１０に微細パターンを形成することが可能となる。
【００５６】
なお、上述したナノインプリント法を適用して、ナノインプリント法に用いられる石英基板のモールドを作製することも可能である。
【００５７】
〔吐出量の補正方法・・・第１の実施形態〕
上記のように、モールド１６に形成された凹凸パターンが光硬化性樹脂膜１８に転写される。その後のアッシング工程において、基板間のアッシング条件を常に一定にするためには、光硬化性樹脂膜１８の厚みが一定である必要がある。即ち、インクジェットヘッドから吐出される液滴１４の滴量が一定である必要がある。
【００５８】
しかし、インクジェットヘッドから吐出される液滴１４の滴量は、レジスト材料のロットばらつきによる粘度違いによって変化する。したがって、これが基板間における光硬化性樹脂膜１８の厚みのばらつきの原因となる。また、インクジェットヘッドを交換した場合にも同様の問題が発生する。この問題を解決するためには、レジスト材料のロット変更毎、またはインクジェットヘッドの交換毎に、インクジェットヘッドの吐出量が一定となるように補正すればよい。
【００５９】
図２は、本実施形態に係るインクジェット吐出量の補正方法を示すフローチャートである。ここでは、膜厚測定用の膜を実際に生成し、この生成した膜の厚さを測定し、測定した厚さに応じて吐出量の補正を行う。
【００６０】
まず、膜厚測定用打滴配置パターンを設定する（ステップＳ１）。
【００６１】
図３（ａ）は、膜厚測定用基板（基板）１００と、走査手段（不図示）により移動しながら機能性インクをインク滴として吐出して、基板１００の表側面に機能性インク滴を離散的に配置するインクジェットヘッド３００を示す模式図である。
【００６２】
基板１００は、所定の透過性を有する薄板状の基材であり、例えば石英が用いられる。基板１００の表側面には、後述するモールドの領域に対応させて、４つの領域１０２、１０４、１０６、及び１０８が設定される。
【００６３】
インクジェットヘッド３００は、走査手段（不図示）により基板１００の表側面の上方をＸ／Ｙ方向に走査可能に構成されている。インクジェットヘッド３００の下面には、機能性インクを吐出する１２８個のノズルが一方向に（一列に）配列されている。なお、ノズルの数や配置は特に限定されるものではなく、さらに多数のノズルを有していてもよいし、これらが千鳥配置やマトリクス配置されていてもよい。
【００６４】
各領域１０２〜１０８は、インクジェットヘッド３００の全てのノズルを包含する幅（Ｙ方向の長さ）を有している。即ち、インクジェットヘッド３００がＸ方向に走査されながらインクを吐出したとき、全てのノズルから吐出されたインクが１つの領域内に配置されるように吐出することが可能である。
【００６５】
図３（ｂ）は、インクジェットヘッド３００のノズルｎｍ、ｎｍ＋１、ｎｍ＋２と、これらのノズルから吐出されて基板１００に配置されたインク滴ｄｍ、ｄｍ＋１、ｄｍ＋２を示す模式図である。
【００６６】
図３（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド３００の各ノズルは、ノズルピッチ（ノズル間隔）Ｐｎで配置されている。また、インクジェットヘッド３００は、ノズルの配列方向がＹ方向から角度θだけ傾くように配置されている。
【００６７】
また図３（ｂ）において、インク滴ｄｍはノズルｎｍから打滴されたインク滴、インク滴ｄｍ＋１はノズルｎｍ＋１から打滴されたインク滴、インク滴ｄｍ＋２はノズルｎｍ＋２から打滴されたインク滴を示している。ノズルピッチＰｎとインク滴のＹ方向の打滴ピッチ（打滴間隔）Ｐｄｙは、Ｐｄｙ＝Ｐｎ×ｃｏｓθの関係を有している。ここではθ≠０であるから、Ｐｎ＞Ｐｄｙである。このように、ノズルピッチよりも打滴ピッチを小さくすることで、打滴する領域を狭くすることができる。したがって、後述する膜厚測定の範囲を狭くすることができる。
【００６８】
また、インク滴のＸ方向及びＹ方向の打滴ピッチは、各インク滴の直径Ｗｄよりも大きい。即ち、Ｘ方向の打滴ピッチをＰｄxとすると、Ｐｄx＞Ｗｄ、Ｐｄｙ＞Ｗｄの関係を有している。このように離散的に打滴することで、着弾干渉を防止することができる。
【００６９】
以上のように、インク滴の配置パターンが設定される。ここでは、設定された配置パターンの単位面積当たりのインク滴数（打滴密度）をＤとする。
【００７０】
次に、膜厚測定用のモールドを設定する（ステップＳ２）。本実施形態では、図４に示す膜厚測定用モールド（モールド）２００を使用する。モールド２００は、基板１００と略同じ大きさの面を有する薄板状の基材である。
【００７１】
図４（ａ）は、モールド２００のコンタクト面を示す図であり、図４（ｂ）は、モールド２００のＹ方向の断面を示す図であり、図４（ｃ）は、モールド２００のＸ方向の断面を示す図である。モールド２００は、コンタクト面に溝２１０が形成されており、溝２１０に囲まれた領域２０２、２０４、２０６、及び２０８が形成されている。
【００７２】
前述の基板１００の領域１０２、１０４、１０６、及び１０８は、モールド２００の領域２０２、２０４、２０６、及び２０８に対応するように設定される。即ち、基板１００の表側面にモールド２００のコンタクト面を対向させたときに、基板１００の領域１０２、１０４、１０６、１０８とモールド２００の領域２０２、２０４、２０６、２０８とが、それぞれ重なるように設定される。
