JP2014202915A - Patterned substrate and production method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a patterned substrate and a production method of the substrate that can exhibit sufficient adhesiveness to resins when a resin layer is disposed on a fine pattern of the substrate.SOLUTION: The patterned substrate includes a substrate (11) and a thermo-reactive resist layer (12) disposed on the substrate (11), which comprises a thermo-reactive resist material and has a pattern including projections (12b) and recesses (12c). The thermo-reactive resist layer (12) has a granular material (13) containing at least the above thermo-reactive resist material in the recesses (12c).

Description

本発明は、微細凹凸構造のパターン付き基材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a patterned substrate having a fine relief structure and a method for producing the same.

近年、半導体、光学・磁気記録等の分野において高密度化、高集積化等の要求が高まるにつれ、数百nm〜数十nm、あるいはそれ以下の微細パターン加工技術が必須となっている。そこで、これら微細パターン加工を実現するためにマスク・ステッパー、露光、レジスト材料等の各工程の要素技術が盛んに研究されている。   In recent years, as the demand for higher density and higher integration in the fields of semiconductors, optical / magnetic recording, etc., fine pattern processing technology of several hundred nm to several tens of nm or less is indispensable. Therefore, in order to realize such fine pattern processing, elemental technologies of each process such as a mask / stepper, exposure, resist material and the like are actively studied.

レジスト材料の検討は多数行われているが、現在、最も一般的なレジスト材料は、紫外光、電子線、X線などの露光光源に反応する光反応型有機レジスト(以下、フォトレジストともいう。)である(特許文献1、非特許文献1参照)。   Although many studies have been made on resist materials, at present, the most common resist materials are photoreactive organic resists (hereinafter also referred to as photoresists) that react with exposure light sources such as ultraviolet light, electron beams, and X-rays. (See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

露光に用いられるレーザー光において、通常、レンズで絞り込まれたレーザー光の強度は、図1に示すようなガウス分布形状を示す。このときスポット径は1/eで定義される。一般的にフォトレジストの反応は、E=hν(E:エネルギー、h:プランク定数、ν:波長)で表されるエネルギーを吸収することよって反応が開始される。したがって、その反応は、光の強度には強く依存せず、むしろ光の波長に依存するため、光の照射された部分(露光部分)は、ほぼ全て反応が生じることになる。このため、フォトレジストを使った場合は、スポット径に対して忠実に露光されることになる。 In the laser beam used for exposure, the intensity of the laser beam focused by a lens usually shows a Gaussian distribution shape as shown in FIG. At this time, the spot diameter is defined as 1 / e 2 . In general, a photoresist reaction is initiated by absorbing energy represented by E = hν (E: energy, h: Planck constant, ν: wavelength). Therefore, the reaction does not strongly depend on the intensity of light, but rather depends on the wavelength of the light, so that almost all reaction occurs in the portion irradiated with light (exposed portion). For this reason, when a photoresist is used, exposure is performed faithfully to the spot diameter.

光反応型有機レジストを用いる方法は、数百nm程度の微細なパターンを形成するには非常に有効な方法ではあるが、光反応を用いたフォトレジストを用いるため、さらに微細なパターンを形成するには、原理的に必要とされるパターンより小さなスポットで露光する必要がある。したがって、露光光源として波長が短いKrFやArFレーザー等を使用せざるを得ない。しかしながら、これらの光源装置は非常に大型でかつ高価なため、製造コスト削減の観点からは不向きである。さらに、電子線、X線等の露光光源を用いる場合は、露光雰囲気を真空状態にする必要があるため、真空チェンバーを使用することとなり、コストや大型化の観点からかなりの制限がある。   Although a method using a photoreactive organic resist is a very effective method for forming a fine pattern of about several hundreds of nanometers, a finer pattern is formed because a photoreactive photoresist is used. Therefore, it is necessary to perform exposure with a spot smaller than the pattern required in principle. Therefore, a KrF or ArF laser having a short wavelength must be used as the exposure light source. However, since these light source devices are very large and expensive, they are not suitable from the viewpoint of manufacturing cost reduction. Furthermore, when an exposure light source such as an electron beam or X-ray is used, the exposure atmosphere needs to be in a vacuum state, so a vacuum chamber is used, and there are considerable limitations from the viewpoints of cost and size.

一方、図1で示すような分布を持つレーザー光を物体に照射すると、物体の温度もレーザー光の強度分布と同じガウス分布を示す。このときある温度以上で反応するレジスト、すなわち、熱反応型レジストを使うと、図2に示すように所定温度以上になった部分のみ反応が進むため、スポット径より小さな範囲を露光することが可能となる。すなわち、露光光源を短波長化することなく、スポット径よりも微細なパターンを形成することが可能となるので、熱反応型レジストを使うことで、露光光源波長の影響を小さくすることができる。   On the other hand, when an object is irradiated with laser light having a distribution as shown in FIG. 1, the temperature of the object also exhibits the same Gaussian distribution as the intensity distribution of the laser light. At this time, if a resist that reacts at a certain temperature or higher, that is, a heat-reactive resist is used, the reaction proceeds only at a portion that exceeds a predetermined temperature as shown in FIG. It becomes. That is, a pattern finer than the spot diameter can be formed without reducing the wavelength of the exposure light source. Therefore, the influence of the exposure light source wavelength can be reduced by using the heat-reactive resist.

これまでに、金属酸化物を熱反応型レジストとして用い、半導体レーザー等による露光や熱・光反応によって微細パターンを形成する技術が報告されている(以下、特許文献2〜4、非特許文献2参照)。このような金属酸化物は、露光による加熱で酸化度を変化させることができ、酸化度の違いで現像液に対する溶解度の差を作り、現像することで微細パターンが形成可能である。   So far, techniques for forming a fine pattern by exposure using a semiconductor laser or the like and heat / photoreaction using a metal oxide as a heat-reactive resist have been reported (hereinafter, Patent Documents 2 to 4, Non-Patent Document 2). reference). Such metal oxides can change the degree of oxidation by heating due to exposure, and a fine pattern can be formed by developing a difference in solubility in a developing solution based on the difference in degree of oxidation.

特開2007−144995号公報JP 2007-144959 A 特許第4055543号公報Japanese Patent No. 4055543 特許第4986137号公報Japanese Patent No. 4986137 特許第4986138号公報Japanese Patent No. 4986138

(株)情報機構 発刊 「最新レジスト材料」 P.59―P.76Published by Information Organization Co., Ltd. “Latest Resist Materials” P.59-P.76 The 19th Symposium on Phase Change Optical Information Storage 2007 予稿集 P.77―P.80The 19th Symposium on Phase Change Optical Information Storage 2007 Proceedings P.77-P.80

一方、基材上にレジスト層を形成し、そのレジスト層をパターニングした後に、基材上に残存したレジスト層をマスクとして基材をエッチングすることにより基材に微細パターンを形成する技術がある。このようにして作製された基材は、微細パターンを形成した面に樹脂層を設けることにより、その樹脂層に微細パターンを転写する転写用基材として使用される。   On the other hand, there is a technique for forming a fine pattern on a base material by forming a resist layer on the base material, patterning the resist layer, and then etching the base material using the resist layer remaining on the base material as a mask. The base material thus produced is used as a transfer base material for transferring the fine pattern to the resin layer by providing a resin layer on the surface on which the fine pattern is formed.

光反応型レジスト、熱反応型レジストのいずれかを用いて、上記のように基材に微細パターンを形成しても、この基材を転写用基材として使用する場合に、樹脂層に対する十分な密着力が得られずに樹脂等が剥離してしまうという問題がある。   Even if a fine pattern is formed on the substrate as described above using either a photoreactive resist or a heat-reactive resist, if this substrate is used as a substrate for transfer, sufficient for the resin layer There is a problem that the resin or the like is peeled off without obtaining an adhesive force.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基材の微細パターンに樹脂層を設けた際に樹脂類に対する十分な密着性を発揮できるパターン付き基材及びその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and when providing the resin layer in the fine pattern of a base material, providing the base material with a pattern which can exhibit sufficient adhesiveness with respect to resin, and its manufacturing method are provided. Objective.

本発明のパターン付き基材は、基材と、前記基材上に設けられており、熱反応型レジスト材料で構成され、凸部及び凹部を含むパターンを有する熱反応型レジスト層と、を具備し、前記熱反応型レジスト層は、少なくとも前記熱反応型レジスト材料を含む粒状物を前記凹部に有することを特徴とする。   The patterned base material of the present invention comprises a base material, and a heat-reactive resist layer which is provided on the base material and is made of a heat-reactive resist material and has a pattern including a convex portion and a concave portion. The heat-reactive resist layer has a granular material containing at least the heat-reactive resist material in the recess.

