JP2012213889A - Imprint device and demolding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置及び離型方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus and a mold release method.
近年、ハードディスクといった磁気ディスクなどの記録媒体へ記録する情報の高密度化への要求の高まりに対して、従来の磁気記録媒体では対応できなくなってきている。このような記録情報への高密度化に対応するためにパターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が考案されている。このパターンドメディアは、記録領域を磁気的あるいは物理的に孤立させた記録媒体であり、記録密度の向上が期待されている。 In recent years, the conventional magnetic recording medium cannot cope with the increasing demand for higher density of information recorded on a recording medium such as a magnetic disk such as a hard disk. In order to cope with such high density recording information, a magnetic recording medium called a patterned medium has been devised. This patterned medium is a recording medium in which a recording area is magnetically or physically isolated, and an improvement in recording density is expected.
このパターンドメディアは、モールドに形成された所望のパターンを被成形材料に転写するインプリント技術を利用したインプリント装置を用いて複製し量産することができる。特に、パターンドメディアの場合、ナノメートルオーダーの転写にも対応したナノインプリント技術を利用したインプリント装置を用いることになる。 This patterned media can be duplicated and mass-produced using an imprint apparatus using an imprint technique for transferring a desired pattern formed on a mold to a molding material. In particular, in the case of patterned media, an imprint apparatus that uses nanoimprint technology that supports nanometer order transfer is used.
なお、このインプリント技術は大きく分けて2種類あり、熱インプリントと光インプリントとがある。 This imprint technique is roughly divided into two types, thermal imprint and optical imprint.
熱インプリントは、微細な凹凸パターンが形成されたモールドを被成形材料である熱可塑性樹脂に加熱しながら押し付け、その後で被成形材料を冷却・離型し、微細パターンを転写する方法である。 Thermal imprinting is a method in which a mold on which a fine uneven pattern is formed is pressed against a thermoplastic resin as a molding material while being heated, and then the molding material is cooled and released to transfer the fine pattern.
また、光インプリントは、微細な凹凸パターンが形成されたモールドを被成形材料である光硬化性樹脂に押し付けて紫外光を照射し硬化させ、その後で被成形材料を離型し、微細パターンを転写する方法である。 Optical imprinting is a process in which a mold with a fine uneven pattern is pressed against a photocurable resin, which is a molding material, and irradiated with ultraviolet light to cure, and then the molding material is released to form a fine pattern. It is a method of transcription.
インプリント装置における量産では、元型となるマスターモールドを用いることになるが、実際には、このマスターモールドを同じくインプリント装置にて被成形材料に転写することで複製した複数のワーキングレプリカと呼ばれるコピーモールドを量産ラインごとに用いることになる。つまり、コピーモールドは、元型であるマスターモールドの代替モールドとして使用されるため極めて高い精度での成形が求められることになる。 In mass production in an imprint apparatus, a master mold as a master mold is used, but in reality, this master mold is called a plurality of working replicas duplicated by transferring the master mold to a molding material. A copy mold will be used for each mass production line. In other words, the copy mold is used as an alternative mold for the master mold, which is the original mold, and therefore molding with extremely high accuracy is required.
しかしながら、被成形材料にモールドの微細な凹凸パターンを転写した後に、硬化した被成形物からモールドを離型する離型プロセスを実行する場合、離型に際してある程度の高い離型力を必要とすることから、転写成形された凹凸パターンに欠陥を発生したり、離型がうまくいかなかったり様々な問題を引き起こしてしまう。特に、ナノメートルオーダーの転写に対応したナノインプリント技術においては、このような問題が顕著となってしまう可能性が高い。 However, when a mold release process is performed to release the mold from the cured molded object after transferring the fine uneven pattern of the mold to the material to be molded, a certain degree of high release force is required for the mold release. For this reason, defects may occur in the concavo-convex pattern formed by transfer molding, or the mold release may not be successful, causing various problems. In particular, in the nanoimprint technology corresponding to nanometer order transfer, there is a high possibility that such a problem becomes remarkable.
また、このような離型プロセスに問題が発生するとスループットの低下を招来することなどから、コストの増大、ひいては量産化に向けての障壁となるため、離型プロセスは、インプリントにおいて非常に重要なプロセスの一つとなっている。 In addition, if a problem occurs in such a mold release process, it may cause a decrease in throughput, which increases the cost and eventually becomes a barrier to mass production. Therefore, the mold release process is very important in imprinting. Is one of the most important processes.
