JP5754535B2 - Imprint method and imprint apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、インプリント用モールドに形成された微細な凹凸の転写パターンを、被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法およびインプリント装置に関し、より詳しくは、インプリントにおける位置合わせ技術に関するものである。 The present invention relates to an imprint method and an imprint apparatus for transferring a fine uneven transfer pattern formed on an imprint mold to a curable resin formed on a substrate to be transferred. It relates to alignment technology.
近年、特に半導体デバイスについては、微細化の一層の進展により高速動作、低消費電力動作が求められ、また、システムLSIという名で呼ばれる機能の統合化などの高い技術が求められている。このような中、半導体デバイスのパターンを作製する要となるリソグラフィ技術は、パターンの微細化が進むにつれ、露光装置などが極めて高価になってきており、また、それに用いるマスク価格も高価になっている。 In recent years, especially for semiconductor devices, high speed operation and low power consumption operation are required due to further progress in miniaturization, and high technology such as integration of functions called system LSIs is required. Under such circumstances, the lithography technology that is necessary for producing the pattern of the semiconductor device has become very expensive as the exposure apparatus and the like as the pattern becomes finer, and the price of the mask used therefor also becomes expensive. Yes.
これに対して、1995年Princeton大学のChouらによって提案されたナノインプリント法(インプリント法とも呼ばれる)は、装置価格や使用材料などが安価でありながら、10nm程度の高解像度を有する微細パターン形成技術として注目されている(特許文献1)。 On the other hand, the nanoimprint method (also called imprint method) proposed by Chou et al. In Princeton University in 1995 is a fine pattern formation technology having a high resolution of about 10 nm while the apparatus price and the materials used are low. (Patent Document 1).
インプリント法は、予め表面にナノメートルサイズの凹凸パターンを形成したモールド(テンプレート、スタンパ、金型とも呼ばれる)を、半導体ウエハなどの被転写基板表面に塗布形成された樹脂に押し付けて、前記樹脂を力学的に変形させて前記凹凸パターンを転写し、このパターン転写された樹脂をレジストマスクとして被転写基板を加工する技術である。一度モールドを作製すれば、ナノ構造が簡単に繰り返して成型できるため高いスループットが得られて経済的であるとともに、有害な廃棄物が少ないナノ加工技術であるため、近年、半導体デバイスに限らず、さまざまな分野への応用が期待されている。 In the imprint method, a mold (also referred to as a template, a stamper, or a mold) in which a nanometer-sized uneven pattern is formed on a surface in advance is pressed against a resin formed on the surface of a substrate to be transferred such as a semiconductor wafer. Is a technique for transferring the concavo-convex pattern by mechanically deforming the substrate, and processing the substrate to be transferred using the resin having the pattern transferred as a resist mask. Once the mold is made, the nanostructure can be easily and repeatedly molded, resulting in high throughput and economics, and because it is a nano-processing technology with little harmful waste, not only semiconductor devices in recent years, Application to various fields is expected.
このようなインプリント法には、熱可塑性樹脂を用いて熱により凹凸パターンを転写する熱インプリント法や、光硬化性樹脂を用いて紫外線により凹凸パターンを転写する光インプリント法などが知られている(特許文献2)。 As such an imprint method, there are known a thermal imprint method in which a concavo-convex pattern is transferred by heat using a thermoplastic resin, and a photo imprint method in which a concavo-convex pattern is transferred by ultraviolet rays using a photocurable resin. (Patent Document 2).
光インプリント法は、室温で低い印加圧力でパターン転写でき、熱インプリント法のような加熱・冷却サイクルが不要でモールドや樹脂の熱による寸法変化が生じないために、解像性、アライメント精度、生産性などの点で優れていると言われている。 The optical imprint method can transfer a pattern at a low applied pressure at room temperature, and does not require a heating / cooling cycle like the thermal imprint method and does not cause dimensional changes due to mold or resin heat. It is said that it is excellent in terms of productivity.
ここで、上述のようなインプリント法を用いて凹凸パターンを被転写基板に転写する際
には、モールドと被転写基板との位置合わせを精密に行う必要がある。
Here, when the concavo-convex pattern is transferred to the transfer substrate using the imprint method as described above, it is necessary to precisely align the mold and the transfer substrate.
一般的には、モールド側に設けられているアライメントマークと、被転写基板に設けられているアライメントマークとを、モールド側から光学的に検出することにより位置合わせを行う。
図5は、従来のインプリント用モールドの例を示す模式的断面図である。
Generally, alignment is performed by optically detecting an alignment mark provided on the mold side and an alignment mark provided on the transfer substrate from the mold side.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional imprint mold.
図5に示すように、一般に、インプリント用モールド101は透明な材料からなるメサ構造をしており、このメサ構造のトップ面に転写領域102とモールド側アライメントマーク領域103を有している。そして、通常、モールド側アライメントマークは、インプリント用モールド101を凹凸状に加工した段差構造のマークが用いられる。
As shown in FIG. 5, the
次に、従来のインプリント方法の一例を図6に示す。ここで、図6(a)は、インプリント用モールドと被転写基板上に設けられた樹脂との関係を示す模式的断面図であり、図6(b)はアライメントマークにおける検出光の光路長を説明する模式図である。 Next, an example of a conventional imprint method is shown in FIG. Here, FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the imprint mold and the resin provided on the transfer substrate, and FIG. 6B is the optical path length of the detection light at the alignment mark. FIG.
