JP2015167203A - Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method - Google Patents
Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015167203A JP2015167203A JP2014041692A JP2014041692A JP2015167203A JP 2015167203 A JP2015167203 A JP 2015167203A JP 2014041692 A JP2014041692 A JP 2014041692A JP 2014041692 A JP2014041692 A JP 2014041692A JP 2015167203 A JP2015167203 A JP 2015167203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- mold
- resist solution
- resist
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インプリント法によるパターン形成方法およびパターン化基板製造方法に関するものである。 The present invention relates to a pattern forming method by an imprint method and a patterned substrate manufacturing method.
インプリント法とは、パターンがあらかじめ凹凸形状で加工された鋳型(モールド)を加工対象となる基板(被加工基板)上に塗布されたレジスト層へ押し当てて、鋳型上のパターンに対応するパターンを基板上に転写により形成する方法であり、半導体素子やハードディスクにおけるパターンドメディア媒体等、微細化が求められている分野において、微細パターンの形成性、量産性およびコストの観点から注目されている。 The imprint method is a pattern that corresponds to the pattern on the mold by pressing a mold (mold) whose pattern has been processed in a concavo-convex shape in advance onto the resist layer applied on the substrate to be processed (processed substrate). In a field where miniaturization is required, such as a patterned media medium in a semiconductor element or a hard disk, it is attracting attention from the viewpoint of fine pattern formability, mass productivity, and cost. .
レジストとしては、熱可塑性あるいは光硬化性のものが用いられるが、このうち光硬化性のレジストを用いる光インプリント方式は、次世代の微細加工用製造技術として期待されており、特許文献1には、CDU(寸法不均一)を低減し、面内で均一にするために、エッチング速度の異なる複数のレジスト材料を用いる方法が提案されている。 As the resist, a thermoplastic or photo-curable one is used. Among these, a photo-imprint method using a photo-curable resist is expected as a next-generation manufacturing technology for fine processing. Has proposed a method using a plurality of resist materials having different etching rates in order to reduce CDU (non-uniform dimension) and make it uniform in a plane.
また、特に、ナノレベルのパターン転写におけるナノインプリント法では、微細なパターンを精度良く、欠陥発生無しに転写することが求められる。 In particular, in the nanoimprint method in nano-level pattern transfer, it is required to transfer a fine pattern with high accuracy and without generation of defects.
半導体リソグラフィで用いられるナノインプリントにおいて、硬化させたレジストからモールドを剥離する離型時の欠陥を抑制することは、製造プロセスの歩留まりを向上させる上で極めて重要である。ナノインプリント法において、モールドをレジストから剥離する際の離型プロセスで、モゲ、剥がれ等の欠陥が頻発することが経験的に知られている。 In nanoimprints used in semiconductor lithography, it is extremely important to suppress the defects at the time of releasing the mold from the cured resist to improve the manufacturing process yield. In the nanoimprint method, it is empirically known that defects such as mogging and peeling occur frequently in the mold release process when the mold is peeled from the resist.
離型時に生じる欠陥を抑制する手法として、モールドや基板等の転写に関与するハード面(モールド、基板)、あるいは、光源等の装置側を工夫する試みがなされている(特許文献2〜4)。 Attempts have been made to devise a hardware surface (mold, substrate) involved in transfer of a mold, a substrate, or the like, or a device side such as a light source as a technique for suppressing defects that occur during mold release (Patent Documents 2 to 4). .
特許文献2には、ナノインプリント法において、モールド上に離型力が高いダミーパターンを形成し、離型終端をダミーパターン領域とすることで、メインパターンにおける欠陥発生を抑制する方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method for suppressing the occurrence of defects in a main pattern by forming a dummy pattern having a high mold release force on a mold and using a dummy pattern region as a mold termination end in a nanoimprint method. .
特許文献3には、光硬化性樹脂の硬化度が露光量に依存することを利用し、露光量(ドーズ)調整により離型力を制御する方法、離型力が高くなりやすい離型終端部の露光量を小さくする方法が開示されている。また、特許文献4には、メサ構造四隅の形状を鋭角化することでパターン転写領域の離型力を低減することが提案されている。 Patent Document 3 discloses that a method of controlling a release force by adjusting an exposure amount (dose) by utilizing the fact that the degree of cure of a photocurable resin depends on an exposure amount, and a release end portion that tends to increase the release force. A method for reducing the exposure amount is disclosed. Further, Patent Document 4 proposes reducing the mold release force of the pattern transfer region by sharpening the shape of the four corners of the mesa structure.
さらに、特許文献5には、離型力の異なる2種の硬化性樹脂材料をレジストとして用い、転写パターン内において部分的にレジストを塗り分けることにより、離型時のモールドやレジスト層への衝撃を低減して、欠陥発生を抑制する方法が開示されている。 Further, in Patent Document 5, two types of curable resin materials having different release forces are used as resists, and the resist is partially applied in the transfer pattern, so that the impact on the mold and the resist layer at the time of release is disclosed. A method of reducing defects and suppressing the occurrence of defects is disclosed.
しかしながら、特許文献2に記載の方法では、ダミーパターンのパターン密度をメインパターンよりも高くして、ダミーパターンの離型力を高めており、メインパターンにおける欠陥の発生は抑制することができるが、ダミーパターンにおけるモゲ、剥がれ等の離型欠陥を生じさせ易くなり、基板とモールド間にゴミを挟むことによる転写不良の発生を引き起こす。また、転写不良防止のためのモールドの洗浄工程等が必要となったりして、歩留まりが低下する。 However, in the method described in Patent Document 2, the pattern density of the dummy pattern is set higher than that of the main pattern to increase the release force of the dummy pattern, and the occurrence of defects in the main pattern can be suppressed. It becomes easy to cause mold release defects such as mogging and peeling in the dummy pattern, and causes transfer defects due to dust being sandwiched between the substrate and the mold. In addition, a mold cleaning process or the like for preventing transfer failure is required, and the yield is reduced.
特許文献3に記載の露光量を調整するためには、特殊な光学系、あるいはシステムが必要となり、特許文献4に記載の方法では、特殊なメサ形状を形成する必要があり、いずれの場合もコスト高となる。 In order to adjust the exposure amount described in Patent Document 3, a special optical system or system is required. In the method described in Patent Document 4, it is necessary to form a special mesa shape. Cost increases.
特許文献5に記載のように、転写すべきパターン内において、部位によって離型のタイミングがずれるようにしても、離型最終端でのモゲ、剥がれは十分に抑制できない。特に、転写すべきパターン内の一部が離型最終端となる場合には、モールドの再使用ができなくなり、コスト高、歩留まりの低下という問題につながる。 As described in Patent Document 5, even if the timing of mold release is shifted depending on the site in the pattern to be transferred, mogging and peeling at the final end of the mold release cannot be sufficiently suppressed. In particular, when a part of the pattern to be transferred is the final end of the mold release, it becomes impossible to reuse the mold, leading to problems of high cost and low yield.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、欠陥発生を抑制し、低コストかつ歩留まりよくパターン形成を行う方法およびその方法を用いたパターン化基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for suppressing the occurrence of defects, forming a pattern at a low cost and with a high yield, and a method for manufacturing a patterned substrate using the method. And
本発明の凹凸パターン形成方法は、ナノインプリント用基板上の所望の位置に光硬化性のレジスト液を配置する塗布工程と、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドをナノインプリント用基板のレジスト液が塗布された面に押し付ける押圧工程と、レジスト液を硬化させてレジスト膜とする硬化工程と、モールドをレジスト膜から離型する離型工程とを有する凹凸パターン形成方法であって、
モールドとして、転写すべき凹凸パターンが形成されてなる主パターン領域と、主パターン領域に隣接する、凹凸パターンよりも小さいパターン密度またはアスペクト比のダミーパターンもしくは平坦面である非主パターン領域とを表面に備えたものを用い、
レジスト液として、互いに成分が異なり、硬化後の離型力が異なる複数のレジスト液を用意し、
塗布工程において、ナノインプリント用基板の表面の、主パターン領域に対応する領域に、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液を配置し、ナノインプリント用基板の表面の、非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液を配置する凹凸パターン形成方法である。
The uneven pattern forming method of the present invention includes a coating process in which a photo-curable resist solution is disposed at a desired position on a nanoimprint substrate, and a resist having a fine uneven pattern on the surface is applied to the nanoimprint substrate resist solution. A concavo-convex pattern forming method comprising: a pressing step that presses against the surface; a curing step that cures the resist solution to form a resist film; and a release step that releases the mold from the resist film,
As a mold, the main pattern area on which the uneven pattern to be transferred is formed and the non-main pattern area adjacent to the main pattern area and having a pattern density or aspect ratio smaller than the uneven pattern or a non-main pattern area that is a flat surface Use what you prepared for,
As resist solutions, prepare multiple resist solutions with different components and different release forces after curing,
In the coating process, a resist solution with a relatively low release force after curing is placed in the area corresponding to the main pattern area on the surface of the nanoimprint substrate, and corresponds to the non-main pattern area on the surface of the nanoimprint substrate. This is a concavo-convex pattern forming method in which a resist solution having a relatively high release force after curing is disposed in at least a part of a region to be cured.
離型力が相対的に高いレジスト液として、硬化後の弾性率が、離型力が相対的に低いレジスト液の硬化後の弾性率よりも大きいものとなる組成物を用いることができる。 As the resist solution having a relatively high release force, a composition having an elastic modulus after curing larger than that after curing of the resist solution having a relatively low release force can be used.
硬化後の弾性率を、離型力が相対的に低いレジスト液の硬化後の弾性率よりも大きいものとする方法としては、離型力が相対的に高いレジスト液中に含有される光重合開始剤の感度が、離型力が相対的に低いレジスト液中に含有される光重合開始剤の感度よりも高いものとする方法、あるいは、離型力が相対的に高いレジスト液中の多官能重合性化合物の含有量が、離型力が相対的に低いレジスト液中の多官能重合性化合物の含有量よりも大きいものとする方法が好適である。 As a method for making the elastic modulus after curing larger than the elastic modulus after curing of a resist solution having a relatively low releasing force, photopolymerization contained in a resist solution having a relatively high releasing force A method in which the sensitivity of the initiator is higher than the sensitivity of the photopolymerization initiator contained in the resist solution having a relatively low release force, or many in the resist solution having a relatively high release force. A method is preferred in which the content of the functional polymerizable compound is larger than the content of the polyfunctional polymerizable compound in the resist solution having a relatively low release force.
離型力が相対的に高いレジスト液として、硬化後の前記モールドとの界面における単位面積当たりの自由エネルギーが、離型力が相対的に低いレジスト液の硬化後のモールドとの界面における単位面積当たりの自由エネルギーよりも小さいものとなる組成物を用いることができる。 As a resist solution having a relatively high release force, the free energy per unit area at the interface with the mold after curing is a unit area at the interface with the mold after curing the resist solution with a relatively low release force. A composition that is smaller than the hit free energy can be used.
硬化後の前記モールドとの界面における単位面積当たりの自由エネルギーが、離型力が相対的に低いレジスト液の硬化後のモールドとの界面における単位面積当たりの自由エネルギーよりも小さいものとする方法としては、離型力が相対的に高いレジスト液として、アミン構造、リン酸エステル構造、硫酸エステル構造、およびポリアルキレンオキシド構造のうちの少なくとも一つ以上の構造を有する光硬化性樹脂成分を少なくとも一つ以上含有する組成物を用い、離型力が相対的に低いレジスト液として、構造を有する光硬化性樹脂成分の含有量が、離型力が相対的に高いレジスト液中の前記構造を有する光硬化性樹脂成分の含有量よりも小さい組成物を用いる方法、あるいは、離型力が相対的に高いレジスト液として、離型剤含有量が、離型力が相対的に低いレジスト液中の離型剤含有量よりも小さい組成物を用いる方法が好適である。 As a method in which the free energy per unit area at the interface with the mold after curing is smaller than the free energy per unit area at the interface with the mold after curing of the resist solution having a relatively low release force As a resist solution having a relatively high releasing force, at least one photocurable resin component having at least one of an amine structure, a phosphate ester structure, a sulfate ester structure, and a polyalkylene oxide structure is used. As a resist solution having a relatively low release force using a composition containing two or more, the content of the photocurable resin component having a structure has the structure in the resist solution having a relatively high release force. As a method of using a composition smaller than the content of the photocurable resin component, or as a resist solution having a relatively high release force, the release agent content is How type force is small is used composition than the release agent content in the relatively low resist solution it is preferable.
なお、本発明の凹凸パターン形成方法としては、一つ以上の成分を段階的に変化させて複数のレジスト液を調製し、塗布工程において、複数のレジスト液をナノインプリント用基板の表面の、主パターン領域に対応する領域から非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に渡って、成分が段階的に変化するように配置してもよい。 In the method for forming a concavo-convex pattern according to the present invention, a plurality of resist solutions are prepared by changing one or more components in stages, and a plurality of resist solutions are applied to the main pattern on the surface of the nanoimprint substrate in the coating process. You may arrange | position so that a component may change in steps from the area | region corresponding to an area | region to at least one part of the area | region corresponding to a non-main pattern area | region.
本発明のパターン化基板の製造方法は、本発明の凹凸パターン形成方法により、被加工基板であるナノインプリント用基板の表面に、凹凸パターンが転写されたレジスト膜を形成し、
レジスト膜をマスクとして被加工基板をエッチングし、レジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを被加工基板に形成するパターン化基板の製造方法である。
The method for producing a patterned substrate of the present invention forms a resist film having a concavo-convex pattern transferred on the surface of a nanoimprint substrate that is a substrate to be processed by the concavo-convex pattern forming method of the present invention,
This is a method for manufacturing a patterned substrate in which a substrate to be processed is etched using a resist film as a mask, and a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the resist film is formed on the substrate to be processed.
