JP6515618B2 - Imprint mold and imprint method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、インプリント方法、特にナノインプリント方法にて高精度のパターン形成が可能なインプリントモールドと、そのようなインプリントモールドを用いたインプリント方法に関する。 The present invention relates to an imprint method, in particular, an imprint mold capable of forming a pattern with high accuracy by a nanoimprint method, and an imprint method using such an imprint mold.
近年、フォトリソグラフィ技術に代わる微細なパターン形成技術として、インプリント方法を用いたパターン形成技術が注目されている。インプリント方法は、微細な凹凸構造を備えた型部材(モールド)を用い、凹凸構造を被成形樹脂材料に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。例えば、被成形樹脂材料として光硬化性レジストを用いたインプリント方法では、被転写体の表面に光硬化性レジストの液滴を供給し、所望の凹凸構造を有するモールドと被転写体とを所定の距離まで近接させて凹凸構造内に光硬化性レジストを充填し、この状態でモールド側から光を照射して光硬化性レジストを硬化させてレジスト層を形成し、その後、モールドをレジスト層から引き離すことにより、モールドが備える凹凸が反転した凹凸構造を有するレジストパターン(凹凸パターン)を被転写体上に形成する。そして、このレジストパターンをエッチングマスクとして被転写体をエッチングすることにより、被転写体にパターン構造体を形成することができる。このようなインプリント方法は、例えば、集積回路の形成において、メモリセルのような周期的なライン/スペース形状のパターン形成等に用いられている(特許文献1)。 In recent years, a pattern forming technology using an imprint method has attracted attention as a fine pattern forming technology to replace the photolithography technology. The imprinting method is a pattern forming technology in which a fine structure is transferred at the same magnification by transferring the uneven structure to a resin material to be molded using a mold member (mold) having a fine uneven structure. For example, in the imprint method using a photocurable resist as a resin material to be molded, droplets of the photocurable resist are supplied to the surface of the transferred body, and a mold having a desired uneven structure and the transferred body are specified. The photocurable resist is filled in the concavo-convex structure by bringing the photocurable resist into proximity, and in this state, light is irradiated from the mold side to cure the photocurable resist to form a resist layer, and then the mold is removed from the resist layer By pulling away from each other, a resist pattern (concave-convex pattern) having a concavo-convex structure in which the concavities and convexities included in the mold are reversed is formed on the transfer-receiving material. And a pattern structure body can be formed in a transferred body by etching a transferred body using this resist pattern as an etching mask. Such an imprint method is used, for example, for forming a periodic line / space pattern such as a memory cell in the formation of an integrated circuit (Patent Document 1).
また、近年の半導体装置等のパターンの微細化に伴い、コンタクトホールの微細化や配置の高密度化が進み、フォトリソグラフィー法によるコンタクトホールの形成が困難であるという問題があった。また、極紫外線(EUV)を使用したフォトリソグラフィー法であっても、露光に要する時間が長く、スループットが低くなるという問題があった。このため、インプリント方法によるコンタクトホールの形成が検討されている。例えば、被転写体の表面に予めレジスト層を形成しておき、モールドが備える凹凸構造の凸部の途中までをレジスト層に刺し込み、この状態でレジスト層を硬化させ、その後、モールドを引き離すことにより、モールドが備える凸部に対応した凹部を有するレジストパターンを被転写体上に形成する。そして、このレジストパターンをエッチングマスクとして被転写体をエッチングすることにより、コンタクトホールを形成する方法が検討されている(特許文献2)。 Further, with the miniaturization of patterns of semiconductor devices and the like in recent years, the miniaturization of contact holes and the densification of arrangement progress, and there is a problem that it is difficult to form the contact holes by photolithography. Further, even in the case of photolithography using extreme ultraviolet (EUV) light, the time required for exposure is long, and there is a problem that the throughput is lowered. For this reason, formation of the contact hole by the imprint method is considered. For example, a resist layer is formed in advance on the surface of a transfer target, and a portion of the convex portion of the concavo-convex structure provided in the mold is inserted into the resist layer, the resist layer is cured in this state, and then the mold is separated. Thus, a resist pattern having concave portions corresponding to the convex portions provided in the mold is formed on the transferred object. And the method of forming a contact hole is examined by etching a to-be-transferred body by using this resist pattern as an etching mask (patent document 2).
しかし、インプリント方法では、モールドを用いて被転写体上に形成したレジストパターンは、形成時の硬化工程により収縮が生じ、モールドが備える凸部に対応した凹部の形状を高い精度で維持できなくなるという問題があった。
また、モールドを用いて形成したレジストパターンの凹部の底部には残膜が存在し、この残膜を除去するためのエッチングの前後で凹部のパターン形状に変化が生じ、このため、モールドが備える凹凸が反転した正確な凹凸構造を有するレジストパターンの形成に支障を来す場合があった。モールドが備える凹凸構造の凸部の途中までをレジスト層に刺し込むインプリント方法では、残膜が厚くなるので、上記のような残膜に起因した問題は、更に顕著なものとなる。
However, in the imprint method, the resist pattern formed on the transfer target using the mold is shrunk due to the curing step at the time of formation, and the shape of the concave portion corresponding to the convex portion provided in the mold can not be maintained with high accuracy There was a problem that.
