JP2014154624A - インプリント方法およびインプリント装置 - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
【解決手段】インプリント装置1を、モールドを保持するためのモールド保持部2と、転写基板を保持するための基板保持部4と、被成形樹脂の液滴を吐出するインクジェットヘッド7を有する液滴供給部6と、軟X線照射方式の静電気除去装置8と、を少なくとも備えたものとし、静電気除去装置8はモールド保持部2の保持面に対して側方からモールドに軟X線を照射可能な位置に配置し、静電気除去装置8から照射される軟X線がインクジェットヘッド7の少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止するように、静電気除去装置8に直接および/または静電気除去装置8から離間して、軟X線の照射方向を規制するための規制部材10を備えたものとする。
【選択図】 図2
Description
このようなインプリント方法では、モールドを樹脂層から引き離す際に静電気が発生してモールドが帯電し、このモールドに雰囲気中の異物等が付着し易くなるという問題があった。モールドに異物等が付着した状態でインプリントを行うと、パターン構造体の欠陥が生じ、さらに、モールドの破損等を生じるおそれがあった。これに対応するために、例えば、モールドを樹脂層から引き離す際に、モールドの除電を行うこと(特許文献1、2)、あるいは、モールドの電位が所定値以上となった場合に、モールドの除電を行うこと(特許文献3)が提案されている。
尚、異物とは、インクジェット方式で供給された液滴がミストとして漂い乾燥した固形物、インクジェットヘッド等のインプリント装置を構成する部材から生じる微粒子、インプリント装置内に存在する塵等、インプリントに関与することを目的としていない物質である。
モールドの除電手段として、軟X線照射方式の静電気除去装置を使用する場合、モールドや転写基板の厚みが1mm程度になると、軟X線は透過できなくなるので、モールド側および/または転写基板側から軟X線を照射しても所望の除電効果を得ることは困難である。このため、軟X線照射方式の静電気除去装置を使用する場合は、モールドや転写基板の側方から軟X線を照射する必要がある。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、モールドの破損等を防止し、高精度のパターン構造体を安定して作製することができるインプリント方法とインプリント装置を提供することを目的とする。
本発明の他の態様として、前記規制部材は、さらに、前記静電気除去装置から前記モールド保持部に保持されるモールドへの軟X線の照射を妨げない位置に存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記規制部材は、軟X線を反射可能な部材、および、軟X線を吸収可能な部材の少なくとも一方を含むような構成とした。
本発明の他の態様として、前記規制部材のうち、反射により照射方向を規制した場合に軟X線が前記インクジェットヘッドの液滴吐出口方向へ照射されるような部位は、軟X線を吸収可能な部材を含むような構成とした。
本発明の他の態様として、前記規制部材のうち、軟X線を反射可能な部材を含む部位の少なくとも一部は、反射された軟X線が前記モールド保持部に保持されるモールド方向へ照射されるような反射面を有するような構成とした。
本発明のインプリント方法では、転写樹脂層とモールドとを引き離す剥離工程におけるモールドの帯電が抑制され、また、インクジェットヘッドへの軟X線の照射を防止するので、モールドの破損等を防止し、かつ、高精度のパターン構造体を安定して作製することができる。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
[インプリント装置]
図1は本発明のインプリント装置の一実施形態を示す側面図であり、図2は図1に示されるインプリント装置の平面図である。図1、図2において、本発明のインプリント装置1は、モールド31を保持するためのモールド保持部2と、転写基板41を保持するための基板保持部4と、転写基板41上に被成形樹脂の液滴を吐出するインクジェットヘッド7を備えた液滴供給部6と、軟X線照射方式の静電気除去装置8と、少なくともインクジェットヘッド7の液滴吐出口に軟X線が照射されることを防止するために、軟X線の照射方向を規制する規制部材10とを備えている。
インプリント装置1を構成するモールド保持部2は、モールド31の凹凸構造領域32を有する面が基板保持部4に保持される転写基板41と対向可能となるようにモールド31を保持するものである。このモールド保持部2におけるモールド31の保持機構は、例えば、吸引による保持機構、機械挟持による保持機構等であってよく、保持機構には特に制限はない。また、モールド保持部2は、昇降機構3により図1に示す矢印Z方向で昇降可能とされている。このようなモールド保持部2の上方には、被成形樹脂として光硬化性樹脂を使用した場合の樹脂硬化のための光源12、光学系13が配設されている。
尚、図2においては、モールド保持部2とモールド31のみを記載し、昇降装置3、光源12、光学系13の記載を省略している。
