KR20170041661A - 임프린트 방법 및 임프린트 몰드의 제조 방법 - Google Patents

임프린트 방법 및 임프린트 몰드의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

메사 구조를 갖는 몰드 및/또는 전사 기판을 사용하는 임프린트 방법이며, 수지 공급 공정, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 갖고, 수지 공급 공정에서는, 패턴 구조체를 형성할 예정인 전사 기판의 패턴 형성 영역의 외측 영역에도 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성한다.

Description

임프린트 방법 및 임프린트 몰드의 제조 방법{IMPRINT METHOD AND IMPRINT MOLD MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 임프린트 방법과, 이 임프린트 방법을 사용한 임프린트 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 포토리소그래피 기술을 대신하는 미세한 패턴 형성 기술로서, 임프린트 방법을 사용한 패턴 형성 기술이 주목받고 있다. 임프린트 방법은, 미세한 요철 구조를 구비한 형 부재(몰드)를 사용하여, 요철 구조를 피성형 수지에 전사함으로써 미세 구조를 등배 전사하는 패턴 형성 기술이다. 예를 들어, 피성형 수지로서 광경화성 수지를 사용한 임프린트 방법에서는, 전사 기판의 표면에 광경화성 수지의 액적을 공급하고, 원하는 요철 구조를 갖는 몰드와 전사 기판을 소정의 거리까지 근접시켜서 요철 구조 내에 광경화성 수지를 충전한다. 이 상태에서 몰드측으로부터 광을 조사하여 광경화성 수지를 경화시키고, 그 후, 몰드를 수지층으로부터 분리한다. 이에 의해, 몰드가 구비한 요철이 반전된 요철 구조(요철 패턴)를 갖는 패턴 구조체를 형성한다. 또한, 이 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 전사 기판을 에칭하는 임프린트 리소그래피가 행해지고 있다. 이 임프린트 리소그래피에서는, 전사 기판으로서, 하드 마스크용 재료층을 표면에 구비한 전사 기판을 사용하는 일도 있다. 이 경우, 임프린트 방법에 의해 형성한 수지층을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크용 재료층을 에칭하고, 이에 의해 하드 마스크를 형성하고, 이 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여, 전사 기판의 에칭이 행해진다.
이러한 임프린트 방법에 사용하는 몰드의 제조에서는, 통상, 몰드용 기재에 전자선 감응형 레지스트를 도포하고, 이 레지스트에 전자선 묘화를 행하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 당해 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 기재를 에칭해서 요철 패턴을 형성함으로써 몰드가 제조된다. 그러나, 전자선 묘화를 사용하는 전자선 리소그래피는, 고가의 묘화 장치를 사용하고, 묘화에 장시간을 필요로 하기 때문에, 몰드의 제조 비용이 상승한다는 문제가 있었다. 또한, 임프린트에 있어서, 몰드와 전사 기판의 사이에 이물이 혼입되면, 양자가 큰 손상을 받고, 손상을 받은 몰드는 재사용이 곤란해진다. 이에 의해, 전자선 리소그래피로 제조한 고가의 몰드를 손실시켜 버린다는 문제가 있었다.
따라서, 전자선 리소그래피로 제조한 몰드를 마스터 몰드라고 하고, 이 마스터 몰드로부터 임프린트 방법을 사용한 임프린트 리소그래피에 의해, 복제 몰드(이하, 레플리카 몰드라 기재함)를 제조하는 일이 행해지고 있다(특허문헌 1 등).
일본 특허 공표 제2012-504336호 공보
그러나, 레플리카 몰드용 전사 기판이, 패턴 구조체가 형성되는 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 상태인 메사 구조를 갖고, 이 메사 구조의 표면에 요철 구조가 형성되는 경우, 문제가 있었다. 즉, 제조된 레플리카 몰드에 있어서, 메사 구조의 주변측에 위치하는 요철 구조의 치수 정밀도와, 그것보다도 중앙부 가까이에 위치하는 요철 구조의 치수 정밀도의 사이에 상위가 보인다는 문제가 있었다. 이러한 요철 구조의 치수 정밀도의 변동은, 하드 마스크 형성 시의 에칭 조건, 하드 마스크를 에칭 마스크로 한 전사 기판의 에칭 조건을 다양하게 조정해도 해소되지 않는 것이었다.
한편, 전사 기판의 메사 구조 표면의 사용 범위를 중앙부 가까이로 한정함으로써, 상기와 같은 요철 구조의 치수 정밀도의 변동을 회피하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 메사 구조 표면의 주변측의 사용을 제한하고, 메사 구조 표면의 주변측에 요철 구조를 형성하지 않도록 제조한 레플리카 몰드는, 메사 구조 표면의 요철 구조의 소밀에 큰 차가 존재하여, 높은 정밀도로 안정된 임프린트를 행할 수 없다는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제는, 메사 구조를 갖는 몰드를 사용하고, 평탄한 전사 기판의 표면에 있어서 몰드의 메사 구조 부위에 대응된 영역에 요철 구조가 형성되는 경우에도 마찬가지로 보였다.
또한, 피성형 수지의 경화물인 패턴 구조체에는, 몰드의 볼록부와 전사 기판의 간극에 기인한 잔류막이 존재한다. 패턴 구조체가 형성되는 영역의 외측 테두리부에 있어서는, 피성형 수지의 스며나옴이나 휘발, 임프린트 장치의 기계적인 정밀도의 제약에 의해, 이 잔류막 두께의 균일성, 재현성이 나쁘다는 문제도 보인다. 이러한 잔류막의 두께가 불균일한 패턴 구조체를 통하여 하드 마스크를 에칭한 경우, 상기와 같은 주변측과 중앙부 가까이의 치수 정밀도의 변동에 더하여, 더욱 에칭 정밀도의 저하가 발생하여, 레플리카 몰드를 높은 정밀도로 제조하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 웨이퍼의 한쪽 면을 다구획면으로 구획하고, 이렇게 구획된 복수의 면에 몰드를 사용한 스텝/리피트에 의해 임프린트를 행하여, 피성형 수지의 경화물인 패턴 구조체를 형성하고, 그 후, 웨이퍼에 에칭 처리를 행하는 경우에 있어서도, 웨이퍼 주변측 구획면에 있어서의 패턴 치수와, 그것보다도 중앙 가까이의 구획면에 있어서의 패턴 치수의 사이에 차이가 발생한다는 문제가 보였다.
또한, 웨이퍼 위에 이물이나 볼록 형상의 결함이 존재하면, 웨이퍼에 근접한 몰드의 요철 구조를 파괴하게 된다. 이것을 피하기 위해 웨이퍼의 결함 검사를 사전에 행하여, 결함이 검출된 구획에는 임프린트를 행하지 않도록 할 수 있다. 그러나, 그 경우, 임프린트를 행하지 않는 구획에 인접하는 구획에 있어서, 상기와 같은 주변측과 중앙부 가까이의 치수 정밀도의 변동에 의해, 형성되는 패턴 구조체의 요철 구조의 치수 정밀도가 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 메사 구조를 갖는 몰드 및/또는 전사 기판을 사용하여 패턴 구조체를 높은 정밀도로 형성하기 위한 임프린트 방법과, 이 임프린트 방법을 사용한 임프린트 몰드의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 임프린트 방법은, 한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 전사 기판의 당해 하드 마스크 재료층 위에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과, 요철 구조를 갖는 몰드와 상기 전사 기판을 근접시키고, 상기 몰드와 상기 전사 기판의 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과, 상기 피성형 수지층을 경화시켜서 전사 수지층으로 하는 경화 공정과, 상기 전사 수지층과 상기 몰드를 분리하고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정을 갖고, 상기 수지 공급 공정에서는, 상기 패턴 구조체를 형성할 예정인 전사 기판의 패턴 형성 영역의 외측 영역에도 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
또한, 본 발명의 임프린트 방법은, 한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 전사 기판의 당해 하드 마스크 재료층 위에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과, 요철 구조를 갖는 몰드와 상기 전사 기판을 근접시키고, 상기 몰드와 상기 전사 기판의 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과, 상기 피성형 수지층을 경화시켜서 전사 수지층으로 하는 경화 공정과, 상기 전사 수지층과 상기 몰드를 분리하고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정과, 상기 패턴 구조체를 형성한 전사 기판의 패턴 형성 영역의 외측 영역에 피성형 수지를 공급해 경화하여 밸런스층을 형성하는 밸런스층 형성 공정을 갖는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 패턴 형성 영역과 상기 밸런스층이 이격될 경우, 이격 거리가 300㎛ 이하가 되도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 패턴 형성 영역의 외측 테두리로부터 상기 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 패턴 형성 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 볼록 구조부를 이루는 메사 구조의 전사 기판을 사용하고, 상기 볼록 구조부 외측의 상기 전사 기판에 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 요철 구조를 갖는 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 볼록 구조부를 이루는 메사 구조의 몰드를 사용하고, 상기 전사 기판 표면의 상기 몰드의 상기 볼록 구조부에 대응하는 영역의 외측에 위치하도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 얇은 부분의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고, 상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 두꺼운 부분의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 얇은 부분의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 두꺼운 부분의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 이형 공정 후에, 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 복수회의 사전 임프린트에서 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 미리 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 복수회의 사전 임프린트에서 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭해서 상기 패턴 형성 영역에 요철 구조를 형성하고, 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중에서, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위 및, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정하고, 상기 축소 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고, 상기 확대 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 복수회의 사전 임프린트에서, 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭해서 상기 패턴 형성 영역에 요철 구조를 형성하고, 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중에서, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위 및, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정하고, 상기 축소 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 확대 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록, 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 몰드가 갖는 상기 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고, 상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 상기 몰드가 갖는 상기 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 상기 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 전사 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 사용하고, 당해 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면에 패턴 구조체를 형성하는 복수의 패턴 형성 영역을 다구획면으로 설정하고, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 또는, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성한 후에, 상기 실리콘 웨이퍼의 복수의 패턴 형성 영역이 집합된 영역의 외측 영역에 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 방법은, 전사 기판으로서 결함 검사가 행해진 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 당해 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면에 패턴 구조체를 형성하는 복수의 패턴 형성 영역을 다구획면으로 설정함과 함께, 당해 패턴 형성 영역 중에서 소정의 사이즈의 결함이 존재하는 결함 영역은, 패턴 구조체를 형성하는 영역으로부터 제외하고, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 또는, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성한 후에, 상기 실리콘 웨이퍼의 복수의 패턴 형성 영역이 집합된 영역의 외측 영역 및, 상기 결함 영역에 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 구성으로 하였다.
본 발명의 임프린트 몰드의 제조 방법은, 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하는 임프린트 몰드의 제조 방법이며, 한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 레플리카 몰드용 전사 기판을 준비하고, 원하는 마스터 몰드를 사용하여, 상술한 어느 한 임프린트 방법을 사용함으로써, 상기 전사 기판의 상기 하드 마스크 재료층 위에 패턴 구조체 및 밸런스층을 형성하는 공정, 당해 패턴 구조체 및 당해 밸런스층을 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하는 공정, 당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭하는 공정을 갖는 구성으로 하였다.
본 발명에 따르면, 메사 구조를 갖는 몰드 및/또는 전사 기판을 사용하여, 높은 정밀도로 패턴 구조체를 안정되게 제작할 수 있고, 또한, 마스터 몰드를 사용하여 고정밀도의 레플리카 몰드를 제조할 수 있다는 효과가 발휘된다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 임프린트 방법에 있어서의 밸런스층 형성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 임프린트 방법에 있어서의 밸런스층 형성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 10은 도 9d에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 11은 도 9e에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 15는 도 14a에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 17은 도 16a에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 20은 도 19d에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 21a 내지 도 21d는, 밸런스층을 구성하는 피복률이 상이한 4종의 부위에 있어서의 피복 상태의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 22a 내지 도 22d는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 23a 내지 도 23d는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 24a 내지 도 24c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 25는 도 24a에 도시되는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 26a 내지 도 26c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 27은 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 요철 구조가 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 28은 도 27에 도시되는 전사 기판의 VII-VII선에 있어서의 종단면도이다.
도 29는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 도 29에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 31은 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 도 31에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 33은 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 요철 구조가 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 34는 도 33에 도시되는 전사 기판의 X-X선에 있어서의 종단면도이다.
도 35는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 도 35에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 37은 임프린트에 사용하는 몰드의 요철 구조가 형성되어 있는 면의 평면도이다.
도 38은 도 37에 도시되는 전사 기판의 XII-XII선에 있어서의 종단면도이다.
도 39는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 도 39에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 41은 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 도 41에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 43은 임프린트에 사용하는 몰드의 요철 구조가 형성되어 있는 면의 평면도이다.
도 44는 도 43에 도시되는 전사 기판의 XV-XV선에 있어서의 종단면도이다.
