JP4651390B2 - 多重浮彫要素スタンプを利用したｕｖナノインプリントリソグラフィ法 - Google Patents

多重浮彫要素スタンプを利用したｕｖナノインプリントリソグラフィ法 Download PDF

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Description

本発明はＵＶナノインプリントリソグラフィ法に関し、より詳しくは多重浮彫要素スタンプを基板上に塗布されたレジストに押してナノ構造物を転写することによってナノ構造物を製作することができるＵＶナノインプリントリソグラフィ法に関するものである。
ＵＶナノインプリントリソグラフィ技術は経済的且つ効果的にナノ構造物を製作できる技術であって、これを実現するためにはナノスケールの材料技術、スタンプ製造技術、粘着防止層技術、エッチング技術、測定分析技術などを使用することが必要であり、プロセスにおいてナノスケールの精密制御技術を使用することも必要である。
このようなナノインプリントリソグラフィは高速ナノスケールの金属酸化物半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴｓ）、金属半導体電界効果トランジスター（ＭＥＳＦＥＴｓ）、高密度磁気レジスタ、高密度コンパクトディスク（ＣＤ）、ナノスケールの金属半導体金属光検出器（ＭＳＭ ＰＤｓ）、高速単一電子トランジスタメモリなどの製造に適用することができる可能性が高い。
１９９６年プリンストン大学のチョウ（Ｃｈｏｕ）などが最初に開発したナノインプリント法では電子ビームリソグラフィ法を利用して製作したナノスケールの構造物を備えたスタンプを、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）の薄層でコーティングされた基板表面に高温条件で押圧した後、冷却過程を経て、スタンプをレジストから分離するようにした。したがって、レジストにはスタンプのナノ構造物が転写される。次いで、異方性エッチング法を用いて基板上にナノ構造物が転写される。この基板は一般にシリコンウエハーである。
２００１年にはナノインプリント技術の一種であるレーザ支援直接インプリント法（ＬＡＤＩ）が開発された。この技術は３０８ｎｍ波長の単一２０ｎｓエキシマレーザを使用してシリコンウエハー又はシリコンウエハー上にコーティングされたレジストを瞬間的に溶かして透過性スタンプを用いてインプリントする方法である。また、類似の方式として、高分子に適用したナノセカンドレーザ支援ナノインプリントリソグラフィ（ＬＡ−ＮＩＬ）では高分子素材のレジストに１００ｎｍ線幅と９０ｎｍ深さのナノ構造物をインプリントした。
前記ナノインプリント技術は高温で工程が行われる。これは多層化作業が必須である半導体デバイス開発において、高温による熱変形のために多層の整列（位置合わせ）が難しいという短所を持っている。そして、粘度の大きいレジストをインプリントするためには高圧（３０気圧程度）の加圧力が必要であるので既に製作されたナノ構造物の破損を引き起こす素地があり、使用される不透明スタンプは多層整列作業に不利に作用する。
このような諸問題を解決するためにオースチンのテキサス大学のスリーニバサン（Ｓｒｅｅｎｉｖａｓａｎ）らは１９９９年にステップアンドフラッシュインプリントリソグラフィー（ＳＦＩＬ）を提案した。この工程は紫外線硬化樹脂を使用して常温低圧でナノ構造物を製造することができる技法であり、紫外線が透過できる材質（石英、パイレックスガラス等）をスタンプ素材として使用するという点が特徴である。
ＳＦＩＬ工程では、まず、伝達層がシリコン基板上にスピンコーティングされる。次に、紫外線透過性スタンプが伝達層と所定の小さな間隔が維持された状態で粘性の低い紫外線硬化樹脂を毛管力によってスタンプのナノ構造物内に充填するようにする。充填が完了した時点でスタンプを伝達層と接触させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、スタンプを転写層から分離してエッチング過程とリフト−オフ過程を経てナノ構造物が基板上にパターン形成されるようにするものである。
ＳＦＩＬは、ステップ＆リピート方式のナノインプリント法であり、基板より比較的小さいスタンプを使用し、何度も繰り返して基板全体をインプリントする方式を採択しているという点である。この方式は小面積のスタンプを使用するためにスタンプのナノ構造物が迅速に充填されるが、スタンプを繰り返し整列させ、基板に対して複数のインプリント法を行う必要が全体工程を通して増加する。
