JP2015207698A - Method for manufacturing substrate with mask for lift-off process and method for manufacturing substrate with concavo-convex pattern - Google Patents

Method for manufacturing substrate with mask for lift-off process and method for manufacturing substrate with concavo-convex pattern Download PDF

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布士人 山口
Fujito Yamaguchi
布士人 山口
徹 勝又
Toru Katsumata
徹 勝又
長武 山崎
Nagatake Yamazaki
長武 山崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a substrate with a mask for a lift-off process, by which a concavo-convex structure is prevented from collapsing without decreasing convenience and high throughput property, burrs at an end are less likely produced, and a favorable concavo-convex pattern can be formed.SOLUTION: A substrate 10 with a mask for a lift-off process is obtained in the following way. A laminate 1 including a first resist layer 12 and a second resist layer 13 functioning as a mask, formed by a nano-imprinting process on a major surface 11a of a substrate 11 is treated with a developer that dissolves the first resist layer. The first resist layer is etched by using the second resist layer as a mask to form a mask layer 15 that is composed of the first resist layer and the second resist layer and constituting a concavo-convex structure 14 in which at least a part of the major surface is exposed. The structure is formed into a constricted shape in a cross-sectional view in a direction substantially perpendicular to the major surface of the first resist layer.

Description

本発明は、リフトオフ用マスク付き基材の製造方法及び凹凸パターン付き基材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with a lift-off mask and a method for manufacturing a substrate with an uneven pattern.

従来、基材の表面に金属膜からなる微細凹凸パターンを形成する方法として、リフトオフ法が知られている。リフトオフ法では、まず、基材の表面に、微細凹凸パターンを反転したパターンを有するレジストパターンを形成する。次に、レジストパターンを含む基材の表面上に金属膜を蒸着する。この後、金属膜が表面に蒸着したレジストパターンを取り去ることで、基材の表面に残された金属膜からなる微細凹凸パターンが形成される。   Conventionally, a lift-off method is known as a method for forming a fine uneven pattern made of a metal film on the surface of a substrate. In the lift-off method, first, a resist pattern having a pattern obtained by inverting a fine concavo-convex pattern is formed on the surface of a substrate. Next, a metal film is deposited on the surface of the substrate including the resist pattern. Then, the fine uneven | corrugated pattern which consists of a metal film left on the surface of a base material is formed by removing the resist pattern which the metal film vapor-deposited on the surface.

基材の表面に、LSI製造に必要な微細なレジストパターンを形成する方法としては、フォトリソグラフィ技術や電子線描画装置によるマスクパターン描画技術(EB法)が使用されている。しかしながら、フォトリソグラフィ技術では、露光に用いられる光の波長程度以下のパターンでは加工が困難である。また、EB法では、電子線により直接マスクパターンを描画するため、描画パターンが多いほど描画時間が増加し、パターン形成までのスループットが大幅に低下する問題がある。さらに、フォトリソグラフィ用露光装置はマスク位置の高精度制御が必要であり、電子線描画装置は大型化するなど、いずれも装置コストが高くなるという欠点がある。   As a method for forming a fine resist pattern necessary for LSI production on the surface of a substrate, a photolithography technique or a mask pattern drawing technique (EB method) using an electron beam drawing apparatus is used. However, with a photolithography technique, it is difficult to process with a pattern of about the wavelength of light used for exposure. In the EB method, since the mask pattern is directly drawn by the electron beam, the drawing time increases as the drawing pattern increases, and there is a problem that the throughput until the pattern formation is significantly reduced. Furthermore, the exposure apparatus for photolithography requires high-precision control of the mask position, and the electron beam drawing apparatus is increased in size, which has the disadvantage that the apparatus cost increases.

一方、微細パターン加工技術として、ナノインプリント技術が知られている。ナノインプリント技術は、表面に微細凹凸パターンが形成されたモールドを用い、基材の表面に塗工した光硬化性樹脂にモールドを押圧し、次いで、光硬化性樹脂をUV等の光により硬化させ、モールドに形成された微細凹凸パターンを樹脂に転写する技術である。このナノインプリント技術においては、一旦、モールドを作製すれば、微細構造が簡単に繰り返して成形できるため高いスループットが実現でき、さらに、フォトリソグラフィ用露光装置や電子線描画装置のような、高価な装置が不要であるため、簡便且つ経済的で、様々な分野への応用が考えられている。   On the other hand, a nanoimprint technique is known as a fine pattern processing technique. Nanoimprint technology uses a mold with a fine concavo-convex pattern formed on the surface, presses the mold against a photocurable resin coated on the surface of the substrate, then cures the photocurable resin with light such as UV, This is a technique for transferring a fine concavo-convex pattern formed on a mold to a resin. In this nanoimprint technology, once a mold is manufactured, a fine structure can be easily and repeatedly formed, so that high throughput can be realized. Further, expensive apparatuses such as an exposure apparatus for photolithography and an electron beam drawing apparatus can be used. Since it is unnecessary, it is simple and economical, and its application to various fields is considered.

このようなナノインプリント技術をリフトオフ方法に応用することが提案されている。特許文献1には、室温での光ナノインプリントが可能であり、且つ、硬化物が溶剤溶解性に優れた光硬化性樹脂と、リフトオフ法を併用することにより、容易に微細構造体を作製することが提案されている。   It has been proposed to apply such nanoimprint technology to a lift-off method. Patent Document 1 discloses that a nanostructure can be easily produced by using a lift-off method in combination with a photo-curable resin that is capable of optical nanoimprinting at room temperature and whose cured product has excellent solvent solubility. Has been proposed.

さらに、特許文献1には、微細凹凸パターンを有する樹脂層を含む基材の表面に無機化合物又は有機化合物を蒸着した際、樹脂層の側壁部分に蒸着した無機化合物又は有機化合物のため、樹脂溶解が著しく阻害され所望のパターン形状が得られないことがあり、特に、樹脂層からなるパターン形状がテーパを有する台形である場合に顕著に観察されると記載されている。   Further, Patent Document 1 discloses that when an inorganic compound or an organic compound is deposited on the surface of a substrate including a resin layer having a fine uneven pattern, the resin is dissolved because of the inorganic compound or the organic compound deposited on the side wall portion of the resin layer. It is described that a desired pattern shape may not be obtained due to remarkably hindering, particularly when the pattern shape formed of the resin layer is a trapezoid having a taper.

特許文献1に記載されたナノインプリントでは、微細凹凸パターンを有する樹脂層を、光硬化性組成物を塗布した基材に微細凹凸パターンを有するモールドを押圧し、UVを照射して露光・硬化して樹脂層を形成しているため、アスペクト比が高い微細凹凸パターンを得られないという問題がある。   In the nanoimprint described in Patent Document 1, a resin layer having a fine concavo-convex pattern is exposed and cured by pressing a mold having a fine concavo-convex pattern on a substrate coated with a photocurable composition and irradiating UV. Since the resin layer is formed, there is a problem that a fine uneven pattern having a high aspect ratio cannot be obtained.

特許文献2には、基材表面上に設けた第1レジスト層上に、第2レジスト層からなる上部レジストパターンをナノインプリントで形成し、その後、上部レジストパターンをマスクとして第1レジスト層をドライエッチングし、下部レジストパターンを形成することが開示されている。この方法によれば、通常のナノインプリント法では困難であったアスペクト比の高いレジストパターンを得られる利点がある。   In Patent Document 2, an upper resist pattern composed of a second resist layer is formed by nanoimprinting on a first resist layer provided on a substrate surface, and then the first resist layer is dry-etched using the upper resist pattern as a mask. Then, forming a lower resist pattern is disclosed. According to this method, there is an advantage that a resist pattern having a high aspect ratio, which has been difficult with a normal nanoimprint method, can be obtained.

さらに、特許文献3には、予め第2レジスト層と一体化したナノインプリントモールドを使用することで、工程を少なくすることができ、さらに、第1レジスト層と第2レジスト層を予め一体化した積層体を貼合する方法が開示されている。この方法によれば、高スループットを実現できる。   Furthermore, in Patent Document 3, the number of steps can be reduced by using a nanoimprint mold integrated with the second resist layer in advance, and the first resist layer and the second resist layer are integrated in advance. A method for bonding bodies is disclosed. According to this method, high throughput can be realized.

また、特許文献4には、リフトオフ法に適用することができるアンダーカット形状を有する多層フォトレジスト層を形成することが開示されている。この方法では、第1フォトレジスト層上に第2フォトレジスト層を形成し、第1フォトレジスト層と第2フォトレジスト層の感光速度の違いを利用して、アンダーカット形状を形成している。   Patent Document 4 discloses forming a multilayer photoresist layer having an undercut shape that can be applied to a lift-off method. In this method, a second photoresist layer is formed on the first photoresist layer, and an undercut shape is formed by utilizing a difference in photosensitive speed between the first photoresist layer and the second photoresist layer.

特開2011−181704号公報JP 2011-181704 A 国際公開第2007/142088号パンフレットInternational Publication No. 2007/142088 Pamphlet 特許第5243672号公報Japanese Patent No. 5243672 特開2010−113356号公報JP 2010-113356 A

特許文献1に開示されているナノインプリント法を応用したリフトオフ法において、アスペクト比が高いレジストパターンを得るために、特許文献1及び特許文献2に開示されたナノインプリント法を適用することで、蒸着する金属膜の厚みを厚くできる。   In the lift-off method using the nanoimprint method disclosed in Patent Document 1, in order to obtain a resist pattern having a high aspect ratio, the metal to be deposited is applied by applying the nanoimprint method disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. The film thickness can be increased.

しかしながら、リフトオフ工程に望ましい微細凹凸パターンはアスペクト比が高いだけでなく、その断面形状が逆テーパ形状であることが望ましい。なんとなれば、微細凹凸パターンの断面形状が、順テーパ形状である台形状や矩形状であると、微細凹凸パターン上に金属膜を形成した場合、微細凹凸パターンの側壁にも、金属膜の残留物が形成されやすい。このような状態であると、微細凹凸パターンの上部と側壁とが連続し一体化しやすくなるため、リフトオフ時にレジスト剥離液に浸漬させた際、レジスト剥離液がレジスト層に浸透しにくくなり、リフトオフがされにくくなる。さらに、リフトオフ後の金属膜の両端には、微細凹凸パターンの側壁に形成された金属膜の残渣が残り、いわゆるバリとなりやすい。このバリは、電気的不良などの要因となる。   However, it is desirable that the fine concavo-convex pattern desirable for the lift-off process not only has a high aspect ratio but also has a reverse tapered shape in cross-sectional shape. If the metal film is formed on the fine concavo-convex pattern when the cross-sectional shape of the fine concavo-convex pattern is a forward-tapered trapezoidal shape or a rectangular shape, the metal film remains on the side wall of the fine concavo-convex pattern. Things are easy to form. In such a state, since the upper part and the side wall of the fine concavo-convex pattern are continuous and easily integrated, when immersed in a resist stripping solution at the time of lift-off, the resist stripping solution does not easily penetrate into the resist layer, and lift-off is prevented. It becomes difficult to be done. Furthermore, the metal film residue formed on the sidewalls of the fine concavo-convex pattern remains at both ends of the metal film after lift-off, so that so-called burrs are likely to occur. This burr becomes a factor such as an electrical failure.

しかしながら、ナノインプリント法では、モールドを樹脂硬化物層から剥離する工程が必ず必要であるため、離型性を確保するため、得られる微細凹凸パターンの断面形状を台形状や矩形状にせざるを得ない。   However, in the nanoimprint method, since a process of peeling the mold from the cured resin layer is indispensable, in order to ensure releasability, the cross-sectional shape of the obtained fine uneven pattern must be trapezoidal or rectangular. .

また、特許文献2及び特許文献3に記載のように、ナノインプリント後のエッチング工程条件を調整することで、既存の2層レジスト法で報告されているように、断面形状が逆台形状の微細凹凸パターンを形成することも可能である。   In addition, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, by adjusting the etching process conditions after nanoimprint, as reported in the existing two-layer resist method, the cross-sectional shape is an inverted trapezoidal fine unevenness It is also possible to form a pattern.

しかしながら、ナノオーダーの微細凹凸パターンでは、逆台形状にすると微細凹凸パターンが倒れやすくなる問題が新たに発生する。これは、ナノオーダーの微細凹凸パターンになると、凹凸パターン間の空隙に空気中の水分が結露し、表面張力が働くことで、凹凸パターン同士が接触するためである。この現象のメカニズムの詳細は不明だが、凹凸パターン間の空隙が細孔のように作用し、ラプラス則に基づき、結露するためと解釈される。   However, in the nano-order fine concavo-convex pattern, there arises a new problem that the fine concavo-convex pattern tends to collapse when the inverted trapezoidal shape is used. This is because, when a nano-order fine concavo-convex pattern is formed, moisture in the air is condensed in the gaps between the concavo-convex patterns, and the concavo-convex patterns come into contact with each other due to surface tension. Although the details of the mechanism of this phenomenon are unknown, it is interpreted that the voids between the concavo-convex patterns act like pores and condense based on the Laplace law.

このように、ナノインプリント技術を適用したリフトオフ法は実現が困難であった。   Thus, the lift-off method using the nanoimprint technology has been difficult to realize.

また、特許文献4に記載のように、ナノインプリント法を使わず、フォトリソグラフィ技術を利用する方法においては、ナノオーダーのパターニングには、露光に用いられる光の波長程度以下のパターンでは、加工が困難である問題があり、EB法では装置コストが過大となる問題がある。   In addition, as described in Patent Document 4, in a method using a photolithographic technique without using a nanoimprint method, it is difficult to perform patterning at a nano-order with a pattern less than the wavelength of light used for exposure. There is a problem that the apparatus cost becomes excessive in the EB method.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、リフトオフ法に用いるマスク層の形成のために、ナノインプリント法を適用した場合であっても、簡便さや高スループット性を損なうことなく、また、リフトオフ法により凹凸パターン付き基板を製造するときにマスク層で構成される凹凸構造が倒れるのを防止でき、さらに端部バリが発生しにくく、良好な凹凸パターンを形成するリフトオフ用マスク付き基材の製造方法及び凹凸パターン付き基材の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and even when the nanoimprint method is applied for forming a mask layer used in the lift-off method, without impairing simplicity and high throughput, When manufacturing a substrate with a concavo-convex pattern by the lift-off method, it is possible to prevent the concavo-convex structure composed of the mask layer from falling down, and further, it is difficult to generate end burrs, and a substrate with a lift-off mask that forms a favorable concavo-convex pattern It aims at providing the manufacturing method and the manufacturing method of a base material with an uneven | corrugated pattern.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法は、基材の主面上に、ナノインプリント法により、第1レジスト層及びマスクとして機能する第2レジスト層が形成された積層体を、前記第1レジスト層を溶解する現像液で処理する現像工程と、前記第2レジスト層をマスクとして前記第1レジスト層をエッチングして、前記第1レジスト層及び前記第2レジスト層で構成され、前記基材の前記主面の少なくとも一部を露出する凹凸構造を構成し、かつ、前記第1レジスト層の、前記基材の前記主面に対して実質的に垂直な方向での断面視形状がくびれ形状であるマスク層を形成して、リフトオフ用マスク付き基材を得る工程と、を具備することを特徴とする。   The method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present invention includes a laminate in which a first resist layer and a second resist layer functioning as a mask are formed on a main surface of a substrate by a nanoimprint method. A developing step of treating with a developing solution that dissolves one resist layer; and etching the first resist layer using the second resist layer as a mask to form the first resist layer and the second resist layer; Forming a concavo-convex structure in which at least a part of the main surface of the material is exposed, and the first resist layer is constricted in a cross-sectional view in a direction substantially perpendicular to the main surface of the base material Forming a mask layer having a shape to obtain a substrate with a lift-off mask.

