JP6361303B2 - インプリント用モールドおよびインプリント装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インプリント用モールドに係り、特にステップ&リピート方式によるインプリントに使用するインプリント用モールドとインプリント装置に関する。
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材料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、被成形樹脂材料として光硬化性樹脂組成物を用いたインプリント方法では、被転写体の表面に光硬化性樹脂組成物の液滴を供給し、所望の凹凸構造を有するモールドと被転写体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組成物を充填し、この状態でモールド側から光を照射して光硬化性樹脂組成物を硬化させて樹脂層を形成し、その後、モールドと樹脂層とを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を有するパターン(凹凸パターン)を被転写体上に形成する。そして、このパターンをエッチングマスクとして被転写体をエッチングすることによりパターン構造体を形成することができる。
例えば、半導体製造におけるウエハ面に画定された複数の領域へのパターン形成では、個々の領域に対して順次パターン形成を行うステップ&リピート方式によるインプリントが行われている。すなわち、被転写体に画定された領域の数と同じ回数のインプリント動作が必要である。しかし、1回のインプリントにおける工程は、上記のように複数必要であり、各インプリント動作の時間短縮には限界がある。このため、従来のステップ&リピート方式のインプリントによる大面積の被転写体へのパターン形成は、スループットが低いという問題があった。
このような問題を解決するために、インプリント装置のモールド保持部に複数個のモールドを保持し、1回のインプリント動作で複数の領域に対してインプリントを行い、このような同時複数インプリントをステップ&リピート方式で行うことにより、インプリント動作の回数を減らしてスループットを向上させることが提案されている(特許文献1)。
特開2012−49370号公報
しかしながら、上述のような同時複数インプリントでは、複数個のモールドの作製が必要であり、モールドのコストが上昇し、また、インプリントに際して個々のモールドに施す前処理、後処理に要する時間は、1個のモールドを使用する場合と変わらず、スループットの大幅な向上は望めないという問題があった。また、独立した複数個のモールドを保持するためのインプリント装置は、構造が複雑なものとなり装置コストが上昇するという問題があった。さらに、規定回数のインプリントを行う度にモールドの前処理、後処理が必要であり、モールド保持部に独立した複数個のモールドを装着する際に、位置ズレが生じ易く、パターン形成の精度維持が難しいという問題もあった。
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、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とするインプリント用モールドとインプリント装置を提供することを目的とする。
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用モールドは、基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、前記複数の単位転写領域の相互間において前記矩形の辺が離間しており、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、平面視において前記単位転写領域間に位置するようにモールド調整部材係合用の溝部を備え、該溝部の開口の平面視形状は矩形であり、該溝部の開口の矩形の対向する2辺は前記単位転写領域の矩形の辺と平行であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記単位転写領域の相互間における矩形の辺の間隔は、単位転写領域の幅の整数倍であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記単位転写領域の相互間において矩形の頂点同士が接するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記転写パターン部は、周囲の前記基材から突出した凸構造部の表面に設定されているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に複数の窪み部を有し、各転写パターン部は各窪み部に平面視上包含されるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、前記単位転写領域が設定されていない部位に気体流路用の貫通孔を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記貫通孔は、複数の前記単位転写領域に対する中心部位に位置する、あるいは、複数の前記単位転写領域の中の他の設定位置に対して中心に位置する1個の設定領域を中心とする同心円の円周上に等間隔で位置するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、平面視において前記単位転写領域が設定されていない部位であって、複数の前記単位転写領域の設定位置に対する中心部位に支持部材嵌合用の穴部を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、隣接する前記単位転写領域間にインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部を備えるような構成とした。
本発明のインプリント装置は、基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、前記単位転写領域の相互間において矩形の辺が離間しており、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、隣接する前記単位転写領域間に位置するようにモールド調整部材係合用の溝部を備えるようなモールドを使用してインプリントを実施するインプリント装置において、モールドを保持するためのモールド保持部と、被転写体を保持するための被転写体保持部と、を少なくとも備え、前記モールド保持部は前記モールドの前記基材の周囲に当接可能であるモールド調整部材と、前記基材の前記モールド調整部材係合用の溝部の内壁に当接可能であるモールド調整部材とを有し、所望の前記モールド調整部材を作動させて前記モールドの前記基材を押圧することにより、前記モールドの前記単位転写領域毎に独立してモールド調整が可能であるような構成とした。
また、本発明のインプリント装置は、基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、前記単位転写領域の相互間において矩形の辺が離間しており、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、前記単位転写領域が設定されていない部位であって、複数の前記単位転写領域の設定位置に対する中心部位に支持部材嵌合用の穴部を備えるようなモールドを使用してインプリントを実施するインプリント装置であって、モールドを保持するためのモールド保持部と、被転写体を保持するための被転写体保持部と、を少なくとも備え、前記モールド保持部は前記モールドの前記基材の外側面を係止するモールド係止部と、支持部材嵌合用の前記穴部の壁面を押圧して係止する支持部材とを有するような構成とした。
本発明のインプリント用モールドは、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とするものである。
本発明のインプリント装置は、本発明のインプリント用モールドを使用したパターン形成を簡便に実施することができる。