本発明の凹凸パターン形成方法によれば、ナノインプリント用基板へのレジスト液の塗布工程において、ナノインプリント用基板の表面の、主パターン領域に対応する領域に、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液を配置し、ナノインプリント用基板の表面の、非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液を配置するので、離型時の離型最終端を非主パターン領域とすることができ、モールドとして、転写すべき凹凸パターンが形成されてなる主パターン領域と、主パターン領域に隣接する、凹凸パターンよりも小さいパターン密度またはアスペクト比のダミーパターンもしくは平坦面である非主パターン領域とを表面に備えたものを用いているので、離型最終端となる非主パターン領域はパターン密度またはアスペクト比の小さい凹凸パターン、もしくは平坦な領域であるため、離型時にモゲ、剥がれなどの欠陥の発生を抑制することができる。
離型時の欠陥発生を抑制することできることから、歩留まりよくなり、低コスト化が可能となる。
According to the concavo-convex pattern forming method of the present invention, in the step of applying the resist solution to the nanoimprint substrate, the release force after curing is relatively low in the region corresponding to the main pattern region on the surface of the nanoimprint substrate. A resist solution is placed, and a resist solution having a relatively high release force after curing is placed on at least a part of the surface of the nanoimprint substrate corresponding to the non-main pattern region. The final end of the mold can be a non-main pattern region, and as a mold, a main pattern region on which a concavo-convex pattern to be transferred is formed, and a pattern density or aspect ratio that is adjacent to the main pattern region and is smaller than the concavo-convex pattern Non-main pattern that will be the final edge of mold release because it uses a dummy pattern or a non-main pattern area that is a flat surface on the surface Frequency can be suppressed because a small concave-convex pattern or a flat region, pattern density or aspect ratio, Moge upon release, the occurrence of defects such as peeling.
Since the generation of defects at the time of mold release can be suppressed, the yield is improved and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.
(ナノインプリント用モールド)
まず、本実施形態のインプリント方法で用いるナノインプリント用モールド1について説明する。図1はモールド1の平面図を示す概略図であり、図2は図1に示すモールド1のIII−II線断面図である。
モールド1は、図1および図2に示されるように、表面に転写すべき主パターン領域2と、それ以外の非主パターン領域3とを備えている。ここで、主パターン領域2は、被加工基板に対して転写すべき凹凸パターン(以下において、「主パターン」と称する場合がある。)が形成されている領域である。非主パターン領域3は主パターン領域2以外の領域であり、本例では凹凸パターンを有していない平らな領域である。非主パターン領域3には、例えば、後述のナノインプリントリソグラフィにおいて、レジストの残膜を調整するためのダミーパターンが形成されていてもよい。非主パターン領域3におけるダミーパターン形成領域は特に制限されず、一部であってもよいし、複数箇所、あるいは主パターン領域の全域であってもよい。
(Mold for nanoimprint)
First, the nanoimprint mold 1 used in the imprint method of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view showing a plan view of the mold 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the mold 1 shown in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the mold 1 includes a main pattern region 2 to be transferred to the surface and other non-main pattern regions 3. Here, the main pattern region 2 is a region where a concavo-convex pattern to be transferred to the substrate to be processed (hereinafter may be referred to as “main pattern”) is formed. The non-main pattern region 3 is a region other than the main pattern region 2 and is a flat region having no uneven pattern in this example. In the non-main pattern region 3, for example, a dummy pattern for adjusting the remaining resist film may be formed in nanoimprint lithography described later. The dummy pattern formation region in the non-main pattern region 3 is not particularly limited, and may be a part, a plurality of locations, or the entire main pattern region.
本発明のモールド1においては、ダミーパターンは主パターン領域2の転写すべき凹凸パターン(主パターン)よりも離型しやすい凹凸パターンである。すなわち、ダミーパターンは、主パターン領域2に形成されている主パターンよりもパターン密度またはアスペクト比の小さい凹凸パターンである。ここで主パターンよりも、パターン密度またはアスペクト比の小さい凹凸パターンとは、少なくとも1)主パターンとパターン密度が同等で、アスペクト比が小さい、2)主パターンとアスペクト比が同等で、パターン密度が小さい、3)主パターンよりもアスペクト比およびパターン密度のいずれも小さい、場合を含む。 In the mold 1 of the present invention, the dummy pattern is a concavo-convex pattern that is easier to release than the concavo-convex pattern (main pattern) to be transferred in the main pattern region 2. That is, the dummy pattern is a concavo-convex pattern having a smaller pattern density or aspect ratio than the main pattern formed in the main pattern region 2. Here, the concavo-convex pattern having a pattern density or aspect ratio smaller than that of the main pattern is at least 1) the pattern density is the same as the main pattern and the aspect ratio is small, and 2) the aspect ratio is the same as the main pattern and the pattern density is 3) In some cases, both the aspect ratio and the pattern density are smaller than the main pattern.
ダミーパターンが主パターンよりも離型しにくい場合(例えば、上述の特許文献2)、すなわち、ダミーパターンのパターン密度やパターンアスペクト比が、主パターンよりも大きい場合、レジスト膜からモールドを剥離(離型)する際に、ダミーパターンで剥離が起こりにくいため、欠陥の発生しやすい離型終端はダミーパターンとなる。その結果として主パターンは欠陥から守られるが、離型終端となるダミーパターンではやはり欠陥が生じ、その樹脂欠陥がモールド側に付着するため、連続的なインプリントを行うことは出来ない。なぜならば、欠陥となった樹脂が付着した状態でインプリントを行うと、本来離型終端とすべきダミーパターンを剥離するための力が弱くなり、結果としてダミーパターンではなく、主パターンが離型終端となってしまうためである。そして、これを回避するためには,離型欠陥により付着した樹脂ゴミをインプリント毎に、クリーニングインプリントまたは洗浄工程により除去する必要が生じ、毎回のクリーニングインプリントや洗浄工程は、インプリントリソグラフィの大幅なスループットの低下を招く。 When the dummy pattern is harder to release than the main pattern (for example, Patent Document 2 described above), that is, when the pattern density and pattern aspect ratio of the dummy pattern are larger than the main pattern, the mold is peeled off (released). When the mold is formed, the dummy pattern is less likely to be peeled off. Therefore, the mold release end where defects are likely to occur becomes a dummy pattern. As a result, the main pattern is protected from defects, but the dummy pattern at the end of mold release also has defects, and the resin defects adhere to the mold side, so that continuous imprinting cannot be performed. This is because if imprinting is performed with the defective resin attached, the force to peel off the dummy pattern that should originally be the mold release end is weakened. As a result, the main pattern is not the dummy pattern but the main pattern is released. This is because it ends. In order to avoid this, it is necessary to remove the resin dust adhering to the mold release defect by the cleaning imprint or the cleaning process every imprint, and each cleaning imprint or cleaning process is performed by imprint lithography. Cause a significant decrease in throughput.
凹凸パターンは、ライン状、ドット状およびそれらの組合せなどどのようなパターンであってもよい。図3Aは凹凸パターンの例を示す平面図であり、斜線で示す部分が凸部4の平面形状を示すものである。
アスペクト比とは、図3Bに示すように、凸部4の幅Wと高さ(凹部の深さ)Hの比H/Wである。図3A(a)〜図3A(c)に示すように、凸部4の平面形状が楕円状、ライン状の場合には、凸部4の幅とは短手方向の長さであり、図3A(d)に示すような凸部10が円形のドット状の場合には、凸部4の幅とはその直径とする。同一パターン密度の場合、アスペクト比が大きいほど、離型力が高く(離型し難く)、アスペクト比が小さいほど、離型力が低い(離型しやすい)。
The uneven pattern may be any pattern such as a line shape, a dot shape, or a combination thereof. FIG. 3A is a plan view showing an example of the concavo-convex pattern, and the hatched portion shows the planar shape of the convex portion 4.
As shown in FIG. 3B, the aspect ratio is a ratio H / W of the width W to the height (depth of the recess) H of the projection 4. As shown in FIGS. 3A (a) to 3A (c), when the planar shape of the convex portion 4 is elliptical or line-shaped, the width of the convex portion 4 is the length in the short side direction. When the convex part 10 as shown to 3A (d) is circular dot shape, let the width of the convex part 4 be the diameter. In the case of the same pattern density, the larger the aspect ratio, the higher the release force (hard to release), and the smaller the aspect ratio, the lower the release force (easy to release).
図4Aはパターン密度の定義を説明するための斜視図である。図4Aに示す凹凸パターンが形成されている領域、すなわち、凸部4が形成されている領域(下方に示す投影面領域)の面積をS2とし、凸部4の上面4a、側面4bおよび凸部間の凹部の底面4cの面積の総和をS1としたとき、パターン密度はS1/S2と定義する。面積S1は、パターン内におけるインプリント時にレジストと接触する部分の総面積である。S1/S2が大きいほどレジストと接触する部分の割合が大きくなり、離型力が大きい。なお、パターン領域において、最も周縁に設けられている凸部をパターン領域の端部として、S1,S2を算出するものとする。 FIG. 4A is a perspective view for explaining the definition of pattern density. The area of the concavo-convex pattern shown in FIG. 4A, that is, the area where the convex part 4 is formed (projection surface area shown below) is S2, and the upper surface 4a, side face 4b and convex part of the convex part 4 The pattern density is defined as S1 / S2, where S1 is the total area of the bottom surface 4c of the recesses between them. The area S1 is the total area of the portion in contact with the resist during imprinting in the pattern. The larger the S1 / S2, the greater the proportion of the portion that comes into contact with the resist and the greater the release force. In the pattern region, S1 and S2 are calculated by using the convex portion provided at the outermost edge as the end of the pattern region.
図4Bは、同一アスペクト比であって、パターン密度が小さいパターンP1、パターン密度が大きいパターンP2を示している。図4Bに示すように、同一アスペクト比を有するパターンであっても、パターン密度が大きいほど、レジストと触れる部分の面積が大きくなるために離型力が高くなり、パターン密度が小さいほど離型力が低い。 FIG. 4B shows a pattern P1 having the same aspect ratio and a low pattern density, and a pattern P2 having a high pattern density. As shown in FIG. 4B, even in a pattern having the same aspect ratio, the larger the pattern density is, the larger the area of the portion that comes into contact with the resist is. Is low.
なお、本発明において、使用可能なモールドは、その大きさ、構造について、特に限定するところはないが、例えば、半導体リソグラフィで用いられるレクチルの大きさで、65mm×65mm、5インチ×5インチ、6インチ×6インチ、又は9インチ×9インチの角型形状であり、且つ裏面中央に円形ザグリが施されたものが選択される。ザグリ加工の形状は、気体の透過性、ザグリ加工により薄層化した部位の基板のたわみ具合(曲げ剛性)を考慮して決定される。例えば、6インチ×6インチ、基板厚み6.35mm、ザグリ直径63mm、ザグリ部厚み1.1mmの基板を使用することが出来る。 In the present invention, usable molds are not particularly limited in size and structure. For example, the size of a reticle used in semiconductor lithography is 65 mm × 65 mm, 5 inches × 5 inches, A square shape of 6 inches × 6 inches or 9 inches × 9 inches and a circular counterbore applied to the center of the back surface is selected. The shape of the counterbore is determined in consideration of the gas permeability and the degree of flexure (bending rigidity) of the substrate in the portion thinned by the counterbore. For example, a substrate having a size of 6 inches × 6 inches, a substrate thickness of 6.35 mm, a counterbore diameter of 63 mm, and a counterbore part thickness of 1.1 mm can be used.
基板はパターン形成領域が台座範囲に限定出来るように、表面に段差構造を保有していることが好ましい。これは、この台座の存在により、基板を加工し出来上がったテンプレートをデバイス製造工程で使用する際に、テンプレートでウエハと接触する領域、即ち樹脂の濡れ広がる領域を台座(メサ)表面に限定できるため、基板のパターン形成領域外に存在する構造との接触を避けることができるためである。台座の高さは、好ましくは1〜1000μm、より好ましくは10〜500μm、さらに好ましくは20〜100μmとする。なお、図1等において基板の形状は台座部分のみを示している。 The substrate preferably has a step structure on the surface so that the pattern formation region can be limited to the pedestal range. This is because the presence of this pedestal can limit the area where the template comes into contact with the wafer, that is, the area where the resin wets and spreads, to the surface of the pedestal (mesa) when the finished template is used in the device manufacturing process. This is because contact with the structure existing outside the pattern formation region of the substrate can be avoided. The height of the pedestal is preferably 1 to 1000 μm, more preferably 10 to 500 μm, and still more preferably 20 to 100 μm. In FIG. 1 and the like, the shape of the substrate shows only the pedestal portion.
(モールドの製造方法)
モールド1は、例えば以下の手順により製造することができる。まず、石英基材上にスピンコートなどでPHS(polyhydroxy styrene)系の化学増幅型樹脂、ノボラック系樹脂、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等のアクリル樹脂などを主成分とする樹脂液を塗布し、樹脂層を形成する。その後、石英基材に電子ビーム(又はレーザー光)を所望の凹凸パターンに対応して変調しながら照射し、樹脂層表面に凹凸パターンを露光する。その後、樹脂層を現像処理し、除去後の樹脂層のパターンをマスクにして反応性インエッチング(RIE)などにより選択エッチングを行い、所定の凹凸パターンを有する石英モールドを得る。
(Mold manufacturing method)
The mold 1 can be manufactured, for example, by the following procedure. First, a resin liquid mainly composed of acrylic resin such as PHS (polyhydroxy styrene) type chemically amplified resin, novolac resin, PMMA (polymethyl methacrylate), etc. is applied onto a quartz substrate by spin coating or the like. Form a layer. Thereafter, the quartz substrate is irradiated with an electron beam (or laser light) while being modulated corresponding to the desired concavo-convex pattern, and the concavo-convex pattern is exposed on the surface of the resin layer. Thereafter, the resin layer is developed, and selective etching is performed by reactive in-etching (RIE) using the removed resin layer pattern as a mask to obtain a quartz mold having a predetermined uneven pattern.