In addition, a residual film is present at the bottom of the concave portion of the resist pattern formed using the mold, and the pattern shape of the concave portion is changed before and after etching for removing the residual film. In some cases, the formation of a resist pattern having an accurate uneven structure in which the In the imprint method in which the resist layer is pierced up to the middle of the convex portion of the concavo-convex structure provided in the mold, the residual film becomes thick, so the problem caused by the residual film as described above becomes more remarkable.
このようなレジストパターンの収縮、残膜除去のエッチングによるパターン形状の変化は、例えば、半導体デバイスのコンタクトホール形成、電極パターン形成、微細な配線の形成等にインプリント方法を適用する場合に問題となる。すなわち、レジストパターンをエッチングマスクとして被転写体をエッチングする際に、レジストパターンにおける隣接した凹部間に存在するレジストの細り、歪みにより、コンタクトホール間の間隔制御、電極パターン間の距離制御、あるいは、微細な配線形成を高い精度で行うことが困難となる。特に、隣接した凹部間に存在するレジストの細りは、レジストの中央部において顕著であり、このため、エッチングの途中で凹部間に存在するレジストが中央部において消失する場合には、所望のパターンの電気的な独立が損なわれ、短絡を生じるという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、所望の形状のパターンを高い精度で形成するためのインプリントモールドと、このようなインプリントモールドを用いたインプリント方法を提供することを目的とする。
Such shrinkage of the resist pattern and change in pattern shape due to etching for removing the remaining film are problematic when applying the imprint method to, for example, contact hole formation of a semiconductor device, electrode pattern formation, fine wiring formation, etc. Become. That is, when etching the transfer target using the resist pattern as an etching mask, the distance between the contact holes, the distance control between the electrode patterns, or the control of the distance between the contact holes due to thinning or distortion of the resist existing between adjacent recesses in the resist pattern. It becomes difficult to perform fine wiring formation with high accuracy. In particular, the narrowing of the resist present between the adjacent recesses is remarkable in the central portion of the resist, and therefore, when the resist present between the recesses disappears in the central portion during the etching, the desired pattern of There is a problem that electrical independence is lost and a short circuit occurs.
The present invention has been made in view of the above situation, and provides an imprint mold for forming a pattern of a desired shape with high accuracy, and an imprint method using such an imprint mold. The purpose is to
このような目的を達成するために、本発明のインプリントモールドは、基材と、該基材の一の平面に設定された凹凸構造領域に位置する複数の凸部と、を少なくとも有し、隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、前記位置関係にある前記凸部の少なくとも一方の凸部は、前記対向領域の中央部に凹み部を有し、前記位置関係にある前記凸部の対向する側壁面の大きさが異なり、少なくとも側壁面の小さい前記凸部の側壁面に前記凹み部が存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、側壁面の大きい前記凸部の側壁面にも前記凹み部が存在し、側壁面の小さい前記凸部の側壁面に存在する前記凹み部の深さおよび/または幅と、側壁面の大きい前記凸部の側壁面に存在する前記凹み部の深さおよび/または幅が異なるような構成とした。
本発明のインプリントモールドは、基材と、該基材の一の平面に設定された凹凸構造領域に位置する複数の凸部と、を少なくとも有し、隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、前記位置関係にある前記凸部において、前記対向距離が最小となる部位が、前記対向領域の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するような構成とした。
本発明のインプリントモールドは、基材と、該基材の一の平面に設定された凹凸構造領域に位置する複数の凸部と、を少なくとも有し、隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、前記位置関係にある前記凸部において、前記凸部の断面形状が矩形である場合、該断面形状は、各辺が外側に出っ張るような丸みを有するもの、あるいは、角部の丸みが大きいものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記角部の丸みは、断面形状において角部をなす2つの辺の外挿線の交点から、丸みが存在する範囲が10nmを超えるものであるような構成とした。
本発明のインプリントモールドは、基材と、該基材の一の平面に設定された凹凸構造領域に位置する複数の凸部と、を少なくとも有し、隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、前記位置関係にある前記凸部の少なくとも一方の凸部は、他方の凸部と対向していない側壁面に、該凸部の幅よりも狭い幅の凸部が連続しているような構成とした。
In order to achieve such an object, the imprint mold of the present invention has at least a substrate, and a plurality of projections located in a concavo-convex structure region set in one plane of the substrate, When an opposing distance between a side wall surface of one convex portion and a side wall surface of the other convex portion opposed to the side wall surface, which is an adjacent convex portion, is a distance in a plane parallel to the plane, In the opposing region where the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed so as to face each other, the opposing distance has a minimum. And the convex part at least one of the convex parts in the positional relationship has a recess in the central part of the opposing area, and the positional relation The sizes of the opposing side wall surfaces of the convex portions at the Both were configured such that there are the concave portion on the side wall surface of the small the projecting portion of the side wall surface.
