JP6123396B2 - Imprint method and imprint apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂を供給して、所望のパターン(線、模様等の凹凸構造からなる図形)を有する薄膜および/またはパターンを有しない平滑な薄膜を有する構造体を製造するインプリント方法と、このインプリント方法に使用するインプリント装置に関する。 The present invention provides an imprint method in which a resin is supplied to produce a thin film having a desired pattern (a figure composed of a concavo-convex structure such as a line or a pattern) and / or a structure having a smooth thin film having no pattern; The present invention relates to an imprint apparatus used for this imprint method.
近年、フォトリソグラフィ技術に代わる微細なパターン形成技術として、インプリント方法を用いたパターン形成技術が注目されている。インプリント方法は、微細な凹凸構造を備えた型部材(モールド)を用い、凹凸構造を被成形樹脂に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。例えば、被成形樹脂として光硬化性樹脂を用いたインプリント方法では、転写基板の表面に光硬化性樹脂の液滴を供給し、所望の凹凸構造を有するモールドと転写基板とを所定の距離まで近接させて凹凸構造内に光硬化性樹脂を充填し、この状態でモールド側から光を照射して光硬化性樹脂を硬化させ、その後、モールドを樹脂層から引き離すことにより、モールドが備える凹凸が反転した凹凸構造(凹凸パターン)を有するパターン構造体を形成する。
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。
In recent years, a pattern forming technique using an imprint method has attracted attention as a fine pattern forming technique that replaces the photolithography technique. The imprint method is a pattern forming technique in which a fine structure is transferred at an equal magnification by using a mold member (mold) having a fine concavo-convex structure and transferring the concavo-convex structure to a molding resin. For example, in an imprint method using a photocurable resin as a molding resin, droplets of the photocurable resin are supplied to the surface of the transfer substrate, and the mold having the desired concavo-convex structure and the transfer substrate are brought to a predetermined distance. The concavo-convex structure is filled with a photocurable resin, and in this state, light is irradiated from the mold side to cure the photocurable resin. A pattern structure having an inverted uneven structure (uneven pattern) is formed.
Such an imprint method has a problem that static electricity is generated when the mold is pulled away from the resin layer, the mold is charged, and foreign matters in the atmosphere are easily attached to the mold. When imprinting is performed in a state where foreign matter or the like is attached to the mold, there is a possibility that a defect of the pattern structure occurs, and further, the mold is damaged. In order to cope with this, for example, when removing the mold from the resin layer, the mold is discharged (
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、スピンコート方法で供給された樹脂の飛沫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。 In addition, the foreign matter is a solid material that is dried by floating droplets supplied by an ink jet method as a mist, a solid material that is sprayed and dried by spray coating resin, and an imprint apparatus such as an inkjet head. It is a substance that is not intended to be involved in imprinting, such as fine particles generated from constituent members, and dust present in the imprinting apparatus.
しかし、モールドの除電手段として、コロナ放電式の静電気除去装置を使用する場合、送風やエアパージを必要とするため、発塵が生じるおそれがある。
また、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。しかし、軟X線照射方式の静電気除去装置では、中心角度90°〜150°程度の放射状に軟X線が照射されるので、照射が不要な部分にも軟X線が照射されることになる。インクジェット装置のインクジェットヘッドに軟X線が照射されると、インクジェットヘッドの液滴吐出口に存在する被成形樹脂、インクジェットヘッドから液滴として供給される被成形樹脂に影響、例えば、樹脂組成物中のC−F結合、C−C結合の切断等の影響が生じる。このような影響が生じると、近接したモールドと転写基板との間隙における液滴の展開性、モールドの凹凸構造内への液滴の充填性に影響がおよび、形成された構造体の残膜厚みにムラが生じたり、パターン欠陥が生じるおそれがある。
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。
However, when a corona discharge type static eliminator is used as a mold static elimination means, air blowing or air purge is required, and dust generation may occur.
