KR20200090948A - 임프린트용 몰드 및 임프린트 방법 - Google Patents

임프린트용 몰드 및 임프린트 방법 Download PDF

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Abstract

임프린트용의 몰드를, 기재(2)와, 이 기재(2)의 하나의 면(2a)에 설정된 요철 구조 영역(A)과, 이 요철 구조 영역(A)에 설정된 계측 영역(6)과, 이 계측 영역(6)에 위치하는 계측 마크용 구조체(7)를 갖는 것으로 하고, 이 계측 마크용 구조체(7)는 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(7a)를 복수 갖는 것으로 한다. 이것에 의해, 몰드와 수지층의 이형 시에 수지층에 발생하는 변형을 억제하여, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성 가능하게 한다.

Description

임프린트용 몰드 및 임프린트 방법{IMPRINTING MOLD AND IMPRINTING METHOD}
본 발명은 요철 구조를 갖는 임프린트용의 몰드와, 이 몰드를 사용한 임프린트 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 들면, 피성형 수지로서 광경화성 수지를 사용한 임프린트 방법에서는, 전사 기판의 표면에 광경화성 수지의 액적을 공급하여, 원하는 요철 구조를 갖는 몰드와 전사 기판을 소정의 거리까지 근접시켜 요철 구조 내에 광경화성 수지를 충전하고, 이 상태에서 몰드측으로부터 광을 조사하여 광경화성 수지를 경화시키고, 그 후에 몰드를 수지층으로부터 떼어냄으로써, 몰드가 구비하는 요철이 반전된 요철 구조(요철 패턴)를 갖는 패턴 구조체를 형성한다. 또한 이 패턴 구조체를 에칭 레지스트로 하여 전사 기판을 에칭 가공하는 것이 행해진다.
임프린트 방법에 사용하는 몰드는, 통상, 몰드용의 기재에 전자선 감응형의 레지스트를 도포하고, 이 레지스트에 전자선 묘화를 행하여 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 기재를 에칭하여 요철 패턴을 형성함으로써 제조된다. 그러나, 전자선 묘화를 사용하는 전자선 리소그래피는, 고가의 묘화 장치를 사용하고, 묘화에 장시간을 필요로 하기 때문에, 몰드의 제조 비용이 상승한다고 하는 문제가 있었다. 또한 임프린트에 있어서, 몰드와 전사 기판 사이에 이물이 혼입되면, 양자가 큰 손상을 받고, 손상을 받은 몰드는 재사용이 곤란하게 되므로, 전자선 리소그래피로 제조한 고가의 몰드를 손실시켜 버린다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 전자선 리소그래피로 제조한 몰드를 매스터 몰드로 하고, 이 매스터 몰드로부터 임프린트법에 의해 복제 몰드(이하, 레플리카 몰드라고 기재함)를 제조하고, 이 레플리카 몰드를 사용하여 웨이퍼 기판 등의 전사 기판에 임프린트법에 의해 패턴 구조체를 제작하는 것이 행해지고 있다.
상기와 같은 전자선 리소그래피에 의한 매스터 몰드의 제조에서는, 미리 설계된 설계 좌표에 기초하여 전자선 묘화가 행해지는데, 매스터 몰드를 사용하여 제조되는 레플리카 몰드에서의 패턴 좌표는, 임프린트 시에 발생하는 오차 요인에 의해, 당초의 설계 좌표와의 사이에 어긋남이 생겼다. 또한 레플리카 몰드를 사용하여 웨이퍼 기판 등의 전사 기판에 형성되는 패턴 구조체에 있어서의 패턴 좌표도, 임프린트 시에 발생하는 오차 요인에 의해, 당초의 설계 좌표와의 사이에 어긋남이 생겼다.
매스터 몰드를 사용한 고정밀도의 레플리카 몰드의 제작 및 레플리카 몰드를 사용한 고정밀도의 패턴 구조체의 제조에서는, 이러한 어긋남의 상황을 파악하여, 당초의 설계 좌표에 반영시키거나, 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 생기게 하여 보정하는 것이 행해지고 있다. 그리고, 상기와 같은 어긋남의 상황을 파악하는 수단으로서, 매스터 몰드에 미리 복수의 계측 마크를 마련해 두고, 매스터 몰드를 사용하여 제작한 레플리카 몰드에 형성된 계측 마크(매스터 몰드가 구비하는 계측 마크의 요철이 반전된 요철 구조)와, 레플리카 몰드를 사용하여 제작한 패턴 구조체에 형성된 계측 마크(레플리카 몰드가 구비하는 계측 마크의 요철이 반전된 요철 구조)를 측정함으로써, 어긋남의 크기, 방향을 검출하는 것이 행해졌다(특허문헌 1, 2).
일본 특개 2010-278041호 공보 일본 특개 2011-61025호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 매스터 몰드를 사용한 레플리카 몰드 제작의 임프린트 시에 발생하는 오차 요인에 의해, 레플리카 몰드에 형성된 계측 마크 자체에 두꺼워짐, 가늘어짐, 구부러짐 등의 변형이 생기고, 마찬가지로, 레플리카 몰드를 사용한 패턴 구조체 제작의 임프린트 시에 발생하는 오차 요인에 의해, 패턴 구조체에 형성된 계측 마크 자체에 변형이 생겨, 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다. 상기의 오차 요인으로서, 예를 들면, 임프린트의 몰드와 수지층 이형 시에 수지층에 생기는 변형을 들 수 있고, 특히, 이형이 개시되는 수지층의 부위와, 최후에 이형되는 수지층의 부위에서 변형이 현저해지는 경향이 있다. 또한 이형성을 향상시킬 목적으로, 몰드 및/또는 전사 기판을 변형시킨 상태에서 이형한 경우, 예를 들면, 전사 기판을 몰드측으로 약간 볼록한 형상으로 변형시킨 상태에서 이형한 경우, 이형 후에 전사 기판이 정상의 상태로 되었을 때, 수지층에 변형이나 변위가 생기고, 이것도 오차 요인으로서 들 수 있다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 몰드와 수지층의 이형 시에 수지층에 발생하는 변형을 억제하여, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성할 수 있는 임프린트용의 몰드와, 이러한 몰드를 사용한 임프린트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 임프린트용 몰드는, 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역과, 이 계측 영역에 위치하는 계측 마크용 구조체를 갖고, 이 계측 마크용 구조체는, 패턴 집합체를 복수 갖고, 각 패턴 집합체는 라인/스페이스 형상인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 상기 패턴 집합체의 라인 폭 및 스페이스 폭의 적어도 일방은 상기 계측 마크용 구조체에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것과 같은 구성으로 했다.
또한 본 발명의 임프린트용 몰드는 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역과, 이 계측 영역에 위치하는 계측 마크용 구조체를 갖고, 이 계측 마크용 구조체는, 패턴 집합체를 복수 갖고, 각 패턴 집합체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 패턴의 집합인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 상기 패턴 집합체를 구성하는 상기 패턴이 인접하는 간격은, 상기 계측 마크용 구조체에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 상기 패턴 집합체의 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 이 장방형 형상의 치수는 상기 계측 마크용 구조체에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 계측 영역의 평면으로 본 형상은 정방형 형상이며, 이 정방형 형상의 중심과 상기 계측 마크용 구조체의 회전대칭의 4회축이 일치하는 것과 같은 구성으로 했다.
또한 본 발명의 임프린트용 몰드는 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역과, 이 계측 영역에 위치하는 계측 마크용 구조체를 갖고, 이 계측 마크용 구조체는 평탄부와, 이 평탄부의 주위에 위치하는 부구조체로 이루어지고, 이 부구조체는 복수의 미세 패턴이 배열된 패턴 집합체인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 상기 부구조체를 구성하는 상기 미세 패턴의 폭 및 상기 미세 패턴의 간격의 적어도 일방은 상기 계측 마크용 구조체에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 상기 부구조체는 2종 이상의 패턴 집합체를 갖고, 상기 평탄부에 인접하여 위치하는 패턴 집합체는 라인/스페이스 형상인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 평탄부의 치수는 상기 계측 마크용 구조체에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 계측 영역의 평면으로 본 형상은 정방형 형상이며, 이 정방형 형상의 중심과 상기 계측 마크용 구조체의 회전대칭의 4회축이 일치하는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 임프린트 방법은 상술의 몰드와 전사 기판의 적어도 일방에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과, 상기 몰드와 상기 전사 기판을 근접시켜, 상기 몰드와 상기 전사 기판 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과, 상기 피성형 수지층을 경화시켜 상기 요철 구조가 전사된 전사 수지층으로 하는 경화 공정과, 상기 전사 수지층과 상기 몰드를 떼어 내고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정을 갖고, 상기 이형 공정 후에, 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출하는 검출 공정을 갖는 것과 같은 구성으로 했다.
또한 본 발명의 임프린트용 몰드는 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역을 갖고, 이 계측 영역에는, 계측 마크용 구조체와, 이 계측 마크용 구조체를 원하는 거리를 두고 둘러싸도록 설정된 더미 패턴 영역과, 이 더미 패턴 영역에 위치하는 더미 요철 구조를 갖는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 더미 패턴 영역은 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 더미 요철 구조는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부 또는 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서, 도트 형상의 상기 오목부 혹은 상기 볼록부 또는 라인/스페이스 형상의 상기 오목부 혹은 상기 볼록부는 성김/밀집(疎密) 계조를 이루도록 배열되어 있는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 더미 요철 구조는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부와, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 더미 요철 구조는 평면으로 본 형상이 일정 각도 180°의 2회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 하고 또한 상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭이며, 이 4회축과 상기 더미 요철 구조의 회전대칭의 2회축이 일치하는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 다른 태양으로서 상기 더미 요철 구조는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것과 같은 구성으로 하고 또한 상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭이며, 이 4회축과 상기 더미 요철 구조의 회전대칭의 4회축이 일치하는 것과 같은 구성으로 했다.
또한 본 발명의 임프린트 방법은 상술의 몰드와 전사 기판의 적어도 일방에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과, 상기 몰드와 상기 전사 기판을 근접시켜, 상기 몰드와 상기 전사 기판 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과, 상기 피성형 수지층을 경화시켜 상기 요철 구조가 전사된 전사 수지층으로 하는 경화 공정과, 상기 전사 수지층과 상기 몰드를 떼어 내고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정을 갖고, 상기 이형 공정 후에, 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출하는 검출 공정을 갖는 것과 같은 구성으로 했다.
본 발명의 임프린트용 몰드는 몰드와 수지층의 이형 시에 수지층에 발생하는 변형을 억제하여, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성할 수 있고, 이것에 의해, 몰드를 사용한 패턴 구조체의 형성에 있어서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출 하는 것이 가능하게 되어, 몰드 설계에 있어서의 설계 좌표 등의 수정이 용이하게 되며, 또한 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 부여하면서 행하는 패턴 정밀도의 보정의 제어가 용이하게 된다.
본 발명의 임프린트 방법은 고정밀도의 패턴 구조체를 안정하게 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 임프린트용 몰드의 1 실시형태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 임프린트용 몰드의 부분 확대 평면도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 비주(非主)패턴 영역의 교차 부위의 확대 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시되는 계측 영역의 확대도이다.
도 5는 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 9는 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 11a, 도 11b는 도 10에 도시되는 몰드의 I-I선에 있어서의 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 13a, 도 13c는 도 12에 도시되는 몰드의 II-II선에 있어서의 부분 단면도이며, 도 13b, 도 13d는 도 12에 도시되는 몰드의 III-III선에 있어서의 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 15a, 도 15b는 도 14에 도시되는 몰드의 IV-IV선에 있어서의 부분 단면도이다.
도 16은 본 발명의 임프린트용 몰드의 1 실시형태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 17은 도 16에 도시되는 임프린트용 몰드의 부분 확대 평면도이다.
도 18은 도 17에 있어서의 비주패턴 영역의 교차 부위의 확대 평면도이다.
도 19는 도 18에 도시되는 계측 영역의 확대도이다.
도 20은 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 21은 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 22는 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 23은 더미 요철 구조의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 24는 더미 요철 구조의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 25는 더미 요철 구조의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 26은 더미 요철 구조의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 27은 더미 요철 구조의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 28a∼도 28d는 본 발명의 임프린트 방법의 1 실시형태를 설명하기 위한 공정도이다.
도 29는 본 발명의 몰드를 사용하여 임프린트에 의해 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크의 검출을 설명하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 몰드를 사용하여 임프린트에 의해 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크의 검출을 설명하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 몰드를 사용하여 임프린트에 의해 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크의 검출을 설명하는 도면이다.
도 32는 비교예 2에 있어서의 더미 패턴 영역과 계측 마크용 구조체의 위치 관계를 도시하는 평면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것으로, 각 부재의 치수, 부재 간의 크기의 비 등은 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없으며, 또한 동일한 부재 등을 나타내는 경우이어도, 도면에 따라 서로의 치수나 비가 달리 표시되는 경우도 있다.
