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JP2014110367A - Nanoimprint method and method for manufacturing patterned substrate using the method - Google Patents

Nanoimprint method and method for manufacturing patterned substrate using the method Download PDF

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JP2014110367A
JP2014110367A JP2012264990A JP2012264990A JP2014110367A JP 2014110367 A JP2014110367 A JP 2014110367A JP 2012264990 A JP2012264990 A JP 2012264990A JP 2012264990 A JP2012264990 A JP 2012264990A JP 2014110367 A JP2014110367 A JP 2014110367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
droplets
substrate
processed
mold
convex pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012264990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuharu Nakamura
和晴 中村
Tetsushi Wakamatsu
哲史 若松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2012264990A priority Critical patent/JP2014110367A/en
Publication of JP2014110367A publication Critical patent/JP2014110367A/en
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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce generation of film thickness irregularity or unfilled defects in a nanoimprinting process even when liquid droplets are laterally displaced.SOLUTION: After liquid droplets 23 are disposed and before a rugged pattern 16 is brought into contact with the liquid droplets 23 in a nanoimprint method, a plurality of liquid droplets 23 displaced on a process target substrate 20 are rearranged to be disposed at predetermined positions 24 on the process target substrate 20; then the rugged pattern is pressed to the surface of the process target substrate 20 where the liquid droplets 23 are applied so as to transfer the rugged pattern onto a curable resin film 25 composed of the plurality of liquid droplets 23 bonded to one another. Otherwise, a plurality of droplets 23 are disposed at a position apart from the predetermined position 24 on the process target substrate 20 so as to compensate the lateral displacement of the plurality of droplets 23 on the process target substrate 20.

Description

本発明は、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリント方法およびそれを用いたパターン化基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a nanoimprint method using a mold having a fine concavo-convex pattern on its surface and a method for producing a patterned substrate using the same.

ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被転写基板上に塗布されたレジスト(硬化性樹脂)に押し付け(インプリント)、レジストを力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密にレジスト膜に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、半導体分野等のさまざまな分野への応用が期待されている。   Nanoimprinting involves pressing a mold (generally called a mold, stamper, or template) with a concavo-convex pattern against the resist (curable resin) applied on the substrate to be transferred (imprinting), and then dynamically deforming the resist. This is a technology for transferring a fine pattern to a resist film precisely by flowing it. Once a mold is made, it is economical because nano-level microstructures can be easily and repeatedly molded, and it is a transfer technology with little harmful waste and emissions. Application to is expected.

ナノインプリントは、例えば特許文献1に示されるようなステップ&リピート方式のナノインプリント装置によって実施される。このナノインプリント装置には、モールド保持用のインプリントヘッド、基板保持用のXYステージ、レジスト供給用のディスペンサー、露光光源、温調システム、雰囲気清浄システムおよびフォースゲージ等種々の設備が設けられている。このような装置によれば、ナノインプリントの各工程を一貫して実施することができる。   Nanoimprinting is performed by, for example, a step-and-repeat nanoimprinting apparatus as disclosed in Patent Document 1. The nanoimprint apparatus is provided with various facilities such as an imprint head for holding a mold, an XY stage for holding a substrate, a dispenser for supplying a resist, an exposure light source, a temperature control system, an atmosphere cleaning system, and a force gauge. According to such an apparatus, each process of nanoimprint can be implemented consistently.

また、特許文献2には、モールドとレジストの間隙空間にヘリウムを供給する手段をインプリントヘッドに設けることが開示されている。このような装置によれば、モールドとレジストを密着させる際に上記間隙空間にヘリウムを吹き流して雰囲気を置換し、ヘリウムがモールドを透過する性質を利用することで、モールドとレジストを密着した際に発生する未充填欠陥(残留気体による欠陥)を低減することができる。   Patent Document 2 discloses that an imprint head is provided with means for supplying helium to a gap space between a mold and a resist. According to such an apparatus, when the mold and the resist are brought into close contact with each other, helium is blown into the gap space to replace the atmosphere, and by utilizing the property that helium permeates the mold, the mold and the resist are brought into close contact with each other. Generated unfilled defects (defects due to residual gas) can be reduced.

しかし、上記のような装置を用いてナノインプリントを実施した場合には、例えばXYステージが移動したときや、温調または雰囲気清浄システムのファンを回したとき、さらには装置内のモールドとレジストの間隙空間にヘリウムを吹き流したとき等に、基板上に配置したレジスト液滴が最初に配置した位置からずれてしまうという問題が生じ得る。レジスト液滴がずれてしまうと、例えばレジスト膜の膜厚ムラや未充填欠陥の原因となり得る。   However, when nanoimprinting is performed using the above-described apparatus, for example, when the XY stage moves, when the temperature control or atmosphere cleaning system fan is rotated, and further, the gap between the mold and the resist in the apparatus. When helium is blown into the space, there may be a problem that the resist droplet disposed on the substrate is displaced from the position where it is initially disposed. If the resist droplet is displaced, it may cause, for example, uneven thickness of the resist film or unfilled defects.

例えば、上記のような液滴の横ずれを防止する対策としては、液滴を配置する基板に液滴を包囲する包囲構造物を形成し、この包囲構造物の内側に液滴を配置する方法が挙げられる(特許文献3)。   For example, as a countermeasure for preventing the lateral displacement of the droplets as described above, there is a method in which an enclosing structure surrounding the droplets is formed on the substrate on which the droplets are arranged, and the droplets are arranged inside the enclosing structure. (Patent Document 3).

米国特許第6900881号明細書US Patent No. 6900881 特表2007−509769号公報Special table 2007-509769 gazette 特開2011−251508号公報JP 2011-251508 A

しかしながら、上記のような方法では、包囲構造物がコンタミネーションとしてレジスト膜内に残ってしまい、その後の工程に影響を与えてしまうという問題が生じ得る。   However, the above-described method may cause a problem that the surrounding structure remains as a contamination in the resist film and affects subsequent processes.

したがって、包囲構造物によって液滴の横ずれを防止するというよりは、液滴の横ずれが生じても、レジスト膜の膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減できるような方法が望まれている。   Therefore, rather than preventing the lateral displacement of the droplets by the surrounding structure, there is a demand for a method that can reduce the occurrence of uneven film thickness and unfilled defects even when the lateral displacement of the droplets occurs.

本発明は上記要望に応えてなされたものであり、ナノインプリントにおいて、上記のような液滴の横ずれが生じても、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することを可能とするナノインプリント方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in response to the above-described demand, and in nanoimprinting, a nanoimprinting method that can reduce the occurrence of film thickness unevenness and unfilled defects even when the above-described lateral displacement of droplets occurs. It is intended to provide.

さらに本発明は、パターン化基板の製造において、パターン欠陥の発生を低減することを可能とするパターン化基板の製造方法を提供することを目的とするものである。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a patterned substrate that can reduce the occurrence of pattern defects in the manufacture of a patterned substrate.

上記課題を解決するために、本発明に係る第1のナノインプリント方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリント方法において、
被加工基板上に硬化性樹脂からなる複数の液滴を配置し、
液滴が配置された後凹凸パターンが液滴に接触する前に被加工基板上でずれた複数の液滴が被加工基板上の所定の位置に配置されるように、複数の液滴を再配置し、
複数の液滴を再配置した後、凹凸パターンを被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写することを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, a first nanoimprint method according to the present invention includes:
In the nanoimprint method using a mold having a fine uneven pattern on the surface,
Place a plurality of droplets made of curable resin on the substrate to be processed,
After the droplets are arranged, the plurality of droplets are re-repositioned so that the plurality of droplets displaced on the substrate to be processed are arranged at predetermined positions on the substrate to be processed before the uneven pattern comes into contact with the droplets. Place and
After the plurality of droplets are rearranged, the concavo-convex pattern is pressed onto the surface of the substrate to which the droplets are applied, and the concavo-convex pattern is transferred to the curable resin film composed of a combination of the plurality of droplets. To do.

そして、本発明に係るナノインプリント方法において、インプリント装置内で発生させた気流によって液滴をずらすことにより、複数の液滴の再配置を実施することが好ましい。この場合において、インプリント装置に取り付けられたファンで気流を発生させることができ、或いは、インプリント装置内でモールドを保持するモールド保持部および/または被加工基板を保持する基板保持部に取り付けられた気流発生部で気流を発生させることができる。   In the nanoimprint method according to the present invention, it is preferable that the plurality of droplets be rearranged by shifting the droplets with an air flow generated in the imprint apparatus. In this case, the airflow can be generated by a fan attached to the imprint apparatus, or it is attached to a mold holding part for holding a mold and / or a substrate holding part for holding a substrate to be processed in the imprint apparatus. An airflow can be generated at the airflow generating section.

また、本発明に係るナノインプリント方法において、複数の液滴が配置された被加工基板を傾けて液滴をずらすことにより、複数の液滴の再配置を実施することが好ましい。   In the nanoimprint method according to the present invention, it is preferable that the plurality of droplets be rearranged by tilting the substrate to be processed on which the plurality of droplets are disposed and shifting the droplets.

また、本発明に係るナノインプリント方法において、被加工基板上の位置の基準となるレジストレーションマークと複数の液滴との位置関係を観察し、当該位置関係が複数の液滴の再配置に必要な所定の要件を満たしたときに複数の液滴の再配置を終了することが好ましい。   In the nanoimprint method according to the present invention, the positional relationship between the registration mark serving as a reference for the position on the substrate to be processed and a plurality of droplets is observed, and the positional relationship is necessary for the rearrangement of the plurality of droplets. It is preferable to terminate the rearrangement of the plurality of droplets when a predetermined requirement is satisfied.

また、本発明に係るナノインプリント方法において、複数の液滴の再配置に必要な気流の発生要件を複数の液滴の配置前に求め、当該発生要件が満たされたときに複数の液滴の再配置を終了することが好ましい。或いは、本発明に係るナノインプリント方法において、複数の液滴の再配置に必要な被加工基板の傾斜要件を複数の液滴の配置前に求め、当該傾斜要件が満たされたときに複数の液滴の再配置を終了することが好ましい。   Further, in the nanoimprint method according to the present invention, the generation requirements of the airflow necessary for the rearrangement of the plurality of droplets are obtained before the plurality of droplets are arranged, and when the generation requirements are satisfied, It is preferable to end the arrangement. Alternatively, in the nanoimprint method according to the present invention, the tilt requirement of the substrate to be processed necessary for the rearrangement of the plurality of droplets is obtained before arranging the plurality of droplets, and when the tilt requirement is satisfied, the plurality of droplets It is preferable to end the rearrangement.

