JP2006086249A - Form transferring method and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な形状が形成される電子デバイス、光学デバイス等の製造プロセスにおける、所望の形状を基板上に転写する形状転写方法、およびその転写方法を実現する形状転写装置に関する。 The present invention relates to a shape transfer method for transferring a desired shape onto a substrate in a manufacturing process of an electronic device, an optical device or the like in which a fine shape is formed, and a shape transfer apparatus for realizing the transfer method.
電子デバイス、光学デバイス等の製造プロセスにおいて、被加工物の表面に所定の形状を形成する方法として、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いたパターニング方法が、現在一般的に用いられている。これらは、基板上に形成した、感光性のレジストを、部分的に露光後、現像して所定のパターンを形成し、このパターニングされたレジストをマスクにして、イオンミリングやリアクティブイオンエッチングといった真空技術を用いたエッチング処理を施すことで所定の形状を加工するというものである。 In a manufacturing process of electronic devices, optical devices, and the like, a patterning method using a photolithography technique and an etching technique is generally used as a method for forming a predetermined shape on the surface of a workpiece. These are photosensitive resists formed on a substrate, partially exposed to light and developed to form a predetermined pattern. Using this patterned resist as a mask, vacuum such as ion milling or reactive ion etching is performed. A predetermined shape is processed by performing an etching process using a technique.
しかしながら、近年の電子機器の低価格化に伴い、プロセスのコストダウンの要請が強く、高価な露光装置・エッチング装置を用いた上述のパターニング方法は、コストダウンの最も大きな障害になっており、簡便で低コストなパターニング方法が求められている。 However, with the recent price reduction of electronic devices, there is a strong demand for cost reduction of the process, and the above-described patterning method using an expensive exposure apparatus / etching apparatus is the biggest obstacle to cost reduction, and is easy to use. Therefore, there is a need for a low-cost patterning method.
その1つの方法として、近年インプリントと呼ばれる、成形技術を応用した、パターンを転写する手法の開発が盛んに行われている。 As one of the methods, development of a method for transferring a pattern, which is called imprinting and applying a molding technique, has been actively performed in recent years.
この方法は、所定のパターン形状の凹凸を形成したモールド(型)を、被加工物に密着させて加圧することで、モールドの形状を転写する方法であり、代表的には、レジストを用いる「レジストインプリント法」と、レジストを用いない「直接インプリント法」がある。 This method is a method of transferring the shape of a mold by bringing a mold (mold) having irregularities of a predetermined pattern shape into close contact with a workpiece and applying pressure. Typically, a resist is used. There are a “resist imprint method” and a “direct imprint method” without using a resist.
このうち「レジストインプリント法」は、レジストが塗布された基板を用い、モールドをレジストにプレスすることにより、モールドの形状をレジストに転写する方法である。この方法によれば、コスト高の主要因の一つであるフォトリソグラフィ工程における露光を省略できるため、微細なパターニングを必要とするデバイスを低コストで製造することができる(例えば特許文献1を参照)。ただし、パターニングされたレジストをマスクとして用い、エッチング装置を使って下地を更にエッチングすることが必要になる。 Among these, the “resist imprint method” is a method of transferring the shape of the mold to the resist by pressing the mold onto the resist using a substrate coated with the resist. According to this method, since exposure in the photolithography process, which is one of the main causes of high cost, can be omitted, a device that requires fine patterning can be manufactured at low cost (see, for example, Patent Document 1). ). However, it is necessary to further etch the base using an etching apparatus using the patterned resist as a mask.
一方、「直接インプリント法」は、レジストを用いず、ガラスなどの基板にモールドの表面形状を直接転写する方法である。特許文献2は、表面に微細な加工溝が形成された成形用金型をガラス基板にプレスすることにより、ナノオーダーの溝を基板の表面に直接形成する方法を開示している。
On the other hand, the “direct imprint method” is a method for directly transferring the surface shape of a mold to a substrate such as glass without using a resist.
直接インプリント法によれば、露光工程のみならず、エッチング工程も省略できるため、露光工程のみ省略し得る前記のレジストインプリント法よりもコスト低減効果が大きいと考えられる。 According to the direct imprint method, not only the exposure step but also the etching step can be omitted. Therefore, it is considered that the cost reduction effect is greater than the resist imprint method in which only the exposure step can be omitted.