図1は、本発明のインプリント用モールドの一実施形態を説明するための平面図である。 図2は、図1に示されるインプリント用モールドのI−I線における縦断面図である。 図3は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図4は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図5は、図4に示されるインプリント用モールドのII−II線における縦断面図である。 図6は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図7は、図6に示されるインプリント用モールドのIII−III線における縦断面図である。 図8は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図9は、図8に示されるインプリント用モールドのIV−IV線における縦断面図である。 図10は、本発明のインプリント装置のモールド保持部に本発明のインプリント用モールドを装着した状態を説明するための平面図である。 図11は、図10に示されるモールド保持部、インプリント用モールドのV−V線における縦断面図である。 図12は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図13は、図12に示されるインプリント用モールドのVI−VI線における縦断面図である。 図14は、本発明のインプリント装置のモールド保持部に本発明のインプリント用モールドを装着した状態を説明するための縦断面図である。 図15は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図16は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図17は、図16に示されるインプリント用モールドのVII−VII線における縦断面図である。 図18は、本発明のインプリント用モールドを本発明のインプリント装置のモールド保持部に装着して行われるインプリントを説明するための工程図である。 図19は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図20は、図19に示されるインプリント用モールドのVIII−VIII線における縦断面図である。 図21は、本発明のインプリント用モールドを本発明のインプリント装置のモールド保持部に装着して行われるインプリントにおける被成形樹脂材料の供給を説明するための工程図である。 図22は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図23は、本発明のインプリント用モールドを用いたインプリント方法の一例を説明するための工程図である。 図24は、本発明のインプリント用モールドを用いたインプリント方法の一例を説明するための工程図である。 図25は、大面積の被転写体に画定された複数の領域を示す部分平面図である。 図26は、本発明のインプリント用モールドを用いたレプリカモールドの作製方法の一例を説明するための工程図である。
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。
[インプリント用モールドおよびインプリント装置]
[第1の実施形態]
図1は、本発明のインプリント用モールドの一実施形態を説明するための平面図であり、図2は、図1に示されるインプリント用モールドのI−I線における縦断面図である。図1および図2において、本発明のインプリント用モールド11は、基材13と、この基材13の一の面13aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域12A,12B,12C,12Dと、これらの各単位転写領域に位置する転写パターン部15と、を有している。単位転写領域12A,12B,12C,12Dは、相互間において矩形の辺が離間しており、また、転写パターン部15には凹凸構造16が設けられている。
図1では、単位転写領域12A,12B,12C,12Dをそれぞれ二点鎖線で囲み示しており、各単位転写領域12A,12B,12C,12Dの全域が転写パターン部15となっている。また、図1では、単位転写領域12A,12B,12C,12Dが配列される基準となる格子形状をX方向とY方向として示している。尚、図1では凹凸構造16を省略しており、図2には凹凸構造16として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材13に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、転写パターン部15の大きさが単位転写領域12A,12B,12C,12Dよりも小さいものであってもよい。
矩形の単位転写領域12A,12B,12C,12Dは、配列基準となる格子形状のX方向の寸法がa、Y方向の寸法がbである矩形状で設定されている。図示例では単位転写領域の寸法aと寸法bを同じものとして示しているが、単位転写領域の寸法a、寸法bは特に制限されず、転写パターン部15の形状、寸法、被転写体の形状、寸法等を考慮して寸法a、寸法bを適宜設定することができる。
矩形の単位転写領域12A,12B,12C,12Dの相互間における間隔は、単位転写領域の幅の整数倍であることが好適である。例えば、単位転写領域12Aに着目した場合、格子形状のX方向において隣接する単位転写領域12Dとの間隔xと、単位転写領域12A,12DのX方向の寸法aとの間にx=m×a(mは1以上の整数)の関係が成立し、また、格子形状のY方向において隣接する単位転写領域12Bとの間隔yと、単位転写領域12A,12BのY方向の寸法bとの間にy=n×b(nは1以上の整数)の関係が成立することが好適である。この場合、整数mと整数nは同一であってよく、また、異なるものであってもよい。
インプリント用モールド11の基材13は、光透過性が必要な場合には、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、アクリルガラス等のガラス類の他、サファイアや窒化ガリウム、更にはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。また、基材13に光透過性が必要ではない場合には、上記の材料以外に、例えば、シリコンやニッケル、チタン、アルミニウム等の金属およびこれらの合金、酸化物、窒化物、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。
また、基材13の厚みは、基材13の強度、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。
各単位転写領域12A,12B,12C,12Dに位置する凹凸構造16は、形成しようとする目的の凹凸構造に応じて適宜設定することができる。また、図2では、凹凸構造16として凹部を示しているが、凸部であってもよい。
尚、インプリント用モールド11における単位転写領域の数は、4個に限定されるものではない。
図3は、上記のインプリント用モールド11において、単位転写領域の数、配置を変更した例を示す平面図である。図3において、インプリント用モールド11′は、基材13と、この基材13の一の面13aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では5個)の単位転写領域12A,12B,12C,12D,12Eと、これらの各単位転写領域に位置する転写パターン部15と、を有している。単位転写領域12A,12B,12C,12Dは、相互間において矩形の辺が離間している。一方、これらの単位転写領域12A,12B,12C,12Dは、単位転写領域12Eとの相互間において矩形の頂点同士が接している。この場合、矩形の単位転写領域12A,12B,12C,12Dの相互間における間隔は、単位転写領域の幅と同じものとなっている。図3に示される例においても、転写パターン部15の大きさが単位転写領域12A,12B,12C,12Dよりも小さいものであってもよい。
尚、インプリント用モールド11′における単位転写領域の数は、5個に限定されるものではなく、市松模様となるように単位転写領域を適宜配置することができる。
図4は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図5は、図4に示されるインプリント用モールドのII−II線における縦断面図である。図4および図5において、本発明のインプリント用モールド21は、基材23と、この基材23の一の面23aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域22A,22B,22C,22Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部24と、この凸構造部24の表面に設定された転写パターン部25と、転写パターン部25に設けられた凹凸構造26と、を有している。このような矩形の単位転写領域22A,22B,22C,22Dは、相互間において矩形の辺が離間している。そして、各単位転写領域22A,22B,22C,22Dの全域が凸構造部24となっており、その表面に設定された転写パターン部25が各単位転写領域22A,22B,22C,22Dと一致している。尚、図4では、凹凸構造26を省略しており、図5には凹凸構造26として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材23や凸構造部24に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。
