JP2013168604A - Manufacturing method of mold for nanoimprint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a mold for nanoimprinting having a fine uneven pattern on the surface.
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レジスト膜に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。 In nanoimprinting, a mold (generally referred to as a mold, stamper, or template) in which a concavo-convex pattern is formed is pressed against the resist applied on the workpiece (imprinting), and the resist is mechanically deformed or fluidized to make fine patterns. This is a technology that precisely transfers a pattern to a resist film. 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.
ナノインプリントによって精密にパターンを転写するためには、モールドのパターンを正確に形成することの他、モールドとナノインプリント用の基板との位置合わせが重要である。そこで、モールドには、メインパターン(モールド上のパターンであって被加工物に本来転写されるべき対象となるパターンに対応したパターン)の他に、アライメントパターン(アライメントマーク)も形成されるのが一般的である。 In order to accurately transfer a pattern by nanoimprinting, it is important to align the mold and the substrate for nanoimprinting in addition to accurately forming the pattern of the mold. Therefore, an alignment pattern (alignment mark) is also formed in the mold in addition to the main pattern (a pattern corresponding to a pattern that is a pattern on the mold and is to be transferred to the workpiece). It is common.
アライメントパターンは視認性が要求されるため、例えば特許文献1から3のように、視認性の観点から従来様々な工夫がなされている。例えば特許文献1には、フォトマスク法で遮光膜81をパターン形成面S(凹凸構造の凸部の上面に沿った面)上に堆積させたアライメントパターン80(図7a)を形成することが開示されている。また、特許文献2には、アライメントパターンの視認性を向上させる観点から、屈折率1.7以上の材料83が凹部に充填されたアライメントパターン82(図7b)を形成することが開示されている。
Since the alignment pattern is required to be visible, for example, as in
しかしながら、特許文献1の方法では、アライメントパターン80がパターン形成面S上に突出してしまい、ナノインプリントを実施する際に残膜(インプリント時に押し付けきれずに、凹凸パターンの凸部に対応する位置に残るレジスト膜)の厚さが増大してしまうという問題がある。また、特許文献2では、一旦アライメントパターン82を被覆するように材料83を堆積させ、その後パターン形成面S上に突出した部分をCMP(化学機械研磨)で削る工程を経ることを開示しているが(特許文献2の0057段落)、実際には凹凸パターンの粗密、モールド自体の湾曲およびその表面粗さ等によりCMPによって当該突出した部分を均一に削ることは難しいという問題がある。一部でもパターン形成面S上に当該突出した部分が残っていれば、特許文献1の場合と同様に残膜の増大を招くことになる。
However, in the method of
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、アライメントパターンを有するモールドの製造において、視認性が高くかつ残膜の増大に影響を与えないアライメントパターンの形成を可能とするモールド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 in the manufacture of a mold having an alignment pattern, a mold manufacturing method capable of forming an alignment pattern that has high visibility and does not affect the increase in the remaining film. It is intended to provide.
上記課題を解決するために、本発明に係るナノインプリント用モールドの製造方法は、
凹凸構造を有するメインパターンおよびアライメントパターンが表面に形成された凹凸基板の当該表面上に、アライメントパターンを構成する材料との関係でコントラストを生じる視認性材料から構成される視認性薄膜を形成し、
視認性薄膜の上から上記表面上にレジスト膜を形成し、
メインパターンが形成された領域に対応するレジスト膜の部分が凹部となるように、所定の段差構造を有する段差基板をレジスト膜に押し付けた後、段差基板を離型し、
上記領域上のレジスト膜が除去されるとともに、アライメントパターンの凸部上の視認性薄膜は露出しかつアライメントパターンの凹部内の視認性薄膜はレジスト膜に被覆された状態となるように、レジスト膜をエッチングし、
アライメントパターンの凹部に残ったレジスト膜をマスクとして視認性薄膜をエッチングし、
当該凹部に残ったレジスト膜を除去することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a method for producing a mold for nanoimprinting according to the present invention includes:
On the surface of the concavo-convex substrate on which the main pattern having the concavo-convex structure and the alignment pattern are formed, a visibility thin film composed of a visibility material that produces contrast in relation to the material constituting the alignment pattern is formed.
