JP2019519108A - ナノインプリント用レプリカモールド、その製造方法およびナノインプリント用レプリカモールド製造装置 - Google Patents

ナノインプリント用レプリカモールド、その製造方法およびナノインプリント用レプリカモールド製造装置 Download PDF

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Abstract

ナノインプリント用レプリカモールド、その製造方法およびナノインプリント用レプリカモールド製造装置が紹介される。本発明のナノインプリント用レプリカモールドは、プラスチックフィルムで形成されたベース；前記ベースに形成された転写部；および前記ベースに分離可能に形成され、前記転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムを含み、前記転写部はレジンで形成され、凹凸状のパターンが形成される。

Description

本発明はナノインプリント用レプリカモールド、その製造方法およびナノインプリント用レプリカモールド製造装置に関するものである。
ナノインプリント工程は、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）を露光（ｅｘｐｏｓｅ）および現像（ｄｅｖｅｌｏｐ）して基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の上部にパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を形成するフォトリソグラフィ工程（ｐｈｏｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ）を代替する技術であって、パターンが形成されたスタンプモールドを基板の上部のレジンに転写（ｓｔａｍｐｉｎｇ）して基板の上部にパターンを形成する工程である。
この時、ナノインプリント工程に用いられるスタンプモールドのパターンはレプリカモールドのパターンに転写されて形成される。
図１に図示された通り、一般的にパターンＰＴが形成されたレプリカモールド１が付着されたロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）装備のロール５をスタンプモールド２が通過する際に、レプリカモールド１のパターンＰＴがスタンプモールド２に転写されてスタンプモールド２にパターンＰＴが形成されるところ、図２に図示された通り、パターンＰＴはレプリカモールド１、スタンプモールド２および基板３に順次転写されて形成されるのである。
しかし、従来のレプリカモールド１はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属材質で形成されるため、パターンの精密度が低く、製造工程が複雑であり、製造コストが高いという問題点があった。
前記背景技術として説明された事項は本発明の背景についての理解増進のためのものに過ぎず、この技術分野で通常の知識を有する者にすでに知られている従来技術に該当するものと解釈されてはならない。
本発明はレジンで形成されるため、パターンの精密度が高く、製造工程が単純であり、製造コストが低いナノインプリント用レプリカモールド、その製造方法およびナノインプリント用レプリカモールド製造装置を提供することにその目的がある。
このような目的を達成するための本発明のナノインプリント用レプリカモールドは、プラスチックフィルムで形成されたベース；前記ベースに形成された転写部；および前記ベースに分離可能に形成され、前記転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムを含み、前記転写部はレジンで形成され、凹凸状のパターンが形成される。
このような目的を達成するための本発明のナノインプリント用レプリカモールドは、プラスチックフィルムで形成されたベース；前記ベースに形成された転写部；および前記ベースに分離可能に形成され、前記転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムを含み、前記転写部は、前記ガイドフィルムに形成された中空にレジンを充填して形成される。
前記ベースの一面には弾性を有するクッション層が形成され得る。
このような目的を達成するための本発明のナノインプリント用レプリカモールド製造装置は、ベースに分離可能に形成され、前記ベースに形成される転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムの中空にレジンを充填して前記転写部を形成する充填部；一側にマスターモールドが付着され、前記マスターモールドを上下に昇降させて前記マスターモールドのパターンを前記転写部に転写させる加圧部；および前記加圧部の方向で光を照射する照射部を含む。
このような目的を達成するための本発明のナノインプリント用レプリカモールド製造方法は、ベースに分離可能に形成され、前記ベースに形成される転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムの中空にレジンを充填して前記転写部を形成する充填段階；前記転写部にマスターモールドを移動させ、前記マスターモールドを加圧してパターンを形成するパターン形成段階；前記転写部に光を照射して前記転写部を硬化させる硬化段階；および前記ガイドフィルムを除去する除去段階を含む。
本発明によると、下記のような多様な効果を具現することができる。
第１には、パターンの精密度が改善される利点がある。
第２には、製造工程が単純な利点がある。
第３には、製造コストが低い利点がある。
ロール・ツー・ロール装備の構成図である。 レプリカモールド、スタンプモールド、基板のパターン形成フローチャートである。 本発明のナノインプリント用レプリカモールドの構成図である。 本発明のナノインプリント用レプリカモールドに対する他の実施例の構成図である。 本発明のナノインプリント用レプリカモールドのパーティクル除去についての構成図である。 本発明のナノインプリント用レプリカモールドのパーティクル除去についての平面図を示した図面である。
本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付された図面と関連する以下の詳細な説明と実施例からさらに明白となるはずである。本明細書で各図面の構成要素に参照番号を付加するにおいて、同一構成要素についてはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の番号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２等の用語は多様な構成要素の説明に用いることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。また、本発明の説明において、関連した公知の技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
図３に図示された通り、本発明のナノインプリント用レプリカモールドは、ベース１０およびベース１０に形成される転写部２０を含む。
ベース１０は転写部２０を支持する機能をするものであって、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）、フィルム（ｆｉｌｍ）等で形成され得るところ、フィルム（ｆｉｌｍ）の中でもプラスチックフィルムが用いられ得、本発明者はプラスチックフィルムの一種であるＰＥＴフィルム（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｈｔｈａｌａｔｅ ｆｉｌｍ）をベース１０として用いた。
転写部２０はレジン（ｒｅｓｉｎ）で形成され、後続工程のために紫外線（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）、電子線（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ、ＥＢ）等の光（ｌｉｇｈｔ）により硬化する光硬化性レジン（ｌｉｇｈｔ ｃｕｒａｂｌｅ ｒｅｓｉｎ）で形成することが好ましい。