インプリント装置1を構成する基板保持部4は、インプリント用の転写基板41を保持するものであり、転写基板41の保持機構は、例えば、吸引による保持機構、機械挟持による保持機構等であってよく、保持機構には特に制限はない。この基板保持部4は、図示しない駆動機構部によってXYステージ5上を、図2にX方向、Y方向で示される水平面内で移動可能とされている。図示例では、基板保持部4は、転写基板供給位置にあり、XYステージ5上を、液滴供給部6のインクジェットヘッド7から樹脂の液滴の供給を受ける液滴供給位置、モールド保持部2に対向し転写を行う転写位置等に移動可能である。尚、本発明のインプリント装置は、図示例に限定されるものではなく、モールド保持部2、基板保持部4、インクジェットヘッド7の任意の部材を移動可能とし、これらの相対的な位置が変更可能とされている態様であってよい。
インプリント装置1を構成する液滴供給部6は、基板保持部4に保持された転写基板41上に被成形樹脂の液滴を供給するものであり、インクジェット装置(図示例ではインクジェットヘッド7のみを示し、液滴吐出口7aから液滴が吐出される方向を図1に実線矢印で示している)を備えている。液滴供給部6が備えるインクジェット装置は、基板保持部4に保持された転写基板41上に被成形樹脂の液滴を供給するためのインクジェットヘッド7の所望の動作、例えば、図2に示されるX方向および/またはY方向での往復動作等を可能とする駆動部、インクジェットヘッド7へのインク供給部、および、インクジェットヘッド7と駆動部やインク供給部を制御する制御部等を具備している。
インプリント装置1を構成する静電気除去装置8は、従来公知の軟X線照射方式の静電気除去装置であり、モールド保持部2に保持されるモールド31に対して側方から軟X線を照射できるように配設されている。この静電気除去装置8から照射される軟X線は、図示例では、中心角度θの放射状に照射(便宜的に任意の照射線を鎖線Rで示している)され、その照射中心Rcの方向が、モールド保持部2に保持されたモールド31と基板保持部4に保持された転写基板41とが対向し転写を行う転写位置の方向とされている。本発明における軟X線とは、真空紫外線(VUV)領域と軟X線領域を含む範囲の領域での光を指し、数値としては波長λが、0.1nm≦λ≦30nmの範囲の光を指す。
尚、上記の「モールド31に対して側方」とは、軟X線の照射中心Rcの方向が、モールド31の凹凸構造領域32を有する面の垂線(図1に示される一点鎖線L)に対して90°±45°の範囲となることを意味する。軟X線の照射中心Rcの方向が上記の範囲から外れると、モールド31の除電効率が低下し、軟X線の照射パワーの増大を来たし好ましくない。
規制部材10は、静電気除去装置8から照射される軟X線が、インクジェットヘッド7の少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止するため、軟X線の照射方向を規制する部材である。図示例では、静電気除去装置8の軟X線照射口8aとインクジェットヘッド7の液滴吐出口7aとを結ぶ線(図2に示す二点鎖線)を遮るように、静電気除去装置8の側部に配設されている。この規制部材10の材質は、例えば、鉛、鋼等の軟X線を吸収可能なもの、Au被着ミラー、Pt被着ミラー、Ru被着ミラー、Mo/Si等の多層膜ミラー等の軟X線を反射可能なもの、いずれであってもよい。このような規制部材10の厚みは、軟X線を透過せずに吸収可能、あるいは、反射可能となるように、使用する材質に応じて適宜設定することができる。
このような本発明のインプリント装置は、例えば、モールド保持部2、転基板保持部4、液滴供給部6を筐体内部に配置し、筐体外部に静電気除去装置8と規制部材10を配置し、筐体外部に配置した静電気除去装置8から軟X線を照射するような構成とすることができる。この場合、筐体の外部に配置した静電気除去装置8からの軟X線照射に支障を与えないような形状、大きさの開口部を筐体に設ける必要がある。更に、静電気除去装置8と規制部材10も筐体内部に配置するような構成であってもよい。
本発明における規制部材10は、少なくとも平面視において静電気除去装置8の軟X線照射口8aとインクジェットヘッド7の液滴吐出口7aとを結ぶ線を遮るように配置されている。
図3(A)は、図2と同様にインプリント装置の平面を示す図であり、図4(A)は、図3(A)に記載の静電気除去装置8の状態を、図2に示されるY方向にて静電気除去装置8の軟X線照射口8aを臨む状態として示す図である。この例では、上記の図2に示されるように、静電気除去装置8の軟X線照射口8aとインクジェットヘッド7の液滴吐出口7aとを結ぶ線(図3(A)に示す二点鎖線)を遮るように、静電気除去装置8の側部に1個の平板形状の規制部材10が配設されている。すなわち、規制部材10は、静電気除去装置8からインクジェットヘッド7の液滴吐出口7aへの軟X線の照射方向を横切る位置に存在する。このような構成とすることにより、インクジェットヘッド7の液滴吐出口7aへの軟X線の照射が防止される。
また、例えば、図5(C)に示される規制部材10a′を静電気除去装置8の側部を囲むように配設して略筒形状の規制部材を構成することにより、上述のような規制部材10の作用効果を更に向上させることができる。