Also, when using a soft X-ray irradiation type static eliminator as a static elimination means for the mold, if the thickness of the mold or transfer substrate is about 1 mm, the soft X-rays cannot be transmitted. Even if soft X-rays are irradiated from the side, it is difficult to obtain a desired charge eliminating effect. For this reason, when using a soft X-ray irradiation type static eliminator, it is necessary to irradiate soft X-rays from the side of the mold or transfer substrate. However, since the soft X-ray irradiation type static eliminator radiates soft X-rays radially with a central angle of about 90 ° to 150 °, soft X-rays are also irradiated to portions that do not require irradiation. . When soft X-rays are irradiated to an inkjet head of an inkjet apparatus, the molding resin present at the droplet discharge port of the inkjet head and the molding resin supplied as droplets from the inkjet head are affected, for example, in the resin composition Effects such as C—F bond and C—C bond breakage occur. If such an effect occurs, the spreadability of the droplets in the gap between the adjacent mold and the transfer substrate, the filling property of the droplets in the uneven structure of the mold, and the remaining film thickness of the formed structure are affected. There is a risk of unevenness and pattern defects.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an imprint method and an imprint apparatus that can prevent a mold from being damaged and can stably produce a high-precision pattern structure. The purpose is to do.
このような目的を達成するために、本発明のインプリント装置は、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、前記転写基板に被成形樹脂を供給する樹脂供給部と、前記モールド保持部に保持されるモールドにイオンを供給する静電気除去装置と、前記モールド保持部に保持されたモールドと前記基板保持部に保持された転写基板とを用いるインプリントが行われる雰囲気の気流を調整する気流調整部と、を少なくとも備え、前記静電気除去装置は、イオンを発生させる放電極と、該放電極に電圧を供給する電源と、を少なくとも備え、前記放電極から発生したイオンは、クーロン力で移動し、前記気流調整部により調整された気流に交わる断面における断面視において、前記放電極と前記モールドとが並列であるような構成とした。 In order to achieve such an object, the imprint apparatus of the present invention supplies a mold holding unit for holding a mold, a substrate holding unit for holding a transfer substrate, and a molding resin to the transfer substrate. An imprint using a resin supply unit to perform, a static eliminating device for supplying ions to a mold held by the mold holding unit, a mold held by the mold holding unit, and a transfer substrate held by the substrate holding unit An air flow adjusting unit that adjusts an air flow in an atmosphere in which the discharge is performed, and the static eliminator includes at least a discharge electrode that generates ions and a power source that supplies a voltage to the discharge electrode, and the discharge electrode ions generated from moves in the Coulomb force, in the cross-sectional view in a section intersecting with the air flow which is adjusted by the air flow adjusting unit, the said discharge electrode Mall Theft has been a parallel der so that configuration.
本発明の他の態様として、前記放電極は、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれ一方を発生させる第1の放電極であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記放電極は、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれ一方を発生させる第1の放電極と、該第1の放電極が発生するイオンと反対の極性のイオンを発生させる第2の放電極であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記放電極は、前記モールド保持部に位置しているような構成とした。
As another aspect of the present invention, the discharge electrode is configured to be a first discharge electrode that generates either positive ions or negative ions.
As another aspect of the present invention, the discharge electrode generates a first discharge electrode that generates one of positive ions and negative ions, and generates ions having a polarity opposite to that generated by the first discharge electrode. It was set as the 2nd discharge electrode.
As another aspect of the present invention, the discharge electrode is configured to be located in the mold holding portion.
本発明の他の態様として、前記放電極は、前記基板保持部に位置しているような構成とした。 As another aspect of the present invention, the discharge electrode is configured to be positioned on the substrate holding portion .
