專利名稱：圖案形成方法和模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及將模具上所形成的微細的凹凸圖案轉印到被轉印基片上的圖案形成方法以及其中所使用的模具。
背景技術：
近年來，半導體集成電路的微細化、集成化不斷發展，作為實現該微細加工的圖案轉印技術，光刻裝置的高精度化得以發展。但是，隨著加工方法接近曝光光源的波長，光刻技術也接近極限。為此，為了進一步實現微細化、高精度化，使用了作為一種電荷粒子線裝置的電子束描繪裝置，以代替光刻技術。
使用電子束的圖案形成與使用i線、受激準分子激光等光源的圖案形成中的總體曝光方法不同，由于采取描繪掩模圖案的方法，因此，具有描繪的圖案越多則越會花費曝光(描繪)時間，會在圖案形成中花費時間的缺點。由此，伴隨著存儲器容量256兆、1G、4G這樣地集成度飛躍地提高，其圖案形成時間也急劇增加，生產量顯著惡化也成問題。因此，為了電子束描繪裝置的高速化，開發了組合各種形狀的掩模，并對它們一起照射電子束，形成復雜形狀的電子束的總體圖形照射法。其結果是，雖然圖案進一步微細化，但是必然使得電子束描繪裝置大型化、復雜化，從而具有裝置成本變高的缺陷。
與此相對，作為以低成本執行微細圖案形成的技術，公知的有通過將具有與想要在基片上形成的圖案相同的圖案凹凸的模具對在被轉印基片表面上形成的樹脂膜層執行壓制，從而轉印規定圖案的納米壓印技術。已經揭示了可利用納米壓印技術，將硅片用作模具，利用轉印來形成25納米以下的微細結構。
在形成半導體集成電路等微細圖案的情況下，在準確地檢測出放置在載物臺上的基片的圖案位置的基礎上，例如與形成了原案(轉印圖案)的原版(reticle)等之間必需要執行精密的位置對準。對準精度因為伴隨著半導體器件的高集成化而帶來的圖案的微細化，而需要更高的對準精度。例如，在形成32nm節點的圖案時，要求以10nm以下的誤差來執行精密的對準。
另一方面，在作為下一代大容量磁記錄介質的一種所公知的圖案化介質中，將微細的凹凸圖案形成在盤基片的記錄面上。在市售的一般的盤基片上，在基片中央部形成了用于與旋轉驅動部固定的孔，以該孔的中心為軸來執行旋轉。為此，凹凸圖案排列在與基片中央的孔形成同心圓的幾圈圓周上。若將直徑10納米的圓形圖案排列為間距間隔(相鄰的圓形圖案的中心間距)為25納米，則能夠構成記錄密度為1012位/平方英寸的記錄介質。
在專利文獻1中，將納米壓印技術用在磁記錄介質用抗蝕劑圖案的制作中。在利用該納米壓印技術，將微細的凹凸圖案排列在與盤基片的旋轉中心構成同心圓的幾圈圓周上的情況下，模具和盤基片之間的相對位置對準技術變得很重要。作為模具和盤基片之間的位置對準方法，在專利文獻1中，在利用納米壓印技術于被轉印基片上形成微細凹凸圖案的同時還形成了位置確定用圖案后，使用位置確定用圖案來確定旋轉中心軸。在專利文獻2中，于模具中央安裝其直徑與盤基片中央的孔徑基本相同的突起物，通過向該突起物中嵌入盤基片來執行位置對準。在專利文獻3中，公開了有關開孔的磁記錄介質的位置對準的技術。利用該方法，在主盤中心部形成對準標記，利用CCD照相機，通過盤基片的中央開口部來拍攝主盤中心部的對準標記，以執行相對位置對準。
特開2003-157520號公報[專利文獻2]特開平10-261246號公報[專利文獻3]特開2001-325725號公報在像盤基片那樣在中心部形成開口部的基片與模具之間的位置對準中，產生了以下問題。在利用專利文獻1的方法中在盤基片表面形成了凹凸圖案后，產生了要在盤基片上加工孔的需要。因此，不能使用在購買時已確定基片的旋轉中心軸來加工有孔的現有技術的盤基片。另外，也有在形成了記錄層后才加工本來在形成記錄層前加工的孔的情況，從而產生了大幅改變制造工序的需要。