図6(a)に示すように、インプリント用モールドの凹凸の転写パターンをアライメント転写する際には、まず、被転写基板111上に形成された硬化前の硬化型樹脂121にインプリント用モールド101を接触させ、検出器131により、モールド側アライメントマーク領域103のアライメントマークと基板側アライメントマーク領域113のアライメントマークとを光学的に検出し、そのズレを補正するようにモールド101と被転写基板111を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
As shown in FIG. 6A, when the uneven transfer pattern of the imprint mold is aligned and transferred, first, the imprint mold is applied to the curable resin 121 before curing formed on the transfer substrate 111. 101 is brought into contact, the detector 131 optically detects the alignment mark in the mold side alignment mark region 103 and the alignment mark in the substrate side alignment mark region 113, and the
そして、位置合わせした状態で硬化型樹脂121を硬化させることにより、前記モールドの凹凸の転写パターンを転写する。 Then, the curable resin 121 is cured in the aligned state, thereby transferring the uneven pattern of the mold.
上述のように、モールド101を被転写基板111上の硬化型樹脂121に接触させた状態で位置合わせを行う理由は、モールド101が被転写基板111から離れた状態でアライメントを行った後にモールド101を被転写基板111上の硬化型樹脂121に接触させる方法では、モールド101を被転写基板111上の硬化型樹脂121に接触させる過程で位置ズレ(いわゆるロックズレ)が生じてしまうからである。
As described above, the alignment is performed in a state where the
しかしながら、アライメントのためにモールドを硬化型樹脂に接触させると、モールド側アライメントマークの凹凸に硬化型樹脂が充填されてしまい、このような状態になると、モールド側アライメントマークを構成するモールド材料の屈折率と、硬化型樹脂の屈折率とがほとんど同じであることから、モールド側アライメントマークを光学的に識別することが困難になってしまうという課題がある。 However, when the mold is brought into contact with the curable resin for alignment, the unevenness of the mold side alignment mark is filled with the curable resin, and in such a state, the refraction of the mold material constituting the mold side alignment mark is caused. Since the refractive index and the refractive index of the curable resin are almost the same, there is a problem that it is difficult to optically identify the mold-side alignment mark.
ここで、一般に、屈折率が大きく異なる物質間では、その界面における光の屈折や散乱、若しくは反射によって構造物を認識することができる。しかしながら、上述のように屈折率の差が小さい場合は、構造物を認識することは困難になり、特に微細な構造体においてコントラストを得るためには、光路長の差が重要になる。 Here, in general, a structure can be recognized by refraction, scattering, or reflection of light at the interface between substances having greatly different refractive indexes. However, when the difference in refractive index is small as described above, it is difficult to recognize the structure, and the difference in the optical path length is important in order to obtain contrast in a fine structure.
例えば、図6(b)に示すように、モールド側アライメントマークの凸部と凹部に、モールド101の裏面側(図6(b)において上側)から入射し、樹脂121を通過して被転写基板111表面で反射する検出光132a、132bの光路長の差は、モールド材料の屈折率をn1、硬化型樹脂の屈折率をn2、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差をtとすると、2t|n2−n1|になる。 For example, as shown in FIG. 6 (b), it enters the convex part and concave part of the mold side alignment mark from the back side of the mold 101 (upper side in FIG. 6 (b)), passes through the resin 121 and is transferred to the substrate. The difference between the optical path lengths of the detection light beams 132a and 132b reflected on the surface of the mold 111 is as follows. 2t | n2-n1 |.
ここで、検出光132a、132bには、光硬化樹脂が硬化しない波長域の光が用いられ、一般的には可視光域の波長が用いられる。 Here, the detection light 132a, 132b uses light in a wavelength region where the photo-curing resin is not cured, and generally uses a wavelength in the visible light region.
また、一般的なモールド材料であるSiO2の波長633nmの光における屈折率は、1.45であり、また、インプリント法に用いられる硬化型樹脂の屈折率は、一般的には1.5程度である。 In addition, the refractive index of light having a wavelength of 633 nm of SiO 2 that is a general mold material is 1.45, and the refractive index of the curable resin used in the imprint method is generally 1.5. Degree.
そこで、例えば、検出光の光源として、633nmの単波長の光源を用いる場合を仮定し、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差tを150nm、モールド材料の屈折率n1を1.45、硬化型樹脂の屈折率n2を1.50として、上式を計算すると、得られる光路長の差は15nmになり、この値は波長633nmの1/40程の違いしかないため、モールド側アライメントマークを良好に識別することは困難になってしまう。 Therefore, for example, assuming that a light source having a single wavelength of 633 nm is used as the light source for detection light, the step t between the convex portion and the concave portion of the mold side alignment mark is 150 nm, the refractive index n1 of the mold material is 1.45, and the curing is performed. Assuming that the refractive index n2 of the mold resin is 1.50 and calculating the above equation, the optical path length difference obtained is 15 nm, and this value is only about 1/40 of the wavelength of 633 nm. It becomes difficult to identify well.
