JP2008221538A - Mold for imprint and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for an optical imprint capable of improving durability without damaging performance, and a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: The mold 1 for the optical imprint is equipped with a substrate 100 having a rugged pattern and a metal oxide 102 coated on the surface of the rugged pattern 101. Synthetic quartz, for example, is used for the substrate 100. Tin oxide, for example, is used for the metal oxide 102. In the manufacturing method, after the surface of the rugged pattern 101 of the substrate 100 is etched, the metal oxide 102 is formed on the surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インプリント用モールド及びその製造方法に関し、特に耐久性及び転写性能に優れたインプリント用モールド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an imprint mold and a method for producing the same, and more particularly to an imprint mold having excellent durability and transfer performance and a method for producing the same.

近年、半導体デバイス、ディスプレイ、記録メディア、バイオチップ、光デバイスなどの製造プロセスにおける微細パターンプロセスには、インプリント法（もしくはナノインプリント法）が採用される傾向にある。インプリント法は、非常に簡易な製造手法であり、大量生産に好適でありながら、微細なパターンを忠実に転写することができる技術として注目されている。インプリント法において、ナノメーターレベルの場合には特にナノインプリント法と呼ばれている。ここでは、単にインプリント法という場合にはナノインプリント法が含まれる。   In recent years, an imprint method (or nanoimprint method) tends to be employed in a fine pattern process in a manufacturing process of a semiconductor device, a display, a recording medium, a biochip, an optical device, and the like. The imprint method is a very simple manufacturing method, and is attracting attention as a technique capable of faithfully transferring a fine pattern while being suitable for mass production. In the imprint method, in the case of a nanometer level, it is particularly called a nanoimprint method. Here, the simple imprint method includes a nanoimprint method.

インプリント法は、最終的に転写されるパターンのネガポジ反転像に対応するパターンが形成されたインプリント用モールド（テンプレートという場合がある）と呼ばれる金型を樹脂に型押しし、その状態で樹脂を硬化させることにより、樹脂にパターンを転写する転写方法である。インプリント用モールドは、必ずしも金属を基材とする必要はなく、石英やシリコンも基材として使用されている。   In the imprint method, a mold called an imprint mold (sometimes referred to as a template) in which a pattern corresponding to a negative / positive reversal image of a pattern to be finally transferred is formed is pressed into a resin, and the resin is in that state. Is a transfer method in which a pattern is transferred to a resin by curing. The imprint mold does not necessarily need to use a metal as a base material, and quartz and silicon are also used as a base material.

下記非特許文献１及び下記特許文献２には、熱により樹脂を硬化させる熱インプリント法が提案されている。また、下記特許文献１には、紫外線により樹脂を硬化させる光インプリント法が提案されている。   Non-Patent Document 1 and Patent Document 2 below propose a thermal imprint method in which a resin is cured by heat. Patent Document 1 below proposes an optical imprint method in which a resin is cured with ultraviolet rays.

熱インプリント法を用いたパターン形成方法においては、重ね合わせ位置精度やインプリント用モールドの強度及び耐久性に解決すべき課題があった。   In the pattern forming method using the thermal imprint method, there are problems to be solved in terms of overlay position accuracy, strength and durability of the imprint mold.

そこで、熱インプリント法を用いたパターン形成方法の課題を解決するため、光インプリント法を用いたパターン形成方法が採用される傾向にある。光インプリント法においては、樹脂を光反応によって硬化することができるので、樹脂の硬化に熱サイクルが必要とされず、あるいは室温を使用することができる。つまり、処理時間が大幅に短縮することができるとともに、位置精度の低下を最小限に止めることができる。   Therefore, in order to solve the problem of the pattern formation method using the thermal imprint method, there is a tendency that the pattern formation method using the optical imprint method is adopted. In the photoimprint method, since the resin can be cured by a photoreaction, a thermal cycle is not required for curing the resin, or room temperature can be used. That is, the processing time can be greatly shortened, and the decrease in position accuracy can be minimized.

光インプリント法に使用される光インプリント用モールドの基材には、様々な固体材料が提案されている。実際には、紫外線透過性能や作製プロセスの類似性から、光インプリント用モールドの基材には、半導体製造用レチクルにも使用されている石英の使用が一般的である。   Various solid materials have been proposed for the base material of the mold for optical imprint used in the optical imprint method. Actually, from the similarity of ultraviolet transmission performance and manufacturing process, it is common to use quartz, which is also used as a reticle for semiconductor manufacturing, as a base material for an optical imprint mold.

