JP6733163B2 - インプリントモールド及びその製造方法、並びにインプリント方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を断面図にて示す工程フロー図である。
[基板準備工程]
まず、第1面10A及びそれに対向する第2面10Bを有し、第1面10A上に反射防止膜11及びフォトレジスト膜12がこの順に積層形成されてなるインプリントモールド用基板10を準備する(図1(A)参照)。
次に、フォトレジスト膜12に対してエネルギー線を照射して、当該フォトレジスト膜12に所定のパターン形状の潜像12’を形成する(図1(B)参照)。この露光工程において用いられるエネルギー線としては、フォトレジスト膜12の種類に応じて適宜選択され得るものであるが、例えば、電子線等の荷電粒子線;DUV、EUV(波長13.5nm)等の短波長(200nm以下)の紫外線;X線(波長10nm以下);ArFエキシマレーザ(発振波長193nm)等が挙げられる。
露光工程が施されたインプリントモールド用基板10に所定の現像液を用いた現像処理を施し、上記露光工程においてエネルギー線が照射され、現像液への溶解性が増大したフォトレジスト膜12(露光工程によりパターン状に形成された潜像12’の部分)を除去し、エネルギー線が照射されなかった部分を残存させる(図1(C)参照)。現像処理の方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、液盛り(パドル)法、ディッピング(浸漬)法、スプレー法等を用いることができる。
上述のようにしてインプリントモールド用基板10の第1面10A上に形成された凹凸パターン13に、凹凸パターン13を構成するフォトレジスト材料(樹脂材料)のガラス転移温度を上昇させる程度に、エネルギー線を照射する(図1(D)参照)。凹凸パターン13を構成するフォトレジスト材料(樹脂材料)のガラス転移温度を上昇させる程度にまでエネルギー線を照射することで、後述する実施例からも明らかなように、凹凸パターン13の耐薬品(溶剤)性を向上させ得るとともに、強度も向上させることができる。凹凸パターン13を構成するフォトレジスト材料(樹脂材料)のガラス転移温度を上昇させる程度にまでエネルギー線を照射すると、当該樹脂材料の架橋反応が進行し、ゲル分率が増大すると考えられる。例えば、凹凸パターン13を構成するフォトレジスト材料がノボラック系樹脂材料である場合、エネルギー線照射後のゲル分率が50〜99%程度に増大する。凹凸パターン13を構成するフォトレジスト材料(樹脂材料)の架橋反応が進行してゲル分率が増大することにより、凹凸パターン13の耐薬品(溶剤)性が向上するとともに、強度も向上すると考えられる。特に、凹凸パターン13を構成する樹脂材料のゲル分率が90%以上に増大するようにエネルギー線を照射することで、凹凸パターン13の耐熱性をも向上させることができる。
上記のようにしてエネルギー線が照射された凹凸パターン13を被覆する被覆層14を形成する(図1(E)参照)。被覆層14を形成することで、凹凸パターン13とインプリント樹脂21との密着力が低下するため、硬化したインプリント樹脂21からインプリントモールド1を容易に剥離することができる。特に、上記エネルギー線照射工程において、凹凸パターン13を構成する樹脂材料のゲル分率が50%以上90%未満となるような照射量でエネルギー線が照射されている場合には、本実施形態における被覆膜形成工程(図1(E)参照)は必須の工程となる。
次に、上述のようにして製造されるインプリントモールド1を用いたインプリント方法について説明する。図2は、本実施形態におけるインプリントモールドを用いたインプリント方法の各工程を断面図にて示す工程フロー図である。
シリコンウエハ(150mmφ,厚さ:0.63mm)上にポジ型フォトレジストを塗布、ポジ型フォトレジストに紫外線を照射(積算露光量:6000mJ/cm2)したサンプル1と、紫外線を照射しなかったサンプル2とを準備し、各サンプルのガラス転移温度を、示差熱重量測定装置(リガク社製,製品名:TG−DTA8120)を用いて、昇温速度10℃/minの条件にて測定した。
結果を図3に示す。
上記サンプル1及びサンプル2のフォトレジスト膜上にクロム膜(厚さ:100nm)をスパッタリングにより形成し、各サンプルのクロム膜上に紫外線を照射した(積算露光量:500mJ/cm2)。そして、紫外線照射後の各サンプルのクロム膜表面を、顕微鏡を用いて観察した。
サンプル1のポジ型フォトレジスト膜のゲル分率及びサンプル2のポジ型フォトレジスト膜のゲル分率を、以下のようにして求めた。
第1面及びそれに対向する第2面を有し、第1面上に酸窒化クロムからなる反射防止膜11が形成されてなる石英基板10(152mm×152mm,厚さ:6.35mm)を準備し、当該反射防止膜11上にポジ型フォトレジスト(GRX−M220,長瀬産業社製)をスピンコートにより塗布し、フォトレジスト膜12を形成した。
凹凸パターン13に対する紫外線の積算露光量が10000mJ/cm2となるように紫外線を照射した以外は実施例1と同様にしてインプリントモールド1を作製した。
凹凸パターン13に紫外線を照射した後、加熱温度100℃、加熱時間60分の条件にてインプリントモールド1に加熱処理を施した以外は、実施例1と同様にしてインプリントモールド1を作製した。
