JP2005122047A - Pattern forming method and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターン形成方法およびそれを用いて形成される光学素子に関し、特に、光硬化性樹脂を用いたパターン形成方法および光学素子に関する。 The present invention relates to a pattern forming method and an optical element formed using the same, and more particularly to a pattern forming method and an optical element using a photocurable resin.
従来から、例えば電子装置の製造工程において、配線などの微細なパターンを形成する技術として、フォトリソグラフィ技術が広く用いられている。しかしながら、露光装置などが高価であるなどの理由から、フォトリソグラフィ技術に代わる他のパターン形成方法の研究・開発が進んでいる。 Conventionally, for example, in a manufacturing process of an electronic device, a photolithography technique has been widely used as a technique for forming a fine pattern such as a wiring. However, research and development of other pattern forming methods to replace the photolithography technology are progressing because the exposure apparatus and the like are expensive.
近年、たとえば非特許文献１に開示されているように、インプリント法と呼ばれる微細パターンの転写技術が提案されている。以下、インプリント法によるパターンの形成方法を説明する。図１（ａ）に示すように、まず、シリコン基板を電子ビームリソグラフィ法などでエッチングすることにより表面に凹凸の形状を有するモールド１１を作製する。次に、図１（ｂ）に示すように、基板１２上にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの樹脂膜１３を塗布する。図１（ｃ）に示すように、基板１２を樹脂膜１３の軟化点温度以上に加熱してから、モールド１１を樹脂膜１３に圧着させ、モールド１１のパターンを樹脂膜１３に転写した後、基板温度を軟化点以下に下げ樹脂を固化させる。図１（ｄ）に示すように、モールド１１を樹脂膜１３から剥離し、転写パターンを有する樹脂膜１３’のうち、残膜１４をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）などの異方性プラズマエッチング法により除去する。これにより、図１（ｅ）に示すように、樹脂パターン１５が得られる。 In recent years, as disclosed in Non-Patent Document 1, for example, a fine pattern transfer technique called an imprint method has been proposed. Hereinafter, a pattern forming method by the imprint method will be described. As shown in FIG. 1A, first, a mold 11 having a concavo-convex shape on its surface is manufactured by etching a silicon substrate by an electron beam lithography method or the like. Next, as shown in FIG. 1B, a resin film 13 such as PMMA (polymethyl methacrylate) is applied on the substrate 12. As shown in FIG. 1C, after heating the substrate 12 to a temperature equal to or higher than the softening point of the resin film 13, the mold 11 is pressure-bonded to the resin film 13, and the pattern of the mold 11 is transferred to the resin film 13. The substrate temperature is lowered below the softening point to solidify the resin. As shown in FIG. 1 (d), the mold 11 is peeled from the resin film 13, and the remaining film 14 of the resin film 13 'having a transfer pattern is subjected to anisotropic plasma etching such as reactive ion etching (RIE). To remove. Thereby, as shown in FIG.1 (e), the resin pattern 15 is obtained.
このインプリント法によれば、簡単に微細なパターンを有する樹脂膜１３を形成することができるとされている。しかし、転写の前後において基板１２を加熱および冷却する必要があるため、処理時間が長くなるという問題がある。 According to this imprint method, the resin film 13 having a fine pattern can be easily formed. However, since it is necessary to heat and cool the substrate 12 before and after the transfer, there is a problem that the processing time becomes long.
この問題を解決するために、特許文献１は、以下に説明するようなインプリント法によるパターンの形成方法を提案している。具体的には、図２（ａ）に示すように、石英などの透光性を有する材料からなる基板を電子ビームリソグラフィ法などでエッチングすることにより表面に凹凸の形状を有するモールド２１を作製する。次に、図２（ｂ）に示すように、基板２２上に液体状の光硬化性樹脂２３を塗布し、図２（ｃ）に示すように、モールド２１を光硬化性樹脂２３に圧着させる。この状態で、モールド２１の裏面から光を照射し、光硬化性樹脂２３を硬化させる。図２（ｄ）に示すように、モールド２１のパターンが転写され硬化された光硬化性樹脂２３’から残膜２４をＲＩＥ法などにより除去する。これにより、図２（ｅ）に示すように、樹脂パターン２５が得られる。 In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a pattern formation method by an imprint method as described below. Specifically, as shown in FIG. 2A, a mold 21 having an uneven shape on the surface is manufactured by etching a substrate made of a light-transmitting material such as quartz by an electron beam lithography method or the like. . Next, as shown in FIG. 2B, a liquid photocurable resin 23 is applied on the substrate 22, and the mold 21 is pressure-bonded to the photocurable resin 23 as shown in FIG. . In this state, light is irradiated from the back surface of the mold 21 to cure the photocurable resin 23. As shown in FIG. 2D, the remaining film 24 is removed from the photocurable resin 23 ', to which the pattern of the mold 21 has been transferred and cured, by the RIE method or the like. Thereby, as shown in FIG.2 (e), the resin pattern 25 is obtained.
この方法によれば、光硬化反応を利用してパターンを固定するので、処理時間を大幅に短縮することができる。
しかしながら、上記特許文献１に記載されている方法では、形成されるパターンの寸法が光硬化性樹脂の硬化収縮の影響を受けるので、所望の寸法精度が得られないという問題がある。 However, the method described in Patent Document 1 has a problem in that a desired dimension accuracy cannot be obtained because the dimension of the pattern to be formed is affected by the curing shrinkage of the photocurable resin.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、光硬化性樹脂を用いて従来よりも寸法精度の高いパターンを形成する方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its main object is to provide a method of forming a pattern with higher dimensional accuracy than the prior art using a photocurable resin.
本発明のパターン形成方法は、（ａ）所定のパターンで配置された凹部が形成された第１主面を有するモールドを用意する工程と、（ｂ）透光性を有する基板を用意する工程と、（ｃ）前記基板の第１表面と前記モールドの前記第１主面の少なくとも一方に光硬化性樹脂の薄膜を形成する工程と、（ｄ）前記薄膜を介して前記モールドの前記第１主面と前記基板の前記第１表面とを押し当てる工程と、（ｅ）前記基板側から前記薄膜に光を照射し、前記光硬化性樹脂を硬化する工程と、（ｆ）前記モールドと前記基板とを分離する工程とを包含し、前記モールドの前記凹部は、前記光硬化性樹脂に対する濡れ性が高い側面と、前記側面よりも前記光硬化性樹脂に対する濡れ性が低い底面とを有することを特徴とする。 The pattern forming method of the present invention includes (a) a step of preparing a mold having a first main surface in which concave portions arranged in a predetermined pattern are formed, and (b) a step of preparing a substrate having translucency. (C) forming a photocurable resin thin film on at least one of the first surface of the substrate and the first main surface of the mold; and (d) the first main of the mold through the thin film. Pressing the surface and the first surface of the substrate; (e) irradiating the thin film with light from the substrate side to cure the photocurable resin; and (f) the mold and the substrate. And the step of separating the mold has a side surface having high wettability to the photocurable resin and a bottom surface having lower wettability to the photocurable resin than the side surface. Features.
