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JP6864443B2 - Alignment method, imprint method and imprint device - Google Patents
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Description

本発明は、基板とモールドとの位置合わせ方法、インプリント方法およびインプリント装置に関する。 The present invention relates to a method of aligning a substrate and a mold, an imprint method, and an imprint apparatus.

近年、モールド上の微細な凹凸パターンを半導体、ガラス、樹脂、金属等からなる基板に転写する微細加工技術の開発がより一層進展している。
特にナノインプリントは、ナノサイズの微細な凹凸パターンが形成されたモールドを基板に押し当てることで凹凸パターン幅が数ナノメートル級(2nm〜1000nm)の極微細加工を実現できる技術である。このため、ナノインプリントは、高解像度、優れた寸法制御性および低コストの3つの利点から半導体デバイス、光学素子、バイオチップなどの幅広い分野への応用が期待されている。
In recent years, the development of a microfabrication technique for transferring a fine uneven pattern on a mold to a substrate made of a semiconductor, glass, resin, metal or the like has been further advanced.
In particular, nanoimprint is a technology that can realize ultra-fine processing with a concavo-convex pattern width of several nanometers (2 nm to 1000 nm) by pressing a mold on which a nano-sized fine concavo-convex pattern is formed against a substrate. Therefore, nanoimprint is expected to be applied to a wide range of fields such as semiconductor devices, optical elements, and biochips because of its three advantages of high resolution, excellent dimensional controllability, and low cost.

各種ナノインプリント法の中で、光ナノインプリント法を半導体デバイス製造に利用する場合について以下に説明する。
まず、基板(例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハ)上に紫外線硬化型樹脂組成物を塗布し、光硬化性樹脂層を形成する。次に、転写領域に所望の凹凸構造が形成され、且つ離型処理のされた層を表面に有する透明なモールドを該光硬化性樹脂層に押し当てる。さらに紫外線を照射することで該光硬化性樹脂層を硬化させて硬化樹脂からなる硬化樹脂層を形成する。これにより該モールドが転写領域に有する凹凸構造が該硬化樹脂層に転写される。該モールドを離型した後に、この硬化樹脂層をマスクとしてエッチング等を行うことで該基板に該凹凸構造が転写される。
Among various nanoimprint methods, the case where the optical nanoimprint method is used for semiconductor device manufacturing will be described below.
First, an ultraviolet curable resin composition is applied onto a substrate (for example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer) to form a photocurable resin layer. Next, a transparent mold having a desired uneven structure formed in the transfer region and having a release-treated layer on the surface is pressed against the photocurable resin layer. Further, by irradiating with ultraviolet rays, the photocurable resin layer is cured to form a cured resin layer made of a cured resin. As a result, the uneven structure of the mold in the transfer region is transferred to the cured resin layer. After the mold is released, the uneven structure is transferred to the substrate by etching or the like using the cured resin layer as a mask.

このようなインプリント法においては、複数のモールドを用いて基板上に微細な凹凸パターンを有する層を複数作り込む必要があるので、基板上の光硬化性樹脂層にモールドの凹凸構造を転写する時にはモールドと基板との位置合わせを高精度に行う必要がある。このため、一般的には、モールドと基板とで光硬化性樹脂層を挟んだ状態で、モールド側に設けられているモールド側アライメントマークと、基板側に設けられている基板側アライメントマークとをモールド側から光学的に検出することによって両アライメントマーク間の位置ずれ(ミスアライメント)を求め、相対的な両者の位置を修正することにより位置合わせを行う。 In such an imprint method, since it is necessary to form a plurality of layers having a fine uneven pattern on the substrate by using a plurality of molds, the concave-convex structure of the mold is transferred to the photocurable resin layer on the substrate. Sometimes it is necessary to align the mold and the substrate with high accuracy. Therefore, in general, the mold-side alignment mark provided on the mold side and the substrate-side alignment mark provided on the substrate side are formed with the photocurable resin layer sandwiched between the mold and the substrate. The misalignment between the two alignment marks is obtained by optically detecting from the mold side, and the alignment is performed by correcting the relative positions of the two.

モールドと基板が離れた状態で位置合わせを行った後に、基板上に塗布した光硬化性樹脂層にモールドを接触させる方法では、基板上の光硬化性樹脂層にモールドを接触させる過程で位置ずれが生じやすい。このため、上述の位置合わせ方法では、基板上の光硬化性樹脂層にモールドを接触させた状態で位置合わせを行うことが提案されている。
しかしながら、モールド側アライメントマークに紫外線硬化型樹脂組成物が充填された状態では、モールド材料の屈折率と該紫外線硬化型樹脂組成物の屈折率とに大きな差がない場合はモールド側アライメントマークを光学的に識別することが困難になるという問題点がある。
In the method in which the mold and the substrate are aligned in a separated state and then the mold is brought into contact with the photocurable resin layer applied on the substrate, the position is displaced in the process of bringing the mold into contact with the photocurable resin layer on the substrate. Is likely to occur. Therefore, in the above-mentioned alignment method, it has been proposed to perform alignment in a state where the mold is in contact with the photocurable resin layer on the substrate.
However, when the mold side alignment mark is filled with the ultraviolet curable resin composition, if there is no significant difference between the refractive index of the mold material and the refractive index of the ultraviolet curable resin composition, the mold side alignment mark is optically used. There is a problem that it becomes difficult to identify the target.

この課題に対して、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークを識別するための方法が提案されている。
例えば、硬化型樹脂の硬化前の屈折率を1.7以上とすることで、モールド材料の屈折率(ガラス製のモールドでは1.45程度)と大きく異なる屈折率とし、モールド側アライメントマークを識別する方法が提案されている(特許文献1)。
特許文献1記載の発明においては、モールド側アライメントマークの凹部と凸部の段差を150nmとしたときに、当該構成により75nm以上の往復光路長差を得ることができる。この往復光路長差は、波長633nmの約1/8に該当するため、モールド側アライメントマークを波長633nmの光源を用いた光学顕微鏡観察により識別することが十分に可能になるとされている。具体的に屈折率が1.7以上の光硬化性樹脂を得る手法として、従来の光硬化性樹脂に屈折率2.4のチタン酸化物を微細な粒状にして分散混入させる方法が記載されている。
To solve this problem, a method for distinguishing between the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark has been proposed.
For example, by setting the refractive index of the curable resin before curing to 1.7 or more, the refractive index is significantly different from the refractive index of the mold material (about 1.45 for a glass mold), and the alignment mark on the mold side is identified. A method has been proposed (Patent Document 1).
In the invention described in Patent Document 1, when the step between the concave portion and the convex portion of the mold-side alignment mark is set to 150 nm, a reciprocating optical path length difference of 75 nm or more can be obtained by the configuration. Since this round-trip optical path length difference corresponds to about 1/8 of the wavelength of 633 nm, it is said that the mold-side alignment mark can be sufficiently identified by observation with an optical microscope using a light source having a wavelength of 633 nm. Specifically, as a method for obtaining a photocurable resin having a refractive index of 1.7 or more, a method of dispersing and mixing a titanium oxide having a refractive index of 2.4 in fine particles into a conventional photocurable resin has been described. There is.

また、テンプレート位置合わせマーク(アライメントマーク)が高吸収剤を含む複数のフィーチャを有したテンプレート(モールド)を用いることでアライメントマークを識別する方法が提案されている(特許文献2)。
特許文献2記載の発明においては、高吸収剤は600nmにおいて2.8よりも大きいk値(消衰係数)を有するものが好ましいとされ、具体的にはアルミニウム、アルミニウム合金等が開示されている。
Further, a method of identifying an alignment mark by using a template (mold) having a plurality of features for which the template alignment mark (alignment mark) contains a high absorbent is proposed (Patent Document 2).
In the invention described in Patent Document 2, it is preferable that the high absorbent has a k value (extinction coefficient) larger than 2.8 at 600 nm, and specifically, aluminum, an aluminum alloy and the like are disclosed. ..

また、光学顕微鏡により区別できる凹凸パターンの分解能は300nm程度が限度であるが、本発明の一部の発明者らにより、蛍光色素を含む樹脂を用いることによって、蛍光顕微鏡により区別できる凹凸パターンの分解能を100nm程度まで向上させることができることが提案されている(非特許文献1)。 Further, the resolution of the uneven pattern that can be distinguished by the optical microscope is limited to about 300 nm, but some inventors of the present invention have used a resin containing a fluorescent dye to distinguish the uneven pattern that can be distinguished by the fluorescent microscope. It has been proposed that the thickness can be improved to about 100 nm (Non-Patent Document 1).

特開2012−28536号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-28536 特表2014−522100号公報Special Table 2014-522100

S.Kubo,T.Tomioka,M.Nakagawa:Jpn.J.Appl.Phys.52,06GJ01,2013S. Kubo, T.M. Tomioka, M.D. Nakagawa: Jpn. J. Apple. Phys. 52,06GJ01,2013

しかしながら、特許文献1記載の発明においては、光硬化性樹脂にチタン酸化物を混入させるため解像力が低下する(特許文献1[0045]参照)。解像力の低下を避けるために、被転写領域には通常の光硬化性樹脂を使用し、アライメントマークを有する領域のみ上記チタン酸化物を混入した光硬化樹脂を使用する方法が提案されている。しかし、特許文献1記載の発明における方法では、工程が煩雑になる点、チタン酸化物の混入によるアライメントマーク自体の解像度が低下する点は解決されない。 However, in the invention described in Patent Document 1, the resolving power is lowered because the titanium oxide is mixed with the photocurable resin (see Patent Document 1 [0045]). In order to avoid a decrease in resolution, a method has been proposed in which a normal photocurable resin is used for the transferred region and a photocurable resin mixed with the titanium oxide is used only in the region having the alignment mark. However, the method in the invention described in Patent Document 1 does not solve the problem that the process becomes complicated and the resolution of the alignment mark itself is lowered due to the mixing of titanium oxide.

一方、特許文献2記載の発明のようにモールドに高吸収剤を有するためには、モールド製造工程に余分な工程を必要とする。
また、アライメント精度はナノメートル級が要求されている中、アライメントマーク自体の寸法(線幅)もナノメートル級である方が検出精度向上において非常に有利である。しかしながら、特許文献1及び2に記載されたモールドのアライメントマークを識別する方法として光学顕微鏡を用いた暗視野反射観察では300nmの分解能が理論限界であり、実用的に識別するためには1ミクロンメートル以上の線幅のアライメントマークが必要である。
On the other hand, in order to have a high absorbent in the mold as in the invention described in Patent Document 2, an extra step is required in the mold manufacturing process.
Further, while the alignment accuracy is required to be in the nanometer class, it is very advantageous to improve the detection accuracy if the dimension (line width) of the alignment mark itself is also in the nanometer class. However, in dark-field reflection observation using an optical microscope as a method for identifying the alignment marks of the molds described in Patent Documents 1 and 2, a resolution of 300 nm is the theoretical limit, and 1 micrometer for practical identification. An alignment mark with the above line width is required.

そこで、本発明の目的は、モールドと基板との位置合わせの精度を向上させることが可能になる位置合わせ方法、インプリント方法およびインプリント装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an alignment method, an imprint method, and an imprint apparatus capable of improving the accuracy of alignment between a mold and a substrate.

上記目的を達成するために、本発明の一態様による位置合わせ方法は、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドと、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物で形成された樹脂組成物層と、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凹状または凸状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板とをこの順に積層する積層工程と、前記樹脂組成物層の局所的な厚みの差異に基づく蛍光強度の局所的な差異により前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第一ミスアライメントを検出する第一検出工程と、検出された第一ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第一アライメント工程と、前記樹脂組成物層、前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞に基づいて前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第二ミスアライメントを検出する第二検出工程と、検出された第二ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第二アライメント工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the alignment method according to one aspect of the present invention includes a mold including a mold-side alignment mark having a convex or concave shape, and a mold-side moire mark having a convex or concave shape, and a fluorescent dye. A resin composition layer formed of a fluid resin composition and a patterned substrate including a convex or concave substrate-side alignment mark and a concave or convex substrate-side moire mark are laminated in this order. A laminating step and a first detection step of detecting the first misalignment of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark by a local difference in fluorescence intensity based on a local difference in the thickness of the resin composition layer. The first alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in a direction to reduce the detected first misalignment, the resin composition layer, the mold-side moiré mark, and the substrate-side moiré. The second detection step of detecting the second misalignment of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark based on the fluorescent moire fringes generated by the marks, and the second misalignment detected with respect to the mold in the direction of reducing the detected second misalignment. It is characterized by including a second alignment step of relatively moving the patterned substrate.

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様によるインプリント方法は、凹凸パターンを有する転写領域、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドと、蛍光色素を含み流動性を有する硬化性樹脂組成物で形成された硬化性樹脂組成物層と、被転写領域、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凸状または凹状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板とをこの順に積層する積層工程と、前記硬化性樹脂組成物層の局所的な厚みの差異に基づく蛍光強度の局所的な差異によりモールド側アライメントマークと基板側アライメントマークの第一ミスアライメントを検出する第一検出工程と、検出されたミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第一アライメント工程と、前記硬化性樹脂組成物層、前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞に基づいて前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第二ミスアライメントを検出する第二検出工程と、検出された第二ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第二アライメント工程と、前記硬化性樹脂組成物層を硬化させて硬化樹脂層を形成する硬化樹脂形成工程と、前記モールドを前記硬化樹脂層から剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, the imprint method according to one aspect of the present invention includes a transfer region having a concavo-convex pattern, a mold-side alignment mark having a convex or concave shape, and a mold-side moire mark having a convex or concave shape. A mold containing, a curable resin composition layer formed of a curable resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity, a region to be transferred, a substrate-side alignment mark having a convex or concave shape, and a convex or concave shape. The alignment mark on the mold side is due to the laminating step of laminating the patterned substrate containing the moiré mark on the substrate side in this order and the local difference in fluorescence intensity based on the difference in the local thickness of the curable resin composition layer. The first detection step of detecting the first misalignment of the alignment mark on the substrate side, the first alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in the direction of reducing the detected misalignment, and the above. A second detection step of detecting a second misalignment of the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark based on the curable resin composition layer, the mold-side moire mark, and the fluorescent moire fringes generated by the substrate-side moire mark. The second alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in the direction of reducing the detected second misalignment, and the curing of the curable resin composition layer to form a cured resin layer. It is characterized by including a cured resin forming step for forming the mold and a peeling step for peeling the mold from the cured resin layer.

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様によるインプリント装置は、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドが固定される固定ステージと、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凸状または凹状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板が固定されるXYZθ軸可動ステージと、蛍光色素を含み流動性を有する紫外線硬化型樹脂組成物を前記パターン付基板上に塗布して形成された樹脂だまりに前記モールドが最初に接触する第一の位置と、第二の位置と、第三の位置との少なくとも3つの位置に移動可能であって、前記第二の位置において前記モールド側アライメントマークおよび前記基板側アライメントマークを含む蛍光視野画像と、前記第三の位置において前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞を含むモアレ縞蛍光視野画像とを取得する蛍光顕微鏡装置と、前記第二の位置および前記第三の位置において紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂組成物で形成された層を硬化して硬化樹脂層を形成する紫外線照射装置と、前記パターン付基板に塗布された前記紫外線硬化型樹脂組成物を前記モールドと前記パターン付基板との間で前記第一の位置から前記第二の位置および前記第三の位置まで延展させて紫外線硬化型樹脂組成物層が形成されるように前記XYZθ軸可動ステージの移動を制御し、かつ前記蛍光視野画像の蛍光強度分布に基づいて前記XYZθ軸可動ステージを第一ミスアライメントが少なくなるX方向、Y方向およびθ方向の少なくともいずれかに移動させ、さらに前記モアレ縞蛍光視野画像の濃淡値に基づいて前記XYZθ軸可動ステージを第二ミスアライメントが少なくなるX方向、Y方向およびθ方向の少なくともいずれかに移動させ、前記硬化樹脂層が形成された後に前記モールドが前記硬化樹脂層から剥離されるように前記XYZθ軸可動ステージのZ方向への移動を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, in the imprinting apparatus according to one aspect of the present invention, a mold including a mold-side alignment mark having a convex or concave shape and a mold-side moire mark having a convex or concave shape is fixed. A fixed stage, an XYZ θ-axis movable stage on which a patterned substrate including a convex or concave substrate-side alignment mark and a convex or concave substrate-side moire mark are fixed, and an ultraviolet ray containing a fluorescent dye and having fluidity. At least three positions, a first position, a second position, and a third position, where the mold first contacts the resin pool formed by applying the curable resin composition onto the patterned substrate. It is movable to and is generated by the fluorescence field image including the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark at the second position, and the mold-side moiré mark and the substrate-side moiré mark at the third position. The moiré fringe fluorescent field image including the moiré fringes is acquired, and the layer formed of the moiré-curable resin composition is cured by irradiating ultraviolet rays at the second position and the third position. The ultraviolet irradiation device for forming the cured resin layer and the ultraviolet curable resin composition applied to the patterned substrate are placed between the mold and the patterned substrate from the first position to the second position. The movement of the XYZθ-axis movable stage is controlled so that the UV-curable resin composition layer is formed by extending to the third position, and the XYZθ-axis movable is based on the fluorescence intensity distribution of the fluorescence field image. The stage is moved to at least one of the X direction, the Y direction, and the θ direction in which the first misalignment is reduced, and the XYZ θ-axis movable stage is moved to have less second misalignment based on the shading value of the moire fringe fluorescence field image. The XYZ θ-axis movable stage is moved in the Z direction so that the mold is peeled off from the cured resin layer after the cured resin layer is formed by moving the mold in at least one of the X direction, the Y direction, and the θ direction. It is characterized by including a control device for controlling the above.

本発明の一態様によれば、モールドと基板との位置合わせの精度を向上させることが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the accuracy of alignment between the mold and the substrate.

本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、図1(a)は、モールド、蛍光色素を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層およびパターン付基板を積層した積層体の平面模式図であり、図1(b)は、図1(a)中に示すA−A線で切断した積層体の断面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and FIG. 1 (a) is a stack which laminated the resin composition layer formed by the resin composition containing a mold, a fluorescent dye, and a patterned substrate. It is a schematic plan view of a body, and FIG. 1 (b) is a schematic cross-sectional view of a laminated body cut along the line AA shown in FIG. 1 (a). 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、図2(a)は、モールドの転写領域、モールド側アライメントマークおよびモールド側モアレマークの配置を示す平面模式図であり図2(b)は、図2(a)中に示すB−B線で切断したモールドの断面模式図である。2A is a diagram illustrating an alignment method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a schematic plan view showing an arrangement of a transfer region of a mold, a mold-side alignment mark, and a mold-side moire mark. (B) is a schematic cross-sectional view of a mold cut along the line BB shown in FIG. 2 (a). 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、図3(a)は、パターン付基板の被転写領域、基板側アライメントマークおよびモールド側モアレマークの配置を示す平面模式図であり、図3(b)は、図3(a)中に示すC−C線で切断したパターン付基板の断面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and FIG. 3A is a plan schematic diagram which shows the arrangement of the transferred area of the patterned substrate, the substrate side alignment mark and the mold side moire mark. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of a patterned substrate cut along the line CC shown in FIG. 3A. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、アライメントマーク部の蛍光視野画像およびモアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像を取得する方法を示す模式図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and is the schematic diagram which shows the method of acquiring the fluorescence field image of an alignment mark part and the moire fringe fluorescence field image of a moire mark part. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the alignment method by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、アライメントマーク部の蛍光視野画像の平面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and is the plane schematic view of the fluorescence field image of the alignment mark part. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、図7中上段はアライメントマーク部の断面模式図であり、図7中下段は、図7中上段に示すアライメントマーク部の蛍光強度を示す図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, the upper middle part of FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the alignment mark part, and the lower part of FIG. 7 is the fluorescence of the alignment mark part shown in the upper middle part of FIG. It is a figure which shows the strength. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、モアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像の平面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and is the plane schematic view of the moire fringe fluorescence field image of a moire mark part. 本発明の一実施形態による位置合わせ方法を説明する図であって、モアレ縞によるミスアライメント測定結果の一例である。It is a figure explaining the alignment method by one Embodiment of this invention, and is an example of the misalignment measurement result by a moire fringe. 本発明の一実施形態によるインプリント方法を示す工程フロー図である。It is a process flow diagram which shows the imprint method by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるインプリント装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the imprint apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるインプリント装置を説明する図であって、暗視野反射顕微鏡と蛍光顕微鏡を兼ねる光学系を示す模式図である。It is a figure explaining the imprint apparatus by one Embodiment of this invention, and is the schematic diagram which shows the optical system which also serves as a dark field reflection microscope and a fluorescence microscope. 本発明の一実施形態の変形例1による位置合わせ方法を説明する図であって、図13(a)は、モールド、蛍光色素を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層およびパターン付基板を積層した状態を示す平面模式図であり、図13(b)は、図13(a)中に示すD−D線で切断した積層体の断面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by the modification 1 of one Embodiment of this invention, and FIG. 13A is a mold, a resin composition layer formed by the resin composition containing a fluorescent dye, and a patterned substrate. 13 (b) is a schematic cross-sectional view of the laminated body cut along the DD line shown in FIG. 13 (a). 本発明の一実施形態の変形例2による位置合わせ方法を説明する図であって、図14(a)は、モールド側アライメントマークを示す平面模式図であり、図14(b)は、基板側アライメントマークを示す平面模式図であり、図14(c)は、パターン付基板の面内に平行な面内での回転方向のミスアライメントを調整方法を説明するための平面模式図である。It is a figure explaining the alignment method by the modification 2 of one Embodiment of this invention, FIG. 14A is a plan view which shows the mold side alignment mark, and FIG. 14B is a substrate side. FIG. 14 (c) is a schematic plan view showing an alignment mark, and FIG. 14 (c) is a schematic plan view for explaining a method of adjusting misalignment in the rotation direction in a plane parallel to the plane of the patterned substrate.