なお、本実施形態では石英モールドを用いた場合について説明するが、モールド1はこれに限られず、Siモールドを用いることも可能である。この場合、Siモールドは上記の石英モールド製造法と同様の方法により作製することが出来る。 In the present embodiment, a case where a quartz mold is used will be described. However, the mold 1 is not limited to this, and an Si mold can also be used. In this case, the Si mold can be manufactured by the same method as the above-described quartz mold manufacturing method.
「ナノインプリント方法およびパターン化基板の製造方法」
次に、ナノインプリント方法の実施形態について説明する。
"Nanoimprint method and patterned substrate manufacturing method"
Next, an embodiment of the nanoimprint method will be described.
本実施形態のナノインプリント方法は、前述した実施形態のモールド1を用いて、ナノインプリント用基板(被加工基板)上にレジストを塗布する工程、モールド1をナノインプリント用基板のレジスト液が塗布された面に押し付ける押圧工程、レジスト液を硬化させる硬化工程、硬化したレジスト膜からモールド1を離型する離型工程をこの順に含む。 The nanoimprint method of the present embodiment is a step of applying a resist on a nanoimprint substrate (substrate to be processed) using the mold 1 of the above-described embodiment, and the mold 1 is applied to the surface of the nanoimprint substrate on which a resist solution is applied. A pressing step for pressing, a curing step for curing the resist solution, and a release step for releasing the mold 1 from the cured resist film are included in this order.
(インプリント用基板)
ここで、インプリント用基板10とは、モールド1の凹凸パターン(主パターン)を転写させる被加工基板である。本実施形態で使用する基板10は、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、6、8、12、18インチサイズのSiウエハを用いることが出来る。
(Imprint substrate)
Here, the imprint substrate 10 is a substrate to be processed onto which the uneven pattern (main pattern) of the mold 1 is transferred. There is no restriction | limiting in particular about the board | substrate 10 used by this embodiment, According to the objective, it can select suitably. For example, Si wafers of 6, 8, 12, 18 inch size can be used.
また、モールドとインプリント用基板10のサイズ、厚みは、その組み合わせを適宜選択することが出来る。但し、モールドとインプリント用基板のうち少なくともいずれか一方が光透過性を有する必要が有る。
ここで、光透過性としては、インプリント用基板上に塗布される光硬化性のレジスト原料を硬化させるための光を5%以上入射させることができる透過性があればよい。
Further, the size and thickness of the mold and the imprint substrate 10 can be selected as appropriate. However, at least one of the mold and the imprint substrate needs to have light transmittance.
Here, the light transmittance may be such that light for curing a photocurable resist material applied on the imprint substrate can be incident by 5% or more.
(レジスト液)
上述の通り、本発明で用いられるモールドは、主パターン領域と非主パターン領域を備えるが、非主パターン領域は平坦および/または主パターン領域よりもパターン密度が小さい、および/または、非主パターン領域は平坦および/または主パターン領域よりもアスペクト比の小さいダミーパターンから構成されるため、形状的には離型力は小さい。そのため、より離型力の高い主パターン領域が離型終端となり易い。そこで、離型終端を非主パターン領域となるようにするために、非主パターン領域内の所定領域(離型終端予定領域)に、他の領域よりも離型力の大きいレジストを配置する。
同様の離型力であっても、高パターンアスペクトかつ低密着力な領域と、低パターンアスペクト(パターンなしも含む)かつ高密着力な領域とを比較した場合、後者の方が圧倒的に欠陥(パターンもげ、剥がれ等)を発生し難い。これは同じ離型力であっても、高パターン密度領域に存在するパターンや高アスペクトパターンの方が根元部分の局所応力集中による破壊が生じやすいためであると考えられる。
(Resist solution)
As described above, the mold used in the present invention includes a main pattern region and a non-main pattern region, but the non-main pattern region is flat and / or has a lower pattern density than the main pattern region and / or a non-main pattern. Since the region is composed of a dummy pattern having a flat and / or aspect ratio smaller than that of the main pattern region, the mold release force is small in shape. For this reason, the main pattern region having a higher release force tends to be the end of release. Therefore, in order to make the mold release end become the non-main pattern area, a resist having a release force larger than that of the other areas is arranged in a predetermined area in the non-main pattern area (area to be released).
Even if the release force is the same, when comparing the high pattern aspect and low adhesion area with the low pattern aspect (including no pattern) and high adhesion area, the latter is overwhelmingly defective ( Pattern peeling and peeling). This is considered to be because, even with the same release force, the pattern existing in the high pattern density region or the high aspect pattern is more likely to break due to local stress concentration at the root portion.
そこで、本発明においては、互いに成分が異なり、硬化後の離型力が異なる複数のレジスト液を用意する。硬化後の離型力が相対的に低い第1のレジスト液と、硬化後の離型力が相対的に高い第2のレジスト液の少なくとも2種を用意する。ここで、離型力が相対的に低い、高いとは、第1のレジスト液と第2のレジスト液とを比較した場合、第1のレジスト液の硬化後の離型力が第2のレジスト液の硬化後の離型力よりも低い、第2のレジスト液の硬化後の離型力が第1のレジスト液の硬化後の離型力よりも高いことを意味する。なお、第1のレジスト液と、第2のレジスト液の硬化後の離型力の間となる離型力を有する1つもしくは複数のレジスト液をさらに用意して、主パターン領域に対応する領域から非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に渡って、主パターン領域に対応する領域で最も離型力が低く、非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部で最も離型力が高くなるように、段階的に成分が変化する複数のレジスト液を塗り分けて用いてもよい。 Therefore, in the present invention, a plurality of resist solutions having different components and different release forces after curing are prepared. At least two kinds of a first resist solution having a relatively low release force after curing and a second resist solution having a relatively high release force after curing are prepared. Here, when the first resist solution and the second resist solution are compared, the release force after curing of the first resist solution is the second resist having a relatively low release force. It means that the release force after curing of the second resist solution, which is lower than the release force after curing of the solution, is higher than the release force after curing of the first resist solution. An area corresponding to the main pattern area is prepared by further preparing one or a plurality of resist liquids having a release force that is between the first resist solution and the release force after the second resist solution is cured. From at least a part of the area corresponding to the non-main pattern area, the release force is the lowest in the area corresponding to the main pattern area, and the release force is at least part of the area corresponding to the non-main pattern area. A plurality of resist solutions whose components change stepwise may be applied separately so as to increase.
レジスト液の硬化後の離型力を異なるものとする方法としては、硬化後の弾性率を異なるものとする方法および、硬化後のレジスト膜とモールドとの界面における単位面積当たりの自由エネルギー(レジスト膜とモールドとの密着力)を異なるものとする方法とが挙げられる。 The method for differentiating the release force after curing of the resist solution includes a method for different elastic modulus after curing, and a free energy per unit area (resist at the interface between the cured resist film and the mold) And a method for differentiating the adhesion force between the film and the mold.
レジスト液の硬化後の弾性率を調整する方法としては、レジスト液中に含まれる高感度光重合開始剤の感度、あるいは多官能重合性化合物の含有量を調整する方法がある。また、硬化後のレジスト膜とモールドとの界面における自由エネルギーを調整する方法としては、レジスト液を構成する組成物に吸着基を有する化合物を導入する方法、離型剤含有量を調整する方法が挙げられる。なお、レジスト膜とモールドとの界面おける(表面)自由エネルギーとは、レジスト膜とモールドとを剥離するのに必要な仕事であり、自由エネルギーが小さいほど剥離しやすい。すなわち自由エネルギーが小さいほどレジスト膜とモールドとの密着力は小さい。以下、それぞれの離型力調整方法について説明する。 As a method of adjusting the elastic modulus after curing of the resist solution, there is a method of adjusting the sensitivity of the high-sensitivity photopolymerization initiator contained in the resist solution or the content of the polyfunctional polymerizable compound. In addition, as a method for adjusting the free energy at the interface between the resist film after curing and the mold, there are a method for introducing a compound having an adsorbing group into the composition constituting the resist solution, and a method for adjusting the release agent content. Can be mentioned. The (surface) free energy at the interface between the resist film and the mold is a work necessary for peeling the resist film and the mold. The smaller the free energy, the easier the peeling. That is, the smaller the free energy, the smaller the adhesion between the resist film and the mold. Hereinafter, each method for adjusting the release force will be described.
<自由エネルギー調整:吸着基>
まず、レジスト液の硬化後のモールドとの界面おける自由エネルギーを調整する方法の一つとして、硬化性樹脂組成物にモールドとの吸着基を有する化合物を導入する方法を説明する。吸着基としては、アミン構造、リン酸エステル構造、硝酸エステル構造、ポリアルキレンオキシド構造等が挙げられる。化合物には重合性基を含んでいなくても構わない。上記吸
着基を含む化合物の具体例としては,ジメチルアミノエチルアクリレート(大阪有機化学)、N,N,N’’,N’’-テトライソプロピルジエチレントリアミン、N,N’-ジイソプロピルエチレンジアミン(東京化成工業株式会社)、2-アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート(共栄社化学株式会社)等が挙げられる。吸着基を有する化合物の添加量としては、レジスト液を構成する組成物の質量に対して0.01〜10%が好ましく、0.1%〜5%がさらに好ましい。レジスト液中の吸着基を有する化合物は1種であってもよいし、複数種であってもよい。添加量は、上記吸着基を有する化合物の総量とする。
<Free energy adjustment: adsorption group>
First, as one method for adjusting the free energy at the interface with the mold after the resist solution is cured, a method for introducing a compound having an adsorption group with the mold into the curable resin composition will be described. Examples of the adsorbing group include an amine structure, a phosphate ester structure, a nitrate ester structure, and a polyalkylene oxide structure. The compound may not contain a polymerizable group. Specific examples of the compound containing the adsorbing group include dimethylaminoethyl acrylate (Osaka Organic Chemical), N, N, N ″, N ″ -tetraisopropyldiethylenetriamine, N, N′-diisopropylethylenediamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) Company), 2-acryloyloxyethyl acid phosphate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like. The addition amount of the compound having an adsorbing group is preferably 0.01 to 10%, more preferably 0.1% to 5% with respect to the mass of the composition constituting the resist solution. The compound having an adsorbing group in the resist solution may be one kind or plural kinds. The amount added is the total amount of the compound having the above-mentioned adsorbing group.
硬化後の離型力が相対的に低い第1のレジスト液と、硬化後の離型力が相対的に高い第2のレジスト液を用意する場合、第2のレジスト液中の上記吸着基を有する化合物の添加量を第1のレジスト液中における添加量より多くすればよい。 When preparing a first resist solution having a relatively low release force after curing and a second resist solution having a relatively high release force after curing, the adsorbing groups in the second resist solution are prepared. What is necessary is just to make the addition amount of the compound to have more than the addition amount in a 1st resist liquid.
<弾性率調整:光重合開始剤>
レジスト液の硬化後の弾性率を変化させる方法の一つとして、レジスト液中に含まれる光重合開始剤の感度を変化させる方法を説明する。
基準となる硬化性レジスト液中の光重合開始剤よりも高感度の光重合開始剤を含むものとすれば硬化後により高い弾性率を示すものとすることができる。
<Elastic modulus adjustment: photopolymerization initiator>
As one method for changing the elastic modulus after curing of the resist solution, a method for changing the sensitivity of the photopolymerization initiator contained in the resist solution will be described.
If the photopolymerization initiator having higher sensitivity than the photopolymerization initiator in the curable resist solution used as a reference is included, a higher elastic modulus can be obtained after curing.
例えば、基準となる硬化性レジスト液が光重合開始剤として、イルガキュア(登録商標)754を含む場合、イルガキュア(登録商標)754と比較して高感度の光重合開始剤の例としては、イルガキュア(登録商標)379、イルガキュア(登録商標)369、イルガキュア(登録商標)OXE01、イルガキュア(登録商標)OXE02、イルガキュア(登録商標)907等が挙げられる。 For example, when the standard curable resist solution contains Irgacure (registered trademark) 754 as a photopolymerization initiator, as an example of a photopolymerization initiator having higher sensitivity than Irgacure (registered trademark) 754, Irgacure ( Registered trademark) 379, Irgacure (registered trademark) 369, Irgacure (registered trademark) OXE01, Irgacure (registered trademark) OXE02, Irgacure (registered trademark) 907, and the like.
硬化後の離型力が相対的に低い第1のレジスト液と、硬化後の離型力が相対的に高い第2のレジスト液を用意する場合、第2のレジスト液に含有される光重合開始剤として、感度が、前記離型力が相対的に低いレジスト液中に含有される光重合開始剤の感度よりも高いものを用いればよい。 When preparing a first resist solution having a relatively low release force after curing and a second resist solution having a relatively high release force after curing, photopolymerization contained in the second resist solution As the initiator, one having a sensitivity higher than that of the photopolymerization initiator contained in the resist solution having a relatively low releasing force may be used.