As another aspect of the present invention, the depth and / or the width of the recess is also present in the side wall surface of the convex portion having a large side wall surface and the recess is present in the side wall surface of the convex portion having a small side wall surface. And it was set as the structure which the depth and / or width of the said recessed part which exists in the side wall surface of the said convex part with a large side wall surface differ.
The imprint mold according to the present invention has at least a substrate and a plurality of projections located in a concavo-convex structure region set in one plane of the substrate, and is an adjacent projection, which is one of the projections. When the opposing distance from the side wall surface of the projecting portion to the side wall surface of the other projecting portion opposing the side wall surface is a distance in a plane parallel to the plane, the minimum value of the opposing distance is 50 nm or less In an opposing area in which the side walls of the convex sections having the positional relation are formed so as to face each other, the central area of the opposing area is a portion where the opposing distance is minimum. In the convex part which exists in the part except for, and in the convex part which has the above-mentioned positional relationship, the part where the above-mentioned opposing distance becomes the minimum is a field except the range to 10 nm from the both ends of the width direction of the above-mentioned opposing area It was configured as it exists.
The imprint mold according to the present invention has at least a substrate and a plurality of projections located in a concavo-convex structure region set in one plane of the substrate, and is an adjacent projection, which is one of the projections. When the opposing distance from the side wall surface of the projecting portion to the side wall surface of the other projecting portion opposing the side wall surface is a distance in a plane parallel to the plane, the minimum value of the opposing distance is 50 nm or less In an opposing area in which the side walls of the convex sections having the positional relation are formed so as to face each other, the central area of the opposing area is a portion where the opposing distance is minimum. When the cross-sectional shape of the convex portion is rectangular in the convex portion which is present in the portion except for the above, the cross-sectional shape has a roundness such that each side protrudes outward, or The configuration is such that the roundness of the corners is large
As another aspect of the present invention, the corner rounding is configured such that the range in which the rounding exists exceeds 10 nm from the intersection point of the extrapolation lines of two sides forming the corner in the cross-sectional shape .
The imprint mold according to the present invention has at least a substrate and a plurality of projections located in a concavo-convex structure region set in one plane of the substrate, and is an adjacent projection, which is one of the projections. When the opposing distance from the side wall surface of the projecting portion to the side wall surface of the other projecting portion opposing the side wall surface is a distance in a plane parallel to the plane, the minimum value of the opposing distance is 50 nm or less In an opposing area in which the side walls of the convex sections having the positional relation are formed so as to face each other, the central area of the opposing area is a portion where the opposing distance is minimum. And at least one of the convex portions of the convex portion in the positional relationship has a convex portion having a width smaller than the width of the convex portion on the side wall surface not facing the other convex portion. It was configured to be continuous.
本発明の他の態様として、前記対向距離は、前記対向領域の中央部において最大であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記位置関係にある前記凸部において、前記対向領域の幅方向の長さは、前記最小値の1倍〜10倍の範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記位置関係にある前記凸部の少なくとも一方の凸部は、前記対向領域の中央部に凹み部を有するような構成とし、また、前記位置関係にある前記凸部の対向する側壁面の大きさが異なり、少なくとも側壁面の小さい前記凸部の側壁面に前記凹み部が存在するような構成とし、また、側壁面の大きい前記凸部の側壁面にも前記凹み部が存在し、側壁面の小さい前記凸部の側壁面に存在する前記凹み部の深さおよび/または幅と、側壁面の大きい前記凸部の側壁面に存在する前記凹み部の深さおよび/または幅が異なるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the facing distance is configured to be maximum at a central portion of the facing region.
As another aspect of the present invention, in the convex portion in the positional relationship, the length in the width direction of the opposing region is in a range of 1 to 10 times the minimum value.
As another aspect of the present invention, at least one convex portion of the convex portions in the positional relationship is configured to have a recessed portion in a central portion of the facing area, and the convex portions in the positional relationship The recess has a different size, and the recess is present at least on the side wall of the protrusion having a small side wall, and the recess is also formed on the side wall of the protrusion having a large side wall. And the depth and / or width of the recess present in the side wall surface of the protrusion having a small side wall surface, and the depth and the width of the recess present in the side wall surface of the protrusion having the large side wall surface And / or configured to have different widths.
本発明のインプリント方法は、被転写体の所望の面に、被成形樹脂材料層を形成する工程と、上述のいずれかのインプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を硬化させて樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離し、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させる工程と、を有するような構成とした。 In the imprint method of the present invention, the step of forming a resin material layer to be molded on a desired surface of a transfer target, and the middle of the convex portion of any of the above imprint molds is applied to the resin material layer to be molded. The step of pressing and curing the to-be-molded resin material layer in the relevant state to form a resin layer, and separating the resin layer and the imprint mold, the resin layer having a concave portion corresponding to the convex portion included in the mold And a step of positioning on a transfer receiving body.