Form a resist film on the surface from above the visibility thin film,
After pressing the step substrate having a predetermined step structure against the resist film so that the portion of the resist film corresponding to the region where the main pattern is formed becomes a recess, the step substrate is released,
The resist film is removed so that the visibility thin film on the convex portion of the alignment pattern is exposed and the visibility thin film in the concave portion of the alignment pattern is covered with the resist film. Etch the
Etch the visibility thin film using the resist film remaining in the recess of the alignment pattern as a mask,
The resist film remaining in the concave portion is removed.
そして、本発明に係るモールドの製造方法において、視認性材料は、金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化合物、炭化物およびホウ化物の少なくとも1種を含む材料であることが好ましく、特にクロム、酸化クロムおよび窒化クロムの少なくとも1種を含む材料であることが好ましい。 In the mold manufacturing method according to the present invention, the visibility material is a metal material and a material containing at least one of an oxide, nitride, oxynitride, silicon compound, carbide, and boride of the metal material. In particular, a material containing at least one of chromium, chromium oxide and chromium nitride is preferable.
また、本発明に係るモールドの製造方法において、視認性薄膜の膜形成時の厚さは、2nm以上アライメントパターンの凹部の深さの90%に相当する長さ以下であることが好ましい。 In the mold manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the thickness of the visibility thin film when it is formed is 2 nm or more and not more than a length corresponding to 90% of the depth of the recess of the alignment pattern.
また、本発明に係るモールドの製造方法において、凹凸基板は、複版用基板上にレジスト膜を形成し、メインパターンおよびアライメントパターンに対応したオリジナルパターンを有するマスターモールドを用いて、メインパターンおよびアライメントパターンをレジスト膜に転写し、パターンが転写されたレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成されたものを採用することができる。 Further, in the mold manufacturing method according to the present invention, the concavo-convex substrate is formed by forming a resist film on the duplication substrate and using a master mold having an original pattern corresponding to the main pattern and the alignment pattern. A pattern formed by transferring a pattern onto a resist film and etching using the resist film onto which the pattern is transferred as a mask can be employed.
また、本発明に係るモールドの製造方法において、複版用基板はメサ型形状を有することが好ましく、レジスト膜が形成される面の反対側の面に繰り抜き部を有することが好ましい。 In the mold manufacturing method according to the present invention, the duplication substrate preferably has a mesa shape, and preferably has a drawing-out portion on the surface opposite to the surface on which the resist film is formed.
本発明に係るモールドの製造方法は、メインパターンおよびアライメントパターンが表面に形成された凹凸基板の当該表面上に、視認性薄膜を形成し、視認性薄膜の上から上記表面上にレジスト膜を形成し、メインパターンが形成された領域に対応するレジスト膜の部分が凹部となるように、所定の段差構造を有する段差基板をレジスト膜に押し付けた後、段差基板を離型し、上記領域上のレジスト膜が除去されるとともに、アライメントパターンの凸部上の視認性薄膜は露出しかつアライメントパターンの凹部内の視認性薄膜はレジスト膜に被覆された状態となるように、レジスト膜をエッチングし、アライメントパターンの凹部に残ったレジスト膜をマスクとして視認性薄膜をエッチングし、当該凹部に残ったレジスト膜を除去することを特徴とする。これにより、アライメントパターンの凹部のみ視認性材料によって充填することができ、かつパターン形成面上の視認性薄膜をエッチングによって充分に除去することができる。この結果、アライメントパターンを有するモールドの製造において、視認性が高くかつ残膜の増大に影響を与えないアライメントパターンの形成が可能となる。 In the mold manufacturing method according to the present invention, a visibility thin film is formed on the surface of the concavo-convex substrate on which the main pattern and the alignment pattern are formed, and a resist film is formed on the surface from the visibility thin film. The step substrate having a predetermined step structure is pressed against the resist film so that a portion of the resist film corresponding to the region where the main pattern is formed becomes a recess, and then the step substrate is released, As the resist film is removed, the resist film is etched so that the visibility thin film on the convex portion of the alignment pattern is exposed and the visibility thin film in the concave portion of the alignment pattern is covered with the resist film, Etching the visibility thin film using the resist film remaining in the recess of the alignment pattern as a mask, and removing the resist film remaining in the recess And features. Thereby, only the recessed part of an alignment pattern can be filled with a visibility material, and the visibility thin film on a pattern formation surface can fully be removed by an etching. As a result, in the manufacture of a mold having an alignment pattern, it is possible to form an alignment pattern that has high visibility and does not affect the increase in the remaining film.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。 Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described using a drawing, the present invention is not limited to this. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.