そこで、例えば、特許文献1では、転写パターンが形成されたテンプレートに離型剤を成膜することで、基板上に形成された塗布膜に転写パターンを転写した後の離型を容易にする技術が開示されている。
Therefore, for example, in
また、モールドまたは基板を物理的に変形させることにより、モールドと転写パターンを転写した被加工物との密着度を低減させて離型を容易にする手法も公知となっている。例えば、特許文献2では、基板を撓ませることにより、モールドと樹脂との剥離を容易にする機構が開示されている。
In addition, a technique for facilitating mold release by reducing the degree of adhesion between the mold and the workpiece to which the transfer pattern is transferred by physically deforming the mold or the substrate is also known. For example,
しかしながら、上述したような、被成形材料にモールドの凹凸パターンを転写した後に、硬化させた被成形物からモールドを離型する離型プロセスにおいて、例えば、特許文献1で開示されているような離型剤を用いた場合、離型剤が必ず物理的な膜厚を有することから、次世代の半導体やパターンドメディアなどの超微細パターンを扱う技術領域においては、この膜厚が無視できないものとなるため、転写パターンにサイズ的な制限を与えてしまうといった問題がある。
However, in the mold release process in which the mold is released from the cured molded product after transferring the concave / convex pattern of the mold to the molding material as described above, for example, the mold release disclosed in
また、例えば、特許文献2で開示されているように基板を撓ませるなどといった、モールドまたは基板を物理的に変形させることにより離型を実行する場合、転写パターンが微細になればなるほど、転写パターンの崩れなど悪影響が発生してしまう可能性が高い。具体的には、今後の技術的な発展方向である転写パターンの超微細化、高効率で転写を行う転写パターンの一括大面積化に対応することが極めて困難となる虞がある。
For example, when mold release is performed by physically deforming a mold or a substrate, such as bending the substrate as disclosed in
特に、転写パターンを一括大面積化した場合、必要となる離型力が非常に高くなるため、転写パターンの劣化、スループットの低下、インプリント装置への直接的なダメージなど様々な問題を引き起こしてしまうといった問題がある。 In particular, when the transfer pattern is enlarged in a large area, the required release force becomes very high, which causes various problems such as transfer pattern deterioration, throughput reduction, and direct damage to the imprint apparatus. There is a problem such as.
そこで、本発明は、上述した問題を解決するために案出されたものであり、離型剤を用いることなく、離型力を大幅に低減させて、被成形物からモールドを容易に離型させることができるインプリト装置及び離型方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and without using a mold release agent, the mold release force can be greatly reduced, and the mold can be easily released from the molding object. It is an object of the present invention to provide an implement device and a mold release method.
本発明の第1の態様は、
モールドに形成された所望のパターンを被成形材料に転写することで被成形物を成形するインプリント装置において、
少なくとも前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整手段によって減圧制御する制御手段とを備えること
を特徴とするインプリント装置である。
The first aspect of the present invention is:
In an imprint apparatus for molding a molding by transferring a desired pattern formed on a mold to a molding material,
Pressure adjusting means for adjusting a pressure in a space including at least the mold and the molding; and
At the time of releasing the mold from the molding object, the pressure in the space including the mold and the molding object is reduced by the pressure adjusting means so as to approach the pressure between the mold and the molding object. An imprint apparatus comprising: a control unit.
本発明の第2の態様は、
当該インプリント装置を密閉状態のチャンバー内に収納し、
前記制御手段は、前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記チャンバー内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整手段によって減圧制御すること
を特徴とする前記第1の態様に記載のインプリント装置である。
The second aspect of the present invention is:
The imprint apparatus is stored in a sealed chamber,
The control means controls the pressure in the chamber to be reduced by the pressure adjusting means so as to approach the pressure between the mold and the molding object when releasing the mold from the molding object. The imprint apparatus according to the first aspect.
本発明の第3の態様は、
モールドに形成された所望のパターンを被成形材料に転写することで被成形物を成形するインプリント装置の離型方法において、
少なくとも前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を調整する圧力調整工程と、
前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整工程によって減圧制御する制御工程とを備えること
を特徴とする離型方法である。
The third aspect of the present invention is:
In a mold release method of an imprint apparatus for molding a molding by transferring a desired pattern formed on a mold to a molding material,
A pressure adjusting step for adjusting a pressure in a space including at least the mold and the molding; and
When releasing the mold from the molding object, the pressure in the space including the mold and the molding object is reduced by the pressure adjusting step so as to approach the pressure between the mold and the molding object. A mold release method characterized by comprising a control step.