また、本発明のインプリント方法は、被転写体の所望の面に、被成形樹脂材料層を形成する工程と、上述のいずれかのインプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を半硬化させて樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離す工程と、を前記被成形樹脂材料層の所望の領域に繰り返し行い、その後、前記樹脂層を硬化させて、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させるような構成とした。
また、本発明のインプリント方法は、基材と、該基材の一の平面に設定された凹凸構造領域に位置する複数の凸部と、を少なくとも有し、隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在するインプリントモールドを用いたインプリント方法であって、被転写体の所望の面に、被成形樹脂材料層を形成する工程と、前記インプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を半硬化させて樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離す工程と、を前記被成形樹脂材料層の所望の領域に繰り返し行い、その後、前記樹脂層を硬化させて、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させるような構成とした。
Further, in the imprint method of the present invention, the step of forming a resin material layer to be molded on a desired surface of a material to be transferred, and the resin material to be molded to the middle of the convex portion of any of the above imprint molds. A desired region of the to-be-molded resin material layer is pressed into the layer, and the step of forming the resin layer by semi-curing the to-be-molded resin material layer in the relevant state, and separating the resin layer and the imprint mold. Then, the resin layer is cured to position the resin layer having the concave portion corresponding to the convex portion provided on the mold on the transfer target body.
Further, the imprint method of the present invention comprises at least a base material and a plurality of convex parts located in a concavo-convex structure region set in one plane of the base material, and is an adjacent convex part, When the opposing distance from the side wall surface of one protrusion to the side wall surface of the other protrusion opposite to the side wall surface is a distance in a plane parallel to the plane, the minimum value of the opposing distance is 50 nm or less In the opposing area where the side wall surfaces of the convex sections in the positional relationship face each other and the convex sections are in the positional relationship of What is claimed is: 1. An imprint method using an imprint mold present in a portion excluding a central portion, comprising the steps of: forming a to-be-molded resin material layer on a desired surface of an object to be transferred; Push the resin resin material layer up to the middle The step of semi-curing the resin material layer to be molded in the state to form a resin layer, and the step of separating the resin layer and the imprint mold are repeated on a desired region of the resin material layer to be molded, Thereafter, the resin layer is cured, and the resin layer having a concave portion corresponding to the convex portion included in the mold is positioned on the transfer target body.
本発明のインプリントモールドは、隣接する凹部パターン間の距離を高い精度で制御するパターン形成が可能である。
本発明のインプリント方法は、寸法精度が良好なパターンを形成することができる。
The imprint mold of the present invention is capable of pattern formation in which the distance between adjacent recess patterns is controlled with high accuracy.
The imprint method of the present invention can form a pattern with good dimensional accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the dimensions of the respective members, the ratio of the sizes among the members, and the like are not necessarily the same as the actual ones, and are the same members or the like. Even in some cases, the dimensions and ratios may differ depending on the drawings.