本発明のインプリント装置は、モールド保持部に保持されたモールドに対するイオンによる除電が可能であり、かつ、イオンの移動に送風やエアパージを必要としないので発塵が生じるおそれがなく、これにより、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インプリントが可能となる。
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、イオンの移動に送風やエアパージを必要としないので発塵が生じるおそれがなく、これにより、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。
The imprint apparatus of the present invention can remove electricity by ions with respect to the mold held in the mold holding part, and does not require air blowing or air purge for the movement of ions, so there is no risk of dust generation. The imprint for preventing the breakage of the mold and the like and stably producing a high-precision pattern structure becomes possible.
In the imprint method of the present invention, the charging of the mold in the peeling step of separating the transfer resin layer and the mold is suppressed, and there is no possibility of generating dust because no air blow or air purge is required for the movement of ions. In addition, the mold can be prevented from being damaged and a highly accurate pattern structure can be stably produced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions of each member, the ratio of sizes between the members, etc. are not necessarily the same as the actual ones, and represent the same members. However, in some cases, the dimensions and ratios may be different depending on the drawing.
[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上に被成形樹脂を供給する樹脂供給部6と、モールド保持部2に保持されるモールド31にイオンを供給する静電気除去装置8とを備えている。
[Imprint device]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the imprint apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the imprint apparatus shown in FIG. 1 and 2, the
(モールド保持部2)
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が配設されており、モールド保持部2は、光源からの光をモールド31に照射するための開口部2aを有している。
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。また、図示例では、モールド31は凹凸構造領域32が段差をもって凸構造部位となっている、所謂メサ構造であるが、使用するモールドはメサ構造を具備しないものであってもよい。
(Mold holding part 2)
The
In FIG. 2, only the
(基板保持部4) (Substrate holder 4)
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、樹脂供給部6から被成形樹脂の供給を受ける樹脂供給位置、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、樹脂供給部6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。
The substrate holding unit 4 constituting the
(樹脂供給部6)
インプリント装置1を構成する樹脂供給部6は、基板保持部4に保持された転写基板41上に被成形樹脂を供給するものであり、例えば、樹脂供給部6はインクジェット装置を備えるものであってよい。図示例では、樹脂供給部6が備えるインクジェット装置のインクジェットヘッド7のみを示し、被成形樹脂の液滴が吐出される方向を図1に実線矢印で示している。樹脂供給部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際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。
また、樹脂供給部6は、スピンコート法により転写基板41上に被成形樹脂を供給するものであってもよい。この場合、転写基板41を回転するための駆動機構は、基板保持部4に内蔵されていてもよく、また、基板保持部4とは別に設け、転写基板41上に被成形樹脂を供給した後、転写基板41を基板保持部4に保持するような構成であってもよい。
(Resin supply unit 6)
The
The
(静電気除去装置8)
インプリント装置1を構成する静電気除去装置8は、モールド保持部2に保持されているモールド31にイオンを供給ものであり、モールド保持部2に位置している放電極9と、この放電極9に電圧を供給する電源(図示せず)を少なくとも備えている。図示例では、放電極9は、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれか一方を発生する第1の放電極9aであり、モールド保持部2のモールド31を保持する面の平面視において、モールド31の両側に対向するように2個の第1の放電極9aが配設されている。