在專利文獻2的方法中，在突起物的加工中需要高精度。由于盤基片中央的孔徑也會隨著加工時的誤差而發生變化，因此，在僅僅利用突起物來執行模具和盤基片的位置對準的情況下，位置對準精度隨使用的每個盤基片而發生變化，從而難以重復執行高精度的位置對準。
利用專利文獻3的方法，由于同時拍攝主中心和盤基片中央開口部，因此難以得到分辨率，其結果是對準精度降低。
如上所述，存在像盤基片那樣在中心部形成開口部的基片與模具之間的高精度的位置對準很困難的問題。
在現有技術的光刻裝置中，形成了圖案原圖的原版和形成圖案的基片由于是以保持非接觸的狀態光學轉印或者是描繪轉印，因此，沒有伴隨著對準時的接觸而帶來的位置確定誤差要因。但是，在使用了納米壓印技術的圖案形成中，在形成有圖案原圖的模具和轉印圖案的基片表面上涂布了樹脂后，在接觸、按壓的基礎上，有必要進行加熱或者紫外線照射。其結果是由于原理上不能避免接觸，因此，有由于物理接觸而引起的損傷位置對準標記的可能性。位置對準標記的損傷成為圖案整體的位置對準不良的原因，從而產生除了轉印圖案形成用的凹凸發生破損之外的惡劣影響。
發明內容
本發明的目的是提供一種圖案形成方法，在利用納米壓印技術的微細圖案結構的形成中，可以執行在基片中心部形成孔的盤基片和模具之間的高精度的位置對準。
解決上述課題的第1方法的特征在于，在將形成有微細的凹凸形狀的圖案的模具按壓在基片上，從而將微細的凹凸圖案轉印到基片表面的圖案形成方法中，所述模具在同心圓上具有2個以上用于確定基片和模具之間的相對位置關系的對準標記，利用所述對準標記和基片的圓形開口部的端部之間的相對位置關系來執行模具和基片之間的位置對準。
第2方法的特征在于，在將利用微細的凹凸形狀形成了圖案的模具按壓在基片上，從而將該微細的凹凸圖案轉印到基片表面上的圖案形成方法中，模具具有用于確定基片和模具之間的相對位置關系的多個對準標記，具有在確定相對位置時檢測對準標記有無破損的檢測工序，在利用檢測工序檢測出破損的對準標記的情況下，利用除去破損部分之外的對準標記來執行位置對準。
通過使用本發明，在利用納米壓印技術的微細圖案結構的形成中，能夠提供一種圖案形成方法，它可以不管接觸時的位置對準標記有無破損，而執行在基片中心部形成了孔的盤基片和模具之間的高精度的位置對準。
圖1是模具的平面圖。
圖2是將模具按壓在盤基片上時的平面圖。
圖3是利用了對準標記的模具和盤基片的位置對準的示意圖。
圖4是磁記錄介質的剖面圖。
圖5圖示由轉印了凹凸圖案的盤基片來形成記錄層的工藝。
圖6圖示了在硅片上利用納米壓印技術形成圖案的圖案形成步驟。
圖7圖示了納米壓印裝置。
圖8圖示了模具的位置對準標記的配置。
圖9是模具的剖面圖。
圖10是模具的剖面圖。
圖11是模具的剖面圖。
符號說明1模具 2凹凸圖案 3對準標記 4盤基片5照相機16照相機2 7中央開口部8樹脂膜9磁性層 10抗蝕劑膜11晶片 12、17布線圖案13布線膜14光固化型樹脂15模具 16樹脂圖案18載物臺19激光測長器20Z傳感器21a 汞燈21b照明光學系統22位置檢測器23模具對準標記(位置對準用標記) 24晶片對準標記25模具臺26載物臺驅動單元 800轉印圖案區域801位置對準用標記802缺損的位置對準用標記803附著了樹脂的位置對準用標記901、1001、1100轉印圖案902凹凸對準圖案903金屬膜圖案904熒光體圖案1002背面凹凸圖案1003背面金屬膜圖案1004背面熒光體圖案1101相反側表面的第1位置對準標記1102轉印圖案面的第2位置對準標記1103最里面的面的第1位置對準標記1104最里面的面的第2位置對準標記具體實施方式
本發明所使用的模具具有應轉印的微細的凹凸圖案。形成凹凸圖案的方法并沒有特別限制。例如可以根據所期望的加工精度來選擇光刻、聚焦離子束光刻、或電子束描繪法等。對于模具的材料，可以使用硅、石英、玻璃、鎳、樹脂等，只要具有強度和所要求的加工精度就可以。對表面實施了脫膜處理的模具由于可以抑制剝離時的轉印圖案變形和損傷等，因此是優選的。
