JP6111783B2 - 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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本発明は、テンプレートの転写領域に形成された凹凸パターンを、被転写材料に転写するインプリント方法およびインプリント装置に関するものである。
半導体デバイス製造においては、従来から、フォトマスクを使って縮小(例えば1/4縮小)露光するフォトリソグラフィの技術が用いられており、近年では、より解像度を向上させる技術として、位相シフトマスクを用いたフォトリソグラフィによって、超LSI等の微細なパターンを製造している。
しかしながら、さらなる微細化に対応するためには、露光波長の問題や製造コストの問題などから上記のフォトリソグラフィによる方式の限界が指摘されており、次世代のリソグラフィ技術として、テンプレート(モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる)を用いるナノインプリントリソグラフィ(NIL:Nanoimprint Lithography)が提案されている。
このナノインプリントリソグラフィにおいては、転写領域に凹凸パターンが形成されたテンプレートと被転写基板とを対向させて、その間に被転写材料を介在させた状態とし、この状態で紫外線照射等の手段によって被転写材料を硬化させて凹凸パターンが成形された転写層を得るインプリント方法が用いられる。
ここで、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料の除去方法として、例えば、特許文献1には、インプリントごとに、テンプレートの凹凸パターンが転写された領域の転写層の上に保護層を形成して、この保護層から露出する被転写材料を除去することにより、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を除去する方法が提案されている。
また、例えば、特許文献2には、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料の硬化を阻害して、この未硬化部分の被転写材料を除去する方法が提案されている。
特開2009−60084号公報 特開2011−108805号公報
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、インプリントごとに保護層を形成する必要があり、工程が複雑になって生産性を向上させることは困難である。また、特許文献2に記載された方法であっても、インプリントごとにアセトン等の溶剤を用いたウェット処理による除去工程が必要となる。
また、従来においては、転写領域の被転写材料を硬化させる工程で転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料の一部も硬化してしまう場合があった。
このような場合、テンプレートを離型しようとすると、この部分的に硬化した被転写材料がテンプレートに付着して欠陥を発生してしまうという問題や、この部分的に硬化した被転写材料がテンプレートと共に一旦剥がされた後に被転写基板に再付着して欠陥を発生してしまうという問題が生じていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、テンプレートを離型する前に、ウェット処理を用いずに除去することができ、欠陥発生を防止しつつ、生産性を向上させることが可能なインプリント方法およびインプリント装置を提供することを目的とする。
本発明者は、種々研究した結果、テンプレートと被転写基板との間に被転写材料を介在させた状態で、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、加熱して気化させることにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。
すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、転写領域に凹凸パターンが形成されたテンプレートと、被転写基板とを対向させ、前記テンプレートと前記被転写基板との間に、被転写材料を介在させた状態とし、前記被転写材料を硬化させることによって、前記凹凸パターンに成形された転写層を形成するインプリント方法であって、前記テンプレートと前記被転写基板とを対向させた状態で、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を、加熱して気化させることを特徴とするインプリント方法である。
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記転写領域よりも外側の領域に、前記テンプレート側または前記被転写基板側から赤外線を照射することにより、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱することを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法である。
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記転写領域の外側であって、前記テンプレートまたは前記被転写基板のいずれか一方、若しくは、前記テンプレートおよび前記被転写基板の両方に、光を受けて熱を発生する光吸収部を設け、前記光吸収部に光を照射することにより、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱することを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法である。
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱しつつ、前記転写領域内の前記被転写材料を硬化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインプリント方法である。