(Static eliminator 8)
The
このような静電気除去装置8では、第1の放電極9aに電源(図示せず)からプラスあるいはマイナスの電圧を印加することによりプラスイオンあるいはマイナスイオンが発生し、第1の放電極9aから発生したイオンは、クーロン力で移動し、モールド保持部2に保持されているモールド31に供給される。図3は、静電気除去装置8の第1の放電極9aからプラスイオンが発生している状態の模式図であり、プラスイオンは主として相互の反発力(クーロン力)で移動し、モールド保持部2に保持されているモールド31に供給される。したがって、例えば、モールド31がマイナスに帯電する場合、図3に示すように、静電気除去装置8の第1の放電極9aからプラスイオンを供給することにより、モールド31の静電気を除去することができる。また、モールド31がプラスに帯電する場合、静電気除去装置8の第1の放電極9aからマイナスイオンを供給することにより、モールド31に帯電している静電気を除去することができる。
In such a
このような本発明のインプリント装置1におけるインプリント動作の一例を図1〜図3を参照しながら説明する。まず、転写基板41を保持した基板保持部4がXYステージ5上を樹脂供給位置に移動して、保持する転写基板41に、樹脂供給部6のインクジェットヘッド7から被成形樹脂の液滴の供給を受ける。その後、基板保持部4はXYステージ5上を転写位置に移動し、モールド保持部2と基板保持部4とがZ方向で近接し、これによりモールド31と転写基板41との間に被成形樹脂の液滴が展開され被成形樹脂層が形成される。次いで、光源12から光学系13を介して光照射が行われ、被成形樹脂層が硬化して凹凸構造が転写された転写樹脂層となる。その後、静電気除去装置8の第1の放電極9aからイオンを発生し、この状態でモールド保持部2と基板保持部4とをZ方向で離間する。第1の放電極9aから発生するイオンの極性は、モールド31に帯電する静電気の極性と反対の極性とする。これにより転写樹脂層とモールド31が引き離され、転写樹脂層であるパターン構造体を転写基板41上に位置させた状態となり、この転写樹脂層との剥離によりモールド31に帯電した静電気は、第1の放電極9aから供給されるイオンにより除去される。
An example of the imprint operation in the
また、インプリント装置1では、インクジェットヘッド7から供給される際の被成形樹脂の液滴、および、転写基板41上に供給された樹脂液滴に悪影響が及ばない範囲で、静電気除去装置8の第1の放電極9aから随時イオンを発生することも可能である。
また、インプリント装置1では、図4に示すように、静電気除去装置8を構成する放電極9を、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれか一方を発生する第1の放電極9aと、この第1の放電極9aが発生するイオンと反対の極性のイオンを発生させる第2の放電極9bからなるものとしてもよい。これにより、使用するモールド31の材質と、被成形樹脂との帯電列上での位置関係に応じて、第1の放電極9aからのイオン発生、第2の放電極9bからのイオン発生を、適宜使い分けることができる。例えば、第1の放電極9aがプラスイオンを発生、第2の放電極9bがマイナスイオンを発生する場合、帯電列上での位置関係から、モールド31がマイナスに帯電するときには、第1の放電極9aからプラスイオンを供給することにより、モールド31の静電気を除去することができる。また、モールド31がプラスに帯電するときには、第2の放電極9bからマイナスイオンを供給することにより、モールド31に帯電している静電気を除去することができる。
Further, in the
In the
また、第1の放電極9aと第2の放電極9bから同時にイオンを発生する場合、第1の放電極9aから発生するイオンと第2の放電極9bから発生するイオンの電荷の打ち消しが生じるので、モールド31に帯電する静電気と反対の極性のイオンを発生する放電極(例えば、第1の放電極9a)に印加する電圧を、他の放電極(例えば、第2の放電極9b)電圧よりも高くすることにより、モールド31に帯電した静電気を除去するためのイオンを供給することができる。また、このように構成することにより、第1の放電極9aと第2の放電極9b間に電気力線が形成され、この電気力線によるモールド31の静電気除去の作用も発現される。
Further, when ions are generated simultaneously from the
図5は、本発明のインプリント装置の他の実施形態を示す図1相当の側面図である。図5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上に被成形樹脂を供給する樹脂供給部6と、モールド保持部2に保持されるモールド31にイオンを供給する静電気除去装置8とを備えている。
このインプリント装置1′は、静電気除去装置8を除いて、上述のインプリント装置1と同様であり、モールド保持部2、基板保持部4、樹脂供給部6の説明は省略する。
インプリント装置1′を構成する静電気除去装置8は、基板保持部4に位置している放電極9と、この放電極9に電圧を供給する電源(図示せず)を少なくとも備えている。図示例では、放電極9は、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれか一方を発生する第1の放電極9aであり、基板保持部4の転写基板41を保持する面の平面視において、転写基板41の両側に対向するように2個の第1の放電極9aが配設されている。このような静電気除去装置8では、第1の放電極9aに電源(図示せず)からプラスあるいはマイナスの電圧を印加することによりプラスイオンあるいはマイナスイオンが発生し、第1の放電極9aから発生したイオンは、主としてクーロン力で移動する。
FIG. 5 is a side view corresponding to FIG. 1 and showing another embodiment of the imprint apparatus of the present invention. In FIG. 5, an
The
The
このような本発明のインプリント装置1′では、上述のインプリント装置1のインプリント動作と同様に、被成形樹脂層を硬化して凹凸構造が転写された転写樹脂層を形成するまでの動作がなされた後、基板保持部4に位置している静電気除去装置8の第1の放電極9aからイオンを発生し、この状態でモールド保持部2と基板保持部4とをZ方向で離間することができる。図6は、このような状態におけるインプリント装置1′のモールド保持部2、基板保持部4、静電気除去装置8を示す図である。転写樹脂層との剥離によりモールド31に帯電した静電気は、第1の放電極9aから供給され主としてクーロン力で移動したイオン(図示例では、モールド31はプラスに帯電しているものとし、第1の放電極9aからマイナスイオンが供給されている)により除去される。
