JP2014151609A - Method for manufacturing an imprint mold and fine uneven pattern formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリントモールドを製造する方法及び微細凹凸パターンを形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an imprint mold and a method for forming a fine uneven pattern.
微細加工技術としてのナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなる型部材(インプリントモールド)を用い、当該微細凹凸パターンをインプリント樹脂等の被加工物に等倍転写するパターン形成技術である(特許文献1参照)。特に、半導体デバイスにおける配線パターン等のさらなる微細化の進行等に伴い、半導体デバイスの製造プロセス等においてナノインプリント技術が益々注目されている。 The nanoimprint technology as a microfabrication technology uses a mold member (imprint mold) in which a fine concavo-convex pattern is formed on the surface of a substrate, and transfers the fine concavo-convex pattern to a workpiece such as an imprint resin at the same magnification. This is a pattern formation technique (see Patent Document 1). In particular, with the progress of further miniaturization of wiring patterns and the like in semiconductor devices, nanoimprint technology is gaining more and more attention in semiconductor device manufacturing processes and the like.
このナノインプリント技術として、光インプリント技術及び熱インプリント技術が知られているが、一般に、光インプリント技術が用いられている。光インプリントは、室温で低い印加圧力により微細凹凸パターンの転写が可能であり、熱インプリントのような加熱・冷却サイクルが不要であることでマスターモールドや樹脂の熱による寸法変化が生じないため、熱インプリントに比して、解像性、アライメント精度、生産性等の点で優れていると言われている。そのため、インプリントモールドを構成する基材としては、光インプリントにおける露光光を透過可能な石英基板が主に用いられている。 As this nanoimprint technique, an optical imprint technique and a thermal imprint technique are known, and an optical imprint technique is generally used. In optical imprinting, fine uneven patterns can be transferred at low applied pressure at room temperature, and there is no need for heating / cooling cycles like thermal imprinting, so there is no dimensional change due to the heat of the master mold or resin. Compared to thermal imprinting, it is said to be superior in terms of resolution, alignment accuracy, productivity, and the like. For this reason, a quartz substrate that can transmit exposure light in optical imprinting is mainly used as a base material constituting the imprint mold.
ナノインプリント技術に用いられるインプリントモールドとして、図8(c)に示すように、第1の側100aと、第1の側100aに対向する第2の側100bとを有し、第1の側100aに微細凹凸パターン200が形成され、第2の側100bに窪み部130が形成されてなるインプリントモールド100が知られている(特許文献2参照)。このインプリントモールド100においては、第1の側100aは、基材のほぼ中央に位置する肉薄領域140と、その周囲に位置する肉厚領域150とにより構成される。そして、第1の側100aの微細凹凸パターン200が形成されているパターン領域120は、平面視において窪み部130に包摂されている。
As shown in FIG. 8C, the imprint mold used in the nanoimprint technique has a
このインプリントモールド100によれば、微細凹凸パターン200の形成されているパターン領域120が肉薄領域140に位置することで、微細凹凸パターン200を被加工物としてのインプリント樹脂に押し当てるときに第1の側100aに向かって凸状に湾曲させることができるため、インプリント樹脂が濡れ広がるときに気泡を閉じ込めてしまうことなく微細凹凸パターン200を転写することができる。また、微細凹凸パターン200が転写されたインプリント樹脂からインプリントモールド100を引き離す際にも同様に湾曲させることができるため、インプリント樹脂からのインプリントモールド100の剥離容易性を向上させることができる。そのため、インプリント樹脂に形成される転写パターンの破損等を生じさせることなく、高精度に微細凹凸パターン200を転写することができる。
According to the
このようなインプリントモールド100は、以下のようにして製造され得る。
まず、第2の側100bに窪み部130が形成されてなる基材10’を用意する。なお、第1の側100aには、微細凹凸パターン200に対応する所定の開口部を有するエッチングマスク160が設けられている。そして、当該基材10’の第1の側100aにおけるパターン領域120に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターン200を形成し、エッチングマスク160を除去する(図8参照)。
Such an
First, a
上述したように、上記インプリントモールド100は、第2の側100bに窪み部130が形成されてなる基材10’の第1の側100a(パターン領域120)に、反応性プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターン200を形成することで製造される。
As described above, in the
ドライエッチングにより微細凹凸パターン200を形成する際、ドライエッチング装置内の一対の電極(アノード及びカソード)間に基材10’が載置される。このとき、基材10’の第2の側100bに窪み部130が形成されていることにより、基材10’の肉薄領域140部分は、基材10’の厚さ方向に見たときに、基材10’と気相(空気)との積層体とみなすことができる。よって、基材10’の肉薄領域140部分における誘電率は、基材10’を構成する材料(誘電体)と気相(空気)との平均誘電率となる。一方、基材10’の肉厚領域150部分の誘電率は、基材を構成する材料(誘電体)の誘電率となる。そのため、肉薄領域140と肉厚領域150とで誘電率が異なることになる。これにより、基材10’の肉薄領域140(特に、パターン領域120)内におけるエッチング選択比の悪化、基材10’の第1の側100a(特に、パターン領域120)におけるイオンやラジカルの分布や指向性の均一性の悪化、微細凹凸パターン200の断面形状の悪化(微細凹凸パターン200の側壁の立ち上がり角度(微細凹凸パターン200の凹部上面に対する凸部側壁の角度)の悪化)等が生じ、エッチング精度が低下するという問題がある。