尚、規制部材10を静電気除去装置8から離間して配置する場合の離間距離は、照射方向に対する所望の規制、また、上記の反射集光による軟X線の利用効率の向上、軟X線の不要な照射広がりの抑制を考慮して適宜設定することができ、例えば、静電気除去装置8からインクジェットヘッド7までの距離の半分の距離よりも短いものとすることができる。さらに、静電気除去装置と規制部材を一体で使用、あるいは、静電気除去装置と規制部材を組み合わせて一括で使用することを考慮すると、規制部材10を静電気除去装置8から離間して配置する場合であっても、静電気除去装置8の近傍が好ましい。
また、上記の規制部材10の例では、静電気除去装置8の側部が平面形状である場合を例として説明しているが、静電気除去装置8の側部形状に応じて、規制部材10の形状を適宜設定することができる。
また、図示しないインク供給部からインクジェットヘッド7へ被成形樹脂を供給する配管が樹脂製チューブのような軟X線を透過するような材質である場合、静電気除去装置8から照射される軟X線が、供給配管を透過して被成形樹脂に照射されることを防止するように規制部材10を設けることが好ましい。
このような本発明のインプリント装置では、転写樹脂層とモールド31を引き離す際に発生する静電気によるモールド31の帯電が阻害されて、モールド31に異物が付着することが防止され、パターン構造体の欠陥、モールドの破損等が防止されて、高精度のパターン構造体を安定して作製することができる。
本発明のインプリント方法は、液滴供給工程、接触工程、硬化工程、離型工程を有している。そして、モールドの凹凸構造を有する面に対して側方から軟X線をモールドに照射するように軟X線照射方式の静電気除去装置を配し、かつ、当該静電気除去装置から照射する軟X線がインクジェットヘッドの少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止するように軟X線の照射方向を規制する規制部材を静電気除去装置に直接および/または静電気除去装置から離間して配し、少なくとも離型工程では、静電気除去装置を用いてモールドの除電を行うものである。
このような本発明のインプリント方法を、上述の本発明のインプリント装置1を使用した場合を例として図5を参照しながら説明する。尚、図5では、転写基板とモールドのみを示し、インプリント装置1を構成する各部材は図示しておらず、以下の説明では、図1および図2に示されるインプリント装置1の対応する部材番号を括弧内に記載する。
本発明では、転写基板41を保持した基板保持部(4)が液滴供給位置に移動し、液滴供給工程で、基板保持部(4)に保持されているインプリント用の転写基板41上の所望の領域に、液滴供給部(6)のインクジェットヘッド(7)から被成形樹脂の液滴51を吐出して供給する(図5(A))。
本発明のインプリント方法に使用する転写基板41は適宜選択することができ、例えば、石英やソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板、金属基板、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合材料基板であってよい。また、例えば、半導体やディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路、ホログラフィのような光学的構造等の所望のパターン構造物が形成されたものであってもよい。
また、液滴供給部(6)のインクジェットヘッド(7)から転写基板41上に供給する被成形樹脂の液滴51の個数、隣接する液滴の距離は、個々の液滴の滴下量、必要とされる光硬化性樹脂の総量、基板に対する光硬化性樹脂の濡れ性、後工程である接触工程におけるモールド31と転写基板41との間隙等から適宜設定することができる。
次に、基板保持部(4)を液滴供給位置から転写位置に移動させ、モールド保持部(2)と基板保持部(4)とを近接させ凹凸構造を備えたモールド31と転写基板41を近接させて、このモールド31と転写基板41との間に樹脂の液滴51を展開して光硬化性樹脂層52を形成する(図5(B))。
図示例では、モールド31は凸構造部位を有するメサ構造であり、凹凸構造領域32は凸構造部位に位置している。このようなモールド31の材質は適宜選択することができるが、光硬化性樹脂層を硬化させるための照射光が透過可能な透明基板を用いて形成することができ、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。モールド31の厚みは凹凸構造の形状、材料強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、300μm〜10mm程度の範囲で適宜設定することができる。尚、モールド31はメサ構造を具備しないものであってもよい。
次いで、モールド31側から光照射を行い、光硬化性樹脂層52を硬化させて、モールド31の凹凸構造が転写された転写樹脂層55とする(図5(C))。この硬化工程では、転写基板41が光透過性の材料からなる場合、転写基板41側から光照射を行ってもよく、また、転写基板41とモールド31の両側から光照射を行ってもよい。
また、被成形樹脂が熱硬化性樹脂、あるいは、熱可塑性樹脂である場合には、それぞれ被成形樹脂層52に対して加熱処理、あるいは、冷却(放冷)処理を施すことにより硬化させることができる。
次に、離型工程にて、転写樹脂層55とモールド31を引き離して、転写樹脂層55であるパターン構造体61を転写基板41上に位置させた状態とする(図5(D))。
この離型工程では、軟X線照射方式の静電気除去装置(8)から軟X線を照射して、モールド31の除電を行う。