この課題に対して、例えば、SiO2等の材料により形成されたモールド基板上に屈折率が1.7よりも大きい第2の材料による表面層を成膜し、前記表面層をエッチングしてモールド側アライメントマークを形成する方法が提案されているが(特許文献3)、この方法ではモールド作成の工程が複雑になってしまう。 To solve this problem, for example, a surface layer made of a second material having a refractive index larger than 1.7 is formed on a mold substrate made of a material such as SiO 2 , and the surface layer is etched to form a mold. A method of forming a side alignment mark has been proposed (Patent Document 3), but this method complicates the mold creation process.
また、上記のような高屈折率材料をモールド表面に成膜する技術や、上記のような高屈折率材料をアライメントマーク構造に加工する技術も開発が必要となり、さらに、上記のような高屈折率材料を用いたモールドのインプリント耐性や洗浄耐性などの信頼性も評価する必要が生じ、好ましくない。 In addition, it is necessary to develop a technique for forming a film with a high refractive index material as described above on the mold surface and a technique for processing the high refractive index material as described above into an alignment mark structure. Therefore, it is necessary to evaluate reliability such as imprint resistance and cleaning resistance of the mold using the rate material, which is not preferable.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、モールドの製造に複雑な工程を要することなく、モールド材と同じ材料からなるアライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度で位置合わせすることができるインプリント方法、およびインプリント装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables alignment marks made of the same material as the mold material to be optically identified without requiring a complicated process for manufacturing the mold, and has high alignment accuracy. It is an object of the present invention to provide an imprint method and an imprint apparatus that can be aligned with each other.
本発明者は、種々研究した結果、少なくとも、基板側アライメントマーク領域上に形成する硬化型樹脂の屈折率を、従来の硬化型樹脂の屈折率の値とは異なる大きさにして、モールド材料の有する屈折率との差を広げることで、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。 As a result of various studies, the present inventors have made at least the refractive index of the curable resin formed on the substrate side alignment mark region different from the refractive index value of the conventional curable resin, and The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by widening the difference from the refractive index.
すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、凹凸の転写パターンが形成された転写領域とモールド側アライメントマークが形成されたモールド側アライメントマーク領域とを有するインプリント用モールドと、前記凹凸の転写パターンが転写される被転写領域と基板側アライメントマークが形成された基板側アライメントマーク領域とを有する被転写基板とを用い、前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークとを光学的に位置合わせして、前記モールドの転写パターンを前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法であって、前記被転写基板上に形成される前記硬化型樹脂は、前記被転写領域上と前記基板側アライメントマーク領域上とで異なる樹脂が形成されており、前記被転写基板上に形成される前記硬化型樹脂は、インクジェット法を用いて所望の位置に滴下形成されることにより、前記被転写領域上と前記基板側アライメントマーク領域上とで、異なる屈折率を有する硬化型樹脂がそれぞれ形成されることを特徴とするインプリント方法である。
That is, the invention according to
また、本発明の請求項2に係る発明は、凹凸の転写パターンが形成された転写領域とモールド側アライメントマークが形成されたモールド側アライメントマーク領域とを有するインプリント用モールドと、被転写領域と基板側アライメントマークが形成された基板側アライメントマーク領域とを有する被転写基板とを用いて、前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークとを位置合わせし、前記モールドの転写パターンを前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント装置であって、前記モールドを保持するモールド保持手段と、前記被転写基板を保持する被転写基板保持手段と、前記被転写基板の被転写領域上と基板側アライメントマーク領域上とに、異なる屈折率を有する硬化型樹脂をそれぞれ形成する樹脂形成手段と、前記モールドと前記被転写基板とを相対的に移動させる移動手段と、前記モールドのモールド側アライメントマークと前記被転写基板の基板側アライメントマークとを光学的に検出する検出手段と、前記モールド保持手段、前記被転写基板保持手段、前記樹脂形成手段、前記移動手段、前記検出手段を制御する制御手段と、を備え、前記被転写基板の被転写領域上と基板側アライメントマーク領域上とに、異なる屈折率を有する硬化型樹脂をそれぞれ形成する樹脂形成手段が、インクジェット法を用いて所望の樹脂を所望の位置に滴下形成する手段であり、前記検出手段により、前記モールド側アライメントマークと、前記基板側アライメントマークとの相対位置情報を検出し、前記検出した相対位置情報に基づいて、前記制御手段を介した前記移動手段により、前記モールドと前記被転写基板とを移動させて位置合わせを行うことを特徴とするインプリント装置である。
Further, the invention according to
本発明によれば、モールドの製造に複雑な工程を要することなく、モールド材と同じ材料からなるアライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度でモールドと被転写基板とを位置合わせして、転写パターンをインプリントすることができる。 According to the present invention, it is possible to optically identify an alignment mark made of the same material as the molding material without requiring a complicated process for manufacturing the mold, and position the mold and the transfer substrate with high alignment accuracy. In combination, the transfer pattern can be imprinted.
