JP2007258669A

JP2007258669A - インプリントリソグラフィー方法及びインプリントリソグラフィー装置

Info

Publication number: JP2007258669A
Application number: JP2006291762A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukushima; 博司福島
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】低い圧力で型の凹凸パターンをレジスト層に転写することができ、また正確な形状で転写した凹凸パターンをレジスト層に形成することができるインプリントリソグラフィー方法を提供する。
【解決手段】Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
（式（１）中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）
被加工材の表面上の上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１に、この混合溶液１が液体状態を維持している状態で、凹凸パターン３を形成した型４を押圧する。型４を押圧した状態で混合溶液１から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターン５が転写されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の凹凸パターンを形成した型を押し付けて、凹凸パターンを転写したレジスト層を被加工材の表面に形成するインプリントリソグラフィー方法及びインプリントリソグラフィー装置に関するものである。

図９は露光法で被加工材２の表面に微細な凹凸１２を加工するようにした例を示すものであり、まず図９（ａ）のように被加工材２の表面にレジスト１０を塗布し、次に図９（ｂ）のように露光マスク１１を通して露光した後に、現像することによって図９（ｃ）のようにレジスト１０を部分的に除去すると共に被加工材２の表面を部分的に露出させ、この後に金属蒸着を行なう。このように金属蒸着を行なうことによって、図９（ｄ）のようにレジスト１０の表面と被加工材２の露出された表面に金属１３が蒸着される。そしてレジスト１０を溶解等して被加工材２の表面から除去することによって、図９（ｅ）のように被加工材２の表面に金属１３を部分的にマスクとして残すことができる。この後に、金属１３をマスクとしてドライエッチングすることによって、図９（ｆ）のように金属１３で被覆されていない被加工材２の表面をエッチングすることができるものであり、被加工材２から金属１３を除去することによって、図９（ｇ）のように被加工材２の表面に微細な凹凸１２を形成することができるものである。

一方、図１０はインプリントリソグラフィーによる加工の例を示すものであり、図１０（ａ）のようにレジスト形成材料１４を被加工材２の表面に塗布した後、凹凸パターン３を形成した型４を図１０（ｂ）のようにレジスト形成材料１４に押圧し、レジスト形成材料１４を硬化等させた後に型４を取り去ることによって、図１０（ｃ）のようにレジスト層６を被加工材２の表面に形成することができるものであり、レジスト層６には型４の凹凸パターン３が転写された凹凸パターン５が形成されている。この後に、凹凸パターン５を形成したレジスト層６をマスクとしてドライエッチングすることによって、図１０（ｄ）のように被加工材２の表面に微細な凹凸１２を形成することができるものである。

上記のようにインプリントリソグラフィーを用いることによって、露光法よりも大幅な工数低減が可能になるものであり、またインプリントリソグラフィーでは非常に微細な凹凸加工が可能になるので、ナノインプリントリソグラフィーとして知られている。

このインプリントリソグラフィーにおいて、従来は、レジスト形成材料１４として熱可塑性ポリマー、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が用いられていた（例えば、特許文献１参照）。しかしＰＭＭＡをレジスト形成材料１４として用いる場合、ＰＭＭＡを変形可能な温度に加熱しながら型４の押圧を行なう必要があり、またＰＭＭＡはエッチング耐性が低いので、ＰＭＭＡで形成したレジスト層６をマスクとしてドライエッチングする場合、所望の深さや高いアスペクト比の凹凸１２をエッチング加工することは困難である。

そこで、室温で型４の凹凸パターン３を転写して、耐エッチング性の高いＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）でレジスト層６を形成することができるナノインプリントリソグラフィーが提案されている（特許文献２参照）。

この特許文献２は、シロキサン成分［Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（式中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）］と有機溶剤との混合溶液１をレジスト形成材料１４として被加工材２の表面にスピンコートし（後述の図８（ａ）参照）、この混合溶液１からなるレジスト形成材料１４に室温で、凹凸パターン３を形成した型４を押圧し（後述の図８（ｂ）参照）、レジスト形成材料１４を硬化させた後に型４を取り除くことによって、凹凸パターン５が転写形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成するようにしたものである（後述の図８（ｃ）参照）。
米国特許第５７７２９０５号明細書特開２００３−１００６０９号公報