【００７３】
続いて、領域毎に吐出量を異ならせるように、インクジェット吐出条件を設定する（ステップＳ３）。インクジェットヘッドの各ノズルは、駆動電圧を変更可能に構成されている。ここでは、図５に示すように、駆動電圧Ｖ１の吐出波形４０２、駆動電圧Ｖ２の吐出波形４０４、駆動電圧Ｖ３の吐出波形４０６、駆動電圧Ｖ４の矩形波である吐出波形４０８、のいずれかの吐出波形をノズル毎に選択可能に構成されている。
【００７４】
例えば、図６（ａ）に示すように、１吐出周期の波形を、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、４０８を各波形要素とする１つの連続した波形とし、イネーブル信号を用いていずれか１つの吐出波形要素を選択することで、１つの吐出波形を出力するように構成すればよい。図６（ｂ）は、イネーブル信号の一例を示している。また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示すイネーブル信号により出力された吐出波形を示しており、駆動電圧Ｖ２の吐出波形４０４が出力されている。
【００７５】
このように構成することで、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、４０８のいずれか１つの吐出波形をノズル毎に選択して出力することができる。
【００７６】
また、吐出波形の基となるデジタル波形データを設定し、設定したデータに基づく波形をノズル毎に出力するように構成してもよい。
【００７７】
図７は、この場合に適用される吐出波形出力部４１０を示すブロック図である。吐出波形出力部４１０は、デジタル波形生成部４１２、Ｄ／Ａコンバータ４１４、アンプ４１６を備えている。
【００７８】
まず、所望のデジタル波形データをデジタル波形生成部４１２に設定する。デジタル波形生成部４１２は、機能性インクの吐出タイミングにおいて、設定されたデジタル波形を出力する。この出力されたデジタル波形は、Ｄ／Ａコンバータ４１４によりアナログ波形に変換され、アンプ４１６で電流増幅された後にノズル（ここではピエゾ素子４１８）に供給される。
【００７９】
このように構成することで、波形の種類が多い場合であっても、容易に対応することが可能である。
【００８０】
ここでは、インクジェットヘッド３００の各ノズルの吐出波形を、領域１０２に打滴するときには吐出波形４０２、領域１０４に打滴するときには吐出波形４０４、領域１０６に打滴するときには吐出波形４０６、領域１０８に打滴するときには吐出波形４０８を設定する。即ち、領域１０２に対しては駆動電圧Ｖ１、領域１０４に対しては駆動電圧Ｖ２、領域１０６に対しては駆動電圧Ｖ３、領域１０８に対しては駆動電圧Ｖ４で打滴する。
【００８１】
次に、実際に使用するロットの機能性インクを用いて、ノズルからインク滴を吐出させ、吐出された液滴の速度（吐出速度）を計測する（ステップＳ４）。このとき、各ノズルについて、吐出波形４０２、４０４、４０６、及び４０８における吐出速度をそれぞれ計測する。吐出速度の計測は、例えば吐出波形に同期させて吐出から所定時間経過後にストロボを発光させ、吐出した液滴の飛翔位置を観察することで行う。なお、吐出速度の計測方法はこれに限定されず、所定の間隔で配置されたレーザ光をそれぞれ横切るタイミングから測定する等、その他の公知の方法を用いてもよい。
【００８２】
次に、図３に示した基板１００を所定の位置にセットし（ステップＳ５）、インクジェットヘッド３００から基板１００の表面側の各領域１０２〜１０８に対し、機能性インクを打滴する（ステップＳ６：配置工程）。
【００８３】
インクジェットヘッド３００は、まずＸ方向に走査されながら、基板１００の領域１０２に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０２によりインク滴を打滴する。このとき、インクジェットヘッド３００の全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０２内に配置されるように、インクジェットヘッド３００が走査される。
【００８４】
領域１０２にインク滴を打滴後、インクジェットヘッド３００は、全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０４内に配置できる位置までＹ方向に走査される。その後再びＸ方向に走査されながら、領域１０４に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０４によりインク滴を打滴する。
【００８５】
領域１０４にインク滴を打滴後、インクジェットヘッド３００は、さらに全てのノズルから吐出したインク滴が領域１０６内に配置できる位置までＹ方向に走査される。その後Ｘ方向に走査されながら、領域１０６に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０６によりインク滴を打滴する。
【００８６】
領域１０６にインク滴を打滴後、同様に領域１０８に対して、ステップＳ１において決定した配置パターンとなるように、吐出波形４０８によりインク滴を打滴する。
【００８７】
全ての領域にインク滴の打滴が終了したら、図４に示したモールド２００の溝２１０が形成された面（コンタクト面）を基板１００の表側面に配置された機能性インク滴に所定の押圧力によって接触させる（ステップＳ７：接触工程）。