また、インプリント法以外の安価な形状の加工方法として、カーボン基板を選択的な酸化反応によって基板をエッチングすることで、高価なエッチング装置を用いずに、微細な凹凸加工を施す方法が開示されている(例えば特許文献3を参照)。 In addition, as a method for processing an inexpensive shape other than the imprint method, a method is disclosed in which a substrate is etched by a selective oxidation reaction on a carbon substrate, thereby performing fine uneven processing without using an expensive etching apparatus. (See, for example, Patent Document 3).
上記の方法では、酸化性の雰囲気下に、あらかじめ耐酸化性のマスクを形成したカーボン基板を置き、400−700℃程度に加熱することで、マスクで被覆していない部分を選択的に酸化・エッチングすることで、安価に所望の形状を形成する手法が開示されており、従来の機械加工に比べ、安定した加工が可能になるとされる。
しかしながら、前述したインプリント法は、例えば特許文献1に開示されている通り、モールドの表面に一定の処理を施すことで離型性は改善されているものの、長期間に渡って離型性を確保するのは困難で、例えば数百から数千ショット毎に、再処理が必要となる。
However, the imprint method described above, for example, as disclosed in
また、インプリント法では、被加工物との離型不良が発生した場合、モールドに微細な被加工物が付着したり、大きなプレス力で加工を行なうため、破損等でモールドのパターンに欠陥が生じやすく、パターン不良が起きやすいといった問題があった。 In addition, in the imprint method, when a mold release failure occurs, a fine work piece adheres to the mold or processing is performed with a large pressing force. There was a problem that it was likely to occur and pattern defects were likely to occur.
さらに、インプリント法は一般に、レジストやガラスをガラス転移点以上に加熱する(レジストの場合は100−200℃程度、ガラスの場合は500−700℃程度)必要があり、スループットを上げるのが困難であった。 Furthermore, the imprint method generally requires heating the resist or glass to the glass transition point or higher (about 100 to 200 ° C. in the case of resist, about 500 to 700 ° C. in the case of glass), and it is difficult to increase the throughput. Met.
また、前述したカーボンを酸化により選択的にエッチングする方法は、400−700℃の高温に加熱することが必要とされ、加熱や冷却に時間を要するため、インプリント法と同じく、スループットを上げるのが困難であった。また、エッチングの際にマスクとして用いる耐酸化皮膜に関して、その形成工程や、エッチング後の除去工程が必要なので、工程が複雑であった。 In addition, the above-described method of selectively etching carbon by oxidation requires heating to a high temperature of 400 to 700 ° C. and requires time for heating and cooling. It was difficult. Further, regarding the oxidation resistant film used as a mask during etching, the formation process and the removal process after the etching are necessary, so that the process is complicated.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高スループットで、離型性が極めて良好で、モールドの汚染や破損が生じにくく、低コストで加工が可能な、形状の転写方法、およびその転写装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is a high-throughput, extremely good releasability, less prone to mold contamination and breakage, and can be processed at low cost. It is an object to provide a transfer method and a transfer apparatus thereof.
本発明に係る形状の転写方法は、所定のパターン形状で凹凸が形成されたモールドと基板とを、酸素を含む雰囲気に保持する工程と、前記モールドの凸部と前記基板の表面とが密着するように、前記モールドを基板の表面に押し当てる工程と、前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱し、前記モールドの凹部と基板の表面で構成される空間に含まれる酸素によって、基板の表面を選択的に燃焼させることで、前記モールドに形成された前記所定の形状を転写する工程と、を包含する。 In the shape transfer method according to the present invention, the step of holding the mold and the substrate in which irregularities are formed in a predetermined pattern shape in an atmosphere containing oxygen, and the convex portion of the mold and the surface of the substrate are in close contact with each other. And pressing the mold against the surface of the substrate, and irradiating the surface of the substrate with laser light, thereby heating the surface of the substrate to a space formed by the concave portion of the mold and the surface of the substrate. And transferring the predetermined shape formed on the mold by selectively burning the surface of the substrate with the contained oxygen.