本発明に係る第2のナノインプリント方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、被加工基板上に硬化性樹脂からなる複数の液滴を配置し、凹凸パターンを被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
液滴が配置された後凹凸パターンが液滴に接触する前に複数の液滴が被加工基板上でずれた結果複数の液滴が被加工基板上の所定の位置に配置されるように、被加工基板上の所定の位置から離れた位置に複数の液滴を配置することを特徴とするものである。
The second nanoimprint method according to the present invention is:
Using a mold having a fine concavo-convex pattern on the surface, a plurality of droplets made of a curable resin are arranged on the substrate to be processed, and the concavo-convex pattern is pressed against the surface of the substrate to be processed to apply a plurality of droplets. In the nanoimprint method of transferring a concavo-convex pattern to a curable resin film composed of a combination of droplets of
After the droplets are placed and before the concave-convex pattern comes into contact with the droplets, the plurality of droplets are displaced on the substrate to be processed, so that the plurality of droplets are arranged at predetermined positions on the substrate to be processed. A plurality of droplets are arranged at a position away from a predetermined position on the substrate to be processed.

本発明に係るパターン化基板の製造方法は、
上記に記載のナノインプリント方法により凹凸パターンが転写された硬化性樹脂膜を基板上に形成し、
硬化性樹脂膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、硬化性樹脂膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成することを特徴とするものである。
A method for producing a patterned substrate according to the present invention includes:
Forming a curable resin film having a concavo-convex pattern transferred on the substrate by the nanoimprint method described above,
By etching the substrate using the curable resin film as a mask, a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the curable resin film is formed on the substrate.

本発明に係る第1のナノインプリント方法は、複数の液滴を再配置した後、凹凸パターンを被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写することを特徴とする。つまり、本発明では、複数の液滴の位置が被加工基板上でずれても、適切な液滴の配置でモールドを被加工基板に押し付けることができるから、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能となる。   In the first nanoimprint method according to the present invention, a plurality of droplets are rearranged, and then a concavo-convex pattern is pressed against the surface of the substrate to be processed which has been coated with the droplets to form a curable resin composed of a combination of the plurality of droplets. A concavo-convex pattern is transferred to the film. In other words, in the present invention, even if the positions of a plurality of droplets are shifted on the substrate to be processed, the mold can be pressed against the substrate to be processed with an appropriate droplet arrangement, so that uneven film thickness and unfilled defects occur. Can be reduced.

また、本発明に係る第2のナノインプリント方法は、複数の液滴の被加工基板上でのずれを相殺するように、被加工基板上の所定の位置から離れた位置に複数の液滴を配置することを特徴とする。つまり、本発明でも、複数の液滴の位置が被加工基板上でずれても、適切な液滴の配置でモールドを被加工基板に押し付けることができるから、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能となる。   In the second nanoimprint method according to the present invention, a plurality of droplets are arranged at a position away from a predetermined position on the substrate to be processed so as to cancel the deviation of the plurality of droplets on the substrate to be processed. It is characterized by doing. In other words, even in the present invention, even if the positions of a plurality of droplets are shifted on the substrate to be processed, the mold can be pressed against the substrate to be processed with an appropriate droplet arrangement. Can be reduced.

また、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能な上記ナノインプリント方法により硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写するから、パターン化基板の製造においてパターン欠陥の発生を低減することが可能となる。   Moreover, since the manufacturing method of the patterned substrate which concerns on this invention transfers an uneven | corrugated pattern to curable resin film by the said nanoimprint method which can reduce generation | occurrence | production of a film thickness nonuniformity and an unfilled defect, It is possible to reduce the occurrence of pattern defects in manufacturing.

第1の実施形態におけるナノインプリント方法の一部の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the one part process of the nanoimprint method in 1st Embodiment. ナノインプリント装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a nanoimprint apparatus. ナノインプリント装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a nanoimprint apparatus. モールド保持部の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of a mold holding part. 第1の実施形態における液滴の他の再配置方法の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the process of the other rearrangement method of the droplet in 1st Embodiment. 第2の実施形態における液滴の再配置方法の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the process of the droplet rearrangement method in 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described using a drawing, the present invention is not limited to this. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.

「ナノインプリント方法の第1の実施形態」
まず、ナノインプリント方法の第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態におけるナノインプリント方法の一部の工程を示す概略図である。図2は、本実施形態のナノインプリント方法を実施するためのナノインプリント装置1を示す概略断面図である。また、図3は、そのナノインプリント装置1を示す概略平面図である。
“First Embodiment of Nanoimprint Method”
First, a first embodiment of the nanoimprint method will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating some steps of the nanoimprint method according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a nanoimprint apparatus 1 for performing the nanoimprint method of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic plan view showing the nanoimprint apparatus 1.

本実施形態のナノインプリント方法は、図2に示す装置1を用いて実施される。具体的には、本実施形態のナノインプリント方法は、微細な凹凸パターン16を表面に有するモールド10と被加工基板20とをナノインプリント装置1に装着し、被加工基板20上にレジスト材料からなる複数の液滴23を配置し(図1a)、液滴23が配置された後凹凸パターン16が液滴23に接触する前に被加工基板20上を横ずれした複数の液滴23(図1b)が被加工基板20上の所定の位置24に配置されるように、複数の液滴23を再配置し(図1c)、複数の液滴23を再配置した後、凹凸パターン16を被加工基板20の液滴23が塗布された面に押し付けて、複数の液滴23の結合からなるレジスト膜に凹凸パターン16を転写するものである(図1d)。   The nanoimprint method of this embodiment is implemented using the apparatus 1 shown in FIG. Specifically, in the nanoimprint method of the present embodiment, a mold 10 having a fine concavo-convex pattern 16 and a substrate to be processed 20 are mounted on the nanoimprint apparatus 1, and a plurality of resist materials are formed on the substrate to be processed 20. After the droplets 23 are arranged (FIG. 1a), the plurality of droplets 23 (FIG. 1b) shifted laterally on the substrate 20 before the concave-convex pattern 16 comes into contact with the droplets 23 after the droplets 23 are arranged are covered. A plurality of droplets 23 are rearranged so as to be arranged at a predetermined position 24 on the processed substrate 20 (FIG. 1c), and after the plurality of droplets 23 are rearranged, the uneven pattern 16 is formed on the substrate 20 to be processed. The concave-convex pattern 16 is transferred to a resist film formed by combining a plurality of liquid droplets 23 by being pressed against the surface on which the liquid droplets 23 are applied (FIG. 1d).

(ナノインプリント装置)
ナノインプリント装置1は、図2に示されるように、天井部および側壁部にファンフィルターユニット3,4が取り付けられた外装2を備え、さらに外装2内部には、例えばモールド保持部(或いはインプリントヘッド)11、XYステージ21、露光光源30、観察部31、液滴塗布部32、モールドおよび基板の搬送ユニット40並びにモールドおよび基板の搬入出部41を備える。なお、図2では、モールド保持部11に保持されたモールド10、基板保持部としても機能するXYステージ21に保持された被加工基板20も示している。
(Nanoimprinting device)
As shown in FIG. 2, the nanoimprint apparatus 1 includes an exterior 2 in which fan filter units 3 and 4 are attached to a ceiling portion and a side wall, and further, for example, a mold holding portion (or an imprint head) ) 11, an XY stage 21, an exposure light source 30, an observation unit 31, a droplet application unit 32, a mold and substrate transport unit 40, and a mold and substrate carry-in / out unit 41. 2 also shows the mold 10 held by the mold holding unit 11 and the substrate 20 to be processed held by the XY stage 21 that also functions as the substrate holding unit.

ファンフィルターユニット3,4は、装置1内の図示しない温調システムや雰囲気清浄システムによって制御されて、装置1内にガスを供給したり装置1内のガスを吸引したりする。図3に示されるように、ファンフィルターユニット3は装置1の外装2の天井に設けられており、ファンフィルターユニット4は外装2の四方の側壁に設けられている。   The fan filter units 3 and 4 are controlled by a temperature control system and an atmosphere cleaning system (not shown) in the device 1 to supply gas into the device 1 and suck gas in the device 1. As shown in FIG. 3, the fan filter unit 3 is provided on the ceiling of the exterior 2 of the apparatus 1, and the fan filter unit 4 is provided on the four side walls of the exterior 2.

モールド保持部11は、吸引口12を有しており、この吸引口12からの吸引力によってモールド10を保持する。モールド保持部11は、図2における上下方向に移動可能であり、モールド保持部11が下がることでインプリントが実行される。また、モールド保持部11の中央には、露光用および観察用の穴14があり、この穴14を通してレジストに対する露光やインプリント時の観察が行われる。   The mold holding unit 11 has a suction port 12, and holds the mold 10 by the suction force from the suction port 12. The mold holding unit 11 is movable in the vertical direction in FIG. 2, and imprinting is executed when the mold holding unit 11 is lowered. Further, a hole 14 for exposure and observation is provided in the center of the mold holding portion 11, and observation during exposure and imprinting with respect to the resist is performed through the hole 14.