単位転写領域22A,22B,22C,22Dは、格子形状のX方向の寸法がa、Y方向の寸法がbである矩形状で設定されている。図示例では単位転写領域の寸法aと寸法bを同じものとして示しているが、単位転写領域の寸法a、寸法bは特に制限されず、転写パターン部25の形状、寸法、被転写体の形状、寸法等を考慮して寸法a、寸法bを適宜設定することができる。尚、図4、図5では、表面形状が矩形状である1個の凸構造部24の表面の全域が転写パターン部25として設定されているが、1個の凸構造部24の表面の一部の領域が転写パターン部25として設定されていてもよい。
単位転写領域22A,22B,22C,22Dにおいても、上記の単位転写領域12A,12B,12C,12Dと同様に、隣接する単位転写領域間の間隔が、単位転写領域の幅の整数倍であることが好適である。
インプリント用モールド21の基材23は、上述のインプリント用モールド11の基材13と同様とすることができる。また、凸構造部24が基材23の面23aから突出する高さ、凸構造部24の平面視形状、寸法は、単位転写領域を考慮して適宜設定することができる。図4、図5では、各単位転写領域22A,22B,22C,22Dの全域が凸構造部24であり、その表面に設定された転写パターン部25が各単位転写領域22A,22B,22C,22Dと一致しているが、凸構造部24とその表面に設定された転写パターン部25の大きさが単位転写領域22A,22B,22C,22Dよりも小さいものであってもよい。また、基材23の厚みは、凸構造部24の突出高さ、基材23の強度、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。また、図5では、凹凸構造26として凹部を示しているが、凸部であってもよい。
尚、インプリント用モールド21において、上述のインプリント用モールド11′のように、単位転写領域の相互間にて矩形の頂点同士が接するものであってもよい。
図6は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図7は、図6に示されるインプリント用モールドのIII−III線における縦断面図である。図6および図7において、本発明のインプリント用モールド31は、基材33と、この基材33の一の面33aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域32A,32B,32C,32Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部34と、この凸構造部34の表面に設定された転写パターン部35と、転写パターン部35に設けられた凹凸構造36と、を有している。このような矩形の単位転写領域32A,32B,32C,32Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材33は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面33bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部37を有している。
図6、図7に示す例では、各単位転写領域32A,32B,32C,32Dの全域が凸構造部34であり、その表面に設定された転写パターン部35が各単位転写領域32A,32B,32C,32Dと一致している。また、図6では、窪み部37の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部35は窪み部37に平面視上包含されている。尚、図6では凹凸構造36を省略しており、図7には凹凸構造36として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材33や凸構造部34に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、凸構造部34とその表面に設定された転写パターン部35の大きさが、単位転写領域32A,32B,32C,32Dよりも小さいものであってもよい。
矩形の単位転写領域32A,32B,32C,32Dは、配列基準となる格子形状のX方向の寸法がa、Y方向の寸法がbである矩形状で設定されている。図示例では単位転写領域の寸法aと寸法bを同じものとして示しているが、単位転写領域の寸法a、寸法bは特に制限されず、転写パターン部35の形状、寸法、被転写体の形状、寸法等を考慮して寸法a、寸法bを適宜設定することができる。尚、図6、図7では、表面形状が矩形状である1個の凸構造部34の表面の全域が転写パターン部35として設定されているが、1個の凸構造部34の表面の一部の領域が転写パターン部35として設定されていてもよい。
窪み部37は、インプリントにおいて基材33に適度の可撓性を付与することを目的としたものであり、各窪み部37は相互に離間している。このような窪み部37の深さは、基材33の材質、インプリント用モールド31を用いたインプリントの条件等に応じて適宜設定することができ、例えば、基材33が石英ガラス基板である場合、窪み部37における基材33の厚みが0.3〜1.5mm程度となるように設定することができる。また、窪み部37の平面視形状の大きさは、窪み部37における基材33が適度の可撓性を発現できるように、窪み部37の深さ等を考慮して適宜設定することができる。このような、窪み部37の平面視形状は、図示例では円形であるが、多角形、楕円形等であってもよい。そして、各単位転写領域の中心は、凸構造部34の平面視形状の中心、各窪み部37の平面視形状の中心と一致するように位置することが好適である。
矩形の単位転写領域32A,32B,32C,32Dの相互間における間隔は、単位転写領域の幅の整数倍であることが好適である。例えば、単位転写領域32Aに着目した場合、格子形状のX方向において隣接する単位転写領域32Dとの間隔xと、単位転写領域32A,32DのX方向の寸法aとの間にx=m×a(mは1以上の整数)の関係が成立し、また、格子形状のY方向において隣接する単位転写領域32Bとの間隔yと、単位転写領域32A,32BのY方向の寸法bとの間にy=n×b(nは1以上の整数)の関係が成立することが好適である。この場合、整数mと整数nは同一であってよく、また、異なるものであってもよい。このような関係が成立することにより、上記のように相互に離間する窪み部37同士の干渉を抑制することができる。
インプリント用モールド31の基材33は、上述のインプリント用モールド11の基材13と同様とすることができる。また、凸構造部34が基材33の面33aから突出する高さ、凸構造部34の平面視形状、寸法は、単位転写領域を考慮して適宜設定することができる。さらに、基材33の厚みは、凸構造部34の突出高さ、基材32の強度、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。また、図7では、凹凸構造36として凹部を示しているが、凸部であってもよい。
尚、インプリント用モールド31において、上述のインプリント用モールド11′のように、単位転写領域の相互間にて矩形の頂点同士が接するものであってもよい。
このような本発明のインプリント用モールド11,11′,21,31は、従来のインプリント装置に装着してインプリントを行うことができ、独立した複数個のモールドを保持するための複雑な機構を備えるインプリント装置は不要であり、1個のモールドによる1回のインプリントにより複数個のパターン形成を同時に行うことができる。また、ステップ&リピート方式による複数の領域へのパターン形成では、規定回数のインプリントを行う度にモールドに対して所定の処理を施すことが必要となるが、このような処理回数を低減することができる。さらに、複数の単位転写領域が一体として相互位置関係が維持されているので、処理後にインプリント装置のモールド保持部に装着する際における精度維持が容易である。したがって、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで行うことが可能である。また、インプリント用モールド11,11′,21は、レプリカモールドを作製するためのマスターモールドとして好適に使用することができる。
[第2の実施形態]
図8は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図9は、図8に示されるインプリント用モールドのIV−IV線における縦断面図である。図8および図9において、本発明のインプリント用モールド41は、基材43と、この基材43の一の面43aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域42A,42B,42C,42Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部44と、この凸構造部44の表面に設定された転写パターン部45と、転写パターン部45に設けられた凹凸構造46と、を有している。このような矩形の単位転写領域42A,42B,42C,42Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材43は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面43bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部47を有している。さらに、基材43は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面43bに、平面視において単位転写領域間に位置するように複数(図示例では4個)のモールド調整部材係合用の溝部48を有している。