また、本発明の請求項5に係る発明は、前記転写領域内の前記被転写材料を硬化させる前に、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を、加熱して気化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインプリント方法である。
また、本発明の請求項6に係る発明は、少なくとも前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱する間、前記テンプレートの側面に向かって気体を供給することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリント方法である。
また、本発明の請求項7に係る発明は、テンプレートを保持するテンプレート保持部と、被転写基板を保持する被転写基板保持部と、前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置された紫外線光源と、前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置され、被転写材料の加熱に用いられる光を照射する光源としての赤外線光源と、前記赤外線光源と、前記赤外線光源が配置された側の保持部との間に、前記テンプレートの転写領域への赤外線照射を遮る赤外線遮光マスクと、を備えることを特徴とするインプリント装置である。
また、本発明の請求項に係る発明は、前記紫外線光源と前記赤外線光源は、前記テンプレート保持部及び前記被転写基板保持部とを挟んで対向配置されることを特徴とする請求項に記載のインプリント装置である。
また、本発明の請求項に係る発明は、前記赤外線光源が配置された側とは反対側の保持部の背面側に、赤外線の強度を減衰させる赤外線吸収部を備えることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のインプリント装置である。
本発明によれば、テンプレートと被転写基板とを対向させた状態で、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を加熱して気化させるため、上記のような欠陥発生を防止しつつ、生産性を向上させることができる。
本発明に係るインプリント方法の第1の実施形態の一例を示す説明図である。 本発明に係るインプリント方法の第1の実施形態の他の例を示す説明図である。 本発明に用いるテンプレートの一例を示す説明図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図である。 本発明に係るインプリント方法の第1の実施形態の他の例を示す説明図である。 本発明に用いる被転写基板の一例を示す説明図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)におけるB−B断面図である。 本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態の一例を示す説明図である。 本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態の他の例を示す説明図である。 本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態の他の例を示す説明図である。 本発明に係るインプリント方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図である。 図9に続く、本発明に係るインプリント方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図である。 本発明に係るインプリント装置の一例を示す説明図である。 本発明に係るインプリント装置の他の例を示す説明図である。
以下、本発明に係るインプリント方法およびインプリント装置について、図面を用いて説明する。
<インプリント方法>
本発明に係るインプリント方法は、転写領域に凹凸パターンが形成されたテンプレートと、被転写基板とを対向させ、テンプレートと前記被転写基板との間に、被転写材料を介在させた状態とし、前記被転写材料を硬化させることによって、前記凹凸パターンに成形された転写層を形成するインプリント方法であって、前記テンプレートと前記被転写基板とを対向させた状態で、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を、加熱して気化させるものである。
本発明においては、テンプレートと被転写基板とを対向させた状態で、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、加熱して気化させるため、すなわち、テンプレートを離型する前に、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を除去するため、従来の離型工程において生じていた、部分的に硬化した被転写材料が付着することによる欠陥発生という問題を解消できる。
また、本発明においては、インプリントごとに保護膜を形成することも、溶剤を用いたウェット処理も必要としないため、生産性を向上させることができる。特に、連続してインプリントを行うステップアンドリピート方式において、著しく生産性を向上させることができる。
ここで、本発明においては、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を加熱しつつ、転写領域内の被転写材料を硬化させることができる。
このようなインプリント方法であれば、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を除去する工程と、転写領域内の被転写材料を硬化させて凹凸パターンに成形された転写層を形成する工程とを、同時に進行できるため、より生産性を向上させることができる。
