JP6197900B2 - インプリント用モールド、アライメント方法、インプリント方法、およびインプリント装置 - Google Patents

Description

本発明は、微細な凹凸パターンが形成されたインプリント用モールド、アライメント方法、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、当該インプリント用モールドを用いた位置合わせ技術に関するものである。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。そして、通常、モールド側に設けられているアライメントマークは、モールドを凹凸状に加工した段差構造のマークが用いられる。

図５は、従来のインプリント用モールドの凹凸パターンとモールド側アライメントマークの配置例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図を、（ｂ）は断面構造の模式図を示す。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、インプリント用モールド１０１は、メサ構造の転写領域１０３を有しており、この転写領域１０３の領域内に転写パターンである凹凸パターン１０２とモールド側アライメントマーク１０４が形成されている。

一般に、モールド１０１は合成石英からなり、モールド側アライメントマーク１０４はモールド１０１の合成石英を凹凸状に加工した段差構造のマークである。

図６は、従来のインプリント用モールドを用いたアライメント方法の例を示す説明図であり、（ａ）は被転写基板における被転写領域と基板側アライメントマークの配置の例を示す概略平面図であり、（ｂ）はモールドと被転写基板との関係を示す断面模式図である。

図６（ａ）に示すように、被転写基板１１１には複数の被転写領域１１３があり、ステップアンドリピート方式により、モールド１０１の転写領域１０３に形成された凹凸パターン１０２が、この複数の被転写領域１１３に順次インプリントされる。

一般的に、ステップアンドリピート方式においては、未硬化の樹脂１１２ｂが、インクジェット法などによりインプリント直前にインプリントする被転写領域１１３ｂに形成され、インプリント後は硬化した樹脂パターン１１２ａが順次形成されていく。

ここで、図６（ａ）においては、３×３個の被転写領域１１３のうち、最上段および中央段の左が、樹脂硬化済みの被転写領域１１３ａであり、中央が、樹脂硬化前の被転写領域１１３ｂであり、中央段の右および最下段が、樹脂塗布前の被転写領域１１３ｃを示している。

なお、通常、被転写領域１１３は、隙間を設けずに隣接して配設され、インプリント完了時には被転写基板１１１の表面は硬化した樹脂で覆われた状態になる。被転写基板１１１の表面に樹脂が塗布されていない露出部位が残る場合、その後のエッチング等の工程で異物発生の原因となるなどの不具合を生じる恐れがあるため、これを防止するためである。

被転写領域１１３には、モールド１０１のモールド側アライメントマーク１０４に相当する位置に基板側アライメントマーク１１４が形成されており、例えば、図６（ａ）に示す、３×３個の被転写領域１１３のうち、中央の被転写領域１１３ｂにインプリントする際は、被転写領域１１３ｂ内の基板側アライメントマーク１１４と、モールド１０１のモールド側アライメントマーク１０４とを重ね合わせるようにして、位置合わせを行う。

上述の位置合わせについて、より詳しく説明する。図６（ｂ）に示すように、モールド１０１を被転写基板１１１上の樹脂１１２ｂに接触させ、検出器１２１により、モールド側アライメントマーク１０４と基板側アライメントマーク１１４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。

モールド１０１を被転写基板１１１上の樹脂１１２ｂ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、モールド１０１を被転写基板１１１上の樹脂１１２ｂに接触させる方法では、モールド１０１を被転写基板１１１上の樹脂１１２ｂ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。

特表２００４−５０４７１８号公報 特開２００２−９３７４８号公報 特開２００７−２８１０７２号公報 特開２００７−１４０４６０号公報 特開２００７−１０３９１５号公報

しかしながら、アライメントのためにモールドを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、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。