本発明のパターン付き基材においては、前記粒状物は、前記熱反応型レジスト層に熱を与えた際に前記熱反応型レジスト材料が変質することにより得られることが好ましい。   In the patterned substrate of the present invention, it is preferable that the granular material is obtained by changing the quality of the heat-reactive resist material when heat is applied to the heat-reactive resist layer.

本発明のパターン付き基材においては、前記粒状物の平均粒径が1nm以上1000nm以下であることが好ましい。   In the patterned substrate of the present invention, it is preferable that the average particle diameter of the granular material is 1 nm or more and 1000 nm or less.

本発明のパターン付き基材においては、前記パターンにおける前記凹部の底部から前記凸部の頂部までの高さの差が5nm以上10000nm以下であることが好ましい。   In the base material with a pattern of this invention, it is preferable that the height difference from the bottom part of the said recessed part in the said pattern to the top part of the said convex part is 5 nm or more and 10,000 nm or less.

本発明のパターン付き基材においては、前記粒状物が少なくとも金属元素を含むことが好ましい。   In the base material with a pattern of this invention, it is preferable that the said granular material contains a metal element at least.

本発明のパターン付き基材においては、前記パターンが平面視において略格子状又は略ドット状であることが好ましい。   In the substrate with a pattern of the present invention, it is preferable that the pattern has a substantially lattice shape or a substantially dot shape in plan view.

本発明の転写用基材は、上記パターン付き基材における前記パターンをマスクとして前記基材をエッチングしてなることを特徴とする。   The transfer substrate of the present invention is characterized by etching the substrate using the pattern in the patterned substrate as a mask.

本発明のパターン付き基材の製造方法は、基材上に、熱反応型レジスト材料で構成された熱反応型レジスト層を形成する工程と、前記熱反応型レジスト層に部分的に熱を与えて前記熱反応型レジスト材料を変質させる工程と、変質させた前記熱反応型レジスト層を少なくとも一部除去して、凸部及び少なくとも前記熱反応型レジスト材料を含む粒状物を有する凹部を含むパターンを形成する工程と、を具備することを特徴とする。   The method for producing a patterned substrate of the present invention includes a step of forming a thermal reaction type resist layer composed of a thermal reaction type resist material on a substrate, and partially applying heat to the thermal reaction type resist layer. A pattern including a step of modifying the thermally reactive resist material, and removing at least a part of the modified thermal reactive resist layer to include a convex portion and a concave portion having a granular material including at least the thermal reactive resist material. And a step of forming.

本発明のパターン付き基材の製造方法においては、レーザーを用いた露光により、前記熱反応型レジスト層に部分的に熱を与えて前記熱反応型レジスト材料を変質させることが好ましい。   In the method for producing a patterned substrate of the present invention, it is preferable that the heat-reactive resist material is altered by partially applying heat to the heat-reactive resist layer by exposure using a laser.

本発明のパターン付き基材の製造方法においては、前記熱反応型レジスト材料は、前記熱反応型レジスト材料100体積%に対してケイ素、アルミニウム、チタン、ガリウム、タンタル、コバルト、又はそれらの酸化物若しくは窒化物を80体積%以下で含むことが好ましい。   In the method for producing a patterned substrate of the present invention, the thermal reaction type resist material is silicon, aluminum, titanium, gallium, tantalum, cobalt, or an oxide thereof with respect to 100% by volume of the thermal reaction type resist material. Or it is preferable to contain a nitride by 80 volume% or less.

本発明の転写用基材の製造方法は、上記パターン付き基材の製造方法により得られたパターン付き基材における前記パターンをマスクとして前記基材をエッチングすることを特徴とする。   The transfer substrate manufacturing method of the present invention is characterized in that the substrate is etched using the pattern in the patterned substrate obtained by the patterned substrate manufacturing method as a mask.

本発明によれば、パターンの凹部に存在する粒状物のために凹部の表面積が増大する。これにより、基材の微細パターンに樹脂層を設けた際に樹脂類に対する十分な密着性を発揮することができる。   According to the present invention, the surface area of the recesses increases due to the particulates present in the recesses of the pattern. Thereby, when providing the resin layer in the fine pattern of a base material, sufficient adhesiveness with respect to resin can be exhibited.

レーザー光の強度分布を示した図である。It is the figure which showed intensity distribution of the laser beam. レーザー光を照射された部分の温度分布を示した図である。It is the figure which showed the temperature distribution of the part irradiated with the laser beam. 本発明のパターン付き基材の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the base material with a pattern of this invention. 本発明のパターン付き基材の製造方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the base material with a pattern of this invention.

以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

図3Aは、本発明のパターン付き基材の一例を模式的に示す図である。
図3Aに示すように、パターン付き基材は、基材11と、この基材上に設けられており、熱反応型レジスト材料で構成された熱反応型レジスト層12とから主に構成されている。この熱反応型レジスト層12は、凸部12b及び凹部12cを含むパターンを有する。この熱反応型レジスト層12は、少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物13を凹部12cに有する。
FIG. 3A is a diagram schematically showing an example of a patterned substrate of the present invention.
As shown in FIG. 3A, the patterned substrate is mainly composed of a substrate 11 and a heat-reactive resist layer 12 provided on the substrate and made of a heat-reactive resist material. Yes. The heat-reactive resist layer 12 has a pattern including convex portions 12b and concave portions 12c. The heat-reactive resist layer 12 has a granular material 13 containing at least a heat-reactive resist material in the recess 12c.

基材11を構成する材料としては、表面平滑性、加工性に優れる材質であることが好ましく、ガラス、シリコン、二酸化ケイ素、アルミニウム、チタニウム、銅、銀、金等を挙げることができ、この中でもガラス、シリコン、二酸化ケイ素、アルミニウム、チタニウム、銅が特に好ましい。   The material constituting the substrate 11 is preferably a material excellent in surface smoothness and workability, and examples thereof include glass, silicon, silicon dioxide, aluminum, titanium, copper, silver, and gold. Among these, Glass, silicon, silicon dioxide, aluminum, titanium and copper are particularly preferred.

基材11としては、平板状基材、 円筒状基材(スリーブ基材、ロール基材、ドラム基材)、又はレンズ状基材等を用いることができる。これらの基材を用いることにより、基材の形状をそのままモールドの 形状として使用できる。基材の形状は、作製するモールドの形状に応じて適時選択することができる。   As the base material 11, a flat base material, a cylindrical base material (a sleeve base material, a roll base material, a drum base material), a lens-like base material, or the like can be used. By using these base materials, the shape of the base material can be used as it is as the shape of the mold. The shape of the substrate can be selected as appropriate according to the shape of the mold to be produced.

熱反応型レジスト層12を構成する熱反応型レジスト材料としては、モリブデン、タングステン、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、ニオブ、ロジウム、銀、ハフニウム、タンタル、金、白金、アルミニウム、亜鉛、ガリウム、インジウム、スズ、アンチモン、鉛、ビスマス等の酸化物を挙げることができる。この中で、ウェットエッチング時の選択性が高いという観点において、モリブデン、タングステン、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、銀、タンタル、白金、鉛等の酸化物が好ましく、この中でも結晶粒径のサイズが制御しやすいという観点において、モリブデン、タングステン、クロム、銅等の酸化物がさらに好ましい。   The heat-reactive resist material constituting the heat-reactive resist layer 12 is molybdenum, tungsten, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zirconium, niobium, rhodium, silver, hafnium, tantalum, gold And oxides such as platinum, aluminum, zinc, gallium, indium, tin, antimony, lead, and bismuth. Among these, from the viewpoint of high selectivity during wet etching, oxides such as molybdenum, tungsten, titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, silver, tantalum, platinum, and lead are preferable. In terms of easy control of the crystal grain size, oxides such as molybdenum, tungsten, chromium, and copper are more preferable.

凸部12b及び凹部12cを含むパターンにおいて、凹部12cの底部から凸部12bの頂部までの高さの差(深さH)は5nm以上10000nm以下であることが好ましい。また、パターンは、図3Bに示すように平面視において略格子状であっても良く、図3Cに示すように略ドット状であっても良い。略ドット形状のパターンにおいては、凹部12cが略ドット状に形成されていても良い。   In the pattern including the convex part 12b and the concave part 12c, the height difference (depth H) from the bottom part of the concave part 12c to the top part of the convex part 12b is preferably 5 nm or more and 10,000 nm or less. Further, the pattern may have a substantially lattice shape in plan view as shown in FIG. 3B, or may have a substantially dot shape as shown in FIG. 3C. In the substantially dot-shaped pattern, the recess 12c may be formed in a substantially dot shape.