[임프린트용 몰드]
도 1은 본 발명의 임프린트용 몰드의 1 실시형태를 설명하기 위한 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시되는 임프린트용 몰드의 부분 확대 평면도이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 임프린트용 몰드(1)는 기재(2)와, 이 기재(2)의 하나의 면(2a)에 설정된 요철 구조 영역(A)과 비요철 구조 영역(B)을 구비하고 있다. 요철 구조 영역(A)은 임프린트에 의해 원하는 패턴 구조체를 형성하기 위한 요철 구조(도시 생략)를 가지고 있다. 이 요철 구조 영역(A)에는, 주패턴 영역(4)과 비주패턴 영역(5)이 설정되어 있다. 주패턴 영역(4)은 형성 목표로 하는 패턴 구조체를 형성하기 위한 요철 구조를 구비하는 영역이다. 도시예에서는, 주패턴 영역(4)은 바둑판 눈 형상으로 설정되고, 각 주패턴 영역(4)의 간극 부위에 비주패턴 영역(5)이 종횡으로 격자 형상으로 설정되어 있다. 또한, 도 2에서는, 주패턴 영역(4)과 비주패턴 영역(5)의 경계를 쇄선으로 나타내고 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 요철 구조 영역(A) 중에서 비주패턴 영역(5)에 계측 영역이 설정되어 있다.
도 3은 도 2에서의 비주패턴 영역(5)의 교차 부위의 확대 평면도이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 계측 영역(6)은 격자 형상으로 설정되어 있는 비주패턴 영역(5)의 교차 부위에 위치해 있고, 계측 영역(6)은 계측 마크용 구조체(7)를 가지고 있다. 또한, 계측 영역(6)의 위치는 비주패턴 영역(5)의 교차 부위에 한정되는 것은 아니다.
도 3에서는, 계측 영역(6)의 외주를 2점 쇄선으로 나타내고 있다. 몰드(1)의 요철 구조 영역(A)에 설정하는 계측 영역(6)의 위치는 상기의 위치에 한정되는 것은 아니며, 요철 구조 영역(A)에 설정되어 있는 주패턴 영역(4)과 비주패턴 영역(5)의 수, 크기나, 주패턴 영역(4)에 설치되어 있는 요철 구조 등을 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한 설정하는 계측 영역(6)의 수도, 상기와 마찬가지로, 요철 구조 영역(A)에 설정되어 있는 주패턴 영역(4)과 비주패턴 영역(5)의 수, 크기나, 주패턴 영역(4)에 설치되어 있는 요철 구조 등을 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
도 4는, 도 3에 도시되는 계측 영역(6)의 확대도이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 계측 마크용 구조체(7)는 정방형 형상의 각 변에 위치하도록 4개의 패턴 집합체(7a)를 갖고, 각 패턴 집합체(7a)는 라인/스페이스 형상(소정의 라인 폭(WL)의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 스페이스 폭(WS)을 통하여 주기성을 가지고 배열된 형상)이다. 이 계측 마크용 구조체(7)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 계측 마크용 구조체(7)가 상기와 같은 미세한 패턴의 패턴 집합체임으로써, 몰드와 수지층의 이형 시에 수지층에 발생하는 응력이 분산되어 변형이 억제되어, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성할 수 있다. 또한 계측 영역(6)의 평면으로 본 형상은 정방형 형상이며, 이 정방형 형상의 중심과 계측 마크용 구조체(7)의 회전대칭의 4회축(a)이 일치하는 것이어도 된다. 이것에 의해, 이형 시에 치우친 힘이 계측 마크용 구조체(7)에 가해지는 것이 억제되어, 이형 시의 변형의 영향을 더욱 저감할 수 있다.
패턴 집합체(7a)는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 도 4에서는, 1개의 패턴 집합체(7a)에 대하여, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다. 이 장방형 형상의 치수는 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당하게 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 패턴 집합체(7a)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이 이형 시의 변형의 영향을 받기 어렵게 되어 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한 패턴 집합체(7a)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 패턴은 라인의 길이 방향이 패턴 집합체(7a)의 길이 방향과 직교하고 있다. 이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때에 패턴 집합체(7a)에 대응하는 부위의 끝부 위치를 확실하게 검출할 수 있다. 단, 계측 영역(6)의 설정에 의해, 패턴 해상한 경우에도 위치 검출이 가능하면, 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)은 위치 검출 장치의 해상도 이상이어도 된다. 또한 패턴 집합체(7a)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 오목부의 깊이, 또는, 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한, 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같은 계측 영역(6)의 외형 치수(L1)는, 예를 들면, 7∼100㎛ 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 외형 치수(L1)가 7㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져 오차가 커져 바람직하지 않다. 또한 외형 치수(L1)의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 계측 영역(6)의 확대에 의해 주패턴 영역의 면적이 감소하는 것과 같은 영향을 저지하기 때문에, 100㎛ 이하가 적정하다. 또한 패턴 집합체(7a)가 위치하는 영역의 길이(L2)는 위치 검출 장치의 시야에 들어가는 것이면 되고, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 3∼26㎛ 정도로 할 수 있다. 길이(L2)가 3㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져 오차가 커지고, 26㎛를 초과하면, 시야를 벗어나는 경우가 있어 바람직하지 않다. 또한, 계측 영역(6)의 외주단과 패턴 집합체(7a)가 위치하는 영역과의 거리(L3)는 2㎛ 이상의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 거리(L3)가 2㎛ 미만이면, 위치 검출 장치가 참조하는 영역을 정확하게 파악할 수 없을 우려가 있다. 거리(L3)의 상한은 계측 영역(6)의 외형 치수(L1)와 패턴 집합체(7a)가 위치하는 영역의 길이(L2)에 따라 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 48㎛ 이하로 할 수 있다.
이러한 임프린트용 몰드(1)의 기재(2)의 재질은, 임프린트에 사용하는 피성형 수지가 광경화성인 경우에는, 이것들을 경화시키기 위한 조사광이 투과 가능한 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 석영 유리, 규산계 유리, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 아크릴 유리 등의 유리류 외에, 사파이어나 질화 갈륨, 게다가 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리프로필렌 등의 수지, 또는, 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다. 또한 사용하는 피성형 수지가 광경화성이 아닌 경우나, 전사 기판측으로부터 피성형 수지를 경화시키기 위한 광을 조사 가능한 경우에는, 몰드(1)는 광 투과성을 구비하지 않아도 되며, 상기의 재료 이외에, 예를 들면, 실리콘이나 니켈, 티탄, 알루미늄 등의 금속 및 이것들의 합금, 산화물, 질화물, 또는, 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다.
또한 피성형 수지와 몰드의 떼어 내기를 용이하게 하기 위해, 몰드(1)의 요철 구조 영역(A)의 표면에 이형제층을 구비하고 있어도 된다.
몰드(1)의 기재(2)의 두께는 하나의 면(2a)에 구비하는 요철 구조의 형상, 재질의 강도, 취급 적성 등을 고려하여 설정할 수 있으며, 예를 들면, 300㎛∼10mm 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 또한, 기재(2)는 요철 구조 영역(A)의 표면이 그 주위의 비요철 구조 영역(B)에 대하여 2단계 이상의 볼록 구조로 되어 있어도 된다.
도 5는 계측 마크용 구조체(7)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 5에 도시되는 계측 마크용 구조체(7)는 정방형 형상의 각 변에 위치하도록 4개의 패턴 집합체(7b)를 갖고, 각 패턴 집합체(7b)는 라인/스페이스 형상이다. 그리고, 이 계측 마크용 구조체(7)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다.
패턴 집합체(7b)는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 도 5에서는, 1개의 패턴 집합체(7b)에 대하여, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다. 이 장방형 형상의 치수는 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 패턴 집합체(7b)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이 이형 시의 변형의 영향을 받기 어렵게 되어 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한 패턴 집합체(7b)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 패턴은 라인의 길이 방향이 가장 가까운 계측 영역(6)의 단변과 평행하게 되어 있다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 패턴 집합체(7b)가 위치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 패턴 집합체(7b)가 위치하는 영역과의 거리(L3)는, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다.
이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만으로 할 수 있다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때에 패턴 집합체(7b)에 대응하는 부위의 끝부 위치를 확실하게 검출할 수 있다. 또한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)을 위치 검출 장치의 해상도 이상으로 할 수도 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때, 패턴 집합체(7b)에 대응하는 부위의 끝부 위치와 아울러, 이 부위를 구성하는 라인/스페이스 형상의 각 패턴의 끝부 위치도 검출할 수 있어, 보다 많은 위치 데이터를 파악하여 계측정밀도를 향상시킬 수 있다. 이러한 패턴 집합체(7b)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 오목부의 깊이, 또는, 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한, 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 6은 계측 마크용 구조체(7)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 6에 도시되는 계측 마크용 구조체(7)는 정방형 형상의 각 변에 위치하도록 4개의 패턴 집합체(7c)를 갖고, 계측 마크용 구조체(7)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 각 패턴 집합체(7c)는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 도 6에서는, 1개의 패턴 집합체(7c)에 대하여, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다. 이 장방형 형상의 치수는 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당하게 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 패턴 집합체(7c)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이 이형 시의 변형의 영향을 받기 어렵게 되어 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한 각 패턴 집합체(7c)는 라인/스페이스 형상의 패턴이 간격을 두고 2개 병렬로 배열 설치된 것이며, 라인/스페이스 형상의 패턴은 라인의 길이 방향이 패턴 집합체(7c)의 길이 방향과 직교하고 있다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 패턴 집합체(7c)가 위치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 패턴 집합체(7c)가 위치하는 영역과의 거리(L3)는, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다.
이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 이러한 패턴 집합체(7c)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 한편, 병렬로 배열 설치되어 1개의 패턴 집합체(7c)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 패턴의 수는 3개 이상이어도 된다. 또한 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 7은 계측 마크용 구조체(7)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 7에 도시되는 계측 마크용 구조체(7)는 정방형 형상의 각 변에 위치하도록 4개의 패턴 집합체(7d)를 갖고, 계측 마크용 구조체(7)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 각 패턴 집합체(7d)는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 도 7에서는, 1개의 패턴 집합체(7d)에 대하여, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다. 이 장방형 형상의 치수는 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당하게 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 패턴 집합체(7d)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이, 이형 시의 변형의 영향을 받기 어렵게 되어 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한 각 패턴 집합체(7d)는 라인/스페이스 형상의 패턴이 간격을 두고 3개 직렬로 배열 설치된 것이며, 라인/스페이스 형상의 패턴은 라인의 길이 방향이 가장 가까운 계측 영역(6)의 단변과 평행하게 되어 있다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 패턴 집합체(7d)가 위치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 패턴 집합체(7d)가 위치하는 영역과의 거리(L3)는, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다.
이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만이면 되고, 또한 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)은 위치 검출 장치의 해상도 이상이어도 된다. 이러한 패턴 집합체(7d)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한, 직렬로 배열 설치되어 1개의 패턴 집합체(7d)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 패턴의 수는 2개이어도 되고, 또한 4개 이상이어도 된다. 또한 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 8은 계측 마크용 구조체(7)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 8에 도시되는 계측 마크용 구조체(7)는 정방형 형상의 각 변에 위치하도록 4개의 패턴 집합체(7e)를 갖고, 계측 마크용 구조체(7)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)를 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 각 패턴 집합체(7e)는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상이며, 도 8에서는, 1개의 패턴 집합체(7e)에 대하여, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다. 이 장방형 형상의 치수는 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 패턴 집합체(7e)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이 이형 시의 변형의 영향을 받기 어려워져 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한 각 패턴 집합체(7e)는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 패턴의 집합이며, 도시예에서는 평면으로 본 형상이 정방형 형상의 복수의 패턴이 간격을 두고, 가장 가까운 계측 영역(6)의 단변과 평행하게 되도록, 직렬로 배열 설치된 것이다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 패턴 집합체(7e)가 위치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 패턴 집합체(7e)가 위치하는 영역과의 거리(L3)는, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다.
각 패턴 집합체(7e)를 구성하는 정방형 형상의 패턴이 인접하는 간격(WG)은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만이다. 또한 정방형 형상의 각 패턴의 1변의 길이(WE)는 패턴 집합체(7e)의 평면으로 본 형상(장방형 형상)의 단변의 길이를 결정하는 것이며, 위치 검출 장치의 해상도 이상이다. 이러한 패턴 집합체(7e)를 구성하는 정방형 형상의 패턴의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 한편, 1개의 패턴 집합체(7e)를 구성하는 정방형 형상의 패턴수는 도시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 9에 도시되는 바와 같이, 1개의 패턴 집합체(7e)를 구성하는 정방형 형상의 패턴이 간격을 두고, 가장 가까운 계측 영역(6)의 단변과 평행하게 되도록, 직렬로 2열 배열 설치된 것이어도 된다. 이 경우, 각 패턴 집합체(7e)를 구성하는 정방형 형상의 패턴이 인접하는 간격(WG)은 계측 마크용 구조체(7)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만이다. 또한 각 패턴 집합체(7e)의 외형의 평면으로 본 형상인 장방형 형상의 단변의 길이가 위치 검출 장치의 해상도 이상이면 되고, 2열로 배열된 정방형 형상의 각 패턴의 1변의 길이(WE)는 위치 검출 장치의 해상도 이상, 미만, 어느 것이어도 된다. 또한, 도 9에서는, 1개의 패턴 집합체(7e)에 대해, 평면으로 본 형상을 쇄선으로 나타내고 있다.