しかしながら、石英は、金属とは異なり、脆性材料であるので、破壊しやすい。更に、石英の表面に微細な傷（マイクロクラック）が存在すると、物理的ストレスがマイクロクラックに集中し、石英の強度が理論的強度の数百分の１にまで低下してしまう。   However, unlike metal, quartz is a brittle material and is therefore easily broken. Furthermore, if fine scratches (microcracks) are present on the surface of quartz, physical stress concentrates on the microcracks, and the strength of quartz is reduced to one hundredth of the theoretical strength.

石英の表面にフッ化水素酸を使用してエッチングを行なうと、石英の表面に存在しているマイクロクラックを除去することができる。また、エッチングに基づきマイクロクラック幅を増大させ、マイクロクラック先端の曲率半径を増加することができるので、マイクロクラックへのストレスの集中を緩和することができる。ところが、微細構造を持ち転写原版として使用される石英を光インプリント用モールドとして使用する場合、使用中に再びマイクロクラックが発生し、やがてこのようなマイクロクラックから光インプリント用モールドに欠けなどの破損が生じる。   When etching is performed on the quartz surface using hydrofluoric acid, microcracks existing on the quartz surface can be removed. Further, since the microcrack width can be increased based on etching and the radius of curvature of the microcrack tip can be increased, the concentration of stress on the microcrack can be alleviated. However, when quartz that has a fine structure and is used as a transfer master is used as a mold for optical imprinting, a microcrack is generated again during use, and the optical imprinting mold is eventually chipped from such microcrack. Damage occurs.

そこで、光インプリント用モールドの表面を保護する目的で、ポリエチレンなどの有機高分子化合物被膜を形成することが考えられる。しかし、有機高分子化合物被膜の強度は一般に弱く、１００ｎｍ以下の微細な形状を有するインプリント用モールドのパターニングに影響を及ぼさない程度の膜厚では、表面保護性能を期待することができない。更に、有機高分子化合物被膜は紫外線による劣化を無視することができない。   Therefore, it is conceivable to form an organic polymer compound film such as polyethylene for the purpose of protecting the surface of the mold for photoimprinting. However, the strength of the organic polymer compound coating is generally weak, and surface protection performance cannot be expected at a film thickness that does not affect the patterning of the imprint mold having a fine shape of 100 nm or less. Furthermore, the organic polymer compound coating cannot be ignored by ultraviolet rays.

また、光インプリント用モールドの基材として石英が使用され、その表面に金属膜が被膜された場合、外力がかかると石英よりも先に金属膜が破断する。この金属膜の破断が引き金となり、石英の破断が増長され、金属膜が無い場合に比べ、逆に光インプリント用モールドの強度が低下する。
特開２０００‐１９４１４２号公報 特開２００３‐７７８０７号公報 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．６７、１９９５年、Ｐ３３１４ Further, when quartz is used as the base material of the mold for optical imprinting and a metal film is coated on the surface thereof, the metal film is broken before the quartz when an external force is applied. The breakage of the metal film is a trigger, the breakage of the quartz is increased, and the strength of the mold for optical imprinting is conversely reduced as compared with the case without the metal film.
JP 2000-194142 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-77807 Appl. Phys. Lett. vol. 67, 1995, P3314

本発明の目的は、性能を損なわずに、耐久性を向上することができる光インプリント用モールド及びその製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the mold for optical imprint which can improve durability, without impairing performance, and its manufacturing method.

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、インプリント用モールドにおいて、凹凸パターンを有する基材と、凹凸パターン表面に被覆された金属酸化物とを備える。   A first feature according to an embodiment of the present invention is that an imprint mold includes a substrate having a concavo-convex pattern and a metal oxide coated on the concavo-convex pattern surface.

また、インプリント用モールドの基材は石英であることが望ましい。また、金属酸化物は錫の酸化物であることが望ましい。   The base material of the imprint mold is preferably quartz. The metal oxide is preferably a tin oxide.

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、インプリント用モールドの製造方法において、石英基材に凹凸パターンを形成する工程と、石英基材の凹凸パターン表面を酸を含む溶液によりエッチングする工程と、凹凸パターンのエッチングされた表面上に金属酸化物を被覆する工程とを備える。   The second feature of the embodiment of the present invention is that, in the method for producing an imprint mold, a step of forming a concavo-convex pattern on a quartz substrate, and the concavo-convex pattern surface of the quartz substrate is etched with a solution containing an acid. And a step of coating a metal oxide on the etched surface of the concavo-convex pattern.

また、金属酸化膜を被膜する工程は、ヒーターを加熱源として形成された金属酸化物を被覆する工程であることが望ましい。更に、金属酸化膜を被膜する工程は、炭酸ガスレーザを加熱源として形成された金属酸化物を被覆する工程であることが望ましい。   The step of coating the metal oxide film is preferably a step of coating a metal oxide formed using a heater as a heating source. Further, the step of coating the metal oxide film is preferably a step of coating a metal oxide formed using a carbon dioxide laser as a heating source.

