JP2019080019A - Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus - Google Patents

Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2019080019A
JP2019080019A JP2017208068A JP2017208068A JP2019080019A JP 2019080019 A JP2019080019 A JP 2019080019A JP 2017208068 A JP2017208068 A JP 2017208068A JP 2017208068 A JP2017208068 A JP 2017208068A JP 2019080019 A JP2019080019 A JP 2019080019A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
mold
curable resin
transfer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017208068A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
猪股 博之
Hiroyuki Inomata
博之 猪股
健一 森本
Kenichi Morimoto
健一 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2017208068A priority Critical patent/JP2019080019A/en
Publication of JP2019080019A publication Critical patent/JP2019080019A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a mold for an imprint and the like capable of continuously forming a fine pattern in an area larger than an area of a pattern formed in the mold by aligning the fine pattern having a line width that is not resolved by visible light with high accuracy while making joints and alignment marks invisible visually in a patterned transfer substrate.SOLUTION: A mold for an imprint includes a first pattern including a plurality of first protrusions and a plurality of first recesses and a second pattern including a plurality of second protrusions and a plurality of second recesses, and when the wavelength included in an alignment light is λand the refractive index in the wavelength λof the material constituting the mold is n, a numerical value twice the depth Dof the second recess becomes an odd multiple of the numerical value dR represented by d=λ/{2(n-1)}.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体、光学部材、MEMS部材、バイオ関連部材などの製造に使用するインプリント用モールド、該モールドを用いたパターン形成方法、及び、パターン形成装置に関するものである。   The present invention relates to an imprint mold used for manufacturing a semiconductor, an optical member, a MEMS member, a bio-related member, etc., a pattern forming method using the mold, and a pattern forming apparatus.

従来、微細パターンの形成方法としては、フォトマスクを用いるフォトリソグラフィー法がよく知られており、このフォトリソグラフィー法を用いることで、例えば、半導体デバイスに求められる微細なパターンの形成が行われている。しかし、このフォトリソグラフィー法により微細パターンを形成するためには、高価な露光装置(ステッパー、スキャナーと呼ばれる)が必要となる。そこで、フォトリソグラフィー法に代わる微細パターンの形成技術の1つとしてナノインプリント法が研究されている。   Conventionally, as a method of forming a fine pattern, a photolithography method using a photomask is well known, and by using this photolithography method, for example, formation of a fine pattern required for a semiconductor device is performed. . However, to form a fine pattern by this photolithography method, an expensive exposure apparatus (called a stepper or a scanner) is required. Therefore, a nanoimprint method has been studied as one of the fine pattern forming techniques to replace the photolithography method.

上記のナノインプリント法は、表面に微細な凹凸形状の転写パターンを形成したインプリント用のモールド(テンプレート、スタンパ、金型とも呼ばれる)を、半導体ウェハなどの被転写基板の上に形成された樹脂に接触させた後にこの樹脂を硬化させて、樹脂にモールドの有するパターンの凹凸形状(より詳しくは、凹凸反転形状)を転写させる技術である。   In the above nanoimprinting method, a mold for imprint (also referred to as a template, a stamper, or a mold) having a transfer pattern of fine concavo-convex shape formed on the surface is formed on a resin formed on a transfer substrate such as a semiconductor wafer After being brought into contact with the resin, the resin is cured to transfer the concavo-convex shape (more specifically, the concavo-convex inverted shape) of the pattern of the mold to the resin.

ナノインプリント法には、加熱により樹脂をガラス転移点以上にして軟化させ、そこにモールドを押し付けて樹脂を変形させ、被転写基板を冷却して樹脂を硬化させる熱インプリント法と、露光により樹脂を硬化させる光インプリント法がある。高い位置合わせ精度が要求される用途には、加熱による膨張や収縮の影響を受けない光インプリント法が、主に用いられる(例えば、特許文献1、2)。   In the nanoimprinting method, the resin is heated to a temperature above the glass transition point to soften it, the mold is pressed there to deform the resin, and the transferred substrate is cooled to cure the resin. There is a light imprint method to cure. For applications requiring high alignment accuracy, a light imprint method that is not affected by expansion or contraction due to heating is mainly used (for example, Patent Documents 1 and 2).

ナノインプリント法を用いれば、微細なパターンを安価な装置で量産可能である。このため、大面積の基板やフィルムなどに微細パターンを形成する方法として、このナノインプリント法の活用が研究されている。
しかしながら、ナノインプリント法に用いられるモールドは、主に、フォトリソグラフィー法に用いられる半導体デバイス用のフォトマスクと同様な材料や設備を用いて製造されるため、通常のフォトマスクよりも大面積のモールドを製造することは、技術やコストの点で困難性がある。
By using a nanoimprint method, it is possible to mass-produce fine patterns with an inexpensive apparatus. For this reason, utilization of this nanoimprinting method is studied as a method of forming a fine pattern in a substrate, a film, etc. of a large area.
However, the mold used for the nanoimprint method is mainly manufactured using the same material and equipment as the photomask for semiconductor devices used for the photolithography method, so the mold having a larger area than the ordinary photomask is used. Manufacturing is difficult in terms of technology and cost.

ここで、大面積の基板にインプリントする方法として、基板の面積よりも小さな面積のモールドを用いて基板上を移動させて逐次転写する、ステップアンドリピート方式(ステップアンドフラッシュ方式とも呼ばれる)が知られている。
しかし、この方式を応用して、例えばディスプレイ関係部材等に連続して大面積のパターンを形成するためには、高精度な位置合わせに加えて、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマーク等が目視で見えなくなる工夫をする必要がある。
そこで、転写する微細なパターンを形成した領域の中に、微細なパターンの深さを変えた領域を設けてアライメントマークとし、それを利用して位置合わせを行うことが提案されている(例えば、特許文献3)。
Here, as a method of imprinting on a large-area substrate, there is known a step-and-repeat method (also called step-and-flash method) in which a mold on the area smaller than the area of the substrate is used to move over the substrate and transfer sequentially. It is done.
However, in order to form a large-area pattern continuously on, for example, a display related member or the like by applying this method, in addition to highly accurate alignment, joints and alignments are formed on a patterned transfer substrate. It is necessary to devise to make marks and the like invisible.
Therefore, it has been proposed that an area in which the depth of the fine pattern is changed be provided in the area in which the fine pattern to be transferred is formed to be an alignment mark, and that alignment be performed using it (for example, Patent Document 3).

特表2004−504718号公報Japanese Patent Publication No. 2004-504718 特開2002−93748号公報JP 2002-93748 A 特開2007−230229号公報JP 2007-230229 A 特開2009−265290号公報JP, 2009-265290, A

しかしながら、上記の特許文献3においては、アライメントの方法として、高倍率の撮像系を用いるという程度の記載しかなく、通常の光学顕微鏡の倍率は最大1000倍程度であることから、可視光で解像しない線幅(例えば、1μm未満)の微細パターンを精密に繋ぎ合わせるには、精度が不足していた。   However, in Patent Document 3 described above, there is only a description of using an imaging system with high magnification as a method of alignment, and the magnification of a normal optical microscope is about 1000 times at maximum, so resolution with visible light is possible. In order to precisely connect fine patterns having an undetermined line width (for example, less than 1 μm), the precision was insufficient.

上記のような、可視光で解像しない線幅の微細パターンを大面積にわたって形成する用途として、例えば、液晶ディスプレイ用の光配向膜を製造するための偏光子等がある。
ここで、光配向膜とは、直線偏光が照射されることにより配向規制力を発現する配向膜であって、従来の配向膜のように布等によるラビング処理を施すことなく配向規制力を付与できるため、布等が異物として残存する不具合がないことから近年注目されている。
このような光配向膜への配向規制力の付与のための直線偏光の照射方法としては、偏光子を介して露光する方法が一般的に用いられる。偏光子としては、透明基板の上に平行に配置された複数の細線を有するものが用いられている(例えば、特許文献4)。
As a use which forms the fine pattern of the line | wire width which does not resolve with the above visible light over a large area, for example, there exists a polarizer for manufacturing the photo-alignment film for liquid crystal displays.
Here, the photo alignment film is an alignment film that expresses alignment control force by irradiation with linearly polarized light, and imparts alignment control force without performing rubbing processing with a cloth or the like like conventional alignment films. Since it can be done, attention has been paid in recent years because there is no problem that cloth or the like remains as foreign matter.
As a method of irradiating linearly polarized light for applying an alignment regulating force to such a light alignment film, a method of exposing through a polarizer is generally used. As a polarizer, one having a plurality of thin lines arranged in parallel on a transparent substrate is used (for example, Patent Document 4).

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、可視光で解像しない線幅の微細パターンであっても高精度に位置合わせして、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成することが可能な、インプリント用モールド、該モールドを用いたパターン形成方法、及び、パターン形成装置を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is a fine pattern of a line width not resolved by visible light while making joints and alignment marks invisible visually on a patterned substrate to be transferred. Even for an imprint mold, a fine pattern can be continuously formed on an area larger than the area of the pattern formed on the mold with high precision alignment, and a pattern forming method using the mold And, the main object is to provide a patterning device.

すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に、凹凸形状の転写パターンを形成するためのインプリント用モールドであって、複数の第1の凸部と複数の第1の凹部から構成される第1のパターンと、複数の第2の凸部と複数の第2の凹部から構成され、アライメントマークとして利用される第2のパターンと、を有し、前記第1のパターンと前記第2のパターンは、線幅及びピッチが互いに等しく、前記第1の凸部と前記第2の凸部の最表面の高さ位置が互いに等しく、前記第2のパターンから前記硬化性樹脂に形成される第2の転写パターンを、前記被転写基板のアライメントマークとして利用する際の、アライメントに使用する光に含まれる波長をλRとし、前記硬化性樹脂の硬化後の波長λRにおける屈折率をnRとした場合に、前記第2の凹部の深さD2の2倍の数値が、
R=λR/{2(nR−1)}
で表される数値dRの奇数倍の大きさであることを特徴とする、インプリント用モールド
である。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is an imprint for forming a transfer pattern having a concavo-convex shape on a curable resin provided on the reflective film of a transferred substrate having a reflective film on the main surface. Mold for forming a first pattern including a plurality of first protrusions and a plurality of first recesses, a plurality of second protrusions and a plurality of second recesses, and an alignment mark And the first pattern and the second pattern have the same line width and pitch, and the first and second convex portions have the same maximum width and pitch. Included in the light used for alignment when using the second transfer pattern formed on the curable resin from the second pattern at the same height position on the surface as the alignment mark of the transfer substrate the wavelengths and lambda R, wherein When the refractive index at the wavelength λ R after curing of the curable resin is n R , the numerical value twice the depth D 2 of the second concave portion is
d R = λ R / {2 (n R −1)}
The mold for imprinting is characterized in that it has a size that is an odd multiple of the numerical value d R represented by

また、本発明の請求項2に係る発明は、主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に、凹凸形状の転写パターンを形成するパターン形成方法であって、インプリント用モールドとして、請求項1に記載のインプリント用モールドを用い、前記インプリント用モールドを、前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成し、その後、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂から離型する、第1の工程と、前記インプリント用モールドと前記被転写基板との相対位置を変化させる、第2の工程と、前記硬化性樹脂に形成された前記第2の転写パターンをアライメントマークに用いて、前記インプリント用モールドと前記被転写基板との位置を合わせる、第3の工程と、前記第3の工程によって位置合わせされた相対位置で、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成し、その後、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂から離型させる、第4の工程と、を有し、前記第3の工程において、波長λRを含む光をアライメントに使用して、前記第2の転写パターンに照射し、その反射光から前記第2の転写パターンの位置を検出することを特徴とする、パターン形成方法である。 The invention according to claim 2 of the present invention is a pattern forming method for forming a transfer pattern of concavo-convex shape on a curable resin provided on the reflective film of a transferred substrate having a reflective film on the main surface. Using the mold for imprint according to claim 1 as the mold for imprint, bringing the mold for imprint into contact with the curable resin, and using the first pattern of the mold for imprint A first transfer pattern is formed on the curable resin, and a second transfer pattern is formed on the curable resin from a second pattern of the imprint mold, and then the imprint mold is A first step of releasing from a curable resin, a second step of changing the relative position between the imprint mold and the transfer substrate, and the curing A third step of aligning the position of the imprint mold with the transfer target substrate using the second transfer pattern formed on the resin as an alignment mark, and the alignment is performed in the third step The imprint mold is brought into contact with the curable resin at a relative position to form a first transfer pattern from the first pattern of the imprint mold to the curable resin, and for the imprint Forming a second transfer pattern from the second pattern of the mold to the curable resin, and thereafter releasing the mold for imprinting from the curable resin. in a third step, by using the alignment light having a wavelength lambda R, the second irradiating the transfer pattern, the second transfer path from the reflected light And detecting the position of the over emissions, a pattern forming method.