また、本発明においては、転写領域内の被転写材料を硬化させる前に、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、加熱して気化させてもよい。
転写領域内の被転写材料を硬化させる際には、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料も硬化させてしまう場合があるが、この硬化の前であれば、被転写材料を加熱して気化させることが、硬化後よりも容易だからである。
ここで、本発明においては、例えば、インプリントに適用可能な紫外線硬化性材料を、被転写材料として用いることが可能であるが、中でも、紫外線硬化性樹脂組成物として、紫外線硬化させる前はモノマーを含むものであって、紫外線照射によってモノマーが重合反応を起こして硬化する材料を、被転写材料として好適に用いることができる。モノマー状態であれば、加熱によって気化させることが、ポリマー状態より容易だからである。
また、本発明においては、少なくとも転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を加熱する間、テンプレートの側面に向かって気体を供給することが好ましい。
加熱によって気化した被転写材料の濃度を、気体供給により希釈することができ、気化した被転写材料が凝固してテンプレートや被転写基板に再付着することを防止できるからである。
次に、本発明に係るインプリント方法の各実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るインプリント方法の第1の実施形態の一例を示す説明図である。である。
本実施形態においては、予めテンプレート1及び被転写基板30の少なくとも一方に、インクジェット法等により被転写材料20を供給し、その後、テンプレート1と被転写基板30とを近接させ、テンプレート1と被転写基板30との間を被転写材料20で満たす。ここで、通常、被転写材料20は余剰に供給されるため、テンプレート1の転写領域10の外側に一部がはみ出すことになる。
例えば、図1(a)、(b)に示すように、本実施形態においては、テンプレート1と被転写基板30との間に被転写材料20を介在させた状態で、転写領域10よりも外側の領域に、テンプレート1側または被転写基板30側から赤外線40を照射することにより、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20を加熱する。
本実施形態においては、被転写材料20の加熱に赤外線40を用いることから、テンプレート1や被転写基板20に何ら新しい構成を追加することを要しない。また、特別なプロセスや装置を要せず、インプリント装置に赤外線40の光源を備えることで実施可能であるため、経済的にも優れている。
また、本実施形態においては、赤外線40を局所的に照射することで、目的とする対象のみを加熱すること、すなわち、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料のみを加熱することができる。
本実施形態において、赤外線40の波長は、テンプレート1や被転写基板30の材料に応じて適宜選択することになるが、例えば、材料として石英ガラスを用いる場合には、概ね800nm〜3000nmの範囲のものを用いることができる。
なお、本実施形態においては、少なくとも、テンプレート1または被転写基板30のいずれか一方が、赤外線を透過する性質を有している必要がある。
ここで、ナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレートは、一般的に、酸化シリコンを含む材料、または、シリコンを含む材料から構成されており、この酸化シリコン、および、シリコンはいずれも赤外線を透過する性質を有している。
さらに、紫外線照射等の手段によって被転写材料を硬化させる光インプリントの場合、用いられるテンプレートは、通常、合成石英ガラスから構成されており、この合成石英ガラスは上記の波長範囲の赤外線を透過する性質を有している。
それゆえ、本実施形態においては、例えば、図1(a)に示すように、テンプレート1側から赤外線40を照射することにより、テンプレート1を透過した赤外線40によって被転写材料20を加熱することができる。
また、ナノインプリントリソグラフィに用いられる被転写基板は、一般的にシリコンを含む材料から構成されており、典型的にはシリコンウェハであって、このシリコンウェハも赤外線を透過する性質を有している。
それゆえ、本実施形態においては、例えば、図1(b)に示すように、被転写基板30側から赤外線40を照射することにより、被転写基板30を透過した赤外線40によって被転写材料20を加熱することができる。
また、本発明に係るインプリント方法は、一つのテンプレートから複製のテンプレート(レプリカテンプレートと呼ぶ)を製造する場合にも適用できる。
この場合、被転写基板30はレプリカテンプレート製造に用いられる基板になり、その材料は、通常、合成石英ガラスから構成されることになる。
そして、この合成石英ガラスは赤外線を透過する性質を有していることから、この場合も、被転写基板30側から赤外線40を照射することにより、被転写材料20を加熱することができる。
なお、図1に示す例において、テンプレート1にはメサ構造が形成されており、そのメサ構造の上面(図1において被転写基板30と近接する面)に転写領域10を有する形態が示されているが、本実施形態においては、テンプレート1の形態はこの形態に限定されず、インプリントに適用可能な各種形態を用いることができる。例えば、図2(a)、(b)に示すテンプレート2のように、メサ構造が無い平板状の形態であってもよい。
また、本実施形態に用いるテンプレートは、例えば、図3に示すテンプレート3のように、一方の面に、その上面が転写領域10となるメサ構造を有し、反対側の面に、平面視上、転写領域10を含む窪み部12を有しているような形態であってもよい。