<弾性率調整:多官能重合性化合物>
レジスト液の硬化後の弾性率を変化させる方法の一つとして、レジスト液中に含まれる多官能重合性化合物の配合量を変化させる方法を説明する。
基準となる硬化性レジスト液中の多官能重合性化合物の配合量より多く多官能重合性化合物を含有する組成物からなるレジスト液を用いれば、硬化後により高い弾性率を示すものとすることができる。
<Modulation of elastic modulus: polyfunctional polymerizable compound>
As one method for changing the elastic modulus after curing of the resist solution, a method for changing the blending amount of the polyfunctional polymerizable compound contained in the resist solution will be described.
If a resist solution comprising a composition containing a polyfunctional polymerizable compound in an amount larger than the blending amount of the polyfunctional polymerizable compound in the reference curable resist solution is used, it should exhibit a higher elastic modulus after curing. it can.
多官能重合性化合物の例としては、1, 6-ヘキサンジオールジアクリレート(共栄社科学株式会社)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(日本化薬)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(東亞合成)、トリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成)等が挙げられる。 Examples of polyfunctional polymerizable compounds include 1,6-hexanediol diacrylate (Kyoeisha Scientific Co., Ltd.), neopentyl glycol diacrylate (Nippon Kayaku), pentaerythritol triacrylate (Toagosei), trimethylolpropane triacrylate (Toagosei) and the like.
硬化後の離型力が相対的に低い第1のレジスト液と、硬化後の離型力が相対的に高い第2のレジスト液を用意する場合、第2のレジスト液に含有される多官能重合性化合物の含有量を、離型力が相対的に低いレジスト液中に含有される含有量よりも大きくすればよい。 When preparing a first resist solution having a relatively low release force after curing and a second resist solution having a relatively high release force after curing, the polyfunctionality contained in the second resist solution What is necessary is just to make content of a polymeric compound larger than content contained in the resist liquid with a relatively low mold release force.
<自由エネルギー調整:離型剤>
レジスト液の硬化後のモールドとの界面おける自由エネルギーを調整する他の方法として、レジスト液中の離型剤含有量を変化させる方法がある。
離型剤としては、フッ素系の界面活性剤が挙げられる。
<Free energy adjustment: Release agent>
As another method for adjusting the free energy at the interface with the mold after the resist solution is cured, there is a method of changing the content of the release agent in the resist solution.
Examples of the mold release agent include fluorine-based surfactants.
硬化後の離型力が相対的に低い第1のレジスト液と、硬化後の離型力が相対的に高い第2のレジスト液を用意する場合、第2のレジスト液中の離型剤含有量を第1のレジスト液中の含有量よりも少なくすればよい。 When preparing a first resist solution having a relatively low release force after curing and a second resist solution having a relatively high release force after curing, a mold release agent is contained in the second resist solution. The amount may be less than the content in the first resist solution.
(レジスト液塗布)
レジスト液の塗布方法としてはインクジェット法で所定の量の液滴を基板またはモールド上の所定の位置に配置できる方法を用いる。基板上にレジスト液滴を配置する際は、所望の液滴量に応じてインクジェットプリンターまたはディスペンサーを使い分けてもよい。例えば、液滴量が100nl(ナノリットル)未満の場合はインクジェットプリンターを用い、100nl以上の場合はディスペンサーを用いるなどの方法がある。
(Resist application)
As a method for applying the resist solution, a method in which a predetermined amount of droplets can be arranged at a predetermined position on the substrate or the mold by an ink jet method is used. When disposing resist droplets on the substrate, an ink jet printer or a dispenser may be used depending on the desired droplet amount. For example, when the amount of droplets is less than 100 nl (nanoliter), an ink jet printer is used, and when it is 100 nl or more, a dispenser is used.
レジスト液滴をノズルから吐出するインクジェットヘッドには,ピエゾ方式,サーマル方式,静電方式などが挙げられる。これらの中でも、液適量(配置された液滴1つ当たりの量)や吐出速度の調整が可能なピエゾ方式が好ましい。基板上にレジスト液滴を配置する前には、あらかじめ液滴量や吐出速度を設定及び調整する。例えば、液適量は、モールドの凹凸パターンの空間体積が大きい領域に対応する基板上の位置では多くしたり、モールドの凹凸パターンの空間体積が小さい領域に対応する基板上の位置では少なくしたりして調整することが好ましい。このような調整は、液滴吐出量(吐出された液滴1つ当たりの量)に応じて適宜制御される。具体的には、液滴量を5pl(ピコリットル)と設定する場合には、液滴吐出量が1plであるインクジェットヘッドを用いて同じ場所に5回吐出するように、液滴量を制御する。液滴量は、例えば事前に同条件で基板上に吐出した液滴の3次元形状を共焦点顕微鏡等により測定し、その形状から体積を計算することで求められる。 Examples of the ink jet head that discharges resist droplets from a nozzle include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method. Among these, a piezo method capable of adjusting an appropriate amount of liquid (amount per droplet disposed) and a discharge speed is preferable. Before disposing the resist droplets on the substrate, the droplet amount and discharge speed are set and adjusted in advance. For example, the appropriate amount of liquid may be increased at a position on the substrate corresponding to a region where the space volume of the concave / convex pattern of the mold is large, or may be decreased at a position on the substrate corresponding to a region where the spatial volume of the concave / convex pattern of the mold is small. It is preferable to adjust. Such adjustment is appropriately controlled according to the droplet discharge amount (the amount per discharged droplet). Specifically, when the droplet amount is set to 5 pl (picoliter), the droplet amount is controlled to be ejected five times to the same place using an inkjet head having a droplet ejection amount of 1 pl. . The amount of droplets can be obtained, for example, by measuring the three-dimensional shape of droplets discharged on the substrate under the same conditions in advance with a confocal microscope or the like and calculating the volume from the shape.
上記のようにして液滴量を調整した後、所定の液滴配置パターンに従って、基板上に液滴を配置する。液滴配置パターンは、基板上の液滴配置に対応する格子点群からなる2次元座標情報により構成される(図5等参照)。 After adjusting the droplet amount as described above, droplets are arranged on the substrate according to a predetermined droplet arrangement pattern. The droplet arrangement pattern is configured by two-dimensional coordinate information including a grid point group corresponding to the droplet arrangement on the substrate (see FIG. 5 and the like).
図5は、ナノインプリント用基板10上へのレジスト液滴の配置パターンの例を模式的に示す平面図である。例えば、図1に示すモールド1を用い、モールド1の非主パターン領域3の一部(図1においては角部)5を離型終端予定部とした場合、図5に示すように、モールド1における離型終端予定部となる一部5と対応する(押圧時に対向する)、ナノインプリント用基板10上の領域15には、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液を配置し、主パターン領域2を含む他の領域には、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液を配置する。 FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of an arrangement pattern of resist droplets on the nanoimprint substrate 10. For example, when the mold 1 shown in FIG. 1 is used and a part (corner part in FIG. 1) 5 of the non-main pattern region 3 of the mold 1 is set as a mold release termination scheduled part, as shown in FIG. In the region 15 on the nanoimprint substrate 10 corresponding to the part 5 to be a mold release termination scheduled portion in (i.e., facing when pressed), a resist solution having a relatively high release force after curing is disposed. In other areas including the pattern area 2, a resist solution having a relatively low release force after curing is disposed.
上記のインクジェット法は、複数の異なるレジスト液を塗布可能な機構を有する。2種類以上のレジスト液を、任意の位置に配置出来るよう適宜制御される。 The ink jet method has a mechanism capable of applying a plurality of different resist solutions. It is appropriately controlled so that two or more kinds of resist solutions can be arranged at arbitrary positions.
(インプリント方法)
モールド1とナノインプリント用基板上に塗布されたレジスト液とを接触させる前に、モールド1とナノインプリント用基板の雰囲気を減圧または真空雰囲気にすることで残留気体を低減することが好ましい。但し、高真空雰囲気下では硬化前のレジスト液が揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールド1と基板間の雰囲気を、He雰囲気または減圧He雰囲気にすることで残留気体を低減する方法を採用する。Heは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体(He)は徐々に減少する。Heの透過には時間を要すため減圧He雰囲気とすることがより好ましい。減圧雰囲気は、1〜90kPaであることが好ましく、1〜10kPaが特に好ましい。
(Imprint method)
Before bringing the mold 1 and the resist solution applied onto the nanoimprint substrate into contact, it is preferable to reduce the residual gas by reducing the atmosphere of the mold 1 and the nanoimprint substrate to a reduced pressure or vacuum atmosphere. However, in a high vacuum atmosphere, the resist solution before curing is volatilized and it may be difficult to maintain a uniform film thickness. Therefore, a method of reducing the residual gas is preferably adopted by setting the atmosphere between the mold 1 and the substrate to a He atmosphere or a reduced pressure He atmosphere. Since He permeates the quartz substrate, the trapped residual gas (He) gradually decreases. Since it takes time to transmit He, it is more preferable to use a reduced pressure He atmosphere. The reduced pressure atmosphere is preferably 1 to 90 kPa, and particularly preferably 1 to 10 kPa.
モールド1と、レジスト液が塗布された基板とは、所定の相対位置関係となるように両者を位置合わせした後に接触させる。位置合わせにはアライメントマークを用いることが好ましい。 The mold 1 and the substrate coated with the resist solution are brought into contact with each other after they are aligned so as to have a predetermined relative positional relationship. An alignment mark is preferably used for alignment.
モールド1の押し付け圧は、100kPa以上、10MPa以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、レジスト液の流動が促進され、また残留気体の圧縮、残留気体のレジスト液への溶解、石英基板中のHeの透過も促進し、残留気体の除去率向上に繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド接触時に異物を噛みこんだ際にモールド1及び基板を破損する可能性がある。よって、モールド1の押し付け圧は、100kPa以上、10MPa以下であることが好ましく、より好ましくは100kPa以上、5MPa以下、更に好ましくは100kPa以上、1MPa以下である。100kPa以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールド1と基板との間が液体で満たされている場合、モールド1と基板間が大気圧(約101kPa)で加圧されているためである。 The pressing pressure of the mold 1 is in the range of 100 kPa to 10 MPa. A higher pressure promotes the flow of the resist solution, and also promotes the compression of the residual gas, the dissolution of the residual gas in the resist solution, and the permeation of He in the quartz substrate, leading to an improvement in the removal rate of the residual gas. However, if the applied pressure is too strong, there is a possibility of damaging the mold 1 and the substrate when a foreign object is caught when contacting the mold. Therefore, the pressing pressure of the mold 1 is preferably 100 kPa or more and 10 MPa or less, more preferably 100 kPa or more and 5 MPa or less, and further preferably 100 kPa or more and 1 MPa or less. The reason why the pressure is set to 100 kPa or more is that when imprinting is performed in the atmosphere, when the space between the mold 1 and the substrate is filled with liquid, the pressure between the mold 1 and the substrate is pressurized at an atmospheric pressure (about 101 kPa). Because.
モールド1を押し付けてレジスト液層(レジスト膜)を形成した後、レジスト液に含まれる重合開始剤に合わせた波長を含む光で露光し、レジストを硬化させる。硬化後のレジスト膜からモールド1を剥離させる(離型する)方法としては、モールド1または基板10の一方の裏面または外縁部を保持し、他方の裏面または外縁部を保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させる方法が挙げられる。あるいは、モールド1および基板10の双方或いは一方を真空チャック等で裏面全域を吸引し、モールド1および基板10を互いに反対方向に相対移動させることで剥離させる方法を用いてもよい。 After the mold 1 is pressed to form a resist solution layer (resist film), the resist is cured by exposure with light containing a wavelength that matches the polymerization initiator contained in the resist solution. As a method for peeling (releasing) the mold 1 from the cured resist film, one of the back surface or the outer edge portion of the mold 1 or the substrate 10 is held, and the other back surface or the outer edge portion is held. There is a method of relatively moving the holding part or the holding part on the back surface in the direction opposite to the pressing. Alternatively, a method may be used in which both or one of the mold 1 and the substrate 10 is sucked over the entire back surface with a vacuum chuck or the like, and the mold 1 and the substrate 10 are moved relative to each other in opposite directions.
(第1の実施形態の凹凸パターン形成方法)
インプリント法を用いた凹凸パターン形成方法の第1の実施形態を説明する。第1の実施形態においては、図1に示したモールド1および図5に示したナノインプリント用基板10を用いる。ここでは、レジスト液として、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液(第1のレジスト液)12と、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液(第2のレジスト液)13を用いた場合について説明する。
(Concavity and convexity pattern forming method of the first embodiment)
A first embodiment of a concavo-convex pattern forming method using an imprint method will be described. In the first embodiment, the mold 1 shown in FIG. 1 and the nanoimprint substrate 10 shown in FIG. 5 are used. Here, as the resist solution, a resist solution (first resist solution) 12 having a relatively low release force after curing, and a resist solution (second resist solution) having a relatively high release force after curing. A case where 13 is used will be described.
まず、図5に示すように、塗布工程として、ナノインプリント用基板10の領域15に第2のレジスト液13を配置し、それ以外の領域に第1のレジスト液12を配置する。 First, as shown in FIG. 5, as a coating process, the second resist solution 13 is disposed in the region 15 of the nanoimprint substrate 10, and the first resist solution 12 is disposed in the other region.
次に、押圧工程として、図6のaに示すように、モールド1を、少なくともその主パターン領域2が第1のレジスト液12が塗布された領域と面するように近接させ、基板10に押し付ける(図6のb)。 Next, as a pressing step, as shown in FIG. 6 a, the mold 1 is brought close to at least the main pattern region 2 so as to face the region where the first resist solution 12 is applied, and pressed against the substrate 10. (B in FIG. 6).