転写部２０は円形に形成され得るところ、転写部２０はマスターモールドによって転写（ｓｔａｍｐｉｎｇ）されてマスターモールドに形成されたパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）に対応するパターンが形成される。すなわち、マスターモールドの一面に形成された凹凸状のパターンが転写（ｓｔａｍｐｉｎｇ）されて転写部２０に前述したマスターモールドのパターンと対応する凹凸状のパターンが形成されるところ、マスターモールドのパターンと反対のパターンがレプリカモールドに形成されるのである。
例えば、マスターモールドに形成された凹状のパターンがレプリカモールドに転写される場合、レプリカモールドの転写部２０に凹状のパターンと反対の凸状のパターンが形成され、レプリカモールドの転写部２０に形成された凸状のパターンがスタンプモールドに転写されてスタンプモールドに凹状のパターンが形成され、スタンプモールドに形成された凹状のパターンが基板に転写されて基板に凸状のパターンが形成される。
レプリカモールドのパターンはスタンプモールドに転写され、スタンプモールドのパターンは基板に転写されるため、レプリカモールドおよび基板のパターンは同一に形成され、スタンプモールドのパターンとは反対の形状に形成される。
一方、マスターモールドはシリコンウェハー（Ｓｉ ｗａｆｅｒ）、石英（ｑｕａｒｔｚ）等であり得る。
このように、レプリカモールドはニッケル、銅などの金属ではないレジンで形成されるため、パターンの精密度が改善される利点がある。
また、従来のレプリカモールドはニッケル、銅などの金属を電気メッキする方式で製造されるのに対し、本発明のレプリカモールドは転写を通じて形成されるため、製造工程が単純となり、生産速度が改善され、製造コストが低くなる利点を有する。
図４〜図６に図示された通り、本発明のナノインプリント用レプリカモールドは、ベース１０、転写部２０、ガイドフィルム３０、クッション層４０を含む。
マスターモールドをレプリカモールドに転写する時、レプリカモールドの転写部２０の外周面が滲んでパーティクルＰが形成され得る。すなわち、転写前の転写部２０の外周面よりも転写後の転写部２０の外周面が拡張されて滲みながら、滲んだ部分が硬化してパーティクルＰが形成されるのである。
パーティクルＰが形成されたレプリカモールドがスタンプモールドに転写されると、スタンプモールドのパターンが損傷して不良が発生する問題点がある。
したがって、スタンプモールドのパターンの損傷を防止するために、レプリカモールドの転写部２０のパーティクルＰの形成を防止したり、除去することは非常に重要な要素である。
本発明では転写部２０に形成されるパーティクルＰを除去するために、ガイドフィルム３０を導入した。すなわち、ベース１０に転写部２０と対応する中空が形成されたガイドフィルム３０を位置させることによって、転写部２０の外周面にパーティクルＰが形成されることを防止した。
以下では、ガイドフィルム３０について詳細に説明する。
図５および図６に図示された通り、ガイドフィルム３０には転写部２０と対応する形状の中空が形成される。転写部２０が円形の場合、ガイドフィルム３０の中空もこれと対応できるように円形に形成される。
したがって、中空を介して転写部２０が外部に露出し、マスターモールドをレプリカモールドに転写する時、パーティクルＰは転写部２０の外周面ではなくガイドフィルム３０上に形成される
その後、ガイドフィルム３０を除去すると、簡単にガイドフィルム３０に形成されたパーティクルＰも共に除去できるようになる。
このように、ガイドフィルム３０を利用してパーティクルＰを除去することによって、レプリカモールドをスタンプモールドに転写する時、転写部２０にパーティクルＰが形成されることを防止できるところ、スタンプモールドのパターンの損傷または不良の発生を防止できるようになる。
一方、レプリカモールドをスタンプモールドに転写するためにレプリカモールドをロール・ツー・ロール装備のロールまたは圧着装備の基板に付着するが、レプリカモールドが付着されるロールまたは基板の面が不均一であるかパーティクルなどが存在すると、厚さの薄いベース１０を通じてレジン材質で形成された転写部２０が影響を受けるので、スタンプモールドに転写時にパターンを損傷させて不良が発生する問題点がある。
本発明では、ベース１０にクッション層４０を形成させることによって転写時にレプリカモールドの転写部２０が影響を受けるのを防止した。すなわち、転写部２０が形成されたベース１０の一面と反対となる裏面に弾性を有するクッション層４０を形成することによって、前述した問題点を解決したのである。
クッション層４０はベース１０より薄く、ガイドフィルム３０より厚く形成されることが好ましく、クッション層４０の一面には中空が形成されていないガイドフィルムが付着され得る。
また、クッション層４０はシリコン（Ｓｉ）であり得、ベース１０にコーティングして形成され得る。
本発明のナノインプリント用レプリカモールドによると、レプリカモールドが付着されるロールまたは基板の面が不均一であるかパーティクルなどが存在しても、弾性を有するクッション層４０がロールまたは基板から伝えられる不均一な圧力を緩和するため、不均一な圧力がベース１０を通じて転写部２０に伝えられて転写部２０が影響を受けるのを防止できるようになる。
以下では、本発明のナノインプリント用レプリカモールド製造装置について説明する。
本発明のナノインプリント用レプリカモールド製造装置は、充填部、加圧部、照射部を含む。
充填部はベース１０に転写部２０を充填するが、ベース１０に中空が形成されたガイドフィルム３０が存在する場合にはガイドフィルム３０の中空に転写部２０を充填する。
このような充填部は、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）方式で転写部２０を充填できるところ、転写部２０を塗布するノズルおよび転写部２０を回転させるモーターを含むことができる。
加圧部は、上下に作動可能なシリンダー（ｃｙｌｉｎｄｅｒ）、リニアモーター（ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ）等を含み、その一面にはマスターモールドが付着される。マスターモールドが加圧部と連動して昇降されるので、マスターモールドのパターンが転写部２０に転写されてパターンが形成される。
照射部では加圧部の方向に紫外線、電子線などの光を照射する。すなわち、加圧部に位置する転写部２０に紫外線、電子線などの光を照射して転写部２０を硬化させるのである。
前述したナノインプリント用レプリカモールド製造装置によってレプリカモールドを製造する過程を簡略に説明する。
本発明のナノインプリント用レプリカモールド製造方法は、ガイドフィルム３０に形成された中空に転写部２０を充填する充填段階、転写部２０にマスターモールドを加圧してパターンを形成するパターン形成段階、転写部２０に紫外線、電子線などの光を照射して転写部２０を硬化する硬化段階、ガイドフィルム３０を除去する除去段階を含む。
充填段階は、ガイドフィルム３０に転写部２０を塗布する塗布段階と転写部２０を回転させる回転段階および転写部２０を乾燥させるベーキング段階を含む。
一方、硬化段階の開始は、パターン形成段階の転写部２０にマスターモールドが加圧される前、加圧される途中、加圧された後のうちいずれか一つから開始され得る。
以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであって、これに限定されず、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によってその変形または改良が可能であることは言うまでもない。
本発明の単純な変形または変更はいずれも本発明の範囲に属するものであって、本発明の具体的な保護範囲は添付された特許請求の範囲によって明確となるはずである。
１０：ベース
２０：転写部
３０：ガイドフィルム
４０：クッション層