ここで、図3は、本発明に適用可能なテンプレートの一例を示す説明図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図である。なお、煩雑となることを避けるため、図3(a)においては、図3(b)に示す凹凸パターン11の記載を省略している。
テンプレート3においては、テンプレート1と同様に、転写領域10がメサ構造の上面に設けられているため、インプリント工程おいてテンプレートの転写領域以外の部分が被転写基板や被転写材料と接触することを抑制できる。
さらに、テンプレート3においては、転写領域の厚みが薄いため湾曲容易となり、離型を容易に行うことができる点で好ましい。
より詳しく説明すると、本発明に係るインプリント方法においては、転写領域の凹凸パターンの数が増すにつれ、テンプレートと被転写材料との接触面積が増加するため、離型に際しては、両者間の摩擦力に対抗する力が必要になる。特に、半導体用途のパターンは、そのサイズが小さく、パターン密度が高いことから、離型には大きな力が必要になる。
そこで、テンプレートの裏面側(凹凸パターンが形成される面とは反対側)に窪み部を形成することによって、転写領域の厚みを薄くして湾曲容易とし、離型に際しては、テンプレートの転写領域を被転写基板側に向かって凸状に湾曲させて、転写領域の外縁部から、順次、部分的に離型していく手法が効果的である。離型時の力を小さくすることができるからである。
また、上記のように湾曲容易な形態であれば、テンプレートを被転写材料に接触させる際にも、テンプレートの転写領域を被転写基板側に向かって凸状に湾曲させて、転写領域の中央部を接触させてから、順次、外縁部を接触させていくことで、テンプレートと被転写材料の間に気泡が残留することを抑制することができる。
なお、図1または図2に示す例において、被転写基板30は平板状の形態を有しているが、本実施形態においては、被転写基板30の形態はこの形態に限定されず、例えば、図4に示す被転写基板31のようにメサ構造を有していてもよい。
また、図5に示す被転写基板32のように、一方の面に、その上面がテンプレートの転写領域10と対向する領域35となるメサ構造を有し、反対側の面に、平面視上、領域35を含む窪み部36を有しているような形態であってもよい。
被転写基板が、上記のような形態を有していれば、例えば、平板状の形態を有するテンプレートからレプリカテンプレートを製造する場合に有益である。
すなわち、被転写基板32においては、被転写基板31と同様に、領域35がメサ構造の上面に設けられているため、インプリント工程おいて、領域35以外の部分がテンプレートと接触することを抑制でき、さらに、領域35の厚みが薄いことからこの領域を湾曲容易とすることができ、離型をより容易とすることができる点で好ましい。
また、上記のように湾曲容易な形態であれば、上述のように、被転写基板上に配設された被転写材料とテンプレートとの間に気泡が残留することを抑制することもできる。
(第2の実施形態)
次に、本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態について説明する。
図6は、本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態の一例を示す説明図である。である。
本実施形態においては、転写領域の外側であって、テンプレートまたは被転写基板のいずれか一方、若しくは、テンプレートおよび被転写基板の両方に、光を受けて熱を発生する光吸収部を設け、この光吸収部に光を照射することにより、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を加熱する。
例えば、図6(a)に示すように、テンプレート1のメサ構造の側面に光吸収部51を設け、インプリントに際しては、このテンプレート1と被転写基板30との間に被転写材料20を介在させた状態で、光吸収部51に光41を照射することにより、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20を加熱する。
また、本実施形態においては、図6(b)に示すように、被転写基板30に光吸収部52を設け、インプリントに際しては、この被転写基板30とテンプレート1との間に被転写材料20を介在させた状態で、光吸収部52に光41を照射することにより、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20を加熱してもよい。
なお、図示はしないが、本実施形態においては、テンプレート1に光吸収部51が設けられており、かつ、被転写基板30に光吸収部52が設けられていても良い。
また、図6においては、光41をテンプレート1側から照射する例を示しているが、本実施形態においては、光41を被転写基板30側から照射してもよい。
光吸収部の材料としては、光を受けて熱を発生する作用を生じるものであれば用いることができ、例えば、金属やその炭化物等を用いることができ、スパッタ等の成膜技術を用いてテンプレートや被転写基板の所望の位置に、上記の材料から構成される光吸収部を形成することができる。
また、照射する光としては、光吸収部が熱を発生する作用を生じるものであれば用いることができ、赤外線以外にも、可視光(波長380nm〜780nm程度)や紫外線(波長10nm〜380nm程度)を用いることができる。
本実施形態においても、テンプレートと被転写基板とを対向させた状態で、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、加熱して気化させるため、すなわち、テンプレートを離型する前に、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を除去するため、従来の離型工程において生じていた、部分的に硬化した被転写材料が付着することによる欠陥発生という問題を解消できる。