この課題に対して、例えば、モールドの転写領域の外に第２のアライメントマークを形成し、転写領域内の第１のアライメントマークとの相対位置を記憶しておいて、アライメント時には、樹脂と接触しない前記第２のアライメントマークと基板側アライメントマークを検出し、前記第１のアライメントマークとの相対位置の記憶情報を基に位置合わせを行う方法や（特許文献３）、モールドの転写領域のある面とは反対側の面やモールド内部に第２のアライメントマークを形成し、転写領域面の第１のアライメントマークとの相対位置情報を求めておいて、アライメント時には、樹脂と接触しない前記第２のアライメントマークと基板側アライメントマークを検出し、前記第１のアライメントマークとの相対位置情報を基に位置合わせを行う方法や（特許文献４）、高屈折率材料でアライメントマークを構成する方法（特許文献５）が提案されている。

しかしながら、上述の特許文献３の方法では、基板側アライメントマークと重ね合わせる転写領域内の第１のアライメントマークを、直接検出していないため、アライメント精度が劣る恐れがあり、上述の特許文献４の方法では、上述同様アライメント精度が劣る恐れに加え、第２のアライメントマークを転写領域のある面とは異なる面に形成する複雑な工程を要し、モールド作成が困難となる。

また、上述の特許文献５の方法では、前記高屈折率材料をモールド上に形成する工程や、アライメントマーク構造への加工工程が必要となり、さらに、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。

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直接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用モールド、アライメント方法、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。

本発明者は、種々研究した結果、ステップアンドリピート方式のインプリントにおいて、モールド側アライメントマークを、モールドの転写領域とは別のメサ構造に形成し、インプリントしようとしている被転写領域内の基板側アライメントマークではなく、前記被転写領域に接する別の被転写領域内の基板側アライメントマークとアライメントすることにより、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。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、ステップアンドリピート方式のインプリント方法により、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板に、凹凸の転写パターンを、位置合わせして転写するためのインプリント用モールドであって、第１のメサ構造に、前記凹凸の転写パターンが形成された転写領域を有しており、前記第１のメサ構造とは別の第２のメサ構造に、前記基板側アライメントマークと位置合わせするためのモールド側アライメントマークを有しており、前記第１のメサ構造と前記第２のメサ構造は、４００ｎｍ〜１５０μｍの間隔を空けて形成されており、前記第１のメサ構造及び前記第２のメサ構造物の高さは、２００ｎｍ〜５０μｍであり、前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際の該被転写領域に接する他の被転写領域内に形成された前記基板側アライメントマークの少なくともいずれか１つと相対する位置に形成されており、前記転写領域において、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に該被転写領域に形成された基板側アライメントマークの位置に重なる部位には、転写領域内マーク対応部が形成されており、前記転写領域内マーク対応部が、上面平坦な凸形状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。
また、本発明の請求項２に係る発明は、ステップアンドリピート方式のインプリント方法により、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板に、凹凸の転写パターンを、位置合わせして転写するためのインプリント用モールドであって、第１のメサ構造に、前記凹凸の転写パターンが形成された転写領域を有しており、前記第１のメサ構造とは別の第２のメサ構造に、前記基板側アライメントマークと位置合わせするためのモールド側アライメントマークを有しており、前記第１のメサ構造と前記第２のメサ構造は、４００ｎｍ〜１５０μｍの間隔を空けて形成されており、前記第１のメサ構造及び前記第２のメサ構造物の高さは、２００ｎｍ〜５０μｍであり、前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際の該被転写領域に接する他の被転写領域内に形成された前記基板側アライメントマークの少なくともいずれか１つと相対する位置に形成されており、前記転写領域において、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に該被転写領域に形成された基板側アライメントマークの位置に重なる部位には、転写領域内マーク対応部が形成されており、前記転写領域内マーク対応部に、前記基板側アライメントマークと前記モールド側アライメントマークとのアライメントの妨げとならないパターンが形成されていることを特徴とするインプリント用モールドである。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドと同一材料からなる凹凸形状で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント用モールドである。