또한 도 10은 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이며, 도 11a, 도 11b는 도 10에 도시되는 몰드의 I-I선에 있어서의 부분 단면도이다. 도 10 및 도 11a, 도 11b에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 평탄부(18)와, 이 평탄부(18)의 주위에 위치하는 부구조체(19)로 이루어지고, 부구조체(19)는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 소정의 피치로 배열된 패턴 집합체이다. 그리고, 계측 마크용 구조체(17)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 한편, 도 10에서는, 부구조체(19)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다. 또한 부구조체(19)는 도 11a에서 도시되는 단면 형상에서는 복수의 도트 형상의 볼록부 패턴의 집합체이며, 도 11b에서 도시되는 단면 형상에서는 복수의 도트 형상의 오목부 패턴의 집합체이다.
계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)의 치수는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 또한 계측 영역(6)의 평면으로 본 형상은 정방형 형상이며, 이 정방형 형상의 중심과 계측 마크용 구조체(17)의 회전대칭의 4회축(a)이 일치하는 것이어도 된다. 이것에 의해, 이형 시에 치우친 힘이 계측 마크용 구조체(17)에 가해지는 것이 억제되어, 이형 시의 변형의 영향을 더욱 저감할 수 있다.
또한 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 부구조체(19)는, 피성형 수지와 몰드와의 이형에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 두꺼워짐, 가늘어짐, 구부러짐 등의 변형을 억제하는 효과를 얻을 수 있는 것이다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1)는 부구조체(19)가 이러한 효과를 발현하도록 설정할 수 있으며, 예를 들면, 7∼100㎛ 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 외형 치수(L1)가 7㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져 오차가 커져 바람직하지 않다. 또한 외형 치수(L1)의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 계측 영역(6)의 확대에 의해 주패턴 영역의 면적이 감소하는 것과 같은 영향을 저지하기 위해, 100㎛ 이하가 적정하다. 또한 평탄부(18)를 설치하는 영역의 길이(L2)는 위치 검출 장치의 시야에 들어가는 것이면 되고, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 3∼26㎛ 정도로 할 수 있다. 길이(L2)가 3㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져 오차가 커지고, 26㎛를 초과하면, 시야를 벗어나는 경우가 있어 바람직하지 않다. 또한, 계측 영역(6)의 외주단과 평탄부(18)를 설치하는 영역과의 거리(L3)는 2㎛ 이상의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 거리(L3)가 2㎛ 미만이면, 위치 검출 장치가 참조하는 영역을 정확하게 파악할 수 없을 우려가 있다. 거리(L3)의 상한은 계측 영역(6)의 외형 치수(L1)와 평탄부(18)를 설치하는 영역의 길이(L2)에 따라 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 48㎛ 이하로 할 수 있다.
이러한 부구조체(19)는, 전술한 바와 같이, 도 11a에서 도시되는 단면 형상에서는 복수의 도트 형상의 볼록부 패턴의 집합체이며, 도 11b에서 도시되는 단면 형상에서는 복수의 도트 형상의 오목부 패턴의 집합체이다. 한편, 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)는 도 11a에서 볼록부, 도 11b에서 오목부로 되어 있지만, 적당히 설정할 수 있다. 부구조체(19)를 구성하는 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경 및 도트 형상의 배열 피치는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 변형을 억제할 수 있게 설정할 수 있다. 예를 들면, 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경은 0.05∼1㎛ 정도, 도트 형상의 오목부나 볼록부의 배열 피치는 0.1∼2㎛ 정도의 범위에서 적당하게 설정할 수 있고, 이들 치수는 계측 마크를 검출하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 또한 도트 형상의 오목부, 볼록부의 평면으로 본 형상은 특별히 제한은 없으며, 정방형 형상, 원형상, 정방형의 네 코너가 둥글게 된 형상 등, 적당히 설정할 수 있다.
또한 도 12는, 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이고, 도 13a, 도 13c는 도 12에 도시되는 몰드의 II-II선에 있어서의 부분 단면도이며, 도 13b, 도 13d는 도 12에 도시되는 몰드의 III-III선에 있어서의 부분 단면도이다. 도 12 및 도 13a∼도 13d에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 평탄부(18)와, 이 평탄부(18)의 주위에 위치하는 부구조체(19)로 이루어진다. 부구조체(19)는 장방형 형상의 각 평탄부(18)의 장변을 따라 위치하는 라인/스페이스 형상(소정의 라인 폭(WL)의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 스페이스 폭(WS)을 통하여 주기성을 가지고 배열된 형상)인 패턴 집합체(19a)와, 평탄부(18) 및 패턴 집합체(19a)의 주위에 위치하고, 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 소정의 피치로 배열된 패턴 집합체(19b)를 가지고 있다. 그리고, 계측 마크용 구조체(17)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 한편, 도 12에서는, 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19b)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)의 치수는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 또한, 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)는 하기와 같이 도 13a, 도 13b에서 볼록부, 도 13c, 도 13d에서 오목부로 되어 있지만, 적당히 설정할 수 있다.
또한 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 부구조체(19)는, 피성형 수지와 몰드의 이형에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 두꺼워짐, 가늘어짐, 구부러짐 등의 변형을 억제하는 것이다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 평탄부(18)를 설치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 평탄부(18)를 설치하는 영역과의 거리(L3)는 부구조체(19)가 이러한 작용을 발현하도록 설정할 수 있으며, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 이러한 부구조체(19)는, 도 12의 II-II선 단면인 도 13a 및 도 12의 III-III선 단면인 도 13b에서 도시되는 예에서는 볼록부이며, 따라서, 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(19a)의 라인 부위가 볼록부이며, 패턴 집합체(19b)는 복수의 도트 형상의 볼록부 패턴의 집합체이다. 또한 부구조체(19)는 도 12의 II-II선 단면인 도 13c 및 도 12의 III-III선 단면인 도 13d에서 도시되는 예에서는 오목부이며, 따라서, 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(19a)의 라인 부위가 오목부이며, 패턴 집합체(19b)는 복수의 도트 형상의 오목부 패턴의 집합체이다.
상기한 바와 같이, 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19a)의 라인/스페이스 형상의 패턴은 그 라인의 길이 방향이 평탄부(18)의 길이 방향과 직교하고 있다. 이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(17)의 평탄부(18)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때에 평탄부(18)에 대응하는 부위의 끝부 위치를 확실하게 검출할 수 있다.
또한 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19b)의 도트 형상의 오목부의 내경, 또는 볼록부의 직경 및 도트 형상의 배열 피치는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 변형을 억제할 수 있게 설정할 수 있다. 예를 들면, 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경은 0.05∼1㎛ 정도, 도트 형상의 오목부나 볼록부의 배열 피치는 0.1∼2㎛ 정도의 범위에서 적당하게 설정할 수 있고, 이것들의 치수는, 계측 마크를 검출하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 또한 도트 형상의 오목부, 볼록부의 평면으로 본 형상은 특별히 제한은 없으며, 정방형 형상, 원 형상, 정방형의 네 코너가 둥글게 된 형상 등, 적당히 설정할 수 있다.
상기와 같은 부구조체(19)에 있어서의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한, 패턴 집합체(19a) 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 14는 본 발명의 임프린트용 몰드의 계측 마크용 구조체의 다른 예를 도시하는 평면도이며, 도 15a, 도 15b는 도 14에 도시되는 몰드의 IV-IV선에 있어서의 부분 단면도이다. 도 14 및 도 15a, 도 15b에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 평탄부(18)와, 이 평탄부(18)의 주위에 위치하는 부구조체(19)로 이루어진다. 부구조체(19)는 장방형 형상의 각 평탄부(18)의 장변을 따라 위치하는 라인/스페이스 형상(소정의 라인 폭(WL)의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 스페이스 폭(WS)을 사이에 두고 주기성을 가지고 배열된 형상)인 패턴 집합체(19a)와, 평탄부(18) 및 패턴 집합체(19a)의 주위에 위치하고, 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 소정의 피치로 배열된 패턴 집합체(19b)를 가지고 있다. 그리고, 계측 마크용 구조체(17)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 또한, 도 14에서는, 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19b)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)의 치수는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 2∼22㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼5㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 한편, 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 평탄부(18)는 도 15a에서 볼록부, 도 15b에서 오목부로 되어 있지만, 적당히 설정할 수 있다.
또한 계측 마크용 구조체(17)를 구성하는 부구조체(19)는, 피성형 수지와 몰드의 이형에 있어서, 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 두꺼워짐, 가늘어짐, 구부러짐 등의 변형을 억제하는 것이다. 계측 영역(6)의 외형 치수(L1), 평탄부(18)를 설치하는 영역의 길이(L2), 계측 영역(6)의 외주단과 평탄부(18)를 설치하는 영역과의 거리(L3)는 부구조체(19)가 이러한 작용을 발현하도록 설정할 수 있으며, 예를 들면, 상술과 동일한 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 이러한 부구조체(19)는, 도 15a에서 도시되는 단면 형상에서는 볼록부이며, 따라서, 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(19a)의 라인 부위가 볼록부이며, 패턴 집합체(19b)는 복수의 도트 형상의 볼록부 패턴의 집합체이다. 또한 부구조체(19)는 도 15b에서 도시되는 단면 형상에서는 오목부이고, 따라서, 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(19a)의 라인 부위가 오목부이며, 패턴 집합체(19b)는 복수의 도트 형상의 오목부 패턴의 집합체이다.
상기한 바와 같이, 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19a)의 라인/스페이스 형상의 패턴은 그 라인의 길이 방향이 평탄부(18)의 길이 방향과 일치하고 있다. 이러한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)의 적어도 일방은 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때에 평탄부(18)에 대응하는 부위의 끝부 위치를 확실하게 검출할 수 있다. 또한 라인/스페이스 형상의 패턴의 라인 폭(WL) 및 스페이스 폭(WS)을 위치 검출 장치의 해상도 이상으로 할 수도 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 계측 마크를 검출할 때, 평탄부(18)에 대응하는 부위의 끝부 위치와 아울러, 패턴 집합체(19a)에 대응하는 라인/스페이스 형상의 각 패턴의 끝부 위치도 검출할 수 있어, 보다 많은 위치 데이터를 파악하여 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한 부구조체(19)를 구성하는 패턴 집합체(19b)의 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경 및 도트 형상의 배열 피치는 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성되는 계측 마크의 변형을 억제할 수 있도록 설정할 수 있다. 예를 들면, 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경은 0.05∼1㎛ 정도, 도트 형상의 오목부나 볼록부의 배열 피치는 0.1∼2㎛ 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 이것들의 치수는 계측 마크를 검출하는 위치 검출 장치의 해상도 미만인 것이 바람직하다. 또한 도트 형상의 오목부, 볼록부의 평면으로 본 형상은 특별히 제한은 없으며, 정방형 형상, 원 형상, 정방형의 네 코너가 둥글게 된 형상 등, 적당히 설정할 수 있다.
상기와 같은 부구조체(19)에 있어서의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 주패턴 영역(4)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한, 패턴 집합체(19a) 라인/스페이스 형상의 라인수는 도시예에 한정되는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 임프린트용의 몰드는 경화 후의 피성형 수지와 몰드의 이형 시에 발생하는 변형을 억제하여, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성할 수 있고, 이것에 의해, 몰드를 사용한 패턴 구조체의 형성에 있어서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출하는 것이 가능하게 되어, 몰드 설계에 있어서의 설계 좌표 등의 수정이 용이하게 되며, 또한 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 부여하여 행하는 패턴 정밀도의 보정의 제어가 용이하게 된다.
상술의 임프린트용 몰드의 실시형태는 예시이며, 본 발명은 당해 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비주패턴 영역(5)에는, 상기의 계측 영역(6) 이외에, 예를 들면, 피성형 수지와 몰드와의 떼어 내기를 용이하게 하여, 주패턴 영역(4)에 형성되는 패턴 구조체의 변형을 억제하기 위한 요철 구조 등이 배열 설치되는 영역이 설정되어 있어도 된다.