本発明によれば、性能を損なわずに、耐久性を向上することができる光インプリント用モールド及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mold for optical imprint which can improve durability, without impairing performance, and its manufacturing method can be provided.

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るインプリント用モールド１は、凹凸パターン１０１を有する基材１００と、凹凸パターン１０１表面に被覆された金属酸化物１０２とを備えている。このインプリント用モールド１は光インプリント用モールドである。基材１００には、紫外線透過性能や作製プロセスの類似性から石英を実用的に使用することができる。基材１００が石英の場合、凹凸パターン１０１を被覆する金属酸化物には、酸化錫（ＳｎＯ2）を実用的に使用することができる。酸化錫は、高融点において濃硫酸、加熱濃塩酸以外に溶けないなど化学的に不活性な固体であり、基材１００の石英との密着性もよく、強固な被膜となる。そのため、インプリント用モールド１のハンドリング作業や転写時において、このインプリント用モールド１にマイクロクラックが発生することを抑止することができ、インプリント用モールド１自体の耐久性を向上することができる。 As shown in FIG. 1, the imprint mold 1 according to the embodiment of the present invention includes a base material 100 having a concavo-convex pattern 101 and a metal oxide 102 coated on the surface of the concavo-convex pattern 101. This imprint mold 1 is an optical imprint mold. Quartz can be practically used for the base material 100 because of the ultraviolet transmission performance and the similarity of the manufacturing process. In the case where the substrate 100 is quartz, tin oxide (SnO 2 ) can be used practically as the metal oxide covering the uneven pattern 101. Tin oxide is a chemically inert solid that does not dissolve other than concentrated sulfuric acid and heated concentrated hydrochloric acid at a high melting point, has good adhesion to the quartz of the substrate 100, and forms a strong coating. Therefore, it is possible to prevent microcracks from being generated in the imprint mold 1 during the handling operation or transfer of the imprint mold 1 and to improve the durability of the imprint mold 1 itself. .

また、光インプリント法に使用され、インプリント用モールド１により成型される紫外線硬化樹脂には、高圧水銀灯を光源とした波長３００ｎｍ〜４００ｎｍ領域において硬化するものが多様されている。例えば、東洋合成製、商品名「ＰＡＫ‐０１」で表示される紫外線硬化樹脂を使用することができる。金属酸化物１０２として使用される酸化錫は、波長３００ｎｍから可視光領域にかけて光吸収特性を持たないので、樹脂の硬化率を高められる点において、光インプリント用モールド１の被膜には最適である。   Moreover, the ultraviolet curable resin used for the optical imprint method and molded by the imprint mold 1 is variously cured in a wavelength region of 300 nm to 400 nm using a high pressure mercury lamp as a light source. For example, an ultraviolet curable resin manufactured by Toyo Gosei and displayed under the trade name “PAK-01” can be used. Tin oxide used as the metal oxide 102 does not have a light absorption characteristic from a wavelength of 300 nm to a visible light region, and is therefore optimal for the film of the optical imprint mold 1 in that the curing rate of the resin can be increased. .

また、金属酸化物１０２には、酸化チタン（ＴｉＯ2）の被膜を使用することができる。但し、酸化チタンは、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍ領域に光吸収特性を有するので、紫外線硬化樹脂を使用する光インプリント用モールド１の金属酸化物１０２の被膜として適さない。 As the metal oxide 102, a titanium oxide (TiO 2 ) film can be used. However, since titanium oxide has light absorption characteristics in the wavelength region of 300 nm to 400 nm, it is not suitable as a film of the metal oxide 102 of the photoimprint mold 1 using an ultraviolet curable resin.

インプリント用モールド１の金属酸化物１０２は、このインプリント用モールド１を新規に製作した場合にのみ被覆されるだけではなく、樹脂成型を繰り返し使用した後に再度被覆してもよい。酸化錫は硫酸に可溶であり、基材１００の表面に損傷を与えること無く、再度酸化錫を被覆することができる。   The metal oxide 102 of the imprint mold 1 is not only coated when the imprint mold 1 is newly manufactured, but may be coated again after repeated use of resin molding. Tin oxide is soluble in sulfuric acid, and can be coated again without damaging the surface of the substrate 100.

