JP2015217676A - ナノインプリント用モールド - Google Patents

Abstract

【課題】安価でスループットよく微細パターンを転写する。
【解決手段】従来のナノインプリント用モールドの微細パターンに、モールド外側と交通する中空トンネルを接続し、モールドに刻まれた微細パターンに直接気体や離型剤を送り、モールドに刻まれた微細パターン内の樹脂に対する圧力や温度管理を行い、又樹脂の離型毎にモールドの微細パターン内に離型剤を塗布する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ナノインプリント用モールドに関する。

従来ナノサイズの微細パターンを安価に形成する方法としてナノインプリント技術が開発されている。

そこで、実用化のためスループット向上、大面積化、モールドの耐久性が求められていた。

ナノインプリントのはなし 日刊工業新聞社 前田龍太郎 編著

従来のナノインプリント技術では、離型問題又熱インプリントプロセスでは、熱可塑性材料を加熱し冷却するためスループットが低く又モールドの耐久性に問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決し、スループットが良く耐久性も良いナノインプリント用モールドを提供しようとするものである。

そして本発明は上記目的を達成するために、モールドの微細パターンを構成する溝をモールドの外側にある空間と中空トンネルでつなぎ、この中空トンネルにプリント毎に離型剤を注入し、モールドの微細パターンを構成する溝に離型剤を塗布する。そして中空トンネルにつながっているモールドの微細パターンを構成する溝内の圧を調節して基板上の樹脂にスムーズに微細パターンを転写し、そして離型している。

本発明ナノインプリント用モールドは、上記の様な形態をとっているので、モールドの微細パターンを構成している溝内に樹脂を注入時、モールド内の中空トンネル内の圧を減じることで、真空中でなく大気中で実施できている。

又離型時には中空トンネル内に圧をかけると、つながっている微細パターンの溝にも圧が伝わり、硬化した樹脂がスムーズに離型し、樹脂がかけてのパーティクルの発生も減少し、離型時のパターン崩れも少なくなっている。

モールドの微細パターンの溝内に１回のモールドの樹脂の型押しにつき１回離型剤が自動的に供給されているので、いつも一定の離型剤塗布となっている。

熱ナノインプリントの場合、モールドによる樹脂の型押し終了後、冷却した気体をモールド側面方向に送り、熱せられた樹脂を急速に冷却することができている。

本発明モールドの分解図 本発明モールドの分解図 本発明モールドの全体図

以下本発明ナノインプリント用モールドの実施例を図に基づいて説明する。

本発明ナノインプリント用モールドを半導体リソグラフィーに用いる場合は、図１に示す様に石英板１の一面を平坦にし、その表面に幅が１０ｎｍ程度の多数の溝２を製作する

この石英板１の多数の溝２のある平面の上に、図２に示す両面が平坦な石英板３を被せ、張り合わせる

そして石英板３の厚さが約１００ｎｍ程度になるまで研磨する。

次に石英板３の表面を電子線露光で、微細パターンを形成し、フッ素系のガスを用いたＤＲＩＥ加工の深堀反応性エッチングで、その下の石英板１の溝２まで掘り下げる。

そして図３に示す様に、気体や非特許文献１のＰ５６に記載されている離型剤を、石英板１の多数の溝２や石英板３内の微細パターン内に、圧と温度を調節して供給する機構を有する圧温度調節装置４を、石英板１の多数の溝２の開口両面に設置する。

非特許文献１のＰ５１からＰ５２に記載されている様に、基板に液状の紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗布された紫外線硬化樹脂の表面に、図３に示すモールドを押しつける。

そして圧温度調節装置４内の圧力を減じ、液状の紫外線硬化樹脂を石英板３にある微細パターン内に素早くまんべんに吸い上げる。

そこで高圧水銀ランプからの３６５ｎｍの波長の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、石英板３の微細パターンを転写する。

次に圧温度調節装置４から離型剤を少し石英板１内の溝２内に注入し、圧温度調節装置４で温度を一定にした気体を圧力をかけて溝２内に注入する。

このことにより、基板上の微細パターンが転写され硬化した紫外線硬化樹脂が石英板３の微細パターン内から転写された微細パターンが素早く欠けたり変形せず離型できている

この時石英板３の微細パターン内に離型剤が毎回塗布され、又余分な離型剤は気体により吹き飛ばされ、かつ石英板３の微細パターン内に付着したパーティクルも除かれる。

この時モールドの石英板１の溝２部分と石英板３の微細パターン部分の紫外線照射による軽度の温度上昇も抑制されている。

この様にして、モールドによる型押しも離型も素早くできているので、ナノインプリント法の一番の欠点であるスループットの低さの問題が解決されている。

したがって、スループット向上によるモールドの温度上昇にも対処でき、非特許文献１のＰ２４からＰ２５に記載されている離型時のパターン崩れ等も少なく、転写欠陥も少なくなっている。

圧温度調節装置４から、離型を使用しないで気体だけを石英板１の溝２に送る実施例がある。

又圧温度調節装置４から気体と離型剤の混合気体を石英板１の溝２に送る実施例がある。

熱ナノインプリント法でハードディスクのトラック溝を作製するには、金属で図３と同じ構造を有する幅が１００ｎｍ程度の同心円に多数の山の微細パターンを表面に作ったモールドを製作する。

熱可塑性樹脂を基板上にて熱し、金属モールドを押し当て前記石英モールドによる光ナノインプリント法と同じ方法にて基板上に樹脂による幅が１００ｎｍ程度の同心円に多数の溝の微細パターンを転写する。

この時、金属性のモールドの圧温度調節装置４から溝２に冷却した気体を送り樹脂を冷却しているので、熱ナノインプリント法最大の問題点である樹脂の冷却に用する時間を大幅に短縮でき、スループットが向上している。

この熱せられた熱可塑性樹脂を冷却する時は金属モールドの両側にある一方側の圧温度調節装置４から反対側にある圧温度調節装置４に向けて、冷却した気体を溝２を通過さしている。

金属モールドを熱可塑性樹脂に押し付け又離型時、金属モールド両側にある圧温度調節装置４で同時に同じ圧力をかけ溝２をとうして金属モールドの表面にある微細パターンに圧力を伝達さしている。

本発明は半導体のリソグラフィー又ハードディスクのトラック溝製作に利用できる。

１、３ 石英板
２ 溝
４ 圧温度調節装置

Claims (3)

1. モールドの微細パターンを構成する溝が、モールドの外側にある空間と中空トンネルでつながっているナノインプリント用モールド。
2. モールドの微細パターンを構成する溝とモールドの中空トンネルの圧力温度を調節する機構を有する請求項１記載のナノインプリント用モールド。
3. モールドの微細パターンを構成する溝とモールドの中空トンネル内に気体や離型剤を送りこむ機構を有する請求項１記載のナノインプリント用モールド。

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