また、本発明の請求項3に係る発明は、前記第1の工程の後に、前記第2の工程から前記第4の工程を繰り返すことを特徴とする、請求項2に記載のパターン形成方法である。   The invention according to claim 3 of the present invention is the pattern forming method according to claim 2, characterized in that the second step to the fourth step are repeated after the first step. is there.

また、本発明の請求項4に係る発明は、前記硬化性樹脂が、紫外線により硬化する紫外線硬化性樹脂であり、前記アライメントに使用する光が、前記紫外線硬化性樹脂を硬化させる紫外線とは波長が異なる光であることを特徴とする、請求項2または請求項3に記載のパターン形成方法である。   In the invention according to claim 4 of the present invention, the curable resin is an ultraviolet curable resin which is cured by ultraviolet light, and the light used for the alignment has a wavelength which is the ultraviolet light which cures the ultraviolet curable resin. It is the pattern formation method of Claim 2 or Claim 3 which is different light.

また、本発明の請求項5に係る発明は、前記アライメントに使用する光の波長が、360nm以上830nm以下の範囲であることを特徴とする、請求項4に記載のパターン形成方法である。   The invention according to claim 5 of the present invention is the pattern forming method according to claim 4, wherein the wavelength of light used for the alignment is in the range of 360 nm to 830 nm.

また、本発明の請求項6に係る発明は、インプリント用モールドとして、請求項1に記載のインプリント用モールドを用い、かつ、被転写基板として、主面にアライメントに使用する光を反射する反射膜が形成された被転写基板を用い、該インプリント用モールドを該被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に接触させて、該硬化性樹脂に凹凸形状の転写パターンを形成するパターン形成装置であって、前記インプリント用モールドを移動させるモールド移動機構と、前記被転写基板を移動させる被転写基板移動機構と、前記硬化性樹脂に形成された第2の転写パターンをアライメントマークに用いて、前記被転写基板の位置を光学的に検出する検出機構と、前記モールド移動機構、前記被転写基板移動機構、及び、前記検出機構を制御する制御機構と、を備え、前記検出機構が、前記波長λRを含む光を前記第2の転写パターンに照射し、その反射光を検出し、前記検出した反射光から、前記制御機構が、前記第2の転写パターンの位置を取得し、前記取得した位置情報に基づいて、前記制御機構が、前記モールド移動機構、及び、前記被転写基板移動機構を操作して、前記インプリント用モールドと前記被転写基板との位置合わせを行うことを特徴とする、パターン形成装置である。 The invention according to claim 6 of the present invention uses the mold for imprinting according to claim 1 as the mold for imprinting, and reflects light used for alignment on the main surface as the substrate to be transferred. Using a substrate to be transferred on which a reflective film is formed, the mold for imprinting is brought into contact with a curable resin provided on the reflective film of the substrate to be transferred, and a transfer pattern of concave and convex shapes on the curable resin A mold moving mechanism for moving the imprint mold, a transferred substrate moving mechanism for moving the transferred substrate, and a second transfer pattern formed on the curable resin. A detection mechanism that optically detects the position of the transfer substrate using the alignment mark, the mold moving mechanism, the transfer substrate moving mechanism, and the detection mechanism And a control for controlling mechanism, wherein the detection mechanism, a light including the wavelength lambda R is irradiated to the second transfer pattern, and detecting the reflected light from the reflected light the detection, the control mechanism Acquiring the position of the second transfer pattern, and based on the acquired position information, the control mechanism operates the mold moving mechanism and the transfer substrate moving mechanism to obtain the imprint mold And the substrate to be transferred.

また、本発明の請求項7に係る発明は、前記制御機構が、前記モールド移動機構、及び、前記被転写基板移動機構を操作して、前記位置合わせした位置で、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成することを特徴とする、請求項6に記載のパターン形成装置である。   Further, in the invention according to claim 7 of the present invention, the control mold may operate the mold moving mechanism and the transferred substrate moving mechanism to position the imprint mold at the aligned position. A first transfer pattern is formed on the curable resin from the first pattern of the imprint mold in contact with the curable resin, and the second pattern of the imprint mold has a second pattern. 7. The pattern forming apparatus according to claim 6, wherein a transfer pattern is formed on the curable resin.

本発明によれば、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、可視光で解像しない線幅の微細パターンであっても高精度に位置合わせして、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成することができる。   According to the present invention, it is possible to precisely align even a fine pattern having a line width which is not resolved by visible light, while making joints and alignment marks invisible on a patterned transfer substrate. The fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold.

本発明に係るモールドの一例について示す図The figure shown about an example of the mold concerning the present invention 本発明に係るモールドのアライメントマークの一例について示す図The figure shown about an example of the alignment mark of the mold concerning the present invention 本発明に係るモールドを用いて被転写基板上の硬化性樹脂に形成されたアライメントマークについて説明する図The figure explaining the alignment mark formed in curable resin on a substrate to be transferred using the mold concerning the present invention 本発明に係るモールドを用いて被転写基板上の硬化性樹脂に形成されたアライメントマークの作用効果について説明する図The figure which demonstrates the effect of the alignment mark formed in curable resin on a to-be-transferred substrate using the mold concerning this invention. 本発明に係るモールドの製造方法の一例について示す概略工程図Schematic process chart showing an example of a method of manufacturing a mold according to the present invention 図5に続く本発明に係るモールドの製造方法の一例について示す概略工程図FIG. 5 is a schematic flowchart showing an example of a method for producing a mold according to the present invention following FIG. 本発明に係るモールドを用いたパターン形成方法の一例について示す図The figure shown about an example of the pattern formation method using the mold concerning the present invention 図7に続く本発明に係るモールドを用いたパターン形成方法の一例について示す図The figure shown about an example of the pattern formation method using the mold concerning the present invention which follows on FIG. 7 本発明に係るモールドを用いたパターン形成方法の他の例について示す図The figure shown about the other example of the pattern formation method using the mold concerning the present invention 図9に続く本発明に係るモールドを用いたパターン形成方法の他の例について示す図The figure shown about the other example of the pattern formation method using the mold based on this invention following FIG. 本発明に係るパターン形成装置の構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of a pattern forming apparatus according to the present invention

以下、本発明に係るインプリント用モールド、該モールドを用いたパターン形成方法、及び、パターン形成装置について、図面を用いて詳しく説明する。   Hereinafter, a mold for imprinting according to the present invention, a pattern forming method using the mold, and a pattern forming apparatus will be described in detail with reference to the drawings.

<インプリント用モールド>
まず、本発明に係るインプリント用モールドについて説明する。
図1は、本発明に係るモールドの一例について示す図である。より詳しくは、図1は、モールド1の構成を説明するための概略平面図を示している。
<Mold for imprint>
First, an imprint mold according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a view showing an example of a mold according to the present invention. More specifically, FIG. 1 shows a schematic plan view for explaining the configuration of the mold 1.

例えば、図1に示すように、モールド1は、第1のパターン2が形成された領域の中に、第2のパターン3が形成された領域を有している。より詳しくは、図1に示すモールド1においては、第1のパターン2が形成された領域の四隅の近傍のそれぞれに、第2のパターン3が形成された領域を4箇所有している。
モールド1において、第1のパターン2及び第2のパターン3は、いずれも、被転写基板の上の硬化性樹脂に転写される凹凸形状の転写パターンである。さらに、第2のパターン3は、アライメントマークとしても利用されるものである。
For example, as shown in FIG. 1, the mold 1 has a region in which the second pattern 3 is formed in the region in which the first pattern 2 is formed. More specifically, the mold 1 shown in FIG. 1 has four regions in which the second pattern 3 is formed in the vicinity of the four corners of the region in which the first pattern 2 is formed.
In the mold 1, each of the first pattern 2 and the second pattern 3 is a transfer pattern of a concavo-convex shape transferred to the curable resin on the transfer substrate. Furthermore, the second pattern 3 is also used as an alignment mark.

一例として、モールド1の外形寸法は、縦65mm、横65mm、厚さ0.25インチ(6.35mm)とし、第2のパターン3の領域を含む第1のパターン2の領域は、モールド1の中央部に20mm×20mmの大きさとすることができる。また、第2のパターン3の領域は、上記の第1のパターン2の領域の四隅近傍に、20μm×20μmの大きさとすることができる。   As an example, the external dimensions of the mold 1 are 65 mm in length, 65 mm in width, and 0.25 inches in thickness (6.35 mm), and the area of the first pattern 2 including the area of the second pattern 3 corresponds to that of the mold 1 The central portion can be 20 mm × 20 mm in size. Further, the area of the second pattern 3 can be made to have a size of 20 μm × 20 μm in the vicinity of the four corners of the area of the first pattern 2 described above.

なお、第2のパターン3の領域の平面形態は、図1に示す正方形に限らず、長方形や十字型等、使用可能な形態であればよい。また、第2のパターン3の領域の配置位置も、図1に示す四隅に限らず、使用可能な位置であればよい。   The planar form of the area of the second pattern 3 is not limited to the square shown in FIG. 1 and may be any form such as a rectangle or a cross. Also, the arrangement position of the area of the second pattern 3 is not limited to the four corners shown in FIG.