本願発明者らは、上述の課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、蛍光色素を含む樹脂組成物を用いることで、モールド、基板、樹脂の屈折率およびアライメントマークの溝深さに制限がなく、100nm〜1000nmの線幅のアライメントマークを蛍光顕微境観察で検出し、モールドと基板の位置合わせを行うことにより、上述の課題が解決され得ることを見出した。さらに、本願発明者らは、蛍光色素を含む樹脂組成物を用いることで、蛍光モアレ縞を蛍光顕微鏡観察で検出し、モールドと基板の位置合わせを行うことにより、位置合わせ精度の向上を図ることが可能であることを見出した。 As a result of intensive research in view of the above-mentioned problems, the inventors of the present application have no limitation on the refractive index of the mold, the substrate, the resin, and the groove depth of the alignment mark by using the resin composition containing the fluorescent dye. , It has been found that the above-mentioned problems can be solved by detecting an alignment mark having a line width of 100 nm to 1000 nm by fluorescence microscopic observation and aligning the mold and the substrate. Furthermore, the inventors of the present application use a resin composition containing a fluorescent dye to detect fluorescent moire fringes by observation with a fluorescence microscope and align the mold and the substrate to improve the alignment accuracy. Found that is possible.

以下、本発明の一実施形態による位置合わせ方法、インプリント方法及びインプリント装置について図1から図14を用いて説明する。まず、本実施形態による位置合わせ方法について図1から図9を用いて説明する。 Hereinafter, the positioning method, the imprinting method, and the imprinting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14. First, the alignment method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

(積層体)
まず、本発明の位置合わせ方法を実施する対象である積層体について図1から図3を用いて説明する。図1(a)は、本実施形態による位置合わせ方法において用いられる積層体1の概略構成を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)中に示すA−A線で切断した積層体1の概略構成を示す断面図である。図2(a)は、本実施形態による位置合わせ方法において用いられるモールド3の概略構成を示す平面図である。図2(b)は、図2(a)中に示すB−B線で切断したモールド3の概略構成を示す断面図である。図3(a)は、パターン付基板7の概略構成を示す平面図である。図3(b)は、図3(a)中に示すC−C線で切断したパターン付基板7の概略構成を示す断面図である。
(Laminated body)
First, the laminated body to which the alignment method of the present invention is carried out will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of a laminated body 1 used in the alignment method according to the present embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the laminated body 1 cut along the line AA shown in FIG. 1A. FIG. 2A is a plan view showing a schematic configuration of the mold 3 used in the alignment method according to the present embodiment. FIG. 2B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the mold 3 cut along the line BB shown in FIG. 2A. FIG. 3A is a plan view showing a schematic configuration of the patterned substrate 7. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the patterned substrate 7 cut along the line CC shown in FIG. 3A.

図1に示すように、積層体1は、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク31、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマーク33を含む透明なモールド3を備えている。また、積層体1は、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物で形成された樹脂組成物層5を備えている。さらに、積層体1は、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク71、および凸状または凹状を有する基板側モアレマーク73を含むパターン付基板7を備えている。積層体1は、モールド3、樹脂組成物層5およびパターン付基板7をこの順に積層した構成を有している。 As shown in FIG. 1, the laminate 1 includes a transparent mold 3 including a mold-side alignment mark 31 having a convex or concave shape and a mold-side moire mark 33 having a convex or concave shape. Further, the laminate 1 includes a resin composition layer 5 formed of a resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity. Further, the laminate 1 includes a patterned substrate 7 including a substrate-side alignment mark 71 having a convex or concave shape and a substrate-side moire mark 73 having a convex or concave shape. The laminated body 1 has a structure in which the mold 3, the resin composition layer 5, and the patterned substrate 7 are laminated in this order.

図1(a)に示すように、積層体1は、平面視において、ほぼ正方形状を有している。積層体1のほぼ中央部には、モールド3に設けられた転写領域32と、パターン付基板7に設けられた被転写領域72(図1では不図示)とが重なって配置されている。積層体1の四隅には、モールド3に設けられ転写領域32を囲んで設けられたモールド側アライメントマーク31と、パターン付基板7に設けられ被転写領域72を囲んで設けられた基板側アライメントマーク71とが重なってそれぞれ配置されている。モールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71との少なくとも一部が重ね合わされた領域がアライメントマーク部となる。また、積層体1の4つの端辺のうち2つの端辺に沿って、モールド3に設けられたモールド側モアレマーク33と、この2つの端辺に沿ってパターン付基板7に設けられた基板側モアレマーク73とが重なってそれぞれ配置されている。モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73との少なくとも一部が重ね合わされた領域がモアレマーク部となる。詳細は後述するが、積層体1は、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73とが重ね合わされて配置されることにより、蛍光モアレ縞を発現するように構成されている。 As shown in FIG. 1A, the laminated body 1 has a substantially square shape in a plan view. A transfer region 32 provided on the mold 3 and a transfer region 72 (not shown in FIG. 1) provided on the patterned substrate 7 are arranged so as to overlap with each other in a substantially central portion of the laminate 1. At the four corners of the laminate 1, a mold-side alignment mark 31 provided on the mold 3 surrounding the transfer region 32 and a substrate-side alignment mark provided on the patterned substrate 7 surrounding the transfer region 72 are provided. It overlaps with 71 and is arranged respectively. The region where at least a part of the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 are overlapped is the alignment mark portion. Further, the mold-side moire mark 33 provided on the mold 3 along two of the four ends of the laminated body 1 and the substrate provided on the patterned substrate 7 along the two ends. The side moire marks 73 are arranged so as to overlap each other. The area where at least a part of the moire mark 33 on the mold side and the moire mark 73 on the substrate side are overlapped is the moire mark portion. Although details will be described later, the laminate 1 is configured to exhibit fluorescent moiré fringes by arranging the mold-side moiré mark 33 and the substrate-side moiré mark 73 on top of each other.

(モールド)
図2に示すように、モールド3は、硬化樹脂層に転写する所望の凹凸パターンを有する転写領域32と、モールドの位置情報の基準となる凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク31およびモールド側モアレマーク33とを有している。転写領域32は、平面視において、モールド3のほぼ中央で正方形状の領域を占めて設けられている。モールド側アライメントマーク31は、転写領域32を囲みモールド3の四隅にそれぞれ設けられている。モールド側モアレマーク33は、2つのモールド側アライメントマーク31に挟まれてモールド3の端辺と転写領域32との間に設けられている。モールド側モアレマーク33は、モールド3の4つの端辺のうち直交する2つの端辺に沿って設けられている。
(mold)
As shown in FIG. 2, the mold 3 has a transfer region 32 having a desired uneven pattern to be transferred to the cured resin layer, a mold-side alignment mark 31 having a convex or concave shape as a reference for mold position information, and a mold-side. It has a moire mark 33. The transfer region 32 is provided so as to occupy a square-shaped region substantially in the center of the mold 3 in a plan view. Mold-side alignment marks 31 surround the transfer region 32 and are provided at the four corners of the mold 3. The mold-side moire mark 33 is sandwiched between two mold-side alignment marks 31 and is provided between the end side of the mold 3 and the transfer region 32. The mold-side moire mark 33 is provided along two orthogonal ends of the four ends of the mold 3.

モールド3の形成材料は、ガラス、SiO、または透明な硬化樹脂が用いられる。モールド3は、これらの材料で形成された透明板である。具体的には、モールド3の形成材料として、石英ガラス、石英、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン重合体、有機ポリマー、硬化サファイアが例示される。また、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物と接触する転写領域を有する側のモールド3の表面は、離型処理されているか、または離型性を有する層を有していてもよい。 As the forming material of the mold 3, glass, SiO 2 , or a transparent cured resin is used. The mold 3 is a transparent plate made of these materials. Specifically, examples of the material for forming the mold 3 include quartz glass, quartz, a siloxane polymer, borosilicate glass, a fluorocarbon polymer, an organic polymer, and cured sapphire. Further, the surface of the mold 3 on the side having the transfer region in contact with the resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity may be mold-released or may have a mold-releasing layer.

モールド3の厚みは、取扱うための強度と光透過性が両立する範囲であれば限定されない。モールド3の厚みは、例えば0.1〜6.0mmであってもよく、0.3〜1.0mmであってもよい。
モールド側アライメントマーク31は、平面視で、十字形状を有し、この十字形状の部分が凹状に形成されている。モールド側アライメントマーク31は、凸状の十字形状を有していてもよい。モールド側アライメントマーク31の幅は、例えば100〜1000nmであってもよく、100〜500nmであってもよい。モールド側アライメントマーク31の幅が100nm以上であると後述する蛍光観察により検出可能となる。また、モールド側アライメントマーク31の幅が1000nm以下であるとより精密な位置合わせが可能となる。モールド側アライメントマーク31の深さは、例えば検出波長の1/2〜1/50であってもよく、検出波長の1/8〜1/40であってもよい。モールド側アライメントマーク31の深さが10nm以上であると後述する蛍光強度が高くなる。また、モールド側アライメントマーク31の深さが300nm以下であると樹脂充填時に気泡が残りにくい。また、これらの寸法であると、未修飾のモールドでも離型剤で修飾したモールドでも用いることができる。
The thickness of the mold 3 is not limited as long as the strength for handling and the light transmittance are compatible. The thickness of the mold 3 may be, for example, 0.1 to 6.0 mm, or 0.3 to 1.0 mm.
The mold-side alignment mark 31 has a cross shape in a plan view, and the cross-shaped portion is formed in a concave shape. The mold-side alignment mark 31 may have a convex cross shape. The width of the mold-side alignment mark 31 may be, for example, 100 to 1000 nm or 100 to 500 nm. When the width of the mold-side alignment mark 31 is 100 nm or more, it can be detected by fluorescence observation described later. Further, when the width of the mold-side alignment mark 31 is 1000 nm or less, more precise alignment is possible. The depth of the mold-side alignment mark 31 may be, for example, 1/2 to 1/50 of the detection wavelength, or 1/8 to 1/40 of the detection wavelength. When the depth of the mold-side alignment mark 31 is 10 nm or more, the fluorescence intensity described later becomes high. Further, if the depth of the mold-side alignment mark 31 is 300 nm or less, air bubbles are unlikely to remain during resin filling. Further, with these dimensions, an unmodified mold or a mold modified with a release agent can be used.

モールド側モアレマーク33は、200nmから20μmのピッチP1で並列して配置されて線幅W1が100nmから10μmの複数の第一パターン部331と、200nmから20μmのピッチP2で並列して配置されて線幅W2が100nmから10μmの複数の第二パターン部332とを有している。複数の第一パターン部331のピッチP1は、隣り合う2つの第一パターン部331のうちの一方の第一パターン部331内の所定位置から、他方の第一パターン部331内における当該所定位置と同等の位置までの長さである。図2では、当該所定位置は、隣り合う2つの第一パターン部331のうちの相対的に左側(又は上側)に位置する第一パターン部331の左側(又は上側)の長辺であり、当該所定位置と同等の位置は、相対的に右側(又は下側)に位置する第一パターン部331の左側(又は上側)の長辺である。隣り合う2つの第一パターン部331のうちの一方の所定位置と、他方の当該所定位置と同等の位置は、第一パターン部331の左側(又は上側)の長辺に限られず、第一パターン部331の右側(又は下側)の長辺であってもよいし、第一パターン部331の中点などであってもよい。 The moiré marks 33 on the mold side are arranged in parallel at a pitch P1 of 200 nm to 20 μm, and are arranged in parallel with a plurality of first pattern portions 331 having a line width W1 of 100 nm to 10 μm at a pitch P2 of 200 nm to 20 μm. It has a plurality of second pattern portions 332 having a line width W2 of 100 nm to 10 μm. The pitch P1 of the plurality of first pattern portions 331 is from a predetermined position in one of the first pattern portions 331 of the two adjacent first pattern portions 331 to the predetermined position in the other first pattern portion 331. It is the length to the equivalent position. In FIG. 2, the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the first pattern portion 331 located on the relatively left side (or upper side) of the two adjacent first pattern portions 331. The position equivalent to the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the first pattern portion 331 located relatively on the right side (or lower side). The predetermined position of one of the two adjacent first pattern portions 331 and the position equivalent to the predetermined position of the other are not limited to the long side on the left side (or upper side) of the first pattern portion 331, and the first pattern It may be the long side on the right side (or the lower side) of the portion 331, or may be the midpoint of the first pattern portion 331.

また、複数の第二パターン部332のピッチP2は、隣り合う2つの第二パターン部332のうちの一方の第二パターン部332内の所定位置から、他方の第二パターン部332内における当該所定位置と同等の位置までの長さである。図2では、当該所定位置は、隣り合う2つの第二パターン部332のうちの相対的に左側(又は上側)に位置する第二パターン部332の左側(又は上側)の長辺であり、当該所定位置と同等の位置は、相対的に右側(又は下側)に位置する第二パターン部332の左側(又は上側)の長辺である。隣り合う2つの第二パターン部332のうちの一方の所定位置と、他方の当該所定位置と同等の位置は、第二パターン部332の左側(又は上側)の長辺に限られず、第二パターン部332の右側(又は下側)の長辺であってもよいし、第二パターン部332の中点などであってもよい。 Further, the pitch P2 of the plurality of second pattern portions 332 is set from a predetermined position in one of the second pattern portions 332 of the two adjacent second pattern portions 332 to the predetermined position in the other second pattern portion 332. It is the length to the position equivalent to the position. In FIG. 2, the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the second pattern part 332 located on the relatively left side (or upper side) of the two adjacent second pattern parts 332. The position equivalent to the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the second pattern portion 332 located relatively on the right side (or lower side). The predetermined position of one of the two adjacent second pattern portions 332 and the position equivalent to the predetermined position of the other are not limited to the long side on the left side (or upper side) of the second pattern portion 332, and the second pattern It may be the long side on the right side (or the lower side) of the portion 332, or may be the midpoint of the second pattern portion 332.

複数の第一パターン部331および複数の第二パターン部332は、ピッチP1とピッチP2とのピッチ差が20nmから2μmとなるように配置されている。本実施形態では、ピッチP1は4.4μmであり、ピッチP2は4.0μmであり、線幅W1および線幅W2は2.0μmである。ピッチが大きいほど、またピッチP1とピッチP2とのピッチ差が小さいほど、後述するモアレ縞による拡大率が大きくなるため、高分解能が得られる。一方で、本発明においては、後述するモアレ縞の観察を行うために、高倍率のレンズを用いた狭い観察視野でアライメントを行う場合がある。本発明において、高分解能と、狭い観察視野でもモアレ縞を観察できることとは、相互のバランスによって決定される。すなわち、高分解能を優先して拡大率を決定すれば、レンズの倍率が定まるため、これに適したピッチ及びピッチ差を決定することができ、レンズの倍率を定めれば、高分解能を得るために適したピッチ及びピッチ差を定めることができる。モアレ縞による拡大率が大きくなってアライメントしやすくなるという観点と高倍率のレンズを用いた場合でも、モアレ縞の周期が十分に観察視野に入り、アライメントしやすくなるという観点の2つを考慮すると、複数の第一パターン部331および複数の第二パターン部332のピッチは200nm以上20μm以下であり、ピッチ差は20nm以上2μm以下であるとよい。 The plurality of first pattern portions 331 and the plurality of second pattern portions 332 are arranged so that the pitch difference between the pitch P1 and the pitch P2 is 20 nm to 2 μm. In the present embodiment, the pitch P1 is 4.4 μm, the pitch P2 is 4.0 μm, and the line width W1 and the line width W2 are 2.0 μm. The larger the pitch and the smaller the pitch difference between the pitch P1 and the pitch P2, the larger the enlargement ratio due to the moire fringes described later, so that high resolution can be obtained. On the other hand, in the present invention, in order to observe the moire fringes described later, alignment may be performed in a narrow observation field using a high-magnification lens. In the present invention, high resolution and the ability to observe moire fringes even in a narrow observation field are determined by mutual balance. That is, if the magnification is determined by giving priority to high resolution, the magnification of the lens is determined, so that the pitch and pitch difference suitable for this can be determined, and if the magnification of the lens is determined, high resolution can be obtained. The pitch and pitch difference suitable for the above can be determined. Considering two points, one is that the magnification due to the moiré fringes increases and alignment is easy, and the other is that the period of the moiré fringes is sufficiently within the observation field and alignment is easy even when a high-magnification lens is used. The pitch of the plurality of first pattern portions 331 and the plurality of second pattern portions 332 is preferably 200 nm or more and 20 μm or less, and the pitch difference is preferably 20 nm or more and 2 μm or less.

さらに、モアレ縞による拡大率が大きくなってアライメントしやすくなるという観点と、高倍率のレンズを用いた場合でも、モアレ縞の周期が十分に観察視野に入り、アライメントしやすくなるという観点の2つを考慮すると、複数の第一パターン部331および複数の第二パターン部332のピッチは4μm以上400nm以下であり、複数の第一パターン部331および複数の第二パターン部332のピッチ差は4μm以上400nm以下であってもよい。 Furthermore, there are two viewpoints, one is that the magnification due to the moiré fringes is increased and alignment is easy, and the other is that the period of the moiré fringes is sufficiently within the observation field and alignment is easy even when a high-magnification lens is used. Considering the above, the pitch of the plurality of first pattern portions 331 and the plurality of second pattern portions 332 is 4 μm or more and 400 nm or less, and the pitch difference between the plurality of first pattern portions 331 and the plurality of second pattern portions 332 is 4 μm or more. It may be 400 nm or less.

ここで、ピッチの大きい方をP2とする、すなわち「P1<P2」の関係が成り立っている場合、ピッチP1とピッチP2によるモアレ縞の拡大率MPは次の式(1)で規定される。
MP=P2/(P2−P1) ・・・(1)
Here, when the larger pitch is P2, that is, when the relationship of "P1 <P2" is established, the enlargement ratio MP of the moire fringes by the pitch P1 and the pitch P2 is defined by the following equation (1).
MP = P2 / (P2-P1) ... (1)

第一パターン部331は、平面視で矩形状に形成されている(図2(a)参照)。第一パターン部331は、断面視で凹状に形成されている(図2(b)参照)。複数の第一パターン部331は、それぞれ同じ形状を有している。複数の第一パターン部331は、モールド3の端辺側に配置されている。複数の第一パターン部331は、モールド3の4つの端辺のうち直交する2つの端辺に沿って並んで配置されている。複数の第一パターン部331は、2つのモールド側アライメントマーク31の間に配置されている。 The first pattern portion 331 is formed in a rectangular shape in a plan view (see FIG. 2A). The first pattern portion 331 is formed in a concave shape in a cross-sectional view (see FIG. 2B). The plurality of first pattern portions 331 each have the same shape. The plurality of first pattern portions 331 are arranged on the end side side of the mold 3. The plurality of first pattern portions 331 are arranged side by side along two orthogonal ends of the four ends of the mold 3. The plurality of first pattern portions 331 are arranged between the two mold-side alignment marks 31.