また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板を用いたステップアンドリピート方式のインプリントにおけるアライメント方法であって、前記インプリント用モールドのモールド側アライメントマークを、前記相対する基板側アライメントマークに重ね合わせて両者のズレ量を光学的に検出することにより、前記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アライメント方法である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板とを用いて、前記インプリント用モールドの転写パターンを前記被転写基板に位置合わせして転写するステップアンドリピート方式のインプリント方法であって、前記被転写基板上の１つの被転写領域に未硬化の硬化型樹脂を形成した後に、前記インプリント用モールドと前記被転写基板上の前記硬化型樹脂とを接触させ、前記モールド側アライメントマークと、前記相対する基板側アライメントマークとを重ね合わせて両者のズレ量を光学的に検出し、前記インプリント用モールドと前記被転写基板とを相対的に移動させて両者の位置合わせを行った後に、前記硬化型樹脂を硬化させ、その後、前記インプリント用モールドを離型し、次の被転写領域に移る工程を繰り返して、前記被転写基板上の複数の被転写領域に、順次前記インプリント用モールドの転写パターンを転写することを特徴とするインプリント方法である。

また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板とを用いて、前記インプリント用モールドの転写パターンを前記被転写基板に位置合わせして転写するステップアンドリピート方式のインプリント装置であって、前記インプリント用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、前記被転写基板上の被転写領域に未硬化の硬化型樹脂を塗布形成する樹脂形成手段と、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ために、前記インプリント用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、前記インプリント用モールドの前記モールド側アライメントマークと、前記被転写基板の、前記相対する基板側アライメントマークとを共に光学的に検出する検出手段と、前記樹脂形成手段、前記保持手段、前記移動手段、前記検出手段を制御する制御手段と、を具え、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、前記制御手段を介して前記移動手段により、前記インプリント用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。

本発明によれば、モールド材と同じ材料からなり、モールドの転写領域と同一面上に形成されたアライメントマークを、直接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。

本発明に係るインプリント用モールドの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図を、（ｂ）は断面構造の模式図を示す。 本発明に係るインプリント用モールドを用いたアライメント方法の一例を示す説明図であり、（ａ）は被転写基板における被転写領域と基板側アライメントマークの配置の例を示す概略平面図であり、（ｂ）はモールドと被転写基板との関係を示す断面模式図である。 本発明に係るインプリント用モールドを用いたインプリント方法の一例を示す模式的工程図である。 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。 従来のインプリント用モールドの例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図を、（ｂ）は断面構造の模式図を示す。 従来のインプリント用モールドを用いたアライメント方法の例を示す説明図であり、（ａ）は被転写基板における被転写領域と基板側アライメントマークの配置の例を示す概略平面図であり、（ｂ）はモールドと被転写基板との関係を示す断面模式図である。

［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、本発明に係るインプリント用モールドの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図を、（ｂ）は断面構造の模式図を示す。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、インプリント用モールド１は、その主面上にメサ構造の転写領域３と、メサ構造のモールド側アライメントマーク４とを有しており、転写領域３の領域内には、転写パターンである凹凸パターン２と転写領域内マーク対応部５が形成されている。

転写領域３の凹凸パターン２と、モールド側アライメントマーク４は、モールド原版の同一の主面上に形成され、転写領域３とモールド側アライメントマーク４の部位を残して他の部位をエッチングすることで溝構造６が形成される。

一般に、モールド１は合成石英からなり、モールド側アライメントマーク４はモールド１の合成石英を凹凸状に加工した段差構造のマークであり、その平面形状は、例えば、矩形状、十字型状の形状が１個以上配設されたものや、モアレ縞等の周期構造のもの等がある。

モールド側アライメントマーク４は、モールド１を被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に、その被転写領域に対して上下、左右、対角に接する他の被転写領域内に形成された基板側アライメントマークと相対する位置に形成されている。

図１（ａ）においては、インプリントする被転写領域に対し、対角に接する被転写領域の基板側アライメントマークと、モールド側アライメントマーク４とが相対する例を示しているが、本発明においては、インプリントする被転写領域に対して上下、左右、対角に接する被転写領域内に設けられた基板側アライメントマークであれば、いずれも用いることができ、用いる基板側アライメントマークの位置に応じて、モールド側アライメントマーク４の配設位置も適宜変化する。基板側アライメントマークの位置については、後述する本発明に係るアライメント方法の説明において詳述する。