本発明の第4の態様は、
当該インプリント装置を密閉状態のチャンバー内に収納し、
前記制御工程は、前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記チャンバー内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整工程によって減圧制御すること
を特徴とする前記第3の態様に記載の離型方法である。
The fourth aspect of the present invention is:
The imprint apparatus is stored in a sealed chamber,
In the control step, the pressure in the chamber is reduced by the pressure adjustment step so that the pressure in the chamber approaches the pressure between the mold and the molding object when releasing the mold from the molding object. The mold release method according to the third aspect.
本発明によれば、離型剤を用いることなく、離型力を大幅に低減させて、被成形物からモールドを容易に離型させることを可能とする。 According to the present invention, it is possible to easily release the mold from the molding object by significantly reducing the release force without using a release agent.
以下、本発明の形態について図面を用いて説明をする。
本実施の形態においては、インプリント装置及びインプリント装置を用いた離型方法について次の順序で説明を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an imprint apparatus and a mold release method using the imprint apparatus will be described in the following order.
1.モールドと被成形物との間の圧力
2.インプリント装置の構成
3.インプリント装置の動作例
4.本実施の形態の効果
5.変形例
1. 1. Pressure between mold and
<1.モールドと被成形物との間の圧力>
本願発明者は、鋭意検討の結果、インプリント装置において、被成形材料にモールドの微細な凹凸パターンを転写した後のモールドと被成形物との間は、インプリントを実行している環境下であるインプリント雰囲気中よりも低い圧力(負圧)である減圧状態となっているという知見を得た。具体的には、被成形材料にモールドを型押して加圧し硬化させることにより、離型前のモールドと被成形物との間は、インプリント雰囲気中よりも低い圧力状態になっていると考えられる。
<1. Pressure between mold and workpiece>
As a result of earnest study, the inventor of the present application, in the imprint apparatus, between the mold and the molding object after transferring the fine uneven pattern of the mold to the molding material, under the environment where imprinting is performed The knowledge that it was in the pressure reduction state which is a pressure (negative pressure) lower than in a certain imprint atmosphere was acquired. Specifically, it is considered that the pressure between the mold before mold release and the molded object is lower than that in the imprint atmosphere by pressing the mold on the material to be molded and pressurizing and curing the mold. .
したがって、被成形材料にモールドの凹凸パターンを転写した後に、被成形物からモールドを離型する前段において、モールドと被成形物とは、インプリント雰囲気中の圧力(例えば、大気圧中でインプリントを実行している場合には大気圧)と、モールドと被成形物との間の圧力の差だけ、離型プロセスにおいて離型する方向とは逆向きに圧力を受けている状態となっている。 Therefore, after transferring the concave / convex pattern of the mold to the molding material, before the mold is released from the molding material, the mold and the molding material are subjected to pressure in the imprint atmosphere (for example, imprinting in atmospheric pressure). The pressure is applied in the direction opposite to the direction of mold release in the mold release process by the difference in pressure between the mold and the workpiece. .
つまり、モールドと被成形物とは、一般的に考えられる両者間に働く吸着力以外にも、このような圧力差に起因して、被成形物からモールドを引き離す際に必要となる離型力が高くなっていることになる。 In other words, in addition to the generally considered adsorption force acting between the mold and the molded object, the mold release force required when pulling the mold away from the molded object due to such a pressure difference Will be higher.
したがって、この圧力差を解消するようにインプリント雰囲気中の圧力を減圧し、モールドと被成形物との間の圧力に近付けるようにすると、これまでモールドと被成形物とが受けていた離型する方向とは逆向きの圧力が低下するため、離型プロセスにおいて必要となる離型力を大幅に低減することができることになる。 Therefore, if the pressure in the imprint atmosphere is reduced so as to eliminate this pressure difference, and the pressure is close to the pressure between the mold and the workpiece, the mold and mold have been released until now. Since the pressure in the direction opposite to the direction to be reduced is reduced, the release force required in the release process can be greatly reduced.