【００８８】
図８（ａ）は、基板１００、モールド２００、及び基板１００上に配置されたインク滴３１０の断面図である。同図に示すように、インク滴３１０は、溝２１０に対応する位置を避けて配置される。
【００８９】
図８（ｂ）は、基板１００上のインク滴３１０にモールド２００を接触させた状態の断面図である。同図に示すように、適切な圧力でモールド２００を基板１００上のインク滴３１０にコンタクト（インプリント）すると、モールド２００と基板１００との間に充填されたインク滴３１０（機能性膜３１２）により、液架橋が形成される。
【００９０】
モールド２００に形成された溝２１０により、濡れ広がったインク滴３１０（機能性膜３１２）がピニングされ、溝２１０によって区切られた他領域のインク滴３１０（機能性膜３１２）とは混ざり合うことがない。
【００９１】
このように、溝２１０は、それぞれの領域に配置されたインク滴３１０（機能性膜３１２）同士が混ざらなくすることを目的として形成されている。なお、溝２１０を形成するのではなく、インク滴３１０（機能性膜３１２）同士が混ざらない程度の領域間の間隔を広くしてもよいし、親撥パターンにより領域を形成してもよい。これらの方法によっても、同様の効果を得ることができる。
【００９２】
次に、基板１００の裏側面から紫外線を照射して、機能性膜３１２を硬化させる（ステップＳ８：硬化工程）。機能性膜３１２の硬化後、硬化した機能性膜３１２からモールド２００を剥離させる（ステップＳ９：離型工程）。
【００９３】
図８（ｃ）は、モールド２００を離型した機能性膜３１２及び基板１００を示した断面図である。このように、各領域に打滴されたインク滴３１０から、所定の厚みを持った機能性膜３１２が形成される。
【００９４】
続いて、４つの領域１０２、１０４、１０６、１０８にそれぞれ形成された機能性膜３１２の厚さ（膜厚）を測定する（ステップＳ１０：計測工程）。膜厚測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により行う。ＡＦＭを用いることで、原子レベルで膜を観察することができ、高精度な計測が可能となる。また、エリプソメータを用いてもよい。エリプソメータによれば、比較的簡易かつ精密に膜厚を測定することができる。
【００９５】
なお、膜厚測定は、領域毎に複数の位置において測定を行い、各測定値を平均化した値をその領域の膜厚とする。
【００９６】
次に、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成する（ステップＳ１１）。
【００９７】
図９は、ステップＳ１１において作成されたテーブル５００の一例を示す図である。テーブル５００の第１象限は、吐出波形の駆動電圧と液滴の吐出速度との関係を示している。
【００９８】
ステップＳ４における計測結果から、各ノズルについて、４つの吐出波形４０２、４０４、４０６、及び４０８の駆動電圧と、各吐出波形における吐出速度をプロットすることができる。図９では、ノズルｎｍ、ノズルｎｍ＋１、及びノズルｎｍ＋２について、プロットした例を示している。
【００９９】
なお、測定点以外のデータについては、測定点のデータから補間または外挿することでテーブルを作成する。
【０１００】
また、テーブル５００第３象限は、吐出滴量と生成された機能性膜の膜厚との関係を示している。
【０１０１】
前述のように、基板１００の領域１０２に対しては駆動電圧Ｖ１、領域１０４に対しては駆動電圧Ｖ２、領域１０６に対しては駆動電圧Ｖ３、領域１０８に対しては駆動電圧Ｖ４で打滴した。また、ステップＳ１０において、各領域１０２、１０４、１０６、及び１０８の機能性膜の膜厚が測定されている。したがって、吐出波形の駆動電圧と膜厚との関係が求められる。
【０１０２】
また、各領域１０２、１０４、１０６、１０８の面積とそれぞれの領域における機能性膜の膜厚、及びステップＳ１において設定した打滴密度Ｄから、各領域における吐出滴量を算出することができる。したがって、吐出波形の駆動電圧と吐出滴量との関係が求められる。
【０１０３】
この２つの関係から、膜厚と吐出滴量の関係をプロットすることができる。なお、打滴密度と膜厚は比例関係にあるため、打滴密度に応じた関係をプロットすることができる。図９の例では、打滴密度Ｄの他、打滴密度がＤの２倍の場合の直線と、打滴密度がＤの半分の場合の関係をプロットしている。
【０１０４】
また、テーブル５００の第２象限は、吐出滴量と吐出速度の関係を示している。
【０１０５】
第１象限にプロットされた吐出波形の駆動電圧と吐出速度の関係と、前述の吐出波形の駆動電圧と吐出滴量の関係とから、吐出滴量と吐出速度の関係をプロットすることができる。
【０１０６】
このように、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブル５００が作成される。
【０１０７】
次に、このテーブル５００を用いて、吐出波形の駆動電圧を算出する（ステップＳ１２）。ここでは、実際のナノプリントで必要な膜厚をｌ０、打滴密度をＤとする。
【０１０８】
テーブル５００の第３象限から、必要な膜厚がｌ０であって、打滴密度がＤのときの吐出滴量はｑ０であることが求められる。さらに、テーブル５００の第２象限から、吐出滴量がｑ０のときの吐出速度はｖ０であることが求められる。
【０１０９】