第二パターン部332は、平面視で矩形状に形成されている(図2(a)参照)。第二パターン部332は、断面視で凹状に形成されている。複数の第二パターン部332は、それぞれ同じ形状を有している。第二パターン部332は、第一パターン部331と同じ形状を有している。複数の第二パターン部332は、第一パターン部331の隣であって転写領域32側に配置されている。複数の第二パターン部332は、第一パターン部331が配置されたモールド3の2つの端辺と転写領域32との間で、これらの端辺が延伸する方向に並んで配置されている。 The second pattern portion 332 is formed in a rectangular shape in a plan view (see FIG. 2A). The second pattern portion 332 is formed in a concave shape in a cross-sectional view. Each of the plurality of second pattern portions 332 has the same shape. The second pattern portion 332 has the same shape as the first pattern portion 331. The plurality of second pattern portions 332 are arranged next to the first pattern portion 331 and on the transfer region 32 side. The plurality of second pattern portions 332 are arranged side by side in the direction in which these end edges extend between the two end edges of the mold 3 in which the first pattern portion 331 is arranged and the transfer region 32.

モールド3は種々の方法で作製することができる。例えば、石英ガラス基板の一主面に電子線レジストを塗布して転写領域32の凹凸パターンとモールド側アライメントマーク31とモールド側モアレマーク33とを電子線描画して現像した後、硬化した電子線レジストをマスクとしてテトラフルオロカーボンと酸素の混合ガスで基板をドライエッチングする方法が挙げられる。モールド3の離型処理としては、任意の離型処理が使用可能であるが、例えば、ディップコーターで離型剤を塗布して乾燥させる処理が挙げられる。離型剤としては、パーフルオロ基を有するシラン化合物が挙げられる。 The mold 3 can be produced by various methods. For example, an electron beam resist is applied to one main surface of a quartz glass substrate, and the uneven pattern of the transfer region 32, the mold side alignment mark 31 and the mold side moire mark 33 are drawn by electron beam and developed, and then cured. A method of dry etching a substrate with a mixed gas of tetrafluorocarbon and oxygen using a resist as a mask can be mentioned. As the mold release treatment, any mold release treatment can be used, and examples thereof include a treatment in which a mold release agent is applied with a dip coater and dried. Examples of the release agent include a silane compound having a perfluoro group.

(樹脂組成物層)
蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物は、インプリント法に使用する観点から硬化性を有する樹脂組成物であり、例えばラジカル重合モノマーまたはカチオン重合モノマーを含み、該モノマーに応じてラジカル系光重合開始剤またはカチオン系光重合開始剤を含む光硬化性樹脂組成物であってもよい。蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物は、例えば紫外線硬化性樹脂組成物である。蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物は、必要に応じてその他の成分、例えば重合禁止剤を含んでいてもよい。
(Resin composition layer)
The fluid resin composition containing a fluorescent dye is a curable resin composition from the viewpoint of being used in the imprint method, and contains, for example, a radical polymerization monomer or a cationic polymerization monomer, and radical-based light depending on the monomer. It may be a photocurable resin composition containing a polymerization initiator or a cationic photopolymerization initiator. The resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity is, for example, an ultraviolet curable resin composition. The fluid resin composition containing the fluorescent dye may contain other components, for example, a polymerization inhibitor, if necessary.

蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物は、流動性を有し、粘度0.005〜20Pa・sであってもよい。この樹脂組成物は、所定の波長の励起光を照射されるとエネルギーを吸収し電子が励起して発光する蛍光性を有しており、励起光の波長とは異なる紫外線を照射されることで硬化する特性を有する。 The resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity may have fluidity and a viscosity of 0.005 to 20 Pa · s. This resin composition has fluorescence that absorbs energy and excites electrons to emit light when irradiated with excitation light having a predetermined wavelength, and is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength different from that of the excitation light. Has the property of curing.

ラジカル重合モノマーとしては、(メタ)アクリレートモノマーが好適に使用でき、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート等の化合物が例示される。
光重合開始剤としては、紫外線、特にg線、h線、i線の照射によりラジカル重合を開始する重合開始剤が好適に使用でき、例えばα―ヒドロキシアルキルフェノン、アシルフォスフィンオキサイド、オキシムエステル等の化合物が例示される。
蛍光色素としては、紫外線硬化性樹脂組成物の硬化反応が起こらない可視領域の光の照射により蛍光を発する化合物が好適に使用できる。
As the radical polymerization monomer, a (meth) acrylate monomer can be preferably used, and for example, a compound such as trimethylolpropane triacrylate is exemplified.
As the photopolymerization initiator, a polymerization initiator that initiates radical polymerization by irradiation with ultraviolet rays, particularly g-rays, h-rays, and i-rays can be preferably used, and examples thereof include α-hydroxyalkylphenone, acylphosphine oxide, and oxime ester. Compounds are exemplified.
As the fluorescent dye, a compound that fluoresces when irradiated with light in the visible region where the curing reaction of the ultraviolet curable resin composition does not occur can be preferably used.

まず、パターン形成用光硬化性樹脂組成物で形成される層を露光して得られる硬化樹脂層の蛍光色素以外の吸収が、該蛍光色素が有する蛍光を発光する吸収波長領域の少なくとも一部に実質的に無いものであることが必要である。すなわち、少なくともパターン形成用光硬化性樹脂組成物で形成される層を露光して得られる硬化樹脂層の蛍光色素以外の吸収が実質的に無い領域に、蛍光を発光する吸収がある該蛍光色素を用いる。換言すると、蛍光色素の吸収スペクトルのうち蛍光を発光する吸収波長領域は、パターン形成用光硬化性樹脂組成物で形成される層を露光して得られる硬化樹脂層の蛍光色素以外の吸収スペクトルと実質的に重ならない領域を有することが必要である。蛍光色素の吸収スペクトルのうち蛍光を発光する吸収波長領域が、該蛍光色素以外の吸収スペクトルと実質的に重ならない領域を有しない場合、蛍光色素の励起が阻害されるためである。 First, the absorption of the cured resin layer obtained by exposing the layer formed of the pattern-forming photocurable resin composition other than the fluorescent dye is applied to at least a part of the absorption wavelength region that emits the fluorescence of the fluorescent dye. It needs to be virtually nonexistent. That is, the fluorescent dye having absorption that emits fluorescence at least in a region of the cured resin layer obtained by exposing the layer formed of the pattern-forming photocurable resin composition, in which there is substantially no absorption other than the fluorescent dye. Is used. In other words, the absorption wavelength region that emits fluorescence in the absorption spectrum of the fluorescent dye is the absorption spectrum other than the fluorescent dye of the cured resin layer obtained by exposing the layer formed by the photocurable resin composition for pattern formation. It is necessary to have regions that do not substantially overlap. This is because the excitation of the fluorescent dye is inhibited when the absorption wavelength region that emits fluorescence in the absorption spectrum of the fluorescent dye does not have a region that does not substantially overlap with the absorption spectrum other than the fluorescent dye.

上記蛍光色素としては、例えば蛍光染料や蛍光顔料などの蛍光発光性色素が挙げられるが、有機または無機蛍光体を使用してもよい。特に、光硬化性樹脂組成物に溶解しやすく蛍光量子収率が高い点から、有機蛍光発光性色素が使用されてもよい。本実施形態の光硬化性樹脂組成物は光ナノインプリントリソグラフィに用いられるため、リアクティブイオンエッチング等で最終的に除去できる、金属イオンを含まない有機蛍光発光性色素が使用されてもよい。有機蛍光発光性色素としては、例えば、ローダミン(ローダミン6G(対アニオンが、Cl−やBF4−)、ローダミンBなど)等のキサンテン系色素や、クマリン色素、オキサジン系色素、スチルベン系色素、アリールジメチリデン系色素、シアニン系色素、ピリジン系色素、及びキナクリドン誘導体等がある。 Examples of the fluorescent dye include fluorescent dyes such as fluorescent dyes and fluorescent pigments, but organic or inorganic phosphors may be used. In particular, an organic fluorescent dye may be used because it is easily dissolved in the photocurable resin composition and the fluorescence quantum yield is high. Since the photocurable resin composition of the present embodiment is used for optical nanoimprint lithography, an organic fluorescent dye that does not contain metal ions and can be finally removed by reactive ion etching or the like may be used. Examples of the organic fluorescent dye include xanthene dyes such as rhodamine (rhodamine 6G (counterionics are Cl- and BF4-), rhodamine B, etc.), coumarin dyes, oxazine dyes, stilben dyes, and aryldimetics. There are lidene pigments, cyanine pigments, pyridine pigments, quinacridone derivatives and the like.

樹脂組成物層5の厚み(アライメントマーク等の凹部以外)は,モールド3の凹部の深さに対して0.1〜10倍の高さが好ましい。樹脂組成物層5の厚みがモールド3の凹部に対して10倍以下で薄くなるほどSN比が上がり検出が容易となる。 The thickness of the resin composition layer 5 (other than the recesses such as the alignment mark) is preferably 0.1 to 10 times as high as the depth of the recesses of the mold 3. The thinner the resin composition layer 5 is 10 times or less with respect to the recesses of the mold 3, the higher the SN ratio and the easier the detection.

(パターン付基板)
図3に示すように、パターン付基板7は、所望の凹凸構造を有する硬化樹脂層が積層される被転写領域72と、パターン付基板7の位置情報の基準となる凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク71および基板側モアレマーク73とを有している。被転写領域72は、平面視において、パターン付基板7のほぼ中央で正方形状の領域を占めて設けられている。基板側アライメントマーク71は、被転写領域72を囲みパターン付基板7の四隅にそれぞれ設けられている。基板側モアレマーク73は、2つの基板側アライメントマーク71に挟まれてパターン付基板7の端辺と被転写領域72との間に設けられている。基板側モアレマーク73は、パターン付基板7の4つの端辺のうち直交する2つの端辺に沿って設けられている。
(Pattern board)
As shown in FIG. 3, the patterned substrate 7 has a transferred region 72 on which a cured resin layer having a desired uneven structure is laminated, and a substrate having a convex or concave shape as a reference for position information of the patterned substrate 7. It has a side alignment mark 71 and a substrate side moire mark 73. The transferred region 72 is provided so as to occupy a square-shaped region substantially at the center of the patterned substrate 7 in a plan view. The substrate-side alignment marks 71 surround the transferred region 72 and are provided at the four corners of the patterned substrate 7. The moiré mark 73 on the substrate side is sandwiched between the two alignment marks 71 on the substrate side and is provided between the end side of the patterned substrate 7 and the transferred region 72. The moiré mark 73 on the substrate side is provided along two orthogonal edges of the four edges of the patterned substrate 7.

パターン付基板7は、Siウエハ(以下、「Siウエハ」はGaAs等の「化合物半導体ウエハ」と読み替えてもよい。)上に上述の基板側アライメントマーク71の凹凸構造を有する硬化樹脂層が形成された積層体、上述の基板側アライメントマーク71および基板側モアレマーク73がエッチングにて形成されたSiウエハ、およびこれらのSiウエハにn層またはp層のパターン、配線層及び絶縁層のいずれか1層または複数層形成された基板である。 In the patterned substrate 7, a cured resin layer having the uneven structure of the above-mentioned substrate-side alignment mark 71 is formed on a Si wafer (hereinafter, “Si wafer” may be read as “compound semiconductor wafer” such as GaAs). The laminated body, the Si wafer on which the above-mentioned substrate-side alignment mark 71 and the substrate-side moire mark 73 are formed by etching, and any of an n-layer or p-layer pattern, a wiring layer, and an insulating layer on these Si wafers. It is a substrate in which one layer or a plurality of layers are formed.

基板側アライメントマーク71は、平面視で十字形状を有し、この十字形状の部分が凹状に形成されている。基板側アライメントマーク71は、凸状の十字形状を有していてもよい。基板側アライメントマーク71の幅は、例えば100〜1000nmであってもよく、100〜500nmであってもよい。基板側アライメントマーク71の幅が100nm以上であると後述する蛍光観察により検出可能となる。また、基板側アライメントマーク71の幅が1000nm以下であるとより精密な位置合わせが可能となる。基板側アライメントマーク71の深さは、例えば検出波長の1/2〜1/50であってもよく、検出波長の1/8〜1/40であってもよい。基板側アライメントマーク71の深さが10nm以上であると後述する蛍光強度が高くなる。また、基板側アライメントマーク71の深さが300nm以下であると樹脂充填時に気泡が残りにくい。また、これらの寸法であると、未修飾のモールドでも離型剤で修飾したモールドでも用いることができる。 The substrate-side alignment mark 71 has a cross shape in a plan view, and the cross-shaped portion is formed in a concave shape. The substrate-side alignment mark 71 may have a convex cross shape. The width of the substrate-side alignment mark 71 may be, for example, 100 to 1000 nm or 100 to 500 nm. When the width of the substrate-side alignment mark 71 is 100 nm or more, it can be detected by fluorescence observation described later. Further, when the width of the alignment mark 71 on the substrate side is 1000 nm or less, more precise alignment is possible. The depth of the substrate-side alignment mark 71 may be, for example, 1/2 to 1/50 of the detection wavelength, or 1/8 to 1/40 of the detection wavelength. When the depth of the substrate-side alignment mark 71 is 10 nm or more, the fluorescence intensity described later becomes high. Further, if the depth of the alignment mark 71 on the substrate side is 300 nm or less, air bubbles are unlikely to remain during resin filling. Further, with these dimensions, an unmodified mold or a mold modified with a release agent can be used.

基板側アライメントマーク71は、幅および深さはモールド側アライメントマーク31とほぼ同じ寸法を有している。一方、基板側アライメントマーク71の交差する2つの棒状部は、モールド側アライメントマーク31の交差する2つの棒状部よりも長く形成されている。光硬化性樹脂組成物を挟んでパターン付基板7とモールド3とを対向配置すると、モールド側アライメントマーク31は、基板側アライメントマーク71と少なくとも一部が重なって配置される。基板側アライメントマーク71とモールド側アライメントマーク31とが重なり合っている領域は、両マーク31,71が重なり合っていない領域と比較して光硬化性樹脂組成物に含まれる蛍光レジストの色素の数が多くなり、蛍光強度が強くなる。これにより、基板側アライメントマーク71とモールド側アライメントマーク31とが設けられた領域の蛍光強度に基づいて、モールド3とパターン付基板7とのミスアライメントを検出できる。 The substrate-side alignment mark 71 has substantially the same width and depth as the mold-side alignment mark 31. On the other hand, the two intersecting rod-shaped portions of the substrate-side alignment mark 71 are formed longer than the two intersecting rod-shaped portions of the mold-side alignment mark 31. When the patterned substrate 7 and the mold 3 are arranged to face each other with the photocurable resin composition interposed therebetween, the mold-side alignment mark 31 is arranged so that at least a part thereof overlaps with the substrate-side alignment mark 71. The region where the substrate-side alignment mark 71 and the mold-side alignment mark 31 overlap has a larger number of fluorescent resist dyes contained in the photocurable resin composition than the region where both marks 31 and 71 do not overlap. Therefore, the fluorescence intensity becomes stronger. Thereby, the misalignment between the mold 3 and the patterned substrate 7 can be detected based on the fluorescence intensity of the region where the substrate side alignment mark 71 and the mold side alignment mark 31 are provided.

基板側モアレマーク73は、200nmから20μmのピッチP1で並列して配置されて線幅W1が100nmから10μmの複数の第一パターン部731と、200nmから20μmのピッチP2で並列して配置されて線幅W2が100nmから10μmの複数の第二パターン部732とを有している。複数の第一パターン部731のピッチP1は、隣り合う2つの第一パターン部731のうちの一方の第一パターン部731内の所定位置から、他方の第一パターン部731内における当該所定位置と同等の位置までの長さである。図3では、当該所定位置は、隣り合う2つの第一パターン部731のうちの相対的に左側(又は上側)に位置する第一パターン部731の左側(又は上側)の長辺であり、当該所定位置と同等の位置は、相対的に右側(又は下側)に位置する第一パターン部731の左側(又は上側)の長辺である。隣り合う2つの第一パターン部731のうちの一方の所定位置と、他方の当該所定位置と同等の位置は、第一パターン部731の左側(又は上側)の長辺に限られず、第一パターン部731の右側(又は下側)の長辺であってもよいし、第一パターン部731の中点などであってもよい。 The moiré marks 73 on the substrate side are arranged in parallel at a pitch P1 of 200 nm to 20 μm, and are arranged in parallel with a plurality of first pattern portions 731 having a line width W1 of 100 nm to 10 μm at a pitch P2 of 200 nm to 20 μm. It has a plurality of second pattern portions 732 having a line width W2 of 100 nm to 10 μm. The pitch P1 of the plurality of first pattern portions 731 is from a predetermined position in one of the first pattern portions 731 of the two adjacent first pattern portions 731 to the predetermined position in the other first pattern portion 731. It is the length to the equivalent position. In FIG. 3, the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the first pattern part 731 located relatively on the left side (or upper side) of the two adjacent first pattern parts 731. The position equivalent to the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the first pattern portion 731 located relatively on the right side (or lower side). The predetermined position of one of the two adjacent first pattern portions 731 and the position equivalent to the predetermined position of the other are not limited to the long side on the left side (or upper side) of the first pattern portion 731, and the first pattern It may be the long side on the right side (or the lower side) of the portion 731, or may be the midpoint of the first pattern portion 731.

また、複数の第二パターン部732のピッチP2は、隣り合う2つの第二パターン部732のうちの一方の第二パターン部732内の所定位置から、他方の第二パターン部732内における当該所定位置と同等の位置までの長さである。図3では、当該所定位置は、隣り合う2つの第二パターン部732のうちの相対的に左側(又は上側)に位置する第二パターン部732の左側(又は上側)の長辺であり、当該所定位置と同等の位置は、相対的に右側(又は下側)に位置する第二パターン部732の左側(又は上側)の長辺である。隣り合う2つの第二パターン部732のうちの一方の所定位置と、他方の当該所定位置と同等の位置は、第二パターン部732の左側(又は上側)の長辺に限られず、第二パターン部732の右側(又は下側)の長辺であってもよいし、第二パターン部732の中点などであってもよい。 Further, the pitch P2 of the plurality of second pattern portions 732 is set from a predetermined position in one of the second pattern portions 732 of the two adjacent second pattern portions 732 to the predetermined position in the other second pattern portion 732. It is the length to the position equivalent to the position. In FIG. 3, the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the second pattern part 732 located relatively on the left side (or upper side) of the two adjacent second pattern parts 732. The position equivalent to the predetermined position is the long side on the left side (or upper side) of the second pattern portion 732 located relatively on the right side (or lower side). The predetermined position of one of the two adjacent second pattern portions 732 and the position equivalent to the predetermined position of the other are not limited to the long side on the left side (or upper side) of the second pattern portion 732, and the second pattern It may be the long side on the right side (or the lower side) of the portion 732, or may be the midpoint of the second pattern portion 732.

