JP2010076134A - Nanoimprint mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナノインプリント法に用いられるナノインプリントモールドに関し、より詳しくは、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制することができるナノインプリントモールドに関する。 The present invention relates to a nanoimprint mold used in a nanoimprint method, and more particularly to a nanoimprint mold that can suppress chipping of a fine pattern that occurs during cleaning.
近年、フォトリソグラフィー法に変わる微細加工・微細パターニング方法としてナノインプリント法が着目されている。ナノインプリント法は、Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ等によって提案されたものであり（非特許文献１）、表面に予め所望の凹凸パターンを有するテンプレートを用いて、被転写基板と密着させ、熱や光等の外部刺激を与えることによって、被転写基板の表面に凹凸パターンを形成する方法である。このように、ナノインプリント法は、単純な方法によってパターンを形成することができるものであるが、近年、数十ｎｍ〜数ｎｍの超微細なパターンを形成することが可能であることが示されている。このため、ナノインプリント法は、５０ｎｍ以下のパターニングが必要とされる次世代リソグラフィー技術の候補として期待されている。また、三次元的な転写手法という特徴を活かして、高アスペクトク増のパターンや、曲面状・階段状等の複雑な形状のパターンを転写する技術として、一部で実用化が始まっている。 In recent years, the nanoimprint method has attracted attention as a fine patterning / fine patterning method that replaces the photolithography method. The nanoimprint method is described in S.A. Y. Chou et al. (Non-Patent Document 1), using a template having a desired concavo-convex pattern on the surface in advance, closely contacting the substrate to be transferred, and applying external stimuli such as heat and light, In this method, an uneven pattern is formed on the surface of the transfer substrate. As described above, the nanoimprint method can form a pattern by a simple method, but in recent years, it has been shown that an ultrafine pattern of several tens nm to several nm can be formed. Yes. For this reason, the nanoimprint method is expected as a candidate for a next-generation lithography technique that requires patterning of 50 nm or less. In addition, taking advantage of the feature of a three-dimensional transfer method, some technologies have been put into practical use as a technique for transferring patterns with increased high aspect ratios and patterns with complicated shapes such as curved and stepped shapes.
従来から、ナノインプリントモールドの製造方法として種々の方法が知られている。例えば特許文献１においては、レジストに、モールド用パターンおよび補助パターンという２種類のパターンを形成するインプリント用モールドの製造方法が開示されている。また、従来から、ナノインプリントリソグラフィ技術として種々の方法が知られている。例えば特許文献２においては、ナノインプリントモールド法により被転写体の表面に所定のパターンを転写し、その後、パターンが形成された被転写体に対して材料選択性の低いドライエッチングを行う微細パターン形成方法が開示されている。
Conventionally, various methods are known as a manufacturing method of a nanoimprint mold. For example,
一方、ナノインプリントモールドは、所定の期間使用した後に、洗浄が行われる。代表的な洗浄方法としては、硫酸過水などによる化学洗浄や超音波洗浄等の物理洗浄が知られている。しかしながら、洗浄方法によって微細パターンが欠けてしまうという問題があり、パターンが微細になるほど、欠けが顕著になるという問題があった。 On the other hand, the nanoimprint mold is cleaned after being used for a predetermined period. As a typical cleaning method, chemical cleaning such as sulfuric acid / hydrogen peroxide or physical cleaning such as ultrasonic cleaning is known. However, there is a problem that the fine pattern is chipped by the cleaning method, and the chip becomes remarkable as the pattern becomes finer.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制することができるナノインプリントモールドを提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a nanoimprint mold that can suppress chipping of a fine pattern that occurs during cleaning.
上記課題を解決するために、本発明においては、基板と、上記基板表面に形成された微細パターンと、上記基板表面かつ上記微細パターンの近傍に形成され、目的とするパターン形状の形成に寄与せず、洗浄時に生じる上記微細パターンの欠けを防止する欠け防止パターンと、を有することを特徴とするナノインプリントモールドを提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, the substrate, the fine pattern formed on the surface of the substrate, and the surface of the substrate and in the vicinity of the fine pattern are contributed to the formation of the target pattern shape. There is also provided a nanoimprint mold characterized by having a chipping prevention pattern that prevents chipping of the fine pattern that occurs during cleaning.
本発明によれば、微細パターンの近傍に欠け防止パターンを形成することにより、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制することができる。 According to the present invention, by forming the chipping prevention pattern in the vicinity of the fine pattern, the chipping of the fine pattern that occurs during cleaning can be suppressed.
上記発明においては、上記微細パターンおよび上記欠け防止パターンが、上記基板上に形成されているものであっても良く、上記基板を削ることにより形成されているものであっても良い。いずれの場合であっても、微細パターンの欠けを効果的に抑制することができるからである。 In the above invention, the fine pattern and the chipping prevention pattern may be formed on the substrate, or may be formed by cutting the substrate. This is because in any case, chipping of the fine pattern can be effectively suppressed.