その後、硬化工程として、図6のbの状態でモールド1の裏面側(紙面上方)から光を照射し、レジスト液12、13を硬化させる。 Thereafter, as a curing step, the resist solutions 12 and 13 are cured by irradiating light from the back side of the mold 1 (above the paper surface) in the state of FIG.
そして、硬化して形成されたレジスト膜12、13からモールド1を離型する。このとき、離型力の小さいレジスト膜12からより先に離型され、離型力の大きいレジスト膜13の領域15が離型最終端となる(図6のc参照。)。領域15およびモールド1の前述の一部5が離型最終端となるが、離型最終端となるモールド1の領域は平坦部であるためにモゲ、剥離等がほとんど生じない(図6のd参照)。 Then, the mold 1 is released from the resist films 12 and 13 formed by curing. At this time, the resist film 12 having a small release force is released first, and the region 15 of the resist film 13 having a large release force becomes the final release end (see c in FIG. 6). The region 15 and the above-described part 5 of the mold 1 are the final mold release end, but the mold 1 region which is the final mold release end is a flat portion, so that mogging, peeling and the like hardly occur (d in FIG. 6). reference).
(第2の実施形態の凹凸パターン形成方法)
インプリント法を用いた凹凸パターン形成方法の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態においては、第1の実施形態のモールド1とは、主パターン領域の形成領域が異なる図7に示すモールド21を用いる。図7はモールド21の平面図を示す概略図である。
図7に示すモールド21は、転写すべき主パターンの凹凸パターンが4つの領域22に分かれて形成されている。主パターン領域22以外は非主パターン領域23であり、転写領域における非主パターン領域23は全て平坦に形成されている。
(Concavity and convexity pattern forming method of the second embodiment)
A second embodiment of the uneven pattern forming method using the imprint method will be described. In the second embodiment, the mold 21 shown in FIG. 7 is used which is different from the mold 1 of the first embodiment in the formation region of the main pattern region. FIG. 7 is a schematic view showing a plan view of the mold 21.
The mold 21 shown in FIG. 7 is formed by dividing the uneven pattern of the main pattern to be transferred into four regions 22. Other than the main pattern region 22 is a non-main pattern region 23, and all the non-main pattern regions 23 in the transfer region are formed flat.
本実施形態においても、レジスト液として、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液(第1のレジスト液)12と、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液(第2のレジスト液)13を用いることとする。また、本実施形態において、モールド21における離型最終端は、角部25とする。 Also in this embodiment, as the resist solution, a resist solution (first resist solution) 12 having a relatively low release force after curing, and a resist solution (second resist solution) having a relatively high release force after curing. Resist solution) 13 is used. In the present embodiment, the final end of mold release in the mold 21 is a corner 25.
まず、第1の実施形態と同様に、図5に示すように、塗布工程として、ナノインプリント用基板10の領域15に第2のレジスト液13を配置し、それ以外の領域に第1のレジスト液12を配置する。 First, as in the first embodiment, as shown in FIG. 5, as a coating process, the second resist solution 13 is disposed in the region 15 of the nanoimprint substrate 10 and the first resist solution is formed in other regions. 12 is arranged.
次に、押圧工程として、図8のaに示すように、モールド21を、少なくともその主パターン領域22が第1のレジスト液12が塗布された領域と面するように近接させ、基板10に押し付ける(図8のb)。 Next, as a pressing step, as shown in FIG. 8 a, the mold 21 is brought close to at least the main pattern region 22 so as to face the region where the first resist solution 12 is applied, and pressed against the substrate 10. (B in FIG. 8).
その後、硬化工程として、図8のbの状態でモールド21の裏面側(紙面上方)から光を照射し、レジスト液12、13を硬化させる。 Thereafter, as a curing step, the resist solutions 12 and 13 are cured by irradiating light from the back side of the mold 21 (above the paper surface) in the state of FIG.
そして、硬化して形成されたレジスト膜12、13からモールド21を離型する。このとき、離型力の小さいレジスト膜12からより先に離型され、離型力の大きいレジスト膜13の領域15が離型最終端となる(図8のc参照。)。領域15および対応するモールド21の角部25が離型最終端となるが、そのモールド21の角部25は、平坦部であるためにモゲ、剥離等がほとんど生じない(図8のd参照)。 Then, the mold 21 is released from the resist films 12 and 13 formed by curing. At this time, the resist film 12 having a small releasing force is released earlier, and the region 15 of the resist film 13 having a large releasing force becomes the final mold release end (see c in FIG. 8). Although the corner 15 of the region 15 and the corresponding mold 21 is the final mold release end, the corner 25 of the mold 21 is a flat portion, so that there is almost no mogging or peeling (see d in FIG. 8). .
(第3の実施形態の凹凸パターン形成方法)
インプリント法を用いた凹凸パターン形成方法の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態においては、第2の実施形態と同じモールド21を用い、レジスト液として、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液(第1のレジスト液)12と、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液(第2のレジスト液)13を用いることとする。他方、本実施形態において、モールド21における離型最終端は、非主パターン領域23のうちのモールド中心部26とする。
(Concavity and convexity pattern forming method of the third embodiment)
A third embodiment of the uneven pattern forming method using the imprint method will be described. In the third embodiment, the same mold 21 as in the second embodiment is used, and as a resist solution, a resist solution (first resist solution) 12 having a relatively low release force after curing, and a cured solution A resist solution (second resist solution) 13 having a relatively high release force is used. On the other hand, in this embodiment, the final mold release end in the mold 21 is the mold center portion 26 in the non-main pattern region 23.
まず、第1の実施形態と同様に、図9に示すように、塗布工程として、ナノインプリント用基板10の中心領域16に第2のレジスト液13を配置し、それ以外の領域に第1のレジスト液12を配置する。中心領域16は、モールド21の非主パターン領域23の中心部26に対応する領域である。 First, as in the first embodiment, as shown in FIG. 9, as a coating process, the second resist solution 13 is disposed in the central region 16 of the nanoimprint substrate 10, and the first resist is formed in other regions. Liquid 12 is placed. The central region 16 is a region corresponding to the central portion 26 of the non-main pattern region 23 of the mold 21.
次に、押圧工程として、図10のaに示すように、モールド21を、モールドの中心部26と基板上の第2のレジスト液を塗布した中心領域16が対向するように近接させ、基板10に押し付ける(図10のb)。 Next, as a pressing step, as shown in FIG. 10a, the mold 21 is brought close to the mold so that the central portion 26 of the mold and the central region 16 coated with the second resist solution on the substrate face each other. (Fig. 10b).
その後、硬化工程として、図10のbの状態でモールド21の裏面側(紙面上方)から光を照射し、レジスト液12、13を硬化させる。 Thereafter, as a curing step, the resist solutions 12 and 13 are cured by irradiating light from the back side of the mold 21 (above the paper surface) in the state of FIG.
そして、硬化して形成されたレジスト膜12、13からモールド21を離型する。このとき、離型力の小さいレジスト膜12からより先に離型され、離型力の大きいレジスト膜13の領域16が離型最終端となる(図10のc参照。)。領域16および対応するモールド21の中心部26が離型最終端となるが、モールド21の中心部26は、平坦部であるためにモゲ、剥離等がほとんど生じない(図10のd参照)。 Then, the mold 21 is released from the resist films 12 and 13 formed by curing. At this time, the resist film 12 having a small release force is released first, and the region 16 of the resist film 13 having a large release force becomes the final release end (see c in FIG. 10). Although the area 16 and the center part 26 of the corresponding mold 21 are the final mold release end, the center part 26 of the mold 21 is a flat part, so that there is hardly any mogging or peeling (see d in FIG. 10).
(第4の実施形態の凹凸パターン形成方法)
インプリント法を用いた凹凸パターン形成方法の第4の実施形態を説明する。第4の実施形態においては、上述の実施形態のモールド21とは、非主パターン領域の構成が異なる図11に示すモールド31を用いる。図11はモールド31の平面図を示す概略図である。
図11に示すモールド31は、転写すべき主パターンの凹凸パターンが4つの領域32に分かれて形成されている。主パターン領域32以外は非主パターン領域33であり、非主パターン領域33のうちのモールド中心部37にダミーパターン35が形成されており、非主パターン領域33の他の領域は平坦に形成されている。既述の通り、ここで、ダミーパターンは、主パターンの凹凸パターン(凹凸パターンの凸部)よりもパターン密度およびアスペクト比が小さい凹凸パターン(凹凸パターンの凸部)からなるものである。
(Concavity and convexity pattern forming method of the fourth embodiment)
A fourth embodiment of the uneven pattern forming method using the imprint method will be described. In the fourth embodiment, a mold 31 shown in FIG. 11 having a different configuration of the non-main pattern region is used as the mold 21 of the above-described embodiment. FIG. 11 is a schematic view showing a plan view of the mold 31.
The mold 31 shown in FIG. 11 is formed by dividing the concave / convex pattern of the main pattern to be transferred into four regions 32. Other than the main pattern region 32 is a non-main pattern region 33. A dummy pattern 35 is formed in the mold center portion 37 of the non-main pattern region 33, and the other regions of the non-main pattern region 33 are formed flat. ing. As described above, here, the dummy pattern is a concavo-convex pattern (convex portion of the concavo-convex pattern) having a smaller pattern density and aspect ratio than the concavo-convex pattern of the main pattern (convex portion of the concavo-convex pattern).
本実施形態においても、レジスト液として、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液(第1のレジスト液)12と、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液(第2のレジスト液)13を用いることとする。なお、本実施形態において、モールド31における離型最終端は、非主パターン領域33のダミーパターン35が形成されたモールド中心部37とする。 Also in this embodiment, as the resist solution, a resist solution (first resist solution) 12 having a relatively low release force after curing, and a resist solution (second resist solution) having a relatively high release force after curing. Resist solution) 13 is used. In the present embodiment, the final mold release end of the mold 31 is a mold center portion 37 in which the dummy pattern 35 of the non-main pattern region 33 is formed.
まず、第3の実施形態と同様に、図12に示すように、塗布工程として、ナノインプリント用基板10の中心領域17に第2のレジスト液13を配置し、それ以外の領域に第1のレジスト液12を配置する。 First, as in the third embodiment, as shown in FIG. 12, as a coating process, the second resist solution 13 is disposed in the central region 17 of the nanoimprint substrate 10 and the first resist is formed in other regions. Liquid 12 is placed.
次に、押圧工程として、図13のaに示すように、モールド31を、少なくともその主パターン領域32が第1のレジスト液12が塗布された領域と面し、ダミーパターン35が形成されたモールド中心部37が第2のレジスト液13が塗布された中心領域17と面するように近接させ、基板10に押し付ける(図13のb)。 Next, as a pressing step, as shown in FIG. 13a, the mold 31 is a mold in which at least the main pattern region 32 faces the region where the first resist solution 12 is applied and the dummy pattern 35 is formed. The central portion 37 is brought close to the central region 17 to which the second resist solution 13 is applied and pressed against the substrate 10 (b in FIG. 13).
その後、硬化工程として、図13のbの状態でモールド31の裏面側(紙面上方)から光を照射し、レジスト液12、13を硬化させる。 Thereafter, as a curing step, the resist solutions 12 and 13 are cured by irradiating light from the back side of the mold 31 (above the paper surface) in the state of FIG.
そして、硬化して形成されたレジスト膜12、13からモールド31を離型する。このとき、離型力の小さいレジスト膜12からより先に離型され、離型力の大きいレジスト膜13が形成されている中心領域17が離型最終端となる(図13のc参照。)。レジスト膜の中心領域17および対応するモールド31のダミーパターン35(モールド中心部37)が離型最終端となる。ダミーパターン35は、モールド31の主パターン領域32の凹凸パターンと比較してパターン密度およびアスペクト比が低く形状としては離型容易なものとなっているために、モゲ、剥離等の発生を抑制することができる(図13のd参照)。 Then, the mold 31 is released from the resist films 12 and 13 formed by curing. At this time, the central region 17 where the resist film 13 having a large release force is formed is released first from the resist film 12 having a small release force, and becomes the final end of the mold release (see c in FIG. 13). . The central region 17 of the resist film and the corresponding dummy pattern 35 (mold central portion 37) of the mold 31 become the final mold release end. The dummy pattern 35 has a low pattern density and aspect ratio compared to the concave / convex pattern of the main pattern region 32 of the mold 31 and can be easily released as a shape. (See d in FIG. 13).
(第5の実施形態の凹凸パターン形成方法)
インプリント法を用いた凹凸パターン形成方法の第5の実施形態を説明する。第5の実施形態においては、上述の実施形態のモールド21とは、非主パターン領域の構成が異なる図14に示すモールド41を用いる。図14はモールド41の平面図を示す概略図である。
図14に示すモールド41は、転写すべき主パターンの凹凸パターンが4つの領域42に分かれて形成されている。主パターン領域42以外は非主パターン領域43であり、非主パターン領域43のうちのモールド角部48にダミーパターン45が形成されており、非主パターン領域43の他の領域は平坦に形成されている。ここでも、ダミーパターンは、主パターンの凹凸パターン(凹凸パターンの凸部)よりもパターン密度およびアスペクト比が小さい凹凸パターン(凹凸パターンの凸部)からなるものである。
(Concavity and convexity pattern forming method of the fifth embodiment)
A fifth embodiment of the uneven pattern forming method using the imprint method will be described. In the fifth embodiment, the mold 41 shown in FIG. 14 having a different configuration of the non-main pattern region is used as the mold 21 of the above-described embodiment. FIG. 14 is a schematic view showing a plan view of the mold 41.
