JP2013074257A - Mold for nanoimprint, method of manufacturing the same, and nanoimprint method - Google Patents

Mold for nanoimprint, method of manufacturing the same, and nanoimprint method Download PDF

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Akiko Hattori
昭子 服部
Tetsushi Wakamatsu
哲史 若松
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a mold in a nanoimprint.SOLUTION: A mold 1 for a nanoimprint includes a mold body 12 having, on a surface thereof, a fine uneven pattern 13, and a release layer 14 formed on the surface. The release layer 14 includes a short chain mold release agent 20 of which the number of atoms constituting a main chain is less than 20, and a long chain mold release agent 22 of which the number of atoms constituting a main chain is equal to or more than 20.

Description

本発明は、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドおよびその製造方法に関し、特に凹凸パターンの表面に離型層を有するモールドおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a mold having a fine concavo-convex pattern on its surface and a method for producing the same, and more particularly to a mold having a release layer on the surface of the concavo-convex pattern and a method for producing the same.

半導体デバイス、及びビットパターンドメディア(BPM)等の磁気記録媒体の製造等において、被加工物上に塗布されたレジストにナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。   In the manufacture of semiconductor devices and magnetic recording media such as bit patterned media (BPM), the use of pattern transfer technology for performing nanoimprinting on a resist coated on a workpiece is expected.

具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工物上に塗布されたレジストに押し付け(インプリント)、レジストを力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。   Specifically, in nanoimprinting, a mold (generally called a mold, a stamper, or a template) in which a concavo-convex pattern is formed is pressed (imprinted) against a resist applied on a workpiece, and the resist is mechanically deformed or This is a technology for transferring fine patterns precisely by flowing. Once the mold is made, it is economical because nano-level microstructures can be easily and repeatedly molded, and it is a transfer technology with little harmful waste and emissions, so it has recently been applied to various fields. Expected.

ナノインプリントでは、モールドをレジストから離型する際にモールド表面にレジストが残存しないように、通常、モールド本体(凹凸パターンを有する基板)の表面に離型剤を結合(物理的結合および化学的結合を含む)させて離型層を形成する離型処理が施されている(特許文献1および2)。例えば、特許文献1には、パーフルオロポリエーテル鎖の末端にモールド本体と化学的に反応する官能基を有する離型剤を用いて、モールド本体の凹凸パターンを表面処理することが開示されている。また、特許文献2には、フルオロアルキル鎖の末端にモールド本体と化学的に反応する官能基を有する離型剤を用いて、気相法によりモールド本体の凹凸パターンを表面処理することが開示されている。   In nanoimprinting, a mold release agent is usually bonded to the surface of the mold body (substrate having a concavo-convex pattern) so that the resist does not remain on the mold surface when the mold is released from the resist. A mold release treatment is performed to form a mold release layer (Patent Documents 1 and 2). For example, Patent Document 1 discloses surface treatment of a concave / convex pattern of a mold body using a release agent having a functional group that chemically reacts with the mold body at the end of a perfluoropolyether chain. . Further, Patent Document 2 discloses surface treatment of the concavo-convex pattern of the mold body by a vapor phase method using a release agent having a functional group that chemically reacts with the mold body at the end of the fluoroalkyl chain. ing.

特開2007−326367号公報JP 2007-326367 A 米国特許出願公開第2006/0012079号明細書US Patent Application Publication No. 2006/0012079

しかしながら、特許文献1および2の方法のように、1種類の離型剤のみで離型層を構成した場合には、連続してインプリントを繰り返した際に、離型層が劣化し、剥離性が低下するという問題がある。   However, when the release layer is composed of only one type of release agent as in the methods of Patent Documents 1 and 2, the release layer deteriorates and peels when imprinting is continuously repeated. There is a problem that the performance is lowered.

具体的には、パーフルオロポリエーテル鎖のように比較的長い主鎖を有する離型剤のみで離型層を構成した場合には、被覆率が高いとモールド本体の凹凸パターンの形状が損なわれるため、離型剤そのものの離型性能は高いが離型剤による凹凸パターン表面の被覆率を低くせざるを得ない。その結果、離型剤の隙間にレジストが入り込み、レジストからモールドを離型する際に離型剤がはがれやすくなってしまう。   Specifically, when the release layer is composed of only a release agent having a relatively long main chain such as a perfluoropolyether chain, if the coverage is high, the shape of the uneven pattern of the mold body is impaired. For this reason, the mold release performance of the mold release agent itself is high, but the coverage of the uneven pattern surface by the mold release agent has to be lowered. As a result, the resist enters the gap of the release agent, and the release agent is easily peeled off when the mold is released from the resist.

一方、フルオロアルキル鎖のように比較的短い主鎖を有する離型剤のみで離型層を構成した場合には、離型剤そのものの離型性能が低いため、レジストからモールドを離型する際に離型剤がはがれやすい。   On the other hand, when the release layer is composed only of a release agent having a relatively short main chain such as a fluoroalkyl chain, the release performance of the release agent itself is low. The mold release agent is easy to peel off.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ナノインプリントにおいて、高い耐久性を有するモールドおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mold having high durability and a method for producing the same in nanoimprinting.

さらに本発明は、ナノインプリントにおいて、生産性の高いナノインプリント方法を提供することを目的とするものである。   A further object of the present invention is to provide a nanoimprinting method with high productivity in nanoimprinting.

上記課題を解決するために、本発明に係るモールドは、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールド本体と、この表面に形成された離型層とを備えたナノインプリント用のモールドにおいて、
離型層が、主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と、主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを含むものであることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the mold according to the present invention is:
In a mold for nanoimprint comprising a mold body having a fine uneven pattern on its surface and a release layer formed on this surface,
The release layer includes a short-chain release agent having less than 20 atoms constituting the main chain and a long-chain release agent having 20 or more atoms constituting the main chain. Is.

そして、本発明に係るモールドにおいて、離型層を構成する離型剤の全分子数に対する短鎖離型剤の分子数の割合は、50%以上95%以下であることが好ましく、70%以上90%以下であることがより好ましい。   In the mold according to the present invention, the ratio of the number of molecules of the short-chain release agent to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer is preferably 50% or more and 95% or less, and 70% or more. More preferably, it is 90% or less.

また、本発明に係るモールドにおいて、長鎖離型剤の少なくとも一部は、パーフルオロポリエーテル鎖を有することが好ましい。   In the mold according to the present invention, it is preferable that at least a part of the long-chain release agent has a perfluoropolyether chain.

また、本発明に係るモールドにおいて、短鎖離型剤の少なくとも一部は、フルオロアルキル鎖を有することが好ましい。   In the mold according to the present invention, it is preferable that at least a part of the short-chain release agent has a fluoroalkyl chain.

また、本発明に係るモールドにおいて、離型層を構成する離型剤の少なくとも一部は、Si原子を含む加水分解基、水酸基またはカルボキシル基を有することが好ましい。この場合において、離型層を構成する離型剤の全てが、Si原子を含む加水分解基を有することが好ましい。   In the mold according to the present invention, it is preferable that at least a part of the release agent constituting the release layer has a hydrolyzable group, a hydroxyl group or a carboxyl group containing Si atoms. In this case, it is preferable that all of the release agents constituting the release layer have a hydrolyzable group containing Si atoms.

本発明に係るモールドの製造方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールド本体と、この表面に形成された離型層とを備えたナノインプリント用のモールドの製造方法において、
主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを用いて、前記凹凸パターンを表面処理することを特徴とするものである。
The method for producing a mold according to the present invention includes:
In a method for producing a mold for nanoimprint comprising a mold body having a fine uneven pattern on the surface and a release layer formed on the surface,
The concavo-convex pattern is surface-treated using a short-chain release agent having a main chain constituting less than 20 atoms and a long-chain release agent having a main chain constituting 20 or more atoms. It is what.

そして、本発明に係るモールドの製造方法において、凹凸パターンの表面処理は、離型層を構成する離型剤の全分子数に対する短鎖離型剤の分子数の割合が50%以上95%以下となるように行われるものであることが好ましい。   In the mold manufacturing method according to the present invention, the surface treatment of the concavo-convex pattern is such that the ratio of the number of molecules of the short-chain release agent to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer is from 50% to 95% It is preferable that it is performed so that.

また、本発明に係るモールドの製造方法において、凹凸パターンの表面処理は、短鎖離型剤を含有する第1の処理剤による第1の表面処理を行った後に、長鎖離型剤を含有する第2の処理剤による第2の表面処理を行うものであることが好ましい。この場合において、第1の表面処理を行った後第2の表面処理を行う前に、凹凸パターンの表面をリンスすることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the mold which concerns on this invention, the surface treatment of an uneven | corrugated pattern contains a long-chain mold release agent after performing the 1st surface treatment by the 1st processing agent containing a short-chain mold release agent. It is preferable that the second surface treatment with the second treating agent is performed. In this case, it is preferable to rinse the surface of the concavo-convex pattern after the first surface treatment and before the second surface treatment.

或いは、本発明に係るモールドの製造方法において、凹凸パターンの表面処理は、短鎖離型剤および長鎖離型剤を含有する処理剤による表面処理であることが好ましい。   Alternatively, in the mold manufacturing method according to the present invention, the surface treatment of the concavo-convex pattern is preferably a surface treatment with a treatment agent containing a short-chain release agent and a long-chain release agent.