上記発明においては、上記微細パターンの側面と、上記欠け防止パターンの側面との距離が、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。両側面の間の距離が短すぎると、所望の転写を行うことが困難になる可能性があり、両側面の間の距離が長すぎると、微細パターンの欠けを充分に抑制することができない可能性があるからである。 In the said invention, it is preferable that the distance of the side surface of the said fine pattern and the side surface of the said chipping prevention pattern exists in the range of 10 nm-100 micrometers. If the distance between the two side surfaces is too short, it may be difficult to perform the desired transfer. If the distance between the two side surfaces is too long, chipping of the fine pattern may not be sufficiently suppressed. Because there is sex.
上記発明においては、上記欠け防止パターンが、ライン状のパターンであることが好ましい。効果的に微細パターンの欠けを防止することができるからである。 In the above invention, the chipping prevention pattern is preferably a line pattern. This is because chipping of a fine pattern can be effectively prevented.
上記発明においては、上記欠け防止パターンの線幅が、２００ｎｍ以上であることが好ましい。欠け防止パターンの線幅が小さすぎると、洗浄時に欠けて微細パターンを充分に保護できない可能性があるからである。 In the said invention, it is preferable that the line | wire width of the said chipping prevention pattern is 200 nm or more. This is because if the line width of the chipping prevention pattern is too small, chipping may occur during cleaning and the fine pattern may not be sufficiently protected.
上記発明においては、上記欠け防止パターンのアスペクト比（高さ／線幅）が、０．５以下であることが好ましい。上記の範囲であれば、さらに効果的に欠け防止パターンの欠けを抑制することができるからである。 In the above invention, it is preferable that an aspect ratio (height / line width) of the chipping prevention pattern is 0.5 or less. It is because the chipping of the chipping prevention pattern can be more effectively suppressed within the above range.
上記発明においては、上記微細パターンがライン状のパターンであり、上記微細パターンの線幅が、１００ｎｍ以下であることが好ましい。微細パターンの線幅が大きすぎると、微細パターンの欠けが生じない可能性があるからである。 In the said invention, it is preferable that the said fine pattern is a line-shaped pattern, and the line width of the said fine pattern is 100 nm or less. This is because if the line width of the fine pattern is too large, the fine pattern may not be chipped.
上記発明においては、上記微細パターンおよび上記欠け防止パターンが同一の材料から形成されていることが好ましい。両パターンを同時に形成することができ、製造工程を簡略化できるからである。 In the said invention, it is preferable that the said fine pattern and the said chip | tip prevention pattern are formed from the same material. This is because both patterns can be formed simultaneously and the manufacturing process can be simplified.
上記発明においては、上記微細パターンおよび上記欠け防止パターンの高さが同一であることが好ましい。両パターンを同時に形成することができ、製造工程を簡略化できるからである。 In the said invention, it is preferable that the height of the said fine pattern and the said chipping prevention pattern is the same. This is because both patterns can be formed simultaneously and the manufacturing process can be simplified.
本発明においては、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制することができるという効果を奏する。 In this invention, there exists an effect that the chip | tip of the fine pattern which arises at the time of washing | cleaning can be suppressed.
以下、本発明のナノインプリントモールドについて、詳細に説明する。 Hereinafter, the nanoimprint mold of the present invention will be described in detail.
本発明のナノインプリントモールドは、基板と、上記基板表面に形成された微細パターンと、上記基板表面かつ上記微細パターンの近傍に形成され、目的とするパターン形状の形成に寄与せず、洗浄時に生じる上記微細パターンの欠けを防止する欠け防止パターンと、を有することを特徴とするものである。 The nanoimprint mold of the present invention is formed on the substrate, the fine pattern formed on the substrate surface, the substrate surface and in the vicinity of the fine pattern, does not contribute to the formation of the target pattern shape, and occurs during cleaning. And a chipping prevention pattern for preventing chipping of the fine pattern.