The mold 41 shown in FIG. 14 is formed by dividing the uneven pattern of the main pattern to be transferred into four regions 42. Other than the main pattern region 42 is a non-main pattern region 43, a dummy pattern 45 is formed in the mold corner 48 of the non-main pattern region 43, and other regions of the non-main pattern region 43 are formed flat. ing. Here, the dummy pattern is also composed of a concavo-convex pattern (convex portion of the concavo-convex pattern) having a smaller pattern density and aspect ratio than the concavo-convex pattern of the main pattern (convex portion of the concavo-convex pattern).
本実施形態においても、レジスト液として、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液(第1のレジスト液)12と、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液(第2のレジスト液)13を用いることとする。なお、本実施形態において、モールド41における離型最終端は、非主パターン領域43のダミーパターン45が形成された角部48とする。 Also in this embodiment, as the resist solution, a resist solution (first resist solution) 12 having a relatively low release force after curing, and a resist solution (second resist solution) having a relatively high release force after curing. Resist solution) 13 is used. In the present embodiment, the final end of mold release in the mold 41 is a corner 48 where the dummy pattern 45 of the non-main pattern region 43 is formed.
まず、第1の実施形態と同様に、図15に示すように、塗布工程として、ナノインプリント用基板10の角部領域18に第2のレジスト液13を配置し、それ以外の領域に第1のレジスト液12を配置する。 First, as in the first embodiment, as shown in FIG. 15, as a coating process, the second resist solution 13 is disposed in the corner region 18 of the nanoimprint substrate 10, and the first region is formed in other regions. A resist solution 12 is disposed.
次に、押圧工程として、図16のaに示すように、モールド41を、少なくともその主パターン領域42が第1のレジスト液12が塗布された領域と面し、ダミーパターン45が第2のレジスト液13が塗布された角部領域18と面するように近接させ、基板10に押し付ける(図16のb)。 Next, as a pressing step, as shown in FIG. 16a, the mold 41 faces at least the main pattern region 42 to the region where the first resist solution 12 is applied, and the dummy pattern 45 is the second resist. It adjoins so that it may face the corner | angular area | region 18 to which the liquid 13 was apply | coated, and it presses on the board | substrate 10 (b of FIG. 16).
その後、硬化工程として、図16のbの状態でモールド41の裏面側(紙面上方)から光を照射し、レジスト液12、13を硬化させる。 Thereafter, as a curing step, the resist solutions 12 and 13 are cured by irradiating light from the back side of the mold 41 (above the paper surface) in the state of FIG.
そして、離型工程として、硬化して形成されたレジスト膜12、13からモールド41を離型する。このとき、離型力の小さいレジスト膜12からより先に離型され、離型力の大きいレジスト膜13が形成されている角部領域18が離型最終端となる(図16のc参照。)。レジスト膜の角部領域18および対応するモールド41のダミーパターン45が離型最終端となる。ダミーパターン45は、モールド41の主パターン領域42の凹凸パターンと比較してアスペクト比が低く形状としては離型容易なものとなっているために、モゲ、剥離等の発生を抑制することができる(図16のd参照)。 And as a mold release process, mold 41 is released from resist films 12 and 13 formed by hardening. At this time, the corner region 18 where the resist film 13 having a large release force is formed, which is released first from the resist film 12 having a small release force, is the final end of the mold release (see c in FIG. 16). ). The corner area 18 of the resist film and the corresponding dummy pattern 45 of the mold 41 become the final mold release end. Since the dummy pattern 45 has a low aspect ratio as compared with the concave / convex pattern of the main pattern region 42 of the mold 41 and can be easily released as a shape, it can suppress the occurrence of mogging, peeling, and the like. (See d in FIG. 16).
(パターン化基板の製造方法)
次に、パターン化基板(モールド複版)の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、石英モールドを原盤として、前述したナノインプリント方法を用いてモールド1の複版が製造される。
(Method for manufacturing patterned substrate)
Next, an embodiment of a method for producing a patterned substrate (mold duplicate) will be described. In the present embodiment, a duplicate of the mold 1 is manufactured using the above-described nanoimprint method using a quartz mold as a master.
まず、上記のナノインプリント方法を用いて、パターン転写されたレジスト膜を基板の一方の面に形成する。次に、パターン転写されたレジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。 First, using the nanoimprint method, a pattern-transferred resist film is formed on one surface of the substrate. Next, dry etching is performed using the resist film having the pattern transferred as a mask to form a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern formed on the resist film on the substrate to obtain a substrate having a predetermined pattern.
ドライエッチングとしては、基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、RIEが特に好ましい。 The dry etching is not particularly limited as long as it can form a concavo-convex pattern on the substrate, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, ion milling, reactive ion etching (RIE), sputter etching, etc. Is mentioned. Among these, ion milling and RIE are particularly preferable.
以上のように、本発明のパターン化基板の製造方法よれば、離型時の最終端となる領域を基板平坦部あるいは、主パターンよりもパターン密度の小さい、および/またはアスペクト比の低いダミーパターン部となるように複数のレジスト液を塗り分けて制御することにより、離型時の欠陥発生を効果的に抑制させることができ、歩留まりよくパターン化基板を製造することが可能となる。 As described above, according to the method for manufacturing a patterned substrate of the present invention, the final end region at the time of mold release is a substrate flat portion or a dummy pattern having a pattern density lower than that of the main pattern and / or a low aspect ratio. By separately applying and controlling a plurality of resist solutions so as to form a part, it is possible to effectively suppress the occurrence of defects at the time of mold release, and it is possible to manufacture a patterned substrate with a high yield.
以下、本発明のインプリント方法を用いた凹凸パターン形成方法の実施例および比較例について説明する。 Hereinafter, examples and comparative examples of the uneven pattern forming method using the imprint method of the present invention will be described.
まず、実施例および比較例で用いたモールド、ナノインプリント用基板および各例に共通する凹凸パターン形成方法の工程、評価方法について説明する。 First, the steps and evaluation methods of the molds, nanoimprint substrates used in the examples and comparative examples, and the method of forming a concavo-convex pattern common to each example will be described.
<モールド>
モールド用基板として、外形が縦6インチ、横6インチ、厚さ0.25インチの合成石英基板を用いた。
基板はパターン形成領域が台座範囲に限定出来るように、表面に段差構造を保有している。この台座は、高さ(段差)20μmであり、ヨコ×タテが33×26mmの大きさである。基板裏面にはザグリ加工が施されており、ザグリ直径63mm、ザグリ部厚みは1.1mmである。
この合成石英基板の台座表面上に、電子線レジストを厚さ60nmで塗布し、電子線描画し、現像した後、ドライエッチングして凹凸パターンを有するモールドを形成した。
<Mold>
As the mold substrate, a synthetic quartz substrate having an external shape of 6 inches in length, 6 inches in width, and 0.25 inches in thickness was used.
The substrate has a step structure on the surface so that the pattern formation region can be limited to the pedestal range. This pedestal has a height (step difference) of 20 μm, and a horizontal × vertical size of 33 × 26 mm. The back surface of the substrate is counterbored, and has a counterbore diameter of 63 mm and a counterbore thickness of 1.1 mm.
On the surface of the base of the synthetic quartz substrate, an electron beam resist was applied at a thickness of 60 nm, drawn with an electron beam, developed, and then dry-etched to form a mold having an uneven pattern.
図17、18は、本実施例および/または比較例で用いたモールド101、111の台座部を模式的に示す平面図である。 17 and 18 are plan views schematically showing the pedestal portions of the molds 101 and 111 used in this example and / or comparative example.
まず、図17に示す第1のモールド101について説明する。第1のモールド101の表面(台座部表面)は、転写すべき凹凸パターンが形成された主パターン領域102と、それ以外の非主パターン領域103とからなるものとし、モールド中心部の非主パターン領域103の一部105に離型力調節用のダミーパターン104を設け、非主パターン領域103のダミーパターン104が形成されている一部105以外はパターンの無いブランク領域(平坦領域)とした。 First, the first mold 101 shown in FIG. 17 will be described. The surface of the first mold 101 (the surface of the pedestal portion) is composed of a main pattern region 102 on which a concavo-convex pattern to be transferred is formed and a non-main pattern region 103 other than that. A dummy pattern 104 for adjusting the releasing force is provided in a part 105 of the area 103, and a blank area (flat area) having no pattern is formed except for the part 105 where the dummy pattern 104 of the non-main pattern area 103 is formed.
主パターン領域102は転写領域内に4つ設けられており、1つのモールドに4チップ分のパターンを有するものとした。1チップ(1つ主パターン領域102)内に主パターンとして幅30nm、ピッチ60nm、高さ60nmのライン&スペースパターンを設け、転写領域内の中心部で主パターン領域102同士の間の非主パターン領域103に、ダミーパターン104として、幅50nm、ピッチ100nm、高さ60nmのライン&スペースパターンを設けた。このとき、主パターンの凸部(ライン)のアスペクト比(高さ/幅)は60/30であり、ダミーパターンの凸部(ライン)のアスペクト比(高さ/幅)は60/50であり、ダミーパターンのアスペクト比は主パターンのアスペクト比よりも小さい。 Four main pattern regions 102 are provided in the transfer region, and one mold has a pattern for four chips. A line & space pattern having a width of 30 nm, a pitch of 60 nm, and a height of 60 nm is provided as a main pattern in one chip (one main pattern region 102), and a non-main pattern between the main pattern regions 102 at the center in the transfer region. A line & space pattern having a width of 50 nm, a pitch of 100 nm, and a height of 60 nm was provided as a dummy pattern 104 in the region 103. At this time, the aspect ratio (height / width) of the convex part (line) of the main pattern is 60/30, and the aspect ratio (height / width) of the convex part (line) of the dummy pattern is 60/50. The aspect ratio of the dummy pattern is smaller than the aspect ratio of the main pattern.
次に、図18に示す第2のモールド111について説明する。第2のモールド111の表面(台座部表面)は、転写すべき凹凸パターンが形成された主パターン領域112と、それ以外の非主パターン領域113とからなるものとし、モールド中心部の非主パターン領域113の一部115に転写すべき凹凸パターンと異なるダミーパターンを設け、非主パターン領域113のダミーパターン114が形成されている一部115以外はパターンの無いブランク領域(平坦領域)とした。 Next, the second mold 111 shown in FIG. 18 will be described. The surface of the second mold 111 (the surface of the pedestal portion) is composed of a main pattern region 112 on which a concavo-convex pattern to be transferred is formed and a non-main pattern region 113 other than that. A dummy pattern different from the concavo-convex pattern to be transferred is provided in a portion 115 of the region 113, and a blank region (flat region) having no pattern other than the portion 115 where the dummy pattern 114 of the non-main pattern region 113 is formed.
主パターン領域112は転写領域内に4つ設けられており、1つのモールドに4チップ分のパターンを有するものとした。1チップ(1つ主パターン領域112)内に主凹凸パターンとして幅30nm、ピッチ60nm、高さ60nmのライン&スペースパターンを設け、転写領域内の中心部で主パターン領域112同士の間の非主パターン領域113に、ダミーパターン114として、直径20nm、ピッチ40nm、高さ60nmのドット状パターンを設けた。
このとき、主パターンの凸部(ライン)のアスペクト比(高さ/幅)は60/30であり、ダミーパターンの凸部(ドット)のアスペクト比(高さ/幅(直径))は60/20であり、ダミーパターンのアスペクト比は主パターンのアスペクト比よりも大きい。
Four main pattern areas 112 are provided in the transfer area, and one mold has a pattern for four chips. A line and space pattern having a width of 30 nm, a pitch of 60 nm, and a height of 60 nm is provided as a main concavo-convex pattern in one chip (one main pattern region 112), and a non-main portion between the main pattern regions 112 is formed at the center in the transfer region. A dot pattern having a diameter of 20 nm, a pitch of 40 nm, and a height of 60 nm was provided as a dummy pattern 114 in the pattern region 113.
At this time, the aspect ratio (height / width) of the convex portion (line) of the main pattern is 60/30, and the aspect ratio (height / width (diameter)) of the convex portion (dot) of the dummy pattern is 60/30. 20, the aspect ratio of the dummy pattern is larger than the aspect ratio of the main pattern.
<ナノインプリント用基板(被加工基板)>
ナノインプリント用基板としては、12インチのSiウエハを用いた。
<Nanoimprint substrate (substrate to be processed)>
A 12-inch Si wafer was used as the nanoimprint substrate.
<レジスト液>
各実施例および比較例で用いたレジスト液は、各実施例、比較例について纏めた後記表1〜6にそれぞれ記載した原料で構成されたものを用いた。表1〜6においては、各例のダミーパターン領域に対応する基板領域(「ダミー」と表記)、およびそれ以外の領域に対応する領域(「メイン」と表記)に滴下させたレジスト液の原料をそれぞれ示している。
<Resist solution>
The resist solution used in each example and comparative example was composed of the raw materials described in Tables 1 to 6 below, which were summarized for each example and comparative example. In Tables 1 to 6, the raw material of the resist solution dropped onto the substrate region (denoted as “dummy”) corresponding to the dummy pattern region of each example and the region corresponding to the other region (denoted as “main”) Respectively.