さらに、本実施形態のモールド保持部11には、気流発生部13が設けられている。モールド10と被加工基板20との間隙の雰囲気をヘリウムで置換する場合に、気流発生部13はヘリウムを供給する。また、この気流発生部13により、モールド10および被加工基板20が対向したときのその間隙に気流を発生させることが可能となる。例えば図4は、モールド保持部11の構成例を示す概略図である。図4aでは、気体を噴出しおよび/または吸引するための複数の開口13aが、モールド10が装着される領域15の周囲に設けられている。この複数の開口13aから気体が噴出しおよび/または吸引されることで、モールド10および被加工基板20の間隙に気流が発生する。気流の強度は、複数の開口13aから噴出しおよび/または吸引される気体の単位時間当たりの量に基づいて増減させることができる。例えば、噴出しおよび/または吸引される気体の単位時間当たりの量を大きくすれば、気流の強度が大きくなる。また、気流の方向は、複数の開口13aのうちどの開口で気体を噴出させるか或いは吸引するかの設定に基づいて制御することができる。例えば、図4a中、領域15の上側の開口13aから気体を噴出させかつ下側の開口13aから気体を吸引させた(左右の開口13aは使用しない)場合には、領域15の上側から下側へ向かう気流を発生させることができ、反対に上側の開口13aから気体を吸引させかつ下側の開口13aから気体を噴出させた場合には、領域15の下側から上側へ向かう気流を発生させることができる。さらに、左右の開口13aも使用すれば、気流の方向の細かな制御が可能となる。   Furthermore, the airflow generation part 13 is provided in the mold holding part 11 of this embodiment. When the atmosphere in the gap between the mold 10 and the substrate 20 to be processed is replaced with helium, the airflow generation unit 13 supplies helium. Further, the air flow generation unit 13 can generate an air flow in the gap when the mold 10 and the substrate to be processed 20 face each other. For example, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the mold holding unit 11. In FIG. 4a, a plurality of openings 13a for ejecting and / or sucking gas are provided around the region 15 where the mold 10 is mounted. A gas is blown out and / or sucked from the plurality of openings 13a, whereby an air flow is generated in the gap between the mold 10 and the substrate 20 to be processed. The intensity of the airflow can be increased or decreased based on the amount of gas ejected and / or sucked from the plurality of openings 13a per unit time. For example, if the amount of gas to be ejected and / or sucked is increased per unit time, the strength of the airflow increases. Further, the direction of the airflow can be controlled based on the setting of which opening among the plurality of openings 13a is used to eject or suck the gas. For example, in FIG. 4 a, when gas is ejected from the upper opening 13 a of the region 15 and gas is sucked from the lower opening 13 a (the left and right openings 13 a are not used), On the contrary, when the gas is sucked from the upper opening 13a and the gas is ejected from the lower opening 13a, the airflow flowing from the lower side to the upper side of the region 15 is generated. be able to. Furthermore, if the left and right openings 13a are also used, fine control of the direction of airflow is possible.

また、図4bでは、図4aと同様に、気体を噴出しおよび/または吸引するための複数の開口13bが、モールド10が装着される領域15の周囲に設けられている。特に図4bでは、開口13bの列が領域15の周囲に二重に(並列して)設けられている。また、図4cでは、気体を噴出しおよび/または吸引するための長方形の開口13cが、モールド10が装着される領域15の周囲に設けられている。図4dでは、図4cと同様に、気体を噴出しおよび/または吸引するための長方形の開口13dが、モールド10が装着される領域15の周囲に設けられている。特に図4dでは、開口13dが領域15の周囲に二重に(並列して)設けられている。   Further, in FIG. 4b, as in FIG. 4a, a plurality of openings 13b for ejecting and / or sucking gas are provided around the region 15 where the mold 10 is mounted. In particular in FIG. 4b, a row of openings 13b is provided around the region 15 in double (in parallel). In FIG. 4 c, a rectangular opening 13 c for ejecting and / or sucking gas is provided around the region 15 where the mold 10 is mounted. In FIG. 4d, similarly to FIG. 4c, a rectangular opening 13d for ejecting and / or sucking a gas is provided around the region 15 where the mold 10 is mounted. In particular, in FIG. 4 d, the openings 13 d are provided twice (in parallel) around the area 15.

XYステージ21は、被加工基板20を設置する基板保持部として機能し、例えば図示しない吸引口で被加工基板を吸引して保持する。XYステージ21は、ステージレール22に沿って移動することによりXY平面(図2において紙面に垂直な面)内で移動可能であり、チルトも可能である。XYステージ21は、例えばレジスト液滴を塗布する際には液滴塗布部32の下に被加工基板20が来るように移動し、インプリントをする際にはモールド保持部11の下に被加工基板20が来るように移動する。   The XY stage 21 functions as a substrate holding unit for installing the substrate 20 to be processed, and sucks and holds the substrate to be processed by, for example, a suction port (not shown). The XY stage 21 can move in the XY plane (a plane perpendicular to the paper surface in FIG. 2) by moving along the stage rail 22 and can be tilted. For example, the XY stage 21 moves so that the substrate to be processed 20 comes under the droplet applying unit 32 when applying resist droplets, and is processed under the mold holding unit 11 when imprinting. It moves so that the board | substrate 20 may come.

露光光源30は、例えばレジストを硬化させるための紫外光を照射する光源である。また、観察部31は、被加工基板上の液滴の配置やインプリントの様子を観察するための光学装置である。このような光学装置としては、例えば光学顕微鏡やCCDデバイス等の撮像素子を使用することができる。露光光源30および観察部31は、露光用および観察用の穴14に対向する位置に移動可能であり、必要に応じて移動された後使用される。   The exposure light source 30 is a light source that emits ultraviolet light for curing the resist, for example. The observation unit 31 is an optical device for observing the arrangement of droplets on the substrate to be processed and the state of imprinting. As such an optical apparatus, for example, an imaging element such as an optical microscope or a CCD device can be used. The exposure light source 30 and the observation unit 31 can be moved to positions facing the exposure and observation holes 14 and are used after being moved as necessary.

液滴塗布部32は、被加工基板20上にレジストからなる液滴を配置する機構である。液滴塗布部32は、インクジェット法やディスペンス法など、所定の量の液滴を被加工基板20上の所定の位置に配置できる方法で、液滴の塗布を行う。基板上にレジストの液滴を配置する際は、所望の液滴量に応じてインクジェットプリンターまたはディスペンサーを使い分けても良い。例えば、液滴量が100nl未満の場合はインクジェットプリンターを用い、100nl以上の場合はディスペンサーを用いるなどの方法がある。   The droplet applying unit 32 is a mechanism for arranging droplets made of resist on the substrate 20 to be processed. The droplet applying unit 32 applies droplets by a method that can place a predetermined amount of droplets at a predetermined position on the substrate 20 to be processed, such as an ink jet method or a dispensing method. When disposing the resist droplets on the substrate, an ink jet printer or a dispenser may be used depending on the desired droplet amount. For example, there are methods such as using an ink jet printer when the amount of droplets is less than 100 nl, and using a dispenser when the amount is 100 nl or more.

レジストをノズルから吐出するインクジェットヘッドには、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式などが挙げられる。これらの中でも、液適量(配置された液滴1つ当たりの量)や吐出速度の調整が可能なピエゾ方式が好ましい。基板上にレジストの液滴を配置する前には、あらかじめ液滴量や吐出速度を調整する。例えば、液適量は、モールドの凹凸パターンの空間体積が大きい領域に対応する基板上の位置では多くしたり、モールドの凹凸パターンの空間体積が小さい領域に対応する基板上の位置では少なくしたりして調整することが好ましい。このような調整は、液滴吐出量(吐出された液滴1つ当たりの量)に応じて適宜制御される。具体的には、液滴量を5plと設定する場合には、液滴吐出量が1plであるインクジェットヘッドを用いて同じ場所に5回吐出するように、液滴量を制御する。液滴量は、例えば事前に同条件で基板上に吐出した液滴の3次元形状を共焦点顕微鏡等により測定し、その形状から体積を計算することで求められる。   Examples of the inkjet head that discharges the resist from the nozzle include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method. Among these, a piezo method capable of adjusting an appropriate amount of liquid (amount per droplet disposed) and a discharge speed is preferable. Before disposing the resist droplets on the substrate, the droplet amount and ejection speed are adjusted in advance. For example, the appropriate amount of liquid may be increased at a position on the substrate corresponding to a region where the space volume of the concave / convex pattern of the mold is large, or may be decreased at a position on the substrate corresponding to a region where the spatial volume of the concave / convex pattern of the mold is small. It is preferable to adjust. Such adjustment is appropriately controlled according to the droplet discharge amount (the amount per discharged droplet). Specifically, when the droplet amount is set to 5 pl, the droplet amount is controlled to be ejected to the same place five times using an inkjet head having a droplet ejection amount of 1 pl. The amount of droplets can be obtained, for example, by measuring the three-dimensional shape of droplets discharged on the substrate under the same conditions in advance with a confocal microscope or the like and calculating the volume from the shape.

上記のようにして液滴量を調整した後、所定の液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を配置する。なお、液滴配置パターンは、液滴を配置するべき基板上の「所定の位置」を示す2次元座標情報により構成される。   After adjusting the droplet amount as described above, droplets are arranged on the substrate according to a predetermined droplet arrangement pattern. The droplet arrangement pattern is constituted by two-dimensional coordinate information indicating a “predetermined position” on the substrate on which the droplet is to be arranged.

搬送ユニット40は、搬入出部41にストックされたモールド10または被加工基板20を、搬入出部41から受け取りそれぞれモールド保持部11またはXYステージ21に搬送する機構である。   The transport unit 40 is a mechanism that receives the mold 10 or the substrate to be processed 20 stocked in the carry-in / out unit 41 from the carry-in / out unit 41 and transports it to the mold holding unit 11 or the XY stage 21, respectively.

(モールド)
本実施形態で使用するモールド10は、例えば以下の手順により製造することができる。まず、Si基材上に、スピンコートなどでPHS(polyhydroxy styrene)系の化学増幅型レジスト、ノボラック系レジスト、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等のアクリル樹脂などを主成分とするレジスト液を塗布し、レジスト層を形成する。その後、Si基材にレーザ光(又は電子ビーム)を所望の凹凸パターンに対応して変調しながら照射し、レジスト層表面に凹凸パターンを露光する。その後、レジスト層を現像処理し、現像後のレジスト層のパターンをマスクにして反応性イオンエッチング(RIE)などにより選択エッチングを行い、所定の凹凸パターンを有するSiモールドを得る。
(mold)
The mold 10 used in the present embodiment can be manufactured by the following procedure, for example. First, a PHS (polyhydroxy styrene) -based chemically amplified resist, a novolac resist, a resist solution mainly composed of an acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), etc. is applied onto a Si substrate by spin coating, A resist layer is formed. Thereafter, the Si substrate is irradiated with laser light (or an electron beam) while being modulated corresponding to the desired concavo-convex pattern, and the concavo-convex pattern is exposed on the resist layer surface. Thereafter, the resist layer is developed, and selective etching is performed by reactive ion etching (RIE) or the like using the developed resist layer pattern as a mask to obtain a Si mold having a predetermined uneven pattern.