도 45는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태에 있어서의 액적 공급 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 도 45에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이다.
도 47a, 도 47b는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 48a, 도 48b는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 49는 실시예에 있어서 패턴 구조체의 잔류막의 두께를 측정한 지점 및, 밸런스층의 외형을 도시하는 평면도이다.
도 50은 실시예에 있어서 패턴 구조체의 잔류막의 두께를 측정한 지점 및, 밸런스층의 외형을 도시하는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 부재의 치수, 부재 간의 크기의 비 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고 한정할 수는 없고, 또한, 동일한 부재 등을 나타내는 경우에도, 도면에 따라 서로의 치수나 비가 상이하게 표현되는 경우도 있다.
(제1 실시 형태)
도 1a 내지 도 1d 및 도 2a 내지 도 2c는, 본 발명의 임프린트 방법의 일 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태에서는, 패턴 구조체가 형성되는 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 상태인 메사 구조를 갖는 전사 기판을 사용한다. 도시 예에서는, 전사 기판(11)은 기초부(12)의 한쪽 면(12a)에 위치하는 볼록 구조부(13)를 갖고 있다. 이 볼록 구조부(13)의 표면(13a)은 패턴 구조체가 형성되는 영역이며, 주위의 영역(12a)보다도 돌출된 상태인 메사 구조로 되어 있다. 또한, 면(12a), 면(13a)을 피복하도록 하드 마스크 재료층(15)을 구비하고 있다(도 1a).
이 전사 기판(11)의 재질은, 예를 들어 석영이나 소다 석회 유리, 붕규산 유리 등의 유리, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 수지 기판, 또는, 이들 재료의 임의의 조합을 포함하는 복합 재료 기판이면 된다. 또한, 실리콘이나 니켈, 티타늄, 알루미늄 등의 금속 및 이것들의 합금, 산화물, 질화물, 또는, 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다. 단, 후술하는 경화 공정에 있어서, 전사 기판(11)측으로부터 광조사를 행하는 경우, 전사 기판(11)은 경화 처리가 가능한 광투과성을 구비하고 있을 필요가 있다. 이러한 전사 기판(11)이 갖는 볼록 구조부(13)는 패턴 구조체가 형성되는 패턴 형성 영역이며, 볼록 구조부(13)의 평면으로 본 형상, 평면으로 본 치수, 주위의 영역(12a)으로부터의 돌출 높이는, 적절히 설정할 수 있다.
하드 마스크 재료층(15)은, 전사 기판(11)과의 에칭 선택성을 이용한 건식 에칭이 가능한 금속, 금속 화합물을 사용하여, 스퍼터링법 등의 진공 성막법에 의해 형성할 수 있다. 상기 금속, 금속 화합물로서는, 예를 들어 크롬, 탄탈륨, 알루미늄, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄, 텅스텐 등의 금속, 이들 금속의 합금, 산화 크롬, 산화 티타늄 등의 금속 산화물, 질화 크롬, 질화 티타늄 등의 금속 질화물, 갈륨 비소 등의 금속 간 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 하드 마스크 재료층(15)의 두께는, 후술하는 패턴 구조체와 밸런스층을 통한 하드 마스크 재료층(15)의 건식 에칭 시의 에칭 선택비(하드 마스크 재료층의 에칭 속도/패턴 구조체나 밸런스층의 에칭 속도), 후술하는 하드 마스크를 통한 전사 기판(11)의 건식 에칭 시의 에칭 선택비(전사 기판의 에칭 속도/하드 마스크(하드 마스크 재료층(15))의 에칭 속도), 패턴 구조체의 개구 면적이나 개구율에 의한 에칭 속도의 상이 등을 고려하여 설정할 수 있다. 일률적으로 두께 범위를 설정할 수는 없지만, 예를 들어 1 내지 100㎚, 바람직하게는 3 내지 15㎚의 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 수지 공급 공정에서, 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(35)을 형성한다(도 1b). 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 공급하는 피성형 수지(31)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 개개의 액적의 적하량, 필요한 피성형 수지의 총량, 후속 공정인 접촉 공정에서의 몰드(21)와 전사 기판(11)의 간극 등으로부터 적절히 설정할 수 있다. 또한, 밸런스층(35)은 기초부(12) 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 공급된 피성형 수지(31)의 액적이 번져 서로 접촉하여 형성되는 것이다. 밸런스층(35)을 형성하기 위해 공급하는 피성형 수지(31)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 형성할 밸런스층(35)의 평면으로 본 형상, 평면으로 본 치수, 두께를 고려하여 적절히 설정할 수 있다. 밸런스층(35)의 두께는, 예를 들어 밸런스층(35)을 경화시킨 후술하는 밸런스층(37)의 두께가, 후술하는 이형 공정 후에 얻어지는 패턴 구조체(41)의 두께와 동등 이상이 되도록 설정할 수 있다. 또한, 밸런스층(35)은 상기 예에서는, 볼록 구조부(13) 위에 공급되는 피성형 수지(31)를 사용하여 형성하였지만, 피성형 수지(31)와 상이한 수지 재료를 사용하여 형성해도 된다.
도 3은 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)에 형성된 밸런스층(35)을 도시하는 평면도이며, 하드 마스크 재료층(15)은 생략하였다. 도시 예에서는, 밸런스층(35)(사선을 그어서 표시하였음)은 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)로부터 이격되고, 볼록 구조부(13)를 둘러싸도록, 그 외측의 면(12a)에 환상으로 형성되어 있다. 이 경우, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 밸런스층(35)의 이격 거리 L1을 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 테두리로부터 밸런스층(35)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 800㎛ 이상으로 할 수 있다. 상기 이격 거리 L1이 300㎛를 초과하거나, 최단 거리 L2가 800㎛ 미만이 되면, 밸런스층의 작용이 충분히 발현되지 않는 경우가 있다. 즉, 후술하는 하드 마스크의 개구 치수 및, 이 하드 마스크를 통한 전사 기판(11)의 에칭에 의해 형성되는 패턴 구조체의 치수 정밀도에, 볼록 구조부(13)의 주변측과, 이것보다 중앙 가까이와의 사이에서 차가 발생하기 쉬워져, 본 발명의 효과가 발휘되지 않는 경우가 있어 바람직하지 않다. 상기 예에서는, 밸런스층(35)은 외형이 환상인 영역에 피성형 수지가 간극 없이 존재한 솔리드 상태의 층이지만, 원하는 영역에 피성형 수지가 해도(海島)형으로 존재하는 것이어도 된다. 이 경우, 밸런스층(35)에 있어서의 피성형 수지의 피복률은, 솔리드 상태의 피복률 100％에 비하여 낮은 것이 된다. 이 피복률은 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 17％ 이상으로 설정할 수 있다. 또한, 피복률은, 단위 면적에 차지하는 피성형 수지의 피복 면적의 비율이다.
또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 밸런스층(35)의 이격 거리 L1이 제로, 즉, 밸런스층(35)이 볼록 구조부(13)에 접촉하는 것이어도 된다.
이렇게 수지 공급 공정에 있어서 밸런스층(35)을 형성함으로써, 밸런스층(35)으로부터의 수지 성분의 휘발에 의해 분위기 중의 증기압이 높아진다. 이에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 공급된 피성형 수지(31)로부터의 수지 성분의 휘발이 억제되어, 조성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 밸런스층(35)의 형성이 수지 공급 공정과 동일 공정이기 때문에, 후술하는 에칭 공정 전에 공정을 증가시킬 필요가 없고, 이물 부착 등의 영향을 받기 어려운 프로세스가 된다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층(32)을 형성한다(도 1c). 사용하는 몰드(21)는, 도시 예에서는, 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다. 또한, 몰드(21)의 기재(22)의 재질은, 임프린트에 사용하는 피성형 수지가 광경화성일 경우에는, 이것들을 경화시키기 위한 조사광이 투과 가능한 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어 석영 유리, 규산계 유리, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 아크릴 유리 등의 유리류 외에, 사파이어나 질화 갈륨, 나아가서는 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리프로필렌 등의 수지, 또는, 이들 임의의 적층재를 사용할 수 있다. 또한, 사용하는 피성형 수지가 광경화성이 아닐 경우나, 전사 기판(11)측으로부터 피성형 수지를 경화시키기 위한 광을 조사 가능한 경우에는, 기재(22)는 광투과성을 구비하지 않아도 된다. 따라서, 상기 재료 이외에, 예를 들어 실리콘이나 니켈, 티타늄, 알루미늄 등의 금속 및 이것들의 합금, 산화물, 질화물, 또는, 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다.
이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층(32)을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 1d). 이 경화 공정에서는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 몰드(21)측으로부터 광조사를 행함으로써 피성형 수지층(32), 밸런스층(35)을 경화시킬 수 있다. 또한, 전사 기판(11)이 광투과성의 재료로 이루어질 경우, 전사 기판(11)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한, 전사 기판(11)과 몰드(21)의 양측으로부터 광조사를 행해도 된다. 한편, 사용하는 피성형 수지가 열경화성수지라면, 피성형 수지층(32) 및 밸런스층(35)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 2a).
상기한 바와 같이 본 발명의 임프린트 방법에 의해, 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 패턴 구조체(41)와, 볼록 구조부(13)의 외측 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 하드 마스크(17)를 형성한다(도 2b). 이렇게 형성한 하드 마스크(17)는 볼록 구조부(13) 위에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(17a)와, 볼록 구조부(13)의 외측 영역(12a)에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(17b)를 포함한다.
이러한 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 구조체(41)를 통한 에칭이 균일하고 안정되게 행해진다. 즉, 밸런스층(37)이 존재하지 않는 경우, 레지스트 패턴의 개구 면적이나 개구율이 작아질수록 에칭 속도가 저하된다는 마이크로 로딩 효과에 의해, 패턴 구조체(41)를 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭 속도가, 전사 기판(11)의 기초부(12)에 위치하는 하드 마스크 재료층(15)의 에칭 속도보다도 작아진다. 그리고, 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향은, 볼록 구조부(13)의 주변측과 중앙 가까이가 상이하다. 즉, 볼록 구조부(13)의 주변측에서는, 그 외측의 전사 기판(11)의 기초부(12)에 위치하는 하드 마스크 재료층(15)의 에칭 영향을 받아, 마이크로 로딩 효과가 약하게 된다. 이로 인해, 볼록 구조부(13) 위에 형성한 하드 마스크에 있어서, 볼록 구조부(13) 주변측의 치수와, 이것보다도 중앙부 가까이에서의 치수의 사이에 차가 발생하게 된다. 그러나, 상술한 본 발명의 임프린트 방법과 같이, 볼록 구조부(13) 외측의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(35)을 형성하고, 경화하여 밸런스층(37)을 형성함으로써, 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 볼록 구조부(13) 위에 형성한 하드 마스크(17a)는, 그 치수 정밀도의 변동이 억제되어, 정밀도가 높은 것이 된다.
이어서, 이 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(11)을 에칭함으로써, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작한다(도 2c).
이러한 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 한 전사 기판(11)의 에칭에서는, 밸런스용 하드 마스크(17b)의 존재에 의해, 하드 마스크(17a)를 통한 에칭이 균일하고 안정되게 행해진다. 즉, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 설치함으로써, 볼록 구조부(13)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 볼록 구조부(13)에 형성된 요철 구조(14)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제되어, 고정밀도의 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태에서는, 도 4a에 도시되는 바와 같이, 메사 구조를 갖고 있지 않고 평판 형상이며, 한쪽 주면(61a)에 하드 마스크 재료층(65)을 갖는 전사 기판(61)을 사용한다. 이러한 전사 기판(61)의 재질은, 상술한 전사 기판(11)과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 하드 마스크 재료층(65)은 상술한 하드 마스크 재료층(15)과 마찬가지로 할 수 있다.
본 실시 형태에서 사용하는 몰드는, 요철 구조를 갖는 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 상태인 메사 구조를 갖는 몰드이다. 도시 예에서는, 몰드(71)는 기초부(72)의 한쪽 면(72a)에 위치하는 볼록 구조부(73)를 갖고 있다. 이 볼록 구조부(73)의 표면(73a)은 요철 구조(74)를 갖는 영역이며, 주위의 영역(72a)보다도 돌출된 상태인 메사 구조로 되어 있다. 이러한 몰드(71)의 재질은, 상술한 몰드(21)와 마찬가지로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)의 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(85)을 형성한다(도 4a). 전사 기판(61)에 공급하는 피성형 수지(81)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 개개의 액적의 적하량, 필요한 피성형 수지의 총량, 후속 공정인 접촉 공정에서의 몰드(71)와 전사 기판(61) 사이의 간극 등으로부터 적절히 설정할 수 있다. 또한, 밸런스층(85)은 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 공급된 피성형 수지(81)의 액적이 번져 서로 접촉하여 형성되는 것이다. 이 밸런스층(85)을 형성하기 위해 공급하는 피성형 수지(81)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 형성할 밸런스층(85)의 평면으로 본 형상, 평면으로 본 치수, 두께를 고려하여 적절히 설정할 수 있다. 밸런스층(85)의 두께는, 예를 들어 밸런스층(85)을 경화시킨 후술하는 밸런스층(87)의 두께가, 후술하는 이형 공정 후에 얻어지는 패턴 구조체(91)의 두께와 동등 이상이 되도록 설정할 수 있다. 또한, 밸런스층(85)은 상기 예에서는, 패턴 형성 영역 A에 공급되는 피성형 수지(81)를 사용하여 형성하였지만, 피성형 수지(81)와 상이한 수지 재료를 사용하여 형성해도 된다.