[インプリント方法]
まず、本発明に係るインプリント方法について説明する。
[Imprint method]
First, the imprint method according to the present invention will be described.
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るインプリント方法の一例を示す説明図であり、(a)はインプリント用モールドと被転写基板上に設けられた樹脂との関係を示す模式的断面図であり、(b)はアライメントマークにおける検出光の光路長を説明する模式図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an imprint method according to the present invention, and (a) is a schematic cross-sectional view showing a relationship between an imprint mold and a resin provided on a transfer substrate, (B) is a schematic diagram explaining the optical path length of the detection light in an alignment mark.
図1(a)に示すように、本実施形態においては、まず、被転写基板11上に形成された本発明に係る硬化前の硬化型樹脂21に、インプリント用モールド1を接触させ、検出器31により、モールド側アライメントマーク領域3のアライメントマークと基板側アライメントマーク領域13のアライメントマークとを光学的に検出し、そのズレを補正するようにモールド1と被転写基板11を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
As shown in FIG. 1A, in this embodiment, first, the
そして、位置合わせした状態で硬化型樹脂21を硬化させることにより、前記モールドの凹凸の転写パターンを転写する。
Then, by curing the
ここで、アライメントのためにモールド1を硬化型樹脂21に接触させると、モールド側アライメントマークの凹部に硬化型樹脂21が充填される。
Here, when the
従来の硬化型樹脂ではその屈折率が1.5程度であったため、モールド側アライメントマークの凹部に硬化型樹脂が充填されると、モールド側アライメントマークを光学的に識別することが困難であった。 Since the refractive index of the conventional curable resin is about 1.5, it is difficult to optically identify the mold side alignment mark when the concave part of the mold side alignment mark is filled with the curable resin. .
しかし、本発明に係る硬化型樹脂21は、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率が1.7以上であるため、例えば、検出光の光源として、633nmの単波長の光源を用いる場合、図1(b)に示すように、モールド側アライメントマークの凸部と凹部に、モールド1の裏面側(図1(b)において上側)から入射し、樹脂21を通過して被転写基板11表面で反射する検出光32a、32bの光路長の差は、モールド材料の屈折率n1を1.45、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差tを150nmとすると、硬化型樹脂の屈折率n2が1.7以上であることから、2t|n2−n1|≧75nmになる。
However, since the
この値は波長633nmの1/8以上に相当するため、モールド側アライメントマークを光学的に識別することが十分に可能となる。 Since this value corresponds to 1/8 or more of the wavelength of 633 nm, it is possible to optically identify the mold side alignment mark.
上述のような、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率が1.7以上である硬化型樹脂21は、従来の硬化型樹脂に屈折率の高い物質を混入させる方法を用いて得ることができる。例えば、従来の硬化型樹脂に、屈折率2.4のチタン酸化物を微細な粒状にして分散混入させる方法を用いればよい。
The
(第2の実施形態)
次に、本発明に係るインプリント方法の他の実施形態について説明する。
図2は、本発明に係るインプリント方法の他の例を示す説明図であり、(a)はインプリント用モールドと被転写基板上に設けられた樹脂との関係を示す模式的断面図であり、(b)はアライメントマークにおける検出光の光路長を説明する模式図である。
(Second Embodiment)
Next, another embodiment of the imprint method according to the present invention will be described.
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the imprint method according to the present invention, and (a) is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the imprint mold and the resin provided on the transfer substrate. FIG. 6B is a schematic diagram illustrating the optical path length of the detection light in the alignment mark.
図2(a)に示すように、本実施形態においては、被転写基板11上に形成される硬化型樹脂は、被転写領域12上と基板側アライメントマーク領域13上とで、異なる樹脂21a、21bが形成されており、基板側アライメントマーク領域13上に形成される硬化前の硬化型樹脂21bの、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率は、1.7以上である。 As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the curable resin formed on the transferred substrate 11 is different between the resin 21a on the transferred region 12 and the substrate-side alignment mark region 13. 21b is formed, and the refractive index at the average wavelength of the light source used for optical alignment of the curable resin 21b before curing formed on the substrate side alignment mark region 13 is 1.7 or more.
一方、被転写領域12上に形成される硬化前の硬化型樹脂21aの、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率は、1.7以上である必要はなく、従来の1.5程度のものを用いてよい。 On the other hand, the refractive index at the average wavelength of the light source used for optical alignment of the curable resin 21a before curing formed on the transferred region 12 does not need to be 1.7 or more. You may use the thing of a grade.
このような形態とすることで、上述の第1の実施形態で説明したような、モールド側アライメントマークの検出精度向上の効果に加えて、パターン転写解像度の劣化も防止する効果を奏することができる。 By adopting such a form, in addition to the effect of improving the detection accuracy of the mold side alignment mark as described in the first embodiment, it is possible to achieve the effect of preventing the deterioration of the pattern transfer resolution. .