도 16은 본 발명의 임프린트용 몰드의 다른 실시형태를 설명하기 위한 측면도이며, 도 17은 도 16에 도시되는 임프린트용 몰드의 부분 확대 평면도이다. 도 16 및 도 17에 있어서, 임프린트용 몰드(51)는 기재(52)와, 이 기재(52)의 하나의 면(52a)에 설정된 요철 구조 영역(A)과 비요철 구조 영역(B)을 구비하고 있다. 요철 구조 영역(A)은 임프린트에 의해 원하는 패턴 구조체를 형성하기 위한 요철 구조(도시 생략)를 가지고 있다. 이 요철 구조 영역(A)에는 주패턴 영역(54)과 비주패턴 영역(55)이 설정되어 있다. 주패턴 영역(54)은 형성 목표로 하는 패턴 구조체를 형성하기 위한 요철 구조를 구비하는 영역이다. 도시예에서는, 주패턴 영역(54)은 바둑판 눈 형상으로 설정되고, 각 주패턴 영역(54)의 간극 부위에 비주패턴 영역(55)이 종횡으로 격자 형상으로 설정되어 있다. 또한, 도 17에서는, 주패턴 영역(54)과 비주패턴 영역(55)의 경계를 쇄선으로 도시하고 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 요철 구조 영역(A) 중에서 비주패턴 영역(55)에 계측 영역이 설정되어 있다.
도 18은 도 17에서의 비주패턴 영역(55)의 교차 부위의 확대 평면도이다. 도 18에 도시되는 바와 같이, 계측 영역(56)은 격자 형상으로 설정되어 있는 비주패턴 영역(55)의 교차 부위에 위치해 있다. 또한, 계측 영역(56)의 위치는 비주패턴 영역(55)의 교차 부위에 한정되는 것은 아니다.
도 18에서는, 계측 영역(56)의 외주를 2점 쇄선으로 나타내고 있다. 이 계측 영역(56)은 계측 마크용 구조체(57)를 가지고 있고, 또한 원하는 거리를 두고 계측 마크용 구조체(57)를 둘러싸도록 더미 패턴 영역(58)(도 18에서는 사선을 그어 나타내며, 더미 패턴 영역(58)의 내주를 1점 쇄선으로 나타내고 있음)이 설정되어 있다. 그리고, 계측 영역(56)은 이 더미 패턴 영역(58)에 계측 마크용 구조체가 아닌 더미 요철 구조(59)를 가지고 있다. 또한, 몰드(51)의 요철 구조 영역(A)에 설정하는 계측 영역(56)의 위치는 상기의 위치에 한정되는 것은 아니며, 요철 구조 영역(A)에 설정되어 있는 주패턴 영역(54)과 비주패턴 영역(55)의 수, 크기나, 주패턴 영역(54)에 설치되어 있는 요철 구조 등을 고려하여 적당히 설정할 수 있다. 또한 설정하는 계측 영역(56)의 수도, 상기와 마찬가지로, 요철 구조 영역(A)에 설정되어 있는 주패턴 영역(54)과 비주패턴 영역(55)의 수, 크기나, 주패턴 영역(54)에 설치되어 있는 요철 구조 등을 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
도 19는 도 18에 도시되는 계측 영역(56)의 확대도이다. 도 19에 도시되는 바와 같이, 계측 마크용 구조체(57)는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 오목부(57a) 또는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 볼록부(57a)로 이루어지고, 이 계측 마크용 구조체(57)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭으로 되어 있다. 이 장방형 형상의 오목부(57a) 또는 장방형 형상의 볼록부(57a)의 치수는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로서, 시야에 들어가는 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 시야로서 30㎛를 설정한 경우, 길이 방향을 1∼20㎛, 바람직하게는 5∼15㎛ 정도, 폭 방향을 0.1∼3㎛, 바람직하게는 0.3∼1㎛ 정도로 할 수 있다. 특히, 장방형 형상의 오목부(57a) 또는 장방형 형상의 볼록부(57a)의 폭 방향의 치수가 작은 쪽이 이형 시의 변형의 영향을 받기 어렵게 되어 바람직하지만, 지나치게 작으면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지므로, 이 점을 고려하여 폭 방향의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 장방형 형상의 오목부(57a)의 깊이 또는 장방형 형상의 볼록부(57a)의 높이는 주패턴 영역(54)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
원하는 거리를 두고 계측 마크용 구조체(57)를 둘러싸도록 설정되어 있는 더미 패턴 영역(58)은 외주 형상(2점 쇄선으로 나타냄) 및 내주 형상(1점 쇄선으로 나타냄)이 정방형 형상이며, 이 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상도, 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 이러한 더미 패턴 영역(58)에 위치하는 더미 요철 구조(59)는, 도시예에서는, 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 소정의 피치로 배열된 것이다. 계측 마크용 구조체(57)가 4개의 장방형 형상의 오목부(57a)로 이루어지는 경우, 더미 요철 구조(59)는 복수의 도트 형상의 오목부로 이루어지고, 계측 마크용 구조체(57)가 4개의 장방형 형상의 볼록부(57a)로 이루어지는 경우, 더미 요철 구조(59)는 복수의 도트 형상의 볼록부로 이루어진다. 또한, 도 19에서는, 더미 패턴 영역(58)에 위치하는 더미 요철 구조(59)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
이러한 더미 요철 구조(59)는, 피성형 수지와 몰드와의 이형에 있어서, 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성되는 계측 마크의 두꺼워짐, 가늘어짐, 구부러짐 등의 변형을 억제하는 효과를 얻을 수 있는 것이다. 계측 영역(56)의 외형 치수(L1)(더미 패턴 영역(58)의 외주변의 길이)나 더미 패턴 영역(58)의 내주변의 길이(L2)는 더미 요철 구조(59)가 이러한 효과를 발현하도록 설정할 수 있으며, 그 효과를 발현하는 더미 요철 구조(59)의 존재폭으로서는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 전술한 바와 같이, 계측 마크의 검출의 관점에서도, 더미 요철 구조(59)가 존재하는 더미 패턴 영역(58)의 외형 크기가 제한된다. 이 때문에, 예를 들면, 위치 검출 장치의 시야로서, 일반적인 30㎛를 설정한 경우, 외형 치수(L1)는 27∼100㎛ 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 외형 치수(L1)가 27㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져, 오차가 커지거나, 혹은 더미 요철 구조(59)의 효과가 불충분하게 된다. 또한 외형 치수(L1)의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 계측 영역(56)의 확대에 의해 주패턴 영역의 면적이 감소하는 것과 같은 영향을 저지하기 위해, 100㎛ 이하가 적정하다. 또한 더미 패턴 영역(58)의 내주변의 길이(L2)는, 예를 들면, 7∼80㎛ 정도로 할 수 있다. 내주변의 길이(L2)가 7㎛ 미만이면, 위치 검출 시에 참조할 수 있는 영역이 작아져 오차가 커지고, 80㎛를 초과하면, 더미 요철 구조(59)의 효과가 불충분하게 된다. 또한 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)는 2㎛ 이상의 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 거리(L3)가 2㎛ 미만이면, 위치 검출 장치가 참조하는 영역을 정확하게 파악할 수 없을 우려가 있다. 거리(L3)의 상한은 계측 마크용 구조체(57)의 치수와 내주변의 길이(L2)에 따라 적당히 설정할 수 있다. 또한, 도 19에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)의 거리(L3)는 일정하지 않고, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 상기의 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
또한 더미 요철 구조(59)를 구성하는 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 직경 및 도트 형상의 배열 피치는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성되는 패턴 구조체의 변형을 억제할 수 있도록 설정할 수 있다. 예를 들면, 도트 형상의 오목부의 내경 또는 볼록부의 외경은 0.05∼1㎛ 정도, 도트 형상의 오목부나 볼록부의 배열 피치는 0.1∼2㎛ 정도의 범위에서 적당히 설정할 수 있으며, 이것들의 치수는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성된 계측 마크를 검출하는 위치 검출 장치의 해상도 미만이어도 된다. 도트 형상의 오목부 또는 볼록부의 평면으로 본 형상은 특별히 제한은 없으며, 정방형 형상, 원 형상, 정방형의 네 코너가 둥글게 된 형상 등, 적당히 설정할 수 있다.
임프린트용 몰드(51)의 기재(52)의 재질은, 임프린트에 사용하는 피성형 수지가 광경화성인 경우에는, 이것들을 경화시키기 위한 조사광이 투과 가능한 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 석영 유리, 규산계 유리, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 아크릴 유리 등의 유리류 외에, 사파이어나 질화 갈륨, 게다가 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리프로필렌 등의 수지, 또는 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다. 또한 사용하는 피성형 수지가 광경화성이 아닌 경우나, 전사 기판측으로부터 피성형 수지를 경화시키기 위한 광을 조사 가능한 경우에는, 몰드(51)는 광 투과성을 구비하지 않아도 되며, 상기의 재료 이외에, 예를 들면, 실리콘이나 니켈, 티탄, 알루미늄 등의 금속 및 이들 합금, 산화물, 질화물 또는 이것들의 임의의 적층재를 사용할 수 있다.
또한 피성형 수지와 몰드와의 떼어 내기를 용이하게 하기 위해, 몰드(51)의 요철 구조 영역(A)의 표면에 이형제층을 구비하고 있어도 된다.
몰드(51)의 기재(52)의 두께는 하나의 면(52a)에 구비하는 요철 구조의 형상, 재질의 강도, 취급 적성 등을 고려하여 설정할 수 있으며, 예를 들면, 300㎛∼10mm 정도의 범위에서 적당하게 설정할 수 있다. 또한, 기재(52)는 요철 구조 영역(A)의 표면이 그 주위의 비요철 구조 영역(B)에 대하여 2단계 이상의 볼록 구조로 되어 있어도 된다.
도 20은 계측 마크용 구조체(57)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 20에 도시되는 계측 마크용 구조체(57)는 평면으로 본 형상이 십자(十字) 형상의 1개의 오목부(57b) 또는 평면으로 본 형상이 십자 형상의 1개의 볼록부(57b)로 이루어진다. 이러한 계측 마크용 구조체(57)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)는, 도시하는 바와 같이, 십자 형상의 각 단변으로부터 가장 가까운 더미 패턴 영역(58)의 내주변까지의 거리로 할 수 있다. 이러한 십자 형상의 오목부(57b), 또는 십자 형상의 볼록부(57b)의 치수는 상기의 도 19에 도시하는 계측 마크 구조체(57)의 치수에 준하여, 적당히 설정할 수 있다. 즉, 십자 형상의 오목부(57b), 또는 십자 형상의 볼록부(57b)의 치수는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상이며, 시야에 들어가는 범위에서 적당하게 설정할 수 있으며, 예를 들면, 폭(W)이 0.1∼5㎛ 정도이면 된다. 또한 십자 형상의 오목부(57b)의 깊이 또는 십자 형상의 볼록부(57b)의 높이는 주패턴 영역(54)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
또한 도 21은 계측 마크용 구조체(57)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 21에 도시되는 계측 마크용 구조체(57)는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 오목부(57c), 또는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 4개의 볼록부(57c)가 정방형의 4변에 위치하도록 배열 설치된 계측 마크용 구조체(57')가 보다 큰 정방형의 네 코너에 위치하도록 4개 배열 설치된 것이다. 이러한 계측 마크용 구조체(57)의 평면으로 본 형상도 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)는, 도시하는 바와 같이, 4개의 계측 마크용 구조체(57')가 배열 설치된 정방형 영역의 외측 단변으로부터 가장 가까운 더미 패턴 영역(58)의 내주변까지의 거리로 할 수 있다. 이러한 장방형 형상의 오목부(57c) 또는 장방형 형상의 볼록부(57c)의 치수는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 길이 방향이 2∼7㎛, 폭 방향이 0.1∼2㎛ 정도이면 된다. 또한 장방형 형상의 오목부(57c)의 깊이 또는 장방형 형상의 볼록부(57c)의 높이는 주패턴 영역(54)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
또한, 도 22는 계측 마크용 구조체(57)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 22에 도시되는 계측 마크용 구조체(57)는 평면으로 본 형상이 정방형 형상의 5개의 오목부(57d) 또는 평면으로 본 형상이 정방형 형상의 5개의 볼록부(57d)가 십자 형상으로 배치된 것이다. 이러한 계측 마크용 구조체(57)의 평면으로 본 형상도, 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)는, 도시하는 바와 같이, 5개의 정방형 형상의 오목부(57d) 또는 볼록부(57d)로 구성되는 십자 형상의 각 단변으로부터 가장 가까운 더미 패턴 영역(58)의 내주변까지의 거리로 할 수 있다. 이러한 정방형 형상의 오목부(57d) 또는 정방형 형상의 볼록부(57d)의 치수는 계측 마크용 구조체(57)에 의해 형성된 계측 마크를 검출할 때에 사용하는 위치 검출 장치의 해상도 이상으로 적당히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 1변의 길이가 1∼5㎛ 정도이어도 된다. 또한 정방형 형상의 오목부(57d)의 깊이, 또는 정방형 형상의 볼록부(57d)의 높이는 주패턴 영역(54)이 구비하는 요철 구조의 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이를 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
또한, 계측 마크용 구조체(57)를 구성하는 오목부 혹은 볼록부의 평면으로 본 형상은 장방형 형상, 정방형 형상에 한정되는 것은 아니다.