When the fine concavo-
このように、面内における厚さが均一ではない、誘電体により構成される基材の一の側に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを形成する場合には、基材の厚さの違いにより、基材とドライエッチング装置の下部電極間に部分的に気相が存在し、その気相に起因する誘電率差によってエッチング精度の低下が生じ得るという問題がある。 As described above, when a fine uneven pattern is formed by dry etching using plasma on one side of a substrate made of a dielectric material whose thickness is not uniform in the plane, the thickness of the substrate Due to the difference, there is a problem that a gas phase partially exists between the base material and the lower electrode of the dry etching apparatus, and the etching accuracy may be lowered due to a difference in dielectric constant caused by the gas phase.
かかる実情に鑑み、本発明は、プラズマを用いたドライエッチングにより、面内において厚さの異なる部分を有する基材の一側に高精度の微細凹凸パターンを有するインプリントモールドを製造する方法、及び厚さの異なる部分を有する基材の一側に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを高精度に形成する方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a method for producing an imprint mold having a high-precision fine concavo-convex pattern on one side of a substrate having portions with different thicknesses in a plane by dry etching using plasma, and It is an object of the present invention to provide a method for forming a fine concavo-convex pattern with high accuracy on one side of a substrate having portions with different thicknesses by dry etching using plasma.
上記課題を解決するために、本発明は、第1の側と、当該第1の側に対向する第2の側とを有し、前記第2の側に窪み部が形成されてなり、第1の誘電体を含む基材を用いてインプリントモールドを製造する方法であって、第2の誘電体を含む誘電率調整部材を前記窪み部内に配置する誘電率調整部材配置工程と、前記誘電率調整部材を前記窪み部内に配置された前記基材の第1の側に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを形成するパターン形成工程とを含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法を提供する(発明1)。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention has a first side and a second side facing the first side, and a recess is formed on the second side. A method of manufacturing an imprint mold using a base material including a dielectric material, wherein a dielectric constant adjustment member including a second dielectric material is disposed in the recess, and the dielectric And a pattern forming step of forming a fine concavo-convex pattern by dry etching using plasma on the first side of the base material in which the rate adjusting member is disposed in the recess. A method is provided (Invention 1).
上記発明(発明1)においては、前記第2の側が上方に位置するようにした前記基材の平面視において、前記第1の側における前記微細凹凸パターンの形成される領域が、前記窪み部の底部に包摂される関係となるように、前記微細凹凸パターンを形成するのが好ましい(発明2)。 In the said invention (invention 1), in the planar view of the said base material in which the said 2nd side was located upwards, the area | region where the said fine unevenness | corrugation pattern in the said 1st side is formed of the said hollow part It is preferable to form the fine concavo-convex pattern so as to have a relationship encompassed by the bottom (Invention 2).
上記発明(発明1,2)においては、前記第2の誘電体は、前記第1の誘電体と実質的に等しい誘電率を有するのが好ましい(発明3)。 In the above inventions (Inventions 1 and 2), it is preferable that the second dielectric has a dielectric constant substantially equal to that of the first dielectric (Invention 3).
なお、本発明において「誘電率が実質的に等しい」とは、一の誘電体(第1の誘電体)の誘電率ε1と他の誘電体(第2の誘電体)の誘電率ε2とが、下記式の関係を有することを意味するものとする。
0.8≦ε1/ε2≦1.2
In the present invention, “the dielectric constant is substantially equal” means that the dielectric constant ε1 of one dielectric (first dielectric) and the dielectric constant ε2 of another dielectric (second dielectric) , And having the relationship of the following formula.