図2は、本発明に係るモールドのアライメントマークの一例について示す図であり、(a)は図1に示すモールド1の第2のパターン3が形成された領域及びその近傍領域の概略拡大図であり、(b)は(a)のA−A線断面図である。
なお、図2(a)においては、第2のパターン3が形成された領域を示す破線を、重複により判別しにくくなることを避けるため、第2のパターン3が形成された領域よりもやや大きな領域を囲む位置に記載している。
FIG. 2 is a view showing an example of the alignment mark of the mold according to the present invention, and (a) is a schematic enlarged view of a region where the second pattern 3 of the mold 1 shown in FIG. (B) is a sectional view taken along the line A-A of (a).
In FIG. 2A, the dashed line indicating the area in which the second pattern 3 is formed is slightly larger than the area in which the second pattern 3 is formed in order to avoid the difficulty in determining the overlap due to duplication. It describes in the position which encloses an area.

例えば、図2(b)に示すように、モールド1の第1のパターン2は複数の第1の凸部2Tと複数の第1の凹部2Bから構成されており、第2のパターン3は複数の第2の凸部3Tと複数の第2の凹部3Bから構成されている。
なお、図2においては、煩雑となるのを避けるため、第1のパターン2を構成する第1の凸部2Tや、第2のパターン3を構成する第2の凸部3Tの本数が、2〜3本程度の例を示しているが、実際には、第1のパターン2、第2のパターン3のいずれも、より多い本数の凸部から構成されるものである。
For example, as shown in FIG. 2 (b), the first pattern 2 of the mold 1 is composed of a plurality of first projections 2T and a plurality of first recesses 2B, and a plurality of second patterns 3 are provided. And a plurality of second recesses 3B.
In FIG. 2, in order to avoid complication, the number of the first convex portions 2T constituting the first pattern 2 and the second convex portions 3T constituting the second pattern 3 is two. Although an example of about three is shown, in actuality, both the first pattern 2 and the second pattern 3 are composed of a larger number of convex portions.

図2(a)に示すように、第1のパターン2と第2のパターン3は、線幅(W)及びピッチ(P)が互いに等しいラインアンドスペースパターンである。
より詳しくは、第1のパターン2を構成する第1の凸部2Tと第2のパターン3を構成する第2の凸部3Tは、線幅(W)及びピッチ(P)が互いに等しく、平面視において、第2のパターン3は、第1のパターン2と連続するラインアンドスペースパターンを構成している。
言い換えれば、第1のパターン2の一部の領域が、第2のパターン3になっている。
なお、上記の「線幅及びピッチ(P)が互いに等しい」とは、モールド1に要求される精度において「等しい」ものとして扱われる範囲を含むものである。
As shown in FIG. 2A, the first pattern 2 and the second pattern 3 are line-and-space patterns in which the line width (W) and the pitch (P) are equal to each other.
More specifically, the first convex portion 2T constituting the first pattern 2 and the second convex portion 3T constituting the second pattern 3 have the same line width (W) and pitch (P), and are flat As viewed, the second pattern 3 constitutes a line-and-space pattern that is continuous with the first pattern 2.
In other words, a partial region of the first pattern 2 is the second pattern 3.
Note that the above “line width and pitch (P) are equal to each other” includes a range that is treated as “equal” in the accuracy required for the mold 1.

また、図2(b)に示すように、第1の凸部2Tと第2の凸部3Tの最表面の高さ位置は互いに等しい。なお、この「高さ位置は互いに等しい」とは、モールド1に要求される精度において「等しい」ものとして扱われる高さ範囲を含むものである。
しかしながら、第1の凹部2Bの深さ(D1)と第2の凹部3Bの深さ(D2)は異なっている。すなわち、第1のパターン2と第2のパターン3の違いは、その深さが異なっている点であると言える。
本発明においては、この第2の凹部3Bの深さD2を、特定の大きさとすることにより、モールド1を用いて被転写基板上の硬化性樹脂に形成されたアライメントマークが、可視光で解像しない線幅の微細パターンから構成されるものであっても、高精度に位置合わせすることを可能にしている。
Further, as shown in FIG. 2B, the height positions of the outermost surfaces of the first convex portion 2T and the second convex portion 3T are equal to each other. Here, “the height positions are equal to each other” includes a height range which is treated as “equal” in the accuracy required for the mold 1.
However, the depth of the first recess 2B (D 1) and the depth of the second recess 3B (D 2) are different. That is, it can be said that the difference between the first pattern 2 and the second pattern 3 is that the depth is different.
In the present invention, by setting the depth D2 of the second concave portion 3B to a specific size, the alignment mark formed on the curable resin on the transfer substrate using the mold 1 is resolved by visible light. Even if it is comprised from the fine pattern of the line | wire width which does not image, it is possible to align with high precision.

図3は、本発明に係るモールドを用いて被転写基板の上(より詳しくは、主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上)の硬化性樹脂に形成されたアライメントマークについて説明する図である。
ここで、図3(a)は、モールド1の凹凸パターンと被転写基板50の上の硬化性樹脂60に形成された凹凸パターンとの関係を、より解りやすく示すための図であり、図3(b)は、被転写基板50の上の硬化性樹脂60に形成された凹凸パターンの構成を説明するための図である。
FIG. 3 is an alignment mark formed on a curable resin on a transferred substrate (more specifically, on the reflective film of the transferred substrate having a reflective film on the main surface) using the mold according to the present invention It is a figure explaining.
Here, FIG. 3A is a diagram for better understanding the relationship between the concavo-convex pattern of the mold 1 and the concavo-convex pattern formed on the curable resin 60 on the transfer substrate 50, and FIG. (B) is a figure for demonstrating the structure of the uneven | corrugated pattern formed in the curable resin 60 on the to-be-transferred substrate 50. FIG.

図3(a)、(b)に示すように、モールド1を用いたパターン形成により、被転写基板50の上の硬化性樹脂60には、モールド1の第1のパターン2の凹凸形状(より詳しくは、凹凸反転形状)が転写された第1の転写パターン61と、モールド1の第2のパターン3の凹凸形状(より詳しくは、凹凸反転形状)が転写された第2の転写パターン62が形成される。この第2の転写パターン62は、被転写基板のアライメントマークとしても利用されるものである。
そして、図3(b)に示すように、第1の転写パターン凸部61Tの最表面の高さ位置と、第2の転写パターン凸部62Tの最表面の高さ位置との差は、|D1−D2|となる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, by forming a pattern using the mold 1, the curable resin 60 on the transferred substrate 50 has the concavo-convex shape of the first pattern 2 of the mold 1 (more Specifically, the first transfer pattern 61 to which the concavo-convex reversal shape is transferred and the second transfer pattern 62 to which the concavo-convex shape of the second pattern 3 of the mold 1 (more specifically, the concavo-convex reversal shape) is transferred It is formed. The second transfer pattern 62 is also used as an alignment mark of the transfer substrate.
Then, as shown in FIG. 3B, the difference between the height position of the outermost surface of the first transfer pattern convex portion 61T and the height position of the outermost surface of the second transfer pattern convex portion 62T is | D 1 -D 2 | become.

なお、被転写基板50は、基板51の主面に反射膜52が形成された構成を有するものである。この反射膜52は、アライメント光を反射する膜として作用するものである。さらに、反射膜52は、後述するパターン形成方法において、エッチングマスクとして作用するものであってもよい。   The transfer substrate 50 has a configuration in which the reflective film 52 is formed on the main surface of the substrate 51. The reflective film 52 acts as a film that reflects alignment light. Furthermore, the reflective film 52 may function as an etching mask in a pattern formation method described later.

ここで、図3においては、基板51に接するように反射膜52が設けられており、さらに、反射膜52に接するように硬化性樹脂60が設けられている構成例を示しているが、本発明は、この構成例に限定されるものではない。
例えば、基板51と反射膜52の間には、別の層が設けられていてもよく、また、反射膜52と硬化性樹脂60の間には、別の層が設けられていてもよい。
Here, FIG. 3 shows a configuration example in which the reflective film 52 is provided in contact with the substrate 51, and the curable resin 60 is provided in contact with the reflective film 52. The invention is not limited to this configuration example.
For example, another layer may be provided between the substrate 51 and the reflective film 52, and another layer may be provided between the reflective film 52 and the curable resin 60.

本発明において、「被転写基板の上(より詳しくは、主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上)」との記載における「上」とは、被転写基板に対して、反射膜が設けられた側を表現するものである。   In the present invention, “upper” in the description “on the substrate to be transferred (more specifically, on the reflection film on the substrate to be transferred having the reflection film on the main surface)” means the substrate to be transferred: It represents the side on which the reflective film is provided.

図4は、本発明に係るモールドを用いて被転写基板の上(より詳しくは、主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上)の硬化性樹脂に形成されたアライメントマークの作用効果について説明する図である。ここで、図4(a)はアライメント光の光路差について示す図であり、図4(b)は検出されるアライメント光(反射光)の強度について示す図である。   FIG. 4 is an alignment mark formed on a curable resin on a substrate to be transferred (more specifically, on the reflective film of the substrate to be transferred having a reflective film on the main surface) using the mold according to the present invention It is a figure explaining an effect. Here, FIG. 4A is a view showing an optical path difference of alignment light, and FIG. 4B is a view showing an intensity of alignment light (reflected light) to be detected.

図4(a)に示すように、第2の転写パターン62の凹部(すなわち、図3(b)に示す、第2の転写パターン凹部62B)に入射し、反射膜52で反射するアライメント光71と、第2の転写パターン62の凸部(すなわち、図3(b)に示す、第2の転写パターン凸部62T)に入射し、反射膜52で反射するアライメント光72の光路差(経路差に媒質の屈折率を掛けたもの)は、アライメント光71、72の波長をλRとし、硬化性樹脂60の硬化後の波長λRにおける屈折率をnRとし、モールド1の周囲の大気の屈折率をnAとした場合に、
R×2×D2−nA×2×D2
となる。
なお、通常、nAの数値は1とすることができるため、上式は、
2×D2×(nR−1)
と表せる。
As shown in FIG. 4A, alignment light 71 incident on the concave portion of the second transfer pattern 62 (that is, the second transfer pattern concave portion 62B shown in FIG. 3B) is reflected by the reflection film 52. And the optical path difference (path difference) of the alignment light 72 that is incident on the convex portion of the second transfer pattern 62 (that is, the second transfer pattern convex portion 62T shown in FIG. 3B) and is reflected by the reflection film 52 a multiplied by the refractive index of the medium), the wavelength of the alignment light 71 and 72 as a lambda R, a refractive index at a wavelength lambda R after curing of the curable resin 60 and n R, around the mold 1 of the atmosphere When the refractive index is n A
n R x 2 x D 2- n A x 2 x D 2
It becomes.
In addition, since the numerical value of n A can usually be set to 1, the above equation is
2 × D 2 × (n R −1)
It can be expressed.

それゆえ、アライメント光71、72の波長をλRとし、硬化性樹脂60の硬化後の波長λRにおける屈折率をnRとした場合に、上記のD2の2倍の数値を、
R=λR/{2(nR−1)}
で表される数値dRの奇数倍の大きさとなるように設計することにより、アライメント光71の反射光とアライメント光72の反射光の関係を、互いに位相が反転した関係とすることができる。これにより、アライメント光71の反射光とアライメント光72の反射光は、互いに打ち消し合うように作用する。
Therefore, when the wavelength of the alignment light 71 and 72 is λ R and the refractive index at the wavelength λ R after curing of the curable resin 60 is n R , the above-mentioned numerical value twice D 2 is
d R = λ R / {2 (n R −1)}
By designing so that the value is an odd multiple of the numerical value d R represented by, the relationship between the reflected light of the alignment light 71 and the reflected light of the alignment light 72 can be made to be a relationship in which the phases are inverted from each other. Thus, the reflected light of the alignment light 71 and the reflected light of the alignment light 72 act to cancel each other.