本発明のナノインプリント方法は、
上記に記載のモールドを用いて、
ナノインプリント用基板上にレジストを塗布し、
モールドをナノインプリント用基板のレジストが塗布された面に押し付け、
モールドをナノインプリント用基板から剥離することを特徴とするものである。
The nanoimprint method of the present invention comprises:
Using the mold described above,
Apply a resist on the nanoimprint substrate,
Press the mold against the surface of the nanoimprint substrate coated with resist,
The mold is peeled off from the nanoimprint substrate.

本発明に係るモールドは、離型層が、主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と、主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを含むものであることを特徴とするものである。このような構成により、長鎖離型剤の被覆率が低くても長鎖離型剤同士の隙間が短鎖離型剤で被覆されているから、長鎖離型剤同士の隙間にレジストが入り込むことを抑制することができる。この結果、ナノインプリントにおいて、モールドの耐久性を向上させることが可能となる。   In the mold according to the present invention, the release layer includes a short-chain release agent having less than 20 atoms constituting the main chain and a long-chain release agent having 20 or more atoms constituting the main chain. It is what is included. With such a configuration, since the gap between the long-chain release agents is covered with the short-chain release agent even if the coverage of the long-chain release agent is low, a resist is formed in the gap between the long-chain release agents. It can suppress entering. As a result, it is possible to improve the durability of the mold in the nanoimprint.

また、本発明に係るモールドの製造方法は、主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを用いて、前記凹凸パターンを表面処理することを特徴とするものである。このような構成により、長鎖離型剤の被覆率が低くても長鎖離型剤同士の隙間を短鎖離型剤で被覆することができる。この結果、ナノインプリントにおいて、モールドの耐久性を向上させることが可能となる。   Moreover, the mold manufacturing method according to the present invention uses a short-chain release agent having less than 20 atoms constituting the main chain and a long-chain release agent having 20 or more atoms constituting the main chain. Then, the uneven pattern is subjected to a surface treatment. With such a configuration, the gap between the long-chain release agents can be covered with the short-chain release agent even if the coverage of the long-chain release agent is low. As a result, it is possible to improve the durability of the mold in the nanoimprint.

また、本発明に係るナノインプリント方法は、耐久性の向上した本発明のモールドを使用することにより、連続してインプリントを繰り返す際に、再度の離型処理を行う回数やモールドを交換する回数が減少することとなる。この結果、ナノインプリントにおいて、生産性を向上させることが可能となる。   In addition, the nanoimprint method according to the present invention uses the mold of the present invention with improved durability, so that when the imprint is continuously repeated, the number of times of performing a re-release process or the number of times of changing the mold is reduced. Will decrease. As a result, productivity can be improved in nanoimprint.

実施形態のモールドの構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the mold of embodiment. 実施形態のモールドの凹凸パターンを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the uneven | corrugated pattern of the mold of embodiment. 実施形態のモールドの離型層を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mold release layer of the mold of embodiment. 長鎖離型剤の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a long-chain mold release agent.

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

「モールドおよびその製造方法の実施形態」
図1は、実施形態のモールドの構成を示す概略断面図である。また、図2は、実施形態のモールドの凹凸パターンを示す概略断面図である。図3は、図2におけるAの領域の離型層を示す概略断面図である。
“Embodiments of mold and manufacturing method thereof”
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a mold according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an uneven pattern of the mold according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a release layer in a region A in FIG.

本実施形態のモールド1は、微細な凹凸パターン13を表面に有するモールド本体12と、この凹凸パターン13の表面に形成された離型層14とを備える。   The mold 1 of the present embodiment includes a mold body 12 having a fine uneven pattern 13 on the surface, and a release layer 14 formed on the surface of the uneven pattern 13.

(モールド本体)
モールド本体12の材料は、例えばシリコン、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、タンタルおよびタングステン等の金属材料、並びにそれらの酸化物、窒化物および炭化物とすることができる。具体的には、モールド本体12の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。或いは、モールド本体12の材料は樹脂でもよい。
(Mold body)
The material of the mold body 12 can be, for example, metal materials such as silicon, nickel, aluminum, chromium, iron, tantalum and tungsten, and oxides, nitrides and carbides thereof. Specifically, examples of the material of the mold body 12 include silicon oxide, aluminum oxide, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, and soda glass. Alternatively, the material of the mold body 12 may be a resin.

凹凸パターン13の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとして図1から図2に示されるようなライン&スペースパターンである。そして、ライン&スペースパターンの凸部の長さ、凸部の幅W1、凸部同士の間隔W2および凹部底面からの凸部の高さ(凹部の深さ)Hは適宜設定される。例えば、凸部の幅W1は10〜100nm、より好ましくは20〜70nmであり、凸部同士の間隔W2は10〜500nm、より好ましくは20〜100nmであり、凸部の高さHは10〜500nm、より好ましくは30〜100nmである。また、凹凸パターン13を構成する凸部の形状は、その他、矩形、円および楕円等の断面を有するドットが配列したような形状でもよい。   The shape of the concavo-convex pattern 13 is not particularly limited, and is appropriately selected according to the use of nanoimprint. For example, a typical pattern is a line and space pattern as shown in FIGS. And the length of the convex part of a line & space pattern, the width W1 of a convex part, the space | interval W2 of convex parts, and the height (depth of a recessed part) H of a convex part from a recessed part bottom face are set suitably. For example, the width W1 of the convex portion is 10 to 100 nm, more preferably 20 to 70 nm, the interval W2 between the convex portions is 10 to 500 nm, more preferably 20 to 100 nm, and the height H of the convex portion is 10 to 10 nm. It is 500 nm, more preferably 30 to 100 nm. Moreover, the shape of the convex part which comprises the uneven | corrugated pattern 13 may be the shape where the dot which has cross sections, such as a rectangle, a circle | round | yen, and an ellipse, arranged.

上記のようなモールド本体12は、例えば以下の手順により製造することができる。まず、Si基材上に、スピンコートなどでPHS(polyhydroxy styrene)系の化学増幅型レジスト、ノボラック系レジスト、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等のアクリル樹脂などを主成分とするレジスト液を塗布し、レジスト層を形成する。その後、Si基材にレーザー光(又は電子ビーム)を所望の凹凸パターンに対応して変調しながら照射し、レジスト層表面にラインパターンを露光する。その後、レジスト層を現像処理し、除去後のレジスト層のパターンをマスクにしてRIE(反応性イオンエッチング)などにより選択エッチングを行い、所定の凹凸パターンを有するSiからなるモールド本体を得る。   The mold body 12 as described above can be manufactured, for example, by the following procedure. First, a PHS (polyhydroxy styrene) -based chemically amplified resist, a novolac resist, a resist solution mainly composed of an acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), etc. is applied onto a Si substrate by spin coating, A resist layer is formed. Thereafter, the Si substrate is irradiated with laser light (or electron beam) while being modulated corresponding to the desired concavo-convex pattern to expose the line pattern on the resist layer surface. Thereafter, the resist layer is developed, and selective etching is performed by RIE (reactive ion etching) or the like using the removed resist layer pattern as a mask to obtain a mold body made of Si having a predetermined uneven pattern.

一方、モールド本体12はこれに限られず、石英からなるモールド本体を用いることも可能である。この場合、石英からなるモールド本体は、上記のSiからなるモールド本体の製造法と同様の方法や、後述するナノインプリント方法によって形成したレジストパターンをマスクとして基板をエッチング加工する方法等により製造することができる。   On the other hand, the mold body 12 is not limited to this, and a mold body made of quartz can also be used. In this case, the mold body made of quartz can be manufactured by a method similar to the above-described method for manufacturing a mold body made of Si, or a method of etching a substrate using a resist pattern formed by a nanoimprint method described later as a mask. it can.

モールド本体12表面における離型剤の被覆率(モールド本体12表面を離型剤が占有する割合)を上昇させ、また、離型処理時間を短縮するには、モールド本体12表面の吸着水を増やすことが効果的である。モールド本体12表面の吸着水を増やすには、モールド本体12表面を親水性に改質する方法や、雰囲気中の相対湿度を上昇させる方法がある。モールド本体12表面を親水性に改質する方法として、薬液を用いた湿式洗浄法、プラズマやUVオゾンによる乾式洗浄法、または湿式と乾式の組み合わせ、などが挙げられる。本発明では、モールド本体12をインプリント装置内で待機させて簡便に離型処理を実施するため、大掛かりな設備を必要としないUVオゾンによる乾式洗浄法が好ましい。UVオゾン洗浄方式では、185nm付近にピーク波長を持つ例えば低圧水銀灯からの光がモールド本体12表面に照射されることにより、モールド本体12表面近傍の雰囲気中に含まれる酸素が活性化し、モールド本体12表面の有機物が酸化されて除去される。相対湿度は好ましくは20%から70%、さらに好ましくは30%から50%の範囲で制御する。   In order to increase the coverage of the release agent on the surface of the mold main body 12 (the ratio of the mold release agent occupying the surface of the mold main body 12) and to shorten the release treatment time, the amount of adsorbed water on the surface of the mold main body 12 is increased. It is effective. In order to increase the amount of adsorbed water on the surface of the mold body 12, there are a method for modifying the surface of the mold body 12 to be hydrophilic and a method for increasing the relative humidity in the atmosphere. Examples of the method for modifying the surface of the mold body 12 to be hydrophilic include a wet cleaning method using a chemical solution, a dry cleaning method using plasma or UV ozone, or a combination of wet and dry methods. In the present invention, a dry cleaning method using UV ozone that does not require large-scale equipment is preferable because the mold main body 12 is placed in a standby state in the imprint apparatus and the mold release process is simply performed. In the UV ozone cleaning method, for example, light from a low-pressure mercury lamp having a peak wavelength near 185 nm is irradiated on the surface of the mold body 12, thereby activating oxygen contained in the atmosphere near the surface of the mold body 12. Surface organics are oxidized and removed. The relative humidity is preferably controlled in the range of 20% to 70%, more preferably 30% to 50%.