しかし特許文献２のものでは、シロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を被加工材２の表面にスピンコートした後に型４を押圧するようにしているので、混合溶液１中の有機溶剤が殆ど揮発して固化状態になっている。このために、型４を押圧して型４の凹凸パターン３を転写させるためには、数十ＭＰａ以上の高い転写圧が必要であり、数インチ^２以上の大面積で形状転写するためには通常のプレス装置（２トンクラスのナノインプリンターやホットエンボス装置）では対応が困難であり、実用性に問題があった。また型４の凹凸パターン３をレジスト層６に正確に転写させることは困難であり、例えば深いピラミッドアレイ形状の凹凸パターン５をレジスト層６に転写して形成することは特に困難であるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、低い圧力で型の凹凸パターンを転写することができ、また正確な形状で転写した凹凸パターンをレジスト層に形成することができるインプリントリソグラフィー方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るインプリントリソグラフィー方法は、
Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
（式（１）中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）
被加工材２の表面上の上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１に、この混合溶液１が液体状態を維持している状態で、凹凸パターン３を形成した型４を押圧し、型４を押圧した状態で混合溶液１から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターン５が転写されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成することを特徴とするものである。

この発明によれば、シロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１が液体状態を維持している状態で型４を押圧して凹凸パターン３を転写するようにしているために、液体状態の混合溶液１は型４の凹凸パターン３に良好に馴染み、低い圧力で型４の凹凸パターン３を転写することができるものであり、また正確な形状で転写した凹凸パターン５をレジスト層６に形成することができるものである。

また、請求項２の発明は、請求項１において、上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を被加工材２の表面に供給し、被加工材２の表面の混合溶液１が液体状態である間に、凹凸パターン３を形成した型４を混合溶液１に押圧し、型４を押圧した状態で混合溶液１から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターン５が転写されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成することを特徴とするものである。

この発明によれば、シロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１が液体状態の間に型４を押圧して凹凸パターン３を転写するようにしているために、液体状態の混合溶液１は型４の凹凸パターン３に良好に馴染み、低い圧力で型４の凹凸パターン３を転写することができるものであり、また正確な形状で転写した凹凸パターン５をレジスト層６に形成することができるものである。

また、請求項３の発明は、請求項２において、上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を被加工材２の表面に供給した後、この混合溶液１に有機溶剤１７を加えて液体状態を維持させた状態で、凹凸パターン３を形成した型４を混合溶液１に押圧し、型４を押圧した状態で混合溶液１から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターン５が転写されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成することを特徴とする。

この発明によれば、混合溶液１を被加工材２の表面に供給した後、型４を押圧するまでの間の混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多くなっても、この混合溶液１に有機溶剤１７を加えることで液体状態を維持することができ、特に被加工材２における混合溶液１を供給する領域の面積が大面積である場合などにスピンコートを採用することで混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多くなってしまう場合であっても、シロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を液体状態にして型４を押圧して凹凸パターン３を転写することができて、液体状態の混合溶液１は型４の凹凸パターン３に良好に馴染み、低い圧力で型４の凹凸パターン３を転写することができるものであり、また正確な形状で転写した凹凸パターン５をレジスト層６に形成することができるものである。

また、請求項４の発明は、請求項３において、上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を被加工材２の表面に供給し、凹凸パターン３を形成した型４に有機溶剤１７を塗布した後、この型４を混合溶液１に押圧することで、混合溶液１に有機溶剤１７を加えた状態で凹凸パターン３を形成した型４により混合溶液１を押圧することを特徴とする。

この発明によれば、型４に散布した有機溶剤１７を型の押圧の際に混合溶液１に加えることができるものである。

また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、型４を押圧した状態で加熱することによって、混合溶液１から有機溶剤を揮発させることを特徴とするものである。

この発明によれば、有機溶剤を短時間で揮発させることができ、生産性を向上することができるものである。

また請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、型４を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧することによって、混合溶液１から有機溶剤を揮発させることを特徴とするものである。

また請求項７の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、型４を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧しながら加熱することによって、混合溶液１から有機溶剤を揮発させることを特徴とするものである。

また請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項において、被加工材２が、半導体発光素子７の基板８であることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記のように低い圧力の転写でレジスト層６に凹凸パターン５を形成することができるので、半導体発光素子７に与えるダメージを低減することができるものである。