このような構成により、マスク層の形成のために、ナノインプリント法を適用した場合であっても、ナノインプリント法の特徴である簡便さや高スループット性を損なうことなく、また、リフトオフ法により凹凸パターンを形成するときに凹凸構造が倒れるのを防止することができ、さらに端部バリが発生しにくく、良好な凹凸パターンを形成することができる。   With such a configuration, even when the nanoimprint method is applied to form the mask layer, the concavo-convex pattern is formed by the lift-off method without impairing the simplicity and high throughput characteristic of the nanoimprint method. In this case, it is possible to prevent the concavo-convex structure from collapsing, and it is possible to form an excellent concavo-convex pattern because the end burr hardly occurs.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法において、前記凹凸構造がナノオーダーであることが好ましい。   In the manufacturing method of a substrate with a lift-off mask according to the present invention, the concavo-convex structure is preferably nano-order.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法において、前記ナノインプリント法が、前記基材の前記主面上に前記第1レジスト層を形成する工程と、表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に前記第2レジスト層を充填する工程と、前記第1レジスト層の表面に対して前記モールドの前記表面を押圧する工程と、前記基材から前記モールドを剥離して前記積層体を得る工程と、を具備することが好ましい。   In the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present invention, the nanoimprint method includes a step of forming the first resist layer on the main surface of the substrate, and a recess of a mold having an uneven structure on the surface. Filling the second resist layer, pressing the surface of the mold against the surface of the first resist layer, peeling the mold from the substrate to obtain the laminate, It is preferable to comprise.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法において、前記ナノインプリント法が、表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に前記第2レジスト層を充填する工程と、前記モールドの前記表面上に前記凹部を覆うように前記第1レジスト層を形成する工程と、前記第1レジスト層の表面に対して前記基材の前記主面を押圧する工程と、前記モールドを剥離して前記積層体を得る工程と、を具備することが好ましい。   In the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present invention, the nanoimprinting method fills the concave portion of the mold having a concavo-convex structure on the surface with the second resist layer, and the concave portion on the surface of the mold. Forming the first resist layer so as to cover the surface, pressing the main surface of the substrate against the surface of the first resist layer, and peeling the mold to obtain the laminate It is preferable to comprise.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法において、前記第2レジスト層を前記モールドの前記凹部の一部に充填することが好ましい。   In the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present invention, it is preferable that the second resist layer is filled in a part of the recess of the mold.

本発明に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法において、前記くびれ形状は、前記第1レジスト層の前記第2レジストとの界面側の断面幅W1と、前記第1レジスト層の前記基材との界面側の断面幅W2と、前記第1レジスト層の最小の断面幅Wsと、が以下の式(1)を満たすことが好ましい。
式(1)
0.5×W1<Ws<W1 かつ 0.5×W2<Ws<W2
In the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present invention, the constricted shape includes a cross-sectional width W1 of the first resist layer on the interface side with the second resist, and the substrate of the first resist layer. It is preferable that the cross-sectional width W2 on the interface side and the minimum cross-sectional width Ws of the first resist layer satisfy the following formula (1).
Formula (1)
0.5 × W1 <Ws <W1 and 0.5 × W2 <Ws <W2

本発明に係る凹凸パターン付き基材の製造方法は、上記のいずれかのリフトオフ用マスク基材の前記マスク層を含む前記基材の前記主面上にパターニング層を形成する工程と、前記パターニング層を含む前記リフトオフ用マスク基材を、前記第1レジスト層を溶解する剥離液で処理して、表面上に形成された前記パターニング層を含む前記マスク層を除去して、前記主面上に前記パターニング層の凹凸パターンが形成された凹凸パターン付き基材を得る工程と、を具備することを特徴とする。   The manufacturing method of the base material with a concavo-convex pattern according to the present invention includes a step of forming a patterning layer on the main surface of the base material including the mask layer of any one of the lift-off mask base materials, and the patterning layer. The lift-off mask substrate containing the first resist layer is treated with a stripping solution that dissolves the first resist layer, the mask layer containing the patterning layer formed on the surface is removed, and the main surface is filled with the And a step of obtaining a substrate with an uneven pattern on which an uneven pattern of a patterning layer is formed.

本発明によれば、リフトオフ法に用いるマスク層の形成のために、ナノインプリント法を適用した場合であっても、簡便さや高スループット性を損なうことなく、また、リフトオフ法により凹凸パターン付き基板を製造するときにマスク層で構成される凹凸構造が倒れるのを防止でき、さらに端部バリが発生しにくく、良好な凹凸パターンを形成するリフトオフ用マスク付き基材の製造方法及び凹凸パターン付き基材の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, even when the nanoimprint method is applied to form a mask layer used in the lift-off method, a substrate with a concavo-convex pattern is manufactured by the lift-off method without impairing simplicity and high throughput. The method for producing a substrate with a lift-off mask and a substrate with a concavo-convex pattern that can prevent the concavo-convex structure composed of a mask layer from falling down and further prevent edge burrs from forming and form a good concavo-convex pattern. A manufacturing method can be provided.

本発明の実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法の各工程を示す断面概略図である。It is a section schematic diagram showing each process of a manufacturing method of a substrate with a lift-off mask concerning an embodiment of the invention. 本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法におけるナノインプリント法の一例の各工程を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows each process of an example of the nanoimprint method in the manufacturing method of the base material with the mask for lift-offs concerning this Embodiment. 本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法におけるナノインプリント法の他の例の各工程を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows each process of the other example of the nanoimprint method in the manufacturing method of the base material with the mask for lift-off which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法における第1レジスト層の断面視形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional view shape of the 1st resist layer in the manufacturing method of the base material with the mask for lift-offs concerning this Embodiment. 本実施の形態に係る凹凸パターン付き基材の製造方法におけるリフトオフ工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the lift-off process in the manufacturing method of the base material with an uneven | corrugated pattern which concerns on this Embodiment. 本発明の実施例で作製したリフトオフ用マスク付き基材の表面の顕微鏡写真による観察結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the observation result by the microscope picture of the surface of the base material with the mask for lift-off produced in the Example of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、以下詳細に説明する。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, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

図1は、本発明の実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法の各工程を示す断面概略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to an embodiment of the present invention.

(ナノインプリント法による積層体の作製)
本実施の形態においては、まず、図1Aに示すように、基材11の主面11a上に、ナノインプリント法により、第1レジスト層12と、マスクとして機能する第2レジスト層13が形成された積層体1を用意する。
(Production of laminate by nanoimprint method)
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, the first resist layer 12 and the second resist layer 13 functioning as a mask were formed on the main surface 11a of the substrate 11 by the nanoimprint method. A laminate 1 is prepared.

図1Aに示すように、第2レジスト層13の下側に、第1レジスト層12からなるネック部12aが形成されている。   As shown in FIG. 1A, a neck portion 12 a made of the first resist layer 12 is formed below the second resist layer 13.

(ナノインプリント法)
以下、積層体1を得るために行われるナノインプリント法について説明する。
(Nanoimprint method)
Hereinafter, the nanoimprint method performed in order to obtain the laminated body 1 is demonstrated.

本実施の形態に適用されるナノインプリント法の一例(以下、A法という)は、基材11の主面11a上に第1レジスト層12を形成する工程と、表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に第2レジスト層13を充填する工程と、第1レジスト層12の表面に対してモールドの表面を押圧する工程と、基材11からモールドを剥離して積層体1を得る工程と、を具備する。   An example of the nanoimprint method (hereinafter referred to as “A method”) applied to the present embodiment includes a step of forming the first resist layer 12 on the main surface 11a of the substrate 11, and a concave portion of a mold having a concavo-convex structure on the surface. A step of filling the second resist layer 13 to the surface, a step of pressing the surface of the mold against the surface of the first resist layer 12, and a step of peeling the mold from the substrate 11 to obtain the laminate 1. To do.

また、本実施の形態に適用されるナノインプリント法の他の例(以下、B法という)は、表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に第2レジスト層13を充填する工程と、モールドの表面上に、第2レジスト層13が充填された凹部を覆うように第1レジスト層12を形成する工程と、第1レジスト層12の表面に対して基材11の主面11aを押圧する工程と、モールドを剥離して積層体1を得る工程と、を具備する。   In addition, another example of the nanoimprint method (hereinafter referred to as “B method”) applied to the present embodiment includes a step of filling the second resist layer 13 in a concave portion of a mold having a concavo-convex structure on the surface, A step of forming the first resist layer 12 so as to cover the recess filled with the second resist layer 13, a step of pressing the main surface 11a of the substrate 11 against the surface of the first resist layer 12, Peeling the mold to obtain the laminate 1.

(A法)
まず、A法について説明する。図2は、本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法におけるナノインプリント法の一例の各工程を示す断面概略図である。図2Aに示すように、基材11の主面11a上に第1レジスト材をスピンコートなどで塗布して、第1レジスト層12を形成する。
(Method A)
First, the method A will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing each step of an example of a nanoimprint method in the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present embodiment. As shown in FIG. 2A, a first resist material is applied on the main surface 11a of the substrate 11 by spin coating or the like to form the first resist layer 12.

この第1レジスト層12の形成は、まず、第1レジスト層12を構成する第1レジスト材を、例えば、スピンコート、ディスペンサ、凹版印刷、凸版印刷及びスプレーコートにより、基材11の主面11aに塗布することで行うことができる。この場合、基材11の全面に均等な厚さで第1レジスト材を塗布できる点で、スピンコートが好ましい。   The first resist layer 12 is formed by first applying the first resist material constituting the first resist layer 12 to the main surface 11a of the substrate 11 by spin coating, dispenser, intaglio printing, letterpress printing, and spray coating, for example. It can be performed by applying to. In this case, spin coating is preferable in that the first resist material can be applied to the entire surface of the substrate 11 with a uniform thickness.

なお、基材11と第1レジスト層12との接着性を向上させるため、第1レジスト層12を設ける基材11の主面11a上に、第1レジスト層12との化学結合や、浸透などの物理的結合のための易接着コーティング、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、UV/オゾン処理、高エネルギー線照射処理、表面粗化処理、多孔質化処理などを行ってもよい。   In addition, in order to improve the adhesiveness of the base material 11 and the 1st resist layer 12, on the main surface 11a of the base material 11 which provides the 1st resist layer 12, a chemical bond with the 1st resist layer 12, penetration, etc. An easy-adhesion coating for physical bonding, primer treatment, corona treatment, plasma treatment, UV / ozone treatment, high energy ray irradiation treatment, surface roughening treatment, porous treatment, and the like may be performed.

次に、図2Bに示すように、表面に凹凸構造21を有するナノインプリントモールド22の凹部23に第2レジスト層13を充填する。   Next, as shown in FIG. 2B, the second resist layer 13 is filled in the recesses 23 of the nanoimprint mold 22 having the uneven structure 21 on the surface.

図2Bにおいて、ナノインプリントモールド22は、凹凸構造21の凸部24の頂部位置(S)と、凹部23内に第2レジスト層13の露出する表面位置(Scc)との距離(lcc)と、頂部位置(S)と凹部23の底部、すなわちナノインプリントモールド22の表面の位置との距離で表せられるナノインプリントモールド22の凹凸構造21の高さ(深さ)(h)が、下記式(1)を満たすことが好ましい。
式(1)
0<lcc<1.0h
2B, the nanoimprint mold 22 includes a distance (lcc) between the top position (S) of the convex portion 24 of the concavo-convex structure 21 and the surface position (Scc) where the second resist layer 13 is exposed in the concave portion 23, and the top portion. The height (depth) (h) of the concavo-convex structure 21 of the nanoimprint mold 22 expressed by the distance between the position (S) and the bottom of the recess 23, that is, the position of the surface of the nanoimprint mold 22, satisfies the following formula (1). It is preferable.
Formula (1)
0 <lcc <1.0h

このような構成によれば、凹凸構造21の凹部23の内部の一部を埋めるように第2レジスト層13が配置される構成となる。そのため、後述の工程(図2C)において、第2レジスト層13をマスクとして第1レジスト層12をエッチングしてマスク層15を形成する際に、残膜が無く、アスペクト比が高いマスク層15を得ることができる。   According to such a configuration, the second resist layer 13 is disposed so as to fill a part of the concave portion 23 of the concave-convex structure 21. Therefore, when the first resist layer 12 is etched using the second resist layer 13 as a mask to form the mask layer 15 in a later-described step (FIG. 2C), the mask layer 15 having no remaining film and having a high aspect ratio is formed. Can be obtained.

第2レジスト層13は、後述する工程(図2C)において、第1レジスト層12を介して、基材11に転写される。その後、第2レジスト層13をマスクとして第1レジスト層12がエッチングされる。そのため、第2レジスト層13には転写の容易さと耐ドライエッチング性が求められ、耐ドライエッチング性及び転写の容易性の観点から、lcc≦0.9hが望ましい。より好ましくは、lcc≦0.7hであり、さらに好ましくは、lcc≦0.6hである。   The second resist layer 13 is transferred to the substrate 11 via the first resist layer 12 in a step (FIG. 2C) described later. Thereafter, the first resist layer 12 is etched using the second resist layer 13 as a mask. For this reason, the second resist layer 13 is required to have easy transfer and dry etching resistance. From the viewpoint of dry etching resistance and transfer ease, lcc ≦ 0.9 h is desirable. More preferably, lcc ≦ 0.7 h, and still more preferably lcc ≦ 0.6 h.

さらに、面内におけるlccのバラつきは、形成されるマスク層15のバラつきに影響を与え、所望の基材11上に形成される凹凸パターンのバラつきへとつながる。面内におけるlccのバラつきを小さくするという観点から、lccは、0<lccを満たす範囲にあるのが好ましく、0.02h≦lccがなお好ましい。さらに好ましくは、0.05h≦lccであり、特に0.1h≦lccが好ましい。   Further, the lcc variation in the plane affects the variation of the mask layer 15 to be formed, leading to a variation in the uneven pattern formed on the desired substrate 11. From the viewpoint of reducing in-plane variation of lcc, lcc is preferably in a range satisfying 0 <lcc, and more preferably 0.02h ≦ lcc. More preferably, 0.05h ≦ lcc, and particularly preferably 0.1h ≦ lcc.

さらに、lccは、図1Aにおけるネック部12aの長さと同一となる。ネック部12aは、前記したように、転写の容易さと耐ドライエッチング耐性の観点から、0.9h以下が好ましい。より好ましくは、0.7h以下であり、さらに好ましくは、l0.6h以下である。   Furthermore, lcc is the same as the length of the neck portion 12a in FIG. 1A. As described above, the neck portion 12a is preferably 0.9 h or less from the viewpoint of easy transfer and resistance to dry etching. More preferably, it is 0.7 h or less, and more preferably 10 0.6 h or less.

以上の理由により、凹凸構造21の凸部24の頂部位置(S)と、凹部23内に第2レジスト層13の露出する表面位置(Scc)との距離(lcc)は、下記式(2)を満たすことがより好ましい。
式(2)
0.02h≦lcc≦0.9h
For the above reason, the distance (lcc) between the top position (S) of the convex portion 24 of the concavo-convex structure 21 and the surface position (Scc) where the second resist layer 13 is exposed in the concave portion 23 is expressed by the following formula (2). It is more preferable to satisfy.
Formula (2)
0.02h ≦ lcc ≦ 0.9h

また、図2Bにおけるナノインプリントモールド22の凸部24の頂部上に形成された第2レジスト層13は、後工程のドライエッチング工程において、不要であり、除去する必要があるため、少ないことが好ましく、パターン形成に影響を与えないよう実質的にないことが好ましい。   In addition, the second resist layer 13 formed on the top of the convex portion 24 of the nanoimprint mold 22 in FIG. 2B is unnecessary and needs to be removed in a subsequent dry etching step, and therefore it is preferable that the second resist layer 13 be small. It is preferable that there is substantially no influence on the pattern formation.

図2Bにおいて、ナノインプリントモールド22の凹部23に第2レジスト層13を充填する方法としては、例えば、まず、ナノインプリントモールド22とは別に用意した転写用部材の表面に、第2レジスト層13を構成する第2レジスト材を塗布する。次いで、この第2レジスト材が塗布された転写用部材の表面(以下、転写面ともいう)に、ナノインプリントモールド22の凹凸構造21を有する表面を対向させた状態で押圧する。   In FIG. 2B, as a method of filling the concave portion 23 of the nanoimprint mold 22 with the second resist layer 13, for example, first, the second resist layer 13 is formed on the surface of a transfer member prepared separately from the nanoimprint mold 22. A second resist material is applied. Next, the surface of the transfer member coated with the second resist material (hereinafter also referred to as a transfer surface) is pressed in a state where the surface having the uneven structure 21 of the nanoimprint mold 22 is opposed.