図8、図9に示す例では、各単位転写領域42A,42B,42C,42Dの全域が凸構造部44であり、その表面に設定された転写パターン部45が各単位転写領域42A,42B,42C,42Dと一致している。また、図8では、窪み部47の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部45は窪み部47に平面視上包含されている。また、図8では、モールド調整部材係合用の溝部48の周縁形状を一点鎖線で示している。尚、図8では凹凸構造46を省略しており、図9には凹凸構造46として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材43や凸構造部44に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、凸構造部44とその表面に設定された転写パターン部45の大きさが、単位転写領域42A,42B,42C,42Dよりも小さいものであってもよい。
このようなインプリント用モールド41において、単位転写領域42A,42B,42C,42D、凸構造部44、転写パターン部45、窪み部47は、上述のインプリント用モールド31における単位転写領域32A,32B,32C,32D、凸構造部34、転写パターン部35、窪み部37と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
インプリント用モールド41を構成するモールド調整部材係合用の溝部48は、インプリント用モールド41をインプリント装置のモールド保持部に装着した際に、モールド保持部が備えるモールド調整部材、例えば、所定方向に駆動可能な素子、圧電素子等を挿入するための溝部である。このような溝部48の開口の平面視形状は矩形であり、かつ、この矩形の対向する2辺は、単位転写領域の矩形の辺と平行である。このような溝部48は、単位転写領域間に位置し、窪み部47から離間している。溝部48と窪み部47とが離間する距離は、下記のようなモールド調整部材の作動によるモールド調整、すなわち、微細な変形をモールドに与えることにより各単位転写領域における凹凸構造46の位置を微調整することに支障を来さない範囲で適宜設定することができる。また、基材43の面43bからの溝部48の深さは、モールド調整部材が挿入されモールド調整が行えるものであれば、特に制限はなく、窪み部47よりも深くてもよく、また、浅くてもよい。
図10は、本発明のインプリント装置のモールド保持部にインプリント用モールド41を装着した状態を説明するための平面図であり、図11は、図10に示されるインプリント装置のモールド保持部、インプリント用モールドのV−V線における縦断面図である。図10および図11において、インプリント装置100は、モールド保持部101と被転写体保持部102とを有し、モールド保持部101は、インプリント用モールド41に設定されている4個の単位転写領域42A,42B,42C,42Dをそれぞれ囲むように複数のモールド調整部材103,104を有している。このモールド調整部材103,104のうち、モールド調整部材103はモールド41の基材43の周囲に当接可能であり、また、モールド調整部材104は溝部48の内壁に当接可能である。図示例では、モールド保持部101は、各単位転写領域に対し、単位転写領域の配列基準となる格子形状のX方向、Y方向(図10参照)に沿って3個づつ、計12個のモールド調整部材103,104を有している。そして、インプリント用モールド41がモールド保持部101の吸引チャック等の保持機構(図示せず)に装着されることにより、基材43の周囲および溝部48の内壁にモールド調整部材103,104が当接される。また、インプリント装置100の被転写体保持部102は被転写体105を保持し、図示例では、被転写体105をモールド41に対向させる状態にある。そして、4個の単位転写領域42A,42B,42C,42Dのそれぞれにおいて、12個のモールド調整部材103,104の中の所望のモールド調整部材を作動させて基材43を押圧することより、単位転写領域毎に独立したモールド調整を行うことが可能となる。
尚、図10は、インプリント用モールドの面43b側を示す図であり、面43a側に位置する凸構造部44の周縁形状を鎖線で示している。また、モールド保持部101が備える複数の加重素子103,104のみを記載し、モールド保持部101は一点鎖線で示している。
このような本発明のインプリント用モールド41は、上述のインプリント用モールド11,11′,21,31と同様に、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とする。さらに、上記のように、単位転写領域毎に独立したモールド調整が可能であり、これにより、更に精度の高いパターン形成が可能となる。
尚、図示例では、モールド調整部材係合用の溝部48が有底穴であるが、基材43を貫通するものであってもよい。また、図9では、凹凸構造46として凹部を示しているが、凸部であってもよい。また、インプリント用モールド41において、上述のインプリント用モールド11′のように、単位転写領域の相互間で矩形の頂点同士が接するものであってもよい。
[第3の実施形態]
図12は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図13は、図12に示されるインプリント用モールドのVI−VI線における縦断面図である。図12および図13において、本発明のインプリント用モールド51は、基材53と、この基材53の一の面53aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域52A,52B,52C,52Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部54と、この凸構造部54の表面に設定された転写パターン部55と、転写パターン部55に設けられた凹凸構造56と、を有している。このような矩形の単位転写領域52A,52B,52C,52Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材53は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面53bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部57を有している。さらに、基材53は、単位転写領域間に位置する気体流路用の貫通孔59を有している。
図12、図13に示す例では、各単位転写領域52A,52B,52C,52Dの全域が凸構造部54であり、その表面に設定された転写パターン部55が各単位転写領域52A,52B,52C,52Dと一致している。また、図12では、窪み部57の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部55は窪み部57に平面視上包含されている。尚、図12では凹凸構造56を省略しており、図13には凹凸構造56として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材53や凸構造部54に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、凸構造部54とその表面に設定された転写パターン部55の大きさが、単位転写領域52A,52B,52C,52Dよりも小さいものであってもよい。
このようなインプリント用モールド51において、単位転写領域52A,52B,52C,52D、凸構造部54、転写パターン部55、窪み部57は、上述のインプリント用モールド31における単位転写領域32A,32B,32C,32D、凸構造部34、転写パターン部35、窪み部37と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
インプリント用モールド51を構成する気体流路用の貫通孔59は、インプリント用モールド51を用いたインプリントにおいて、貫通孔59から気体を供給することにより、モールド51の面53aと被成形樹脂材料との間の空間に、モールド51の中心から周辺に向けて気流を作ることを目的とするものである。図示例では、貫通孔59は、4個の単位転写領域52A,52B,52C,52Dに対する中心部位に位置していることが好ましいが、貫通孔59の数、形状は適宜設定することができる。