도 23은 더미 요철 구조(59)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 23에 도시되는 더미 요철 구조(59)는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 더미 패턴 영역(58)의 외주변으로부터 내주변을 향하여 밀도가 저하되어 성김/밀집 계조를 이루도록 배열된 것이다. 이 경우의 도트 형상의 배열 피치는, 예를 들면, 0.1∼2㎛ 정도의 범위에서 성김/밀집 계조를 이루도록 적당히 설정할 수 있다. 성김/밀집 계조는 연속적으로 변화되는 것, 단계적으로 변화되는 것, 어느 것이어도 된다. 그리고, 성김/밀집 계조를 이루도록 도트 형상이 배열된 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한, 도 23에서는, 더미 패턴 영역(58)에 위치하는 더미 요철 구조(59)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
여기에서, 더미 요철 구조(59)에 있어서의 성김/밀집은 더미 패턴 영역(58)의 단위 면적당의 표면적의 크기를 의미하며, 단위 면적당의 표면적이 상대적으로 작은 부위를 "성김", 상대적으로 큰 부위를 "밀집"이라고 한다.
이 도 23에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)(도 19 참조)는 일정하지 않으며, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
한편, 도 23에 도시하는 예에서는, 동일한 크기의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부의 배치 밀도가 상이함으로써, 성김/밀집 계조가 형성되어 있지만, 성김/밀집 계조는 상이한 태양이어도 된다. 예를 들면, 성김 부위(단위 면적당의 표면적이 상대적으로 작은 부위)에서는, 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 크고, 또한 배치 피치가 크며, 밀집 부위(단위 면적당의 표면적이 상대적으로 큰 부위)에서는, 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 작고, 또한 배치 피치가 작은 것이어도 된다.
또한 도 24는 더미 요철 구조(59)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 24에 도시되는 예에서는, 더미 패턴 영역(58)이 외형이 정방형 형상인 계측 영역(56)의 네 코너에 위치하는 영역(58a)과, 다른 영역(58b)으로 구획되어 있다. 도한, 영역(58a)과 영역(58b)의 경계는 쇄선으로 나타내고 있다. 그리고, 더미 요철 구조(59)는 영역(58a)에 위치하고, 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부가 소정의 피치로 배열된 더미 요철 구조(59a)와, 영역(58b)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59b)로 이루어진다. 도트 형상의 더미 요철 구조(59a)는 상술의 도 19에 도시되는 더미 요철 구조(59)와 동일하게 할 수 있다. 또한 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59b)는, 예를 들면, 0.05∼1㎛ 정도의 소정 폭의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 일정한 피치(P)로 주기성을 가지고 배열된 형상이다. 도시예에서는, 각 영역(58b)에 있어서, 더미 요철 구조(59b)의 길이 방향이 계측 마크용 구조체(57)의 방향을 향하고 있다. 따라서, 계측 마크용 구조체(57)를 통하여 대향하는 영역(58b)에 위치하는 더미 요철 구조(59b)는 길이 방향이 일치하는 것으로 되어 있다. 이러한 더미 요철 구조(59a)와 더미 요철 구조(59b)로 이루어지는 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한, 도 24에서는, 영역(58a)에 위치하는 더미 요철 구조(59a)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고, 또한 영역(58b)에 위치하는 더미 요철 구조(59b)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
또한 도 24에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)(도 19 참조)는 일정하지 않고, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
또한, 더미 요철 구조(59b)는 그 길이 방향이 도 24에 도시되는 예와 직교하는 방향이어도 된다. 즉, 각 영역(58b)에 있어서, 더미 요철 구조(59b)의 길이 방향이 계측 영역(56)의 외주변(더미 패턴 영역(58)의 외주변)과 평행하게 되는 방향을 향하는 것이어도 된다. 이 경우도, 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이 된다.
또한 도 25는 더미 요철 구조(59)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 25에 도시되는 더미 요철 구조(59)는 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것이며, 더미 요철 구조(59)의 길이 방향이 일정한 방향(도시예에서는 도면의 상하 방향을 따른 방향)을 향하고 있다. 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59)는, 예를 들면, 0.05∼1㎛ 정도의 소정 폭의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 일정한 피치(P)로 주기성을 가지고 배열된 형상이다. 이러한 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 180°의 2회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한 더미 요철 구조(59)는 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부가 성김/밀집 계조를 이루도록 배열된 것이어도 되고, 또한 일부 영역에 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것이어도 된다.
라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59)에 있어서의 성김/밀집도, 상기와 마찬가지로, 더미 패턴 영역(58)의 단위 면적당의 표면적의 크기를 의미하고, 단위 면적당의 표면적이 상대적으로 작은 부위를 성김, 상대적으로 큰 부위를 밀집으로 한다.
또한, 도 25에서는, 더미 패턴 영역(58)에 위치하는 더미 요철 구조(59)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
이 도 25에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)(도 19 참조)는 일정하지 않고, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
또한 도 26은 더미 요철 구조(59)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 26에 도시되는 예에서는, 더미 패턴 영역(58)이 외형이 정방형 형상인 계측 영역(56)의 네 코너로부터의 대각선을 경계로 하여, 계측 마크용 구조체(57)를 통하여 대향하는 1세트의 영역(58a)과, 마찬가지로 계측 마크용 구조체(57)를 통하여 대향하는 1세트의 영역(58b)으로 구획되어 있다. 또한, 영역(58a)과 영역(58b)의 경계는 쇄선으로 나타내고 있다. 그리고, 더미 요철 구조(59)는 영역(58a)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59a)와, 영역(58b)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59b)로 이루어진다. 1세트의 영역(58a)에 위치하는 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59a)의 길이 방향은 동일하며, 계측 마크용 구조체(57)의 방향을 향하고 있다. 또한 1세트의 영역(58b)에 위치하는 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59b)의 길이 방향도 동일하며, 계측 마크용 구조체(57)의 방향을 향하고 있다. 그리고, 더미 요철 구조(59a)의 길이 방향과 더미 요철 구조(59b)의 길이 방향은 직교하는 상태로 되어 있다.
라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59a, 59b)는, 예를 들면, 0.05∼1㎛ 정도의 소정 폭의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 일정한 피치(P)로 주기성을 가지고 배열된 형상이다. 이러한 더미 요철 구조(59a)와 더미 요철 구조(59b)로 이루어지는 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한, 도 26에서는, 영역(58a)에 위치하는 더미 요철 구조(59a)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고, 또한 영역(58b)에 위치하는 더미 요철 구조(59b)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
또한 도 26에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)와의 거리(L3)(도 19 참조)는 일정하지 않고, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
또한 도 27은 더미 요철 구조(59)의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 도 27에 도시되는 예에서는, 더미 패턴 영역(58)이 외형이 정방형 형상인 계측 영역(56)의 네 코너로부터의 대각선을 경계로 하여, 계측 마크용 구조체(57)를 사이에 두고 대향하는 1세트의 영역(58a)과, 동일하게 계측 마크용 구조체(57)를 사이에 두고 대향하는 1세트의 영역(58b)으로 구획되어 있다. 또한, 각 영역(58a, 58b)은, 계측 영역(56)의 정방형 형상의 외형에 평행한 경계에 의해, 외측의 영역(58a1, 58b1)과, 내측의 영역(58a2, 58b2)으로 구획되어 있다. 한편, 영역(58a)과 영역(58b)의 경계, 외측의 영역(58a1)과 내측의 영역(58a2)의 경계 및 외측의 영역(58b1)과 내측의 영역(58b2)의 경계는 쇄선으로 나타내고 있다. 그리고, 더미 요철 구조(59)는 외측의 영역(58a1)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59a1)와, 내측의 영역(58a2)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59a2)와, 외측의 영역(58b1)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59b1)와, 내측의 영역(58b2)에 위치하고, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 더미 요철 구조(59b2)로 이루어진다. 1세트의 영역(58a)(영역(58a1)과 영역(58a2))에 위치하는 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59a1과 59a2)의 길이 방향은 동일하고, 계측 마크용 구조체(57)의 방향을 향하고 있다. 또한 1세트의 영역(58b)(영역(58b1)과 영역(58b2))에 위치하는 라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59b1과 59b2)의 길이 방향도 동일하며, 계측 마크용 구조체(57)의 방향을 향하고 있다. 따라서, 더미 요철 구조(59a1, 59a2)의 길이 방향과 더미 요철 구조(59b1, 59b2)의 길이 방향은 직교하는 상태로 되어 있다.
라인/스페이스 형상의 더미 요철 구조(59a1, 59a2, 59b1, 59b2)는, 예를 들면, 0.05∼1㎛ 정도의 소정 폭의 선 형상의 오목부 혹은 볼록부가 길이 방향과 직교하는 방향으로 일정한 피치로 주기성을 가지고 배열된 형상이다. 또한, 이 예의 더미 요철 구조(59)는 외측의 영역(58a1)과 영역(58b1)에 위치하는 더미 요철 구조가 밀집이며, 내측의 영역(58a2)과 영역(58b2)에 위치하는 더미 요철 구조가 성김으로 되어 있다. 즉, 외측의 영역(58a1)과 영역(58b1)에 위치하는 더미 요철 구조(59a1, 59b1)의 피치가 P1이며, 내측의 영역(58a2)과 영역(58b2)에 위치하는 더미 요철 구조(59a2, 59b2)의 피치가 P2(P1<P2)로 되어 있다. 따라서, 외측의 영역(58a1)과 영역(58b1)의 단위 면적당의 표면적은 내측의 영역(58a2)과 영역(58b2)의 단위 면적당의 표면적보다도 큰 것으로 되어 있다.
이러한 더미 요철 구조(59a1, 59a2, 59b1, 59b2)로 이루어지는 더미 요철 구조(59)의 평면으로 본 형상은 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이다. 또한, 도 27에서는, 영역(58a1)과 영역(58a2)에 위치하는 더미 요철 구조(59a1, 59a2)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고, 또한 영역(58b1)과 영역(58b2)에 위치하는 더미 요철 구조(59b1, 59b2)의 일부를 발췌 확대하여 도시하고 있다.
또한 도 27에 도시되는 예에서는, 일정 각도 90°의 회전대칭인 더미 패턴 영역(58)의 평면으로 본 형상의 4회축(a)은 계측 마크용 구조체(57)의 일정 각도 90°의 4회축(a)과 일치하고 있지만, 양자가 일치하지 않는 것이어도 된다. 양자가 일치하지 않는 경우, 더미 패턴 영역(58)의 내주변과 계측 마크용 구조체(57)의 거리(L3)(도 19 참조)는 일정하지 않고, 최대값과 최소값을 갖게 된다. 이 거리(L3)의 최소값은 참조하는 영역을 위치 검출 장치가 정확하게 파악할 수 있는 범위, 예를 들면, 2㎛ 이상이 되도록 설정할 수 있다.
도 27에 도시되는 예에서는, 더미 요철 구조(59)의 성김/밀집은 내측과 외측뿐이지만, 성김/밀집의 변화를 더욱 세세하게 설정해도 된다.
이러한 본 발명의 임프린트용의 몰드는, 경화 후의 피성형 수지와 몰드와의 이형 시에 발생하는 변형을 억제하여, 계측 마크를 높은 정밀도로 형성할 수 있고, 이것에 의해, 몰드를 사용한 패턴 구조체의 형성에 있어서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출하는 것이 가능하게 되어, 몰드 설계에 있어서의 설계 좌표 등의 수정이 용이하게 되고, 또한 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 부여하여 행하는 패턴 정밀도의 보정의 제어가 용이하게 된다.
상술의 임프린트용 몰드의 실시형태는 예시이며, 본 발명은 당해 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비주패턴 영역(55)에는, 상기의 계측 영역(56) 이외에, 예를 들면, 피성형 수지와 몰드와의 떼어 내기를 용이하게 하고, 주패턴 영역(54)에 형성되는 패턴 구조체의 변형을 억제하기 위한 요철 구조 등이 배열 설치되는 영역이 설정되어 있어도 된다.
본 발명의 임프린트용의 몰드에 있어서, 경화 후의 피성형 수지와 몰드와의 이형 시에 계측 마크에 발생하는 변형의 정도는 더미 패턴 영역에 위치하는 더미 요철 구조뿐만 아니라, 넓은 면적을 갖는 주패턴 영역의 라인/스페이스 형상의 패턴의 방향에도 영향을 받는 것으로 생각된다. 따라서, 몰드의 전체적인 패턴의 방향도 고려하여, 더미 패턴 영역 및 더미 요철 구조의 구성을 설정하는 것이 바람직하다.