[インプリントモールド]
図1は、本発明のインプリントモールドの一実施形態を説明するための側面図である。図1において、本発明のインプリントモールド11は、支持部13の表面13aに凸構造部14を備えた、いわゆるメサ構造の基材12を有し、凸構造部14の平面14aには、凹凸構造領域Aが設定されており、この凹凸構造領域Aに複数の凸部21が位置している。尚、図1における基材12と凸部21との大きさの比、凸部21の個数、位置等は便宜的なものである。また、凸構造部14は、その表面14aの周縁が、凸構造部14の外側の領域に対して2段以上の凸構造となっていてもよい。さらに、基材12は、メサ構造ではなく、平板形状等の他の形状であってもよい。
インプリントモールド11の基材12は、光透過性が必要な場合には、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類の他、サファイアや窒化ガリウム、更にはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。また、基材12に光透過性が必要ではない場合には、上記の材料以外に、例えば、シリコンやニッケル、チタン、アルミニウム等の金属およびこれらの合金、酸化物、窒化物、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。
[Imprint mold]
FIG. 1 is a side view for explaining an embodiment of the imprint mold of the present invention. In FIG. 1, the
The
基材12の厚みは、凸構造部14の突出高さ、基材12の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、300μm〜10mm程度の範囲で適宜設定することができる。
このようなインプリントモールド11は、隣接する凸部21であって、一方の凸部21の側壁面から、この側壁面と対向する他方の凸部21の側壁面までの対向距離を、上記の平面14aに平行な面内における距離としたときに、当該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部21を有している。対向距離の最小値が50nm以下であると、フォトリソグラフィー法による高精度のパターン形成が困難となる。また、対向距離が50nm以下で隣接する凸部を備えた従来のインプリントモールドを使用したインプリントを用いて、凹部形状が隣接するようなレジストパターンを転写形成した場合においても、レジストパターンを介したエッチング時に、隣接するパターン同士がつながったり、パターン間の寸法制御が困難となる。このため、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、後述するような作用効果を奏する本発明のインプリントモールドが極めて有用となる。一方、対向距離の最小値の下限は、特に制限はなく、例えば、コンタクトホールの形成にインプリントモールド11を使用した場合、対向距離の最小値が8nm未満であると、隣接するパターン同士を分離して転写形成できたとしても、トンネル効果の影響から、電気的に短絡してしまう懸念があるので、このような場合には、対向距離の最小値の下限を8nmとすることができる。
The thickness of the
Such an
図2は、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部21の一例を示す側面図であり、図3は平面図であり、図4は斜視図である。図2〜図4では、対向する1組の凸部21の一方の凸部を21A、他方の凸部を21Bとして示している。図2〜図4において、隣接する1組の凸部21Aと凸部21Bは、これらの凸部21が配設されている平面14aに平行な面での断面形状が同じ大きさの正方形であり、凸部21Aの側壁面22aと凸部21Bの側壁面22bが対向している。凸部21Aの側壁面22aから、凸部21Bの側壁面22bまでの対向距離Lは、図2に示されるように、平面14aに平行な任意の面P(二点鎖線で示している)を設定したときに、この面P内において側壁面22aと側壁面22bとが対向する方向(図2、図3に矢印aで示される方向)での側壁面22aから側壁面22bまでの距離である。
隣接して対向する1組の凸部21Aと凸部21Bにおいて、対向する側壁面22aと側壁面22bとの間には対向領域27が形成されている。この対向領域27の幅方向(図3に矢印bで示される方向)の長さMは、図示例では、対向している凸部21A、凸部21Bの矢印b方向の寸法と同じである。尚、図3では、対向領域27に網点を付して示している。
2 is a side view showing an example of the
An opposing
また、凸部21Aの側壁面22a、凸部21Bの側壁面22bには、それぞれ対向領域27の中央部に位置し、かつ、凸部21A,21Bの頂部から底部(平面14a側)方向に沿って、凹み部24a、凹み部24bが位置している。
上記の対向距離Lは、対向領域27の中央部に位置する凹み部24aと凹み部24bが対向する部位で最大値Lmaxとなっている。また、対向領域Lは、対向領域27の側端寄りで最小値Lminとなっている。このように、本発明のインプリントモールドは、側壁面22aと側壁面22bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域27の中央部を除いた位置に存在すればよい。
上記の対向領域27の幅方向(矢印bで示される方向)の長さMは、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲である場合に、凹み部24aと凹み部24bを形成することで、対向領域におけるエッチングをより安定的に実施することができる。
このような凸部21の高さ(凸構造部14の平面14aから頂部までの垂直距離)は20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
Further, the
The facing distance L described above has a maximum value Lmax at a portion where the
When the length M in the width direction (direction indicated by the arrow b) of the facing
The height (vertical distance from the