インプリント用モールド１の製造方法における酸化錫の被膜の具体的な形成方法は、以下の通りである。まず最初に、Ｓｎの有機塩化物若しくは無機塩化物、具体的にはＳｎＣｌ４、（ＣＨ3）２ＳｎＣｌ2、Ｃ4Ｈ9ＳｎＣｌ3、などを加熱して気化させ、ＣＶＤ法の原理により４００℃〜７００℃に加熱した基材１００の凹凸パターン１０１表面上において有機塩化物若しくは無機塩化物に熱分解反応および酸化反応を生じさせ、基材１００の凹凸パターン１０１表面上に酸化錫つまり金属酸化物１０２を被覆することができる。一般的に基材１００の温度が高いほど金属酸化物１０２の成膜速度は速くなる。 A specific method for forming the tin oxide film in the method for manufacturing the imprint mold 1 is as follows. First, Sn organic chloride or inorganic chloride, specifically SnCl 4 , (CH 3 ) 2 SnCl 2 , C 4 H 9 SnCl 3 , or the like is heated and vaporized, and is added according to the principle of the CVD method. The organic chloride or inorganic chloride is caused to undergo a thermal decomposition reaction and an oxidation reaction on the surface of the concavo-convex pattern 101 of the base material 100 heated to ℃ to 700 ° C., and tin oxide, that is, metal oxidation is performed on the surface of the concavo-convex pattern 101 of the base material 100 The object 102 can be coated. In general, the higher the temperature of the substrate 100, the faster the film formation rate of the metal oxide 102.

有機系Ｓｎ塩化物は、無機系Ｓｎ塩化物に比べて反応速度が遅いため、凹凸パターン１０１表面に均一性の良い（膜厚並びに膜質が均一な）金属酸化物１０２を堆積しやすい。また、有機系Ｓｎ塩化物は、その成膜の際に、ＣＶＤ装置の真空チャンバ内壁に余分な酸化錫を付着させない。   Since the organic Sn chloride has a slower reaction rate than the inorganic Sn chloride, it is easy to deposit the metal oxide 102 having good uniformity (uniform film thickness and film quality) on the surface of the concavo-convex pattern 101. In addition, the organic Sn chloride does not cause excess tin oxide to adhere to the inner wall of the vacuum chamber of the CVD apparatus during film formation.

金属酸化物１０２の形成に使用される酸化ガスとしては、酸素若しくは空気を利用することができる。酸化ガスはあらかじめ加熱して気化されたＳｎ塩化物ガスに混合され、この混合ガスがＣＶＤ装置の真空チャンバ内に導入される。また、ＣＶＤ装置の真空チャンバ内部の導入管（インジェクタ）に金属酸化物が堆積する可能性があるので、酸化ガスとＳｎ塩化物ガスとはそれぞれ独立した導入管を使用して真空チャンバ内に導入することが好ましい。また、ＣＶＤ装置の真空チャンバ内部の導入管をＳｎ塩化物の沸点以上であり、かつ熱分解反応が起きない程度の温度範囲（例えば１５０℃〜４００℃）に保つなどの工夫が必要である。   As the oxidizing gas used for forming the metal oxide 102, oxygen or air can be used. The oxidizing gas is mixed with Sn chloride gas that has been heated and vaporized in advance, and this mixed gas is introduced into the vacuum chamber of the CVD apparatus. In addition, since there is a possibility that metal oxide is deposited on the introduction pipe (injector) inside the vacuum chamber of the CVD apparatus, the oxidizing gas and the Sn chloride gas are introduced into the vacuum chamber using independent introduction pipes. It is preferable to do. Further, it is necessary to devise such as keeping the introduction pipe inside the vacuum chamber of the CVD apparatus at a temperature range (for example, 150 ° C. to 400 ° C.) that is higher than the boiling point of Sn chloride and does not cause a thermal decomposition reaction.

インプリント用モールド１において、微細な形状を有する凹凸パターン１０１の表面上にステップカバレッジが良い状態において金属酸化物１０２を成膜するには、反応ガスの平均自由行程が長い減圧下で、ＣＶＤ反応を行うことが望ましい。   In the imprint mold 1, in order to form the metal oxide 102 on the surface of the concavo-convex pattern 101 having a fine shape with good step coverage, the CVD reaction is performed under reduced pressure with a long mean free path of the reaction gas. It is desirable to do.

［インプリント用モールドの第１の製造方法］
以下、本発明の実施の形態に係るインプリント用モールド１の製造方法、特に基材１００の表面に金属酸化物（薄膜）１０２を成膜する方法を図２を用いて詳細に説明する。図２にはヒーター加熱システムを有する減圧ＣＶＤ装置の構成を示す。 [First method for producing imprint mold]
Hereinafter, a method for manufacturing the imprint mold 1 according to the embodiment of the present invention, particularly a method for forming a metal oxide (thin film) 102 on the surface of the substrate 100 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration of a low pressure CVD apparatus having a heater heating system.