(離型層)
モールド1の表面には、モールド1とレジストとの離型性を向上させるために、離型層14が備えられている。離型層14は、図3に示されるように、主鎖を構成する原子数(炭素原子および酸素原子の数)が20未満である短鎖離型剤20と、主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤22とからなる2種以上の離型剤から構成される。つまり、短鎖離型剤20として少なくとも1種の離型剤が含まれていればよく、また、長鎖離型剤22として少なくとも1種の離型剤が含まれていればよい。
(Release layer)
A release layer 14 is provided on the surface of the mold 1 in order to improve the mold release property between the mold 1 and the resist. As shown in FIG. 3, the release layer 14 includes a short-chain release agent 20 in which the number of atoms (number of carbon atoms and oxygen atoms) constituting the main chain is less than 20, and the number of atoms constituting the main chain. It is comprised from 2 or more types of mold release agents which consist of long-chain mold release agent 22 whose is 20 or more. That is, it is sufficient that at least one type of release agent is included as the short-chain release agent 20, and at least one type of release agent may be included as the long-chain release agent 22.

「主鎖」とは、末端の官能基(加水分解性基を含める)を除外した炭素原子および酸素原子からなる鎖のうち、分子中で最も長い鎖を意味する。例えば図4に示される長鎖離型剤22の場合には、主鎖は、末端の官能基23、24および25を除外した炭素原子および酸素原子からなる鎖のうち、その離型剤分子の中で最も長い鎖26である。   The “main chain” means the longest chain in the molecule among chains composed of carbon atoms and oxygen atoms excluding terminal functional groups (including hydrolyzable groups). For example, in the case of the long-chain release agent 22 shown in FIG. 4, the main chain is a chain composed of carbon atoms and oxygen atoms excluding the terminal functional groups 23, 24 and 25, and the release agent molecule. The longest chain 26 among them.

ここで、短鎖離型剤20の主鎖の鎖長を「原子数で20未満」と規定した理由は、主鎖の鎖長が原子数で20以上の長鎖離型剤をモールド本体12表面上に高密度で被覆した場合には、離型層14の平均膜厚が厚くなってしまうためである。このような場合、モールド1の凹凸パターン13の形状情報が損なわれてしまい、ナノインプリントにおけるパターンの転写精度が低下してしまう。一方、長鎖離型剤をモールド本体12表面上に低密度で被覆した場合には、平均膜厚を薄くすることは可能であるが、長鎖離型剤相互間の水平力が減少して離型層の強度が弱くなってしまうためである。   Here, the reason why the main chain length of the short-chain release agent 20 is defined as “less than 20 atoms” is that the long-chain release agent having a main chain length of 20 or more is used as the mold body 12. This is because when the surface is coated at a high density, the average film thickness of the release layer 14 is increased. In such a case, the shape information of the concavo-convex pattern 13 of the mold 1 is lost, and the pattern transfer accuracy in nanoimprinting is reduced. On the other hand, when the long-chain release agent is coated on the surface of the mold body 12 at a low density, the average film thickness can be reduced, but the horizontal force between the long-chain release agents decreases. This is because the strength of the release layer is weakened.

本発明では、短鎖離型剤20および長鎖離型剤22のうち一方のデメリットを他方のメリットで補完することにより、離型層の耐久性を向上させている。   In the present invention, the durability of the release layer is improved by complementing one of the short-chain release agent 20 and the long-chain release agent 22 with the other.

具体的には以下の通りである。短鎖離型剤20のメリットは、高密度にモールド本体12表面を被覆しても凹凸パターン13の形状情報を損ねないこと、立体障害がないため短鎖離型剤20同士の相互作用が強く離型層としての強度が高いこと、短鎖離型剤20同士が密に配列するためレジストがモールド本体12に接触しにくいことであり、デメリットは、潤滑性がなく大きな離型力が必要とされる(つまり、離型性が低い)ことである。一方、長鎖離型剤22のメリットは、潤滑性により小さな離型力で充分であることであり、デメリットは、高密度にモールド本体12表面を被覆すると凹凸パターン13の形状情報が損なわれること、自身の立体障害に起因して長鎖離型剤22同士の相互作用が弱く離型層としての強度が低いこと、長鎖離型剤22同士が密に配列することができないためレジストがモールド本体12に接触しやすいことである。したがって、本発明では、離型性の高い長鎖離型剤22の隙間を短鎖離型剤20によって補間することにより、レジストのモールド本体12への接触を抑制することができ、離型性を低下させることなく離型層14の耐久性を向上させることが可能となる。さらに、本発明では、離型層14全体の平均膜厚の増加も抑制することができるため、モールド本体12の凹凸パターン13の形状情報を損なうことも防止することができる。   Specifically, it is as follows. The merit of the short-chain release agent 20 is that even if the surface of the mold body 12 is coated at a high density, the shape information of the concave / convex pattern 13 is not impaired, and since there is no steric hindrance, the interaction between the short-chain release agents 20 is strong. The strength of the release layer is high, and the short-chain release agents 20 are closely arranged so that the resist is difficult to contact the mold main body 12. The disadvantage is that there is no lubricity and a large release force is required. (That is, releasability is low). On the other hand, the merit of the long-chain release agent 22 is that a small release force is sufficient due to the lubricity, and the demerit is that the shape information of the concavo-convex pattern 13 is damaged when the surface of the mold body 12 is coated at a high density. Due to its own steric hindrance, the interaction between the long-chain release agents 22 is weak and the strength as a release layer is low, and the long-chain release agents 22 cannot be closely arranged, so that the resist is molded. It is easy to contact the main body 12. Therefore, in the present invention, the contact of the resist with the mold main body 12 can be suppressed by interpolating the gap of the long-chain release agent 22 having a high release property with the short-chain release agent 20, and the release property. It is possible to improve the durability of the release layer 14 without lowering. Furthermore, in this invention, since the increase in the average film thickness of the mold release layer 14 whole can also be suppressed, it can also prevent that the shape information of the uneven | corrugated pattern 13 of the mold main body 12 is impaired.

離型層14を構成する離型剤の全分子数に対する短鎖離型剤20の分子数の割合(短鎖離型剤20の混合率)は、50%以上95%以下であることが好ましく、70%以上90%以下であることがより好ましい。上記範囲内では特に、短鎖離型剤20および長鎖離型剤22それぞれのメリットおよびデメリットが最適に補完し合うことにより、離型性および耐久性の高い離型層14を実現できることが、本発明者らにより見出された(後述する実施例を参照)。   The ratio of the number of molecules of the short-chain release agent 20 to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer 14 (mixing ratio of the short-chain release agent 20) is preferably 50% or more and 95% or less. 70% or more and 90% or less is more preferable. Within the above range, in particular, it is possible to realize a release layer 14 having a high release property and durability by optimally complementing the merits and demerits of the short-chain release agent 20 and the long-chain release agent 22 respectively. Found by the inventors (see Examples below).

離型層14を構成する離型剤の少なくとも一部は、Si原子を含む加水分解基、水酸基またはカルボキシル基を有することが好ましい。これらの基を有する離型剤は、自己組織的に膜を形成するため、簡便に離型層14を形成することができる。また、離型層14を構成する離型剤の全てが、Si原子を含む加水分解基を有することが好ましい。この場合には、隣接する加水分解基同士が結合するため、より離型層14の耐久性を向上させることができる。   At least a part of the release agent constituting the release layer 14 preferably has a hydrolyzable group, a hydroxyl group or a carboxyl group containing Si atoms. Since the release agent having these groups forms a film in a self-organized manner, the release layer 14 can be easily formed. Moreover, it is preferable that all the mold release agents which comprise the mold release layer 14 have a hydrolysis group containing Si atom. In this case, since the adjacent hydrolyzing groups are bonded to each other, the durability of the release layer 14 can be further improved.

なお、離型剤全体としてのモールド本体12表面の被覆率は、高ければ高い程好ましいことは言うまでもない。   Needless to say, the higher the coverage of the surface of the mold body 12 as the whole mold release agent, the better.

(短鎖離型剤)
短鎖離型剤20は、主鎖を構成する原子数が20未満である離型剤である。
(Short chain release agent)
The short chain release agent 20 is a release agent having less than 20 atoms constituting the main chain.

短鎖離型剤20としては、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロクチル)トリメトキシシラン(SIN8176.0:Gelest株式会社製)、パーフルオロオクチルエタノール(エフテック株式会社製)、カプリン酸などを使用することができる。   As the short-chain release agent 20, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trimethoxysilane (SIN8176.0: manufactured by Gelest Co., Ltd.), perfluorooctyl ethanol (manufactured by F-Tech Co., Ltd.), Capric acid or the like can be used.

この他にも、公知の炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤などが使用できる。   In addition, known hydrocarbon-based lubricants, fluorine-based lubricants, fluorine-based silane coupling agents, and the like can be used.

炭化水素系潤滑剤としては、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸類、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール類などが挙げられる。   Examples of the hydrocarbon-based lubricant include carboxylic acids such as stearic acid and oleic acid, and alcohols such as stearyl alcohol and oleyl alcohol.

