JP2002158192A - Method for transferring pattern in manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for transferring pattern in manufacturing semiconductor device

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JP2002158192A
JP2002158192A JP2001252337A JP2001252337A JP2002158192A JP 2002158192 A JP2002158192 A JP 2002158192A JP 2001252337 A JP2001252337 A JP 2001252337A JP 2001252337 A JP2001252337 A JP 2001252337A JP 2002158192 A JP2002158192 A JP 2002158192A
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resist film
pattern
substrate
resist
convex
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JP2001252337A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Matsumura
英樹 松村
Minoru Terano
稔 寺野
Kohei Nitta
晃平 新田
Kenichiro Kida
健一郎 木田
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Ishikawa Seisakusho Ltd
Original Assignee
Ishikawa Seisakusho Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve etching of a resist film after pressing by simple wet etching at a low cost in transferring a pattern by pressing a mold formed with an uneven pattern at the film. SOLUTION: A method for transferring the pattern comprises the steps of selectively modifying the resist film after the rugged mold is pressed by emitting an ultraviolet ray, and then wet etching the film. Or, the method comprises the steps of setting a heating temperature of the mold at a pressing time to a heat deteriorating temperature of the film, selectively modifying the film by pressing the mold, and then wet etching the film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ、フ
ィールドエミッションディスプレイ、有機ELディスプ
レイ、太陽電池、半導体などの半導体デバイスの製造時
における回路パターンの転写方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transferring a circuit pattern during the manufacture of a semiconductor device such as a liquid crystal display, a field emission display, an organic EL display, a solar cell, and a semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板へのパターン転写法として、米国特
許5772905号が提案されている。この方法は、表
面に凹凸のパターンが形成された凹凸型を、基板上に形
成されたレジスト膜にプレスすることで、該レジスト膜
上に凹凸パターンを形成し、その後、そのレジスト膜を
表面からドライエッチングすることで、基板上にレジス
ト膜のパターンを形成させる方法である。この方法によ
れば、これまでのパターン転写において主流になってい
たフォトリソグラフィー法と同程度の微細なパターン転
写が可能な上、転写時間が短く、フォトリソグラフィー
法で必要とした高価な露光装置を必要としないという利
点がある。
2. Description of the Related Art U.S. Pat. No. 5,772,905 has been proposed as a method of transferring a pattern to a substrate. In this method, an uneven pattern having an uneven pattern formed on the surface is pressed onto a resist film formed on a substrate, thereby forming an uneven pattern on the resist film. In this method, a pattern of a resist film is formed on a substrate by dry etching. According to this method, it is possible to transfer a fine pattern equivalent to that of the photolithography method which has been the mainstream in the conventional pattern transfer, and the transfer time is short, and an expensive exposure apparatus required by the photolithography method is required. There is an advantage that it is not required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の米国
特許5772905号の場合、凹凸型プレス後のレジス
ト膜のエッチングをドライエッチングで行っているた
め、プラズマ発生装置や真空機器を有する非常に高価な
ドライエッチング装置を必要とする上、真空を用いるた
めに生産性が悪いという問題がある。一方、エッチング
方法には、上述のドライエッチング法の他に、ウェット
エッチング法がある。この方法は、エッチング液に基板
を浸漬して行うだけの簡単な方法であるので、非常に安
価な方法である。しかし、凹凸パターン形成後のレジス
ト膜にウェットエッチングを適用した場合、高分子材料
であるレジスト膜を精密にエッチングすることが難し
く、プレスによって形成された凹凸パターンを精度良く
基板上に形成することが非常に難しいという問題があ
る。
However, in the case of the above-mentioned U.S. Pat. No. 5,772,905, since the etching of the resist film after the concavo-convex press is performed by dry etching, a very expensive apparatus having a plasma generator and vacuum equipment is required. In addition to the need for a dry etching apparatus, there is a problem that productivity is poor because a vacuum is used. On the other hand, as an etching method, there is a wet etching method in addition to the above-described dry etching method. Since this method is a simple method of immersing the substrate in an etching solution, it is a very inexpensive method. However, when wet etching is applied to the resist film after the formation of the concavo-convex pattern, it is difficult to accurately etch the resist film, which is a polymer material, and the concavo-convex pattern formed by pressing can be accurately formed on the substrate. There is a problem that is very difficult.

【0004】さらに、半導体デバイスの回路パターン転
写の場合、転写されるパターン部分は、基板全面積に対
して非常に小さい場合が一般的に多い。しかし、そのよ
うなパターン転写を上述の米国特許5772905号で
行う場合、凹凸型の凸部、つまり、プレスする面積が非
常に大きくなるため、レジスト膜に凹凸パターンを形成
するには、非常に大きなプレス荷重が必要となり問題が
ある。
Further, in the case of transferring a circuit pattern of a semiconductor device, a pattern portion to be transferred is generally very small with respect to the entire substrate area. However, when such a pattern transfer is performed in the above-mentioned US Pat. No. 5,772,905, the projections and depressions of the concavo-convex pattern, that is, the area to be pressed becomes very large. There is a problem because a press load is required.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上述
の問題点を解消したパターン転写方法を提供せんとする
もので、半導体デバイスの製造時、基板上に回路パター
ンを転写するに際し、凹凸型のプレス時、もしくは凹凸
型のプレス後、レジスト膜を選択的に可溶性または不溶
性に変性させることにより、ウェットエッチングによっ
てレジスト膜のエッチングを可能とすることを特徴とす
る。このレジスト膜の選択的な変性については、凹凸型
のプレス時あるいはプレス後のレジスト膜への波長20
0〜400nmの紫外線照射によって行う。あるいは凹
凸型をレジスト膜の熱劣化温度に加熱してプレスするこ
とによって行う。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern transfer method which solves the above-mentioned problems, and provides a method of transferring a circuit pattern onto a substrate during the manufacture of a semiconductor device. At the time of pressing the mold or after pressing the concave and convex mold, the resist film is selectively modified to be soluble or insoluble, so that the resist film can be etched by wet etching. Regarding the selective modification of the resist film, a wavelength of 20% is applied to the resist film at the time of pressing of the concavo-convex type or after pressing.
It is performed by ultraviolet irradiation of 0 to 400 nm. Alternatively, it is performed by heating and pressing the concavo-convex mold to the heat deterioration temperature of the resist film.

【0006】レジスト膜に紫外線照射を行ない、レジス
ト膜を選択的に変性させるという点で、従来のパターン
転写技術であるフォトリソグラフィー法と似ているが、
本発明では、フォトリソグラフィー法のようにフォトマ
スクを介せず、凹凸型のプレスによって形成されたレジ
スト膜の凹凸パターンによって、レジスト膜を選択的に
変性させるという点に大きな特徴がある。すなわち、凹
凸型のプレスによって形成されたレジスト膜の凸パター
ンを紫外線のマスクとすることにより、レジスト膜凸パ
ターンの下部のみが紫外線照射の影響を受けず、非変性
部となり、それ以外の紫外線照射部は、変性部となる、
というふうに、選択的に変性部と非変性部を形成でき
る。さらに、凹凸型のプレスによって形成された凹凸形
状のレジスト膜では、凹凸のアスペクト比が非常に高い
ため、紫外線照射では、フォトリソグラフィー法の露光
装置のように非常に高精度の平行ビームを作り出す必要
がない。すなわち、超高精度の光学機器を必要とせず、
紫外線ランプによる紫外線照射のみで、レジスト膜を選
択的に変性させることが可能であるため、非常に安価な
方法となる。
Although the resist film is irradiated with ultraviolet rays to selectively modify the resist film, it is similar to the photolithography method which is a conventional pattern transfer technique.
A major feature of the present invention is that the resist film is selectively modified by a concave / convex pattern of the resist film formed by a concave / convex press without using a photomask as in a photolithography method. In other words, by using the convex pattern of the resist film formed by the concavo-convex press as an ultraviolet mask, only the lower portion of the resist film convex pattern is not affected by the ultraviolet irradiation, becomes a non-denatured portion, and the other ultraviolet irradiation is performed. Part becomes a denatured part,
Thus, a denatured portion and a non-denatured portion can be selectively formed. Furthermore, the unevenness of the resist film formed by the uneven press has a very high aspect ratio. Therefore, it is necessary to produce a very high-precision parallel beam with UV irradiation, as in a photolithography exposure apparatus. There is no. In other words, without the need for ultra-high precision optical equipment,
Since the resist film can be selectively denatured only by ultraviolet irradiation by an ultraviolet lamp, it is a very inexpensive method.