好ましい実施形態において、前記基板は炭素原子からなる材料で構成する。 In a preferred embodiment, the substrate is made of a material composed of carbon atoms.
他の好ましい実施形態において、前記基板はその表面に炭素原子からなる材料で構成された転写層が形成されている。 In another preferred embodiment, the substrate has a transfer layer made of a material composed of carbon atoms formed on the surface thereof.
本発明に係る転写装置は、所定のパターン形状で凹凸が形成されたモールドと基板とを、酸素を含む雰囲気に保持する手段と、前記モールドの凸部と前記基板の表面とが密着するように、前記モールドを基板の表面に押し当てる手段と、 前記基板の表面にレーザ光を照射する手段と、を具備する。 In the transfer device according to the present invention, the means for holding the mold and the substrate in which irregularities are formed in a predetermined pattern shape in an atmosphere containing oxygen, and the convex portion of the mold and the surface of the substrate are in close contact with each other. And means for pressing the mold against the surface of the substrate, and means for irradiating the surface of the substrate with laser light.
本発明に係る形状の転写方法によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が極めて短時間に加熱され、基板のモールドの凹部に対向する表面は、酸化雰囲気中にあるため酸化し、エッチングされる。一方、基板のモールドの凸部に対向する部分は、凸部によってカバーされていることによって、酸化雰囲気に暴露されていないため、加熱はされるものの酸化反応は起きず、エッチングされない。その結果、基板上にモールドの凹凸に対応したパターンが極めて短時間に形成される。 According to the shape transfer method of the present invention, the surface of the substrate is heated in an extremely short time by laser light irradiation, and the surface of the substrate facing the concave portion of the mold is oxidized and etched because it is in an oxidizing atmosphere. The On the other hand, since the portion of the substrate facing the convex portion of the mold is covered with the convex portion and is not exposed to the oxidizing atmosphere, it is heated but does not undergo oxidation reaction and is not etched. As a result, a pattern corresponding to the unevenness of the mold is formed on the substrate in a very short time.
こうして本発明の形状の転写方法は、従来のインプリント法や炭素の酸化プロセスに比べ、加工時間を大幅に短縮することができる。また、エッチングされた基板の部分を、酸化によって気化させることで、モールドの汚染を防止できる。さらにモールドと基板との間で変形を伴わないので、転写工程の終了後においても、モールドの凹部と基板の間には空間があり、その結果、離型の不良が発生することは無い。また、インプリントのようにプレスする必要が無いので、モールドの破損が発生しにくく、モールドの長寿命化が実現できる。 Thus, the shape transfer method of the present invention can greatly reduce the processing time as compared with the conventional imprint method and carbon oxidation process. Moreover, contamination of the mold can be prevented by vaporizing the etched portion of the substrate by oxidation. Further, since there is no deformation between the mold and the substrate, there is a space between the concave portion of the mold and the substrate even after the transfer process is completed, and as a result, there is no occurrence of mold release defects. In addition, since there is no need to press like an imprint, it is difficult for the mold to be damaged, and the life of the mold can be extended.
さらに、本発明の形状の転写装置は、加工原理上プレス力は不要なので、従来のインプリント装置と比べ、大掛かりな圧力発生装置が不要で、大きな加重に耐える構造も必要ないので、装置の構成が簡略化できるので、装置の低価格化を実現できる。 Furthermore, since the transfer device having the shape of the present invention does not require a pressing force due to the processing principle, it does not require a large pressure generating device and does not require a structure that can withstand a large load compared to the conventional imprint device. Therefore, it is possible to reduce the cost of the apparatus.
