JP2007210275A - Mold for imprint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイス、光導波路や回折格子等の光学部品、ハードディスクやDVD等の記録デバイス、DNA分析等のバイオチップ、拡散版や導光版などのディスプレイなどの製造において、インプリント法を用いたパターン形成方法に関する。 The present invention provides an imprint method for manufacturing semiconductor devices, optical components such as optical waveguides and diffraction gratings, recording devices such as hard disks and DVDs, biochips such as DNA analysis, and displays such as diffusion plates and light guide plates. The present invention relates to the pattern forming method used.
これまで、半導体デバイスの製造プロセスなど微細加工が要求されるパターンの形成には、転写パターンを形成したフォトマスクと呼ばれる原版を用い、レーザー光による縮小露光を行い、半導体基板上にパターンを転写するいわゆるフォトリソグラフィ法が使われている。 Up to now, patterns that require microfabrication, such as semiconductor device manufacturing processes, are transferred to a semiconductor substrate by reducing exposure with laser light using an original plate called a photomask on which a transfer pattern is formed. A so-called photolithography method is used.
ところで、このフォトリソグラフィー法は、形成するパターンのサイズや形状が露光する光の波長に大きく依存する。例えば、昨今の先端半導体デバイスの製造においては、露光波長が150nm以上であるのに対し、最小線幅は65nm以下となってきており、光の回折現象による解像限界に達している。レジストの解像度を増すために、近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)や位相シフトマスク、変形照明等の超解像技術を用いてはいるものの、マスクパターンを半導体基板上に忠実に転写することが困難となってきている。 By the way, in this photolithography method, the size and shape of the pattern to be formed greatly depend on the wavelength of light to be exposed. For example, in recent manufacture of advanced semiconductor devices, the exposure wavelength is 150 nm or more, while the minimum line width is 65 nm or less, reaching the resolution limit due to the light diffraction phenomenon. In order to increase the resolution of resist, super-resolution technology such as proximity effect correction (OPC), phase shift mask, and modified illumination is used, but the mask pattern is faithfully transferred onto the semiconductor substrate. Has become difficult.
更に縮小投影露光の場合には、基板の水平方向のみならず垂直方向にも位置合わせ精度が要求されるため、フォトマスク及び半導体基板の精密ステージ制御(X,Y,Z,θ)などが必要となるため、装置のコストが高くなるという欠点があった。 Further, in the case of reduced projection exposure, since alignment accuracy is required not only in the horizontal direction of the substrate but also in the vertical direction, precise stage control (X, Y, Z, θ) of a photomask and a semiconductor substrate is required. Therefore, there has been a drawback that the cost of the apparatus becomes high.
これらの光の回折現象によるパターンボケや複雑な機構を必要とする装置コストの問題は、半導体デバイスの製造のみならず、ディスプレイや記録メディア、バイオチップ、光デバイス、ホットエンボスなど様々なパターン形成においてもフォトリソグラフィ法を用いているため同様の課題を抱えている。 The problem of device cost that requires pattern blur due to the diffraction phenomenon of light and complicated mechanisms is not only in the manufacture of semiconductor devices, but also in the formation of various patterns such as displays, recording media, biochips, optical devices, and hot embossing. Has the same problem because it uses the photolithography method.
このような背景から、今日、インプリント法(もしくはナノインプリント法)と呼ばれる非常に簡易であるが大量生産にも向く、微細なパターンを忠実に転写可能な技術が提案されている。ここで、インプリント法とナノインプリント法に厳密な区別はないが、半導体デバイスや回折格子などの製造に用いられるようなナノメーターオーダーのものをナノインプリント法と呼び、その他のマイクロメーターオーダーのものをインプリント法と呼ぶことが多いが、ここでは、全てインプリント法と呼ぶことにする。 Against this background, a technique called an imprint method (or nanoimprint method) that is very simple but suitable for mass production and capable of faithfully transferring a fine pattern has been proposed. Here, there is no strict distinction between the imprint method and the nanoimprint method, but the nanometer order method used for manufacturing semiconductor devices and diffraction gratings is called the nanoimprint method, and other micrometer order methods are used. In many cases, this method is called a printing method, but here it is called an imprinting method.