また、インプリントごとに保護膜を形成することも、溶剤を用いたウェット処理も必要としないため、生産性を向上させることができる。特に、連続してインプリントを行うステップアンドリピート方式において、著しく生産性を向上させることができる。
また、本実施形態においても、特別なプロセスや装置を要せず、インプリント装置に光41の照射手段を備えることで実施可能であるため、経済的にも優れている。
また、テンプレート1に設ける光吸収部51や被転写基板30に設ける光吸収部52を、所望の形状、大きさで所望の位置に配設することで、目的とする対象のみを加熱すること、すなわち、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料のみを加熱することができる。
なお、図6に示す例において、テンプレート1にはメサ構造が形成されており、そのメサ構造の上面に転写領域10を有する形態が示されているが、本実施形態においても、テンプレート1の形態はこの形態に限定されず、インプリントに適用可能な各種形態を用いることができる。例えば、図7に示すテンプレート2のように、メサ構造が無い平板状の形態であってもよい。
この場合、図7(a)に示すように、テンプレート1に設けられる光吸収部51は、転写領域10よりも外側であって、転写領域10が形成されている面と同じ面に設けられる。
また、本実施形態において、用いられるテンプレートの形態は、例えば、上述の図3に示すテンプレート3のように、一方の面に、その上面が転写領域10となるメサ構造を有し、他方の面に、平面視上、転写領域10を含む窪み部12を有しているような形態であってもよい。
この場合、テンプレート3に設けられる光吸収部は、図6(a)に示す例と同様に、テンプレート3のメサ構造の側面に設けることができる。
また、図6または図7に示す例において、被転写基板30は平板状の形態を有しているが、本実施形態においても、被転写基板30の形態はこの形態に限定されず、例えば、図8に示す被転写基板31のようにメサ構造を有していてもよい。
この場合、被転写基板31に設けられる光吸収部52は、図8(b)に示すように、被転写基板31のメサ構造の側面に設けることができる。
また、本実施形態において、用いられる被転写基板の形態は、上述の図5に示す被転写基板32のように、一方の面に、その上面がテンプレートの転写領域10と対向する領域35となるメサ構造を有し、他方の面に、平面視上、領域35を含む窪み部36を有しているような形態であってもよい。
この場合も、被転写基板32に設けられる光吸収部は、図8(b)に示す例と同様に、被転写基板32のメサ構造の側面に設けることができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明に係るインプリント方法をステップアンドリピート方式に用いた連続インプリントの実施形態について説明する。
図9および図10は、本発明に係るインプリント方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図である。
本発明に係るインプリント方法をステップアンドリピート方式に用いて、凹凸パターンに成形された転写層を被転写基板上に連続的に形成するには、例えば、図9(a)に示すように、まず、被転写基板30の上の所定の位置に被転写材料20aを配設する。
次に、図9(b)に示すように、テンプレート1を被転写材料20aに接触させて、テンプレート1と被転写基板30との間に被転写材料20aを介在させた状態とし、被転写基板30の背面側から赤外線40を照射することによって、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20aを加熱して気化させ、テンプレート1の背面側から紫外線60を照射することによって、転写領域10内の被転写材料20aを硬化させる。
その後、図9(c)に示すように、テンプレート1を離型して、被転写基板30の上に、凹凸パターンに成形された転写層21aを得る。
なお、本実施形態においても、上述のように、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20を加熱しつつ、転写領域10内の被転写材料20を硬化させてもよく、また、転写領域10内の被転写材料20を硬化させる前に、転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20を、加熱して気化させてもよい。
次いで、図10(d)に示すように、被転写基板30の上の、次のインプリントを行う位置に被転写材料20bを配設し、続いて、図10(e)に示すように、テンプレート1を被転写材料20bに接触させて、図9(b)に示した工程と同様にして転写領域10よりも外側にはみ出す被転写材料20bを加熱して気化させ、転写領域10内の被転写材料20bを硬化させる。
その後、図10(f)に示すように、テンプレート1を離型して、被転写基板30の上に、凹凸パターンに成形された転写層21bを得る。
上記のように、本実施形態においては、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を気化させるため、従来のように、インプリントごとに保護膜を形成することも、インプリントごとに溶剤を用いたウェット処理を施すことも必要とせず、連続的にインプリントすることが可能である。それゆえ、生産性を著しく向上することができる。
また、本実施形態においては、インプリントごとに転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を気化させることができるため、図10(f)に示すように、転写層21aと転写層21aの間には、余分な隙間を設ける必要が無く、1枚の被転写基板の上に、より多くの凹凸パターンを形成することができる。例えば、1枚のシリコンウェハからより多くのチップを得ることができる。