パターンにおける凹部12cは、熱反応型レジスト層12を貫通して基材11が露出した状態でも良く、熱反応型レジスト層12を貫通していない状態でも良い。したがって、凹部12cの底面は、熱反応型レジスト材料で構成されていても良く、基材11の材料で構成されていても良く、熱反応型レジスト材料及び基材11の材料で構成されていても良い。したがって、凹部12cの底面に粒状物13が残存している状態とは、基材11上に粒状物13が存在する状態と、熱反応型レジスト層12上に粒状物13が存在している状態と、これらの状態が混在した状態とが有り得る。   The recess 12c in the pattern may be in a state where the base material 11 is exposed through the thermal reaction type resist layer 12, or may be in a state where it does not penetrate through the thermal reaction type resist layer 12. Therefore, the bottom surface of the recess 12c may be made of a heat-reactive resist material, may be made of the material of the base material 11, or made of a heat-reactive resist material and the material of the base material 11. Also good. Therefore, the state in which the particulate matter 13 remains on the bottom surface of the recess 12c is a state in which the particulate matter 13 is present on the base material 11 and a state in which the particulate matter 13 is present on the thermal reaction type resist layer 12. And a state in which these states are mixed.

熱反応型レジスト層12に設けられた、パターンの凹部12cには、少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物13が残存する。この粒状物13は、凹部12cの底面及び/又は側面に残存する。ここで、粒状物13の形状は、真球形状だけでなく、水滴形状のように真球が歪んだ形状や、棘型形状のように頂部を有する形状も含む。   The granular material 13 containing at least the heat-reactive resist material remains in the recesses 12 c of the pattern provided in the heat-reactive resist layer 12. The granular material 13 remains on the bottom surface and / or the side surface of the recess 12c. Here, the shape of the granular material 13 includes not only a true sphere shape but also a shape in which a true sphere is distorted such as a water droplet shape or a shape having a top portion such as a spine shape.

粒状物13は、熱反応型レジスト層12に熱を与えた際に熱反応型レジスト材料が変質することにより得られる。上記熱反応型レジスト材料は、一定温度以上に加熱されると変質して酸化度が変化する。この際、一定範囲内の温度で加熱することにより、一部が粒状の結晶となる。粒状の結晶となった部分は、加熱で酸化度の変化した他の変質箇所に比べてエッチング液に対する溶解性が低下する。すなわち、粒状の結晶だけを残して他の変質箇所を選択的に溶解除去することが可能である。このようにして熱反応型レジスト層12に凸部12b及び凹部12cを有するパターンを形成すると、凹部12cの側面及び/又は底面に粒状物(粒状突起)が残存する。これが上記粒状物13である。したがって、粒状物13は、少なくとも金属元素を含むものである。   The granular material 13 is obtained by changing the quality of the heat-reactive resist material when heat is applied to the heat-reactive resist layer 12. The heat-reactive resist material changes in quality when it is heated above a certain temperature, and the degree of oxidation changes. At this time, by heating at a temperature within a certain range, a part of the crystals become granular crystals. The part which became a granular crystal | crystallization reduces the solubility with respect to an etching liquid compared with the other quality-changed part from which the oxidation degree changed by heating. That is, it is possible to selectively dissolve and remove other altered portions while leaving only granular crystals. Thus, when the pattern which has the convex part 12b and the recessed part 12c is formed in the thermal reaction type resist layer 12, a granular material (granular protrusion) will remain in the side surface and / or bottom face of the recessed part 12c. This is the granular material 13. Therefore, the granular material 13 contains at least a metal element.

粒状物13の粒径としては、凹凸パターン形状を著しく変形させない限りにおいて任意の値とすることができるが、1nm以上1000nm以下であることが好ましい。粒状物13の粒径は、熱反応型レジスト材料で形成される凹凸パターン形状のサイズを考慮すると、平均粒径1000nm以下が望ましく、200nm以下がより望ましく、100nm以下がさらに望ましく、50nm以下が最も好ましい。また、粒状物13の粒径は、本パターン付き基材の熱反応型レジスト層12をドライエッチングのマスクとして用いる場合のレジスト性能を考慮すると、一定サイズ以上であることが望ましく、具体的には、1nm以上が望ましく、5nm以上がより望ましく、10nm以上がさらに望ましい。これらの粒径の上限と下限は任意に組み合わせることができる。なお、粒径は、各粒状物が包含される最小の真球の直径をいう。   The particle size of the granular material 13 can be any value as long as the uneven pattern shape is not significantly deformed, but is preferably 1 nm or more and 1000 nm or less. The particle size of the granular material 13 is preferably an average particle size of 1000 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and most preferably 50 nm or less in consideration of the size of the uneven pattern shape formed of the heat-reactive resist material. preferable. In addition, the particle size of the granular material 13 is desirably a certain size or more in consideration of resist performance when the thermally-reactive resist layer 12 of the substrate with this pattern is used as a mask for dry etching. 1 nm or more is desirable, 5 nm or more is more desirable, and 10 nm or more is further desirable. These upper and lower limits of particle size can be arbitrarily combined. The particle size refers to the smallest true sphere diameter in which each granular material is included.

粒状物13の粒径を制御するためには、金属酸化物に添加剤を加えることが有効である。このような添加剤としては、ケイ素、アルミニウム、チタン、ガリウム、タンタル、コバルト、及びそれらの酸化物、窒化物等が挙げられ、中でもケイ素及びアルミニウムは効果が高いために望ましい。これらの添加剤を用いると、熱反応型レジスト材料である金属酸化物の結晶化を抑制できるため、結晶粒径の制御に有用である。このような添加物の添加量は、結晶化を抑制したい程度によって任意に設定することができるが、熱反応型レジストとしての材料性能を維持するため、主成分である金属酸化物100体積%に対して80体積%以下が望ましく、50体積%以下がさらに好ましく、20体積%以下が特に好ましく、10体積%以下が最も好ましい。   In order to control the particle size of the granular material 13, it is effective to add an additive to the metal oxide. Examples of such additives include silicon, aluminum, titanium, gallium, tantalum, cobalt, and oxides and nitrides thereof. Among them, silicon and aluminum are preferable because of their high effects. When these additives are used, crystallization of the metal oxide that is a heat-reactive resist material can be suppressed, which is useful for controlling the crystal grain size. The amount of such an additive can be arbitrarily set depending on the degree to which crystallization is desired to be suppressed. However, in order to maintain the material performance as a heat-reactive resist, the main component is 100% by volume of metal oxide. On the other hand, it is preferably 80% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, particularly preferably 20% by volume or less, and most preferably 10% by volume or less.

このような構成のパターン付き基材は、従来のものに比べて粒状物の存在により表面積が増大しているので、パターンに充填した樹脂類の密着性を向上させることができる。   Since the substrate with a pattern having such a configuration has an increased surface area due to the presence of the particulate matter as compared with the conventional substrate, the adhesion of the resins filled in the pattern can be improved.

また、このようなパターン付き基材は、このパターンをマスクとして基材をエッチングして転写用基材とすることができる。このようにして得られた転写用基材についても、熱反応型レジストパターンに残存した粒状物により基材に形成されたパターンがいびつになり、パターンの表面積が増大し、パターンに充填した樹脂類の密着性を向上させることができる。   Further, such a patterned substrate can be used as a transfer substrate by etching the substrate using this pattern as a mask. As for the transfer substrate thus obtained, the pattern formed on the substrate is distorted by the particulate matter remaining in the heat-reactive resist pattern, the surface area of the pattern is increased, and the resins filled in the pattern It is possible to improve the adhesion.

本発明のパターン付き基材の製造方法は、基材上に、熱反応型レジスト材料で構成された熱反応型レジスト層を形成する工程(1)と、熱反応型レジスト層に部分的に熱を与えて熱反応型レジスト材料を変質させる工程(2)と、変質させた前記熱反応型レジスト層を少なくとも一部除去して、凸部及び少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物を有する凹部を含むパターンを形成する工程(3)とを含むことを特徴とする。   In the method for producing a patterned substrate of the present invention, a step (1) of forming a thermal reaction type resist layer composed of a thermal reaction type resist material on the substrate, and a part of the thermal reaction type resist layer are heated. (2) for altering the heat-reactive resist material by applying at least one part, and removing the heat-reactive resist layer that has been denatured at least partly, and having a convex part and a granular material containing at least the heat-reactive resist material And (3) forming a pattern including

図4は、本発明のパターン付き基材の製造方法の一例を示す図である。本発明のパターン付き基材の製造方法における工程(1)では、図4Aに示す基材11上に、熱反応型レジスト材料で構成された熱反応型レジスト層を形成する(図4B)。熱反応型レジスト層12は、スパッタリング法、蒸着法、又はCVD法を用いて形成することができる。これらの層は、数十nmレベルの微細パターン加工が可能であるため、微細パターンサイズによっては、成膜時の熱反応型レジストの膜厚分布、表面の凹凸が非常に大きく影響することが考えられる。そこで、これらの影響をできる限り少なくするために、膜厚の均一性等の制御がやや困難な塗布法やスプレー法などによる成膜方法より、スパッタリング法や蒸着法やCVD法等の成膜法で熱反応型レジスト層を形成することが好ましい。中でも組成の調整、膜厚の均一性、成膜レートの観点等からスパッタリング法が特に好ましい。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a method for producing a patterned substrate of the present invention. In step (1) in the method for producing a patterned base material of the present invention, a heat-reactive resist layer made of a heat-reactive resist material is formed on the base material 11 shown in FIG. 4A (FIG. 4B). The heat-reactive resist layer 12 can be formed using a sputtering method, a vapor deposition method, or a CVD method. Since these layers can be processed with fine patterns on the order of several tens of nanometers, depending on the fine pattern size, the film thickness distribution of the heat-reactive resist during film formation and surface irregularities may have a significant effect. It is done. Therefore, in order to reduce these effects as much as possible, film formation methods such as sputtering, vapor deposition, and CVD are more difficult than film formation methods such as coating methods and spray methods that are somewhat difficult to control film thickness uniformity. It is preferable to form a heat-reactive resist layer. Among these, the sputtering method is particularly preferable from the viewpoints of composition adjustment, film thickness uniformity, film formation rate, and the like.