そして、テーブル５００の第１象限から、吐出速度をｖ０とするときの各ノズルの駆動電圧が求められる。図９の例では、ノズルｎｍ、ｎｍ＋１、ｎｍ＋２の駆動電圧はそれぞれ、ＶＡ、ＶＢ、Ｖｃである。
【０１１０】
最後に、各ノズルの駆動電圧を、ステップＳ１２において算出された駆動電圧に設定する（ステップＳ１３：補正工程）。膜厚測定用の吐出波形の駆動電圧は、図５に示すようにＶ１〜Ｖ４の４種類であるが、実際のナノインプリント時の吐出波形の駆動電圧は、任意の値に設定可能となっている。
【０１１１】
なお、ノズルの駆動電圧を補正するのではなく、打滴密度を補正する態様も可能である。
【０１１２】
このように設定された駆動電圧の吐出波形で各ノズルを駆動し、図１に示したナノインプリントを行うことで、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１１３】
ステップＳ１において基板１００に設定された膜厚測定用打滴配置パターンは、インクジェットヘッド３００の全てのノズルから吐出されたインク滴が１つの領域に含まれるように配置されている。したがって、ノズル間のばらつきを含めた平均の膜厚を測定することができる。
【０１１４】
図９に示したテーブル５００は、レジスト材料の生産ロットが変わるときに新たに作成する。また、インクジェットヘッドを交換した場合も同様に、新たに作成する。これにより、レジスト材料のロットやインクジェットヘッドにかかわらず、基板間の膜厚を一定にすることができる。
【０１１５】
〔第２の実施形態〕
第１の実施形態では、１つの領域に対して全てのノズルから打滴したが、本実施形態では、ノズル毎に異なる領域に打滴する。
【０１１６】
図１０は、本実施形態に係る膜厚測定用基板（基板）１２０と、走査手段（不図示）により移動しながら機能性インクを吐出して、基板１２０に機能性インク滴を配置するインクジェットヘッド３２０を示す模式図である。
【０１１７】
基板１２０の表側面には、後述するモールドの領域に対応させて、３２個の領域１２２−１、１２２−２、１２２−３、１２２−４、１２４−１、…、１３６−３、１３６−４が設定される。
【０１１８】
インクジェットヘッド３２０は、走査手段（不図示）により基板１２０の表側面の上方をＸ／Ｙ方向に走査可能に構成されている。インクジェットヘッド３２０の下面には、機能性インクを吐出するｎ１〜ｎ８の８個のノズルが一方向に配列されている。
【０１１９】
インクジェットヘッド３２０がＸ方向に走査されると、ノズルｎ１は領域１２２−１、１２２−２、１２２−３、及び１２２−４にインクを打滴する。同様に、ノズルｎ２は領域１２４−１〜１２４−４に、ノズルｎ３は領域１２６−１〜１２６−４に、ノズルｎ８は領域１３６−１〜１３６−４にインクを打滴する。
【０１２０】
また、各ノズルｎ１〜ｎ８は、領域１２２−１、１２４−１、１２６−１、…、１３６−１において、図５に示す吐出波形４０２を用いてインクを打滴するように吐出条件が設定される。同様に、領域１２２−２、１２４−２、１２６−２、…、１３６−２においては吐出波形４０４、領域１２２−３、１２４−３、１２６−３、…、１３６−３においては吐出波形４０６、領域１２２−４、１２４−４、１２６−４、…、１３６−４においては吐出波形４０８を用いてインクを打滴するように吐出条件が設定される。
【０１２１】
したがって、例えばノズルｎ１は、領域１２２−１において吐出波形４０２、領域１２２−２において吐出波形４０４、領域１２２−３において吐出波形４０６、領域１２２−４において吐出波形４０８によってインクを吐出する。また、ノズルｎ２は、領域１２４−１において吐出波形４０２、領域１２４−２において吐出波形４０４、領域１２４−３において吐出波形４０６、領域１２４−４において吐出波形４０８によってインクを吐出する。
【０１２２】
このように、各領域に対してマトリクス状にノズルと吐出波形の駆動電圧を変化させてインクを吐出する。なお、第１の実施形態と同様に、ノズル毎の吐出波形の駆動電圧と吐出速度の関係は、予め計測しておく。
【０１２３】
図１１（ａ）は、本実施形態に係るモールド２２０のコンタクト面を示す図であり、図１１（ｂ）は、モールド２２０のＹ方向の断面を示す図であり、図１１（ｃ）は、モールド２２０のＸ方向の断面を示す図である。モールド２２０は、コンタクト面に溝２３０が形成されており、溝２３０により囲まれた３２個の領域２２２−１、２２２−２、２２２−３、２２２−４、２２４−１、２２４−２、…、２３６−３、２３６−４が形成されている。
【０１２４】
前述の基板１２０の領域１２２−１〜１３６−４は、モールド２２０の領域２２２−１〜２３６−４に対応するように設定される。即ち、基板１２０の表面側にモールド２２０のコンタクト面を対向させたときに、基板１２０の領域１２２−１〜１３６−４とモールド２００の領域２２２−１〜２３６−４とが、それぞれ重なるように設定される。
【０１２５】
このモールド２２０のコンタクト面を、基板１２０の表面側に配置された機能性インク滴に所定の押圧力によって接触させる。さらに、基板１２０の裏側面から紫外線を照射して機能性インク（機能性膜）を硬化させ、硬化した機能性膜からモールド２２０を剥離させる。
【０１２６】
図１２は、このように基板１２０の表面側に形成された機能性膜３１２の一部を示す図である。同図に示すように、機能性膜３１２は、モールド２２０に形成された溝２３０により、それぞれ基板１２０上に設定された領域毎に分割されて生成される。
