JP2021048284A - エッチング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このナノインプリントリソグラフィは、一度インプリントモールドを作製すれば、微細な凹凸形状を繰り返して転写成型でき、この転写工程には高額な露光装置(ステッパー)を用いないため、経済的にも有利である。
図6に示すインプリントモールド100のように、微細な凹凸形状の転写パターン115が形成されている転写領域114は、通常、台座構造112の上面に設けられる。インプリント(すなわち、パターン転写)に際し、転写領域114以外の領域が被転写体や樹脂と接触することを避けるためである。
図7は、インプリントモールドのパターン歪みの補正の一例を示す図である。ここで、図7(a)に示すインプリントモールド100Aは補正前の状態であり、図7(b)に示すインプリントモールド100Bは補正後の状態である。
加圧部201は、例えば1nm以下の精密さで駆動制御され、各加圧部201は、インプリントモールド100Aの側面に対し、例えば1×103N程度の力を加えることが可能である。
ここで、図8に示すインプリントモールド用ブランクス101においては、台座構造112や凹部113は形成されているが、この台座構造112の上面(転写領域114)には転写パターンが形成されておらず、平坦な状態である。図8に示すインプリントモールド用ブランクス101の台座構造112の上面(転写領域114)に転写パターンが形成されることで、図6に示すインプリントモールド100が製造される。
そして、生じた異物がインプリントモールドの転写領域に付着してしまうと、以降、インプリントする被転写体の全てに欠陥を生じてしまうおそれがある。また、生じた異物がインプリントモールドの側面に付着等すると、加圧時にインプリントモールドが破壊されてしまうおそれもある。
まず、インプリントモールド用ブランクスの製造方法における、上述した課題について、図9、図10を用いてより詳しく説明する。
図9に示すインプリントモールド用ブランクス101を製造方法においては、まず、表面、裏面、および4つの側面を有する平板状のインプリントモールド用基板111Aを準備する(図9(a))。通常、インプリントモールド用基板111Aは、酸化シリコン(SiO2)を含む材料から構成され、光透過性を有している。インプリントモールド用基板111Aは、典型的には、合成石英基板である。
この工程で、インプリントモールド用基板111Aは、エッチングマスク121から露出する部分がエッチングされて、当初より肉厚が薄い状態(中間体111B)になる。
すなわち、台座構造112は、図6に示すインプリントモールド100の転写領域114以外の領域が被転写体や樹脂と接触することを避けるために形成されるものであるのに対し、この台座構造112に匹敵する高さを有する突出部142が、インプリントモールド100の表面に生じてしまうことになる。
そして、生じた異物がインプリントモールドの転写領域に付着してしまうと、以降、このインプリントモールドを用いてインプリントする被転写体の全てに欠陥を生じてしまうおそれがある。
さらに、加圧部201が突出部142の角部に接触することで加圧時の力が集中し、加圧時にインプリントモールドが破壊されてしまうおそれもある。
<第1の実施形態>
次に、図1、図2を用いて、本発明に係るエッチング装置の第1の実施形態にについて説明する。ここで、図1は、本発明に係るエッチング装置の第1の実施形態の一例を示す図であり、図2は、図1に示すエッチング装置の保持部の一例を示す図である。
エッチング槽11には、インプリントモールド用基板1をウェットエッチングして、台座構造112を形成するためのエッチング液が入る。
インプリントモールド用基板1の形状は、平面視において矩形状である。この場合、インプリントモールド用基板1の縦および横の長さは、用途等に応じて異なるものであるが、例えば142mm〜162mm程度である。また、インプリントモールド用基板1の厚さは、材料や用途等に応じて異なるものであるが、例えば0.5mm〜10mm程度である。
また、詳細については、図2を用いた説明にて行うが、通常、インプリントモールド用基板1の4つの側面に沿った外縁部には、インプリントモールド用基板1の厚みが減少する向きの傾斜面を有している。
その縦および横の長さは、用途等に応じて異なるものであるが、例えば20mm〜40mm程度である。縦の長さ(図中のL1)と横の長さ(図中のL2)は、異なっていてもよい。
より詳しくは、保持部12は、インプリントモールド用基板1と接触する保持回転部13を有しており、保持回転部13がインプリントモールド用基板1の対向する2つの側面の側から、インプリントモールド用基板1に押し当てられて、インプリントモールド用基板1を保持している。
それゆえ、従来のように、インプリントモールド用基板1と接触する位置が固定の保持具(例えば、図10(a)に示す保持具141)を用いる装置や方法とは異なり、エッチング装置10においては、保持部12の保持回転部13がインプリントモールド用基板1と接触する位置を変えるため、位置が変わる前まで保持部12の保持回転部13と接触していたインプリントモールド用基板1の部分も、位置が変わった後にはエッチングされることになる。
その結果、図10(b)に示すようなエッチング痕としての突出部142が生じることを抑制することができる。