一方、転写領域内マーク対応部５は、モールド１を被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に、樹脂を介して、該被転写領域に形成された基板側アライメントマークの位置に重なる部位である。

転写領域内マーク対応部５は、図１（ｂ）に示すように、例えば、上面平坦な凸形状である。ステップアンドリピート方式により、モールド１が次の被転写領域に移動してインプリントする際、本発明においては、すでにインプリントした被転写領域の基板側アライメントマークと、モールド側アライメントマーク４とが、硬化した樹脂パターンを介して重ねられるからである。ただし、基板側アライメントマークとモールド側アライメントマーク４とのアライメントの妨げとならないパターンであれば、この転写領域内マーク対応部５に形成することも可能である。

モールド側アライメントマーク４、および転写領域内マーク対応部５の領域の大きさは、例えば、数１０μｍ角であり、転写領域３の大きさは、例えば２０ｍｍ角程度である。

また、図１（ｂ）に示す、モールド側アライメントマーク４と転写領域３を隔てる溝構造６の深さおよび幅は、樹脂の広がりを防止するのに十分な大きさであることが好ましい。溝構造６の深さは、例えば、２００ｎｍ〜５０μｍであり、その幅は、例えば、ウェットエッチングで溝を形成する場合には、溝の深さの２倍〜３倍程度の大きさである。

この溝構造６により、インプリントの際の未硬化の樹脂は、モールド側アライメントマーク４に到達しない。それゆえ、本発明においては、モールド側アライメントマーク４の凹凸に樹脂が充填されて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事態は生じない。

本発明に係るインプリント用モールド１は、従来のインプリント用モールドと同じ材料を用いて、同じ製造方法で製造することができる。

そして、モールド側アライメントマーク４は、従来と同様に、転写領域３の凹凸パターン２と同一の主面上に形成されるため、他の面に形成する方法のような複雑な工程が増えることはなく、かつ、モールド側アライメントマーク４と凹凸の転写パターン２との相対位置精度も、従来と同様の精度を保証できる。

また、モールド側アライメントマーク４は、異種材料を使わずに、従来と同様に、モールドを凹凸状に加工して形成するため、複雑な工程が増えることはなく、かつ、インプリント耐性や洗浄耐性などの信頼性も従来と同様の信頼性を確保できる。

［アライメント方法］
次に、本発明に係るインプリント用モールドを用いたアライメント方法について説明する。

図２は、本発明に係るインプリント用モールドを用いたアライメント方法の一例を示す説明図であり、（ａ）は被転写基板における被転写領域と基板側アライメントマークの配置の例を示す概略平面図であり、（ｂ）はモールドと被転写基板との関係を示す断面模式図である。

図２（ａ）に示すように、被転写基板１１には複数の被転写領域１３があり、ステップアンドリピート方式のインプリントにより、モールド１の転写領域３に形成された凹凸パターン２が、この複数の被転写領域１３に順次インプリントされる。

より詳しくは、インクジェット法などにより未硬化の樹脂１２ｂが、インプリント直前にインプリントする被転写領域１３ｂに形成され、インプリント後は硬化した樹脂パターン１２ａが順次形成されていく。

図２（ａ）においては、３×３個の被転写領域１３のうち、最上段および中央段の左が樹脂硬化済みの被転写領域１３ａであり、中央が樹脂硬化前の被転写領域１３ｂであり、中央段の右および最下段が樹脂塗布前の被転写領域１３ｃを示している。

被転写領域１３内には、モールド１の転写領域内マーク対応部５に相当する位置に基板側アライメントマーク１４が形成されており、この基板側アライメントマーク１４を所定の位置に有する被転写領域１３が、規則的に連続して配設されているため、モールド１を被転写基板１１上の１つの被転写領域１３にインプリントする際、モールド側アライメントマーク４に相当する位置には、該被転写領域１３に対して上下、左右、対角に接する他の被転写領域１３の基板側アライメントマーク１４があることになる。