[임프린트 방법]
본 발명의 임프린트 방법은 수지 공급 공정, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정을 가지고 있다. 그리고, 이형 공정 뒤에, 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출하는 검출 공정을 가지고 있다. 이러한 본 발명의 임프린트 방법을, 상술의 본 발명의 임프린트용의 몰드(1)를 사용한 경우를 예로 하여, 도 28a∼도 28d를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 28a∼도 28d에서는, 몰드(1)가 요철 구조 영역(A)에 구비하고 있는 요철 구조(도시에서는 오목부)를 편의적으로 쇄선으로 나타내고, 이 요철 구조에 있어서, 주패턴 영역(4)에 위치하는 요철 구조와, 계측 영역(6)에 위치하는 계측 마크용 구조체(7)의 구별은 되어 있지 않다.
<수지 공급 공정>
수지 공급 공정에서는 임프린트용의 전사 기판(21) 상의 원하는 영역에, 잉크젯 헤드(도시 생략)로부터 피성형 수지의 액적(31)을 토출하여 공급한다(도 28a).
본 발명의 임프린트 방법에 사용하는 전사 기판(21)은 적당히 선택할 수 있으며, 예를 들면, 석영이나 소다석회 유리, 붕규산 유리 등의 유리, 실리콘이나 갈륨비소, 질화갈륨 등의 반도체, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 수지 기판, 금속 기판, 또는 이들 재료의 임의의 조합으로 이루어지는 복합 재료 기판이어도 된다. 또한, 예를 들면, 반도체나 디스플레이 등에 사용되는 미세 배선이나, 포토 닉 결정 구조, 광 도파로, 홀로그래피와 같은 광학적 구조 등의 원하는 패턴 구조물이 형성된 것이어도 된다.
도시예에서는, 전사 기판(21)은 볼록 구조 부위(22)를 갖는 메사 구조이며, 이 메사 구조의 반대측의 면에는 오목부(23)를 가지고 있다. 이와 같이 오목부(23)를 가짐으로써, 전사 기판(21)은 만곡되기 쉬워져, 후술의 이형 공정에서의 몰드와의 이형이 보다 용이하게 된다. 이 오목부(23)의 평면으로 본 형상은 상기의 볼록 구조 부위(22)의 평면으로 본 형상과 겹치고, 또한, 볼록 구조 부위(22)의 평면으로 본 형상을 포함하는 것과 같은 크기이며, 오목부(23)의 평면으로 본 형상의 중심과 볼록 구조 부위(22)의 평면으로 본 형상의 중심이 일치하는 것이 바람직하다. 또한 오목부(23)의 평면으로 본 형상의 외형은 원형, 다각형 등이어도 되며, 특별히 제한은 없다. 또한, 오목부(23)가 위치하고, 또한, 볼록 구조 부위(22)가 존재하지 않는 부위의 전사 기판(21)의 두께(d)는 오목부(23)의 평면으로 본 형상의 면적에 따라 다르지만, 예를 들면, 전사 기판(21)의 끝부에 있어서의 두께(t)의 절반 이하인 것이 바람직하다. 또한, 전사 기판(21)의 형상은 메사 구조에 한정되는 것은 아니고, 또한 오목부(23)를 가지고 있지 않은 형상이어도 된다.
피성형 수지는 잉크젯 헤드로부터의 토출이 가능한 유동성을 갖는 것이면 되고, 광경화성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 예를 들면, 광경화성 수지로서는 주제, 개시제, 가교제에 의해 구성되고, 또한 필요에 따라, 몰드와의 부착을 억제하기 위한 이형제나, 전사 기판(21)과의 밀착성을 향상시키기 위한 밀착제를 함유하고 있는 것이면 된다. 그리고, 임프린트 방법에 의해 제조하는 패턴 구조체의 용도, 요구되는 특성, 물성 등에 따라, 사용하는 피성형 수지를 적당하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 패턴 구조체의 용도가 리소그래피 용도이면, 에칭 내성을 갖고, 점도가 낮으며 잔류막 두께가 작은 것이 요구되고, 패턴 구조체의 용도가 광학 부재이면, 특정 굴절률, 광 투과성이 요구되어, 이들 요구에 따라 광경화성 수지를 적당히 선택할 수 있다. 단, 어느 용도이더라도, 사용하는 잉크젯 헤드에의 적합성을 충족시키는 특성(점도, 표면장력 등)을 구비하고 있는 것이 요구된다. 한편, 잉크젯 헤드는, 그 구조 및 재질 등에 따라, 적합한 액체의 점도, 표면장력 등이 상이하다. 이 때문에, 사용하는 피성형 수지의 점도나 표면장력 등을 적당히 조정하는 것, 또는 사용하는 피성형 수지에 적합한 잉크젯 헤드를 적당하게 선택하는 것이 바람직하다.
또한 전사 기판(21) 위에 공급하는 피성형 수지의 액적(31)의 개수, 인접하는 액적의 거리는 개개의 액적의 적하량, 필요하게 되는 광경화성 수지의 총량, 기판에 대한 광경화성 수지의 흡습성, 후공정인 접촉 공정에서의 몰드(1)와 전사 기판(21)과의 간극 등으로부터 적당하게 설정할 수 있다.
<접촉 공정>
다음에 몰드(1)와 전사 기판(21)을 근접시켜, 이 몰드(1)와 전사 기판(21) 사이에 수지의 액적(31)을 전개하여 광경화성 수지층(32)을 형성한다(도 28b). 도시예에서는, 몰드(1)의 요철 구조 영역(A)은 메사 구조인 전사 기판(21)의 볼록 구조 부위(22)와 대향하도록 위치해 있다.
<경화 공정>
이어서, 몰드(1)측으로부터 광조사를 행하고, 광경화성 수지층(32)을 경화시켜, 몰드(1)의 요철 구조가 전사된 전사 수지층(35)으로 한다(도 28c). 이 경화 공정에서는, 전사 기판(21)이 광 투과성의 재료로 이루어지는 경우, 전사 기판(21)측으로부터 광조사를 행해도 되고, 또한 전사 기판(21)과 몰드(1)의 양측으로부터 광조사를 행해도 된다.
또한 피성형 수지가 열경화성 수지일 경우에는, 피성형 수지층(32)에 대하여 가열 처리를 행함으로써 경화시킬 수 있다.
<이형 공정>
다음에 이형 공정에서, 전사 수지층(35)과 몰드(1)를 떼어 내고, 전사 수지층(35)인 패턴 구조체(41)를 전사 기판(21) 위에 위치시킨 상태로 한다(도 28d).
<검출 공정>
검출 공정에서는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출한다.
도 29는, 도 4에 도시되는 본 발명의 몰드(1)를 사용하여 전술한 바와 같이 임프린트에 의해, 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크(47)의 위치 검출을 설명하는 도면이다. 도 29는, 도 4의 계측 마크용 구조체(7)의 라인/스페이스 형상의 패턴 집합체(7a)에 의해 형성된, 라인/스페이스 형상의 4개의 계측 마크(47a)를 계측하는 예를 설명하는 것이다. 이 예에서는, 위치 검출 장치가 화살표(X)로 표시되는 방향(X 방향)으로부터 계측 마크(47)를 주사함으로써, 계측 마크(47)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 2개의 계측 마크(47a)에서의 끝부(x1), 끝부(x2), 끝부(x3), 끝부(x4)의 위치가 검출된다. 또한 위치 검출 장치가 화살표(Y)로 표시되는 방향(Y 방향)으로부터 계측 마크(47)를 주사함으로써, 계측 마크(47)를 구성하는 라인/스페이스 형상의 2개의 계측 마크(47a)에 있어서의 끝부(y1), 끝부(y2), 끝부(y3), 끝부(y4)의 위치가 검출된다. 이와 같이 검출한, 계측 마크(47a)의 끝부 위치로부터, 당해 계측 마크(47)가 위치하는 부위에서의 X 방향 및 Y 방향의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 유무, 어긋남의 크기를 검출할 수 있다. 그리고, 패턴에 어긋남이 존재하는 경우, X 방향의 어긋남의 크기, Y 방향의 어긋남의 크기로부터, 당해 계측 마크(47)가 위치하는 부위에서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출할 수 있어, 복수의 계측 마크(47)를 측정함으로써, 몰드를 사용하여 형성한 패턴 구조체에 있어서의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 크기, 방향 및 설계 좌표에 대한 전체의 표준편차, 확대 축소의 정도 등을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 계측 마크(47)가 도 5 혹은 도 7에 도시되는 패턴 집합체에 의해 형성된 라인/스페이스 형상의 패턴이며, 또한 라인 폭 및 스페이스 폭이 위치 검출 장치의 해상도 이상인 경우, X 방향 및 Y 방향에서 검출되는 끝부 위치의 데이터가 증대하여, 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한 도 30은 도 10에 도시되는 본 발명의 몰드(1)를 사용하여 전술한 바와 같이 임프린트에 의해, 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크(47)의 위치 검출을 설명하는 도면이다. 도 30은 도 10의 계측 마크용 구조체(17)에 의해 형성된 계측 마크(47)를 계측하는 예를 설명하는 것이다. 계측 마크(47) 중에서, 계측 마크용 구조체(17)의 부구조체(19)에 대응하는 패턴 집합체(49)는 위치 검출 장치의 해상도 미만이며, 개개의 볼록부 혹은 오목부가 검출되지 않는다. 이 때문에, 위치 검출 장치가 도시된 화살표(X)로 표시되는 방향(X 방향)으로부터 계측 마크(47)를 주사했을 때에, 계측 마크용 구조체(17)의 평탄부(18)에 대응하는 2개의 평탄부(48)의 끝부(x1), 끝부(x2), 끝부(x3), 끝부(x4)의 위치가 검출된다. 또한 위치 검출 장치가 도시의 화살표(Y)로 표시되는 방향(Y 방향)으로부터 계측 마크(47)를 주사함으로써, 2개의 평탄부(48)의 끝부(y1), 끝부(y2), 끝부(y3), 끝부(y4)의 위치가 검출된다. 이와 같이 검출한 계측 마크(47)의 평탄부(48)의 끝부 위치로부터, 당해 계측 마크(47)가 위치하는 부위에 있어서의 X 방향 및 Y 방향의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 유무, 어긋남의 크기를 검출할 수 있다. 그리고, 패턴에 어긋남이 존재하는 경우, X 방향의 어긋남의 크기, Y 방향의 어긋남의 크기로부터, 당해 계측 마크(47)가 위치하는 부위에서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출할 수 있어, 복수의 계측 마크(47)를 측정함으로써, 몰드를 사용하여 형성한 패턴 구조체에 있어서의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 크기, 방향 및 설계 좌표에 대한 전체의 표준편차, 확대축소의 정도 등을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 계측 마크(47)의 패턴 집합체(49)가 도 14, 도 15a, 도 15b에 도시되는 부구조체(19)의 라인/스페이스 형상인 패턴 집합체(19a)에 의해 형성된 라인/스페이스 형상의 패턴을 갖고, 또한, 라인 폭 및 스페이스 폭이 위치 검출 장치의 해상도 이상인 경우, X 방향 및 Y 방향에서 검출되는 끝부 위치의 데이터가 증대하여, 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 임프린트 방법은 반도체 디바이스의 제조나, 매스터 몰드를 사용한 레플리카 몰드의 제조 등에 사용할 수 있다. 그리고, 매스터 몰드에 미리 복수의 계측 마크용 구조체를 설치해 두고, 매스터 몰드를 사용하여 제작한 레플리카 몰드에 형성된 계측 마크나, 레플리카 몰드를 사용하여 제작한 패턴 구조체에 형성된 계측 마크를 측정함으로써, 설계 좌표에 대한 어긋남의 크기, 방향을 검출할 수 있다. 이것에 의해, 몰드 설계에 있어서의 설계 좌표 등의 수정이 용이하게 된다. 또한 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 부여하여 행하는 패턴 정밀도의 보정의 제어가 용이하게 된다. 따라서, 본 발명의 임프린트 방법은 고정밀도의 패턴 구조체를 안정하게 제작할 수 있다.
상술의 임프린트 방법의 실시형태는 예시이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.
다음에 상술의 본 발명의 임프린트용의 몰드(51)를 사용한 경우를 예로 하여 본 발명의 임프린트 방법을 설명한다.
임프린트용의 몰드(51)를 사용한 임프린트 방법에서도, 수지 공급 공정, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정까지를 상술의 임프린트용의 몰드(1)를 사용한 임프린트 방법과 동일하게 행할 수 있다. 이 때문에, 임프린트용의 몰드(51)를 사용한 임프린트 방법에 있어서의 수지 공급 공정, 접촉 공정, 경화 공정, 이형 공정의 설명은 생략한다.
이하에, 임프린트용의 몰드(51)를 사용한 임프린트 방법에 있어서의 검출 공정에 대하여 설명한다.
<검출 공정>
검출 공정에서는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출한다.