【０１２７】
この各領域の機能性膜３１２の膜厚を測定することで、吐出波形の駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すノズル毎のテーブルが作成される。即ち、図９に示すテーブル５００において、第３象限の吐出滴量と機能性膜の膜厚の関係、及び第２象限の吐出滴量と吐出速度の関係を、ノズル毎に求めることができる。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、ノズル毎のテーブルを作成することができるので、ノズル毎のインク吐出量の補正が可能となり、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１２９】
〔第３の実施形態〕
本実施形態では、実際にナノインプリントを行う際に、吐出速度を測定して吐出量の補正を行う。ここでは、第１の実施形態におけるテーブル５００が事前に作成されており、メモリなどの記憶手段に記憶されているものとする。
【０１３０】
図１３は、本実施形態に係るインクジェット吐出量補正方法を示すフローチャートである。
【０１３１】
まず、使用するモールドのパターン情報から、打滴配置パターンを設定する（ステップＳ２１）。ここで使用するモールドは、膜厚測定用モールドではなく、実際にナノインプリントを行うためのモールドである。
【０１３２】
次に、インクジェット吐出条件を設定する（ステップＳ２２）。ここでは、仮に吐出条件を設定すればよい。
【０１３３】
続いて、ノズル毎に各吐出波形（駆動電圧）によってインク滴を吐出させ、吐出速度を計測する（ステップＳ２３）。
【０１３４】
次に、メモリに記憶されているテーブル５００から、所望の膜厚（例えばｌ０）に対応する吐出滴量を求め（ｑ０）、この吐出滴量に対応する吐出速度（ｖ０）を求める。そして、ステップＳ２３において計測した駆動電圧と吐出速度の関係から、この吐出速度（ｖ０）に対応する駆動電圧を算出する（ステップＳ２４）。
【０１３５】
このように決定した駆動電圧の吐出波形を用いて、基板にインクを吐出する（ステップＳ２５）。その後、インクが配置された基板にモールドをインプリントし（ステップＳ２６）、露光硬化し（ステップＳ２７）、剥離する（ステップＳ２８）。
【０１３６】
このように、予めテーブルを記憶しておくことで、事前に吐出速度を計測するだけで、適切な膜厚が形成できるように各ノズルの吐出量を補正することができ、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１３７】
同一ノズルであっても、ピエゾ素子の劣化など、経時変化によって駆動電圧と吐出速度の対応関係が変化することがある。しかしながら、第１、第２の実施形態のテーブル５００を毎回作成するのは煩雑である。したがって、本実施形態の吐出量補正処理を、始業時や装置の電源投入時などに行えばよい。本実施形態によれば、テーブル作成後に駆動電圧と吐出速度の対応関係が変化した場合であっても、吐出速度を計測するだけで適切に吐出量を補正することができる。
【０１３８】
〔ナノインプリントシステムの概要〕
図１４は、第１〜第３の実施形態に適用されるナノインプリントシステム６００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ナノインプリントシステム６００は、インクジェットヘッド３００、制御部６１０、速度計測部６２０、走査部６３０、接触部６４０、紫外線照射部６５０、離型部６６０、厚み計測部６７０、演算部６８０、メモリ６９０、制御バス７００から構成される。
【０１３９】
ナノインプリントシステム６００は、制御部６１０により統括制御される。制御部６１０から各部への制御信号は、制御バス７００により伝達される。
【０１４０】
インクジェットヘッド３００は、その下面に機能性インクを吐出する複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されている。
【０１４１】
速度計測部６２０は、例えばストロボ観察により、インクジェットヘッド３００の各ノズルから吐出されたインク滴の吐出速度を計測する。
【０１４２】
走査部６３０は、インクジェットヘッド３００を水平方向に移動させることで、インクジェットヘッド３００と基板（図１４では不図示）とを相対的に移動させる。
【０１４３】
制御部６１０は、走査部６３０によりインクジェットヘッド３００を基板の上方に移動させるとともに、インクジェットヘッド３００の各ノズルから機能性インクのインク滴を吐出させることで、基板上にインク滴を離散的に配置する。このとき、基板上に設定された領域毎に吐出量が異なるように、ノズルの駆動電圧を制御する。
【０１４４】
接触部６４０は、基板表面に配置されたインク滴にモールド（図１４では不図示）を所定の押圧力によって接触させる。
【０１４５】
紫外線照射部６５０は、基板の裏側面から紫外線を照射し、基板表面に配置されたインク滴を硬化させ、機能性膜を生成する。なお、モールドが透過性を有する場合には、基板の表側面から紫外線を照射してもよい。
【０１４６】
離型部６６０は、硬化した機能性膜からモールドを剥離する。剥離する方法は特に限定されず、加圧剥離法などの公知の方法を用いることができる。
【０１４７】