【0007】紫外線照射による選択的な変性は、先述し
たように、レジスト膜を紫外線照射によって可溶化する
方法と不溶化する方法がある。
As described above, selective modification by irradiation with ultraviolet light includes a method of solubilizing a resist film by irradiation with ultraviolet light and a method of insolubilizing the resist film.

【0008】可溶化する場合、レジスト膜に紫外線照射
によって可溶化する高分子材料を使用して、先述したよ
うに、凹凸型によって形成された凹凸形状のレジスト膜
に紫外線照射を行ない、レジスト膜凸パターンの下部の
みを不溶性の非変性部とし、それ以外は、可溶性の変性
部にする。それをウェットエッチングして凸パターン下
部の不溶性の非変性部のみを基板上にレジストパターン
として形成する。この方法では、レジスト膜に、紫外線
照射によって可溶性となるポジ型フォトレジスト、De
epUV用ポジ型レジスト、電子線レジスト、ポリスチ
レン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート(P
MMA)及びそれらの共重合体を使用することが好まし
い。
In the case of solubilization, as described above, the resist film having a concave-convex shape formed by the concave-convex mold is irradiated with ultraviolet light by using a polymer material which is solubilized by the irradiation of the resist film. Only the lower part of the pattern is an insoluble non-denatured part, and the rest is a soluble denatured part. It is wet etched to form only the insoluble non-denatured portion under the convex pattern as a resist pattern on the substrate. In this method, a positive photoresist, which becomes soluble by ultraviolet irradiation, De
EpUV positive resist, electron beam resist, polystyrene, polypropylene, polymethyl methacrylate (P
It is preferred to use MMA) and their copolymers.

【0009】逆に、不溶化する場合、レジスト膜に紫外
線照射によって不溶化する高分子材料を使用して、凹凸
型によって形成された凹凸形状のレジスト膜に紫外線照
射を行ない、レジスト膜凸パターンの下部のみを可溶性
の非変性部とし、それ以外は、不溶性の変性部にする。
それをウェットエッチングすると凸パターン下部の非変
性部がエッチング液に溶解するため、凸パターン部分が
基板から脱離して、不溶性に変性した凹パターンのみが
基板上にレジストパターンとして形成される。この方法
では、紫外線照射によって不溶性となるネガ型フォトレ
ジスト、DeepUV用ネガ型レジストを使用すること
が好ましい。
Conversely, when the resist film is insolubilized, the resist film is made of a polymer material that is insolubilized by the irradiation of ultraviolet light, and the resist film having the uneven shape formed by the uneven mold is irradiated with ultraviolet light so that only the lower portion of the resist film convex pattern is formed. Is a soluble non-denatured part, and the others are insoluble denatured parts.
When it is wet-etched, the non-denatured portion below the convex pattern dissolves in the etching solution, so that the convex pattern portion is separated from the substrate, and only the insoluble denatured concave pattern is formed as a resist pattern on the substrate. In this method, it is preferable to use a negative photoresist that becomes insoluble by ultraviolet irradiation, or a negative resist for DeepUV.

【0010】さらに、凹凸型プレス時のプレス条件を向
上させた方法として、下層に紫外線照射によって変性す
るレジスト膜を形成し、表層に凹凸型によるプレスによ
って成形しやすいレジスト膜を形成するといった、レジ
スト膜を2層構造にする方法がある。この場合、基板上
に2層レジストを形成して、凹凸型のプレスを行ない、
表層のレジストに凹凸パターンを形成する。凹凸型のプ
レスによって形成されたレジスト膜の凸パターンを紫外
線のマスクとすることにより、レジスト膜凸パターンの
下層のレジストが紫外線照射の影響を受けず、非変性部
となり、レジスト膜凹パターンの下層のレジストは紫外
線照射の影響を受けて、変性部となる。紫外線照射によ
る変性は、先述したように、レジスト膜を可溶性あるい
は不溶性とすることで行なう。それをウェットエッチン
グして不溶性のレジストのみが基板上にレジストパター
ンを形成する。
[0010] Further, as a method for improving the pressing conditions at the time of pressing the concavo-convex mold, a resist film which is modified by irradiation with ultraviolet rays is formed in the lower layer, and a resist film which is easy to be formed by the concavo-convex press is formed on the surface layer. There is a method of forming the film into a two-layer structure. In this case, a two-layer resist is formed on the substrate, and an uneven press is performed.
An uneven pattern is formed on the surface resist. By using the convex pattern of the resist film formed by the concavo-convex press as an ultraviolet mask, the resist under the resist film convex pattern is not affected by the ultraviolet irradiation, becomes a non-denatured portion, and becomes a lower layer of the resist film concave pattern. The resist becomes a denatured portion under the influence of ultraviolet irradiation. The denaturation by ultraviolet irradiation is performed by making the resist film soluble or insoluble as described above. When the resist is wet-etched, only the insoluble resist forms a resist pattern on the substrate.

【0011】さらに、このレジスト膜を2層構造にする
方法では、あらかじめ、2種類のレジスト膜材料のフィ
ルムを貼り合わせて形成しておき、その2層フィルムを
基板に貼り付けることによって、2層構造のレジスト膜
を形成することで、レジスト膜形成を簡略化できるのみ
ならず、レジスト材料の消耗を最小限に、さらに、非常
に大きなサイズの基板に対しても、膜厚を均一にレジス
ト膜を形成できるという利点がある。
Further, in the method of forming the resist film into a two-layer structure, two kinds of resist film material films are preliminarily laminated and formed, and the two-layer film is laminated to a substrate to form a two-layer film. Forming a resist film with a structure not only simplifies the formation of the resist film, but also minimizes the consumption of the resist material, and makes the resist film uniform even on very large substrates. There is an advantage that can be formed.

【0012】このレジスト膜を2層構造にする方法おい
て、下層のレジスト膜を紫外線によって可溶化する場合
には、下層のレジスト膜に、ポジ型フォトレジスト、D
eepUV用ポジ型レジスト、電子線用レジストを使用
することが好ましい。あるいは、不溶化する場合には、
下層のレジスト膜に、ネガ型フォトレジスト、Deep
UV用ネガ型レジストを使用することが望ましい。ま
た、表層のレジスト膜には、凹凸型のプレスによって、
成形が容易であるポリエチレン、ポリスチレン、ポリプ
ロピレン、アクリルあるいはそれらの共重合体を使用す
ることが好ましい。
In the method of forming the resist film into a two-layer structure, when the lower resist film is solubilized by ultraviolet rays, a positive photoresist,
It is preferable to use a positive resist for ePUV and a resist for electron beams. Alternatively, when insolubilizing,
In the lower resist film, a negative photoresist, Deep
It is desirable to use a negative resist for UV. In addition, the surface resist film is pressed by a concave-convex press.
It is preferable to use polyethylene, polystyrene, polypropylene, acrylic, or a copolymer thereof, which is easy to mold.