ここで、微小な対向領域を介して隣接する凸部を備えた本発明のインプリントモールドを使用し、インプリントで形成したレジストパターンは、凸部に対応した凹部が形成され、凹部間を仕切るように存在するレジストの幅が中央部において大きいものとなる。図3に示される例では、対向領域27の端部は凸部21A、凸部21Bのコーナーと一致しており、インプリントモールド11を用いて転写形成されるレジストパターンの凹部のコーナーとなる。通常、レジストパターンを介したエッチングでは、コーナーは、中央部に比べてエッチングが進行し難いため、コーナーと中央部とでエッチング速度に差が生じる。したがって、レジストパターンの凹部間に存在するレジストは、端部(レジストパターンの凹部のコーナー)に比べて中央部で、エッチングによる細りの進行が速く、このため、従来のインプリントモールドを使用した場合、凹部間を仕切るように存在するレジストの中央部がエッチング中に消失して隣接する凹部パターン同士がつながったり、レジストの中央部が細くなり、パターン間の寸法を制御することが困難となる。しかし、本発明では、図3に示されるように、微小面積のパターンが向かい合う対向領域27に、凹み部24aと凹み部24bが存在するので、対向領域27に対応するレジストは、端部(レジストパターンの凹部のコーナー)よりも中央部において幅が大きいものとなる。このため、レジストパターンの凹部間を仕切るように存在するレジストにおいて、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行に差が生じても、このレジストの中央部が端部よりも細くなることが抑制され、レジストの幅をより均一とすることができ、これによりパターン間の寸法をより均一にエッチングすることが可能となる。
Here, using the imprint mold of the present invention provided with convex portions adjacent via minute opposing regions, a resist pattern formed by imprinting is formed with concave portions corresponding to the convex portions to partition the concave portions. Thus, the width of the existing resist becomes large at the central portion. In the example shown in FIG. 3, the end of the opposing
凸部21Aの側壁面22aに位置する凹み部24a、凸部21Bの側壁面22bに位置する凹み部24bの深さ(側壁面22aと側壁面22bとが対向する方向である矢印a方向の凹みの程度)、幅(対向領域27の幅方向である矢印b方向の凹み部位の幅)、位置は適宜設定することができる。例えば、凹み部24a,24bの深さは、インプリントにより対向領域27に対応するように形成されるレジストの端部(レジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差に応じて設定することができ、対向距離Lの最小値Lminの0.05倍〜0.2倍の範囲で適宜設定することができる。また、凹み部24a,24bの幅は、インプリントにより対向領域27に対応するように形成されるレジストの端部(レジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差が生じる領域に応じて設定することができ、対向領域27の幅方向(矢印bで示される方向)の長さMの0.3倍〜0.7倍の範囲で適宜設定することができる。さらに、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域27の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するように、凹み部24a,24bの幅、位置を設定してもよい。このように対向距離Lが最小値Lminとなる部位を適宜設定することにより、インプリントモールド11を用いて転写形成されるレジストパターンを介したエッチングにおいて、パターン間の寸法をより均一なものに制御することができる。
The depth of the
尚、図示例では、凸部21の側壁面が凸構造部14の平面14aに対して垂直となっているが、凸部21は、頂部が底部(平面14a側)よりも小さくなるようなテーパー形状であってもよい。この場合、上述の「平面14aに平行な面P」の設定位置は、凸部21の頂部から底部に向かう方向であって、頂部から所望の範囲内、例えば、インプリント時に凸部21を被成形樹脂材料層に刺し込む深さの範囲内のいずれの位置であってよい。以下の実施形態においても同様である。
また、上述の例では、対向領域27の中央部に位置する凹み部24aと凹み部24bとが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平面14aに平行な面での凸部21A、凸部21Bの正方形断面の各辺が外側に出っ張るような丸みを有するものである場合、あるいは、正方形断面の角部の丸みが大きい場合、隣接して対向する側壁面22a、側壁面22bの対向距離Lは、対向領域27の幅方向の側端部において最大値Lmaxとなってもよい。本発明のインプリントモールドは、このような形状の凸部を備えたインプリントモールドであってもよく、側壁面22a、側壁面22bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域の中央部を除いた位置に存在すればよい。尚、上記の角部の丸みが大きい場合とは、断面形状において角部をなす2つの辺の外挿線の交点から、丸みが存在する範囲が10nmを超える場合を意味する。以下においても同様である。
In the illustrated example, the side wall surface of the
Further, in the above-described example, the opposing distance L is the maximum value Lmax at the portion where the
図5は、本発明のインプリントモールドの他の実施形態における凸部の平面図であり、図3相当の図である。この図5では、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部31を示しており、一方の凸部を31A、他方の凸部を31Bとして示している。図5において、隣接する1組の凸部31Aと凸部31Bは、これらの凸部31が配設されている平面(図2では平面14a)に平行な面での断面形状が正方形である。そして、凸部31Aの断面形状に対して、対向している凸部31Bの断面形状が大きいものとなっており、凸部31Aの側壁面32aが、凸部31Bの側壁面32bの一部と対向している。凸部31Aの側壁面32aから、凸部31Bの側壁面32bまでの対向距離Lは、図2に示される例と同様に、凸部31Aと凸部31Bが配設されている平面(図2では平面14a)に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面32aと側壁面32bとが対向する方向(図5に矢印aで示される方向)での側壁面32aから側壁面32bまでの距離である。
上記のように隣接して対向する1組の凸部31Aと凸部31Bにおいて、対向する側壁面32aと側壁面32bとの間には対向領域37が形成されている。この対向領域37の幅方向(図5に矢印bで示される方向)の長さMは、凸部31Aの矢印b方向の寸法と同じである。尚、図5では、対向領域37に網点を付して示している。
FIG. 5 is a plan view of a projection in another embodiment of the imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In this FIG. 5, the