複数の第一パターン部731および複数の第二パターン部732は、ピッチP1とピッチP2とのピッチ差が20nmから2μmとなるように配置されている。本実施形態では、ピッチP1は4.4μmであり、ピッチP2は4.0μmであり、線幅W1および線幅W2は2.0μmである。ピッチP1を固定した場合に、ピッチP2が大きいほど、またピッチP1とピッチP2とのピッチ差が小さいほど、後述するモアレ縞による拡大率が大きくなるため、高分解能が得られる。一方で、本発明においては、後述するモアレ縞の観察を行うために、高倍率のレンズを用いた狭い観察視野でアライメントを行う場合がある。本発明において、高分解能と、狭い観察視野でもモアレ縞を観察できることとは、相互のバランスによって決定される。すなわち、高分解能を優先して拡大率を決定すれば、レンズの倍率が定まるため、これに適したピッチ及びピッチ差を決定することができ、レンズの倍率を定めれば、高分解能を得るために適したピッチ及びピッチ差を定めることができる。モアレ縞による拡大率が大きくなってアライメントしやすくなるという観点と高倍率のレンズを用いた場合でも、モアレ縞の周期が十分に観察視野に入り、アライメントしやすくなるという観点の2つの観点を考慮すると、複数の第一パターン部731および複数の第二パターン部732のピッチは200nm以上20μm以下であり、ピッチ差は20nm以上2μm以下であるとよい。 The plurality of first pattern portions 731 and the plurality of second pattern portions 732 are arranged so that the pitch difference between the pitch P1 and the pitch P2 is 20 nm to 2 μm. In the present embodiment, the pitch P1 is 4.4 μm, the pitch P2 is 4.0 μm, and the line width W1 and the line width W2 are 2.0 μm. When the pitch P1 is fixed, the larger the pitch P2 and the smaller the pitch difference between the pitch P1 and the pitch P2, the larger the enlargement ratio due to the moire fringes described later, so that high resolution can be obtained. On the other hand, in the present invention, in order to observe the moire fringes described later, alignment may be performed in a narrow observation field using a high-magnification lens. In the present invention, high resolution and the ability to observe moire fringes even in a narrow observation field are determined by mutual balance. That is, if the magnification is determined by giving priority to high resolution, the magnification of the lens is determined, so that the pitch and pitch difference suitable for this can be determined, and if the magnification of the lens is determined, high resolution can be obtained. The pitch and pitch difference suitable for the above can be determined. Considering two viewpoints, one is that the magnification due to the moiré fringes is increased and alignment is easy, and the other is that the period of the moiré fringes is sufficiently within the observation field and alignment is easy even when a high-magnification lens is used. Then, the pitch of the plurality of first pattern portions 731 and the plurality of second pattern portions 732 is preferably 200 nm or more and 20 μm or less, and the pitch difference is preferably 20 nm or more and 2 μm or less.

さらに、モアレ縞による拡大率が大きくなってアライメントしやすくなるという観点と、高倍率のレンズを用いた場合でも、モアレ縞の周期が十分に観察視野に入り、アライメントしやすくなるという観点の2つを考慮すると、複数の第一パターン部731および複数の第二パターン部732のピッチは4μm以上400nm以下であり、複数の第一パターン部731および複数の第二パターン部732のピッチ差は4μm以上400nm以下であってもよい。 Furthermore, there are two viewpoints, one is that the magnification due to the moiré fringes is increased and alignment is easy, and the other is that the period of the moiré fringes is sufficiently within the observation field and alignment is easy even when a high-magnification lens is used. Considering the above, the pitch of the plurality of first pattern portions 731 and the plurality of second pattern portions 732 is 4 μm or more and 400 nm or less, and the pitch difference between the plurality of first pattern portions 731 and the plurality of second pattern portions 732 is 4 μm or more. It may be 400 nm or less.

ここで、ピッチの大きい方をP2とする、すなわち「P1<P2」の関係が成り立っている場合、ピッチP1とピッチP2によるモアレ縞の拡大率MPは、上述の式(1)で規定される。 Here, when the larger pitch is P2, that is, when the relationship of "P1 <P2" is established, the enlargement ratio MP of the moire fringes by the pitch P1 and the pitch P2 is defined by the above equation (1). ..

第二パターン部732は、平面視で矩形状に形成されている(図3(a)参照)。第二パターン部732は、断面視で凹状に形成されている(図3(b)参照)。複数の第二パターン部712は、それぞれ同じ形状を有している。複数の第二パターン部732は、パターン付基板7の端辺側に配置されている。複数の第二パターン部732は、パターン付基板7の4つの端辺のうち直交する2つの端辺に沿って並んで配置されている。複数の第二パターン部732は、2つの基板側アライメントマーク71の間に配置されている。複数の第二パターン部732は、モールド3に設けられた複数の第二パターン部332と同じピッチP1で同じ線幅W1を有している。 The second pattern portion 732 is formed in a rectangular shape in a plan view (see FIG. 3A). The second pattern portion 732 is formed in a concave shape in a cross-sectional view (see FIG. 3B). Each of the plurality of second pattern portions 712 has the same shape. The plurality of second pattern portions 732 are arranged on the end side side of the patterned substrate 7. The plurality of second pattern portions 732 are arranged side by side along two orthogonal end edges of the four end edges of the patterned substrate 7. The plurality of second pattern portions 732 are arranged between the two substrate-side alignment marks 71. The plurality of second pattern portions 732 have the same line width W1 at the same pitch P1 as the plurality of second pattern portions 332 provided on the mold 3.

第一パターン部731は、平面視で矩形状に形成されている(図3(a)参照)。第一パターン部731は、断面視で凹状に形成されている。複数の第一パターン部731は、それぞれ同じ形状を有している。第一パターン部731は、第二パターン部732と同じ形状を有している。複数の第一パターン部731は、第二パターン部732の隣であって被転写領域72側に配置されている。複数の第一パターン部731は、第二パターン部732が配置されたパターン付基板7の2つの端辺と被転写領域72との間で、これらの端辺が延伸する方向に並んで配置されている。複数の第一パターン部731は、モールド3に設けられた複数の第一パターン部731と同じピッチP1で同じ線幅W1を有している。 The first pattern portion 731 is formed in a rectangular shape in a plan view (see FIG. 3A). The first pattern portion 731 is formed in a concave shape in a cross-sectional view. The plurality of first pattern portions 731 each have the same shape. The first pattern portion 731 has the same shape as the second pattern portion 732. The plurality of first pattern portions 731 are arranged next to the second pattern portion 732 and on the side to be transferred to the transferred region 72. The plurality of first pattern portions 731 are arranged side by side between the two ends of the patterned substrate 7 on which the second pattern portion 732 is arranged and the transferred region 72 in the direction in which these ends extend. ing. The plurality of first pattern portions 731 have the same line width W1 at the same pitch P1 as the plurality of first pattern portions 731 provided in the mold 3.

光硬化性樹脂組成物を挟んでモールド3とパターン付基板7とを対向して配置させると、モールド3の複数の第一パターン部331の形成領域とパターン付基板7の複数の第二パターン部732の形成領域とが重なり合い、モールド3の複数の第二パターン部332の形成領域とパターン付基板7の複数の第二パターン部732の形成領域とが重なり合う。ピッチP1とピッチP2の僅かな差(本実施形態では0.4μm)によって、モールド3とパターン付基板7とを対向配置させると、第一パターン部331および第二パターン部732の重なり具合に疎密が生じ、第二パターン部332および第一パターン部731の重なり具合に疎密が生じる。これにより、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73とが重なり合う領域にモアレ縞が生じる(図1(a)参照)。 When the mold 3 and the patterned substrate 7 are arranged so as to face each other with the photocurable resin composition interposed therebetween, the formation regions of the plurality of first pattern portions 331 of the mold 3 and the plurality of second pattern portions of the patterned substrate 7 are arranged. The forming regions of 732 overlap, and the forming regions of the plurality of second pattern portions 332 of the mold 3 and the forming regions of the plurality of second pattern portions 732 of the patterned substrate 7 overlap. When the mold 3 and the patterned substrate 7 are arranged to face each other due to a slight difference between the pitch P1 and the pitch P2 (0.4 μm in this embodiment), the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 are densely overlapped with each other. , And the degree of overlap of the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 is sparse and dense. As a result, moire fringes are generated in the region where the moire mark 33 on the mold side and the moire mark 73 on the substrate side overlap (see FIG. 1A).

モールド3とパターン付基板7とが設計どおりに重なり合って、第一パターン部331および第二パターン部732によって生じるモアレ縞と、第二パターン部332および第一パターン部731によって生じるモアレ縞とは、濃淡の周期および位相が一致する(図1(a)参照)。しかしながら、モールド3とパターン付基板7とが設計どおりに重なり合っていないと、第一パターン部331および第二パターン部732によって生じるモアレ縞と、第二パターン部332および第一パターン部731によって生じるモアレ縞とは、濃淡の周期は一致するが位相はずれる。このため、第一パターン部331および第二パターン部732によって生じるモアレ縞の位相と、第二パターン部332および第一パターン部731によって生じるモアレ縞の位相とよって、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73とのミスアライメントを検出できる。 The moiré fringes generated by the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 and the moiré fringes generated by the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 when the mold 3 and the patterned substrate 7 overlap each other as designed are The shade period and phase match (see FIG. 1 (a)). However, if the mold 3 and the patterned substrate 7 do not overlap as designed, the moire fringes generated by the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 and the moire caused by the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 The fringes have the same shade period but are out of phase. Therefore, the phase of the moire fringes generated by the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 and the phase of the moire fringes generated by the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 are used to determine the moiré mark 33 on the mold side and the substrate side. Misalignment with the moire mark 73 can be detected.

(位置合わせ方法)
次に、本実施形態による位置合わせ方法について図4から図9を用いて説明する。図4は、本実施形態による位置合わせ方法におけるアライメントマーク部の蛍光視野画像およびモアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像を取得する方法を示す模式図である。図5は、本実施形態による位置合わせ方法の流れの一例を示すフローチャートである。図6は、アライメントマーク部の蛍光視野画像の平面模式図である。図7中上段はアライメントマーク部の断面模式図であり、図7中下段は、図7中上段に示すアライメントマーク部の蛍光強度を示す図である。図7中下段の横軸はアライメント部の位置を示し、縦軸は蛍光強度を示している。図8は、モアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像である。図9は、図8に示すモアレマーク部の蛍光強度を示す図である。図9中の横軸は所定位置からのモアレマーク部の各部までの距離を示し、縦軸はモアレマーク部の蛍光強度を示している。
(Alignment method)
Next, the alignment method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 9. FIG. 4 is a schematic view showing a method of acquiring a fluorescence field image of an alignment mark portion and a moire fringe fluorescence field image of a moire mark portion in the alignment method according to the present embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of the alignment method according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic plan view of a fluorescence field image of the alignment mark portion. The upper middle part of FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the alignment mark portion, and the lower middle part of FIG. 7 is a diagram showing the fluorescence intensity of the alignment mark portion shown in the upper middle part of FIG. The horizontal axis in the lower middle of FIG. 7 indicates the position of the alignment portion, and the vertical axis indicates the fluorescence intensity. FIG. 8 is a moire fringe fluorescence field image of the moire mark portion. FIG. 9 is a diagram showing the fluorescence intensity of the moire mark portion shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 9 indicates the distance from the predetermined position to each portion of the moire mark portion, and the vertical axis indicates the fluorescence intensity of the moire mark portion.

本実施形態による位置合わせ方法は、前述した蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物層の局所的な厚みの差異に基づく蛍光強度の局所的な差異によりモールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71の第一ミスアライメントを検出する第一検出工程と、検出された第一ミスアライメントを小さくする方向にモールド側アライメントマーク31が設けられたモールド3に対して基板側アライメントマーク71が設けられたパターン付基板7を相対的に移動させる第一アライメント工程とを含む。さらに、本実施形態による位置合わせ方法は、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物層、モールド側モアレマーク33および基板側モアレマーク73によって生じる蛍光モアレ縞に基づいて第二ミスアライメントを検出する第二検出工程と、検出された第二ミスアライメントを小さくする方向にモールド3に対してパターン付基板7を相対的に移動させる第二アライメント工程とを含む。 In the alignment method according to the present embodiment, the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark are formed due to the local difference in fluorescence intensity based on the difference in local thickness of the resin composition layer containing the fluorescent dye and having fluidity described above. The substrate side alignment mark 71 is provided for the mold 3 in which the first detection step for detecting the first misalignment of 71 and the mold side alignment mark 31 are provided in the direction of reducing the detected first misalignment. It includes a first alignment step of relatively moving the patterned substrate 7. Further, the alignment method according to the present embodiment detects the second misalignment based on the fluorescent moire fringes generated by the resin composition layer containing the fluorescent dye and having fluidity, the mold-side moire mark 33 and the substrate-side moire mark 73. It includes a second detection step and a second alignment step of moving the patterned substrate 7 relative to the mold 3 in a direction that reduces the detected second misalignment.

図4に示すように、本実施態様においては、モールド3、樹脂組成物層5およびパターン付基板7をこの順に積層し(積層工程)、モールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71との少なくとも一部が重ね合わされたアライメントマーク部の蛍光視野画像が蛍光顕微鏡装置103を用いてモールド3側から取得できる位置にセットする。 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the mold 3, the resin composition layer 5, and the patterned substrate 7 are laminated in this order (lamination step), and at least the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 are laminated. The fluorescence field image of the alignment mark portion on which a part of the alignment mark is superimposed is set at a position where it can be acquired from the mold 3 side using the fluorescence microscope apparatus 103.

この状態で、図5に示すフローチャートに示すように、まずステップS1において、モールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71とを透明なモールド3越しに蛍光視野観察する。ステップS1の次のステップS3において、観察した画像を取得する。ステップS3の次のステップS5において、ステップS3において取得した蛍光視野画像のアライメントマーク部の蛍光強度をスキャンして、スキャンライン上の蛍光強度信号プロファイルを得る。ステップS5の次のステップS7では、ステップS5におけるスキャンラインの方向からθ方向の第一ミスアライメント(dθ1)を検出し、ステップS5において得たプロファイルからX方向の第一ミスアライメント(dX1)およびY方向の第一ミスアライメント(dY1)を検出する(第一検出工程)。ステップS7の次のステップS9において、第一ミスアライメントを少なくする方向でパターン付基板7が載置された可動ステージを実際に動かす量であるXYθ軸移動量を決定する。ステップS9の次のステップS11において、可動ステージを動かして位置合わせする(第一アライメント工程)。 In this state, as shown in the flowchart shown in FIG. 5, first, in step S1, the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 are observed in a fluorescence field of view through the transparent mold 3. In step S3 following step S1, the observed image is acquired. In step S5 following step S3, the fluorescence intensity of the alignment mark portion of the fluorescence field image acquired in step S3 is scanned to obtain a fluorescence intensity signal profile on the scan line. In step S7 following step S5, the first misalignment (dθ1) in the θ direction from the direction of the scan line in step S5 is detected, and the first misalignment (dX1) and Y in the X direction are detected from the profile obtained in step S5. The first misalignment (dY1) in the direction is detected (first detection step). In step S9 following step S7, the XYθ-axis movement amount, which is the amount that actually moves the movable stage on which the patterned substrate 7 is placed, is determined in the direction of reducing the first misalignment. In step S11 following step S9, the movable stage is moved to align (first alignment step).

ステップS11の次のステップS13において、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73とを透明なモールド3越しにモアレ縞蛍光視野観察する。ステップS13におけるモアレ縞蛍光視野観察では、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73との少なくとも一部が重ね合わされたモアレマーク部と、アライメントマーク部とが蛍光顕微鏡装置103の視野に入るように蛍光顕微鏡装置103の位置がセットされる。モアレマーク部に発生する蛍光モアレ縞の濃淡の少なくとも1周期が蛍光顕微鏡装置103の視野に入るように、蛍光顕微鏡装置103は、図4中の右側に示すようにモールド3に対して、ステップS1での視野観察の位置より離れた位置にセットされる。あるいは、蛍光顕微鏡装置103は、広角レンズに切り替えてからステップS1での視野観察の位置とほぼ同程度にモールド3から離れた位置にセットされてもよい。 In step S13 following step S11, the moiré mark 33 on the mold side and the moiré mark 73 on the substrate side are observed in the moire fringe fluorescence visual field through the transparent mold 3. In the moire fringe fluorescence visual field observation in step S13, the moire mark portion in which at least a part of the mold side moire mark 33 and the substrate side moire mark 73 are overlapped and the alignment mark portion are in the field of view of the fluorescence microscope apparatus 103. The position of the fluorescence microscope device 103 is set. The fluorescence microscope device 103 has a step S1 with respect to the mold 3 as shown on the right side in FIG. 4 so that at least one cycle of the shading of the fluorescent moire fringes generated in the moire mark portion is in the field of view of the fluorescence microscope device 103. It is set at a position farther from the position of the field of view observation in. Alternatively, the fluorescence microscope device 103 may be set at a position away from the mold 3 at a position substantially equal to the position of the visual field observation in step S1 after switching to the wide-angle lens.

ステップS13の次のステップS15において、観察したモアレ縞蛍光視野画像を取得する。ステップS15の次のステップS17において、ステップS15において取得したモアレ縞蛍光視野画像のアライメント部およびモアレマーク部をスキャンして、スキャンライン上の蛍光モアレ縞信号のプロファイルを得る。この蛍光モアレ縞信号のプロファイルには、蛍光モアレ縞の濃淡値が現れる。 In step S15 following step S13, the observed moire fringe fluorescence field image is acquired. In step S17 following step S15, the alignment portion and the moire mark portion of the moire fringe fluorescent field image acquired in step S15 are scanned to obtain a profile of the moire fringe signal on the scan line. In the profile of this fluorescent moiré fringe signal, the shade value of the fluorescent moiré fringe appears.

ステップS17の次のステップS19では、ステップS17において得たプロファイルからX方向の第二ミスアライメント(dX2)、Y方向の第二ミスアライメント(dY2)およびθ方向の第二ミスアライメント(dθ2)を検出する(第二検出工程)。θ方向の第二ミスアライメント(dθ2)は、後述する第1の方法と同様に、Xの正方向の第二ミスアライメントdX2+およびXの負方向の第二ミスアライメントdX2−と、Yの正方向の第二ミスアライメントdY2+およびYの負方向の第二ミスアライメントdY2−とに基づいて取得される。ステップS19の次のステップS21において、第二ミスアライメントを少なくする方向でパターン付基板7が載置された可動ステージを実際に動かす量であるXYθ軸移動量を決定する。ステップS21の次のステップS23において、可動ステージを動かして位置合わせし(第二アライメント工程)、モールド3とパターン付基板7との位置合わせが完了する。 In step S19 following step S17, the second misalignment in the X direction (dX2), the second misalignment in the Y direction (dY2), and the second misalignment in the θ direction (dθ2) are detected from the profile obtained in step S17. (Second detection step). The second misalignment (dθ2) in the θ direction is the second misalignment dX2 + in the positive direction of X, the second misalignment dX2- in the negative direction of X, and the positive direction of Y, as in the first method described later. 2nd misalignment dY2 + and 2nd misalignment dY2- in the negative direction of Y. In step S21 following step S19, the XYθ-axis movement amount, which is the amount that actually moves the movable stage on which the patterned substrate 7 is placed, is determined in the direction of reducing the second misalignment. In step S23 following step S21, the movable stage is moved to align (second alignment step), and the alignment between the mold 3 and the patterned substrate 7 is completed.

一般に、紫外線硬化型樹脂とモールドの屈折率は1.45〜1.50程度でほぼ同等であり、紫外線硬化型樹脂がモールド側アライメントマークの凹部に充填されると、モールド側アライメントマークを光学的に識別することは困難になる。
しかし、蛍光色素を含む樹脂組成物で形成される樹脂組成物層は、この樹脂組成物層の厚みに相関のある蛍光強度が得られる。このため、例えば図6に示すように、凹状に形成されたモールド側アライメントマーク31に光硬化性蛍光組成物が充填され、凹状に形成された基板側アライメントマーク71に光硬化性蛍光組成物が充填された状態での蛍光視野画像が取得される。
Generally, the refractive index of the ultraviolet curable resin and the mold is about 1.45 to 1.50, which are almost the same, and when the ultraviolet curable resin is filled in the recess of the mold side alignment mark, the mold side alignment mark is optically formed. It becomes difficult to identify.
However, the resin composition layer formed of the resin composition containing the fluorescent dye can obtain the fluorescence intensity that correlates with the thickness of the resin composition layer. Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the concavely formed mold-side alignment mark 31 is filled with the photocurable fluorescent composition, and the concavely formed substrate-side alignment mark 71 is filled with the photocurable fluorescent composition. A fluorescence field image in a filled state is acquired.