厚み計測部６７０は例えばエリプソメータであり、機能性膜の厚み（膜厚）を計測する。
【０１４８】
演算部６８０は、領域毎のノズルの駆動電圧、速度計測部６２０において計測した吐出速度、及び厚み計測部６７０において計測した機能性膜の厚みに基づいて、駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成する。
【０１４９】
メモリ６９０は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。制御部６１０は、演算部６８０で作成したテーブルをメモリ６９０に記憶させる。
【０１５０】
このように構成されたナノインプリントシステム６００によれば、駆動電圧と、吐出速度と、膜厚との対応関係を示すテーブルを作成し、記憶させることができる。ここで、メモリ６９０をインクジェットヘッド３００に内蔵することにより、インクジェットヘッド３００を異なる機能性インク配置装置（不図示）に設置した場合であっても、機能性インク配置装置においてメモリ６９０に記憶されたテーブルを用いて吐出量の補正処理を行うことができる。その結果、機能性インク配置装置においても、基板間における残渣膜厚を均一にすることができる。
【０１５１】
本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１０…石英基板、１２，３００…インクジェットヘッド、１４…液滴、１６…モールド、１８…光硬化性樹脂膜、１００，１２０…膜厚測定用基板（基板）、１０２，１０４，１０６，１０８…領域、２００，２２０…膜厚測定用モールド、２１０，２３０…溝、３１０…機能性インク滴、３１２…機能性膜、４０２，４０４，４０６，４０８…吐出波形、４１０…吐出波形出力部、５００…テーブル、６００…ナノインプリントシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、
前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、
前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化工程と、
前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型工程と、
前記機能性膜の厚みを計測する計測工程と、
前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項２】
前記配置工程は、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置し、
前記計測工程は、前記領域毎に前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項３】
前記モールドのインク滴接触面はパターンにより形成された複数の領域を有し、
前記配置工程は、前記パターンにより形成された複数の領域に対応する領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項４】
前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された溝に囲まれた領域であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項５】
前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された親撥パターンにより形成された領域であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項６】
前記配置工程は、前記ノズルの駆動電圧を変更することで前記ノズルからの吐出量を異ならせ、
前記補正工程は、前記ノズルの駆動電圧を補正することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項７】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に全てのノズルから吐出されたインク滴を配置することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項８】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に異なるノズルから吐出されたノズル滴を配置し、
前記補正工程は、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズル毎に吐出量を補正することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドには、複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されており、
前記配置工程は、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記インク滴を配置することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１０】
前記配置工程は、前記インク滴の径よりも前記インク滴の間隔が大きくなるように該インク滴を配置することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１１】