本発明によれば、微細パターンの近傍に欠け防止パターンを形成することにより、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制することができる。また、ナノインプリントモールドの洗浄方法として、従来から種々の方法が知られているが、中でも、超音波洗浄等の物理的洗浄方法は、洗浄能力が高い方法として知られている。しかしながら、物理的洗浄方法は、洗浄能力が高い反面、微細パターンの欠けが生じやすいという問題があった。これに対して、本発明のナノインプリントモールドは、物理的洗浄方法を行った場合であっても、微細パターンの欠けを効果的に抑制することができる。その理由は、完全には解明されていないものの、ここでは超音波洗浄による洗浄を例にとり、この原理を説明する。微細パターンに超音波によって振動した純水等を当てた（晒した）場合、その振動の向きは、微細パターンに対して横方向（パターンを倒壊する方向）と微細パターンに対して縦方向に分けられる。微細パターンに対して横方向の振動はパターン倒壊の恐れがあり、抑制すべき振動である。一方、縦方向の振動は微細パターン近傍の異物を除去するのに有効となる振動である。本発明において、微細パターン近傍に設けられた欠け防止パターンは微細パターンにかかる横方向の振動を抑制することができるが、縦方向の振動を妨害するものとはならない。このように微細パターンの近傍に、例えば微細パターンに比べて大きな欠け防止パターンを配置することで、超音波等の物理的な（横方向の）刺激を、欠け防止パターンが適度に吸収し、微細パターンが（倒壊する程度の）過度の刺激が加わることを防止することができると考えられる。 According to the present invention, by forming the chipping prevention pattern in the vicinity of the fine pattern, the chipping of the fine pattern that occurs during cleaning can be suppressed. In addition, various methods are conventionally known as a method for cleaning a nanoimprint mold. Among them, a physical cleaning method such as ultrasonic cleaning is known as a method having a high cleaning capability. However, the physical cleaning method has a high cleaning ability, but has a problem that fine patterns are likely to be chipped. In contrast, the nanoimprint mold of the present invention can effectively suppress the chipping of the fine pattern even when the physical cleaning method is performed. The reason for this is not fully understood, but here, the principle will be described by taking ultrasonic cleaning as an example. When pure water vibrated by ultrasonic waves is applied to (exposed to) a fine pattern, the direction of the vibration is divided into a horizontal direction (the direction of collapsing the pattern) and a vertical direction with respect to the fine pattern. It is done. The vibration in the lateral direction with respect to the fine pattern may cause pattern collapse, and is a vibration to be suppressed. On the other hand, the vibration in the vertical direction is effective for removing foreign matters near the fine pattern. In the present invention, the chipping prevention pattern provided in the vicinity of the fine pattern can suppress the horizontal vibration applied to the fine pattern, but does not disturb the vertical vibration. By arranging a chipping prevention pattern that is larger than the fine pattern in the vicinity of the fine pattern in this way, the chipping prevention pattern appropriately absorbs physical (lateral) stimuli such as ultrasonic waves. It is thought that it is possible to prevent the pattern from being excessively stimulated (to the extent that it collapses).
図１は、本発明のナノインプリントモールドと、従来のナノインプリントモールドとの違いを説明する説明図である。図１（ａ）は、本発明のナノインプリントモールドの一例を示す概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。一方、図１（ｃ）は、従来のナノインプリントモールドの一例を示す概略平面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示されるパターン（微細パターンおよび欠け防止パターン）は、ライン状のパターンが示されているが、本発明におけるパターンは、このようなパターンに限定されるものではない。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the difference between the nanoimprint mold of the present invention and a conventional nanoimprint mold. Fig.1 (a) is a schematic plan view which shows an example of the nanoimprint mold of this invention, FIG.1 (b) is AA sectional drawing of Fig.1 (a). On the other hand, FIG.1 (c) is a schematic plan view which shows an example of the conventional nanoimprint mold, FIG.1 (d) is AA sectional drawing of FIG.1 (c). In addition, although the pattern (fine pattern and chipping prevention pattern) shown in FIGS. 1A to 1D is a line pattern, the pattern in the present invention is limited to such a pattern. Is not to be done.
図１（ａ）、図１（ｂ）に示されるナノインプリントナノモールドは、基板１と、基板１上に形成された微細パターン２と、基板１上かつ微細パターン２の近傍に形成され、目的とするパターン形状の形成に寄与せず、洗浄時に生じる微細パターン２の欠けを防止する欠け防止パターン３と、を有するものである。一方、従来のナノインプリントモールドは、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示されるように、欠け防止パターン３を有しないものである。従来のナノインプリントモールドは、欠け防止パターン３を有しないため、洗浄時に微細パターン２が欠けてしまうという問題があった。これに対して、本発明のナノインプリントナノモールドは、欠け防止パターン３が存在するため、微細パターン２の欠けを抑制することができる。
The nanoimprint nanomold shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) is formed on a
図２は、上述した図１と同様に、本発明のナノインプリントモールドと、従来のナノインプリントモールドとの違いを説明する説明図である。図２（ａ）は、本発明のナノインプリントモールドの一例を示す概略平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。一方、図２（ｃ）は、従来のナノインプリントモールドの一例を示す概略平面図であり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。 FIG. 2 is an explanatory view for explaining the difference between the nanoimprint mold of the present invention and a conventional nanoimprint mold, as in FIG. 1 described above. Fig.2 (a) is a schematic plan view which shows an example of the nanoimprint mold of this invention, FIG.2 (b) is AA sectional drawing of Fig.2 (a). On the other hand, FIG.2 (c) is a schematic plan view which shows an example of the conventional nanoimprint mold, FIG.2 (d) is AA sectional drawing of FIG.2 (c).