例えば、図１（ａ）に示すモールド１を用いて、図２（ａ）に示す、３×３個の被転写領域１３のうち、中央の被転写領域１３ｂにインプリントする際は、被転写領域１３ｂに対角に接する被転写領域１３ａや被転写領域１３ｃの基板側アライメントマーク１４ｂと、モールド１のモールド側アライメントマーク４とを重ね合わせるようにして、位置合わせを行う。

上述の位置合わせについて、より詳しく説明する。

図２（ｂ）に示すように、モールド１の転写領域３を、被転写基板１１上の被転写領域１３ｂに形成された未硬化の樹脂１２ｂに接触させ、検出器２１により、モールド側アライメントマーク４と基板側アライメントマーク１４ｂ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。

ここで、モールド１のモールド側アライメントマーク４と転写領域３の間には溝構造６があるため、被転写領域１３ｂに形成された未硬化の樹脂１２ｂは、モールド側アライメントマーク４には到達しない。それゆえ、モールド側アライメントマーク４と被転写基板１１との間には、既に硬化した樹脂パターン１２ａか、空気しか存在しないことになり、モールド側アライメントマーク４の凹凸に樹脂が充填されて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事態は生じない。

なお、図１（ａ）においては、インプリントする被転写領域１３に対し、対角に接する被転写領域１３の基板側アライメントマーク１４と、モールド側アライメントマーク４とが相対する例を示しているが、本発明においては、インプリントする被転写領域に対して上下、左右、対角に接する被転写領域内に設けられた基板側アライメントマークであれば用いることができ、例えば、図２（ａ）に示す左右に隣接する被転写領域内に設けられた基板側アライメントマークと、このマークに相対するモールド側アライメントマーク４を有するモールドを用いてアライメントしても良く、同様に上下に隣接する被転写領域内に設けられた基板側アライメントマークと、このマークに相対するモールド側アライメントマーク４を有するモールドを用いてアライメントしても良い。さらには、上下、左右、対角の基板側アライメントマークの全てと、これらのマークに相対するモールド側アライメントマーク４を有するモールドとを用いてアライメントしても良い。

本発明に係るアライメント方法によれば、モールド材と同じ材料からなり、モールドの転写領域と同一面上に形成されたモールド側アライメントマークを、樹脂充填による不具合を防止してインプリント時にも識別することを可能とし、前記モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークとを重ね合わせてそのズレを直接光学的に検出するため、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することができる。

［インプリント方法］
次に、本発明に係るインプリント用モールドを用いたインプリント方法について説明する。

本発明に係るインプリント方法は、上述のインプリント用モールド、およびそれを用いたアライメント方法の工程に特徴があり、その他の工程、例えば、ステップアンドリピート工程、被転写基板への未硬化樹脂の形成工程、モールド押し付け工程、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。

図３は、本発明に係るインプリント用モールドを用いたインプリント方法の一例を示す模式的工程図である。

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上のインプリントしようとする被転写領域に未硬化の樹脂１２ｂを形成する。

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１２ｂとを接触させ、モールド側アライメントマーク４と、相対する基板側アライメントマーク１４とを重ね合わせて、そのズレ量を、検出器２１を用いて光学的に検出することにより、前記モールド１と前記被転写基板１１との位置合わせを行う。

次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、紫外線３２を所定量照射することにより、硬化した樹脂パターン１２ａを得る。

その後、図３（ｄ）に示すように、モールド１を離型し、次の被転写領域に移る。

上述の工程を繰り返すことにより、被転写基板１１上の複数の被転写領域に、順次モールド１の転写パターン２を転写する。

本発明のインプリント法によれば、前記モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークとを重ね合わせてそのズレを直接光学的に検出するため、位置合わせ精度の高い転写パターンを被転写基板に形成することができる。