【0013】レジスト膜を2層構造にする方法での利点
は、表層に凹凸型によるプレス成形しやすい材料を使用
できると同時に、下層に紫外線照射によって変性しやす
い材料を用いることができるため、凹凸型でのプレス条
件及び、紫外線強度、照射時間といった紫外線照射条件
を向上することが可能である。ただし、2層レジストの
エッチングは、2段階で行なう必要がある。そのため、
転写条件や生産性を考慮し、単層レジストで転写する
か、2層レジストで転写するかは、適宜選択することが
重要である。
The advantage of the method of forming the resist film into a two-layer structure is that a material which can be easily press-formed by a concavo-convex mold can be used for the surface layer, and a material which is easily denatured by ultraviolet irradiation can be used for the lower layer. It is possible to improve the pressing conditions in the mold and the UV irradiation conditions such as UV intensity and irradiation time. However, the etching of the two-layer resist needs to be performed in two stages. for that reason,
In consideration of transfer conditions and productivity, it is important to appropriately select whether to transfer with a single-layer resist or with a two-layer resist.

【0014】これまで記述した紫外線照射によってレジ
スト膜を選択的に変性させる方法では、例えば、コンタ
クトホールなどの穴を開けるような基板全面積に対して
小さい穴を開ける場合は、コンタクトホールパターンを
凹凸型の凸パターンに形成してプレスして、紫外線照射
によって可溶化の変性を行なう方法を用い、TFTパタ
ーンのように基板全面積に対して小さなパターンを凸パ
ターンとして残したい場合には、TFTパターンを凹凸
型の凸パターンに形成してプレスして、紫外線照射によ
って不溶化の変性を行なう方法を用いるというように、
パターンによって、転写方法を適宜選択することが重要
である。それは、プレス部となる凸型ができるだけ小さ
い方が、より小さなプレス荷重で成形可能であるためで
ある。
In the above-described method of selectively modifying a resist film by ultraviolet irradiation, for example, when a small hole is formed in the entire substrate such as a hole such as a contact hole, the contact hole pattern is made uneven. Use a method of forming a convex pattern of a mold, pressing it, and modifying the solubilization by irradiating ultraviolet rays, and if you want to leave a small pattern as a convex pattern over the entire area of the substrate like a TFT pattern, Is formed into a concave-convex pattern and pressed, using a method of modifying the insolubilization by UV irradiation,
It is important to appropriately select the transfer method depending on the pattern. The reason for this is that the smaller the convex mold serving as the pressed portion is, the smaller the pressing load can be.

【0015】また、以上の紫外線照射によってレジスト
膜を選択的に変性させる方法では、紫外線照射とウェッ
トエッチングを同時に行なうと、生産性を向上させるこ
とが可能である。
In the above method of selectively modifying a resist film by irradiation with ultraviolet light, productivity can be improved by simultaneously performing irradiation with ultraviolet light and wet etching.

【0016】パターンサイズが比較的大きいサイズの転
写においては、プレスに使用する凹凸型に、転写するパ
ターン形状の凹凸の他に、そのパターンサイズよりも小
さな凹凸が形成されたダミーパターンを形成して、プレ
スを行なうと、プレス部分の面積を小さくすることがで
き、プレス荷重を大幅に低減することが可能である。ダ
ミーパターンには、転写するパターンの1/2以下程度
の小さなパターンを用いることが好ましい。しかし、こ
のダミーパターンを用いる方法では、ダミーパターンに
よって転写精度が多少悪くなるため、数μmオーダーの
微細なパターンでは困難である。例えば、数10〜数1
00μmオーダーの比較的大きなパターンについて有効
である。
In the transfer of a pattern having a relatively large pattern size, a dummy pattern in which irregularities smaller than the pattern size are formed in addition to the irregularities of the pattern shape to be transferred is formed on an irregularity mold used for pressing. When pressing is performed, the area of the pressed portion can be reduced, and the pressing load can be significantly reduced. It is preferable to use a small pattern of about 以下 or less of the pattern to be transferred as the dummy pattern. However, in the method using the dummy pattern, the transfer accuracy is slightly deteriorated by the dummy pattern, so that it is difficult to use a fine pattern on the order of several μm. For example, Equation 10 to Equation 1
This is effective for relatively large patterns on the order of 00 μm.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて、具体的
に説明する。紫外線照射によってレジスト膜を選択的に
変性して行なう方法について、図1から図9を用いて説明
する。図1にて、レジスト膜形成について述べる。図1
において、1は基板であるが、この基板1は、Si基
板、ガラス基板、石英基板あるいは、これらの基板上に
シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、アモルファスシリコ
ン、多結晶シリコンなどの金属の積層膜が堆積されたも
のでもよい。2は、レジスト膜で、このレジスト膜形成
は、溶媒にレジスト材料を溶解させて作製したレジスト
液を回転させた基板1に塗布して行うスピンコート法、
あるいは、レジスト材料のフィルムを基板1に直接貼り
付けるフィルム貼付法によって行うことができる。レジ
スト膜としては、本発明のパターン転写後の基板あるい
は積層膜のエッチングで使用される酸系薬品に耐性があ
り、凹凸型の加熱プレスによって成形可能な熱可塑性
で、紫外線照射によって変性するという性質を併せ持つ
高分子材料を使用する。紫外線照射によって、レジスト
膜を可溶化する場合は、ポジ型フォトレジスト、Dee
pUV用ポジ型レジスト、電子線レジスト、ポリスチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート(PM
MA)及びそれらの共重合体のいずれかを用いることが
望ましい。また、紫外線照射によって、レジスト膜を不
溶化する場合は、ネガ型フォトレジスト、DeepUV
用ネガ型レジストのいずれかを用いることが望ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described with reference to the drawings. A method of selectively modifying a resist film by ultraviolet irradiation will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 1, the formation of a resist film will be described. Figure 1
In the above, 1 is a substrate, and this substrate 1 is made of a Si substrate, a glass substrate, a quartz substrate, or a laminated film of a metal such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, amorphous silicon, and polycrystalline silicon on these substrates. It may be deposited. Reference numeral 2 denotes a resist film. The resist film is formed by applying a resist solution prepared by dissolving a resist material in a solvent to a rotated substrate 1 and performing a spin coating method.
Alternatively, it can be performed by a film sticking method in which a film of a resist material is directly stuck to the substrate 1. The resist film is resistant to acid chemicals used for etching the substrate or laminated film after pattern transfer according to the present invention, and is a thermoplastic resin that can be molded by an uneven heating press, and is modified by ultraviolet irradiation. Use a polymer material that also has When the resist film is solubilized by ultraviolet irradiation, a positive photoresist, Deep
Positive resist for pUV, electron beam resist, polystyrene, polypropylene, polymethyl methacrylate (PM
MA) and their copolymers. When the resist film is insolubilized by ultraviolet irradiation, a negative photoresist, DeepUV
It is desirable to use any one of the negative resists.

【0018】図2は、プレスに使用する凹凸型を示す。
凹凸型3は、前記基板1と同サイズの形状をしていて、
この片面には、転写するパターン形状が凸となっている
パターン4が設けられている。この凹凸型の材質は、前
記基板1と同様Si基板、ガラス基板、あるいは石英基
板がよい。この凹凸型3は、フォトリソグラフィー法に
よってパターン転写後、ふっ硝酸などの酸系薬品による
ウェットエッチングによって、あるいは、ドライエッチ
ングによって作製することができる。パターン4は、転
写するパターンの一例であり、転写したいパターン形状
によって適宜選択されるものとする。また、パターン4
の凸部の深さは、例えば5μm程度とするが、これもレ
ジスト膜2の膜厚や凹凸型のプレス条件などによって適
宜選択されるものとする。また、凹凸型のプレス工程に
おいて、レジスト膜2の凹凸型への溶着が問題となる場
合、凹凸型3の表面にフッ素系の樹脂コートを行っても
よい。
FIG. 2 shows a concavo-convex mold used for pressing.
The concavo-convex mold 3 has the same size as the substrate 1,
On one side, a pattern 4 having a convex pattern shape to be transferred is provided. The material of the concavo-convex mold is preferably a Si substrate, a glass substrate, or a quartz substrate, like the substrate 1. The concavo-convex pattern 3 can be manufactured by wet etching with an acid-based chemical such as hydrofluoric acid or dry etching after pattern transfer by photolithography. The pattern 4 is an example of a pattern to be transferred, and is appropriately selected according to a pattern shape to be transferred. Also, pattern 4
The depth of the convex portion is, for example, about 5 μm, and this depth is also appropriately selected depending on the thickness of the resist film 2 and the pressing conditions of the concave-convex mold. Further, in a case where welding of the resist film 2 to the concave-convex mold becomes a problem in the concave-convex mold pressing step, the surface of the concave-convex mold 3 may be coated with a fluorine-based resin.