도 6은 패턴 형성 영역 A의 외측 영역에 형성된 밸런스층(85)을 도시하는 평면도이며, 하드 마스크 재료층(65)은 생략하였다. 도시 예에서는, 밸런스층(85)(사선을 그어서 표시하였음)은 패턴 형성 영역 A로부터 이격하여 둘러싸도록, 환상으로 형성되어 있다. 이 경우, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(85)의 이격 거리 L1을 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층(85)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 800㎛ 이상으로 할 수 있다. 상기 이격 거리 L1이 300㎛를 초과하거나, 최단 거리 L2가 800㎛ 미만이 되면, 밸런스층의 작용이 충분히 발현되지 않는 경우가 있다. 즉, 후술하는 하드 마스크의 정밀도 및, 이 하드 마스크를 통한 전사 기판(61)의 에칭에 의해 형성되는 요철 구조의 치수 정밀도에, 패턴 형성 영역 A의 주변측과, 이것보다 중앙 가까이의 사이에서 차가 발생하기 쉬워져, 본 발명의 효과가 발휘되지 않는 경우가 있어 바람직하지 않다. 상기 예에서는, 밸런스층(85)은 외형이 환상인 영역에 피성형 수지가 간극 없이 존재한 솔리드 상태의 층이지만, 원하는 영역에 피성형 수지가 해도형으로 존재하는 것이어도 된다. 이 경우, 밸런스층(85)에 있어서의 피성형 수지의 피복률은, 솔리드 상태의 피복률 100％에 비하여 낮은 것이 된다. 이 피복률은 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 17％ 이상으로 설정할 수 있다. 또한, 피복률은, 단위 면적에 차지하는 피성형 수지의 피복 면적의 비율이다.
또한, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(85)의 이격 거리 L1이 제로, 즉, 밸런스층(85)이 패턴 형성 영역 A에 접촉하는 것이어도 된다.
이렇게 수지 공급 공정에 있어서 밸런스층(85)을 형성함으로써, 밸런스층(85)으로부터의 수지 성분의 휘발에 의해 분위기 중의 증기압이 높아진다. 이에 의해, 패턴 형성 영역 A에 공급된 피성형 수지(81)로부터의 수지 성분의 휘발이 억제되어, 조성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 밸런스층(85)의 형성이 수지 공급 공정과 동일 공정이기 때문에, 후술하는 에칭 공정 전에 공정을 증가시킬 필요가 없고, 이물 부착 등의 영향을 받기 어려운 프로세스가 된다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 전사 기판(61)과 몰드(71) 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층(82)을 형성한다(도 4b).
이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층(82)을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 함과 함께, 밸런스층(85)을 경화시켜서 밸런스층(87)으로 한다(도 4c). 이 경화 공정에서는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 몰드(71)측으로부터 광조사를 행함으로써 피성형 수지층(82), 밸런스층(85)을 경화시킬 수 있다. 또한, 전사 기판(61)이 광투과성의 재료로 이루어질 경우, 전사 기판(61)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한, 전사 기판(61)과 몰드(71)의 양측으로부터 광조사를 행해도 된다. 한편, 사용하는 피성형 수지가 열경화성 수지라면, 피성형 수지층(82) 및 밸런스층(85)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를 전사 기판(61)의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 5a).
상기한 바와 같이 본 발명의 임프린트 방법에 의해, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 형성된 패턴 구조체(91)와, 패턴 형성 영역 A의 외측의 하드 마스크 재료층(65) 위에 형성된 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 하드 마스크(67)를 형성한다(도 5b). 이렇게 형성한 하드 마스크(67)는, 패턴 형성 영역 A에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(67a)와, 패턴 형성 영역 A의 외측에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(67b)를 포함한다.
이러한 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(87)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역 A에 있어서의 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 패턴 형성 영역 A의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 패턴 형성 영역 A에 형성한 하드 마스크(67a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
이어서, 이 하드 마스크(67a) 및, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(61)을 에칭함으로써, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작한다(도 5c).
이러한 하드 마스크(67a) 및, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 에칭 마스크로 한 전사 기판(61)의 에칭에서는, 밸런스용 하드 마스크(67b)의 존재에 의해, 하드 마스크(67a)를 통한 에칭이 균일하고 안정되게 행해진다. 즉, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 설치함으로써, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 패턴 형성 영역 A의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 패턴 형성 영역 A에 형성된 요철 구조(64)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제되어, 고정밀도의 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 7a 내지 도 7e는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태에서는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 메사 구조를 갖고 있는 전사 기판(11)을 사용한다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다(도 7a). 전사 기판(11)에 공급하는 피성형 수지(31)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성하고, 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 한다(도 7b). 사용하는 몰드(21)는 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다. 그 후, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(35)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(37)으로 한다(도 7c). 밸런스층(35)의 형성은, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 밸런스층(35)의 경화는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 직접 밸런스층(35)에 광조사를 행함으로써 경화시킬 수 있다. 또한, 전사 기판(11)이 광투과성이 재료를 포함할 경우, 전사 기판(11)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한, 직접의 광조사와, 전사 기판(11)측으로부터의 광조사의 양쪽을 행해도 된다. 한편, 사용하는 피성형 수지가 열경화성 수지라면, 밸런스층(35)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다.
이렇게 이형 공정 후의 밸런스층 형성 공정에서 밸런스층(35)을 형성하므로, 피성형 수지(31)와 상이한 수지 재료를 사용하여 밸런스층(35)을 형성할 수 있다. 이 경우, 후술하는 하드 마스크(17)의 형성에 있어서 밸런스층(37)이 에칭 마스크로서 기능하는 범위 내에서 밸런스층(35)의 두께를 얇게 할 수 있다. 예를 들어, 저점도의 수지 재료, 또는, 피성형 수지(31)보다도 에칭 내성이 높은 수지 재료를 사용하여 밸런스층(35)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 하드 마스크 형성 후의 밸런스층(37)의 박리 세정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 이형 공정 후에 밸런스층(35)을 형성하므로, 밸런스층(35)을 형성하기 위한 수지 재료의 공급은, 상술한 접촉 공정에서의 몰드(21) 등과의 접촉 방지를 고려할 필요가 없다. 이로 인해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 밸런스층(35)의 이격 거리 L1, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 테두리로부터 밸런스층(35)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2의 설정을 포함하여, 몰드(21)의 형상 등을 고려할 필요가 없으며, 따라서, 다양한 몰드 형상에도 대응할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 임프린트 방법에 의해, 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 패턴 구조체(41)와, 볼록 구조부(13)의 외측 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 하드 마스크(17)를 형성한다(도 7d). 이렇게 형성한 하드 마스크(17)는 볼록 구조부(13) 위에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(17a)와, 볼록 구조부(13) 외측의 표면(12a)에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(17b)를 포함한다.
이러한 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하고 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성한 하드 마스크(17a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
이어서, 이 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(11)을 에칭함으로써, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작한다(도 7e).
이러한 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 한 전사 기판(11)의 에칭에서는, 밸런스용 하드 마스크(17b)의 존재에 의해, 하드 마스크(17a)를 통한 에칭이 균일하고 안정되게 행해진다. 즉, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 설치함으로써, 하드 마스크(17a)를 통한 볼록 구조부(13)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 볼록 구조부(13)에 형성된 요철 구조(14)는, 그 치수 정밀도의 변동이 억제되어, 고정밀도의 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다.
(제4 실시 형태)
도 8a 내지 도 8e는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태에서는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로, 메사 구조를 갖고 있는 몰드(71)를 사용한다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 이 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다(도 8a). 전사 기판(61)에 공급하는 피성형 수지(81)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 이 전사 기판(61)과 몰드(71)의 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 한다(도 8b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다. 이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역 A의 외측의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(85)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(87)으로 한다(도 8c). 밸런스층(85)의 형성은, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 밸런스층(85)의 경화는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 직접 밸런스층(85)에 광조사를 행함으로써 경화시킬 수 있다. 또한, 전사 기판(61)이 광투과성의 재료로 이루어질 경우, 전사 기판(61)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한, 직접 광조사와, 전사 기판(61)측으로부터의 광조사의 양쪽을 행해도 된다. 한편, 사용하는 피성형 수지가 열경화성 수지라면, 밸런스층(85)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다.
이렇게 이형 공정 후의 밸런스층 형성 공정에서 밸런스층(85)을 형성하므로, 피성형 수지(81)와 상이한 수지 재료를 사용하여 밸런스층(85)을 형성할 수 있다. 이 경우, 후술하는 하드 마스크(67)의 형성에 있어서 밸런스층(87)이 에칭 마스크로서 기능하는 범위 내에서 밸런스층(85)의 두께를 얇게 할 수 있다. 예를 들어, 저점도의 수지 재료, 또는, 피성형 수지(81)보다도 에칭 내성이 높은 수지 재료를 사용하여 밸런스층(85)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 하드 마스크 형성 후의 밸런스층(87)의 박리 세정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 이형 공정 후에 밸런스층(85)을 형성하므로, 밸런스층(85)을 형성하기 위한 수지 재료의 공급은, 상술한 접촉 공정에서의 몰드(21) 등과의 접촉 방지를 고려할 필요가 없다. 이로 인해, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(85)의 이격 거리 L1, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층(85)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2의 설정을 포함하여, 몰드(21)의 형상 등을 고려할 필요가 없고, 따라서, 다양한 몰드 형상에도 대응할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 임프린트 방법에 의해, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 형성된 패턴 구조체(91)와, 패턴 형성 영역 A의 외측의 하드 마스크 재료층(65) 위에 형성된 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 하드 마스크(67)를 형성한다(도 8d). 이렇게 형성한 하드 마스크(67)는 패턴 형성 영역 A에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(67a)와, 패턴 형성 영역 A의 외측에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(67b)를 포함한다.
이러한 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(87)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역 A에 있어서의 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 패턴 형성 영역 A의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 패턴 형성 영역 A에 형성한 하드 마스크(67a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
이어서, 이 하드 마스크(67a) 및, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(61)을 에칭함으로써, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작한다(도 8e).
이러한 하드 마스크(67a) 및, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 에칭 마스크로 한 전사 기판(61)의 에칭에서는, 밸런스용 하드 마스크(67b)의 존재에 의해, 하드 마스크(67a)를 통한 에칭이 균일하고 안정되게 행해진다. 즉, 밸런스용 하드 마스크(67b)를 설치함으로써, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 패턴 형성 영역 A의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 패턴 형성 영역 A에 형성된 요철 구조(64)는, 그 치수 정밀도의 변동이 억제되어, 고정밀도의 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다.
(제5 실시 형태)
도 9a 내지 도 9e는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태는, 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께에 따라, 형성할 밸런스층의 위치, 치수를 조정하는 것이다. 여기서, 패턴 구조체의 잔류막이란, 몰드의 볼록부와 전사 기판 사이의 간극에 기인하여 전사 수지층에 발생하는 부위를 말한다. 이하의 설명에 있어서도 마찬가지이다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다(도 9a). 전사 기판(11)에 공급하는 피성형 수지(31)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성하고, 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 한다(도 9b). 사용하는 몰드(21)는 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 9c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(35)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(37)으로 한다. 밸런스층(35)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 패턴 구조체 잔류막의 두께의 측정은, 분광 반사율계(Nanometrics사 제조 Atlas-M)를 사용하여 행할 수 있다.
도 9d는 L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한 경우를 나타내고 있으며, 도 9e는, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한 경우를 도시하고 있다. 또한, 도 10은 도 9d에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이며, 도 11은 도 9e에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이다. 또한, 도 9d는, 도 10의 I-I선에 있어서의 종단면에 상당하고, 도 9e는, 도 11의 II-II선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 10, 도 11에서는, 하드 마스크 재료층(15), 패턴 구조체(41)의 요철 구조는 생략하였다.