本發明所使用的基片并沒有特別限定。例如，能夠使用玻璃、硅和鋁合金等金屬類、環氧和聚酰亞胺等樹脂基片的各種材料以及組合這些材料后所構成的材料。也能夠使用在中心部具有圓形開口部的盤狀基片。盤狀基片中心部的圓形開口部由于是用在轉印時的位置對準，因此，最好以比盤基片外周部更高的精度對其進行加工。加工部端部也可以倒角加工為錐形。盤基片最好是表面平滑性非常高、彎曲等小的基片。在表面上也可以形成由磁性體等與基片不同的材料形成的膜。
也能夠在基片上形成樹脂膜，之后，轉印圖案。此時，樹脂膜沒有特別限定，但是，最好是能夠得到基片表面所期望的微細加工精度。不僅僅是熱塑性、熱固性的樹脂，也可以使用光固化性的樹脂。對于優選的熱塑性材料，可以舉出主要成分為環烯烴聚合物(cycloolefinepolymer)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET)、聚乳酸、聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)等。作為光固化性材料，可例舉自由基(radical)聚合體系、陽離子聚合體系等，但并不限于這些。最好是在室溫下為液狀、低粘度，而且通過照射紫外線等光執行固化的樹脂。
在本發明的模具中形成的對準標記形成于與被轉印的圖案同一面上、或與被轉印的圖案相反的面上。此外，也可以形成在與被轉印的面不同的面上。另外，對準標記優選是形成在同心圓上。由此，特別是，在對準與盤狀基片中心部的圓形開口部之間的相對位置時，可容易識別基片和模具之間的相對位置關系。本發明的對準標記最好形成在相對于同心圓的中心對稱的位置上。通過形成在對稱的位置上，特別是，通過同時識別與盤狀基片中心部的圓形開口部之間的相對位置，并在使各個偏移量的差減小的方向上執行位置對準，即使在圓形開口部中心位置處不存在對準標記，也可以很容易地執行準確的位置對準。
這些對準標記最好在模具上形成多組。通過形成多組，即便在轉印時由于被轉印材料而污染了這些對準標記的一部分，或者有物理上的缺損的情況下，也能使用該對準標記之外的對準標記，從而能夠執行基片與模具的相對位置對準。同樣，本發明的對準標記最好形成于模具上的多個不同面上。通過在轉印面之外也形成對準標記，能夠事先防止污染或缺損等不合適的情況。
本發明的對準標記并不限于臺階標記，也可以利用與模具不同的材料而形成，只要能夠得到更高的標記檢測信號，就不作特別限定。具體來說，也能夠使用Cr等。在臺階標記的情況下，也有轉印圖案的深度和對準標記的深度不同的情況。此時，由于通過使對準標記的深度滿足t(n-1)＝λ/2(1+a)(n模具的折射率，t圖案深度，λ照射光波長)而能夠得到更高的檢測信號強度，所以是特別優選的。本發明的對準標記最好為圓弧形。由于通過制作成圓弧形，在與盤狀基片中心部的圓形開口部進行位置對準時，成為與圓形開口部端部的形狀相似的形狀，所以能夠高精度地識別。圓弧的中心角θ能夠使用0°＜θ≤360°的范圍。
形成有本發明對準標記的同心圓半徑最好比基片圓形開口部半徑小。通過使同心圓半徑小于基片中心部開口徑，在減小針對轉印時的村脂引起的對準標記污染的風險的同時，提高了對盤中心部的圓形開口端部的識別性。
作為本發明的檢測破損的對準標記的檢測法，利用通過參照形成了對準標記的相對以及絕對位置信息來執行檢測的方法，以及通過參照圖案形狀來執行檢測的方法來執行。也可以利用組合這些方法的方法來執行檢測。