フッ素系潤滑剤としては、上記炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をフルオロアルキル基もしくはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤が挙げられる。パーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CFCFCFO)、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF)CFO)またはこれらの共重合体等である。 Examples of the fluorine-based lubricant include a lubricant in which part or all of the alkyl group of the hydrocarbon-based lubricant is substituted with a fluoroalkyl group or a perfluoropolyether group. Examples of perfluoropolyether groups include perfluoromethylene oxide polymer, perfluoroethylene oxide polymer, perfluoro-n-propylene oxide polymer (CF 2 CF 2 CF 2 O) n , perfluoroisopropylene oxide polymer (CF (CF 3 ) CF 2 O) n or a copolymer thereof.

フッ素系シランカップリング剤としては、分子中に少なくとも1個のアルコキシシラン基、クロロシラン基を有するものである。アルコキシシラン基の例としては、−Si(OCH基、−Si(OCHCH基が挙げられる。クロロシラン基としては、−Si(Cl)基などが挙げられる。 The fluorine-based silane coupling agent has at least one alkoxysilane group or chlorosilane group in the molecule. Examples of alkoxysilane groups include —Si (OCH 3 ) 3 groups and —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 groups. Examples of the chlorosilane group include —Si (Cl) 3 group.

短鎖離型剤20としては、具体的には、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロデシルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルジメチルクロロシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリメトキシシランなどの化合物である。   Specific examples of the short-chain release agent 20 include heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyltrimethoxysilane, pentafluorophenylpropyldimethylchlorosilane, tridecafluoro-1,1,2 , 2-tetra-hydrooctyltriethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrooctyltrimethoxysilane, and the like.

(長鎖離型剤)
長鎖離型剤22は、主鎖を構成する原子数が20以上である離型剤である。
(Long chain release agent)
The long chain release agent 22 is a release agent having 20 or more atoms constituting the main chain.

長鎖離型剤22としては、オプツール(登録商標)DSX(ダイキン工業株式会社製)、Novec(登録商標)EGC-1720(住友スリーエム株式会社製)、フォンブリン(登録商標)Z−Dol(ソルベイソレクシス株式会社製)、クライトックス(登録商標)157FSL(デュポン株式会社製)などを使用することができる。   Examples of the long-chain release agent 22 include OPTOOL (registered trademark) DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Novec (registered trademark) EGC-1720 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Fomblin (registered trademark) Z-Dol (Solve Isolexis Co., Ltd.), Krytox (registered trademark) 157FSL (DuPont Co., Ltd.) and the like can be used.

この他にも、公知のフッ素系樹脂、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤などが使用できる。   In addition, known fluorine resins, fluorine lubricants, fluorine silane coupling agents, and the like can be used.

フッ素系樹脂としては、PTFA(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)などが挙げられる。   Fluorine resins include PTFA (polytetrafluoroethylene resin), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene / Ethylene copolymer).

フッ素系潤滑剤としては、パーフルオロポリエーテル鎖を有する潤滑剤が挙げられる。パーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CFCFCFO)、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF)CFO)またはこれらの共重合体等である。 An example of the fluorine-based lubricant is a lubricant having a perfluoropolyether chain. Examples of perfluoropolyether groups include perfluoromethylene oxide polymer, perfluoroethylene oxide polymer, perfluoro-n-propylene oxide polymer (CF 2 CF 2 CF 2 O) n , perfluoroisopropylene oxide polymer (CF (CF 3 ) CF 2 O) n or a copolymer thereof.

フッ素系シランカップリング剤としては、分子中に少なくとも1個、好ましくは1〜10個のアルコキシシラン基、クロロシラン基を有するものである。アルコキシシラン基の例としては、−Si(OCH基、−Si(OCHCH基が挙げられる。クロロシラン基としては、−Si(Cl)基などが挙げられる。 The fluorine-based silane coupling agent has at least 1, preferably 1 to 10, alkoxysilane groups and chlorosilane groups in the molecule. Examples of alkoxysilane groups include —Si (OCH 3 ) 3 groups and —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 groups. Examples of the chlorosilane group include —Si (Cl) 3 group.

(離型層の形成方法)
離型層14の形成は、短鎖離型剤20と長鎖離型剤22とを用いて、モールド本体12の凹凸パターン13を表面処理することにより行われる。そして、凹凸パターン13の表面処理は、短鎖離型剤20の混合率が50%以上95%以下となるように行われるものであることが好ましい。
(Formation method of release layer)
The release layer 14 is formed by surface-treating the concavo-convex pattern 13 of the mold body 12 using a short chain release agent 20 and a long chain release agent 22. And it is preferable that the surface treatment of the uneven | corrugated pattern 13 is performed so that the mixing rate of the short chain release agent 20 may be 50% or more and 95% or less.

凹凸パターンの表面処理は、前処理工程、離型剤の塗布工程および後処理工程の3つ大きく分けることができる。   The surface treatment of the concavo-convex pattern can be broadly divided into three processes: a pretreatment process, a release agent coating process, and a posttreatment process.

(前処理工程)
前処理工程は、例えば、表面処理を行うモールド本体12の洗浄等を行う工程である。洗浄の方法は、特に制限はないが、例えばUVオゾンクリーニング、プラズマ処理などのドライ処理や、有機溶剤(アセトン、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなど)中での超音波洗浄、硫酸等の酸および/または過酸化水素等の過酸化物の溶液中での煮沸洗浄などのウェット処理などが挙げられる。これらの洗浄は単独で行ってもよいし、組み合わせて行なってもよい。
(Pretreatment process)
The pretreatment process is, for example, a process of cleaning the mold body 12 that performs the surface treatment. The cleaning method is not particularly limited. For example, UV ozone cleaning, dry processing such as plasma processing, ultrasonic cleaning in an organic solvent (acetone, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc.), acid such as sulfuric acid, and / or Examples thereof include wet treatment such as boiling washing in a solution of peroxide such as hydrogen peroxide. These washings may be performed alone or in combination.

(離型剤の塗布工程)
離型剤の塗布工程では、実際に離型剤が塗布される。離型剤の塗布方法としては、ディップコート法、真空蒸着法、スピンコート法などの方法を用いることができる。
(Release agent application process)
In the release agent application step, the release agent is actually applied. As a method for applying the release agent, a dip coating method, a vacuum deposition method, a spin coating method, or the like can be used.

凹凸パターンの表面処理は、短鎖離型剤20を含有する第1の処理剤を用いた第1の表面処理および長鎖離型剤22を含有する第2の処理剤を用いた第2の表面処理として、表面処理の工程を分けて実施してもよいし、短鎖離型剤20および長鎖離型剤22を含有する第3の処理剤を用いた表面処理によって1回の工程で実施してもよい。   The surface treatment of the concavo-convex pattern is the first surface treatment using the first treatment agent containing the short-chain release agent 20 and the second treatment agent using the second treatment agent containing the long-chain release agent 22. As the surface treatment, the surface treatment step may be performed separately, or in one step by the surface treatment using the third treatment agent containing the short-chain release agent 20 and the long-chain release agent 22. You may implement.

表面処理の工程を分けて実施する方法としては、例えば、短鎖離型剤20を真空蒸着法にてモールド本体12に結合させ、その後、長鎖離型剤22をディップコート法にてモールド本体12に結合させるなどの方法がある。なお、第1の表面処理を行った後第2の表面処理を行う前に、モールド本体12の凹凸パターン13の表面をリンスすることが好ましい。これにより、余剰分の短鎖離型剤20によって長鎖離型剤22の結合が阻害されるのを防止することができる。   As a method of performing the surface treatment process separately, for example, the short chain release agent 20 is bonded to the mold body 12 by a vacuum vapor deposition method, and then the long chain release agent 22 is molded by a dip coating method. 12 and the like. In addition, it is preferable to rinse the surface of the uneven | corrugated pattern 13 of the mold main body 12 after performing a 1st surface treatment and before performing a 2nd surface treatment. Thereby, it is possible to prevent the binding of the long-chain release agent 22 from being inhibited by the excess short-chain release agent 20.

上記のように表面処理の工程を分けて実施する場合、短鎖離型剤20の混合率は、例えば、離型剤を1種類塗布する毎にエリプソメーターで膜厚を測定し、それらの被覆率の割合から算出することができる。具体的には、最初に塗布された離型剤Aの分子全体の鎖長をl(Å)、離型剤Aが結合した状態の膜厚をd(Å)とし、次に塗布された離型剤Bの分子全体の鎖長をl(Å)、離型剤AおよびBが結合した状態の膜厚をdA+B(Å)とすると、各離型剤の被覆率C及びCは下記式1のように算出される。 When the surface treatment process is performed separately as described above, for example, the mixing ratio of the short-chain release agent 20 is determined by measuring the film thickness with an ellipsometer every time one type of release agent is applied. It can be calculated from the rate ratio. Specifically, the chain length of the whole molecule of the release agent A applied first is l A (Å), the film thickness in the state where the release agent A is bonded is d A (Å), and then the application is performed next. Assuming that the chain length of the entire release agent B molecule is l B (Å) and the film thickness in a state where the release agents A and B are combined is d A + B (Å), the coverage C A of each release agent and C B is calculated as shown in Equation 1 below.

式1:
(%)=d/l×100、C(%)=(dA+B−d)/l×100
Formula 1:
C A (%) = d A / l A × 100, C B (%) = (d A + B −d A ) / l B × 100

そして、各離型剤の被覆率を用いて、短鎖離型剤20の混合率Rは下記式2のようにして算出される。   And the mixing rate R of the short chain release agent 20 is computed like the following formula 2 using the coverage of each release agent.