「モールドの製造方法の第1の実施形態」
本実施形態の製造方法によれば、例えば図1の示されるようなアライメントパターン付きのナノインプリント用モールド1が製造される。図1は、実施形態の製造方法により製造されるモールドの構成を示す概略図であり、図2は、図1のA−A’断面におけるモールドの構成を示す概略断面図である。
“First Embodiment of Mold Manufacturing Method”
According to the manufacturing method of the present embodiment, for example, a
モールド1は、主として、モールドの本体となる凹凸基板14と視認性薄膜15から構成される。
The
凹凸基板14は例えば、その一表面の中央にメインパターン領域10を有し、メインパターン領域10の周囲に4つのアライメントパターン領域11を有している。メインパターン領域10は、メインパターン12が形成された凹凸基板14の表面上の領域であり、アライメントパターン領域11は、アライメントパターン13が形成された凹凸基板14の表面上の領域である。メインパターン12およびアライメントパターン13(以下、併せて単にパターンともいう)は、例えば電子線リソグラフィー法やナノインプリント法によって形成される。凹凸基板14の材料は、例えばシリコン、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である。凹凸基板14の平面視における二次元形状は、特に限定されず、図1では矩形状であるが、円盤状でもよい。
The
メインパターン12は、凹凸構造を有し、例えばライン&スペースパターンである。またメインパターン12は、その他ドット状の又は細長い凸部が配列した構造をとり得る。メインパターン12において、凸部の長さ、凸部の幅、凸部同士の間隔および凹部底面からの凸部の高さ(凹部の深さ)は、転写すべきパターンに応じて適宜設定される。例えば、凸部の幅は10〜100nmであり、凸部同士の間隔は10〜500nmであり、凸部の高さは10〜500nmである。
The
アライメントパターン13は、モールド1とナノインプリントを実施する際の被加工基板との位置合わせを行うためのマークである。アライメントパターン13も、凹凸構造を有し、例えば、モアレ干渉法による位置合わせのためのライン&スペースパターンや、十字パターンである。アライメントパターン13においても、凸部の長さ、凸部の幅、凸部同士の間隔および凹部底面からの凸部の高さは、メインパターン12の場合と同様の範囲で適宜設定される。
The
視認性薄膜15は、アライメントパターン13を構成する材料との関係でコントラストを生じる視認性材料から構成され、アライメントパターン13の凹部のみに配置(充填)されている。「コントラストを生じる」とは、上記2つの材料部分を視覚的に(顕微鏡観察を含む)区別できることを意味する。アライメントパターン13の凹部のみに視認性薄膜15が充填されていることにより、アライメントパターン13の凹部と凸部とをそれぞれ区別して視覚によって認識しやすくなる。これにより、アライメントパターン13の視認性が向上することとなる。
The visibility
視認性材料は、特に限定されないが視認性向上の観点から、金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化合物、炭化物およびホウ化物の少なくとも1種を含む材料であることが好ましい。そして視認性材料は、特にクロム(Cr)、酸化クロム(CrOx)および窒化クロム(CrN)並びにMoSiN化合物、MoSiON化合物、TaSiOx化合物、TaCr化合物、ZrSiOx化合物およびTiN化合物の少なくとも1種を含む材料であることが好ましい。従来ハードマスクとして知られているクロム、酸化クロムおよび窒化クロム等を使用すれば、既存の設備で安価に視認性薄膜を形成することができる。なお、視認性材料が複数の場合には、視認性薄膜15は、それらの材料が混合された構造であってもよいし、それぞれの材料により構成された層が重ねられた積層構造であってもよい。
The visibility material is not particularly limited, but from the viewpoint of improving visibility, the visibility material may be a material containing at least one of a metal material and an oxide, nitride, oxynitride, silicon compound, carbide, and boride of the metal material. preferable. The visibility material is a material that contains at least one of chromium (Cr), chromium oxide (CrOx) and chromium nitride (CrN), as well as MoSiN compounds, MoSiON