ある実施形態において、前記モールドの前記側面および前記底面は、前記工程（ｅ）において前記光を反射する。 In one embodiment, the side surface and the bottom surface of the mold reflect the light in the step (e).
ある実施形態において、前記凹部の上面は前記凹部の側面よりも前記光硬化性樹脂に対する濡れ性が低い。 In one embodiment, the upper surface of the recess has lower wettability to the photocurable resin than the side surface of the recess.
ある実施形態において、工程（ｅ）は、前記モールドの前記凹部と前記基板の前記第１表面とによって、前記光硬化性樹脂を実質的に密閉した状態で実行される。 In one embodiment, step (e) is performed in a state in which the photocurable resin is substantially sealed by the concave portion of the mold and the first surface of the substrate.
ある実施形態において、前記工程（ｅ）は、前記凹部内の前記光硬化性樹脂を加圧した状態で実行される。 In a certain embodiment, the said process (e) is performed in the state which pressurized the said photocurable resin in the said recessed part.
ある実施形態において、前記モールドは前記光を反射する反射性材料から形成されている。 In one embodiment, the mold is made of a reflective material that reflects the light.
ある実施形態において、前記反射性材料はシリコンを含む。 In one embodiment, the reflective material includes silicon.
ある実施形態において、前記凹部の前記底面および／または前記上面はフッ素原子を含む。 In one embodiment, the bottom surface and / or the top surface of the recess includes fluorine atoms.
本発明の光学素子は、上記のいずれかに記載の方法で形成されたパターンを有することを特徴とする。 The optical element of the present invention has a pattern formed by any one of the methods described above.
ある実施形態において、前記透光性基板上に形成された前記パターン上と、前記パターン上に形成された反射層とを有し、グレーティングとして機能する。 In one embodiment, the light emitting device has the pattern formed on the translucent substrate and a reflective layer formed on the pattern, and functions as a grating.
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態のパターン形成方法を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, a pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、本発明による実施形態のパターン形成方法を説明する。 A pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、図３（ａ）に示すように、所定のパターンで配置された凹部３１ｒが形成された第１主面を有するモールド３１を用意する。 First, as shown in FIG. 3A, a mold 31 having a first main surface on which concave portions 31r arranged in a predetermined pattern are formed is prepared.
次に、図３（ｂ）に示すように、透光性を有する基板３２を用意し、基板３２の第１表面に光硬化性樹脂の薄膜３３を形成する。なお、ここでいう光硬化性樹脂は、紫外線などの光照射によって重合または架橋するモノマーやオリゴマーを含む樹脂を広く含み、添加剤や充填材を更に含んでも良い。光硬化性樹脂の薄膜３３の形成方法は、公知の方法を広く利用することができる。特に、スピンコート法やスリットコート法は、例えば約１０μｍ以下の薄膜３３の厚さを精度良く制御できるので好ましい。光硬化性樹脂の薄膜３３の膜厚は、モールド３１の凹部３１ｒの深さと同程度または若干（例えば１０％程度）薄く設定される。これにより残膜の膜厚を低く抑えることができる。 Next, as shown in FIG. 3B, a light-transmitting substrate 32 is prepared, and a thin film 33 of a photocurable resin is formed on the first surface of the substrate 32. In addition, the photocurable resin here includes a wide range of resins including monomers and oligomers that are polymerized or cross-linked by irradiation with light such as ultraviolet rays, and may further include additives and fillers. As a method for forming the thin film 33 of the photocurable resin, known methods can be widely used. In particular, the spin coat method and the slit coat method are preferable because the thickness of the thin film 33 of, for example, about 10 μm or less can be accurately controlled. The film thickness of the photocurable resin thin film 33 is set to be approximately the same as or slightly smaller (for example, approximately 10%) than the depth of the recess 31 r of the mold 31. Thereby, the film thickness of a residual film can be restrained low.
その後、図３（ｃ）に示すように、薄膜３３にモールド３１の第１主面を押し当てる。この工程で、薄膜３３を形成していた光硬化性樹脂がモール３１の凹部３１ｒ内に侵入し、凹部３１ｒ内を充たす。 Thereafter, as shown in FIG. 3C, the first main surface of the mold 31 is pressed against the thin film 33. In this step, the photocurable resin that has formed the thin film 33 enters the recess 31r of the molding 31 and fills the recess 31r.
続いて、図３（ｄ）に示すように、基板３２側から薄膜３３に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化する。 Subsequently, as shown in FIG. 3D, the thin film 33 is irradiated with light from the substrate 32 side to cure the photocurable resin.
次に、図３（ｅ）に示すように、モールド３１と基板３２とを分離する。その結果、硬化された光硬化性樹脂から形成された凸部（パターン）３３’が得られる。ここで、残膜３４が形成される場合、例えばＲＩＥ法などによって残膜３４を除去することによって、樹脂パターン３５が得られる。 Next, as shown in FIG. 3E, the mold 31 and the substrate 32 are separated. As a result, convex portions (patterns) 33 ′ formed from the cured photocurable resin are obtained. Here, when the remaining film 34 is formed, the resin pattern 35 is obtained by removing the remaining film 34 by, for example, the RIE method.
本発明による実施形態のパターン形成方法では、光硬化性樹脂に対する濡れ性が高い側面３１ｓと、側面３１ｓよりも光硬化性樹脂に対する濡れ性が低い底面３１ｂとを有する凹部を備えるモールド３１を用いる。モールド３１の凹部３１ｒの側面３１ｓは光硬化性樹脂に対する濡れ性が高いので、光硬化性樹脂が硬化に伴い収縮する力に反して、光硬化性樹脂を固定するように作用する。その結果、硬化した樹脂で形成されるパターン３５の横方向の寸法精度が高い。 In the pattern forming method according to the embodiment of the present invention, a mold 31 including a recess having a side surface 31s having high wettability with respect to the photocurable resin and a bottom surface 31b having lower wettability with respect to the photocurable resin than the side surface 31s is used. Since the side surface 31s of the concave portion 31r of the mold 31 has high wettability with respect to the photocurable resin, the photocurable resin acts to fix the photocurable resin against the force that the photocurable resin contracts with curing. As a result, the lateral dimensional accuracy of the pattern 35 formed of the cured resin is high.