そして大面積の基板に効果的にインプリントするために、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、基板と同じ大きさの一つのスタンプ６に複数個のナノ構造物１０３を形成し、スタンプ６を基板５の上面に塗布されたレジスト２０に圧着させる。これにより、スタンプ６に形成されたナノ構図物１０３の形状に対応するナノ構造物は、基板５に転写される。しかし、スタンプ６の圧着によって粘性の低いレジスト２０は図１９Ｂに示すように、基板の縁部に向かってのみ流動が発生するために（矢印参照）、基板５の内側部分のレジスト２０の分布が不均一であったり、不純物（例えば、空気）がレジスト２０に存在する場合、レジスト２０がスタンプ６上のナノ構造物１０３内に完全充填できない問題点がある。
本発明の課題は、各々の要素スタンプが溝で区分された多重浮彫要素スタンプをＵＶナノインプリントリソグラフィ法に適用することによって、工程時に残余レジストが各要素スタンプ相互間の溝に流入するようにして各要素スタンプの完全充填を保障し、大面積の基板に高精密、高品質のナノ構造物を短時間内に形成できるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を提供することである。
本発明による基板上にナノ構造物を形成するためのＵＶナノインプリントリソグラフィ法は、前記基板上面にレジストを塗布する工程と、形成しようとする基板上のナノ構造物に対応するナノ構造物が表面に形成された紫外線透過可能なスタンプを常温で前記レジスト上面に接触させ所定の低圧力で前記基板の方向に加圧する工程と、前記スタンプを前記レジスト上面に接触させた状態で紫外線を前記スタンプを透過させ前記レジストに照射する工程と、前記スタンプを前記レジストから分離する工程と、前記レジストが塗布された基板の上面をエッチングする工程とを含み、前記スタンプは、少なくとも二つの要素スタンプと、互いに隣接した要素スタンプ相互間に形成された溝であって、前記各々の要素スタンプ上に形成された前記ナノ構造物の深さよりさらに深い溝とを有する多重浮彫要素スタンプであり、
前記多重浮彫要素スタンプは、ナノ構造物が刻印された紫外線透過性板材を各々の要素スタンプに切断する工程と、前記要素スタンプを紫外線透過性板材に所定の間隔を維持しながら接着する工程とにより形成され、前記要素スタンプを接着する工程は、前記紫外線透過性板材の一側面に所定の間隔で浅い溝又は貫通孔を形成する工程と、この溝又は貫通孔に前記各要素スタンプを嵌め込む工程とを含むことを特徴とする。
そして、前記多重浮彫要素スタンプは、その溝の深さが前記各要素スタンプに形成されたナノ構造物の深さより２倍乃至１０００倍深いように形成されることが好ましく、また、前記多重浮彫要素スタンプの要素スタンプ相互間に形成される溝は、その両側面が傾いて形成されてもよい。
前記多重浮彫要素スタンプは、紫外線透過が可能な石英、ガラス、サファイア、ダイアモンドを含んで構成される群より選択される透過性素材で出来た物が好ましく、板材の一側表面に微細形状加工工程により各要素スタンプに相当するナノ構造物を刻印する工程と、前記要素スタンプ相互間に溝を形成する工程とにより形成される。
溝はダイシング工程、またはエッチング工程を利用して形成することができる。
前記要素スタンプを接着する工程で使用される接着剤は、所定の温度以上で接着力が消滅する特徴があるものを用いることによって、各要素スタンプを選択的に且つ個別に置換することができる。
基板上に、前記レジストを塗布する工程は、スピンコーティング法又は液滴塗布法で塗布でき、液滴塗布法においてはレジスト液滴を前記多重浮彫要素スタンプの各要素スタンプに直接塗布することも可能である。
それだけでなく、前記基板上にレジストを塗布する工程は噴射法で行うことができ、このような噴射法は前記多重浮彫要素スタンプの各要素スタンプに対応する位置に孔が形成されたマスクを設置する工程と、マスク上にレジストを噴射することによって前記基板の上面にレジストを塗布する工程とを含む。
本発明によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法によれば、各々の要素スタンプによって加圧されたレジストは前記要素スタンプの中心を基準として外側に広がり、同時にこれらレジストは要素スタンプ相互間に形成された溝に流入する。この時、浮彫の要素スタンプ相互間に加工された溝で残余レジストの流入量が相対的に大きいために、塗布されたレジストの高低差によって発生し得る不完全充填と多重浮彫要素スタンプと基板の平坦度誤差によって発生し得る不完全充填を最少化することができ、工程後にレジストと、要素スタンプ相互間に空間が存在して多重浮彫要素スタンプを基板から分離するのに要する分離力が減少する効果がある。
また、電子ビームリソグラフィ工程などを利用してナノ構造物が刻印されたスタンプを、材料除去工程（ダイシング、エッチングなど）を利用して複数の要素スタンプに切断し、石英、ガラス、サファイア、ダイアモンドなどの紫外光透過材料からなる板材に接着させ、多重浮彫要素スタンプを製作することができる。
そして、予め作製された要素スタンプの接合位置を決めるためにスタンプ用板素材に浅い溝を彫り、この溝に前記要素スタンプを嵌め込んで多重浮彫要素スタンプを形成することができる。