一方、モールドはこれに限られず、石英モールドを用いることも可能である。この場合、石英モールドは上記のSiモールドの製造法と同様の方法や、後述するパターン化基板(複版)の製造方法等により製造することができる。   On the other hand, the mold is not limited to this, and a quartz mold can also be used. In this case, the quartz mold can be manufactured by a method similar to the method for manufacturing the Si mold described above, a method for manufacturing a patterned substrate (compound plate) described later, or the like.

モールド10は、メサ部(上面が比較的平らで周囲より高くなっている部分)とその周りのフランジ部を含むメサ型構造を有していてもよい。メサ部の段差は、好ましくは1〜1000μm、より好ましくは10〜500μm、さらに好ましくは20〜100μmである。メサ型構造のモールドを使用してナノインプリントを行った場合には、平坦なモールドを使用した場合に比べ、モールドとレジストとの接触面積が減少して、小さな力でモールドをレジストから剥離できるという利点がある。また、例えば同一の基板に対してパターンを繰り返し転写(ステップ・アンド・リピート)する場合には、メサ型構造のモールドを使用することで、次のパターンを転写するときにモールドと先に転写されたパターンとが干渉して、先に転写されたパターンが押し潰されることを回避できるという利点もある。   The mold 10 may have a mesa structure including a mesa portion (a portion whose upper surface is relatively flat and higher than the periphery) and a flange portion around the mesa portion. The step of the mesa portion is preferably 1-1000 μm, more preferably 10-500 μm, and still more preferably 20-100 μm. When nanoimprinting is performed using a mesa mold, the contact area between the mold and the resist is reduced compared to when using a flat mold, and the mold can be removed from the resist with a small force. There is. For example, when a pattern is repeatedly transferred (step-and-repeat) to the same substrate, a mesa-type mold is used so that the next pattern is transferred to the mold first. There is also an advantage that the previously transferred pattern can be prevented from being crushed by interference with the pattern.

(離型処理)
本発明において、レジストとモールド10表面との離型性を向上させるために、モールド10の凹凸パターン面に離型処理を行うことが好ましい。離型処理に使用する離型剤としては、フッ素系のシランカップリング剤として、ダイキン工業株式会社製のオプツール(登録商標)DSXや、住友スリーエム株式会社製のNovec(登録商標) EGC-1720等、が挙げられる。この他にも、公知のフッ素系樹脂、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤などが使用できる。
(Release processing)
In the present invention, in order to improve the releasability between the resist and the surface of the mold 10, it is preferable to perform a release treatment on the uneven pattern surface of the mold 10. As a mold release agent used for the mold release treatment, Opkin (registered trademark) DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd., Novec (registered trademark) EGC-1720 manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., and the like are used as fluorine-based silane coupling agents. . In addition, known fluorine resins, hydrocarbon lubricants, fluorine lubricants, fluorine silane coupling agents, and the like can be used.

(被加工基板)
インプリント用の被加工基板20は、Siモールドに対しては、レジストへの露光を可能とするために石英基板が好ましい。石英基板は、光透過性を有し、厚さが0.3mm以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、石英基板表面をシランカップリング剤で被覆したもの、レジストとの密着性を向上させるためのポリマーなどからなる有機物層を積層したもの、石英基板上にCr、W、Ti、Ni、Ag、Pt、Auなどからなる金属層を積層したもの、石英基板上にCrO、WO、TiOなどからなる金属酸化膜層を積層したもの、および、上記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したものなどが挙げられる。有機物層、金属層または金属酸化膜層の厚さは、通常30nm以下、好ましくは20nm以下にする。30nmを超えるとUV透過性が低下し、レジストの硬化不良が起こりやすいためである。
(Processed substrate)
The substrate 20 to be processed for imprinting is preferably a quartz substrate for the Si mold in order to enable exposure to a resist. The quartz substrate is appropriately selected according to the purpose without particular limitation as long as it has light transparency and a thickness of 0.3 mm or more. For example, a quartz substrate surface coated with a silane coupling agent, an organic layer made of a polymer for improving adhesion to a resist, and the like, Cr, W, Ti, Ni, Ag, A laminate of metal layers made of Pt, Au, etc., a laminate of metal oxide film layers made of CrO 2 , WO 2 , TiO 2, etc. on a quartz substrate, and the surface of the laminate with a silane coupling agent The thing etc. which were coat | covered are mentioned. The thickness of the organic material layer, metal layer or metal oxide film layer is usually 30 nm or less, preferably 20 nm or less. This is because when the thickness exceeds 30 nm, the UV transmittance is lowered and the resist is hard to be cured.

また、上記「光透過性を有する」とは、具体的には、レジストが形成される基板20の一方の面から出射するように他方の面から光を入射した場合に、レジストが十分に硬化することを意味しており、少なくとも、上記他方の面から上記一方の面へ波長200nm以上の光の透過率が5%以上であることを意味する。   The above-mentioned “having light transparency” specifically means that the resist is sufficiently cured when light is incident from the other surface so as to be emitted from one surface of the substrate 20 on which the resist is formed. It means that at least the transmittance of light having a wavelength of 200 nm or more from the other surface to the one surface is 5% or more.

石英基板の厚さは、通常0.3mm以上が好ましい。0.3mm以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすいからである。   The thickness of the quartz substrate is usually preferably 0.3 mm or more. This is because if it is 0.3 mm or less, it is likely to be damaged by pressing during handling or imprinting.

一方、石英モールドに対する基板は、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば用途が情報記録媒体である場合には、形状は円板状である。構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材料としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラスおよび樹脂などが挙げられる。これらの基板材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。また、表面をシランカップリング剤で被覆したものでも良い。基板の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましい。基板の厚さが0.05mm未満であると、基板とモールドとの密着時に基板側に撓みが発生し、均一な密着状態を確保できない可能性があるからである。   On the other hand, the shape, structure, size, material and the like of the substrate for the quartz mold are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, when the application is an information recording medium, the shape is a disk shape. The structure may be a single layer structure or a laminated structure. The material can be appropriately selected from those known as substrate materials, and examples thereof include silicon, nickel, aluminum, glass, and resin. These board | substrate materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The substrate may be appropriately synthesized or a commercially available product may be used. Moreover, what coat | covered the surface with the silane coupling agent may be used. There is no restriction | limiting in particular as thickness of a board | substrate, Although it can select suitably according to the objective, 0.05 mm or more is preferable and 0.1 mm or more is more preferable. This is because if the thickness of the substrate is less than 0.05 mm, the substrate may be bent when the substrate and the mold are in close contact, and a uniform contact state may not be ensured.

基板20は、凹凸パターンが転写される領域がメサ部上に位置するように、メサ型構造を有していてもよい。この台座の存在により、モールドと接触するのは台座表面に限定できるため、基板のパターン形成領域外に存在する構造との接触を避けることができる。メサ部の段差の好ましい範囲は、モールドの場合と同様である。なお、モールドおよび基板のいずれか一方がメサ型構造を有していれば、前述した効果が得られる。   The substrate 20 may have a mesa structure so that a region to which the uneven pattern is transferred is located on the mesa portion. Due to the presence of this pedestal, contact with the mold can be limited to the surface of the pedestal, so that contact with the structure existing outside the pattern formation region of the substrate can be avoided. A preferable range of the step of the mesa portion is the same as that of the mold. The effect described above can be obtained if either the mold or the substrate has a mesa structure.

(レジスト)
硬化性樹脂としてのレジストは、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物に、光重合開始剤(2質量%程度)、フッ素モノマー(0.1〜1質量%)を加えて調製されたレジストを用いることができる。
(Resist)
The resist as the curable resin is not particularly limited, but in this embodiment, for example, a photopolymerization initiator (about 2% by mass) and a fluorine monomer (0.1 to 1% by mass) are added to the polymerizable compound. In addition, a prepared resist can be used.

また、必要に応じて酸化防止剤(1質量%程度)を添加することもできる。上記の手順により作成したレジストは波長360nmの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。   Moreover, antioxidant (about 1 mass%) can also be added as needed. The resist prepared by the above procedure can be cured by ultraviolet light having a wavelength of 360 nm. For those having poor solubility, it is preferable to add a small amount of acetone or ethyl acetate for dissolution, and then distill off the solvent.

上記重合性化合物としては、ベンジルアクリレート(ビスコート(登録商標)#160:大阪有機化学株式会社製)、エチルカルビトールアクリレート(ビスコート(登録商標)#190:大阪有機化学株式会社製)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(アロニックス(登録商標)M−220:東亞合成株式会社製)、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート(アロニックス(登録商標)M−310:東亞合成株式会社製)等の他、下記構造式1で表される化合物A等を挙げることができる。
構造式1:
Examples of the polymerizable compound include benzyl acrylate (Biscoat (registered trademark) # 160: manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), ethyl carbitol acrylate (Biscoat (registered trademark) # 190: manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), polypropylene glycol di In addition to acrylate (Aronix (registered trademark) M-220: manufactured by Toagosei Co., Ltd.), trimethylolpropane PO-modified triacrylate (Aronix (registered trademark) M-310: manufactured by Toagosei Co., Ltd.), etc. The compound A etc. which are represented can be mentioned.
Structural formula 1:

また、上記重合開始剤としては、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン(IRGACURE(登録商標)379:豊通ケミプラス株式会社製)等のアルキルフェノン系光重合開始剤を挙げることができる。   The polymerization initiator may be 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone (IRGACURE®). 379: manufactured by Toyotsu Chemiplus Co., Ltd.) and the like.