<2.インプリント装置の構成>
図1は、モールドに形成された所望のパターンを被成形材料に転写して量産することができるインプリント装置1の概略構成の一例について説明するための図である。また、図1(a)〜(c)は、モールドに形成された所望のパターンを被成形材料に転写する場合のそれぞれ転写前、転写中、モールドの離型時ごとに示した図である。なお、図1において、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY方向からなる平面を水平面とし、Z方向を鉛直方向とする。特にZ方向については、矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。
<2. Configuration of imprint apparatus>
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a schematic configuration of an
このインプリント装置1は、マスターモールドからワーキングレプリカと呼ばれるコピーモールドを量産する量産ラインでの使用、マスターモールドまたはコピーモールドからパターンドメディアを量産する量産ラインでの使用が可能であり、熱インプリント、光インプリントのどちらにも適用することができる。
This
なお、以下においては、説明のため光インプリントにより、マスターモールドからコピーモールドを作製する場合について説明をする。 In the following, a case where a copy mold is manufactured from a master mold by optical imprinting will be described for the sake of explanation.
図1に示すように、インプリント装置1は、大別すると、インプリントを実際に実行するインプリント実行部2と、インプリント実行部2を統括的に制御する動作コントローラ3と、真空ポンプ4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
(チャンバー10について)
インプリント実行部2は、インプリントを実行する際に、密閉状態を保つことが可能なようにチャンバー10内に収納されている。
(About chamber 10)
The
このチャンバー10には、真空ポンプ4を接続するための開口部10aが形成されている。チャンバー10と真空ポンプ4とは、チャンバー10の開口部10a、密閉状態を保つようなシール機能を有する真空フランジ7を介して接続されている。これにより、インプリント装置1によるインプリント実行時、特に離型プロセスにおいて、真空ポンプ4によりチャンバー10内の圧力を真空状態へと減圧する減圧処理を実行することができる。真空ポンプ4は、動作コントローラ3により動作制御される。
An
また、チャンバー10には、開口部10bが形成されており、開閉自在なバルブ8が設けられた、密閉状態を保つようなシール機能を有する配管9が接続されている。バルブ8は、手動によっても開閉自在であるが、例えば、公知の技術を適用しモータのような駆動源を組み合わせることで、動作コントローラ3の制御により自動で開閉するようにしてもよい。
In addition, the
バルブ8は、真空ポンプ4によりチャンバー10内の圧力を真空状態へと減圧する減圧処理を実行する場合には閉じられるように制御される。また、バルブ8は、真空状態へと減圧されたチャンバー10内の圧力を真空状態から、例えば、大気圧状態へと戻す場合には開くように制御される。
The
(インプリント実行部2について)
まず、図1(a)を用いて、インプリント実行部2の構成について説明をする。図1(a)に示すように、インプリント実行部2は、所望の微細な凹凸パターンが形成されたモールド30を保持するモールド保持部11を備えている。
(About imprint execution unit 2)
First, the configuration of the
モールド30は、例えば、石英などからなり、図示しないがモールド保持部11内を貫通するように配設されたライトガイドに導かれた光源から出射された光を、微細な凹凸パターンが形成された領域全面に渡って透過し、後述する光硬化性樹脂であるレジストに対して上方から照射することができる。
The
図1(a)に示すように、インプリント実行部2は、コピーモールドの基板となる基板21を安定、且つ平坦に載置するための基板載置部23を有している。基板載置部23は、基板21の載せ替えが自在であり、且つ光インプリント用のレジスト22を塗布し、微細な凹凸パターンを転写させたレジスト層を成形する際のモールド30の押し付け、離型といった工程に対して位置ずれを起こすことのないように設けられている。この基板載置部23の上に基板21を載置し、インプリントを実行するという工程を繰り返すことでコピーモールドを量産することができる。
As shown in FIG. 1A, the
なお、光インプリント用のレジストとしては、光硬化性樹脂とりわけ紫外線硬化性樹脂などがあげられる。このような光硬化性樹脂は、紫外線波長領域を含む光を所定時間以上照射することにより硬化する。 Examples of the resist for photoimprinting include a photocurable resin, particularly an ultraviolet curable resin. Such a photocurable resin is cured by irradiating light including an ultraviolet wavelength region for a predetermined time or longer.