加熱温度130℃にした以外は、実施例3と同様にしてインプリントモールド1を作製した。
紫外線を照射した凹凸パターン13上にクロムからなる被覆層14をスパッタリングにより形成した以外は、実施例1と同様にしてインプリントモールドを作製した。
紫外線を照射した凹凸パターン13上にシリコン酸化膜からなる被覆層14をALDにより形成した以外は、実施例1と同様にしてインプリントモールドを作製した。
紫外線を照射した凹凸パターン13上にDS−PC−3B(ハーベス社製)をディップ法により塗布した後、ブタノールを使用して同じくディップ法によりリンスし、ホットプレートにて80℃、30分の加熱処理を行うことで、シラン化合物からなる被覆層14を形成した以外は、実施例1と同様にしてインプリントモールドを作製した。
凹凸パターン13に対する紫外線の積算露光量が4000mJ/cm2となるように紫外線を照射した以外は実施例5と同様にしてインプリントモールド1を作製した。
凹凸パターン13に紫外線を照射しなかった以外は実施例1と同様にしてインプリントモールドを作製した。
凹凸パターン13に対する紫外線の積算露光量が4000mJ/cm2となるように紫外線を照射した以外は実施例1と同様にしてインプリントモールド1を作製した。
実施例1及び比較例1〜2のインプリントモールドの凹凸パターン13上に紫外線硬化性樹脂21(BCP−34,三洋化成社製)を塗布し、コロナ処理した表面を有するPETフィルムにて押圧することで、インプリントモールドとPETフィルムとの間に紫外線硬化性樹脂21を展開させ、PETフィルムを介して紫外線硬化性樹脂21に無電極ランプシステムのDバルブ(ヘレウス社製)を用いて紫外線を照射し(積算露光量:500mJ/cm2)、紫外線硬化性樹脂21を硬化させた。その後、PETフィルムを剥離した。
実施例1〜5及び比較例1〜2のインプリントモールドを用いて、試験例3と同様のインプリント処理を5回行い、毎回のインプリント処理時における剥離力を測定した。また、比較例1のインプリントモールドを用い、紫外線硬化性樹脂に対し積算露光量2000mJ/cm2にて紫外線を照射した以外は、試験例4と同様のインプリント処理を5回行い、毎回のインプリント処理時における剥離力を測定した(比較例1’)。剥離力の測定は、各サンプルを固定し、PETフィルムをサンプルに対して垂直に引き上げることで、これに要する応力をデジタルフォースゲージ(DPS−50R:イマダ社製)を用いて計測し行われた。結果を図5に示す。
10…インプリントモールド用基板
10A…第1面
10B…第2面
11…反射防止膜
12…フォトレジスト膜
13…凹凸パターン
14…被覆層
20…被転写基材
20A…第1面
20B…第2面
21…インプリント樹脂
22…転写パターン
Claims (7)
- 第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する基板と、前記第1面上に形成されてなる樹脂製の凹凸パターンとを備えるインプリントモールドを製造する方法であって、
樹脂材料により構成される凹凸パターンを前記基板の前記第1面上に形成する凹凸パターン形成工程と、
前記凹凸パターンにエネルギー線を照射することで、前記凹凸パターンを構成する樹脂材料のガラス転移温度を上昇させるエネルギー線照射工程と
を含み、
前記エネルギー線照射工程において、前記エネルギー線を照射した後の前記凹凸パターンを構成する樹脂材料のゲル分率が91%以上となるように、前記凹凸パターンに前記エネルギー線を照射し、
前記凹凸パターン形成工程において、前記基板の前記第1面上に形成された樹脂膜にエネルギー線を照射することで前記凹凸パターンの潜像を形成し、当該樹脂膜に現像処理を施すことで前記凹凸パターンを形成することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。 - 前記エネルギー線照射工程により前記エネルギー線が照射された前記凹凸パターンを加熱する加熱工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のインプリントモールドの製造方法。
- 前記凹凸パターンの加熱温度が、前記エネルギー線を照射する前の前記樹脂材料のガラス転移温度よりも高く、前記エネルギー線を照射した後の前記樹脂材料のガラス転移温度よりも低いことを特徴とする請求項2に記載のインプリントモールドの製造方法。
- 前記エネルギー線が照射された前記凹凸パターンを被覆する被覆層を形成する被覆層形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
- 前記被覆層が、無機物により構成されていることを特徴とする請求項4に記載のインプリントモールドの製造方法。
- 前記被覆層が、クロム系化合物により構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のインプリントモールドの製造方法。
- 前記被覆層の厚さが、10〜100nmであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
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