また、上記フッ素モノマーとしては、下記構造式2で表される化合物B等を挙げることができる。
構造式2:
Moreover, as said fluorine monomer, the compound B etc. which are represented by following Structural formula 2 etc. can be mentioned.
Structural formula 2:

(インプリント方法)
モールド10とレジストを接触させる前に、モールド10とナノインプリント用の基板間の雰囲気を減圧または真空雰囲気にすることで残留気体を低減することが好ましい。ただし、高真空雰囲気下では硬化前のレジストが揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールド10と基板間の雰囲気を、He雰囲気または減圧He雰囲気にすることで残留気体を低減する方法を採用する。Heは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体(He)は徐々に減少する。Heの透過には時間を要すため減圧He雰囲気とすることがより好ましい。減圧雰囲気は、1〜90kPaであることが好ましく、1〜10kPaが特に好ましい。
(Imprint method)
Before bringing the mold 10 into contact with the resist, it is preferable to reduce the residual gas by reducing the atmosphere between the mold 10 and the nanoimprint substrate to a reduced pressure or vacuum atmosphere. However, in a high vacuum atmosphere, the resist before curing is volatilized and it may be difficult to maintain a uniform film thickness. Therefore, a method of reducing the residual gas is preferably adopted by setting the atmosphere between the mold 10 and the substrate to a He atmosphere or a reduced pressure He atmosphere. Since He permeates the quartz substrate, the trapped residual gas (He) gradually decreases. Since it takes time to permeate He, it is more preferable to use a reduced pressure He atmosphere. The reduced pressure atmosphere is preferably 1 to 90 kPa, and particularly preferably 1 to 10 kPa.

モールド10およびレジストを塗布した基板は、所定の相対位置関係となるように両者を位置合わせした後に接触させる。位置合わせにはアライメントマークを用いることが好ましい。アライメントマークは、アライメントカメラやモアレ干渉法等で検出可能な凹凸パターンで形成される。位置合わせ精度は好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは100nm以下である。   The mold 10 and the substrate coated with the resist are brought into contact with each other after they are aligned so as to have a predetermined relative positional relationship. An alignment mark is preferably used for alignment. The alignment mark is formed by a concavo-convex pattern that can be detected by an alignment camera, moire interferometry, or the like. The alignment accuracy is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 100 nm or less.

特に、本発明ではモールド10とレジストを接触させる前に、液滴23が配置された後凹凸パターン16が液滴23に接触する前に被加工基板20上を横ずれした複数の液滴23が被加工基板20上の所定の位置24に配置されるように、複数の液滴23を再配置する。   In particular, according to the present invention, before the mold 10 and the resist are brought into contact with each other, a plurality of droplets 23 laterally displaced on the substrate to be processed 20 before the concave / convex pattern 16 is brought into contact with the droplets 23 after the droplets 23 are arranged are covered. The plurality of droplets 23 are rearranged so as to be arranged at a predetermined position 24 on the processed substrate 20.

例えば、XYステージ21が移動したときや、温調または雰囲気清浄システムのファン3,4を回したとき、さらには装置1内のモールド10とレジストの間隙空間にヘリウムを吹き流したとき等に、被加工基板20上に配置したレジスト液滴23が最初に配置した位置から横ずれしてしまうという問題がある。例えば、図1bでは、XYステージの移動に伴って矢印5の方向に移動していた被加工基板20(図1a)が停止したとき、液滴23の位置が、インプリントにおいて最適化された位置として設定された所定の位置24から横ずれ量Δだけ横ずれした様子が示されている。また、ファンフィルターユニット3,4によって生成された気流Bや、ヘリウム置換の際に気流発生部13によって生成された気流によっても、上記のように液滴23の位置が所定の位置24からずれることがある。 For example, when the XY stage 21 moves, when the fans 3 and 4 of the temperature control or atmosphere cleaning system are turned, and when helium is blown into the gap space between the mold 10 and the resist in the apparatus 1, etc. There is a problem that the resist droplet 23 arranged on the processed substrate 20 is laterally shifted from the position where it is initially arranged. For example, in FIG. 1b, when the substrate 20 to be processed (FIG. 1a) that has moved in the direction of the arrow 5 with the movement of the XY stage stops, the position of the droplet 23 is the position optimized in the imprint. state there is shown a lateral by lateral shift amount delta 1 from a predetermined position 24, which is set as. Further, the position of the droplet 23 is also shifted from the predetermined position 24 as described above by the airflow B generated by the fan filter units 3 and 4 and the airflow generated by the airflow generation unit 13 at the time of helium replacement. There is.

一般的に、液滴配置パターンは、モールドの凹凸パターンを考慮して最適化された基板上の液滴配置を示している。したがって、液滴配置パターンに従って配置された液滴の位置がその後に意図せず変更してしまうことは避けることが好ましい。そこで、被加工基板20上を横ずれした複数の液滴23の位置が被加工基板20上の所定の位置24となるように、改めて液滴23を移動させる作業、つまり液滴23の再配置を行う。なお、液滴23は少なくともインプリント時に上記所定の位置24にあればよいため、上記所定の位置24と液滴23が最初に配置された位置とは必ずしも一致していなくてもよい。   In general, the droplet arrangement pattern indicates the droplet arrangement on the substrate optimized in consideration of the uneven pattern of the mold. Therefore, it is preferable to avoid that the position of the droplets arranged according to the droplet arrangement pattern is subsequently changed unintentionally. Therefore, the operation of moving the droplets 23 anew so that the positions of the plurality of droplets 23 laterally displaced on the substrate 20 to be processed become the predetermined positions 24 on the substrate 20 to be processed, that is, rearrangement of the droplets 23 is performed. Do. Note that the droplet 23 only needs to be at the predetermined position 24 at the time of imprinting, and therefore, the predetermined position 24 and the position at which the droplet 23 is initially disposed do not necessarily coincide with each other.

液滴を再配置する方法としては、例えば図1に示されるように、ファンフィルターユニット3,4や気流発生部13によって発生させた気流50を利用して液滴を移動させる方法が挙げられる。例えば、ファンフィルターユニット3,4によって生成された気流によって横ずれした液滴23を気流発生部13によって発生させた気流50で再配置したり、気流発生部13によって生成された気流によって横ずれした液滴23をファンフィルターユニット3,4によって発生させた気流50で再配置したりすることができる。また、気流発生部13によって生成された気流によって横ずれした液滴23を、気流発生部13によって気流の特性(特に方向や強度)を変えて発生させた気流50で再配置することもできる。   As a method of rearranging the droplets, for example, as shown in FIG. 1, there is a method of moving the droplets using the air flow 50 generated by the fan filter units 3 and 4 and the air flow generation unit 13. For example, the liquid droplets 23 shifted laterally by the airflow generated by the fan filter units 3 and 4 are rearranged by the airflow 50 generated by the airflow generation unit 13, or the liquid droplets shifted laterally by the airflow generated by the airflow generation unit 13. 23 can be rearranged by the air flow 50 generated by the fan filter units 3 and 4. Further, the liquid droplets 23 laterally shifted by the airflow generated by the airflow generation unit 13 can be rearranged by the airflow 50 generated by changing the characteristics (particularly direction and strength) of the airflow by the airflow generation unit 13.

再配置が終了したか否かの判断は、例えば図1に示されるように、被加工基板20上の位置の基準となるレジストレーションマーク20aと複数の液滴23との位置関係を観察し、当該位置関係が複数の液滴23の再配置に必要な所定の要件を満たしたか否かに基づいて行うことができる。このようなリアルタイムな観察によって、液滴の位置を適切な位置に再配置することができる。当該位置関係の所定の要件については、液滴配置パターンを作成する段階で予め決めておく。そして、例えば観察部31で観察することで、レジストレーションマーク20aと複数の液滴23との位置関係が所定の要件を満たしたか否かを判断する。ここで、「レジストレーションマークと複数の液滴との位置関係」とは、必ずしもレジストレーションマークと液滴全てとの位置関係を意味しない。つまり、複数の液滴のうち代表の液滴(1個または数個)を選択し、レジストレーションマークとその代表の液滴との位置関係を「レジストレーションマークと複数の液滴との位置関係」とみなすこともできる。実際、複数の液滴全体の横ずれが同じように生じれば、上記のようにみなしても再配置において大きな問題は生じない。   For example, as shown in FIG. 1, the determination as to whether or not the rearrangement is completed is performed by observing the positional relationship between the registration mark 20 a serving as a reference of the position on the substrate 20 to be processed and the plurality of droplets 23. This can be performed based on whether the positional relationship satisfies a predetermined requirement necessary for rearrangement of the plurality of droplets 23. By such real-time observation, the position of the droplet can be rearranged to an appropriate position. The predetermined requirements for the positional relationship are determined in advance at the stage of creating the droplet arrangement pattern. Then, for example, by observing with the observation unit 31, it is determined whether or not the positional relationship between the registration mark 20a and the plurality of droplets 23 satisfies a predetermined requirement. Here, “the positional relationship between the registration mark and a plurality of droplets” does not necessarily mean the positional relationship between the registration mark and all of the droplets. That is, a representative droplet (one or several) is selected from a plurality of droplets, and the positional relationship between the registration mark and the representative droplet is expressed as “the positional relationship between the registration mark and the plurality of droplets”. Can also be considered. In fact, if the lateral shift of the entire plurality of droplets occurs in the same way, no serious problem arises in the rearrangement even if considered as described above.

また、再配置が終了したか否かの判断は、複数の液滴の再配置に必要な気流の発生要件(例えば、気流の強さおよび向き並びに気流を当てる時間)を複数の液滴の配置前に同じ条件で試験的に求めておき、当該発生要件が満たされたか否かに基づいて行うこともできる。例えば、ある一定の強度および向きの気流を所定の時間当てる場合には、その所定の時間の経過の時に再配置が終了したと判断することができる。この場合には上記のようなレジストレーションマークが不要となる。   In addition, whether or not the rearrangement has been completed is determined by determining the airflow generation requirements (for example, the strength and direction of the airflow and the time during which the airflow is applied) required for the rearrangement of the plurality of droplets. It can also be determined based on whether or not the occurrence requirement is satisfied in advance by experimentally obtaining the same conditions. For example, when an airflow having a certain intensity and direction is applied for a predetermined time, it can be determined that the rearrangement has been completed when the predetermined time has elapsed. In this case, the registration mark as described above becomes unnecessary.

そして、再配置が終了したと判断されたときは、再配置の作業を停止する。この「再配置の作業を停止する」という意味には、気流を止めることの他、気流を止めないままインプリントを実施することが含まれる。   Then, when it is determined that the rearrangement is completed, the rearrangement work is stopped. The meaning of “stopping the rearrangement work” includes not only stopping the airflow but also performing imprinting without stopping the airflow.