이 도 10, 도 11에 도시되는 예에서는, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)은 두께가 두꺼운 쪽부터 순서대로 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 4종으로 구분할 수 있고, 각 구분은 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
도 10에서는, 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가, 각각 L2', L'2', L'2, L2이며, L2'<L'2'<L'2 <L2의 관계가 성립되어 있다.
또한, 도 11에서는, 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가, 각각 L1', L'1', L'1, L1이며, L1'>L'1'>L'1>L1의 관계가 성립되어 있다.
밸런스층(35)의 경화는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 직접 밸런스층(35)에 광조사를 행함으로써 경화시킬 수 있다. 또한, 전사 기판(11)이 광투과성의 재료로 이루어질 경우, 전사 기판(11)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한, 직접 광조사와, 전사 기판(11)측으로부터의 광조사의 양쪽을 행해도 된다. 한편, 사용하는 피성형 수지가 열경화성 수지라면, 밸런스층(35)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 밸런스층(35)을 경화하여 밸런스층(37)으로 한 후, 이 밸런스층(37)과, 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 패턴 구조체(41)를 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서, 볼록 구조부(13) 위에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(17a)와, 볼록 구조부(13) 외측의 표면(12a)에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(17b)를 포함하는 하드 마스크(17)를 형성한다(도 7d 참조). 이러한 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께에 대응하여, 밸런스층(37)의 위치, 치수가 조정되어 있으므로, 잔류막(42)의 두께가 불균일한 것에 의한 에칭 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하고 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성한 하드 마스크(17a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
이어서, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 이 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(11)을 에칭함으로써, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작한다(도 7e 참조).
상술한 도 9a 내지 도 9e, 도 10, 도 11에 도시되는 실시 형태에서는, 이형 공정 후의 밸런스층 형성 공정에 있어서 밸런스층(35)을 형성하였지만, 수지 공급 공정에 있어서, 밸런스층(35)의 일부를 형성해도 된다. 도 12a 내지 도 12e는, 이러한 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 12a 내지 도 12e에 도시되는 실시 형태에서는, 수지 공급 공정에서, 잉크젯 방식에 의해, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다(도 12a). 이러한 밸런스층(35)은, 예를 들어 도 3에 도시되는 바와 같은 환상 형상으로 형성할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 12b). 사용하는 몰드(21)는 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하여, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 12c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 추가의 밸런스층(35)을 형성하고, 이것을 경화하여, 최종적인 밸런스층(37)으로 한다(도 12d, 도 12e). 추가 밸런스층(35)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 최종적인 밸런스층(37)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(37)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 최종적인 밸런스층(37)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(37)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록, 추가의 밸런스층(35)을 형성한다. 최종적인 밸런스층(37)에 있어서의 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 12d는, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록, 이미 형성되어 있는 밸런스층(37)의 외측에 추가의 밸런스층(35)을 형성한 경우를 도시하고 있다. 또한, 도 12e는, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록, 이미 형성되어 있는 밸런스층(37)의 내측에 추가의 밸런스층(35)을 형성한 경우를 도시하고 있다. 그리고, 이렇게 형성한 최종적인 밸런스층(37)의 외관 형상은, 도 12d에 도시되는 예에서는 상술한 도 10에 도시되는 밸런스층(37)과 마찬가지가 되고, 도 12e에 도시되는 예에서는 상술한 도 11에 도시되는 밸런스층(37)과 마찬가지가 된다.
상기한 바와 같이 추가의 밸런스층(35)을 형성하고, 최종적인 밸런스층(37)을 형성한 후에는 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지로 하여, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 7d, 도 7e 참조).
또한, 본 실시 형태에서는, 도 13a에 도시되는 바와 같이, 메사 구조를 갖고 있지 않고 평판 형상이며, 한쪽 주면(61a)에 하드 마스크 재료층(65)을 갖는 전사 기판(61)을 사용할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 이 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다(도 13a). 전사 기판(61)에 공급하는 피성형 수지(81)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 이 전사 기판(61)과 몰드(71)의 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 한다(도 13b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 13c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 외측의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(85)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(87)으로 한다(도 13d, 도 13e). 밸런스층(85)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 얇은 부분(92t)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)으로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(85)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 두꺼운 부분(92T)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)으로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(85)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 13d는, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(85)을 형성한 경우를 도시하고 있으며, 도 13e는, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(85)을 형성한 경우를 도시하고 있다. 그리고, 이렇게 형성한 밸런스층(85)의 외관 형상은, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께 분포에 의해 결정되는 것인데, 예를 들어 도 13d에 도시되는 예에서는 상술한 도 10에 도시되는 밸런스층(37)과 같은 외관 형상이 되고, 도 13e에 도시되는 예에서는 상술한 도 11에 도시되는 밸런스층(37)이 되는 경우가 있다.
상기와 같이 밸런스층(85)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(87)으로 한 후에는 상술한 제4 실시 형태와 마찬가지로 하여, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 8d, 도 8e 참조).
(제6 실시 형태)
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태는, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 이 결과에 기초하여, 형성할 밸런스층의 위치, 치수를 조정하는 것이다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에 잉크젯 방식에 의해 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에 밸런스층(35)을 형성한다(도 14a). 이 밸런스층(35)은 복수회의 사전 임프린트에 있어서 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 그 결과에 기초하여 형성된다. 즉, 계측된 잔류막의 두께 분포로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막의 두께에 기초하여, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한다. 또한, 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 15는 도 14a에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이다. 또한, 도 14a는, 도 15의 III-III선에 있어서의 종단면에 상당하고, 도 15에서는 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 15에 도시되는 예에서는, 복수회의 사전 임프린트로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)이, 두께가 두꺼운 쪽부터 순서대로 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 4종으로 구분되어 있는 것을 도시하고 있다. 또한, 4종의 각 구분은, 피치가 상이한 경사 쇄선을 그어서 표시하고 있다. 그리고, 도 15에서는, 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가, 각각 L2', L'2', L'2, L2이며, L2'<L'2'<L'2 <L2의 관계가 성립되어 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 14b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 14c).
상기와 같이 패턴 구조체(41)를 형성하고, 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(37)을 형성한 후에는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 2b, 도 2c 참조).
도 16a 내지 도 16c에 도시하는 임프린트 방법의 공정도는, 도 14a 내지 도 14c에 도시하는 임프린트 방법과 마찬가지로, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 이 결과에 기초하여, 형성할 밸런스층의 위치, 치수를 조정하는 실시 형태이다.
이 실시 형태에 있어서도, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다(도 16a). 이 밸런스층(35)의 형성은, 이하와 같이 행할 수 있다. 즉, 계측된 잔류막의 두께 분포로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막의 두께에 기초하여, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(35)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(35)을 형성한다. 또한, 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 17은 도 16a에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이다. 또한, 도 16a는, 도 17의 IV-IV선에 있어서의 종단면에 상당하고, 도 17에서는 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 17에 도시되는 예에서는, 복수회의 사전 임프린트로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)은 두께가 두꺼운 쪽으로부터 순서대로 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 4종으로 구분되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 4종의 각 구분은, 피치가 상이한 경사 쇄선을 그어서 표시하고 있다. 그리고, 도 17에서는, 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가, 각각 L1', L'1', L'1, L1이며, L1'>L'1'>L'1>L1의 관계가 성립되어 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 16b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를, 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 16c).
상기와 같이 패턴 구조체(41)를 형성하고, 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(37)을 형성한 후에는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 2b, 도 2c 참조).
또한, 본 실시 형태에서는, 도 18a에 도시되는 바와 같이, 메사 구조를 갖고 있지 않고 평판 형상이며, 한쪽 주면(61a)에 하드 마스크 재료층(65)을 갖는 전사 기판(61)을 사용할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 이 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급하고, 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(85)을 형성한다(도 18a). 이 밸런스층(85)은, 복수회의 사전 임프린트에 있어서 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 그 결과에 기초하여 형성된다. 즉, 계측된 잔류막의 두께 분포로부터 결정된 패턴 구조체(91)의 잔류막의 두께에 기초하여, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 얇은 부분(92t)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)으로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L1, 이 밸런스층(85)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 두꺼운 부분(92T)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)으로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L1', 이 밸런스층(85)의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역 A까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층(85)을 형성한다. 또한, 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다. 도 18a에서는, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되어 있는 상태를 도시하고 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 이 전사 기판(61)과 몰드(71)의 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성하고, 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 하고, 또한, 밸런스층(85)을 경화시켜서 밸런스층(87)으로 한다(도 18b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 18c).
상기와 같이 패턴 구조체(91)를 형성하고, 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(87)을 형성한 후에는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 5b, 도 5c 참조).
(제7 실시 형태)
도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태는, 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께에 따라, 밸런스층의 피복률을 조정하는 것이다. 또한, 밸런스층의 피복률은, 상술한 바와 같이, 밸런스층의 단위 면적에 차지하는 피성형 수지의 피복 면적의 비율이다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다(도 19a). 전사 기판(11)에 공급하는 피성형 수지(31)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 한다(도 19b). 사용하는 몰드(21)는 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를, 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 19c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(35)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(37)으로 한다(도 19d). 밸런스층(35)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 피복률이, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 피복률보다도 커지도록 밸런스층(35)을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 밸런스층(35)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 테두리로부터 밸런스층(35)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 20은 도 19d에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이며, 도 19d는 도 20의 V-V선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 20에서는 하드 마스크 재료층(15), 패턴 구조체(41)의 요철 구조는 생략하였다.
이 도 20에 도시되는 예에서는, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)은 두께가 두꺼운 쪽부터 순서대로 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 4종으로 구분되어 있고, 각 구분은 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다. 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 밸런스층(37)의 외관 형상은, 볼록 구조부(13)의 주위를 둘러싸도록 환상으로 되어 있다. 이렇게 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(37)은, 도 20에 도시되는 바와 같이, 피복률이 상이한 4종의 부위(37d, 37d', 37D', 37D)로 구성되어 있고, 각 부위의 피복률에는 37d<37d'<37D'<37D의 관계가 성립되어 있다. 즉, 패턴 구조체(41)의 잔류막의 두께가 얇아짐(42T>42T'>42t'>42t)에 따라, 근방에 위치하는 밸런스층(37)에 의한 피복률이 높게(37d<37d'<37D'<37D) 되어 있다. 또한, 밸런스층(37)의 피복률이 상이한 각 부위에는 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
도 21a 내지 도 21d는, 밸런스층(37)을 구성하는 피복률이 상이한 4종의 부위(37d, 37d', 37D', 37D)에 있어서의 피복 상태의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 21에서는, 밸런스층(35)을 형성하기 위해 공급된 피성형 수지의 1개의 액적을 1개의 원 형상으로서 도시하고 있다. 도 21에 도시되는 예에서는, 가장 피복률이 높은 부위(37D)가 100％(솔리드 상태)의 피복률이며(도 21a), 부위(37D', 37d', 37d)에서는 피성형 수지가 해도형으로 존재한다. 그리고, 부위(37D')의 피복률이 약 85％(도 21b), 부위(37d')의 피복률이 38％(도 21c), 가장 피복률이 낮은 부위(37d)의 피복률이 17％(도 21d)로 되어 있다. 도 21에서는, 공급된 피성형 수지의 액적을 편의적으로 원 형상으로 도시하고 있다. 그러나, 예를 들어 도 21a, 도 21b에 도시하는 바와 같이, 공급된 피성형 수지의 액적끼리 연결될 경우, 액적이 변형되므로, 공급 시의 피복률보다도 증대한다. 이에 반해, 도 21c, 도 21d에 도시하는 바와 같이, 공급된 피성형 수지의 액적이 서로 독립되어 있을 경우, 액적은 변형되지 않으므로, 공급 시의 피복률이 유지된다.
상기한 바와 같이 밸런스층(35)을 경화하여 밸런스층(37)으로 한 후, 이 밸런스층(37)과, 전사 기판(11)의 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 패턴 구조체(41)를 에칭 마스크로 하고, 하드 마스크 재료층(15)을 에칭한다. 이에 의해, 볼록 구조부(13) 위에 위치하는 미세한 개구 패턴을 갖는 하드 마스크(17a)와, 볼록 구조부(13) 외측의 표면(12a)에 위치하는 밸런스용 하드 마스크(17b)를 포함하는 하드 마스크(17)를 형성한다(도 7d 참조). 이러한 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께에 대응하여, 밸런스층(37)에 의한 피복률이 조정되어 있으므로, 잔류막(42)의 두께가 불균일함에 따른 에칭 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(15)를 에칭해서 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성한 하드 마스크(17a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
이어서, 이 하드 마스크(17a) 및, 밸런스용 하드 마스크(17b)를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(11)을 에칭함으로써, 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지로, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 7e 참조).