工程(2)では、熱反応型レジスト層12に部分的に熱を与えて熱反応型レジスト材料を変質させる。これにより、図4Cに示すように、変質部12aと未変質部とが生じる。例えば、レーザーを用いた露光により、熱反応型レジスト層12に部分的に熱を与えて熱反応型レジスト材料を変質させる。このように、熱反応型レジスト層12を露光すると、露光部(変質部に対応)と未露光部が生じる。   In the step (2), the heat-reactive resist layer 12 is partially altered by applying heat to the heat-reactive resist layer 12. As a result, as shown in FIG. 4C, an altered portion 12a and an unaltered portion are generated. For example, heat is partially applied to the heat-reactive resist layer 12 by exposure using a laser to alter the heat-reactive resist material. As described above, when the heat-reactive resist layer 12 is exposed, an exposed portion (corresponding to the altered portion) and an unexposed portion are generated.

工程(2)においては、熱反応型レジスト材料が加熱により変質した際にその一部が粒状の結晶となり、粒状物13として変質部12aに現れる。この粒状物13は、加熱で酸化度の変化した他の変質箇所(アモルファス領域)に比べてエッチング液に対する溶解性が低下する。   In the step (2), when the heat-reactive resist material is denatured by heating, a part thereof becomes granular crystals and appears as a granular material 13 in the denatured portion 12a. The granular material 13 has a lower solubility in the etching solution than other altered portions (amorphous regions) whose degree of oxidation has changed by heating.

熱反応型レジスト材料を加熱する手法は任意であるが、サブミクロンオーダーの微細パターンを形成する場合は、レーザーを用いるのが一般的である。レーザーの種類は、所望のパターンサイズ等に応じて決定すればよいが、装置導入の簡便性やコストを考えると、半導体レーザーが好ましい。また、より微細なパターンを形成する場合は、よりレーザーを照射した際の熱分布が急峻なレーザーを選択するのが好ましい。   The method of heating the heat-reactive resist material is arbitrary, but in the case of forming a submicron order fine pattern, a laser is generally used. The type of laser may be determined according to the desired pattern size or the like, but a semiconductor laser is preferable in view of the simplicity and cost of introducing the apparatus. When a finer pattern is formed, it is preferable to select a laser having a sharp heat distribution when the laser is irradiated.

粒状物13の密度(粒状物の存在数)を制御するためには、熱反応型レジスト材料を加熱する際の温度を制御することが有効である。具体的な温度条件は、用いる金属酸化物や基材の種類によって適宜設定する。一般的には、熱反応型レジスト材料が変質する臨界温度近辺で粒状物が最も多く生成され、臨界温度を超えて温度が高くなると粒状物の生成が少なくなる。したがって、粒状物13を所望の密度となるように熱反応型レジスト材料の加熱温度を適宜設定することが好ましい。なお、熱反応型レジスト材料が変質する臨界温度は次のような方法で見積もることが可能である。熱反応型レジスト材料として用いる金属酸化物の示差熱重量分析(TG−DTA)を行うと、特定温度で分解が進行することにより、重量の急峻な減少が観測される。この特定温度が臨界温度である。例えば、金属酸化物が酸化銅の場合、臨界温度は1100℃であり、この臨界温度より+500℃の間では粒状物が観測される。   In order to control the density of the granular material 13 (the number of granular materials present), it is effective to control the temperature at which the heat-reactive resist material is heated. Specific temperature conditions are appropriately set depending on the type of metal oxide and substrate used. In general, most of the granular material is generated near the critical temperature at which the heat-reactive resist material changes in quality, and when the temperature exceeds the critical temperature, the generation of the granular material decreases. Therefore, it is preferable to appropriately set the heating temperature of the heat-reactive resist material so that the granular material 13 has a desired density. The critical temperature at which the heat-reactive resist material changes in quality can be estimated by the following method. When differential thermogravimetric analysis (TG-DTA) of a metal oxide used as a heat-reactive resist material is performed, a rapid decrease in weight is observed as decomposition proceeds at a specific temperature. This specific temperature is the critical temperature. For example, when the metal oxide is copper oxide, the critical temperature is 1100 ° C., and particulate matter is observed between this critical temperature and + 500 ° C.

工程(3)においては、変質させた熱反応型レジスト層12を少なくとも一部除去して、凸部12b及び少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物13を有する凹部12cを含むパターンを形成する。凸部12bと、少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物13を有する凹部12cとを含むパターン(凹凸パターン)を熱反応型レジスト層12に形成する方法としては、次のような方法が考えられる。   In the step (3), at least a part of the altered thermal reaction type resist layer 12 is removed to form a pattern including the convex part 12b and the concave part 12c having the granular material 13 containing at least the thermal reaction type resist material. As a method for forming the pattern (concave / convex pattern) including the convex portion 12b and the concave portion 12c having the granular material 13 containing at least the thermal reaction type resist material on the thermal reaction type resist layer 12, the following method may be considered. .

第1の方法として、公知の方法において熱反応型レジスト層12を設け、その熱反応型レジスト層に凹凸パターンを形成した後に、凹凸パターンの凹部12cに粒状物13を充填し、加熱等で熱反応型レジスト層12と粒状物13とを溶解/再凝固させるなどして固着させる方法がある。この方法において、用途によって凹部12c以外の領域に粒状物13が不要な場合には、粒状物を充填した後に表面を払拭やエアブローする等して粒状物を除去しても良い。この方法では、熱反応型レジスト層12を構成する成分と、粒状物13を構成する成分が大きく異なっていても良いが、粒状物13を固着させる必要があるため工程が煩雑になることに加えて、使用できる材料が制限される。   As a first method, a heat-reactive resist layer 12 is provided in a known method, and a concavo-convex pattern is formed on the heat-reactive resist layer. There is a method of fixing the reactive resist layer 12 and the granular material 13 by dissolving / re-solidifying them. In this method, if the granular material 13 is unnecessary in the region other than the recess 12c depending on the application, the granular material may be removed by wiping the surface or air blowing after filling the granular material. In this method, the component constituting the heat-reactive resist layer 12 and the component constituting the granular material 13 may be greatly different. However, since the granular material 13 needs to be fixed, the process becomes complicated. This limits the materials that can be used.

第2の方法として、ポジ型の熱反応型レジスト材料として使用可能な金属酸化物を用い、粒状物13が生成する条件で凹凸パターンを形成する方法がある。この方法は、熱反応型レジスト層12に粒状物13があらかじめ固着されているので、第1の方法に比べて工程が簡便であり、溶解/再固着が不要な分だけ使用できる材料が制限されないため、より好ましい。   As a second method, there is a method in which a metal oxide that can be used as a positive-type heat-reactive resist material is used and a concavo-convex pattern is formed under the conditions that the granular material 13 is generated. In this method, since the granular material 13 is fixed to the heat-reactive resist layer 12 in advance, the process is simpler than that of the first method, and materials that can be used as much as dissolution / refixing is unnecessary are not limited. Therefore, it is more preferable.

変質させた熱反応型レジスト層を除去する場合、ウェットエッチング液を用いて変質させた熱反応型レジスト層を溶解させる(図4D)。これにより、熱反応型レジスト層12の凹部12cに、少なくとも熱反応型レジスト材料を含む粒状物13を有する(底面及び側面)。   When removing the altered thermal reaction type resist layer, the altered thermal reaction type resist layer is dissolved using a wet etching solution (FIG. 4D). Thus, the recesses 12c of the thermal reaction type resist layer 12 have the granular material 13 containing at least the thermal reaction type resist material (bottom surface and side surface).