モールド1の押し付け圧は、100kPa以上、10MPa以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、モールド1と基板の表面形状を互いに倣わせることが容易であり、レジストの流動が促進される。さらに、圧力が大きい場合には、残留気体の除去、圧縮、残留気体のレジストへの溶解、石英基板中のHeの透過も促進し、レジストパターンの品質向上に繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド1接触時に異物を噛みこんだ際にモールド1および基板を破損する可能性がある。よって、モールド1の押し付け圧は、100kPa〜5MPaであることが好ましく、100kPa〜1MPaであることが特に好ましい。100kPa以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールド1と基板間が液体で満たされている場合、モールド1と基板間が大気圧(約101kPa)で加圧されているためである。   The pressing pressure of the mold 1 is in the range of 100 kPa to 10 MPa. When the pressure is larger, it is easier to make the surface shapes of the mold 1 and the substrate follow each other, and the resist flow is promoted. Furthermore, when the pressure is high, removal of residual gas, compression, dissolution of the residual gas into the resist, and transmission of He through the quartz substrate are promoted, leading to an improvement in the quality of the resist pattern. However, if the applied pressure is too strong, there is a possibility that the mold 1 and the substrate may be damaged when a foreign object is caught when the mold 1 contacts. Therefore, the pressing pressure of the mold 1 is preferably 100 kPa to 5 MPa, and particularly preferably 100 kPa to 1 MPa. The reason why the pressure is set to 100 kPa or higher is that when imprinting is performed in the atmosphere, when the space between the mold 1 and the substrate is filled with liquid, the pressure between the mold 1 and the substrate is pressurized at atmospheric pressure (about 101 kPa). is there.

モールド1を押し付けてレジスト膜を形成した後、レジストに含まれる重合開始剤に合わせた波長を含む光で露光し、レジストを硬化させる。硬化後に離型する方法としては、例えば、モールド1または基板のどちらかの裏面または外縁部を保持し、他方の基板またはモールドの裏面または外縁部を保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させる方法が挙げられる。   After the mold 1 is pressed to form a resist film, the resist is cured by exposure with light containing a wavelength matched to the polymerization initiator contained in the resist. As a method of releasing after curing, for example, the back surface or outer edge portion of either the mold 1 or the substrate is held, and the back surface or outer edge portion of the other substrate or mold is held, and the holding portion or back surface of the outer edge is held. A method of moving the holding part relative to the direction opposite to the pressing can be mentioned.

以上のように、本実施形態に係るナノインプリント方法は、複数の液滴を再配置した後、凹凸パターンを被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写することを特徴とする。つまり、本発明では、複数の液滴の位置が被加工基板上でずれても、適切な液滴の配置でモールドを被加工基板に押し付けることができるから、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能となる。   As described above, the nanoimprint method according to the present embodiment includes a combination of a plurality of droplets by rearranging a plurality of droplets and then pressing the concave / convex pattern against the surface of the substrate to which the droplets are applied. A concavo-convex pattern is transferred to a curable resin film. In other words, in the present invention, even if the positions of a plurality of droplets are shifted on the substrate to be processed, the mold can be pressed against the substrate to be processed with an appropriate droplet arrangement, so that uneven film thickness and unfilled defects occur. Can be reduced.

<設計変更>
なお上記では、気流50を利用して液滴を再配置する場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、液滴を再配置する方法としては、例えば図5に示されるように、XYステージ21のチルト機能を用いて被加工基板20を角度θだけ傾斜させて液滴を移動させる方法でもよい(図5c)。
<Design changes>
In the above description, the case where droplets are rearranged using the airflow 50 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as a method of rearranging the droplets, for example, as shown in FIG. 5, a method of moving the droplets by tilting the substrate 20 to be processed by an angle θ using the tilt function of the XY stage 21 ( FIG. 5c).

被加工基板20を傾斜させる場合において、再配置が終了したか否かの判断は、例えば図5に示されるように、複数の液滴23の再配置に必要な被加工基板20の傾斜要件(例えば、角度θの大きさおよび傾ける向き並びに傾ける時間)を複数の液滴23の配置前に同じ条件で試験的に求めておき、当該傾斜要件が満たされたか否かに基づいて行うことができる。例えば、ある一定の角度および向きの傾斜を所定の時間与える場合には、その所定の時間の経過の時に再配置が終了したと判断することができる。   In the case where the workpiece substrate 20 is tilted, the determination as to whether or not the rearrangement is completed is performed, for example, as shown in FIG. For example, the magnitude of the angle θ and the tilting direction and the tilting time) can be obtained experimentally under the same conditions before arranging the plurality of droplets 23, and can be performed based on whether or not the tilting requirement is satisfied. . For example, when a certain angle and inclination of a certain direction are given for a predetermined time, it can be determined that the rearrangement is completed when the predetermined time elapses.

また、再配置が終了したか否かの判断は、前述同様に、被加工基板上の位置の基準となるレジストレーションマークと複数の液滴との位置関係を観察し、当該位置関係が複数の液滴の再配置に必要な所定の要件を満たしたか否かに基づいて行うこともできる。   Whether or not the rearrangement has been completed is determined by observing the positional relationship between the registration mark serving as a reference of the position on the substrate to be processed and a plurality of liquid droplets, as described above. It can also be performed based on whether or not a predetermined requirement necessary for the rearrangement of droplets is satisfied.

そして、再配置が終了したと判断されたときは、角度θを0°にすることで再配置の作業を停止する(図5d)。   When it is determined that the rearrangement is completed, the rearrangement operation is stopped by setting the angle θ to 0 ° (FIG. 5d).

「ナノインプリント方法の第2の実施形態」
次に、ナノインプリント方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態のナノインプリント方法は、複数の液滴が被加工基板上で横ずれすることを考慮して、予め被加工基板上の所定の位置から離れた位置に複数の液滴を配置する点で、第1の実施形態のナノインプリント方法と異なる。つまり、第1の実施形態では、横ずれした後に液滴配置を補正することを特徴とするが、本実施形態では、横ずれの前段階である最初の液滴配置を補正することで最終的に適切な液滴配置を得ることを特徴とする。
“Second Embodiment of Nanoimprint Method”
Next, a second embodiment of the nanoimprint method will be described. In consideration of the fact that the plurality of droplets are laterally displaced on the substrate to be processed, the nanoimprint method according to the present embodiment places the plurality of droplets in a position away from a predetermined position on the substrate to be processed in advance. It is different from the nanoimprint method of the first embodiment. In other words, the first embodiment is characterized in that the droplet arrangement is corrected after the lateral deviation, but in this embodiment, the first droplet arrangement, which is the previous stage of the lateral deviation, is finally corrected to be appropriate. It is characterized by obtaining a simple droplet arrangement.

図6は、本実施形態における液滴の再配置方法の工程を示す概略図である。本実施形態のナノインプリント方法は、例えば図2のような装置を用いて、液滴23が配置された後モールド10の凹凸パターン16が液滴23に接触する前に複数の液滴23が被加工基板20上で横ずれした結果前記複数の液滴23が前記被加工基板20上の所定の位置24に配置されるように、被加工基板20上の所定の位置24からずらし量Δだけ離れた位置に複数の液滴23を配置し(図6a)、凹凸パターン16を被加工基板20の液滴23が塗布された面に押し付けて、複数の液滴23の結合からなる硬化性樹脂膜に凹凸パターンを転写するものである。この場合において、例えば装置内のモールド10とレジストの間隙空間にヘリウムを吹き流したとき等に生じる気流51により、複数の液滴23が被加工基板20上で横ずれし、その結果複数の液滴23が被加工基板20上の所定の位置24に配置される様子が示されている(図6b)。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the steps of the droplet rearrangement method in the present embodiment. In the nanoimprint method of the present embodiment, for example, using an apparatus as shown in FIG. 2, a plurality of droplets 23 are processed after the droplets 23 are arranged and before the concave / convex pattern 16 of the mold 10 contacts the droplets 23. As a result of lateral displacement on the substrate 20, the plurality of droplets 23 are separated from the predetermined position 24 on the processed substrate 20 by a shift amount Δ 2 so that the plurality of droplets 23 are arranged at the predetermined position 24 on the processed substrate 20. A plurality of droplets 23 are arranged at the positions (FIG. 6a), and the concavo-convex pattern 16 is pressed against the surface of the substrate 20 to which the droplets 23 are applied to form a curable resin film composed of a combination of the plurality of droplets 23. The uneven pattern is transferred. In this case, for example, a plurality of liquid droplets 23 are laterally displaced on the substrate 20 to be processed by an air flow 51 generated when helium is blown into a gap space between the mold 10 and the resist in the apparatus. Is shown at a predetermined position 24 on the substrate 20 (FIG. 6b).

上記ずらし量Δは、例えば液滴配置パターンの作成に反映させる。例えば、ずらし量Δを考慮した液滴配置パターンは次のように作成することができる。まず、液滴移動要因(ファン、XYステージ、ガス置換等)を所望の条件にて駆動させた状態で、デフォルトの液滴配置パターンにてレジスト液滴を基板上に配置する(ステップ1a)。一方で、液滴移動要因を駆動させない状態で、デフォルトの液滴配置パターンにてレジスト液滴を基板上に配置する(ステップ1b)。ステップ1a及び1bで作成した実際の液滴配置のパターンを比較し、液滴移動要因があることによる各液滴のずれ量を計測する(ステップ2)。液滴移動要因があることによる各液滴のずれ量に基づいて、そのずれ量を相殺するためのずらし量Δを考慮した補正後の液滴配置パターンを作成する(ステップ3)。 The shifting amount delta 2, for example to reflect the creation of the droplet arrangement pattern. For example, a droplet arrangement pattern considering the shift amount Δ 2 can be created as follows. First, resist droplets are placed on a substrate in a default droplet arrangement pattern with droplet movement factors (fan, XY stage, gas replacement, etc.) driven under desired conditions (step 1a). On the other hand, resist droplets are arranged on the substrate with a default droplet arrangement pattern without driving the droplet movement factor (step 1b). The actual droplet arrangement patterns created in steps 1a and 1b are compared, and the amount of deviation of each droplet due to the presence of a droplet movement factor is measured (step 2). Based on the shift amount of each droplet by that there is a drop moving factors, to create a corrected droplet arrangement pattern in consideration of the shift amount delta 2 for canceling the deviation amount (step 3).