0.8 ≦ ε1 / ε2 ≦ 1.2
上記発明(発明1〜3)においては、前記第2の側が上方に位置するようにした前記基材の平面視において、前記誘電率調整部材は、前記窪み部の外形よりも小さく、かつ前記窪み部の外形に相似する形状を有するのが好ましい(発明4)。 In the said invention (invention 1-3), the said dielectric constant adjustment member is smaller than the external shape of the said hollow part in planar view of the said base material which made the said 2nd side located upwards, and the said hollow It is preferable to have a shape similar to the outer shape of the part (Invention 4).
上記発明(発明1〜4)においては、前記第2の側が上方に位置するようにした前記基材の平面視において、前記誘電率調整部材は、前記窪み部の底部に当接するように配置されるのが好ましい(発明5)。 In the said invention (invention 1-4), the said dielectric constant adjustment member is arrange | positioned so that it may contact | abut to the bottom part of the said hollow part in planar view of the said base material which made the said 2nd side located upwards. (Invention 5)
上記発明(発明1〜5)においては、前記第2の側が上方に位置するようにした前記基材の平面視において、前記誘電率調整部材の厚みは、前記窪み部の高さ以下であるのが好ましい(発明6)。 In the said invention (invention 1-5), the thickness of the said dielectric constant adjustment member is below the height of the said hollow part in planar view of the said base material which made the said 2nd side located upwards. Is preferable (Invention 6).
上記発明(発明1〜6)においては、前記誘電率調整部材配置工程において、前記窪み部内に固定可能な固定部材を用いて、前記窪み部内に前記誘電率調整部材を固定するのが好ましい(発明7)。 In the said invention (invention 1-6), in the said dielectric constant adjustment member arrangement | positioning process, it is preferable to fix the said dielectric constant adjustment member in the said hollow part using the fixing member which can be fixed in the said hollow part (invention). 7).
上記発明(発明1〜7)においては、プラズマを用いたドライエッチングを行うドライエッチング装置内に前記基材が搬送される前に、前記誘電率調整部材が前記窪み部内に配置されてもよいし(発明8)、プラズマを用いたドライエッチングを行うドライエッチング装置内において、前記誘電率調整部材が前記窪み部内に配置されてもよい(発明9)。 In the said invention (invention 1-7), the said dielectric constant adjustment member may be arrange | positioned in the said hollow part before the said base material is conveyed in the dry etching apparatus which performs the dry etching using plasma. (Invention 8) In a dry etching apparatus that performs dry etching using plasma, the dielectric constant adjusting member may be disposed in the recess (Invention 9).
また、本発明は、第1の側と、当該第1の側に対向する第2の側とを有し、第1の誘電体を含む基材における前記第1の側に、プラズマを用いたドライエッチングを行うドライエッチング装置を用いて微細凹凸パターンを形成する方法であって、前記ドライエッチング装置は、上部電極と、当該上部電極に対向する下部電極とを少なくとも有し、前記基材は、少なくとも前記第2の側が非平坦面に構成されていることで、前記ドライエッチング装置における前記下部電極上に載置されたときに、前記上部電極と前記下部電極との対向する方向において、前記下部電極との間に気相領域が存在し得る形状を有しており、前記基材と前記下部電極との間に存在する前記気相領域内に、第2の誘電体を含む誘電率調整部材を配置し、前記誘電率調整部材が配置された前記基材の第1の側に、プラズマを用いたドライエッチングにより前記微細凹凸パターンを形成することを特徴とする微細凹凸パターン形成方法を提供する(発明10)。 Further, the present invention has a first side and a second side opposite to the first side, and plasma is used for the first side in the base material including the first dielectric. A method of forming a fine concavo-convex pattern using a dry etching apparatus that performs dry etching, wherein the dry etching apparatus includes at least an upper electrode and a lower electrode facing the upper electrode, and the base material is Since at least the second side is configured as a non-planar surface, the lower electrode is placed in a direction in which the upper electrode and the lower electrode face each other when placed on the lower electrode in the dry etching apparatus. A dielectric constant adjusting member having a shape in which a gas phase region can exist between the electrodes and including a second dielectric in the gas phase region existing between the base material and the lower electrode And adjust the dielectric constant The first side of the substrate timber is arranged to provide a fine concavo-convex pattern forming method comprising forming said fine concavo-convex pattern by dry etching using plasma (invention 10).