<レジスト液の塗布>
レジスト液の塗布(レジスト液滴の配置)は、トライテック製インクジェット装置ステージジェットを用いて行った。予め二種類以上のレジスト液脂を配置可能なように、二つ以上のインクジェットヘッド及びレジスト液用タンクが搭載されている。光学顕微鏡によるアライメント機構を有しており、ウエハ上(ここではナノインプリント用基板)の任意の位置を基準に、ウエハ上の所望の位置に、所望の液滴を配置することが出来る。
<Application of resist solution>
Application of the resist solution (arrangement of resist droplets) was performed using a tritech inkjet device stage jet. Two or more inkjet heads and a resist solution tank are mounted so that two or more types of resist solution and fat can be disposed in advance. An alignment mechanism using an optical microscope is provided, and a desired droplet can be arranged at a desired position on the wafer with reference to an arbitrary position on the wafer (here, the nanoimprint substrate).
<ナノインプリント>
ナノインプリント用基板上にレジスト液を塗布した後、He減圧雰囲気下でモールドをナノインプリント用基板のレジスト液塗布面に押し付け、レジスト液がモールドと基板間で十分に充填された後、ピーク波長が約370nm、照射強度2.5W/cm2のUV光を20秒照射してレジスト液を硬化させた。その後、モールドの外縁部を保持し、ナノインプリント用基板の裏面を真空チャックにて保持した状態で、モールド外縁の保持部及び基板裏面の保持部を押圧時と反対方向に相対移動させることで剥離させた。
<Nanoimprint>
After applying the resist solution on the nanoimprint substrate, the mold is pressed against the resist solution application surface of the nanoimprint substrate in a He reduced pressure atmosphere, and after the resist solution is sufficiently filled between the mold and the substrate, the peak wavelength is about 370 nm. The resist solution was cured by irradiation with UV light having an irradiation intensity of 2.5 W / cm 2 for 20 seconds. Then, while holding the outer edge of the mold and holding the back side of the nanoimprint substrate with a vacuum chuck, the mold outer edge holding part and the substrate back side holding part are peeled by moving relative to each other in the opposite direction. It was.
<離型終端位置の判定>
モールドの離面から、CCDカメラにて離型の終端位置を観察し、離型終端がダミーパターンか、主パターンかを判定した。
<Determination of mold release end position>
From the mold release surface, the end position of the mold release was observed with a CCD camera, and it was determined whether the mold end was a dummy pattern or a main pattern.
<離型欠陥の有無判定>
剥離後の硬化樹脂パターンを光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡(SEM)にて離型終端位置近傍を評価した。パターン形成不良の領域が有る場合は欠陥有り、無い場合は欠陥無し、と判定した。
<Determining the presence or absence of mold release defects>
The vicinity of the mold release end position was evaluated for the cured resin pattern after peeling with an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM). When there was a pattern formation failure area, it was determined that there was a defect, and when there was no pattern formation, it was determined that there was no defect.
<総合評価>
上記判定結果を基に、総合評価を行った。
離型終端位置がダミーパターン、かつ離型終端近傍で離型欠陥無しの場合、良好(A)、離型終端位置がダミーパターン、かつ離型終端近傍で離型欠陥有りの場合、不可(B)、離型終端位置がメインパターンであり、かつ離型終端近傍で離型欠陥有りの場合は、不良(C)と評価した。
<Comprehensive evaluation>
Based on the above determination results, comprehensive evaluation was performed.
Good (A) when the mold release end position is a dummy pattern and no mold release defect in the vicinity of the mold release end, Impossible when the mold release end position is a dummy pattern and there is a mold release defect near the mold release end (B ), When the mold release end position is the main pattern and there is a mold release defect near the mold release end, it was evaluated as defective (C).
各実施例及び比較例はいずれも上記の手順でインプリントを行い、判定および評価を行った。 Each Example and Comparative Example were imprinted according to the procedure described above, and were evaluated and evaluated.
(実施例1−1、1−2、1−3および1−4)
既述の第1のモールド101を用い、ナノインプリント用基板において、ダミーパターン領域に対応する領域(表1において「ダミー」と記載、表2〜6においても同様である。なお、この基板領域を以下において「ダミー」と称する。)と、それ以外の領域(表1において「メイン」と記載、表2〜6においても同様である。なお、この基板領域を以下において「メイン」と称する。)とで表1に記載のレジスト原料を用いたそれぞれのレジスト液を配置した。表1は、実施例1−1、1−2、1−3および1−4について、ダミー、メインに塗布したレジスト原料(表中の単位は質量%)、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。これらの実施例においては、いずれもダミーに用いたレジスト液は、メインに用いたレジスト液よりも硬化後の離型力が高いものを用いた。ダミーに塗布するレジスト液は、所定の吸着基を有する化合物を含有するものとし、メインに用いたレジスト液は、所定の吸着基を有する化合物を含有しないものとした。実施例1−1〜1−4はそれぞれ異なる吸着基を含む化合物を含有するレジスト液をダミー領域に塗布した。
In the nanoimprint substrate using the first mold 101 described above, the region corresponding to the dummy pattern region (described as “dummy” in Table 1 and the same in Tables 2 to 6. This substrate region is described below. And other regions (described as “main” in Table 1 and the same in Tables 2 to 6. This substrate region is hereinafter referred to as “main”). Each resist solution using the resist raw materials described in Table 1 was placed. Table 1 shows, for Examples 1-1, 1-2, 1-3, and 1-4, a dummy and a main resist material applied to the main (unit in the table is mass%), a release end position, and a release end defect. And a comprehensive evaluation. In these examples, the resist solution used for the dummy was one having a higher mold release force after curing than the resist solution used for the main. The resist solution applied to the dummy contains a compound having a predetermined adsorbing group, and the resist solution used for the main does not contain a compound having a predetermined adsorbing group. In Examples 1-1 to 1-4, resist solutions containing compounds containing different adsorbing groups were applied to the dummy areas.
(比較例1−1)
実施例1と同様に、既述の第1のモールド101を用い、ナノインプリント用基板においては、ダミー領域と、それ以外の領域であるメイン領域と表2に記載のレジスト原料からなるレジスト液をそれぞれ配置した。表2に示す通り、本比較例は、ダミー領域とメイン領域とに同一成分のレジスト液を用いた。
(Comparative Example 1-1)
As in Example 1, the first mold 101 described above was used, and in the nanoimprint substrate, a dummy region, a main region which is the other region, and a resist solution made of the resist material described in Table 2 were respectively used. Arranged. As shown in Table 2, in this comparative example, a resist solution having the same component was used for the dummy area and the main area.
(比較例1−2、1−3、1−4、1−5、1−6)
既述の第2のモールド111を用い、ナノインプリント基板において、ダミー領域とメイン領域とで表2に記載のレジスト原料を用いたそれぞれのレジスト液を配置した。表2に示す通り、比較例1−2は、比較例1−1と同様にダミー領域とメイン領域との同一成分のレジスト液を用い、比較例1−3〜1−6は、それぞれ異なる吸着基を含む化合物を含有するレジスト液をダミー領域に塗布し、メイン領域には吸着基を含む化合物を含有しないレジスト液を塗布した。
(Comparative Examples 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6)
Using the second mold 111 described above, in the nanoimprint substrate, the respective resist solutions using the resist raw materials described in Table 2 were arranged in the dummy region and the main region. As shown in Table 2, Comparative Example 1-2 uses resist solutions having the same components in the dummy area and the main area as in Comparative Example 1-1, and Comparative Examples 1-3 to 1-6 have different adsorptions. A resist solution containing a compound containing a group was applied to the dummy region, and a resist solution not containing a compound containing an adsorbing group was applied to the main region.
表2は、比較例1−1〜1−6について、ダミー領域、メイン領域に塗布したレジスト原料、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。
表2に示す通り、比較例1−1のように、実施例と同じモールド101を用い、ダミー領域とメイン領域とで同一のレジスト液を塗布した場合、離型終端位置が主パターン領域となり、かつ、離型終端に欠陥が生じる。また、比較例1−2〜1−6のように、ダミーパターンとしてメイン凹凸パターンよりもアスペクト比の高い凹凸パターンを備えたモールド111を用いると、ダミー領域とメイン領域とでレジスト液を塗り分けていない場合(比較例1−2)であっても、塗り分けている場合(比較例1−3〜1−6)であっても離型終端位置はダミー領域となったが、離型終端に欠陥が生じた。 As shown in Table 2, as in Comparative Example 1-1, when the same resist solution was applied to the dummy region and the main region using the same mold 101 as the example, the mold release end position became the main pattern region, In addition, a defect occurs at the mold release end. Further, as in Comparative Examples 1-2 to 1-6, when a mold 111 having a concavo-convex pattern having a higher aspect ratio than the main concavo-convex pattern is used as a dummy pattern, the resist solution is separately applied to the dummy region and the main region. Even if it is not (Comparative Example 1-2) or if it is separately applied (Comparative Examples 1-3 to 1-6), the mold release end position is a dummy region. A defect occurred.
(実施例2−1、2−2、比較例2−1)
ナノインプリント基板上において、ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表3に記載されたものであることを除いては実施例1−1と同様とした。
これらの実施例においては、いずれもダミー領域に用いたレジスト液は、メイン領域に用いたレジスト液よりも硬化後の離型力が高いものを用いた。ダミー領域に塗布するレジスト液としては、多感応化合物の含有量がメイン領域に塗布するレジスト液よりも多いものを用いた。
(Examples 2-1 and 2-2, Comparative Example 2-1)
On the nanoimprint substrate, the same procedure as in Example 1-1 was performed, except that the components of the resist solution arranged in the dummy region and the main region were those described in Table 3, respectively.
In these examples, the resist solution used in the dummy area was higher in the mold release force after curing than the resist liquid used in the main area. As the resist solution applied to the dummy region, a resist solution having a higher content of the multi-sensitive compound than the resist solution applied to the main region was used.
(比較例2−2、2−3、2−4)
第2のモールド111を用い、ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表3に記載されたものであることを除いては実施例2−1と同様とした。
(Comparative Examples 2-2, 2-3, 2-4)
The second mold 111 was used, and the same procedure as in Example 2-1 was performed except that the components of the resist solution arranged in the dummy region and the main region were those described in Table 3, respectively.
表3は、実施例2−1、2−2、比較例2−1〜2−4について、ダミー領域、メイン領域に塗布したレジスト原料、硬化後の弾性率(規格化弾性率)、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。弾性率は、AFM(原子間力顕微鏡)によるナノインデンテーション法で測定したものである。弾性率は、全実施例及び比較例中で、最も高い弾性率、具体的には実施例3−3のダミー(=比較例3−5のダミー)に配置したレジストの弾性率で除した(規格化した)規格化弾性率として表記している。
表3に示す通り、実施例2−1、2−2はいずれも離型終端位置はダミーパターン領域となり、離型終端において欠陥は発生しなかった。
表3に示す通り、比較例2−1のように、実施例と同じモールド101を用い、ダミー領域とメイン領域とで同一のレジスト液を塗布した場合、離型終端位置が主パターン領域となり、かつ、離型終端に欠陥が生じた。また、比較例2−2〜2−4のように、ダミーパターンとしてメイン凹凸パターンよりもアスペクト比の高い凹凸パターンを備えたモールド111を用いると、ダミー領域とメイン領域とでレジスト液を塗り分けていない場合(比較例2−2)にも、塗り分けている場合(比較例2−3、2−4)にも離型終端位置はダミー領域となったが、離型終端に欠陥が生じた。
As shown in Table 3, in Examples 2-1 and 2-2, the release end position was a dummy pattern region, and no defect occurred at the release end.
As shown in Table 3, when the same resist solution was applied in the dummy area and the main area using the same mold 101 as in Comparative Example 2-1, the mold release end position became the main pattern area, In addition, a defect occurred at the mold release end. Further, as in Comparative Examples 2-2 to 2-4, when the mold 111 having a concavo-convex pattern having a higher aspect ratio than the main concavo-convex pattern is used as a dummy pattern, the resist solution is separately applied to the dummy region and the main region. Although the release end position is a dummy area both in the case where it is not applied (Comparative Example 2-2) and in the case where it is separately applied (Comparative Example 2-3, 2-4), a defect occurs in the release end. It was.
(実施例3−1、3−2、3−3)
ダミーパターンと,ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表4に記載されたものであることを除いては実施例1−1と同様とした。
これらの実施例においては、いずれもダミーに用いたレジスト液は、メインに用いたレジスト液よりも硬化後の離型力が高いものを用いた。ダミーに塗布するレジスト液は、メイン領域に塗布するレジスト液よりも好感度な重合開始剤を含むものとした。
(Examples 3-1, 3-2, 3-3)
Example 1 was the same as Example 1-1 except that the components of the resist solution arranged in the dummy pattern, the dummy region, and the main region were those described in Table 4, respectively.
In these examples, the resist solution used for the dummy was one having a higher mold release force after curing than the resist solution used for the main. The resist solution applied to the dummy contains a polymerization initiator that is more sensitive than the resist solution applied to the main region.
表4は、実施例3−1、3−2、3−3について、ダミー、メインに塗布したレジスト原料、硬化後の弾性率(規格化弾性率)、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。
表4に示す通り、実施例3−1〜3−3はいずれも離型終端位置はダミーパターン領域となり、離型終端において欠陥が発生しなかった。 As shown in Table 4, in each of Examples 3-1 to 3-3, the release end position was a dummy pattern region, and no defect occurred at the release end.
(比較例3−1)
ダミーパターンと,ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表5に記載されたものであることを除いては実施例3−1と同様とした。
(Comparative Example 3-1)
Example 3 was the same as Example 3 except that the components of the resist solution arranged in the dummy pattern, the dummy region, and the main region were those described in Table 5, respectively.