また、底面３１ｂと光硬化性樹脂との濡れ性は相対的に低いので、離型工程において、樹脂の凸部３３’から容易に剥離し、凸部３３’に割れや欠けが発生することが抑制される。濡れ性は水に対する接触角で評価することができ、濡れ性の違いは、一方の接触角が約８０°以上で他方の接触角が４５°以下であることが好ましい。典型的な光硬化性樹脂は極性を有するので、水に対する接触角が大きい方が濡れ性が高い。なお、凹部３１ｒの内面の表面粗さは、パターン精度の１％以下に制御することが好ましい。表面粗さが１％を超えるとパターン精度が低下するとともに、脱型し難くなり、硬化した樹脂からなるパターンが欠けるなどの不具合を生じることがある。 Further, since the wettability between the bottom surface 31b and the photocurable resin is relatively low, in the mold release process, the resin can be easily peeled from the convex portion 33 ′, and the convex portion 33 ′ may be cracked or chipped. It is suppressed. The wettability can be evaluated by a contact angle with water, and the difference in wettability is preferably such that one contact angle is about 80 ° or more and the other contact angle is 45 ° or less. Since a typical photocurable resin has polarity, the wettability is higher when the contact angle with water is larger. The surface roughness of the inner surface of the recess 31r is preferably controlled to 1% or less of the pattern accuracy. When the surface roughness exceeds 1%, the pattern accuracy is lowered and it is difficult to remove the mold, and a defect such as lack of a pattern made of a cured resin may occur.
モールド３１の側面３１ｓおよび底面３１ｂは、光硬化性樹脂を硬化するために照射する光（例えば紫外線）を反射することが好ましい。凹部の内面（側面３１ｓおよび底面３１ｂ）が光反射性を有すると、凹部３１ｒの内面に接している光硬化性樹脂に照射される光の強度が高くなり、凹部３１ｒの内面に接触している領域の光硬化性樹脂の硬化反応が相対的に速く進行する。従って、光硬化性樹脂で形成されるパターンの外側表面の形状が先に形成され、光硬化性樹脂の収縮が抑制されるので、モールド３１の凹部３１ｒの形状・寸法を忠実に反映したパターンを形成することができる。 It is preferable that the side surface 31s and the bottom surface 31b of the mold 31 reflect light (for example, ultraviolet rays) irradiated for curing the photocurable resin. When the inner surface (side surface 31s and bottom surface 31b) of the recess has light reflectivity, the intensity of light applied to the photocurable resin in contact with the inner surface of the recess 31r is increased, and the inner surface of the recess 31r is in contact. The curing reaction of the photocurable resin in the region proceeds relatively quickly. Therefore, since the shape of the outer surface of the pattern formed of the photocurable resin is formed first, and the shrinkage of the photocurable resin is suppressed, a pattern that faithfully reflects the shape and dimensions of the concave portion 31r of the mold 31 can be obtained. Can be formed.
さらに、凹部３１ｒの上面３１ｔは側面３１ｓよりも光硬化性樹脂に対する濡れ性が低いことが好ましい。光硬化性樹脂の硬化収縮が小さいと、光硬化性樹脂のモールド３１からの離型性が悪く、脱型工程で、光硬化性樹脂のパターンが基板３２から剥離あるいは欠けを生じるなどの不具合が発生しやすい。凹部３１ｒの底面３１ｂとともに上面３１ｔの光硬化性樹脂に対する濡れ性（接着性）を側面３１ｓよりも低くしておくことにより、離型性をさらに改善し、上記不具合の発生を抑制できる。 Furthermore, it is preferable that the upper surface 31t of the recess 31r has lower wettability with respect to the photocurable resin than the side surface 31s. If the curing shrinkage of the photo-curing resin is small, the releasability of the photo-curing resin from the mold 31 is poor, and there is a problem such that the photo-curing resin pattern is peeled off or chipped from the substrate 32 in the demolding process. Likely to happen. By making the wettability (adhesiveness) to the photocurable resin of the upper surface 31t together with the bottom surface 31b of the recess 31r lower than that of the side surface 31s, the releasability can be further improved and the occurrence of the above problems can be suppressed.
光硬化性樹脂に光照射する工程は、モールド３１の凹部３１ｒと基板３２の表面とによって光硬化性樹脂を実質的に密閉した状態で実行されることが好ましい。このように光硬化性樹脂を実質的に密閉することによって、雰囲気ガスが酸素を含む環境でも、光硬化反応（ラジカル重合反応）を十分に進行させることができる。したがって、処理時間を短くできる効果が得られる。なお、光硬化性樹脂の硬化は、この光照射工程で完了する必要は必ずしも無く、別途必要に応じて、熱硬化を行っても良いし、更に、光照射を行ってもよい。モールド３１の凹部３１ｒに光硬化性樹脂を充填した状態における光照射は、パターンの外形（特に、凹部３１ｒの側面３１ｓによって規定される横方向における寸法）を固定できればよく、その後に行う熱硬化または更なる光硬化は、脱型工程の後に行っても良い。このようにすると、光照射工程での光照射時間を短くでき、別工程で行う熱硬化または光硬化も短時間で行うことができるので各工程時間を短縮できる。このため、より生産性を向上させることができる。 The step of irradiating the photocurable resin with light is preferably performed in a state where the photocurable resin is substantially sealed by the recess 31r of the mold 31 and the surface of the substrate 32. By substantially sealing the photocurable resin in this manner, the photocuring reaction (radical polymerization reaction) can sufficiently proceed even in an environment where the atmospheric gas contains oxygen. Therefore, an effect of shortening the processing time can be obtained. The curing of the photocurable resin does not necessarily have to be completed in this light irradiation step, and may be thermally cured as necessary, or may be further irradiated with light. The light irradiation in the state where the concave portion 31r of the mold 31 is filled with the photocurable resin is sufficient as long as the outer shape of the pattern (in particular, the dimension in the lateral direction defined by the side surface 31s of the concave portion 31r) can be fixed. Further photocuring may be performed after the demolding step. If it does in this way, since the light irradiation time in a light irradiation process can be shortened and the thermosetting or photocuring performed in another process can also be performed in a short time, each process time can be shortened. For this reason, productivity can be improved more.