本発明によれば、プラズマを用いたドライエッチングにより、面内において厚さの異なる部分を有する基材の一側に高精度の微細凹凸パターンを有するインプリントモールドを製造する方法、及び厚さの異なる部分を有する基材の一側に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを高精度に形成する方法を提供することができる。 According to the present invention, by dry etching using plasma, a method for manufacturing an imprint mold having a high-precision fine concavo-convex pattern on one side of a substrate having portions having different thicknesses in the plane, and a thickness of It is possible to provide a method for forming a fine concavo-convex pattern with high accuracy on one side of a substrate having different portions by dry etching using plasma.
本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造方法を、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法を概略的に示す工程フロー図であり、図2は、本実施形態において用いられる基材を示す切断端面図(図2(a))及び底面図(図2(b))である。 An imprint mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process flow diagram schematically showing a method for producing an imprint mold according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cut end view showing a substrate used in the present embodiment (FIG. 2A). FIG. 2 is a bottom view (FIG. 2B).
〔基材準備工程〕
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法において、図1(a)に示すように、まず、第1の側10aと、第1の側10aに対向する第2の側10bを有し、石英、酸化チタン、フッ化カルシウム、シリコン、樹脂等の第1の誘電体により構成される、平面視略方形状の基材10を準備する。
[Base material preparation process]
In the imprint mold manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 1A, first, the imprint mold has a
基材10の第1の側10aの略中央には、平面視略方形状の凸構造(メサ構造)11が設けられており、平面視における凸構造11の略全面(上面)が、微細凹凸パターン2の形成されるパターン領域12である。また、第2の側10bの略中央には、平面視略円形状の窪み部13が形成されている。すなわち、基材10の第2の側10bの略中央に窪み部13が形成されることで、基材10の平面視における略中央が肉薄領域14として構成され、その周囲が肉厚領域15として構成される。
A convex structure (mesa structure) 11 having a substantially square shape in plan view is provided at a substantially center of the
図2に示すように、上記基材10における凸構造11(パターン領域12)及び窪み部13は、窪み部13の形成されている第2の側10bを上方に位置させるようにした平面視にて、凸構造11(パターン領域12)が窪み部13の底面部13aに包摂される関係を有する。すなわち、窪み部13は、その底面部13aの面積が凸構造11(パターン領域12)の外形により規定される面積よりも大きくなるように、第2の側10bに形成されている。
As shown in FIG. 2, the convex structure 11 (pattern region 12) and the
基材10の側面視(図2(a)参照)において、凸構造11(パターン領域12)の端部11eから窪み部13の側壁13bまでの長さL(面内方向における長さ)は、平面視における窪み部13の直径の5〜40%程度の範囲で適宜設定され得る
In a side view of the base material 10 (see FIG. 2A), the length L (length in the in-plane direction) from the
窪み部13の深さDは、基材10の肉薄領域14部分がインプリント時(転写時、剥離時等)に第1の側10aに向かって凸状に湾曲可能な程度の厚さT14を有するように設定され得る。例えば、窪み部13の深さDは、基材10の肉厚領域15部分の厚さT15の70〜90%程度に設定され得る。
The depth D of the
なお、基材10の第1の側10aには、凸構造11(パターン領域12)上に所定の開口部(形成される微細凹凸パターン2の凹部21に対応する開口部)を有する、クロム、クロム酸化物、クロム窒化物、酸化シリコン、窒化シリコン、レジスト材料等により構成されるエッチングマスク16が形成されている。
In addition, in the
〔誘電率調整部材配置工程〕
次に、図1(b)に示すように、基材10全体の厚さ方向における誘電率差を小さくすることのできる、第2の誘電体により構成される誘電率調整部材30を、窪み部13内に配置する。窪み部13内に誘電率調整部材30が配置されることで、基材10の肉薄領域14部分と肉厚領域15部分との間の誘電率差を小さくすることができ、誘電率差に起因するエッチング精度の低下を抑制することができる。