それゆえ、図4(b)に示すように、第1の転写パターン61が形成された領域におけるアライメント光の反射光の強度に比べて、第2の転写パターン62が形成された領域におけるアライメント光の反射光の強度を、小さくすることができる。   Therefore, as shown in FIG. 4B, the alignment light in the area in which the second transfer pattern 62 is formed as compared to the intensity of the reflected light of the alignment light in the area in which the first transfer pattern 61 is formed. The intensity of the reflected light can be reduced.

したがって、図4(b)に示すように、アライメント光(より詳しくは、アライメント光の反射光)の強度分布を検出することにより、距離LRを得ることができ、このLRの中心位置から被転写基板50のアライメントマークの中心位置(より詳しくは、被転写基板50の上に形成された硬化性樹脂60の第2の転写パターン62の中心位置)を精度良く得ることができる。
そして、アライメントマークの中心位置を精度良く得ることで、被転写基板50の位置情報を精度良く得ることができ、この被転写基板50の位置情報からモールド1と被転写基板50を高精度に位置合わせすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, by detecting the intensity distribution of the alignment light (more specifically, the reflected light of the alignment light), the distance LR can be obtained. The center position of the alignment mark of the substrate 50 (more specifically, the center position of the second transfer pattern 62 of the curable resin 60 formed on the transfer target substrate 50) can be obtained with high accuracy.
Then, by obtaining the center position of the alignment mark with high accuracy, it is possible to obtain the position information of the transfer substrate 50 with high accuracy. From the position information of the transfer substrate 50, the mold 1 and the transfer substrate 50 are accurately positioned. It can be fitted.

ここで、図4(b)に示す例においては、検出されたアライメント光(より詳しくは、アライメント光の反射光)の強度分布を示す波形において、光の強度の最大値[Max]と光の強度の最小値[Min]との中間値[Med=(Max+Min)/2]となる2点(P1、P2)間の距離をLRと定めている。   Here, in the example shown in FIG. 4B, in the waveform showing the intensity distribution of the detected alignment light (more specifically, the reflected light of the alignment light), the maximum value [Max] of the light intensity and the light The distance between two points (P1, P2) which is an intermediate value [Med = (Max + Min) / 2] with the minimum value [Min] of intensity is defined as LR.

なお、上記はLRの定め方の一例を示したものであり、本発明は、この例に限定されるものではない。本発明においては、検出されたアライメント光(より詳しくは、アライメント光の反射光)の強度分布から、再現性良くアライメントマークの中心位置を取得できる手法であれば、用いることができる。   The above shows an example of how to determine the LR, and the present invention is not limited to this example. In the present invention, any method that can acquire the center position of the alignment mark with good reproducibility from the intensity distribution of the detected alignment light (more specifically, the reflected light of the alignment light) can be used.

例えば、検出されたアライメント光(より詳しくは、アライメント光の反射光)の強度分布を示す波形(例えば、図4(b))を微分回路で処理し、図4(c)に示すような微分波形を得て、その2つの頂点間の距離をLRと定めてもよい。
その他、従前の寸法測定機に用いられているような、反射信号の波形から寸法を取得する手法も適宜用いることができる。
For example, a waveform (for example, FIG. 4B) indicating the intensity distribution of the detected alignment light (more specifically, the reflected light of the alignment light) is processed by a differentiation circuit, and the differentiation as shown in FIG. A waveform may be obtained and the distance between the two vertices may be defined as LR.
In addition, the method of acquiring a dimension from the waveform of a reflected signal which is used for the former dimension measuring machine can also be used suitably.

上記のように、本発明に係るインプリント用モールドを用いることで、被転写基板の位置情報を精度良く得ることができ、この被転写基板の位置情報からモールドと被転写基板を高精度に位置合わせすることができる。
それゆえ、本発明に係るインプリント用モールドを用いることで、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、可視光で解像しない線幅の微細パターンであっても高精度に位置合わせして、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成することができる。
As described above, by using the imprint mold according to the present invention, positional information of the transfer substrate can be obtained with high accuracy, and the mold and the transfer substrate can be accurately positioned based on the positional information of the transfer substrate. It can be fitted.
Therefore, by using the mold for imprinting according to the present invention, a fine pattern having a line width which is not resolved by visible light while making joints and alignment marks invisible on a pattern-formed transferred substrate. Even if there is, the fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold, with high precision alignment.

さらに、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に微細パターンを連続的に形成できるため、被転写基板の面積に対してモールドの面積は小さなサイズでよく、該モールドを製造する設備や該モールドを使用する設備等に大きな設備を必要とせず、省スペース化や設備投資額の低減が見込めるという経済的な効果をも有する。   Furthermore, since the fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold, the area of the mold may be small relative to the area of the substrate to be transferred, equipment for manufacturing the mold, or the like There is also an economic effect that space saving and a reduction in the amount of capital investment can be expected without requiring large equipment for equipment etc. using molds.

また、本発明においては、反射光を利用するため、透過光を利用する場合に比べて、光路差を形成する長さを1/2にできる。より詳しくは、透過光を利用する場合に比べて、上記のD2の数値を1/2に縮小することができる。
これは、モールド1に微細なパターン(第1のパターン2及び第2のパターン3)を形成することを、より容易にする効果がある。また、モールド1を用いて硬化性樹脂60にパターン(第1の転写パターン61及び第2の転写パターン62)を形成する際にも、幅に比べて高さの高い樹脂パターンが離型に際してちぎれてしまうような不具合を、より防止する効果がある。
Further, in the present invention, since the reflected light is used, the length for forming the optical path difference can be halved as compared to the case where the transmitted light is used. More specifically, the value of D 2 can be reduced to 1⁄2 as compared to the case of using transmitted light.
This has the effect of making it easier to form fine patterns (the first pattern 2 and the second pattern 3) in the mold 1. Further, also when forming a pattern (the first transfer pattern 61 and the second transfer pattern 62) on the curable resin 60 using the mold 1, the resin pattern having a height higher than the width is torn off at the time of release. It is more effective to prevent such problems.

以下、各材料について説明する。   Each material will be described below.

(モールド1を構成する材料)
モールド1を構成する材料は、光インプリント法に用いることが可能なものであって、インプリント時における露光光を透過できるものである。
この露光光には、一般に、波長200nm〜400nmの範囲、特に300nm〜380nmの範囲、さらに典型的には365nm(いわゆるi線)の紫外線が用いられる。
(Material that constitutes mold 1)
The material which comprises the mold 1 can be used for an optical imprint method, and can transmit the exposure light at the time of imprint.
In general, ultraviolet light having a wavelength of 200 nm to 400 nm, particularly 300 nm to 380 nm, and more typically 365 nm (so-called i-line) is used as the exposure light.

モールド1を構成する材料としては、光インプリント法に適用可能なものであれば用いることができ、例えば、合成石英、ガラス、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)、及びアクリルガラス等の透明材料や、これら透明材料の積層構造物を挙げることができる。特に、合成石英は、剛性が高く、熱膨張係数が低く、かつ一般に使用される波長である300nm〜380nmの範囲での透過率が良いため、モールド1に用いる材料として適している。 Any material that can be applied to the light imprinting method can be used as a material for forming the mold 1, and for example, synthetic quartz, glass, calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), and Examples thereof include transparent materials such as acrylic glass, and laminated structures of these transparent materials. In particular, synthetic quartz is suitable as a material for the mold 1 because it has high rigidity, a low thermal expansion coefficient, and good transmittance in the range of 300 nm to 380 nm, which is a commonly used wavelength.

(基板51を構成する材料)
基板51を偏光子等の光学部材に用いる場合、基板51を構成する材料としては、例えば、合成石英、ガラス、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)、及びアクリルガラス等の透明材料や、これら透明材料の積層構造物を挙げることができる。基板51は樹脂から構成されていても良い。
また、他の用途に用いる場合、基板51は可視光に対して不透明なものであっても良い。例えば、基板51は、シリコン(Si)や各種金属を含む材料から構成されていても良い。
(Material of substrate 51)
When the substrate 51 is used for an optical member such as a polarizer, examples of the material constituting the substrate 51 include synthetic quartz, glass, calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), and acrylic glass. Transparent materials and laminated structures of these transparent materials can be mentioned. The substrate 51 may be made of resin.
In addition, when used for other applications, the substrate 51 may be opaque to visible light. For example, the substrate 51 may be made of a material containing silicon (Si) or various metals.

(反射膜52を構成する材料)
反射膜52を構成する材料としては、アライメント光71、72を反射する膜として作用するものであれば用いることができる。
ここで、アライメント光71、72には、硬化性樹脂60を硬化させないように、露光光とは異なる波長の光を用いることが好ましい。アライメント光71、72には、例えば、波長400nm以上830nm以下の範囲(特に633nm近傍)の可視光を用いることができる。他に、水銀ランプのe線(546nm)やナトリウムD線(589nm)を用いることができる。
また、反射膜52は、後述するパターン形成方法において、エッチングマスクとして作用するものであっても良い。
(Material of the reflective film 52)
As a material for forming the reflective film 52, any material can be used as long as it acts as a film that reflects the alignment lights 71 and 72.
Here, it is preferable to use, as the alignment lights 71 and 72, light of a wavelength different from the exposure light so as not to cure the curable resin 60. For the alignment lights 71 and 72, for example, visible light having a wavelength of 400 nm or more and 830 nm or less (in particular, around 633 nm) can be used. Alternatively, mercury lamp e-line (546 nm) or sodium D-line (589 nm) can be used.
In addition, the reflective film 52 may function as an etching mask in a pattern formation method described later.

反射膜52を構成する材料としては、例えば、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、ルテニウム(Ru)等を含む材料を挙げることができる。反射膜52は単層構造であっても良く、複数の材料からなる積層構造であっても良い。
ここで、反射膜52は、その膜厚が薄すぎると反射の効果が小さくなってしまう。一方、その膜厚が厚すぎると、後のエッチング加工等に際し、微細な加工に適さなくなってしまう。
反射膜52を構成する材料として、クロム(Cr)を用いる場合、その膜厚は、例えば、10nm〜100nmの範囲とすることができる。
As a material which comprises the reflection film 52, the material containing chromium (Cr), a tantalum (Ta), ruthenium (Ru) etc. can be mentioned, for example. The reflective film 52 may have a single layer structure or a multilayer structure made of a plurality of materials.
Here, if the film thickness of the reflective film 52 is too thin, the effect of reflection is reduced. On the other hand, if the film thickness is too thick, it will not be suitable for fine processing in the later etching processing and the like.
When chromium (Cr) is used as the material forming the reflective film 52, its film thickness can be, for example, in the range of 10 nm to 100 nm.