例えば、基板側アライメントマーク領域13上の樹脂21bには、第1の実施形態と同様に、チタン酸化物等の屈折率の高い物質を混入させた硬化型樹脂を用いることでアライメント精度を向上させることができ、一方、モールドの転写パターンを解像性良く転写形成することを求められる被転写領域12上の樹脂21aには、実績のある従来の硬化型樹脂や、より高解像度を追及した樹脂を用いることができ、チタン酸化物等の異物混入による解像力劣化の影響を受けることなく、微細なパターンを形成することができる。 For example, as in the first embodiment, the resin 21b on the substrate-side alignment mark region 13 is made of a curable resin mixed with a material having a high refractive index such as titanium oxide, thereby improving alignment accuracy. On the other hand, as the resin 21a on the transferred region 12 which is required to transfer and transfer the mold transfer pattern with high resolution, a conventional curable resin with a proven track record or a resin pursuing higher resolution can be used. Can be used, and a fine pattern can be formed without being affected by degradation of resolution due to contamination of foreign matters such as titanium oxide.
被転写基板11の被転写領域12上と基板側アライメントマーク領域13上とで、異なる樹脂21a、21bを形成する方法は、例えば、インクジェット法を用いて所望の位置に所望の樹脂を所望の量だけ滴下形成する方法を用いることができる。 A method of forming different resins 21a and 21b on the transfer region 12 and the substrate-side alignment mark region 13 of the transfer substrate 11 includes, for example, a desired amount of a desired resin at a desired position using an inkjet method. Only the dropping method can be used.
例えば、被転写基板11の基板側アライメントマーク領域13上には、上述のような屈折率が1.7以上の硬化型樹脂を滴下形成し、被転写領域12を含むその他の被転写基板11上には、従来のインプリントに用いられてきた硬化型樹脂を滴下形成すればよい。 For example, a curable resin having a refractive index of 1.7 or more as described above is dropped on the substrate-side alignment mark region 13 of the transfer substrate 11 and the other transfer substrate 11 including the transfer region 12 is formed. For this, a curable resin that has been used in conventional imprinting may be formed by dropping.
図3は、本発明に係る第2の実施形態のインプリント方法を用いたパターン転写工程の一例を示す工程図である。 FIG. 3 is a process diagram showing an example of a pattern transfer process using the imprint method according to the second embodiment of the present invention.
本発明に係るインプリント方法は、上述のような、従来とは屈折率の異なる硬化型樹脂を用いること、およびその硬化型樹脂を少なくとも基板側アライメントマーク領域上に形成することに特徴があり、その他の工程、例えば、モールド接触工程、樹脂硬化工程、およびモールド離型工程については、従来の方法を用いることができる。 The imprint method according to the present invention is characterized in that a curable resin having a refractive index different from the conventional one is used as described above, and that the curable resin is formed on at least the substrate side alignment mark region. Conventional methods can be used for other processes such as a mold contact process, a resin curing process, and a mold release process.
まず、図3(a)に示すように、本発明に係るインプリント用モールド1を準備し、被転写基板11上の被転写領域12上に未硬化の硬化型樹脂21aを形成し、基板側アライメントマーク領域13上に未硬化の硬化型樹脂21bを形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an
ここで、基板側アライメントマーク領域13上に形成される硬化前の硬化型樹脂21bの、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率は、1.7以上である。一方、被転写領域12上に形成される硬化前の硬化型樹脂21aの、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率は、1.7以上である必要はなく、従来の1.5程度のものを用いることができる。 Here, the refractive index at the average wavelength of the light source used for optical alignment of the curable resin 21b before curing formed on the substrate side alignment mark region 13 is 1.7 or more. On the other hand, the refractive index at the average wavelength of the light source used for optical alignment of the curable resin 21a before curing formed on the transferred region 12 does not need to be 1.7 or more. Something about can be used.
次に、図3(b)に示すように、モールド1と被転写基板11上の樹脂21a、21bとを接触させ、モールド側アライメントマークおよび相対する基板側アライメントマークの位置情報を、検出光32を用いて検出器31で検出することにより、モールド1と被転写基板11との位置合わせを行う。
Next, as shown in FIG. 3B, the
この際、モールド側アライメントマークの凹部は硬化型樹脂21bで充填されるが、硬化型樹脂21bの、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率は1.7以上であるため、一般的なモールド材料であるSiO2で構成されているモールド側アライメントマークを十分識別することができる。 At this time, although the concave portion of the mold side alignment mark is filled with the curable resin 21b, the refractive index at the average wavelength of the light source used for optical alignment of the curable resin 21b is 1.7 or more. It is possible to sufficiently identify the mold side alignment mark made of SiO 2 which is a simple mold material.
次に、図3(c)に示すように、例えば、紫外線42を所定量照射することにより、樹脂21a、21bを硬化させ、その後、図3(d)に示すように、モールド1を離型して硬化した樹脂パターン22a、22bを得る。
Next, as shown in FIG. 3 (c), for example, the resin 21a and 21b are cured by irradiating a predetermined amount of ultraviolet rays 42, and then the
なお、図3においては、上述した第2の実施形態の例を示しているが、第1の実施形態の場合も同様な工程により、パターン転写することができる。この場合、被転写基板11上に形成される硬化型樹脂は、被転写領域12上と基板側アライメントマーク領域13上とで違いは無く、同一の硬化型樹脂が形成される。 Although FIG. 3 shows an example of the second embodiment described above, pattern transfer can also be performed by the same process in the case of the first embodiment. In this case, the curable resin formed on the transferred substrate 11 is not different between the transferred region 12 and the substrate side alignment mark region 13, and the same curable resin is formed.