また、このインプリント装置1′においても、図7に示すように、静電気除去装置8を構成する放電極9を、プラスイオンおよびマイナスイオンのいずれか一方を発生する第1の放電極9aと、この第1の放電極9aが発生するイオンと反対の極性のイオンを発生させる第2の放電極9bからなるものとしてもよい。
In such an
Also in this
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、かつ、イオンの移動に送風やエアパージを必要としないので発塵が生じるおそれがなく、これによりモールド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。
上述のインプリント装置の実施形態は例示であり、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。例えば、モールド保持部2、基板保持部4、樹脂供給部6、静電気除去装置8を筐体内部に配置した構成とすることができる。
In such an imprint apparatus of the present invention, charging of the
The above-described embodiment of the imprint apparatus is an exemplification, and the present invention is not limited to the embodiment. For example, the
また、本発明のインプリント装置は、モールド保持部に保持されたモールドと基板保持部に保持された転写基板とを用いるインプリントが行われる雰囲気の気流を調整する気流調整部をさらに備えるものであってもよい。気流調整部は、ヘリウム、窒素等の所望の気体を所定方向に供給するものであってよく、例えば、気体貯蔵器、導管、ノズル等で構成することができる。図8は、上述のインプリント装置1において、モールド保持部2に保持されているモールド31に対し、気流調整部から供給される気流Cの方向を矢印で示す図である。図8に示される場合では、気流Cに交わる断面(図8に二点鎖線で示す断面)における断面視において、2個の第1の放電極9aとモールド31とが並列であり、モールド31と第1の放電極9aとの重なりがないことが好ましい。これにより、仮に静電気除去装置の放電極9において発塵が生じても、気流Cに乗ってモールド31に送られることが防止できる。また、第1の放電極および/または第2の放電極を、モールドまたは転写基板の四隅に位置するように配置してもよい。これにより、より効果的にモールドおよび/または転写基板の除電を行うことができる。
The imprint apparatus of the present invention further includes an air flow adjusting unit that adjusts an air flow in an atmosphere in which imprinting is performed using the mold held by the mold holding unit and the transfer substrate held by the substrate holding unit. There may be. The air flow adjusting unit may supply a desired gas such as helium or nitrogen in a predetermined direction, and may be configured by, for example, a gas reservoir, a conduit, a nozzle, or the like. FIG. 8 is a diagram showing the direction of the airflow C supplied from the airflow adjusting unit to the
また、上述のインプリント装置1,1′では、モールド保持部2側に配設した光源12から光学系13を介した光照射により被成形樹脂層を硬化させるように構成されているが、これは、使用するモールド31が石英等の光透過性材料からなることを前提としたものである。使用するモールド31が遮光性材料からなり、基板保持部4から転写基板41を介した光照射が可能である場合、光源12、光学系13は、基板保持部4側に配設することができる。また、使用するモールド31が光透過性材料からなるものであっても、基板保持部4から転写基板41を介した光照射が可能である場合、光源12、光学系13を基板保持部4側に配設してもよく、また、光源12、光学系13をモールド保持部2側、および、基板保持部4側の双方に配設してもよい。また、被成形樹脂として熱硬化性樹脂を使用する場合には、本発明のインプリント装置は、光源12、光学系13が配設されていない構成であってもよい。
Further, the above-described
[インプリント方法]
本発明のインプリント方法は、樹脂供給工程、接触工程、硬化工程、離型工程を有している。そして、放電極からイオンを発生し、このイオンをクーロン力で移動させてモールドの凹凸構造を有する面に供給する静電気除去装置を配し、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9を参照しながら説明する。尚、図9では、転写基板とモールド、および、モールド保持部と静電気除去装置のみを示し、インプリント装置1を構成する他の部材は図示しておらず、以下の説明では、図示していない部材については、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。
[Imprint method]