상술한 도 19a 내지 도 19d, 도 20, 도 21a 내지 도 21d에 도시되는 실시 형태에서는, 이형 공정 후의 밸런스층 형성 공정에 있어서 밸런스층(35)을 형성하였지만, 수지 공급 공정에 있어서, 밸런스층(35)의 일부를 형성해도 된다. 도 22a 내지 도 22d는, 이러한 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 22a 내지 도 22d에 도시되는 실시 형태에서는, 수지 공급 공정에서, 잉크젯 방식에 의해, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다(도 22a). 이 밸런스층(35)은 밸런스층으로서의 기능 발현이 가능한 범위에서 낮은 피복률이 되도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 21d에 도시되는 바와 같은 피복률이 17％인 상태에서 밸런스층(35)을 형성할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 22b). 사용하는 몰드(21)는 기재(22)와, 기재(22)의 한쪽 면(22a)에 설정된 요철 형성 영역 A에 위치하는 요철 구조(24)를 갖고 있다.
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 22c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 추가의 밸런스층(35)을 형성하고, 이것을 경화하여, 최종적인 밸런스층(37)으로 한다. 추가의 밸런스층(35)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 최종적인 밸런스층(37)의 피복률이, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 최종적인 밸런스층(37)의 피복률보다도 커지도록, 추가의 밸런스층(35)을 형성한다. 예를 들어, 최초로 형성된 밸런스층(35)에 의한 피복률이 17％이며, 최종적인 밸런스층(37)에 의한 피복률이, 도 20에 도시되는 것과 같을 경우, 밸런스층의 부위(37d'), 부위(37D'), 부위(37D)의 피복률이 38％, 약 85％, 100％가 되도록 피성형 수지를 공급할 수 있다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 최종적인 밸런스층(37)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 테두리로부터 최종적인 밸런스층(37)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이 추가의 밸런스층(35)을 형성하고, 최종적인 밸런스층(37)을 형성한 후에는 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지로 하여, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 7d, 도 7e 참조).
또한, 본 실시 형태에서는, 도 23a에 도시되는 바와 같이, 메사 구조를 갖고 있지 않고 평판 형상이며, 한쪽 주면(61a)에 하드 마스크 재료층(65)을 갖는 전사 기판(61)을 사용할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 이 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다(도 23a). 전사 기판(61)에 공급하는 피성형 수지(81)의 액적의 개수, 인접하는 액적의 거리는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 이 전사 기판(61)과 몰드(71)의 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 한다(도 23b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 23c).
이어서, 밸런스층 형성 공정에서, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 외측의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(85)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(87)으로 한다(도 23d). 밸런스층(85)의 형성에서는, 먼저, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께 분포를 계측한다. 그리고, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 얇은 부분(92t)의 근방에 위치하는 밸런스층(87)의 피복률이, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 두꺼운 부분(92T)의 근방에 위치하는 밸런스층(87)의 피복률보다도 커지도록, 밸런스층(85)을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(87)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층(87)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
상기와 같이 밸런스층(85)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(87)으로 한 후에는 상술한 제4 실시 형태와 마찬가지로 하여, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 8d, 도 8e 참조).
(제8 실시 형태)
도 24a 내지 도 24c는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시 형태는, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층의 피복률을 조정하는 것이다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다(도 24a). 이 밸런스층(35)은 복수회의 사전 임프린트에 있어서 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 그 결과에 기초하여 형성된다. 즉, 계측된 잔류막의 두께 분포로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막의 두께에 기초하여, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 얇은 부분(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 피복률이, 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)의 두께가 두꺼운 부분(42T)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)의 피복률보다도 커지도록 밸런스층(35)을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)와 밸런스층(37)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 테두리로부터 밸런스층(37)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 25는 도 24a에 도시되는 바와 같이 밸런스층(35)이 형성된 전사 기판(11)의 평면도이며, 도 24a는 도 25의 VI-VI선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 25에서는 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다.
이 도 25에 도시되는 예에서는, 복수회의 사전 임프린트로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막(42)이, 두께가 두꺼운 쪽부터 순서대로 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 4종으로 구분되어 있다. 도시 예에서는, 각 구분에 피치가 상이한 경사 쇄선을 그어서 표시하고 있다. 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13) 외측의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성된 밸런스층(35)의 외관 형상은, 볼록 구조부(13)의 주위를 둘러싸는 환상으로 되어 있다. 이렇게 각 잔류막(42T), 잔류막(42T'), 잔류막(42t'), 잔류막(42t)의 근방에 위치하는 밸런스층(35)은 도 25에 도시되는 바와 같이, 피복률이 상이한 4종의 부위(35d, 35d', 35D', 35D)로 구성되어 있고, 각 부위의 피복률에는 35d<35d'<35D'<35D의 관계가 성립되어 있다. 즉, 복수회의 사전 임프린트로부터 결정된 패턴 구조체(41)의 잔류막의 두께가 얇을(42T>42T'>42t'>42t)수록, 근방에 위치하는 밸런스층(35)에 의한 피복률이 높아지게(35d<35d'<35D'<35D) 되어 있다. 또한, 밸런스층(35)의 피복률이 상이한 각 부위에는 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
이러한 밸런스층(35)을 구성하는 피복률이 상이한 4종의 부위(35d, 35d', 35D', 35D)는, 예를 들어 가장 피복률이 높은 부위(35D)가 100％(솔리드 상태)인 피복률이며, 부위(35D', 35d', 35d)에서는 피성형 수지가 해도형으로 존재하고, 부위(35D')의 피복률이 약 85％, 부위(35d')의 피복률이 38％, 가장 피복률이 낮은 부위(35d)의 피복률이 17％여도 된다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(11)과 몰드(21)를 근접시키고, 이 전사 기판(11)과 몰드(21)의 사이에 피성형 수지(31)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(21)의 요철 구조(24)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(34)으로 함과 함께, 밸런스층(35)을 경화시켜서 밸런스층(37)으로 한다(도 24b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(34)과 몰드(21)를 분리하고, 전사 수지층(34)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 24c).
상기와 같이 패턴 구조체(41)를 형성하고, 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(37)을 형성한 후에는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 2b, 도 2c 참조).
또한, 본 실시 형태에서는, 도 26a에 도시되는 바와 같이, 메사 구조를 갖고 있지 않고 평판 형상이며, 한쪽 주면(61a)에 하드 마스크 재료층(65)을 갖는 전사 기판(61)을 사용할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 먼저, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 이 하드 마스크 재료층(65)에, 패턴 구조체를 형성하기 위한 패턴 형성 영역 A를 확정한다. 이 패턴 형성 영역 A는, 통상, 몰드(71)의 볼록 구조부(73)에 대응하는 것이다. 그리고, 수지 공급 공정에서, 하드 마스크 재료층(65) 위의 패턴 형성 영역 A에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(85)을 형성한다(도 26a). 이 밸런스층(85)은 복수회의 사전 임프린트에 있어서 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측하고, 그 결과에 기초하여 형성된다. 즉, 계측된 잔류막의 두께 분포로부터 결정된 패턴 구조체(91)의 잔류막의 두께에 기초하여, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 얇은 부분(92t)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)의 피복률이, 패턴 구조체(91)의 잔류막(92)의 두께가 두꺼운 부분(92T)의 근방에 위치하는 밸런스층(85)의 피복률보다도 커지도록 밸런스층(85)을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(85)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층(85)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
이어서, 접촉 공정에서, 전사 기판(61)과 몰드(71)를 근접시키고, 이 전사 기판(61)과 몰드(71)의 사이에 피성형 수지(81)의 액적을 전개하여 피성형 수지층을 형성한다. 이어서, 경화 공정에서, 피성형 수지층을 경화시켜서, 몰드(71)의 요철 구조(74)의 요철이 반전된 요철 구조가 형성된 전사 수지층(84)으로 하고, 또한, 밸런스층(85)을 경화시켜서 밸런스층(87)으로 한다(도 26b).
이어서, 이형 공정에서, 전사 수지층(84)과 몰드(71)를 분리하고, 전사 수지층(84)인 패턴 구조체(91)를 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 26c).
상기와 같이 패턴 구조체(91)를 형성하고, 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(87)을 형성한 후에는 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 5b, 도 5c 참조).
또한, 본 실시 형태에 있어서, 제7 실시 형태(도 22a 내지 도 22d 참조)와 마찬가지로, 패턴 구조체(91)를 형성한 후에 추가의 밸런스층(85)을 형성함으로써, 최종적인 밸런스층(87)을 형성해도 된다.
(제9 실시 형태)
본 실시 형태는, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가, 사용한 몰드의 오목부의 개구 치수에 대하여 변화하는 상태를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 형성할 밸런스층의 위치, 치수를 조정하는 것이다.
도 27은 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 요철 구조가 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 28은 도 27에 도시되는 전사 기판의 VII-VII선에 있어서의 종단면도이다. 도 27, 도 28에 있어서, 전사 기판(11)은, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 그 후, 이 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 볼록 구조부(13)를 에칭함으로써, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 것이다. 또한, 도 27에 있어서는, 요철 구조의 기재를 생략하였다. 그리고, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성된 요철 구조(14)의 볼록부(14a)의 폭 치수가, 사용한 몰드(21)의 해당하는 오목부(24b)의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위를 특정한다. 또한, 요철 구조(14)의 볼록부(14a)의 폭 치수가, 사용한 몰드(21)의 해당하는 오목부(24b)의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정한다. 도 27에서는, 요철 구조(14) 중에서, 부위(14S), 부위(14S')가 축소 경향 부위이며, 축소 경향은 부위(14S) 쪽이 부위(14S')보다도 강한 것으로 되어 있다. 또한, 요철 구조(14) 중에서, 부위(14W), 부위(14W')가 확대 경향 부위이며, 확대 경향은 부위(14W) 쪽이 부위(14W')보다도 강한 것으로 되어 있다. 이러한 부위(14S), 부위(14S'), 및, 부위(14W), 부위(14W')에는, 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다. 또한, 본 발명에서는, 요철 구조의 볼록부의 폭 치수, 몰드의 오목부 개구의 치수의 측정은, 어드밴테스트(주) 제조의 SEM식 미소 치수 측정 장치 E3620을 사용하여 행할 수 있다.
상기한 바와 같이 사전에 축소 경향 부위 및 확대 경향 부위를 특정한 다음, 본 실시 형태에서는, 도 29에 도시되는 바와 같이, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다. 이 밸런스층(35)은 상기와 같이 특정된 축소 경향 부위(부위(14S), 부위(14S')) 및, 확대 경향 부위(부위(14W), 부위(14W'))에 기초하여 형성된다. 즉, 도 29에 도시되는 예에서는, 상기와 같이 특정한 축소 경향 부위(부위(14S), 부위(14S'))의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 확대 경향 부위(부위(14W), 부위(14W'))의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층을 형성한다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 30은 도 29에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 29는 도 30의 VIII-VIII선에 있어서의 종단면에 상당하고, 도 30에서는, 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 30에 도시되는 예에서는, 사전 임프린트에 있어서, 축소 경향 부위로서 특정된 부위(14S), 부위(14S')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L2, L'2 및, 확대 경향 부위로서 특정된 부위(14W), 부위(14W')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L2', L'2'에 있어서, L2'<L'2'<L'2<L2의 관계가 성립되어 있다. 즉, 축소 경향이 강한 부위일수록, 근방에 위치하는 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가 커지고, 한편, 확대 경향이 강한 부위일수록, 근방에 위치하는 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가 작아진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 밸런스층을 이하와 같이 형성할 수 있다. 즉, 도 31에 도시하는 바와 같이, 특정한 축소 경향 부위(부위(14S), 부위(14S'))의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 확대 경향 부위(부위(14W), 부위(14W'))의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층을 형성할 수 있다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 32는 도 31에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 31은 도 32의 IX-IX선에 있어서의 종단면에 상당하고, 도 32에서는, 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 32에 도시되는 예에서는, 사전 임프린트에 있어서, 축소 경향 부위로서 특정된 부위(14S), 부위(14S')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L1, L'1 및, 확대 경향 부위로서 특정된 부위(14W), 부위(14W')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L1', L'1'에 있어서, L1'>L'1'>L'1>L1의 관계가 성립되어 있다. 즉, 축소 경향이 강한 부위일수록, 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가 작아지고, 한편, 확대 경향이 강한 부위일수록, 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리가 커진다.
상술한 바와 같이 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에 피성형 수지(31)의 액적을 공급하고, 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(35)을 형성한 후에는, 예를 들어 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 거쳐, 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 패턴 구조체(41)를 형성함과 함께, 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(37)을 형성할 수 있다(도 1c 내지 도 2a 참조). 또한, 이렇게 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 형성한 후에는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 하드 마스크(17a)를 형성한다. 그리고, 이 하드 마스크(17a)를 통해서 에칭에 의해, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 2b, 도 2c 참조).