【0019】次に、レジスト膜2を形成した基板1上
に、凹凸型3をプレスし、レジスト膜2上に凹凸パター
ンを形成する工程について図3を参照に説明する。図3
では、パターン4を有する凹凸型3を、基板1に形成さ
れたレジスト膜2にプレスする状態を示している。5
は、加熱プレス装置で、上下一対のホットプレート6、
6を備えていて、この上下ホットプレート6、6の間に
試料を挟み込み、上ホットプレートを下方に移動させて
押圧するといった加熱しながらプレスするという機構を
備えている。即ち、下ホットプレート6a及び上ホット
プレート6bは、それぞれヒーター6cを内蔵してい
て、そのうち下プレート6aは固定され、一方、上プレ
ート6bは、支柱6d、6dに、上下に昇降自在に取付
けられている。このホットプレート6a、6bによっ
て、凹凸型3と基板1をプレスする。ホットプレート
は、凹凸パターンを成形しやすい温度に適宜加熱して行
なう。このように凹凸型3をレジスト膜2にプレスする
ことにより、レジスト膜2上に凹凸パターンを形成する
ことができる。
Next, a process of pressing the concavo-convex mold 3 on the substrate 1 on which the resist film 2 is formed to form a concavo-convex pattern on the resist film 2 will be described with reference to FIG. FIG.
Shows a state in which the concavo-convex mold 3 having the pattern 4 is pressed against the resist film 2 formed on the substrate 1. 5
Is a heating press device, a pair of upper and lower hot plates 6,
And a mechanism for pressing while heating, such as sandwiching a sample between the upper and lower hot plates 6 and 6, and moving and pressing the upper hot plate downward. That is, the lower hot plate 6a and the upper hot plate 6b each have a built-in heater 6c, of which the lower plate 6a is fixed, while the upper plate 6b is attached to the columns 6d, 6d so as to be vertically movable. ing. The concave and convex mold 3 and the substrate 1 are pressed by the hot plates 6a and 6b. The hot plate is appropriately heated to a temperature at which the concavo-convex pattern can be easily formed. By pressing the concavo-convex mold 3 on the resist film 2 in this manner, a concavo-convex pattern can be formed on the resist film 2.

【0020】図4は、プレス後のレジスト膜2の形状を
示している。プレスによって、レジスト膜2に凸パター
ン7と凹パターン8が形成される。
FIG. 4 shows the shape of the resist film 2 after pressing. Pressing forms a convex pattern 7 and a concave pattern 8 on the resist film 2.

【0021】このようにして、レジスト膜2上に凸パタ
ーン7と凹パターン8を形成後、レジスト膜2に対して
紫外線照射を行う。図5は、その紫外線照射工程を示
す。9は紫外線ランプを示す。先のプレスによって凹凸
パターンが形成されたレジスト膜2に紫外線を照射す
る。ここで使用される紫外線は、レジスト膜2が変性し
やすい波長である200〜400nmであることが好ま
しい。この紫外線照射によって可溶化するレジスト膜を
用いた場合、主鎖あるいは側鎖が分断されるなどの変性
(可溶化)が生じる。また、紫外線照射によって不溶化
するレジスト膜を用いた場合、紫外線を吸収した部分に
変性(不溶化)が生じる。
After the convex pattern 7 and the concave pattern 8 are formed on the resist film 2 in this manner, the resist film 2 is irradiated with ultraviolet rays. FIG. 5 shows the ultraviolet irradiation step. Reference numeral 9 denotes an ultraviolet lamp. The resist film 2 on which the concavo-convex pattern is formed by the previous press is irradiated with ultraviolet rays. The ultraviolet light used here is preferably from 200 to 400 nm, which is a wavelength at which the resist film 2 is easily denatured. When a resist film that is solubilized by irradiation with ultraviolet rays is used, denaturation (solubilization) occurs such that the main chain or side chain is broken. When a resist film that is insolubilized by ultraviolet irradiation is used, denaturation (insolubilization) occurs in a portion that has absorbed ultraviolet light.

【0022】この紫外線照射による変性は、紫外線が照
射されたレジスト膜表面より開始するので、紫外線照射
時間及び紫外線強度を制御することにより、レジスト膜
2に、変性部と非変性部を選択的に形成することができ
る。即ち、図7は、紫外線照射後のレジスト膜2の変性
部10と非変性部11を示しており、このように、凹パ
ターン8は全て変性部10となり、凸パターン7の表面
側は変性部10となるが、凸パターンの基板側は、紫外
線が到達しないため変性せずに非変性部11となる。
Since the modification by irradiation with ultraviolet light starts from the surface of the resist film irradiated with ultraviolet light, by controlling the irradiation time and intensity of the ultraviolet light, the resist film 2 can selectively have a modified portion and a non-modified portion. Can be formed. That is, FIG. 7 shows the denatured portion 10 and the non-denatured portion 11 of the resist film 2 after the irradiation of the ultraviolet rays. Thus, all the concave patterns 8 become the denatured portions 10, and the surface side of the convex pattern 7 is the denatured portion. 10, the non-denatured portion 11 is not denatured on the substrate side of the convex pattern because ultraviolet light does not reach it.

【0023】その後、図7に示すように、容器13に入
れられたレジスト膜のエッチング液12に基板1を浸漬
して、ウェットエッチングを行う。紫外線照射によって
可溶化するレジスト膜を用いた場合は、レジスト膜の変
性(可溶化)部10がエッチング液に溶解するが、非変
性部11は、エッチング液に溶解せず、基板上に残る。
即ち、図8に示すように、ウェットエッチング後、基板
1上にはレジスト膜の非変性部11の凸パターンのみが
基板上にパターンとして残る。反対に、紫外線照射によ
って不溶化するレジスト膜を用いた場合は、ウェットエ
ッチングを行なうと、非変性部11のレジストが溶解す
る。非変性部11のレジストが溶解するとその上のレジ
スト膜も基板1から離脱する。したがって、レジスト凹
部の変性(不溶化)したレジストのみが基板上にパター
ンとして残る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the substrate 1 is immersed in an etching solution 12 for a resist film contained in a container 13 to perform wet etching. When a resist film that is solubilized by ultraviolet irradiation is used, the denatured (solubilized) portion 10 of the resist film is dissolved in the etchant, but the non-denatured portion 11 is not dissolved in the etchant and remains on the substrate.
That is, as shown in FIG. 8, after the wet etching, only the convex pattern of the non-denatured portion 11 of the resist film remains on the substrate 1 as a pattern. Conversely, when a resist film that is insolubilized by ultraviolet irradiation is used, wet etching dissolves the resist in the non-denatured portion 11. When the resist in the non-denatured portion 11 is dissolved, the resist film thereon is also separated from the substrate 1. Therefore, only the resist in which the resist concave portions are modified (insolubilized) remains as a pattern on the substrate.