請求項９に係るインプリントリソグラフィー装置は、請求項２又は３に記載の方法にて凹凸パターン５が転写されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成するためのインプリントリソグラフィー装置であって、
Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
（式（１）中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）
被加工材の表面に供給された上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１と、凹凸パターン３を形成した型４のうち、少なくとも一方に対して有機溶剤１７を散布する溶剤散布手段と、前記混合溶液１に凹凸パターン３を形成した型４を押圧する型押圧手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、液体状態の混合溶液１に対して低い圧力で型４の凹凸パターン３を転写することができるものであり、また正確な形状で転写した凹凸パターン５をレジスト層６に形成することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明はレジスト形成材料１４として、一般式が
Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を用いるものである。一般式（１）においてＲはＨ又はアルキル基を示すものであり、アルキル基は特に限定されるものではないが炭素数が１〜４のものであることが望ましい。また一般式（１）においてｎは０〜３の整数である。このシロキサン成分としては、例えば水素化シルセスキオキサンポリマーを用いることができる。

また有機溶剤としては、アルコール、エステル、ケトンあるいはこれらの混合物を主成分とするものを用いることができる。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどを、エステルとしては、例えば、Ｒ_１ＣＯＯＲ_２（Ｒ_１，Ｒ_２は炭素数４以下の低級アルキル基）で表されるエステル類、ケトンとしては、例えばアセチルアセトンなどを挙げることができる。

本発明において混合溶液１中のシロキサン成分と有機溶剤との混合比率は特に限定されるものではないが、シロキサン成分の濃度が５〜２０質量％の範囲になるように調整するのが好ましい。

図１は本発明におけるインプリントリソグラフィーの工法を示すものであり、まず図１（ａ）のように被加工材２の表面に混合溶液１を供給する。被加工材２の表面への混合溶液１の供給は、混合溶液１を被加工材２の表面に滴下したり、混合溶液１を被加工材２の表面にフローコートなど任意の方法で塗布したりすることによって行なうことができる。このようにレジスト形成材料１４として混合溶液１を被加工材２の表面に供給した後、混合溶液１から有機溶剤が揮発する前の液体状態である間に、図１（ｂ）のように凹凸パターン３を形成した型４を、凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧する。レジスト形成材料１４は液体状態であって流動性を有するので、型４を型押することによって、レジスト形成材料１４は被加工材２の表面に均一な厚みに押し広げられると共に型４の凹凸パターン３がレジスト形成材料１４に深く入り込み、レジスト形成材料１４の表面部に凹凸パターン３が転写される。次に、このように型４で型押しした状態を保持したまま、レジスト形成材料１４である混合溶液１から有機溶剤を揮発させて固化させる。

このように型４で型押しした状態で混合溶液１から有機溶剤を揮発させるにあたっては、型４を押した状態のままで加熱することによって行なうことができる。例えば、型４を押した状態で室温から数十℃〜１００℃程度まで徐々に型４を加熱し、この状態を数分から十数分程度保持することによって、有機溶剤を揮発させることができるものである。このように加熱によって有機溶剤を短時間で揮発させることができ、生産性を向上することができるものである。

また、型４を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧することによって、有機溶剤を短時間で揮発させるようにすることもできる。この場合には、加熱することなく有機溶剤を揮発させることができ、加熱を行なうことによる型４の熱膨張で転写に形状誤差が生じることを低減することができるものである。

さらに、型４を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧しながら加熱することによって、有機溶剤を揮発させることもできる。この場合には減圧と加熱の併用によって、有機溶剤をより短時間で揮発させることができるものであり、生産性をより向上することができるものである。

そして必要に応じて加熱処理してシロキサン成分を硬化させた後に、型４を外すことによって、図１（ｃ）のような、型４の凹凸パターン３の転写によって形成された凹凸パターン５を有する、ＳｉＯ_２からなるレジスト層６を被加工材２の表面に形成することができるものである。