また、素材に貫通孔を形成し、この貫通孔に予め作製された要素スタンプを嵌め込んで多重浮彫要素スタンプを形成することもできる。要素スタンプを嵌め込む前に、貫通孔に接着剤を入れておくと、要素スタンプは、貫通孔内で固定される。
以下、本明細書中で援用され、その一部をなしている添付の図面を参照して、本発明の実施例を説明し、あわせて本発明の原理の説明に役立つ説明を行う。
図１Ａ乃至図１Ｆは本発明の実施形態によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した断面図である。
基板５上にナノ構造物５ａを形成するために、まず、基板５上面にレジスト２０を塗布する（図１Ａ参照）。この時、レジスト２０としてはＵＶ硬化性高分子素材を適用することが好ましい。
次に、ナノ構造物１０３が形成されたスタンプ１０を前記レジスト２０上面に接触させて、スタンプ１０を基板５の方向に所定の低圧力で加圧する（図１Ｂ参照）。ナノ構造物１０３は、基板５上に形成しようとする所望の形状のナノ構造物５ａに対応する。この時、前記スタンプ１０としては隣接した各々の要素スタンプ相互間に溝１０４が形成された多重浮彫要素スタンプ１０が使用される。
その後、スタンプ１０を介して紫外線をレジスト２０に照射する（図１Ｃ参照）。この時、前記多重浮彫要素スタンプ１０を紫外線が透過する素材で製作することによって紫外線がレジスト２０に照射される。
次に、スタンプ１０をレジスト２０から分離する（図１Ｄ参照）。また、レジスト２０が塗布された基板５の上面をエッチングする（図１Ｅ参照）。そしてレジスト２０をドライエッチングして同様に除去すれば、基板５上にナノ構造物５ａが形成される（図１Ｆ参照）。
図２は本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプを示した平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断して見た断面図である。
図２及び図３に示したように、スタンプ１０に配列される多重の要素スタンプ１０２が各々浮彫化されており、隣接した要素スタンプ１０２相互間には溝１０４が形成されている。そして各要素スタンプ１０２上には電子ビームリソグラフィ工程などのような微細形状加工工程を利用して刻印されたナノ構造物１０３が形成されている。
この時、前記溝１０４の深さｈＧは前記ナノ構造物１０３の深さｈＳより２倍乃至１０００倍深く形成されることが好ましい。溝１０４の深さｈＧがナノ構造物１０３の深さｈＳの２倍未満であればナノ構造物１０３の深さｈＳとの差が大きくないため溝１０４に流入するレジストが溝１０４の底面に接して溝１０４の機能を達成することができず（すなわち、全ての残留したレジストが流入する）、溝１０４の深さｈＧがナノ構造物１０３の深さｈＳの１０００倍を超えればスタンプ１０の強度が弱くなってナノインプリント時に破損する可能性の問題がある。
したがって、ナノインプリントリソグラフィ法を行う時及び工程後に、各要素スタンプ１０２相互間において形成された溝１０４の底面は、基板上に塗布されたレジスト又は残余レジストと接触しなくなる。
また、本実施例で前記溝１０４の側面は傾くように形成されるが、溝１０４の底面に垂直な仮想直線と溝１０４の側面に平行な直線が会合してなす角度をθＳとする時、θＳは０乃至６０゜の範囲に属することが好ましい。θＳが０゜未満であれば（すなわち、溝１０４の底面に垂直な仮想直線と溝１０４の側面に平行な直線とによる角度が溝１０４の中心方向に形成される）、基板５からスタンプ１０を分離する力が受け入れられないレベルまで増加する問題点があり、６０゜を超えれば分離力減少効果が減少し、要素スタンプ１０２相互間の間隔が必要以上に増加する問題点がある。このように溝１０４の側面を傾けて形成することによって、基板５からスタンプ１０を分離するのに必要な力を低減できることに加えて、インプリント時に溝１０４へのレジストの流動をさらに円滑にすることができる。
図４Ａ乃至図４Ｄは本発明の参考となる第１参考例によるダイシング工程で要素スタンプ１０２を浮彫化する工程を説明するために示した断面図である。
多重浮彫要素スタンプ１０を製作するために、石英、ガラス、サファイア又はダイアモンドなどのような紫外線が透過する素材を板材６に加工し、その一側表面に電子ビームリソグラフィ工程などの微細形状加工工程を利用して所定の間隔をおいて形成しようとする各要素スタンプ１０２に相当するナノ構造物１０３を刻印する。
次に、各々の要素スタンプ１０２相互間の間隔にダイシング工程を利用して溝１０４を加工することによって複数個の浮彫られた要素スタンプ１０２を形成する。ダイシング工程を利用して溝１０４を加工するために、所望の形状の溝１０４を先端部の外形として有するダイシングホイール１３を使用する。また、ダイシング時に発生する破片がランド部からナノ構造物１０３上に落ちることを防止するために板材６およびナノ構造物１０３の上を、高分子の保護層１２で被覆し、ダイシング加工が完了した後、板材６から保護層１２を除去し、多重浮彫要素スタンプ１０の製造が終了する。