(比較例3−2、3−3、3−4)
第2のモールド111を用い、ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表5に記載されたものであることを除いては実施例3−1と同様とした。
(Comparative Examples 3-2, 3-3, 3-4)
The second mold 111 was used, and the same procedure as in Example 3-1 was performed except that the components of the resist solution arranged in the dummy region and the main region were those described in Table 5, respectively.
表5は、比較例3−1〜3−4について、ダミー領域、メイン領域に塗布したレジスト原料、硬化後の弾性率(規格化弾性率)、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。
表5に示す通り、比較例3−1のように、実施例と同じモールド101を用い、ダミー領域とメイン領域とで同一のレジスト液を塗布した場合、離型終端位置が主パターン領域となり、かつ、離型終端に欠陥が生じる。また、比較例3−2〜3−6のように、ダミーパターンとしてメイン凹凸パターンよりもアスペクト比の高い凹凸パターンを備えたモールド111を用いると、ダミー領域とメイン領域とでレジスト液を塗り分けていない場合(比較例3−2)であっても、塗り分けている場合(比較例3−3〜3−5)であっても離型終端位置はダミー領域となったが、離型終端に欠陥が生じた。 As shown in Table 5, when the same resist solution was applied in the dummy area and the main area using the same mold 101 as in Comparative Example 3-1, the mold release end position became the main pattern area, In addition, a defect occurs at the mold release end. Further, as in Comparative Examples 3-2 to 3-6, when a mold 111 having a concavo-convex pattern having a higher aspect ratio than the main concavo-convex pattern is used as a dummy pattern, the resist solution is separately applied to the dummy region and the main region. Even if it is not (Comparative Example 3-2), or even if it is painted separately (Comparative Examples 3-3 to 3-5), the mold release end position is a dummy region. A defect occurred.
(実施例4、比較例4−1)
ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表6に記載されたものであることを除いては実施例1−1と同様とした。
実施例4においては、ダミー領域に用いたレジスト液は、メイン領域に用いたレジスト液よりも硬化後の離型力が高いものを用いた。メイン領域に塗布するレジスト液として、離型剤(フッ素界面活性剤)を含有するものを用い、ダミー領域に塗布するレジスト液としては、離型剤を含有しないものを用いた。
一方、比較例4−1としては、ダミー領域とメイン領域に用いたレジスト液は同一組成物であり、いずれも離型剤を含むものとした。
(Example 4, Comparative example 4-1)
Example 1 was the same as Example 1-1 except that the components of the resist solution arranged in the dummy region and the main region were those listed in Table 6, respectively.
In Example 4, the resist solution used for the dummy area was higher in mold release force after curing than the resist liquid used for the main area. A resist solution containing a release agent (fluorine surfactant) was used as the resist solution applied to the main region, and a resist solution containing no release agent was used as the resist solution applied to the dummy region.
On the other hand, as Comparative Example 4-1, the resist solution used for the dummy region and the main region had the same composition, and both included a release agent.
(比較例4−2、−3)
第2のモールド111を用い、ダミー領域とメイン領域とで、各々に配置されたレジスト液の成分が表6に記載されたものであることを除いては実施例4と同様とした。
(Comparative Examples 4-2 and -3)
The second mold 111 was used, and the same procedure as in Example 4 was performed except that the components of the resist solution arranged in the dummy region and the main region were those described in Table 6, respectively.
表6は、実施例4、比較例4−1〜4−3について、ダミー領域、メイン領域に塗布したレジスト原料、硬化後の弾性率(規格化弾性率)、離型終端位置、離型終端欠陥および総合評価を纏めたものである。
表6に示す通り、実施例4はいずれも離型終端位置はダミーパターン領域となり、離型終端において欠陥は発生しなかった。
表6に示す通り、比較例4−1のように、実施例と同じモールド101を用い、ダミー領域とメイン領域とで同一のレジスト液を塗布した場合、離型終端位置が主パターン領域となり、かつ、離型終端に欠陥が生じた。また、比較例4−2、4−3のように、ダミーパターンとしてメイン凹凸パターンよりもアスペクト比の高い凹凸パターンを備えたモールド111を用いると、ダミー領域とメイン領域とでレジスト液を塗り分けていない場合(比較例4−2)にも、塗り分けている場合(比較例4−3)にも離型終端位置はダミー領域となったが、離型終端に欠陥が生じた。
As shown in Table 6, in Example 4, the release end position was a dummy pattern region, and no defect occurred at the release end.
As shown in Table 6, as in Comparative Example 4-1, when the same resist solution was applied to the dummy area and the main area using the same mold 101 as the example, the mold release end position became the main pattern area, In addition, a defect occurred at the mold release end. Further, as in Comparative Examples 4-2 and 4-3, when a mold 111 having a concavo-convex pattern having a higher aspect ratio than the main concavo-convex pattern is used as a dummy pattern, the resist solution is separately applied to the dummy region and the main region. In both cases (Comparative Example 4-2) and the case of separate coating (Comparative Example 4-3), the mold release end position was a dummy region, but a defect occurred in the mold release end.
1、21、31、41、101、111 モールド
2、22、32、42、102、112 主パターン領域
3、23、33、43、103、113 非主パターン領域
4 凹凸パターンの凸部
5、25、26、37、48 モールド離型終端領域
10 被加工基板(ナノインプリント用基板)
12 第1のレジスト液滴
13 第2のレジスト液滴
15、16、17、18 レジスト膜離型終端領域
104、114 ダミーパターン
1, 21, 31, 41, 101, 111 Molds 2, 22, 32, 42, 102, 112 Main pattern regions 3, 23, 33, 43, 103, 113 Non-main pattern regions 4 Convex and concave projections 5, 25 , 26, 37, 48 Mold release termination region 10 Substrate to be processed (nanoimprint substrate)
12 First resist droplet 13 Second resist droplet 15, 16, 17, 18 Resist film release termination region 104, 114 Dummy pattern
Claims (9)
前記モールドとして、転写すべき凹凸パターンが形成されてなる主パターン領域と、該主パターン領域に隣接する、前記凹凸パターンよりも小さいパターン密度またはアスペクト比の凹凸パターンからなるダミーパターンもしくは平坦面である非主パターン領域とを表面に備えたものを用い、
前記レジスト液として、互いに成分が異なり、硬化後の離型力が異なる複数のレジスト液を用意し、
前記塗布工程において、前記ナノインプリント用基板の表面の、前記主パターン領域に対応する領域に、硬化後の離型力が相対的に低いレジスト液を配置し、前記ナノインプリント用基板の表面の、前記非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に、硬化後の離型力が相対的に高いレジスト液を配置する凹凸パターン形成方法。 An application step of disposing a photocurable resist solution at a desired position on the nanoimprint substrate; and a pressing step of pressing a mold having a fine uneven pattern on the surface of the nanoimprint substrate on the surface on which the resist solution is applied; A concavo-convex pattern forming method comprising: a curing step of curing the resist solution to form a resist film; and a mold release step of releasing the mold from the resist film,
As the mold, a main pattern region formed with a concavo-convex pattern to be transferred, and a dummy pattern or a flat surface comprising a concavo-convex pattern having a smaller pattern density or aspect ratio than the concavo-convex pattern adjacent to the main pattern region. Using a surface with a non-main pattern area,
As the resist solution, a plurality of resist solutions having different components and different release forces after curing are prepared,
In the coating step, a resist solution having a relatively low release force after curing is disposed in a region corresponding to the main pattern region on the surface of the nanoimprint substrate, and the nonimprint substrate surface A concavo-convex pattern forming method in which a resist solution having a relatively high release force after curing is disposed in at least a part of a region corresponding to a main pattern region.
前記離型力が相対的に低いレジスト液として、前記構造を有する光硬化性樹脂成分の含有量が、前記離型力が相対的に高いレジスト液中の前記構造を有する光硬化性樹脂成分の含有量よりも小さい組成物を用いる請求項2または5に記載の凹凸パターン形成方法。 As the resist solution having a relatively high releasing force, at least one photocurable resin component having at least one of an amine structure, a phosphate ester structure, a sulfate ester structure, and a polyalkylene oxide structure is used. Using the composition containing above,
As a resist solution having a relatively low release force, the content of the photocurable resin component having the structure is a photocurable resin component having the structure in the resist solution having a relatively high release force. The uneven | corrugated pattern formation method of Claim 2 or 5 using a composition smaller than content.
前記塗布工程において、前記複数のレジスト液を前記ナノインプリント用基板の表面の、前記主パターン領域に対応する領域から前記非主パターン領域に対応する領域の少なくとも一部に渡って、前記成分が段階的に変化するように配置する請求項1から7いずれか1項に記載の凹凸パターン形成方法。 Preparing the plurality of resist solutions by gradually changing one or more components;
In the coating step, the plurality of resist solutions are stepwise from the region corresponding to the main pattern region to at least part of the region corresponding to the non-main pattern region on the surface of the nanoimprint substrate. The uneven | corrugated pattern formation method of any one of Claim 1 to 7 arrange | positioned so that it may change.
該レジスト膜をマスクとして前記被加工基板をエッチングし、前記レジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを前記被加工基板に形成するパターン化基板の製造方法。 A resist film having a concavo-convex pattern transferred thereon is formed on the surface of the nanoimprint substrate, which is a substrate to be processed, by the concavo-convex pattern forming method according to claim 1,
A method of manufacturing a patterned substrate, wherein the substrate to be processed is etched using the resist film as a mask, and a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the resist film is formed on the substrate to be processed.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014041692A JP2015167203A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method |
PCT/JP2015/001023 WO2015133102A1 (en) | 2014-03-04 | 2015-02-27 | Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method |
TW104106482A TW201535044A (en) | 2014-03-04 | 2015-03-02 | Patterning method and manufacturing method of patterning substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014041692A JP2015167203A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015167203A true JP2015167203A (en) | 2015-09-24 |
Family
ID=54054920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014041692A Pending JP2015167203A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015167203A (en) |
TW (1) | TW201535044A (en) |
WO (1) | WO2015133102A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12105417B2 (en) | 2021-10-05 | 2024-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming a photo-cured layer |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024001577A (en) | 2022-06-22 | 2024-01-10 | キオクシア株式会社 | Template, pattern forming method, and semiconductor device manufacturing method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2005007A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-01 | Asml Netherlands Bv | Imprint lithography method and apparatus. |
JP5499668B2 (en) * | 2009-12-03 | 2014-05-21 | 大日本印刷株式会社 | Imprint mold and pattern forming method using the mold |
JP2012114158A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Toshiba Corp | Imprinting method and imprinting apparatus |
JP5782784B2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-09-24 | 大日本印刷株式会社 | Imprint method and imprint apparatus for implementing the method |
JP5806501B2 (en) * | 2011-05-10 | 2015-11-10 | キヤノン株式会社 | Imprint apparatus and article manufacturing method |
JP5693488B2 (en) * | 2012-02-20 | 2015-04-01 | 株式会社東芝 | Pattern forming method, pattern forming apparatus, and semiconductor device manufacturing method |
JP2014065231A (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Toppan Printing Co Ltd | Imprint mold, method of producing imprint mold and pattern molding |
JP5733338B2 (en) * | 2013-06-05 | 2015-06-10 | 大日本印刷株式会社 | Manufacturing method of mold for nanoimprint |
-
2014
- 2014-03-04 JP JP2014041692A patent/JP2015167203A/en active Pending
-
2015
- 2015-02-27 WO PCT/JP2015/001023 patent/WO2015133102A1/en active Application Filing
- 2015-03-02 TW TW104106482A patent/TW201535044A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12105417B2 (en) | 2021-10-05 | 2024-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming a photo-cured layer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015133102A1 (en) | 2015-09-11 |
TW201535044A (en) | 2015-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI480924B (en) | Nanoimprinting method and method of manufacturing substrate using the same | |
JP5460541B2 (en) | Nanoimprint method, droplet arrangement pattern creation method, and substrate processing method | |
JP5576822B2 (en) | Method for removing foreign matter adhering to the mold | |
JP5935385B2 (en) | Method of manufacturing replica template for nanoimprint and replica template | |
JP5520270B2 (en) | MOLD FOR NANOIMPRINT, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, NANOIMPRINT METHOD USING THE MOLD, AND METHOD FOR PRODUCING PATTERNED SUBSTRATE | |
JP5865208B2 (en) | Mold manufacturing method | |
JP5653864B2 (en) | Method for releasing mold for nanoimprint, production method using the same, mold, nanoimprint method and patterned substrate production method | |
JP2010240928A (en) | Fine structure transfer stamper and fine structure transfer device | |
JP2010258182A (en) | Method and device for micropattern transfer | |
JP2013161893A (en) | Nanoimprint mold, nanoimprint method using the same, and manufacturing method of patterning substrate | |
JP5634313B2 (en) | Resist pattern forming method and patterned substrate manufacturing method using the same | |
JP2014110367A (en) | Nanoimprint method and method for manufacturing patterned substrate using the method | |
JP6016578B2 (en) | NANOIMPRINT METHOD, MOLD USED FOR THE METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING PATTERNED SUBSTRATE USING THE METHOD | |
WO2014076922A1 (en) | Nanoimprint method, and manufacturing method for patterned substrate | |
JP2013222791A (en) | Nanoimprint method, substrate for nanoimprint, and manufacturing method for patterning substrate using the same | |
WO2015133102A1 (en) | Pattern forming method and patterned substrate manufacturing method | |
JP2013202900A (en) | Mold and method of manufacturing the same, nanoimprint method, and method of manufacturing patterned substrate | |
JP5993230B2 (en) | Fine structure transfer device and fine structure transfer stamper | |
JP2016149578A (en) | Production method of replica template for nanoimprinting | |
JP2018098470A (en) | Pattern forming method and production method of replica mold |