また、一般に、ドライエッチングにおいては、加工する基板の表面が部分的にレジストから露出している場合、その露出する部分の近傍に形成されるパターンと、露出する部分から離れた位置に形成されるパターンとでは、エッチング特性が変化してしまって、同じサイズや形状に形成することが困難になるという問題があるが、本実施形態においては、上記のように、余分な隙間を設けずに転写層を隣接して形成できるため、被転写基板の表面を部分的に露出させることなく転写層で覆うことが可能となり、その後の被転写基板加工において、安定したドライエッチングを達成することができる。
また、本実施形態においても、テンプレートと被転写基板とを対向させた状態で、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を、加熱して気化させるため、すなわち、テンプレートを離型する前に、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を除去するため、従来の離型工程において生じていた、部分的に硬化した被転写材料が付着することによる欠陥発生という問題を解消できる。
なお、図9および図10に示す例においては、転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料を加熱して気化させる方法として、上述の第1の実施形態と同様に、赤外線照射による方法を例示したが、本実施形態においては、これに限定されず、上述の第2の実施形態と同様に、テンプレートまたは被転写基板のいずれか一方、若しくは、テンプレートおよび被転写基板の両方に設けた光吸収部に光を照射する方法を用いても良い。
<インプリント装置>
次に、本発明に係るインプリント装置について説明する。
本発明に係るインプリント装置は、テンプレートを保持するテンプレート保持部と、被転写基板を保持する被転写基板保持部と、前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置された紫外線光源と、前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置され、被転写材料の加熱に用いられる光を照射する光源と、を備えるものである。
ここで、被転写材料の加熱に用いられる光を照射する光源には、赤外線光源を好適に用いることができるが、本発明に係るインプリント装置を、上述の本発明に係るインプリント方法の第2の実施形態に用いる場合には、赤外線光源に限定されず、可視光や紫外線を照射する光源も用いることができる。
図11は、本発明に係るインプリント装置の一例を示す説明図である。
例えば、図11に示すように、本発明に係るインプリント装置100は、テンプレート1を保持するテンプレート保持部110と、被転写基板30を保持する被転写基板保持部120と、テンプレート保持部110の背面側に配置された紫外線光源130と、被転写基板保持部120の背面側に配置された赤外線光源140と、を備えている。
ここで、テンプレート保持部110の背面側とは、テンプレート1を保持した状態において、テンプレート110の凹凸パターンが形成された面とは反対側を指し、図11において示すZ方向(Zの矢印方向)の側のことである。
また、被転写基板保持部120の背面側とは、被転写基板30を保持した状態において、転写層が形成される被転写基板30の面とは反対側を指し、図11において示すZ方向(Zの矢印方向)と反対側のことである。
例えば、本発明に係るインプリント装置100を用いて、本発明の第1の実施形態に係るインプリント方法を実施する場合には、まず、被転写基板保持部120に保持された被転写基板30にインクジェット機構等の被転写材料供給部(図示せず)から被転写材料を供給する。次に、テンプレート1と被転写基板30とが対向するように、テンプレート保持部110と被転写基板保持部とを位置決めし、駆動部(図示せず)により、テンプレート保持部110及び被転写基板保持部120の少なくとも一方を駆動し両者の間隔を狭めていく。これにより、テンプレート1と被転写基板30とを近接させ、テンプレート1と被転写基板30との間を被転写材料で満たす。
そして、テンプレート1の転写領域よりも外側にはみ出す被転写材料に対しては、赤外線光源140から赤外線40を照射することにより加熱し、気化させる。テンプレート1の転写領域が矩形状である場合には、転写領域に沿うようにシリンドリカルレンズを用いて赤外線40をライン状に集光するように構成してもよい。
一方、テンプレート1の転写領域内に存在する被転写材料に対しては、紫外線光源130から紫外線60を照射することにより、硬化させる。
被転写材料が硬化した後は、テンプレート保持部110及び被転写基板保持部120の少なくとも一方を駆動し、テンプレート1と被転写基板30と離間させる。
本発明に係るインプリント装置100は、上記のような構成を備えているため、このインプリント装置100を用いて、上述の本発明に係るインプリント方法を実施することができる。
なお、本発明においては、テンプレート1の材料や被転写基板30の材料に応じて、紫外線光源130が被転写基板保持部120の背面側に配置されていてもよく、赤外線光源140がテンプレート保持部110の背面側に配置されていてもよい。
また、空間的に配置可能であれば、テンプレート保持部110の背面側、若しくは、被転写基板保持部120の背面側に、紫外線光源130と赤外線光源140の両方が配置されていてもよい。
また、本発明に係るインプリント装置は、上記の構成に加えて、赤外線遮光マスクや赤外線吸収部を備える構成であっても良い。
図12は、本発明に係るインプリント装置の他の例を示す説明図である。
例えば、図12に示すインプリント装置101は、赤外線光源141と被転写基板保持部120との間に、赤外線遮光マスク150を備えている。
この赤外線遮光マスク150は、赤外線40が転写領域に照射されることを遮るものであり、例えば、赤外線を吸収または反射する金属や樹脂などから構成されている。
インプリント装置101においては、この赤外線遮光マスク150を備えることで、転写領域内の被転写樹脂が加熱されてしまうことを抑制できる。