モールド３１を基板３２に対して押し当てた状態での光硬化工程は、モールド３１の凹部３１ｒ内の光硬化性樹脂を加圧した状態で実行されることが好ましい。光硬化性樹脂を加圧した状態で硬化反応を進行させることによって、硬化収縮をさらに抑制することができる。その結果、パターンの寸法精度がさらに向上する。また、硬化した光硬化性樹脂からなるパターン３３’（３５）内の密度分布が均一になるという効果も得られる。なお、加圧した状態で行う場合は、光硬化性樹脂の薄膜３３の膜厚は、モールド３１の凹部３１ｒの深さと同程度または若干（例えば１０％程度）厚く設定するとよい。 It is preferable that the photocuring step in a state where the mold 31 is pressed against the substrate 32 is executed in a state where the photocurable resin in the recess 31r of the mold 31 is pressurized. Curing shrinkage can be further suppressed by advancing the curing reaction while the photocurable resin is pressurized. As a result, the dimensional accuracy of the pattern is further improved. Moreover, the effect that the density distribution in the pattern 33 ′ (35) made of the cured photocurable resin becomes uniform can be obtained. In addition, when performing in a pressurized state, the film thickness of the thin film 33 of the photocurable resin is preferably set to be the same as or slightly (for example, about 10%) thicker than the depth of the recess 31 r of the mold 31.
このように、本発明による実施形態のパターン形成方法を用いると、従来よりも寸法精度が高い、特に横方向の寸法精度が高いパターンを形成することができる。本発明による実施形態のパターン形成方法は、従来のフォトレジスト材料を用いたフォトリソグラフィ技術が用いられていた種々の用途の適用することができる。例えば半導体装置や電子装置等の配線などの微細なパターンを形成する用途や、微細なパターンあるいは寸法精度の高い光学素子の製造に好適に用いることができる。 As described above, when the pattern forming method according to the embodiment of the present invention is used, it is possible to form a pattern with higher dimensional accuracy than the conventional one, particularly with high dimensional accuracy in the lateral direction. The pattern forming method according to the embodiment of the present invention can be applied to various uses in which a photolithography technique using a conventional photoresist material is used. For example, it can be suitably used for the purpose of forming a fine pattern such as a wiring of a semiconductor device or an electronic device, or for the production of a fine pattern or an optical element with high dimensional accuracy.
以下、具体的な実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
まず、ここで用いたモールド３１のＳＥＭ写真を図４に示す。 First, an SEM photograph of the mold 31 used here is shown in FIG.
モールド３１は８インチのシリコンウエハにドライエッチング法を用いて、ライン／スペースが５μｍ／５μｍのパターンを形成した。深さは中央の平坦部が３．５μｍとした。 As the mold 31, a pattern having a line / space of 5 μm / 5 μm was formed on an 8-inch silicon wafer by using a dry etching method. The depth of the central flat portion was 3.5 μm.
基板３２として、パイレックス（登録商標）ガラスからなるガラス基板３２を用いた。このガラス基板３２は厚さ０．７ｍｍであり、３６５ｎｍの紫外線を約９０％透過する。基板３２の硬化に用いる光に対する透過率は高いことが好ましく、感光波長（典型的には光重合開始剤の分解波長）に対して８０％以上の透過率を有していることが好ましい。ここでは、３６５ｎｍに輝線を有する紫外線ランプを光源に用いて、３６５ｎｍに感光性を有する紫外線硬化樹脂を用いた。 As the substrate 32, a glass substrate 32 made of Pyrex (registered trademark) glass was used. The glass substrate 32 has a thickness of 0.7 mm and transmits about 90% of 365 nm ultraviolet rays. The transmittance for light used for curing the substrate 32 is preferably high, and preferably has a transmittance of 80% or more with respect to the photosensitive wavelength (typically, the decomposition wavelength of the photopolymerization initiator). Here, an ultraviolet lamp having an emission line at 365 nm was used as a light source, and an ultraviolet curable resin having photosensitivity at 365 nm was used.
ガラス基板３２上にスピンコート法で紫外線硬化樹脂を塗布し、厚さ約５μｍの薄膜３３を形成した。紫外線硬化樹脂として、ウレタンアクリレート（例えば、三菱レイヨン製：ダイヤビームＵＲ−４５０１）を用いた。このウレタンアクリレートは１０質量％から１５質量％程度のオリゴマー（残部はモノマー）を含み、２５℃における粘度は７２ｃｐｓである。３６５ｎｍの紫外線に対する標準的な感度（硬化に要する照射量）は約１Ｊ／ｃｍ2であった。また、このウレタンアクリレートはガラス基板３２に対して適度な濡れ性を有し、均一な薄膜を形成することができた。なお、ガラス基板３２の表面に対する濡れ性が低い樹脂を用いると、均一な薄膜とならず、局所的に凝集することがあるが、例えばガラス表面を改質して適度な濡れ性を付与することによって、均一な薄膜を形成することができる。 An ultraviolet curable resin was applied onto the glass substrate 32 by a spin coating method to form a thin film 33 having a thickness of about 5 μm. As the ultraviolet curable resin, urethane acrylate (for example, manufactured by Mitsubishi Rayon: Diabeam UR-4501) was used. This urethane acrylate contains about 10% by mass to 15% by mass of oligomer (the balance is monomer), and the viscosity at 25 ° C. is 72 cps. The standard sensitivity (irradiation amount required for curing) with respect to 365 nm ultraviolet rays was about 1 J / cm 2 . Moreover, this urethane acrylate had moderate wettability with respect to the glass substrate 32, and was able to form a uniform thin film. In addition, when resin with low wettability with respect to the surface of the glass substrate 32 is used, a uniform thin film may not be formed, and local aggregation may occur. For example, the glass surface may be modified to give appropriate wettability. Thus, a uniform thin film can be formed.
次に、図３（ｃ）に示したように、モールド３１の凹部３１ｒが形成された主面を光硬化性樹脂の薄膜（液膜）３３に押し当てる。ここでは、モールド３１の裏面から均一に１７ｋｇ／ｃｍ2の圧力で約４分間加圧した。 Next, as shown in FIG. 3C, the main surface of the mold 31 on which the recess 31r is formed is pressed against a thin film (liquid film) 33 of a photocurable resin. Here, the pressure was uniformly applied from the back surface of the mold 31 at a pressure of 17 kg / cm 2 for about 4 minutes.