まず最初に、合成石英を用い、インプリント用モールド１の、凹凸パターン１０１を有する基材１００が作製される（図１参照。）。この基材１００は、室温において、濃度０．１％のフッ化水素酸溶液中に２０分浸漬し、全体表面特に凹凸パターン１０１の表面を約２ｎｍ〜３ｎｍ程度エッチングにより除去する。インプリント用モールド１の凹凸パターン１０１に高い寸法精度が求められない場合には、基材１００の表面をこの１０倍程度のエッチング量においてエッチングし、マイクロクラックの存在をより減少させてもよい。   First, a substrate 100 having an uneven pattern 101 of the imprint mold 1 is produced using synthetic quartz (see FIG. 1). This base material 100 is immersed in a hydrofluoric acid solution having a concentration of 0.1% at room temperature for 20 minutes, and the entire surface, particularly the surface of the concavo-convex pattern 101 is removed by etching by about 2 nm to 3 nm. When high dimensional accuracy is not required for the concave-convex pattern 101 of the imprint mold 1, the surface of the base material 100 may be etched at an etching amount about 10 times this to further reduce the presence of microcracks.

基材１００にフッ化水素酸処理を行った後に、図２に示す減圧ＣＶＤ装置２００に基材１００が搬送される。減圧ＣＶＤ装置２００は、排気ポンプ１６に連接され温度制御が可能な真空チャンバ５を備え、この温度制御はヒーターユニット７により行われる。ヒーターユニット７は真空チャンバ５の壁面に組み込まれているとともに、試料台６にも組み込まれている。基材１００は、試料台６上に載置され、ヒーターユニット７により約５００℃まで昇温させておく。   After the hydrofluoric acid treatment is performed on the base material 100, the base material 100 is conveyed to the low pressure CVD apparatus 200 shown in FIG. The low-pressure CVD apparatus 200 includes a vacuum chamber 5 connected to the exhaust pump 16 and capable of temperature control. The temperature control is performed by the heater unit 7. The heater unit 7 is incorporated in the wall surface of the vacuum chamber 5 and is also incorporated in the sample stage 6. The substrate 100 is placed on the sample stage 6 and heated up to about 500 ° C. by the heater unit 7.

次に、搬送ガス供給源１２から窒素ガスを搬送ガスとして使用し、マスフローコントローラ１１を通して金属成膜ガス供給源１０に搬送される。金属成膜ガス供給源１０においては、Ｓｎ塩化物、本実施の形態においては（ＣＨ3）ＳｎＣｌ3が使用され、搬送ガスによりバブリングが行われる。この蒸気ガスはマスフローコントローラ１１により５０ｓｃｃｍの流量において真空チャンバ５内に供給される。 Next, nitrogen gas is used as the carrier gas from the carrier gas supply source 12, and is transferred to the metal film forming gas supply source 10 through the mass flow controller 11. In the metal film forming gas supply source 10, Sn chloride, (CH 3 ) SnCl 3 in the present embodiment, is used, and bubbling is performed with a carrier gas. This vapor gas is supplied into the vacuum chamber 5 by the mass flow controller 11 at a flow rate of 50 sccm.

また、酸化ガス供給源１３から別系統において酸化ガスとして１５ｓｃｃｍの流量の酸素が真空チャンバ５内に供給される。なお、本実施の形態においては（ＣＨ3）ＳｎＣｌ3の分解を促進するために若干の水蒸気をガス系に混合することができる。真空チャンバ５の内壁（インジェクタ８含む）の温度は、酸化物の付着堆積を防ぐために１５０℃〜４００℃程度に保つことが好ましい。真空チャンバ５内の圧力は圧力計１４によって測定され、この圧力計１４の測定結果に基づき圧力調節弁１５が調整される。圧力調節弁１５の調節によって、真空チャンバ５内の真空度が、例えば２０Ｐａ〜２００Ｐａ程度に保たれる。 Further, oxygen at a flow rate of 15 sccm is supplied into the vacuum chamber 5 as the oxidizing gas from the oxidizing gas supply source 13 in another system. In the present embodiment, a slight amount of water vapor can be mixed into the gas system in order to promote the decomposition of (CH 3 ) SnCl 3 . The temperature of the inner wall (including the injector 8) of the vacuum chamber 5 is preferably maintained at about 150 ° C. to 400 ° C. in order to prevent oxide deposition. The pressure in the vacuum chamber 5 is measured by the pressure gauge 14, and the pressure control valve 15 is adjusted based on the measurement result of the pressure gauge 14. By adjusting the pressure control valve 15, the degree of vacuum in the vacuum chamber 5 is maintained at about 20 Pa to 200 Pa, for example.