The imprint method of the present invention includes a resin supply process, a contact process, a curing process, and a mold release process. Then, an electrostatic removal device that generates ions from the discharge electrode, moves the ions with Coulomb force, and supplies the ions to the surface having the concavo-convex structure of the mold is disposed, and at least in the mold release process, the electrostatic removal device is used. Static elimination is performed.
Such an imprinting method of the present invention will be described with reference to FIG. 9 by taking the case of using the above-described
<樹脂供給工程>
本発明では、転写基板41を保持した基板保持部(4)が樹脂供給位置に移動し、樹脂供給工程で、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、樹脂供給部(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9(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。
<Resin supply process>
In the present invention, the substrate holding portion (4) holding the
The
被成形樹脂は、インクジェットヘッドからの吐出が可能な流動性を有するものであればよく、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を挙げることができる。例えば、光硬化性樹脂としては、主剤、開始剤、架橋剤により構成され、また、必要に応じて、モールドとの付着を抑制するための離型剤や、転写基板41との密着性を向上させるための密着剤を含有しているものであってよい。そして、インプリント方法により製造するパターン構造体の用途、要求される特性、物性等に応じて、使用する被成形樹脂を適宜選択することができる。例えば、パターン構造体の用途がリソグラフィ用途であれば、エッチング耐性を有し、粘度が低く残膜厚みが少ないことが要求され、パターン構造体の用途が光学部材であれば、特定の屈折率、光透過性が要求され、これらの要求に応じて光硬化性樹脂を適宜選択することができる。但し、いずれの用途であっても、使用するインクジェットヘッドへの適合性を満たす特性(粘度、表面張力等)を具備していることが要求される。尚、インクジェットヘッドは、その構造および材質等に応じて、適合する液体の粘度、表面張力等が異なる。このため、使用する被成形樹脂の粘度や表面張力等を適宜に調整すること、あるいは、使用する被成形樹脂に適合するインクジェットヘッドを適宜に選択することが好ましい。
また、樹脂供給部(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。
The resin to be molded is not particularly limited as long as it has fluidity that can be ejected from an inkjet head, and examples thereof include a photocurable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin. For example, the photocurable resin is composed of a main agent, an initiator, and a crosslinking agent, and if necessary, improves the adhesion to a mold release agent for suppressing adhesion to the mold and the
In addition, the number of
<接触工程>
次に、基板保持部(4)を樹脂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9(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。
<Contact process>
Next, the substrate holding part (4) is moved from the resin supply position to the transfer position, the
In the illustrated example, the
<硬化工程>
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9(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。
<Curing process>
Next, light irradiation is performed from the
When the resin to be molded is a thermosetting resin or a thermoplastic resin, the resin can be cured by subjecting the
<離型工程>
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9(D))。
この離型工程では、静電気除去装置8の第1の放電極9aからイオンを発生して、モールド31の除電を行う。
静電気除去装置8は、転写樹脂層55とモールド31との引き離しによりモールド31に帯電する静電気と反対の極性のイオン(図示例ではマイナスイオン)を第1の放電極9aから発生する。このように第1の放電極9aから発生したイオンは、クーロン力でモールド31に供給され、転写樹脂層55との剥離によりモールド31に帯電した静電気が除去される。
離型工程での静電気除去装置8からのイオン供給は、モールド31の除電が可能なように行うものであり、供給時期は適宜設定することができる。例えば、転写樹脂層55とモールド31の引き離しに際して行うことができ、また、転写樹脂層55とモールド31の引き離しが完了した後に行ってもよい。さらに、硬化工程が終了した後、静電気除去装置8からのイオン供給を開始し、転写樹脂層55とモールド31の引き離しが完了し、基板保持部(4)が移動を開始するまでイオンの供給を継続してもよい。
<Release process>