インプリント法は、最終的に転写すべきパターンのネガポジ反転像に対応するパターンが形成されたモールドと呼ばれる型を、レジストに型押しし、その状態で熱あるいは紫外線などによってレジストを硬化させることでパターン転写を行うものである。熱硬化によるものを熱インプリント法と呼び(例えば、非特許文献1及び非特許文献2を参照。)、紫外線硬化によるものを光インプリント法と呼んでいる。(例えば、特許文献1を参照。)
In the imprint method, a mold called a mold in which a pattern corresponding to a negative / positive reversal image of a pattern to be finally transferred is formed on a resist, and in that state, the resist is cured by heat or ultraviolet rays. Pattern transfer is performed. A method based on thermal curing is called a thermal imprint method (see, for example, Non-Patent
これらインプリント法においては、モールドと基板上に生成したレジスト等の樹脂パターンとの剥離性は極めて重要である。インプリントにおいて、プレスした後(図5(a))、モールドと樹脂を引き離す場合、モールドと樹脂の付着や摩擦により、全ての樹脂がモールドとともに剥離したり(図5(b))、部分的に樹脂が剥離したり(図5(c))、部分的に樹脂が変形したり(図5(d))する現象が見られることがある。これは、モールドまたは樹脂の表面エネルギーが大きいためである。 In these imprint methods, releasability between the mold and a resin pattern such as a resist formed on the substrate is extremely important. In the imprint, after pressing (FIG. 5 (a)), when the mold and the resin are separated, all the resin is peeled off together with the mold due to adhesion and friction between the mold and the resin (FIG. 5 (b)). In some cases, the resin peels off (FIG. 5C) or the resin partially deforms (FIG. 5D). This is because the surface energy of the mold or resin is large.
このような基板と樹脂の剥離を避けるために、表面エネルギーの小さいフッ素ポリマーを剥離剤としてモールド表面に形成し、モールドと基板上の樹脂との剥離性を向上させる必要がある。一般的な剥離剤として、モールド表面のシリコン酸化膜のOH基にシランカップリング剤を作用させることで、表面エネルギーの小さい(=疎水性の強い=接触角の大きい)膜(これを離型層と呼ぶ)をモールド表面に形成している。この離型層によりモールドと樹脂との付着力を下げることが出来る。(例えば、非特許文献2を参照。)
In order to avoid such separation of the substrate and the resin, it is necessary to form a fluoropolymer having a small surface energy on the mold surface as a release agent to improve the releasability between the mold and the resin on the substrate. As a general release agent, a silane coupling agent is allowed to act on the OH group of the silicon oxide film on the mold surface, so that a film having a small surface energy (= strongly hydrophobic = a large contact angle) (this is a release layer) Is formed on the mold surface. This release layer can reduce the adhesion between the mold and the resin. (For example, see Non-Patent
しかしながら、前述のようにモールド表面に離型層を形成し、樹脂との付着力を下げたとしても、付着力が完全にゼロにはならない。従って、高アスペクト比(パターン深さ/パターン幅の値が大きい)のパターンでは、モールドの溝とそこに充填された樹脂の接触面積が大きくなり、付着力が樹脂の破壊応力を上回ると、樹脂パターンの破壊が生じる。例えば、図6(a)に示すように、アスペクト比が異なるパターンを有するモールドでインプリントした場合、図6(b)に示すように高アスペクト比のパターンほど、離型時に樹脂が破壊し、モールドの溝に充填されたまま取り残されてしまう。この現象は、光インプリントでも熱インプリントでも見られる現象であるが、概ねアスペクト比が3以上で顕著になる。 However, even if a release layer is formed on the mold surface as described above to reduce the adhesion with the resin, the adhesion does not become completely zero. Therefore, in a pattern having a high aspect ratio (pattern depth / pattern width is large), the contact area between the mold groove and the resin filled therein becomes large, and if the adhesive force exceeds the fracture stress of the resin, Pattern destruction occurs. For example, as shown in FIG. 6 (a), when imprinted with a mold having a pattern with a different aspect ratio, the higher the aspect ratio pattern as shown in FIG. The mold groove is left behind. This phenomenon is a phenomenon that can be seen in both optical imprinting and thermal imprinting, but becomes prominent when the aspect ratio is approximately 3 or more.