[Dielectric constant adjustment member placement process]
Next, as shown in FIG. 1B, a dielectric
誘電率調整部材30を構成する第2の誘電体の誘電率ε2は、基材10に含まれる第1の誘電体の誘電率ε1と実質的に等しい。具体的には、第1の誘電体の誘電率ε1と第2の誘電体の誘電率ε2とは、下記式に示す関係を有するのが望ましい。
0.8≦ε1/ε2≦1.2
The dielectric constant ε2 of the second dielectric constituting the dielectric
0.8 ≦ ε1 / ε2 ≦ 1.2
なお、本実施形態において、基材10及び誘電率調整部材30に含まれる第1の誘電体及び第2の誘電体の誘電率ε1,ε2は、例えば、誘電体測定システム(126096型,東洋テクニカ社製)等を用いて測定される値である。
In this embodiment, the dielectric constants ε1 and ε2 of the first dielectric and the second dielectric included in the
第1の誘電体と第2の誘電体とは、同一材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。第2の誘電体としては、例えば、石英、シリコン、アルマイト、PEEK(ポリエチルエーテルケトン)、ポリイミド、テフロン(登録商標)、塩化ビニル等を用いることができる。プラズマを用いたドライエッチングの際に、発塵性やガス発生が少ない、プラズマ耐食性を有する材料(石英、PEEK、ポリイミド等)が好ましい。 The first dielectric and the second dielectric may be the same material or different materials. As the second dielectric, for example, quartz, silicon, anodized, PEEK (polyethyl ether ketone), polyimide, Teflon (registered trademark), vinyl chloride, or the like can be used. In dry etching using plasma, a material (such as quartz, PEEK, or polyimide) that has less plasma generation and less gas generation and gas generation is preferable.
図3に示すように、誘電率調整部材30は、その平面視外形が窪み部13の平面視外形よりもわずかに小さく、窪み部13内に配置され得るように挿脱可能に構成されている。また、誘電率調整部材30は、窪み部13の平面視における外形に実質的に相似する形状を有する。誘電率調整部材30の平面視外形が窪み部13の平面視外形に実質的に相似することで、窪み部13内に誘電率調整部材30を配置したときに、窪み部13と誘電率調整部材30との間隙の体積をより低減することができ、肉薄領域14部分と肉厚領域15部分との誘電率差をより小さくすることができる。なお、本実施形態において、窪み部13及び誘電率調整部材30は平面視略円形状を有しており、誘電率調整部材30の平面視直径が窪み部13の平面視直径よりもわずかに小さくなるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the dielectric
図4に示すように、誘電率調整部材30の一の面30aには、少なくとも1つの固定冶具装着用穴31が形成されている(本実施形態においては、2つの固定冶具装着用穴31が形成されている)。
As shown in FIG. 4, at least one fixing
固定冶具装着用穴31は、平面視略円形で有底の軸体挿入穴32と、軸体挿入穴32の側壁32aから誘電率調整部材30の側壁301に向かって貫通する固定部材挿入穴33とにより構成される。
The fixing
軸体挿入穴31は、後述(図5参照)の固定冶具40における軸体41を挿入可能であって、当該軸体41が回動可能な程度の穴径(軸体41の最長径と同一又はそれよりもわずかに大きい径)を有する。また、固定部材挿入穴32は、後述(図6参照)の固定冶具40における固定部材42が、固定部材挿入穴32内をその軸方向に移動可能な程度の穴径(固定部材42の直径と同一又はそれよりもわずかに大きい径)を有する。
The shaft
固定冶具40は、平面視において互いに曲率半径の異なる2つの円弧411,412を端部同士で連接して囲まれる形状の第1面41a及び第1面41aに対向する第2面41bを有する柱状の軸体41と、略円柱状の固定部材42とを有する(図5〜7参照)。軸体41の第1面41aには、軸体41の回動を容易にするための嵌合溝413が形成されている。
The fixing
図7に示すように、固定部材42が固定部材挿入穴32に挿入され、軸体41が軸体挿入穴31に挿入された誘電率調整部材30を窪み部13内に配置する。このとき、軸体41は、曲率半径の大きい円弧411側の側壁を固定部材挿入穴32側に向けるようにして軸体挿入穴31に挿入される。そして、ドライバーなどを嵌合溝413に嵌合させて軸体41を約90度回動させると、軸体41の側壁に当接する固定部材42が窪み部13の側壁13bに向かって移動し、窪み部13の側壁13bに当接する。これにより、誘電率調整部材30を窪み部13内に固定することができ、基材10の搬送時等に誘電率調整部材30が窪み部13から脱落するのを防止することができる。
As shown in FIG. 7, the fixing