ミスアライメントを検出するための第一の方法においては、図6中に直線の破線矢印で示すように、X方向2箇所以上(図6では2箇所)およびY方向2箇所以上(図6では2箇所)の異なる箇所で、蛍光強度をスキャンする。例えば、Xの正方向(図6中左から右に向かう方向)およびXの負方向(図6中右から左に向かう方向)をそれぞれ1箇所ずつ合計2箇所スキャンし、Xの正方向の第一ミスアライメントdX1+と、Xの負方向の第一ミスアライメントdX1−とを検出する。次いで、例えば、Yの正方向(図6中下から上に向かう方向)およびYの負方向(図6中上から下に向かう方向)をそれぞれ1箇所ずつ合計2箇所スキャンし、Yの正方向の第一ミスアライメントdY1+と、Yの負方向の第一ミスアライメントdY1−とを検出する。 In the first method for detecting misalignment, as shown by a straight dashed arrow in FIG. 6, two or more locations in the X direction (two locations in FIG. 6) and two or more locations in the Y direction (2 in FIG. 6). Scan the fluorescence intensity at different locations. For example, the positive direction of X (the direction from the left to the right in FIG. 6) and the negative direction of X (the direction from the right to the left in FIG. One misalignment dX1 + and the first misalignment dX1- in the negative direction of X are detected. Then, for example, the positive direction of Y (the direction from the bottom to the top in FIG. 6) and the negative direction of Y (the direction from the top to the bottom in FIG. 6) are scanned one by one, for a total of two places, and the positive direction of Y is scanned. The first misalignment dY1 + and the first misalignment dY1- in the negative direction of Y are detected.

パターン付基板7に対してモールド3が左回り(反時計回り)にずれて配置されているとする。この場合、図6に示すように、モールド側アライメントマーク31が基板側アライメントマーク71に対して左回り(反時計回り)にずれた状態の蛍光視野画像が取得される。図7中上段に示すように、凹状のモールド側アライメントマーク31および凹状の基板側アライメントマーク71には、樹脂組成物層5に含まれる蛍光色素が他の領域よりも多く存在している。このため、図6中の左向き破線矢印で示すように、蛍光強度分布をXの負方向にスキャンすると、図7中下段に示すように、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71のそれぞれの位置で蛍光強度が相対的に強くなる蛍光強度プロファイルが取得される。この蛍光強度プロファイルの極大点の差を求めることにより、Xの負方向の第一ミスアライメントdX1−が検出される。Xの正方向、Yの正方向およびYの負方向も同様の方法により、Xの正方向の第一ミスアライメントdX1+、Yの正方向の第一ミスアライメントdY1+およびYの負方向の第一ミスアライメントdY1−が検出される。 It is assumed that the mold 3 is displaced counterclockwise (counterclockwise) with respect to the patterned substrate 7. In this case, as shown in FIG. 6, a fluorescence field image in a state where the mold-side alignment mark 31 is displaced counterclockwise (counterclockwise) with respect to the substrate-side alignment mark 71 is acquired. As shown in the upper part of FIG. 7, the concave mold-side alignment mark 31 and the concave substrate-side alignment mark 71 contain more fluorescent dye contained in the resin composition layer 5 than in other regions. Therefore, when the fluorescence intensity distribution is scanned in the negative direction of X as shown by the left-pointing dashed arrow in FIG. 6, the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 are respectively shown in the lower part of FIG. A fluorescence intensity profile is obtained in which the fluorescence intensity is relatively strong at the position. By finding the difference between the maximum points of this fluorescence intensity profile, the first misalignment dX1- in the negative direction of X is detected. The same method applies to the positive direction of X, the positive direction of Y, and the negative direction of Y. The first misalignment of X in the positive direction dX1 +, the first misalignment of Y in the positive direction dY1 +, and the first misalignment of Y in the negative direction. Alignment dY1- is detected.

第一ミスアライメントdX1+と第一ミスアライメントdX−とが異なり、第一ミスアライメントdY1+と第一ミスアライメントdY−とが異なる場合、θ方向(パターン付基板7の主面に平行な面内で回転する方向)のミスアライメントがあることを意味し、計算によりθ方向のミスアライメントを求めることが可能である。 When the first misalignment dX1 + and the first misalignment dX− are different, and the first misalignment dY1 + and the first misalignment dY− are different, they rotate in the θ direction (rotate in a plane parallel to the main surface of the patterned substrate 7). It means that there is a misalignment in the direction of), and it is possible to obtain the misalignment in the θ direction by calculation.

より具体的に、例えばパターン付基板7の蛍光視野画像の所定位置にスキャン開始点(原点)を設けておくことにより、基板側アライメントマーク71の位置が特定され、基板側アライメントマーク71に基づく蛍光強度プロファイルの極大点(以下、「基板側極大点」と略記する場合がある)も特定される。このため、Xの正方向およびXの負方向のそれぞれにおける蛍光視野画像のスキャンにおいて、モールド側アライメントマーク31に基づく蛍光強度プロファイルの極大点(以下、「モールド側極大点」と略記する場合がある)が、基板側極大点に対して右側、左側あるいは重なって存在するかによってパターン付基板7とモールド3との相対位置関係を判断することができる。 More specifically, for example, by providing a scan start point (origin) at a predetermined position in the fluorescence field image of the patterned substrate 7, the position of the substrate-side alignment mark 71 is specified, and fluorescence based on the substrate-side alignment mark 71 is specified. The maximum point of the strength profile (hereinafter, may be abbreviated as "the maximum point on the substrate side") is also specified. Therefore, in scanning the fluorescence field image in each of the positive direction of X and the negative direction of X, the maximum point of the fluorescence intensity profile based on the mold side alignment mark 31 may be abbreviated as “mold side maximum point”. ) Appears on the right side, the left side, or overlaps with the maximum point on the substrate side, so that the relative positional relationship between the patterned substrate 7 and the mold 3 can be determined.

例えば、モールド側極大点がXの正方向では右側(または左側)に存在し、Xの負方向では左側(または右側)に存在し、モールド側極大点がYの正方向では上側(または下側)に存在し、Yの負方向では下側(または上側)に存在する場合、モールド3は、パターン付基板7に対して左向き(または右向き)に回転して配置されていることが分かる。また例えば、モールド側極大点がXの正方向およびXの負方向のいずれも右側(または左側)に存在し、モールド側極大点がYの正方向では上側(または下側)に存在し、Yの負方向では下側(または上側)に存在する場合、モールド3は、パターン付基板7に対して左側(または右側)にずれるとともに、左向き(または右向き)に回転して配置されていることが分かる。また例えば、モールド側極大点がYの正方向およびYの負方向のいずれも上側(または下側)に存在し、モールド側極大点がXの正方向では左側(または右側)に存在し、Xの負方向では右側(または左側)に存在する場合、モールド3は、パターン付基板7に対して上側(または下側)にずれるとともに、左向き(または右向き)に回転して配置されていることが分かる。 For example, the mold-side maximal point is on the right side (or left side) in the positive direction of X, is on the left side (or right side) in the negative direction of X, and the mold-side maximal point is on the upper side (or lower side) in the positive direction of Y. ), And it is located on the lower side (or upper side) in the negative direction of Y, it can be seen that the mold 3 is rotated leftward (or rightward) with respect to the patterned substrate 7. Further, for example, the maximum point on the mold side exists on the right side (or left side) in both the positive direction of X and the negative direction of X, and the maximum point on the mold side exists on the upper side (or lower side) in the positive direction of Y. When present on the lower side (or upper side) in the negative direction of, the mold 3 is displaced to the left side (or right side) with respect to the patterned substrate 7 and is arranged to be rotated to the left side (or right side). I understand. Further, for example, the maximum point on the mold side exists on the upper side (or lower side) in both the positive direction of Y and the negative direction of Y, and the maximum point on the mold side exists on the left side (or right side) in the positive direction of X. When the mold 3 is located on the right side (or left side) in the negative direction of, the mold 3 is displaced upward (or lower side) with respect to the patterned substrate 7 and is arranged to be rotated leftward (or rightward). I understand.

このように、第一の方法は、後述する第二の方法のように、θ方向の第一ミスアライメントを検出してモールド3とパターン付基板7とのずれを調整した後に、X方向およびY方向の第一ミスアライメントを検出して調整する方法とは異なる。第一の方法は、第一ミスアライメントdθ1、dX1、dY1を同時に検出し(ステップS7)、可動ステージθXY移動量を同時に決定し(ステップS11)、第一アライメントを行うことができる。 As described above, in the first method, as in the second method described later, after detecting the first misalignment in the θ direction and adjusting the deviation between the mold 3 and the patterned substrate 7, the X direction and the Y It is different from the method of detecting and adjusting the first misalignment of the direction. In the first method, the first misalignment dθ1, dX1 and dY1 can be detected at the same time (step S7), the movable stage θXY movement amount can be determined at the same time (step S11), and the first alignment can be performed.

第二の方法においては、まず、取得した蛍光視野画像における十字型のモールド側アライメントマーク31と十字型の基板側アライメントマーク71の平行度のずれ角度がdθ1に相当する。θ方向(パターン付基板7の主面に平行な面内で回転する方向)のずれがある場合は、パターン付基板7を載置したXYZθ軸可動ステージをdθ回転させてミスアライメントdθ1を解消させる。
次に、モールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71を包含する領域の蛍光強度分布をX方向及びY方向にスキャンし、モールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71との相対的な第一ミスアライメントdX1,dY1を検出する。第二の方法では、θ方向の第一ミスアライメントは調整されているため、第一ミスアライメントdX1,dY1がゼロとなるようにXYZθ軸可動ステージをdX、dY移動させることで第一ミスアライメントdX1,dY1を解消させることができる。
In the second method, first, the deviation angle of the parallelism between the cross-shaped mold-side alignment mark 31 and the cross-shaped substrate-side alignment mark 71 in the acquired fluorescence field image corresponds to dθ1. If there is a deviation in the θ direction (the direction of rotation in the plane parallel to the main surface of the patterned substrate 7), the XYZ θ-axis movable stage on which the patterned substrate 7 is placed is rotated by dθ to eliminate the misalignment dθ1. ..
Next, the fluorescence intensity distribution in the region including the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 is scanned in the X and Y directions, and the relative first of the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 is obtained. Misalignment dX1 and dY1 are detected. In the second method, since the first misalignment in the θ direction is adjusted, the first misalignment dX1 is moved by dX and dY so that the first misalignment dX1 and dY1 become zero. , DY1 can be eliminated.

非特許文献1に記載されているように、蛍光視野の場合、可視光を用いた暗視野の検出限界300nmより短い100nmの線幅まで識別することが可能であり、よりアライメントマークを微細にすることが可能であるため検出精度向上の効果もある。 As described in Non-Patent Document 1, in the case of a fluorescent field, it is possible to discriminate up to a line width of 100 nm, which is shorter than the detection limit of 300 nm in a dark field using visible light, and the alignment mark is made finer. Since it is possible to do so, it also has the effect of improving the detection accuracy.

モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71を用いてモールド3とパターン付基板7とを位置合わせすることができる。しかしながら、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71を用いた蛍光アライメントでは、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅未満のミスアライメントを調整することはできない。そこで、本実施形態による位置合わせ方法では、モールド側モアレマーク33および基板側モアレマーク73によって生じる蛍光モアレ縞を用いてモールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅未満のミスアライメントを調整するようになっている。 The mold 3 and the patterned substrate 7 can be aligned with each other by using the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71. However, in the fluorescent alignment using the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71, it is not possible to adjust the misalignment of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 less than the line width. Therefore, in the alignment method according to the present embodiment, misalignment less than the line width of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 is adjusted by using the fluorescent moire fringes generated by the mold side moire mark 33 and the substrate side moire mark 73. It is designed to do.

図5に示すステップS11の第一アライメント工程が終了すると、図8に示すように、パターン付基板7の主面に平行な面内における回転方向のミスアライメントが存在しなくなっても、パターン付基板7の端辺に沿う方向に、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅未満のミスアライメントが存在する場合がある。図8では、モールド3がパターン付基板7に対して、図8中の左下方向にずれている状態が図示されている。 When the first alignment step of step S11 shown in FIG. 5 is completed, as shown in FIG. 8, even if there is no misalignment in the rotation direction in the plane parallel to the main surface of the patterned substrate 7, the patterned substrate There may be a misalignment of less than the line width of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 in the direction along the edge of 7. FIG. 8 shows a state in which the mold 3 is displaced in the lower left direction in FIG. 8 with respect to the patterned substrate 7.

ところで、第一パターン部331,731のピッチP1(=4.4μm)と、第二パターン部332,732のピッチP2(=4.0μm)との差は0.4μmであり、ピッチP1と比較すると微小な値である。複数の第一パターン部331のうちの一の第一パターン部331と、複数の第二パターン部732のうちの一の第二パターン部732とが重なり合う重なり位置(例えば図8に示す基板側アライメントマーク71に最も近い位置)から、複数の第一および第二パターン部331,732が並ぶ方向(例えば図8において右向きまたは下向き)に進むほど、第一パターン部331と第二パターン部732とのずれ量は増加する。複数の第一および第二パターン部331,732が並ぶ方向に、重なり位置から所定距離だけ離れた位置では、例えば複数の第一パターン部331のうちの他の一の第一パターン部331が、隣り合う第二パターン部732の間の中間位置に配置される。この中間位置からさらに複数の第一および第二パターン部331,732が並ぶ方向に進むに従って、第一パターン部331と第二パターン部732とのずれ量は減少し、複数の第一パターン部331のうちのさらに他の一の第一パターン部331と複数の第二パターン部732のうちの他の一の第二パターン部732とが重なり合う。第一パターン部331と第二パターン部732とが重なり合う重なり位置の近傍では、第一パターン部331および第二パターン部732の密度が疎となる。一方、第一パターン部331(又は第二パターン部732)が、隣り合う第二パターン部732(又は隣り合う第一パターン部331)の間に配置される位置の近傍では、第一パターン部331および第二パターン部732の密度が密となる。このため、図8に示すように、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73とが重ね合わされたモアレマーク部には、所定周期で濃淡が繰り返される蛍光モアレ縞が発生する。また、第二パターン部332と第一パターン部731との間でも同様に作用し、蛍光モアレ縞が発生する。 By the way, the difference between the pitch P1 (= 4.4 μm) of the first pattern portion 331 and 731 and the pitch P2 (= 4.0 μm) of the second pattern portion 332 and 732 is 0.4 μm, which is compared with the pitch P1. Then, it is a minute value. Overlapping position where the first pattern portion 331 of one of the plurality of first pattern portions 331 and the second pattern portion 732 of one of the plurality of second pattern portions 732 overlap (for example, the substrate side alignment shown in FIG. 8). The first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 are aligned from the position closest to the mark 71 in the direction in which the plurality of first and second pattern portions 331 and 732 are lined up (for example, facing right or downward in FIG. 8). The amount of deviation increases. At a position separated from the overlapping position by a predetermined distance in the direction in which the plurality of first and second pattern portions 331 and 732 are arranged, for example, the first pattern portion 331 of the other one of the plurality of first pattern portions 331 It is arranged at an intermediate position between adjacent second pattern portions 732. The amount of deviation between the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 decreases as the plurality of first and second pattern portions 331 and 732 are further arranged from this intermediate position, and the plurality of first pattern portions 331 The first pattern portion 331 of the other one of the above and the second pattern portion 732 of the other one of the plurality of second pattern portions 732 overlap each other. In the vicinity of the overlapping position where the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 overlap, the densities of the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 become sparse. On the other hand, in the vicinity of the position where the first pattern portion 331 (or the second pattern portion 732) is arranged between the adjacent second pattern portions 732 (or the adjacent first pattern portions 331), the first pattern portion 331 And the density of the second pattern portion 732 becomes dense. Therefore, as shown in FIG. 8, fluorescent moire fringes in which shading is repeated at a predetermined cycle are generated in the moire mark portion where the mold-side moire mark 33 and the substrate-side moire mark 73 are overlapped. Further, the same action is performed between the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731, and fluorescent moire fringes are generated.

そこで、本実施形態におけるモールド3およびパターン付基板7は、第一アライメント工程(ステップS11)が終了すると、モールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73との少なくとも一部が重なり合い、蛍光モアレ縞が必ず生じるように構成されている。そこで、図8に示すように、モアレ縞の濃淡の少なくとも1周期分と、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71とが含まれるようにモアレ縞蛍光視野画像が取得される(図5のステップS15)。 Therefore, in the mold 3 and the patterned substrate 7 in the present embodiment, when the first alignment step (step S11) is completed, at least a part of the mold-side moire mark 33 and the substrate-side moire mark 73 overlap, and fluorescent moire fringes are formed. It is configured to always occur. Therefore, as shown in FIG. 8, a moire fringe fluorescence field image is acquired so as to include at least one cycle of shading of the moire fringes and the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 (FIG. 5). Step S15).

また、図8中に直線の破線矢印で示すように、モールド3の第一パターン部331とパターン付基板7の第二パターン部732とが重なっている領域と、モールド3の第二パターン部332とパターン付基板7の第一パターン部731とが重なっている領域とを基板側アライメントマーク71が含まれるように、蛍光モアレ縞をスキャンする(図5のステップS17)。 Further, as shown by a straight broken line arrow in FIG. 8, the region where the first pattern portion 331 of the mold 3 and the second pattern portion 732 of the patterned substrate 7 overlap, and the second pattern portion 332 of the mold 3 The fluorescent moire fringes are scanned so that the alignment mark 71 on the substrate side is included in the region where the patterned substrate 7 and the first pattern portion 731 of the patterned substrate 7 overlap each other (step S17 in FIG. 5).

蛍光モアレ縞をスキャンすることによって、蛍光モアレ縞の濃淡値のプロファイルを取得することができる。蛍光モアレ縞の濃淡値は、樹脂組成物層5に含まれる蛍光色素が多い、すなわち基板側アライメントマーク71、第一パターン部331および第二パターン部732の少なくとも1つが形成されている領域において大きくなる。 By scanning the fluorescent moiré fringes, the profile of the shade value of the fluorescent moiré fringes can be obtained. The shade value of the fluorescent moire fringes is large in the region where the resin composition layer 5 contains a large amount of fluorescent dye, that is, at least one of the substrate-side alignment mark 71, the first pattern portion 331, and the second pattern portion 732 is formed. Become.

図9中上段に示すように、積層体1の端部側(外側)においてモールド側モアレマーク33の第一パターン部331と基板側モアレマーク73の第二パターン部732によって生じた蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルは、次のようになる。基板側アライメントマーク71の線幅のほぼ中心から10μmから30μm程度離れた区間で繰り返しピークが発生する状態となり、30μmから36μm程度離れた区間でブロード状態となり、36μmから50μm程度離れた区間で再びピークが繰り返し発生する状態となる。蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルにピークが発生する区間は、第一パターン部331および第二パターン部732が疎状態となっている区間である。一方、蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルにピークが発生する区間に挟まれたブロード状態となる区間は、第一パターン部331および第二パターン部732が密状態となっている区間である。したがって、積層体1の端部側(外側)、すなわち図8中の右側の下向き破線矢印における蛍光モアレ縞は、基板側アライメントマーク71から30〜35μm程度離れた区間で初めて濃い状態となる。ここで、基板側アライメントマーク71から距離D1(=33.9μm)離れた位置を蛍光モアレ縞が初めて濃い状態となった区間の代表値とする。 As shown in the upper part of FIG. 9, the fluorescent moire fringes generated by the first pattern portion 331 of the mold-side moire mark 33 and the second pattern portion 732 of the substrate-side moire mark 73 on the end side (outside) of the laminated body 1. The shading profile is as follows. Repeated peaks occur in a section about 10 μm to 30 μm away from the center of the line width of the substrate-side alignment mark 71, become a broad state in a section about 30 μm to 36 μm away, and peak again in a section about 36 μm to 50 μm away. Will occur repeatedly. The section where the peak occurs in the shading profile of the fluorescent moire fringes is a section in which the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 are in a sparse state. On the other hand, the section in the broad state sandwiched between the sections where the peaks occur in the shading profile of the fluorescent moire fringes is the section in which the first pattern portion 331 and the second pattern portion 732 are in a dense state. Therefore, the fluorescent moire fringes on the end side (outside) of the laminated body 1, that is, the downward broken line arrow on the right side in FIG. 8 become dark for the first time in a section about 30 to 35 μm away from the substrate side alignment mark 71. Here, a position separated from the substrate-side alignment mark 71 by a distance D1 (= 33.9 μm) is used as a representative value of the section in which the fluorescent moire fringes are darkened for the first time.