この場合、転写用部材としては、平滑面を有すれば特に限定されるものではなく、例えば、合成成型や溶融石英に代表される石英、無アルカリガラス、低アルカリガラス、ソーダライムガラスに代表されるガラスや、シリコンウェハ、サファイア、ダイヤモンド、SiC基板、マイカ基板などを挙げることができる。   In this case, the transfer member is not particularly limited as long as it has a smooth surface. For example, it is represented by quartz, non-alkali glass, low alkali glass, soda lime glass, which is typified by synthetic molding or fused silica. Glass, silicon wafer, sapphire, diamond, SiC substrate, mica substrate and the like.

また、転写用部材への第2レジスト材の塗布方法としては、厚みが均等に塗布することが可能であれば、特に制限されるものではなく、例えば、スピンコートなどを挙げることができる。   Further, the method of applying the second resist material to the transfer member is not particularly limited as long as the thickness can be applied uniformly, and examples thereof include spin coating.

また、転写用部材の形状としては、ナノインプリントモールド22を第2レジスト材が塗布された平面部材の転写面へ押圧し、ナノインプリントモールド22の凹部23に第2レジスト層13が均等に充填されれば特に限定されるものではなく、平面状、ロール状、曲面状などの形状が挙げられる。   The shape of the transfer member is such that the nanoimprint mold 22 is pressed against the transfer surface of the planar member coated with the second resist material, and the second resist layer 13 is evenly filled in the recesses 23 of the nanoimprint mold 22. The shape is not particularly limited, and examples thereof include a flat shape, a roll shape, and a curved surface shape.

ナノインプリントモールド22の凹部23内にのみ、第2レジスト材が充填されるメカニズムは定かではないが、凹部23がナノオーダーの大きさによるため、毛細管現象により充填されると考えられる。そのため、ナノインプリントモールド22の表面処理を事前に行うことが好ましい。   The mechanism by which the second resist material is filled only in the recesses 23 of the nanoimprint mold 22 is not clear, but it is considered that the recesses 23 are filled by capillary action because of the size of the nano order. Therefore, it is preferable to perform the surface treatment of the nanoimprint mold 22 in advance.

表面処理の方法としては、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、UV/オゾン処理、高エネルギー線照射処理などが挙げられる。これらの表面処理は、凹部23内への第2レジスト材の充填が、前記した式(1)又は式(2)を満たすよう適宜選択できる。   Examples of the surface treatment method include primer treatment, corona treatment, plasma treatment, UV / ozone treatment, and high energy ray irradiation treatment. These surface treatments can be appropriately selected so that the filling of the second resist material into the recesses 23 satisfies the above-described formula (1) or formula (2).

次に、図2Cに示すように、基材11の主面11a上に設けられた第1レジスト層12の表面に対して、ナノインプリントモールド22の、凹部23に第2レジスト層13が充填された表面を押圧する。   Next, as illustrated in FIG. 2C, the second resist layer 13 is filled in the concave portion 23 of the nanoimprint mold 22 with respect to the surface of the first resist layer 12 provided on the main surface 11 a of the base material 11. Press the surface.

図2Cの工程において、第1レジスト層12を介して配置されたナノインプリントモールド22と基材11の表面との距離(ho)は、下記式(3)を満たすことが好ましい。
式(3)
150nm≦ho≦1500nm
In the step of FIG. 2C, the distance (ho) between the nanoimprint mold 22 disposed via the first resist layer 12 and the surface of the substrate 11 preferably satisfies the following formula (3).
Formula (3)
150 nm ≦ ho ≦ 1500 nm

150nmを下回ると、ナノインプリントモールド22を押圧する際の押圧力と、押圧時間が過大となるために、生産効率の観点から好ましくない。一方、1500nmを上回ると、第2レジスト層13をマスクとして第1レジスト層12をエッチングする際の、エッチング精度が悪化するため好ましくなく、エッチング時間も長大となるため、工業生産上の生産性が低下するため好ましくない。   If it is less than 150 nm, the pressing force and pressing time when pressing the nanoimprint mold 22 become excessive, which is not preferable from the viewpoint of production efficiency. On the other hand, if it exceeds 1500 nm, it is not preferable because etching accuracy deteriorates when the first resist layer 12 is etched using the second resist layer 13 as a mask, and the etching time becomes long. Since it falls, it is not preferable.

次に、基材11からナノインプリントモールド22を剥離し、図1に示す積層体1を得る。   Next, the nanoimprint mold 22 is peeled from the substrate 11 to obtain the laminate 1 shown in FIG.

ここで、ナノインプリントモールド22を剥離する前、又は、剥離した後に、第1レジスト層12と第2レジスト層13とを化学的に結合させるために、熱エネルギー及び/又は光エネルギーを照射しても良い。   Here, in order to chemically bond the first resist layer 12 and the second resist layer 13 before or after the nanoimprint mold 22 is peeled off, thermal energy and / or light energy may be irradiated. good.

熱エネルギー照射とは、第1レジスト層12及び第2レジスト層13との化学結合を生じさせるものであれば、特に限定されるものではなく、赤外線加熱方法、マイクロ波加熱方法、レーザー照射加熱方法などが挙げられる。また、室温程度の熱量でも、酸素雰囲気、窒素雰囲気、Ar雰囲気など、周囲のガス雰囲気を変えることで化学結合を生じさせる方法も挙げられる。   The thermal energy irradiation is not particularly limited as long as it causes a chemical bond with the first resist layer 12 and the second resist layer 13, and an infrared heating method, a microwave heating method, and a laser irradiation heating method. Etc. In addition, a method of generating chemical bonds by changing the surrounding gas atmosphere, such as an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere, or an Ar atmosphere, even when the amount of heat is about room temperature.

光エネルギー照射とは、同様に、第1レジスト層12及び第2レジスト層13との化学結合を生じさせるものであれば、特に限定されるものではなく、可視光照射、赤外線照射、UV照射、X線照射など、特定の化学反応を起こさせる波長の光を照射する方法が挙げられる。酸素阻害により、モールド押圧点以外の反応を抑制できる点から、UV照射方法によって光ラジカル反応により励起させる方法が好ましい。   Similarly, the light energy irradiation is not particularly limited as long as it causes a chemical bond with the first resist layer 12 and the second resist layer 13, and is not limited to visible light irradiation, infrared irradiation, UV irradiation, A method of irradiating light having a wavelength that causes a specific chemical reaction, such as X-ray irradiation. A method of exciting by a photoradical reaction by a UV irradiation method is preferable from the viewpoint that the reaction other than the mold pressing point can be suppressed by oxygen inhibition.

これら、熱エネルギー照射と光エネルギー照射とは、各々単独、あるいは、同時照射又は逐次照射など両方法を用いることもできる。両方法を併用することで、第1レジスト層12と第2レジスト層13との化学的な結合が促進されるため好ましい。例えば、光エネルギー照射で第1レジスト層12と第2レジスト層13とを一次反応させた後、加熱し、より反応熱を上げる方法が挙げられる。   These thermal energy irradiation and light energy irradiation can be used alone, or both methods such as simultaneous irradiation or sequential irradiation can be used. It is preferable to use both methods because chemical bonding between the first resist layer 12 and the second resist layer 13 is promoted. For example, the first resist layer 12 and the second resist layer 13 are primarily reacted by light energy irradiation, and then heated to increase the reaction heat.

本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法においては、積層体1を、後述するように、第1レジスト層12を溶解する現像液で処理する現像工程と、第1レジスト層12にくびれ形状を形成するくびれ形状形成工程が必要であるが、熱エネルギー照射及び/又は光エネルギー照射においては、第1レジスト層12が、熱エネルギー照射及び/又は光エネルギー照射により改質する場合、続く現像工程において、第1レジスト層12の一部が溶解する程度まで改質する条件で、熱エネルギー照射及び/又は光エネルギー照射を行うことが好ましい。   In the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present embodiment, as will be described later, the laminate 1 is processed with a developer that dissolves the first resist layer 12, and the first resist layer 12 is processed. A constricted shape forming step for forming a constricted shape is necessary. In thermal energy irradiation and / or light energy irradiation, when the first resist layer 12 is modified by thermal energy irradiation and / or light energy irradiation, In the subsequent development step, it is preferable to perform thermal energy irradiation and / or light energy irradiation under the condition that the first resist layer 12 is modified to such an extent that it dissolves.

(B法)
次に、B法について説明するが、A法と同様の点については、同一の符号及び記号を用いて説明を省略する。図3は、本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法におけるナノインプリント法の他の例の各工程を示す断面概略図である。図3Aに示すように、まず、表面に凹凸構造21を有するナノインプリントモールド22の凹部23に第2レジスト層13を充填する。
(Method B)
Next, the method B will be described, but the same points as the method A will be omitted using the same reference numerals and symbols. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing each step of another example of the nanoimprint method in the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present embodiment. As shown in FIG. 3A, first, the second resist layer 13 is filled in the concave portion 23 of the nanoimprint mold 22 having the concavo-convex structure 21 on the surface.

次に、図3Bに示すように、ナノインプリントモールド22の、第2レジスト層13が充填された凹部23を含む表面上に、凹部23を覆うように第1レジスト層12を形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, the first resist layer 12 is formed on the surface of the nanoimprint mold 22 including the recess 23 filled with the second resist layer 13 so as to cover the recess 23.

次に、図3Cに示すように、第1レジスト層12の、前記第2レジスト層13とは反対側の表面に対して、基材11の主面11aを押圧する。   Next, as shown in FIG. 3C, the main surface 11 a of the substrate 11 is pressed against the surface of the first resist layer 12 opposite to the second resist layer 13.

次に、基材11からナノインプリントモールド22を剥離し、図1に示す積層体1を得る。   Next, the nanoimprint mold 22 is peeled from the substrate 11 to obtain the laminate 1 shown in FIG.

以上のようなナノインプリント法により、積層体1を形成する際に、ナノインプリントモールド22の凹部23の一部に第2レジスト層13を充填し、凹部23を含むナノインプリントモールド22の表面上に第1レジスト層12を押圧し(A法)、又は、第1レジスト層12を形成する(B法)ことにより、図2C及び図3Cに示すように、第1レジスト層12が凹部23に充填される。このとき、ナノインプリントモールドにおいて、lccが0を超える場合、すなわち、凹部23の一部に第1レジスト層12が充填されている場合、ナノインプリントモールド22を剥離すると、図1Aに示すように、第2レジスト層13の下側に、第1レジスト層12からなるネック部12aが形成される。   When the laminate 1 is formed by the nanoimprint method as described above, the second resist layer 13 is filled in a part of the recess 23 of the nanoimprint mold 22, and the first resist is formed on the surface of the nanoimprint mold 22 including the recess 23. By pressing the layer 12 (Method A) or forming the first resist layer 12 (Method B), the first resist layer 12 is filled in the recesses 23 as shown in FIGS. 2C and 3C. At this time, in the nanoimprint mold, when lcc exceeds 0, that is, when the first resist layer 12 is filled in a part of the recess 23, when the nanoimprint mold 22 is peeled, as shown in FIG. A neck portion 12 a made of the first resist layer 12 is formed below the resist layer 13.

(現像工程)
次に、積層体1を、第1レジスト層12を溶解する現像液で処理する。現像工程において、第2レジスト層13は溶解せず、第1レジスト層12の一部が溶解する程度の条件とする必要がある。この結果、図1Bに示すように、第1レジスト層12のネック部12aの断面幅が、第2レジスト層13の断面幅よりも小さくなる。後述するように、このような形状となることが、第1レジスト層12の断面視形状をくびれ形状とするのに必要である。
(Development process)
Next, the laminate 1 is treated with a developer that dissolves the first resist layer 12. In the development step, the second resist layer 13 does not dissolve, and the first resist layer 12 must be partially dissolved. As a result, as shown in FIG. 1B, the cross-sectional width of the neck portion 12 a of the first resist layer 12 is smaller than the cross-sectional width of the second resist layer 13. As described later, such a shape is necessary to make the first resist layer 12 have a constricted shape in a sectional view.

現像液としては、第2レジスト層13をほとんど溶解せず、かつ、第1レジスト層12の一部を溶解する溶解性があれば特に限定されるものではなく、レジスト層を構成する成分によって適宜選択することができるが、有機溶剤又はアルカリ性溶液が好ましい。   The developing solution is not particularly limited as long as the second resist layer 13 is hardly dissolved and there is a solubility capable of dissolving a part of the first resist layer 12, and the developer is appropriately selected depending on the components constituting the resist layer. Although it can be selected, an organic solvent or an alkaline solution is preferred.

有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系有機溶剤、アミド系溶剤、エステル系有機溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。   Examples of the organic solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone organic solvents, amide solvents, ester organic solvents, hydrocarbon solvents, and the like.

アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール系溶剤;   Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, and 2-methylbutanol. , Sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethyl Hexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, se - heptadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, mono-alcohol solvents such as diacetone alcohol;

エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール系溶剤;   Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;

エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶剤等が挙げられる。   Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether.

エーテル系溶剤としては、例えば、アニソール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジフェニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include anisole, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diphenyl ether and the like.

ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。   Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-amyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, and methyl-n-. Examples include hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, and the like.

アミド系溶剤としては、例えば、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide solvent include N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide. , N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like.

エステル系溶剤としては、例えば、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。   Examples of the ester solvent include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, and acetic acid. sec-butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, aceto Methyl acetate, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene acetate Recall mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, diacetic acid Glycol, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate , Diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate and the like.

炭化水素系溶剤としては、例えば、n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon solvent include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, Aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di And aromatic hydrocarbon solvents such as -iso-propyl benzene and n-amyl naphthalene.

これらのうち、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ‐ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が好ましい。これらの溶剤は単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。   Of these, alcohol solvents, ketone solvents, and ester solvents are preferable, and propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, cyclopentanone, and the like are preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

現像液で処理をした後に、積層体1をリンスすることが好ましい。リンスする際に使用する有機溶剤としては、沸点が100℃以下であることが好ましく、アルコール系溶剤又はケトン系溶剤が好ましく、例えば、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。また、水をリンス液としても用いてもよく、水でリンスする前に、水に溶解する有機溶剤で現像又は一時リンスするとより好ましい。水をリンス液に使用することにより、膨潤していたレジストを引き締める効果がある。   It is preferable to rinse the laminated body 1 after processing with a developing solution. The organic solvent used for rinsing preferably has a boiling point of 100 ° C. or lower, and is preferably an alcohol solvent or a ketone solvent, and examples thereof include methanol, ethanol, acetone, and methyl ethyl ketone. Further, water may be used as a rinsing liquid, and it is more preferable to develop or temporarily rinse with an organic solvent that dissolves in water before rinsing with water. By using water as the rinse liquid, there is an effect of tightening the swollen resist.

アルカリ性溶液の現像液としては、例えば、アミン系の化合物や、無機塩基性化合物等のアルカリ性化合物の溶液が挙げられる。   Examples of the alkaline solution developer include solutions of alkaline compounds such as amine compounds and inorganic basic compounds.

アミン系の化合物としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジn−プロピルアミン、トリn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、トリn−ブチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラn−プロピルアンモニウムフルオリド、テトラn−ブチルアンモニウムフルオリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラn−プロピルアンモニウムクロリド、テトラn−ブチルアンモニウムクロリド、アンモニア等が挙げられる。特に、塩基性の観点から、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。   Examples of amine compounds include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, tetramethylammonium hydroxide, and tetraethylammonium. Hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride, tetra-n-propylammonium fluoride, tetra-n-butylammonium fluoride, tetramethylammonium chloride Tetraethylammonium chloride, tetra-n-propylammonium chloride, tetra-n-butylammonium chloride , Ammonia, and the like. In particular, tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide are preferable from the viewpoint of basicity.