従来のインプリント法を用いてパターニングを行なう場合、塑性変形を伴うプロセスのため、離型不良を起こしやすい。その結果、離型性を確保するため、モールド表面に離型を促す処理を施す必要がある。また、加熱手段によって基板を所定温度(ガラス転移点から軟化点程度の温度)に加熱する必要があるため、スループットが上げることが困難で、製造コストの大幅な削減を実現するのは難しい。また、従来の酸化によるパターニング法においても、400−700℃の高温下でのプロセスのため、同じくスループットを上げるのは困難である。本発明者は、パターンの転写対象である基板の表面にレーザ光を照射して加熱することにより、微細なパターンの転写を高いスループットで実現できること、極めて良好な離型性を示すことを見出し、本発明を想到するにいたった。 When patterning is performed using a conventional imprint method, a mold release failure is likely to occur due to a process involving plastic deformation. As a result, in order to ensure releasability, it is necessary to perform a process for urging the mold surface. In addition, since it is necessary to heat the substrate to a predetermined temperature (temperature from the glass transition point to the softening point) by the heating means, it is difficult to increase the throughput, and it is difficult to realize a significant reduction in manufacturing cost. Further, in the conventional patterning method by oxidation, it is difficult to increase the throughput because of the process at a high temperature of 400 to 700 ° C. The present inventor has found that a fine pattern transfer can be realized at a high throughput by irradiating the surface of a substrate, which is a pattern transfer target, with laser light and heating, and exhibits a very good release property. The present invention has been conceived.
(実施形態1)
まず、図1(a)から(c)を参照して、本発明による形状の転写方法の第1の実施形態を説明する。図1(a)から(c)は、本実施形態における形状の転写方法を模式的に示す工程断面図である。
(Embodiment 1)
First, a first embodiment of a shape transfer method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 1A to 1C are process cross-sectional views schematically showing a shape transfer method in the present embodiment.
本実施形態では、凹凸パターンが形成された表面を有するモールド2を用いて、その形状を基板1へ転写する。
In this embodiment, the
まず、図1(a)に示すように、基板1の表面にモールド2を接触させ、転写装置(不図示)を用いて基板1の表面に圧力を印加する。図中の矢印はその圧力を示している。なお、この圧力は、インプリント法のように基板1を塑性変形させる目的ではなく、モールド2を基板1に密着させるためであり、例えば0.1〜1MPaの範囲で設定される。この状態で、少なくともモールド2の凹部に対向する基板1の表面を酸化雰囲気に保つ。
First, as shown in FIG. 1A, the
次に、図1(b)に示すように、モールド2を接触させた状態で基板1の表面にレーザ光3を照射し、基板1の表面を加熱する。加熱された基板1の表面において、モールド2の凹部に対向する部分1Aは酸化雰囲気にあるので、一定条件下で加熱されると選択的に酸化する。基板1を酸化によってガス化する材料で構成することで、選択的に酸化された部分1Aはエッチングされる。一方、モールド2の凹部に対向する部分1A以外の部分、即ちモールド2の凸部に対向・密着した部分は、レーザ光3によって加熱されるが、モールド2の凸部によってカバーされており、酸化雰囲気にはならないので酸化は起きず、エッチングもされない。
Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the
図のようにモールド2を介してレーザ光3を照射する場合、モールド2はレーザ光3を透過する材料で構成するのが望ましい。好ましくは、レーザ光3の波長において、透過率が80%以上を持つ材料とする。レーザ光3の強度および照射時間は、基板1が酸化する時間とする。
When irradiating the
最後に、図1(c)に示すように、モールド2を基板1の表面から離すことで、加工工程が完了する。
Finally, as shown in FIG. 1C, the processing step is completed by separating the
この時、図に示した通り、基板1とモールド2の間で接しているのは、基板1に形成された凸部とモールド2の凸部のみで、さらに単一面同士の接触なので、離型性は極めて良好となる。
At this time, as shown in the figure, the contact between the
本実施形態によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間(例えば1ミリ秒以下)で加工可能な温度に加熱・酸化されるため、従来の加熱手段を用いたインプリント法における加工時間よりも、極めて短時間でパターンの転写を行なうことが可能になる。 According to this embodiment, since the surface of the substrate is heated and oxidized to a temperature that can be processed in a short time (for example, 1 millisecond or less) by laser light irradiation, processing in an imprint method using a conventional heating means is performed. The pattern can be transferred in a much shorter time than the time.
具体的には、基板としてガラス状カーボンを使用するとき、下記条件のレーザ光を照射すれば、モールドパターンの転写を効果的に行なうことができる。 Specifically, when glassy carbon is used as the substrate, the mold pattern can be effectively transferred by irradiating laser light under the following conditions.