図9中下段に示すように、積層体1の転写領域32側(内側)においてモールド側モアレマーク33の第二パターン部332と基板側モアレマーク73の第一パターン部731によって生じた蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルは、次のようになる。基板側アライメントマーク71の線幅のほぼ中心から10μmから39μm程度離れた区間でピークが繰り返し発生する状態となり、39μmから45μm程度離れた区間でブロード状態となり、45μmから53μm程度離れた区間で再びピークが繰り返し発生する状態となる。蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルにピークが発生する区間は、第二パターン部332および第一パターン部731が疎状態となっている区間である。一方、蛍光モアレ縞の濃淡プロファイルにピークが発生する区間に挟まれたブロード状態となる区間は、第二パターン部332および第一パターン部731が密状態となっている区間である。したがって、積層体1の転写領域32側(内側)、すなわち図8中の左側の下向き破線矢印における蛍光モアレ縞は、基板側アライメントマーク71から39〜45μm程度離れた区間で初めて濃い状態となる。ここで、基板側アライメントマーク71から距離D2(=41.7μm)離れた位置を蛍光モアレ縞が初めて濃い状態となった区間の代表値とする。 As shown in the lower middle of FIG. 9, fluorescent moire fringes generated by the second pattern portion 332 of the mold-side moire mark 33 and the first pattern portion 731 of the substrate-side moire mark 73 on the transfer region 32 side (inside) of the laminate 1. The shading profile of is as follows. The peak repeatedly occurs in a section about 10 μm to 39 μm away from the center of the line width of the substrate side alignment mark 71, becomes a broad state in a section about 39 μm to 45 μm away, and peaks again in a section about 45 μm to 53 μm away. Will occur repeatedly. The section where the peak occurs in the shading profile of the fluorescent moire fringes is a section in which the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 are in a sparse state. On the other hand, the section in the broad state sandwiched between the sections where the peaks occur in the shading profile of the fluorescent moire fringes is the section in which the second pattern portion 332 and the first pattern portion 731 are in a dense state. Therefore, the fluorescent moire fringes on the transfer region 32 side (inside) of the laminated body 1, that is, the downward broken line arrow on the left side in FIG. 8 become dark for the first time in a section about 39 to 45 μm away from the substrate side alignment mark 71. Here, a position separated from the substrate-side alignment mark 71 by a distance D2 (= 41.7 μm) is used as a representative value of the section in which the fluorescent moire fringes are darkened for the first time.

このように、蛍光モアレ縞は、外側と内側とでは位相が異なる。2つの蛍光モアレ縞の位相差をd(=D2−D1)と表し、ピッチP1をP1と表し、ピッチP2をP2と表すと、モールド3とパターン付基板7とのずれ量Δlは、次の式(2)で表すことができる。なお、式(2)における分子の項は絶対値である。
Δl=((P2−P1)/(P1+P2))×d ・・・(2)
As described above, the fluorescent moiré fringes have different phases on the outside and the inside. When the phase difference between the two fluorescent moire fringes is represented by d (= D2-D1), the pitch P1 is represented by P1, and the pitch P2 is represented by P2, the deviation amount Δl between the mold 3 and the patterned substrate 7 is as follows. It can be expressed by the equation (2). The numerator term in the formula (2) is an absolute value.
Δl = ((P2-P1) / (P1 + P2)) × d ... (2)

ここで、P1=4.4μm、P2=4.0μm、d=7.8μm(=41.7−33.9)を式(2)に代入すると、モールド3とパターン付基板7とのずれ量Δlは、370nmと求められる。このように、蛍光モアレ縞を用いることにより、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅2μm未満のミスアライメントを検出することができる。 Here, when P1 = 4.4 μm, P2 = 4.0 μm, and d = 7.8 μm (= 41.7-33.9) are substituted into the equation (2), the amount of deviation between the mold 3 and the patterned substrate 7 is reduced. Δl is determined to be 370 nm. By using the fluorescent moire fringes in this way, it is possible to detect misalignment of the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 with a line width of less than 2 μm.

本実施形態による位置合わせ方法では、式(2)によって求めたX方向(図8中の左右方向)のずれ量Δlを第二ミスアライメントdX2とし、Y方向(図8中の上下方向)のずれ量Δlを第二ミスアライメントdY2とし(図5のステップS19)、第二ミスアライメントdX2,dY2がゼロとなるように可動ステージのXY軸移動量を決定する(図5のステップS21)。本実施形態による位置合わせ方法では、決定されたXY軸移動量に基づいて可動ステージを移動させ、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅2μm未満の誤差を調整する第二アライメントを実行する(図5のステップS23)。 In the alignment method according to the present embodiment, the deviation amount Δl in the X direction (horizontal direction in FIG. 8) obtained by the equation (2) is defined as the second misalignment dX2, and the deviation in the Y direction (vertical direction in FIG. 8). The amount Δl is set to the second misalignment dY2 (step S19 in FIG. 5), and the XY-axis movement amount of the movable stage is determined so that the second misalignment dX2 and dY2 become zero (step S21 in FIG. 5). In the alignment method according to the present embodiment, the movable stage is moved based on the determined XY axis movement amount, and the second alignment is adjusted so that the line width of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 is less than 2 μm. Execute (step S23 in FIG. 5).

以上説明したように、本実施形態による位置合わせ方法によれば、モールドと基板との位置合わせの精度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the alignment method according to the present embodiment, it is possible to improve the accuracy of alignment between the mold and the substrate.

(インプリント方法)
次に、本実施形態によるインプリント方法について図10を用いて説明する。
図10は、本実施形態によるインプリント方法の一例を示す工程図である。なお、積層する際の光硬化性組成物の塗布方法に制限はなく、スピン塗布法、インクジェット法、マイクログラビア法またはスクリーン印刷法等の種々の塗布方法を利用できる。
(Imprint method)
Next, the imprint method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a process diagram showing an example of the imprint method according to the present embodiment. The coating method of the photocurable composition at the time of laminating is not limited, and various coating methods such as a spin coating method, an inkjet method, a microgravure method, and a screen printing method can be used.

図10(a)に示す積層工程を説明する。本実施形態においては、図10(a)中の上段に示すように、まずパターン付基板7上に蛍光色素を含み流動性を有する硬化性樹脂組成物を塗布装置109のノズルから滴下して硬化性樹脂組成物で形成された樹脂だまり50を形成する。次に、図10(a)中の下段に示すように、モールド3を樹脂だまり50に接触させ、凸状または凹状(本例では凹状)を有するモールド側アライメントマーク31、基板側アライメントマーク71および被転写領域72に硬化性樹脂組成物50aを充填させる。例えば、粘度が低い硬化性樹脂組成物を用い、モールド3を、中央部が先に樹脂だまり50に接し硬化性樹脂組成物を外側に延展させながら徐々に周囲部が樹脂だまり50に接するように積層することで、硬化性樹脂組成物で形成される層に気泡が入るのを防ぐことができる。 The laminating process shown in FIG. 10A will be described. In the present embodiment, as shown in the upper part of FIG. 10A, first, a curable resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity is dropped onto the patterned substrate 7 from the nozzle of the coating device 109 and cured. A resin pool 50 formed of the sex resin composition is formed. Next, as shown in the lower part of FIG. 10A, the mold 3 is brought into contact with the resin pool 50, and the mold-side alignment mark 31, the substrate-side alignment mark 71, and the substrate-side alignment mark 71 having a convex or concave shape (concave shape in this example). The transferable region 72 is filled with the curable resin composition 50a. For example, using a curable resin composition having a low viscosity, the central portion of the mold 3 is in contact with the resin pool 50 first, and the curable resin composition is spread outward while the peripheral portion is gradually in contact with the resin pool 50. By laminating, it is possible to prevent bubbles from entering the layer formed of the curable resin composition.

図10(b)に示す第一検出工程とそれに続く第一アライメント工程は、上述の位置合わせ方法を用いた工程であるため、説明は省略する。図10(b)に示すように、第一検出工程における蛍光視野画像の取得の際に、複数の蛍光顕微鏡装置103を用いて、複数のアライメント部の蛍光視野画像を同時に取得してもよいし、1つの蛍光顕微鏡装置103を用いて、複数のアライメント部の蛍光視野画像を順次取得してもよい。また、図10(c)に示す第二検出工程とそれに続く第二アライメント工程は、上述の位置合わせ方法を用いた工程であるため、説明は省略する。第二検出工程において、図10(c)に示すように、第二検出工程におけるモアレ縞蛍光視野画像の取得の際に、複数の蛍光顕微鏡装置103を用いて、複数のモアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像を同時に取得してもよいし、1つの蛍光顕微鏡装置103を用いて、複数のモアレマーク部のモアレ縞蛍光視野画像を順次取得してもよい。 Since the first detection step and the subsequent first alignment step shown in FIG. 10B are steps using the above-mentioned alignment method, description thereof will be omitted. As shown in FIG. 10B, when acquiring the fluorescence field image in the first detection step, the fluorescence field images of a plurality of alignment portions may be acquired at the same time by using a plurality of fluorescence microscope devices 103. One fluorescence microscope apparatus 103 may be used to sequentially acquire fluorescence field images of a plurality of alignment units. Further, since the second detection step shown in FIG. 10C and the subsequent second alignment step are steps using the above-mentioned alignment method, the description thereof will be omitted. In the second detection step, as shown in FIG. 10C, when acquiring a moire fringe fluorescence field image in the second detection step, a plurality of fluorescence microscope devices 103 are used to obtain moire fringes in a plurality of moire mark portions. The fluorescence field images may be acquired at the same time, or the moire fringe fluorescence field images of a plurality of moire mark portions may be sequentially acquired by using one fluorescence microscope apparatus 103.

図10(a)に示す積層工程と図10(b)に示す第一検出工程との間に、暗視野の光学顕微鏡で硬化性樹脂のアライメントマーク部およびモアレマーク部近傍への充填状態を観察する検査工程を入れてもよい。気泡が存在すると気泡と樹脂層との屈折率差が大きいため、気泡の存在を検出することができる。この検査工程では、モールド3のモールド側アライメントマーク31およびモールド側モアレマーク33並びにパターン付基板7の基板側アライメントマーク71および基板側モアレマーク73への硬化性樹脂組成物50aの充填状態が不十分で気泡が残っているかどうかの検査を行う。 Between the laminating step shown in FIG. 10 (a) and the first detection step shown in FIG. 10 (b), the filling state of the curable resin in the vicinity of the alignment mark portion and the moire mark portion was observed with an optical microscope in a dark field. An inspection process may be included. When bubbles are present, the difference in refractive index between the bubbles and the resin layer is large, so that the presence of bubbles can be detected. In this inspection step, the mold-side alignment mark 31 and the mold-side moire mark 33 of the mold 3 and the substrate-side alignment mark 71 and the substrate-side moire mark 73 of the patterned substrate 7 are not sufficiently filled with the curable resin composition 50a. Inspect if air bubbles remain.

ここで、従来のアライメントマークを識別する方法に上述の暗視野観察を用いる場合、チタン酸化物や高吸収剤が気泡の検出の障害となるため、可視光を用いて硬化性樹脂の充填が完了したことを光学的に判別することは困難である。これに対して、本実施形態においては、蛍光視野観察でアライメントマークを識別できるため、事前に硬化性樹脂の充填状態を判断できる検査工程を導入することが可能となる。 Here, when the above-mentioned dark field observation is used as the conventional method for identifying the alignment mark, the titanium oxide and the high absorbent interfere with the detection of bubbles, so that the filling of the curable resin is completed using visible light. It is difficult to optically determine what has been done. On the other hand, in the present embodiment, since the alignment mark can be identified by the fluorescence visual field observation, it is possible to introduce an inspection step capable of determining the filling state of the curable resin in advance.

図10(d)に示す硬化樹脂形成工程を説明する。上述した第一および第二アライメント工程でモールド3とパターン付基板7とを位置合わせした状態で、硬化性樹脂組成物50aに透明なモールド3越しにエネルギー線Eを照射して硬化させることで、モールド3の微細な凹凸パターンが反転した凹凸構造75をパターン付基板7の被転写領域72に設けることができる。硬化処理時間が短いという観点から、硬化性樹脂組成物として紫外線硬化型や樹脂組成物を用いて、紫外線照射により硬化させてもよいし、電子線や熱線による硬化であってもよい。 The cured resin forming step shown in FIG. 10D will be described. In the state where the mold 3 and the patterned substrate 7 are aligned in the first and second alignment steps described above, the curable resin composition 50a is cured by irradiating the transparent mold 3 with energy rays E. A concavo-convex structure 75 in which the fine concavo-convex pattern of the mold 3 is inverted can be provided in the transferred region 72 of the patterned substrate 7. From the viewpoint that the curing treatment time is short, an ultraviolet curable type or a resin composition may be used as the curable resin composition and cured by ultraviolet irradiation, or may be cured by an electron beam or a heat ray.

図10(e)に示す剥離工程を説明する。XYZθ可動ステージ(不図示)をZ方向(モールド3とパターン付基板7とを重ね合わせる方向)に下降させることで、モールド3と樹脂組成物層5との間で離型することができる。 The peeling step shown in FIG. 10 (e) will be described. By lowering the XYZθ movable stage (not shown) in the Z direction (the direction in which the mold 3 and the patterned substrate 7 are overlapped), the mold 3 can be released from the resin composition layer 5.

(インプリント装置)
次に、本実施形態によるインプリント装置について図11及び図12を用いて説明する。図11は、本実施形態によるインプリント装置100の概略構成を示す図である。
本実施形態によるインプリント装置100は、上述のような、硬化性樹脂組成物を樹脂層に用いることにより、蛍光視野観察でより微細な線幅のアライメントマークを識別できることに特徴がある。さらに、インプリント装置100は、モアレ縞蛍光視野観察により、モールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の線幅未満の誤差でもモールド3とパターン付基板7との位置合わせをすることができる。
その他の構成、例えば、モールドと硬化性樹脂組成物層とを接触、モールドと硬化樹脂層とを離型させるステージの可動機構、紫外線照射部については、従来のインプリント装置の構成を適用できる。
(Imprint device)
Next, the imprinting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the imprinting apparatus 100 according to the present embodiment.
The imprinting apparatus 100 according to the present embodiment is characterized in that by using the curable resin composition as described above for the resin layer, it is possible to identify alignment marks having a finer line width by observing the fluorescence field. Further, the imprint device 100 can align the mold 3 with the patterned substrate 7 even if the error is less than the line width of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 by observing the moire fringe fluorescence visual field.
For other configurations, for example, the movable mechanism of the stage that contacts the mold and the curable resin composition layer and releases the mold and the curable resin layer, and the ultraviolet irradiation unit, the configuration of the conventional imprint device can be applied.

図11に示すように、本実施形態によるインプリント装置100は、モールド3を保持する固定ステージ107、パターン付基板7上に硬化前の樹脂を形成する塗布装置109を有している。また、インプリント装置100は、パターン付基板7を保持し、モールド3とパターン付基板7の上に形成された硬化前の樹脂層とを接触させ、または、離型させ、さらにモールド3とパターン付基板7との位置合わせを行うために、パターン付基板7を移動させるXYZθ軸可動ステージ111を有している。また、インプリント装置100は、紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させる紫外線照射装置105、モールド3のモールド側アライメントマーク31および基板側アライメントマーク71の蛍光視野画像並びにモールド側モアレマーク33および基板側モアレマーク73に基づくモアレ縞蛍光視野画像を取得する蛍光顕微鏡装置103を有している。さらに、インプリント装置100は、塗布装置109、XYZθ軸可動ステージ111、紫外線照射装置105および蛍光顕微鏡装置103を制御し、且つ画像からミスアライメントを演算処理する制御装置101を有している。 As shown in FIG. 11, the imprinting apparatus 100 according to the present embodiment has a fixed stage 107 for holding the mold 3 and a coating apparatus 109 for forming the resin before curing on the patterned substrate 7. Further, the imprinting apparatus 100 holds the patterned substrate 7 and brings the mold 3 and the uncured resin layer formed on the patterned substrate 7 into contact with each other or releases the mold, and further, the mold 3 and the pattern are formed. It has an XYZ θ-axis movable stage 111 for moving the patterned substrate 7 in order to align with the attached substrate 7. Further, the imprint device 100 includes an ultraviolet irradiation device 105 for curing the ultraviolet curable resin composition, a fluorescence field image of the mold side alignment mark 31 and the substrate side alignment mark 71 of the mold 3, and the mold side moire mark 33 and the substrate side moire. It has a fluorescence microscope apparatus 103 that acquires a moire fringe fluorescence field image based on the mark 73. Further, the imprint device 100 has a control device 101 that controls a coating device 109, an XYZ θ-axis movable stage 111, an ultraviolet irradiation device 105, and a fluorescence microscope device 103, and calculates misalignment from an image.

蛍光顕微鏡装置103は、固定ステージ107とXYZθ軸可動ステージ111との間隔が所定値の中央部と、固定ステージ107とXYZθ軸可動ステージ111との間隔が中央部よりも狭いアライメントマーク部およびモアレマーク部の少なくとも3つの位置に移動可能に構成されている。 Fluorescence microscope apparatus 103 includes a central portion and smaller than the distance between the fixed stage 107 and XYZθ axis movable stage 111 is the central portion alignment mark areas Contact and moire intervals predetermined value between the fixed stage 107 and XYZθ axis movable stage 111 It is configured to be movable to at least three positions of the mark portion.

制御装置101は、モールド3とパターン付基板7との間で、パターン付基板7に塗布された紫外線硬化型樹脂組成物を延展させて紫外線硬化型樹脂組成物で形成された紫外線硬化型樹脂組成物層が形成されるように、転写領域32および被転写領域72との間からアライメントマーク部が設けられた領域およびモアレマーク部が設けられた領域にXYZθ軸可動ステージ111の移動を制御する。また、制御装置101は、蛍光視野画像の蛍光強度分布に基づいてモールド側アライメントマーク31と基板側アライメントマーク71のX方向、Y方向およびθ方向の第一ミスアライメントを取得してXYZθ軸可動ステージ111を第一ミスアライメントが少なくなるX方向、Y方向およびθ方向の少なくともいずれかに移動させる。また、制御装置101は、モアレ縞蛍光視野画像の蛍光強度に基づいてモールド側モアレマーク33と基板側モアレマーク73のX方向およびY方向の第二ミスアライメントを取得してXYZθ軸可動ステージ111を第二ミスアライメントが少なくなるX方向およびY方向の少なくともいずれか一方に移動させる。さらに、制御装置101は、硬化樹脂層が形成された後にモールド3が硬化樹脂層から剥離されるように、XYZθ軸可動ステージ111をZ方向に移動させて固定ステージ107との間隔が広がるように制御する。 The control device 101 spreads the ultraviolet curable resin composition applied to the patterned substrate 7 between the mold 3 and the patterned substrate 7, and forms an ultraviolet curable resin composition with the ultraviolet curable resin composition. as things layer is formed, the movement of XYZθ axis movable stage 111 realm either et alignment mark portion between is provided realm Contact and moiré mark portion provided in the transfer region 32 and the transfer region 72 To control. Further, the control device 101 acquires the first misalignment of the mold-side alignment mark 31 and the substrate-side alignment mark 71 in the X-direction, Y-direction, and θ-direction based on the fluorescence intensity distribution of the fluorescence field image, and the XYZ θ-axis movable stage. The 111 is moved to at least one of the X direction, the Y direction, and the θ direction in which the first misalignment is reduced. Further, the control device 101 acquires the second misalignment of the moiré mark 33 on the mold side and the moiré mark 73 on the substrate side in the X and Y directions based on the fluorescence intensity of the moiré fringe fluorescence field image, and sets the XYZ θ-axis movable stage 111. The second misalignment is reduced in at least one of the X direction and the Y direction. Further, the control device 101 moves the XYZ θ-axis movable stage 111 in the Z direction so that the mold 3 is peeled off from the cured resin layer after the cured resin layer is formed so that the distance from the fixed stage 107 is widened. Control.