상기 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 사용한 몰드의 오목부의 개구 치수에 대하여 변화되는 상태를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층(37)의 위치, 치수가 조정되어 있으므로, 몰드의 오목부의 개구 치수에 대한 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성한 하드 마스크(17a)는, 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 상에 대한 밸런스층(37)의 형성은, 제3 실시 형태(도 7c 참조)와 같이, 패턴 구조체(41)를 형성한 후에 행해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 사용하는 전사 기판은, 볼록 구조부가 존재하지 않는 평탄한 형상이어도 된다.
(제10 실시 형태)
본 실시 형태는, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 사용한 몰드의 오목부의 개구 치수에 대하여 변화되는 상태를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층의 피복률을 조정하는 것이다.
도 33은 사전 임프린트에 있어서, 패턴 형성 영역에 요철 구조가 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 34는, 도 33에 도시되는 전사 기판의 X-X선에 있어서의 종단면도이다. 도 33, 도 34에 있어서, 전사 기판(61)은 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 것이다. 즉, 패턴 형성 영역 A에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 이 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 전사 기판(61)을 에칭함으로써, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 것이다. 그리고, 패턴 형성 영역 A에 형성된 요철 구조(64)의 볼록부(64a)의 폭 치수가, 사용한 몰드(71)의 해당하는 오목부(74b)의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위를 특정한다. 또한, 요철 구조(64)의 볼록부(64a)의 폭 치수가, 사용한 몰드(71)의 해당하는 오목부(74b)의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정한다. 도 33에서는, 요철 구조(64) 중에서, 부위(64S), 부위(64S')가 축소 경향 부위이며, 축소 경향은 부위(64S) 쪽이 부위(64S')보다도 강한 것으로 되어 있다. 또한, 요철 구조(64) 중에서, 부위(64W), 부위(64W')가 확대 경향 부위이며, 확대 경향은 부위(64W) 쪽이 부위(64W')보다도 강한 것으로 되어 있다. 이러한 부위(64S), 부위(64S'), 및, 부위(64W), 부위(64W')에는, 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다. 또한, 도 33에 있어서는, 요철 구조의 기재를 생략하였다.
상기한 바와 같이 사전에 축소 경향 부위 및 확대 경향 부위를 특정한 다음, 본 실시 형태에서는, 도 35에 도시되는 바와 같이, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성한다. 이어서, 수지 공급 공정에서, 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에 밸런스층(85)을 형성한다. 이 밸런스층(85)은 상기와 같이 특정된 축소 경향 부위(부위(64S), 부위(64S')), 및, 확대 경향 부위(부위(64W), 부위(64W'))에 기초하여 형성된다. 즉, 상기와 같이 특정한 축소 경향 부위(부위(64S), 부위(64S'))의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 확대 경향 부위(부위(64W), 부위(64W'))의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 밸런스층을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층(85)의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층(85)의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 36은 도 35에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 35는 도 36의 XI-XI선에 있어서의 종단면에 상당한다. 도 36에서는, 하드 마스크 재료층(65), 피성형 수지(81)를 생략하였다. 도 36에 도시되는 예에서는, 사전 임프린트에 있어서, 축소 경향 부위로서 특정된 부위(64S), 부위(64S')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층(85)의 부위(85D), 부위(85D')의 피복률과, 확대 경향 부위로서 특정된 부위(64W), 부위(64W')에 상당하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층(85)의 부위(85d), 부위(85d')의 피복률에, 85d<85d'<85D'<85D의 관계가 성립되어 있다. 즉, 축소 경향이 클수록, 밸런스층(85)에 의한 피복률이 높아지고, 확대 경향이 클수록, 밸런스층(85)에 의한 피복률이 낮아지게 되어 있다. 이러한 밸런스층(85)에 의한 피복률은, 상기와 같은 관계가 성립되는 범위에서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 부위(85d), 부위(85d'), 부위(85D'), 부위(85D)에 있어서의 피복률을 17％, 38％, 약85％, 100％로 할 수 있다. 또한, 도 36에서는, 밸런스층(85)의 피복률이 상이한 각 부위에는 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
상술한 바와 같이 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에 피성형 수지(81)의 액적을 공급하고, 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(85)을 형성한 후에는, 예를 들어 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 밸런스층(87)을 형성할 수 있다. 즉, 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 거쳐, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 패턴 구조체(91)를 형성함과 함께, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(87)을 형성할 수 있다(도 4b 내지 도 5a 참조). 또한, 이렇게 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 형성한 후에는 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 하드 마스크(67a)를 형성한다. 그리고, 이 하드 마스크(67a)를 통해서 에칭에 의해, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 5b, 도 5c 참조).
상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에서는, 밸런스층(87)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역 A에 있어서의 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 복수회의 사전 임프린트에 있어서, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 사용한 몰드의 오목부의 개구 치수에 대하여 변화하는 상태를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층(87)의 피복률이 조정되어 있다. 이에 의해, 몰드의 오목부의 개구 치수에 대한, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하고 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 패턴 형성 영역 A에 형성한 하드 마스크(67a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 상에 대한 밸런스층(87)의 형성은, 제4 실시 형태(도 8c 참조)와 같이, 패턴 구조체(91)를 형성한 후에 행해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 사용하는 전사 기판은, 볼록 구조부를 갖는 메사 구조여도 된다.
(제11 실시 형태)
본 실시 형태는, 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 형성할 밸런스층의 위치, 치수를 조정하는 것이다.
도 37은 임프린트에 사용하는 몰드의 요철 구조가 형성되어 있는 면의 평면도이며, 도 38은 도 37에 도시되는 전사 기판의 XII-XII선에 있어서의 종단면도이다. 도 37, 도 38에 있어서, 몰드(21)의 요철 구조(24)는 개구의 치수가 상이한 복수종의 오목부(24b)로 구성되어 있다. 도 37에 도시되는 예에서는, 요철 구조(24)에 있어서, 부위(24W)에 존재하는 오목부(24b)의 개구의 치수가 가장 크고, 부위(24W'), 부위(24S'), 부위(24S)의 순서대로, 존재하는 오목부(24b)의 개구의 치수가 작은 것으로 되어 있다. 또한, 도 37에서는, 부위(24W), 부위(24W'), 부위(24S'), 부위(24S)에 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
상기한 바와 같이 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정한 다음, 본 실시 형태에서는, 도 39에 도시되는 바와 같이, 전사 기판(11)에 하드 마스크 재료층(15)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(31)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 면(12a)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(35)을 형성한다. 이 밸런스층(35)은 상기와 같이 특정된 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포에 기초하여 형성된다. 즉, 도 39에 도시되는 예에서는, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서, 몰드(21)의 요철 구조(24)를 구성하는 오목부(24b)의 개구의 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 몰드(21)의 요철 구조(24)를 구성하는 오목부(24b)의 개구의 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L2'<L2의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층을 형성한다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 40은, 도 39에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 39는, 도 40의 XIII-XIII선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 40에서는, 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 40에 도시되는 예에서는, 요철 구조(24)에 있어서, 오목부(24b)의 개구의 치수가 큰 순(부위(24W)>부위(24W')>부위(24S')>부위(24S))으로, 이 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L2', L'2', L'2, L2가 커져, L2'<L'2'<L'2<L2의 관계가 성립되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 41에 도시하는 바와 같이, 밸런스층을 형성할 수 있다. 즉, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서, 몰드(21)의 요철 구조(24)를 구성하는 오목부(24b)의 개구의 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1, 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2라 한다. 또한, 몰드(21)의 요철 구조(24)를 구성하는 오목부(24b)의 개구 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L1', 이 밸런스층의 외측 테두리로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리를 L2'라 한다. 그리고, L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 밸런스층을 형성할 수 있다. 상기 거리 L1, L1'는 300㎛ 이하, 거리 L2, L2'는 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 42는 도 41에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 41은 도 42의 XIV-XIV선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 42에서는, 하드 마스크 재료층(15), 피성형 수지(31)를 생략하였다. 도 42에 도시되는 예에서는, 요철 구조(24)에 있어서, 오목부(24b)의 개구의 치수가 큰 순(부위(24W)>부위(24W')>부위(24S')>부위(24S))으로, 이 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)까지의 거리 L1', L'1', L'1, L1이 작아져, L1'>L'1'>L'1>L1의 관계가 성립되어 있다.
상술한 바와 같이 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위의 원하는 영역에 피성형 수지(31)의 액적을 공급하고, 또한, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(35)을 형성한 후에는, 예를 들어 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 밸런스층(37)을 형성할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 거쳐, 전사 기판(11)의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 패턴 구조체(41)를 형성함과 함께, 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 위에 밸런스층(37)을 형성할 수 있다(도 1c 내지 도 2a 참조). 또한, 이렇게 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 형성한 후에는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 하드 마스크(17a)를 형성하고, 이 하드 마스크(17a)를 통해서 에칭에 의해, 볼록 구조부(13)에 요철 구조(14)가 형성된 레플리카 몰드(1)를 제작할 수 있다(도 2b, 도 2c 참조).
상기 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에서는, 상술한 바와 같이, 밸런스층(37)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 있어서의 하드 마스크 재료층(15)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 볼록 구조부(13)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층(37)의 위치, 치수가 조정되어 있으므로, 몰드의 오목부의 개구 치수에 대한, 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(41)와 밸런스층(37)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(15)을 에칭해서 패턴 형성 영역인 볼록 구조부(13)에 형성한 하드 마스크(17a)는 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 볼록 구조부(13)의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(15) 상에 대한 밸런스층(37)의 형성은, 제3 실시 형태(도 7c 참조)와 같이, 패턴 구조체(41)를 형성한 후에 행해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 사용하는 전사 기판은, 볼록 구조부가 존재하지 않는 평탄한 형상이어도 된다.
(제12 실시 형태)
본 실시 형태는, 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층의 피복률을 조정하는 것이다.
도 43은 임프린트에 사용하는 몰드의 요철 구조가 형성되어 있는 면의 평면도이며, 도 44는 도 43에 도시되는 전사 기판의 XV-XV선에 있어서의 종단면도이다. 도 43, 도 44에 있어서, 몰드(71)의 요철 구조(74)는 개구의 치수가 상이한 복수종의 오목부(74b)로 구성되어 있다. 도 43에 도시되는 예에서는, 요철 구조(74)에 있어서, 부위(74W)에 존재하는 오목부(74b)의 개구의 치수가 가장 크고, 부위(74W'), 부위(74S'), 부위(74S)의 순서대로, 존재하는 오목부(74b)의 개구의 치수가 작게 되어 있다. 또한, 도 43에서는, 부위(74W), 부위(74W'), 부위(74S'), 부위(74S)에 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
상기한 바와 같이 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정한 다음, 본 실시 형태에서는, 도 45에 도시되는 바와 같이, 전사 기판(61)에 하드 마스크 재료층(65)을 형성하고, 수지 공급 공정에서, 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 잉크젯 방식에 의해, 피성형 수지(81)의 액적을 토출하여 공급한다. 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에, 밸런스층(85)을 형성한다. 이 밸런스층(85)은, 상기와 같이 특정된 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포에 기초하여 형성된다. 즉, 도 45에 도시되는 예에서는, 패턴 형성 영역 A에 있어서, 몰드(71)의 요철 구조(74)를 구성하는 오목부(74b)의 개구의 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 몰드(71)의 요철 구조(74)를 구성하는 오목부(74b)의 개구의 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 밸런스층을 형성한다. 또한, 패턴 형성 영역 A와 밸런스층의 이격 거리가 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역 A의 외측 테두리로부터 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 형성할 수 있다.
도 46은 도 45에 도시하는 바와 같이 밸런스층이 형성된 전사 기판의 평면도이며, 도 45는 도 46의 XII-XII선에 있어서의 종단면에 상당한다. 또한, 도 46에서는, 하드 마스크 재료층(65), 피성형 수지(81)를 생략하였다. 도 46에 도시되는 예에서는, 요철 구조(74)에 있어서, 오목부(74b)의 개구의 치수가 큰 순(부위(74W)>부위(74W')>부위(74S')>부위(74S))으로, 이 부위의 근방에 위치하는 밸런스층(85)의 부위(85d), 부위(85d'), 부위(85D'), 부위(85D)의 피복률이 커져, 피복률에 있어서 85d<85d'<85D'<85D의 관계가 성립되어 있다. 즉, 오목부(74b)의 개구의 치수가 작을수록, 밸런스층(85)의 피복률이 높게 되어 있다. 이러한 밸런스층(85)의 피복률은, 상기와 같은 관계가 성립되는 범위에서 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 부위(85d), 부위(85d'), 부위(85D'), 부위(85D)에 있어서의 피복률을 17％, 38％, 약85％, 100％로 할 수 있다. 또한, 도 46에 있어서, 밸런스층(85)의 피복률이 상이한 각 부위에는 피치가 상이한 사선을 그어서 표시하고 있다.