この加圧状態を保ったままで、図３（ｄ）に示したように、ガラス基板３２側から超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射した。３６５ｎｍの紫外線の照度は約１００ｍＷ／ｃｍ2で、照射時間は、約７秒間とした。 While maintaining this pressurized state, as shown in FIG. 3D, ultraviolet rays were irradiated from the glass substrate 32 side using an ultrahigh pressure mercury lamp. The illuminance of 365 nm ultraviolet light was about 100 mW / cm 2 and the irradiation time was about 7 seconds.
この後、図３（ｅ）に示したようにモールド３１とガラス基板３２とを分離し、図３（ｆ）に示したようなパターン３３’を得た。 Thereafter, the mold 31 and the glass substrate 32 were separated as shown in FIG. 3E to obtain a pattern 33 'as shown in FIG.
得られたパターン３３’の顕微鏡写真（１０００倍）を図５（ａ）に示し、断面ＳＥＭ写真を図５（ｂ）に示す。図５（ａ）および（ｂ）からわかるように、得られたパターン３３’は、図４に示したモールド３１のパターンが忠実に転写された形状を有している。特に、図５（ｂ）のＳＥＭ写真からわかるように、パターン３３’はモールド３１の内面の形状を極めて正確に反映している。なお、図５（ａ）において白く見える部分が凸部３３’でグレーに見える部分が残膜３４である。図５（ｂ）のＳＥＭ写真から、凸部３３’の幅は５μｍ、高さ（残膜部３４からの高さ）は３．５μｍであり、モールド３１の凹部３１ｒの深さと一致していた。また、残膜３４の厚さは０．２μｍであった。 A micrograph (1000 times) of the obtained pattern 33 'is shown in FIG. 5 (a), and a cross-sectional SEM photograph is shown in FIG. 5 (b). As can be seen from FIGS. 5A and 5B, the obtained pattern 33 'has a shape in which the pattern of the mold 31 shown in FIG. 4 is faithfully transferred. In particular, as can be seen from the SEM photograph of FIG. 5B, the pattern 33 ′ reflects the shape of the inner surface of the mold 31 very accurately. Note that in FIG. 5A, the portion that appears white is the convex portion 33 ′ and the portion that appears gray is the remaining film 34. From the SEM photograph of FIG. 5B, the width of the convex portion 33 ′ was 5 μm and the height (height from the remaining film portion 34) was 3.5 μm, which was consistent with the depth of the concave portion 31 r of the mold 31. . Further, the thickness of the remaining film 34 was 0.2 μm.
上述したように、本発明の実施例のパターン形成方法によると、１０μｍ以下の微細なパターンを高い寸法精度（例えば０．１μｍ以下）で形成することができる。これに対し、例えば図２を参照しながら説明した従来のパターン形成方法では、光硬化性樹脂の硬化収縮の影響を受けるので、モールド２１のパターンを正確に転写したパターンを得ることができない。図２（ｃ）に示したように、モールド２１の凹部の底面が光硬化性樹脂と接しない状態で硬化すると、形状が固定されていない表面から硬化反応が進行するとともに硬化収縮が起こる。したがって、硬化した樹脂からなるパターンの全体の形状が一定せず、寸法精度が低下することになる。 As described above, according to the pattern forming method of the embodiment of the present invention, a fine pattern of 10 μm or less can be formed with high dimensional accuracy (for example, 0.1 μm or less). On the other hand, for example, the conventional pattern forming method described with reference to FIG. 2 is affected by the curing shrinkage of the photocurable resin, and thus a pattern in which the pattern of the mold 21 is accurately transferred cannot be obtained. As shown in FIG. 2C, when the bottom surface of the concave portion of the mold 21 is cured without being in contact with the photocurable resin, the curing reaction proceeds from the surface where the shape is not fixed, and the curing shrinkage occurs. Therefore, the overall shape of the pattern made of the cured resin is not constant, and the dimensional accuracy is lowered.
本実施例で用いたシリコンモールド３１は、シリコンウエハの表面に薄い酸化膜（厚さ例えば１００ｎｍ）を形成した後、ドライエッチング法を用いて凹部３１ｒを所定のパターン（ここでは溝状）に形成した。したがって、凹部３１ｒの側面３１には酸化膜が残存している。ここでは酸化膜が薄いので図５（ｂ）では観察されていないが、酸化膜が厚い場合にはサイドウォールとして観察され得る。シリコン（Ｓｉ）の水に対する接触は９０°程度もしくはこれ以上であるのに対し、酸化シリコン（ＳｉＯ2）の水に対する接触角は数度程度と非常に小さい。すなわち、得られた凹部３１ｒの側面３１ｓは、底面３１ｂおよび上面３１ｔよりも光硬化性樹脂に対する濡れ性が高く、光硬化性樹脂が硬化に伴い収縮する力に反して、光硬化性樹脂を固定するように作用し、その結果、硬化した樹脂で形成されるパターン３３’（３５）の横方向の寸法精度が高くなったと考えられる。また底面３１ｂおよび上面３１ｔの光硬化性樹脂に対する濡れ性が比較的低いため、脱型工程において、パターン３３’に欠けが発生することも無かったと考えられる。 In the silicon mold 31 used in this embodiment, after forming a thin oxide film (thickness, for example, 100 nm) on the surface of a silicon wafer, the recess 31r is formed in a predetermined pattern (here, in a groove shape) by using a dry etching method. did. Therefore, the oxide film remains on the side surface 31 of the recess 31r. Here, since the oxide film is thin, it is not observed in FIG. 5B, but when the oxide film is thick, it can be observed as a sidewall. While the contact of silicon (Si) with water is about 90 ° or more, the contact angle of silicon oxide (SiO 2 ) with water is as small as several degrees. That is, the side surface 31s of the obtained recess 31r has higher wettability with respect to the photocurable resin than the bottom surface 31b and the upper surface 31t, and the photocurable resin is fixed against the force that the photocurable resin contracts as it cures. As a result, it is considered that the lateral dimensional accuracy of the pattern 33 ′ (35) formed of the cured resin is increased. In addition, since the wettability of the bottom surface 31b and the top surface 31t with respect to the photocurable resin is relatively low, it is considered that the pattern 33 ′ was not chipped in the demolding process.