前記ノズルから吐出されたノズル滴の吐出速度を計測する速度計測工程と、
前記計測した吐出速度と前記計測した厚みとの関係をメモリに記憶する記憶工程と、
を備え、
前記補正工程は、前記計測した吐出速度に基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１２】
前記計測工程は、原子間力顕微鏡によって前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１３】
前記計測工程は、エリプソメータによって前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１４】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、
前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、
前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段と、
前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、
前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、
前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、
前記機能性膜の厚みを計測する計測手段と、
前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするナノインプリントシステム。
【請求項１５】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、
前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、
前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、
記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、前記所定の条件を補正して前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする機能性インク配置装置。
【請求項１６】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、を備えたナノインプリントシステムにおいて生成された前記機能性膜の厚みを取得する取得手段と、
前記取得した厚みと前記所定の条件との関係テーブルを算出する算出手段と、
前記算出した関係テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出量補正装置。
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズルから機能性インクをインク滴として吐出させ、前記インク滴を基板表面に離散的に配置する配置工程と、
前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触工程と、
前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化工程と、
前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型工程と、
前記機能性膜の厚みを計測する計測工程と、
前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項２】
前記配置工程は、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置し、
前記計測工程は、前記領域毎に前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項３】
前記モールドのインク滴接触面はパターンにより形成された複数の領域を有し、
前記配置工程は、前記パターンにより形成された複数の領域に対応する領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項４】
前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された溝に囲まれた領域であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項５】
前記パターンにより形成された複数の領域は、前記モールドのインク滴接触面に形成された親撥パターンにより形成された領域であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項６】
前記配置工程は、前記ノズルの駆動電圧を変更することで前記ノズルからの吐出量を異ならせ、
前記補正工程は、前記ノズルの駆動電圧を補正することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項７】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に全てのノズルから吐出されたインク滴を配置することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項８】