compounds, TaSiOx compounds, TaCr compounds, ZrSiOx compounds, and TiN compounds. It is preferable. If chromium, chromium oxide, chromium nitride, or the like, which is conventionally known as a hard mask, is used, the visibility thin film can be formed with existing equipment at low cost. When there are a plurality of visibility materials, the visibility
そして、本実施形態のモールド1の製造方法について説明する。図3および図4は、本実施形態の製造方法の工程を示す概略断面図である。
And the manufacturing method of the
本実施形態のモールド1の製造方法は、図3および図4に示されるように、メインパターン12およびアライメントパターン13が表面に形成された凹凸基板14を用意し(図3a)、その凹凸基板14の上記表面上に、視認性材料から構成される視認性薄膜3を形成し(図3b)、視認性薄膜3の上から上記表面上にレジスト膜4を形成し(図3c)、メインパターン領域10に対応するレジスト膜の部分が凹部4aとなるように、所定の段差構造を有する段差基板5をレジスト膜4に押し付けた後、段差基板5を離型し(図3d)、上記メインパターン領域10上のレジスト膜4が除去されるとともに、アライメントパターン13の凸部上の視認性薄膜3aは露出しかつアライメントパターン13の凹部内の視認性薄膜3bはレジスト膜4bに被覆された状態となるように、レジスト膜4をエッチングし(図4e)、アライメントパターン13の凹部に残ったレジスト膜4bをマスクとして視認性薄膜3をエッチングし(図4f)、当該凹部に残ったレジスト膜4bをエッチングにより除去する(図4g)ものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the method for manufacturing the
視認性薄膜3の形成は、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等によって視認性材料を堆積させることにより実施される。視認性薄膜3の厚さは、アライメントパターン13の凹部の深さに相当する長さ、つまり当該凹部の全部を丁度充填する程度の厚さ以下とする。後述する工程において、アライメントパターン13の凸部上の視認性薄膜3aは露出しかつアライメントパターン13の凹部内の視認性薄膜3bはレジスト膜4に被覆された状態を実現するためである。
The visibility
また、視認性を確保するという観点から、視認性薄膜3の膜形成時の厚さは、2nm以上であることが好ましい。また視認性薄膜3の膜形成時の厚さは、アライメントパターン13の凹部の深さの90%に相当する長さ以下であることが好ましい。これは、アライメントパターン13の凹部に残ったレジスト膜4bをマスクとして視認性薄膜3をエッチングする工程(図4f)において、レジスト膜4bがマスクとしてエッチングに耐えることができない場合でもアライメントパターン13の視認性を確保するためである。金属材料(例えばクロム)の一般的なレジスト材料に対するエッチング選択比は最大で3程度には調整できる。例えば、視認性薄膜3aおよび3bの膜厚が同じと仮定した場合、仮に上記選択比が3だとすると、凹凸パターンの深さが100Dの時、厚さ75Dの視認性薄膜に対して厚さ25Dのレジスト膜が存在する場合に、凸部上の視認性薄膜3aと凹部内のレジスト膜4bが同時に除去される計算となる。このときの視認性薄膜3の厚さは上記深さの75%(=75D/100D)である。しかしながら、視認性薄膜3は最終的に視認可能な程度に残ればよいため、上記工程(4f)において視認性薄膜3bが少々エッチングされても本発明における課題の解決に支障はない。視認性薄膜3の厚さが90D(上記深さの90%)である場合には、厚さ10Dのレジスト膜4bがエッチングされる間に、視認性薄膜3aのうち厚さ30Dの部分がエッチングされる。そして、視認性薄膜3aのうち残りの厚さ60Dの部分がエッチングされる間に、視認性薄膜3bのうち厚さ60Dの部分がエッチングされ、最終的には視認性薄膜3bのうち残りの厚さ30Dの部分が残る。一般的に凹凸パターンの凹部の深さは10nm以上であることを考慮すると、上記計算によれば最終的な視認性薄膜3の厚さとして3nmは確保されることとなる。ただし、視認性薄膜3aおよび3bの膜厚が同じとならない場合や上記選択比を充分に担保することができない場合もあるため、視認性を確実に確保するために、視認性薄膜3の膜形成時の厚さは、上記深さの80%に相当する長さ以下であることがより好ましく、70%に相当する長さ以下であることが特に好ましい。特にアライメントパターン13の凹部の実際に設定される深さを考慮すると、視認性薄膜3の厚さは3〜15nmであることがより好ましく、4〜10nmであることが特に好ましい。