なお、凹部３１ｒの側面３１ｓと底面３１ｂおよび／または上面３１ｔの濡れ性を制御する方法は上記に例に限られず、例えば、シリコン基板に凹部を形成した後、フォーカスイオンビーム法を用いて底面３１ｂおよび上面３１ｔにＦ原子を導入することによって、これらの面の濡れ性を選択的に低下させることができる。フォーカスイオンビーム法に代えて、指向性プラズマ改質法を用いることもできる。あるいは、スパッタ法を用いて表面を粗することによって濡れ性を向上した後、底面３１ｂおよび上面３１ｔを上記の方法を疎水化してもよい。 The method for controlling the wettability of the side surface 31s and the bottom surface 31b and / or the top surface 31t of the recess 31r is not limited to the above example. For example, after forming the recess in the silicon substrate, the bottom surface 31b is formed using the focus ion beam method. And by introducing F atoms into the upper surface 31t, the wettability of these surfaces can be selectively reduced. Instead of the focused ion beam method, a directional plasma modification method can be used. Alternatively, after the wettability is improved by roughening the surface using a sputtering method, the above method may be hydrophobized on the bottom surface 31b and the top surface 31t.
モールド３１の上面３１ｔの濡れ性を低下させる代わりに、あるいは、それとともにモールド３１の上面３１ｔが対向する基板３２上の領域の光硬化性樹脂に対する濡れ性を低下させてもよい。 Instead of reducing the wettability of the upper surface 31t of the mold 31, the wettability of the region on the substrate 32 opposed to the upper surface 31t of the mold 31 with the photocurable resin may be reduced.
基板３２上の特定に領域の濡れ性を選択的に低下させる方法として、例えば、マイクロコンタクトプリント（μＣＰ）法を好適に用いることができる。マイクロコンタクトプリント（μＣＰ）法は、例えば、Ｅ．Ｄｅｌａｍａｒｃｈｅ，ｅｔ．ａｌ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ．，１０２，１８，ｐ．３３２４（１９９８）に記載されている。 As a method for selectively reducing the wettability of a specific region on the substrate 32, for example, a micro contact printing (μCP) method can be suitably used. The micro contact printing (μCP) method is described in, for example, E.I. Delamarche, et. al. J. et al. Phys. Chem. B. , 102, 18, p. 3324 (1998).
マイクロコンタクトプリント法は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で形成されたシリコーンゴムスタンプで転写する方法である。 The microcontact printing method is a method of transferring a self-assembled monolayer (SAM) with a silicone rubber stamp formed of polydimethylsiloxane (PDMS).
例えば、オクタデシルトリクロロロシラン（ＯＴＳ）：Ｃ１８Ｈ３７ＳｉＣｌ３）のＳＡＭを濡れ性を低下させたい領域に転写する。１滴のＯＴＳを１０ｍｌのヘキサンに溶解した溶液を調製し、この溶液にシリコーンゴムスタンプの凸部を浸漬した後、Ｎ2ガスをブローすることによって乾燥させる。このようにして、シリコーンゴムスタンプにＯＴＳのＳＡＭが形成される。シリコーンゴムスタンプを基板３２の表面に押付ける。圧力は１００ｇ／ｃｍ2程度が好ましく、接触時間は１０分程度が適している。ＯＴＳは空気中の水分と反応性が高いので雰囲気制御が必要であり、上述の操作はＮ2ガス雰囲気で行うことが好ましい。このようにして、基板３２の所定の領域にＯＴＳのＳＡＭが付与され、その領域に疎水性（水に対する接触角が９０°以上）が付与される。 For example, SAM of octadecyltrichlororosilane (OTS): C18H37SiCl3) is transferred to an area where wettability is to be reduced. A solution in which 1 drop of OTS is dissolved in 10 ml of hexane is prepared, and the convex portion of the silicone rubber stamp is immersed in this solution, and then dried by blowing N 2 gas. In this manner, an OTS SAM is formed on the silicone rubber stamp. A silicone rubber stamp is pressed against the surface of the substrate 32. The pressure is preferably about 100 g / cm 2 and the contact time is about 10 minutes. Since OTS is highly reactive with moisture in the air, it is necessary to control the atmosphere, and the above operation is preferably performed in an N 2 gas atmosphere. In this way, an OTS SAM is imparted to a predetermined region of the substrate 32, and hydrophobicity (contact angle with water of 90 ° or more) is imparted to the region.
シリコンを用いてモールド３１を形成すると、モールドの微細加工を容易に行うことができるという利点も得られる。シリコンの微細加工技術はこれまで種々開発されているので、これの技術を用いて高い寸法精度のモールドを工業的に製造することができる。 When the mold 31 is formed using silicon, there is an advantage that the micro-processing of the mold can be easily performed. Since various silicon microfabrication techniques have been developed so far, high dimensional accuracy molds can be industrially produced using these techniques.
さらに、シリコンモールド３１は、その内面で紫外線を反射するので、モールド３１の凹部３１ｒの内面に接している光硬化性樹脂に照射される光の強度が高くなり、凹部３１ｒの内面に接触している領域の光硬化性樹脂の硬化反応が相対的に速く進行する。従って、光硬化性樹脂で形成されるパターンの外側表面の形状が先に形成され、光硬化性樹脂の収縮が抑制されるので、モールド３１の凹部３１ｒの形状・寸法を忠実に反映したパターンを形成することができる。もちろん、モールド３１の材料はシリコンに限られない。さらに、反射率を向上するために、モールドの内面にまたは外面に、例えばＡｇなどの高反射率を有する材料からなる反射膜を形成してもよい。また、金属材料でモールドを形成してもよい。この場合、パターンの寸法精度を高めるには、温度変化による寸法変化が少ない材料を用いる方がよいため、熱膨張率が低い金属材料を用いた方がよい。また金属材料でモールドを作ることで、シリコンでは加圧工程で生じる可能性がある割れ欠けを防ぐことができる。 Further, since the silicon mold 31 reflects ultraviolet rays on its inner surface, the intensity of light applied to the photocurable resin in contact with the inner surface of the recess 31r of the mold 31 is increased, and the silicon mold 31 comes into contact with the inner surface of the recess 31r. The curing reaction of the photo-curing resin in the existing region proceeds relatively quickly. Therefore, since the shape of the outer surface of the pattern formed of the photocurable resin is formed first, and the shrinkage of the photocurable resin is suppressed, a pattern that faithfully reflects the shape and dimensions of the concave portion 31r of the mold 31 can be obtained. Can be formed. Of course, the material of the mold 31 is not limited to silicon. Furthermore, in order to improve the reflectance, a reflective film made of a material having a high reflectance such as Ag may be formed on the inner surface or the outer surface of the mold. Moreover, you may form a mold with a metal material. In this case, in order to increase the dimensional accuracy of the pattern, it is better to use a material having a small dimensional change due to a temperature change. Therefore, it is better to use a metal material having a low coefficient of thermal expansion. In addition, by making a mold with a metal material, it is possible to prevent cracks and cracks that may occur in the pressing process in silicon.