静電気除去装置(8)は、モールド31の凹凸構造領域32を有する面に対して側方から軟X線をモールドに照射するように配置される。また、静電気除去装置(8)から照射される軟X線がインクジェットヘッド(7)の少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止する規制部材(10)を、静電気除去装置に直接配設、および/または、静電気除去装置から離間して配置する。ここで、上記の「モールド31の凹凸構造領域32を有する面に対して側方」とは、所定の角度範囲で広角に照射される軟X線の照射中心方向が、モールド31の凹凸構造領域32を有する面の垂線(図5(C)に示される一点鎖線L)に対して90°±45°の範囲となることを意味する。また、規制部材(10)の配置は、例えば、上述の本発明のインプリント装置の説明(図3〜図5参照)で挙げたような種々の態様で行うことができる。
上述の本発明のインプリント方法では、転写樹脂層とモールドとを引き離す剥離工程におけるモールドの帯電が抑制され、また、インクジェットヘッドの液滴吐出口への軟X線の照射を防止するので、モールドの破損、被成形樹脂の劣化等が防止され、これにより、高精度のパターン構造体を安定して作製することができる。そして、このような本発明のインプリント方法は、半導体デバイスの製造や、マスターモールドを用いたレプリカモールドの製造等に使用することができる。
また、規制部材(10)は、静電気除去装置(8)の稼動時に関係なく、インクジェットヘッド(7)の少なくとも液滴吐出口に軟X線が照射されることを防止する位置に常時配置してもよく、また、静電気除去装置(8)の稼動時のみ、インクジェットヘッド(7)の少なくとも液滴吐出口に軟X線が照射されることを防止する位置に配置してもよい。
2…モールド保持部
4…基板保持部
6…液滴供給部
7…インクジェットヘッド
8…静電気除去装置
10,10a,10b…規制部材
31…モールド
41…転写基板
51…液滴
52…被成形樹脂層
55…転写樹脂層
Claims (7)
- モールドを保持するためのモールド保持部と、転写基板を保持するための基板保持部と、被成形樹脂の液滴を吐出するインクジェットヘッドを有する液滴供給部と、軟X線照射方式の静電気除去装置と、を少なくとも備え、
前記静電気除去装置は前記モールド保持部に保持されるモールドに対して側方から軟X線を照射可能な位置にあり、
軟X線が前記インクジェットヘッドの少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止するように、前記静電気除去装置に直接および/または前記静電気除去装置から離間して、軟X線の照射方向を規制するための規制部材を備えることを特徴とするインプリント装置。 - 前記規制部材は、前記静電気除去装置から前記インクジェットヘッドの液滴吐出口への軟X線の照射方向を横切る位置に少なくとも存在することを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記規制部材は、さらに、前記静電気除去装置から前記モールド保持部に保持されるモールドへの軟X線の照射を妨げない位置に存在することを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。
- 前記規制部材は、軟X線を反射可能な部材、および、軟X線を吸収可能な部材の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のインプリント装置。
- 前記規制部材のうち、反射により照射方向を規制した場合に軟X線が前記インクジェットヘッドの液滴吐出口方向へ照射されるような部位は、軟X線を吸収可能な部材を含むことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。
- 前記規制部材のうち、軟X線を反射可能な部材を含む部位の少なくとも一部は、反射された軟X線が前記モールド保持部に保持されるモールド方向へ照射されるような反射面を有することを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。
- インクジェットヘッドから被成形樹脂の液滴を吐出して、転写基板に供給する液滴供給工程と、
凹凸構造を有するモールドと前記転写基板を近接させて、前記モールドと前記転写基板との間に前記液滴を展開して被成形樹脂層を形成する接触工程と、
前記被成形樹脂層を硬化させて前記凹凸構造が転写された転写樹脂層とする硬化工程と、
前記転写樹脂層と前記モールドを引き離して、前記転写樹脂層であるパターン構造体を前記転写基板上に位置させた状態とする離型工程と、を有し、
前記モールドの前記凹凸構造を有する面に対して側方から軟X線を前記モールドに照射するように軟X線照射方式の静電気除去装置を配し、かつ、前記静電気除去装置から照射される軟X線が前記インクジェットヘッドの少なくとも液滴吐出口に照射されることを防止するように軟X線の照射方向を規制する規制部材を前記静電気除去装置に直接および/または前記静電気除去装置から離間して配し、
少なくとも前記離型工程では、前記静電気除去装置を用いて前記モールドの除電を行うことを特徴とするインプリント方法。
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