すなわち、本実施形態のエッチング装置10によれば、インプリントモールド用基板1を固定した状態でエッチングする場合に比べて、より均一なエッチングをインプリントモールド用基板1に施すことができる。
例えば、片側4個の保持回転部13のうち、少なくとも1個が動力の供給を受けて能動的に回転する機構を有し、他の保持回転部13は、このような機構を有しておらず、受動的に回転するものであってもよい。
この場合、インプリントモールド用基板1において保持回転部13と接触する部分の範囲を、インプリントモールド用基板1の側面の端から端までの全域にすることができ、インプリントモールド用基板1の側面全域で均一にエッチングできるからである。
図6に示すインプリントモールド100の台座構造112が存在する領域の側面に、エッチング痕としての突出部が生じることを回避するためである。
例えば、図1に示すエッチング装置10において、片側4個の保持回転部13が接触する部分の範囲は、エッチングマスク121が存在する領域の側面を包含する範囲である。
例えば、図1に示すエッチング装置10においては、大きさが同一の保持回転部13が片側に4個あり、各保持回転部13の間隔は同一の大きさD1である。
それゆえ、保持回転部13は、インプリントモールド用基板1の側面や、表面および裏面に接触するものであってもよいが、インプリントモールド用基板1の側面や、表面および裏面に接触しないものである方が、インプリントモールド用基板1の側面や、表面および裏面に、エッチング痕としての突出部が生じなくなる点で、より好ましい。
それゆえ、エッチング装置10においては、保持部12の保持回転部13が、この傾斜面でインプリントモールド用基板1と接触することが好ましい。インプリントモールド用基板1の側面や、表面および裏面に接触しないものとすることができるからである。
なお、図2(a)に示すインプリントモールド用基板1の形態は、図1に示す状態のインプリントモールド用基板1を上側(図1のZ方向側)から見た場合の形態に相当する。
換言すれば、保持回転部13は、インプリントモールド用基板1の側面1cや、表面1aおよび裏面1bに接触しないものとすることができる。
なお、図2(b)に示す保持回転部13の形態は、図1に示す状態の保持回転部13を上側(図1のZ方向側)から見た場合の形態に相当する。
通常、角度θ1が大きいほど、面13a、13bが接触する部分は、傾斜面1q、1rにおいて、より側面1cに近い位置になり、角度θ1が小さいほど、面13a、13bが接触する部分は、傾斜面1q、1rにおいて、より側面1cから遠い位置になる。
例えば、保持部12が、インプリントモールド用基板1に対して、保持部12が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図1におけるZ方向)に沿って移動する形態であってもよい。この場合、保持回転部13が能動的に回転することで保持部12が移動するものであってもよく、また、保持回転部13は能動的に回転する機構を有しておらず、別の動力機構によって保持部12が移動し、この移動に伴って保持回転部13が受動的に回転するものであってもよい。
なお、この場合は、インプリントモールド用基板1ではなく、保持部12の移動により、エッチング液が攪拌される
次に、図3を用いて、本発明に係るエッチング装置の第2の実施形態について説明する。なお、上述した第1の実施形態と重複する内容については、適宜説明を省略する。
より詳しくは、保持部22は、保持回転部23を有しており、保持回転部23がインプリントモールド用基板1の対向する2つの側面の側から、インプリントモールド用基板1に押し当てられて、インプリントモールド用基板1を保持している。
ここで、上述した第1の実施形態のエッチング装置10が有する保持回転部13は、動力の供給を受けて能動的に回転する機構を有していたが、本実施形態のエッチング装置20が有する保持回転部23は、このような機構を有していなくてもよく、その場合は受動的に回転するものである。
なお、本実施形態のエッチング装置20においては、揺動部24が、インプリントモールド用基板1を往復移動させるが、必ずしも揺動部24による往復移動は必要としない。
より詳しくは、揺動部24は、円形回転部25を有しており、保持部22が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面(図3において、Z方向に延びる2つの側面)とは別の側面(図3において、X方向に延びる下側の側面)の側から、円形回転部25がインプリントモールド用基板1に押し当てられて、インプリントモールド用基板1に接触している。
そして、揺動部24が、揺動部24が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図3におけるX方向)に沿って往復移動する際に、円形回転部25が、揺動部24が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図3におけるX方向)に沿って回転する。
この円形回転部25の回転により、インプリントモールド用基板1と接触する位置が変わることになる。
円形回転部25は、動力の供給を受けて能動的に回転する機構を有していてもよい。この場合、この円形回転部25が動力の供給を受けて能動的に回転する機構が、揺動部24が揺動部24が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図3におけるX方向)に沿って往復移動する機構になり得る。