As described above, in the pair of the
また、凸部31Bに比べて対向する側壁面が小さい凸部31Aの側壁面32aには、対向領域37の中央部に位置し、かつ、凸部31Aの頂部から底部方向に沿って、凹み部34aが位置している。
上記の対向距離Lは、対向領域37の中央部に位置する凹み部34aで最大値Lmaxとなっている。また、対向距離Lは、対向領域37の中央部から側端寄りで最小値Lminとなっている。このように、本発明のインプリントモールドは、側壁面32aと側壁面32bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域37の中央部を除いた位置に存在すればよい。
また、対向領域37の幅方向(矢印bで示される方向)の長さMは、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲であることが好ましい。
このような凸部31の高さは20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
尚、図5に示される例では、対向領域37の中央部に位置する凹み部34aにおいて対向距離Lが最大値Lmaxとなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凸部31Aが配設されている平面に平行な任意の面での凸部31Aの正方形断面の各辺が外側に出っ張るような丸みを有するものである場合、あるいは、正方形断面の角部の丸みが大きい場合、隣接して対向する側壁面32a、側壁面32bの対向距離Lは、対向領域37の幅方向の側端部において最大値Lmaxとなってもよい。
Further, the
The facing distance L described above has the maximum value Lmax at the
The length M of the facing
The height of such a
In the example shown in FIG. 5, the facing distance L is the maximum value Lmax at the
図5に示される例では、対向領域37の端部は、凸部31Aのコーナーと一致しており、このインプリントモールドを用いて転写形成されるレジストパターンの凹部のコーナーとなる。一方、凸部31Bのコーナーは対向領域37の端部から離れた位置にある。上述のように、レジストパターンを介したエッチングでは、通常、コーナーは、中央部に比べてエッチングが進行し難いため、コーナーと中央部とでエッチング速度に差が生じる。しかし、凸部31Aに対応したレジストパターンの凹部と、凸部31Bに対応したレジストパターンの凹部とを比較した場合、コーナーが中央部により近く位置する凸部31Aに対応した凹部の方が、エッチング時においてコーナーの影響を受け易い。このため、凸部31Aの方に凹み部34aを設けることにより、凹部間を仕切るように存在するレジストの中央部がエッチング中に消失して隣接する凹部パターン同士がつながるようなことが防止され、また、このレジストの中央部が端部よりも細くなることが抑制される。これにより、レジストの幅をより均一とすることができ、パターン間の寸法がより均一となるようにエッチングすることが可能となる。
In the example shown in FIG. 5, the end of the opposing
また、図6に示すように、凸部31Aに比べて対向する側壁面が大きい凸部31Bの側壁面32bにも、対向領域37の中央部に位置し、かつ、凸部31Bの頂部から底部方向に沿って、凹み部34bが位置していてもよい。この例では、対向領域37の中央部に位置する凹み部34aと凹み部34bとが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなり、対向領域37の中央部から側端寄りで、対向距離Lが最小値Lminとなっている。したがって、側壁面32aと側壁面32bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域37の中央部を除いた位置に存在している。
Further, as shown in FIG. 6, the
上記のように、凸部31Aの側壁面32aに位置する凹み部34a、凸部31Bの側壁面32bに位置する凹み部34bの深さ(矢印a方向の凹みの程度)、幅(矢印b方向の凹み部位の幅)、位置は適宜設定することができ、凹み部34aの深さおよび/または幅と、凹み部34bの深さおよび/または幅は、同一であってもよく、また、図6に示すように、異なるものであってもよい。例えば、凹み部34a,34bの深さは、対向領域37に対応するレジストの端部(凸部31Aに対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差に応じて設定することができ、対向距離Lの最小値Lminの0.05倍〜0.2倍の範囲で適宜設定することができる。また、凹み部34a,34bの幅は、対向領域37に対応するレジストの端部(凸部31Aに対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差が生じる領域に応じて設定することができ、対向領域37の幅方向(矢印bで示される方向)の長さMの0.3倍〜0.7倍の範囲で適宜設定することができる。さらに、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域37の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するように、凹み部34a、凹み部34bの幅、位置を設定してもよい。このように対向距離Lが最小値Lminとなる部位を適宜設定することにより、インプリントモールド11を用いて転写形成されるレジストパターンを介したエッチングにおいて、パターン間の寸法をより均一なものに制御することができる。
As described above, the depth (the degree of recess in the direction of arrow a) and the width (direction of arrow b) of the
図6に示される例では、対向領域37の端部は、凸部31Aのコーナーと一致しており、このインプリントモールドを用いて転写形成されるレジストパターンの凹部のコーナーとなる。一方、凸部31Bのコーナーは対向領域37の端部から離れた位置にある。上述のように、レジストパターンを介してエッチングでは、通常、コーナーは、中央部に比べてエッチングが進行し難いため、コーナーと中央部とでエッチング速度に差が生じる。しかし、凸部31Aに対応したレジストパターンの凹部と、凸部31Bに対応したレジストパターンの凹部とを比較した場合、コーナーが中央部により近く位置する凸部31Aに対応した凹部の方が、エッチング時においてコーナーの影響を受け易い。このため、凸部31Aに位置する凹み部34aは、深さを大きくし、凸部31Bに位置する凹み部34bは、深さは浅いが、幅を長く設定している。このように凹み部34a,34bを設けたことにより、凹部間を仕切るように存在するレジストの中央部がエッチング中に消失して隣接する凹部パターン同士がつながるようなことが防止される。また、対向領域37を有する凸部31A、凸部31Bの側壁の長さや、凸部31A、凸部31Bが配設されている平面(図2では平面14a)に平行な面での凸部31A、凸部31Bの断面形状の面積等に合わせて、凹み部34a,34bの深さ、幅を設定することで、寸法の均一性も向上することができる。