式2:
R(%)=C/(C+C)×100
Formula 2:
R (%) = C A / (C A + C B ) × 100

なお、上記混合率Rは、表面処理の工程が3種類以上の離型剤についてそれぞれ別々に表面処理を行う場合にも同様にして求められる。つまり、上記割合Rの分母に各離型剤の被覆率の総和を、分子には短鎖離型剤20の被覆率の総和をあてはめればよい。   In addition, the said mixing rate R is calculated | required similarly also when the surface treatment process performs surface treatment separately about 3 or more types of mold release agents, respectively. That is, the sum of the coverages of the release agents may be assigned to the denominator of the ratio R, and the sum of the coverages of the short-chain release agents 20 may be assigned to the numerator.

その他、短鎖離型剤20の混合率は、例えば、各離型剤に特徴的な原子の比率をESCA(X線光電子分光分析装置)などの表面解析手法を用いて算出することもできる。   In addition, the mixing ratio of the short-chain release agent 20 can be calculated, for example, by using a surface analysis method such as ESCA (X-ray photoelectron spectrometer) for the ratio of atoms characteristic to each release agent.

また、表面処理の工程を1回の工程で実施する方法としては、例えば、全ての離型剤が同一の溶剤に溶解可能な場合には、短鎖離型剤20と長鎖離型剤22の混合溶液を作成し、全ての離型剤をディップコート法もしくはスピンコート法にて同時に処理するなどの方法がある。   In addition, as a method of performing the surface treatment step in one step, for example, when all the release agents can be dissolved in the same solvent, the short-chain release agent 20 and the long-chain release agent 22 are used. There is a method in which a mixed solution of the above is prepared and all the release agents are simultaneously treated by a dip coating method or a spin coating method.

上記のように表面処理の工程を1回の工程で実施する場合、短鎖離型剤20の混合率は、前述したように例えば、ESCAなどの表面解析手法を用いて算出することができる。   As described above, when the surface treatment step is performed in a single step, the mixing ratio of the short-chain release agent 20 can be calculated using a surface analysis method such as ESCA as described above.

複数の離型剤を同時に処理する場合には、同一種類の離型剤がアイランド状に吸着してしまい処理が不均一になる場合や、一部の離型剤の吸着が進行しづらい場合があるので注意が必要である。このような観点から、凹凸パターン13の表面処理は、上記第1の表面処理および上記第2の表面処理のように表面処理の工程を分けて実施することが好ましい。このように、離型剤を1種類ずつ処理することにより均一な表面処理が可能である。そして、この場合、短鎖離型剤20から先にモールド本体12に結合させることが好ましい。これにより、長鎖離型剤22による短鎖離型剤20のモールド本体12への結合阻害を回避することができ、より均一な表面処理が可能となる。   When processing multiple release agents at the same time, the same type of release agent may be adsorbed in the form of islands, resulting in uneven processing, or adsorption of some release agents may be difficult to proceed. Because there is, attention is necessary. From such a viewpoint, it is preferable that the surface treatment of the uneven pattern 13 is performed by dividing the surface treatment steps as in the first surface treatment and the second surface treatment. Thus, uniform surface treatment is possible by treating the release agent one by one. In this case, the short-chain release agent 20 is preferably bonded to the mold body 12 first. Thereby, it is possible to avoid the binding inhibition of the short chain release agent 20 to the mold body 12 by the long chain release agent 22, and a more uniform surface treatment is possible.

(後処理工程)
後処理工程では、例えば、余剰分の離型剤を溶剤でリンスする等の工程が実施される。余剰分の離型剤が残存していると、モールド本体12表面の凹凸パターン13の形状情報が損なわれる可能性があるためである。溶剤でのリンス方法は、特に制限はないが、例えば溶剤中にモールドを浸漬させ一定時間後に引上げるディップ方式などがある。また、必要に応じて、離型剤のモールド本体12への結合を促進するため、ベイク処理を行なってもよい。
(Post-processing process)
In the post-processing step, for example, a step of rinsing excess release agent with a solvent is performed. This is because if the excess release agent remains, the shape information of the uneven pattern 13 on the surface of the mold body 12 may be impaired. The method of rinsing with a solvent is not particularly limited. For example, there is a dip method in which a mold is immersed in a solvent and pulled up after a certain time. Moreover, in order to accelerate | stimulate the coupling | bonding to the mold main body 12 of a mold release agent, you may perform a baking process as needed.

以上のように、本発明に係るモールドによれば、長鎖離型剤22の被覆率が低くても長鎖離型剤22同士の隙間が短鎖離型剤で被覆されているから、長鎖離型剤22同士の隙間にレジストが入り込むことを抑制することができる。この結果、ナノインプリントにおいて、モールドの耐久性を向上させることが可能となる。   As described above, according to the mold according to the present invention, the gap between the long-chain release agents 22 is covered with the short-chain release agent even when the coverage of the long-chain release agent 22 is low. The resist can be prevented from entering the gap between the chain release agents 22. As a result, it is possible to improve the durability of the mold in the nanoimprint.

また、本発明に係るモールドの製造方法によれば、長鎖離型剤の被覆率が低くても長鎖離型剤同士の隙間を短鎖離型剤で被覆することができる。この結果、ナノインプリントにおいて、モールドの耐久性を向上させることが可能となる。   Further, according to the mold manufacturing method of the present invention, the gap between the long-chain release agents can be covered with the short-chain release agent even when the coverage of the long-chain release agent is low. As a result, it is possible to improve the durability of the mold in the nanoimprint.

「ナノインプリント方法の実施形態」
以下、本発明のモールドを用いたナノインプリント方法の実施形態について説明する。
“Embodiment of Nanoimprint Method”
Hereinafter, an embodiment of a nanoimprint method using the mold of the present invention will be described.

本実施形態のナノインプリント方法は、例えば図1に示されるようなモールド1を用いて、石英からなるナノインプリント用基板上に光硬化性のレジストを塗布し、モールド1をナノインプリント用基板のレジストが塗布された面に押し付け、ナノインプリント用基板の裏面から紫外光を照射してレジストを硬化させ、モールド1をレジストから剥離することを特徴とするものである。   In the nanoimprinting method of the present embodiment, for example, a mold 1 as shown in FIG. 1 is used to apply a photocurable resist onto a quartz nanoimprinting substrate, and the mold 1 is coated with the resist of the nanoimprinting substrate. This is characterized in that the resist 1 is cured by irradiating ultraviolet light from the back surface of the substrate for nanoimprint, and the mold 1 is peeled off from the resist.

(ナノインプリント用基板)
ナノインプリント用基板は、レジストを塗布するための基板である。例えば、ナノインプリント用基板は、その後の工程においてエッチング等による加工の対象となる。
(Nanoimprint substrate)
The nanoimprint substrate is a substrate on which a resist is applied. For example, the nanoimprint substrate is a target to be processed by etching or the like in a subsequent process.

ナノインプリント用基板は、モールド1が光透過性を有する場合、その形状、構造、大きさ、材料等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。「光透過性を有する」とは、具体的には、基板上に塗布されたレジストに基板を通して光を入射した場合に、レジストが十分に硬化することを意味する。ナノインプリント用基板のパターン転写の対象となる面がレジストを塗布する面となる。例えばナノインプリント用基板が情報記録媒体の製造向けのものである場合には、ナノインプリント用基板の形状は通常円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材料としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。ナノインプリント用基板の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましい。ナノインプリント用基板の厚さが0.05mm未満であると、ナノインプリント用基板とモールド1との接着時に基板側に撓みが発生し、均一な接着状態を確保できない可能性がある。   When the mold 1 is light transmissive, the nanoimprint substrate is not particularly limited as to its shape, structure, size, material, and the like, and can be appropriately selected according to the purpose. Specifically, “having light transparency” means that the resist is sufficiently cured when light is incident on the resist coated on the substrate through the substrate. The surface of the nanoimprint substrate that is the target of pattern transfer is the surface on which the resist is applied. For example, when the nanoimprint substrate is for manufacturing an information recording medium, the shape of the nanoimprint substrate is usually a disk shape. The structure may be a single layer structure or a laminated structure. The material can be appropriately selected from those known as substrate materials, and examples thereof include silicon, nickel, aluminum, glass, and resin. These board | substrate materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. There is no restriction | limiting in particular as thickness of the board | substrate for nanoimprint, Although it can select suitably according to the objective, 0.05 mm or more is preferable and 0.1 mm or more is more preferable. If the thickness of the nanoimprint substrate is less than 0.05 mm, the substrate may be bent when the nanoimprint substrate and the mold 1 are bonded, and a uniform bonded state may not be ensured.

モールド1が光透過性を有しない場合は、レジストの露光を可能とするために、ナノインプリント用基板として石英基板を用いることが好ましい。石英基板は、光透過性を有し、厚さが0.3mm以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。本実施形態において石英基板の光透過性については、例えば波長200nm以上の光の透過率が少なくとも5%であればよい。石英基板は例えばシランカップリング剤で被覆したものを用いてもよい。また石英基板はその表面上にCr、W、Ti、Ni、Ag、Pt、Auなどからなる金属層および/またはCrO、WO、TiOなどからなる金属酸化膜層を積層したものを用いてもよい。金属層または金属酸化膜層の厚さは、通常30nm以下、好ましくは20nm以下、にする。30nmを超えるとUV透過性が低下し、レジストの硬化不良が起こりやすくなるためである。また石英基板は上記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したものを用いてもよい。石英基板の厚さは、通常0.3mm以上が好ましい。0.3mm以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。 When the mold 1 does not have optical transparency, it is preferable to use a quartz substrate as the nanoimprint substrate in order to enable exposure of the resist. The quartz substrate is appropriately selected according to the purpose without particular limitation as long as it has light transparency and a thickness of 0.3 mm or more. In this embodiment, the light transmittance of the quartz substrate may be, for example, that the transmittance of light having a wavelength of 200 nm or more is at least 5%. For example, a quartz substrate coated with a silane coupling agent may be used. Further, a quartz substrate having a metal layer made of Cr, W, Ti, Ni, Ag, Pt, Au or the like and / or a metal oxide film layer made of CrO 2 , WO 2 , TiO 2 or the like on the surface is used. May be. The thickness of the metal layer or metal oxide film layer is usually 30 nm or less, preferably 20 nm or less. This is because if it exceeds 30 nm, the UV transmittance is lowered, and the curing of the resist is liable to occur. The quartz substrate may be one in which the surface of the laminate is coated with a silane coupling agent. The thickness of the quartz substrate is usually preferably 0.3 mm or more. If it is 0.3 mm or less, it is likely to be damaged by pressing during handling or imprinting.