Next, in the mold release step, the
In this mold release process, ions are generated from the
The
The supply of ions from the
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、イオンの移動に送風やエアパージを必要としないので発塵が生じるおそれがなく、これにより、モールドの破損、被成形樹脂の劣化等が防止され、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。
上述のインプリント方法の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のインプリント方法では、インクジェットヘッド(7)から供給される被成形樹脂、転写基板41上に供給された被成形樹脂の液滴51に悪影響が及ばない範囲で、樹脂供給工程、接触工程、硬化工程において静電気除去装置(8)から随時イオンを発生してもよい。
In the above-described imprint method of the present invention, the charging of the mold in the peeling step of separating the transfer resin layer and the mold is suppressed, and there is no possibility of generating dust because no air blow or air purge is required for the movement of ions. Thereby, breakage of the mold, deterioration of the resin to be molded, and the like are prevented, and a highly accurate pattern structure can be stably produced. Such an imprint method of the present invention can be used for manufacturing semiconductor devices, replica molds using a master mold, and the like.
The above-described embodiment of the imprint method is an exemplification, and the present invention is not limited to this. For example, in the imprint method of the present invention, the resin supply step, as long as it does not adversely affect the molding resin supplied from the inkjet head (7) and the
インプリント方法を用いた種々のパターン構造体の製造、基板等の被加工体へ微細加工等に適用可能である。 The present invention can be applied to the manufacture of various pattern structures using an imprint method and the fine processing of workpieces such as substrates.
1,1′…インプリント装置
2…モールド保持部
4…基板保持部
6…樹脂供給部
7…インクジェットヘッド
8…静電気除去装置
9…放電極
9a…第1の放電極
9b…第2の放電極
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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記静電気除去装置は、イオンを発生させる放電極と、該放電極に電圧を供給する電源と、を少なくとも備え、前記放電極から発生したイオンは、クーロン力で移動し、
前記気流調整部により調整された気流に交わる断面における断面視において、前記放電極と前記モールドとが並列であることを特徴とするインプリント装置。 Ions are applied to the mold holding unit for holding the mold, the substrate holding unit for holding the transfer substrate, the resin supply unit for supplying the molding resin to the transfer substrate, and the mold held by the mold holding unit. A static electricity removing device to supply, and an air flow adjusting unit that adjusts an air flow in an atmosphere in which imprinting is performed using the mold held by the mold holding unit and the transfer substrate held by the substrate holding unit, and
The static eliminator includes at least a discharge electrode that generates ions and a power source that supplies a voltage to the discharge electrode, and the ions generated from the discharge electrode move by Coulomb force ,
In the cross-sectional view in a section intersecting with the air flow which is adjusted by the air flow adjusting unit, the imprint apparatus wherein a discharge electrode and said mold and said parallel der Rukoto.
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