すなわち、本実施形態のエッチング装置20においても、インプリントモールド用基板1を固定した状態でエッチングする場合に比べて、より均一なエッチングをインプリントモールド用基板1に施すことができる。
例えば、保持回転部23の形態は、図2(b)に示す保持回転部13の形態と同様とすることができる。
この場合、保持回転部13において得られる効果と同様の効果を、円形回転部25において得ることができる。
この場合、保持回転部13において得られる効果と同様の効果を、円形回転部25において得ることができる。
例えば、保持回転部23の形態は、図2(b)に示す保持回転部13の形態と同様とすることができる。
保持回転部23および円形回転部25を構成する材料は、インプリントモールド用基板1に傷を付けない点で、樹脂製であることが好ましい。保持回転部23および円形回転部25を構成する材料は、エッチング装置10の保持回転部13と同様とすることができる。
次に、図4、図5を用いて、本発明に係るエッチング装置の第3の実施形態について説明する。ここで、図4は、本発明に係るエッチング装置の第3の実施形態の一例を示す図であり、図5は、図4に示すエッチング装置の変形回転部の一例を示す図である。
なお、上述した第1の実施形態や第2の実施形態と重複する内容については、適宜説明を省略する。
より詳しくは、保持部32は、保持回転部33を有しており、保持回転部33がインプリントモールド用基板1の対向する2つの側面の側から、インプリントモールド用基板1に押し当てられて、インプリントモールド用基板1を保持している。
なお、本実施形態のエッチング装置30においても、揺動部34が、インプリントモールド用基板1を移動させる。
より詳しくは、揺動部34は、変形回転部35を有しており、保持部32が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面(図4において、Z方向に延びる2つの側面)とは別の側面(図4において、X方向に延びる下側の側面)の側から、変形回転部35がインプリントモールド用基板1に押し当てられて、インプリントモールド用基板1に接触している。
ここで、変形回転部35は、回転中心から回転外縁までの距離が該回転外縁の一の位置と他の位置で異なる形態を有するものである。図4に示すエッチング装置30において、変形回転部35は、回転中心の延びる方向に対して垂直となる面に、楕円状の形態を有している。
そして、揺動部34が、揺動部34が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図3におけるX方向)に沿って往復移動し、この往復移動に伴って、変形回転部35が、揺動部34が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図4におけるX方向)に沿って回転して、保持部32が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図4におけるZ方向)に沿ってインプリントモールド用基板1を往復移動させる。
変形回転部35は、動力の供給を受けて能動的に回転する機構を有していてもよい。この場合、この変形回転部35が動力の供給を受けて能動的に回転する機構が、揺動部34が揺動部34が接触する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向(図3におけるX方向)に沿って往復移動する機構になり得る。
すなわち、本実施形態のエッチング装置30においても、インプリントモールド用基板1を固定した状態でエッチングする場合に比べて、より均一なエッチングをインプリントモールド用基板1に施すことができる。
この場合、円形回転部25において得られる効果と同様の効果を、変形回転部35において得ることができる。
この場合、保持回転部13において得られる効果と同様の効果を、変形回転部35において得ることができる。
例えば、図4に示す状態の変形回転部35を上側(図4のX方向側)から見た形態は、図2(b)に示す保持回転部13の形態と同様とすることができる。
このような形態を有することで、変形回転部35は、インプリントモールド用基板1の側面1cや、表面1aおよび裏面1bに接触しないものとすることができる。
変形回転部35は、回転中心から回転外縁までの距離が該回転外縁の一の位置と他の位置で異なる形態を有するものであればよく、各種の形態とすることができる。
このような形態であっても、楕円状の形態と同様に、回転することで、保持部32が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向に沿って、インプリントモールド用基板1を移動させることができる。
例えば、図5(c)に示す変形回転部35Cのように、外形は円形であっても、その回転中心37Cが重心38Cの位置とは異なる位置に設けられている形態であっても良い。
また、図5(d)に示す変形回転部35Dのように、外形が多角形状(図5(d)に示す変形回転部35Dは三角形状)であって、その回転中心37Dが重心38Dの位置とは異なる位置に設けられている形態であっても良い。
このような形態であっても、楕円状の形態と同様に、回転することで、保持部32が保持する側のインプリントモールド用基板1の側面が延びる方向に沿って、インプリントモールド用基板1を往復移動させることができる。
1a 表面
1b 裏面
1c 側面
1q、1r 傾斜面
10 エッチング装置
11 エッチング槽
12 保持部
13 保持回転部
13a、13b 面
13c 回転軸
20 エッチング装置