無機塩基性化合物の例としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。   Examples of inorganic basic compounds include lithium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium bicarbonate, sodium bicarbonate and the like. Can be mentioned.

アルカリ性溶液に用いられる溶剤としては、アルカリ性化合物が溶解すれば、特に限定されないが、溶解性の観点から、水、又はアルコール性溶剤が好ましい。これらは単独で使用してもよく2種以上を併用しても良い。   Although it will not specifically limit as a solvent used for an alkaline solution if an alkaline compound melt | dissolves, From a soluble viewpoint, water or an alcoholic solvent is preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

(マスク層形成工程)
次に、第2レジスト層13をマスクとして、第1レジスト層12をドライエッチングし、図1Cに示すように、第1レジスト層12の第2レジスト層13がないか、又は、非常の薄い箇所(残膜)の第1レジスト層12を除去して、第1レジスト層12及び第2レジスト層13で構成され、基材11の主面11aの一部を露出する凹凸構造14を構成するマスク層15を形成する。
(Mask layer forming process)
Next, using the second resist layer 13 as a mask, the first resist layer 12 is dry-etched. As shown in FIG. 1C, the second resist layer 13 of the first resist layer 12 is absent or very thin. (Residual film) of the first resist layer 12 is removed, and the mask is formed of the first resist layer 12 and the second resist layer 13 and constitutes the concavo-convex structure 14 exposing a part of the main surface 11a of the substrate 11. Layer 15 is formed.

第2レジスト層13をマスクとして、第1レジスト層12をドライエッチングする方法としては、特に限定されるものではないが、第2レジスト層13/第1レジスト層12からなるマスク層15を形成するために、横方向のエッチングレートVHと縦方向のエッチングレートVVとの比率(VV/VH)が大きいことが好ましく、プラズマドライエッチング方法が好ましい。特に、異方性を高くすることができるためにエッチングガスとしては、Oガスを選択することができ、適宜Hガス、Arガス、Xeガス、Nガスを混合させた混合ガスとすることができる。 The method of dry etching the first resist layer 12 using the second resist layer 13 as a mask is not particularly limited, but the mask layer 15 composed of the second resist layer 13 / the first resist layer 12 is formed. Therefore, the ratio (VV / VH) between the etching rate VH in the horizontal direction and the etching rate VV in the vertical direction is preferably large, and a plasma dry etching method is preferable. In particular, since the anisotropy can be increased, O 2 gas can be selected as an etching gas, and a mixed gas in which H 2 gas, Ar gas, Xe gas, and N 2 gas are appropriately mixed is used. be able to.

ドライエッチング時の圧力は、反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーを高め、エッチング異方性を高めることができるため、0.1Pa〜5Paであることが好ましく、0.1〜1Paの範囲であると、特に異方性が増強されるため好ましい。   The pressure at the time of dry etching is preferably 0.1 Pa to 5 Pa, and is preferably in the range of 0.1 to 1 Pa, because the ion incident energy contributing to reactive etching can be increased and the etching anisotropy can be increased. In particular, it is preferable because anisotropy is enhanced.

プラズマエッチングの方式としては、特に限定されるものではないが、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、あるいはイオン引き込みバイアスを用いるRIEを採用することができる。   The plasma etching method is not particularly limited, and capacitively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion pulling bias can be employed.

(くびれ形状形成工程)
次に、図1Dに示すように、第1レジスト層12について、基材11の主面11aに対して実質的に垂直方向での断面視での形状(以下、断面視形状という)をくびれ形状にして、リフトオフ用マスク付き基材10を得る。
(Neck shape forming process)
Next, as shown in FIG. 1D, the shape of the first resist layer 12 in a cross-sectional view in a direction substantially perpendicular to the main surface 11a of the substrate 11 (hereinafter referred to as a cross-sectional view shape) is a constricted shape. Thus, the substrate 10 with a lift-off mask is obtained.

図4は、本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法における第1レジスト層の断面視形状を示す模式図である。第1レジスト層12の断面視形状がくびれ形状であるとは、図4に示すように、第1レジスト層12の高さ方向のいずれかの箇所に、第2レジスト層13との界面S1、及び、基材11の主面11aとの界面S2における、第1レジスト層12の断面幅W1、W2よりも小さくした箇所を設けた形状である。より具体的には、第1レジスト層12の最も小さい断面幅(以下、最小断面幅という)Wsが、上記の断面幅W1、W2と、下記式(4)の関係を満たす状態をいう。
式(4)
0.5×W1<Ws<W1 かつ 0.5×W2<Ws<W2
FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional view of the first resist layer in the method for manufacturing a substrate with a lift-off mask according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the first resist layer 12 has a constricted shape in a cross-sectional view, at any location in the height direction of the first resist layer 12, an interface S1 with the second resist layer 13, And it is the shape which provided the location made smaller than cross-sectional width W1, W2 of the 1st resist layer 12 in interface S2 with the main surface 11a of the base material 11. FIG. More specifically, it means a state in which the smallest cross-sectional width (hereinafter referred to as the minimum cross-sectional width) Ws of the first resist layer 12 satisfies the relationship of the above-described cross-sectional widths W1 and W2 and the following formula (4).
Formula (4)
0.5 × W1 <Ws <W1 and 0.5 × W2 <Ws <W2

上述のように、くびれ形状の最小断面幅Wsが界面S1側の断面幅W1よりも小さいことにより、後述のように、リフトオフ用マスク付き基材10を用いてリフトオフ工程を実施してパターニング層の凹凸パターンを形成する際、第2レジスト層13の遮蔽効果により、第1レジスト層12の側面に、パターニング層(金属膜)13が形成されにくくなるので端部バリが発生しにくくなる。一方、くびれ形状の最小断面幅Wsよりも界面S2側の断面幅W2が大きいことにより、第1レジスト層12の断面形状が単調な逆テーパ構造ではなく、基材11付近の断面幅が広くなるため、機械的強度が増して凹凸構造14の倒れが起こりにくくなる。そのため、図4に示すように、Wsの箇所は、第1レジスト層12の中央部付近が好ましい。   As described above, since the minimum cross-sectional width Ws of the constricted shape is smaller than the cross-sectional width W1 on the interface S1 side, the lift-off process is performed using the substrate 10 with a lift-off mask as described later, and the patterning layer When forming the concave / convex pattern, the patterning layer (metal film) 13 is hardly formed on the side surface of the first resist layer 12 due to the shielding effect of the second resist layer 13, and therefore, end burr is less likely to occur. On the other hand, since the cross-sectional width W2 on the interface S2 side is larger than the minimum cross-sectional width Ws of the constricted shape, the cross-sectional shape of the first resist layer 12 is not a monotonous reverse taper structure, but the cross-sectional width in the vicinity of the base material 11 is widened. For this reason, the mechanical strength is increased and the concavo-convex structure 14 is unlikely to fall down. Therefore, as shown in FIG. 4, the portion of Ws is preferably near the center of the first resist layer 12.

さらに、前記したように、ナノオーダーの微細凹凸パターンにおいては、凹凸パターン間の空隙に、空気中の水分による結露が発生しやすく、発生した水膜の表面張力により凹凸パターン間がくっつき、倒れる現象が起きやすい。図4に示すような断面視構造とすることで、微細凹凸パターン間の空隙への結露を抑制することができると考えられる。   Furthermore, as described above, in nano-order fine concavo-convex patterns, condensation due to moisture in the air is likely to occur in the gaps between the concavo-convex patterns, and the concavo-convex patterns are stuck and fall down due to the surface tension of the generated water film. Is prone to occur. It is considered that by forming a cross-sectional structure as shown in FIG. 4, dew condensation in the gaps between the fine uneven patterns can be suppressed.

くびれ形状は、端部バリが発生しにくく、良好なパターンを形成できる観点から、下記式(5)の関係を満たすことが好ましい。
式(5)
0.6×W1<Ws<0.95×W1 かつ 0.6×W2<Ws<0.95×W2
The constricted shape preferably satisfies the relationship of the following formula (5) from the viewpoint that an end burr is not easily generated and a good pattern can be formed.
Formula (5)
0.6 × W1 <Ws <0.95 × W1 and 0.6 × W2 <Ws <0.95 × W2

特に、くびれ形状は、凹凸構造14がナノオーダーである場合でも倒れを生じにくくする観点から、下記式(6)の関係を満たすことが好ましい。
式(6)
0.8×W1<Ws<0.90×W1 かつ 0.8×W2<Ws<0.90×W2
In particular, the constricted shape preferably satisfies the relationship of the following formula (6) from the viewpoint of making it difficult to cause collapse even when the concavo-convex structure 14 is nano-order.
Formula (6)
0.8 × W1 <Ws <0.90 × W1 and 0.8 × W2 <Ws <0.90 × W2

ここで、第1レジスト層12及び第2レジスト層13で構成されるマスク層15で構成される凹凸構造14の形状は、第1レジスト層12の断面視形状が上述のようにくびれ形状であれば、特に限定されるものではない。すなわち、凹凸構造14の平面視形状が、円状、四角状、多角形状など、凹凸が独立したピラー形状や、ラインアンドスペースであっても良い。ここで、「ピラー形状」とは、「断面視で図4のような柱状体が複数配置された形状」であり、ラインアンドスペースとは、「基材主面面内方向に、断面視形状が連続した形状」である。   Here, the shape of the concavo-convex structure 14 composed of the mask layer 15 composed of the first resist layer 12 and the second resist layer 13 may be such that the cross-sectional shape of the first resist layer 12 is constricted as described above. For example, there is no particular limitation. That is, the planar structure of the concavo-convex structure 14 may be a pillar shape with independent concavo-convex, such as a circle, a square, or a polygon, or a line and space. Here, the “pillar shape” is “a shape in which a plurality of columnar bodies as shown in FIG. 4 are arranged in a cross-sectional view”, and the line and space is a shape in a cross-sectional view in the in-plane direction of the base material surface Is a continuous shape.

以下、くびれ形状の形成方法について説明する。くびれ形状を得るには、図1Cに示すように、第2レジスト層13をマスクとして、第2レジスト層13のエッチングレートよりも第1レジスト層12のエッチングレートが大きい反応性ガスを用いた反応性ドライエッチングを行う。具体的には、例えば、第2レジスト層13を、Ti、Zr、Taなどを金属元素として有するゾルゲル材料を選択し、一方、第1レジスト層12としてアクリル樹脂などの有機物を選択し、Oガスを反応性ガス(エッチングガス)としてドライエッチングすることで、くびれ形状が得られる。 Hereinafter, a method for forming a constricted shape will be described. In order to obtain a constricted shape, as shown in FIG. 1C, a reaction using a reactive gas having an etching rate of the first resist layer 12 higher than that of the second resist layer 13 using the second resist layer 13 as a mask. Dry etching is performed. Specifically, for example, a sol-gel material having Ti, Zr, Ta, or the like as a metal element is selected as the second resist layer 13, while an organic substance such as an acrylic resin is selected as the first resist layer 12, and O 2 A constricted shape can be obtained by dry etching using a gas as a reactive gas (etching gas).

くびれ形状形成工程におけるドライエッチング条件は、材料により種々設計できるが、例えば、次のようなエッチング方法が挙げられる。   Various dry etching conditions in the constricted shape forming step can be designed depending on the material. For example, the following etching method can be given.

第1レジスト層12を化学反応的にエッチングする観点から、Oガスに加え、Hガスを選択することができる。さらにイオン入射成分の増加による縦方向エッチングレート向上という観点から、Arガス及びXeガスを選択することができる。すなわち、エッチングに用いるガスは、Oガス及び/又はHガスと、Arガス及び/又はXeガスとを含む混合ガスを使用することができる。 From the viewpoint of chemically reacting the first resist layer 12, H 2 gas can be selected in addition to O 2 gas. Further, Ar gas and Xe gas can be selected from the viewpoint of improving the vertical etching rate by increasing the ion incident component. That is, as the gas used for etching, a mixed gas containing O 2 gas and / or H 2 gas and Ar gas and / or Xe gas can be used.

エッチング時の圧力は、反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーを高め、エッチング異方性をより向上させることができるため、0.1〜5Paであることが好ましく、0.1〜1Paであると、より好ましい。   The pressure at the time of etching is preferably 0.1 to 5 Pa, and preferably 0.1 to 1 Pa, because the ion incident energy contributing to reactive etching can be increased and the etching anisotropy can be further improved. More preferable.

また、Oガス及び/又はHガスと、Arガス及び/又はXeガスとの混合ガス比率は、化学反応性のエッチング成分と、イオン入射成分が適量である時に、異方性が向上するため、ガス流量の比率は99sccm:1sccm〜50sccm:50sccmが好ましく、95sccm:5sccm〜60sccm:40sccmがより好ましく、90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmがなお好ましい。 The mixed gas ratio of O 2 gas and / or H 2 gas and Ar gas and / or Xe gas improves anisotropy when the chemically reactive etching component and the ion incident component are in appropriate amounts. Therefore, the ratio of the gas flow rate is preferably 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm, more preferably 95 sccm: 5 sccm to 60 sccm: 40 sccm, and still more preferably 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm.

プラズマエッチングは、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、あるいはイオン引き込みバイアスを用いるRIEを用いて行う。例えば、Oガスのみ、あるいはOガスとArガスを90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmの間で混合したガスを用い、処理圧力を0.1〜1Paの範囲に設定し、かつ容量結合型RIEあるいは、イオン引き込み電圧を用いるRIEを用いるエッチング方法等が挙げられる。 The plasma etching is performed using capacitively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion pulling bias. For example, only O 2 gas or a gas in which O 2 gas and Ar gas are mixed at 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm, the processing pressure is set in the range of 0.1 to 1 Pa, and capacitively coupled RIE Alternatively, an etching method using RIE using an ion pull-in voltage or the like can be given.

上述のようなくびれ形状形成のためのエッチング処理では、第2レジスト層13中に含まれる、エッチング成分との化合物の蒸気圧が低い成分である前記ゾルゲル材料が、第1レジスト層12の側壁を保護する役割を果たすため、厚みのある第1レジスト層12を容易にエッチング可能になると推定される。   In the etching process for forming the constricted shape as described above, the sol-gel material, which is a component having a low vapor pressure of the compound with the etching component, contained in the second resist layer 13 is applied to the side wall of the first resist layer 12. It is presumed that the thick first resist layer 12 can be easily etched because it plays a protective role.

さらに、現像工程において、積層体1を現像液で処理し、第2レジスト層13がないか、又は、非常に薄い箇所で第1レジスト層12の一部を現像液で溶出させるが、その溶出範囲は、ほぼ等方的に第1レジスト層12内部に広がり、溶出した箇所の第1レジスト層12の耐ドライエッチング耐性は低下する。そのような状態で、くびれ形状形成工程で、縦方向に異方性のあるドライエッチングを行うことで、以下の現象が発生する。なお、この時、前記した図1Aにおけるネック部12aが、第2レジスト層13よりも過大に大きいと、くびれ形状において最小断面幅Wsが細くなり過ぎ、好ましくない。そのため、図1Aにおけるネック部12aは、図2Bに図示したナノインプリントモールド22の凹凸構造21の高さ(深さ)(h)と関連し、0.9h以下が好ましい。より好ましくは、0.7h以下であり、さらに好ましくは、0.6h以下である。   Furthermore, in the development process, the laminate 1 is treated with a developer, and a part of the first resist layer 12 is eluted with a developer at a very thin portion where the second resist layer 13 is not present, or the elution is performed. The range extends almost isotropically into the first resist layer 12, and the dry etching resistance of the first resist layer 12 at the eluted portion decreases. In such a state, the following phenomenon occurs by performing dry etching having anisotropy in the vertical direction in the constricted shape forming step. At this time, if the neck portion 12a in FIG. 1A is excessively larger than the second resist layer 13, the minimum cross-sectional width Ws is too thin in the constricted shape, which is not preferable. Therefore, the neck portion 12a in FIG. 1A is preferably 0.9 h or less in relation to the height (depth) (h) of the uneven structure 21 of the nanoimprint mold 22 illustrated in FIG. 2B. More preferably, it is 0.7 h or less, and further preferably 0.6 h or less.