また、本発明のインプリント法においては、例えば、モールド側アライメントマーク４に樹脂が充填されないように、モールド側アライメントマーク４が接する被転写基板１１の部位に樹脂を形成しないようにするなどの処置が必要ないため、被転写領域１３は、隙間を設けずに隣接して配設され、インプリント完了時には被転写基板１１の表面は硬化した樹脂で覆われた状態になる。それゆえ、被転写基板１１の表面に樹脂が塗布形成されていない露出部位が残り、その後のエッチング等の工程で異物発生の原因となるなどの不具合を生じる恐れはない。

［インプリント装置］
次に、本発明に係るインプリント用モールドを用い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、上述のインプリント用モールドを用い、上述のアライメント方法を適用した構成に特徴があり、その他の構成、例えば、ステップアンドリピート方式のための各機構、被転写基板への未硬化樹脂の形成機構、モールド押し付け機構、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。

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は、本発明に係る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４２ａ、被転写基板１１を保持する被転写基板保持手段４２ｂ、被転写基板１１に未硬化の樹脂を塗布形成するディスペンサーなどからなる樹脂形成手段４１、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４３ａ、および被転写基板移動手段４３ｂ、モールド１のモールド側アライメントマーク４と、相対する基板側アライメントマーク１４とを光学的に検出する検出手段４４と、前記樹脂形成手段４１、モールド保持手段４２ａ、被転写基板保持手段４２ｂ、モールド移動手段４３ａ、被転写基板移動手段４３ｂ、検出手段４４等を制御する制御手段４５とを備えており、検出手段４４により、モールド側アライメントマーク４と、相対する基板側アライメントマーク１４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４５を介してモールド移動手段４３ａ、被転写基板移動手段４３ｂ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。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４６を備えた構成になる。

前記検出手段４４は、ＣＣＤ等の撮像素子、照明光学系、および結像光学系等から構成され、この構成自体は従来と同じものを用いることができる。しかし、従来のように、インプリントする対象の被転写領域にある基板側アライメントマークを検出するのではなく（図６（ａ）、（ｂ））、上述で説明したように、インプリントする対象の被転写領域に対して上下、左右、対角に接する他の被転写領域にある基板側アライメントマークを検出する機構である点が（図２（ａ）、（ｂ））、従来と相違する。

本発明に係るインプリント装置によれば、従来の装置に比べて複雑な機構を具備することを必要とせず、記憶情報等の虚像との位置合わせではなく、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークとの重なり具合の実像を直接検出できる。

すなわち、本発明に係るインプリント装置によれば、モールド材と同じ材料からなり、モールドの転写領域と同一面上に形成されたモールド側アライメントマークを、樹脂充填による不具合を防止してインプリント時にも識別することを可能とし、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークとを重ね合わせてそのズレを直接光学的に検出するため、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することができる。

以上、本発明に係るインプリント用モールド、アライメント方法、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。

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凹凸の転写パターン２と上面平坦な凸形状の転写領域内マーク対応部５が形成された転写領域３とモールド側アライメントマーク４とを有する本発明に係るインプリント用モールド１を形成した。

インプリント用モールド１の外形寸法は、縦６５ｍｍ、横６５ｍｍ、厚さ０．２５インチとし、転写領域３は、モールド中央部に２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさで形成し、モールド側アライメントマーク４は、モールドの四隅近傍に配置し、転写領域のメサ構造の縁とモールド側アライメントマークが設けられたメサ構造の縁との距離が、Ｘ方向に４０μｍ、Ｙ方向に４０μｍ隔てるように溝構造６を形成した。溝構造６の深さは２０μｍとした。

転写領域内の凹凸の転写パターン２としては、深さ１００ｎｍ、幅７０ｎｍ、ピッチ１４０ｎｍのライン／スペースパターンを形成し、モールド側アライメントマーク４としては、深さ１００ｎｍの凹凸形状の周期構造を形成した。