尚、図13では、凹凸構造56として凹部を示しているが、凸部であってもよい。
図14は、本発明のインプリント装置のモールド保持部にインプリント用モールド51を装着し、被転写体と対向させた状態を説明するための縦断面図である。図14において、インプリント装置110は、モールド保持部111と被転写体保持部112を備え、モールド保持部111は、気体供給管113を有している。この気体供給管113は、インプリント用モールド51がモールド保持部111の吸引チャック等の保持機構(図示せず)に装着され保持されることにより、基材53の貫通孔59に接続される。そして、図示しない気体供給源から気体供給管113を介して所望のガスを貫通孔59に供給することにより、モールド51の面53aと被転写体115上の被成形樹脂材料(図示せず)との間の空間に、モールド51の中心から周辺に向けて気流を作ることができる。
また、図15は、上記のインプリント用モールド51において、単位転写領域、凸構造部、窪み部、貫通孔の数、配置を変更した例を示す平面図である。図15において、インプリント用モールド51′は、基材53と、この基材53の一の面53aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では5個)の単位転写領域52A,52B,52C,52D,52Eと、各単位転写領域内に位置する凸構造部54と、この凸構造部54の表面に設定された転写パターン部55と、転写パターン部55に設けられた凹凸構造56と、を有している。さらに、基材53は、単位転写領域間に位置する4個の気体流路用の貫通孔59を有している。
インプリント用モールド51′では、5個の単位転写領域の中で、単位転写領域52A,52B,52C,52Dは、相互間において矩形の辺が離間している。一方、これらの単位転写領域52A,52B,52C,52Dは、単位転写領域52Eとの相互間において矩形の頂点同士が接している。この場合、単位転写領域2A,52B,52C,52Dの相互間における間隔は、単位転写領域の幅と同じものとなっている。そして、貫通孔59は、5個の単位転写領域の中の4個の単位転写領域52A,52B,52C,52Dに対して中心に位置する1個の単位転写領域52Eを中心とする同心円の円周上に等間隔で位置している。
図15では、単位転写領域52A,52B,52C,52D,52Eを二点鎖線で囲み示しており、また、窪み部57の周縁形状を鎖線で示している。図15に示す例では、凸構造部54とその表面に設定された転写パターン部55の大きさが、単位転写領域52A,52B,52C,52D,52Eよりも小さいものとなっている。そして、転写パターン部55は窪み部57に平面視上包含されている。尚、図15では凹凸構造56を省略している。
このインプリント用モールド51′も、本発明のインプリント装置110のモールド保持部111に装着した際に、インプリント用モールド51′が有する4個の貫通孔59と、モールド保持部111が備える気体供給管113とが接続されることにより、上記のインプリント用モールド51と同様に、モールド51′の面53aと被転写体上の被成形樹脂材料との間の空間に、モールド51′の中心から周辺に向けて気流を作ることができる。
このような本発明のインプリント用モールド51,51′は、上述のインプリント用モールド11,11′,21,31と同様に、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とする。さらに、上記のように、モールドと被成形樹脂材料との間の空間に、モールドの中心から周辺に向けて気流を作ることができるので、モールドの周囲の環境からモールドと被成形樹脂材料への異物の流入を防止することができる。また、酸素による重合阻害を防止するための気体、例えば、ヘリウム等をモールドと被成形樹脂材料との間に供給したい場合には、貫通孔59から所望の気体を供給することができ、充填の効率が各段に向上する。
[第4の実施形態]
図16は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図17は、図16に示されるインプリント用モールドのVII−VII線における縦断面図である。図16および図17において、本発明のインプリント用モールド61は、基材63と、この基材63の一の面63aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域62A,62B,62C,62Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部64と、この凸構造部64の表面に設定された転写パターン部65と、転写パターン部65に設けられた凹凸構造66と、を有している。このような矩形の単位転写領域62A,62B,62C,62Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材63は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面63bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部67を有している。さらに、基材63は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面63bに、平面視において単位転写領域の間であって、4個の単位転写領域62A,62B,62C,62Dに対する中心部位に位置するように支持部材嵌合用の穴部69を有している。
図16、図17に示す例では、各単位転写領域62A,62B,62C,62Dの全域が凸構造部64であり、その表面に設定された転写パターン部65が各単位転写領域62A,62B,62C,62Dと一致している。また、図16では、窪み部67の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部65は窪み部67に平面視上包含されている。尚、図16では凹凸構造66を省略しており、図17には凹凸構造66として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材63や凸構造部64に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、凸構造部64とその表面に設定された転写パターン部65の大きさが、単位転写領域62A,62B,62C,62Dよりも小さいものであってもよい。
このようなインプリント用モールド61において、単位転写領域62A,62B,62C,62D、凸構造部64、転写パターン部65、窪み部67は、上述のインプリント用モールド31における単位転写領域32A,32B,32C,32D、凸構造部34、転写パターン部35、窪み部37と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
インプリント用モールド61を構成する支持部材嵌合用の穴部69は、インプリント用モールド61をインプリント装置のモールド保持部に装着した際に、モールド保持部が備える支持部材、例えば、圧電素子等を嵌合可能とするための穴部である。図示例では、穴部69は、4個の単位転写領域62A,62B,62C,62Dに対する中心部位に位置している。図示例では、支持部材嵌合用の穴部69の開口形状は円形であるが、これに限定されるものではない。
尚、図17では、凹凸構造66として凹部を示しているが、凸部であってもよい。
図18は、本発明のインプリント装置のモールド保持部にインプリント用モールド61を装着して行われるインプリントを説明するための工程図である。図18において、インプリント装置120は、モールド保持部121と被転写体保持部124とを備えている。モールド保持部121は、モールド係止部122、支持部材123を有しており、インプリント用モールド61の基材63の外側面にモールド係止部122を係止するとともに、基材63の穴部69に支持部材123を嵌合させることにより、インプリント用モールド61を保持する(図18(A))。モールド保持部121が備える支持部材123は、例えば、圧電素子である場合、基材63の穴部69に支持部材123を挿入した後、電圧をかけて支持部材123によって穴部69の壁面を押圧して固定することができる。
このようにモールド保持部121にインプリント用モールド61を装着した後、被転写体保持部124に保持されている被転写体130上に被成形樹脂材料を供給し、モールド61と被転写体130とを近接させて、モールド61の各単位転写領域62A,62B,62C,62Dの転写パターン部65と被転写体130との間に被成形樹脂材料を展開し、その状態で被成形樹脂材料を硬化して樹脂層131を形成する。