図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるナノインプリントナノモールドは、基板１と、基板１を削ることにより形成された微細パターン２と、基板１を削ることにより形成され、かつ微細パターン２の近傍に形成され、目的とするパターン形状の形成に寄与せず、洗浄時に生じる微細パターン２の欠けを防止する欠け防止パターン３と、を有するものである。一方、従来のナノインプリントモールドは、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示されるように、欠け防止パターン３を有しないものである。
The nanoimprint nanomold shown in FIG. 2A and FIG. 2B is formed by cutting the
また、本発明における欠け防止パターンは、目的とするパターン形状の形成に寄与しないものである。「目的とするパターン形状の形成に寄与しないパターン」とは、ナノインプリントモールドを用いて転写を行う際に、被転写物に転写されるパターンであるが、その後の工程で除去され、被転写物におけるパターン形状には反映されないパターン、もしくはその後の工程で除去されないとしても、微細パターンの使用目的には問題とはならないパターンをいう。本発明においては、欠け防止パターンが、目的とするパターン形状の形成に寄与しないパターンであることから、欠け防止パターンの設計上の制約が少なく、微細パターンの欠けを効果的に抑制することができる。
以下、本発明のナノインプリントモールドについて、構成ごとに説明する。
Further, the chipping prevention pattern in the present invention does not contribute to the formation of the target pattern shape. The “pattern that does not contribute to the formation of the desired pattern shape” is a pattern that is transferred to the transfer object when transferring using the nanoimprint mold, but is removed in a subsequent process, and is transferred to the transfer object. A pattern that is not reflected in the pattern shape, or a pattern that does not cause a problem for the purpose of use of a fine pattern even if it is not removed in a subsequent process. In the present invention, since the chipping prevention pattern is a pattern that does not contribute to the formation of the target pattern shape, there are few restrictions on the design of the chipping prevention pattern, and chipping of a fine pattern can be effectively suppressed. .
Hereinafter, the nanoimprint mold of the present invention will be described for each configuration.
１．微細パターンおよび欠け防止パターン
まず、本発明における微細パターンおよび欠け防止パターンについて説明する。本発明における微細パターンは、後述する基板表面に形成されるものであり、通常、転写の対象となる微細なパターンである。一方、本発明における欠け防止パターンは、微細パターンの近傍に形成され、目的とするパターン形状の形成に寄与せず、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを防止するものである。以下、本発明における微細パターンおよび欠け防止パターンについて、（１）パターンの材料、（２）パターンの形状に分けて説明する。
1. First, the fine pattern and chipping prevention pattern in the present invention will be described. The fine pattern in the present invention is formed on the substrate surface described later, and is usually a fine pattern to be transferred. On the other hand, the chipping prevention pattern in the present invention is formed in the vicinity of the fine pattern, does not contribute to the formation of the target pattern shape, and prevents chipping of the fine pattern that occurs during cleaning. Hereinafter, the fine pattern and the chipping prevention pattern in the present invention will be described by dividing them into (1) pattern material and (2) pattern shape.
（１）パターンの材料
本発明における微細パターンおよび欠け防止パターンの材料は、特に限定されるものではなく、ナノインプリントモールドの種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、目的とするナノインプリントモールドが、光ナノインプリントモールドである場合は、少なくとも微細パターンが、所望の透過性を有する透明材料から構成されることが好ましい。このような透明材料としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、青板ガラス、ソーダガラス、ＢＫ−７等を挙げることができる。一方、目的とするナノインプリントモールドが、熱ナノインプリントモールドである場合、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料は、必ずしも透明材料から構成されるものである必要はなく、金属材料等を用いることができる。このような金属材料としては、例えばＳｉ（シリコン）、Ｎｉ（ニッケル）、酸化アルミニウム（サファイア）、Ｃｏ（コバルト）、Ａｕ（金）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、ＩｎＰ（リン化インジウム）等を挙げることができる。また、本発明においては、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料が同一であっても良く、異なっていても良い。製造工程を簡略化するという観点からは、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料が同一であることが好ましい。両パターンを同時に形成することができるからである。
(1) Material of pattern The material of the fine pattern and chipping prevention pattern in the present invention is not particularly limited and is preferably selected as appropriate according to the type of the nanoimprint mold. For example, when the target nanoimprint mold is an optical nanoimprint mold, it is preferable that at least the fine pattern is made of a transparent material having desired transparency. Examples of such a transparent material include quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, blue plate glass, soda glass, and BK-7. On the other hand, when the target nanoimprint mold is a thermal nanoimprint mold, the material of the fine pattern and the chipping prevention pattern does not necessarily need to be made of a transparent material, and a metal material or the like can be used. Examples of such a metal material include Si (silicon), Ni (nickel), aluminum oxide (sapphire), Co (cobalt), Au (gold), SiC (silicon carbide), InP (indium phosphide), and the like. be able to. In the present invention, the material of the fine pattern and the chipping prevention pattern may be the same or different. From the viewpoint of simplifying the manufacturing process, it is preferable that the material of the fine pattern and the chipping prevention pattern are the same. This is because both patterns can be formed simultaneously.