次に、被転写基板１１として、直径２００ｍｍのシリコン・ウェハに、複数の隣接した被転写領域１３と基板側アライメントマーク１４とを有する基板を用意した。

なお、被転写領域１３内には、モールド１の転写領域内マーク対応部５に相当する位置に基板側アライメントマーク１４が形成されており、この基板側アライメントマーク１４を所定の位置に有する被転写領域１３が、規則的に連続して配設されているため、モールド１を被転写基板１１上の１つの被転写領域１３にインプリントする際には、モールド側アライメントマーク４に相当する位置に、該被転写領域１３に対して上下、左右、対角に接する他の被転写領域１３の基板側アライメントマーク１４があることになる。

本実施例では、インプリントしようとする被転写領域１３に対し、対角に接する被転写領域１３の基板側アライメントマーク１４と、モールド側アライメントマーク４とが相対するように設計した。

次に、上記の被転写基板１１上のインプリントしようとする１つの被転写領域１３ｂに、未硬化の樹脂１２ｂとしてモレキュラー・インプリンツ製の光硬化型樹脂Ｍｏｎｏｍａｔ（登録商標）の塗膜を形成し、モールド１の転写領域３を、被転写基板１１上の未硬化の樹脂１２ｂに接触させ、ＣＣＤ撮像素子からなる検出器２１により、モールド側アライメントマーク４と、相対する基板側アライメントマーク１４を光学的に検出した。

モールド１のモールド側アライメントマーク４と転写領域３の間には溝構造６があるため、被転写基板１１上の被転写領域１３に形成された未硬化の樹脂１２ｂは、モールド側アライメントマーク４には到達せず、インプリント時にもモールド側アライメントマーク４を良好に識別することが可能であった。

その後、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合わせを行い、波長３２０ｎｍの紫外線を照射して前記樹脂を硬化させ、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１２ａを得た。

１・・・モールド
２・・・凹凸パターン
３・・・転写領域
４・・・モールド側アライメントマーク
５・・・転写領域内マーク対応部
６・・・溝構造
１１・・・被転写基板
１２・・・樹脂
１２ａ・・・硬化した樹脂パターン
１２ｂ・・・未硬化の樹脂
１３・・・被転写領域
１３ａ・・・樹脂硬化済みの被転写領域
１３ｂ・・・樹脂硬化前の被転写領域
１３ｃ・・・樹脂塗布前の被転写領域
１４・・・基板側アライメントマーク
１４ａ・・・インプリントする被転写領域のマーク
１４ｂ・・・対角に接する被転写領域のマーク
２１・・・検出器
３２・・・紫外線
４１・・・樹脂形成手段
４２・・・保持手段
４２ａ・・・モールド保持手段
４２ｂ・・・被転写基板保持手段
４３・・・移動手段
４３ａ・・・モールド移動手段
４３ｂ・・・被転写基板移動手段
４４・・・検出手段
４５・・・制御手段
４６・・・露光手段
１０１・・・モールド
１０２・・・凹凸パターン
１０３・・・転写領域
１０４・・・モールド側アライメントマーク
１０６・・・溝構造
１１１・・・被転写基板
１１２・・・樹脂
１１２ａ・・・硬化した樹脂パターン
１１２ｂ・・・未硬化の樹脂
１１３・・・被転写領域
１１３ａ・・・樹脂硬化済みの被転写領域
１１３ｂ・・・樹脂硬化前の被転写領域
１１３ｃ・・・樹脂形成前の被転写領域
１１４・・・基板側アライメントマーク
１２１・・・検出器

Claims (6)