また、モールドの離型時の樹脂パターンの破壊は、図7に示すように離型の際に樹脂パターン内部のコーナー付近に応力が集中し(応力集中箇所400)、そこから樹脂パターンの破壊が生じることが、数値シミュレーション及び実験結果から分かっている。(非特許文献4を参照。) In addition, as shown in FIG. 7, when the mold is released, the resin pattern is destroyed by stress concentration near the corner inside the resin pattern during the release (stress concentration point 400), from which the resin pattern is destroyed. What happens is known from numerical simulations and experimental results. (See Non-Patent Document 4.)
このような樹脂パターン破壊は、転写パターンの欠陥となってしまい、モールドパターンに忠実な転写パターンを得ることが出来ない。また、パターンの溝に樹脂が充填されたままのモールドは、モールドパターンの欠陥となるため、その後、繰り返しインプリントに用いることが出来ないという問題がある。 Such a resin pattern destruction becomes a defect of the transfer pattern, and a transfer pattern faithful to the mold pattern cannot be obtained. Moreover, since the mold with the resin filled in the pattern groove becomes a defect in the mold pattern, there is a problem that it cannot be repeatedly used for imprinting thereafter.
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、インプリント法において、高アスペクト比のパターン転写を可能にし、樹脂パターン破壊を低減するモールドとその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a mold capable of transferring a pattern with a high aspect ratio and reducing resin pattern destruction in an imprint method, and a method for manufacturing the same. is there.
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1においては、凹凸状パターンが形成されたインプリント用モールドであって、該パターンの少なくとも凸部の角をラウンド形状にしたことを特徴とするインプリント用モールドである。
In order to achieve the above object in the present invention, first, in
また、請求項2においては、前記モールドの凹凸状パターン形成部材料が、シリコン、石英、ガラス、ダイヤモンド、シリコン化合物、金属、金属化合物、セラミックの何れかであることを特徴とする請求項1記載のインプリント用モールドである。
Further, in
また、請求項3においては、前記凸部角のラウンド形状は、ドライエッチング、ウェットエッチング、アニールの何れかの方法で行われる請求項1または2記載のインプリント用モールドである。 According to a third aspect of the present invention, in the imprint mold according to the first or second aspect, the round shape of the convex portion corner is performed by any one of dry etching, wet etching, and annealing.
本発明によれば、インプリント法において、高アスペクト比のパターン転写が可能となり、樹脂パターン破壊を低減できる。よって、転写パターン欠陥の低減、モールドの長寿命化も可能となり、インプリント法における良好な転写パターン形成と大幅なコストダウンが期待出来る。 According to the present invention, in an imprint method, pattern transfer with a high aspect ratio is possible, and resin pattern destruction can be reduced. Therefore, it is possible to reduce transfer pattern defects and extend the life of the mold, and it can be expected that a good transfer pattern can be formed and the cost can be greatly reduced in the imprint method.
本発明のインプリント用モールドは、凹凸状パターンの少なくとも凸部の角を図1に示すようなラウンド形状としたものである。このようにすることによって、インプリントにおけるモールド離型時に、樹脂中の応力集中を緩和することができるため、樹脂パターン破壊を低減することが可能となる。 The imprint mold of the present invention has a round shape as shown in FIG. By doing so, stress concentration in the resin can be relaxed at the time of mold release in imprinting, so that it is possible to reduce resin pattern destruction.