Further, from the viewpoint of ensuring visibility, the thickness of the visibility
レジスト膜4の形成は、視認性薄膜3の上から、例えばインプリント用のレジスト材料をスピンコート法やインクジェット法で塗布することにより実施される。レジスト膜4の材料は、後に視認性薄膜3およびレジスト膜4を交互にエッチングすることから、視認性材料との関係でエッチング選択比を担保しやすい材料を選択することが好ましい。
The resist
段差基板5の押し付けは、段差基板5の凸部である段差部5aのある面をレジスト膜4に押し付けることにより実施される。この際、段差部5aがメインパターン領域10に対向するように位置合わせを行う。段差部5aの段差境界部分で規定される輪郭(二次元形状)は、予めメインパターン領域10の形状およびアライメントパターン領域11の配置を考慮して形成されている。したがって、この押し付け工程により、メインパターン領域10を含みアライメントパターン領域11を含まない所定の領域に対応するレジスト膜4の部分のみが、段差部5aに押されて凹部4aとなる。段差基板5の材料は特に限定されない。なお、凹凸基板の表面上の所定の領域に「対応するレジスト膜の部分」とは、凹凸基板のパターン形成面上にレジスト膜を投影するように眺めた際に、当該領域上に投影されるレジスト膜の部分を意味する。また、レジスト膜の部分が「凹部となる」とは、当該部分のレジスト膜の厚さが、段差基板の段差部に押されなかったレジスト膜の部分と比較して薄くなることを意味する。なお、凹部となるレジスト膜の部分は、アライメントパターン領域11に対応するレジスト膜の部分を含まない範囲で、メインパターン領域10に対応するレジスト膜の部分の周辺部分を含んでいてもよい。
The pressing of the stepped
段差部5aの高さH3は理想的には、後述する工程において、アライメントパターン13の凸部上の視認性薄膜3aは露出しかつアライメントパターン13の凹部内の視認性薄膜3bはレジスト膜4bに被覆された状態を実現した場合の当該レジスト膜4bの最大の膜厚に相当する。したがって段差部5aの高さH3は、アライメントパターン13の凹部の深さH1から視認性薄膜3の厚さH2を引いた程度の高さとすればよい。なお、H1−H2の高さはあくまで目安であり、段差部5aの高さH3はH1−H2の高さよりも高くても低くてもよい。高い場合には最初のレジスト膜4のエッチング工程におけるエッチング量を調整することにより、また低い場合には上記エッチング選択比を充分に担保することにより、後述する工程において上記所定の状態を実現することができるからである。
Ideally, the height H3 of the stepped
レジスト膜4の最初のエッチングは、例えば反応性イオンエッチング等によって実施される。なお、エッチングガスG1は、例えば酸素系ガスを用いて、視認性薄膜3に対するレジスト膜4のエッチング選択比が高くなるように調整される。「メインパターン領域10上のレジスト膜4が除去される」とは、メインパターン領域10における凸部上の視認性薄膜3および凹部の中の視認性薄膜3が露出することを意味する。つまり、このエッチング工程によりアライメントパターン13の凹部内のみにレジスト膜4bが残ることとなる。
The first etching of the resist
視認性薄膜3のエッチングは、同様に、例えば反応性イオンエッチング等によって実施される。なお、エッチングガスG2は、例えば視認性薄膜3がクロム薄膜である場合には塩素系ガスを用いて、レジスト膜4に対する視認性薄膜3のエッチング選択比が高くなるように調整される。本工程では、アライメントパターン13の凹部に残ったレジスト膜4bがマスクとして機能するため、パターン形成面S上の視認性薄膜3は除去されるが、レジスト膜4bに被覆された当該凹部内の視認性薄膜3bはそのまま残ることとなる。エッチングによって視認性薄膜3を除去する場合、パターン形成面S上の視認性薄膜3にエッチングガスが均等に到達することができる。したがって、本発明によれば、凹凸パターンの粗密、凹凸基板14の湾曲およびその表面粗さ等の影響をほとんど受けず、パターン形成面S上の視認性薄膜3を充分に除去することができる。
Similarly, the etching of the visibility
そして、2回目のレジスト膜のエッチングによってアライメントパターン13の凹部に残ったレジスト膜4が除去されることにより、モールド1が製造されることとなる。なお、エッチングガスG3は、エッチングガスG1と同じでも異なっていてもよい。また、本実施形態ではレジスト膜4bをエッチングによって除去したが、レジスト膜4bの除去は必ずしもエッチングである必要はない。
The
「モールドの製造方法の第2の実施形態」
次に、モールドの製造方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、凹凸基板14の形成から開始される点で第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