ここで上記のように、型４による型押しは、混合溶液１からなるレジスト形成材料１４が液体状態であって流動性を有する間に行なうので、数ＭＰａから２０ＭＰａ程度以下の低い圧力で加圧することによって型４の凹凸パターン３を転写することが可能になるものである。また型４の凹凸パターン３は液体状態のレジスト形成材料１４に深く入り込むので、数μｍ程度の深い凹凸であっても転写することができるものであり、正確な形状の凹凸パターン３をレジスト層６に形成することができるものである。さらにこのように型４の凹凸パターン３が液体状態のレジスト形成材料１４に深く入り込むので、型４の凹凸パターン３がレジスト形成材料１４に入り込まないで凹凸パターン５が形成されない部分としてレジスト層６の被加工材２の側に残る残査Ｒの厚みを小さくすることができるものである。

図２は本発明におけるインプリントリソグラフィーの他の工法を示す。被加工材２の表面への混合溶液１の供給は、図１の場合と同様に滴下、フローコートなど任意の方法を適用することができるが、特に被加工材２上の大面積の領域に対して混合溶液１を供給する場合には、スピンコートを採用することが好ましい。

この被加工材２に供給された混合溶液１に対し、型４を押圧する前に、有機溶剤１７を加える。この有機溶剤１７は、混合溶液１を調製するために用いたものと同一のものを使用する。有機溶剤１７を加える方法は特に制限されないが、例えば被加工材２上の混合溶液１の表面に有機溶剤１７をスプレー等により散布することができる。有機溶剤１７を加える量は特に制限されないが、混合溶液１を塗布する間における混合溶液１からの有機溶剤の揮発量に応じて、被加工材２上の混合溶液１におけるシロキサン成分の濃度が５〜２０質量％の範囲になるようにすることが好ましい。

その後は、図１に示す場合と同様に型４の押圧及び混合溶液１からの有機溶剤の揮発を行い、また必要に応じて加熱処理してシロキサン成分を硬化させて、型４の凹凸パターン３の転写によって形成された凹凸パターン５を有する、ＳｉＯ_２からなるレジスト層６を被加工材２の表面に形成することができるものである。

このようにすると、被加工材２に混合溶液１を供給した後、型４を押圧するまでの間の混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多い場合であっても、型４を押圧する前に混合溶液１に有機溶剤１７を補給することによって混合溶液１を液体状態に維持することができ、このように液体状態であって流動性を有する状態で型４を型押しすることができる。このため、特に被加工材２における混合溶液１を供給する領域の面積が大面積である場合などにスピンコートを採用することで混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多くなってしまう場合であっても、混合溶液１を液体状態として型４を押圧して凹凸パターン３を転写することができるものである。

図３は本発明におけるインプリントリソグラフィーの更に他の工法を示す。被加工材２の表面への混合溶液１の供給は、図１の場合と同様に滴下、フローコートなど任意の方法を適用することができるが、図２に示す場合と同様に特に被加工材２上の大面積の領域に対して混合溶液１を供給する場合には、スピンコートを採用することが好ましい。

一方、型４には、混合溶液１を押圧する面、すなわち凹凸パターン３を有する面に、有機溶剤１７を塗布しておく。この有機溶剤１７は、混合溶液１を調製するために用いたものと同一のものを使用する。有機溶剤１７を塗布する方法は特に制限されないが、例えば型４の凹凸パターン３を有する面に有機溶剤１７をスプレー等により散布することができる。有機溶剤１７の塗布量は特に制限されないが、混合溶液１を塗布する間における混合溶液１からの有機溶剤の揮発量に応じて、型４に塗布された有機溶剤１７が被加工材２上の混合溶液１に加えられた場合にこの混合溶液１におけるシロキサン成分の濃度が５〜２０質量％の範囲になるようにすることが好ましい。

また、有機溶剤１７を型４だけでなく、図２に示す工法と同様にして混合溶液１にも散布しても良い。この場合、有機溶媒が散布された混合溶液１に更に、型４に塗布された有機溶剤１７が加えられた場合にこの混合溶液１におけるシロキサン成分の濃度が５〜２０質量％の範囲になるようにすることが好ましい。

そして、有機溶剤１７が塗布された型４を、凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧する。このとき、型４は混合溶液１側に向けて徐々に加圧されるようにすることで、型４に塗布された有機溶剤１７が混合溶液１へ浸透するようにして、混合溶液１に有機溶剤１７が加えられるようにする。そして、このように混合溶液１に有機溶剤１７が加えられることでレジスト形成材料１４が液体状態であって流動性を有することとなり、この状態で型４を型押しすることとなる。このため、レジスト形成材料１４は被加工材２の表面に均一な厚みに押し広げられると共に型４の凹凸パターン３がレジスト形成材料１４に深く入り込み、レジスト形成材料１４の表面部に凹凸パターン３が転写される。次に、図１に示す場合と同様に、型４で型押しした状態を保持したまま、レジスト形成材料１４である混合溶液１から有機溶剤を揮発させて固化させる。