波長 : 248nm
パルス幅 : 20ナノ秒
照射回数 : 1
パワー密度 : 0.5J/cm2
本実施形態によれば、基板1の表面は短時間で加熱され、選択的に酸化するため、モールド2の表面に形成された形状は、極めて短時間(約1ミリ秒以内)で基板1の表面に転写されることになる。従来の直接インプリント法では、基板1への転写に概ね、転写前後に必要な加熱、冷却を含め、5分間以上要していたことを考慮すると、本実施形態によって生産効率が著しく上昇する。
Wavelength: 248nm
Pulse width: 20 nanoseconds Irradiation frequency: 1
Power density: 0.5 J / cm 2
According to the present embodiment, since the surface of the
なお、レーザ光源の出力が低い場合は、照射面積を狭めて、所定のパワー密度(光源の出力を照射面積で割った値)を確保した上で、モールドを基板内で移動させながら、あるいは、レーザ光のみを移動させながら、繰り返し本転写工程を行なう、いわゆるステップ・アンド・リピートを行なうことも可能である。 When the output of the laser light source is low, the irradiation area is narrowed and a predetermined power density (value obtained by dividing the output of the light source by the irradiation area) is secured, while the mold is moved in the substrate, or It is also possible to perform so-called step-and-repeat, in which the main transfer process is repeatedly performed while moving only the laser beam.
本実施形態に用いられる基板1は、レーザ光3の照射によって基板1の表面が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光3に対する基板1の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。一方、本実施形態では、モールド2を透過するようにレーザ光3を基板1の表面に照射するため、レーザ光3に対するモールド2の透過率はできるだけ大きいことが好ましい。このような要件を満足するモールド2の材料としては、例えば、サファイアや石英などが好ましい。
The
(実施形態2)
次に、図2(a)から(c)を参照して、本発明による形状の転写方法の第1の実施形態を説明する。図2(a)から(c)は、本実施形態における形状の転写方法を模式的に示す工程断面図である。
(Embodiment 2)
Next, a first embodiment of the shape transfer method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2C are process cross-sectional views schematically showing the shape transfer method in the present embodiment.
本実施形態では、凹凸パターンが形成された表面を有するモールド2を用いて、その形状を、その表面に転写層4が形成された基板2へ転写する。
In this embodiment, the
まず、図2(a)に示すように、レーザ光を効率よく吸収する転写層4が形成された基板1を用意し、基板1の表面(実質的には転写層4の表面)にモールド2を接触させ、転写装置(不図示)を用いて基板1の表面に圧力を印加する。図中の矢印はその圧力を示している。なお、この圧力は、インプリント法のように基板1を塑性変形させる目的ではなく、モールド2を基板1に密着させるためであり、例えば0.1〜1MPaの範囲で設定される。この状態で、少なくともモールド2の凹部に対向する基板1の表面(実質的には転写層4)を酸化雰囲気に保つ。
First, as shown in FIG. 2A, a
次に、図2(b)に示すように、モールド2を接触させた状態で基板1の表面(実質的には転写層4)にレーザ光3を照射し、転写層4を加熱する。加熱された転写層4において、モールド2の凹部に対向する部分4Aは酸化雰囲気にあるので、一定条件下で加熱されると選択的に酸化する。転写層4を酸化によってガス化する材料で構成することで、選択的に酸化された部分4Aはエッチングされる。一方、モールド2の凸部に対向・密着した部分4Bは、レーザ光3によって加熱されるが、モールド2の凸部によってカバーされており、酸化雰囲気にはならないので酸化は起きず、エッチングもされない。
Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the substrate 1 (substantially the transfer layer 4) is irradiated with the
図のようにモールド2を介してレーザ光3を照射する場合、モールド2はレーザ光3を十分透過する材料で構成するのが望ましい。好ましくは、レーザ光3の波長において、透過率が80%以上を持つ材料とする。レーザ光3の強度および照射時間は、転写層4が酸化する時間とする。
When irradiating the
最後に、図2(c)に示すように、モールド2を基板1の表面から離すことで、加工工程が完了する。
Finally, as shown in FIG. 2C, the processing step is completed by separating the
この時、図に示した通り、基板1(実質的には転写層4)とモールド2の間で接しているのは、酸化せずに残った転写層4の凸部とモールド2の凸部のみで、さらに単一面同士の接触なので、離型性は極めて良好となる。
At this time, as shown in the figure, the substrate 1 (substantially the transfer layer 4) and the
本実施形態によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間(例えば1ミリ秒以下)で加工可能な温度に加熱・酸化されるため、従来の加熱手段を用いたインプリント法における加工時間よりも、極めて短時間でパターンの転写を行なうことが可能になる。 According to this embodiment, since the surface of the substrate is heated and oxidized to a temperature that can be processed in a short time (for example, 1 millisecond or less) by laser light irradiation, processing in an imprint method using a conventional heating means is performed. The pattern can be transferred in a much shorter time than the time.