(硬化性樹脂60)
硬化性樹脂60としては、光インプリント法に適用可能な光硬化性の樹脂であれば用いることができ、紫外線により硬化する紫外線硬化性樹脂を好適に用いることができる。
例えば、PAK−01(東洋合成工業社製)、NIP−K(Zen Photonics製)、およびTSR−820(帝人製機製)等を挙げることができる。
上記のような硬化性樹脂60の、波長400nm以上830nm以下の範囲の光における屈折率は、一般的には1.5〜1.7程度である。
(Curable resin 60)
As the curable resin 60, any photocurable resin applicable to the photo-imprinting method can be used, and an ultraviolet curable resin cured by ultraviolet light can be suitably used.
For example, PAK-01 (made by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.), NIP-K (made by Zen Photonics), TSR-820 (made by Teijin Instruments Co., Ltd.) etc. can be mentioned.
The refractive index of the curable resin 60 as described above for light in the wavelength range of 400 nm to 830 nm is generally about 1.5 to 1.7.

<インプリント用モールドの製造方法>
次に、本発明に係るインプリント用モールドの製造方法について説明する。
図5、6は、本発明に係るモールドの製造方法の一例について示す概略工程図である。
図5、6に示す製造方法により上記のモールド1を製造するには、まず、基材11を準備し、その主面上にハードマスク層12を形成する(図5(a))。
<Method of manufacturing mold for imprint>
Next, a method of manufacturing an imprinting mold according to the present invention will be described.
5 and 6 are schematic process drawings showing an example of the method for producing a mold according to the present invention.
In order to manufacture the mold 1 according to the manufacturing method shown in FIGS. 5 and 6, first, the base material 11 is prepared, and the hard mask layer 12 is formed on the main surface (FIG. 5A).

基材11は、モールド1と同じ材料から構成され、光インプリント法に用いることが可能なものであって、インプリント時における露光光を透過できるものである。例えば、合成石英は、基材11に用いる材料として適している。   The substrate 11 is made of the same material as that of the mold 1 and can be used for the light imprinting method, and can transmit exposure light at the time of imprinting. For example, synthetic quartz is suitable as a material used for the substrate 11.

ハードマスク層12は、後の工程で所定のパターン状に加工され、モールド1の第1のパターン2及び第2のパターン3を形成する際に、エッチングマスクとして作用するものである。ハードマスク層12を構成する材料は、上記のエッチングマスクとして作用することができるものである。ハードマスク層12としては、例えば、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)等を含む金属膜や、その酸化膜、窒化膜等を挙げることができる。   The hard mask layer 12 is processed into a predetermined pattern in a later step, and acts as an etching mask when the first pattern 2 and the second pattern 3 of the mold 1 are formed. The material constituting the hard mask layer 12 can function as the above-mentioned etching mask. Examples of the hard mask layer 12 include metal films containing chromium (Cr), molybdenum (Mo), and the like, and oxide films and nitride films thereof.

次に、ハードマスク層12の上に第1の樹脂パターン13を形成する(図5(b))。
この第1の樹脂パターン13は、モールド1の第1のパターン2及び第2のパターン3を形成するためのもの(より詳しくは、ハードマスクパターン12Pを形成するためのもの)であって、例えば、電子線レジストを塗布し、電子線描画、現像して形成することができる。また、ナノインプリント法を用いて硬化性樹脂を所定の形状に加工することで形成しても良い。
Next, a first resin pattern 13 is formed on the hard mask layer 12 (FIG. 5 (b)).
The first resin pattern 13 is for forming the first pattern 2 and the second pattern 3 of the mold 1 (more specifically, for forming the hard mask pattern 12P). It can be formed by coating an electron beam resist, drawing an electron beam, and developing. Alternatively, the curable resin may be formed into a predetermined shape by using a nanoimprint method.

次に、第1の樹脂パターン13から露出するハードマスク層12をエッチングして、ハードマスクパターン12Pを形成する(図5(c))。例えば、ハードマスク層12にクロム(Cr)を含む金属膜を用いた場合、このエッチングには、酸素と塩素の混合ガスによるドライエッチングを用いることができる。   Next, the hard mask layer 12 exposed from the first resin pattern 13 is etched to form a hard mask pattern 12P (FIG. 5C). For example, when a metal film containing chromium (Cr) is used for the hard mask layer 12, dry etching using a mixed gas of oxygen and chlorine can be used for this etching.

次に、第1の樹脂パターン13及びハードマスクパターン12Pから露出する基材11を所定の深さ(D2)でエッチングし(図5(d))、次いで、第1の樹脂パターン13を除去する(図6(e))。
この所定の深さ(D2)は、モールド1の第2のパターン3の第2の凹部3Bの深さD2に相当するものである。基材11が合成石英から構成される場合、このエッチングには、フッ素系ガスによるドライエッチングを用いることができる。また、第1の樹脂パターン13の除去には、例えば、酸素ガスによるアッシングを用いることができる。
Next, the base 11 exposed from the first resin pattern 13 and the hard mask pattern 12P is etched to a predetermined depth (D 2 ) (FIG. 5 (d)), and then the first resin pattern 13 is removed (FIG. 6 (e)).
The predetermined depth (D 2 ) corresponds to the depth D 2 of the second recess 3 B of the second pattern 3 of the mold 1. When the substrate 11 is made of synthetic quartz, dry etching using a fluorine-based gas can be used for this etching. In addition, for example, ashing with oxygen gas can be used to remove the first resin pattern 13.

なお、図5、6に示す例においては、第1の樹脂パターン13を残した状態で基材11をエッチングし(図5(d))、その後、第1の樹脂パターン13を除去しているが(図6(e))、本発明においては、これに限定されず、先に第1の樹脂パターン13を除去し、その後、ハードマスクパターン12Pをエッチングマスクに用いて、ハードマスクパターン12Pから露出する基材11を所定の深さ(D2)でエッチングしてもよい。 In the example shown in FIGS. 5 and 6, the base material 11 is etched while leaving the first resin pattern 13 (FIG. 5 (d)), and then the first resin pattern 13 is removed. However, in the present invention, the present invention is not limited thereto, and the first resin pattern 13 is first removed, and then the hard mask pattern 12P is used as an etching mask to form the hard mask pattern 12P. The exposed substrate 11 may be etched to a predetermined depth (D 2 ).

次に、第2の樹脂パターン14を所定の領域に形成する(図6(f))。
この所定の領域は、モールド1の第2のパターン3が形成される領域に相当するものである。第2の樹脂パターン14は、例えば、電子線レジストを塗布し、電子線描画、現像することで形成することができる。
Next, the second resin pattern 14 is formed in a predetermined region (FIG. 6 (f)).
The predetermined area corresponds to an area where the second pattern 3 of the mold 1 is formed. The second resin pattern 14 can be formed, for example, by applying an electron beam resist, drawing an electron beam, and developing.

次に、第2の樹脂パターン14及びハードマスクパターン12Pから露出する基材11を所定の深さ(D1−D2)でエッチングする(図6(g))。
この所定の深さのD1は、モールド1の第1のパターン2の第1の凹部2Bの深さD1に相当するものである。基材11が合成石英から構成される場合、このエッチングには、フッ素系ガスによるドライエッチングを用いることができる。
Next, the base 11 exposed from the second resin pattern 14 and the hard mask pattern 12P is etched to a predetermined depth (D 1 -D 2 ) (FIG. 6 (g)).
D 1 of the this predetermined depth is equivalent to the depth D 1 of the first of the first recess 2B of the pattern 2 of the mold 1. When the substrate 11 is made of synthetic quartz, dry etching using a fluorine-based gas can be used for this etching.

その後、第2の樹脂パターン14及びハードマスクパターン12Pを除去して、第1のパターン2及び第2のパターン3を有するモールド1を得る(図6(h))。
第2の樹脂パターン14の除去には、例えば、酸素ガスによるアッシングを用いることができる。また、ハードマスクパターン12Pにクロム(Cr)を含む金属膜を用いた場合、この除去には、酸素と塩素の混合ガスによるドライエッチングを用いることができる。
Thereafter, the second resin pattern 14 and the hard mask pattern 12P are removed to obtain a mold 1 having the first pattern 2 and the second pattern 3 (FIG. 6 (h)).
For removing the second resin pattern 14, for example, ashing with oxygen gas can be used. When a metal film containing chromium (Cr) is used for the hard mask pattern 12P, dry etching using a mixed gas of oxygen and chlorine can be used for the removal.

<パターン形成方法>
次に、本発明に係るインプリント用モールドを用いたパターン形成方法、特に、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成する方法について説明する。
<Pattern formation method>
Next, a method of forming a pattern using an imprint mold according to the present invention, in particular, a method of continuously forming a fine pattern in an area larger than the area of the pattern formed on the mold will be described.

図7、8は、本発明に係るモールドを用いたパターン形成方法の一例について示す図である。
本方法により、モールド1に形成された凹凸形状の転写パターン(第1のパターン2及び第2のパターン3)を、大面積の被転写基板50の上(より詳しくは、被転写基板50の主面に形成された反射膜52の上)の硬化性樹脂60に連続的に転写形成するには、まず、従来のナノインプリント法と同様にして、第1の(最初の)インプリントを行う。
7 and 8 are views showing an example of a pattern forming method using a mold according to the present invention.
The concavo-convex transfer pattern (the first pattern 2 and the second pattern 3) formed on the mold 1 by this method is formed on the large-area transfer substrate 50 (more specifically, the main pattern of the transfer substrate 50). In order to continuously transfer and form the curable resin 60 on the reflective film 52 formed on the surface), first (first) imprinting is performed in the same manner as in the conventional nanoimprinting method.

より具体的には、図7(a)に示すように、モールド1のパターンが形成された面と被転写基板50の上の硬化性樹脂60を対向配置して、互いを接触させ、この状態で、モールド1と接触している硬化性樹脂60を硬化させ、モールド1が有する第1のパターン2から第1の転写パターン61を硬化性樹脂60に形成すると共に、モールド1が有する第2のパターン3から第2の転写パターン62を硬化性樹脂60に形成し、その後、モールド1を被転写基板50上の硬化性樹脂60から離型する(第1の工程)。   More specifically, as shown in FIG. 7A, the surface of the mold 1 on which the pattern is formed and the curable resin 60 on the transfer substrate 50 are disposed opposite to each other, and are brought into contact with each other, as shown in FIG. And harden the curable resin 60 in contact with the mold 1 to form the first transfer pattern 61 from the first pattern 2 of the mold 1 to the curable resin 60 and the second pattern of the mold 1. The pattern 3 to the second transfer pattern 62 are formed on the curable resin 60, and then the mold 1 is released from the curable resin 60 on the transfer substrate 50 (first step).

硬化性樹脂60を硬化させる方法としては、硬化性樹脂60に紫外線硬化性樹脂を用い、モールド1の裏面(パターンが形成されていない面)側から、パターンを形成する領域に紫外線を照射する方法を挙げることができる。   As a method of curing the curable resin 60, a method of using an ultraviolet curable resin as the curable resin 60 and irradiating the region where the pattern is to be formed with ultraviolet light from the back surface side of the mold 1 (the surface on which the pattern is not formed) Can be mentioned.

この第1の(最初の)インプリントにおいては、そもそも繋ぎ目は生じないため、原則、高精度なアライメントは不要である。それゆえ、例えば、被転写基板50の外形を基準としたアライメント程度で良い。   In the first (first) imprint, since no seam occurs in the first place, in principle, high-precision alignment is not necessary. Therefore, for example, the degree of alignment may be based on the outer shape of the transfer substrate 50.