[インプリント装置]
次に、本発明に係るインプリント装置について説明する。
本発明に係るインプリント装置は、上述のような、従来とは屈折率の異なる硬化型樹脂を、少なくとも基板側アライメントマーク領域上に形成することに特徴があり、その他の構成、例えば、モールド接触機構、樹脂硬化機構、およびモールド離型機構については、従来の構成を用いることができる。
[Imprint device]
Next, the imprint apparatus according to the present invention will be described.
The imprint apparatus according to the present invention is characterized in that a curable resin having a refractive index different from that of the conventional one as described above is formed on at least the substrate side alignment mark region. Conventional mechanisms can be used for the mechanism, the resin curing mechanism, and the mold release mechanism.
図4は、本発明に係るインプリント装置の構成を示す概略図である。
図4に示すように、本発明に係るインプリント装置50は、インプリント用モールド1を保持するモールド保持手段52a、被転写基板11を保持する被転写基板保持手段52b、被転写基板11上の所望の位置に未硬化の樹脂を滴下形成するディスペンサーなどからなる樹脂形成手段51、モールド1を被転写基板11の上に形成された樹脂と接触させ、若しくは離型させ、さらにモールド1と被転写基板11との位置合わせを行うために、モールド1、および被転写基板11を移動させるモールド移動手段53aおよび被転写基板移動手段53b、モールド1のモールド側アライメントマークと、相対する基板側アライメントマークとを光学的に検出する検出手段54と、前記樹脂形成手段51、モールド保持手段52a、被転写基板保持手段52b、モールド移動手段53a、被転写基板移動手段53b、検出手段54等を制御する制御手段55とを備えており、検出手段54により、モールド側アライメントマークと、相対する基板側アライメントマークとの相対位置情報を検出し、前記検出した相対位置情報に基づいて、制御手段55を介してモールド移動手段53a、被転写基板移動手段53bによりモールド1と被転写基板11とを移動させて位置合わせを行うものである。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the imprint apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 4, an
なお、インプリントに光硬化型樹脂を用いる場合には、本発明に係るインプリント装置は、露光手段56を備えた構成になる。 In the case where a photocurable resin is used for imprinting, the imprint apparatus according to the present invention is configured to include the exposure means 56.
上述の樹脂形成手段51は、被転写基板11の被転写領域上と基板側アライメントマーク領域上とに、異なる屈折率を有する硬化型樹脂をそれぞれ形成する。例えば、インクジェット法を用いて、基板側アライメントマーク領域上には、光学的位置合わせに用いる光源の平均波長における屈折率が1.7以上の硬化型樹脂を滴下形成し、被転写領域12を含むその他の被転写基板11上には、従来のインプリントに用いられてきた硬化型樹脂を滴下形成する。 The resin forming means 51 described above forms curable resins having different refractive indexes on the transferred region of the transferred substrate 11 and the substrate-side alignment mark region, respectively. For example, a curable resin having a refractive index of 1.7 or more at an average wavelength of a light source used for optical alignment is dropped on the substrate-side alignment mark region by using an inkjet method, and includes the transferred region 12. On the other substrate 11 to be transferred, a curable resin that has been used for conventional imprinting is dropped.
これにより、例えば、基板側アライメントマーク領域上に形成する硬化型樹脂には、上述したようなチタン酸化物等の屈折率の高い物質を混入させた硬化型樹脂を用いることでアライメント精度を向上させることができ、一方、被転写領域上の硬化型樹脂には、実績のある従来の硬化型樹脂や、より高解像度を追及した樹脂を用いることができ、チタン酸化物等の異物混入による解像力劣化の影響を受けることなく、微細なパターンを形成することができる。 Thereby, for example, the curable resin formed on the substrate side alignment mark region is improved in alignment accuracy by using a curable resin mixed with a material having a high refractive index such as titanium oxide as described above. On the other hand, the curable resin on the transfer area can be a conventional curable resin with a proven track record or a resin pursuing higher resolution. A fine pattern can be formed without being affected by the above.
本発明に係るインプリント装置によれば、アライメントマーク凹部への樹脂充填による不具合を解消して、モールド材と同じ材料からなるモールド側アライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度でモールドと被転写基板とを位置合わせして、転写パターンをインプリントすることができる。 According to the imprint apparatus according to the present invention, it is possible to eliminate defects caused by resin filling in the alignment mark recesses, optically identify the mold-side alignment mark made of the same material as the molding material, and achieve high alignment accuracy. Thus, the transfer pattern can be imprinted by aligning the mold and the transfer substrate.