使用するウェットエッチング液は、熱で変質した熱反応型レジストのうち粒状物13でない部分(変質部12aの粒状物13以外の部分)の溶解性が、熱の影響を受けていない熱反応型レジスト(未変質部)及び粒状物13に比べて高いものであれば、すなわち、熱で変質した熱反応型レジストのうち粒状物13でない部分を選択的に溶解させられるものであれば任意に用いることができる。有効なウェットエッチング液の成分、濃度、温度条件は、使用する材料により適宜設定することができる。一般的には、ウェットエッチング液としては、酸、アルカリ、キレート剤が用いられ、これらを単一成分で用いても良く、混合して用いても良い。また、これらに、電位調整剤、界面活性剤等を必要に応じて添加しても良い。   The wet etching solution to be used is a heat-reactive resist in which the solubility of a portion other than the granular material 13 (a portion other than the granular material 13 in the altered portion 12a) of the heat-reactive resist altered by heat is not affected by heat. As long as it is higher than the (unmodified part) and the granular material 13, that is, as long as it can selectively dissolve the portion other than the granular material 13 in the heat-reactive resist modified by heat, use arbitrarily. Can do. Effective wet etching solution components, concentrations, and temperature conditions can be set as appropriate according to the materials used. In general, an acid, an alkali, or a chelating agent is used as the wet etching solution, and these may be used as a single component or may be used as a mixture. Moreover, you may add an electric potential regulator, surfactant, etc. to these as needed.

ウェットエッチング液に使用可能な酸としては、具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、フッ酸等を挙げることができる。また、ウェットエッチング液に使用可能なアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム等を挙げることができる。また、ウェットエッチング液に使用可能なキレート剤としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、オルニチン、フェニルアラニン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、プロリン、シュウ酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジヒドロキシエチルエチレンジアミン二酢酸、1,3−プロパンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、1,2−ジアミノプロパン四酢酸、エチレンジアミン二コハク酸、ジヒドロキシエチルエチレンジアミン一コハク酸、1,3−プロパンジアミン二コハク酸、トリエチレンテトラミン三コハク酸、1,2−ジアミノプロパン二コハク酸、エチレンジアミン四プロピオン酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三プロピオン酸、ジヒドロキシエチルエチレンジアミン二プロピオン酸、1,3−プロパンジアミン四プロピオン酸、ジエチレントリアミン五プロピオン酸、トリエチレンテトラミン六プロピオン酸、1,2−ジアミノプロパン四酢酸、クエン酸、イソクエン酸、フマル酸、アジピン酸、コハク酸、グルタミン酸、リンゴ酸、酒石酸、バソクプロインスルホン酸及びこれらの酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ポリアルキルアンモニウム塩、ポリアリールアンモニウム塩を挙げることができる。塩としては、分子中に複数のカルボン酸、スルホン酸等が含まれる場合、全てのカルボン酸、スルホン酸等が塩になっていても良く、一部のカルボン酸、スルホン酸等のみが塩になっていても良い。   Specific examples of the acid that can be used in the wet etching solution include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and hydrofluoric acid. Examples of the alkali that can be used in the wet etching solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and tetramethylammonium hydroxide. Chelating agents that can be used in the wet etching solution include alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, ornithine, phenylalanine, serine, threonine, tryptophan. , Tyrosine, valine, proline, oxalic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, dihydroxyethylethylenediaminediacetic acid, 1,3-propanediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, 1,2-diamino Propanetetraacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid, dihydroxyethyl ethylenediamine monosuccinic acid, 1,3-propanediamine disuccinic acid, triethyl Tetramine trisuccinic acid, 1,2-diaminopropane disuccinic acid, ethylenediaminetetrapropionic acid, hydroxyethylethylenediamine tripropionic acid, dihydroxyethylethylenediamine dipropionic acid, 1,3-propanediamine tetrapropionic acid, diethylenetriaminepentapropionic acid, triethylene Ethylenetetramine hexapropionic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, citric acid, isocitric acid, fumaric acid, adipic acid, succinic acid, glutamic acid, malic acid, tartaric acid, bathocuproine sulfonic acid and lithium salts of these acids , Sodium salts, potassium salts, ammonium salts, calcium salts, magnesium salts, polyalkylammonium salts, and polyarylammonium salts. As a salt, when a plurality of carboxylic acids, sulfonic acids, etc. are contained in the molecule, all carboxylic acids, sulfonic acids, etc. may be in the form of a salt, and only some carboxylic acids, sulfonic acids, etc. are converted into the salt. It may be.

これらのウェットエッチング液に必要に応じて添加する電位調整剤としては、過酸化水素、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸カルシウム、過マンガン酸マグネシウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸バリウム、塩素酸リチウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸アンモニウム、臭素酸リチウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、臭素酸アンモニウム、ヨウ素酸リチウム、ヨウ素酸ナトリウム、ヨウ素酸カリウム、ヨウ素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸銀、過臭素酸、過臭素酸リチウム、過臭素酸ナトリウム、過臭素酸カリウム、過臭素酸アンモニウム、過臭素酸カルシウム、過臭素酸銀、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸リチウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カルシウム、過ヨウ素酸銀、二クロム酸、二クロム酸リチウム、二クロム酸ナトリウム、二クロム酸カリウム、二クロム酸カルシウム、二クロム酸マグネシウム、四酸化オスミウム、メタクロロ過安息香酸、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、塩化鉄等を挙げることができる。   Potential adjustment agents added to these wet etching solutions as necessary include hydrogen peroxide, sodium permanganate, potassium permanganate, ammonium permanganate, calcium permanganate, magnesium permanganate, and permanganate. Silver, barium permanganate, lithium chlorate, sodium chlorate, potassium chlorate, ammonium chlorate, lithium bromate, sodium bromate, potassium bromate, ammonium bromate, lithium iodate, sodium iodate, potassium iodate , Ammonium iodate, perchloric acid, lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, ammonium perchlorate, calcium perchlorate, silver perchlorate, perbromate, lithium perbromate, perbromine Sodium phosphate, potassium perbromate, ammonium perbromate Calcium perbromate, silver perbromate, periodate, lithium periodate, sodium periodate, potassium periodate, ammonium periodate, calcium periodate, silver periodate, dichromate, dichrome Lithium acid, sodium dichromate, potassium dichromate, calcium dichromate, magnesium dichromate, osmium tetroxide, metachloroperbenzoic acid, lithium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, iron chloride, etc. Can be mentioned.

また、これらのウェットエッチング液に必要に応じて添加する界面活性剤としては、オレフィンスルホン酸、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキル硫酸エステル、アルキルエーテル硫酸エステル、アルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、モノアルキルリン酸、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリ(オキシエチレン)脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、アセチレンジオール、アセチレングリコール等が挙げられる。   In addition, surfactants to be added to these wet etching solutions as necessary include olefin sulfonic acid, alkyl sulfonic acid, benzene sulfonic acid, alkyl sulfate ester, alkyl ether sulfate ester, alkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid. , Monoalkyl phosphoric acid, poly (oxyethylene) alkyl ether, poly (oxyethylene) fatty acid ester, polyethylene glycol, polyoxyethylene polyoxypropylene ether, glycerin fatty acid ester, acetylene diol, acetylene glycol and the like.

なお、上記酸、アルカリ、キレート剤は単一で用いても良く、複数を組み合わせて用いても良い。また、電位調整剤や界面活性剤等の添加剤も、単一成分で用いても良く、混合成分で用いても良い。   In addition, the said acid, an alkali, and a chelating agent may be used individually and may be used in combination of multiple. In addition, additives such as a potential adjusting agent and a surfactant may be used as a single component or a mixed component.

このようにして得られたパターン付き基材は、このパターンをマスクとして基材11をエッチングすることにより、凸部11a及び凹部11bの転写パターンを持つ転写用基材とすることができる(図4E)。基材11のエッチングには、ドライエッチングを用いる。   The substrate with a pattern thus obtained can be used as a transfer substrate having a transfer pattern of convex portions 11a and concave portions 11b by etching the base material 11 using this pattern as a mask (FIG. 4E). ). Dry etching is used for etching the substrate 11.

ドライエッチング処理する際に用いられる装置としては、真空中でフロン系ガスが導入でき、プラズマが形成でき、エッチング処理ができるものであれば特に制限はなく、例えば、市販のドライエッチング装置、RIE装置、ICP装置等を用いることができる。ドライエッチング処理を行うガス種、時間、電力等は、熱反応型レジストの種類、第1熱伝導層(エッチング層)の種類、厚み、エッチングレート等によって適宜決定し得る。なお、基材のドライエッチングに用いるガスとしては、一般的なドライエッチングに用いられるエッチング用ガスを用いても良い。エッチング用ガスとしては、CF、SF等のフッ素系ガス等が挙げられ、これらは単独で用いても、複数のガスを混合して用いても構わない。さらには、上述したフッ素系ガスとO、H、Ar、N、CO、HBr、NF、HCl、HI、BBr、BCl、Cl、SiCl等のガスとを混合した混合ガスもフッ素系ガスの範囲内とする。 The apparatus used for the dry etching process is not particularly limited as long as it can introduce a chlorofluorocarbon gas in vacuum, can form plasma, and can perform the etching process. For example, a commercially available dry etching apparatus or RIE apparatus may be used. An ICP device or the like can be used. The gas type, time, power, etc. for performing the dry etching process can be appropriately determined depending on the type of the heat-reactive resist, the type of the first heat conductive layer (etching layer), the thickness, the etching rate, and the like. In addition, as a gas used for dry etching of the base material, an etching gas used for general dry etching may be used. Examples of the etching gas include fluorine-based gases such as CF 4 and SF 6 , and these may be used alone or in combination with a plurality of gases. Further, a mixture in which the above-described fluorine-based gas and a gas such as O 2 , H 2 , Ar, N 2 , CO, HBr, NF 3 , HCl, HI, BBr 3 , BCl 3 , Cl 2 , and SiCl 4 are mixed. The gas is also within the range of fluorine-based gas.