次に、図7(b)に示すように、モールド1と被転写基板50との相対位置を変化させ(第2の工程)、先のインプリント(第1のインプリント)により被転写基板50の上の硬化性樹脂60に形成された第2の転写パターン62を用いたアライメントにより、モールド1と被転写基板50との位置を合わせる(第3の工程)。   Next, as shown in FIG. 7B, the relative position between the mold 1 and the transfer substrate 50 is changed (second step), and the transfer substrate 50 is formed by the previous imprint (first imprint). The position of the mold 1 and the transferred substrate 50 are aligned by alignment using the second transfer pattern 62 formed on the upper curable resin 60 (third step).

このアライメント工程(第3の工程)において、被転写基板50側の位置については、図4を用いて説明したように、波長λRを含む光をアライメントに使用して、第2の転写パターン62の位置を検出することで、被転写基板50の位置情報(より詳しくは、被転写基板50の上に形成された硬化性樹脂60の位置情報)を得ることができる。 In the alignment step (third step), for the location of the transfer substrate 50 side, as described with reference to FIG. 4, using the alignment light having a wavelength lambda R, the second transfer pattern 62 The position information of the transfer target substrate 50 (more specifically, the position information of the curable resin 60 formed on the transfer target substrate 50) can be obtained by detecting the position of.

一方、モールド1側の位置については、別途取得したモールド1の位置情報を利用すれば良い。
被転写基板50の上に形成された硬化性樹脂60の位置情報(第2の転写パターン62等の位置情報)は、上記の第1の(最初の)インプリントを行うまでは、正確な位置情報を得ることは出来ないが、モールド1側の位置については、このような制約はなく、例えば、このパターン形成方法に用いるパターン形成装置にモールド1を装着した際に、パターン形成装置におけるモールド1の相対位置を把握できていれば良い。
On the other hand, the position information of the mold 1 obtained separately may be used for the position on the mold 1 side.
The position information (position information of the second transfer pattern 62 etc.) of the curable resin 60 formed on the transfer substrate 50 is an accurate position until the first (first) imprint described above is performed. Although no information can be obtained, there is no such limitation on the position on the mold 1 side. For example, when the mold 1 is attached to the pattern forming apparatus used in this pattern forming method, the mold 1 in the pattern forming apparatus It is sufficient if the relative position of can be grasped.

例えば、このパターン形成方法に用いるパターン形成装置にモールド1を装着した際に、モールド1の第2のパターン3の位置を検出することで、パターン形成装置におけるモールド1の相対位置を把握する方法を採用しても良い。
また、別途、モールド1に設けたマーク等を用いてパターン形成装置におけるモールド1の相対位置を把握する方法を採用しても良い。
For example, when the mold 1 is attached to the pattern forming apparatus used in this pattern forming method, a method of grasping the relative position of the mold 1 in the pattern forming apparatus by detecting the position of the second pattern 3 of the mold 1 is disclosed. It may be adopted.
Alternatively, a method of grasping the relative position of the mold 1 in the pattern forming apparatus using marks or the like separately provided on the mold 1 may be adopted.

次に、上記の位置合わせされた相対位置で、従来のナノインプリント法と同様にして、第2のインプリントを行う。
より具体的には、図7(c)に示すように、上記の位置合わせされた相対位置で、モールド1のパターンが形成された面を被転写基板50の上の硬化性樹脂60に接触させ、この状態で、モールド1と接触している硬化性樹脂60を硬化させ、モールド1が有する第1のパターン2から第1の転写パターン61を硬化性樹脂60に形成すると共に、モールド1が有する第2のパターン3から第2の転写パターン62を硬化性樹脂60に形成し、その後、モールド1を被転写基板50上の硬化性樹脂60から離型する(第4の工程)。
Next, a second imprint is performed at the aligned relative positions described above, as in the conventional nanoimprint method.
More specifically, as shown in FIG. 7C, the surface on which the pattern of the mold 1 is formed is brought into contact with the curable resin 60 on the transfer substrate 50 at the above-mentioned aligned relative position. In this state, the curable resin 60 in contact with the mold 1 is cured to form the first transfer pattern 61 from the first pattern 2 of the mold 1 to the curable resin 60 and the mold 1 has The second pattern 3 to the second transfer pattern 62 are formed on the curable resin 60, and then the mold 1 is released from the curable resin 60 on the transfer substrate 50 (fourth step).

この第2のインプリントにおいて形成された転写パターンと、第1の(最初の)インプリントで形成した転写パターンとの間には、原則、繋ぎ目が存在することになるが、上記のようなアライメントにより、モールド1と被転写基板50(より詳しくは、被転写基板50の上に形成された硬化性樹脂60)を高精度に位置合わせできるため、この繋ぎ目は目視で見えないようにすることができる。   Between the transfer pattern formed in the second imprint and the transfer pattern formed in the first (first) imprint, in principle, a seam will be present, as described above Since alignment enables the mold 1 and the transfer substrate 50 (more specifically, the curable resin 60 formed on the transfer substrate 50) to be aligned with high accuracy, the seam is not visible visually be able to.

次に、図7(d)に示すように、再び、モールド1と被転写基板50との相対位置を変化させ(第2の工程)、先のインプリント(第2のインプリント)により被転写基板50の上の硬化性樹脂60に形成された第2の転写パターン62を用いたアライメントにより、モールド1と被転写基板50(より詳しくは、被転写基板50の上に形成された硬化性樹脂60)との位置を合わせる(第3の工程)。   Next, as shown in FIG. 7D, the relative position between the mold 1 and the transfer substrate 50 is changed again (second step), and transfer is performed by the previous imprint (second imprint). The mold 1 and the transferred substrate 50 (more specifically, the curable resin formed on the transferred substrate 50) by alignment using the second transfer pattern 62 formed on the curable resin 60 on the substrate 50 60) Align with 60) (third step).

次に、上記の位置合わせされた相対位置で、従来のナノインプリント法と同様にして、第3のインプリントを行う。
より具体的には、図8(e)に示すように、上記の位置合わせされた相対位置で、モールド1のパターンが形成された面を被転写基板50の上の硬化性樹脂60に接触させ、この状態で、モールド1と接触している硬化性樹脂60を硬化させ、モールド1が有する第1のパターン2から第1の転写パターン61を硬化性樹脂60に形成すると共に、モールド1が有する第2のパターン3から第2の転写パターン62を硬化性樹脂60に形成し、その後、モールド1を被転写基板50の上の硬化性樹脂60から離型する(第4の工程)。
Next, a third imprint is performed at the above aligned relative positions in the same manner as in the conventional nanoimprint method.
More specifically, as shown in FIG. 8 (e), the surface on which the pattern of the mold 1 is formed is brought into contact with the curable resin 60 on the transfer substrate 50 at the above-mentioned aligned relative position. In this state, the curable resin 60 in contact with the mold 1 is cured to form the first transfer pattern 61 from the first pattern 2 of the mold 1 to the curable resin 60 and the mold 1 has The second pattern 3 to the second transfer pattern 62 are formed on the curable resin 60, and then the mold 1 is released from the curable resin 60 on the transfer substrate 50 (fourth step).

その後も同様の工程を繰り返すことで、すなわち、モールド1と被転写基板50との相対位置を変化させる工程(第2の工程)、モールド1と被転写基板50との位置を合わせる工程(第3の工程)、インプリント工程(第4の工程)、の一連の工程を繰り返すことで、図8(f)に示すように、モールド1のパターンを、大面積の被転写基板50の上の硬化性樹脂60に連続的に転写形成することができる。   Thereafter, the same steps are repeated, that is, the step of changing the relative position of the mold 1 and the transfer substrate 50 (second step), and the step of aligning the position of the mold 1 and the transfer substrate 50 (third step) Step (f), imprinting step (fourth step) is repeated to cure the pattern of the mold 1 on the large-area transfer substrate 50 as shown in FIG. Can be continuously transferred and formed on the base resin 60.

ここで、図8(f)に示すように、硬化性樹脂60に形成された転写パターンには、第1の転写パターン61のみならず、第2の転写パターン62も含まれている。すなわち、この状態では、上記インプリントにおける繋ぎ目は、目視で見えないようにすることができていても、アライメントマーク(第2の転写パターン62)は、その領域の大きさによっては、識別できてしまう。   Here, as shown in FIG. 8F, not only the first transfer pattern 61 but also the second transfer pattern 62 is included in the transfer pattern formed on the curable resin 60. That is, in this state, although the seams in the imprint can be made invisible visually, the alignment mark (second transfer pattern 62) can be identified depending on the size of the area. It will

そこで、硬化性樹脂60の薄膜部分(第1の転写パターン61の凹部61B、及び、第2の転写パターン62の凹部62Bに相当する部分)をエッチングで除去し、次に、図8(g)に示すように、硬化性樹脂60から露出する箇所の反射膜52をエッチングして除去し、続いて、図8(h)に示すように、硬化性樹脂60及び反射膜52から露出する基板51を所定の深さでエッチングする。
例えば、反射膜52がクロム(Cr)から構成される場合、このエッチングには、酸素と塩素の混合ガスによるドライエッチングを用いることができる。
また、被転写基板50がガラスから構成される場合、このエッチングには、フッ素系ガスによるドライエッチングを用いることができる。
Therefore, the thin film portion of the curable resin 60 (a portion corresponding to the concave portion 61B of the first transfer pattern 61 and the concave portion 62B of the second transfer pattern 62) is removed by etching, and then, FIG. As shown in FIG. 8E, the reflective film 52 exposed from the curable resin 60 is removed by etching, and then, as shown in FIG. 8H, the substrate 51 exposed from the curable resin 60 and the reflective film 52. Is etched to a predetermined depth.
For example, when the reflective film 52 is made of chromium (Cr), dry etching using a mixed gas of oxygen and chlorine can be used for this etching.
When the transfer substrate 50 is made of glass, dry etching using a fluorine-based gas can be used for this etching.

その後、硬化性樹脂60及び反射膜52を除去して、図8(i)に示すように、凹凸形状の微細パターンが連続的に形成された構造体90を得ることができる。一例として、構造体90の、微細パターンが連続的に形成された面積は、A3サイズ(297mm×420mm)とすることができる。   After that, the curable resin 60 and the reflective film 52 are removed, and as shown in FIG. 8I, it is possible to obtain a structure 90 in which a fine pattern of concavo-convex shape is continuously formed. As an example, the area of the structure 90 in which the fine pattern is continuously formed can be A3 size (297 mm × 420 mm).

なお、図8(h)に示す例においては、硬化性樹脂60と反射膜52をエッチングマスクに用いて、基板51を所定の深さでエッチングしているが、本発明においては、その他の方法として、例えば、まず、硬化性樹脂60を除去し、エッチング加工された反射膜52のみをエッチングマスクに用いて、基板51を所定の深さでエッチングしてもよい。
その後、反射膜52を除去することで、同様に、図8(i)に示す構造体90を得ることができる。
In the example shown in FIG. 8H, the substrate 51 is etched to a predetermined depth by using the curable resin 60 and the reflective film 52 as an etching mask, but in the present invention, other methods are used. For example, first, the curable resin 60 may be removed, and the substrate 51 may be etched to a predetermined depth using only the etched reflective film 52 as an etching mask.
Thereafter, the reflective film 52 is removed, and similarly, a structure 90 shown in FIG. 8I can be obtained.