固定冶具40(軸体41及び固定部材42)は、後述するように、基材10の窪み部13に誘電率調整部材30を固定した状態でプラズマを用いたドライエッチング環境に曝されることになる。そのため、固定冶具40は、耐プラズマ性及び低アウトガス性を有する材料により構成されているのが好ましい。そのような材料としては、例えば、ポリイミド(製品名:べスペル(登録商標),デュポン社製)、PEEK等が挙げられる。
The fixing jig 40 (the
図1(b)に示すように、誘電率調整部材30は、誘電率調整部材30の一の面30aに対向する他の面30bを窪み部13の底面部13aに当接させるように配置されるのが好ましい。第2の側10bに窪み部13が形成されていることで基材10の強度が低下し、特に肉薄領域14部分が変形しやすくなるが、誘電率調整部材30の他の面30bが窪み部13の底面部13aに当接していることで、基材10の搬送時に肉薄領域14を誘電率調整部材30により支持することができる。
As shown in FIG. 1B, the dielectric
誘電率調整部材30の厚さT30(図3参照)は、基材10がエッチング装置内に載置されたときに窪み部13内に可能な限り気相が存在しないように設定されるのが望ましいが、窪み部13の深さDよりも厚くてもよいし、薄くてもよい。好ましくは、誘電率調整部材30の厚さT30は、窪み部13の深さD以下であり、より好ましくは窪み部13の深さDよりもわずかに薄く構成される。誘電率調整部材30の厚さT30が窪み部13の深さDよりも厚いと、窪み部13内に配置された誘電率調整部材30の一部が、基材10の第2の側10bから飛び出してしまい、ドライエッチング装置の電極上に載置したときに、基材10の平坦性(平行性)を担保するのが困難となるおそれがある。また、誘電率調整部材30が、窪み部13の容積の80%以上を占めるように、誘電率調整部材30の平面視外形や厚さT30が設定されるのが好ましい。
The thickness T 30 (see FIG. 3) of the dielectric
〔パターン形成工程〕
続いて、図1(c)に示すように、窪み部13内に誘電率調整部材30が配置・固定された基材10を、プラズマを用いたドライエッチング装置内に搬送し、プラズマを用いたドライエッチングによりパターン領域12に微細凹凸パターン2を形成する。その後、エッチングマスク16を除去するとともに、誘電率調整部材30を窪み部13内から取り外すことで、パターン領域12に微細凹凸パターン2が形成されてなるインプリントモールド1を製造することができる(図1(d)参照)。
[Pattern formation process]
Subsequently, as shown in FIG. 1C, the
本実施形態において用いられるドライエッチング装置は、チャンバーと、チャンバー内に配置される上部電極及び下部電極とを有する。このドライエッチング装置においては、チャンバー内で発生させた反応性プラズマにより、チャンバー内に導入されたCF4等のエッチングガスをイオン化させる。そして、下部電極側にイオンやラジカル等の反応種が引き寄せられ、当該反応種と下部電極上に載置された基材10との反応により微細凹凸パターン2を形成することができる。
The dry etching apparatus used in the present embodiment includes a chamber, and an upper electrode and a lower electrode disposed in the chamber. In this dry etching apparatus, an etching gas such as CF 4 introduced into the chamber is ionized by reactive plasma generated in the chamber. Then, reactive species such as ions and radicals are attracted to the lower electrode side, and the fine concavo-
本実施形態においては、基材10の窪み部13内に誘電率調整部材30が配置されていることで、基材10の肉薄領域14部分と肉厚領域15部分とにおける誘電率差が小さくなっている。そのため、ドライエッチング装置内でプラズマにより生じたイオン等の肉薄領域14部分における指向性を向上させることができ、側壁の立ち上がり角度が良好な微細凹凸パターン2を形成することができる。よって、本実施形態によれば、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを形成するときに、基材10の肉薄領域14(特に、パターン領域12)内におけるエッチング選択比の悪化、基材10の第1の側10a(特に、パターン領域12)におけるイオンやラジカルの分布や指向性の均一性の悪化、微細凹凸パターン2の断面形状の悪化(微細凹凸パターン2の側壁の立ち上がり角度の悪化)等が生じるのを防止し、エッチング精度を向上させることができる。よって、微細凹凸パターン2を有するインプリントモールド1を高い精度で製造することができる。
In the present embodiment, since the dielectric
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
上記実施形態においては、誘電率調整部材30を窪み部13内に配置・固定した基材10をドライエッチング装置内に搬送し、パターン形成工程を行っているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ドライエッチング装置内で誘電率調整部材30を窪み部13内に配置してもよい。例えば、ドライエッチング装置の下部電極上の所定の位置に誘電率調整部材30を予め載置しておき、基材10をドライエッチング装置内に搬送し、下部電極上の誘電率調整部材30を窪み部13内に挿入するようにして下部電極上に基材10を載置することができる。かかる態様においては、誘電率調整部材30を固定冶具40により窪み部13内に固定しなくてもよく、誘電率調整部材30に固定冶具装着用穴31が形成されていなくてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、凸構造11を有する基材10を例に挙げたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、凸構造10を有しない(第1の側10aが略平坦面に構成されている)基材10を用いてインプリントモールドを製造する方法においても本発明を適用することができる。