なお、インプリント装置101においても、テンプレート1の材料や被転写基板30の材料に応じて、紫外線光源130が被転写基板保持部120の背面側に配置されていてもよく、赤外線光源140がテンプレート保持部110の背面側に配置されていてもよい。
ただし、インプリント装置101においては、この赤外線遮光マスク150を備えることから、紫外線光源130と赤外線光源141は、テンプレート保持部110及び転写基板保持部120とを挟んで対向配置されることが、より好ましい。同じ側に配置することは、空間的に困難な場合があるからである。
また、図12に示すインプリント装置101は、赤外線光源141が配置された側とは反対側の保持部(すなわち、テンプレート保持部110)の背面側に、赤外線吸収部160を備えている。
この赤外線吸収部160は、赤外線40の強度を減衰させるものであり、例えば、赤外線40を吸収する金属や樹脂などから構成されている。
また、赤外線吸収部160は、入射した赤外線40が赤外線吸収部150の内部で反射を繰り返して、その強度が減衰するような構造であってもよい。
インプリント装置101においては、この赤外線吸収部160を備えることで、赤外線40が装置内で反射して、望まない箇所に赤外線が照射されることを抑制できる。例えば、転写領域内の被転写樹脂が加熱されてしまうことを抑制できる。また、作業者が赤外線の照射を受けてしまうことも抑制できる。
以上、本発明に係るインプリント方法およびインプリント装置について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
1、2、3・・・テンプレート
10・・・転写領域
11・・・凹凸パターン
12・・・窪み部
20、20a、20b・・・被転写材料
21、21a、21b・・・転写層
30、31、32・・・被転写基板
35・・・領域
36・・・窪み部
40・・・赤外線
41・・・光
51、52・・・光吸収部
60・・・紫外線
100、101・・・インプリント装置
110・・・テンプレート保持部
120・・・被転写基板保持部
130・・・紫外線光源
140、141・・・赤外線光源
150・・・赤外線遮光マスク
160・・・赤外線吸収部

Claims (9)

  1. 転写領域に凹凸パターンが形成されたテンプレートと、被転写基板とを対向させ、前記テンプレートと前記被転写基板との間に、被転写材料を介在させた状態とし、前記被転写材料を硬化させることによって、前記凹凸パターンに成形された転写層を形成するインプリント方法であって、
    前記テンプレートと前記被転写基板とを対向させた状態で、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を、加熱して気化させることを特徴とするインプリント方法。
  2. 前記転写領域よりも外側の領域に、前記テンプレート側または前記被転写基板側から赤外線を照射することにより、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱することを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  3. 前記転写領域の外側であって、前記テンプレートまたは前記被転写基板のいずれか一方、若しくは、前記テンプレートおよび前記被転写基板の両方に、光を受けて熱を発生する光吸収部を設け、
    前記光吸収部に光を照射することにより、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱することを特徴とする請求項1に記載のインプリント方法。
  4. 前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱しつつ、前記転写領域内の前記被転写材料を硬化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインプリント方法。
  5. 前記転写領域内の前記被転写材料を硬化させる前に、前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を、加熱して気化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインプリント方法。
  6. 少なくとも前記転写領域よりも外側にはみ出す前記被転写材料を加熱する間、前記テンプレートの側面に向かって気体を供給することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリント方法。
  7. テンプレートを保持するテンプレート保持部と、
    被転写基板を保持する被転写基板保持部と、
    前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置された紫外線光源と、
    前記テンプレート保持部または前記被転写基板保持部の背面側に配置され、被転写材料の加熱に用いられる光を照射する光源としての赤外線光源と、
    前記赤外線光源と、前記赤外線光源が配置された側の保持部との間に、前記テンプレートの転写領域への赤外線照射を遮る赤外線遮光マスクと、
    を備えることを特徴とするインプリント装置。
  8. 前記紫外線光源と前記赤外線光源は、前記テンプレート保持部及び前記被転写基板保持部とを挟んで対向配置されることを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。
  9. 前記赤外線光源が配置された側とは反対側の保持部の背面側に、赤外線の強度を減衰させる赤外線吸収部を備えることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のインプリント装置。
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