상술한 바와 같이 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위의 원하는 영역에 피성형 수지(81)의 액적을 공급하고, 또한, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(85)을 형성한 후에는, 예를 들어 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 밸런스층(87)을 형성할 수 있다. 즉, 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 거쳐, 전사 기판(61)의 패턴 형성 영역 A의 하드 마스크 재료층(65) 위에 패턴 구조체(91)를 형성함과 함께, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 위에 밸런스층(87)을 형성할 수 있다(도 4b 내지 도 5a 참조). 또한, 이렇게 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 형성한 후에는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여 하드 마스크(67a)를 형성하고, 이 하드 마스크(67a)를 통해서 에칭에 의해, 패턴 형성 영역 A에 요철 구조(64)가 형성된 레플리카 몰드(51)를 제작할 수 있다(도 5b, 도 5c 참조).
상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 한 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에서는, 밸런스층(87)의 존재에 의해, 패턴 형성 영역 A에 있어서의 하드 마스크 재료층(65)의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 임프린트에 사용하는 몰드가 갖는 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고, 이 결과에 기초하여, 밸런스층(87)에 의한 피복률이 조정되어 있다. 이에 의해, 몰드의 오목부의 개구 치수에 대한 형성된 요철 구조의 볼록부의 폭 치수의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 패턴 구조체(91)와 밸런스층(87)을 에칭 마스크로 하여 하드 마스크 재료층(65)을 에칭해서 패턴 형성 영역 A에 형성한 하드 마스크(67a)는, 그 치수 정밀도의 변동이 억제된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 패턴 형성 영역 A의 외측 영역의 하드 마스크 재료층(65) 상에 대한 밸런스층(87)의 형성은, 제4 실시 형태(도 8c 참조)와 같이, 패턴 구조체(91)를 형성한 후에 행해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 사용하는 전사 기판은, 볼록 구조부를 갖는 메사 구조여도 된다.
(제13 실시 형태)
도 47a, 도 47b는, 본 발명의 임프린트 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시 형태에서는, 전사 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 도시 예에서는, 실리콘 웨이퍼(101)는, 한쪽 면에 임프린트 방법에 의해 패턴 구조체를 형성하는 복수의 패턴 형성 영역(102a)이 다구획면으로 설정되어 있다(도 47a). 또한, 실리콘 웨이퍼는, 표면에 구리박, 실리콘 산화막 등, 원하는 박막이 형성된 것이어도 된다.
이러한 실리콘 웨이퍼(101)의 각 패턴 형성 영역(102a)에 대하여, 상기 제4 실시 형태와 마찬가지로 수지 공급 공정, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 반복하고, 소위 스텝/리피트 방식으로, 모든 패턴 형성 영역(102a)에 패턴 구조체를 형성한다.
그 후, 밸런스층 형성 공정에서, 이들 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)에, 잉크젯 방식에 의해 피성형 수지를 공급하여 밸런스층(110)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(112)으로 한다. 밸런스층(110)의 형성은, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 밸런스층(110)의 경화는, 사용하는 피성형 수지가 광경화성 수지라면, 밸런스층(110)에 광조사를 행함으로써 경화시킬 수 있다. 또한, 사용하는 피성형 수지가 열경화성 수지라면, 밸런스층(110)에 대하여 가열 처리를 실시함으로써 경화시킬 수 있다. 도 47b는, 이렇게 밸런스층(112)을 형성한 후의 상태를 설명하는 도면이며, 도 47a의 파선으로 둘러싼 부위의 확대 평면도이다. 도 47b에 도시되는 바와 같이, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)이며, 실리콘 웨이퍼(101)의 주연(101a)과의 사이의 영역에, 밸런스층(112)(사선을 그어서 표시하였음)이 위치하고 있다. 그리고, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)과 밸런스층(112)의 이격 거리 L1을 300㎛ 이하, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 테두리로부터 밸런스층(112)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 800㎛ 이상으로 할 수 있다. 상기 이격 거리 L1이 300㎛를 초과하거나, 최단 거리 L2가 800㎛ 미만이 되면, 밸런스층의 작용이 충분히 발현되지 않는 경우가 있어 바람직하지 않다.
또한, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)과 밸런스층(112) 사이의 이격 거리 L1이 제로, 즉, 밸런스층(112)이 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)에 접촉되는 것이어도 된다.
이와 같이, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)에 밸런스층(112)을 형성하므로, 각 패턴 형성 영역(102a)에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 실리콘 웨이퍼(101), 또는, 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 위치하는 원하는 박막을 가공할 때, 각 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 에칭에 대한 마이크로 로딩 효과의 영향을, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 전역에 있어서, 보다 균일하게 할 수 있다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(101), 또는, 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 위치하는 원하는 박막의 가공을, 높은 정밀도로 행할 수 있다.
또한, 스텝/리피트 방식으로, 모든 패턴 형성 영역(102a)에 패턴 구조체를 형성한 후에, 밸런스층 형성 공정에서 밸런스층(110)을 형성하므로, 패턴 구조체를 형성하기 위한 피성형 수지와 상이한 수지 재료를 사용하여 밸런스층(110)을 형성할 수 있다. 이 경우, 패턴 구조체와 함께 밸런스층(112)을 에칭 마스크로 하여 실리콘 웨이퍼(101), 또는, 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 위치하는 원하는 박막을 가공할 때, 밸런스층(112)이 에칭 마스크로서 기능하는 범위 내에서 밸런스층(110)의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 예를 들어 저점도의 수지 재료, 패턴 구조체를 형성하기 위한 피성형 수지보다도 에칭 내성이 높은 수지 재료를 사용할 수 있다. 이에 의해, 원하는 에칭 가공 후의 밸런스층(112)의 박리 세정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 밸런스층(110)을 형성하기 위한 수지 재료의 공급은, 스텝/리피트 방식에 의한 임프린트 시의 접촉 방지를 고려할 필요가 없다. 이로 인해, 상기 이격 거리 L1, 최단 거리 L2의 설정을 포함하여, 사용하는 몰드의 형상 등을 고려할 필요가 없고, 따라서, 다양한 몰드 형상에도 대응할 수 있다.
또한, 전사 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 사용하는 본 발명의 임프린트 방법에서는, 스텝/리피트 방식에 의해 각 패턴 형성 영역(102a)에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)에 밸런스층(110)을 형성해도 된다. 즉, 영역(102)의 주변 가까이에 위치하는 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 패턴 구조체의 형성에 있어서, 당해 패턴 형성 영역(102a)의 근방의 영역(103)에 밸런스층(110)을 형성해도 된다. 따라서, 모든 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 패턴 구조체의 형성이 완료된 시점에 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)에 위치하는 밸런스층(110)은, 형성된 시기가 상이한 복수의 밸런스층으로 구성된 것이 된다. 또한, 상기한 바와 같이 영역(102)의 주변 가까이에 위치하는 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 패턴 구조체의 형성에 있어서, 근방의 영역(103)에 밸런스층(110)을 형성하는 경우, 당해 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 이형 공정 후에, 밸런스층 형성 공정에서, 근방의 영역(103)에 밸런스층(110)을 형성해도 된다. 또한, 당해 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 수지 공급 공정에서, 근방의 영역(103)에도 피성형 수지를 공급함으로써 밸런스층을 형성해도 된다.
또한, 전사 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 사용하는 본 발명의 임프린트 방법에서는, 미리 결함 검사가 행해진 실리콘 웨이퍼를 사용해도 된다. 이 경우, 예를 들어 도 48a에 도시되는 바와 같이, 복수의 패턴 형성 영역(102a)이 다구획면으로 설정된 실리콘 웨이퍼(101)의 패턴 형성 영역 중에서, 소정의 사이즈의 결함이 존재하는 결함 영역(102d)(사선을 그어서 표시하였음)을, 패턴 구조체를 형성하는 영역으로부터 제외한다. 그리고, 결함 영역(102d)을 제외한 각 패턴 형성 영역(102a)에 대하여 상술한 바와 같이, 스텝/리피트 방식으로 패턴 구조체를 형성한다. 그 후, 밸런스층 형성 공정에서, 이들 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103) 및, 결함 영역(102d)에, 잉크젯 방식에 의해, 밸런스층(110)을 형성하고, 이것을 경화하여 밸런스층(112)으로 한다.
도 48b는, 결함 영역(102d)에 밸런스층(112)을 형성한 후의 상태를 설명하는 도면이며, 도 48a의 파선으로 둘러싼 부위의 확대 평면도이다. 도 48b에 도시되는 바와 같이, 결함 영역(102d)에 대한 밸런스층(112)(사선을 그어서 표시하였음)의 형성에서는, 상기와 마찬가지로, 인접하는 패턴 형성 영역(102a)과 밸런스층(112)의 이격 거리 L1을 300㎛ 이하, 인접하는 패턴 형성 영역(102a)의 외측 테두리로부터 밸런스층(112)의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 800㎛ 이상으로 하도록 행할 수 있다.
이러한 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103) 및, 결함 영역(102d)에 대한 밸런스층(112)의 형성은, 스텝/리피트 방식으로, 모든 패턴 형성 영역(102a)에 패턴 구조체를 형성한 후에 행해도 된다. 또한, 스텝/리피트 방식에 의해 각 패턴 형성 영역(102a)에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 패턴 형성 영역(102a)이 집합된 영역(102)의 외측 영역(103)에 밸런스층(110)을 형성해도 된다. 후자의 경우, 결함 영역(102d)에 대한 밸런스층(112)의 형성은, 결함 영역(102d)에 인접하는 패턴 형성 영역(102a)에 있어서의 패턴 구조체의 형성 시에 행할 수 있다.
상술한 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법의 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 임프린트 방법, 몰드의 제조 방법은 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
<마스터 몰드의 제작>
두께 6.35㎜의 석영 유리(한 변이 152㎜인 정사각형)를 광 임프린트용 몰드용 기재로서 준비하였다. 이 기재의 표면에 스퍼터링법에 의해 크롬 박막(두께 15㎚)을 성막하고, 그 후, 이 크롬 박막 위에 시판되는 전자선 관능형 레지스트를 도포하였다.
이어서, 시판하고 있는 전자선 묘화 장치 내의 스테이지 위에, 기재의 이면이 스테이지와 대향하도록 기재를 배치하고, 레지스트에 전자선을 조사하여, 원하는 패턴 잠상을 형성하였다.
이어서, 레지스트를 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 건식 에칭에 의해 크롬의 하드 마스크를 형성하였다. 또한, 이 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 건식 에칭에 의해 기재에 요철 패턴을 형성하고, 마스터 몰드를 제작하였다.
형성된 요철 패턴은, 기재의 중앙에 위치하는 한 변이 35㎜인 정사각형의 요철 형성 영역에 위치하고, 라인/스페이스의 설계값은 33㎚/33㎚였다. 이 라인/스페이스의 요철 패턴의 스페이스의 폭 치수의 평균값을 하기 표 1에 나타냈다. 또한, 한 변이 35㎜인 정사각형의 요철 형성 영역의 중앙부에 있어서의 스페이스의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 요철 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 스페이스의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다. 또한, 측정은, 주사형 전자 현미경(어드밴테스트(주) 제조 E3620)을 사용해서 행했다.
<전사 기판의 제작>
한편, 전사 기판으로서, 중앙에 한 변이 35㎜인 정사각형, 높이 20㎛의 볼록 구조부를 갖는 메사 구조의 석영 유리 기판(152㎜×152㎜, 두께 6.35㎜)을 준비하였다. 이 석영 유리 기판의 볼록 구조 부위가 위치하는 측의 면에 스퍼터링법에 의해 크롬 박막(두께 15㎚)을 성막하여 하드 마스크 재료층을 형성하였다.
<임프린트 방법을 사용한 레플리카 몰드의 제작>
이어서, 이 전사 기판의 패턴 형성 영역인 볼록 구조부의 하드 마스크 재료층 위에 광경화성 수지를 잉크젯 방식으로 공급하였다. 또한, 볼록 구조부 외측의 하드 마스크 재료층에, 상기 광경화성 수지를 잉크젯 방식으로 공급하고, 볼록 구조부를 둘러싸도록 환상으로 밸런스층을 형성하였다.
이어서, 전사 기판과 마스터 몰드를 근접시키고, 전사 기판의 볼록 구조부와 몰드의 사이에 액적을 전개하여, 피성형 수지층을 형성하였다.
