JP2011253965A - ナノインプリントモールドの製造方法、光学素子の製造方法、およびレジストパターンの形成方法 - Google Patents
ナノインプリントモールドの製造方法、光学素子の製造方法、およびレジストパターンの形成方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 電子線の有するビームぼけの現象を積極的に利用することにより、直径100nm〜250nmの円形パターンを、可変成型ビーム方式の電子線描画装置を用いて1ショットの矩形ビームで描画し、さらに、この描画方法により形成したレジストパターンをマスクに用いて所望の3次元構造を有するナノインプリントモールドを製造することにより、上記課題を解決する。
【選択図】 図7
Description
[レジストパターンの形成方法]
まず、本発明に係るレジストパターンの形成方法について説明する。
(ビームブラーの検討)
電子線描画においては、電子の持つ負電荷の反発力に起因するクーロン効果(若しくは、空間電荷効果とも呼ぶ)によって、ビームがぼけてしまう現象が生じる。このビームのぼけ量をビームブラー(σ)と呼び、通常、可変成型ビーム方式の電子線描画装置においては、様々な形状や大きさの全ての描画パターンで設計どおりのパターンを得るために、このビームブラーを極力小さくすることが求められる。
(シミュレーション)
3次元電子線リソグラフィシミュレーター(みずほ情報総研、FabMeister(登録商標)−EL)を用いて、Si(シリコン)上に形成した電子線レジスト(100nm厚)内のエネルギー蓄積の様子を計算した。シミュレーション条件は以下のとおりである。
(実描画での検証)
上記のシミュレーション結果を検証するため、実際に、可変成型ビーム方式の電子線描画装置を用いて、矩形のパターンが規則的に配列したパターンを電子線レジストに描画した。
[ナノインプリントモールド]
次に、本発明に係るナノインプリントモールドについて説明する。
[ナノインプリントモールドの製造方法]
次に、本発明に係る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。
[光学素子の製造方法]
次に、本発明に係るナノインプリントモールドを用いた光学素子の製造方法について説明する。
(実施例1)
ナノインプリントモールド1の基材2として、外形が6インチ×6インチ、厚さ0.25インチの石英基板を用い、その主面上に金属薄膜4として厚さ60nmCr薄膜を形成し、この金属薄膜4の上に電子線レジスト5として、東レ製ポジ型電子線レジストHS−31を膜厚400nmに塗布形成し、上述の本発明に係る方法で電子線描画した。
2・・・基材
3・・・凹状構造
4・・・金属薄膜
5・・・電子線レジスト
5a・・・レジストパターン
6・・・被転写基板
7・・・硬化性樹脂
7a・・・硬化した樹脂パターン
8・・・紫外線
9・・・凸状構造
11・・・円形パターン
12・・・矩形ショット
31・・・半導体発光素子基板
32・・・発光層
33・・・ナノ凹凸構造体
34・・・円錐部
35・・・円柱部
36・・・メサ部
41・・・矩形ショット
Claims (10)
- 基材上にポジ型またはネガ型の電子線レジストを形成し、前記電子線レジストに可変成型ビーム方式の電子線描画装置を用いて円形のレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに用いて所望の3次元構造を形成するナノインプリントモールドの製造方法であって、
前記電子線描画装置のビームブラーの大きさ(σ)と、可変成型で形成する正方形の辺の長さ(X)と、電子線レジストに形成される円形パターンの直径(D)との関係を予め求めておき、
前記関係に基づいて、ビームブラーの大きさ(σ)及び/又は正方形の辺の長さ(X)を設定することにより、
前記電子線レジストに、1ショットの矩形ビーム照射で、
所望の直径を有する円形のレジストパターンを形成することを特徴とするナノインプリントモールドの製造方法。 - 前記レジストパターンの直径が、前記可変成型で形成する正方形の対角線の長さよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
- 前記レジストパターンの直径が、100nm〜250nmであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のナノインプリントモールドの製造方法。
- 前記ビームブラーの大きさ(σ)が、前記レジストパターンの直径の0.4倍から0.8倍の大きさであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のナノインプリントモールドの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のナノインプリントモールドの製造方法により製造したモールドを用い、
半導体発光素子基板上に硬化性樹脂を配し、
前記硬化性樹脂と前記モールドを接触させた状態で前記硬化性樹脂を硬化させることにより、前記半導体発光素子基板上に所望の凸状構造を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記半導体発光素子基板に対して化学的に不活性なガスを用いて物理的にエッチングすることにより、円錐部、円柱部、メサ部の3つの構造部からなるナノ凹凸構造体を形成することを特徴とする請求項5に記載の光学素子の製造方法。
- 可変成型ビーム方式の電子線描画装置を用いたレジストパターンの形成方法であって、
前記電子線描画装置のビームブラーの大きさ(σ)と、可変成型で形成する正方形の辺の長さ(X)と、電子線レジストに形成される円形パターンの直径(D)との関係を予め求めておき、
前記関係に基づいて、ビームブラーの大きさ(σ)及び/又は正方形の辺の長さ(X)を設定することにより、
前記電子線レジストに、1ショットの矩形ビーム照射で、
所望の直径を有する円形のレジストパターンを形成することを特徴とするレジストパターンの形成方法。 - 前記レジストパターンの直径が、前記可変成型で形成する正方形の対角線の長さよりも小さいことを特徴とする請求項7に記載のレジストパターンの形成方法。
- 前記レジストパターンの直径が、100nm〜250nmであることを特徴とする請求項7〜8のいずれかに記載のレジストパターンの形成方法。
- 前記ビームブラーの大きさ(σ)が、前記レジストパターンの直径の0.4倍から0.8倍の大きさであることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載のレジストパターンの形成方法。
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