21 エッチング槽
22 保持部
23 保持回転部
24 揺動部
25 円形回転部
30 エッチング装置
31 エッチング槽
32 保持部
33 保持回転部
34 揺動部
35、35A、35B、35C、35D 変形回転部
36A、36B、36C、36D 回転軸
37A、37B、37C、37D 回転中心
38A、38B、38C、38D 重心
100、100A、100B インプリントモールド
101 インプリントモールド用ブランクス
111 基部
112 台座構造
113 凹部
114 転写領域
115、115A、115B 転写パターン
116R、116L 側面
111A インプリントモールド用基板
111B 中間体
114A 領域
121 エッチングマスク
141 保持具
142 突出部
201 加圧部
Claims (11)
- 表面、裏面、および4つの側面を有するインプリントモールド用基板をエッチングして台座構造を形成するエッチング装置であって、
前記インプリントモールド用基板の対向する2つの前記側面の側から前記インプリントモールド用基板を保持する保持部を備え、
前記インプリントモールド用基板をエッチング液に浸漬させた状態で、
前記保持部が前記インプリントモールド用基板と接触する位置を変えつつ、
前記保持部が保持する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向に沿って、前記インプリントモールド用基板または前記保持部を移動させる機構を備える、エッチング装置。 - 前記保持部が、前記インプリントモールド用基板と接触する保持回転部を有し、
前記保持回転部の回転により、
前記保持部が前記インプリントモールド用基板と接触する位置を変える、請求項1に記載のエッチング装置。 - 前記保持回転部が、動力の供給を受けて能動的に回転する、請求項2に記載のエッチング装置。
- 前記インプリントモールド用基板の前記保持部が保持する側の前記側面とは別の側面の側から、前記インプリントモールド用基板に接触する揺動部を備え、
前記揺動部が接触する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向に沿って、前記揺動部が前記インプリントモールド用基板と接触する位置を変えつつ、
前記保持部が保持する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向に沿って、前記インプリントモールド用基板を移動させる、請求項1または請求項2に記載のエッチング装置。 - 前記揺動部が、
前記保持部が保持する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向、
および、
前記揺動部が接触する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向、
の両方向に沿って移動する機構を備える、請求項4に記載のエッチング装置。 - 前記揺動部が、前記インプリントモールド用基板と接触する円形回転部を有し、
前記円形回転部の回転により、
前記揺動部が前記インプリントモールド用基板と接触する位置を変える、請求項5に記載のエッチング装置。 - 前記揺動部が、
前記揺動部が接触する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向に沿って移動する機構を備え、
前記揺動部が、
回転中心から回転外縁までの距離が該回転外縁の一の位置と他の位置で異なる形態を有する変形回転部を有し、
前記変形回転部が、
前記インプリントモールド用基板と接触し、
前記揺動部が備える機構による移動に伴って、前記変形回転部が回転して、
前記インプリントモールド用基板と接触する位置を変えつつ、
前記保持部が保持する側の前記インプリントモールド用基板の前記側面が延びる方向に沿って、前記インプリントモールド用基板を移動させる、請求項4に記載のエッチング装置。 - 前記変形回転部が、前記回転中心の延びる方向に対して垂直となる面に、楕円状、および、多角形状の形態を有する、請求項7に記載のエッチング装置。
- 前記変形回転部が、前記回転中心の延びる方向から見た場合に、重心の位置とは異なる位置に、前記回転中心が設けられている、請求項7に記載のエッチング装置。
- 前記インプリントモールド用基板が、
前記揺動部が接触する側の前記側面が延びる方向に沿って、前記表面と前記裏面の外縁部に、前記インプリントモールド用基板の厚みが減少する向きの傾斜面を有し、
前記揺動部が、
前記傾斜面で前記インプリントモールド用基板と接触する、請求項4乃至請求項9のいずれか一項に記載のエッチング装置。 - 前記インプリントモールド用基板が、
前記保持部が保持する側の前記側面が延びる方向に沿って、前記表面と前記裏面の外縁部に、前記インプリントモールド用基板の厚みが減少する向きの傾斜面を有し、
前記保持部が、
前記傾斜面で前記インプリントモールド用基板と接触する、請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載のエッチング装置。
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- 2019-09-19 JP JP2019170338A patent/JP7302406B2/ja active Active
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