도 31은 도 19에 도시되는 본 발명의 몰드(51)를 사용하여 전술한 바와 같이 임프린트에 의해, 패턴 구조체와 함께 형성된 계측 마크(97)의 위치 검출을 설명하는 도면이다. 도 31은 도 19의 계측 마크용 구조체(57)의 오목부(57a) 혹은 볼록부(57a)에 의해 형성된 계측 마크(97)의 볼록부(97a) 또는 오목부(97a)를 계측하는 예를 설명하는 것이다. 이 예에서는, 위치 검출 장치가 화살표(X)로 표시되는 방향(X 방향)으로부터 계측 마크(97)를 주사함으로써, 계측 마크(97)를 구성하는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 볼록부(97a) 또는 오목부(97a)에 있어서의 끝부(x1), 끝부(x2), 끝부(x3), 끝부(x4)의 위치가 검출된다. 또한 위치 검출 장치가 화살표(Y)로 표시되는 방향(Y 방향)으로부터 계측 마크(97)를 주사함으로써, 계측 마크(97)를 구성하는 평면으로 본 형상이 장방형 형상의 볼록부(97a) 또는 오목부(97a)에 있어서의 끝부(y1), 끝부(y2), 끝부(y3), 끝부(y4)의 위치가 검출된다. 이와 같이 검출한 계측 마크(97)의 끝부 위치로부터, 당해 계측 마크(97)가 위치하는 부위에서의 X 방향 및 Y 방향의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 유무, 어긋남의 크기를 검출할 수 있다. 그리고, 패턴에 어긋남이 존재하는 경우, X 방향의 어긋남의 크기, Y 방향의 어긋남의 크기로부터, 당해 계측 마크(97)가 위치하는 부위에 있어서의 패턴의 어긋남의 크기, 방향을 정확하게 검출할 수 있어, 복수의 계측 마크(97)를 측정함으로써, 몰드를 사용하여 형성한 패턴 구조체에 있어서의 패턴의 설계 좌표에 대한 어긋남의 크기, 방향 및 설계 좌표에 대한 전체의 표준편차, 확대축소의 정도를 정확하게 검출할 수 있다.
이러한 본 발명의 임프린트 방법은 반도체 디바이스의 제조나, 매스터 몰드를 사용한 레플리카 몰드의 제조 등에 사용할 수 있다. 그리고, 매스터 몰드에 미리 복수의 계측 마크용 구조체를 설치해 두고, 매스터 몰드를 사용하여 제작한 레플리카 몰드에 형성된 계측 마크나, 레플리카 몰드를 사용하여 제작한 패턴 구조체에 형성된 계측 마크를 측정함으로써, 설계 좌표에 대한 어긋남의 크기, 방향을 검출할 수 있다. 이것에 의해, 몰드 설계에 있어서의 설계 좌표 등의 수정이 용이하게 된다. 또한 임프린트 시에 몰드에 원하는 변형을 부여하여 행하는 패턴 정밀도의 보정의 제어가 용이하게 된다. 따라서, 본 발명의 임프린트 방법은 고정밀도의 패턴 구조체를 안정하게 제작할 수 있다.
상술의 임프린트 방법의 실시형태는 예시이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
다음에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
<몰드의 제작>
평판 형상의 기재로서 석영 유리 기판(152mm×152mm, 두께 6.35mm)을 준비하고, 이 기재의 하나의 면의 중앙에, 25mm×30mm의 요철 구조 영역을 설정했다.
다음에 이 기재의 상기의 하나의 면 위에 스퍼터링법에 의해 크롬 박막을 성막했다. 이어서, 이 크롬 박막 위에, 스핀 코팅법에 의해, 전자선 감응 포지티브형 레지스트를 도포했다. 이 도포막에 대하여 설계 좌표에 기초하여 전자선 묘화를 행하고, 현상하여, 요철 구조 영역 내의 하드 마스크 재료층 위에, 원하는 레지스트 패턴을 형성했다. 이 설계 좌표에서는, 장방형 형상의 주패턴 영역(1530㎛×1320㎛)이 바둑판 눈 형상으로 설정되고, 각 주패턴 영역의 간극 부위에 비주패턴 영역을 격자형상으로 설정했다(도 2 참조). 또한 이 비주패턴 영역의 각 교차 부위에 정방형 형상의 계측 영역(100㎛×100㎛)을 352개소 설정했다. 또한, 각 계측 영역에서는, 각 라인의 길이가 1㎛이며, 라인/스페이스가 0.2㎛/0.2㎛인 4개의 묘화 영역이 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치(라인/스페이스의 배열축이 정방형의 변 위에 위치)하도록, 계측 영역의 중앙에 설정된 것이었다. 또한, 바둑판 눈 형상으로 설정된 주패턴 영역에는, 각 라인의 길이 방향이 Y 방향(도 4 참조)이 되도록 배치되는 라인/스페이스 형상(라인: 0.12㎛, 스페이스: 0.12㎛)의 묘화 영역을 설정했다.
이어서, 레지스트 패턴을 통하여 크롬 박막을 에칭하여 하드 마스크를 형성했다.
다음에 상기한 바와 같이 형성한 하드 마스크를 통하여 기재(석영 유리)에 대해 에칭을 실시하여, 임프린트용의 매스터 몰드를 제작했다.
이와 같이 제작한 매스터 몰드는 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 라인/스페이스(0.2㎛/0.2㎛)의 패턴 집합체가 각 계측 영역의 중앙에 위치하는 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 형성된 계측 마크용 구조체를 구비하는 것이었다. 그리고, 계측 마크용 구조체는 계측 영역의 중심을 일정 각도 90°의 4회축으로 하는 회전대칭이었다(도 4 참조). 또한, 매스터 몰드의 요철 구조는 주사형 전자 현미경으로 관찰하고, 치수를 계측했다.
<패턴 형성>
레플리카 몰드용의 전사 기판으로서 중앙에 25mm×30mm, 높이 30㎛의 볼록 구조 부위를 갖는 메사 구조의 석영 유리 기판(152mm×152mm, 두께 6.35mm)을 준비했다. 이 전사 기판의 볼록 구조 부위에 광경화성의 피성형 수지의 액적을 잉크젯 장치를 사용하여 공급했다.
상기한 바와 같이 피성형 수지를 공급한 전사 기판과 매스터 몰드를 근접시켜, 매스터 몰드와 전사 기판 사이에 액적을 전개하여, 광경화성 수지층을 형성했다.
이어서, 임프린트 장치의 조명 광학계로부터 평행광(피크 파장이 365nm의 자외선)을 매스터 몰드측에 1000mJ/cm2의 조건으로 조사했다. 이것에 의해, 매스터 몰드측으로부터 광 조사를 행하여, 광경화성 수지층을 경화시켜, 매스터 몰드의 요철 구조가 전사된 전사 수지층으로 했다.
다음에 전사 수지층과 매스터 몰드를 떼어 내고, 전사 수지층인 패턴 구조체를 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 했다.
<패턴 구조체의 평가>
매스터 몰드의 계측 마크용 구조체와, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 각 계측 영역에서, 도 29에 도시하는 바와 같은 X 방향, Y 방향에서의 끝부의 위치를 검출했다. 또한, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 계측 마크에 대해서는, 각 계측 영역에서의 계측 마크의 폭을 측정했다. 그리고, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을 X 방향, Y 방향에 대해 각각 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 1에도 나타내는 바와 같이, X 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 2.13nm이며, Y 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 3.48nm이었다. 이 X 방향과 Y 방향의 변위량의 3σ의 차이에 대해서는, 바둑판 눈 형상으로 설정된 주패턴 영역에서의 패턴의 라인/스페이스의 방향의 영향을 받은 것으로 추측된다. 또한 X 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 6.3nm이고, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 6.5nm로서, 계측 마크의 변형이 충분히 억제되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 계측 마크의 끝부 위치의 검출은 케이엘에이 텐콜사제 IPRO Series를 사용하여 행했다.
[실시예 2]
<몰드의 제작>
전자선 묘화의 설계 좌표의 각 계측 영역에 있어서, 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)인 4개의 비묘화 영역을 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 설정했다. 또한 이 장방형 형상의 4개의 비묘화 영역의 장변을 따라, 각 라인의 길이 방향이 당해 장변과 직교하도록 배치되고, 각 라인의 길이가 1㎛인 라인/스페이스 형상(라인: 0.2㎛, 스페이스: 0.2㎛)의 화소 영역을 설정했다. 또한, 이 화소 영역과 상기의 비화소 영역을 제외한 계측 영역 내에, 각 라인의 길이 방향이 Y 방향(도 12 참조)이 되도록 배치되는 라인/스페이스 형상(라인: 0.2㎛, 스페이스: 0.2㎛)의 묘화 영역을 설정했다. 각 계측 영역을 상기한 바와 같이 설정한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 매스터 몰드를 제작했다.
이 매스터 몰드는, 각 계측 영역에, 외형의 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 평탄부와, 이 평탄부의 장변을 따라 배열 설치되고 각 라인의 길이가 1㎛인 라인/스페이스 형상(라인: 0.2㎛, 스페이스: 0.2㎛)인 패턴 집합체(a)인 부구조체(도 12 참조)와, 상기의 평탄부 및 패턴 집합체(a)를 제외한 계측 영역 내에, 각 라인의 길이 방향이 Y 방향(도 30 참조)이 되도록 배치되는 라인/스페이스 형상(라인: 0.2㎛, 스페이스: 0.2㎛)인 패턴 집합체(b)인 부구조체로 이루어지는 계측 마크용 구조체를 구비하는 것이었다. 즉, 매스터 몰드에 있어서의 계측 마크용 구조체는, 도 12에 도시되는 예에서, 패턴 집합체(19b)가 도트 형상이 아니고, 라인의 길이 방향이 화살표(Y) 방향인 라인/스페이스 형상을 갖는 것이었다. 따라서, 이러한 계측 마크용 구조체는 계측 영역의 중심을 일정 각도 90°의 4회축으로 하는 회전대칭이 아니었다.
<패턴 형성>
이와 같이 제작한 매스터 몰드를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 레플리카 몰드용의 패턴 구조체를 전사 기판 위에 형성했다.
<패턴 구조체의 평가>
매스터 몰드의 계측 마크용 구조체와, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 각 계측 영역에서, 도 30에 도시하는 바와 같은 X 방향, Y 방향에서의 평탄부의 끝부의 위치를 검출했다. 또한, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 계측 마크에 대해서는 각 계측 영역의 계측 마크에 있어서의 평탄부의 폭을 측정했다. 그리고, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을 X 방향, Y 방향에 대해 각각 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 1에도 도시하는 바와 같이, X 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 2.11nm이며, Y 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 3.33nm이었다. 이 X 방향과 Y 방향의 변위량의 3σ의 차이에 대해서는, 바둑판 눈 형상으로 설정된 주패턴 영역에서의 패턴의 라인/스페이스의 방향의 영향 및 계측 영역 내에서의 패턴 집합체(b)의 라인/스페이스의 방향의 영향을 받은 것으로 추측된다. 또한 X 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 5.7nm이고, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 5.9nm로, 계측 마크의 변형이 충분히 억제되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 계측 마크의 끝부 위치의 검출은 실시예 1과 동일한 장치를 사용했다.
[비교예 1]
<몰드의 제작>
전자선 묘화의 설계 좌표의 각 계측 영역에 있어서, 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 묘화 영역이, 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 설정한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 매스터 몰드를 제작했다.
이 매스터 몰드는 각 계측 영역에 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 오목부가 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 형성되어 이루어지는 계측 마크용 구조체를 구비하는 것이었다. 그리고, 계측 마크용 구조체는 계측 영역 의 중심을 일정 각도 90°의 4회축으로 하는 회전대칭이었다.
<패턴 형성>
이와 같이 제작한 매스터 몰드를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 패턴 구조체를 전사 기판 위에 형성했다.
<패턴 구조체의 평가>
매스터 몰드의 계측 마크용 구조체와, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 측정하여, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을, X 방향, Y 방향에 대하여 각각 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 1에도 나타나 있는 바와 같이, X 방향에 있어서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 2.27nm이며, Y 방향에 있어서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 4.15nm이었다. 이 X 방향과 Y 방향의 변위량의 3σ의 차이에 대해서는, 바둑판 눈 형상으로 설정된 주패턴 영역에서의 패턴의 라인/스페이스의 방향의 영향을 받은 것으로 추측된다. 또한 X 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 6.5nm이고, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 6.7nm로, 실시예 1 및 실시예 2에 비해, 계측 마크의 변형이 큰 것이 확인되었다.
[표 1]
Figure pat00001
[실시예 3]
<몰드의 제작>
평판 형상의 기재로서, 석영 유리 기판(152mm×152mm, 두께 6.35mm)을 준비하고, 이 기재의 하나의 면의 중앙에 25mm×30mm의 요철 구조 영역을 설정했다.