以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例によりなんら制限されるものではない。   Hereinafter, examples carried out to clarify the effects of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
50mmφのガラス基板上にSiを添加した酸化銅(II)をスパッタリングにより成膜して厚さ20nmの熱反応型レジスト層を形成した。なお、成膜は以下の条件で行った。
ターゲット:Si添加酸化銅(3インチφ、CuO:Si=85原子%:15原子%)
電力(W):RF100
ガス種類:アルゴンと酸素の混合ガス(比率90:10)
圧力(Pa):0.5
Example 1
Copper oxide (II) to which Si was added was formed on a 50 mmφ glass substrate by sputtering to form a thermal reaction type resist layer having a thickness of 20 nm. The film formation was performed under the following conditions.
Target: Si-added copper oxide (3 inch φ, CuO: Si = 85 atomic%: 15 atomic%)
Power (W): RF100
Gas type: Mixed gas of argon and oxygen (ratio 90:10)
Pressure (Pa): 0.5

次いで、熱反応型レジスト層を以下の条件で露光した。
露光用半導体レーザー波長:405nm
レンズ開口数:0.85
露光レーザーパワー:7.7mW
送りピッチ:300nm
なお、露光中にレーザーの強度を変調させることで、さまざまな形状やパターンを形成できるが、本実施例では、粒状物の状態を分かりやすくするために、パターンとして孤立した円形パターンとした。形成するパターン形状としては、所望の用途によって楕円形状、ライン形状等でも良い。
Next, the heat-reactive resist layer was exposed under the following conditions.
Semiconductor laser wavelength for exposure: 405 nm
Lens numerical aperture: 0.85
Exposure laser power: 7.7 mW
Feed pitch: 300nm
Although various shapes and patterns can be formed by modulating the laser intensity during exposure, in this embodiment, an isolated circular pattern is used as a pattern in order to make the state of the granular material easy to understand. The pattern shape to be formed may be an elliptical shape, a line shape, or the like depending on a desired application.

次いで、グリシン9.0g、ノニオン性界面活性剤アデカトールSO−135(アデカ社製、商品名)0.30g、水300gで調製したウェットエッチング液を用いて熱反応型レジスト層を部分的に溶解させた(ウェットエッチング(現像処理))。ウェットエッチングは、23℃において4分間、ウェットエッチング液に熱反応型レジスト層付き基材を浸漬させることにより行った。このようにして実施例1のパターン付き基材を作製した。   Next, the thermally reactive resist layer was partially dissolved using a wet etching solution prepared with 9.0 g of glycine, 0.30 g of nonionic surfactant Adekatol SO-135 (trade name, manufactured by Adeka) and 300 g of water. (Wet etching (development processing)). The wet etching was performed by immersing the base material with a heat-reactive resist layer in a wet etching solution at 23 ° C. for 4 minutes. In this way, a patterned substrate of Example 1 was produced.

次いで、実施例1のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をSEM(走査電子顕微鏡)により測定した。その結果、略円形状の主たるパターン内に、平均粒径10nmの粒状物が凹部の底面及び側面に存在していたことを確認した。   Subsequently, the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 1 was measured by SEM (scanning electron microscope). As a result, it was confirmed that particles having an average particle diameter of 10 nm were present on the bottom and side surfaces of the recesses in the substantially circular main pattern.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ13Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring and the force required to peel the film from the substrate was 13N.

次いで、実施例1のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をエッチングマスクとして使用して、ガラス基板を以下の条件でドライエッチングした。
エッチングガス種 :SF
エッチングパワー :300W
エッチングガス圧 :1Pa
エッチングガス流量:50sccm
エッチング時間 :15分
Next, the glass substrate was dry-etched under the following conditions using the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 1 as an etching mask.
Etching gas type: SF 6
Etching power: 300W
Etching gas pressure: 1Pa
Etching gas flow rate: 50 sccm
Etching time: 15 minutes

その後、ガラス基板から熱反応型レジスト層を1%硫酸により除去して転写用基材を作製した。得られた転写用基材の割断面のSEM像を45°の角度から測定した。その結果、側面がジグザグ状であるパターンが得られていたことが分かり、滑らかな側面よりも表面積の増大していたことが確認された。   Thereafter, the heat-reactive resist layer was removed from the glass substrate with 1% sulfuric acid to prepare a transfer substrate. The SEM image of the cut surface of the obtained transfer substrate was measured from an angle of 45 °. As a result, it was found that a pattern having a zigzag side surface was obtained, and it was confirmed that the surface area was increased as compared with the smooth side surface.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ23Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After the curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required for peeling the film from the substrate was determined to be 23N.

(実施例2)
50mmφのガラス基板上に酸化クロムをスパッタリングにより成膜して厚さ20nmの熱反応型レジスト層を形成した。なお、成膜は以下の条件で行った。
ターゲット:クロム(3インチφ)
電力(W):RF100
ガス種類:アルゴンと酸素の混合ガス(比率90:10)
圧力(Pa):0.5
(Example 2)
Chromium oxide was deposited on a 50 mmφ glass substrate by sputtering to form a 20 nm thick thermal reaction type resist layer. The film formation was performed under the following conditions.
Target: Chrome (3 inch φ)
Power (W): RF100
Gas type: Mixed gas of argon and oxygen (ratio 90:10)
Pressure (Pa): 0.5

次いで、熱反応型レジスト層を以下の条件で露光した。
露光用半導体レーザー波長:405nm
レンズ開口数:0.85
露光レーザーパワー:9.0mW
送りピッチ:400nm
なお、露光中にレーザーの強度を変調させることで、さまざまな形状やパターンを形成できるが、本実施例では、粒状物の状態を分かりやすくするために、パターンとして孤立した円形パターンとした。
Next, the heat-reactive resist layer was exposed under the following conditions.
Semiconductor laser wavelength for exposure: 405 nm
Lens numerical aperture: 0.85
Exposure laser power: 9.0mW
Feed pitch: 400nm
Although various shapes and patterns can be formed by modulating the laser intensity during exposure, in this embodiment, an isolated circular pattern is used as a pattern in order to make the state of the granular material easy to understand.

次いで、硝酸二アンモニウムセリウム45g、硝酸15g、水240gで調製したウェットエッチング液を用いて熱反応型レジスト層を部分的に溶解させた(ウェットエッチング(現像処理))。ウェットエッチングは、23℃において1分間、ウェットエッチング液に熱反応型レジスト層付き基材を浸漬させることにより行った。このようにして実施例2のパターン付き基材を作製した。   Next, the heat-reactive resist layer was partially dissolved using a wet etching solution prepared with 45 g of diammonium cerium nitrate, 15 g of nitric acid, and 240 g of water (wet etching (development processing)). The wet etching was performed by immersing the substrate with a heat-reactive resist layer in a wet etching solution at 23 ° C. for 1 minute. In this way, a patterned substrate of Example 2 was produced.

次いで、実施例2のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をSEMにより測定した。その結果、略円形状の主たるパターン内に、平均粒径50nmの粒状物が凹部の底面及び側面に存在していたことを確認した。   Subsequently, the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 2 was measured by SEM. As a result, it was confirmed that particles having an average particle diameter of 50 nm were present on the bottom and side surfaces of the recesses in the substantially circular main pattern.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ11Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required for peeling the film from the substrate was 11N.

次いで、実施例2のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をエッチングマスクとして使用して、ガラス基板を以下の条件でドライエッチングした。
エッチングガス種 :CF
エッチングパワー :400W
エッチングガス圧 :5Pa
エッチングガス流量:50sccm
エッチング時間 :15分
Next, the glass substrate was dry-etched under the following conditions using the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 2 as an etching mask.
Etching gas type: CF 4
Etching power: 400W
Etching gas pressure: 5Pa
Etching gas flow rate: 50 sccm
Etching time: 15 minutes

その後、ガラス基板から熱反応型レジスト層を5%硝酸により除去して転写用基材を作製した。得られた転写用基材の割断面のSEM像を45°の角度から測定した。その結果、側面がジグザグ状であるパターンが得られていたことが分かり、滑らかな側面よりも表面積の増大していたことが確認された。   Thereafter, the heat-reactive resist layer was removed from the glass substrate with 5% nitric acid to prepare a transfer substrate. The SEM image of the cut surface of the obtained transfer substrate was measured from an angle of 45 °. As a result, it was found that a pattern having a zigzag side surface was obtained, and it was confirmed that the surface area was increased as compared with the smooth side surface.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ19Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After the curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required for peeling the film from the substrate was 19N.