本發明的將該微細的凹凸圖案轉印到基片表面的圖案轉印裝置由以下部件構成用于保持基片的基片保持部；用于固定模具的模具固定部；以及，用于識別基片和模具之間的相對位置關系的對準監視部。基片保持部最好具有在位置對準時，能夠在X、Y、Z和θ方向上移動基片的驅動部。在模具固定部最好也具有在X、Y、Z方向上移動模具的驅動部。對于這些驅動部，除了步進電動機之外，使用可進行更微細的移動的利用了壓電元件的驅動系統和組合這些系統的驅動系統時，從執行高精度的位置對準的方面考慮是優選的。通過組合這些驅動部和對準監視部的功能，能夠檢測出破損的對準標記。對準監視部具有用于識別對準圖案的光源、顯微鏡、CCD等光學系統，此外，還具有圖案識別裝置等。對于光源，可以使用激光，或者也可以使用單波長以及多個分離的波長。另外，對于圖案轉印裝置，具有對基片執行加熱、冷卻的機構、向轉印面照射光的功能時，在形成良好的轉印圖案方面考慮是優選的。
圖1表示本實施例中使用的模具1的平面圖。模具1由石英基片制作，是厚度1000微米，直徑100mm的圓盤。通過利用眾所周知的電子線束描繪技術，能夠很容易地在模具1的表面上加工出100納米以下的微小凹凸圖案2。
在模具1的表面上形成的微小凹凸圖案2排列在與盤基片的中央開口部成同心圓的幾圈圓周上。該凹凸圖案2是首先通過利用電子線束描繪技術，對在基片上形成的抗蝕劑膜進行構圖，形成抗蝕劑圖案，之后，將抗蝕劑圖案用作掩模，利用眾所周知的干刻蝕技術，通過在模具1上形成凹部來制作的。這里，所制作的凹凸圖案2具備具有凹部上面的直徑為35納米，凹部底面的直徑為20納米，深度為100納米的剖面的通路構造，按圖案中心間隔40納米排列該構造。
對準標記在具有與圖案形成區域的中心相同的中心的半徑9.99毫米的同心圓上，在以假想中心為中心的點對稱的位置上，形成3組寬度20μm、長100μm、深度650nm的圓弧形的對準標記。
對成為被轉印基片的盤基片，使用了被加工為厚度0.8毫米、外圓直徑65毫米、中心孔的直徑20毫米的、為用于記錄介質而制造市售的玻璃基片。
在如圖2所示，在將形成了微細的凹凸圖案2的模具1按壓到涂布在盤基片4的記錄面上的樹脂膜8上，從而形成抗蝕劑圖案時，為了使模具1的凹凸圖案與盤基片的中央開口部成同心圓，需要高精度地使盤基片4和模具1的相對位置相一致。因此，以下，將說明在本發明中所實施的對準標記的形成方法以及盤基片和模具之間的位置對準方法。
在模具1的表面上，在形成凹凸圖案2的同時，還在相當于盤基片中心圓形開口部的內圓周部附近的位置上，在與盤基片4的中央開口部同心的圓周上，形成了由3組圓弧線構成的對準標記3。在本實施例中，由于盤基片的內徑是以20.000毫米-20.02毫米的加工精度制作的，因此，設置在直徑19.98毫米圓周上，作為對準標記。考慮到對準用照明的波長為656.28nm，因此，對準標記3的深度設定為656nm。對準標記寬度設定為20μm。對準標記3是在形成凹凸圖案2之前，利用眾所周知的光刻工藝和干刻蝕技術而形成在模具1上的。
在執行基片和模具的相對位置對準之前，根據形成了對準標記的位置信息來執行有無對準標記的破損的檢查。
接下來，利用以下方法來執行基片和模具的相對位置對準。圖3表示利用對準標記3來執行模具1和盤基片4的位置對準時的示意圖。圖3中表示從平面看到的狀態和從側面看到的狀態。
在盤基片4上設置了中央開口部7，而且在記錄面上利用旋涂法涂布了膜厚100納米的光固化樹脂膜8。對于抗蝕劑材料，涂布了自由基聚合體系的粘度4cP的光固化性樹脂。設定盤基片4的抗蝕劑涂布面，使其朝向加工了凹凸圖案2和對準標記3的模具1的表面。此時，盤基片4保持在可動載物臺上，而模具1保持在模具固定部上。
在盤基片4的上部設置了2臺照相機5、6，以能夠同時觀察盤基片4的內圓周的邊緣、以及模具1上的對準標記3。利用由照相機5、6觀察到的圖像，一開始，一邊粗略移動盤基片4，一邊從多個對準標記3中選出沒有破損的1組標記，并將該標記設定為基準。接下來，微調盤基片4的位置，以便使由照相機5觀察到的基準線和盤基片的邊緣之間的相對位置、與照相機6觀察到的基準線和盤基片的端部之間的相對位置變得相等。
通過使用了對準標記3的位置對準，從而將偏心量抑制到10微米以下，由此來執行模具1的凹凸圖案2與盤基片4的相對位置對準。