このようにすると、図２に示す場合と同様に、被加工材２に混合溶液１を供給した後、型４を押圧するまでの間の混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多い場合であっても、型４を押圧する際に混合溶液１に有機溶剤１７を補給することによって混合溶液１を液体状態に維持することができ、このように液体状態であって流動性を有する状態で型４を型押しすることができる。このため、特に被加工材２における混合溶液１を供給する領域の面積が大面積である場合などにスピンコートを採用することで混合溶液１からの有機溶剤の揮発量が多くなってしまう場合であっても、混合溶液１を液体状態として型４を押圧して凹凸パターン３を転写することができるものである。

図４は、被加工材２として半導体発光素子７の基板８を用い、本発明のインプリントリソグラフィーで凹凸パターン５を設けたレジスト層６を基板８の表面に形成し、この凹凸パターン５を設けたレジスト層６をマスクとして、基板８の表面に微細な凹凸１２をエッチング加工するようにした例を示すものである。半導体発光素子７は例えば、サファイア基板等の基板８の片面にＧａＮ系等の発光部１６を設けたＧａＮ系青色ＬＥＤチップとして形成されるものであり、半導体発光素子７の発光効率を向上するために、基板８の発光部１６と反対側の光取り出し面に微細な凹凸１２を形成するようにしたものである。

すなわちまず図４（ａ）のように、基板８の発光部１６と反対側の表面を上にして、基板８のこの表面に図１に示す場合と同様にしてシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を供給し、基板８に形成する微細凹凸１２に応じて設計した凹凸パターン３を下面に形成した型４を図４（ｂ）のように位置合わせして配置し、混合溶液１から有機溶剤が揮発する前の液体状態である間に、図４（ｃ）のようにこの型４を凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧する。次に型４で型押しした状態を保持したまま、レジスト形成材料１４である混合溶液１から有機溶剤を揮発させて固化させた後に、型４を外すことによって、図４（ｄ）のように、型４の凹凸パターン３の転写によって形成された凹凸パターン５を有するレジスト層６を基板８の表面に形成することができるものである。そして、この凹凸パターン５を有するレジスト層６をマスクとして異方性ドライエッチングをすることによって、図４（ｅ）のような、微細な凹凸１２を基板８の表面に形成することができるものである。

このようにして半導体発光素子７の基板８に微細な凹凸１２をエッチング形成するために、基板８の表面にインプリントリソグラフィーで凹凸パターン５を設けたレジスト層６を形成するにあたって、型４による型押しは、上記のように数ＭＰａから２０ＭＰａ程度以下の低い圧力での加圧で行なうことができるので、型４による型押しをする際の加圧で、発光部１６がダメージを受けることを低減することができるものであり、半導体発光素子７の発光効率が低下することを防ぐことができるものである。

また、この図４に示す例においては、図２に示す場合と同様にしてシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を基板８に供給した後、この混合溶液１に有機溶剤１７を加え、更に型４を図４（ｂ）のように位置合わせして配置し、有機溶剤１７が補給されて混合溶液１が液体状態となっている状態で、図４（ｃ）のようにこの型４を凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧することもできる。

また、この図４に示す例においては、図３に示す場合と同様にしてシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１を基板８に供給し、一方、型４の凹凸パターン３を形成した面に有機溶剤１７を塗布し、型４を図４（ｂ）のように位置合わせして配置し、この型４を凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧することで、この押圧の際に混合溶液１に有機溶剤１７を補給することができ、混合溶液１が液体状態となっている状態で、図４（ｃ）のようにこの型４を凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面に押圧することもできる。