(実施例3)
50mmφのガラス基板上に酸化タングステンをスパッタリングにより成膜して厚さ50nmの熱反応型レジスト層を形成した。なお、成膜は以下の条件で行った。
ターゲット:タングステン(3インチφ)
電力(W):RF100
ガス種類:アルゴンと酸素の混合ガス(比率90:10)
圧力(Pa):0.5
Example 3
A tungsten oxide film was formed on a 50 mmφ glass substrate by sputtering to form a thermal reaction type resist layer having a thickness of 50 nm. The film formation was performed under the following conditions.
Target: Tungsten (3 inch φ)
Power (W): RF100
Gas type: Mixed gas of argon and oxygen (ratio 90:10)
Pressure (Pa): 0.5

次いで、熱反応型レジスト層を以下の条件で露光した。
露光用半導体レーザー波長:405nm
レンズ開口数:0.85
露光レーザーパワー:8.0mW
送りピッチ:500nm
なお、露光中にレーザーの強度を変調させることで、さまざまな形状やパターンを形成できるが、本実施例では、粒状物の状態を分かりやすくするために、パターンとして孤立した円形パターンとした。
Next, the heat-reactive resist layer was exposed under the following conditions.
Semiconductor laser wavelength for exposure: 405 nm
Lens numerical aperture: 0.85
Exposure laser power: 8.0mW
Feed pitch: 500nm
Although various shapes and patterns can be formed by modulating the laser intensity during exposure, in this embodiment, an isolated circular pattern is used as a pattern in order to make the state of the granular material easy to understand.

次いで、2.4%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液300gで調製したウェットエッチング液を用いて熱反応型レジスト層を部分的に溶解させた(ウェットエッチング(現像処理))。ウェットエッチングは、23℃において2分間、ウェットエッチング液に熱反応型レジスト層付き基材を浸漬させることにより行った。このようにして実施例3のパターン付き基材を作製した。   Next, the heat-reactive resist layer was partially dissolved using a wet etching solution prepared with 300 g of a 2.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (wet etching (development processing)). The wet etching was performed by immersing the base material with a heat-reactive resist layer in a wet etching solution at 23 ° C. for 2 minutes. In this way, a patterned substrate of Example 3 was produced.

次いで、実施例3のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をSEMにより測定した。その結果、略円形状の主たるパターン内に、平均粒径40nmの粒状物が凹部の底面及び側面に存在していたことを確認した。   Subsequently, the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 3 was measured by SEM. As a result, it was confirmed that particles having an average particle diameter of 40 nm were present on the bottom and side surfaces of the recesses in the substantially circular main pattern.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ11Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required for peeling the film from the substrate was 11N.

次いで、実施例3のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をエッチングマスクとして使用して、ガラス基板を以下の条件でドライエッチングした。
エッチングガス種 :CF
エッチングパワー :400W
エッチングガス圧 :5Pa
エッチングガス流量:50sccm
エッチング時間 :15分
Subsequently, the glass substrate was dry-etched under the following conditions using the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 3 as an etching mask.
Etching gas type: CF 4
Etching power: 400W
Etching gas pressure: 5Pa
Etching gas flow rate: 50 sccm
Etching time: 15 minutes

その後、ガラス基板から熱反応型レジスト層を1%硫酸により除去して転写用基材を作製した。得られた転写用基材の割断面のSEM像を45°の角度から測定した。その結果、側面がジグザグ状であるパターンが得られていたことが分かり、滑らかな側面よりも表面積の増大していたことが確認された。   Thereafter, the heat-reactive resist layer was removed from the glass substrate with 1% sulfuric acid to prepare a transfer substrate. The SEM image of the cut surface of the obtained transfer substrate was measured from an angle of 45 °. As a result, it was found that a pattern having a zigzag side surface was obtained, and it was confirmed that the surface area was increased as compared with the smooth side surface.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ20Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring and the force required for peeling the film from the substrate was 20 N.

(実施例4)
50mmφのガラス基板上に酸化スズをスパッタリングにより成膜して厚さ25nmの熱反応型レジスト層を形成した。なお、成膜は以下の条件で行った。
ターゲット:スズ(3インチφ)
電力(W):RF100
ガス種類:アルゴンと酸素の混合ガス(比率85:15)
圧力(Pa):0.5
Example 4
A tin oxide film was formed on a 50 mmφ glass substrate by sputtering to form a heat-reactive resist layer having a thickness of 25 nm. The film formation was performed under the following conditions.
Target: Tin (3 inches φ)
Power (W): RF100
Gas type: Mixed gas of argon and oxygen (ratio 85:15)
Pressure (Pa): 0.5

次いで、熱反応型レジスト層を以下の条件で露光した。
露光用半導体レーザー波長:405nm
レンズ開口数:0.85
露光レーザーパワー:6.0mW
送りピッチ:500nm
なお、露光中にレーザーの強度を変調させることで、さまざまな形状やパターンを形成できるが、本実施例では、粒状物の状態を分かりやすくするために、パターンとして孤立した円形パターンとした。
Next, the heat-reactive resist layer was exposed under the following conditions.
Semiconductor laser wavelength for exposure: 405 nm
Lens numerical aperture: 0.85
Exposure laser power: 6.0mW
Feed pitch: 500nm
Although various shapes and patterns can be formed by modulating the laser intensity during exposure, in this embodiment, an isolated circular pattern is used as a pattern in order to make the state of the granular material easy to understand.

次いで、1%硝酸水溶液300gで調製したウェットエッチング液を用いて熱反応型レジスト層を部分的に溶解させた(ウェットエッチング(現像処理))。ウェットエッチングは、23℃において2分間、ウェットエッチング液に熱反応型レジスト層付き基材を浸漬させることにより行った。このようにして実施例4のパターン付き基材を作製した。   Next, the heat-reactive resist layer was partially dissolved using a wet etching solution prepared with 300 g of a 1% nitric acid aqueous solution (wet etching (development process)). The wet etching was performed by immersing the base material with a heat-reactive resist layer in a wet etching solution at 23 ° C. for 2 minutes. In this way, a patterned substrate of Example 4 was produced.

次いで、実施例4のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をSEMにより測定した。その結果、略円形状の主たるパターン内に、平均粒径150nmの粒状物が凹部の底面及び側面に存在していたことを確認した。   Subsequently, the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 4 was measured by SEM. As a result, it was confirmed that particles having an average particle diameter of 150 nm were present on the bottom and side surfaces of the recesses in the substantially circular main pattern.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ14Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring and the force required for peeling the film from the substrate was 14N.

次いで、実施例4のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をエッチングマスクとして使用して、ガラス基板を以下の条件でドライエッチングした。
エッチングガス種 :CF
エッチングパワー :400W
エッチングガス圧 :5Pa
エッチングガス流量:50sccm
エッチング時間 :15分
Next, the glass substrate was dry-etched under the following conditions using the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Example 4 as an etching mask.
Etching gas type: CF 4
Etching power: 400W
Etching gas pressure: 5Pa
Etching gas flow rate: 50 sccm
Etching time: 15 minutes

その後、ガラス基板から熱反応型レジスト層を1%硫酸により除去して転写用基材を作製した。得られた転写用基材の割断面のSEM像を45°の角度から測定した。その結果、側面がジグザグ状であるパターンが得られていたことが分かり、滑らかな側面よりも表面積の増大していたことが確認された。   Thereafter, the heat-reactive resist layer was removed from the glass substrate with 1% sulfuric acid to prepare a transfer substrate. The SEM image of the cut surface of the obtained transfer substrate was measured from an angle of 45 °. As a result, it was found that a pattern having a zigzag side surface was obtained, and it was confirmed that the surface area was increased as compared with the smooth side surface.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ25Nであった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. When curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required to peel the film from the substrate was 25 N.

(比較例1)
実施例3と同じ条件で50mmφのガラス基板上に酸化タングステンの熱反応型レジスト層を形成した。
(Comparative Example 1)
A heat-reactive resist layer of tungsten oxide was formed on a 50 mmφ glass substrate under the same conditions as in Example 3.