次に、モールド61と樹脂層131とを離間する(図18(B))。モールド61は、上記のように、基材63の外側面をモールド係止部122で係止され、かつ、基材63の穴部69が支持部材123によって固定支持されている。このため、このモールド61と樹脂層131との離間では、図18(B)に示されるように、基材63の中央部と周辺部とを同時に被転写体130から離間させることができる。これにより、各単位転写領域62A,62B,62C,62Dにおいて、まず、樹脂層131の周辺部位においてモールド61との離間が開始され、最後に各単位転写領域の中心部においてモールド61と樹脂層131との離間が行われる。
また、このモールド61と樹脂層131との離間では、図18(C)に示されるように、基材63の外側面を係止しているモールド係止部122の中の所望のモールド係止部122のみを作動させてもよい。図18(C)では、図面右側のモールド係止部122を作動させてモールド61と樹脂層131との離間を開始している。このとき、モールド61の基材63の中央部は、基材63の穴部69に嵌合されている支持部材123によって固定支持されているので、不要な浮き上がりが防止される。これにより、モールド61の所望の箇所から樹脂層131との離間を開始することができる。
このように、インプリント用モールド61では、モールド61と樹脂層131との離間を種々の形態で行うことができ、最適な剥離を行うことができる。
このような本発明のインプリント用モールド61は、上述のインプリント用モールド11,11′,21,31と同様に、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とする。さらに、上記のように、インプリントにおけるモールドと樹脂層との剥離を最適な形態で行うことができ、形成するパターンへの欠陥発生を防止することができる。
尚、図示例では、支持部材嵌合用の穴部69が有底穴であるが、基材63を貫通するものであってもよい。
[第5の実施形態]
図19は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図であり、図20は、図19に示されるインプリント用モールドのVIII−VIII線における縦断面図である。図19および図20において、本発明のインプリント用モールド71は、基材73と、この基材73の一の面73aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域72A,72B,72C,72Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部74と、この凸構造部74の表面に設定された転写パターン部75と、転写パターン部75に設けられた凹凸構造76と、を有している。このような矩形の単位転写領域72A,72B,72C,72Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材73は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面73bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部77を有している。さらに、基材73は、隣接する単位転写領域間に位置するインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78を有している。
図19、図20に示す例では、各単位転写領域72A,72B,72C,72Dの全域が凸構造部74であり、その表面に設定された転写パターン部75が各単位転写領域72A,72B,72C,72Dと一致している。また、図19では、窪み部77の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部75は窪み部77に平面視上包含されている。尚、図19では凹凸構造76を省略しており、図20には凹凸構造76として複数の凹部を示しているが、この凹部の数、基材73や凸構造部74に対する凹部の寸法比等は便宜的に記載したものである。また、図20では、凹凸構造76として凹部を示しているが、凸部であってもよい。さらに、凸構造部74とその表面に設定された転写パターン部75の大きさが、単位転写領域72A,72B,72C,72Dよりも小さいものであってもよい。
このようなインプリント用モールド71において、単位転写領域72A,72B,72C,72D、凸構造部74、転写パターン部75、窪み部77は、上述のインプリント用モールド31における単位転写領域32A,32B,32C,32D、凸構造部34、転写パターン部35、窪み部37と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
インプリント用モールド71を構成するインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78は、インプリント用モールド71と被転写体とを対向させた状態で、被転写体上に被成形樹脂材料の液滴をインクジェット方式で供給することを目的としたものである。図示例では、このような貫通穴部78が2個設けられており、これらの平面視形状の長手方向が、単位転写領域72A,72B,72C,72Dの設定基準である格子形状の一の方向の格子と平行、図示例ではY方向と平行となるように位置している。尚、インクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78を構成する貫通穴部の個数、位置、形状、寸法等は、図示例に限定されるものではなく、下記のようなインクジェットヘッドを用いた被成形樹脂材料の供給が実施可能なように、適宜設定することができる。
図21は、本発明のインプリント装置のモールド保持部にインプリント用モールド71を装着して行われるインプリントにおける被成形樹脂材料の供給を説明するための工程図であり、上述の図20に示される断面形状に対応するものである。図21において、インプリント装置140は、モールド保持部141と被転写体保持部142とを備えている。モールド保持部141は、開口部143を有しており、インプリント用モールド71がモールド保持部141の吸引チャック等の保持機構(図示せず)に装着され保持されることにより、開口部143は、モールド71のインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78と連通した状態となる。これにより、開口部143から挿入したインクジェットヘッド151がモールド71のインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78に挿入可能となる。そして、被転写体150とモールド71とを対向させた状態で、被転写体保持部142に保持された被転写体150上に、インクジェットヘッド151から被成形樹脂材料の液滴155を供給する(図21(A))。この液滴供給では、例えば、被転写体150を保持する被転写体保持部142をXY平面(図19参照)と平行に適宜動かして、被転写体150の所望位置に被成形樹脂材料の液滴155を供給してもよい。
この液滴供給が完了した後、供給した被成形樹脂材料の液滴155がモールド71の単位転写領域72A,72B,72C,72Dの下方に位置するように被転写体150を保持する被転写体保持部142の位置を微調整するとともに、インクジェットヘッド151を貫通穴部78から引き上げる(図21(B))。これにより、モールド71と被転写体150を近接させて、モールド71の各単位転写領域72A,72B,72C,72Dの転写パターン部75と被転写体150との間に、被成形樹脂材料の液滴155を展開することができる。尚、図21(B)では、インクジェットヘッド151を貫通穴部78から完全に引き上げているが、モールド71と被転写体150とを近接させる際にインクジェットヘッド151の先端部151aによる支障が生じない位置までインクジェットヘッド151を上昇させて、貫通穴部78内にインクジェットヘッド151が位置するようにしてもよい。また、図21(A)に示される状態と異なり、インクジェットヘッド151の先端部151aがモールド71の転写パターン部75よりも高く設定されており、モールド71と被転写体150とを近接させる際に支障を来さない場合には、インクジェットヘッド151を貫通穴部78から引き上げたり、インクジェットヘッド151を上昇させる操作を不要とすることができる。
このような本発明のインプリント用モールド71は、上述のインプリント用モールド11,11′,21,31と同様に、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とする。さらに、上記のように、インプリント装置140のモールド保持部141に装着したインプリント用モールド71と被転写体150とを対向させた状態で、被転写体150上に被成形樹脂材料の液滴155を供給することができるので、インクジェットヘッドを含む被成形樹脂材料の供給手段がモールド保持部から離間した位置に存在する場合におけるモールドの下方位置への被転写体の移動が不要である。これにより、被転写体150を保持する被転写体保持部142の移動による気流の発生が抑制されて、被成形樹脂材料等への異物付着が防止される。また、被転写体150を保持する被転写体保持部142の移動に要する時間が削減され、塗布後の被成形樹脂材料の揮発の抑制、モールドへの未充填が原因となる欠陥の防止、インプリント装置の省スペース化が可能となる。