このような条件下に基づき、減圧ＣＶＤ装置２００において、前述の図１に示すように、基材１００の凹凸パターン１０１の表面上に金属酸化物１０２の被膜を成膜することができる。金属酸化物１０２には前述のように酸化錫を実用的に使用することができ、この酸化錫の膜厚は例えば５ｎｍ〜６ｎｍに設定される。金属酸化物１０２を形成することにより、インプリント用モールド１を完成させることができる。なお、インプリント用モールド１の凹凸パターン１０１において、寸法精度が厳密に要求されていない場合には、金属酸化物１０２の膜厚を厚く形成し、この金属酸化物１０２が強固な保護被膜として使用されてもよい。   Under such conditions, in the low-pressure CVD apparatus 200, as shown in FIG. 1 described above, a film of the metal oxide 102 can be formed on the surface of the concavo-convex pattern 101 of the substrate 100. As described above, tin oxide can be practically used for the metal oxide 102, and the thickness of the tin oxide is set to, for example, 5 nm to 6 nm. By forming the metal oxide 102, the imprint mold 1 can be completed. If the concavo-convex pattern 101 of the imprint mold 1 is not strictly required for dimensional accuracy, the metal oxide 102 is formed thick and this metal oxide 102 is used as a strong protective film. May be.

［インプリント用モールドの第２の製造方法］
前述のインプリント用モールド１の第１の製造方法は、減圧ＣＶＤ装置２００（減圧ＣＶＤ法）を使用して金属酸化物１０２を成膜する方法である。この第１の製造方法によれば、凹凸パターン１０１が比較的大面積であっても金属酸化物１０２の成膜が行なえる。ところが、金属酸化物１０２の成膜条件を求めるためのパラメータ、具体的には基材材質、成膜ガス温度、成膜ガス流量等のパラメータが多く、条件出しが煩雑である。第２の製造方法に係るインプリント用モールド１においては、金属酸化物１０２の成膜対象となる凹凸パターン１０１の面積が比較的小さいため、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等のレーザ光を使用して局部的に基材１００の凹凸パターン１０１の表面を直接加熱し、この部分に金属酸化物１０２を成膜することができる。 [Second Manufacturing Method of Imprint Mold]
The first manufacturing method of the imprint mold 1 described above is a method of forming a metal oxide film 102 using a low pressure CVD apparatus 200 (low pressure CVD method). According to the first manufacturing method, the metal oxide 102 can be formed even if the uneven pattern 101 has a relatively large area. However, there are many parameters for obtaining the film forming conditions of the metal oxide 102, specifically, the parameters such as the material of the base material, the film forming gas temperature, the film forming gas flow rate, and the setting of the conditions is complicated. In the imprint mold 1 according to the second manufacturing method, since the area of the concavo-convex pattern 101 on which the metal oxide 102 is to be formed is relatively small, a local area using a laser beam such as a carbon dioxide laser or a YAG laser is used. In particular, the surface of the concavo-convex pattern 101 of the substrate 100 can be directly heated to form the metal oxide 102 on this portion.

図３に示す第２の製造方法に使用される減圧ＣＶＤ装置３００は、レーザ発振器１７、熱放射温度計１８及び制御・モニタリング用ＰＣ１９を備えている。レーザ発振器１７には本実施の形態において炭酸ガスレーザを実用的に使用することができる。レーザ光を利用する第２の製造方法においては、照射位置、照射時間、照射パワーを自由に変えることができるので、局部的に金属酸化物１０２を成膜することができる。また、このレーザ光を利用する第２の製造方法においては、１枚のダミーインプリント用モールド基板を準備し、その表面上に膜厚、膜組成等の条件出しを変えた金属酸化物１０２を複数同時に成膜することができる。   A low-pressure CVD apparatus 300 used in the second manufacturing method shown in FIG. 3 includes a laser oscillator 17, a thermal radiation thermometer 18, and a control / monitoring PC 19. In the present embodiment, a carbon dioxide laser can be practically used as the laser oscillator 17. In the second manufacturing method using laser light, the irradiation position, irradiation time, and irradiation power can be freely changed, so that the metal oxide 102 can be locally formed. Further, in the second manufacturing method using this laser beam, a single dummy imprint mold substrate is prepared, and a metal oxide 102 with different conditions such as film thickness and film composition is prepared on the surface. A plurality of films can be formed simultaneously.