インプリント装置100は、これらの装置101〜111を具備し、モールド3とパターン付基板7との位置合わせおよびインプリントを行う装置である。 The imprint device 100 includes these devices 101 to 111, and is a device that aligns and imprints the mold 3 and the patterned substrate 7.

さらに、インプリント装置100は、暗視野反射型光学顕微鏡装置(不図示)を有していてもよい。この場合、インプリント装置100は、蛍光顕微鏡装置103、暗視野反射型光学顕微鏡および紫外線照射装置105を入れ替えてモールド3上に配置できる装置となるように構成される。 Further, the imprint device 100 may include a dark field reflection type optical microscope device (not shown). In this case, the imprint device 100 is configured so that the fluorescence microscope device 103, the dark field reflection type optical microscope, and the ultraviolet irradiation device 105 can be interchanged and arranged on the mold 3.

また、インプリント装置100は、暗視野反射型光学顕微鏡装置と蛍光顕微鏡装置とを兼ねた光学系を有する蛍光顕微鏡装置とすることもできる。図12は、そのような2つの顕微鏡装置を兼ねる光学系を有する蛍光顕微鏡装置に具備する観測システムの模式図である。
2つの顕微鏡装置を兼ねる光学系を有する蛍光顕微鏡装置は、図12(a)に示すような蛍光観測システム200と、図12(b)に示すような暗視野観測システム300とに切り替えが可能なシステムとなっている。図12(a)に示すように蛍光観測システム200は、光源201と、蛍光物質の励起に必要な波長の光を光源201から抽出する励起フィルタ203と、励起フィルタ203を透過した光が入射するダイクロイックミラー205と、ダイクロイックミラー205で反射した光を積層体1に集束する対物レンズ211とを有している。また、蛍光観測システム200は、積層体1から発光し対物レンズ211およびダイクロイックミラー205を透過した光からノイズを除去する蛍光フィルタ207と、蛍光フィルタ207を透過した光を検出する検出器209とを有している。ダイクロイックミラー205は、蛍光色素の励起に使用する波長の光を反射し、蛍光の波長の光を透過するように多層光学薄膜で作ることができる。
Further, the imprint device 100 may be a fluorescence microscope device having an optical system that also serves as a dark field reflection type optical microscope device and a fluorescence microscope device. FIG. 12 is a schematic view of an observation system provided in a fluorescence microscope device having an optical system that also serves as such two microscope devices.
The fluorescence microscope device having an optical system that also serves as two microscope devices can be switched between the fluorescence observation system 200 as shown in FIG. 12 (a) and the dark field observation system 300 as shown in FIG. 12 (b). It is a system. As shown in FIG. 12A, in the fluorescence observation system 200, the light source 201, the excitation filter 203 that extracts light having a wavelength necessary for exciting the fluorescent substance from the light source 201, and the light that has passed through the excitation filter 203 are incident. It has a dichroic mirror 205 and an objective lens 211 that focuses the light reflected by the dichroic mirror 205 on the laminate 1. Further, the fluorescence observation system 200 includes a fluorescence filter 207 that emits light from the laminate 1 and removes noise from the light transmitted through the objective lens 211 and the dichroic mirror 205, and a detector 209 that detects the light transmitted through the fluorescence filter 207. Have. The dichroic mirror 205 can be made of a multilayer optical thin film so as to reflect light having a wavelength used for exciting a fluorescent dye and transmit light having a wavelength of fluorescence.

また、暗視野観測システム300は、光源201と、光源201からの光を輪帯状の光に変換するリング絞り301と、リング絞り301を通過した光を積層体1側に反射する穴あきミラー303と、穴あきミラー303で反射した光を積層体1に集光する集光レンズ305と、積層体1で反射した光を検出する検出器209とを有している。光源201及び検出器209は、蛍光観測システム200および暗視野観測システム300で共用されている。 Further, the dark field observation system 300 includes a light source 201, a ring aperture 301 that converts the light from the light source 201 into a ring-shaped light, and a perforated mirror 303 that reflects the light that has passed through the ring aperture 301 toward the laminated body 1. It also has a condensing lens 305 that collects the light reflected by the perforated mirror 303 on the laminated body 1, and a detector 209 that detects the light reflected by the laminated body 1. The light source 201 and the detector 209 are shared by the fluorescence observation system 200 and the dark field observation system 300.

本実施形態によるインプリント装置100によれば、モールド、基板、樹脂の屈折率、アライメントマークの溝深さに制限がなく、また、100nmから1000nmの線幅のアライメントマークを識別し、かつモアレ縞を用いて高いアライメント精度でモールド3とパターン付基板7とを位置合わせし、インプリントすることが可能となる。また、本実施形態によるインプリント装置100は、温湿度の制御をしなくても高いアライメント精度でモールド3とパターン付基板7とを位置合わせし、インプリントすることが可能となる。 According to the imprinting apparatus 100 according to the present embodiment, there are no restrictions on the refractive index of the mold, the substrate, the resin, and the groove depth of the alignment mark, the alignment mark having a line width of 100 nm to 1000 nm can be identified, and the moire fringes. The mold 3 and the patterned substrate 7 can be aligned and imprinted with high alignment accuracy. Further, the imprinting apparatus 100 according to the present embodiment can align the mold 3 and the patterned substrate 7 with high alignment accuracy and imprint without controlling the temperature and humidity.

(実施例)
以下、実施例を用いて、本実施形態をさらに具体的に説明する。
モールドとして、縦25mm、横25mm、厚さ1mmのシリカ基板上に、線幅500nm、深さ100nmの十字状の凹状を有するモールド側アライメントマークを有する透明な硬化樹脂層が形成された透明な積層体を用意した。ここで、透明な硬化樹脂層は、ラジカル重合型モノマーglycerol 1,3−diglycerolate diacrylateと光重合開始剤Irgacure907が質量比95:5となる紫外線硬化型樹脂組成物を光硬化させて作製した層である。モールドは(tridecafluoro−1,1,2,2−tetrahydrooctyl)trimethoxysilaneで離型処理した。モールド側アライメントマークは、図2に示すのと同様に仮想正方形の角に相当する位置に4つ形成されている。隣り合うモールド側アライメントマークの中心(十字状の交差部)間距離は、140μmである。また、モールド側モアレマークは、モールドの直交する2つの端辺に沿って形成されている。モールド側モアレマークに設けられた第一パターン部のピッチP1は4.4μmであり、線幅W1は2μmであり、第二パターン部のピッチP2は4μmであり、線幅W2は2μmである。なお、本実施例では、モールドの転写領域に転写パターンは形成されていない。
(Example)
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to Examples.
As a mold, a transparent laminated resin layer having a mold-side alignment mark having a cross-shaped concave shape having a line width of 500 nm and a depth of 100 nm is formed on a silica substrate having a length of 25 mm, a width of 25 mm, and a thickness of 1 mm. I prepared my body. Here, the transparent cured resin layer is a layer prepared by photocuring a UV-curable resin composition in which the radical polymerization type monomer glycerol 1,3-digycerolate diacrylate and the photopolymerization initiator Irgacure907 have a mass ratio of 95: 5. is there. The mold was released with (tridecafluoro-1,1,2,2-ttrahydrooctyl) trimethoxysilane. As shown in FIG. 2, four mold-side alignment marks are formed at positions corresponding to the corners of the virtual square. The distance between the centers of adjacent mold-side alignment marks (cross-shaped intersections) is 140 μm. Further, the moiré mark on the mold side is formed along two orthogonal ends of the mold. The pitch P1 of the first pattern portion provided on the moiré mark on the mold side is 4.4 μm, the line width W1 is 2 μm, the pitch P2 of the second pattern portion is 4 μm, and the line width W2 is 2 μm. In this embodiment, no transfer pattern is formed in the transfer region of the mold.

次に、パターン付基板として、縦7mm、横7mm、厚さ0.525mmのシリコン基板上に、線幅500nm、深さ100nmの十字状の凹状を有する基板側アライメントマークを有する硬化樹脂層が形成された積層体を用意した。基板側アライメントマークは、パターン付基板にモールドを重ね合わせたときに、モールド側アライメントマークと重なり合うように、150μm角の四隅に対応する位置に形成されている。また、基板側モアレマークは、パターン付基板にモールドを重ね合わせたときに、モールド側モアレマークと重なり合うように、パターン付基板の直交する2つの端辺に沿って設けられている。基板側モアレマークに設けられた第一パターン部のピッチP1は4.4μmであり、線幅W1は2μmであり、第二パターン部のピッチP2は4.0μであり、線幅W2は2μmである。ここで、硬化樹脂層は、ラジカル重合型モノマーbisphenol A glycerolate dimethacrylateと光重合開始剤Irgacure907が質量比95:5となる紫外線硬化型組成物を光硬化させて作製した層である。 Next, as a patterned substrate, a cured resin layer having a cross-shaped concave shape having a line width of 500 nm and a depth of 100 nm and having a substrate-side alignment mark is formed on a silicon substrate having a length of 7 mm, a width of 7 mm, and a thickness of 0.525 mm. A laminated body was prepared. The substrate-side alignment marks are formed at positions corresponding to the four corners of a 150 μm square so as to overlap the mold-side alignment marks when the mold is superposed on the patterned substrate. Further, the moiré mark on the substrate side is provided along two orthogonal ends of the patterned substrate so as to overlap the moiré mark on the mold side when the mold is superposed on the patterned substrate. The pitch P1 of the first pattern portion provided on the moiré mark on the substrate side is 4.4 μm, the line width W1 is 2 μm, the pitch P2 of the second pattern portion is 4.0 μm, and the line width W2 is 2 μm. is there. Here, the cured resin layer is a layer prepared by photocuring an ultraviolet curable composition in which a radical polymerization type monomer bisphenol A glycerlate dimethacrylate and a photopolymerization initiator Irgacure907 have a mass ratio of 95: 5.

次に、蛍光色素を含む紫外線硬化型樹脂組成物として、ラジカル重合モノマーglycerol 1,3−diglycerolate diacrylate、光重合開始剤Irgacure907、蛍光色素rhodamine 6G−BF4を質量比95:5:0.05で混合し、溶剤1−methoxy−2−propanolで希釈した組成物を用意した。溶剤除去後のこの紫外線硬化型樹脂組成物の粘度は、12950mPa・sであった。 Next, as an ultraviolet curable resin composition containing a fluorescent dye, a radical polymerization monomer glycerol 1,3-diglycerate dialclylate, a photopolymerization initiator Irgacure907, and a fluorescent dye rhodamine 6G-BF4 are mixed at a mass ratio of 95: 5: 0.05. Then, a composition diluted with the solvent 1-methoxy-2-propanol was prepared. The viscosity of this ultraviolet curable resin composition after removing the solvent was 12950 mPa · s.

まず、パターン付基板上に蛍光色素を含む紫外線硬化型樹脂組成物をスピンコートで塗布し、インプリント装置のXYZθ軸可動ステージ上に固定した。パターン付基板は、位置合わせ時にXYZθ軸可動ステージを移動させる際にXYZθ軸可動ステージに対してずれない程度に固定されている。なお、本実施例では、図10に示す塗布装置109ではなく、スピンコート装置を用いて紫外線硬化型樹脂組成物を塗布した。次に、モールドを固定ステージに固定した。モールドは、パターン付基板に対面させたときに固定ステージから落下しない程度の強さで固定ステージに固定されている。なお、パターン付基板をXYZθ軸可動ステージに固定する方法と、モールドを固定ステージに固定する方法は、インプリントが終了した後に、パターン付基板及びモールドを各ステージから容易に取り外せる方法であれば、特に制限されない。 First, an ultraviolet curable resin composition containing a fluorescent dye was applied by spin coating on a patterned substrate and fixed on an XYZ θ-axis movable stage of an imprinting apparatus. The patterned substrate is fixed to such an extent that it does not shift with respect to the XYZθ-axis movable stage when the XYZθ-axis movable stage is moved during alignment. In this embodiment, the ultraviolet curable resin composition was applied using a spin coating device instead of the coating device 109 shown in FIG. Next, the mold was fixed to the fixing stage. The mold is fixed to the fixed stage with a strength that does not drop from the fixed stage when faced with the patterned substrate. The method of fixing the patterned substrate to the XYZθ-axis movable stage and the method of fixing the mold to the fixed stage are as long as the patterned substrate and the mold can be easily removed from each stage after the imprint is completed. There are no particular restrictions.

バブル欠陥の発生防止を目的とした凝縮性ガスであるPFP(ペンタフルオロプロパン)雰囲気下でXYZθ軸可動ステージを用いて紫外線硬化型樹脂組成物を塗布したパターン付き基板をZ軸方向(パターン付基板を基準にモールドが配置されている方向)に上昇させ、パターン付基板上の紫外線硬化型樹脂組成物をモールドと接触させ、蛍光顕微鏡装置を暗視野反射観測システム用の光学系に設定して暗視野観察を行いながら、アライメントマークが識別できなくなるまでZ軸を調整し、アライメントマークに光硬化性蛍光組成物が気泡なしに充填されたことを確認した。充填完了時の紫外線硬化型蛍光組成物で形成された層の厚みは約300nmである。 A patterned substrate coated with an ultraviolet curable resin composition using an XYZ θ-axis movable stage in a PFP (pentafluoropropane) atmosphere, which is a condensing gas for the purpose of preventing the occurrence of bubble defects, is placed in the Z-axis direction (patterned substrate). The UV curable resin composition on the patterned substrate is brought into contact with the mold, and the fluorescence microscope device is set as the optical system for the dark field reflection observation system to darken it. While observing the field, the Z-axis was adjusted until the alignment mark could not be identified, and it was confirmed that the alignment mark was filled with the photocurable fluorescent composition without bubbles. The thickness of the layer formed of the ultraviolet curable fluorescent composition at the completion of filling is about 300 nm.

次に、蛍光顕微鏡装置を蛍光視野観測システム用の光学系に切り替えて、モールド側アライメントマークおよび基板側アライメントマークを包含する蛍光視野画像を取得した。図示は省略するが、暗視野視野画像では識別できていないアライメントマークは、蛍光視野画像では容易に識別できた。また、蛍光視野画像をスキャンすることにより、蛍光強度の特性が取得できた。取得した蛍光強度を用いて、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークの相対的な位置情報を取得した。取得した位置情報に基づいて、流動性をもった状態でモールドとパターン付基板とを位置合わせした。 Next, the fluorescence microscope device was switched to the optical system for the fluorescence field observation system, and a fluorescence field image including the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark was acquired. Although not shown, alignment marks that could not be identified in the darkfield field image could be easily identified in the fluorescence field image. In addition, the fluorescence intensity characteristics could be obtained by scanning the fluorescence field image. Using the acquired fluorescence intensity, the relative position information of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark was acquired. Based on the acquired position information, the mold and the patterned substrate were aligned with each other in a fluid state.

次に、蛍光視野観測システム用の光学系に切り替えた蛍光顕微鏡装置を用いてモアレマーク部において発生している蛍光モアレ縞を観察し、モアレ縞蛍光視野画像を撮像した。撮像したモアレ縞蛍光視野画像をスキャンすることにより、蛍光モアレ縞の濃淡値の特性が取得できた。取得した蛍光モアレ縞の濃淡値を用いて、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークの相対的な位置情報を取得した。取得した位置情報に基づいて、流動性をもった状態でモールドとパターン付基板とを位置合わせした。 Next, the fluorescence moire fringes generated in the moire mark portion were observed using a fluorescence microscope apparatus switched to the optical system for the fluorescence field observation system, and a moire fringe fluorescence field image was taken. By scanning the captured moiré fringe fluorescence field image, the characteristics of the shading value of the moiré fringe could be obtained. Using the obtained light and shade values of the fluorescent moire fringes, the relative position information of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark was acquired. Based on the acquired position information, the mold and the patterned substrate were aligned with each other in a fluid state.

最後に、波長365nmの紫外線照射にて紫外線硬化型樹脂組成物層を硬化させて硬化樹脂層とし、モールドと該硬化樹脂層との間で離型させた。
以上、上述の実施例では、線幅500nm、深さ100nmのアライメントマークであり、モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークのX方向及びY方向の間隔は5μmで設計されたものを用いた例である。
Finally, the ultraviolet curable resin composition layer was cured by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm to obtain a cured resin layer, and the mold was released between the mold and the cured resin layer.
As described above, in the above-described embodiment, the alignment marks having a line width of 500 nm and a depth of 100 nm are used, and the distance between the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark in the X and Y directions is designed to be 5 μm. is there.

ここで、アライメントマークのサイズについては、線幅は非特許文献1に記載されている通り、100nmでも良好な識別が可能であり、さらに微細にしてもよい。また、アライメントマークの深さは、100nm未満でも蛍光強度と厚みに相関があるため、さらに深さを浅くしてもよい。モールド側アライメントマークと基板側アライメントマークの間隔は、線幅100nmの場合、1000nmまで間隔を狭めることは可能である。 Here, regarding the size of the alignment mark, as described in Non-Patent Document 1, good identification is possible even at 100 nm, and the line width may be made finer. Further, even if the depth of the alignment mark is less than 100 nm, there is a correlation between the fluorescence intensity and the thickness, so that the depth may be further reduced. When the line width is 100 nm, the distance between the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark can be narrowed to 1000 nm.

また、ラジカル重合モノマーは、glycerol 1,6−diglycerolate diacrylate(粘度6mPa・s)、またはglycerol 1,10−diglycerolate diacrylate(粘度10mPa・s)であっても、上述と同等の結果が得られた。 Further, even if the radical polymerization monomer was glycerol 1,6-diglycerlate diacrylate (viscosity 6 mPa · s) or glycerol 1,10-diglycerlate diacrylate (viscosity 10 mPa · s), the same results as described above were obtained.

(変形例1)
本実施形態の変形例1における積層体について図13を用いて説明する。なお、図1に示す積層体1と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
(Modification example 1)
The laminated body in the first modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. The components having the same functions and functions as those of the laminated body 1 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図13(a)および図13(b)に示すように、本実施形態の変形例1における積層体10は、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク31、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマーク33を含む透明なモールド30を備えている。また、積層体10は、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物で形成された樹脂組成物層5を備えている。さらに、積層体10は、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク71、および凸状または凹状を有する基板側モアレマーク73を含むパターン付基板70を備えている。積層体10は、モールド3、樹脂組成物層5およびパターン付基板7をこの順に積層した構成を有している。 As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the laminate 10 in the first modification of the present embodiment has a mold-side alignment mark 31 having a convex or concave shape and a mold-side having a convex or concave shape. A transparent mold 30 including a moire mark 33 is provided. Further, the laminate 10 includes a resin composition layer 5 formed of a resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity. Further, the laminate 10 includes a patterned substrate 70 including a substrate-side alignment mark 71 having a convex or concave shape and a substrate-side moire mark 73 having a convex or concave shape. The laminated body 10 has a structure in which the mold 3, the resin composition layer 5, and the patterned substrate 7 are laminated in this order.

モールド30は、上記実施形態におけるモールド3と異なり、モールド30の4つの端辺のそれぞれに沿って設けられたモールド側モアレマーク33を有している。各端辺に沿ってそれぞれ設けられたモールド側モアレマーク33は、200nmから20μmのピッチP1で並列して配置されて線幅W1が100nmから10μmの複数の第一パターン部331と、200nmから20μmのピッチP2で並列して配置されて線幅W2が100nmから10μmの複数の第二パターン部332とを有している。転写領域32を挟んで対向配置された複数の第一パターン部331同士は、転写領域32の中心を対称軸として点対称となるように配置されている。転写領域32を挟んで対向配置された複数の第一パターン部331同士は、転写領域32の中心を対称軸として点対称となるように配置されている。 Unlike the mold 3 in the above embodiment, the mold 30 has a mold-side moire mark 33 provided along each of the four end sides of the mold 30. The mold-side moire marks 33 provided along each end side are arranged in parallel at a pitch P1 of 200 nm to 20 μm, and a plurality of first pattern portions 331 having a line width W1 of 100 nm to 10 μm and 200 nm to 20 μm. It is arranged in parallel at the pitch P2 of the above, and has a plurality of second pattern portions 332 having a line width W2 of 100 nm to 10 μm. The plurality of first pattern portions 331 that are arranged to face each other with the transfer region 32 interposed therebetween are arranged so as to be point-symmetrical with the center of the transfer region 32 as the axis of symmetry. The plurality of first pattern portions 331 that are arranged to face each other with the transfer region 32 interposed therebetween are arranged so as to be point-symmetrical with the center of the transfer region 32 as the axis of symmetry.