また、上述した図１に示すように、本発明のナノインプリントモールドが、基板上に、微細パターンおよび欠け防止パターンを有する場合、基板、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料は、それぞれ同一であっても良く、異なっていても良い。通常は、基板の材料と、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料とは異なるものを用いる。一方、上述した図２に示すように、本発明のナノインプリントモールドが、基板を削ってなる微細パターンおよび欠け防止パターンを有する場合、通常、基板、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料は同一になる。 In addition, as shown in FIG. 1 described above, when the nanoimprint mold of the present invention has a fine pattern and a chipping prevention pattern on the substrate, the substrate, the fine pattern, and the chipping prevention pattern material may be the same. It may be good or different. Usually, the material of the substrate is different from the material of the fine pattern and chipping prevention pattern. On the other hand, as shown in FIG. 2 described above, when the nanoimprint mold of the present invention has a fine pattern formed by cutting a substrate and a chipping prevention pattern, the materials of the substrate, the fine pattern, and the chipping prevention pattern are usually the same.
（２）パターンの形状
次に、発明における微細パターンおよび欠け防止パターンの形状について説明する。本発明においては、微細パターンの近傍に欠け防止パターンが形成される。ここで、図３に示すように、微細パターン２の側面と欠け防止パターン３の側面との距離をＸとする。Ｘとしては、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを抑制できる程度の値であれば特に限定されるものではないが、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、１５ｎｍ〜１０μｍの範囲内であることがより好ましく、２２ｎｍ〜１μｍの範囲内であることがさらに好ましい。両側面の間の距離が短すぎると、所望の転写を行うことが困難になる可能性があり、両側面の間の距離が長すぎると、微細パターンの欠けを充分に抑制することができない可能性があるからである。
(2) Pattern Shape Next, the shape of the fine pattern and the chipping prevention pattern in the invention will be described. In the present invention, a chipping prevention pattern is formed in the vicinity of the fine pattern. Here, as shown in FIG. 3, X is the distance between the side surface of the
また、本発明において、微細パターンの形状は特に限定されるものではなく、ナノインプリントモールドの用途に応じて適宜選択することが好ましい。一方、欠け防止パターンの形状も特に限定されるものではないが、ライン状のパターンであることがより好ましい。効果的に微細パターンの欠けを防止することができるからである。 In the present invention, the shape of the fine pattern is not particularly limited, and is preferably selected as appropriate according to the use of the nanoimprint mold. On the other hand, the shape of the chipping prevention pattern is not particularly limited, but is more preferably a line pattern. This is because chipping of a fine pattern can be effectively prevented.
本発明における欠け防止パターンが、ライン状のパターンである場合、一般的には、欠け防止パターンの線幅が大きい場合、欠け防止パターンのアスペクト比（高さ／線幅）が小さい場合に、欠け防止パターンは欠けにくくなる。欠け防止パターンの線幅は、例えば２００ｎｍ以上であることが好ましい。一方、欠け防止パターンの線幅は、例えば１ｃｍ以下、中でも１ｍｍ以下であることが好ましい。欠け防止パターンの線幅が小さすぎると、洗浄時に欠けて微細パターンを充分に保護できない可能性があり、欠け防止パターンの線幅が大きすぎると、微細パターンの設計自由度が低くなる可能性があるからである。また、欠け防止パターンのアスペクト比（高さ／線幅）は、例えば０．５以下であることが好ましい。一方、欠け防止パターンのアスペクト比（高さ／線幅）は、例えば１０−５以上、中でも１０−４以上であることが好ましい。上記の範囲であれば、さらに効果的に欠け防止パターンの欠けを抑制することができるからである。 When the chipping prevention pattern in the present invention is a line-shaped pattern, in general, when the linewidth of the chipping prevention pattern is large, or when the aspect ratio (height / line width) of the chipping prevention pattern is small, chipping is not achieved. The prevention pattern is not easily chipped. The line width of the chipping prevention pattern is preferably 200 nm or more, for example. On the other hand, the line width of the chipping prevention pattern is, for example, preferably 1 cm or less, and more preferably 1 mm or less. If the line width of the chipping prevention pattern is too small, it may chip during cleaning and the fine pattern may not be sufficiently protected. If the line width of the chipping prevention pattern is too large, the degree of freedom in designing the fine pattern may be reduced. Because there is. The aspect ratio (height / line width) of the chipping prevention pattern is preferably 0.5 or less, for example. On the other hand, the aspect ratio (height / line width) of the chipping prevention pattern is, for example, 10 −5 or more, preferably 10 −4 or more. It is because the chipping of the chipping prevention pattern can be more effectively suppressed within the above range.
なお、欠け防止パターンの形状がライン状であるか否かを問わず、欠け防止パターンの高さが低い程、欠け防止パターンは欠けにくくなる。中でも、本発明における欠け防止パターンの高さは、後述する微細パターンの高さと同一またはそれ以上であることが好ましい。さらに効果的に微細パターンの欠けを抑制することができるからである。欠け防止パターンの高さとしては、例えば３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、中でも４０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、特に５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。 Note that, regardless of whether or not the shape of the chipping prevention pattern is a line shape, the chipping prevention pattern is less likely to be chipped as the height of the chipping prevention pattern is lower. Especially, it is preferable that the height of the chipping prevention pattern in the present invention is equal to or higher than the height of the fine pattern described later. This is because the chipping of the fine pattern can be more effectively suppressed. The height of the chipping prevention pattern is, for example, preferably in the range of 30 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 40 nm to 500 nm, and particularly preferably in the range of 50 nm to 200 nm.