減圧ＣＶＤ装置３００においては、レーザ光を加熱源として使用しており、レーザ光は炭酸ガスレーザ２２である。レーザ発振器１７から熱放射温度計１８を経て制御・モニタリング用ＰＣ１９から出力された炭酸ガスレーザ２２はＺｎＳｅ製透過窓２０を通してインプリント用モールド１の基材１００の凹凸パターン１０１の表面に照射される。凹凸パターン１０１の表面の温度は、ＣａＦ2製透過窓２１を通して放射温度計１８により測定される。レーザ発振器１７及び熱放射温度計１８は制御・モニタリング用ＰＣ１９に接続されており、照射条件（位置、出力、時間）と照射部表面温度との間の相関を取ることができる。 In the low pressure CVD apparatus 300, laser light is used as a heating source, and the laser light is a carbon dioxide laser 22. The carbon dioxide laser 22 output from the control / monitoring PC 19 via the thermal radiation thermometer 18 from the laser oscillator 17 is irradiated to the surface of the concavo-convex pattern 101 of the substrate 100 of the imprint mold 1 through the ZnSe transmission window 20. The surface temperature of the concavo-convex pattern 101 is measured by the radiation thermometer 18 through the CaF 2 transmission window 21. The laser oscillator 17 and the thermal radiation thermometer 18 are connected to the control / monitoring PC 19 and can take a correlation between the irradiation conditions (position, output, time) and the surface temperature of the irradiated portion.

第２の製造方法においては、基材１００の凹凸パターン１０１の表面並びにその近傍を炭酸ガスレーザ２２により局部的に加熱して、凹凸パターン１０１の表面上に金属酸化物１０２を成膜することができる。   In the second manufacturing method, the surface of the concavo-convex pattern 101 of the substrate 100 and the vicinity thereof are locally heated by the carbon dioxide gas laser 22 to form the metal oxide 102 on the surface of the concavo-convex pattern 101. .

［インプリント方法］
次に、前述の第１の製造方法又は第２の製造方法により製作されたインプリント用モールド１、すなわち基材１００の凹凸パターン１０１に金属酸化物１０２を成膜したインプリント用モールド１を使用したインプリント方法を、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて簡単に説明する。まず最初に、図４（ａ）に示すように、紫外線硬化型樹脂２が表面上に配設された基板３を準備し、紫外線硬化型樹脂２の表面上に前述のインプリント用モールド１が配置される。 [Imprint method]
Next, the imprint mold 1 manufactured by the first manufacturing method or the second manufacturing method described above, that is, the imprint mold 1 in which the metal oxide 102 is formed on the concavo-convex pattern 101 of the substrate 100 is used. The imprinting method will be briefly described with reference to FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B. First, as shown in FIG. 4A, a substrate 3 having an ultraviolet curable resin 2 disposed on its surface is prepared, and the aforementioned imprint mold 1 is placed on the surface of the ultraviolet curable resin 2. Be placed.

図４（ｂ）に示すように、インプリント用モールド１を紫外線硬化型樹脂２に当接し、そのまま低い圧力において紫外線硬化型樹脂２にインプリント用モールド１が圧着される。   As shown in FIG. 4B, the imprint mold 1 is brought into contact with the ultraviolet curable resin 2, and the imprint mold 1 is pressure-bonded to the ultraviolet curable resin 2 as it is under a low pressure.

図５（ａ）に示すように、インプリント用モールド１の凹凸パターン１０１に対向する裏面から紫外線硬化型樹脂２に紫外線４を照射し、凹凸パターン１０１で紫外線硬化型樹脂２が成型された状態においてこの紫外線硬化型樹脂２が硬化される。   As shown in FIG. 5A, the ultraviolet curable resin 2 is irradiated with ultraviolet rays 4 from the back surface facing the concave / convex pattern 101 of the imprint mold 1, and the ultraviolet curable resin 2 is molded with the concave / convex pattern 101. The ultraviolet curable resin 2 is cured at.

そして、図５（ｂ）に示すように、インプリント用モールド１を紫外線硬化型樹脂２から離型させる。この結果、紫外線硬化型樹脂２においては、インプリント用モールド１の凹凸パターン１０１が転写される。   Then, as shown in FIG. 5B, the imprint mold 1 is released from the ultraviolet curable resin 2. As a result, in the ultraviolet curable resin 2, the uneven pattern 101 of the imprint mold 1 is transferred.

以上説明したように、本実施の形態においては、性能を損なわずに、耐久性を向上することができるインプリント用モールド１及びその製造方法を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, it is possible to provide an imprint mold 1 that can improve durability without impairing performance, and a method for manufacturing the same.