【0024】図10に、紫外線照射とウェットエッチン
グを同時に行う方法を示す。先述のようにレジスト膜2
に凹凸型3をプレスすることによって、レジスト膜に凹
凸パターンを形成後、エッチング液12に基板1を浸漬
すると同時に紫外線ランプ9により紫外線照射を行な
い、レジスト膜表面を変性させながら変性(可溶化)し
た部分をエッチング液によって溶解させる、あるいは、
変性(不溶化)しなかった部分を溶解させる。このよう
に紫外線照射とウェットエッチングを同時に行うと、工
程を簡略化できる。
FIG. 10 shows a method of simultaneously performing ultraviolet irradiation and wet etching. As described above, the resist film 2
After forming a concavo-convex pattern on the resist film by pressing the concavo-convex mold 3, the substrate 1 is immersed in the etching solution 12, and at the same time, ultraviolet irradiation is performed by an ultraviolet lamp 9 to denature (solubilize) the resist film surface. Dissolve the part with the etchant, or
The part that has not been denatured (insolubilized) is dissolved. When the ultraviolet irradiation and the wet etching are performed at the same time, the process can be simplified.

【0025】また、2層構造のレジストを用いた方法に
ついて、図11から図13を用いて説明する。図11に
て、レジスト膜形成について述べる。図11において、
1は基板で、2、14は、レジスト膜である。下層のレ
ジスト膜2には、先述した紫外線照射によって可溶化、
あるいは不溶化の変性を生じるレジスト膜のいずれかを
使用し、表層のレジスト膜14は、凹凸型のプレスによ
って成形加工が容易であるポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリプロピレン、アクリルあるいはそれらの共重合
体のいずれかを使用する。このレジスト膜形成は、先の
レジスト膜単層の場合と同様に、スピンコート法によっ
て行なうことが可能であるが、2層とするため、2回の
スピンコートが必要である。それに対して、レジスト材
料のフィルムを基板1に直接貼り付けるフィルム貼付法
によって行う方法では、あらかじめ2層構造のレジスト
フィルムを作製しておけばそれを貼り付けるのみでよい
ため、生産性が良い。さらに、レジストフィルムの貼り
付けによってレジスト材料の消耗を最小限にすることが
できるとともに、大面積基板に対しても、均一な膜厚で
レジスト膜を形成できるという利点がある。このよう
に、スピンコート法、フィルム貼り付け法のいずれかに
よって2層構造のレジスト膜を形成する。
A method using a two-layered resist will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 11, the formation of a resist film will be described. In FIG.
1 is a substrate, 2 and 14 are resist films. The lower resist film 2 is solubilized by the aforementioned ultraviolet irradiation,
Alternatively, any one of the resist films that cause insolubilization modification is used, and the surface resist film 14 is made of polyethylene, polystyrene, polypropylene, acrylic, or any of their copolymers, which can be easily formed by a concave-convex press. use. This resist film formation can be performed by a spin coating method as in the case of the above-described single resist film, but two spin coatings are required to form two layers. On the other hand, in a method in which a film of a resist material is directly attached to the substrate 1 by a film attaching method, if a resist film having a two-layer structure is prepared in advance, it is only necessary to attach the film, and thus productivity is high. Furthermore, there is an advantage that the consumption of the resist material can be minimized by attaching the resist film, and the resist film can be formed with a uniform film thickness even on a large-area substrate. Thus, a resist film having a two-layer structure is formed by either the spin coating method or the film sticking method.

【0026】このように基板上に形成した2層構造のレ
ジスト膜に対して、先と同じように凹凸型3によるプレ
スを図3のように行なう。そのプレス後のレジスト膜を
図12に示す。2層レジストの表層のレジスト膜14に
凸パターン7と凹パターン8が形成される。
The resist film having the two-layer structure thus formed on the substrate is pressed by the concavo-convex mold 3 as shown in FIG. FIG. 12 shows the resist film after the pressing. The convex pattern 7 and the concave pattern 8 are formed on the surface resist film 14 of the two-layer resist.

【0027】凹凸パターンが形成されたレジスト膜に先
と同じように、紫外線照射を行なう。紫外線照射によっ
て、選択的に変性が生じたレジスト膜を図13に示す。
表層のレジスト膜14の凹パターン8から紫外線が透過
して、下層のレジスト膜2に変性部10が生じる。一
方、レジスト膜14の凸パターン7の下層のレジスト膜
2は、紫外線が到達せずに非変性部11となる。
The resist film on which the concavo-convex pattern is formed is irradiated with ultraviolet rays in the same manner as above. FIG. 13 shows a resist film selectively modified by ultraviolet irradiation.
Ultraviolet rays pass through the concave pattern 8 of the surface resist film 14, and the denatured portion 10 is generated in the lower resist film 2. On the other hand, the resist film 2 under the convex pattern 7 of the resist film 14 becomes the non-denatured portion 11 without reaching the ultraviolet rays.

【0028】このように、紫外線照射によって下層のレ
ジスト膜2を選択的に変性した後、先の図7のようにウ
ェットエッチングを行なう。エッチングを行なう際、ま
ず、表層のレジスト膜14を専用のエッチング液によっ
てエッチングする。次に、下層のレジスト膜2のエッチ
ングを行なう。下層のレジスト膜2のエッチングを行な
うと、紫外線照射によって可溶化するレジスト膜を用い
た場合は、変性部10がエッチング液に溶解して、非変
性部11が基板にパターンとして残る。紫外線照射によ
って不溶化するレジストを用いた場合は、非変性部11
がエッチング液に溶解して、変性部10が基板にパター
ンとして残る。
After the lower resist film 2 is selectively denatured by the irradiation of ultraviolet rays, wet etching is performed as shown in FIG. When performing etching, first, the surface resist film 14 is etched with a dedicated etching solution. Next, the lower resist film 2 is etched. When the lower resist film 2 is etched, if a resist film solubilized by ultraviolet irradiation is used, the denatured portion 10 dissolves in the etchant, and the non-denatured portion 11 remains as a pattern on the substrate. When a resist that is insolubilized by ultraviolet irradiation is used, the non-denatured portion 11
Are dissolved in the etching solution, and the denatured portion 10 remains on the substrate as a pattern.

【0029】さらに、ダミーパターンを用いての、凹凸
型のプレス荷重を低減する方法について説明する。図1
4は、ダミーパターンを有する凹凸型15を示してい
る。凹凸型15には、転写するパターン16以外に凹凸
型の凸部分をうめるようにダミーパターン17を有して
いる。このダミーパターンは、ライン形状でもドット形
状でもよいが、このパターンサイズは、パターン16よ
りも微細である必要があり、好ましくはパターン16の
サイズの1/2以下であることが望ましい。
Next, a method of reducing the pressing load of the concave / convex mold using the dummy pattern will be described. FIG.
Reference numeral 4 denotes a concave-convex pattern 15 having a dummy pattern. The concavo-convex pattern 15 has a dummy pattern 17 so as to fill a convex portion of the concavo-convex pattern in addition to the pattern 16 to be transferred. The dummy pattern may have a line shape or a dot shape, but the pattern size must be finer than the pattern 16, and is preferably 1 / or less of the size of the pattern 16.