ここで、上記図2を用いて説明したように、モールド1の第1のパターン2及び第2のパターン3は、線幅(W)及びピッチ(P)が互いに等しいラインアンドスペースパターンであり、平面視において、第2のパターン3は、第1のパターン2と連続するラインアンドスペースパターンを構成している。
それゆえ、この構造体90に形成された微細パターンは、全域において、線幅、ピッチ、深さが互いに等しいラインアンドスペースパターンとなり、この構造体90においては、もはやアライメントマーク(より詳しくは、第2の転写パターン62の痕跡)は識別できないことになる。
Here, as described with reference to FIG. 2, the first pattern 2 and the second pattern 3 of the mold 1 are line and space patterns in which the line width (W) and the pitch (P) are equal to each other, In plan view, the second pattern 3 constitutes a line and space pattern continuous with the first pattern 2.
Therefore, the fine pattern formed in this structure 90 is a line and space pattern in which the line width, pitch and depth are equal to one another over the entire area, and in this structure 90, the alignment marks (more specifically, The trace of the second transfer pattern 62 can not be identified.

すなわち、本発明のパターン形成方法を用いることにより、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、可視光で解像しない線幅の微細パターンであっても高精度に位置合わせして、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成することができる。   That is, by using the pattern forming method of the present invention, even a fine pattern having a line width which is not resolved by visible light while making joints and alignment marks invisible on a pattern-formed transferred substrate The fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold with high precision alignment.

さらに、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に微細パターンを連続的に形成できるため、被転写基板の面積に対してモールドの面積は小さなサイズでよく、該モールドを製造する設備や該モールドを使用する設備等に大きな設備を必要とせず、省スペース化や設備投資額の低減が見込めるという経済的な効果をも有する。   Furthermore, since the fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold, the area of the mold may be small relative to the area of the substrate to be transferred, equipment for manufacturing the mold, or the like There is also an economic effect that space saving and a reduction in the amount of capital investment can be expected without requiring large equipment for equipment etc. using molds.

なお、上記の図7、8に示すパターン形成方法においては、図7(c)に示すように、モールド1のアライメントマーク(第2のパターン3)と、先のインプリントで硬化性樹脂60に形成した第2の転写パターン62を、重ねるようにインプリントする例を示したが、本発明はこれに限定されず、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、高精度に位置合わせしてインプリントできれば良い。   In the pattern formation method shown in FIGS. 7 and 8, as shown in FIG. 7C, the alignment mark (second pattern 3) of the mold 1 and the curable resin 60 by the previous imprinting are used. Although an example in which the formed second transfer pattern 62 is imprinted so as to overlap is shown, the present invention is not limited to this, and in a pattern-formed transfer substrate, seams and alignment marks are not visible visually It is sufficient if the alignment can be performed with high accuracy while imprinting.

例えば、モールド1の位置情報と、被転写基板50の位置情報(より詳しくは、被転写基板50の主面に形成された反射膜52の上の硬化性樹脂60の位置情報)を個別に取得しておき、各位置情報に基づいて、モールド1と被転写基板50を位置決め配置して、図9、10に示すように、先のインプリントで硬化性樹脂60に形成した転写パターンとは重ねずに、先のインプリントで硬化性樹脂60に形成した転写パターンの最外部に位置するパターンに続いて連続的に(換言すれば、全域で線幅及びピッチが連続的に等しいラインアンドスペースパターンとなるように)パターン形成してもよい。   For example, positional information of the mold 1 and positional information of the transfer substrate 50 (more specifically, positional information of the curable resin 60 on the reflective film 52 formed on the main surface of the transfer substrate 50) are individually acquired. Then, the mold 1 and the transfer substrate 50 are positioned and arranged based on each position information, and as shown in FIGS. 9 and 10, the transfer pattern formed on the curable resin 60 in the previous imprinting is overlapped. Instead of the pattern located on the outermost part of the transfer pattern formed on the curable resin 60 by the previous imprint, continuously (in other words, the line and space pattern in which the line width and the pitch are continuously equal over the entire area) ) May be patterned.

<パターン形成装置>
次に、本発明に係るパターン形成装置について説明する。
図11は、本発明に係るパターン形成装置の構成を示す概略図である。
<Pattern forming device>
Next, a pattern forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 11 is a schematic view showing the configuration of a pattern forming apparatus according to the present invention.

図11に示すように、本発明に係るパターン形成装置100は、モールド1を被転写基板50の上(より詳しくは、被転写基板50の主面に形成された反射膜52の上)に形成された硬化性樹脂60に接触させて、硬化性樹脂60に凹凸形状の転写パターンを形成するパターン形成装置であって、モールド1を移動させるモールド移動機構101と、被転写基板50を移動させる被転写基板移動機構103と、被転写基板50の上の硬化性樹脂60に形成された第2の転写パターン62をアライメントマークに用いて、被転写基板50の位置を光学的に検出する検出機構104と、モールド移動機構101、被転写基板移動機構103、及び、検出機構104を制御する制御機構105と、を備えている。   As shown in FIG. 11, the pattern forming apparatus 100 according to the present invention forms the mold 1 on the transfer substrate 50 (more specifically, on the reflective film 52 formed on the main surface of the transfer substrate 50). It is a pattern forming apparatus for forming a transfer pattern of concavo-convex shape on the curable resin 60 by bringing the curable resin 60 into contact, the mold moving mechanism 101 for moving the mold 1, and the object for moving the transfer substrate 50 A transfer substrate moving mechanism 103 and a detection mechanism 104 for optically detecting the position of the transfer substrate 50 using the second transfer pattern 62 formed on the curable resin 60 on the transfer substrate 50 as an alignment mark. And a control mechanism 105 that controls the mold moving mechanism 101, the transfer substrate moving mechanism 103, and the detection mechanism 104.

検出機構104は、波長λRを含む光を、硬化性樹脂60に形成された第2の転写パターン62に照射し、その反射光を検出し、検出した反射光から、制御機構105が、第2の転写パターン62の位置を取得し、取得した位置情報に基づいて、制御機構105が、モールド移動機構101、及び、被転写基板移動機構103を操作して、モールド1と被転写基板50との位置合わせを行う。 The detection mechanism 104 irradiates the light including the wavelength λ R to the second transfer pattern 62 formed on the curable resin 60, detects the reflected light, and the control mechanism 105 detects the reflected light. The control mechanism 105 operates the mold moving mechanism 101 and the transfer substrate moving mechanism 103 based on the acquired position information to obtain the mold 1 and the transfer substrate 50 based on the acquired position information. Align the.

そして、制御機構105が、モールド移動機構101、及び、被転写基板移動機構103を操作して位置合わせした位置で、モールド1を被転写基板50の上の硬化性樹脂60に接触させて、モールド1が有する第1のパターン2から第1の転写パターン61を硬化性樹脂60に形成すると共に、モールド1が有する第2のパターン3から第2の転写パターン62を硬化性樹脂60に形成する。   Then, the mold 1 is brought into contact with the curable resin 60 on the transfer substrate 50 at a position where the control mechanism 105 operates and aligns the mold transfer mechanism 101 and the transfer substrate moving mechanism 103 to perform molding. The first transfer pattern 61 to the first transfer pattern 61 of 1 are formed on the curable resin 60, and the second transfer pattern 62 to the second transfer pattern 62 of the mold 1 are formed on the curable resin 60.

ここで、図11に示すパターン形成装置100は、露光機構102を備えており、この露光機構102も制御機構105により制御されている。この露光機構102が、紫外線を照射して、モールド1によりパターン形成された硬化性樹脂60を硬化させる。   Here, the pattern forming apparatus 100 shown in FIG. 11 includes the exposure mechanism 102, and the exposure mechanism 102 is also controlled by the control mechanism 105. The exposure mechanism 102 irradiates ultraviolet light to cure the curable resin 60 patterned by the mold 1.

上記の本発明のパターン形成方法に、このパターン形成装置100を用いることで、パターン形成した被転写基板において、繋ぎ目やアライメントマークが目視で見えなくなるようにしつつ、可視光で解像しない線幅の微細パターンであっても高精度に位置合わせして、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に、微細パターンを連続的に形成することができる。   By using this pattern forming apparatus 100 in the above pattern forming method of the present invention, a line width which is not resolved by visible light while making joints and alignment marks invisible on a pattern-formed transferred substrate Even in the case of the fine pattern of the present invention, the fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold by aligning with high accuracy.

さらに、モールドに形成されたパターンの領域よりも大きい面積に微細パターンを連続的に形成できるため、被転写基板の面積に対してモールドの面積は小さなサイズでよく、例えば、モールド移動機構101や露光機構102に大きな設備を必要とせず、省スペース化や設備投資額の低減が見込めるという経済的な効果をも有する。   Furthermore, since the fine pattern can be continuously formed in an area larger than the area of the pattern formed in the mold, the area of the mold may be smaller than the area of the transfer substrate, for example, the mold moving mechanism 101 or exposure There is also an economic effect that space saving and reduction in capital investment can be expected without requiring large facilities in the mechanism 102.

なお、本発明に係るパターン形成装置は、本発明に係るインプリント用モールド、及び、反射膜が形成された基板を用い、被転写基板の上の硬化性樹脂に形成された第2の転写パターンをアライメントマークに用いて、被転写基板の位置を光学的に検出し、連続的に(基板全域で線幅及びピッチが連続的に等しいラインアンドスペースパターンとなるように)パターン形成できる点において特徴があり、その他の構成については、従来のインプリント装置と同様の構成とすることができる。   The pattern forming apparatus according to the present invention uses the imprint mold according to the present invention and the substrate on which the reflective film is formed, and the second transfer pattern formed on the curable resin on the transfer substrate. Is used as an alignment mark to optically detect the position of a substrate to be transferred, and to form a pattern continuously (a line-and-space pattern in which the line width and pitch are continuously equal throughout the substrate). The other configuration can be the same as that of the conventional imprint apparatus.