一方、溝１０４加工を行った後（溝１０４の形成よりむしろ前に）、電子ビームリソグラフィ工程を利用して要素スタンプ１０２上にナノ構造物１０３を刻印することもできる。
図５Ａ乃至図５Ｄは本発明の参考となる第２参考例による多重浮彫要素スタンプをエッチング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図である。
本発明の参考となる第２参考例の多重浮彫要素スタンプ３０を製作するために、石英、ガラス、サファイア又はダイアモンドなどのような紫外線が透過する素材を板材６に加工し、その一側表面に電子ビームリソグラフィ工程などの微細形状加工工程を利用して所定の間隔をおいて形成しようとする各要素スタンプ３０２に相当するナノ構造物３０３を板材６に刻印する。
このようにナノ構造物３０３が刻印されたスタンプ６の上面に紫外線硬化樹脂層３４を塗布し、形成しようとする要素スタンプ３０２に相当する部分がふさがって、残り部分は開いているパターンを有するマスク３６をナノ構造物３０３が形成される板材６上に所定の間隔をおいて位置させた後、紫外線に露光し、板材６の開いた部分について反応性イオンエッチングなどの工程を利用すれば、四角断面溝３０４を形成し、多重浮彫要素スタンプ３０を製作することができる。
図６、７、８は各々本発明の参考となる第３参考例、本発明の第１実施例、及び、第２実施例による多重浮彫要素スタンプを示した断面図である。
本発明の参考となる第３参考例を説明する図６を参照すると、電子ビームリソグラフィ工程などを利用してナノ構造物４１３が刻印されたスタンプを、材料除去工程（ダイシング、エッチングなど）を利用して複数の要素スタンプ４１に切断し、スペーサを使用して要素スタンプ４１間の所定の間隔を維持し、接着剤４２を使用して、石英、ガラス、サファイア、ダイアモンドなどの紫外光透過材料からなる板材３に接着させ、多重浮彫要素スタンプ４０を製作することができる。この時、使用された接着剤４２は紫外線が透過するものでなければならず、前記要素スタンプ４１の間の部分が上述の実施例で説明したように溝の役割をするようになる。
本発明の第１実施例を説明する図７に示したように、予め作製された要素スタンプ５１の接合位置を決めるためにスタンプ用板素材７に浅い溝７ａを彫り、この溝７ａに前記要素スタンプ５１を嵌め込んで多重浮彫要素スタンプ５０を形成する。
本発明の第２実施例を説明する図８に示したように、素材８に貫通孔８ａを形成し、この貫通孔８ａに予め作製された要素スタンプ６１を嵌め込んで多重浮彫要素スタンプ６０を形成することもできる。要素スタンプ６１を嵌め込む前に、貫通孔８ａに接着剤６２を入れておくと、要素スタンプ６１は、貫通孔８ａ内で固定される。
一方、一定の温度又はそれ以上の温度で接着力が消滅する接着剤６２を使用すれば各要素スタンプ６１を個別的且つ選択的に置換できるので、高価なスタンプ製作費用を節減することができる。
以下では基板上に高分子素材のレジストを塗布する多様な方法を説明する。レジスト塗布方式にはスピンコーティング法、液滴塗布法及び噴射法が含まれる。
図９Ａ及び図９Ｂは各々スピンコーティング法で基板にレジストが塗布された状態を示した平面図及び断面図であり、図１０Ａ及び図１０Ｂは各々液滴塗布法で基板にレジストが塗布された状態を示した平面図及び断面図である。
図９Ａ及び図９Ｂに示したように、スピンコーティング法は基板５上に均一な厚さでレジスト２０を塗布する方式であり、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したように、液滴塗布法は一つ又は複数のノズルを利用して形成しようとする各要素スタンプの幾何的な中心に相当する基板５の位置にレジスト液滴２３を落とす方式である。
一方、図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、レジスト液滴２７を各要素スタンプ１０２に一つ又は複数のノズル１７を利用して直接塗布し、このようにレジスト液滴２７が塗布された多重浮彫要素スタンプ１０を基板５の上面に接触させて低圧で加圧することによってＵＶナノインプリントリソグラフィ法を行うこともできる。
噴射法にはマスク噴射とノズル噴射法がある。図１２Ａ及び図１２Ｂは本発明の実施例によるマスクを利用した噴射法で基板にレジストが塗布された状態を示した平面図及び断面図であり、図１３Ａは本発明の実施例によるレジストの塗布のための噴射法に使用されるマスクを示した平面図であり、図１３Ｂは図１３ＡのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。図１４Ａ及び図１４Ｂは本発明の実施例によるマスクを利用した噴射法を説明するための断面図である。