以上のように、本実施形態に係るナノインプリント方法は、複数の液滴の被加工基板上の横ずれを相殺するように、被加工基板上の所定の位置から離れた位置に複数の液滴を配置することを特徴とする。つまり、本発明でも、複数の液滴の位置が被加工基板上でずれても、適切な液滴の配置でモールドを被加工基板に押し付けることができるから、膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能となる。   As described above, in the nanoimprint method according to the present embodiment, a plurality of droplets are arranged at positions away from a predetermined position on the substrate to be processed so as to cancel lateral shift of the plurality of droplets on the substrate to be processed. It is characterized by doing. In other words, even in the present invention, even if the positions of a plurality of droplets are shifted on the substrate to be processed, the mold can be pressed against the substrate to be processed with an appropriate droplet arrangement. Can be reduced.

「パターン化基板の製造方法」
次に、パターン化基板(例えばモールド複版)の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、Siモールドを原盤として、前述したナノインプリント方法を用いてモールド1の複版が製造される。
"Method for manufacturing patterned substrate"
Next, an embodiment of a method for producing a patterned substrate (for example, a mold duplicate) will be described. In the present embodiment, a duplicate of the mold 1 is manufactured using the above-described nanoimprint method using an Si mold as a master.

まず、上記のナノインプリント方法を用いて、パターン転写されたレジスト膜を基板の一方の面に形成する。次に、パターン転写されたレジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。   First, using the nanoimprint method, a pattern-transferred resist film is formed on one surface of the substrate. Next, dry etching is performed using the resist film having the pattern transferred as a mask to form a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern formed on the resist film on the substrate to obtain a substrate having a predetermined pattern.

一方、基板が積層構造を有しており表面上に金属層を含む場合には、レジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを当該金属層に形成し、その金属薄層をエッチストップ層にして基板にさらにドライエッチングを行い、凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。   On the other hand, when the substrate has a laminated structure and includes a metal layer on the surface, dry etching is performed using the resist film as a mask, and the concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern formed on the resist film is applied to the metal. Then, the substrate is further dry-etched using the metal thin layer as an etch stop layer to form a concavo-convex pattern on the substrate to obtain a substrate having a predetermined pattern.

ドライエッチングとしては、基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、RIEが特に好ましい。   The dry etching is not particularly limited as long as it can form a concavo-convex pattern on the substrate, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, ion milling, reactive ion etching (RIE), sputter etching, etc. Is mentioned. Among these, ion milling and RIE are particularly preferable.

イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にArなどの不活性ガスを導入し、イオンを生成する。これを、グリッドを通して加速させ、試料基板に衝突させてエッチングするものである。イオン源としては、カウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン型、フリーマン型、ECR(電子サイクロトロン共鳴)型などが挙げられる。   The ion milling method is also called ion beam etching and introduces an inert gas such as Ar into an ion source to generate ions. This is accelerated through the grid, and collides with the sample substrate for etching. Examples of the ion source include a Kaufman type, a high frequency type, an electron impact type, a duoplasmatron type, a Freeman type, an ECR (electron cyclotron resonance) type, and the like.

イオンミリング法におけるプロセスガスとしては、Arガス、RIEのエッチャントとしては、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いることができる。   Ar gas can be used as a process gas in the ion milling method, and fluorine-based gas or chlorine-based gas can be used as an etchant for RIE.

以上のように、本発明のパターン化基板の製造方法よれば、凹凸パターンを持つレジスト膜であって未充填欠陥の発生が抑制されたレジスト膜をマスクとして基板のエッチングをしているから、パターン化基板の製造においてパターン欠陥の発生を低減することが可能となる。   As described above, according to the method for manufacturing a patterned substrate of the present invention, since the substrate is etched using the resist film having a concavo-convex pattern and suppressing the occurrence of unfilled defects as a mask, the pattern It is possible to reduce the occurrence of pattern defects in the manufacture of the chemical substrate.

本発明に係るナノインプリント方法の実施例を以下に示す。   Examples of the nanoimprint method according to the present invention are shown below.

<実施例1>
モールドは、大きさ152mm□、厚さが6.35mmの石英モールドを用いた。また、当該石英モールドに離型処理を施した。光硬化性レジストからなる液滴は、所定の位置から(x,y)=(100μm,100μm)だけずれるよう、被加工基板上に配置した。レジスト液滴の配置位置が所定の位置になるよう、液滴を移動させた後に、モールドと光硬化性レジスト層を接触させた。それから、光レジスト層を露光した。大気圧まで減圧した後、モールドおよび光レジストを互いに剥離した。その他、使用した石英モールド、被加工基板、光硬化性レジスト、レジスト液滴移動工程並びに各工程の詳細については以下の通りである。
<Example 1>
As the mold, a quartz mold having a size of 152 mm □ and a thickness of 6.35 mm was used. Further, the quartz mold was subjected to a mold release treatment. The droplet made of the photo-curable resist was arranged on the substrate to be processed so as to be shifted from the predetermined position by (x, y) = (100 μm, 100 μm). After moving the droplets so that the position of the resist droplets was a predetermined position, the mold and the photocurable resist layer were brought into contact with each other. The photoresist layer was then exposed. After reducing the pressure to atmospheric pressure, the mold and the photoresist were peeled from each other. In addition, the details of the used quartz mold, the substrate to be processed, the photocurable resist, the resist droplet moving process, and each process are as follows.

(石英モールド)
石英モールド中央部には、表面高さが約20μmである台座領域が形成されている。なお、台座領域の大きさは10mm□である。台座領域内には、深さ100nmの複数のスペースパターンの存在によって、ライン&スペースパターンが形成されている。当該スペースパターンの幅およびスペース同士の間隔(ラインの幅)は、それぞれ100nmおよび100nmである。
(Quartz mold)
A pedestal region having a surface height of about 20 μm is formed at the center of the quartz mold. The size of the pedestal region is 10 mm □. A line & space pattern is formed in the pedestal region due to the presence of a plurality of space patterns having a depth of 100 nm. The width of the space pattern and the space between the spaces (line width) are 100 nm and 100 nm, respectively.

(Si基板)
光硬化性レジストとの接着性に優れるシランカップリング剤により表面処理された直径100mmのSi基板を使用した。表面処理は、シランカップリング剤を溶剤で希釈し、スピンコート法により基板表面に塗布し、アニールすることにより行った。
(Si substrate)
A Si substrate having a diameter of 100 mm, which was surface-treated with a silane coupling agent excellent in adhesiveness with a photocurable resist, was used. The surface treatment was performed by diluting the silane coupling agent with a solvent, applying it to the substrate surface by spin coating, and annealing.

(光硬化性レジスト)
上記構造式1で示される化合物、アロニックスM220、IRGACURE 379および上記構造式2で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比48:48:3:1の割合で混合し形成された光硬化性レジストを使用した。
(Photo-curing resist)
A photocurable resist formed by mixing the compound represented by the structural formula 1, Aronics M220, IRGACURE 379 and the fluorine monomer represented by the structural formula 2 in a mass ratio of 48: 48: 3: 1, respectively, was used. .

(光硬化性レジストの塗布工程)
ピエゾ方式のインクジェットプリンターを使用した。インクジェットヘッドには専用の10plヘッドを使用した。液滴は、正方格子状に400μmのピッチで10mm□の領域に配置した。
(Photocurable resist coating process)
A piezo inkjet printer was used. A dedicated 10 pl head was used as the inkjet head. The droplets were arranged in a 10 mm square region at a pitch of 400 μm in a square lattice shape.

(レジスト液滴移動工程及びモールドの密着工程)
モールドおよびSi基板の位置合わせをするため、モールドおよびSi基板を互いに5mmまで近接させ、モールドの背面から光学顕微鏡でアライメントマークを観察しながら、アライメントマークが所定の位置にくるように位置合わせをした。上述のように位置合わせした状態で、レジスト液滴を再配置させた。レジスト液滴の再配置は、インプリント装置用ブースに設置されているファンにより気流を生成し行った。まず、気流は−x方向に生成させ、レジスト液滴をx方向に−100μm移動させた。次に、−y方向に気流を生成し、レジスト液滴をy方向に−100μm移動させた。液滴の移動は、光学顕微鏡により随時観察しながら行った。レジスト液滴が所定の位置に再配置された後、モールドとレジスト液滴を密着させた。
(Resist droplet movement process and mold adhesion process)
In order to align the mold and the Si substrate, the mold and the Si substrate were brought close to each other up to 5 mm, and the alignment mark was positioned at a predetermined position while observing the alignment mark with an optical microscope from the back of the mold. . The resist droplets were rearranged in the state of alignment as described above. The rearrangement of the resist droplets was performed by generating an air flow with a fan installed in the imprint apparatus booth. First, an air flow was generated in the −x direction, and the resist droplet was moved −100 μm in the x direction. Next, an air flow was generated in the −y direction, and the resist droplet was moved −100 μm in the y direction. The movement of the droplets was performed while observing with an optical microscope as needed. After the resist droplet was rearranged at a predetermined position, the mold and the resist droplet were brought into close contact with each other.

(露光工程)
360nmの波長を含む紫外光により、照射量が300mJ/cmとなるように露光した。露光源と、モールドおよびSi基板の間にコールドフィルターを設置し、露光時にモールドとSi基板の温度が上昇しないようにした。
(Exposure process)
It exposed so that the irradiation amount might be set to 300 mJ / cm < 2 > with the ultraviolet light containing a wavelength of 360 nm. A cold filter was installed between the exposure source, the mold and the Si substrate so that the temperature of the mold and the Si substrate did not rise during exposure.

<実施例2>
液滴の再配置を、インプリントヘッドにより発生させた気流により実施した以外は、実施例1と同様である。
<Example 2>
Example 2 is the same as Example 1 except that the rearrangement of the droplets was performed by the air flow generated by the imprint head.