このインプリント法に用いるモールドの製造方法を、図2を用いて説明する。まず、熱インプリント用のSiモールドの場合、モールド形成基材1としてSi基板上にレジスト2をコートし(図2(b))、EBリソグラフィもしくはフォトリソグラフィ技術によって、レジストパターンが形成される(図2(c))。次にパターニングされたレジストをエッチングマスクとしてSiのドライエッチングが行なわれ、Siのパターン形成がなされる(図2(d))。次いで、酸素プラズマアッシングや基板洗浄によりレジスト剥離を行いモールド10を作り(図2(e))、最後にパターンの凸部の角をラウンド形状にするため、ドライエッチングを行い、Siモールド100が完成する(図2(f))。ラウンド形状とするためには、他にウェットエッチングやアニールなどが使用できる。
A method for producing a mold used in this imprint method will be described with reference to FIG. First, in the case of a Si mold for thermal imprinting, a
光インプリント用には石英を材料とした石英モールドを使用するが、上記Siモールドと同様の製造方法でパターン形成できる。ただし、ドライエッチングにより加工する材料が石英となるため、エッチングガスやエッチング条件の変更が必要となる。ここで、モールド材料の加工に、ウェットエッチングではなく、ドライエッチングを用いた理由は、ナノレベルパターンの垂直加工が可能なためであり、その必要がなければ、例えばサンドブラストなども使用できる。 A quartz mold made of quartz is used for optical imprinting, but a pattern can be formed by the same manufacturing method as that for the Si mold. However, since the material to be processed by dry etching is quartz, it is necessary to change the etching gas and etching conditions. Here, the reason why dry etching is used instead of wet etching for processing the mold material is that vertical processing of nano-level patterns is possible, and if not necessary, for example, sandblasting can be used.
ラウンド形状にするためのドライエッチングとしては、ICP型ドライエッチング装置、RIE型ドライエッチング装置、ECR型ドライエッチング装置、マイクロ波型ドライエッチング装置、並行平板型ドライエッチング装置、ヘリコン派型ドライエッチング装置などのドライエッチング装置が使用可能である。 Examples of dry etching for forming a round shape include an ICP type dry etching apparatus, an RIE type dry etching apparatus, an ECR type dry etching apparatus, a microwave type dry etching apparatus, a parallel plate type dry etching apparatus, and a helicon type dry etching apparatus. The dry etching apparatus can be used.
また、ラウンド形状にするためのウェットエッチングの溶液は、モールド材料がシリコンであれば水酸化カリウムやフッ硝酸などアルカリ溶液を用い、石英やSiO2であればフッ酸を用い、ニッケルであれば硝酸や酢酸やクロム酸を用い、タンタルであれば硝酸とフッ酸の混合液を用い、銅であれば塩化鉄を用いることができる。 In addition, the wet etching solution for forming a round shape uses an alkaline solution such as potassium hydroxide or hydrofluoric acid if the mold material is silicon, hydrofluoric acid if it is quartz or SiO2, and nitric acid or nitric acid if it is nickel. If acetic acid or chromic acid is used, a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid can be used for tantalum, and iron chloride can be used for copper.
また、ラウンド形状にするためのアニールの方法は、モールド材料やパターンサイズに合わせて条件出しを行うことで、オーブンや電気炉などの熱アニール、遠赤外線アニール、レーザアニールなどが可能である。 In addition, the annealing method for forming a round shape can be performed in accordance with the molding material and pattern size, and thermal annealing, far-infrared annealing, laser annealing, or the like in an oven or an electric furnace can be performed.
また、モールドの凹凸状パターン形成部材料は、ニッケル、クロム、鉄、アルミなどの金属またはそれら金属の化合物、シリコン、石英、ガラス、ダイヤモンド、SiCなどのシリコン化合物、セラミックなどが使用できる。 Further, as the material for forming the concavo-convex pattern of the mold, a metal such as nickel, chromium, iron, aluminum or a compound of these metals, a silicon compound such as silicon, quartz, glass, diamond, SiC, ceramic, or the like can be used.