図５は、図２に示すようなインプリントリソグラフィーの工法を用いて凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材２の表面に形成するためのインプリントリソグラフィー装置の概略構成を示す。図示の装置では、吸引ポンプ等に接続されるなどして内部を減圧可能な容器１８内に、型押圧手段としてプレス装置が設けられている。プレス装置は互いに対向する一対の支持盤１９により構成されており、少なくとも一方の支持盤１９は他方の支持盤１９に向けて進退駆動可能に形成されている。各支持盤１９には、被加工材２と型４とがそれぞれ取着されて支持される。型４を支持する支持盤１９には、この型４を加熱するためのヒータ等の加熱手段を設けても良い。また、溶剤散布手段として、有機溶剤１７を貯留するタンク２０と、このタンク２０内の有機溶剤１７を噴射するノズル２１とが設けられている。ノズル２１は容器１８内に配設され、有機溶剤１７を支持盤１９に支持された被加工材２上における混合溶液１に向けて噴射して散布する。ノズル２１は適宜のアクチュエータ等により駆動可能に形成され、駆動することで混合溶液１の全面に亘って有機溶剤１７を散布することができるようになっている。

このように構成される装置では、混合溶液１が供給された被加工材２と、型４とをそれぞれ被加工材２の混合溶液１が供給されている面と型４の凹凸パターン３が形成されている面とが間隔をあけて対向するようにそれぞれ各支持盤１９に取着して支持する。この状態で、まず溶剤散布手段のノズル２１から有機溶剤１７を噴射して散布すると共にこのノズル２１を駆動することで有機溶剤１７を被加工材２上の混合溶液１の全面に亘って散布する。次いで、プレス装置を各支持盤１９同士が近接する方向に駆動して型４の凹凸パターン３の側の面で混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の表面を押圧する。また、このように型４で型押しした状態で加熱手段であるヒータにて型４を加熱することで、型４を例えば室温から数十℃〜１００℃程度まで徐々に加熱し、この状態を数分から十数分程度保持することによって、混合溶液１から有機溶剤を揮発させることができる。また、型４を押圧した状態で容器１８に接続された吸引ポンプ等を作動させるなどして容器１８内部の雰囲気を雰囲気を減圧することによって、有機溶剤を短時間で揮発させるようにすることもできる。この場合には、加熱手段を作動させることなく有機溶剤を揮発させることができ、或いは同時に加熱手段を作動させて加熱を行うことにより減圧と加熱の併用によって、有機溶剤をより短時間で揮発させることもできる。

このようにして、図２に示すような工法にて凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材２の表面に形成することができる。

また、このインプリントリソグラフィー装置においては、溶剤散布手段として、支持盤１９に支持された型４の凹凸パターン３が形成された面に向けて有機溶剤１７を散布するものを設けることで、図３に示すようなインプリントリソグラフィーの工法を用いて凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材２の表面に形成するためのインプリントリソグラフィー装置として構成しても良い。このとき、例えば溶剤散布手段のノズル２１を容器１８内に配設し、このノズル２１を適宜のアクチュエータ等により駆動可能に形成し、このノズル２１が駆動することで型４の凹凸パターン３が形成された面の全面に亘って有機溶剤１７を散布することができるようにする。また、この溶剤散布手段としては、更にノズル２１を駆動することにより被加工材２上の混合溶液１の全面に亘って有機溶剤１７を散布することができるものを設けても良い。

この場合、混合溶液１が供給された被加工材２と、型４とをそれぞれ被加工材２の混合溶液１が供給されている面と型４の凹凸パターン３が形成されている面とが間隔をあけて対向するようにそれぞれ各支持盤１９に取着して支持する。この状態で、まず溶剤散布手段のノズル２１から有機溶剤１７を噴射して散布すると共にこのノズル２１を駆動することで有機溶剤１７を型４の凹凸パターン３が形成された面の全面に亘って散布する。また、更にこの溶剤散布手段にて被加工材２上の混合溶液１の全面に亘って有機溶剤１７を散布しても良い。

その後は、上記と同様の動作をすることにより、図３に示す様な工法にて、凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材２の表面に形成することができる。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液１として、水素化シルセルキオキサンポリマー（ＨＳＱ）をメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）に溶解したダウコーニング社の商品名「ＦＯＸ」（密度１．５ｇ／ｃｍ^３）を用い、この混合溶液１をＳｉ基板からなる被加工材２の表面に滴下した（図１（ａ）参照）。次に、この混合溶液１が流動性を有する液体状態のうちに、３．５μｍピッチのピラミッドアレイ状の凹凸パターン３を形成したＳｉ（Ｎｉでもよい）からなる型４を、１０ＭＰａの圧力で型押しした（図１（ｂ）参照）。そしてこのように型４で型押しした状態で１００℃まで型４を昇温させ、この状態を３０分間保持した後、型４を外すことによって、凹凸パターン５が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した（図１（ｃ）参照）。