(1)マスク形成工程において、第2レジスト層13がないか、又は、非常に薄い箇所でのエッチングは、異方性のあるドライエッチングにより、主面11aに対して実質的に垂直方向に進行する。さらに上述のように、第2レジスト層13に含まれる蒸気圧の低い成分が、第1レジスト層12の側壁を保護する役割を果たし、結果としてアスペクト比の高いエッチングが進行する。   (1) In the mask formation step, etching at a location where the second resist layer 13 is not present or very thin proceeds in a direction substantially perpendicular to the main surface 11a by anisotropic dry etching. To do. Furthermore, as described above, the component having a low vapor pressure contained in the second resist layer 13 serves to protect the sidewall of the first resist layer 12, and as a result, etching with a high aspect ratio proceeds.

(2)第2レジスト層13の直下の第1レジスト層12は、第2レジスト層13がマスクとなるためエッチングは進行しない。   (2) Etching of the first resist layer 12 immediately below the second resist layer 13 does not proceed because the second resist layer 13 serves as a mask.

(3)現像工程で第1レジスト層12の一部が溶出した箇所は、エッチング耐性が低いため、第2レジスト層13の下部であっても、わずかにエッチングが進行することになり、第2レジスト層13の断面幅よりも細くなる。しかし、第1レジスト層12のエッチングが進行し、エッチング深さが深くなると、現像工程の効果が少なくなるため、再び、第2レジスト層13の断面幅と同程度となる。この状態から、くびれ部形成工程に移り、さらにドライエッチングを進めることで、くびれ形状が得られる。   (3) Since a portion where the first resist layer 12 is eluted in the development process has low etching resistance, the etching proceeds slightly even at the lower portion of the second resist layer 13. It becomes narrower than the cross-sectional width of the resist layer 13. However, if the etching of the first resist layer 12 progresses and the etching depth becomes deeper, the effect of the development process is reduced, so that the cross-sectional width of the second resist layer 13 is again about the same. From this state, the constriction shape is obtained by moving to the constriction portion forming step and further proceeding with dry etching.

くびれ形状形成工程は、前記したマスク層形成工程から連続して実施してもよく、逐次処理した工程としても良い。マスク層形成工程とくびれ部形成工程を連続して実施すると、ドライエッチング工程間の大気雰囲気へのブレークにおける、凹凸パターン間の空隙への結露による倒れを防止できるので好ましい。   The constricted shape forming step may be carried out continuously from the above-described mask layer forming step, or may be a step subjected to sequential processing. It is preferable to perform the mask layer forming step and the constricted portion forming step successively because collapse due to dew condensation in the gaps between the concave and convex patterns can be prevented in a break to the air atmosphere during the dry etching step.

上記説明では、マスク層形成工程とくびれ形状形成工程を互いに独立した工程として説明したが、ドライエッチングの条件を適宜選択することにより、2つの工程を一つの工程で同時に進行させることも可能である。   In the above description, the mask layer forming process and the constricted shape forming process are described as independent processes. However, the two processes can be simultaneously performed in one process by appropriately selecting the dry etching conditions. .

(リフトオフ工程)
次に、上述のようにして製造されたリフトオフ用マスク付き基材10を用いてリフトオフ法により凹凸パターン付き基材を製造する場合について説明する。
(Lift-off process)
Next, the case where a base material with a concavo-convex pattern is manufactured by the lift-off method using the base material 10 with a lift-off mask manufactured as described above will be described.

図5は、本実施の形態に係る凹凸パターン付き基材の製造方法におけるリフトオフ工程を示す概略断面図である。図5Aに示すように、リフトオフ用マスク付き基材10のマスク層15を含む基材11の主面11aに対してパターニング層51を形成する。パターニング層51は、例えば、金属膜であり、蒸着などにより形成する。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a lift-off process in the method for manufacturing a substrate with an uneven pattern according to the present embodiment. As shown to FIG. 5A, the patterning layer 51 is formed with respect to the main surface 11a of the base material 11 containing the mask layer 15 of the base material 10 with a mask for lift-off. The patterning layer 51 is a metal film, for example, and is formed by vapor deposition or the like.

次に、パターニング層51を含むリフトオフ用マスク付き基材10を、第1レジスト層12を溶解する剥離液で処理して、図5Bに示すように、表面上に形成されたパターニング層51を含むマスク層15を除去して、主面11a上にパターニング層51の凹凸パターン52が形成された凹凸パターン付き基材50を得る。   Next, the substrate 10 with a lift-off mask including the patterning layer 51 is treated with a stripping solution that dissolves the first resist layer 12 to include the patterning layer 51 formed on the surface as shown in FIG. 5B. The mask layer 15 is removed to obtain a substrate 50 with an uneven pattern in which the uneven pattern 52 of the patterning layer 51 is formed on the main surface 11a.

この際、マスク層15の第1レジスト層12の断面視形状がくびれ形状であると、凹凸構造14上にパターニング層51を形成した場合、第2レジスト層13の遮蔽効果により、凹凸パターン52の側壁にパターニング層51の残留物が形成され難い。このため、凹凸パターン52の上部と側壁とが連続し一体化しにくくなるため、リフトオフ時にレジスト剥離液に浸漬させた際、レジスト剥離液が第1レジスト層12に浸透しやすくなり、リフトオフがされにやすくなる。さらに、リフトオフ後のパターニング層51の両端にバリが生じにくいので、電気的不良が発生するのを防止することができる。   At this time, if the patterning layer 51 is formed on the concavo-convex structure 14 when the cross-sectional shape of the first resist layer 12 of the mask layer 15 is a constricted shape, due to the shielding effect of the second resist layer 13, It is difficult for the residue of the patterning layer 51 to be formed on the side wall. For this reason, since the upper part and the side wall of the concave / convex pattern 52 are continuous and difficult to be integrated, when immersed in the resist stripping solution at the time of lift-off, the resist stripping solution easily penetrates into the first resist layer 12 and lift-off is not performed. It becomes easy. Furthermore, since burrs are unlikely to occur at both ends of the patterning layer 51 after lift-off, it is possible to prevent electrical failures from occurring.

以上説明したように、本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材10を用いた凹凸パターン付き基材50の製造方法によれば、マスク層15の形成のために、ナノインプリント法を適用した場合であっても、ナノインプリント法の特徴である簡便さや高スループット性を損なうことなく、また、リフトオフ法により凹凸パターン52を形成するときに凹凸構造14が倒れるのを防止することができ、さらに端部バリが発生しにくく、良好な凹凸パターン52を形成することができる。このような効果は、凹凸構造14や凹凸パターン52のサイズがナノオーダーである場合に顕著である。   As described above, according to the method for manufacturing the substrate 50 with the uneven pattern using the substrate 10 with the lift-off mask according to the present embodiment, when the nanoimprint method is applied for forming the mask layer 15. Even so, the concavo-convex structure 14 can be prevented from falling when the concavo-convex pattern 52 is formed by the lift-off method without impairing the simplicity and high throughput characteristic of the nanoimprint method. It is difficult to generate burrs, and a good uneven pattern 52 can be formed. Such an effect is remarkable when the size of the concavo-convex structure 14 or the concavo-convex pattern 52 is nano-order.

本実施の形態において、リフトオフ用マスク付き基材10の凹凸構造14や凹凸パターン付き基材50の凹凸パターン52がナノオーダーであるとは、凹凸構造14や凹凸パターン52の平均ピッチが1nm以上1500nm以下であることを指す。   In the present embodiment, the concavo-convex structure 14 of the substrate 10 with the lift-off mask and the concavo-convex pattern 52 of the substrate 50 with the concavo-convex pattern are nano-orders means that the average pitch of the concavo-convex structure 14 and the concavo-convex pattern 52 is 1 nm to 1500 nm. Indicates the following.

以下、本実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材の製造方法についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the substrate with the lift-off mask according to the present embodiment will be described in more detail.

(基材)
基材11は、その用途により選定すればよく、特に限定されるものではない。例えば、合成石英や溶融石英に代表される石英、無アルカリガラス、低アルカリガラス、ソーダライムガラスに代表されるガラスや、シリコンウェハ、ニッケル板、サファイア、ダイヤモンド、SiC基板、マイカ基板、半導体基板(窒化物半導体基板等)やITO等が挙げられる。
(Base material)
The base material 11 may be selected according to its use and is not particularly limited. For example, quartz typified by synthetic quartz or fused silica, non-alkali glass, low alkali glass, glass typified by soda lime glass, silicon wafer, nickel plate, sapphire, diamond, SiC substrate, mica substrate, semiconductor substrate ( Nitride semiconductor substrate) and ITO.

(第1レジスト層)
本発明の実施の形態に係るリフトオフ用マスク付き基材10の製造方法において、その微細凹凸パターンをマスクとして、リフトオフ法により凹凸パターン付き基材50を製造する用途として使用することができる。そのため、本発明における第1レジスト層12は、前記したパターニング工程において発生する熱耐性を満たせば特に限定されるものではない。
(First resist layer)
In the manufacturing method of the substrate 10 with a lift-off mask according to the embodiment of the present invention, it can be used as an application for manufacturing the substrate 50 with an uneven pattern by the lift-off method using the fine uneven pattern as a mask. Therefore, the first resist layer 12 in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the heat resistance generated in the patterning process.

例えば、光重合可能なラジカル重合性樹脂や、光重合可能なカチオン重合性樹脂、その他公知である市販の光重合性、あるいは、熱重合性樹脂や、ドライフィルムレジストに代表される、部分的に架橋し、熱圧着が可能な樹脂を使用することができる。これらに、少なくとも、重合開始材を加え、構成されている。   For example, a photopolymerizable radical polymerizable resin, a photopolymerizable cationic polymerizable resin, other known commercially available photopolymerizable or thermopolymerizable resins, and dry film resists. A resin that can be cross-linked and thermocompression bonded can be used. These are configured by adding at least a polymerization initiator.

光重合可能なラジカル重合性樹脂としては、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマー、ビニル基を有するモノマー、アリル基を有するモノマーが好ましく、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーが好ましい。   As the photopolymerizable radical polymerizable resin, a monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group, a monomer having a vinyl group, and a monomer having an allyl group are preferable, and a monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable.

まだ、ドライフィルムレジストとして適用される、部分的に架橋し熱圧着が可能な樹脂としては、前記したモノマーに加え、重合性基を複数具備した多官能性モノマーもまた、好ましく、重合性基の数は、重合性に優れることから1〜4の整数が好ましい。また、2種類以上の重合性モノマーを使用する場合は、重合反応後の架橋点を増やし、硬化物の物理的安定性(強度、耐熱性等)を得るため、重合性基の数が3以上のモノマーであることが好ましい。また、重合性基の数が1又は2であるモノマーの場合、重合性の異なるモノマーと併用して使用することが好ましい。   As a resin that can be partially crosslinked and thermocompression bonded as a dry film resist, a polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable groups is also preferable in addition to the above-described monomers. The number is preferably an integer of 1 to 4 because of excellent polymerizability. In addition, when two or more kinds of polymerizable monomers are used, the number of polymerizable groups is 3 or more in order to increase the crosslinking point after the polymerization reaction and obtain the physical stability (strength, heat resistance, etc.) of the cured product. It is preferable that it is a monomer. In the case of a monomer having 1 or 2 polymerizable groups, it is preferably used in combination with a monomer having a different polymerization property.

アクリレートモノマーの具体例としては、下記の化合物が挙げられる。アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、芳香族系の(メタ)アクリレート[フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート等。]、   Specific examples of the acrylate monomer include the following compounds. Examples of the monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group include (meth) acrylic acid, aromatic (meth) acrylate [phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate and the like. ],

炭化水素系の(メタ)アクリレート[ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタアエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等。]、   Hydrocarbon (meth) acrylate [stearyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, allyl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, Trimethylolpropane triacrylate, pentaaerythritol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like. ],

エーテル性酸素原子を含む炭化水素系の(メタ)アクリレート[エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等。]、   Hydrocarbon (meth) acrylates containing etheric oxygen atoms [ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, tetrahydrofurfryl acrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyoxyethylene glycol diacrylate, trioxy Propylene glycol diacrylate and the like. ],

官能基を含む炭化水素系の(メタ)アクリレート[2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N−ビニルピロリドン、ジメチルアミノエチルメタクリレート等。]、シリコーン系のアクリレート等、   Hydrocarbon (meth) acrylates containing functional groups [2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl vinyl ether, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N- Vinylpyrrolidone, dimethylaminoethyl methacrylate, etc. ], Silicone acrylate, etc.

他には、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル化イソシアヌレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ECH変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコールアクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ECH変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ECH変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ECH変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエステル(ジ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート、EO変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルエチレン尿素、ジビニルプロピレン尿素、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸ダイマー、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシアクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等が挙げられる。   Others include EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, ECH-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, EO-modified phosphate triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meta) ) Acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate Alkyl modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol poly (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, alkyl modified dipentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, penta Erythritol tetra (meth) acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, di (meth) acrylated isocyanurate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1, 4-butanediol di (meth) acrylate, EO-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ECH-modified 1,6-hexanediol di (Meth) acrylate, allyloxypolyethylene glycol acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, EO modified bisphenol A di (meth) acrylate, PO modified bisphenol A di (meth) acrylate, modified bisphenol A di (meth) acrylate , EO-modified bisphenol F di (meth) acrylate, ECH-modified hexahydrophthalic acid diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, EO-modified neopentyl glycol diacrylate, PO Modified neopentyl glycol diacrylate, caprolactone modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol, stearic acid modified pentaerythritol di (meth) Acrylate, ECH-modified propylene glycol di (meth) acrylate, ECH-modified phthalic acid di (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) acrylate, poly (propylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) Acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, silicone di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyester (di) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, di Methylol tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylol propane di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (Meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, EO-modified tripropylene glycol di (meth) acrylate, divinylethyleneurea, divinylpropyleneurea, 2-ethyl-2-butylpropanediol acrylate 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl carbitol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (Meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, acrylic acid dimer, benzyl (meth) acrylate, butanedio Rumono (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, EO-modified cresol (meth) acrylate, ethoxylated phenyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, dipropylene glycol (Meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyloxyethyl (Meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene Lenglycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonyl Phenoxy polypropylene glycol (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, paracumylphenoxyethylene glycol (meth) acrylate, ECH modified phenoxy acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol ( (Meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acryl , Polyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, EO-modified succinic acid (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, Tribromophenyl (meth) acrylate, EO-modified tribromophenyl (meth) acrylate, tridodecyl (meth) acrylate, isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate, ε-caprolactone-modified tris (acryloxyethyl) isocyanurate, ditrimethylolpropane tetra An acrylate etc. are mentioned.

アリル基を有するモノマーとしては、p−イソプロペニルフェノール、ビニル基を有するモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、ビニルカルバゾール等が挙げられる。なお、EO変性とはエチレンオキシド変性をECH変性とはエピクロロヒドリン変性を、PO変性とはプロピレンオキシド変性を意味する。   Examples of the monomer having an allyl group include p-isopropenylphenol, and examples of the monomer having a vinyl group include styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, and vinylcarbazole. Here, EO modification means ethylene oxide modification, ECH modification means epichlorohydrin modification, and PO modification means propylene oxide modification.

また、リフトオフ時の第1レジスト層12の剥離の容易さから、第1レジスト層12にアルカリ可溶性化合物を添加することが好ましい。アルカリ可溶性化合物としては、ヒドロキシ基、フェノール基、カルボキシ基、スルホン基、ホスホン基、シラノール基等の官能基が結合した化合物が挙げられる。   In addition, it is preferable to add an alkali-soluble compound to the first resist layer 12 from the viewpoint of easy peeling of the first resist layer 12 at the time of lift-off. Examples of the alkali-soluble compound include compounds in which functional groups such as a hydroxy group, a phenol group, a carboxy group, a sulfone group, a phosphone group, and a silanol group are bonded.