パターン付基板70は、上記実施形態におけるパターン付基板7と異なり、パターン付基板70の4つの端辺のそれぞれに沿って設けられた基板側モアレマーク73を有している。各端辺に沿ってそれぞれ設けられた基板側モアレマーク73は、200nmから20μmのピッチP1で並列して配置されて線幅W1が100nmから10μmの複数の第一パターン部731と、200nmから20μmのピッチP2で並列して配置されて線幅W2が100nmから10μmの複数の第二パターン部732とを有している。被転写領域72を挟んで対向配置された複数の第一パターン部731同士は、被転写領域72の中心を対称軸として点対称となるように配置されている。被転写領域72を挟んで対向配置された複数の第二パターン部732同士は、被転写領域72中心を対称軸として点対称となるように配置されている。 Unlike the patterned substrate 7 in the above embodiment, the patterned substrate 70 has a moiré mark 73 on the substrate side provided along each of the four end sides of the patterned substrate 70. The moiré marks 73 on the substrate side provided along each end side are arranged in parallel at a pitch P1 of 200 nm to 20 μm, and a plurality of first pattern portions 731 having a line width W1 of 100 nm to 10 μm and 200 nm to 20 μm. It is arranged in parallel at the pitch P2 of the above, and has a plurality of second pattern portions 732 having a line width W2 of 100 nm to 10 μm. The plurality of first pattern portions 731 that are arranged so as to face each other with the transferred region 72 interposed therebetween are arranged so as to be point-symmetrical with the center of the transferred region 72 as the axis of symmetry. The plurality of second pattern portions 732 arranged so as to face each other with the transferred region 72 interposed therebetween are arranged so as to be point-symmetrical with the center of the transferred region 72 as the axis of symmetry.

本変形例におけるモールド30は、4つの端辺にそれぞれ沿うモールド側モアレマーク33を有している。また、本変形例におけるパターン付基板70は、4つの端辺にそれぞれ沿う基板側モアレマーク73を有している。これにより、本変形例では、モアレ縞蛍光視野画像を用いて、パターン付基板70の主面に平行な面内における回転方向のミスアライメントを検出し、アライメントマークの線幅未満のミスアライメントを検出してモールド30およびパターン付基板70を位置合わせすることができる。図13中の上側のモアレマークに基づくモアレ縞蛍光視野画像より例えばXの正方向の第二ミスアライメントdX2+を取得し、下側のモアレマークに基づくモアレ蛍光視野画像より例えばXの負方向の第二ミスアライメントdX2−を取得する。また、図13中の左側のモアレマークに基づくモアレ縞蛍光視野画像より例えばYの正方向の第二ミスアライメントdY2+を取得し、右側のモアレマークに基づくモアレ蛍光視野画像より例えばYの負方向の第二ミスアライメントdY2−を取得する。取得された第二ミスアライメントdX2+および第二ミスアライメントdX2−と、取得された第二ミスアライメントdY2+および第二ミスアライメントdY2−とに基づいて、θ方向の第二ミスアライメントdθ2を取得することができる。 The mold 30 in this modification has mold-side moire marks 33 along the four end sides, respectively. Further, the patterned substrate 70 in this modification has a moiré mark 73 on the substrate side along each of the four end edges. As a result, in this modification, misalignment in the rotation direction in the plane parallel to the main surface of the patterned substrate 70 is detected by using the moire fringe fluorescent field image, and misalignment less than the line width of the alignment mark is detected. The mold 30 and the patterned substrate 70 can be aligned with each other. For example, the second misalignment dX2 + in the positive direction of X is acquired from the moire fringe fluorescence field image based on the upper moire mark in FIG. 13, and the second misalignment dX2 + in the negative direction of X, for example, is obtained from the moire fluorescence field image based on the lower moire mark. Two misalignment dX2- is acquired. Further, for example, the second misalignment dY2 + in the positive direction of Y is acquired from the moire fringe fluorescence field image based on the left moire mark in FIG. 13, and the second misalignment dY2 + in the positive direction of Y is obtained from the moire fluorescence field image based on the moire mark on the right side, for example, in the negative direction of Y. Acquire the second misalignment dY2-. It is possible to acquire the second misalignment dθ2 in the θ direction based on the acquired second misalignment dX2 + and the second misalignment dX2- and the acquired second misalignment dY2 + and the second misalignment dY2-. it can.

(変形例2)
本実施形態の変形例2におけるモールドおよびパターン付基板について図14を用いて説明する。
図14(a)に示すように、本変形例におけるモールドは、上記実施形態におけるモールド3と同様に、凸状または凹状を有し平面視で十字状のモールド側アライメントマーク31を有している。一方、図14(b)に示すように、本変形例におけるパターン付基板は、凸状または凹状を有し平面視で4つのL字状部を一組にした基板側アライメントマーク76を有している。
(Modification 2)
The mold and the patterned substrate in the second modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 14A, the mold in the present modification has a convex or concave shape and a cross-shaped mold side alignment mark 31 in a plan view, similarly to the mold 3 in the above embodiment. .. On the other hand, as shown in FIG. 14B, the patterned substrate in this modification has a convex or concave shape and has a substrate-side alignment mark 76 in which four L-shaped portions are paired in a plan view. ing.

パターン付基板の主面に平行な面内で回転した状態でモールドがパターン基板に重ね合わされると、図14(c)中の太矢印の左側に示すように、モールド側アライメントマーク31は、この面内において基板側アライメントマーク76に対して回転(図14(c)では左回り(反時計回り))して重ね合わされる。本変形例においても、上述の第一の方法または第二の方法を用いることにより、図14(c)中の太矢印の右側に示すように、モールド側アライメントマーク31を基板側アライメントマーク76を構成する4つのL字状部の間に配置することができる。その後、蛍光モアレ縞を用いることにより、モールド側アライメントマーク31を基板側アライメントマーク76を構成する4つのL字状部の間のほぼ中央に配置することができる。 When the mold is superposed on the pattern substrate in a state of being rotated in a plane parallel to the main surface of the patterned substrate, the mold side alignment mark 31 becomes this as shown on the left side of the thick arrow in FIG. 14 (c). It is rotated in the plane with respect to the alignment mark 76 on the substrate side (counterclockwise in FIG. 14C) and superposed. Also in this modification, by using the above-mentioned first method or the second method, as shown on the right side of the thick arrow in FIG. 14 (c), the mold side alignment mark 31 is replaced with the substrate side alignment mark 76. It can be arranged between the four L-shaped portions that constitute it. After that, by using the fluorescent moire fringes, the mold-side alignment mark 31 can be arranged substantially in the center between the four L-shaped portions constituting the substrate-side alignment mark 76.

本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施形態では、第一パターン部および第二パターン部が重ね合わされた2つの列にそれぞれに生じる蛍光モアレ縞を用いて第二ミスアライメントを検出しているが、本発明はこれに限られない。例えば、第一パターン部および第二パターン部が重ね合わされた1つの列に生じる蛍光モアレ縞と、設計値に基づく蛍光モアレ縞とを比較して得られるひずみがゼロとなるように調整しても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
The present invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways.
In the above embodiment, the second misalignment is detected by using the fluorescent moire fringes generated in each of the two rows in which the first pattern portion and the second pattern portion are overlapped, but the present invention is not limited to this. .. For example, even if the strain obtained by comparing the fluorescent moiré fringes generated in one row in which the first pattern portion and the second pattern portion are overlapped with the fluorescent moiré fringes based on the design value is adjusted to be zero. , The same effect as that of the above embodiment can be obtained.

また、モールド側アライメントマークおよび基板側アライメントマークの形状は、上記実施形態および変形例2における形状に限定されずに、種々のアライメントマークの形状が使用できる。 Further, the shapes of the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark are not limited to the shapes in the above-described embodiment and the second modification, and various alignment mark shapes can be used.

上記の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The above-described embodiment exemplifies an apparatus or method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention specifies the material, shape, structure, arrangement, etc. of the component parts. Not something to do. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims stated in the claims.

本発明の方法及び装置は、半導体装置製造、プリント配線板製造に使用できる。 The method and apparatus of the present invention can be used for manufacturing semiconductor devices and printed wiring boards.

1,10 積層体
3,30 モールド
5 樹脂組成物層
7,70 パターン付基板
31 モールド側アライメントマーク
32 転写領域
33 モールド側モアレマーク
71,76 基板側アライメントマーク
72 被転写領域
73 基板側モアレマーク
75 凹凸構造
100 インプリント装置
103 蛍光顕微鏡装置
105 紫外線照射装置
107 固定ステージ
109 塗布装置
111 XYZθ軸可動ステージ
331,731 第一パターン部
332,732 第二パターン部
1,10 Laminated body 3,30 Mold 5 Resin composition layer 7,70 Patterned substrate 31 Mold side alignment mark 32 Transfer area 33 Mold side moire mark 71,76 Substrate side alignment mark 72 Transfer area 73 Substrate side moire mark 75 Concavo-convex structure 100 Imprint device 103 Fluorescence microscope device 105 Ultraviolet irradiation device 107 Fixed stage 109 Coating device 111 XYZ θ-axis movable stage 331,731 First pattern part 332,732 Second pattern part

Claims (11)

凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドと、蛍光色素を含み流動性を有する樹脂組成物で形成された樹脂組成物層と、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凹状または凸状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板とをこの順に積層する積層工程と、
前記樹脂組成物層の局所的な厚みの差異に基づく蛍光強度の局所的な差異により前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第一ミスアライメントを検出する第一検出工程と、
検出された第一ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第一アライメント工程と、
前記樹脂組成物層、前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞に基づいて前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第二ミスアライメントを検出する第二検出工程と、
検出された第二ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第二アライメント工程と
を備える位置合わせ方法。
A mold containing a mold-side alignment mark having a convex or concave shape and a mold-side moire mark having a convex or concave shape, a resin composition layer formed of a resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity, and a convex shape. Alternatively, a laminating step of laminating a patterned substrate including a concave-shaped substrate-side alignment mark and a concave-shaped or convex-shaped substrate-side moire mark in this order,
A first detection step of detecting the first misalignment of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark by a local difference in fluorescence intensity based on a local difference in the thickness of the resin composition layer.
A first alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in a direction that reduces the detected first misalignment.
A second detection step of detecting a second misalignment of the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark based on the fluorescent moire fringes generated by the resin composition layer, the mold-side moire mark, and the substrate-side moire mark.
A positioning method comprising a second alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in a direction that reduces the detected second misalignment.
前記モールド側アライメントマーク、または前記基板側アライメントマークの線幅が100nm〜1000nmの範囲内である請求項1記載の位置合わせ方法。 The alignment method according to claim 1, wherein the line width of the mold-side alignment mark or the substrate-side alignment mark is in the range of 100 nm to 1000 nm. 前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークは、
200nmから20μmのピッチで並列して配置されて線幅が100nmから10μmの複数の第一パターン部と、
200nmから20μmのピッチで並列して配置されて線幅が100nmから10μmの複数の第二パターン部と
を有する
請求項1または2に記載の位置合わせ方法。
The mold-side moire mark and the substrate-side moire mark are
A plurality of first pattern portions arranged in parallel at a pitch of 200 nm to 20 μm and having a line width of 100 nm to 10 μm.
The alignment method according to claim 1 or 2, which is arranged in parallel at a pitch of 200 nm to 20 μm and has a plurality of second pattern portions having a line width of 100 nm to 10 μm.
前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークは、
前記複数の第一パターン部の前記ピッチと、前記複数の第二パターン部の前記ピッチとの差が、20nmから2μmである、
請求項3記載の位置合わせ方法。
The mold-side moire mark and the substrate-side moire mark are
The difference between the pitch of the plurality of first pattern portions and the pitch of the plurality of second pattern portions is 20 nm to 2 μm.
The alignment method according to claim 3.
凹凸パターンを有する転写領域、凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドと、蛍光色素を含み流動性を有する硬化性樹脂組成物で形成された硬化性樹脂組成物層と、被転写領域、凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凸状または凹状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板とをこの順に積層する積層工程と、
前記硬化性樹脂組成物層の局所的な厚みの差異に基づく蛍光強度の局所的な差異によりモールド側アライメントマークと基板側アライメントマークの第一ミスアライメントを検出する第一検出工程と、
検出されたミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第一アライメント工程と、
前記硬化性樹脂組成物層、前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞に基づいて前記モールド側アライメントマークと前記基板側アライメントマークの第二ミスアライメントを検出する第二検出工程と、
検出された第二ミスアライメントを小さくする方向に前記モールドに対して前記パターン付基板を相対的に移動させる第二アライメント工程と、
前記硬化性樹脂組成物層を硬化させて硬化樹脂層を形成する硬化樹脂形成工程と、
前記モールドを前記硬化樹脂層から剥離する剥離工程と
を備えるインプリント方法。
It is formed of a mold containing a transfer region having an uneven pattern, a mold-side alignment mark having a convex or concave shape, and a mold-side moire mark having a convex or concave shape, and a curable resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity. A laminating step of laminating a cured resin composition layer and a patterned substrate including a transferred region, a substrate-side alignment mark having a convex or concave shape, and a substrate-side moire mark having a convex or concave shape in this order.
The first detection step of detecting the first misalignment of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark by the local difference in fluorescence intensity based on the local difference in the thickness of the curable resin composition layer.
A first alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in a direction that reduces the detected misalignment.
A second detection step of detecting a second misalignment of the mold side alignment mark and the substrate side alignment mark based on the fluorescent moire fringes generated by the curable resin composition layer, the mold side moire mark and the substrate side moire mark. When,
A second alignment step of moving the patterned substrate relative to the mold in a direction that reduces the detected second misalignment.
A curing resin forming step of curing the curable resin composition layer to form a cured resin layer,
An imprint method comprising a peeling step of peeling the mold from the cured resin layer.
前記積層工程と前記第一検出工程との間に、アライメントマーク部およびモアレマーク部近傍への前記硬化性樹脂組成物層の充填状態を暗視野の光学顕微鏡で観察する検査工程を含む請求項5記載のインプリント方法。 5. A claim 5 including an inspection step of observing the filling state of the curable resin composition layer in the vicinity of the alignment mark portion and the moire mark portion with an optical microscope in a dark field between the laminating step and the first detection step. The described imprint method. 前記モールド側アライメントマーク、または前記基板側アライメントマークの線幅が100nm〜1000nmの範囲内である請求項5または6に記載のインプリント方法。 The imprint method according to claim 5 or 6, wherein the line width of the mold-side alignment mark or the substrate-side alignment mark is in the range of 100 nm to 1000 nm. 前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークは、
200nmから20μmのピッチで並列して配置されて線幅が100nmから10μmの複数の第一パターン部と、
200nmから20μmのピッチで並列して配置されて線幅が100nmから10μmの複数の第一パターン部と
を有する
請求項6または7に記載のインプリント方法。
The mold-side moire mark and the substrate-side moire mark are
A plurality of first pattern portions arranged in parallel at a pitch of 200 nm to 20 μm and having a line width of 100 nm to 10 μm.
The imprint method according to claim 6 or 7, which is arranged in parallel at a pitch of 200 nm to 20 μm and has a plurality of first pattern portions having a line width of 100 nm to 10 μm.
凸状または凹状を有するモールド側アライメントマーク、および凸状または凹状を有するモールド側モアレマークを含むモールドが固定される固定ステージと、
凸状または凹状を有する基板側アライメントマーク、および凸状または凹状を有する基板側モアレマークを含むパターン付基板が固定されるXYZθ軸可動ステージと、
蛍光色素を含み流動性を有する紫外線硬化型樹脂組成物を前記パターン付基板上に塗布して形成された樹脂だまりに前記モールドが最初に接触する第一の位置と、第二の位置と、第三の位置との少なくとも3つの位置に移動可能であって、前記第二の位置において前記モールド側アライメントマークおよび前記基板側アライメントマークを含む蛍光視野画像と、前記第三の位置において前記モールド側モアレマークおよび前記基板側モアレマークによって生じる蛍光モアレ縞を含むモアレ縞蛍光視野画像とを取得する蛍光顕微鏡装置と、
前記第二の位置および前記第三の位置において紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂組成物で形成された層を硬化して硬化樹脂層を形成する紫外線照射装置と、
前記パターン付基板に塗布された前記紫外線硬化型樹脂組成物を前記モールドと前記パターン付基板との間で前記第一の位置から前記第二の位置および前記第三の位置まで延展させて紫外線硬化型樹脂組成物層が形成されるように前記XYZθ軸可動ステージの移動を制御し、かつ前記蛍光視野画像の蛍光強度分布に基づいて前記XYZθ軸可動ステージを第一ミスアライメントが少なくなるX方向、Y方向およびθ方向の少なくともいずれかに移動させ、さらに前記モアレ縞蛍光視野画像の濃淡値に基づいて前記XYZθ軸可動ステージを第二ミスアライメントが少なくなるX方向、Y方向およびθ方向の少なくともいずれかに移動させ、前記硬化樹脂層が形成された後に前記モールドが前記硬化樹脂層から剥離されるように前記XYZθ軸可動ステージのZ方向への移動を制御する制御装置と
を備えるインプリント装置。
A fixed stage on which the mold containing the convex or concave mold-side alignment marks and the convex or concave mold-side moire marks are fixed,
An XYZ θ-axis movable stage to which a patterned substrate including a convex or concave substrate-side alignment mark and a convex or concave substrate-side moire mark is fixed,
The first position, the second position, and the second position where the mold first contacts the resin pool formed by applying the ultraviolet curable resin composition containing a fluorescent dye and having fluidity on the patterned substrate. A fluorescence field image including the mold-side alignment mark and the substrate-side alignment mark at the second position and the mold-side moire at the third position, which can be moved to at least three positions with respect to the three positions. A fluorescence microscope apparatus for acquiring a moiré fringe fluorescence field image including a moiré fringe generated by the mark and the moiré mark on the substrate side, and a fluorescence microscope apparatus.
An ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays at the second position and the third position to cure the layer formed of the ultraviolet curable resin composition to form a cured resin layer.
The ultraviolet curable resin composition applied to the patterned substrate is extended from the first position to the second position and the third position between the mold and the patterned substrate to cure the ultraviolet rays. The movement of the XYZθ-axis movable stage is controlled so that the mold resin composition layer is formed, and the XYZθ-axis movable stage is moved in the X direction with less first misalignment based on the fluorescence intensity distribution of the fluorescence field image. The XYZ θ-axis movable stage is moved to at least one of the Y direction and the θ direction, and the XYZ θ-axis movable stage is moved to at least one of the X direction, the Y direction, and the θ direction based on the shading value of the moire fringe fluorescence field image. An imprint device including a control device that controls the movement of the XYZ θ-axis movable stage in the Z direction so that the mold is peeled off from the cured resin layer after the cured resin layer is formed.
前記蛍光顕微鏡装置は、蛍光観測システム用の光学系と暗視野反射観測システム用の光学系とを切り替え可能である
請求項9記載のインプリント装置。
The imprint device according to claim 9, wherein the fluorescence microscope device can switch between an optical system for a fluorescence observation system and an optical system for a dark field reflection observation system.
暗視野反射型光学顕微鏡装置をさらに備え、
前記暗視野反射型光学顕微鏡装置は、前記第二の位置において前記紫外線硬化型樹脂組成物層を観察する
請求項9または10に記載のインプリント装置。
Further equipped with a dark field reflection type optical microscope device,
The imprint device according to claim 9 or 10, wherein the dark field reflection type optical microscope device observes the ultraviolet curable resin composition layer at the second position.
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