【0030】先述したようなレジスト膜に紫外線照射に
よって変性(可溶化)するレジストを使用し、凹凸型1
5を、図3で示した凹凸型3のかわりにレジスト膜2に
対してプレスを行う。あるいは、図11で示した2層構
造のレジスト膜に対してプレスを行なう。プレスによ
り、図15ようにレジスト膜2に、転写したい凸パター
ン7以外にダミーパターンによって形成された微細な凸
パターン18が形成される。2層構造のレジスト膜の場
合も、同様に、表層のレジスト膜14に、転写したい凸
パターン7以外にダミーパターンによって形成された微
細な凸パターン18が形成される。このように形成され
たレジスト膜2あるいは14に対して、紫外線照射を行
うと、図16に示すようにダミーパターンによって形成
された凸パターン18は、紫外線によって変性部10と
なり、凸パターン7の基板側は、紫外線が到達しにくい
ために非変性部11となる。これにウェットエッチング
を施すことにより、結果として、図17のように基板1
上に、レジスト膜の凸パターン11を残すことができ
る。
Using a resist which is modified (solubilized) by irradiating ultraviolet rays onto the resist film as described above,
5 is pressed against the resist film 2 instead of the concavo-convex mold 3 shown in FIG. Alternatively, pressing is performed on the resist film having the two-layer structure shown in FIG. By pressing, a fine convex pattern 18 formed of a dummy pattern other than the convex pattern 7 to be transferred is formed on the resist film 2 as shown in FIG. In the case of a two-layer resist film, similarly, a fine convex pattern 18 formed by a dummy pattern other than the convex pattern 7 to be transferred is formed on the surface resist film 14. When the resist film 2 or 14 formed as described above is irradiated with ultraviolet light, the convex pattern 18 formed by the dummy pattern becomes the denatured portion 10 by the ultraviolet light as shown in FIG. The side becomes the non-denatured part 11 because the ultraviolet rays hardly reach. By performing wet etching on this, as a result, as shown in FIG.
The convex pattern 11 of the resist film can be left thereon.

【0031】このダミーパターンを用いる方法は、より
プレス荷重を小さくしたい場合に有効である。例えば、
先に述べたように、パターンの転写部が基板全面積に比
較して、非常に小さい、あるいは、大きいといった判別
が難しいような、パターン部と非パターン部の面積が半
々の場合や、レジストが変形しにくいような大きなサイ
ズのパターン転写のように、プレス荷重が非常に大きく
なる場合に有効である。例えば、基板全面積に対して、
転写したパターンが半分の面積である場合、プレスによ
って、基板全面積の半分の面積をプレスする必要があ
る。凹凸型のプレスによって凹凸パターンを形成する場
合、凸パターンの形成に100kgf/cm の凹凸型
のプレス圧力が必要であるとすると、1m×1mの基板
サイズのインプリントでは、100kgf/cm×1
00cm×100cm×0.5=500、000kgf
=500tのプレス荷重が必要となる。しかし、先のダ
ミーパターン17を凹凸型15に形成することにより、
型凸部の押し付ける面積を約半分に低減すれば、押し付
け荷重は、250t程度にでき、約半分のプレス荷重に
低減することが可能となり、プレスによる凹凸パターン
形成を容易にすることができる。
The method using this dummy pattern is more
This is effective when you want to reduce the press load. For example,
As mentioned earlier, the pattern transfer area is smaller than the total substrate area.
Compared to very small or large
Where the pattern and non-pattern areas are half
In each case, or in a large size where the resist is difficult to deform
Press load is very large like pattern transfer
It is effective when it becomes. For example, for the entire area of the substrate,
If the transferred pattern is half the area, press
Therefore, it is necessary to press half the area of the entire substrate.
You. For forming an uneven pattern by an uneven press
100kgf / cm to form a convex pattern 2Uneven type
If a pressing pressure of 1m × 1m is required,
100 kgf / cm for size imprint2× 1
00cm × 100cm × 0.5 = 500,000kgf
= 500t of press load is required. However,
By forming the mee pattern 17 on the concave and convex mold 15,
Reduce the pressing area of the mold projection to about half,
The load can be reduced to about 250t, reducing the press load by about half.
It is possible to reduce the uneven pattern by pressing
Formation can be facilitated.

【0032】また、紫外線照射ではなく、熱による変性
を用いる方法を説明する。図3の凹凸型3のレジスト膜
2へのプレス工程において、凹凸型3がレジスト膜の熱
劣化温度になるようにヒーター6cを設定し、その凹凸
型3をレジスト膜にプレスする。例えば、ポリスチレン
の場合、熱劣化温度である230℃程度に設定するとよ
い。このことにより、紫外線照射によって変性させる場
合と同様に、図6のようなレジスト膜2に変性部10と
非変性部11を選択的に形成することができ、その後、
図7のようにウェットエッチングを施してパターン転写
を行うことができる。このような熱による変性を用いる
方法としては、凹凸型3のみならず、基板1がレジスト
膜の熱劣化温度になるようにヒーター6cを設定した
り、凹凸型3と基板1の両方をレジスト膜に使用される
高分子材料の熱劣化温度に設定して、型のレジスト膜へ
のプレスを行っても良い。ただし、この方法の場合、レ
ジスト膜2全てが変性しないように型3のレジスト膜2
へのプレス時間に注意が必要である。
A method using thermal denaturation instead of ultraviolet irradiation will be described. In the step of pressing the concavo-convex mold 3 onto the resist film 2 in FIG. 3, the heater 6c is set so that the concavo-convex mold 3 is at the thermal degradation temperature of the resist film, and the concavo-convex mold 3 is pressed against the resist film. For example, in the case of polystyrene, the temperature may be set to about 230 ° C., which is the thermal deterioration temperature. As a result, similarly to the case of denaturation by ultraviolet irradiation, the denatured portion 10 and the non-denatured portion 11 can be selectively formed on the resist film 2 as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, pattern transfer can be performed by performing wet etching. As a method using such thermal denaturation, not only the concavo-convex mold 3 but also the heater 6c is set so that the substrate 1 is at the thermal degradation temperature of the resist film. The temperature may be set to the thermal degradation temperature of the polymer material used in the step (a), and the mold may be pressed against the resist film. In this method, however, the resist film 2 of the mold 3 is used so that the entire resist film 2 is not denatured.
It is necessary to pay attention to the press time.

【0033】[0033]

【実施例1】20mm角で厚さ0.6mmのSi基板の
表面にスピンコート法により、膜厚6μmのスチレン系
樹脂のレジスト膜を形成した。この基板のレジスト膜に
前記Si基板と同サイズの20mm角、厚さ0.6mm
であって、片面には、パターンの最小線幅が10μmで
ある回路パターン形状で、深さ6μmの凹パターンが設
けられている型を温度200℃、プレス圧力100kg
f/cmでプレスした。プレス後、レジスト膜には、
回路パターン形状の凸パターンが形成された。このレジ
スト膜に、波長254nmの紫外線ランプにより、紫外
線照射を行なった。その後、エッチング液をキシレンと
し、そのエッチング液中に基板を浸漬して、ウェットエ
ッチングを行なった。その結果、Si基板上に回路パタ
ーン形状の凸パターンのみが残っていることを確認し
た。さらにその後、上記凸パターンをマスクとして、S
i基板のエッチングを行なった。エッチング液には、弗
化水素酸:硝酸:酢酸の体積比を2:5:2に混合した
ふっ硝酸を使用した。このエッチング液に基板を浸漬す
るウェットエッチングによって、残っていたレジスト膜
以外の露出しているSi基板表面をエッチングした。そ
の後、レジスト膜を全て除去したところ、レジスト膜が
残っていたSi基板表面はレジスト膜がマスクとなった
ためエッチングされず、それ以外のSi基板表面はエッ
チングされていた。 比較例 紫外線照射を行なわなかったこととレジスト膜のエッチ
ング液にポリスチレンの良溶媒であるシクロヘキサンを
使用したこと以外は、本発明の実施例と同様の条件で処
理した。この場合、プレス後のレジスト膜のウェットエ
ッチングにおいて、プレスによって形成された凸パター
ン形状がくずれてしまい、パターン転写は不可能であっ
た。
EXAMPLE 1 A 6 μm-thick styrene-based resin resist film was formed on the surface of a 20 mm square, 0.6 mm thick Si substrate by spin coating. The resist film of this substrate has the same size as the Si substrate, 20 mm square, 0.6 mm thick.
A mold having a circuit pattern shape having a minimum line width of 10 μm on one side and a concave pattern having a depth of 6 μm is provided at a temperature of 200 ° C. and a pressing pressure of 100 kg.
Pressed at f / cm 2 . After pressing, the resist film
A convex pattern having a circuit pattern shape was formed. The resist film was irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp having a wavelength of 254 nm. Thereafter, xylene was used as an etchant, and the substrate was immersed in the etchant to perform wet etching. As a result, it was confirmed that only the convex pattern of the circuit pattern shape remained on the Si substrate. Then, using the above-mentioned convex pattern as a mask, S
The i-substrate was etched. As the etchant, hydrofluoric acid mixed with a volume ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid of 2: 5: 2 was used. The exposed surface of the Si substrate other than the remaining resist film was etched by wet etching in which the substrate was immersed in this etching solution. Thereafter, when the resist film was completely removed, the surface of the Si substrate on which the resist film remained remained unetched because the resist film served as a mask, and the other surface of the Si substrate was etched. Comparative Example A treatment was performed under the same conditions as in the example of the present invention except that ultraviolet irradiation was not performed and that cyclohexane, which is a good solvent for polystyrene, was used as an etching solution for the resist film. In this case, in wet etching of the resist film after pressing, the shape of the convex pattern formed by pressing is distorted, and pattern transfer was impossible.