“Second Embodiment of Mold Manufacturing Method”
Next, a second embodiment of the mold manufacturing method will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that it starts from the formation of the
図5は、第1の実施形態において使用した凹凸基板14の製造方法の工程を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the steps of the method for manufacturing the concavo-
本実施形態のモールドの製造方法は、複版用基板60上にレジスト膜61を形成し、メインパターンおよびアライメントパターンに対応した(反転したものを含む)オリジナルパターン12aおよび13aを有するマスターモールド62を用いて、メインパターンおよびアライメントパターンをレジスト膜61に転写し(図5a)、パターンが転写されたレジスト膜61をマスクとしてエッチングガスG4によってエッチングすることにより凹凸基板14を形成し(図5bおよび図5c)、その後この凹凸基板14を用いて第1の実施形態の工程を実施するものである。つまり、本実施形態の製造方法によって製造されるモールドは、マスターモールド62の複版(レプリカ)となる。
In the mold manufacturing method of the present embodiment, a resist
基板60は、凹凸基板14の基となるものであり、レジスト膜61の材料は、特に限定されず一般的な光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。
The
マスターモールド62は、メインパターン12に対応したパターン12aおよびアライメントパターン13に対応したパターン13aからなるオリジナルパターンを有する。このオリジナルパターン12aおよび13aは、電子線リソグラフィー法により同時に形成されたものである。マスターモールド62の材料は、例えばシリコン、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である。
The
ナノインプリント法では、同じモールドを何回も繰り返し使用することができるが、繰り返し回数に応じてモールドは劣化する。このため、例えば半導体デバイスの製造等の現場では、同じパターンを有するモールドを複数枚準備しておく必要がある。しかしながら、電子線リソグラフィーによるパターニングには時間を要するため、電子線リソグラフィーによって一枚一枚パターニングしてモールドを製造することは非常に非効率である。そこで、本実施形態のように、電子線リソグラフィーによってパターニングしたマスターモールド62を得た後は、このマスターモールド62を基にナノインプリント法によって複版を製造することにより、同じパターンを有するモールドを低コストで大量に得ることができる。
In the nanoimprint method, the same mold can be used repeatedly, but the mold deteriorates according to the number of repetitions. For this reason, it is necessary to prepare a plurality of molds having the same pattern, for example, in the field of manufacturing semiconductor devices. However, since patterning by electron beam lithography takes time, it is very inefficient to manufacture molds by patterning one by one by electron beam lithography. Therefore, after obtaining the
(設計変更)
上記実施形態では、エッチングがドライエッチングの場合について説明したが、本発明においてエッチングは必ずしもこれに限られず、ウェットエッチングを使用することもできる。また、所望の工程で基板等の洗浄工程を適宜追加することもできる。
(Design changes)
Although the case where the etching is dry etching has been described in the above embodiment, the etching is not necessarily limited to this in the present invention, and wet etching can also be used. In addition, a cleaning process for a substrate or the like can be appropriately added in a desired process.