以上、本発明に係るインプリント方法およびインプリント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 imprint method and the imprint apparatus which concern on this invention, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
モールド用基板として、縦152mm、横152mm、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、この合成石英基板の一主面上に、電子線レジストを厚さ200nmで塗布し、電子線描画し、現像した後、ドライエッチングして、深さ150nm、幅100nm、ピッチ200nmのライン/スペースパターンの転写パターンが形成された転写領域2と、深さ150nmの凹凸形状の周期構造のアライメントマークが形成されたモールド側アライメントマーク領域3とを有するインプリント用モールド1を形成した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
A synthetic quartz substrate having a length of 152 mm, a width of 152 mm, and a thickness of 0.25 inch is used as a mold substrate. An electron beam resist is applied to a thickness of 200 nm on one main surface of the synthetic quartz substrate, and an electron beam is drawn. After development, dry etching is performed to form a
次に、被転写基板11として、直径200mmのシリコン・ウェハに、被転写領域12と基板側アライメントマーク領域13とを有する基板を用意した。 Next, a substrate having a transferred region 12 and a substrate-side alignment mark region 13 on a silicon wafer having a diameter of 200 mm was prepared as the transferred substrate 11.
次に、上記の被転写基板11上に、硬化型樹脂21として光硬化型樹脂PAK−01(東洋合成工業社製)に屈折率2.4のチタン酸化物を分散混入させて、波長633nmの光に対する屈折率を1.7に調整した樹脂を形成し、モールド1を、この樹脂21に接触させ、波長633nmの検出光を用いて、モールド側アライメントマークを光学的に検出した。
Next, a titanium oxide having a refractive index of 2.4 is dispersed and mixed in the photocurable resin PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) as the
モールド1のモールド側アライメントマークを構成するSiO2の波長633nmの光に対する屈折率は1.45であり、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差は150nmであり、モールド側アライメントマークの凹部に充填される樹脂の波長633nmの光に対する屈折率は1.7であることから、モールド1の裏面側から入射し、樹脂21を通過して被転写基板11表面で反射する検出光32a、32bの光路長の差は75nmあり、モールド側アライメントマークを良好に識別することができた。
The refractive index of SiO 2 constituting the mold-side alignment mark of the
次に、モールド1と被転写基板11を位置合わせした後、波長320nmの紫外線を照射して樹脂21を硬化させ、モールド1を被転写基板11から離型して、被転写基板11上に硬化した樹脂パターン22を得た。
Next, after aligning the
(実施例2)
上述の実施例1と同様にして、インプリント用モールド1を形成し、被転写基板11を用意した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1 described above, an
次に、上記の被転写基板11の基板側アライメントマーク領域13上には、硬化型樹脂21bとして光硬化型樹脂PAK−01(東洋合成工業社製)に屈折率2.4のチタン酸化物を分散混入させて、波長633nmの光に対する屈折率を1.7に調整した樹脂を形成し、被転写領域12を含むその他の被転写基板11上には、硬化型樹脂21aとして光硬化型樹脂PAK−01(東洋合成工業社製)を形成した後に、モールド1を、この樹脂21aおよび21bに接触させ、波長633nmの検出光を用いて、モールド側アライメントマークを光学的に検出した。
Next, on the substrate-side alignment mark region 13 of the transfer substrate 11, a titanium oxide having a refractive index of 2.4 is applied to a photocurable resin PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) as a curable resin 21b. A resin in which the refractive index for light having a wavelength of 633 nm is adjusted to 1.7 is dispersed and mixed, and the photocurable resin PAK is used as the curable resin 21a on the other substrate to be transferred 11 including the transferred region 12. After forming -01 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.), the
モールド1のモールド側アライメントマークを構成するSiO2の波長633nmの光に対する屈折率は1.45であり、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差は150nmであり、モールド側アライメントマークの凹部に充填される樹脂の波長633nmの光に対する屈折率は1.7であることから、モールド1の裏面側から入射し、樹脂21bを通過して被転写基板11表面で反射する検出光32a、32bの光路長の差は75nmあり、モールド側アライメントマークを良好に識別することができた。
The refractive index of SiO 2 constituting the mold-side alignment mark of the
次に、モールド1と被転写基板11を位置合わせした後、波長320nmの紫外線を照射して樹脂21aおよび21bを硬化させ、モールド1を被転写基板11から離型して、被転写基板11上に硬化した樹脂パターン22aおよび22bを得た。
Next, after aligning the
(比較例1)
上述の実施例1と同様にして、インプリント用モールド1を形成し、被転写基板11を用意した。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1 described above, an
次に、上記の被転写基板11上に、硬化型樹脂21として光硬化型樹脂PAK−01(東洋合成工業社製)を形成し、モールド1を、この樹脂21に接触させ、波長633nmの検出光を用いて、モールド側アライメントマークを光学的に検出することを試みた。
Next, a photocurable resin PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) is formed on the transfer substrate 11 as the
モールド1のモールド側アライメントマークを構成するSiO2の波長633nmの光に対する屈折率は1.45であり、モールド側アライメントマークの凸部と凹部の段差は150nmであり、モールド側アライメントマークの凹部に充填される樹脂の波長633nmの光に対する屈折率は1.5程度であることから、モールド1の裏面側から入射し、樹脂21を通過して被転写基板11表面で反射する検出光32a、32bの光路長の差は15nm程度しかなく、モールド側アライメントマークを良好に識別することは困難であった。
The refractive index of SiO 2 constituting the mold-side alignment mark of the
1・・・モールド
2・・・転写領域
3・・・モールド側アライメントマーク領域
11・・・被転写基板
12・・・被転写領域
13・・・基板側アライメントマーク領域