アルカリ可溶性ポリマー/オリゴマーとしては、(メタ)アクリル酸のポリマー、(メタ)アクリル酸と上記アクリレートモノマーとのコポリマー、ヒドロキシスチレンのポリマー、ヒドロキシスチレンと上記アクリレートモノマーやスチレン誘導体とのコポリマー、エポキシ基含有ポリマー/オリゴマーの酸無水物付加体、フェノール樹脂などが挙げられる。   Alkali-soluble polymers / oligomers include (meth) acrylic acid polymers, copolymers of (meth) acrylic acid with the above acrylate monomers, polymers of hydroxystyrene, copolymers of hydroxystyrene with the above acrylate monomers and styrene derivatives, and epoxy group-containing Examples include polymer / oligomer acid anhydride adducts and phenol resins.

アルカリ可溶性アクリレートモノマーとしては、1分子内にカルボキシル基と(メタ)アクリレート基を有する化合物が挙げられ、具体例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロキシエチルフタル酸、フマル酸、ケイ皮酸、クロトン酸、イタコン酸、及びマレイン酸ハーフエステル等が挙げられる。   Examples of the alkali-soluble acrylate monomer include compounds having a carboxyl group and a (meth) acrylate group in one molecule. Specific examples include (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid, carboxyethyl (meth) acrylate, Carboxypentyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloxyethyl phthalic acid, fumaric acid, cinnamic acid, croton Examples include acids, itaconic acid, and maleic acid half esters.

アルカリ可溶性低分子化合物としては、カルボン酸化合物が例として挙げられる。具体的には、ソルビン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、2−メチル−4−ペンテン酸、4−メチル−2−ペンテン酸、2−メチル−2−ペンテン酸、2−メチル−n−吉草酸、3−メチル−n−吉草酸、4−メチル−n−吉草酸、2−エチル酪酸、ヘプタン酸、オクタン酸、n−ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、DL−ロイシン酸、N−アセチル−DL−メチオニン、2−ヘプテン酸、2−オクテン酸、2−ノネン酸、2−デセン酸、9−デセン酸、2−ドデセン酸、10−ウンデセン酸、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸、1−シクロヘキセン−3−カルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロペンチル酢酸、シクロヘキシル酢酸、シクロヘキシルプロピオン酸、4−シクロヘキサン酪酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、m−アニス酸、m−トルイル酸、m−トリル酢酸、o−アニス酸、o−トルイル酸、o−トリル酢酸、p−アニス酸、p−トルイル酸、p−トリル酢酸、安息香酸などが挙げられる。   Examples of the alkali-soluble low molecular weight compound include carboxylic acid compounds. Specifically, sorbic acid, lauric acid, myristic acid, oleic acid, 2-methyl-4-pentenoic acid, 4-methyl-2-pentenoic acid, 2-methyl-2-pentenoic acid, 2-methyl-n- Valeric acid, 3-methyl-n-valeric acid, 4-methyl-n-valeric acid, 2-ethylbutyric acid, heptanoic acid, octanoic acid, n-nonanoic acid, isononanoic acid, decanoic acid, DL-leucine acid, N- Acetyl-DL-methionine, 2-heptenoic acid, 2-octenoic acid, 2-nonenoic acid, 2-decenoic acid, 9-decenoic acid, 2-dodecenoic acid, 10-undecenoic acid, 3-cyclohexene-1-carboxylic acid, 1-cyclohexene-3-carboxylic acid, cyclohexanecarboxylic acid, cyclopentylacetic acid, cyclohexylacetic acid, cyclohexylpropionic acid, 4-cyclohexanebutyric acid, 5-norbornene-2 Carboxylic acid, m-anisic acid, m-toluic acid, m-tolylacetic acid, o-anisic acid, o-toluic acid, o-tolylacetic acid, p-anisic acid, p-toluic acid, p-tolylacetic acid, benzoic acid Etc.

さらに第1レジスト層12はポジ型レジストでもよい。例えば、アルカリ可溶性樹脂と、光により酸を発生する化合物を含む樹脂組成物が挙げられる。   Further, the first resist layer 12 may be a positive resist. For example, the resin composition containing alkali-soluble resin and the compound which generate | occur | produces an acid by light is mentioned.

アルカリ可溶性樹脂の例としては、(メタ)アクリル酸のポリマー、(メタ)アクリル酸と上記アクリレートモノマーとのコポリマー、ヒドロキシスチレンのポリマー、ヒドロキシスチレンと上記アクリレートモノマーやスチレン誘導体とのコポリマー、エポキシ基含有ポリマー/オリゴマーの酸無水物付加体、フェノール樹脂などが挙げられる。フェノール樹脂としては、フェノール系化合物と、ホルムアルデヒド又はアルデヒド化合物との縮合反応物が好ましい。フェノール系化合物の例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノールや、下記化合物(1)等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、化合物(1)中、Rは、下記化合物(2)で表される。また、化合物(2)中、Rは、C1〜C12の炭化水素であり、分岐していても、水素以外の原子、官能基が結合していても良い。 Examples of alkali-soluble resins include polymers of (meth) acrylic acid, copolymers of (meth) acrylic acid and the above acrylate monomers, polymers of hydroxystyrene, copolymers of hydroxystyrene and the above acrylate monomers and styrene derivatives, and epoxy group containing Examples include polymer / oligomer acid anhydride adducts and phenol resins. As the phenol resin, a condensation reaction product of a phenol compound and formaldehyde or an aldehyde compound is preferable. Examples of phenolic compounds include phenol, cresol, xylenol, trimethylphenol, the following compound (1), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In the compound (1), R is represented by the following compound (2). In the compound (2), R 2 is a C1 to C12 hydrocarbon, which may be branched or may be bonded to an atom or functional group other than hydrogen.

Figure 2015207698
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光により酸を発生する化合物は、活性化エネルギー線(例えば紫外線)により酸を発生すればどのような化合物を用いてもよい。例えば、光酸発生剤や、キノンジアジドスルホン酸化合物等が挙げられる。未露光部の溶解性を抑制できることからナフトキノンジアジド化合物が好ましい。   As the compound that generates an acid by light, any compound may be used as long as it generates an acid by an activation energy ray (for example, ultraviolet rays). For example, a photo-acid generator, a quinonediazide sulfonic acid compound, etc. are mentioned. A naphthoquinonediazide compound is preferred because it can suppress the solubility of the unexposed area.

光酸発生剤としては、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩といった芳香族オニウム塩が挙げられる。光酸発生剤としては、例えば、スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイントシレート、アデカオプトマー(登録商標)sp−170、sp−172(ADEKA社製)、WPAG−145、WPAG−170、WPAG−199、WPAG−281、WPAG−336、WPAG−367(和光純薬工業社製)、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−210S、DTS−102(みどり化学社製)、TPS−TF、DTBPI−PFBS(東洋合成工業社製)が挙げられる。   Examples of the photoacid generator include aromatic onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts. Examples of the photoacid generator include sulfonium hexafluoroantimonate, benzyltriphenylphosphonium hexafluorophosphate, benzylpyridinium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, benzoin tosylate, adekatopomer ( (Registered trademark) sp-170, sp-172 (manufactured by ADEKA), WPAG-145, WPAG-170, WPAG-199, WPAG-281, WPAG-336, WPAG-367 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), CPI- 100P, CPI-101A, CPI-200K, CPI-210S, DTS-102 (Midori Chemical Co., Ltd.), TPS-TF, DTBPI-PFBS (Toyo Gosei Co., Ltd.) It is below.

キノンジアジドスルホン酸化合物としては、例えば、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホン酸、及び1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸などのo−キノンジアジドスルホン酸化合物、及びその他のキノンジアジドスルホン酸誘導体などが挙げられる。それらのスルホン酸クロライドやスルホン酸エステルであっても良く、好ましくはスルホン酸クロライドやスルホン酸エステルである。   Examples of the quinonediazidesulfonic acid compound include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-5-sulfonic acid, and 1,2- Examples include o-quinonediazidesulfonic acid compounds such as naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, and other quinonediazidesulfonic acid derivatives. These sulfonic acid chlorides and sulfonic acid esters may be used, and sulfonic acid chlorides and sulfonic acid esters are preferable.

光重合開始剤は、光によりラジカル反応又はイオン反応を引き起こすものであり、ラジカル反応を引き起こす光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤としては、下記の公知慣用の光重合開始剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The photopolymerization initiator causes a radical reaction or an ionic reaction by light, and a photopolymerization initiator that causes a radical reaction is preferable. As the photopolymerization initiator, the following known and commonly used photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

アセトフェノン系の光重合開始剤:アセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、クロロアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2’−フェニルアセトフェノン、2−アミノアセトフェノン、ジアルキルアミノアセトフェノン等。   Acetophenone-based photopolymerization initiators: acetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, chloroacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2′-phenylacetophenone, 2-aminoacetophenone, dialkyl Aminoacetophenone and the like.

ベンゾイン系の光重合開始剤:ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール等。   Benzoin-based photopolymerization initiators: benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-2-methyl Propan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal and the like.

ベンゾフェノン系の光重合開始剤:ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシプロピルベンゾフェノン、アクリルベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、ペルフルオロベンゾフェノン等。   Benzophenone-based photopolymerization initiators: benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, methyl-o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxypropylbenzophenone, acrylic benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) ) Benzophenone, perfluorobenzophenone, etc.

チオキサントン系の光重合開始剤:チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ジメチルチオキサントン等。   Thioxanthone photopolymerization initiators: thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, diethylthioxanthone, dimethylthioxanthone, and the like.

アントラキノン系の光重合開始剤:2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン。   Anthraquinone photopolymerization initiators: 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone.

ケタール系の光重合開始剤:アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール。   Ketal photopolymerization initiators: acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal.

その他の光重合開始剤:α−アシルオキシムエステル、ベンジル−(o−エトキシカルボニル)−α−モノオキシム、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアンスラキノン、カンファーキノン、テトラメチルチウラムスルフィド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート等。   Other photopolymerization initiators: α-acyloxime ester, benzyl- (o-ethoxycarbonyl) -α-monooxime, acylphosphine oxide, glyoxyester, 3-ketocoumarin, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, tetramethylthiuram Sulfide, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dialkyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate and the like.

フッ素原子を有する光重合開始剤:ペルフルオロtert−ブチルペルオキシド、ペルフルオロベンゾイルペルオキシド等。   Photopolymerization initiator having a fluorine atom: perfluoro tert-butyl peroxide, perfluorobenzoyl peroxide or the like.

光重合性混合物は、光増感剤を含んでいてもよい。光増感剤の具体例としては、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、アリルチオ尿素、s−ベンジスイソチウロニウム−p−トルエンスルフィネート、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレンテトラミン、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類のような公知慣用の光増感剤の1種又は2種以上と組み合わせて用いることができる。   The photopolymerizable mixture may contain a photosensitizer. Specific examples of the photosensitizer include n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylphosphine, allylthiourea, s-benzisothiuronium-p-toluenesulfinate, triethylamine, diethylaminoethyl methacrylate. , Triethylenetetramine, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone, N, N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, pentyl-4-dimethylaminobenzoate, triethylamine, tri It can be used in combination with one or more known and commonly used photosensitizers such as amines such as ethanolamine.

市販されている開始剤の例としては、BASF社製の「Irgacure(登録商標)」(例えば、Irgacure651、184、500、2959、127、754、907、369、379、379EG、819、1800、784、OXE01、OXE02)や「Darocur(登録商標)」(例えば、Darocur1173、MBF、TPO、4265)等が挙げられる。   Examples of commercially available initiators include “Irgacure®” manufactured by BASF (eg, Irgacure 651, 184, 500, 2959, 127, 754, 907, 369, 379, 379EG, 819, 1800, 784). , OXE01, OXE02), “Darocur (registered trademark)” (for example, Darocur 1173, MBF, TPO, 4265) and the like.

光重合開始剤は、1種のみを単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。2種類以上併用する場合には、使用するアクリレートの分散性、及び光重合性混合物の微細凹凸構造表面部及び内部の硬化性の観点から選択するとよい。例えば、αヒドロキシケトン系光重合開始剤とαアミノケトン系光重合開始剤とを併用することが挙げられる。   A photoinitiator may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. When two or more types are used in combination, it may be selected from the viewpoint of the dispersibility of the acrylate to be used, the surface portion of the fine concavo-convex structure of the photopolymerizable mixture, and the internal curability. For example, the combined use of an α-hydroxyketone photopolymerization initiator and an α-aminoketone photopolymerization initiator can be mentioned.

また、2種類併用する場合の組み合わせとしては、例えば、「Irgacure」同士、「Irgacure」と「Darocur」の組み合わせとして、Darocur1173とIrgacure819、Irgacure379とIrgacure127、Irgacure819とIrgacure127、Irgacure250とIrgacure127、Irgacure184とIrgacure369、Irgacure184とIrgacure379EG、Irgacure184とIrgacure907、Irgacure127とIrgacure379EG、Irgacure819とIrgacure184、DarocurTPOとIrgacure184などが挙げられる。   In addition, as a combination of two types, for example, “Irgacure” to each other, “Irgacure” to “Darocur”, Darocur 1173 and Irgacure 819, Irgacure 379 and Irgacure 127, Irgacure 819 and Irgacure 127, Irgacure 819 Examples include Irgacure 184 and Irgacure 379EG, Irgacure 184 and Irgacure 907, Irgacure 127 and Irgacure 379EG, Irgacure 819 and Irgacure 184, Darocur TPO and Irgacure 184, and the like.

(第2レジスト層)
第2レジスト層13を構成する第2レジスト材の組成については、特に限定されず、溶剤に希釈可能な種々の公知樹脂(有機物)、無機前駆体、無機縮合体、メッキ液(クロムメッキ液など)まで使用できる。第2レジスト層13は、第1レジスト層12と化学的に結合し、第2レジスト層13をマスクとして第1レジスト層12をドライエッチングし、リフトオフ用マスク付き基材10を形成するため、転写する際の転写精度の観点から、光重合可能な光重合性基と熱重合可能な重合性基の両方、又はいずれか一方を含むと特に好ましい。また、第2レジスト材は、耐ドライエッチング性の観点から、金属元素を含むことが好ましい。
(Second resist layer)
The composition of the second resist material constituting the second resist layer 13 is not particularly limited, and various known resins (organic substances) that can be diluted in a solvent, inorganic precursors, inorganic condensates, plating solutions (chromium plating solutions, etc.) ) Can be used. The second resist layer 13 is chemically bonded to the first resist layer 12, and the first resist layer 12 is dry-etched using the second resist layer 13 as a mask to form the substrate 10 with a lift-off mask. From the viewpoint of the transfer accuracy in carrying out, it is particularly preferred to include either or both of a photopolymerizable group capable of photopolymerization and a polymerizable group capable of thermal polymerization. The second resist material preferably contains a metal element from the viewpoint of dry etching resistance.

希釈溶剤としては特に限定されないが、単一溶剤の沸点が40℃〜200℃の溶剤が好ましく、60℃〜180℃がより好ましく、60℃〜160℃がさらに好ましい。希釈剤は2種類以上を使用してもよい。   Although it does not specifically limit as a dilution solvent, The solvent whose boiling point of a single solvent is 40 to 200 degreeC is preferable, 60 to 180 degreeC is more preferable, and 60 to 160 degreeC is more preferable. Two or more kinds of diluents may be used.

また、溶剤希釈した第2レジスト材の濃度は、単位面積上に充填された塗膜の固形分量が、単位面積上(下)に存在する微細凹凸構造の空隙(凹)の体積以下となる濃度であれば、特に限定されない。   The concentration of the solvent-diluted second resist material is such that the solid content of the coating film filled on the unit area is equal to or less than the volume of the voids (concaves) of the fine concavo-convex structure existing on the unit area (bottom). If it is, it will not be specifically limited.

第2レジスト材に含まれる光重合性基としては、アクリロイル基、メタアクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、メタクリル基、ビニル基、エポキシ基、アリル基、オキセタニル基などが挙げられる。   Examples of the photopolymerizable group contained in the second resist material include acryloyl group, methacryloyl group, acryloxy group, methacryloxy group, methacryl group, vinyl group, epoxy group, allyl group, and oxetanyl group.