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

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

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

構造式1:
Structural formula 1:

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

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

構造式2:
Structural formula 2:

(レジストの塗布工程)
レジストの塗布方法としては、インクジェット法やディスペンス法など所定の量の液滴を基板またはモールド上の所定の位置に配置できる方法、または、スピンコート法やディップコート法など均一な膜厚でレジストを塗布できる方法を用いる。
(Resist application process)
As a resist application method, a predetermined amount of droplets such as an ink jet method or a dispense method can be placed at a predetermined position on a substrate or a mold, or a resist with a uniform film thickness such as a spin coat method or a dip coat method can be used. A method that can be applied is used.

ナノインプリント用基板上にレジストの液滴を配置する際は、所望の液滴量に応じてインクジェットプリンターまたはディスペンサーを使い分けても良い。例えば、液滴量が100nl未満の場合はインクジェットプリンターを用い、100nl以上の場合はディスペンサーを用いるなどの方法がある。   When disposing the resist droplets on the nanoimprint substrate, an ink jet printer or a dispenser may be used depending on the desired droplet amount. For example, an ink jet printer is used when the droplet amount is less than 100 nl, and a dispenser is used when the droplet amount is 100 nl or more.

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

上記のようにして液滴量を調整した後、所定の液滴配置パターンに従って、ナノインプリント用基板上に液滴を配置する。   After adjusting the droplet amount as described above, the droplets are arranged on the nanoimprint substrate according to a predetermined droplet arrangement pattern.

スピンコート法やディップコート法を用いる際は、所定の厚さになるようにレジストを溶媒で希釈し、スピンコート法の場合は回転数、ディップコート法の場合は引き上げ速度を制御することにより均一な塗布膜をナノインプリント用基板上に形成する。   When using the spin coating method or dip coating method, the resist is diluted with a solvent so that it has a predetermined thickness, and the spin coating method is uniform by controlling the number of revolutions and the dip coating method by controlling the pulling speed. An appropriate coating film is formed on the nanoimprint substrate.

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

レジストが塗布されたナノインプリント用基板とモールドとは、所定の相対位置関係となるように互いに位置合わせされた後に接触させる。位置合わせにはアライメントマークを用いることが好ましい。アライメントマークは光学顕微鏡やモアレ干渉法等で検出可能な凹凸パターンで形成される。位置合わせ精度は好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは100nm以下である。   The nanoimprint substrate coated with the resist and the mold are brought into contact with each other after being aligned with each other so as to have a predetermined relative positional relationship. An alignment mark is preferably used for alignment. The alignment mark is formed in a concavo-convex pattern that can be detected by an optical microscope, moire interferometry, or the like. The alignment accuracy is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 100 nm or less.

モールドの押し付け圧は、100kPa以上、10MPa以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、レジストの流動が促進され、また残留気体の圧縮、残留気体のレジストへの溶解、石英基板中のHeの透過も促進し、残留気体の除去率向上に繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド接触時に異物を噛みこんだ際にモールド及びナノインプリント用基板を破損する可能性がある。よって、モールドの押し付け圧は、100kPa以上10MPa以下が好ましく、より好ましくは100kPa以上5MPa以下、更に好ましくは100kPa以上1MPa以下となる。100kPa以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールドとナノインプリント用基板間が液体で満たされている場合、モールドとナノインプリント用基板間が大気圧(約101kPa)で加圧されているためである。   The pressing pressure of the mold is in the range of 100 kPa to 10 MPa. The higher the pressure, the more the resist flow is promoted, and the compression of the residual gas, the dissolution of the residual gas into the resist, and the penetration of He into the quartz substrate are promoted, leading to an improvement in the removal rate of the residual gas. However, if the applied pressure is too strong, there is a possibility that the mold and the nanoimprint substrate may be damaged when a foreign object is caught when contacting the mold. Therefore, the pressing pressure of the mold is preferably 100 kPa to 10 MPa, more preferably 100 kPa to 5 MPa, and still more preferably 100 kPa to 1 MPa. The reason why the pressure is set to 100 kPa or more is that when imprinting is performed in the atmosphere, when the space between the mold and the nanoimprint substrate is filled with a liquid, the pressure between the mold and the nanoimprint substrate is pressurized at an atmospheric pressure (about 101 kPa). Because.

モールド1をナノインプリント用基板に押し付け、レジストを露光した後、モールド1をレジストから剥離する。剥離させる方法としては、例えばモールド1またはナノインプリント用基板のどちらかの外縁部を保持し、他方のナノインプリント用基板またはモールド1の裏面を吸引保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させることで剥離させる方法が挙げられる。   After the mold 1 is pressed against the nanoimprint substrate and the resist is exposed, the mold 1 is peeled from the resist. For example, the outer edge of either the mold 1 or the nanoimprint substrate is held, and the other nanoimprint substrate or the back surface of the mold 1 is sucked and held. The method of making it peel by making it move relatively in the direction opposite to a press is mentioned.

以上のインプリント方法をナノインプリント用基板とモールドの相対位置を移動させながら実施することにより、ナノインプリント用基板上の複数個所に連続してインプリントを実施することも可能である。   By performing the above imprinting method while moving the relative position of the nanoimprint substrate and the mold, it is also possible to continuously perform imprinting at a plurality of locations on the nanoimprint substrate.

以上により、本発明に係るナノインプリント方法によれば、耐久性の向上した本発明のモールドを使用することにより、連続してインプリントを繰り返す際に、再度の離型処理を行う回数やモールドを交換する回数が減少することとなる。この結果、ナノインプリントにおいて、生産性を向上させることが可能となる。   As described above, according to the nanoimprinting method according to the present invention, when the imprinting of the present invention with improved durability is used, when imprinting is repeated continuously, the number of times the mold release process is performed again or the mold is replaced. The number of times to do will decrease. As a result, productivity can be improved in nanoimprint.

本発明に係るマスターモールドの製造方法の実施例を以下に示す。   Examples of the method for producing a master mold according to the present invention are shown below.

<実施例1>
(モールド本体の作製)
Si基材上に、スピンコートによりPHS(polyhydroxy styrene)系の化学増幅型レジストなどを主成分とするレジスト液を塗布し、レジスト層を形成した。その後、Si基材をXYステージ上で走査しながら、線幅30nm、ピッチ60nmのラインパターンに対応して変調した電子ビームを照射し、0.5mm角の範囲のレジスト層全面にラインパターンを露光した。その後、レジスト層を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のレジスト層のパターンをマスクにしてRIEにより溝深さが60nmになるように選択エッチングを行い、直線状凹凸パターンを有しSiからなるモールド本体を得た。
<Example 1>
(Mold body production)
On the Si substrate, a resist solution containing a PHS (polyhydroxy styrene) -based chemically amplified resist as a main component was applied by spin coating to form a resist layer. After that, while scanning the Si substrate on the XY stage, the electron beam modulated corresponding to the line pattern with a line width of 30 nm and a pitch of 60 nm is irradiated to expose the line pattern on the entire surface of the resist layer in a range of 0.5 mm square. did. Thereafter, the resist layer is developed, the exposed portion is removed, selective etching is performed by RIE so that the groove depth becomes 60 nm by using the pattern of the removed resist layer as a mask, and a linear concavo-convex pattern is obtained. A mold body made of Si was obtained.

(離型剤)
短鎖離型剤として(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロクチル)トリメトキシシラン(SIN8176.0、Gelest社製、主鎖の原子数:8)、長鎖離型剤として末端にメトキシシランを有するオプツール(登録商標)DSX(ダイキン工業株式会社製、主鎖の原子数:約120)を用いた。
(Release agent)
(Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trimethoxysilane (SIN8176.0, manufactured by Gelest, number of main chain atoms: 8) as a short-chain release agent, terminal as a long-chain release agent In addition, OPTOOL (registered trademark) DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd., number of main chain atoms: about 120) having methoxysilane was used.

(離型処理)
−前処理−
光表面処理装置(センエンジニアリング株式会社製、UB1101N−71、光源:低圧水銀ランプ、SUV110GS−36)を用いて、上記Siモールド本体に対しUVオゾンクリーニングを実施した。ランプ/モールド本体間の距離を約2cmとして5分間、UV照射を行い、モールド本体の表面を洗浄した。
(Release processing)
−Pretreatment−
UV ozone cleaning was performed on the Si mold main body using an optical surface treatment device (manufactured by Sen Engineering Co., Ltd., UB1101N-71, light source: low-pressure mercury lamp, SUV110GS-36). The distance between the lamp / mold body was about 2 cm and UV irradiation was performed for 5 minutes to clean the surface of the mold body.