이어서, 임프린트 장치의 조명 광학계로부터 평행광(피크 파장이 365㎚인 자외선)을 마스터 몰드측에 150mJ/㎠의 조건에서 조사하였다. 이에 의해, 피성형 수지층을 경화시켜서, 마스터 몰드의 라인/스페이스 형상의 요철 구조의 요철이 반전된 라인/스페이스 형상의 요철 구조가 형성된 전사 수지층으로 하였다. 또한, 밸런스층을 경화시켜서, 두께 3㎛의 밸런스층으로 하였다. 이 밸런스층은, 볼록 구조부와의 이격 거리 L1이 180 내지 200㎛이며, 볼록 구조부의 외측 테두리로부터 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2가 840 내지 860㎛였다.
이어서, 전사 수지층과 마스터 몰드를 분리하고, 전사 수지층인 패턴 구조체를 전사 기판의 볼록 구조부 위에 위치시킨 상태로 하였다.
상기와 같이 전사 기판의 볼록 구조부의 하드 마스크 재료층 위에 형성된 패턴 구조체와, 볼록 구조부의 외측 영역의 하드 마스크 재료층 위에 형성된 밸런스층을 에칭 마스크로 하여, 하드 마스크 재료층을 염소에 의한 반응성 이온 에칭으로 에칭해서 하드 마스크를 형성했다(도 2b 참조).
이어서, 상기와 같이 형성한 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 전사 기판을 불소계 가스에 의한 반응성 이온 에칭으로 에칭함으로써, 볼록 구조부에 라인/스페이스의 요철 구조가 형성된 레플리카 몰드를 제작하였다.
이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 상기와 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
[실시예 2]
밸런스층과 볼록 구조부의 이격 거리 L1을 80 내지 100㎛로 한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다.
이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
[실시예 3]
볼록 구조부의 외측 테두리로부터 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 1800 내지 2000㎛로 한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다.
이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
[비교예]
밸런스층을 형성하지 않는 것 외에는 실시예와 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다. 이 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 실시예와 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
[실시예 4]
밸런스층과 볼록 구조부와의 이격 거리 L1을 400 내지 420㎛로 한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다.
이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
[실시예 5]
볼록 구조부의 외측 테두리로부터 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2를 680 내지 700㎛로 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 레플리카 몰드를 제작하였다.
이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조에 대해서, 라인의 폭 치수의 평균값, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ) 및, 한 변이 35㎜인 정사각형의 패턴 형성 영역의 주변측(주변 단부로부터 내측 1㎜까지의 영역)에 있어서의 라인의 폭 치수의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)을 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 하기 표 1에 나타냈다.
Figure pct00001
표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서는, 패턴 형성 영역의 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 평균값, 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)과, 패턴 형성 영역의 주변측에 있어서의 라인의 폭 치수의 평균값, 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)과의 차가 적고, 수치는, 마스터 몰드의 중앙부에 있어서의 스페이스의 폭 치수의 평균값, 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)에 가까워, 치수 정밀도가 높았다.
이에 반해, 비교예는, 패턴 형성 영역의 주변측과 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 평균값의 차가 크고, 또한, 패턴 형성 영역의 주변측에 있어서의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)이 커서, 패턴 형성 영역의 주변측에서의 라인/스페이스의 요철 구조의 치수 정밀도는 나빴다.
또한, 실시예 4, 5에서는, 패턴 형성 영역의 주변측과 중앙부에 있어서의 라인의 폭 치수의 평균값의 차가 약간 크고, 또한, 패턴 형성 영역의 주변측에 있어서의 표준 편차(σ)의 3배값(3σ)이 약간 커서, 비교예보다는 치수 정밀도가 양호하지만, 실시예 1 내지 3보다도 떨어졌다.
[실시예 6]
실시예 1에서 제작한 마스터 몰드와, 실시예 1과 마찬가지의 전사 기판을 사용하여, 전사 수지층인 패턴 구조체(41)를 전사 기판의 패턴 형성 영역 A인 볼록 구조부(13)(표면(13a)은 한 변이 35㎜인 정사각형)의 하드 마스크 재료층(15) 위에 형성하였다. 이렇게 형성된 패턴 구조체(41)의 볼록부 사이에 위치하는 잔류막(42)의 두께를, 도 49에 도시하는 바와 같이, 패턴 형성 영역 A의 중앙 지점 (i)과, 패턴 형성 영역의 네 코너로부터 각각 200㎛ 중앙 가까이로 이격한 지점 (ii) 내지 (v), 총 5군데에서 측정하여, 결과를 하기 표 2에 나타냈다. 또한, 패턴 구조체의 잔류막의 두께는, 분광 반사율계(Nanometrics사 제조 Atlas-M)를 사용하여 측정하였다.
그 후, 실시예 3과 마찬가지로 밸런스층(37)(도 49에 사선을 그어서 표시함)을 형성하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다. 즉, 밸런스층(37)은 볼록 구조부와의 이격 거리 L1이 180 내지 200㎛이며, 볼록 구조부의 외측 테두리로부터 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리 L2가 2㎜가 되도록 형성하였다. 이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조의 라인의 폭 치수를, 상기 잔류막의 두께를 측정한 5군데((i) 내지 (v))에 대응하는 장소에서, 실시예 1과 마찬가지로 측정하고, 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
이에 비해, 실시예 6으로서, 먼저, 실시예 3과 마찬가지로, 패턴 구조체(41)를 형성한 단계(도 9c 참조)에서, 패턴 구조체(41)의 볼록부 사이에 위치하는 잔류막(42)의 두께를, 도 50에 도시하는 바와 같이, (i) 내지 (v)의 총 5군데에서 측정하고, 결과를 하기의 표 2에 나타냈다.
이어서, 패턴 형성 영역 A인 볼록 구조부(13)의 네 코너의 외측 테두리로부터 밸런스층(37)의 외측 테두리까지의 최단 거리를, 도 50에 도시되는 바와 같이, L2', L'2', L'2, L2라 하고, (ii) 내지 (v)에 있어서의 잔류막의 측정 결과에 기초하여, L2'=1㎜, L'2'=1.5㎜, L'2=2㎜, L2=3㎜이 되도록 밸런스층(37)을 형성한 것 외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, 레플리카 몰드를 제작하였다. 이렇게 제작한 레플리카 몰드의 라인/스페이스의 요철 구조의 라인의 폭 치수를, 상기 잔류막의 두께를 측정한 5군데((i) 내지 (v))에 대응하는 장소에서 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
Figure pct00002
표 2에 나타나는 바와 같이, 실시예 6의 레플리카 몰드에서는, 패턴 형성 영역의 네 코너 (ii) 내지 (v) 부근의 라인의 폭과, 중앙부 (i)의 라인의 폭의 차가, 실시예 3에 비하여 작았다. 이로부터, 잔류막의 두께에 기초하여 밸런스층의 폭을 조정함으로써, 치수 정밀도의 향상이 가능한 것이 확인되었다.
임프린트 방법을 사용한 다양한 패턴 구조체의 제조, 기판 등의 피가공체에 미세 가공 등 및, 임프린트 몰드의 제조에 적용 가능하다.
11, 61: 전사 기판
13: 볼록 구조부
5, 65: 하드 마스크 재료층
21, 71: 몰드
73: 볼록 구조부
35, 85: 밸런스층
37, 87: 경화 후의 밸런스층
41, 91: 패턴 구조체
42, 92: 잔류막
101: 실리콘 웨이퍼
102a: 패턴 형성 영역
102d: 결함 영역
112: 경화 후의 밸런스층

Claims (19)

  1. 한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 전사 기판의 당해 하드 마스크 재료층 위에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과,
    요철 구조를 갖는 몰드와 상기 전사 기판을 근접시키고, 상기 몰드와 상기 전사 기판의 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과,
    상기 피성형 수지층을 경화시켜서 전사 수지층으로 하는 경화 공정과,
    상기 전사 수지층과 상기 몰드를 분리하고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정을 갖고,
    상기 수지 공급 공정에서는, 상기 패턴 구조체를 형성할 예정인 전사 기판의 패턴 형성 영역의 외측 영역에도 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  2. 한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 전사 기판의 당해 하드 마스크 재료층 위에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과,
    요철 구조를 갖는 몰드와 상기 전사 기판을 근접시키고, 상기 몰드와 상기 전사 기판의 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과,
    상기 피성형 수지층을 경화시켜서 전사 수지층으로 하는 경화 공정과,
    상기 전사 수지층과 상기 몰드를 분리하고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정과,
    상기 패턴 구조체를 형성한 전사 기판의 패턴 형성 영역의 외측 영역에 피성형 수지를 공급해 경화하여 밸런스층을 형성하는 밸런스층 형성 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 형성 영역과 상기 밸런스층이 이격될 경우, 이격 거리가 300㎛ 이하가 되도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 형성 영역의 외측 테두리로부터 상기 밸런스층의 외측 테두리까지의 최단 거리가 800㎛ 이상이 되도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 형성 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 볼록 구조부를 이루는 메사 구조의 전사 기판을 사용하여, 상기 볼록 구조부의 외측의 상기 전사 기판에 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    요철 구조를 갖는 영역이 주위의 영역보다도 돌출된 볼록 구조부를 이루는 메사 구조의 몰드를 사용하고, 상기 전사 기판 표면의 상기 몰드의 상기 볼록 구조부에 대응하는 영역의 외측에 위치하도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 얇은 부분의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고,
    상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 두꺼운 부분의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때,
    L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 얇은 부분의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 패턴 형성 영역에 형성되는 패턴 구조체의 잔류막의 두께가 두꺼운 부분의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이형 공정 후에, 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이형 공정 후에, 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    복수회의 사전 임프린트에서 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 미리 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    복수회의 사전 임프린트에서 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체의 잔류막의 두께 분포를 미리 계측한 결과로부터, 상기 밸런스층을 형성하는 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수회의 사전 임프린트에서 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭해서 상기 패턴 형성 영역에 요철 구조를 형성하고, 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중에서, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위 및, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정하고,
    상기 축소 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고, 상기 확대 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때,
    L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수회의 사전 임프린트에 있어서, 상기 패턴 형성 영역에 형성된 패턴 구조체를 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하고, 당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭해서 상기 패턴 형성 영역에 요철 구조를 형성하고, 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중에서, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 작아지는 경향이 있는 축소 경향 부위 및, 상기 요철 구조의 볼록부의 폭 치수가 상기 몰드의 해당하는 오목부의 개구 치수보다도 커지는 경향이 있는 확대 경향 부위를 특정하고,
    상기 축소 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 확대 경향 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록, 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몰드가 갖는 상기 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고,
    상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1, 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2라 하고,
    상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층으로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L1', 당해 밸런스층의 외측 테두리로부터 상기 패턴 형성 영역까지의 거리를 L2'라 했을 때,
    L2'<L2 또는 L1<L1'의 관계가 성립됨과 함께, (L2'-L1')<(L2-L1)의 관계가 성립되도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몰드가 갖는 상기 요철 구조의 오목부의 개구의 치수 분포를 특정하고,
    상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 작은 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률이, 상기 전사 기판의 상기 패턴 형성 영역 내의 외측 테두리부 중, 상기 몰드의 상기 오목부의 개구 치수가 큰 부위에 대응하는 부위의 근방에 위치하는 밸런스층의 피복률보다도 커지도록 상기 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    전사 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 사용하고, 당해 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면에 패턴 구조체를 형성하는 복수의 패턴 형성 영역을 다구획면으로 설정하고,
    스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 또는, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성한 후에, 상기 실리콘 웨이퍼의 복수의 패턴 형성 영역이 집합된 영역의 외측 영역에 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    전사 기판으로서 결함 검사가 행해진 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 당해 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면에 패턴 구조체를 형성하는 복수의 패턴 형성 영역을 다구획면으로 설정함과 함께, 당해 패턴 형성 영역 중에서 소정의 사이즈의 결함이 존재하는 결함 영역은, 패턴 구조체를 형성하는 영역으로부터 제외하고,
    스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성하는 단계에서, 또는, 스텝/리피트 방식으로 복수의 패턴 형성 영역에 패턴 구조체를 형성한 후에, 상기 실리콘 웨이퍼의 복수의 패턴 형성 영역이 집합된 영역의 외측 영역 및, 상기 결함 영역에 피성형 수지를 공급하여 밸런스층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  19. 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하는 임프린트 몰드의 제조 방법에 있어서,
    한쪽 주면에 하드 마스크 재료층을 갖는 레플리카 몰드용 전사 기판을 준비하고, 원하는 마스터 몰드를 사용하여, 제1항 또는 제2항에 기재된 임프린트 방법을 사용함으로써, 상기 전사 기판의 상기 하드 마스크 재료층 위에 패턴 구조체 및 밸런스층을 형성하는 공정,
    당해 패턴 구조체 및 당해 밸런스층을 에칭 마스크로 하여 상기 하드 마스크 재료층을 에칭해서 하드 마스크를 형성하는 공정,
    당해 하드 마스크를 에칭 마스크로 하여 상기 전사 기판을 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 몰드의 제조 방법.
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