また、第2レジスト材に含まれる金属元素としては、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、ホウ素(B)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)及びシリコン(Si)からなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。特に、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)又はシリコン(Si)であることが好ましい。   The metal elements contained in the second resist material include titanium (Ti), zirconium (Zr), chromium (Cr), zinc (Zn), tin (Sn), boron (B), indium (In), and aluminum. It is preferably at least one selected from the group consisting of (Al) and silicon (Si). In particular, titanium (Ti), zirconium (Zr), chromium (Cr), or silicon (Si) is preferable.

第2レジスト材は、ゾルゲル材料を含むことが好ましい。ゾルゲル材料を含むことで、耐ドライエッチング性の良好な第2レジスト層13がナノインプリントモールド22の凹部23内部に充填しやすくなる。ゾルゲル材料としては、単一の金属種を持つ金属アルコキシドのみを用いても、異なる金属種を持つ金属アルコキシドを併用してもよいが、金属種M1(ただし、M1は、Ti,Zr,Zn,Sn,B,In及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素)を持つ金属アルコキシドと、金属種Siを持つ金属アルコキシドとの、少なくとも2種類の金属アルコキシドを含有することが好ましい。また、第2レジスト材は、これらのゾルゲル材料と、公知の光重合性樹脂とのハイブリッドも使用できる。   The second resist material preferably contains a sol-gel material. By including the sol-gel material, the second resist layer 13 having good dry etching resistance can be easily filled into the concave portion 23 of the nanoimprint mold 22. As the sol-gel material, only a metal alkoxide having a single metal species may be used, or a metal alkoxide having a different metal species may be used in combination, but the metal species M1 (where M1 is Ti, Zr, Zn, It is preferable to contain at least two types of metal alkoxides, ie, a metal alkoxide having at least one metal element selected from the group consisting of Sn, B, In, and Al) and a metal alkoxide having the metal species Si. Moreover, the 2nd resist material can also use the hybrid of these sol-gel materials and well-known photopolymerizable resin.

第2レジスト材は、ドライエッチング時の物理的破壊を抑制する観点から、縮合と光重合の両方、あるいはいずれか一方による硬化後の相分離が小さいことが好ましい。ここで、相分離とは、透過型電子顕微鏡(TEM)のコントラストで確認することが可能である。第2レジスト層13の転写性の観点から、TEMのコントラストより、相分離サイズが20nm以下であることが好ましい。物理的耐久性、及び、耐ドライエッチング性の観点から、相分離サイズは15nm以下であることが好ましく、10nm以下であると、より好ましい。なお、相分離を抑制する観点から、ゾルゲル材料中に、光重合性基を具備するシランカップリング剤を含むことが好ましい。   From the viewpoint of suppressing physical destruction during dry etching, the second resist material preferably has small phase separation after curing due to both condensation and photopolymerization. Here, the phase separation can be confirmed by the contrast of a transmission electron microscope (TEM). From the viewpoint of transferability of the second resist layer 13, the phase separation size is preferably 20 nm or less from the contrast of TEM. From the viewpoint of physical durability and dry etching resistance, the phase separation size is preferably 15 nm or less, and more preferably 10 nm or less. From the viewpoint of suppressing phase separation, the sol-gel material preferably contains a silane coupling agent having a photopolymerizable group.

また、第2レジスト層13としての耐ドライエッチング性の観点から、ゾルゲル材料は、金属種の異なる、少なくとも2種類の金属アルコキシドを含むことが好ましい。金属種の異なる2種類の金属アルコキシドの、金属種の組み合わせとしては、例えば、SiとTi、SiとZr、SiとTa等が挙げられる。耐ドライエッチング性の観点から、Siを金属種に持つ金属アルコキシドのモル濃度(CSi)と、Si以外の金属種M1を持つ金属アルコキシド(CM1)との比率CM1/CSiは、0.2〜15であることが好ましい。塗工乾燥時の安定性の観点から、CM1/CSiは0.5〜15であることが好ましい。物理的強度の観点から、CM1/CSiは5〜8であることがより好ましい。 From the viewpoint of dry etching resistance as the second resist layer 13, the sol-gel material preferably contains at least two types of metal alkoxides having different metal types. Examples of combinations of metal species of two types of metal alkoxides having different metal species include Si and Ti, Si and Zr, and Si and Ta. From the viewpoint of dry etching resistance, the ratio C M1 / C Si of the molar concentration (C Si ) of the metal alkoxide having Si as a metal species and the metal alkoxide (C M1 ) having a metal species M1 other than Si is 0. 2 to 15 is preferable. From the viewpoint of stability during coating drying, C M1 / C Si is preferably 0.5 to 15. From the viewpoint of physical strength, C M1 / C Si is more preferably 5 to 8.

第2レジスト材は、第2レジスト層13の転写精度と耐ドライエッチング性の観点から、無機のセグメントと有機のセグメントを含むハイブリッドであることが好ましい。ハイブリッドとしては、例えば、無機微粒子と、光重合(あるいは熱重合)可能な樹脂の組み合わせや、無機前駆体と光重合(あるいは熱重合)可能な樹脂や、有機ポリマーと無機セグメントが共有結合にて結合した分子、等が挙げられる。無機前駆体としてゾルゲル材料を使用する場合は、シランカップリング剤を含むゾルゲル材料の他に、光重合可能な樹脂を含むことを意味する。ハイブリッドの場合、例えば、金属アルコキシド、光重合性基を具備したシランカップリング材、ラジカル重合系樹脂などを混合することができる。より転写精度を高めるために、これらにシリコーンを添加しても良い。また、ドライエッチング耐性を向上させるために、ゾルゲル材料部分は、予め予備縮合を行っても良い。シランカップリング剤を含む金属アルコキシドと、光重合性樹脂の混合比率は、耐ドライエッチング性と転写精度の観点から、3:7〜7:3の範囲が好ましい。より好ましくは、3.5:6.5〜6.5:3.5の範囲である。ハイブリッドに使用する樹脂は、光重合可能であれば、ラジカル重合系でも、カチオン重合系でも特に限定されない。   The second resist material is preferably a hybrid including an inorganic segment and an organic segment from the viewpoint of transfer accuracy of the second resist layer 13 and dry etching resistance. Hybrids include, for example, a combination of inorganic fine particles and a resin that can be photopolymerized (or thermally polymerized), a resin that can be photopolymerized (or thermally polymerized) with an inorganic precursor, or an organic polymer and an inorganic segment by covalent bonding. A bound molecule, and the like. When the sol-gel material is used as the inorganic precursor, it means that a photopolymerizable resin is included in addition to the sol-gel material containing the silane coupling agent. In the case of a hybrid, for example, a metal alkoxide, a silane coupling material having a photopolymerizable group, a radical polymerization resin, and the like can be mixed. In order to further improve the transfer accuracy, silicone may be added thereto. In order to improve dry etching resistance, the sol-gel material portion may be pre-condensed in advance. The mixing ratio of the metal alkoxide containing the silane coupling agent and the photopolymerizable resin is preferably in the range of 3: 7 to 7: 3 from the viewpoint of dry etching resistance and transfer accuracy. More preferably, it is in the range of 3.5: 6.5 to 6.5: 3.5. The resin used for the hybrid is not particularly limited as long as it can be photopolymerized, whether it is a radical polymerization system or a cationic polymerization system.

第2レジスト層13を構成する光重合可能なラジカル重合系の樹脂としては、上述の第1レジスト層12を構成する光重合可能なラジカル重合系の樹脂を用いることが好ましい。   As the photopolymerizable radical polymerization resin constituting the second resist layer 13, the photopolymerizable radical polymerization resin constituting the first resist layer 12 is preferably used.

第2レジスト層13を構成する光重合可能なカチオン重合系の樹脂は、少なくともカチオン硬化性モノマーと、光酸発生剤とを含む組成物を意味する。カチオン硬化性樹脂組成物におけるカチオン硬化性モノマーとは、カチオン重合開始剤の存在下で、例えば、UV照射や加熱などの硬化処理を行うことにより硬化物が得られる化合物である。カチオン硬化性モノマーとしては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、及びビニルエーテル化合物が挙げられ、エポキシ化合物としては、脂環式エポキシ化合物、及びグリシジルエーテルが挙げられる。これらの中でも脂環式エポキシ化合物は、重合開始速度が向上し、オキセタン化合物は重合率の向上効果があるので、使用することが好ましく、グリシジルエーテルはカチオン硬化性樹脂組成物の粘度を低下させ、ナノインプリントモールド22の凹部23への充填性に効果があるので使用することが好ましい。より好ましくは、脂環式エポキシ化合物とオキセタン化合物とを併用することであり、さらに好ましくは脂環式エポキシ化合物とオキセタン化合物との重量比率が99:1〜51:49の範囲で併用することである。   The photopolymerizable cationic polymerization resin constituting the second resist layer 13 means a composition containing at least a cationic curable monomer and a photoacid generator. The cation curable monomer in the cation curable resin composition is a compound from which a cured product can be obtained by performing a curing treatment such as UV irradiation or heating in the presence of a cationic polymerization initiator. Examples of the cationic curable monomer include an epoxy compound, an oxetane compound, and a vinyl ether compound. Examples of the epoxy compound include an alicyclic epoxy compound and glycidyl ether. Among these, the alicyclic epoxy compound has an improved polymerization initiation rate, and the oxetane compound has an effect of improving the polymerization rate. Therefore, the alicyclic epoxy compound is preferably used, and glycidyl ether reduces the viscosity of the cationic curable resin composition. It is preferable to use the nanoimprint mold 22 because it is effective in filling the recess 23 of the nanoimprint mold 22. More preferably, the alicyclic epoxy compound and the oxetane compound are used in combination, and more preferably, the weight ratio of the alicyclic epoxy compound and the oxetane compound is used in a range of 99: 1 to 51:49. is there.

カチオン硬化性モノマーの具体例としては、以下のものが挙げられる。脂環式エポキシ化合物としては、例えば、3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボン酸−3,4−エポキシ−6’−シクロヘキシルメチル、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが挙げられる。   Specific examples of the cationic curable monomer include the following. Examples of the alicyclic epoxy compound include 3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl, 3 ′, 4′-epoxy-6′-methylcyclohexanecarboxylic acid-3,4-epoxy. Examples include -6'-cyclohexylmethyl, vinylcyclohexene monooxide, 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.

グリシジルエーテルとしては、例えば、ビスフェノールAグリシジルエーテル、ビスフェノールFグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。   Examples of the glycidyl ether include bisphenol A glycidyl ether, bisphenol F glycidyl ether, hydrogenated bisphenol A glycidyl ether, hydrogenated bisphenol F glycidyl ether, 1,4-butanediol glycidyl ether, 1,6-hexanediol glycidyl ether, Examples include methylolpropane triglycidyl ether, glycidyl methacrylate, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylethyldiethoxysilane, and 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane.

オキセタン化合物としては、例えば、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、3−エチル−3アリルオキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−{[3−(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタンなどが挙げられる。   Examples of the oxetane compound include 3-ethyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3-ethyl-3allyloxymethyloxetane, 3-ethyl-3- ( 2-ethylhexyloxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3-{[3- (triethoxysilyl) propoxy] methyl} oxetane, and the like.

ビニルエーテルとしては、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテルなどが挙げられる。   Examples of the vinyl ether include 2-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 2-hydroxybutyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, and the like. .

光酸発生剤は、光照射により光酸を発生すれば、特に限定されるものではない。例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩といった芳香族オニウム塩が挙げられる。光酸発生剤としては、例えば、スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイントシレート、アデカオプトマーsp−170、sp−172(ADEKA社製)、WPAG−145、WPAG−170、WPAG−199、WPAG−281、WPAG−336、WPAG−367(和光純薬工業社製)、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−210S(サンアプロ社製)、DTS−102(みどり化学社製)、TPS−TF、DTBPI−PFBS(東洋合成工業社製)等が挙げられる。   The photoacid generator is not particularly limited as long as it generates a photoacid by light irradiation. Examples thereof include aromatic onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts. Examples of the photoacid generator include sulfonium hexafluoroantimonate, benzyltriphenylphosphonium hexafluorophosphate, benzylpyridinium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, benzoin tosylate, adekatopomer sp -170, sp-172 (manufactured by ADEKA), WPAG-145, WPAG-170, WPAG-199, WPAG-281, WPAG-336, WPAG-367 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), CPI-100P, CPI- 101A, CPI-200K, CPI-210S (manufactured by San Apro), DTS-102 (manufactured by Midori Chemical), TPS-TF, DTBPI-PFBS (Toyo Gosei Co., Ltd.) ), And the like.

第2レジスト層13を、ナノインプリントモールド22の凹部23に充填する際の充填性が悪い場合は、界面活性剤やレベリング材を添加してもよい。これらは、公知市販のものを使用することができるが、同一分子内に光重合性基を具備していることが好ましい。添加濃度は、充填の観点から、マスク材料100重量部に対して、40重量部以上が好ましく、60重量部以上が、より好ましい。一方で、耐ドライエッチング耐性の観点から、500重量部以下であることが好ましく、300重量部以下であると、より好ましく、150重量部以下であると、なお好ましい。特に、カルボキシル基、ウレタン基、イソシアヌル酸誘導体を有する官能基の、少なくとも1つの官能基を含むことが、相溶性の観点から好ましい。なお、イソシアヌル酸誘導体には、イソシアヌル酸骨格を有するもので、窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が他の基で置換されている構造のものが包含される。これらを満たすものとして、例えば、ダイキン工業社製のオプツールDACが挙げられる。添加剤は、溶剤に溶かした状態で、第2レジスト材と混合することが好ましい。   In the case where the filling property when filling the second resist layer 13 into the concave portion 23 of the nanoimprint mold 22 is poor, a surfactant or a leveling material may be added. Although these can use a well-known commercially available thing, it is preferable to have comprised the photopolymerizable group in the same molecule | numerator. From the viewpoint of filling, the additive concentration is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the mask material. On the other hand, from the viewpoint of resistance to dry etching, it is preferably 500 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, and even more preferably 150 parts by weight or less. In particular, it is preferable from the viewpoint of compatibility that at least one functional group of a functional group having a carboxyl group, a urethane group, or an isocyanuric acid derivative is included. The isocyanuric acid derivatives include those having an isocyanuric acid skeleton and a structure in which at least one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom is substituted with another group. As an example that satisfies these conditions, there is an OPTOOL DAC manufactured by Daikin Industries, Ltd. The additive is preferably mixed with the second resist material in a state dissolved in a solvent.

(ナノインプリントモールド)
ナノインプリントモールド22の材質は、凹凸構造21を形成でき、凹部23に充填した第2レジスト層13を第1レジスト層12に転写できれば、特に限定されるものではなく、石英、ガラス、アルミナなどの透明金属酸化物、Ni、Cr、Al、Siなどの金属、又は、樹脂などの有機材料を適宜使用することができる。
(Nanoimprint mold)
The material of the nanoimprint mold 22 is not particularly limited as long as the concave-convex structure 21 can be formed and the second resist layer 13 filled in the concave portion 23 can be transferred to the first resist layer 12. Transparent material such as quartz, glass, and alumina can be used. A metal oxide, a metal such as Ni, Cr, Al, or Si, or an organic material such as a resin can be used as appropriate.

ナノインプリントモールド22の凹凸構造21の形状は、特に限定されず、リフトオフにより形成される凹凸パターン52に応じて、種々選択される。例えば、円錐形状、角錐形状、又は楕円錘形状の凸部を複数含むピラー形状や、ラインアンドスペース構造、回路構造などが挙げられる。   The shape of the concavo-convex structure 21 of the nanoimprint mold 22 is not particularly limited, and various shapes are selected according to the concavo-convex pattern 52 formed by lift-off. For example, a pillar shape including a plurality of convex portions having a conical shape, a pyramid shape, or an elliptical cone shape, a line and space structure, a circuit structure, and the like can be given.