−離型剤の塗布1−
まず、短鎖離型剤をフッ素系溶剤バートレル(登録商標)(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)に濃度が2.0質量%となるように添加し溶解させて、第1の離型処理液を調製した。そして、ディップコーターを用いて、この第1の離型処理液に洗浄後のモールド本体を、浸漬速度5mm/secで第1の離型処理液に挿入し、その後、1分間浸漬させた後、約1mm/secの速度で引上げた(ディップコート)。
-Application of release agent 1
First, a first release treatment is performed by adding a short-chain release agent to a fluorine-based solvent Bartrel (registered trademark) (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) so as to have a concentration of 2.0% by mass. A liquid was prepared. Then, using a dip coater, the mold body after washing in the first mold release treatment liquid is inserted into the first mold release treatment liquid at an immersion speed of 5 mm / sec, and then immersed for 1 minute. The film was pulled up at a speed of about 1 mm / sec (dip coating).

−後処理1−
余剰分の離型剤を除去するため、ディップコーターを用いてフッ素系溶剤バートレル(登録商標)に短鎖離型剤で処理済みのモールド本体を、浸漬速度5mm/secで当該溶剤に挿入し、その後、1分間浸漬させた後、約1mm/secの速度で引上げた(ディップリンス)。
-Post-processing 1
In order to remove the excess release agent, a mold body treated with a short-chain release agent in a fluorine-based solvent Bartrel (registered trademark) using a dip coater is inserted into the solvent at an immersion speed of 5 mm / sec. Then, after being immersed for 1 minute, it was pulled up at a speed of about 1 mm / sec (dip rinse).

−離型剤の塗布2−
次に、長鎖離型剤をフッ素系溶剤HD−ZV(ダイキン工業株式会社製)に濃度が0.1質量%となるように添加し溶解させて、第2の離型処理液を調製した。そして、ディップコーターを用いて、この第2の離型処理液にリンス後のモールド本体を、浸漬速度5mm/secで第2の離型処理液に挿入し、その後、1分間浸漬させた後、約1mm/secの速度で引上げた(ディップコート)。
-Application of release agent 2-
Next, a long-chain release agent was added and dissolved in a fluorine-based solvent HD-ZV (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) so that the concentration became 0.1% by mass to prepare a second release treatment liquid. . Then, using a dip coater, the mold body after rinsing in the second mold release treatment liquid is inserted into the second mold release treatment liquid at an immersion speed of 5 mm / sec, and then immersed for 1 minute. The film was pulled up at a speed of about 1 mm / sec (dip coating).

−後処理2−
余剰分の離型剤を除去するため、ディップコーターを用いてフッ素系溶剤HD−ZVに長鎖離型剤で処理済みのモールド本体を、浸漬速度5mm/secで当該溶剤に挿入し、その後、1分間浸漬させた後、約1mm/secの速度で引上げた(ディップリンス)。
-Post-processing 2-
In order to remove the excess release agent, a mold body treated with a long-chain release agent in a fluorinated solvent HD-ZV using a dip coater is inserted into the solvent at an immersion speed of 5 mm / sec. After being immersed for 1 minute, it was pulled up at a speed of about 1 mm / sec (dip rinse).

(ベイク処理)
最後に、モールド本体への離型剤の結合を促進するため、オーブン(エスペック株式会社製、Clean Oven PVC−210)を用いて、120℃、10分の条件で、離型処理後のモールド本体にベイク処理を実施した。
(Bake processing)
Finally, in order to promote the bonding of the release agent to the mold main body, the mold main body after the mold release treatment is performed at 120 ° C. for 10 minutes using an oven (Espec Co., Ltd., Clean Even PVC-210). The baking process was carried out.

以上の工程により、短鎖離型剤および長鎖離型剤を含む離型層を備えたモールドを得た。   Through the above steps, a mold having a release layer containing a short-chain release agent and a long-chain release agent was obtained.

(ナノインプリント用基板)
ナノインプリント用基板としては、石英基板を使用した。石英基板の表面に、レジストとの密着性に優れるシランカップリング剤であるKBM−5103(信越化学工業株式会社製)により表面処理をした。KBM−5103をPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で1質量%に希釈し、スピンコート法により基板表面に塗布した。続いて、基板をホットプレート上で150℃、5分の条件でアニールし、シランカップリング剤を基板表面に結合させた。
(Nanoimprint substrate)
A quartz substrate was used as the nanoimprint substrate. The surface of the quartz substrate was surface-treated with KBM-5103 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is a silane coupling agent having excellent adhesion to the resist. KBM-5103 was diluted to 1% by mass with PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) and applied to the substrate surface by spin coating. Subsequently, the substrate was annealed on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes to bond the silane coupling agent to the substrate surface.

(レジスト)
上記構造式1で表される化合物Aを48w%、アロニックス(登録商標)M220を48wt.%、IRGACURE(登録商標)379を3%、上記構造式2で表される化合物Bを1w%含有するレジストを調整した。
(Resist)
Compound A represented by the above structural formula 1 was 48 w%, Aronix (registered trademark) M220 was 48 wt. %, IRGACURE (registered trademark) 379 3%, and a resist containing 1% by weight of the compound B represented by the structural formula 2 was prepared.

(レジストの塗布工程)
ピエゾ方式のインクジェットプリンターであるFUJIFILM Dimatix社製DMP−2831を使用した。インクジェットヘッドには専用の10plヘッドであるDMC−11610を使用した。液滴量が10plとなるように、あらかじめ吐出条件を設定及び調整した。上記のようにして液滴量を調整した後、残膜厚が10nmになるように調整した所定の液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を配置した。
(Resist application process)
A piezo inkjet printer, DMP-2831, manufactured by FUJIFILM Dimatix was used. DMC-11610, a dedicated 10 pl head, was used for the inkjet head. The ejection conditions were set and adjusted in advance so that the droplet amount was 10 pl. After adjusting the amount of droplets as described above, the droplets were arranged on the substrate according to a predetermined droplet arrangement pattern adjusted so that the remaining film thickness was 10 nm.

(インプリント)
モールドと石英基板をギャップが0.1mm以下になる位置まで近接させ、石英基板の背面から基板上のアライメントマークとモールド上のアライメントマークが一致するように位置合わせをした。モールドと石英基板間の空間を99体積%以上のHeガスで置換し、He置換後に20kPa以下まで減圧した。減圧He条件下でモールド上の異物をレジストからなる液滴に接触させた。接触後、1MPaの押付け圧で1分間加圧し、360nmの波長を含む紫外光により、照射量が300mJ/cmとなるように露光し、レジストを硬化させた。
(imprint)
The mold and the quartz substrate were brought close to a position where the gap was 0.1 mm or less, and the alignment was performed so that the alignment mark on the substrate and the alignment mark on the mold coincided from the back of the quartz substrate. The space between the mold and the quartz substrate was replaced with 99% by volume or more of He gas, and the pressure was reduced to 20 kPa or less after the He replacement. Foreign matter on the mold was brought into contact with a droplet made of resist under reduced-pressure He conditions. After the contact, the resist was cured by applying a pressure of 1 MPa for 1 minute, and exposing it to an irradiation amount of 300 mJ / cm 2 with ultraviolet light having a wavelength of 360 nm.

その後、基板およびモールドの外縁部を機械的に保持、もしくは裏面を吸引保持した状態で、基板またはモールドを押圧と反対方向に相対移動させることでモールドを剥離した。   Thereafter, the mold was peeled by moving the substrate or the mold in the direction opposite to the pressing in a state where the outer edge portion of the substrate and the mold was mechanically held or the back surface was sucked and held.

(評価方法)
離型層の耐久性、モールドの剥離性、離型層の被覆性および離型層の平均膜厚について評価した。各評価項目の詳細は以下の通りである。
(Evaluation method)
The durability of the release layer, mold peelability, release layer coverage, and average thickness of the release layer were evaluated. Details of each evaluation item are as follows.

耐久性の評価においては、ナノインプリントを100回繰り返し、100回目の離型で得られた硬化レジスト膜を光学顕微鏡(倍率50倍〜1,500倍)の暗視野測定で検査することにより行った。観察された剥離故障の程度を下記基準により3段階で官能評価した。   The durability was evaluated by repeating nanoimprinting 100 times and inspecting the cured resist film obtained by the 100th mold release by dark field measurement with an optical microscope (magnification 50 times to 1,500 times). The degree of peeling failure observed was sensory evaluated in three stages according to the following criteria.

◎:剥離故障ない場合
○:100μm角以下の大きさの剥離故障が3箇所以下である場合
×:100μm角以下の大きさの剥離故障が4箇所以上である場合、或いは、100μm角以上の大きさの剥離故障がある場合
◎: When there is no peeling failure ○: When there are 3 or less peeling failures with a size of 100 μm square or less ×: When there are 4 or more peeling failures with a size of 100 μm square or less, or larger than 100 μm square When there is a peeling failure

剥離性の評価においては、ナノインプリントを10回繰り返し、1回目から10回目までの平均剥離力を算出した。   In the evaluation of peelability, nanoimprint was repeated 10 times, and the average peel force from the first time to the 10th time was calculated.

被覆性の評価においては、離型処理後のモールド表面上の水、ジヨードメタンの接触角を10箇所で測定し、10箇所の平均接触角から表面エネルギーを算出した。   In the evaluation of coverage, the contact angles of water and diiodomethane on the mold surface after the mold release treatment were measured at 10 locations, and the surface energy was calculated from the average contact angles at 10 locations.