位置對準結束后，維持盤基片4和模具1之間的相對位置不變，使模具1接觸樹脂膜8，并對其加壓。接下來，利用未圖示的內置了超高壓汞燈的曝光裝置，以5J/cm2的能量來照射365nm的光，從而使樹脂固化。接下來，將模具1從盤基片4剝離。由此，在樹脂膜8上制作了按照圖案中心間隔40納米的方式來排列柱狀結構的抗蝕劑圖案，所述柱狀結構具有凸部底面部的直徑為35納米、凸部上面部的直徑為25納米、高度100納米的剖面。
該抗蝕劑圖案在使用了干刻蝕的加工工藝中被用作掩模。在使用了干刻蝕的加工工藝結束后，在盤基片上形成了按照圖案中心間隔40納米的方式來排列柱狀結構的微細的凹凸圖案，所述柱狀結構具有凸部底面部的直徑為30納米、凸部上面部的直徑為20納米、高度20納米的剖面。接下來，如圖4所示，在形成了該凹凸圖案的盤基片上，在使用濺射技術形成了厚度約50納米的磁性層9后，又以覆蓋該磁性層的方式形成了保護膜10和潤滑膜。按照以上說明，能夠制作凸部上的磁性層用作記錄位、記錄密度約300G位/平方英寸的磁記錄介質。
在本實施例中，將在模具1表面形成的凹凸圖案2設定為具有剖面的沖壓錐形結構，但是，也可以設定為具有矩形剖面的沖壓錐形結構或將溝加工為磁道狀的錐形結構。使用2個對準標記和2個照相機，在2個位置中觀測對準標記和盤基片的邊緣之間的相對位置，但是，也可以設置3臺以上的照相機，從而在3個以上的位置上與3個對準標記執行位置對準。
在模具和盤基片的位置對準中，通過在模具中央安裝口徑比盤基片的中央開口部的口徑小的突起部，使在模具中央安裝的突起部通過盤基片的中央開口部，從而粗略確定了盤基片和模具的相對位置后，使用對準標記來調整位置，由此，容易在短時間內執行準確的位置對準，且能夠提高精度。
在本實施例中，使用中央開口部來執行位置對準，但是，也可以在利用基片外周部執行了簡易的位置對準后，使用本實施例的中央開口部來執行高精度的位置對準。在不要求高精度的位置對準的情況下，也可以僅僅執行基片外周和模具之間的簡易位置對準。
在本實施例中，盡管就制作磁記錄介質的情況進行了說明，但是，也可以應用于光記錄介質的制作。
利用與實施例1相同的方法來制作模具。這里，在所制作的凹凸圖案中，具有底面直徑為35納米、上面直徑為20納米、高度為100納米的剖面的柱狀結構按圖案中心間隔40納米的方式排列。還形成了與實施例1相同的對準標記。
盤基片使用了被加工為厚度0.8毫米、外圓直徑65毫米、中央開口部直徑20毫米的、為用于記錄介質而制造市售的玻璃基片。
模具和盤基片的位置對準方法、之后的對在盤基片記錄面上所涂布的抗蝕劑膜的凹凸圖案轉印方法是按照與實施例1相同的方法執行的。利用該方法，在抗蝕劑膜上制作抗蝕劑圖案，在該抗蝕劑圖案中將具有凹部底面部的直徑為25納米、凹部上面部的直徑為35納米、深度為100納米的剖面的孔按照圖案中心間隔40納米的方式來排列。
圖5圖示了從對涂布在盤基片4的記錄面上的樹脂膜8轉印了凹凸圖案的狀態，到在盤基片記錄面上形成磁性層作為記錄層為止的工序。在模具上形成的凹凸圖案被轉印到在盤基片4上所涂布的樹脂膜8上的狀態下，在樹脂膜8的凹部底殘留了厚度10納米的抗蝕劑基層(a)。通過從該狀態利用干刻蝕僅僅除去抗蝕劑基層，從而在凹部底顯出盤基片的記錄面(b)。在該狀態下，使用濺射技術，在抗蝕劑圖案和盤基片表面形成了厚度50納米的磁性層9(c)。之后，利用剝離技術除去殘留的樹脂膜和在樹脂膜上形成的磁性層(d)。
利用以上方法，在盤基片4的記錄面上形成了微細的凹凸圖案，在該凹凸圖案中將具有底面部的直徑為20納米、上面部的直徑為25納米、高50納米的剖面的柱狀結構磁性層按照圖案中心間隔40納米的方式來排列。以覆蓋磁性層和盤基片表面的方式來形成保護膜和潤滑膜，從而制作使盤基片上的凸部作為記錄位執行操作、記錄密度約300G位/平方英寸的磁記錄介質。