以上、本発明に係るインプリント用モールド、該モールドを用いたパターン形成方法、及び、パターン形成装置について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。   As mentioned above, although each embodiment was described about the mold for imprint concerning the present invention, the pattern formation method using the mold, and the pattern formation device, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. . The above embodiment is an exemplification and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and exhibits the same function and effect as the present invention in any case. It is included in the technical scope of

1 モールド
2 第1のパターン
2T 第1の凸部
2B 第1の凹部
3 第2のパターン
3T 第2の凸部
3B 第2の凹部
11 基材
12 ハードマスク層
12P ハードマスクパターン
13 第1の樹脂パターン
14 第2の樹脂パターン
50 被転写基板
51 基板
52 反射膜
60 硬化性樹脂
61 第1の転写パターン
61T 第1の転写パターン凸部
61B 第1の転写パターン凹部
62 第2の転写パターン
62T 第2の転写パターン凸部
62B 第2の転写パターン凹部
71、72 アライメント光
81 第1のエッチングガス
82 第2のエッチングガス
90 構造体
100 パターン形成装置
101 モールド移動機構
102 露光機構
103 被転写基板移動機構
104 検出機構
105 制御機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 mold 2 1st pattern 2T 1st convex part 2B 1st concave part 3 2nd pattern 3T 2nd convex part 3B 2nd concave part 11 base material 12 hard mask layer 12P hard mask pattern 13 1st resin Pattern 14 Second resin pattern 50 Substrate to be transferred 51 Substrate 52 Reflective film 60 Curing resin 61 First transfer pattern 61 T First transfer pattern convex portion 61 B First transfer pattern concave portion 62 Second transfer pattern 62 T Second Transfer pattern convex portion 62 B Second transfer pattern concave portion 71, 72 Alignment light 81 First etching gas 82 Second etching gas 90 Structure 100 Pattern forming device 101 Mold moving mechanism 102 Exposure mechanism 103 Transfer substrate moving mechanism 104 Detection mechanism 105 Control mechanism

Claims (7)

主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に、凹凸形状の転写パターンを形成するためのインプリント用モールドであって、
複数の第1の凸部と複数の第1の凹部から構成される第1のパターンと、
複数の第2の凸部と複数の第2の凹部から構成され、アライメントマークとして利用される第2のパターンと、を有し、
前記第1のパターンと前記第2のパターンは、線幅及びピッチが互いに等しく、
前記第1の凸部と前記第2の凸部の最表面の高さ位置が互いに等しく、
前記第2のパターンから前記硬化性樹脂に形成される第2の転写パターンを、前記被転写基板のアライメントマークとして利用する際の、アライメントに使用する光に含まれる波長をλRとし、
前記硬化性樹脂の硬化後の波長λRにおける屈折率をnRとした場合に、
前記第2の凹部の深さD2の2倍の数値が、
R=λR/{2(nR−1)}
で表される数値dRの奇数倍の大きさであることを特徴とする、インプリント用モールド。
It is an imprint mold for forming a transfer pattern having a concavo-convex shape on a curable resin provided on the reflective film of a transferred substrate having a reflective film on the main surface,
A first pattern comprising a plurality of first protrusions and a plurality of first recesses;
A plurality of second protrusions and a plurality of second recesses, and having a second pattern used as an alignment mark,
The first pattern and the second pattern have equal line widths and pitches.
The height positions of the outermost surfaces of the first convex portion and the second convex portion are equal to each other,
A second transfer pattern formed on the cured resin from the second pattern, the when using as an alignment mark of the transferred substrate, a wavelength included in the light used for alignment and lambda R,
When the refractive index at the wavelength λ R after curing of the curable resin is n R ,
A value twice the depth D 2 of the second recess is
d R = λ R / {2 (n R −1)}
A mold for imprinting, having a size that is an odd multiple of the numerical value d R represented by
主面に反射膜を有する被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に、凹凸形状の転写パターンを形成するパターン形成方法であって、
インプリント用モールドとして、請求項1に記載のインプリント用モールドを用い、
前記インプリント用モールドを、前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成し、その後、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂から離型する、第1の工程と、
前記インプリント用モールドと前記被転写基板との相対位置を変化させる、第2の工程と、
前記硬化性樹脂に形成された前記第2の転写パターンをアライメントマークに用いて、前記インプリント用モールドと前記被転写基板との位置を合わせる、第3の工程と、
前記第3の工程によって位置合わせされた相対位置で、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成し、その後、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂から離型させる、第4の工程と、
を有し、
前記第3の工程において、波長λRを含む光をアライメントに使用して、前記第2の転写パターンに照射し、その反射光から前記第2の転写パターンの位置を検出することを特徴とする、パターン形成方法。
A pattern forming method for forming a transfer pattern having an uneven shape on a curable resin provided on a reflective film of a transferred substrate having a reflective film on the main surface,
The imprinting mold according to claim 1 is used as the imprinting mold,
The imprint mold is brought into contact with the curable resin to form a first transfer pattern from the first pattern of the imprint mold to the curable resin, and the imprint mold has A first step of forming a second transfer pattern from the second pattern to the curable resin, and thereafter releasing the imprint mold from the curable resin;
A second step of changing a relative position between the imprint mold and the transfer substrate;
A third step of aligning the position of the imprint mold and the transfer substrate using the second transfer pattern formed on the curable resin as an alignment mark;
The imprint mold is brought into contact with the curable resin at the relative position aligned in the third step, and the first transfer pattern is cured from the first pattern of the imprint mold. Forming the resin from the second pattern of the imprint mold to the second transfer pattern on the curable resin and thereafter releasing the imprint mold from the curable resin; 4 processes,
Have
In the third step, light including a wavelength λ R is used for alignment to irradiate the second transfer pattern, and the position of the second transfer pattern is detected from the reflected light. , Pattern formation method.
前記第1の工程の後に、前記第2の工程から前記第4の工程を繰り返すことを特徴とする、請求項2に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 2, wherein the second step to the fourth step are repeated after the first step. 前記硬化性樹脂が、紫外線により硬化する紫外線硬化性樹脂であり、
前記アライメントに使用する光が、前記紫外線硬化性樹脂を硬化させる紫外線とは波長が異なる光であることを特徴とする、請求項2または請求項3に記載のパターン形成方法。
The curable resin is an ultraviolet curable resin which is cured by ultraviolet light,
The pattern formation method according to claim 2 or 3, wherein the light used for the alignment is light having a wavelength different from that of the ultraviolet light for curing the ultraviolet curable resin.
前記アライメントに使用する光の波長が、360nm以上830nm以下の範囲であることを特徴とする、請求項4に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 4, wherein a wavelength of light used for the alignment is in a range of 360 nm to 830 nm. インプリント用モールドとして、請求項1に記載のインプリント用モールドを用い、かつ、被転写基板として、主面にアライメントに使用する光を反射する反射膜が形成された被転写基板を用い、該インプリント用モールドを該被転写基板の該反射膜の上に設けられた硬化性樹脂に接触させて、該硬化性樹脂に凹凸形状の転写パターンを形成するパターン形成装置であって、
前記インプリント用モールドを移動させるモールド移動機構と、
前記被転写基板を移動させる被転写基板移動機構と、
前記硬化性樹脂に形成された第2の転写パターンをアライメントマークに用いて、前記被転写基板の位置を光学的に検出する検出機構と、
前記モールド移動機構、前記被転写基板移動機構、及び、前記検出機構を制御する制御機構と、を備え、
前記検出機構が、前記波長λRを含む光を前記第2の転写パターンに照射し、その反射光を検出し、
前記検出した反射光から、前記制御機構が、前記第2の転写パターンの位置を取得し、
前記取得した位置情報に基づいて、前記制御機構が、前記モールド移動機構、及び、前記被転写基板移動機構を操作して、前記インプリント用モールドと前記被転写基板との位置合わせを行うことを特徴とする、パターン形成装置。
The imprinting mold according to claim 1 is used as the imprinting mold, and the transferred substrate is used as the transferred substrate, on the main surface of which the reflecting film for reflecting the light used for alignment is formed. A pattern forming apparatus for forming a transfer pattern having a concavo-convex shape on the curable resin by bringing an imprint mold into contact with a curable resin provided on the reflective film of the transfer substrate,
A mold moving mechanism for moving the imprint mold;
A transfer substrate moving mechanism for moving the transfer substrate;
A detection mechanism that optically detects the position of the transfer substrate using the second transfer pattern formed on the curable resin as an alignment mark;
The mold moving mechanism, the transfer target substrate moving mechanism, and a control mechanism that controls the detection mechanism;
The detection mechanism irradiates the light including the wavelength λ R to the second transfer pattern, and detects the reflected light;
The control mechanism acquires the position of the second transfer pattern from the detected reflected light,
The control mechanism operates the mold moving mechanism and the transferred substrate moving mechanism based on the acquired positional information to align the imprint mold with the transferred substrate. A pattern forming apparatus characterized by:
前記制御機構が、前記モールド移動機構、及び、前記被転写基板移動機構を操作して、前記位置合わせした位置で、前記インプリント用モールドを前記硬化性樹脂に接触させて、前記インプリント用モールドが有する第1のパターンから第1の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成すると共に、前記インプリント用モールドが有する第2のパターンから第2の転写パターンを前記硬化性樹脂に形成することを特徴とする、請求項6に記載のパターン形成装置。   The control mechanism operates the mold moving mechanism and the transfer substrate moving mechanism to bring the imprint mold into contact with the curable resin at the aligned position, thereby the imprint mold And forming a first transfer pattern from the first pattern on the curable resin to the first pattern, and forming a second transfer pattern from the second pattern on the imprint mold on the curable resin. The patterning device according to claim 6, wherein
JP2017208068A 2017-10-27 2017-10-27 Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus Pending JP2019080019A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017208068A JP2019080019A (en) 2017-10-27 2017-10-27 Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017208068A JP2019080019A (en) 2017-10-27 2017-10-27 Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019080019A true JP2019080019A (en) 2019-05-23

Family

ID=66628189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017208068A Pending JP2019080019A (en) 2017-10-27 2017-10-27 Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019080019A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102295833B1 (en) * 2020-07-27 2021-09-01 한국기계연구원 Method for producing multi nano-pattern imprint template and the multi nano-pattern imprint template produced by the same method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102295833B1 (en) * 2020-07-27 2021-09-01 한국기계연구원 Method for producing multi nano-pattern imprint template and the multi nano-pattern imprint template produced by the same method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7262851B2 (en) Method and apparatus for detecting relative positional deviation between two objects
JP4330168B2 (en) Mold, imprint method, and chip manufacturing method
US7794222B2 (en) Mold, pattern forming method, and pattern forming apparatus
JP4448191B2 (en) Mold, imprint method, and chip manufacturing method
JP6066565B2 (en) Imprint apparatus and article manufacturing method
JP5392145B2 (en) Imprint method and imprint apparatus
US8904316B2 (en) Method and apparatus for printing high-resolution two-dimensional periodic patterns
JP5721858B2 (en) System and method for manufacturing nanostructures over a large area
US7922960B2 (en) Fine resist pattern forming method and nanoimprint mold structure
JP2007142419A (en) Binary sine sub wavelength grating as alignment mark
JP2006085174A (en) Lithographic apparatus and device-manufacturing method
JP2007027361A (en) Mold for imprint
US20110266706A1 (en) Imprint lithography method and apparatus
JP2003525471A (en) Method of manufacturing device using mask and phase shift mask used in the method
CN108885289B (en) Wire grid polarizer manufacturing method
JP4881426B2 (en) Marker forming method, substrate having marker, and device manufacturing method
JP2017212263A (en) Imprint mold, and pattern forming method using the mold
TWI532076B (en) Patterning device, method of producing a marker on a substrate and device manufacturing method
JP4620048B2 (en) Metrology tool calibration method and apparatus
JP2019080019A (en) Mold for imprint, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus
JP6277588B2 (en) Pattern forming method and nanoimprint template manufacturing method
JP2018067607A (en) Imprint mold, pattern forming method using the same, and pattern forming apparatus
JP2018022850A (en) Imprinting mold and pattern forming method using the same
JP5211505B2 (en) Imprint mold, imprint mold manufacturing method, and optical imprint method
US11635679B1 (en) Alternating phase shift mask