また、本発明のモールドは、熱可塑性樹脂にパターン転写する熱インプリント法、光硬化性樹脂にパターン転写する光インプリント法、熱や光を必要としないHSQ(Hydrogen Silses Quioxane)にパターン転写する室温インプリント法、ゲル状のガラス材料にパターン転写するゾルゲルインプリント法、金属やガラスへ直接パターン転写する直接インプリント法など、それぞれに適するモールド形成材料を網羅しているため、あらゆるインプリント法に適用出来る。
以下に本発明にかかる実施例を示す。
In addition, the mold of the present invention performs pattern transfer to a thermal imprint method in which a pattern is transferred to a thermoplastic resin, a light imprint method in which a pattern is transferred to a photocurable resin, or HSQ (Hydrogen Silses Quioxane) that does not require heat or light. All types of imprinting methods are available, including room temperature imprinting, sol-gel imprinting for pattern transfer to gel-like glass materials, and direct imprinting for direct pattern transfer to metal and glass. Applicable to
Examples according to the present invention will be described below.
本発明においては、インプリント法の方法やモールド材料は限定されないが、本実施例では、熱インプリント用のSiモールドを製造し、熱インプリントを実施した。まずモールドの製造方法を図2に示す。モールド形成基材1として、4インチシリコンウェハを用意した(図2(a))。この基材に電子線レジスト2(ZEP520/日本ゼオン社製)を500nm厚コートし(図2(b))、電子線描画装置にて100〜400nmのラインパターン描画し、次いで有機現像によりレジストパターンを形成した(図2(c))。このときの条件は、描画時のドーズを100μC/cm2、現像時間を2分とした。
In the present invention, the imprint method and the molding material are not limited, but in this example, a Si mold for thermal imprinting was manufactured and thermal imprinting was performed. First, a mold manufacturing method is shown in FIG. A 4-inch silicon wafer was prepared as the mold forming substrate 1 (FIG. 2 (a)). This substrate is coated with an electron beam resist 2 (ZEP520 / manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) to a thickness of 500 nm (FIG. 2B). Was formed (FIG. 2C). The conditions at this time were a drawing dose of 100 μC /
次いで、ICPドライエッチング装置を用いたSiドライエッチングによって、深さ1000nmのSiパターンを形成した(図2(d))。Siエッチングの条件は、C4F8流量30sccm、O2流量30sccm、Ar流量50sccm、圧力2Pa、ICPパワー500W、RIEパワー130Wとした。最後にO2プラズマアッシング(条件:O2流量500sccm、圧力30Pa、RFパワー1000W)によってレジストを剥離してモールド10を形成した(図2(e))。続いて、Siモールドのパターンの角部をラウンド形状にするために、ドライエッチングを実施した(図2(f))。ドライエッチング装置には、ICP型ドライエッチング装置を用い、このときのSiエッチングの条件は、CF4流量10sccm、O2流量40sccm、Ar流量60sccm、圧力2.5Pa、ICPパワー500W、RIEパワー5Wとした。この条件でドライエッチングをすると、Siパターンの角部に電界が集中するため、角部が集中的にエッチングされることになり、その結果、角部が図1(a)に示すようなラウンド形状になった。
Next, a Si pattern having a depth of 1000 nm was formed by Si dry etching using an ICP dry etching apparatus (FIG. 2D). The Si etching conditions were C4F8 flow rate 30 sccm, O2 flow rate 30 sccm, Ar flow rate 50 sccm,
次に実施例1にて作製したSiモールドのパターンの角部をラウンド形状にする工程をウェットエッチング処理としてSiモールドを作製した。通常、単結晶Siの場合を水酸化カリウム溶液でエッチングすると、結晶方位面に従った面方位になるが、フッ硝酸を用いれば等方的なエッチングが可能となる。Siモールドの結晶性や結晶方位に合わせて、溶液を選択する必要がある。本実施例では、単結晶Siをモールド材料としているので、フッ硝酸にてエッチングを行い、角部を図1(b)に示すようなラウンド形状にした。本実施例のウェットエッチングでは、パターン全体が等方的にエッチングされるため、Siモールドのパターン底部もラウンド形状になる。 Next, the Si mold was manufactured by performing the wet etching process as the step of rounding the corners of the pattern of the Si mold manufactured in Example 1. Usually, when single crystal Si is etched with a potassium hydroxide solution, the plane orientation conforms to the crystal orientation plane, but isotropic etching can be performed using hydrofluoric acid. It is necessary to select a solution in accordance with the crystallinity and crystal orientation of the Si mold. In this embodiment, since single crystal Si is used as the mold material, etching is performed with hydrofluoric acid, and the corners are rounded as shown in FIG. In the wet etching of the present embodiment, the entire pattern is isotropically etched, so the pattern bottom of the Si mold also has a round shape.