接下來，使用圖6來說明在硅片上利用納米壓印技術形成圖案的步驟。該圖示意地說明了使用光固化型樹脂的情況下的布線圖案形成方法。在晶片11上形成了布線圖案12。在其表面上淀積了上層的布線膜13，另外，還涂布了光固化型樹脂14(I)。接下來，從晶片11的上方接近形成了圖案的模具15，在接觸晶片11之前，在將模具15和晶片11的位置對準之后，相對地按壓兩者，從而形成圖案(II)。模具15由石英制成，可透過光。在按壓模具15后，從模具15的背面照射紫外線，使樹脂膜的凹凸圖案2固化(III)。除去模具15，除去殘留在圖案凹底中的基層，從而形成樹脂圖案16(IV)。若將該樹脂圖案16作為掩模來刻蝕基底布線膜，則形成布線圖案17(V)。
接下來，使用圖7來說明納米壓印裝置的概況。在轉印圖案的晶片11表面上涂布了樹脂，并由載物臺18保持。該載物臺18具有除了可執行圖的一個軸方向(X)的位置確定之外，還可執行垂直于紙面的方向(Y)、以及XY面內的旋轉(YAW)的位置確定的機構。載物臺18的位置由激光測長器19來測量，并由載物臺驅動單元26將其移動到規定位置。
在載物臺18的上方，設置了安裝有形成了用于轉印到晶片11上的圖案的模具15的模具臺25。模具臺25采用了可在上下方向(Z)執行位置確定的結構，具有能夠測量到晶片基片的距離的Z傳感器20、以及可測量與晶片基片1接觸后的負載的負載傳感器(未圖示)。作為Z傳感器20，能夠使用激光測長器、靜電電容型間隙傳感器等。通過在模具臺的多個位置上設置Z傳感器，可確保模具與基片之間的平行度，還能夠將模具按壓到基片上。
模具15由透明基片、例如是石英或玻璃等構成，能夠透過光。晶片11和模具15的大小可以是相同的，也可以將模具15的大小設定為晶片11的幾分之一。在幾分之一的情況下，像現有技術的步進式曝光裝置那樣，一邊進行步進移動一邊轉印圖案，從而在晶片的整個面上形成圖案。
另外，在上方具有水銀燈21a，沿著虛線所示的光路透過照明光學系統21b而轉換為平行光的照明光，透過模具15而照明光固化型樹脂膜。對于該照明能夠利用未圖示的快門來控制曝光量或曝光時間。
在載物臺18的上方有位置檢測器22a、22b，用于檢測模具的圖案形成面的位置和晶片的位置。在模具下降而即將與晶片11接觸之前，例如從在10μm上空的停止位置到接觸為止的區域中，能夠使用位置檢測器22a、22b，來測量在模具15的表面預先形成的模具對準標記23的位置和晶片上的對準標記24的位置。由此，可對準晶片和模具之間的相對位置。另外，該位置檢測器22a、22b被固定在裝置的基準位置上，以測量模具的裝置基準的絕對位置。作為試樣的晶片11也不限于Si，也可以是GaAs基片、玻璃基片、或者是塑料基片。
圖8表示在本實施例中所使用的模具的位置對準用標記801的配置。位置對準用標記是一塊凹凸的圖案，具有線和間隔、十字形狀。在圖8中，由長度2μm的十字構成的位置對準用標記位于具有轉印圖案的區域800的外周，并配置在8個對稱的位置上。位置對準用標記是利用同一個工序形成于與轉印圖案相同的面上的，由于在圖案轉印時按壓到晶片上，因此，有可能會伴隨著機械接觸而產生損傷。例如是標記的缺損、樹脂的附著。若對準標記損傷，則對準精度惡化，會對成品率造成大的影響。在本實施例中，在8個標記位置的測量結果中，有2個偏離了設計值500nm以上而被認為是受到了損傷。對此，剩下的6個標記被抑制在30nm-50nm的偏差內。除去缺損、樹脂附著的位置對準用標記802、803來執行對準的結果是，能夠執行精度良好的轉印。對準精度從300nm改善為70nm。
圖7的晶片對準標記24也可以是周期性的圖案。這是因為通過利用檢測器檢測1次衍射光來執行高精度的位置檢測。由于利用這種方法，例如即便是周期性的圖案的1條線已經破損的情況下，對于位置檢測誤差的影響也會較小，因此，難以區分破損的標記。因此，能夠謀求通過另行設置可利用0次光來觀察標記的像的光學單元，從而解決上述問題。通過將各個標記的像信號與根據沒有損傷的標記而得到的像信號相比較，能夠挑選出損傷標記。為此，可同時實現高精度的位置檢測和損傷標記的識別。