マスク噴射法では、まず、図１３Ａ、１３Ｂに示すように、形成しようとする要素スタンプの横断面形状と同じ形状の孔１５ａを持つマスク１５を製作し、これを、一定間隔をおいて基板５上に設置した後、マスク１５に向けて一つ又は複数のノズル１７を利用してレジストを噴射する。図１２Ａ、１２Ｂに示すように、この場合には基板５上に塗布されたレジスト２５の形状はマスク１５の孔１５ａ形状、つまり、形成しようとする要素スタンプの横断面形状と同じになる。
ノズル方式では一つ又は複数のノズルを使用して基板上に要素スタンプの横断面形状にレジストを選択的に塗布する。ノズル方式でレジストを塗布する場合には液滴を塗布する場合に比べて基板上面に塗布されたレジストの厚さ分布を一層均等にすることができる。
マスクの孔１５ａ形状を変化させれば多様な形状（円形、複数個の滴など）にレジスト２５を基板５の表面に噴射することができる。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストがスピンコーティングされた基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する形状を示す断面図であり、図１６Ａ及び図１６Ｂは、本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジスト液滴が選択的に塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する形状を示すための断面図であり、図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストが噴射法で塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する形状を示すための断面図である。
前記各場合において、各々の要素スタンプ１０２によって加圧されたレジスト２０、２３、２５は前記要素スタンプ１０２の中心を基準として外側に広がり、同時にこれらレジスト２０、２３、２５は要素スタンプ１０２相互間に形成された溝１０４に流入する。この時、浮彫の要素スタンプ１０２相互間に加工された溝１０４で残余レジスト２０、２３、２５の流入量が相対的に大きいために、塗布されたレジスト２０、２３、２５の高低差によって発生し得る不完全充填と多重浮彫要素スタンプ１０と基板５の平坦度誤差によって発生し得る不完全充填を最少化することができ、工程後にレジスト２０、２３、２５と、要素スタンプ１０２相互間に間隙ｄだけの空間が存在して多重浮彫要素スタンプ１０を基板５から分離するのに要する分離力が減少する。
図１８は本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用して大面積の基板にナノインプリントリソグラフィ法を行うにあたり、基板の周縁に要素スタンプを選択的に使用して大面積基板の使用率を最大化する技法について示す概念図である。
本発明による多重浮彫要素スタンプ１０を利用して大面積の基板５００にＵＶナノインプリントリソグラフィ法を行う場合には、つまり、多重浮彫要素スタンプ１０の面積に比べて基板５００の面積が大きい場合にはＵＶナノインプリントリソグラフィを複数回反復的に行うことができる。この時、多重浮彫要素スタンプ１０上に製作された要素スタンプ１０２を選択的に使用することによって基板５００の周縁部分に対するインプリントを効果的に行えるので基板５００の使用率を最大化することができる。
つまり、図１８に示したように、基板５００の周縁部分にインプリントする場合には多重浮彫要素スタンプ１８上の要素スタンプ群の中で前記基板５００に含まれる要素スタンプ１０２（実線で表示）に対してのみインプリント工程を行ってナノ構造物を形成することができ、基板５００外側の要素スタンプ１０５（点線で表示）は使用されなくなる。
以上で説明したように本発明による多重浮彫要素スタンプを利用したＵＶナノインプリントリソグラフィ法によれば、要素スタンプ相互間で加工された溝によって浮彫の要素スタンプが各々独立的にＵＶナノインプリントリソグラフィ法を行うことによって、レジストが各要素スタンプに刻印されたナノモールド構造物に完全充填できる効果がある。また、各々の要素スタンプの面積が十分に小さいために浮彫の要素スタンプとレジストの間に不純物が存在する可能性が非常に低く、残余レジストが溝に流入してナノインプリントに必要な力とナノインプリント後に基板からスタンプを分離する力が低くなる効果がある。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これもまた本発明の範囲に属することは当然である。