前記配置工程は、前記複数の領域に対応する前記基板表面の領域毎に異なるノズルから吐出されたノズル滴を配置し、
前記補正工程は、前記計測した厚みに基づいて、前記ノズル毎に吐出量を補正することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドには、複数のノズルが所定の方向に所定の間隔で配置されており、
前記配置工程は、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記インク滴を配置することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１０】
前記配置工程は、前記インク滴の径よりも前記インク滴の間隔が大きくなるように該インク滴を配置することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１１】
前記ノズルから吐出されたノズル滴の吐出速度を計測する速度計測工程と、
前記計測した吐出速度と前記計測した厚みとの関係をメモリに記憶する記憶工程と、
を備え、
前記補正工程は、前記計測した吐出速度に基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１２】
前記計測工程は、原子間力顕微鏡によって前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１３】
前記計測工程は、エリプソメータによって前記機能性膜の厚みを計測することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの吐出量補正方法。
【請求項１４】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、
前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、
前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段と、
前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、
前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、
前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、
前記機能性膜の厚みを計測する計測手段と、
前記計測した厚みに基づいて、前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするナノインプリントシステム。
【請求項１５】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、
前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、
前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、
記憶手段に記憶された関係テーブルに基づいて、前記所定の条件を補正して前記ノズルからの吐出量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする機能性インク配置装置。
【請求項１６】
基板に向けてノズルから機能性インクをインク滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査手段と、前記走査手段により前記基板と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるとともに、該インクジェットヘッドのノズルから所定の条件でインク滴を吐出させることで、前記基板上に前記インク滴を離散的に配置する配置手段であって、前記基板表面の所定の領域毎に前記ノズルからの吐出量を異ならせて前記インク滴を配置する配置手段と、前記基板表面に配置されたインク滴にモールドを接触させることで、前記モールドと前記基板との間に前記機能性インクを充填させる接触手段と、前記充填された機能性インクを硬化させ、機能性膜を生成する硬化手段と、前記機能性膜から前記モールドを剥離する離型手段と、を備えたナノインプリントシステムにおいて生成された前記機能性膜の厚みを取得する取得手段と、
前記取得した厚みと前記所定の条件との関係テーブルを算出する算出手段と、
前記算出した関係テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出量補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６５６２４（Ｐ２０１３−６５６２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２２０７（Ｐ２０１１−２０２２０７）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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