上記の実施例では、モールド３１を基板３２に対して１７ｋｇ／ｃｍ2で圧着しながら光硬化性樹脂に光照射を行った。ここで用いたアクリレート系樹脂をはじめ、光硬化性樹脂の多くはラジカル反応を利用しているので、雰囲気に酸素が存在すると、重合反応が阻害される。しなしながら、上記の実施例のようにモールド３１と基板３２との間で光硬化性樹脂が実質的に密閉された状態で光照射を行うと、例えば雰囲気を窒素ガスに置換するなどの操作をしなくても、酸素による阻害を受けない。これに加えて、硬化反応が進行する過程において１７ｋｇ／ｃｍ2という圧力がかかっているので、硬化収縮が起こりに難く、硬化した樹脂からなるパターン３３’の密度の均一性も向上する。さらに、加圧によって、残膜３４の厚さを低減できる。これらの加圧による効果を得るためには、圧力は７ｋｇ／ｃｍ2以上であることが好ましく、１５ｋｇ／ｃｍ2以上であることがさらに好ましい。圧力が７ｋｇ／ｃｍ2未満であると、パターン３３’の形状や残膜３４の厚さにばらつきが生じるので好ましくない。また、加圧する時間は、２分以上であることが好ましく、例示したように４分以上であることがさらに好ましい。加圧時間が２分未満の場合は、上記の加圧による効果を安定して得ることができず、結果がばらつく。 In the above embodiment, the photocurable resin was irradiated with light while the mold 31 was pressure-bonded to the substrate 32 at 17 kg / cm 2 . Since many of the photocurable resins including the acrylate resin used here utilize a radical reaction, the polymerization reaction is inhibited when oxygen is present in the atmosphere. However, when light irradiation is performed in a state where the photocurable resin is substantially sealed between the mold 31 and the substrate 32 as in the above-described embodiment, for example, an operation such as replacing the atmosphere with nitrogen gas. Even if you do not, you will not be obstructed by oxygen. In addition, since a pressure of 17 kg / cm 2 is applied during the course of the curing reaction, curing shrinkage is unlikely to occur, and the uniformity of the density of the pattern 33 ′ made of the cured resin is improved. Furthermore, the thickness of the remaining film 34 can be reduced by pressurization. In order to obtain the effect of these pressurizations, the pressure is preferably 7 kg / cm 2 or more, and more preferably 15 kg / cm 2 or more. If the pressure is less than 7 kg / cm 2 , the shape of the pattern 33 ′ and the thickness of the remaining film 34 vary, which is not preferable. The pressurizing time is preferably 2 minutes or more, and more preferably 4 minutes or more as illustrated. When the pressurization time is less than 2 minutes, the effect of the above pressurization cannot be obtained stably, and the results vary.
寸法精度の高いパターンを形成するためには、光硬化性樹脂の選定も必要の要因となる。例えば、上記の実施例で用いたウレタンアクリレート系樹脂は、適度な粘度を有しているので、上記の加圧による効果が得られたが、粘度が１０ｃｐｓを下回るアクリレート樹脂では加圧の効果は認められなかった。また、粘度が２００ｃｐｓを超えると残膜の膜が増加し均一に薄膜を形成することが難しいので好ましくない。 In order to form a pattern with high dimensional accuracy, the selection of a photocurable resin is also a necessary factor. For example, since the urethane acrylate resin used in the above examples has an appropriate viscosity, the above-described effect due to pressurization was obtained. However, with an acrylate resin having a viscosity of less than 10 cps, the effect of pressurization is I was not able to admit. On the other hand, if the viscosity exceeds 200 cps, the remaining film is increased, and it is difficult to form a thin film uniformly.
本発明の実施形態のパターン形成方法によって形成されるパターンは、例えば、半導体装置の微細なパターンを形成するためのエッチングレジスト層として好適に用いられる。さらに、例えば、図３（ｅ）または（ｆ）で得られた樹脂パターン３３’または３５を覆うように、例えば、Ａｇからなる反射層を形成することによって、反射型グレーティングを得ることができる。この場合は、パターン形成時に残る残膜を除去する必要がない。さらに、例えば、バイナリレンズのような他の光学素子の形成にも好適に用いられる。 The pattern formed by the pattern forming method of the embodiment of the present invention is suitably used as an etching resist layer for forming a fine pattern of a semiconductor device, for example. Furthermore, for example, a reflective grating can be obtained by forming a reflective layer made of, for example, Ag so as to cover the resin pattern 33 ′ or 35 obtained in FIG. 3 (e) or (f). In this case, it is not necessary to remove the remaining film remaining at the time of pattern formation. Furthermore, it can be suitably used for forming other optical elements such as binary lenses.
図６（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、本発明による実施例のパターン形成方法を用いてバイナリレンズを作製する方法を説明する。 With reference to FIGS. 6A to 6E, a method of manufacturing a binary lens using the pattern forming method according to the embodiment of the present invention will be described.
バイナリレンズは鋸歯状の断面を持つフレネルレンズを階段状に位相を近似した構造を有し、通常の方法ではフォトレジストのパターン形成とエッチング工程とを繰り返すことによって作製されるが、本発明のパターン形成方法を用いると、より高い寸法精度でバイナリレンズを容易に短いプロセスで作製することができ、生産性を高めることができる。 The binary lens has a structure in which a phase is approximated in a stepwise manner to a Fresnel lens having a sawtooth cross section, and is manufactured by repeating a photoresist pattern formation and an etching process in a normal method. When the formation method is used, a binary lens can be easily manufactured with a higher dimensional accuracy by a short process, and productivity can be improved.