また、本発明における微細パターンが、ライン状のパターンである場合、一般的には、微細パターンの線幅が小さい場合、微細パターンのアスペクト比（高さ／線幅）が大きい場合に、微細パターンは欠けやすくなる。微細パターンの線幅としては、例えば１００ｎｍ以下、中でも１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内、特に２０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲内であることが好ましい。微細パターンの線幅が大きすぎると、微細パターンの欠けが生じない（微細パターンの欠け防止の効果がなくなる）可能性があり、微細パターンの線幅が小さすぎると、製造が困難だからである。また、微細パターンのアスペクト比（高さ／線幅）としては、例えば０．５以上、中でも０．５〜１０の範囲内、特に１〜４の範囲内であることが好ましい。上記の範囲であれば、微細パターンの欠けが生じやすいからである。 In addition, when the fine pattern in the present invention is a line pattern, generally, when the line width of the fine pattern is small, or when the aspect ratio (height / line width) of the fine pattern is large, the fine pattern Is easy to chip. The line width of the fine pattern is, for example, preferably 100 nm or less, more preferably in the range of 10 nm to 80 nm, and particularly preferably in the range of 20 nm to 70 nm. If the line width of the fine pattern is too large, chipping of the fine pattern may not occur (the effect of preventing the chipping of the fine pattern is lost), and if the line width of the fine pattern is too small, manufacturing is difficult. Further, the aspect ratio (height / line width) of the fine pattern is, for example, preferably 0.5 or more, more preferably within the range of 0.5 to 10, and particularly preferably within the range of 1 to 4. This is because fine patterns are liable to occur within the above range.
なお、微細パターンの形状がライン状であるか否かを問わず、微細パターンの高さが高い程、微細パターンは欠けやすくなる。上述したように、本発明における微細パターンの高さは、欠け防止パターンの高さと同一またはそれ以下であることが好ましい。さらに効果的に微細パターンの欠けを抑制することができるからである。微細パターンの高さとしては、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、中でも２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、特に３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。 Regardless of whether the shape of the fine pattern is a line or not, the higher the height of the fine pattern, the easier it is to chip the fine pattern. As described above, the height of the fine pattern in the present invention is preferably equal to or less than the height of the chipping prevention pattern. This is because the chipping of the fine pattern can be more effectively suppressed. The height of the fine pattern is, for example, preferably in the range of 10 nm to 500 nm, more preferably in the range of 20 nm to 200 nm, and particularly preferably in the range of 30 nm to 100 nm.
次に、本発明における微細パターンおよび欠け防止パターンが、ライン状のパターンである場合における、両パターンの位置関係の具体例について図４を用いて説明する。本発明においては、図４（ａ）に示すように、ライン状の微細パターン２の一方の側面側に、ライン状の欠け防止パターン３が形成されていても良い。なお、図示しないが、本発明においては、平面視上、ライン状の微細パターンに沿って、ライン状の欠け防止パターンが形成されていることが好ましい。
Next, a specific example of the positional relationship between the two patterns when the fine pattern and the chipping prevention pattern in the present invention are linear patterns will be described with reference to FIG. In the present invention, as shown in FIG. 4A, a line-shaped
また、本発明においては、図４（ｂ）に示すように、ライン状の微細パターン２の両方の側面側に、ライン状の欠け防止パターン３が形成されていても良い。これにより、さらに効果的に微細パターンの欠けを抑制することができる。また、微細パターンの両方の側面側に、欠け防止パターンを設けることで、洗浄の際に、液体が流路に沿って移動することで、洗浄効果を高めることができる。また、この場合、微細パターンの側面と、欠け防止パターンの側面との距離は、両側面において、上述した範囲内であることが好ましい。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 4B, the line-shaped
また、本発明においては、図４（ｃ）に示すように、複数のライン状の微細パターン２が形成され、その複数の微細パターン２の両方の側面側に、ライン状の欠け防止パターン３が形成されていても良い。この場合、複数の微細パターンの間隔が、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、中でも２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、特に２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 4C, a plurality of line-shaped
また、本発明における欠け防止パターンは、微細パターンを囲むようなパターンであっても良い。これにより、さらに効果的に微細パターンの欠けを防止することができる。具体的には、図５（ａ）に示すように、微細パターン２を矩形状の欠け防止パターン３で囲んでも良く、図５（ｂ）に示すように、微細パターン２を円形状の欠け防止パターン３で囲んでも良い。
Further, the chipping prevention pattern in the present invention may be a pattern surrounding a fine pattern. Thereby, the chipping of the fine pattern can be more effectively prevented. Specifically, as shown in FIG. 5A, the