在本實施例中，為了進一步降低損傷的影響使用了具有圖9的剖面結構的模具。對準標記的配置與圖8相同。根據圖9可以明白，在本實施例中，對準標記形成在比轉印圖案901更靠里的位置(轉印時，從試樣離開的位置)上。由此，在轉印時，對準標記不與試樣接觸，沒有破損的危險性。由此，即便是連續使用，也能夠維持高成品率。作為對準標記，制作了具有凹凸對準圖案902的對準標記。通過使用該模具，維持1000次使用下的成品率為90％以上，從而能夠得到良好的結果。這些模具是通過臨時對從基片的外周開始的部分執行刻蝕而設置臺階，以形成不同高度的平面，在低面內形成對準標記，在高面內形成轉印圖案，從而制作出模具。
作為標記損傷的危險性小的模具，除此之外，還有設置了金屬膜圖案903、熒光體圖案904等的模具。凹凸圖案可使轉印圖案的形成和工藝的共用化成為可能，從制作工序的觀點來看是有利的。但是，為了通過利用光的標記檢測得到更高的對比度，使用與具有高反射率的金屬膜圖案或自身發熒光的熒光體圖案這類轉印圖案不同的結構的標記是有效的。在圖10中，在與轉印圖案1001相反一側的面上，形成背面凹凸圖案1002、背面金屬膜圖案1003、背面熒光體圖案1004等的位置對準用標記。由于在與按壓到試樣的面相反一側上具有位置對準用標記，因此，標記損傷的可能性減輕了。
但是，利用這些方法，轉印圖案和位置對準用標記間的相對位置誤差容易變大。因此，作為用于應對它的設計在圖11中表示了在轉印圖案面和此外的兩個面上設置了用于位置對準的標記的情況的例子。例如，如圖11(a)所示，由于若在與轉印圖案1100不同的面上設置第1位置對準標記1101，則位置對準用標記不能與轉印圖案同時形成，因此，位置對準標記1101和轉印圖案1100間的相對位置誤差容易變大。所以，還在與轉印圖案相同的面內設置第2位置對準標記1102是有效的。即，檢測第1位置對準標記1101的位置，之后，使用與轉印圖案相同面內的第2位置對準標記1102的轉印結果，對所轉印的圖案的位置執行校正。只要測量一次兩個標記的關系，則即便轉印圖案面的位置對準用標記有損傷也不會有大的問題。在與轉印圖案面不同的面上形成的位置檢測用標記并不限于本實施例的這種臺階標記，也可以是利用與基片不同的材料來形成，可以得到更高的標記檢測信號。如圖11(b)、11(c)所示，將模具設定為臺階形狀，相對于突出的轉印圖案面，在高度低的靠近里面的面內形成位置對準標記也是同樣有效的。
盡管以上的4個實施例使用了光固化型樹脂，但即便是熱固化型樹脂也可得到相同的效果。
如上所述，在利用微細的凹凸形狀形成了圖案的模具中，在2個位置以上的同心圓狀的對稱位置上形成多組用于確定基片和模具之間的相對位置關系的對準標記，根據各個標記的位置信息和形狀等來確定破損的標記，之后，除去破損的標記執行模具和涂布了樹脂膜的基片之間的位置對準，由此，即便在基片中心部形成了孔的盤基片上，在接觸時位置對準標記也沒有損傷，可執行高精度的位置對準。
權利要求
1.一種圖案形成方法，將形成了凹凸形狀的圖案的模具按壓到涂布了樹脂膜的基片上，從而將該凹凸圖案轉印到基片表面上，其特征在于所述模具在同心圓上具有2個以上用于確定基片和模具之間的相對位置關系的對準標記，利用所述對準標記和基片圓形開口部的端部之間的相對位置關系，來執行模具和基片之間的位置對準。
2.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，所述對準標記形成于相對于所述同心圓的中心對稱的位置上。
3.如權利要求2所述的圖案形成方法，其特征在于，至少具有2組以上的形成于所述對稱的位置上的對準標記。
4.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，所述對準標記形成在所述模具上的多個不同的面上。