本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の実施例によるＵＶナノインプリントリソグラフィ法を説明するために示した工程図 本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプを示した平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図 本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプをダイシング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプをダイシング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプをダイシング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第１参考例による多重浮彫要素スタンプをダイシング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第２参考例による多重浮彫要素スタンプをエッチング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第２参考例による多重浮彫要素スタンプをエッチング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第２参考例による多重浮彫要素スタンプをエッチング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第２参考例による多重浮彫要素スタンプをエッチング工程で要素スタンプを浮彫化する工程を説明するために示した断面図 本発明の参考となる第３参考例による多重浮彫要素スタンプを示した断面図 本発明の第１実施例による多重浮彫要素スタンプを示した断面図 本発明の第２実施例による多重浮彫要素スタンプを示した断面図 各々スピンコーティング法で基板にレジストが塗布された状態を示した平面図 各々スピンコーティング法で基板にレジストが塗布された状態を示した断面図 各々液滴塗布法で基板にレジストが塗布された状態を示した平面図 各々液滴塗布法で基板にレジストが塗布された状態を示した断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプに直接レジスト液滴を塗布して基板にレジストを塗布する方法を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプに直接レジスト液滴を塗布して基板にレジストを塗布する方法を説明するための断面図 本発明の実施例によるマスクを使用した噴射法で、基板にレジストが塗布された状態を示した平面図 本発明の実施例によるマスクを使用した噴射法で、基板にレジストが塗布された状態を示した断面図 本発明の実施例によるレジストを塗布するための噴射法に使用されるマスクを示した平面図 図１３ＡのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図 本発明の実施例によるマスクを利用した噴射法を説明するための断面図 本発明の実施例によるマスクを利用した噴射法を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストがスピンコーティングされた基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストがスピンコーティングされた基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジスト液滴が選択的に塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジスト液滴が選択的に塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入する現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストが噴射法で塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入される現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用してレジストが噴射法で塗布された基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが溝に流入される現象を説明するための断面図 本発明の実施例による多重浮彫要素スタンプを利用して大面積の基板に対したナノインプリント工程において、基板の周縁に要素スタンプを選択的に使用して大面積基板の使用率を最大化する技法についての概念図 従来の平坦なスタンプを利用してレジストがスピンコーティングされた基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが移動する方向で示した断面図 従来の平坦なスタンプを利用してレジストがスピンコーティングされた基板上にナノインプリントする場合、残余レジストが移動する方向で示した断面図

Claims (14)

  1. 基板上にナノ構造物を形成するためのＵＶナノインプリントリソグラフィ法において、