1. ステップアンドリピート方式のインプリント方法により、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板に、凹凸の転写パターンを、位置合わせして転写するためのインプリント用モールドであって、
   第１のメサ構造に、前記凹凸の転写パターンが形成された転写領域を有しており、前記第１のメサ構造とは別の第２のメサ構造に、前記基板側アライメントマークと位置合わせするためのモールド側アライメントマークを有しており、
   前記第１のメサ構造と前記第２のメサ構造は、４００ｎｍ〜１５０μｍの間隔を空けて形成されており、前記第１のメサ構造及び前記第２のメサ構造物の高さは、２００ｎｍ〜５０μｍであり、
   前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際の該被転写領域に接する他の被転写領域内に形成された前記基板側アライメントマークの少なくともいずれか１つと相対する位置に形成されており、
   前記転写領域において、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に該被転写領域に形成された基板側アライメントマークの位置に重なる部位には、転写領域内マーク対応部が形成されており、
   前記転写領域内マーク対応部が、上面平坦な凸形状であることを特徴とするインプリント用モールド。
2. ステップアンドリピート方式のインプリント方法により、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板に、凹凸の転写パターンを、位置合わせして転写するためのインプリント用モールドであって、
   第１のメサ構造に、前記凹凸の転写パターンが形成された転写領域を有しており、前記第１のメサ構造とは別の第２のメサ構造に、前記基板側アライメントマークと位置合わせするためのモールド側アライメントマークを有しており、
   前記第１のメサ構造と前記第２のメサ構造は、４００ｎｍ〜１５０μｍの間隔を空けて形成されており、前記第１のメサ構造及び前記第２のメサ構造物の高さは、２００ｎｍ〜５０μｍであり、
   前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際の該被転写領域に接する他の被転写領域内に形成された前記基板側アライメントマークの少なくともいずれか１つと相対する位置に形成されており、
   前記転写領域において、前記インプリント用モールドを前記被転写基板上の１つの被転写領域にインプリントする際に該被転写領域に形成された基板側アライメントマークの位置に重なる部位には、転写領域内マーク対応部が形成されており、
   前記転写領域内マーク対応部に、前記基板側アライメントマークと前記モールド側アライメントマークとのアライメントの妨げとならないパターンが形成されていることを特徴とするインプリント用モールド。
3. 前記モールド側アライメントマークは、前記インプリント用モールドと同一材料からなる凹凸形状で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリント用モールド。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板を用いたステップアンドリピート方式のインプリントにおけるアライメント方法であって、
   前記インプリント用モールドのモールド側アライメントマークを、前記相対する基板側アライメントマークに重ね合わせて両者のズレ量を光学的に検出することにより、前記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アライメント方法。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板とを用いて、前記インプリント用モールドの転写パターンを前記被転写基板に位置合わせして転写するステップアンドリピート方式のインプリント方法であって、
   前記被転写基板上の１つの被転写領域に未硬化の硬化型樹脂を形成した後に、
   前記インプリント用モールドと前記被転写基板上の前記硬化型樹脂とを接触させ、
   前記モールド側アライメントマークと、前記相対する基板側アライメントマークとを重ね合わせて両者のズレ量を光学的に検出し、
   前記インプリント用モールドと前記被転写基板とを相対的に移動させて両者の位置合わせを行った後に、前記硬化型樹脂を硬化させ、
   その後、前記インプリント用モールドを離型し、次の被転写領域に移る工程を繰り返して、
   前記被転写基板上の複数の被転写領域に、順次前記インプリント用モールドの転写パターンを転写することを特徴とするインプリント方法。
6. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインプリント用モールドと、複数の隣接した被転写領域と基板側アライメントマークとを有する被転写基板とを用いて、前記インプリント用モールドの転写パターンを前記被転写基板に位置合わせして転写するステップアンドリピート方式のインプリント装置であって、
   前記インプリント用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、
   前記被転写基板上の被転写領域に未硬化の硬化型樹脂を塗布形成する樹脂形成手段と、
   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ために、前記インプリント用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、
   前記インプリント用モールドの前記モールド側アライメントマークと、前記被転写基板の、前記相対する基板側アライメントマークとを共に光学的に検出する検出手段と、
   前記樹脂形成手段、前記保持手段、前記移動手段、前記検出手段を制御する制御手段と、を具え、
   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、
   前記制御手段を介して前記移動手段により、
   前記インプリント用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。

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