5.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，用于所述轉印的微細的凹凸圖案和所述對準標記的深度不同。
6.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，所述對準標記的深度滿足以下關系t(n-1)＝λ/2(1+a)其中，n為模具的折射率、t為圖案深度、λ為照射光波長。
7.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，所述對準標記為圓弧形。
8.如權利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于，形成了所述對準標記的同心圓半徑比所述基片圓形開口部半徑小。
9.一種圖案形成方法，將形成了微細的凹凸形狀圖案的模具按壓到基片上，從而將該微細的凹凸圖案轉印到基片表面上，其特征在于，所述模具具有用于確定基片和模具之間的相對位置關系的多個對準標記，該方法具有在確定相對位置時檢測所述對準標記有無破損的檢測工序，在利用所述檢測工序檢測出破損的對準標記的情況下，利用除去破損部分之外的對準標記來執行位置對準。
10.如權利要求9所述的圖案形成方法，其特征在于，通過參照位置信息來檢測破損的對準標記。
11.如權利要求9所述的圖案形成方法，其特征在于，通過參照圖案形狀來檢測破損的對準標記。
12.一種模具，在表面上形成有凹凸形狀的圖案，通過按壓該凹凸形狀在基片表面上轉印圖案，其特征在于，具有用于確定與基片之間的相對位置的對準標記，在同心圓上形成了2個以上的所述對準標記。
13.如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述凹凸形狀的圖案被配置在以規定位置為中心的多個圓周上。
14.如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述對準標記形成在相對于所述同心圓的中心對稱的位置上。
15.如權利要求14所述的模具，其特征在于，至少具有2組以上的形成在所述對稱的位置上的對準標記。
16.如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述對準標記形成在多個不同的面上。
17.如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述對準標記由與模具不同的材質構成。
18.如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述凹凸形狀的圖案和所述對準標記的深度不同。
19.如權利要求18所述的模具，其特征在于，所述對準標記的深度滿足以下關系t(n-1)＝λ/2(1+a)其中，n為模具的折射率、t為圖案深度、λ為照射光波長。
全文摘要
在納米壓印法中，存在像盤基片那樣在中心部形成了開口部的基片與模具之間的高精度的位置對準很困難的問題。由于機械接觸而引起的位置對準標記損傷所導致的位置對準不良也成為問題。在利用微細的凹凸形狀形成了圖案的模具上，在2個以上的位置處將用于確定基片和模具之間的相對位置關系的對準標記設置為同心圓形狀。另外，還可以通過根據各個標記的位置信息和形狀來確定已經破損的標記，之后，除去破損的標記而進行模具和涂布了樹脂膜的基片之間的位置對準來解決問題。
文檔編號G11B5/74GK101051183SQ20071000226
公開日2007年10月10日 申請日期2007年1月17日 優先權日2006年1月18日
發明者荻野雅彥, 宮內昭浩, 安藤拓司, 篍野谷千積, 小森谷進, 早田康成, 片桐創一, 太田洋一, 中山義則 申請人:株式會社日立制作所