このようにして得られたレジスト層６を顕微鏡で観察したところ、レジスト層６の凹凸パターン４は図６（ａ）の顕微鏡写真に示すように、頂部が四角錐状に尖ったシャープなピラミッド形状の凸部が並んだピラミッドアレイとして形成されており、型４の凹凸パターン３が正確に転写された形状であった。またレジスト層６の残査Ｒの厚みは１０ｎｍであった。

（比較例１）
実施例１と同じ組成の混合溶液１を用い、Ｓｉ基板からなる被加工材２の表面にスピンコートした（図８（ａ）参照）。このようにスピンコートすることによって、混合溶液１から有機溶剤が揮散し、混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の膜は固化して流動性を有しない状態になっていた。次に実施例１と同様に３．５μｍピッチのピラミッドアレイ状の凹凸パターン３を形成した型４を１５０ＭＰａの圧力で型押しした（図８（ｂ）参照）。そしてこのように型４で型押しした後に、型４を外すことによって、凹凸パターン４が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した（図８（ｃ）参照）。

このようにして得られたレジスト層６を顕微鏡で観察したところ、レジスト層６の凹凸パターン５は図６（ｂ）の顕微鏡写真に示すように、頂部が球面状となった断面台形状の凸部が並んだ形状として形成されており、型４の凹凸パターン３のピラミッドアレイは正確に転写されていないものであった。

（実施例２）
実施例１と同じ混合溶液１をＳｉ基板からなる被加工材２の表面に滴下し、この混合溶液１が流動性を有する液体状態のうちに、矩形断面の突条を平行に複数列設した形状の凹凸パターン３を形成した型４を１ＭＰａの圧力で型押しした。そしてこのように型４で型押しした状態で９０℃まで型４を昇温させ、この状態を３０分間保持した後、型４を離型することによって、矩形断面の突条を平行に複数列設した形状の凹凸パターン５が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した。

このようにして得られたレジスト層６の顕微鏡写真を図７（ａ）（ｂ）に示す。図７（ａ）は凹凸パターン５の突条５ａを線幅１５０ｎｍ、ピッチ３００ｎｍで形成するようにしたものであり、残査は１０ｎｍ以下であった。また図７（ｂ）は凹凸パターン５の突条５ａを線幅２５ｎｍ、ピッチ７５ｎｍの微細パターンとして形成するようにしたものであるが、このものでも残査なく凹凸パターン５を形成することができた。

（比較例２）
実施例１と同じ組成の混合溶液１を用い、Ｓｉ基板からなる被加工材２の表面にスピンコートした。このようにスピンコートすることによって、混合溶液１から有機溶剤が揮散し、混合溶液１からなるレジスト形成材料１４の膜は固化して流動性を有しない状態になっていた。次に実施例２と同様に矩形断面の突条を平行に複数列設した形状の凹凸パターン３を形成した型４を１５ＭＰａの圧力で型押しした後に、型４を離型することによって、凹凸パターン５が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した。

このようにして得られたレジスト層６の顕微鏡写真を図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）は凹凸パターン５の突条５ａを線幅１５０ｎｍ、ピッチ３００ｎｍで形成するようにしたものであり、残査Ｒは２００ｎｍと大きく生じるものであった。

（実施例３）
実施例１と同じ混合溶液１を、実施例１と同じ被加工材２の表面にスピンコートにより塗布した（図２（ａ）参照）。次に、この被加工材２上の混合溶液１の表面に全面に亘って、有機溶剤１７としてメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）をスプレー噴射し、この混合溶液１を流動性を有する液体状態とした（図２（ｂ）参照）。この状態で、実施例１と同一の型４を、１０ＭＰａの圧力で型押しした（図２（ｃ）参照）。そしてこのように型４で型押しした状態で１００℃まで型４を昇温させ、この状態を３０分間保持した後、型４を外すことによって、凹凸パターン５が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した（図２（ｄ）参照）。