In the said embodiment, although the
上記実施形態においては、窪み部13が形成されてなる基材10を用いてインプリントモールドを製造する方法を例に挙げたが、本発明は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、少なくとも基材10の第2の側10bが非平坦面(湾曲状、波形状等)に構成されることで、プラズマを用いたドライエッチング装置の下部電極上に基材10を載置したときに、上部電極と下部電極との対向する方向において、下部電極と基材10との間に気相領域(空間)が存在し得るような形状を有する基材10の一の面(第1の側10a)に微細凹凸パターンを形成する方法に適用可能である。具体的には、断面が略弓状又は略長円形状の基材の第1の側に微細凹凸パターンを形成し、断面が略弓状又は略長円形状の光学素子(例えばフレネルレンズ等)の製造における微細パターン形成工程にも適用可能である。この場合において、断面が略弓状又は略長円形状の基材を下部電極上に載置したときに、上部電極と下部電極との対向する方向において基材と下部電極との間に存在する気相領域(空間)に誘電率調整部材を配置し、ドライエッチングを行う。これにより、上記気相領域(空間)の存在による部分的な誘電率差に起因して生じるエッチング精度の低下を抑制することができる。
In the said embodiment, although the method of manufacturing an imprint mold using the
以下、実施例等を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to the following Example etc. at all.
〔実施例1〕
第1の側10aの略中央に凸構造11が形成され、第2の側10bの略中央に窪み部13が形成されてなる、石英により構成される基材10を準備した。なお、凸構造11は、1辺20mmの平面視略正方形状により構成され、窪み部13は、直径50mm、深さ4mmの平面視略円形状により構成されてなるものである。また、第1の側10aには、凸構造11上に所定の開口部が形成されてなる、厚さ10nmのクロムからなるエッチングマスク16が形成されている。
[Example 1]
A
次に、石英により構成される誘電体調整部材30を、基材10の窪み部13内に配置して固定した。なお、誘電率調整部材30は、直径49mm、厚さ3.8mmの平面視略円形状により構成されてなるものである。また、誘電率調整部材30には、2つの固定冶具装着用穴31が形成され、固定冶具装着用穴31に固定冶具40を装着することにより、誘電率調整部材30を窪み部13内に固定した(図7参照)。
Next, the
そして、誘電率調整部材30が窪み部13内に配置・固定された基材10を、プラズマを用いたドライエッチング装置(アルバック社製,製品名:MEPS6025)に搬送し、エッチングガスとしてCF4を用いたドライエッチングを行い、アスペクト比=2の微細凹凸パターン2が形成されてなるインプリントモールド1を製造した。
Then, the
このようにして製造したインプリントモールド1の微細凹凸パターン2の側壁の立ち上がり角度(微細凹凸パターン2の凹部上面に対する凸部側壁の角度)を、電界放出形透過電子顕微鏡(HF−3300,日立ハイテク社製)を用いて測定したところ、当該角度は82度であった。
The rising angle of the side wall of the fine concavo-
〔比較例1〕
誘電率調整部材30を窪み部13内に配置しない以外は実施例1と同様にしてインプリントモールドを製造し、当該インプリントモールドの微細凹凸パターンの側壁の立ち上がり角度を測定した。当該角度は70度であった。
[Comparative Example 1]
An imprint mold was produced in the same manner as in Example 1 except that the dielectric
〔参考例〕
基材として窪み部13を有さない石英基板を用いた以外は実施例1と同様にしてインプリントモールドを製造し、当該インプリントモールドの微細凹凸パターンの側壁の立ち上がり角度を測定した。当該角度は83度であった。
[Reference example]
An imprint mold was produced in the same manner as in Example 1 except that a quartz substrate having no
上述した実施例1により製造されたインプリントモールドにおいては、比較例1により製造されたインプリントモールドに比して、微細凹凸パターンの側壁の立ち上がり角度が良好な結果であった。また、実施例1と参考例とを比較すると、実施例1の方法によれば、側壁の立ち上がり角度において遜色のない微細凹凸パターンを形成可能であることが確認された。 In the imprint mold manufactured by Example 1 mentioned above, compared with the imprint mold manufactured by Comparative Example 1, the rising angle of the side wall of the fine uneven pattern was a good result. Further, comparing Example 1 with the reference example, it was confirmed that according to the method of Example 1, it is possible to form a fine concavo-convex pattern that is not inferior at the rising angle of the side wall.