【0034】[0034]

【実施例2】20mm角で厚さ0.6mmのSi基板の
表面にスピンコート法により、膜厚2.5μmのネガ型
フォトレジストのレジスト膜を形成した。この基板のレ
ジスト膜に前記Si基板と同サイズの20mm角、厚さ
0.6mmであって、片面に、1mm間隔で線幅80μ
mのラインパターンを配列した格子パターンで、ライン
部分の高さが5μmの凸パターンが設けられている型を
温度100℃、プレス圧力10kgf/cmでプレス
した。プレス後、レジスト膜には、深さ約1μmの格子
パターンの凹パターンが形成された。このレジスト膜
に、波長254nmの紫外線ランプにより、紫外線照射
を行なった。その後、ネガ型フォトレジストの専用現像
液にてウェットエッチングを行なった。その結果、Si
基板上に格子パターンの凸パターンのみが残っているこ
とを確認した。さらにその後、上記凸パターンをマスク
として、Si基板のエッチングを行なった。エッチング
液には、弗化水素酸:硝酸:酢酸の体積比を2:5:2
に混合したふっ硝酸を使用した。このエッチング液に基
板を浸漬するウェットエッチングによって、残っていた
レジスト膜以外の露出しているSi基板表面をエッチン
グした。その後、レジスト膜を全て除去したところ、レ
ジスト膜が残っていたSi基板表面はレジスト膜がマス
クとなったためエッチングされず、それ以外のSi基板
表面はエッチングされていた。
Example 2 A negative photoresist film having a thickness of 2.5 μm was formed on the surface of a 20 mm square Si substrate having a thickness of 0.6 mm by spin coating. The resist film of this substrate is the same size as the Si substrate, 20 mm square, 0.6 mm thick, and has a line width of 80 μm at 1 mm intervals on one side.
A mold having a grid pattern in which m line patterns were arranged and having a convex pattern with a line portion height of 5 μm was pressed at a temperature of 100 ° C. and a pressing pressure of 10 kgf / cm 2 . After pressing, a concave pattern of a lattice pattern having a depth of about 1 μm was formed on the resist film. The resist film was irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp having a wavelength of 254 nm. Thereafter, wet etching was performed with a dedicated developer for a negative photoresist. As a result, Si
It was confirmed that only the convex pattern of the lattice pattern remained on the substrate. Thereafter, the Si substrate was etched using the above-mentioned convex pattern as a mask. The volume ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid was 2: 5: 2 in the etching solution.
Was used. The exposed surface of the Si substrate other than the remaining resist film was etched by wet etching in which the substrate was immersed in this etching solution. Thereafter, when the resist film was completely removed, the surface of the Si substrate on which the resist film remained remained unetched because the resist film served as a mask, and the other surface of the Si substrate was etched.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明は、上述のように、基板上に回路
パターンを転写するに際し、凹凸型のレジスト膜へのプ
レスによる凹凸パターンを形成後、レジスト膜に紫外線
照射を行なうことによってレジスト膜を選択的に変性さ
せる、あるいは凹凸型のプレス時に凹凸型の加熱温度に
よってレジスト膜を選択的に変性させるという方法によ
り、これまで困難であったレジスト膜のウェットエッチ
ングを可能とすることで、極めて精度が高く、生産性の
高いパターン転写を安価で簡便に実現する。さらに、紫
外線照射によって可溶化あるいは不溶化するレジスト膜
を転写するパターンによって選択できることで、凹凸型
のプレスによるレジスト膜の凹凸パターンの成形条件を
非常に良くでき、生産性向上が見込まれる。また、紫外
線照射によって変性しやすいレジスト膜とプレス成形し
やすいレジスト膜の2層構造のレジスト膜を使用した場
合、転写条件によっては、凹凸型でのプレス条件及び紫
外線照射条件をさらに改善可能となる。加えて、本発明
のダミーパターンを有する凹凸型でのプレスによる方法
を用いることにより、プレス荷重を大幅に低減すること
ができ、製造条件の改善、装置コストの低減化を図るこ
とができる。
According to the present invention, as described above, when a circuit pattern is transferred onto a substrate, an uneven pattern is formed by pressing the uneven resist film, and then the resist film is irradiated with ultraviolet rays. By selectively modifying the resist film, or by selectively modifying the resist film by the uneven heating temperature at the time of the uneven press, it is possible to perform wet etching of the resist film, which has been difficult until now, Highly accurate and highly productive pattern transfer can be realized easily at low cost. Further, since the resist film which is solubilized or insolubilized by the irradiation of ultraviolet rays can be selected according to the pattern to be transferred, the conditions for forming the concavo-convex pattern of the resist film by the concavo-convex press can be extremely improved, and the productivity is expected to be improved. Further, when a resist film having a two-layer structure of a resist film which is easily modified by ultraviolet irradiation and a resist film which is easy to press-mold is used, depending on the transfer conditions, it is possible to further improve the pressing conditions in the concavo-convex mold and the ultraviolet irradiation conditions. . In addition, by using the method of the present invention by pressing with a concave-convex mold having a dummy pattern, the press load can be significantly reduced, and the manufacturing conditions can be improved and the equipment cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レジスト膜を基板表面に形成した段階の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a stage when a resist film is formed on a substrate surface.

【図2】凹凸型の形状の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a concave-convex shape.

【図3】凹凸型をレジスト膜にプレスする工程の説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory view of a step of pressing a concavo-convex mold on a resist film.

【図4】凹凸型によってレジスト膜をプレスした後のレ
ジスト膜形状の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a resist film shape after a resist film is pressed by a concavo-convex mold.

【図5】レジスト膜への紫外線照射工程の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view of a step of irradiating a resist film with ultraviolet rays.

【図6】紫外線照射後のレジスト膜の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a resist film after ultraviolet irradiation.

【図7】ウェットエッチング工程の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a wet etching step.

【図8】紫外線照射によって可溶化するレジスト膜を用
いた場合の、ウェットエッチング後のレジスト膜の説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a resist film after wet etching when a resist film solubilized by ultraviolet irradiation is used.

【図9】紫外線照射によって不溶化するレジスト膜を用
いた場合の、ウェットエッチング後のレジスト膜の説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a resist film after wet etching when a resist film insolubilized by ultraviolet irradiation is used.

【図10】紫外線照射とウェットエッチングを同時に行
なう方法の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of simultaneously performing ultraviolet irradiation and wet etching.

【図11】2層構造のレジスト膜を基板表面に形成した
段階の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a stage in which a resist film having a two-layer structure is formed on a substrate surface.