図1(a)に示すように、チャンバー10内には、梁15が形成されている。この梁15には、モールド保持部11を挿入して吊り下げるように保持するための開口部が形成されている。また、梁15には、モールド上下駆動部50が設置されており、モールド保持部11に形成されたモールド上下機構51との噛みあわせによってモールド保持部11を上下自在に駆動することができる。
As shown in FIG. 1A, a
例えば、モールド上下機構51とモールド上下駆動部50とは、一般に、ラック・アンド・ピニオンと呼ばれている機構である。具体的には、モールド上下駆動部50は、ピニオンと呼ばれる小口径の円形歯車をモータの回転力により回転させる機構を有している。一方、モールド上下機構51は、平板状の棒に歯切りしたラックからなる。これにより、ピニオンに回転力を加えると、ラックが歯切りした末端まで直線方向(ここでは上下方向)に動くことになる。
For example, the mold up-and-
モールド保持部11を上下自在に駆動させる機構としては、上述したラック・アンド・ピニオン以外に、ウォームギアを用いた機構、カム機構、リンク機構などの回転動力を直線往復運動に変換する機構や、油圧、空気圧などのアクチュエータによる直動機構を適用するようにしてもよい。
In addition to the rack and pinion described above, the mechanism for driving the
このような駆動機構を有することで、後述するようにモールド保持部11は、基板載置部23に載置された基板21に塗布されたレジスト22に対してモールド30を押し付けて微細な凹凸パターンを転写したり、凹凸パターンを転写中に硬化させることで成形したレジスト層から離型したりすることができる。
By having such a drive mechanism, as will be described later, the
次に、図1(a)を用いて、モールド保持部11について説明をする。モールド保持部11は、モールド30のパターン形成面が基板21側を向くように直接取り付けて保持するモールドホルダー31と、モールドホルダー31を保持するホルダー保持部32とを有している。図1(a)に示すように、ホルダー保持部32には、上述したモールド上下機構51が設けられている。
Next, the
図1(a)に示すように、ホルダー保持部32は、当該ホルダー保持部32に形成された空間内において、モールドホルダー31と互いに係合するように構成されている。これにより、モールド上下駆動部50を回転駆動するように制御することで、モールド上下機構51を有するホルダー保持部32が上下自在に駆動し、このホルダー保持部32と係合するモールドホルダー31、ひいてはモールドホルダー31に取り付けられたモールド30を自在に上下させることができる。
As shown in FIG. 1A, the
ホルダー保持部32とモールドホルダー31との係合部分は、転写時、転写後においてもモールドホルダー31に取り付けられたモールド30のパターン形成面が傾くことなく平行を保つように均等な力が伝わるように構成されている。
The engaging portion between the
(動作コントローラ3について)
上述したように、動作コントローラ3は、インプリント装置1における制御部であり、インプリント実行部2、真空ポンプ4、バルブ8などを統括的に制御する。
(About the motion controller 3)
As described above, the
動作コントローラ3は、離型プロセスにおいて、チャンバー10に真空フランジ7を介して接続された真空ポンプ4の動作制御、チャンバー10に配管9を介して接続されたバルブ8の開閉制御を実行する。具体的には、動作コントローラ3は、インプリント実行部2による離型プロセスにおいて、バルブ8を閉状態するように制御するとともに、真空ポンプ4を制御してインプリント雰囲気を減圧する。これにより、モールドを被成形物から引き離す離型力を大幅に低減させた状態で離型を実行する。
The
また、動作コントローラ3は、離型が終了した後、バルブ8を開状態とするように制御することでインプリント雰囲気を、例えば、大気圧状態へと戻す。
Further, the
<3.インプリント装置の動作例>
続いて、図1(a)〜(c)を用いて、所望の微細な凹凸パターンが形成されたモールド30をレジスト22に転写してコピーモールドを成形する際のインプリント実行部2の動作について説明をする。なお、このインプリント実行部2による動作は、動作コントローラ3によって制御される。
<3. Example of operation of imprint apparatus>
Subsequently, with reference to FIGS. 1A to 1C, the operation of the
まず、バルブ8を開状態に制御することで、チャンバー10内のインプリント雰囲気を、例えば、大気圧状態とする。チャンバー10内のインプリント雰囲気は、必ずしも大気圧状態ではなくてもよく、離型する前におけるモールドと被成形物との間の圧力よりも高い状態であればよい。なお、以下においては、説明のため、インプリント雰囲気を大気圧状態とする。
First, by controlling the
次に、図1(a)に示すように、基板載置部23に基板21を載置し、基板21の上面にレジスト22を塗布する。
Next, as shown in FIG. 1A, the
続いて、モールド上下駆動部50を駆動制御することで、モールド上下機構51によりホルダー保持部32を下方向へと移動させる。同時に、ホルダー保持部32に係合しているモールドホルダー31、モールドホルダー31に取り付けられ保持されているモールド30も下方向へと移動することになる。
Subsequently, by driving and controlling the mold
これにより、図1(b)に示すように、モールド30が、基板21の上面に塗布されたレジスト22に押し付けられるため、モールド30に形成された微細な凹凸パターンが転写される。
As a result, as shown in FIG. 1B, the
この時、モールド30が取り付けられたモールドホルダー31の上面301a,301bは、ホルダー保持部32の下面302a,302bによって下方向へと押し付けられることになる。
At this time, the
インプリント実行部2のモールド保持部11は、モールド30に加わる力を検出するために、例えば、図示しない、ひずみゲージを用いた力の大きさを電気信号に変える変換器であるロードセルを備えている。図示しないロードセルによって検出された値は、インプリント実行中、例えば、所定の時間間隔などで、常に、動作コントローラ3に送信される。動作コントローラ3は、ロードセルによって検出されたモールド30をレジスト22に押し付けた際に加わる力が、所定の力となった時点でモールド上下駆動部50の動作を停止させるように制御し、モールド30によるレジスト22への押し付け状態を維持する。
The
光インプリントを行うインプリント装置1のインプリント実行部2は、この状態を維持しながらレジスト22に、当該レジスト22を硬化させる波長領域を含む光、例えば、紫外線(図示せず)を所定時間だけ照射してレジスト22を硬化させることでレジスト層を成形する。