14・・・基板側アライメントマーク
21、21a、21b・・・硬化型樹脂
22、22a、22b・・・硬化した樹脂パターン
31・・・検出器
32、32a、32b・・・検出光
42・・・紫外線
50・・・インプリント装置
51・・・樹脂形成手段
52・・・保持手段
52a・・・モールド保持手段
52b・・・被転写基板保持手段
53・・・移動手段
53a・・・モールド移動手段
53b・・・被転写基板移動手段
54・・・検出手段
55・・・制御手段
56・・・露光手段
101・・・モールド
102・・・転写領域
103・・・モールド側アライメントマーク領域
111・・・被転写基板
112・・・被転写領域
113・・・基板側アライメントマーク領域
114・・・基板側アライメントマーク
121・・・硬化型樹脂
131・・・検出器
132、132a、132b・・・検出光
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記被転写基板上に形成される前記硬化型樹脂は、前記被転写領域上と前記基板側アライメントマーク領域上とで異なる樹脂が形成されており、
前記被転写基板上に形成される前記硬化型樹脂は、インクジェット法を用いて所望の位置に滴下形成されることにより、前記被転写領域上と前記基板側アライメントマーク領域上とで、異なる屈折率を有する硬化型樹脂がそれぞれ形成されることを特徴とするインプリント方法。 An imprint mold having a transfer region in which a concavo-convex transfer pattern is formed and a mold-side alignment mark region in which a mold-side alignment mark is formed, a transferred region to which the concavo-convex transfer pattern is transferred, and a substrate-side alignment mark The substrate-side alignment mark region having the substrate-side alignment mark region is used, the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark are optically aligned, and the transfer pattern of the mold is transferred to the substrate-to-be-transferred An imprint method for transferring to a curable resin formed on the substrate,
The curable resin formed on the transferred substrate is formed of a different resin on the transferred region and on the substrate side alignment mark region,
The curable resin formed on the substrate to be transferred is dropped at a desired position using an ink jet method, so that the refractive index differs between the region to be transferred and the alignment mark region on the substrate side. An imprinting method, wherein a curable resin having each of the above is formed.
前記モールドを保持するモールド保持手段と、
前記被転写基板を保持する被転写基板保持手段と、
前記被転写基板の被転写領域上と基板側アライメントマーク領域上とに、異なる屈折率を有する硬化型樹脂をそれぞれ形成する樹脂形成手段と、
前記モールドと前記被転写基板とを相対的に移動させる移動手段と、
前記モールドのモールド側アライメントマークと前記被転写基板の基板側アライメントマークとを光学的に検出する検出手段と、
前記モールド保持手段、前記被転写基板保持手段、前記樹脂形成手段、前記移動手段、前記検出手段を制御する制御手段と、を備え、
前記被転写基板の被転写領域上と基板側アライメントマーク領域上とに、異なる屈折率を有する硬化型樹脂をそれぞれ形成する樹脂形成手段が、インクジェット法を用いて所望の樹脂を所望の位置に滴下形成する手段であり、
前記検出手段により、
前記モールド側アライメントマークと、前記基板側アライメントマークとの相対位置情報を検出し、
前記検出した相対位置情報に基づいて、
前記制御手段を介した前記移動手段により、
前記モールドと前記被転写基板とを移動させて位置合わせを行うことを特徴とするインプリント装置。 An imprint mold having a transfer region in which an uneven transfer pattern is formed and a mold-side alignment mark region in which a mold-side alignment mark is formed, and a substrate-side alignment mark region in which a transferred region and a substrate-side alignment mark are formed The mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark are aligned with each other using a transfer substrate having a transfer substrate, and the transfer pattern of the mold is transferred to a curable resin formed on the transfer substrate. A printing device,
Mold holding means for holding the mold;
A transfer substrate holding means for holding the transfer substrate;
Resin forming means for forming curable resins having different refractive indexes on the transferred region and the substrate-side alignment mark region of the transferred substrate,
Moving means for relatively moving the mold and the transfer substrate;
Detecting means for optically detecting a mold side alignment mark of the mold and a substrate side alignment mark of the transferred substrate;
A control means for controlling the mold holding means, the transferred substrate holding means, the resin forming means, the moving means, and the detecting means,
Resin forming means for forming a curable resin having different refractive indexes on the transfer region and the substrate-side alignment mark region of the transfer substrate respectively drops the desired resin at a desired position by using an ink jet method. Means to form,
By the detection means,
Detecting relative position information of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark;
Based on the detected relative position information,
By the moving means via the control means,
An imprint apparatus that performs alignment by moving the mold and the substrate to be transferred.
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