まず、図６（ａ）に示すように、バイナリレンズの鋸歯状の断面に対応する凹部６１ｒが形成された第１主面を有するモールド６１を用意する。 First, as shown in FIG. 6A, a mold 61 having a first main surface in which a recess 61r corresponding to a sawtooth cross section of a binary lens is prepared.
次に、図６（ｂ）に示すように、透光性を有する基板６２を用意し、基板６２の第１表面に光硬化性樹脂の薄膜６３を例えばスピンコート法で形成する。 Next, as shown in FIG. 6B, a light-transmitting substrate 62 is prepared, and a photocurable resin thin film 63 is formed on the first surface of the substrate 62 by, for example, a spin coating method.
その後、図６（ｃ）に示すように、薄膜６３にモールド６１の第１主面を押し当てる。この工程で、薄膜６３を形成していた光硬化性樹脂がモール６１の凹部６１ｒ内に侵入し、凹部６１ｒ内を充たす。光硬化性樹脂の薄膜６３の膜厚を、モールド６１の凹部６１ｒの深さと同程度または若干（例えば１０％程度）厚くしておくと、凹部６１ｒ内の光硬化性樹脂が加圧された状態となり、硬化収縮を抑制することができ、その結果、パターンの寸法精度が向上するとともに、硬化した光硬化性樹脂からなるパターン６３’内の密度分布が均一になるという効果も得られる。 Thereafter, as shown in FIG. 6C, the first main surface of the mold 61 is pressed against the thin film 63. In this step, the photocurable resin that has formed the thin film 63 enters the recess 61r of the molding 61 and fills the recess 61r. When the thickness of the thin film 63 of the photocurable resin is set to be approximately the same as or slightly (for example, about 10%) the depth of the concave portion 61r of the mold 61, the photocurable resin in the concave portion 61r is pressurized. Thus, curing shrinkage can be suppressed. As a result, the dimensional accuracy of the pattern is improved, and the density distribution in the pattern 63 ′ made of the cured photocurable resin is uniformed.
続いて、図６（ｄ）に示すように、基板６２側から薄膜６３に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化する。 Subsequently, as shown in FIG. 6D, the thin film 63 is irradiated with light from the substrate 62 side to cure the photocurable resin.
次に、図６（ｅ）に示すように、モールド６１と基板６２とを分離する。その結果、硬化された光硬化性樹脂から形成された凸部（パターン）６３’から構成されるバイナリレンズが得られる。この場合、凸部６３’間に残膜が残っても除去する必要はない。 Next, as shown in FIG. 6E, the mold 61 and the substrate 62 are separated. As a result, a binary lens composed of convex portions (patterns) 63 ′ formed from a cured photocurable resin is obtained. In this case, it is not necessary to remove even if a residual film remains between the convex portions 63 '.
このように、本発明のパターン形成方法は、透明な光硬化性樹脂を用いて微細なパターンを高い寸法精度で作製することができるので、種々の光学素子の製造に好適に用いられる。なお、光硬化性樹脂の膜厚は、モールドの凹部深さより薄くすると、残膜量が低くできるので、パターン用途に適しており、逆にモールドの凹部深さより厚くすると、膜の密度分布が均一にできるため光学素子の用途に適している。従って、用途に応じて光硬化性樹脂の膜厚を設定するとよい。 Thus, since the pattern formation method of this invention can produce a fine pattern with high dimensional accuracy using transparent photocurable resin, it is used suitably for manufacture of various optical elements. In addition, if the film thickness of the photocurable resin is made thinner than the recess depth of the mold, the amount of remaining film can be reduced, so it is suitable for pattern applications. Conversely, if it is made thicker than the recess depth of the mold, the density distribution of the film is uniform. Therefore, it is suitable for optical element applications. Therefore, it is good to set the film thickness of photocurable resin according to a use.
上記実施例においては、光硬化性樹脂を基板側に塗布した後、パターン形成を行ったが、それに限定されることなく、モールド側に光硬化性樹脂を塗布した後、パターン形成を行ってもよい。 In the above embodiment, the pattern formation was performed after the photocurable resin was applied to the substrate side. However, the present invention is not limited thereto, and the pattern formation may be performed after the photocurable resin is applied to the mold side. Good.
本発明によると光硬化性樹脂を用いて従来よりも寸法精度の高いパターンを形成することができる。本発明によるパターン形成方法は、従来フォトリソグラフィ技術が用いられた用途に広く適用することができる。 According to the present invention, it is possible to form a pattern with higher dimensional accuracy than conventional using a photo-curable resin. The pattern forming method according to the present invention can be widely applied to uses in which a conventional photolithography technique has been used.
３１ モールド
３１ｒ 凹部
３１ｂ 底面
３１ｓ 側面
３１ｔ 上面
３２ 透光性基板
３３ 光硬化性樹脂薄膜
３３’、３５ 硬化した樹脂からなる凸部（パターン）
３４ 残膜
31 Mold 31r Concave portion 31b Bottom surface 31s Side surface 31t Top surface 32 Translucent substrate 33 Photocurable resin thin film 33 ′, 35 Convex portion (pattern) made of cured resin
34 Residual film
Claims (10)
（ｂ）透光性を有する基板を用意する工程と、
（ｃ）前記基板の第１表面と前記モールドの前記第１主面の少なくとも一方に光硬化性樹脂の薄膜を形成する工程と、
（ｄ）前記薄膜を介して前記モールドの前記第１主面と前記基板の前記第１表面とを押し当てる工程と、
（ｅ）前記基板側から前記薄膜に光を照射し、前記光硬化性樹脂を硬化する工程と、
（ｆ）前記モールドと前記基板とを分離する工程と、
を包含し、
前記モールドの前記凹部は、前記光硬化性樹脂に対する濡れ性が高い側面と、前記側面よりも前記光硬化性樹脂に対する濡れ性が低い底面とを有する、パターン形成方法。 (A) preparing a mold having a first main surface on which concave portions arranged in a predetermined pattern are formed;
(B) preparing a light-transmitting substrate;
(C) forming a photocurable resin thin film on at least one of the first surface of the substrate and the first main surface of the mold;
(D) pressing the first main surface of the mold and the first surface of the substrate through the thin film;
(E) irradiating the thin film with light from the substrate side to cure the photocurable resin;
(F) separating the mold and the substrate;
Including
The pattern forming method, wherein the concave portion of the mold has a side surface having high wettability to the photocurable resin and a bottom surface having lower wettability to the photocurable resin than the side surface.
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