The
図1(c)に示すように、レジストの硬化により被成形物であるレジスト層22Aが成形されると、離型プロセスへと移行する。まず、離型プロセスにおいては、動作コントローラ3の制御により、バルブ8を閉状態とし、チャンバー10内を密閉状態とする。
As shown in FIG. 1C, when the resist
次に、動作コントローラ3は、真空ポンプ4を制御して、チャンバー10内のインプリント雰囲気を減圧するよう制御する。具体的には、動作コントローラ3は、チャンバー10内のインプリント雰囲気が、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとの間の圧力に近付くように真空ポンプ4を制御して減圧をする。これにより、被成形物であるレジスト層22Aからモールドを引き離す力である離型力が大幅に低減されることになる。
Next, the
次に、図1(c)に示すように、動作コントローラ3は、モールド30をレジスト層22Aから離すようにモールド上下駆動部50を駆動制御しモールド保持部11を上方向へと移動させ、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとを離型する。
Next, as shown in FIG. 1C, the
動作コントローラ3は、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとを離型した後、真空ポンプ4の動作を停止させ、バルブ8を開状態とするよう制御することでチャンバー10内のインプリント雰囲気を大気圧状態へと戻す。
The
なお、チャンバー10内のインプリント雰囲気は、次回のインプリントの離型プロセスにおいて減圧による離型が可能なように、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとの間の圧力よりも高ければよく、必ずしも大気圧状態とする必要はない。したがって、チャンバー10内のインプリント雰囲気が大気圧状態となる前段でバルブ8を閉状態となるように制御するようにしてもよい。
It should be noted that the imprint atmosphere in the
このような、図1(a)〜(c)を用いて説明した動作を実行することで、インプリント装置1のインプリント実行部2は、モールド30に形成された所望の微細な凹凸パターンを被成形材料であるレジスト22に転写して硬化させることで、基板21上に被成形物であるレジスト層22Aを成形することができる。
By executing the operation described with reference to FIGS. 1A to 1C, the
<4.本実施の形態の効果>
本実施の形態で説明したインプリント装置1、当該インプリント装置1が実行する被成形物からモールドを引き離す離型方法によれば、以下に述べる効果が得られる。
<4. Effects of the present embodiment>
According to the
本実施の形態によれば、インプリント装置1のインプリト実行部2が実行するインプリントの離型プロセスにおいて、インプリント実行部2が収納されたチャンバー10内のインプリント雰囲気を、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとの間の圧力に近付けるように、真空ポンプ4を用いて減圧する。
According to the present embodiment, in the imprint release process executed by the
本願発明者が、鋭意検討の結果見出した知見により、離型前のモールド30と被成形物であるレジスト層22Aとの間は、チャンバー10内のインプリント雰囲気中よりも低い圧力状態になっていると考えられる。
The inventor of the present application has found that the pressure between the
つまり、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとは、チャンバー10内のインプリント雰囲気との圧力差により離型方向とは逆向きの圧力を受けていることになる。
That is, the
したがって、この圧力差を解消するようにインプリント雰囲気中の圧力を減圧し、モールド30と被成形物であるレジスト層22Aとの間の圧力に近付けるようにすると、これまでモールド30と被成形物とが受けていた離型する方向とは逆向きの圧力も低下するため、離型プロセスにおいて必要となる離型力を大幅に低減することができる。
Therefore, if the pressure in the imprint atmosphere is reduced so as to eliminate this pressure difference, and the pressure is close to the pressure between the
このように、離型プロセスにおいて必要となる離型力を大幅に低減させることができれば、転写パターンの品質向上を可能とし、離型剤の塗布による離型層を必要としないことから転写パターンの超微細化が可能となる。また、離型力の大幅な低減により、離型プロセスにおいて、インプリント装置1自体へと与える装置負荷をも低減させることができるため、インプリント装置1の耐久性も向上させることができる。さらに、離型力の大幅な低減により、高効率で転写を行う転写パターンの一括大面積化へ発展させるべく、転写パターン面積の拡大も容易となる。
Thus, if the release force required in the release process can be greatly reduced, the quality of the transfer pattern can be improved, and a release layer by applying a release agent is not required. Ultra miniaturization becomes possible. Moreover, since the apparatus load given to the
つまり、本発明によれば、離型剤を用いることなく、離型力を大幅に低減させて、被成形物からモールド30を容易に離型させることができる。
That is, according to the present invention, the
<5.変形例> <5. Modification>
本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes forms to which various modifications and improvements are added within the scope of deriving specific effects obtained by the constituent features of the invention and combinations thereof. .