このようにして得られたレジスト層６を顕微鏡で観察したところ、レジスト層６の凹凸パターン４は図６（ａ）の顕微鏡写真に示すものと同様に、頂部が四角錐状に尖ったシャープなピラミッド形状の凸部が並んだピラミッドアレイとして形成されており、型４の凹凸パターン３が正確に転写された形状であった。またレジスト層６の残査Ｒの厚みは約２０ｎｍであった。

（実施例４）
実施例１と同じ混合溶液１をＳｉ基板からなる被加工材２の表面にスピンコートにより塗布し、この被加工材２上の混合溶液１の表面に全面に亘って、有機溶剤１７としてメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）をスプレー噴射し、この混合溶液１を流動性を有する液体状態とした。この状態で、実施例２と同じ型４を１ＭＰａの圧力で型押しした。そしてこのように型４で型押しした状態で９０℃まで型４を昇温させ、この状態を３０分間保持した後、型４を離型することによって、矩形断面の突条を平行に複数列設した形状の凹凸パターン５が転写して形成されたレジスト層６を被加工材２の表面に形成した。

このようにして得られたレジスト層６は、図７（ａ）（ｂ）に示すものと同様に凹凸パターン５の突条５ａを微細パターンとして形成すると共にこの凹凸パターン５を残査なく形成することができた。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ概略断面図である。本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ概略断面図である。本発明の実施の形態の更に他例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ概略断面図である。本発明の他の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ概略断面図である。本発明の更に他の実施の形態の一例を示す概略断面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ顕微鏡写真である。（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ顕微鏡写真である。比較例１の工法を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ概略断面図である。露光法による工法を示すものであり、（ａ）乃至（ｇ）はそれぞれ概略断面図である。インプリントリソグラフィーによる工法を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ概略断面図である。

符号の説明

１混合溶液
２被加工材
３凹凸パターン
４型
５凹凸パターン
６レジスト層
７半導体発光素子
８基板

Claims

Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
（式（１）中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）
被加工材の表面上の上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液に、この混合溶液が液体状態を維持している状態で、凹凸パターンを形成した型を押圧し、型を押圧した状態で混合溶液から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材の表面に形成することを特徴とするインプリントリソグラフィー方法。
上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液を被加工材の表面に供給し、被加工材の表面の混合溶液が液体状態である間に、凹凸パターンを形成した型を混合溶液に押圧し、型を押圧した状態で混合溶液から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材の表面に形成することを特徴とする請求項１に記載のインプリントリソグラフィー方法。
上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液を被加工材の表面に供給した後、この混合溶液に有機溶剤を加えて液体状態を維持させた状態で、凹凸パターンを形成した型を混合溶液に押圧し、型を押圧した状態で混合溶液から有機溶剤を揮発させて、凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材の表面に形成することを特徴とする請求項１に記載のインプリントリソグラフィー方法。
上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液を被加工材の表面に供給し、凹凸パターンを形成した型に有機溶剤を塗布した後、この型を混合溶液に押圧することで、混合溶液に有機溶剤を加えた状態で凹凸パターンを形成した型により混合溶液を押圧することを特徴とする請求項３に記載のインプリントリソグラフィー方法。
型を押圧した状態で加熱することによって、混合溶液から有機溶剤を揮発させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインプリントリソグラフィー方法。
型を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧することによって、混合溶液から有機溶剤を揮発させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに一項に記載のインプリントリソグラフィー方法。
型を押圧した状態で、型押しをする雰囲気を減圧しながら加熱することによって、混合溶液から有機溶剤を揮発させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインプリントリソグラフィー方法。
被加工材が、半導体発光素子の基板であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインプリントリソグラフィー方法。
請求項２又は３に記載の方法にて凹凸パターンが転写されたレジスト層を被加工材の表面に形成するためのインプリントリソグラフィー装置であって、
Ｒ_ｎＳｉ（ＯＨ）_４−ｎ（１）
（式（１）中、ＲはＨ又はアルキル基、ｎは０〜３の整数）
被加工材の表面に供給された上記一般式（１）のシロキサン成分と有機溶剤との混合溶液と、凹凸パターンを形成した型のうち、少なくとも一方に対して有機溶剤を散布する溶剤散布手段と、前記混合溶液に凹凸パターンを形成した型を押圧する型押圧手段とを備えることを特徴とするインプリントリソグラフィー装置。