２．基板
次に、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は、その表面に上述した微細パターンおよび欠け防止パターンを有する。上記基板の材料は、ナノインプリントモールドの種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、目的とするナノインプリントモールドが、光ナノインプリントモールドである場合は、基板が所望の透過性を有する透明基板であることが好ましい。このような透明基板としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、青板ガラス、ソーダガラス、ＢＫ−７等からなるものを挙げることができる。一方、目的とするナノインプリントモールドが、熱ナノインプリントモールドである場合、基板は必ずしも透明基板である必要はなく、金属基板等を用いることができる。このような金属基板としては、例えばＳｉ（シリコン）、Ｎｉ（ニッケル）、酸化アルミニウム（サファイア）、Ｃｏ（コバルト）、Ａｕ（金）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、ＩｎＰ（リン化インジウム）等を挙げることができる。
2. Substrate Next, the substrate used in the present invention will be described. The substrate used in the present invention has the above-described fine pattern and chipping prevention pattern on its surface. The material of the substrate is preferably selected as appropriate according to the type of nanoimprint mold. For example, when the target nanoimprint mold is an optical nanoimprint mold, the substrate is preferably a transparent substrate having desired transparency. Examples of such a transparent substrate include those made of quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, blue plate glass, soda glass, BK-7, and the like. On the other hand, when the target nanoimprint mold is a thermal nanoimprint mold, the substrate is not necessarily a transparent substrate, and a metal substrate or the like can be used. Examples of such a metal substrate include Si (silicon), Ni (nickel), aluminum oxide (sapphire), Co (cobalt), Au (gold), SiC (silicon carbide), InP (indium phosphide), and the like. be able to.
上記基板の厚みは、ナノインプリントモールドの種類等に応じて異なるものであるが、０．２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることがより好ましく、０．６ｍｍ〜７ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。 The thickness of the substrate varies depending on the type of the nanoimprint mold, but is preferably in the range of 0.2 mm to 30 mm, more preferably in the range of 0.5 mm to 10 mm. More preferably, it is in the range of 6 mm to 7 mm.
３．ナノインプリントモールド
本発明のナノインプリントモールドは、上述したように、基板、微細パターンおよび欠け防止パターンを有するものである。また、本発明のナノインプリントモールドは、光ナノインプリントモールドであっても良く、熱ナノインプリントモールドであっても良い。また、本発明のナノインプリントモールドの用途としては、ＬＳＩ（半導体用回路）、光学デバイス（ＬＥＤ、ＣＭＯＳセンサー）、記録メディア（ハードディスク）、ディスプレイ、マイクロ流路、バイオチップ等を挙げることができる。
3. Nanoimprint mold As described above, the nanoimprint mold of the present invention has a substrate, a fine pattern, and a chipping prevention pattern. The nanoimprint mold of the present invention may be an optical nanoimprint mold or a thermal nanoimprint mold. Examples of the use of the nanoimprint mold of the present invention include LSIs (semiconductor circuits), optical devices (LEDs, CMOS sensors), recording media (hard disks), displays, microchannels, biochips, and the like.
４．ナノインプリントモールドの製造方法
次に、本発明のナノインプリントモールドの製造方法について記載する。本発明のナノインプリントモールドの製造方法は、上述したナノインプリントモールドを得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。また、本発明においては、微細パターンおよび欠け防止パターンを、それぞれ別個に形成しても良く、同時に形成しても良い。製造工程を簡略化するという観点からは、微細パターンおよび欠け防止パターンを同時に形成することが好ましい。この場合、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料および高さは、通常、同一になる。
4). Next, it describes about the manufacturing method of the nanoimprint mold of this invention. The method for producing the nanoimprint mold of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining the nanoimprint mold described above. In the present invention, the fine pattern and the chipping prevention pattern may be formed separately or simultaneously. From the viewpoint of simplifying the manufacturing process, it is preferable to simultaneously form the fine pattern and the chipping prevention pattern. In this case, the material and height of the fine pattern and the chipping prevention pattern are usually the same.