具体的には、転写層としてカーボン膜を使用するとき、下記条件のレーザ光を照射すれば、モールドパターンの転写を効果的に行なうことができる。 Specifically, when a carbon film is used as the transfer layer, the mold pattern can be transferred effectively by irradiating laser light under the following conditions.
波長 : 248nm
パルス幅 : 20ナノ秒
照射回数 : 1
パワー密度 : 0.1J/cm2
本実施形態によれば、転写層4は短時間で加熱され、選択的に酸化するため、モールド2の表面に形成された形状は、極めて短時間(約1ミリ秒以内)転写層4に転写されることになる。従来の直接インプリント法では、基板1への転写に概ね、転写前後に必要な加熱、冷却を含め、5分間以上要していたことを考慮すると、本実施形態によって生産効率が著しく上昇する。
Wavelength: 248nm
Pulse width: 20 nanoseconds Irradiation frequency: 1
Power density: 0.1 J / cm 2
According to this embodiment, since the
なお、レーザ光源の出力が低い場合は、照射面積を狭めて、所定のパワー密度(光源の出力を照射面積で割った値)を確保した上で、モールドを基板内で移動させながら、あるいは、レーザ光のみを移動させながら、繰り返し本転写工程を行なう、いわゆるステップ・アンド・リピートを行なうことも可能である。 When the output of the laser light source is low, the irradiation area is narrowed and a predetermined power density (value obtained by dividing the output of the light source by the irradiation area) is secured, while the mold is moved in the substrate, or It is also possible to perform so-called step-and-repeat, in which the main transfer process is repeatedly performed while moving only the laser beam.
本実施形態に用いられる転写層4は、レーザ光3の照射によって転写層4が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光3に対する転写層4の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。一方、本実施形態では、モールド2を透過するようにレーザ光3を基板1の表面に照射するため、レーザ光3に対するモールド2の透過率はできるだけ大きいことが好ましい。このような要件を満足するモールド2の材料としては、例えば、サファイアや石英などが好ましい。
The
なお、本実施形態ではモールド側からレーザ光を転写層へ照射したが、レーザ光が効率よく透過する基板材料であれば、基板の裏面(転写層とは反対の面)から、転写層へ照射しても良い。 In this embodiment, the laser beam is irradiated onto the transfer layer from the mold side. However, if the substrate material allows the laser beam to pass through efficiently, the transfer layer is irradiated from the back surface (the surface opposite to the transfer layer) of the substrate. You may do it.
また、転写層として、カーボン等の炭素原子で構成された材料以外に、高温で燃焼する材料、例えばボロン、タングステンを採用することも可能である。 In addition to a material composed of carbon atoms such as carbon, a material that burns at a high temperature, such as boron or tungsten, can be used for the transfer layer.
(実施例)
以下、本実施形態の具体的な実施例を説明する。
(Example)
Hereinafter, specific examples of the present embodiment will be described.
まず、RFスパッタ法で厚さ20nmのカーボン転写層を形成した、直径20mmの円板状のガラス基板を用意した。 First, a disk-shaped glass substrate having a diameter of 20 mm, on which a carbon transfer layer having a thickness of 20 nm was formed by RF sputtering, was prepared.