次いで、熱反応型レジスト層を以下の条件で露光した。
露光用半導体レーザー波長:405nm
レンズ開口数:0.85
露光レーザーパワー:9.2mW
送りピッチ:500nm
なお、露光中にレーザーの強度を変調させることで、さまざまな形状やパターンを形成できるが、本比較例では、粒状物の状態を分かりやすくするために、パターンとして孤立した円形パターンとした。
Next, the heat-reactive resist layer was exposed under the following conditions.
Semiconductor laser wavelength for exposure: 405 nm
Lens numerical aperture: 0.85
Exposure laser power: 9.2mW
Feed pitch: 500nm
Various shapes and patterns can be formed by modulating the intensity of the laser during exposure, but in this comparative example, an isolated circular pattern was used as a pattern in order to make the state of the granular material easier to understand.

次いで、2.4%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液300gで調製したウェットエッチング液を用いて熱反応型レジスト層を部分的に溶解させた(ウェットエッチング(現像処理))。ウェットエッチングは、23℃において2分間、ウェットエッチング液に熱反応型レジスト層付き基材を浸漬させることにより行った。このようにして比較例1のパターン付き基材を作製した。   Next, the heat-reactive resist layer was partially dissolved using a wet etching solution prepared with 300 g of a 2.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (wet etching (development processing)). The wet etching was performed by immersing the base material with a heat-reactive resist layer in a wet etching solution at 23 ° C. for 2 minutes. In this way, a patterned substrate of Comparative Example 1 was produced.

次いで、比較例1のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をSEMにより測定した。その結果、略円形状の主たるパターン内には凹部の底面にも側面にも粒状物は確認されなかった。   Subsequently, the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Comparative Example 1 was measured by SEM. As a result, no particulate matter was observed on the bottom surface or the side surface of the recess in the substantially circular main pattern.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ6Nであり、実施例3のパターン付き基材の半分程度の力で剥がれてしまった。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After the curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required to peel the film from the substrate was 6 N. It was peeled off with about half the force of the patterned substrate of Example 3. I have.

次いで、比較例1のパターン付き基材の熱反応型レジスト層をエッチングマスクとして使用して、ガラス基板を以下の条件でドライエッチングした。
エッチングガス種 :CF
エッチングパワー :400W
エッチングガス圧 :5Pa
エッチングガス流量:50sccm
エッチング時間 :15分
Subsequently, the glass substrate was dry-etched under the following conditions using the heat-reactive resist layer of the patterned substrate of Comparative Example 1 as an etching mask.
Etching gas type: CF 4
Etching power: 400W
Etching gas pressure: 5Pa
Etching gas flow rate: 50 sccm
Etching time: 15 minutes

その後、ガラス基板から熱反応型レジスト層を1%硫酸により除去して転写用基材を作製した。得られた転写用基材の割断面のSEM像を45°の角度から測定した。その結果、側面はジグザグのない滑らかなパターンが得られていたことが確認された。   Thereafter, the heat-reactive resist layer was removed from the glass substrate with 1% sulfuric acid to prepare a transfer substrate. The SEM image of the cut surface of the obtained transfer substrate was measured from an angle of 45 °. As a result, it was confirmed that a smooth pattern without zigzags was obtained on the side surface.

次に、パターン面側に光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成工業株式会社製、商品名)を塗布し、さらにその上にポリプロピレンフィルムを貼り付けてからメタルハライドランプを照射し、PAK−01を硬化させた。硬化が終了した後にポリプロピレンフィルムの一端をばねばかりに固定してフィルムを基材から剥がす際に必要な力を求めたところ6Nであり、実施例3のパターン付き基材の半分程度の力で剥がれてしまった。このように、略円形状の主たるパターン内には凹部の底面にも側面にも粒状物のない状態では密着力が低下していた。   Next, a photocurable resin PAK-01 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the pattern surface side, and a polypropylene film is further applied thereon, followed by irradiation with a metal halide lamp. Cured. After the curing was completed, one end of the polypropylene film was fixed only to the spring, and the force required to peel the film from the substrate was 6 N. It was peeled off with about half the force of the patterned substrate of Example 3. I have. As described above, in the main pattern having a substantially circular shape, the adhesion is reduced when there is no granular material on the bottom surface or the side surface of the recess.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における部材の材質、配置、形状等は例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, the material, arrangement, shape, and the like of the members in the above embodiment are illustrative, and can be implemented with appropriate changes. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係るパターン付き基材は、表面積の増大したパターンとしてそのまま用いてもよく、エッチングのマスクパターンとしても用いることができ、いずれの場合でも高い密着性等を要求される用途への展開が可能である。   The substrate with a pattern according to the present invention may be used as it is as a pattern having an increased surface area, and can also be used as an etching mask pattern. In any case, it can be used for applications requiring high adhesion and the like. Is possible.

11 基材
11a,12b 凸部
11b,12c 凹部
12 熱反応型レジスト層
12a 変質部
13 粒状物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base material 11a, 12b Convex part 11b, 12c Concave part 12 Thermal reaction type resist layer 12a Altered part 13 Granules

Claims (11)

基材と、前記基材上に設けられており、熱反応型レジスト材料で構成され、凸部及び凹部を含むパターンを有する熱反応型レジスト層と、を具備し、前記熱反応型レジスト層は、少なくとも前記熱反応型レジスト材料を含む粒状物を前記凹部に有することを特徴とするパターン付き基材。   A heat-reactive resist layer provided on the base material and made of a heat-reactive resist material and having a pattern including convex portions and concave portions, and the heat-reactive resist layer is A substrate with a pattern, characterized in that the recess includes a granular material containing at least the heat-reactive resist material. 前記粒状物は、前記熱反応型レジスト層に熱を与えた際に前記熱反応型レジスト材料が変質することにより得られることを特徴とする請求項1記載のパターン付き基材。   2. The patterned substrate according to claim 1, wherein the granular material is obtained by altering the heat-reactive resist material when heat is applied to the heat-reactive resist layer. 前記粒状物の平均粒径が1nm以上1000nm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のパターン付き基材。   The patterned substrate according to claim 1 or 2, wherein an average particle diameter of the granular material is 1 nm or more and 1000 nm or less. 前記パターンにおける前記凹部の底部から前記凸部の頂部までの高さの差が5nm以上10000nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のパターン付き基材。   The substrate with a pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein a difference in height from the bottom of the concave portion to the top of the convex portion in the pattern is 5 nm or more and 10,000 nm or less. 前記粒状物が少なくとも金属元素を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のパターン付き基材。   The substrate with a pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein the granular material contains at least a metal element. 前記パターンが平面視において略格子状又は略ドット状であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のパターン付き基材。   The substrate with a pattern according to any one of claims 1 to 5, wherein the pattern has a substantially lattice shape or a substantially dot shape in plan view. 請求項1から請求項6のいずれかに記載のパターン付き基材における前記パターンをマスクとして前記基材をエッチングしてなることを特徴とする転写用基材。   A substrate for transfer, wherein the substrate is etched using the pattern in the substrate with a pattern according to any one of claims 1 to 6 as a mask. 基材上に、熱反応型レジスト材料で構成された熱反応型レジスト層を形成する工程と、前記熱反応型レジスト層に部分的に熱を与えて前記熱反応型レジスト材料を変質させる工程と、変質させた前記熱反応型レジスト層を少なくとも一部除去して、凸部及び少なくとも前記熱反応型レジスト材料を含む粒状物を有する凹部を含むパターンを形成する工程と、を具備することを特徴とするパターン付き基材の製造方法。   Forming a heat-reactive resist layer composed of a heat-reactive resist material on a base material; and applying heat to the heat-reactive resist layer partially to alter the heat-reactive resist material; Removing the altered heat-reactive resist layer to form a pattern including a convex part and a concave part having a granular material containing at least the heat-reactive resist material. A method for producing a patterned substrate. レーザーを用いた露光により、前記熱反応型レジスト層に部分的に熱を与えて前記熱反応型レジスト材料を変質させることを特徴とする請求項8記載のパターン付き基材の製造方法。   The method for producing a patterned substrate according to claim 8, wherein the heat-reactive resist material is altered by partially applying heat to the heat-reactive resist layer by exposure using a laser. 前記熱反応型レジスト材料は、前記熱反応型レジスト材料100体積%に対してケイ素、アルミニウム、チタン、ガリウム、タンタル、コバルト、又はそれらの酸化物若しくは窒化物を80体積%以下で含むことを特徴とする請求項8又は請求項9記載のパターン付き基材の製造方法。   The heat-reactive resist material contains 80% by volume or less of silicon, aluminum, titanium, gallium, tantalum, cobalt, or an oxide or nitride thereof with respect to 100% by volume of the heat-reactive resist material. The manufacturing method of the base material with a pattern of Claim 8 or Claim 9. 請求項8から請求項10のいずれかに記載のパターン付き基材の製造方法により得られたパターン付き基材における前記パターンをマスクとして前記基材をエッチングすることを特徴とする転写用基材の製造方法。
A substrate for transfer, wherein the substrate is etched using the pattern in the substrate with a pattern obtained by the method for producing a substrate with a pattern according to any one of claims 8 to 10 as a mask. Production method.
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