尚、インプリント用モールド71において、上述のインプリント用モールド11′のように、単位転写領域の相互間で矩形の頂点同士が接するものであってもよい。この場合、例えば、単位転写領域72Aと単位転写領域72Bとの間に位置するように、3個目のインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78を設けることができる。
[第6の実施形態]
図22は、本発明のインプリント用モールドの他の実施形態を説明するための平面図である。図22において、本発明のインプリント用モールド81は、基材83と、この基材83の一の面83aに格子形状に配置された矩形の複数(図示例では4個)の単位転写領域82A,82B,82C,82Dと、各単位転写領域内に位置する凸構造部84と、この凸構造部84の表面に設定された転写パターン部85と、転写パターン部85に設けられた凹凸構造86と、を有している。このような矩形の単位転写領域82A,82B,82C,82Dは、相互間において矩形の辺が離間している。また、基材83は、単位転写領域が設定されている面と反対側の面83bに、複数(図示例では4箇所)の窪み部87を有している。さらに、基材83は、隣接する単位転写領域間に位置するインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部88と、単位転写領域間に位置する気体流路用の貫通孔89と、を有している。
図22に示す例では、各単位転写領域82A,82B,82C,82Dの全域が凸構造部84であり、その表面に設定された転写パターン部85が各単位転写領域82A,82B,82C,82Dと一致している。また、図22では、窪み部87の周縁形状を鎖線で示しており、転写パターン部85は窪み部87に平面視上包含されている。
このようなインプリント用モールド81において、単位転写領域82A,82B,82C,82D、凸構造部84、転写パターン部85、窪み部87は、上述のインプリント用モールド31における単位転写領域32A,32B,32C,32D、凸構造部34、転写パターン部35、窪み部37と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
また、このインプリント用モールド81を構成するインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部88は、図示例では2個設けられており、上述のインプリント用モールド71を構成するインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部78と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
また、気体流路用の貫通孔89は、図示例において4個の単位転写領域82A,82B,82C,82Dに対する中心部位に位置し、開口形状は円形である。このような気体流路用の貫通孔89は、上述のインプリント用モールド51を構成する気体流路用の貫通孔59と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
このような本発明のインプリント用モールド81は、上述のインプリント用モールド11,11′,21,31と同様に、パターン形成の精度を維持しつつ被転写体の複数の領域へのパターン形成を高いスループットで可能とする。さらに、気体流路用の貫通孔89を用いて、モールドと被成形樹脂材料との間の空間に、モールドの中心から周辺に向けて気流を作ることができるので、モールドの周囲の環境からモールドと被成形樹脂材料への異物の流入を防止することができる。また、酸素による重合阻害を防止するための気体、例えば、ヘリウム等をモールドと被成形樹脂材料との間に供給したい場合には、貫通孔89から所望の気体を供給することができ、充填の効率が各段に向上する。また、インプリント装置のモールド保持部に装着したインプリント用モールド81と被転写体保持部に保持した被転写体とを対向させた状態で、被転写体上に被成形樹脂材料の液滴を供給することができるので、従来の被成形樹脂材料の供給位置から、モールドの下方位置への被転写体保持部の移動が不要であり、被成形樹脂材料等への異物付着が防止される。また、被転写体を保持する被転写体保持部の移動に要する時間が削減され、塗布後の被成形樹脂材料の揮発により生じるモールドへの未充填が抑制され、欠陥発生が防止され、さらに、インプリント装置の省スペース化が可能となる。
上述のインプリント用モールド、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。
[インプリント方法]
次に、本発明のインプリント用モールドを用いたインプリント方法について説明する。
図23、図24は、本発明のインプリント用モールドを用いたインプリント方法の一例を説明するための工程図であり、上述の本発明のインプリント用モールド31を使用する例を示している。
このインプリント方法は、本発明のインプリント用モールド31を使用して、大面積の被転写体170の複数の領域にパターン形成を行うものである。図25は、被転写体170に画定された複数の領域を示す部分平面図であり、直交するX方向、Y方向の格子形状に画定された複数の領域を鎖線によって示している。図示例では、4箇所のS1からなる領域群、4箇所のS2からなる領域群、4箇所のS3からなる領域群、4箇所のS4からなる領域群が画定されている。一方、本発明のインプリント用モールド31は、図6および図7に示されるように、4個の矩形の単位転写領域32A,32B,32C,32Dが格子形状に配置されている。そして、モールド31の単位転写領域32A,32B,32C,32Dのうち、X方向(図6参照)に隣接する単位転写領域32Aと32Dとの間隔xは、被転写体170において、X方向(図25参照)に配列される領域のピッチPxと同じに設定されている。また、モールド31のY方向(図6参照)に隣接する単位転写領域32Aと32Bとの間隔yは、被転写体170において、Y方向(図25参照)に配列される領域のピッチPyと同じに設定されている。
本発明のインプリント用モールド31を用いたインプリント方法では、インプリント装置160のモールド保持部161にインプリント用モールド31を装着し、また、被転写体保持部162に保持された被転写体170に画定された複数の領域の中で、S1で示される4箇所の領域(図25参照)に被成形樹脂材料の液滴171を供給する(図23(A))。次いで、モールド31と被転写体170とを近接させて、モールド31の各単位転写領域32A,32B,32C,32Dの転写パターン部35と被転写体170との間に、被成形樹脂材料の液滴171を展開し、この状態で被成形樹脂材料171を硬化させて樹脂層172を形成する(図23(B))。次に、この樹脂層172とインプリント用モールド31を引き離す(図24(A))。これにより、被転写体170の4箇所の領域S1に樹脂層172からなるパターンが形成される。
次に、被転写体170において、S1で示される4箇所の領域からX方向に隣接するS2で示される4箇所の領域(図24参照)で示される4箇所の領域(図25参照)に被成形樹脂材料の液滴171を供給する。そして、上記と同様に、モールド31と被転写体170とを近接させて被成形樹脂材料の液滴171を展開し、この状態で被成形樹脂材料171を硬化させて樹脂層172を形成し、その後、この樹脂層172とインプリント用モールド31を引き離す(図24(B))。これにより、被転写体170の4箇所の領域S2に樹脂層172からなるパターンが形成される。
同様のインプリント操作を、S2で示される4箇所の領域からY方向に隣接するS3で示される4箇所の領域(図25参照)で行い、さらに、S3で示される4箇所の領域からX方向(S1からS2への方向とは逆の方向)に隣接するS4で示される4箇所の領域(図25参照)で順次行う。これにより、S1〜S4で示される計16箇所の領域において、パターン形成が完了する。その後、被転写体170に画定された他の領域に対応して、上記のようなインプリント操作を繰り返すことにより、大面積の被転写体の複数の領域にパターン形成を行うことができる。
このような本発明のインプリント用モールドを使用したインプリント方法では、1個のモールドによる1回のインプリントにより被転写体の複数個の領域において同時にパターン形成を行うことができるので、ステップ&リピート方式による複数の領域へのパターン形成におけるインプリント回数を減少させることができる。また、規定回数のインプリントを行う度にモールドに対して必要となる所定の処理の実施回数を低減することができる。これにより、パターン形成を高いスループットで実施することが可能である。また、インプリントに使用するインプリント装置として、独立した複数個のモールドを保持するための複雑な機構が不要であり、装置コストの上でも有利である。