【図12】凹凸型によって2層構造のレジスト膜をプレ
スした後のレジスト膜形状の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a resist film shape after a two-layer resist film is pressed by a concavo-convex pattern.

【図13】紫外線照射後の2層構造のレジスト膜の説明
図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a resist film having a two-layer structure after ultraviolet irradiation.

【図14】ダミーパターンを有する凹凸型の説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a concavo-convex type having a dummy pattern.

【図15】ダミーパターンを有する凹凸型によってプレ
スした後のレジスト膜の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a resist film after being pressed by a concavo-convex mold having a dummy pattern.

【図16】ダミーパターンを有する凹凸型によってプレ
スし、さらに紫外線照射した後のレジスト膜の説明図で
ある。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a resist film after being pressed by a concave and convex mold having a dummy pattern and further irradiated with ultraviolet rays.

【図17】ダミーパターンを有する凹凸型によってプレ
スし、紫外線照射をした後に、ウェットエッチングを行
なった後のレジスト膜の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of a resist film after being pressed by a concave and convex mold having a dummy pattern, irradiated with ultraviolet rays, and then subjected to wet etching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 レジスト膜 3 凹凸型 4 凹凸型の凸部 7 レジスト膜の凸パターン 8 レジスト膜の凹パターン 9 紫外線ランプ 10 レジスト膜の変性部 11 レジスト膜の非変性部 12 エッチング液 13 容器 14 表層のレジスト膜 15 ダミーパターンを有する凹凸型 16 転写パターン 17 ダミーパターン 18 ダミーパターン型によって形成されたレジスト膜
のダミーパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Resist film 3 Concavo-convex type 4 Concavo-convex convex part 7 Convex pattern of resist film 8 Concave pattern of resist film 9 Ultraviolet lamp 10 Modified part of resist film 11 Non-denatured part of resist film 12 Etching solution 13 Container 14 Surface layer Resist film 15 Concavo-convex pattern having dummy pattern 16 Transfer pattern 17 Dummy pattern 18 Dummy pattern of resist film formed by dummy pattern type

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 9/02 H01J 9/02 R H01L 21/30 561 (72)発明者 木田 健一郎 石川県松任市坊丸町3番地 Fターム(参考) 2H025 AB16 AC01 AC04 AD01 AD03 DA13 FA01 FA03 FA15 2H096 AA25 BA01 BA09 CA16 DA10 EA02 EA03 EA30 GA02 JA02 KA02 5C027 AA01 BB01 5F046 AA28 BA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01J 9/02 H01J 9/02 R H01L 21/30 561 (72) Inventor Kenichiro Kida Bomarumachi, Matsuto City, Ishikawa Prefecture Address 3 F term (reference) 2H025 AB16 AC01 AC04 AD01 AD03 DA13 FA01 FA03 FA15 2H096 AA25 BA01 BA09 CA16 DA10 EA02 EA03 EA30 GA02 JA02 KA02 5C027 AA01 BB01 5F046 AA28 BA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上への回路パターンの転写に際し、
基板上に形成された高分子材料のレジスト膜を凹凸を有
する凹凸型によってプレスして行う半導体デバイス製造
におけるパターン転写において、凹凸型のプレスによっ
て形成されたレジスト膜の凸パターン部分と凹パターン
部分を紫外線のマスクとして使用し、レジスト膜に紫外
線照射させて、レジスト膜に変性部と非変性部を選択的
に形成すること特徴とする半導体デバイス製造における
パターン転写方法。
When transferring a circuit pattern onto a substrate,
In pattern transfer in semiconductor device manufacturing, in which a polymer material resist film formed on a substrate is pressed by a concavo-convex mold having concaves and convexes, the convex and concave pattern portions of the resist film formed by the concavo-convex press are formed. A pattern transfer method in the manufacture of semiconductor devices, characterized in that a resist film is irradiated with ultraviolet light by using the resist film as an ultraviolet mask to selectively form a modified portion and a non-modified portion in the resist film.
【請求項2】 前記レジスト膜の変性部と非変性部との
いずれかを可溶化させる場合において、レジスト膜にポ
ジ型フォトレジスト、DeepUV用ポジ型レジスト、
電子線用レジスト、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポ
リメチルメタクリレート(PMMA)及びそれらの共重
合体を使用することを特徴とする請求項1記載の半導体
デバイス製造におけるパターン転写方法。
2. When solubilizing either a modified part or a non-denatured part of the resist film, the resist film includes a positive photoresist, a deep UV positive resist,
2. The pattern transfer method according to claim 1, wherein an electron beam resist, polystyrene, polypropylene, polymethyl methacrylate (PMMA) and a copolymer thereof are used.
【請求項3】 前記レジスト膜の変性部と非変性部との
いずれかを可溶化させる場合において、レジスト膜にネ
ガ型フォトレジスト、DeepUV用ネガ型レジストを
使用することを特徴とする請求項1記載の半導体デバイ
ス製造におけるパターン転写方法。
3. The method according to claim 1, wherein when solubilizing either the denatured part or the non-denatured part of the resist film, a negative photoresist or a deep UV negative resist is used for the resist film. A pattern transfer method in the manufacture of a semiconductor device according to the above.
【請求項4】 基板側に紫外線照射によって変性する下
層のレジスト膜を形成し、その表層に凹凸型のプレスに
よって表層のレジスト膜を形成する2層構造のレジスト
膜を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体デ
バイス製造におけるパターン転写方法。
4. A resist film having a two-layer structure in which a lower resist film which is denatured by ultraviolet irradiation is formed on the substrate side, and a surface resist film is formed on the surface layer by an uneven press. A pattern transfer method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 基板に少なくとも2種類のレジスト膜材
料のフィルムを貼り合わせて形成しておき、複数層構造
のレジスト膜を形成することを特徴とする請求項1又は
請求項4記載の半導体デバイス製造におけるパターン転
写方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein a film of at least two types of resist film materials is bonded to a substrate, and a resist film having a multilayer structure is formed. Pattern transfer method in manufacturing.
【請求項6】 凹凸型プレスによってレジスト膜に凹凸
パターンを形成後、エッチング液に基板を浸漬すると同
時に紫外線照射を行うことを特徴とする請求項1記載の
半導体デバイス製造におけるパターン転写方法。
6. The pattern transfer method according to claim 1, further comprising irradiating the substrate with an etching solution and irradiating the substrate with ultraviolet light after forming an uneven pattern on the resist film by an uneven press.
【請求項7】 転写するパターン形状の凹凸の他にその
パターンサイズよりも小さな凹凸が形成されたダミーパ
ターンを有する凹凸型を用いてプレスすることを特徴と
する請求項1記載の半導体デバイス製造におけるパター
ン転写方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the pressing is performed using an uneven mold having a dummy pattern in which unevenness smaller than the pattern size is formed in addition to the unevenness of the pattern shape to be transferred. Pattern transfer method.
【請求項8】 基板上への回路パターンの転写に際し、
基板上に形成された高分子材料のレジスト膜を凹凸を有
する凹凸型によってプレスして行う半導体デバイス製造
におけるパターン転写において、凹凸型あるいは基板の
どちらか、もしくはその両方をレジスト膜に使用される
高分子材料の熱劣化温度に設定して、凹凸型のレジスト
膜へのプレスを行うことにより、レジスト膜に変性部と
非変性部を選択的に形成することを特徴とする半導体デ
バイス製造におけるパターン転写方法。
8. When transferring a circuit pattern onto a substrate,
In pattern transfer in semiconductor device manufacturing, in which a resist film of a polymer material formed on a substrate is pressed by a concave / convex pattern having irregularities, either the irregular pattern or the substrate, or both, are used as resist films. Pattern transfer in semiconductor device manufacturing characterized by selectively forming a denatured portion and a non-denatured portion on a resist film by setting the thermal degradation temperature of the molecular material and pressing the uneven resist film. Method.
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