다음에 이 기재의 상기의 하나의 면 위에 스퍼터링법에 의해 크롬 박막을 성막했다. 이어서, 이 크롬 박막 위에, 스핀 코팅법에 의해, 전자선 감응 포지티브형 레지스트를 도포했다. 이 도포막에 대하여 설계 좌표에 기초하여 전자선 묘화를 행하고, 현상하여, 요철 구조 영역 내의 하드 마스크 재료 층 위에, 원하는 레지스트 패턴을 형성했다. 이 설계 좌표에서는, 장방형 형상의 주패턴 영역(1530㎛×1320㎛)이 바둑판 눈 형상으로 설정되고, 각 주패턴 영역의 간극 부위에 비주패턴 영역을 격자 형상으로 설정했다. 또한 이 비주패턴 영역의 각 교차 부위에 정방형 형상의 계측 영역(100㎛×100㎛)을 352개소 설정했다(도 17 참조). 또한, 각 계측 영역에서는, 중앙의 정방형 형상(60㎛×60㎛)의 영역에, 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 묘화 영역이 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 설정되고, 또한 이 중앙의 정방형 형상의 영역을 제외한 영역을 더미 패턴 영역으로 하여, 도트 형상(1㎛×1㎛)의 묘화 영역이 1.5㎛ 피치로 설정된 것이었다.
이어서, 레지스트 패턴을 통하여 크롬 박막을 에칭하여 하드 마스크를 형성했다.
다음에 상기한 바와 같이 형성한 하드 마스크를 통하여 기재(석영 유리)에 대하여 에칭을 실시하여, 임프린트용의 매스터 몰드를 제작했다.
이와 같이 제작한 매스터 몰드의 요철 구조 영역에서는, 각 계측 영역의 중앙의 정방형 형상(60㎛×60㎛)의 영역에, 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 볼록부가 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 형성되어 계측 마크용 구조체를 이루고 있고, 그 주위의 더미 패턴 영역에 외경이 1㎛의 볼록부가 1.5㎛ 피치로 형성된 더미 요철 구조가 위치한 것이었다. 그리고, 계측 마크용 구조체 및 더미 요철 구조는 계측 영역의 중심을 일정 각도 90°의 4회축으로 하는 회전대칭이었다(도 19 참조). 또한 도 19에 도시되어 있는 계측 영역의 외형 치수(L1)(더미 패턴 영역의 외주변의 길이)는 100㎛, 내주변의 길이(L2)는 60㎛, 더미 패턴 영역의 내주변과 계측 마크용 구조체와의 거리(L3)는 24㎛이었다. 또한, 매스터 몰드의 요철 구조는 주사형 전자 현미경으로 관찰하고, 치수를 계측했다.
<패턴 형성>
레플리카 몰드용의 전사 기판으로서 중앙에 25mm×30mm, 높이 30㎛의 볼록 구조 부위를 갖는 메사 구조의 석영 유리 기판(152mm×152mm, 두께 6.35mm)을 준비했다. 이 전사 기판의 볼록 구조 부위에, 광경화성의 피성형 수지의 액적을 잉크젯 장치를 사용하여 공급했다.
상기한 바와 같이 피성형 수지를 공급한 전사 기판과 매스터 몰드를 근접시켜, 매스터 몰드와 전사 기판 사이에 액적을 전개하고, 광경화성 수지층을 형성했다.
이어서, 임프린트 장치의 조명 광학계로부터 평행광(피크 파장이 365nm의 자외선)을 매스터 몰드측에 1000mJ/cm2의 조건으로 조사했다. 이것에 의해, 매스터 몰드측으로부터 광조사를 행하여, 광경화성 수지층을 경화시켜, 매스터 몰드의 요철 구조가 전사된 전사 수지층으로 했다.
다음에 전사 수지층과 매스터 몰드를 떼어 내고, 전사 수지층인 패턴 구조체를 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 했다.
<패턴 구조체의 평가>
매스터 몰드의 계측 마크용 구조체와, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 각 계측 영역에서, 도 31에 도시하는 바와 같은 X 방향, Y 방향에서의 끝부의 위치를 검출했다. 또한, 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 위치하는 계측 마크에 대해서는, 각 계측 영역에서의 계측 마크의 폭을 측정했다. 그리고, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을, X 방향, Y 방향에 대하여 각각 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에 있어서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 2에도 나타내는 바와 같이, X 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 3.06nm이고, Y 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 4.17nm이었다. 또한 X 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 8.7nm이고, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 8.7nm이었다. 이 결과로부터, 계측 마크의 변형이 충분히 억제되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 계측 마크의 끝부 위치의 검출은 케이엘에이 텐콜사제 IPRO Series를 사용하여 행했다.
[실시예 4]
매스터 몰드의 제작에 있어서, 각 계측 영역에서는, 중앙의 정방형 형상(40㎛×40㎛)의 영역에, 평면으로 본 형상이 장방형 형상(1㎛×8㎛)의 4개의 묘화 영역이 1변 12㎛의 정방형의 각 변에 위치하도록 설정하고, 패턴이 존재하지 않는 평탄면의 면적을 실시예와 비교하여 작아지도록 했다. 또한 이 중앙의 정방형 형상의 영역을 제외한 영역을 더미 패턴 영역으로 하고, 패턴 길이 방향이 Y 방향(도 31 참조)이 되도록 배치되는 라인/스페이스 형상(라인: 0.2㎛, 스페이스: 0.2㎛)의 묘화 영역을 설정했다. 즉, 더미 패턴 영역은 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축으로 하는 회전대칭이며, 더미 요철 구조는 평면으로 본 형상이 일정 각도 180°의 2회축으로 하는 회전대칭으로 하고, 4회축과 2회축이 일치하는 것으로 했다. 이와 같이 변경한 이외는, 실시예 3과 마찬가지로, 매스터 몰드를 제작했다.
또한 이 매스터 몰드를 사용하여, 실시예 3과 동일하게 하여, 패턴 구조체를 레플리카 몰드용의 전사 기판 위에 형성했다.
이 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 실시예 3과 마찬가지로, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을 X 방향, Y 방향에 대하여 각각 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에 있어서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 2에도 나타내는 바와 같이, X 방향에 있어서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 2.07nm이며, Y 방향에 있어서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 3.49nm이었다. 또한 X 방향에 있어서의 계측 마크의 폭의 3σ는 3.4nm이며, Y 방향에 있어서의 계측 마크의 폭의 3σ는 5.4nm이었다. 이 결과로부터, 이 실시예 4에서는, 실시예 3에 비해, 각 계측 영역의 중앙의 정방형 형상의 영역을 작게 함으로써, 더미 패턴 영역이 커지고, 계측 마크용 구조체와 더미 요철 구조와의 거리가 접근했기 때문에, 계측 마크의 변형이 보다 억제되어 있는 것이 확인되었다. 한편, 더미 요철 구조가, 패턴 길이 방향이 Y 방향인 라인/스페이스 형상이기 때문에, 변위나 변형에 대하여, X 방향과 Y 방향에서 실시예 3에 비해 큰 이방성이 존재하는 것이 확인되고, 이 점에서 실시예 3에 비해 다소 뒤떨어지는 것이었다.
[비교예 2]
몰드의 제작에 있어서, 비주패턴 영역의 각 교차 부위에 정방형 형상의 계측 영역(158㎛×153㎛)을 설정하고, 각 계측 영역의 중앙에 장방형 형상(100㎛×115㎛)의 영역을 설정하고, 이 중앙의 장방형 형상의 영역을 제외한 영역을 더미 패턴 영역으로 했다. 또한 이 장방형 형상의 영역의 중심과, 계측 마크용 구조체의 중심이 일치하지 않고, 도 19에 도시되어 있는 더미 패턴 영역의 내주변과 계측 마크용 구조체와의 거리(L3)의 최대값이 78㎛, 최소값이 25㎛가 되도록 했다. 즉, 도 32에 도시되는 바와 같이, 더미 패턴 영역(58)은 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭으로는 되지 않고, 계측 마크용 구조체(57)는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축(a)을 갖는 회전대칭이지만, 그 4회축(a)은 계측 영역의 중심(c)과 일치하지 않도록 했다. 이와 같이 변경한 이외는, 실시예 3과 마찬가지로, 몰드를 제작했다.
또한 이 몰드를 사용하여, 실시예 3과 동일하게 하여, 패턴 구조체를 전사 기판 위에 형성했다.
이 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크에 대하여, 실시예 3과 마찬가지로, 레플리카 몰드용의 전사 기판 상의 계측 마크의 위치와, 매스터 몰드의 계측 마크용 구조체의 위치와의 변위량의 차분을 X 방향, Y 방향에 대해 구하고, 그 표준편차(σ)를 산출했다. 또한 X 방향, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 표준편차(σ)를 산출했다. 그 결과, 하기의 표 2에도 나타내는 바와 같이, X 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 6.49nm이며, Y 방향에서의 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 6.64nm이었다. 또한 X 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 11.8nm이며, Y 방향에서의 계측 마크의 폭의 3σ는 9.8nm이었다. 이 결과로부터, 실시예 3, 실시예 4에 비해, 계측 마크의 변형이 크고, 그것에 기인하여 변위에 대해서도 실시예 3, 실시예 4에 비해 큰 것이 확인되었다.
[표 2]
Figure pat00002
실시예 3, 실시예 4, 비교예 2의 결과로부터, 계측 마크 위치의 변위량의 3σ는 더미 패턴 영역의 내주변과 계측 마크용 구조체와의 거리(도 19에 나타내어지는 L3)가 작아짐에 따라, 작아지는 것이 확인되었다.
(산업상의 이용가능성)
임프린트 방법을 사용한 여러 패턴 구조체의 제조, 기판 등의 피가공체에 미세 가공 등에 적용 가능하다.
1…임프린트용 몰드
2…기재
4…주패턴 영역
5…비주패턴 영역
6…계측 영역
7…계측 마크용 구조체
7a, 7b, 7c, 7d, 7e…패턴 집합체
17…계측 마크용 구조체
18…평탄부
19…부구조체
19a, 19b…패턴 집합체
21…전사 기판
31…액적
32…피성형 수지층
35…전사 수지층
47…계측 마크
51…임프린트용 몰드
52…기재
54…주패턴 영역
55…비주패턴 영역
56…계측 영역
57…계측 마크용 구조체
58…더미 패턴 영역
59, 59a, 59b…더미 요철 구조
71…전사 기판
81…액적
82…피성형 수지층
85…전사 수지층
97…계측 마크
A…요철 구조 영역

Claims (11)

  1. 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역을 갖고, 이 계측 영역에는, 계측 마크용 구조체와, 이 계측 마크용 구조체를 원하는 거리를 두고 둘러싸도록 설정된 더미 패턴 영역과, 이 더미 패턴 영역에 위치하는 더미 요철 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 패턴 영역은 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 요철 구조는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부 또는 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    도트 형상의 상기 오목부 혹은 상기 볼록부 또는 라인/스페이스 형상의 상기 오목부 혹은 상기 볼록부는 성김/밀집 계조를 이루도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 요철 구조는 복수의 도트 형상의 오목부 혹은 볼록부와, 라인/스페이스 형상의 오목부 혹은 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 요철 구조는 평면으로 본 형상이 일정 각도 180°의 2회축을 갖는 회전대칭인 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭이며, 이 4회축과 상기 더미 요철 구조의 회전대칭의 2회축이 일치하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 요철 구조는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭인 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 계측 마크용 구조체는 평면으로 본 형상이 일정 각도 90°의 4회축을 갖는 회전대칭이며, 이 4회축과 상기 더미 요철 구조의 회전대칭의 4회축이 일치하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 몰드.
  11. 기재와, 이 기재의 하나의 면에 설정된 요철 구조 영역과, 이 요철 구조 영역에 설정된 계측 영역을 갖고, 이 계측 영역에는, 계측 마크용 구조체와, 이 계측 마크용 구조체를 원하는 거리를 두고 둘러싸도록 설정된 더미 패턴 영역과, 이 더미 패턴 영역에 위치하는 더미 요철 구조를 갖는 몰드를 사용하고, 이 몰드와 전사 기판의 적어도 일방에 피성형 수지를 공급하는 수지 공급 공정과,
    상기 몰드와 상기 전사 기판을 근접시켜, 상기 몰드와 상기 전사 기판 사이에 상기 피성형 수지를 전개하여 피성형 수지층을 형성하는 접촉 공정과,
    상기 피성형 수지층을 경화시켜 상기 요철 구조가 전사된 전사 수지층으로 하는 경화 공정과,
    상기 전사 수지층과 상기 몰드를 떼어 내고, 상기 전사 수지층인 패턴 구조체를 상기 전사 기판 위에 위치시킨 상태로 하는 이형 공정을 갖고,
    상기 이형 공정 후에, 패턴 구조체와 함께 형성되어 있는 계측 마크의 위치를 필요에 따라 검출하는 검출 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
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