次に、5μmの直線パターンを10μmピッチで形成した直径25mmの石英製モールドを用い、下記の条件に従って転写層への転写を行った。このときのパターンの高さ(凹凸の高低差)はおよそ500nmであった。モールドと基板(転写層を含む)を、チャンバー内に設置し、乾燥窒素を導入することでチャンバー内の空気を置換し、酸素濃度を200ppmとした。 Next, using a quartz mold having a diameter of 25 mm in which a 5 μm linear pattern was formed at a pitch of 10 μm, transfer to the transfer layer was performed according to the following conditions. At this time, the height of the pattern (the height difference of the unevenness) was about 500 nm. A mold and a substrate (including a transfer layer) were placed in the chamber, and air in the chamber was replaced by introducing dry nitrogen, so that the oxygen concentration was 200 ppm.
圧力(押当て力): 0.5MPa
レーザ 波長 : 248nm
パルス幅: 20ナノ秒
照射回数: 1ショット
パワー : 0.1J/cm2
この条件下で転写工程に要した時間は1秒以下であった。本実施例によれば、モールドに形成された、5μmの直線パターンを短時間で転写層に転写できた。その時のパターンの深さは、転写前の転写層の厚さである20nmだった。また、特に力を加えることなく、モールドと基板は自然にリリースできた。さらに、その後モールドの表面を光学顕微鏡で観察したが、異物や破損等によるパターン不良は確認されなかった。
Pressure (pushing force): 0.5 MPa
Laser wavelength: 248nm
Pulse width: 20 nanoseconds
Number of irradiation: 1 shot
Power: 0.1 J / cm 2
Under this condition, the time required for the transfer process was 1 second or less. According to this example, the 5 μm linear pattern formed on the mold could be transferred to the transfer layer in a short time. The depth of the pattern at that time was 20 nm which is the thickness of the transfer layer before transfer. Also, the mold and the substrate could be released naturally without applying any force. Furthermore, after that, the surface of the mold was observed with an optical microscope, but no pattern defect due to foreign matter or damage was confirmed.
本発明によれば、微細加工が低コスト・高スループットで実現できるので、微細形状が形成されたデバイスを安価に量産できるため、産業上極めて有用である。 According to the present invention, since microfabrication can be realized at low cost and high throughput, devices with fine shapes can be mass-produced at low cost, which is extremely useful industrially.
1 基板
1A 基板において選択的に酸化された部分
2 モールド
3 レーザ光
4 転写層
4A 転写層において選択的に酸化された部分
4B 転写層において酸化されない部分
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記モールドの凸部と前記基板の表面とが密着するように、前記モールドを基板の表面に押し当てる工程と、
前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱し、前記モールドの凹部と基板の表面で構成される空間に含まれる酸素によって、基板の表面を選択的に燃焼させることで、前記モールドに形成された前記所定の形状を転写する工程と、
を包含する形状の転写方法。 Holding the mold and the substrate on which the irregularities are formed in a predetermined pattern shape in an atmosphere containing oxygen;
Pressing the mold against the surface of the substrate so that the convex portion of the mold is in close contact with the surface of the substrate;
By irradiating the surface of the substrate with laser light, the surface of the substrate is heated, and the surface of the substrate is selectively burned by oxygen contained in a space formed by the concave portion of the mold and the surface of the substrate. And transferring the predetermined shape formed on the mold;
A shape transfer method including:
前記モールドの凸部と前記基板の表面とが密着するように、前記モールドを基板の表面に押し当てる手段と、
前記基板の表面にレーザ光を照射する手段と、
を具備した形状の転写装置。 Means for holding the mold and the substrate in which irregularities are formed in a predetermined pattern shape, in an atmosphere containing oxygen;
Means for pressing the mold against the surface of the substrate so that the convex portion of the mold is in close contact with the surface of the substrate;
Means for irradiating the surface of the substrate with laser light;
A transfer device having a shape.
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JP2008193035A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fine shape transferring method and fine shape transfer device |
US8377322B2 (en) | 2008-06-16 | 2013-02-19 | Fujifilm Corporation | Pattern forming method, substrate processing method and mold structure replication method |
-
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- 2004-09-15 JP JP2004267916A patent/JP2006086249A/en active Pending
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