本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの断面図である。It is sectional drawing of the mold for imprint which concerns on embodiment of this invention. 図１に示すインプリント用モールドの第１の製造方法を説明するための減圧ＣＶＤ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the low pressure CVD apparatus for demonstrating the 1st manufacturing method of the mold for imprint shown in FIG. 図１に示すインプリント用モールドの第２の製造方法を説明するための減圧ＣＶＤ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the low pressure CVD apparatus for demonstrating the 2nd manufacturing method of the mold for imprint shown in FIG. （ａ）は本実施の形態に係るインプリント用モールドを用いたインプリント方法を説明する第１の工程断面図、（ｂ）は第２の工程断面図である。(A) is the 1st process sectional view explaining the imprint method using the mold for imprint concerning this embodiment, and (b) is the 2nd process sectional view. （ａ）は第３の工程断面図、（ｂ）は第４の工程断面図である。(A) is 3rd process sectional drawing, (b) is 4th process sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

１…インプリント用モールド
２…紫外線硬化型樹脂
３…基板
４…紫外線
５…真空チャンバ
６…試料台
７…ヒーターユニット
８…インジェクタ
９…バブリング層
１０…金属成膜ガス供給源
１１…マスフローコントローラ
１２…搬送ガス供給源
１３…酸化ガス供給源
１４…圧力計
１５…圧力調節弁
１６…排気ポンプ
１７…レーザ発振器
１８…熱放射温度計
１９…制御・モニタリング用ＰＣ
２０…ＺｎＳｅ製透過窓
２１…ＣａＦ２製透過窓
２２…炭酸ガスレーザ
１００…基材
１０１…凹凸パターン
１０２…金属酸化物
２００、３００…減圧ＣＶＤ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imprint mold 2 ... Ultraviolet curable resin 3 ... Substrate 4 ... Ultraviolet 5 ... Vacuum chamber 6 ... Sample stand 7 ... Heater unit 8 ... Injector 9 ... Bubbling layer 10 ... Metal deposition gas supply source 11 ... Mass flow controller 12 ... carrier gas supply source 13 ... oxidizing gas supply source 14 ... pressure gauge 15 ... pressure control valve 16 ... exhaust pump 17 ... laser oscillator 18 ... thermal radiation thermometer 19 ... control / monitoring PC
20 ... ZnSe made transmissive window 21 ... CaF 2 made transmissive window 22 ... carbon dioxide laser 100 ... substrate 101 ... uneven pattern 102 ... metal oxide 200, 300 ... pressure CVD system

Claims (6)

凹凸パターンを有する基材と、
前記凹凸パターン表面に被覆された金属酸化物と、
を備えたことを特徴とするインプリント用モールド。 A substrate having a concavo-convex pattern;
A metal oxide coated on the concavo-convex pattern surface;
An imprint mold characterized by comprising: 請求項１に記載のインプリント用モールドにおいて、前記基材は石英であることを特徴とするインプリント用モールド。   2. The imprint mold according to claim 1, wherein the base material is quartz. 請求項１又は請求項２に記載のインプリント用モールドにおいて、前記金属酸化物は錫の酸化物であることを特徴とするインプリント用モールド。   The imprint mold according to claim 1, wherein the metal oxide is an oxide of tin. 石英基材に凹凸パターンを形成する工程と、
前記石英基材の前記凹凸パターン表面を酸を含む溶液によりエッチングする工程と、
前記凹凸パターンのエッチングされた表面上に金属酸化物を被覆する工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。 Forming a concavo-convex pattern on the quartz substrate;
Etching the concavo-convex pattern surface of the quartz substrate with a solution containing an acid;
Coating a metal oxide on the etched surface of the concavo-convex pattern;
A method for producing an imprint mold, comprising: 前記金属酸化膜を被膜する工程は、ヒーターを加熱源として形成された金属酸化物を被覆する工程であることを特徴とする請求項４記載のインプリント用モールドの製造方法。   5. The method for producing an imprint mold according to claim 4, wherein the step of coating the metal oxide film is a step of coating a metal oxide formed using a heater as a heating source. 前記金属酸化膜を被膜する工程は、炭酸ガスレーザを加熱源として形成された金属酸化物を被覆する工程であることを特徴とする請求項４記載のインプリント用モールドの製造方法。   5. The method for producing an imprint mold according to claim 4, wherein the step of coating the metal oxide film is a step of coating a metal oxide formed using a carbon dioxide laser as a heating source.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004311690A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Mitsubishi Electric Corp Method for manufacturing semiconductor device and mold for manufacturing semiconductor device
JP2004311514A (en) * 2003-04-02 2004-11-04 Mitsubishi Electric Corp Mold and method for forming pattern, method of manufacturing electronic device, and electronic device
JP2005327788A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Hitachi Cable Ltd Mold for forming fine pattern and its production process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311514A (en) * 2003-04-02 2004-11-04 Mitsubishi Electric Corp Mold and method for forming pattern, method of manufacturing electronic device, and electronic device
JP2004311690A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Mitsubishi Electric Corp Method for manufacturing semiconductor device and mold for manufacturing semiconductor device
JP2005327788A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Hitachi Cable Ltd Mold for forming fine pattern and its production process

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