参考例においては、窪み部が形成されていない基材を用いていることから、基材の面内において誘電率が略均一であると考えられる。そのため、実施例1の方法によれば、窪み部13内に誘電率調整部材30を配置することで、基材10の面内における誘電率を略均一にすることができ、微細凹凸パターンが高精度に形成されてなるインプリントモールドを製造可能であることが確認された。
In the reference example, since the base material in which the hollow portion is not formed is used, it is considered that the dielectric constant is substantially uniform in the plane of the base material. Therefore, according to the method of Example 1, by arranging the dielectric
本発明は、種々の微細加工を要する技術分野において有用である。 The present invention is useful in technical fields that require various fine processing.
1…インプリントモールド
2…微細凹凸パターン
10,10’…基材
10a…第1の側
10b…第2の側
13…窪み部
30…誘電率調整部材
40…固定冶具(固定部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (10)
第2の誘電体を含む誘電率調整部材を前記窪み部内に配置する誘電率調整部材配置工程と、
前記誘電率調整部材が前記窪み部内に配置された前記基材の第1の側に、プラズマを用いたドライエッチングにより微細凹凸パターンを形成するパターン形成工程と
を含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。 It has a first side and a second side opposite to the first side, a recess is formed on the second side, and is formed using a base material including a first dielectric. A method for producing a print mold comprising:
A dielectric constant adjusting member disposing step of disposing a dielectric constant adjusting member including a second dielectric in the hollow portion;
An imprint mold comprising: a pattern forming step of forming a fine concavo-convex pattern by dry etching using plasma on a first side of the base material on which the dielectric constant adjusting member is disposed in the recess. Manufacturing method.
前記ドライエッチング装置は、上部電極と、当該上部電極に対向する下部電極とを少なくとも有し、
前記基材は、少なくとも前記第2の側が非平坦面に構成されていることで、前記ドライエッチング装置における前記下部電極上に載置されたときに、前記上部電極と前記下部電極との対向する方向において、前記下部電極との間に気相領域が存在し得る形状を有しており、
前記基材と前記下部電極との間に存在する前記気相領域内に、第2の誘電体を含む誘電率調整部材を配置し、
前記誘電率調整部材が配置された前記基材の第1の側に、プラズマを用いたドライエッチングにより前記微細凹凸パターンを形成することを特徴とする微細凹凸パターン形成方法。 Dry etching having a first side and a second side facing the first side, and performing dry etching using plasma on the first side of the base material including the first dielectric A method for forming a fine uneven pattern using an apparatus,
The dry etching apparatus has at least an upper electrode and a lower electrode facing the upper electrode,
The base material is configured such that at least the second side is a non-flat surface, so that the upper electrode and the lower electrode face each other when placed on the lower electrode in the dry etching apparatus. In the direction, a gas phase region may exist between the lower electrode and the shape,
In the gas phase region existing between the base material and the lower electrode, a dielectric constant adjusting member including a second dielectric is disposed,
A fine concavo-convex pattern forming method, wherein the fine concavo-convex pattern is formed by dry etching using plasma on a first side of the base material on which the dielectric constant adjusting member is disposed.
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JP2013025518A JP2014151609A (en) | 2013-02-13 | 2013-02-13 | Method for manufacturing an imprint mold and fine uneven pattern formation method |
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JP2014212266A (en) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 大日本印刷株式会社 | Method of manufacturing imprint mold and base material |
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2013
- 2013-02-13 JP JP2013025518A patent/JP2014151609A/en active Pending
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