尚、本発明のインプリント用モールドの単位転写領域は、鳥瞰では矩形であるが、微視的には矩形を構成する辺が凹凸や曲率を有するものであってもよい。例えば、上述の本発明のインプリント用モールド11の例では、4個の矩形の単位転写領域12A,12B,12C,12Dの外周辺に凸形状および/または凹形状が存在したり、外周辺が曲率を有するものであってもよい。したがって、単位転写領域の外周辺の形状は、微視的には自由度がある。
[モールドの作製方法]
次に、本発明のインプリント用モールドを用いたレプリカモールドの作製について説明する。
図26は、本発明のインプリント用モールドを用いたレプリカモールドの作製方法の一例を説明するための工程図であり、上述の本発明のインプリント用モールド11を使用して、本発明のインプリント用モールド31をレプリカモールドとして作製する例を示している。
このモールドの作製方法では、基材33の一の面33aに設けられている4個の凸構造部34上に、レジスト材料の液滴を供給する。次いで、モールド11と基材33とを近接させて、モールド11の各単位転写領域12A,12B,12C,12Dの転写パターン部15と基材33の4個の凸構造部34との間に、レジスト材料の液滴を展開する。この状態でレジスト材料を硬化させてレジスト層201を形成する(図26(A))。次に、このレジスト層201とインプリント用モールド11を引き離し、レジスト層201の残膜を除去して、基材33の4個の凸構造部34上にレジストパターン202を形成する(図26(B))。その後、このレジストパターン202を介して基材33の4個の凸構造部34をドライエッチングすることにより、凹凸構造36を形成する。これにより、レプリカモールドとして、本発明のインプリント用モールド31が得られる(図26(C))。このインプリント用モールド31が備える凹凸構造36は、インプリント用モールド11が備える凹凸構造16の凹凸が反転した形状となる。
尚、例えば、基材33の凸構造部34上を含む一の面33aにハードマスク材料を設け、このハードマスク材料層上に上記のようにレジストパターン202を形成し、このレジストパターン202を介してハードマスク材料層をドライエッチングしてハードマスクを形成し、その後、このハードマスクを介して基材33の4個の凸構造部34をドライエッチングすることにより、凹凸構造36を形成してもよい。
本発明はインプリント方法を使用する種々の微細加工に適用することができ、特に、大面積の基板に対してステップ&リピート方式によるインプリント方法でパターンを形成する工程を有する微細加工に有用である。
11,21,31,31′,41,51,51′,61,71,81…インプリント用モールド
12A,12B,12C,12D,22A,22B,22C,22D,32A,32B,32C,32D,32E,42A,42B,42C,42D,52A,52B,52C,52D,52E,62A,62B,62C,62D,72A,72B,72C,72D,82A,82B,82C,82D…単位転写領域
13,23,33,43,53,63,73,83…基材
24,34,44,54,64,74,84…凸構造部
15,25,35,45,55,65,75,85…転写パターン部
16,26,36,46,56,66,76…凹凸構造
37,47,57,67,77,87…窪み部
48…モールド調整部材係合用の溝部
59,89…気体流路用の貫通孔
69…支持部材嵌合用の穴部
78,88…インクジェットヘッド挿入用の貫通穴部
100,110,120,140…インプリント装置
101,111,121,141…モールド保持部
102,112,124,142…被転写体保持部
103,104…モールド調整部材
113…気体供給管
122…モールド係止部
123…支持部材
143…開口部

Claims (11)

  1. 基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、
    前記複数の単位転写領域の相互間において前記矩形の辺が離間しており、
    前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、平面視において前記単位転写領域間に位置するようにモールド調整部材係合用の溝部を備え、該溝部の開口の平面視形状は矩形であり、該溝部の開口の矩形の対向する2辺は前記単位転写領域の矩形の辺と平行であることを特徴とするインプリント用モールド。
  2. 前記複数の単位転写領域の相互間における矩形の辺の間隔は、前記単位転写領域の幅の整数倍であることを特徴とする請求項1に記載のインプリント用モールド。
  3. 前記複数の単位転写領域の相互間において、前記単位転写領域の矩形の頂点同士が接することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインプリント用モールド。
  4. 前記転写パターン部は、周囲の前記基材から突出した凸構造部の表面に設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のインプリント用モールド。
  5. 前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に複数の窪み部を有し、前記各転写パターン部は前記各窪み部に平面視上包含されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のインプリント用モールド。
  6. 前記基材は、前記単位転写領域が設定されていない部位に気体流路用の貫通孔を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のインプリント用モールド。
  7. 前記貫通孔は、前記複数の単位転写領域に対する中心部位に位置する、あるいは、前記複数の単位転写領域の中の他の設定位置に対して中心に位置する1個の設定領域を中心とする同心円の円周上に等間隔で位置することを特徴とする請求項に記載のインプリント用モールド。
  8. 前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、平面視において前記単位転写領域が設定されていない部位であって、前記複数の単位転写領域の設定位置に対する中心部位に支持部材嵌合用の穴部を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のインプリント用モールド。
  9. 前記基材は、隣接する前記単位転写領域間にインクジェットヘッド挿入用の貫通穴部を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のインプリント用モールド。
  10. 基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、前記単位転写領域の相互間において矩形の辺が離間しており、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、隣接する前記単位転写領域間に位置するようにモールド調整部材係合用の溝部を備えるようなモールドを使用してインプリントを実施するインプリント装置において、
    前記モールドを保持するためのモールド保持部と、被転写体を保持するための被転写体保持部と、を少なくとも備え、前記モールド保持部は、前記モールドの前記基材の周囲に当接可能であるモールド調整部材と、前記基材の前記モールド調整部材係合用の溝部の内壁に当接可能であるモールド調整部材とを有し、所望の前記モールド調整部材を作動させて前記モールドの前記基材を押圧することにより、前記モールドの前記単位転写領域毎に独立してモールド調整が可能であることを特徴とするインプリント装置。
  11. 基材と、該基材の一の面に格子形状に配置された矩形の複数の単位転写領域と、前記単位転写領域内に位置する転写パターン部と、を有し、前記単位転写領域の相互間において矩形の辺が離間しており、前記基材は、前記単位転写領域が設定されている面と反対側の面に、前記単位転写領域が設定されていない部位であって、複数の前記単位転写領域の設定位置に対する中心部位に支持部材嵌合用の穴部を備えるようなモールドを使用してインプリントを実施するインプリント装置において、
    前記モールドを保持するためのモールド保持部と、被転写体を保持するための被転写体保持部と、を少なくとも備え、前記モールド保持部は前記モールドの前記基材の外側面を係止するモールド係止部と、支持部材嵌合用の前記穴部の壁面を押圧して係止する支持部材とを有することを特徴とするインプリント装置。
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