JP2008142915A - インプリントモールドおよびインプリントモールド製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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凹部の角をラウンド形状にしたことを特徴とすることにより、インプリントにおけるモールド離型時に、モールド材料中の応力集中を緩和することが出来る。このため、モールドパターンの破壊を低減することが可能となる。特に、高アスペクト比のパターン転写であってもモールドパターン破壊を低減することが可能となる。
【選択図】 図4
Description
なお、本明細書において、「酸失活性」とは、酸(プロトン:H+)をトラップし、酸触媒としての機能を失活させる性質と定義する。
なお、本明細書において、「ポーラス膜」とは、空孔すなわち膜表面の凹部中に、酸をトラップし、酸を失活させる機能を示す膜であり、表面状態が荒れた膜をも含むものとして定義する。
基板上に凹凸パターンが形成され、
前記基板の少なくとも表面が酸失活性を有し、
凹凸パターンにおける凹部の角がラウンド形状であること
を特徴とするインプリントモールドである。
少なくとも基板表面を、酸失活性を有した表面に処理する工程と、
前記基板上に、ポジ型化学増幅レジストを塗布する工程と、
前記ポジ型化学増幅レジストのパターニングを行う工程と、
パターニングを行った前記ポジ型化学増幅レジスト側から、基板にエッチング処理を行う工程と
を備えたことを特徴とする(図5)。
まず、基板を用意し(図5(a))、少なくとも基板表面を、酸失活性を有した表面に処理する(図5(b))。
<ポジ型化学増幅レジストのパターニングを行う工程>
次に、酸失活性を示す基板表面にポジ型化学増幅レジストを塗布し(図5(c))、ポジ型化学増幅レジストのパターニングを行う(図5(d))。
ポジ型化学増幅レジストのパターン形成は、図11に示すように、基板上(図11(a))へのレジストコート(図11(b))、電子ビームや光による所望のパターン露光(図11(c))、露光後ベーク(PEB:Post Exposure Bake)(図11(d))、および現像(図11(e))という工程により行われる。
このとき、レジストパターンの裾引き形状を制御することで、製造されるインプリントモールドの凹部の角のラウンド形状を制御することが出来る。
次に、裾引き形状を有したレジストパターンをエッチングマスクとして、基板に、異方性エッチングを行うことで、レジストパターンの裾引き形状を反映した凹凸パターン形状を形成する(図5(e))。
ドライエッチングを用いる場合、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を用いても良い。
また、アルミ、クロム、及び、その酸化物、窒化物を基板材料としドライエッチングを行う場合、塩素を含むガスを用いることが好ましい。
また、SiO2を含む材料を基板材料としドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素などを含むガスを用いることが好ましい。
また、本発明のポジ型化学増幅レジストの裾引き現象を活用したインプリントモールド製造方法を実施することが出来る。
熱インプリント用のインプリントモールドとして、Siモールドを製造した。インプリントモールドの製造方法を図5に示す。
ここで、アンモニア暴露試験装置は、導入するN2とNH3の混合比によって、アンモニア濃度を0.2〜50ppbでコントロールできる。本実施例では、裾引き形状を得るために、比較的高い濃度の30ppbとした。
実施例1と同様にSiモールドを製造した。ただし、基板表面を酸失活性に処理する工程として、イオン注入装置(アルバック社製)により、イオン化した窒素原子をドープした。イオン注入条件は、加速電圧10kV、イオン電流5mAとし、最終的なドーズ量を5x10の12乗 個/cm3とした。
実施例1と同様にSiモールドを製造した。ただし、基板表面を酸失活性に処理する工程として、塩基性の基板材料であるSiNからなる層を形成した。このとき、プラズマCVD装置(アネルバ社製)により、SiN層を10nm厚形成した。成膜条件は、導入ガスSiH4/H2/NH3、基板温度400度、RFパワー500Wとした。
実施例1と同様にSiモールドを製造した。ただし、基板表面を酸失活性に処理する工程として、基板表面上にポーラス膜を成膜した。このとき、基板表面に、高周波マクネトロンスパッタリング装置(アルバック社製)によりポーラスシリコンの表層膜を約10nm厚で成膜した。成膜条件は、成膜時の圧力は5Paとし、基板温度は常温、RFパワー300W、成膜時間10秒とした。
実施例1から4で作成したSiモールドと、表面処理を行わずに作製したSiモールドの、凹凸パターンの底部の角の曲率半径を走査電子顕微鏡(SEM)の写真から測定した。
また、Siモールドを同一条件で熱インプリント法を実施し、モールド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。
まず、熱インプリント前に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(図12(a))。
次に、インプリントの対象となる転写基板として、4インチシリコン基板を用意し、シリコン基板上に熱可塑性樹脂PMMA(ポリメタクリル酸メチル)を350nm厚でコートした(図12(b))。
次に、上記Siモールドを、熱可塑性樹脂PMMAに、熱インプリントし(図12(c))、Siモールドを離型した(図12(d))。
このとき、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10MPa、保持時間1分とした。
基板材料として石英を用いて、実施例1〜4と同様にインプリントモールドを作製し、パターン凹部の角のラウンド形状処理を実施し、光インプリントを実施し、評価を行った。その結果、Siモールドによる熱インプリントと同様に、モールドパターン凹部の角の曲率半径が大きいほど、モールドパターン破壊がなく、高アスペクト比の樹脂パターンが転写できることが確認された。
2……樹脂
3……転写基板
4……応力集中箇所
5……本発明のインプリントモールド
6……ラウンド形状の凹部
7……表面処理部
8……ポジ型化学増幅レジスト
9……密閉環境
10……ポーラス膜
11……インプリントモールド
Claims (8)
- 基板上に凹凸パターンが形成され、
前記基板の少なくとも表面が酸失活性を有し、
前記凹凸パターンにおける凹部の角がラウンド形状であること
を特徴とするインプリントモールド。 - 請求項1に記載のインプリントモールドであって、
凹凸パターンに、アスペクト比が3以上のパターンを含むこと
を特徴とするインプリントモールド。 - 基板上に凹凸パターンが形成されたインプリントモールドの製造方法であって、
少なくとも基板表面を、酸失活性を有した表面に処理する工程と、
前記基板上に、ポジ型化学増幅レジストを塗布する工程と、
前記ポジ型化学増幅レジストのパターニングを行う工程と、
パターニングを行った前記ポジ型化学増幅レジスト側から、基板にエッチング処理を行う工程と
を備えたことを特徴とするインプリントモールド製造方法。 - 請求項3に記載のインプリントモールド製造方法であって、
基板が多層基板であること
を特徴とするインプリントモールド製造方法。 - 請求項3または4のいずれかに記載のインプリントモールド製造方法であって、
酸失活性を有した表面に処理する工程は、塩基性化合物を含む環境下に基板を暴露する工程であること
を特徴とするインプリントモールド製造方法。 - 請求項3または4のいずれかに記載のインプリントモールド製造方法であって、
酸失活性を有した表面に処理する工程は、基板表面にHMDS処理を行う工程であること
を特徴とするインプリントモールド製造方法。 - 請求項3または4のいずれかに記載のインプリントモールド製造方法であって、
酸失活性を有した表面に処理する工程は、孤立電子対を有する原子を基板表面にドープする工程であること
を特徴とするインプリントモールド製造方法。 - 請求項3または4のいずれかに記載のインプリントモールド製造方法であって、
酸失活性を有した表面に処理する工程は、基板表面に空孔を有するポーラス膜を形成する工程であること
を特徴とするインプリントモールド製造方法。
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