(パターニング層)
リフトオフ法により形成されるパターニング層51の材料としては、例えば、通常の蒸着法で形成できる、金属、金属酸化物、金属化合物などを使用することができる。例えば、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、白金、金、銀又はITO、あるいは、これらの混合物を使用することができる。
(Patterning layer)
As a material of the patterning layer 51 formed by the lift-off method, for example, a metal, a metal oxide, a metal compound, or the like that can be formed by a normal vapor deposition method can be used. For example, aluminum, molybdenum, chromium, copper, platinum, gold, silver or ITO, or a mixture thereof can be used.

以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例をもとに本発明をより詳細に説明する。なお、下記実施の形態における材料、使用組成、処理工程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。そのため、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples carried out to clarify the effects of the present invention. Note that the materials, composition of use, processing steps, and the like in the following embodiments are illustrative and can be implemented with appropriate changes. Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited at all by the following examples.

実施例で使用したナノインプリントモールドには、次の凹部からなるドットパターンを表面に備える樹脂モールドを使用した。
凹部の直径: 650nm
凹部深さ: 800nm
X軸方向のピッチPx: 700nm
Y軸方向のピッチPy: 700nm
As the nanoimprint mold used in the examples, a resin mold having a dot pattern composed of the following concave portions on the surface thereof was used.
Concave diameter: 650 nm
Concave depth: 800 nm
Pitch Px in the X axis direction: 700 nm
Y-axis direction pitch Py: 700 nm

樹脂モールドは、半導体パルスレーザを用いた直接描画リソグラフィー法により微細なドットパターンを備える樹脂モールド作製用鋳型より転写工程を経て形成されたものである。   The resin mold is formed through a transfer process from a mold for producing a resin mold having a fine dot pattern by a direct drawing lithography method using a semiconductor pulse laser.

次に示すように調整された感光性樹脂材(A)及び(B)を調整した。感光性樹脂材(A)を樹脂モールド上に自動バーコーター(バーコーターNo.4)を用いて塗布し、105℃のオーブンで10分間乾燥させ、樹脂モールドの凹部の一部に感光性樹脂組成物(A)が充填されたシートIを得た。感光性樹脂組成物(A)の樹脂モールド凹部への充填深さは、630nmであった。   The photosensitive resin materials (A) and (B) prepared as described below were prepared. The photosensitive resin material (A) is applied onto a resin mold using an automatic bar coater (bar coater No. 4), dried in an oven at 105 ° C. for 10 minutes, and a photosensitive resin composition is formed on a part of the concave portion of the resin mold. Sheet I filled with product (A) was obtained. The filling depth of the photosensitive resin composition (A) into the resin mold recess was 630 nm.

さらに感光性樹脂材(B)を、得られたシートIに自動バーコーター(バーコーターNo.4)を用いて塗布し、105℃のオーブンで15分乾燥させて、凹部を覆うように感光性樹脂材料(B)が塗布されたシートIIを得た。   Further, the photosensitive resin material (B) is applied to the obtained sheet I using an automatic bar coater (bar coater No. 4), dried in an oven at 105 ° C. for 15 minutes, and photosensitive so as to cover the recess. A sheet II coated with the resin material (B) was obtained.

その後、予め85℃に加熱しておいた、表面にITOが成膜された石英基材に、得られたシートIIを貼合し、積層体A−1を得た。   Thereafter, the obtained sheet II was bonded to a quartz base material that had been heated to 85 ° C. and on which ITO was formed on the surface, to obtain a laminate A-1.

感光性樹脂材(A)(第2レジスト材):テトラn−ブトキシチタン(東京化成工業社製)2.73質量部、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製)1.45質量部、SH710(トリメチル末端フェニルメチルシロキサン、東レダウコーニング社製)0.21質量部、Irgacure369(BASF社)0.029質量部、Irgacure184(BASF社)0.083質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル5.12質量部、アセトン20.4質量部を混合させたもの   Photosensitive resin material (A) (second resist material): 2.73 parts by mass of tetra-n-butoxytitanium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1.45 Parts by mass, SH710 (trimethyl-terminated phenylmethylsiloxane, manufactured by Toray Dow Corning) 0.21 parts by mass, Irgacure 369 (BASF) 0.029 parts by mass, Irgacure 184 (BASF) 0.083 parts by mass, propylene glycol monomethyl ether 5 .12 parts by mass and 20.4 parts by mass of acetone mixed

感光性樹脂材(B)(第1レジスト材):CNEA−100(ノボラックアクリレート、ケーエスエム社製、固形分50%)7.53質量部、EA−HG001(主成分9,9’−ビス(4−(アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、大阪ガスケミカル社製)1.00質量部、Irgacure369(BASF社)0.040質量部、Irgacure184(BASF社)0.11質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル15.6質量部、アセトン10.4質量部を混合させたもの   Photosensitive resin material (B) (first resist material): CNEA-100 (Novolak acrylate, manufactured by KSM, solid content 50%) 7.53 parts by mass, EA-HG001 (main component 9, 9′-bis (4 -(Acryloxyethoxy) phenyl) fluorene, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) 1.00 parts by mass, Irgacure 369 (BASF) 0.040 parts by mass, Irgacure 184 (BASF) 0.11 parts by mass, propylene glycol monomethyl ether 15. 6 parts by mass and 10.4 parts by mass of acetone mixed

積層体A−1の樹脂モールド側の上方に、パターニング用マスクを載せ、平行光露光機でコンタクト露光した。露光時、パターニング用マスク上に旭テクノグラス社製色ガラスフィルター(UV−D36C)を二枚載せた。その時の照度は2.2mW/cmであった。露光量は100mJ/cmだった。なお、露光機には、PLA−501F(キャノン社製)を用いた。露光後、120℃で30秒間の露光後ベークを行った。続いて樹脂モールドを剥離した後、PGMEで15秒間浸漬して現像し、その後エタノールで10秒間リンスし、圧気にて乾燥させ、積層体A−2を作製した。 A patterning mask was placed on the upper side of the laminate A-1 on the resin mold side, and contact exposure was performed using a parallel light exposure machine. At the time of exposure, two colored glass filters (UV-D36C) manufactured by Asahi Techno Glass Co., Ltd. were placed on the patterning mask. The illuminance at that time was 2.2 mW / cm 2 . The exposure amount was 100 mJ / cm 2 . In addition, PLA-501F (made by Canon Inc.) was used for the exposure machine. After the exposure, post-exposure baking was performed at 120 ° C. for 30 seconds. Subsequently, the resin mold was peeled off, developed by immersion for 15 seconds with PGME, then rinsed with ethanol for 10 seconds and dried under pressure to produce a laminate A-2.

次に、得られた積層体A−2をドライエッチングした。感光性樹脂材面側から、Oガスによるエッチングを行い、感光性樹脂材(A)をマスクとして、感光性樹脂材(B)を微細構造化して、リフトオフ用マスク付き基材を得た。 Next, the obtained laminate A-2 was dry-etched. Etching with O 2 gas was performed from the photosensitive resin material surface side, and the photosensitive resin material (B) was finely structured using the photosensitive resin material (A) as a mask to obtain a substrate with a lift-off mask.

ガスによるエッチングは、次の2工程に分け、行った。
第1工程:
40sccm/Ar 10sccm
圧力 1Pa
電力 300W
時間 10min
第2工程
50sccm
圧力 1Pa
電力 300W
時間 5min
Etching with O 2 gas was performed in the following two steps.
First step:
O 2 40 sccm / Ar 10 sccm
Pressure 1Pa
Power 300W
Time 10min
Second step O 2 50 sccm
Pressure 1Pa
Power 300W
Time 5min

この状態のリフトオフ用マスク付き基材を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、図6に示すような凹凸構造が観察された。図6は、本発明の実施例で作製したリフトオフ用マスク付き基材の表面の顕微鏡写真による観察結果を示す模式図である。   When the substrate with the lift-off mask in this state was observed with a scanning electron microscope (SEM), an uneven structure as shown in FIG. 6 was observed. FIG. 6 is a schematic view showing an observation result by a micrograph of the surface of the substrate with a lift-off mask produced in the example of the present invention.

リフトオフ用マスク付き基材においては、感光性樹脂材料(B)の断面視形状は、以下のようなくびれ形状であった。
感光性樹脂材(A)と感光性樹脂材(B)との界面の断面径φ1:525nm
感光性樹脂材(B)と石英基材との界面の断面径φ2:500nm
感光性樹脂材(B)の最小断面径φs:425nm
In the base material with a lift-off mask, the cross-sectional shape of the photosensitive resin material (B) was a constricted shape as follows.
Section diameter φ1: 525 nm at the interface between the photosensitive resin material (A) and the photosensitive resin material (B)
Section diameter φ2 of the interface between the photosensitive resin material (B) and the quartz substrate: 500 nm
Minimum cross-sectional diameter φs of photosensitive resin material (B): 425 nm

以上の結果から、リフトオフ用マスク付き基材において、第1レジスト層にくびれ形状を形成できることが確認された。   From the above results, it was confirmed that a constricted shape can be formed in the first resist layer in the substrate with a lift-off mask.

次に、上記の操作で得られたリフトオフ用マスク付き石英基材に、電子ビーム真空蒸着法(EB蒸着法)を用いてアルミニウム膜を50nm製膜した。真空度2.5×10−3Pa、蒸着速度20nm/s、基板温度は常温として蒸着を行った。 Next, an aluminum film having a thickness of 50 nm was formed on the quartz substrate with a lift-off mask obtained by the above operation using an electron beam vacuum deposition method (EB deposition method). Deposition was performed at a vacuum degree of 2.5 × 10 −3 Pa, a deposition rate of 20 nm / s, and a substrate temperature of room temperature.

蒸着後、マスク層を剥離し、凹凸パターンが形成された石英基材を得た。得られた凹凸パターンは、次のようなピッチで、φ525nmのホールが開いたパターンであり、凹凸縁部に端部バリは発生していなかった。
X軸方向のピッチPx: 700nm
Y軸方向のピッチPy: 700nm
After vapor deposition, the mask layer was peeled off to obtain a quartz substrate on which an uneven pattern was formed. The obtained concavo-convex pattern was a pattern in which holes with a diameter of 525 nm were opened at the following pitch, and no end burr was generated at the concavo-convex edge.
Pitch Px in the X axis direction: 700 nm
Y-axis direction pitch Py: 700 nm

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

本発明は、例えば、微細凹凸パターン加工技術が必要な半導体装置の製造に好適に利用できる。   The present invention can be suitably used, for example, for manufacturing a semiconductor device that requires a fine uneven pattern processing technique.

1 積層体
10 リフトオフ用マスク付き基材
11 基材
12 第1レジスト層
13 第2レジスト層
14、21 凹凸構造
15 マスク層
22 ナノインプリントモールド
50 凹凸パターン付き基材
51 パターニング層
52 凹凸パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated body 10 Base material with mask for lift-off 11 Base material 12 1st resist layer 13 2nd resist layer 14, 21 Uneven structure 15 Mask layer 22 Nanoimprint mold 50 Substrate with uneven pattern 51 Patterning layer 52 Uneven pattern

Claims (7)

基材の主面上に、ナノインプリント法により、第1レジスト層及びマスクとして機能する第2レジスト層が形成された積層体を、前記第1レジスト層を溶解する現像液で処理する現像工程と、
前記第2レジスト層をマスクとして前記第1レジスト層をエッチングして、前記第1レジスト層及び前記第2レジスト層で構成され、前記基材の前記主面の少なくとも一部を露出する凹凸構造を構成し、かつ、前記第1レジスト層の、前記基材の前記主面に対して実質的に垂直な方向での断面視形状がくびれ形状であるマスク層を形成して、リフトオフ用マスク付き基材を得る工程と、
を具備することを特徴とするリフトオフ用マスク付き基材の製造方法。
A development process in which a laminate in which a first resist layer and a second resist layer functioning as a mask are formed on a main surface of a substrate by a nanoimprint method is processed with a developer that dissolves the first resist layer;
The first resist layer is etched using the second resist layer as a mask to form a concavo-convex structure composed of the first resist layer and the second resist layer and exposing at least a part of the main surface of the substrate. Forming a mask layer having a constricted shape in a cross-sectional view in a direction substantially perpendicular to the main surface of the base material of the first resist layer. Obtaining a material;
The manufacturing method of the base material with a mask for lift-off characterized by comprising.
前記凹凸構造がナノオーダーであることを特徴とする請求項1記載のリフトオフ用マスク付き基材の製造方法。   The method for producing a substrate with a lift-off mask according to claim 1, wherein the uneven structure is nano-order. 前記ナノインプリント法が、
前記基材の前記主面上に前記第1レジスト層を形成する工程と、
表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に前記第2レジスト層を充填する工程と、
前記第1レジスト層の表面に対して前記モールドの前記表面を押圧する工程と、
前記基材から前記モールドを剥離して前記積層体を得る工程と、
を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリフトオフ用マスク付き基材の製造方法。
The nanoimprint method includes:
Forming the first resist layer on the main surface of the substrate;
Filling the second resist layer into the concave portion of the mold having a concavo-convex structure on the surface;
Pressing the surface of the mold against the surface of the first resist layer;
Peeling the mold from the substrate to obtain the laminate;
The manufacturing method of the base material with the mask for lift-offs of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記ナノインプリント法が、
表面に凹凸構造を有するモールドの凹部に前記第2レジスト層を充填する工程と、
前記モールドの前記表面上に前記凹部を覆うように前記第1レジスト層を形成する工程と、
前記第1レジスト層の表面に対して前記基材の前記主面を押圧する工程と、
前記モールドを剥離して前記積層体を得る工程と、
を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリフトオフ用マスク付き基材の製造方法。
The nanoimprint method includes:
Filling the second resist layer into the concave portion of the mold having a concavo-convex structure on the surface;
Forming the first resist layer on the surface of the mold so as to cover the recess;
Pressing the main surface of the substrate against the surface of the first resist layer;
Peeling the mold to obtain the laminate;
The manufacturing method of the base material with the mask for lift-offs of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記第2レジスト層を前記モールドの前記凹部の一部に充填することを特徴とする請求項3又は請求項4記載のリフトオフ用マスク基材の製造方法。   5. The method of manufacturing a lift-off mask substrate according to claim 3, wherein the second resist layer is filled in a part of the concave portion of the mold. 前記くびれ形状は、前記第1レジスト層の前記第2レジストとの界面側の断面幅W1と、前記第1レジスト層の前記基材との界面側の断面幅W2と、前記第1レジスト層の最小の断面幅Wsと、が以下の式(1)を満たす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リフトオフ用マスク基材の製造方法。
式(1)
0.5×W1<Ws<W1 かつ 0.5×W2<Ws<W2
The constriction shape includes a cross-sectional width W1 of the first resist layer on the interface side with the second resist, a cross-sectional width W2 of the first resist layer on the interface side with the base material, and the first resist layer 6. The method for manufacturing a lift-off mask substrate according to claim 1, wherein the minimum cross-sectional width Ws satisfies the following formula (1).
Formula (1)
0.5 × W1 <Ws <W1 and 0.5 × W2 <Ws <W2
前記請求項1から請求項6のいずれかに記載のリフトオフ用マスク基材の前記マスク層を含む前記基材の前記主面上にパターニング層を形成する工程と、
前記パターニング層を含む前記リフトオフ用マスク基材を、前記第1レジスト層を溶解する剥離液で処理して、表面上に形成された前記パターニング層を含む前記マスク層を除去して、前記主面上に前記パターニング層の凹凸パターンが形成された凹凸パターン付き基材を得る工程と、
を具備することを特徴とする凹凸パターン付き基材の製造方法。
Forming a patterning layer on the main surface of the base material including the mask layer of the lift-off mask base material according to any one of claims 1 to 6;
The lift-off mask substrate including the patterning layer is treated with a stripping solution that dissolves the first resist layer, the mask layer including the patterning layer formed on the surface is removed, and the main surface is removed. Obtaining a substrate with a concavo-convex pattern in which the concavo-convex pattern of the patterning layer is formed;
The manufacturing method of the base material with an uneven | corrugated pattern characterized by comprising.
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