    基板上面にレジストを塗布する工程と、
    形成しようとする前記基板上のナノ構造物に対応するナノ構造物が表面に形成された紫外線透過可能なスタンプを常温で前記レジスト上面に接触させ所定の低圧力で前記基板の方向に加圧する工程と、
    前記スタンプを前記レジスト上面に接触させた状態で紫外線を前記スタンプを透過させ前記レジストに照射する工程と、
    前記スタンプを前記レジストから分離する工程と、
    前記レジストが塗布された基板の上面をエッチングする工程とを含み、
    前記スタンプは、少なくとも二つの要素スタンプと、互いに隣接した要素スタンプ相互間に形成された溝であって、前記各々の要素スタンプ上に形成された前記ナノ構造物の深さよりさらに深い溝とを有する多重浮彫要素スタンプであり、
    前記多重浮彫要素スタンプは、ナノ構造物が刻印された紫外線透過性板材を各々の要素スタンプに切断する工程と、前記要素スタンプを紫外線透過性板材に所定の間隔を維持しながら接着する工程とにより形成され、
    前記要素スタンプを接着する工程は、前記紫外線透過性板材の一側面に所定の間隔で浅い溝又は貫通孔を形成する工程と、この溝又は貫通孔に前記各要素スタンプを嵌め込む工程とを含むことを特徴とするＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  2. 前記多重浮彫要素スタンプは、その溝の深さが前記各要素スタンプに形成された前記ナノ構造物の深さより２倍乃至１０００倍深いように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  3. 前記多重浮彫要素スタンプの要素スタンプ相互間に形成される前記溝は、その両側面が傾いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  4. 前記多重浮彫要素スタンプは、紫外線透過が可能な石英、ガラス、サファイア、ダイアモンドを含んで構成される群より選択される素材からなることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  5. 前記多重浮彫要素スタンプは、透過性の板材の一側表面に微細形状加工工程により各要
    素スタンプに相当するナノ構造物を刻印する工程と、前記要素スタンプの間に溝を形成する工程とにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  6. 前記溝は、ダイシング工程、又はエッチング工程を利用して形成されることを特徴とする、請求項５に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  7. 前記多重浮彫要素スタンプは、板材に所定の間隔をおいて溝を形成する工程と、前記要素スタンプに微細形状加工工程によりナノ構造物を刻印する工程により形成されることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  8. 前記溝は、ダイシング工程、又はエッチング工程を利用して形成されることを特徴とする請求項７に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  9. 前記要素スタンプを接着する工程で使用される接着剤は、所定の温度以上で接着力が消滅することを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  10. 前記基板上面にレジストを塗布する工程は、スピンコーティング法で行われることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  11. 前記基板上面にレジストを塗布する工程は、液滴塗布法で行われることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  12. 前記液滴塗布法は、レジスト液滴を前記多重浮彫要素スタンプの各要素スタンプに直接塗布する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  13. 前記基板上面にレジストを塗布する工程は、噴射法で行われることを特徴とする請求項１に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
  14. 前記噴射法は、前記多重浮彫要素スタンプの各要素スタンプに対応する位置に孔が形成されたマスクを設置する工程と、前記マスクの上に前記レジストを噴射することによって前記基板の上面にレジストを塗布する工程とを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＵＶナノインプリントリソグラフィ法。
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