次に実施例1にて作製したSiモールドのパターンの角部をラウンド形状にする工程をアニール処理としてSiモールドを作製した。アニール装置には、エキシマレーザアニール装置(エキシマレーザ波長308nm/装置LA5060J/日本製鋼所社製)を用いて、幅0.4mm、長さ100mmの均一なラインビームをスキャン照射することで、モールド表面のみアニールを行った。このとき照射エネルギー密度を300nJ/cm2とした。その結果、Siモールドのパターン角部が図1(a)に示すようなラウンド形状になった。レーザアニールを用いると基板全体は比較的低温のまま、Siモールドの最表面のみが加熱され、溶融と再結晶化されるため、パターン角部のみがラウンド形状になる。一方、オーブンなどで熱アニールを実施した場合は、基板全体が加熱されるためパターンの底部も図1(b)に示すようなラウンド形状になる。
Next, the Si mold was manufactured by annealing the step of making the corners of the pattern of the Si mold manufactured in Example 1 round. Using an excimer laser annealing apparatus (excimer laser wavelength 308 nm / apparatus LA5060J / manufactured by Nippon Steel Co., Ltd.) as the annealing apparatus, a uniform line beam having a width of 0.4 mm and a length of 100 mm is scanned and irradiated. Only annealed. At this time, the irradiation energy density was 300 nJ /
本発明におけるモールドのラウンド形状は、インプリント後の転写パターン形状の要求に合わせて、実施例1〜3のパターンの角部のラウンド方法や、アニール方法を選択すればよい。 The round shape of the mold in the present invention may be selected from the round method of the corners of the patterns of Examples 1 to 3 and the annealing method according to the requirements of the transferred pattern shape after imprinting.
また、本実施例では、Siモールドについて説明したが、SiO2、ニッケル、その他の無機材料からなるモールドについても、ドライエッチング条件やガス種、ウェットエッチング溶液の種類やエッチング時間・温度などの条件、アニール方法や温度、照射エネルギーなどを最適化することで、モールドパターンの角部をラウンド形状にすることが可能である。 In this embodiment, the Si mold has been described. However, for a mold made of SiO2, nickel, or other inorganic material, conditions such as dry etching conditions, gas types, types of wet etching solutions, etching time / temperature, annealing, etc. The corners of the mold pattern can be rounded by optimizing the method, temperature, irradiation energy, and the like.
<インプリント結果の比較>
次に、上記実施例1〜3で作製したSiモールドと、実施例1のモールドの角部をラウンド形状にしなかったSiモールド(比較例)を用いて、角部の曲率半径を走査電子顕微鏡写真から測定した。さらに、これらのSiモールドを同一条件で熱インプリントを実施し、樹脂パターン破壊の発生するアスペクト比(パターンの深さ/パターンの開口幅の値)を調べた。
<Comparison of imprint results>
Next, using the Si mold produced in Examples 1 to 3 above and the Si mold (comparative example) in which the corner of the mold of Example 1 was not rounded, the curvature radius of the corner was scanned with a scanning electron micrograph. Measured from Further, thermal imprinting was performed on these Si molds under the same conditions, and the aspect ratio (pattern depth / pattern opening width value) at which resin pattern destruction occurred was examined.