<実施例3>
液滴の再配置を、XYステージを傾けることにより実施した以外は、実施例1と同様である。まず、XYステージを第一の方向に傾け、レジスト液滴をx方向に−100μm移動させた。そして、XYステージを第二の方向に傾け、レジスト液滴をy方向に−100μm移動させた。
<Example 3>
The rearrangement of the droplets is the same as that of the first embodiment except that the XY stage is tilted. First, the XY stage was tilted in the first direction, and the resist droplet was moved by −100 μm in the x direction. Then, the XY stage was tilted in the second direction, and the resist droplet was moved by −100 μm in the y direction.

<比較例1>
液滴の再配置を実施しなかったこと以外は、実施例1と同様である。
<Comparative Example 1>
Example 1 is the same as Example 1 except that the rearrangement of droplets was not performed.

<評価方法>
(残膜ムラ)
光硬化性レジストのSi基板の中心からレジスト境界付近までのライン&スペースパターンの残膜の厚さを測定した。光硬化性樹脂のパターン領域の一部を、スクラッチまたはテープ剥離等により剥離することによりSi基板を露出させ、当該剥離領域とパターン領域の境界部をAFM(原子間力顕微鏡)で測定することにより、残膜の厚さhを測定した。厚さhについて、任意の5箇所を測定した。厚さhのうち最大値hmaxと最小値hminとの差(hmax−hmin)が10nm未満の場合を残膜ムラは未発生、10nm以上の場合を残膜ムラが発生と評価した。
(未充填欠陥)
上記実施例1〜3および比較例1において得られた光硬化性樹脂のライン&スペースパターンを、受光デバイス(倍率50倍〜1,500倍)の暗視野測定で検査した。具体的には、以下の通りである。まず、顕微鏡の測定視野が倍率50倍で2mm角となるように設定した。次にレジストパターン形成領域の範囲内で走査し、Si表面の未充填欠陥によるインプリント欠陥の有無を測定した。未充填欠陥は、正常なパターンで見られない散乱光を検出した場合を対象とした。未充填欠陥の発生個所をカウントし、1cm角当たりの発生数が0個の場合を欠陥が未発生、1個以上の場合を欠陥が発生と評価した。
<Evaluation method>
(Residual film unevenness)
The thickness of the remaining film of the line & space pattern from the center of the Si substrate of the photocurable resist to the vicinity of the resist boundary was measured. By exposing a Si substrate by peeling a part of the pattern area of the photocurable resin by scratching or tape peeling, and measuring the boundary between the peeling area and the pattern area with an AFM (atomic force microscope). The thickness h of the remaining film was measured. About thickness h, arbitrary five places were measured. When the difference between the maximum value hmax and the minimum value hmin (hmax−hmin) of the thickness h is less than 10 nm, the remaining film unevenness did not occur, and when the difference was 10 nm or more, the remaining film unevenness was evaluated.
(Unfilled defect)
The line & space pattern of the photocurable resin obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was inspected by dark field measurement of a light receiving device (50 to 1,500 times magnification). Specifically, it is as follows. First, it set so that the measurement visual field of a microscope might be set to 2 mm square at 50 times magnification. Next, scanning was performed within the range of the resist pattern formation region, and the presence or absence of imprint defects due to unfilled defects on the Si surface was measured. Unfilled defects were targeted when scattered light that was not found in a normal pattern was detected. The number of occurrences of unfilled defects was counted, and the case where the number of occurrences per 1 cm square was 0 was evaluated as no occurrence of defects, and the case of 1 or more cases was evaluated as occurrence of defects.

<評価結果>
下記の表1は、上記実施例1〜3および比較例1の結果をまとめたものである。この表から、本発明によれば膜厚ムラや未充填欠陥の発生を低減することが可能となることが分かる。
<Evaluation results>
Table 1 below summarizes the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. From this table, it can be seen that according to the present invention, the occurrence of film thickness unevenness and unfilled defects can be reduced.

1 ナノインプリント装置
2 外装
3,4 ファンフィルターユニット
10 モールド
11 モールド保持部
12 吸引口
13 気流発生部
16 凹凸パターン
20 被加工基板
21 ステージ
22 ステージレール
23 レジスト液滴
25 硬化性樹脂膜
30 露光光源
31 観察部
32 液滴塗布部
40 搬送ユニット
41 搬入出部
B 気流
Δ 横ずれ量
Δ ずらし量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nanoimprint apparatus 2 Exterior 3, 4 Fan filter unit 10 Mold 11 Mold holding part 12 Suction port 13 Airflow generation part 16 Uneven pattern 20 Substrate 21 Stage 22 Stage rail 23 Resist droplet 25 Curable resin film 30 Exposure light source 31 Observation Section 32 Droplet application section 40 Transport unit 41 Loading / unloading section B Airflow Δ 1 Side shift amount Δ 2 Shift amount

Claims (10)

微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリント方法において、
被加工基板上に硬化性樹脂からなる複数の液滴を配置し、
液滴が配置された後前記凹凸パターンが液滴に接触する前に前記被加工基板上でずれた前記複数の液滴が前記被加工基板上の所定の位置に配置されるように、前記複数の液滴を再配置し、
前記複数の液滴を再配置した後、前記凹凸パターンを前記被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、前記複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に前記凹凸パターンを転写することを特徴とするナノインプリント方法。
In the nanoimprint method using a mold having a fine uneven pattern on the surface,
Place a plurality of droplets made of curable resin on the substrate to be processed,
The plurality of droplets are arranged at predetermined positions on the substrate to be processed before the uneven pattern comes into contact with the droplets after the droplets are disposed. Rearrange the droplets of
After the plurality of droplets are rearranged, the concavo-convex pattern is pressed onto the surface of the substrate to be processed which is coated with the droplets, and the concavo-convex pattern is transferred to the curable resin film formed by the combination of the plurality of droplets. Nanoimprinting method characterized by performing.
インプリント装置内で発生させた気流によって液滴をずらすことにより、前記複数の液滴の再配置を実施することを特徴とする請求項1に記載のナノインプリント方法。   The nanoimprint method according to claim 1, wherein the plurality of droplets are rearranged by shifting the droplets by an air flow generated in the imprint apparatus. インプリント装置に取り付けられたファンで前記気流を発生させることを特徴とする請求項2に記載のナノインプリント方法。   The nanoimprint method according to claim 2, wherein the air flow is generated by a fan attached to the imprint apparatus. インプリント装置内で前記モールドを保持するモールド保持部および/または前記被加工基板を保持する基板保持部に取り付けられた気流発生部で前記気流を発生させることを特徴とする請求項2または3に記載のナノインプリント方法。   4. The airflow is generated by an airflow generation unit attached to a mold holding unit for holding the mold and / or a substrate holding unit for holding the substrate to be processed in an imprint apparatus. The nanoimprint method described. 前記複数の液滴が配置された前記被加工基板を傾けて液滴をずらすことにより、前記複数の液滴の再配置を実施することを特徴とする請求項1に記載のナノインプリント方法。   2. The nanoimprint method according to claim 1, wherein the plurality of droplets are rearranged by tilting the substrate to be processed on which the plurality of droplets are arranged to shift the droplets. 3. 前記被加工基板上の位置の基準となるレジストレーションマークと前記複数の液滴との位置関係を観察し、
当該位置関係が前記複数の液滴の再配置に必要な所定の要件を満たしたときに前記複数の液滴の再配置を終了することを特徴とする請求項1から5いずれかに記載のナノインプリント方法。
Observe the positional relationship between the registration marks and the plurality of droplets as a reference of the position on the substrate to be processed,
6. The nanoimprint according to claim 1, wherein the rearrangement of the plurality of droplets is terminated when the positional relationship satisfies a predetermined requirement necessary for rearrangement of the plurality of droplets. Method.
前記複数の液滴の再配置に必要な気流の発生要件を前記複数の液滴の配置前に求め、
当該発生要件が満たされたときに前記複数の液滴の再配置を終了することを特徴とする請求項2から4いずれかに記載のナノインプリント方法。
Determining the airflow generation requirements necessary for repositioning the plurality of droplets before placement of the plurality of droplets;
The nanoimprint method according to any one of claims 2 to 4, wherein the rearrangement of the plurality of droplets is terminated when the generation requirement is satisfied.
前記複数の液滴の再配置に必要な被加工基板の傾斜要件を前記複数の液滴の配置前に求め、
当該傾斜要件が満たされたときに前記複数の液滴の再配置を終了することを特徴とする請求項5に記載のナノインプリント方法。
Determining the tilt requirement of the substrate required for repositioning the plurality of droplets prior to the placement of the plurality of droplets;
The nanoimprint method according to claim 5, wherein the rearrangement of the plurality of droplets is terminated when the tilt requirement is satisfied.
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、被加工基板上に硬化性樹脂からなる複数の液滴を配置し、前記凹凸パターンを前記被加工基板の液滴が塗布された面に押し付けて、前記複数の液滴の結合からなる硬化性樹脂膜に前記凹凸パターンを転写するナノインプリント方法において、
液滴が配置された後前記凹凸パターンが液滴に接触する前に前記複数の液滴が前記被加工基板上でずれた結果前記複数の液滴が前記被加工基板上の所定の位置に配置されるように、前記被加工基板上の所定の位置から離れた位置に前記複数の液滴を配置することを特徴とするナノインプリント方法。
Using a mold having a fine concavo-convex pattern on the surface, a plurality of droplets made of a curable resin are arranged on the substrate to be processed, and the concavo-convex pattern is pressed against the surface of the substrate to be processed coated with the droplets In the nanoimprint method for transferring the concavo-convex pattern to the curable resin film composed of a combination of the plurality of droplets,
After the droplets are arranged and before the concave / convex pattern comes into contact with the droplets, the plurality of droplets are displaced on the substrate to be processed. As a result, the plurality of droplets are arranged at predetermined positions on the substrate to be processed. As described above, the nanoimprint method is characterized by disposing the plurality of droplets at a position away from a predetermined position on the substrate to be processed.
請求項1から9いずれかに記載のナノインプリント方法により凹凸パターンが転写された硬化性樹脂膜を基板上に形成し、
前記硬化性樹脂膜をマスクとして前記基板をエッチングすることにより、前記硬化性樹脂膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを前記基板上に形成することを特徴とするパターン化基板の製造方法。
A curable resin film having a concavo-convex pattern transferred thereon by the nanoimprint method according to claim 1 is formed on a substrate,
Etching the substrate using the curable resin film as a mask to form a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the curable resin film on the substrate. .
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