また、第2の実施形態において、基板60の代りに図6aのような、レジスト膜が形成される面の反対側の面に繰り抜き部79を有するメサ型基板70を使用することもできる。メサ型基板とは、例えば図6aに示されるような台地(メサ)状の構造76を有するような基板をいう。なお、図6aでは、マスターモールドとの位置合わせを行うためのレジストレーションマーク78がフランジ部74に設けられている。また、繰り抜き部79は、例えばレジスト膜が形成される表面(パターンが形成される表面)の反対側の表面をエッチング法等によって除去することにより製造される。
In the second embodiment, instead of the
そして、当該メサ型基板70を用いて第2の実施形態と同様の工程を得ることにより、図6bに示されるようなメサ型のモールド2を製造することができる。モールド2は、メインパターン領域20およびアライメントパターン領域21をメサ部26に有しており、メインパターン領域20およびアライメントパターン領域21には、それぞれメインパターン22およびアライメントパターン23が形成されている。また、アライメントパターン23の凹部には視認性薄膜25が配置されている。また、モールド2は、パターンが形成された表面の反対側の面には繰り抜き部29が設けられた構造を有する。また、フランジ部24にはレジストレーションマーク28が設けられている。また、レジストレーションマーク28の視認性向上の観点から、レジストレーションマーク28の上面にクロム薄膜を形成することが好ましい。なお、レジストレーションマーク28は無くてもよい。メサ型基板70とマスターモールドとの位置合わせ精度はそれほど高くなくてよいため、この場合には例えばメサ部の輪郭を使用して位置合わせをすることができる。
Then, by using the
このようなメサ型のモールド2を使用した場合には、被加工物上に塗布されたレジストにモールドを押し付けた際に、メサ部26の周囲の空間が流動するレジストの逃げ場となるため、レジストの流動範囲を制限でき、レジストからモールド2を剥離する際の力が小さくて済む。また、パターンを表面に形成した後に基板をメサ型に加工する場合には、その加工時にパターンが破損するという問題があるが、メサ型基板上にパターンを形成することにより、この問題は解決される。
When such a mesa mold 2 is used, when the mold is pressed against the resist applied on the work piece, the space around the
また、モールド2が繰り抜き部29を有する場合には、レジストからモールド2を剥離する時に、レジストおよびモールド2の付着力と剥離方向に働く剥離力とによって繰り抜き部29近傍の部分に応力がかかり、モールド2自体が湾曲することとなる。このため、レジストおよびモールド2の界面の周囲に剥離力が集中して働くため、従来よりも小さな力で剥離を開始することができる。そして、剥離が進行するにつれて剥離力は周囲から中心へと順次効率よく働いていくため、剥離性が向上する。
Further, when the mold 2 has the punched-out
なお、モールドは、メサ型構造を有するという特徴および繰り抜き部を有するとう特徴のいずれか一方を有していればよい。 In addition, the mold should just have any one of the characteristics that it has a mesa structure, and the feature which has a drawing-out part.
本発明の製造方法は、例えば、トランジスタ等の半導体デバイスおよびハードディスク等の磁気記録媒体の製造に適用することができる。 The production method of the present invention can be applied to the production of semiconductor devices such as transistors and magnetic recording media such as hard disks.
1、2 モールド
3 視認性薄膜
4 レジスト膜
5 段差基板
5a 段差部
10、20 メインパターン領域
11、21 アライメントパターン領域
12、22 メインパターン
13、23 アライメントパターン
14 凹凸基板
15、25 視認性薄膜
24 フランジ部
26 メサ部
28 レジストレーションマーク
29 繰り抜き部
60 複版用基板
61 レジスト膜
62 マスターモールド
70 メサ型基板
80、82 従来技術におけるアライメントパターン
S パターン形成面
1, 2
Claims (7)
該視認性薄膜の上から前記表面上にレジスト膜を形成し、
前記メインパターンが形成された領域に対応する前記レジスト膜の部分が凹部となるように、所定の段差構造を有する段差基板を前記レジスト膜に押し付けた後、前記段差基板を離型し、
前記領域上の前記レジスト膜が除去されるとともに、前記アライメントパターンの凸部上の前記視認性薄膜は露出しかつ前記アライメントパターンの凹部内の前記視認性薄膜は前記レジスト膜に被覆された状態となるように、前記レジスト膜をエッチングし、
前記アライメントパターンの凹部に残った前記レジスト膜をマスクとして前記視認性薄膜をエッチングし、
該凹部に残った前記レジスト膜を除去することを特徴とするナノインプリント用モールドの製造方法。 On the surface of the concavo-convex substrate on which the main pattern having the concavo-convex structure and the alignment pattern are formed, a visibility thin film composed of a visibility material that produces contrast in relation to the material constituting the alignment pattern is formed. ,
Forming a resist film on the surface from above the visibility thin film;
After pressing the step substrate having a predetermined step structure against the resist film so that the portion of the resist film corresponding to the region where the main pattern is formed becomes a recess, the step substrate is released,
The resist film on the region is removed, the visibility thin film on the convex portion of the alignment pattern is exposed, and the visibility thin film in the concave portion of the alignment pattern is covered with the resist film; Etching the resist film so that
Etching the visibility thin film with the resist film remaining in the recesses of the alignment pattern as a mask,
A method for producing a mold for nanoimprint, wherein the resist film remaining in the recess is removed.
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