例えば、上述した図1では、インプリント装置1のインプリント実行部2全体を、密閉状態を保つことが可能なチャンバー10内に収納するようにしているが、必ずしもこのような構成とする必要はない。
For example, in FIG. 1 described above, the entire
被成形材料にモールドの凹凸パターンを転写した後に、被成形物からモールドを離型する離型プロセスに関連する箇所、具体的には、少なくともモールドと被成形物とを含む空間内の圧力を、モールドと被成形物との間の圧力よりも低くすることができれば、離型プロセスにおいて離型力を大幅に低減することができる。 After transferring the concavo-convex pattern of the mold to the molding material, the location related to the mold release process for releasing the mold from the molding material, specifically, the pressure in the space including at least the mold and the molding material, If it can be made lower than the pressure between the mold and the workpiece, the release force can be greatly reduced in the release process.
例えば、図示しないが、インプリント実行部2のうちのモールド30、被成形物であるレジスト層22A、基板21、基板載置部23を含む空間内を離型プロセスにおいて密閉状態とするようなチャンバーを設け、このチャンバーに密閉状態を保ちながら接続した真空ポンプにより圧力を低くするよう制御可能な構成とする。
For example, although not shown, the chamber in which the space including the
これにより、モールドと被成形物との間の圧力に近付くようにチャンバー内の圧力を減圧することで、離型プロセスにおいて、被成形物からモールドを離型する際に必要となる離型力を大幅に低減させることができる。 Thereby, by reducing the pressure in the chamber so as to approach the pressure between the mold and the molding object, the mold release force required when releasing the mold from the molding object in the mold release process is achieved. It can be greatly reduced.
このように、離型プロセスに関わる空間内の圧力だけを制御可能なように構成することで、図1で説明したように、インプリント実行部2全体を収納可能なチャンバー10を必要としないため、装置構成を小型化することができるという利点がある。
In this way, since only the pressure in the space related to the mold release process can be controlled, the
本実施の形態は、本発明の好適な実施の一態様を示すものである。すなわち、本発明は、本実施の形態の内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。もちろん、本発明は、光インプリントに限らず、熱インプリントにおいても同様に適用することが可能であることは言うまでもない。 This embodiment mode shows one preferred embodiment mode of the present invention. That is, the present invention is not limited to the contents of the present embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof. Of course, it goes without saying that the present invention is not limited to optical imprinting but can be similarly applied to thermal imprinting.