ここで、微細パターンおよび欠け防止パターンを同時に形成する場合における、本発明のナノインプリントモールドの製造方法について説明する。このような製造方法の一例としては、まず、スパッタリング法等により基板上に薄膜を形成し、次に、スピンコート法等により薄膜上に電子線レジスト膜等のフォトレジスト膜を形成し、次に、フォトレジスト膜に対して電子線描画および現像を行い、目的とする微細パターンおよび欠け防止パターンと同様のフォトレジストパターンを形成し、次に、フォトレジストパターンから露出する薄膜のエッチング（例えばドライエッチング）を行い、最後に、フォトレジストパターンを剥離する方法等を挙げることができる。この方法における各種条件については、一般的なフォトリソグラフィーにおける条件と同様であるので、ここでの説明は省略する。一方、微細パターンおよび欠け防止パターンの材料または高さが異なるナノインプリントモールドを製造する際には、例えば、上述した操作を２度繰り返して、微細パターンおよび欠け防止パターンを別個に製造する方法等を挙げることができる。また、従来のフォトリソグラフィーを用いて、基板をエッチングすることにより、微細パターンおよび欠け防止パターンを形成しても良い。 Here, the manufacturing method of the nanoimprint mold of the present invention when the fine pattern and the chipping prevention pattern are simultaneously formed will be described. As an example of such a manufacturing method, first, a thin film is formed on a substrate by a sputtering method or the like, then a photoresist film such as an electron beam resist film is formed on the thin film by a spin coating method or the like, and then Then, electron beam writing and development are performed on the photoresist film to form a photoresist pattern similar to the desired fine pattern and chipping prevention pattern, and then etching of the thin film exposed from the photoresist pattern (for example, dry etching) And finally, a method of stripping the photoresist pattern, and the like. Since various conditions in this method are the same as those in general photolithography, description thereof is omitted here. On the other hand, when producing nanoimprint molds having different materials or heights for the fine pattern and chipping prevention pattern, for example, a method for separately producing the fine pattern and chipping prevention pattern by repeating the above-described operation twice. be able to. Further, the fine pattern and the chipping prevention pattern may be formed by etching the substrate using conventional photolithography.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
［実施例］
旭硝子製合成石英ガラス６０２５（以下、Ｑｚと称する。）上にスパッタリング法でＣｒ膜を１５ｎｍ成膜した。Ｃｒ膜上には更に、日本ゼオン製電子線用レジストＺＥＰ５２０Ａを１００ｎｍ塗布した。基板を描画装置にて描画し、現像装置で現像した後、Ｃｒのドライエッチング装置で露出するパターン部分のＣｒ膜をエッチングし、更に、Ｑｚのドライエッチング装置でＱｚ露出部分を２００ｎｍエッチングした。その後、レジスト膜、Ｃｒ膜を全て剥離した。これにより、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、微細パターン（長さ１μｍ、幅５０ｎｍ、Ｑｚ深さ２００ｎｍ、アスペクト比４）と、欠け防止パターン（長さ１μｍ、幅１μｍ、Ｑｚ深さ２００ｎｍ、アスペクト比０．２）とを有するナノインプリントモールドを得た。なお、微細パターンの側面と、欠け防止パターンの側面との距離は、５０ｎｍであった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example]
A Cr film having a thickness of 15 nm was formed by sputtering on Asahi Glass synthetic quartz glass 6025 (hereinafter referred to as Qz). On the Cr film, an electron beam resist ZEP520A manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. was further applied to 100 nm. The substrate was drawn with a drawing device, developed with a developing device, the Cr film of the pattern portion exposed with a Cr dry etching device was etched, and the Qz exposed portion was etched with 200 nm with a Qz dry etching device. Thereafter, the resist film and the Cr film were all peeled off. As a result, as shown in FIGS. 2A and 2B, a fine pattern (
［比較例］
欠け防止パターンを形成しなかったこと以外は、実施例と同様にして、ナノインプリントモールドを得た。これにより、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、微細パターン（長さ１μｍ、幅５０ｎｍ、Ｑｚ深さ２００ｎｍ、アスペクト比４）を有するナノインプリントモールドを得た。
[Comparative example]
A nanoimprint mold was obtained in the same manner as in the example except that the chipping prevention pattern was not formed. Thereby, as shown in FIGS. 2C and 2D, a nanoimprint mold having a fine pattern (
［評価］
実施例および比較例で得られたナノインプリントモールドを用いて、超音波による洗浄試験を行った。洗浄条件を以下に示す。
（洗浄条件）
・超音波装置：(株)カイジョー製、超音波洗浄機（型２８１０１）
・超音波：周波数１ＭＨｚ、出力３０Ｗ
・使用水量：１Ｌ／ｍｉｎ
・基板回転数：１５０ｒｐｍ
・洗浄時間：５分
[Evaluation]
Using the nanoimprint molds obtained in Examples and Comparative Examples, an ultrasonic cleaning test was performed. The washing conditions are shown below.
(Cleaning conditions)
・ Ultrasonic device: manufactured by Kaijo Co., Ltd., ultrasonic cleaner (type 28101)
・ Ultrasonic: Frequency 1MHz, Output 30W
・ Water consumption: 1 L / min
-Substrate rotation speed: 150 rpm
・ Cleaning time: 5 minutes
洗浄試験を行ったところ、比較例で得られたナノインプリントモールドの微細パターンには、３箇所の断線が確認された。一方、実施例で得られたナノインプリントモールドの微細パターンには、全く断線が確認されなかった。このように、欠け防止パターンが、洗浄時に生じる微細パターンの欠けを低減できることが確認できた。 When the cleaning test was performed, disconnection at three places was confirmed in the fine pattern of the nanoimprint mold obtained in the comparative example. On the other hand, no disconnection was confirmed in the fine pattern of the nanoimprint mold obtained in the example. Thus, it was confirmed that the chipping prevention pattern can reduce chipping of the fine pattern that occurs during cleaning.
１ … 基板
２ … 微細パターン
３ … 欠け防止パターン
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