Claims (5)

  1. プラスチックフィルムで形成されたベース；
    前記ベースに形成された転写部；および
    前記ベースに分離可能に形成され、前記転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムを含み、
    前記転写部はレジンで形成され、凹凸状のパターンが形成された、ナノインプリント用レプリカモールド。
  2. プラスチックフィルムで形成されたベース；
    前記ベースに形成された転写部；および
    前記ベースに分離可能に形成され、前記転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムを含み、
    前記転写部は、前記ガイドフィルムに形成された中空にレジンを充填して形成された、ナノインプリント用レプリカモールド。
  3. 前記ベースの一面には弾性を有するクッション層が形成された、請求項１または２に記載のナノインプリント用レプリカモールド。
  4. ベースに分離可能に形成され、前記ベースに形成される転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムの中空にレジンを充填して前記転写部を形成する充填部；
    一側にマスターモールドが付着され、前記マスターモールドを上下に昇降させて前記マスターモールドのパターンを前記転写部に転写させる加圧部；および
    前記加圧部の方向に光を照射する照射部を含む、ナノインプリント用レプリカモールド製造装置。
  5. ベースに分離可能に形成され、前記ベースに形成される転写部が露出され得るように中空が形成され、前記転写部の外周面が滲んで硬化して形成されたパーティクルが形成されるガイドフィルムの中空にレジンを充填して前記転写部を形成する充填段階；
    前記転写部にマスターモールドを移動させ、前記マスターモールドを加圧してパターンを形成するパターン形成段階；
    前記転写部に光を照射して前記転写部を硬化させる硬化段階；および
    前記ガイドフィルムを除去する除去段階を含む、ナノインプリント用レプリカモールドの製造方法。
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