次に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明が、以下の実施例に限定されないことは勿論である。図2は、モールド30を被成形物であるレジスト層22Aから離型する際にかかる最大離型力を測定した結果を示した図である。
Next, an Example is given and this invention is demonstrated concretely. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the following examples. FIG. 2 is a diagram showing a result of measuring the maximum mold release force applied when the
<実施例1>
実施例1では、離型剤を塗布しないモールド30を用い、光インプリントによりインプリントを実行するインプリント装置1のインプリント実行部2をチャンバー10内に収納して、当該チャンバー10内のインプリント雰囲気の圧力を真空ポンプ4にて減圧することにより離型プロセスを実行した。なお、離型プロセス前の、チャンバー10内のインプリント雰囲気は、大気圧とした。
<Example 1>
In the first embodiment, the
まず、インプリント実行部2により、モールド30の微細な凹凸パターン(トラックピッチTp:50nm)を被成形材料であるレジスト22に転写し、紫外線を所定時間だけ照射してレジスト22を硬化させることでレジスト層22Aを成形した。
First, the
次に、動作コントローラ3の制御によりバルブ8を閉状態とし、真空ポンプ4でチャンバー10内のインプリント雰囲気を50k[Pa]まで減圧して被成形物であるレジスト層22Aからモールド30を離型した。このときの最大離型力を測定すると17[N]となった。
Next, the
<比較例1>
比較例1では、実施例1と同様に微細な凹凸パターン(トラックピッチTp:50nm)が形成されたモールド30を用いた。このモールド30を被成形材料であるレジスト22に転写し、紫外線を所定時間だけ照射してレジスト22を硬化させることでレジスト層22Aを成形した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, a
比較例1においては、インプリント雰囲気の圧力を変動させることなく、通常通りレジスト層22Aからモールド30を離型した。このときの最大離型力を測定すると26[N]となった。
In Comparative Example 1, the
図3に、実施例1、比較例1と同様のインプリント装置1、モールド30を用いて、インプリント実行部2のチャンバー10内のインプリント雰囲気の圧力[atm](1[atm]=101325[Pa])を減圧させた状態から大気圧まで上昇変化させて離型プロセスを実行した場合の最大離型力[N]を測定した結果を示す。なお、図3は、実施例1、比較例1の各結果も含んでいる。図3に示すように、インプリント雰囲気の圧力を大気圧よりも減圧させるほど、レジスト層22Aからモールド30を離型する際に必要となる最大離型力も小さいことが分かる。
In FIG. 3, the pressure [atm] (1 [atm] = 101325) of the imprint atmosphere in the
<評価>
以上の結果から明らかなように、インプリント雰囲気の圧力を大気圧よりも減圧させるほど、最大離型力を低減させることができることが分かる。つまり、インプリント雰囲気の圧力を減圧制御することで、離型剤を必要とすることなく、被成形物からモールド30を離型する際に必要となる離型力を大幅に低減させることが可能となる。
<Evaluation>
As is clear from the above results, it can be understood that the maximum mold release force can be reduced as the pressure of the imprint atmosphere is reduced from the atmospheric pressure. In other words, by controlling the pressure of the imprint atmosphere to be reduced, it is possible to significantly reduce the release force required when releasing the
1 インプリント装置
2 インプリント実行部
3 動作コントローラ
4 真空ポンプ
7 真空フランジ
8 バルブ
9 配管
10 チャンバー
21 基板
22 レジスト
22A レジスト層
23 基板載置部
30 モールド
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整手段によって減圧制御する制御手段とを備えること
を特徴とするインプリント装置。 In an imprint apparatus for molding a molding by transferring a desired pattern formed on a mold to a molding material,
Pressure adjusting means for adjusting a pressure in a space including at least the mold and the molding; and
At the time of releasing the mold from the molding object, the pressure in the space including the mold and the molding object is reduced by the pressure adjusting means so as to approach the pressure between the mold and the molding object. An imprint apparatus comprising: a control unit.
前記制御手段は、前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記チャンバー内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整手段によって減圧制御すること
を特徴とする請求項1記載のインプリント装置。 The imprint apparatus is stored in a sealed chamber,
The control means controls the pressure in the chamber to be reduced by the pressure adjusting means so as to approach the pressure between the mold and the molding object when releasing the mold from the molding object. The imprint apparatus according to claim 1.
少なくとも前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を調整する圧力調整工程と、
前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記モールドと被成形物とを含む空間内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整工程によって減圧制御する制御工程とを備えること
を特徴とする離型方法。 In a mold release method of an imprint apparatus for molding a molding by transferring a desired pattern formed on a mold to a molding material,
A pressure adjusting step for adjusting a pressure in a space including at least the mold and the molding; and
When releasing the mold from the molding object, the pressure in the space including the mold and the molding object is reduced by the pressure adjusting step so as to approach the pressure between the mold and the molding object. A mold release method comprising: a control step.
前記制御工程は、前記被成形物からモールドを引き離す離型時において、前記チャンバー内の圧力を、前記モールドと被成形物との間の圧力に近付くよう前記圧力調整工程によって減圧制御すること
を特徴とする請求項3記載の離型方法。 The imprint apparatus is stored in a sealed chamber,
In the control step, the pressure in the chamber is reduced by the pressure adjustment step so that the pressure in the chamber approaches the pressure between the mold and the molding object when releasing the mold from the molding object. The mold release method according to claim 3.
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