平均膜厚の評価においては、離型層の厚さをエリプソメーターで平均膜厚を算出した。   In the evaluation of the average film thickness, the average film thickness was calculated using an ellipsometer for the thickness of the release layer.

<比較例1>
実施例1の離型剤において、長鎖離型剤を使用せず、短鎖離型剤としての上記(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロクチル)トリメトキシシランのみを使用し、その濃度が2.0質量%となるように調製した点以外は、実施例1と同様である。
<Comparative Example 1>
In the release agent of Example 1, a long chain release agent was not used, and only the above (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trimethoxysilane was used as a short chain release agent. The same as Example 1 except that the concentration was adjusted to 2.0% by mass.

<比較例2>
実施例1の離型剤において、短鎖離型剤を使用せず、長鎖離型剤としての上記オプツール(登録商標)DSXのみを使用し、その濃度が0.1質量%となるように調整した点以外は、実施例1と同様である。
<Comparative example 2>
In the release agent of Example 1, the short-chain release agent is not used, but only the above OPTOOL (registered trademark) DSX as a long-chain release agent is used, and the concentration thereof is 0.1% by mass. Except for the adjusted points, the second embodiment is the same as the first embodiment.

<比較例3>
実施例1の離型剤において、短鎖離型剤を使用せず、長鎖離型剤としての上記オプツール(登録商標)DSXのみを使用し、その濃度を1.0質量%となるように調製した点、および後処理のディップリンス工程を実施しなかった点以外は、実施例1と同様である。
<Comparative Example 3>
In the release agent of Example 1, the short-chain release agent is not used, and only the above OPTOOL (registered trademark) DSX is used as the long-chain release agent, and the concentration is 1.0% by mass. Example 1 is the same as Example 1 except that the prepared point and the post-treatment dip rinse step were not performed.

<実施例2〜19>
実施例1において、短鎖離型剤を含有する第1の離型処理液の濃度を変更して、短鎖離型剤の混合率Rを変更した点以外は、実施例1と同様である。
<Examples 2 to 19>
Example 1 is the same as Example 1 except that the concentration of the first release treatment liquid containing the short-chain release agent is changed to change the mixing ratio R of the short-chain release agent. .

<実施例20>
上記のフッ素系溶剤バートレル(登録商標)に、短鎖離型剤として、上記の(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロクチル)トリメトキシシランを濃度が2.0質量%となるように添加し、次に、長鎖離型剤として、上記のオプツール(登録商標)DSXを濃度が0.1質量%となるように添加して、第3の離型処理液を調製した。そして、ディップコーターを用いて、この第3の離型処理液に洗浄後のモールド本体を、浸漬速度5mm/secで第3の離型処理液に挿入し、その後、1分間浸漬させた後、約1mm/secの速度で引上げた。上記のように2種類の離型剤を同時にモールド本体に塗布した点以外は、実施例1と同様である。
<Example 20>
The concentration of the above (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trimethoxysilane as a short-chain release agent is 2.0% by mass in the above-mentioned fluorine-based solvent Bartrel (registered trademark). Next, as a long-chain release agent, the above-mentioned OPTOOL (registered trademark) DSX was added so as to have a concentration of 0.1% by mass to prepare a third release treatment liquid. Then, using a dip coater, the mold body after washing in the third mold release treatment liquid is inserted into the third mold release treatment liquid at an immersion speed of 5 mm / sec, and then immersed for 1 minute. The wire was pulled up at a speed of about 1 mm / sec. As described above, the second embodiment is the same as the first embodiment except that two mold release agents are simultaneously applied to the mold body.

(評価結果)
表1は、上記の実施例および比較例の結果をまとめた表である。
(Evaluation results)
Table 1 summarizes the results of the above examples and comparative examples.

表1から、モールド本体12の凹凸パターン13の形状情報を損なうことなく、モールドの耐久性を向上させることができることがわかった。また、離型層の被覆性を向上させることが可能であることもわかった。さらに、離型層の平均膜厚の増大を抑制できることもわかった。   From Table 1, it was found that the durability of the mold can be improved without impairing the shape information of the uneven pattern 13 of the mold body 12. It has also been found that the coverage of the release layer can be improved. It was also found that an increase in the average film thickness of the release layer can be suppressed.

1 モールド
12 モールド本体
13 凹凸パターン
14 離型層
20 短鎖離型剤
22 長鎖離型剤
23、24、25 末端の官能基
26 離型剤の主鎖
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 12 Mold main body 13 Concavity and convexity pattern 14 Release layer 20 Short chain release agent 22 Long chain release agent 23, 24, 25 Functional group 26 of terminal 26 Main chain of release agent

Claims (13)

微細な凹凸パターンを表面に有するモールド本体と、該表面に形成された離型層とを備えたナノインプリント用のモールドにおいて、
前記離型層が、主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と、主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを含むものであることを特徴とするモールド。
In a mold for nanoimprint comprising a mold body having a fine uneven pattern on the surface, and a release layer formed on the surface,
The release layer includes a short-chain release agent having less than 20 atoms constituting the main chain and a long-chain release agent having 20 or more atoms constituting the main chain, Mold.
前記離型層を構成する離型剤の全分子数に対する前記短鎖離型剤の分子数の割合が50%以上95%以下であることを特徴とする請求項1に記載のモールド。   The mold according to claim 1, wherein the ratio of the number of molecules of the short-chain release agent to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer is 50% or more and 95% or less. 前記離型層を構成する離型剤の全分子数に対する前記短鎖離型剤の分子数の割合が70%以上90%以下であることを特徴とする請求項2に記載のモールド。   The mold according to claim 2, wherein the ratio of the number of molecules of the short-chain release agent to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer is 70% or more and 90% or less. 前記長鎖離型剤の少なくとも一部が、パーフルオロポリエーテル鎖を有することを特徴とする請求項1から3いずれかに記載のモールド。   The mold according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the long-chain release agent has a perfluoropolyether chain. 前記短鎖離型剤の少なくとも一部が、フルオロアルキル鎖を有することを特徴とする請求項1から4いずれかに記載のモールド。   The mold according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a part of the short-chain release agent has a fluoroalkyl chain. 前記離型層を構成する離型剤の少なくとも一部が、Si原子を含む加水分解基、水酸基またはカルボキシル基を有することを特徴とする請求項1から5いずれかに記載のモールド。   The mold according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the release agent constituting the release layer has a hydrolyzable group, a hydroxyl group or a carboxyl group containing Si atoms. 前記離型層を構成する離型剤の全てが、Si原子を含む加水分解基を有することを特徴とする請求項6に記載のモールド。   The mold according to claim 6, wherein all of the release agents constituting the release layer have a hydrolyzable group containing Si atoms. 微細な凹凸パターンを表面に有するモールド本体と、該表面に形成された離型層とを備えたナノインプリント用のモールドの製造方法において、
主鎖を構成する原子数が20未満である短鎖離型剤と主鎖を構成する原子数が20以上である長鎖離型剤とを用いて、前記凹凸パターンを表面処理することを特徴とするモールドの製造方法。
In a method for producing a mold for nanoimprint, comprising a mold body having a fine uneven pattern on the surface, and a release layer formed on the surface,
The concavo-convex pattern is surface-treated using a short-chain release agent having a main chain constituting less than 20 atoms and a long-chain release agent having a main chain constituting 20 or more atoms. A method for manufacturing a mold.
前記凹凸パターンの表面処理が、前記離型層を構成する離型剤の全分子数に対する前記短鎖離型剤の分子数の割合が50%以上95%以下となるように行われるものであることを特徴とする請求項8に記載のモールドの製造方法。   The surface treatment of the concavo-convex pattern is performed such that the ratio of the number of molecules of the short-chain release agent to the total number of molecules of the release agent constituting the release layer is 50% or more and 95% or less. The method for producing a mold according to claim 8. 前記凹凸パターンの表面処理が、前記短鎖離型剤を含有する第1の処理剤による第1の表面処理を行った後に、前記長鎖離型剤を含有する第2の処理剤による第2の表面処理を行うものであることを特徴とする請求項8または9に記載のモールドの製造方法。   After the surface treatment of the concavo-convex pattern performs the first surface treatment with the first treatment agent containing the short-chain release agent, the second treatment with the second treatment agent containing the long-chain release agent is performed. The method for producing a mold according to claim 8 or 9, wherein the surface treatment is performed. 前記第1の表面処理を行った後前記第2の表面処理を行う前に、前記凹凸パターンの表面をリンスすることを特徴とする請求項10に記載のモールドの製造方法。   The method for manufacturing a mold according to claim 10, wherein the surface of the concave-convex pattern is rinsed after the first surface treatment and before the second surface treatment. 前記凹凸パターンの表面処理が、前記短鎖離型剤および前記長鎖離型剤を含有する処理剤による表面処理であることを特徴とする請求項8または9に記載のモールドの製造方法。   The method for producing a mold according to claim 8 or 9, wherein the surface treatment of the concavo-convex pattern is a surface treatment with a treatment agent containing the short-chain release agent and the long-chain release agent. 請求項1から7いずれかに記載のモールドを用いて、
ナノインプリント用基板上にレジストを塗布し、
前記モールドを前記ナノインプリント用基板の前記レジストが塗布された面に押し付け、
前記モールドを前記ナノインプリント用基板から剥離することを特徴とするナノインプリント方法。
Using the mold according to any one of claims 1 to 7,
Apply a resist on the nanoimprint substrate,
The mold is pressed against the surface of the nanoimprint substrate on which the resist is applied,
A nanoimprinting method comprising peeling the mold from the nanoimprint substrate.
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