インプリント前にSiモールドのパターン面には、離型剤としてフッ素系表面処理剤EGC−1720(住友スリーエム社製)を浸漬処理した。インプリントの対象となる基板300として、4インチシリコン基板を使用し、シリコン基板上に熱可塑性樹脂PMMA310(ポリメタクリル酸メチル)を350nm厚でコートした(図3(b))。そこへ、上記Siモールドを熱インプリントし(図3(c))、その後モールドを離型した(図3(d))。このときの熱インプリント条件は、基板及びモールド温度110℃、プレス圧力15MPa、保持時間1分とした。
Before imprinting, the surface of the Si mold was subjected to immersion treatment with a fluorine-based surface treatment agent EGC-1720 (manufactured by Sumitomo 3M Limited) as a release agent. A 4-inch silicon substrate was used as the
表1にインプリントに使用したモールドのパターンのアスペクト比と樹脂パターンの転写結果を示す。また、表2にはこれらのモールドの角部の曲率半径と樹脂パターン破壊の発生するアスペクト比を示す。この結果から、実施例1〜3の処理方法にてモールドの角部をラウンド形状に処理したモールドは、角部の曲率半径がおよそ10〜15nmとなり、アスペクト比が約5まではインプリントで樹脂パターン破壊が生じないが、比較例のラウンド形状に処理していないモールドは、角部の曲率半径がおよそ3nmであり、アスペクト比が約3でもインプリントで樹脂パターン破壊が生じた。 Table 1 shows the aspect ratio of the mold pattern used for imprinting and the transfer result of the resin pattern. Table 2 shows the radius of curvature of the corners of these molds and the aspect ratio at which resin pattern destruction occurs. From this result, the mold in which the corners of the mold were processed into round shapes by the processing methods of Examples 1 to 3, the radius of curvature of the corners was about 10 to 15 nm, and the aspect ratio up to about 5 was imprinted with resin. Although the pattern did not break, the mold of the comparative example that was not processed into the round shape had a corner radius of curvature of about 3 nm, and the resin pattern was broken by imprint even when the aspect ratio was about 3.
このことから、モールドパターンの角部をラウンド形状にすることによって、インプリントにおけるモールド離型時に、樹脂中の応力集中を緩和することができるため、樹脂パターン破壊を低減することが可能となる。 From this, by making the corners of the mold pattern round, stress concentration in the resin can be relaxed at the time of mold release in imprinting, so that it is possible to reduce resin pattern destruction.
実施例1〜3と同様に石英モールドを作製し、パターン角部のラウンド形状処理を実施し、光インプリントを実施したところ、Siモールドによる熱インプリントと同様に、曲率半径が大きいほど高アスペクト比の樹脂パターンが転写できた。 A quartz mold was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, a round shape treatment was performed at the corners of the pattern, and optical imprinting was performed. As in the case of thermal imprinting using a Si mold, the higher the curvature radius, the higher the aspect ratio. Ratio of the resin pattern could be transferred.
本発明のモールドを用いてインプリントした樹脂パターンは、図4(a)に示すようにモールドパターンのラウンド形状と同じように、樹脂パターンにもラウンド形状が形成される。転写された樹脂パターンのその後の用途やプロセスによって、このラウンド形状は問題となる場合は、O2RIE(酸素リアクティブイオンエッチング)によって、ラウンド形状を解消することが出来る(図4(b))。
As shown in FIG. 4A, the resin pattern imprinted using the mold of the present invention has a round shape formed in the resin pattern as well as the round shape of the mold pattern. If this round shape becomes a problem depending on the subsequent use or process of the transferred resin pattern, the round shape can be eliminated by
本発明は、半導体デバイスの製造のみならず、ディスプレイや記録メディア、バイオチップ、光デバイス、ホットエンボスなど様々なパターン形成に用いるインプリント用モールドに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used not only for manufacturing semiconductor devices but also for imprint molds used for forming various patterns such as displays, recording media, biochips, optical devices, and hot embossing.
1・・・モールド形成基材
2・・・レジスト
10・・・モールド
100、200・・・パターン角部をラウンド形状としたモールド
300・・・基板
310・・・樹脂
400・・・応力集中箇所
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