尚、凹み部34a,34bの深さ、幅は、事前にインプリント転写を行った結果を用いて設定することができる。
In the example shown in FIG. 6, the end of the opposing
The depths and widths of the recessed
図7は、本発明のインプリントモールドの他の実施形態における凸部の平面図であり、図3相当の図である。この図7では、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある3個の凸部41を示しており、各凸部を41A、41B、41Cとして示している。図7において、凸部41A,41B,41Cは、これらの凸部41が配設されている平面(図2では平面14a)に平行な面での断面形状が同じ大きさの正8角形であり、凸部41Bが凸部41A、凸部41Cと隣接している。
隣接する1組の凸部41Aと凸部41Bは、凸部41Aの側壁面42aが、凸部41Bの側壁面42bと対向している。また、隣接する1組の凸部41Bと凸部41Cは、凸部41Bの側壁面42b′が、凸部41Cの側壁面42cと対向している。また、上記のように対向する側壁面42aと側壁面42bとの間には対向領域47が形成され、側壁面42b′と側壁面42cとの間には対向領域47′が形成されている。ここで、a方向、a′方向は、二つの側壁面が対向する方向とし、b方向、b′方向は、対向領域の幅方向とする。
FIG. 7 is a plan view of a projection in another embodiment of the imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 7, three
The
凸部41Aの側壁面42aから、凸部41Bの側壁面42bまでの対向距離Lは、図2に示される例と同様に、凸部41Aと凸部41Bが配設されている平面に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面42aと側壁面42bとが対向する方向(図7に矢印aで示される方向)での側壁面42aから側壁面42bまでの距離である。同様に、凸部41Bの側壁面42b′から、凸部41Cの側壁面42cまでの対向距離Lも、凸部41Bと凸部41Cが配設されている平面に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面42b′と側壁面42cとが対向する方向(図7に矢印a′で示される方向)での側壁面42b′から側壁面42cまでの距離である。
この対向領域47の幅方向(図7に矢印bで示される方向)の長さM、対向領域47′の幅方向(図7に矢印b′で示される方向)の長さM′は、上記の正8角形の断面形状の1辺の長さに相当する。通常、対向領域47と対向領域47′は同じ形状、寸法の空間をなしている。尚、図7では、対向領域47,47′に網点を付して示している。
尚、図7においては、対向領域47のb方向(幅方向)と対向領域47′のa′方向(対向方向)が一致し、対向領域47のa方向(対向方向)と対向領域47′のb′方向(幅方向)が一致している。
The opposing distance L from the
The length M of the opposing
In FIG. 7, the b direction (width direction) of the facing
このような凸部41Aの側壁面42a、凸部41Bの側壁面42bには、それぞれ対向領域47の中央部に位置し、かつ、凸部41A,41Bの頂部から底部方向に沿って、凹み部44a、凹み部44bが位置している。また、凸部41Bの側壁面42b′、凸部41Cの側壁面42cには、それぞれ対向領域47′の中央部に位置し、かつ、凸部41B,41Cの頂部から底部方向に沿って、凹み部44b′、凹み部44cが位置している。
隣接する1組の凸部41Aと凸部41Bの対向距離Lは、対向領域47の中央部に位置する凹み部44aと凹み部44bが対向する部位で最大値Lmaxとなり、対向領域47の側端寄りで最小値Lminとなっている。また、隣接する1組の凸部41Bと凸部41Cの対向距離Lは、対向領域47′の中央部に位置する凹み部44b′と凹み部44cが対向する部位で最大値Lmaxとなり、対向領域47′の側端寄りで最小値Lminとなっている。したがって、側壁面42aと側壁面42bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域47の中央部を除いた位置に存在し、側壁面42b′と側壁面42cの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域47′の中央部を除いた位置に存在している。
また、対向領域47の幅方向の長さM、対向領域47′の幅方向の長さM′は、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲であることが好ましい。
このような凸部41の高さは20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
The
The opposing distance L between a pair of adjacent
The length M in the width direction of the facing
The height of such a
尚、図7に示される例では、対向領域47の中央部に位置する凹み部44aと凹み部44bとが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなり、また、対向領域47′の中央部に位置する凹み部44b′と凹み部44cが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の正8角形の断面形状の各辺が外側に出っ張るような丸みを有するものである場合、あるいは、正8角形断面の角部の丸みが大きい場合、隣接して対向する側壁面42aと側壁面42bとの対向距離L、側壁面42b′と側壁面42cとの対向距離Lは、対向領域47,47′の幅方向の側端部において最大値Lmaxとなってもよい。
上記のように、凸部41Aの側壁面42aに位置する凹み部44a、凸部41Bの側壁面42b,42b′に位置する凹み部44b,44b′、凸部41Cの側壁面42cに位置する凹み部44cの深さ、幅は適宜設定することができる。例えば、凹み部44a,44b,44b′,44cの深さは、対向領域47,47′に対応するレジストの端部(凸部41に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差に応じて設定することができ、対向距離Lの最小値Lminの0.05倍〜0.2倍の範囲で適宜設定することができる。また、凹み部44a,44b,44b′,44cの幅は、対向領域47,47′対応するレジストの端部(凸部41に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差が生じる領域に応じて設定することができ、対向領域47,47′の幅方向の長さM,M′の0.3倍〜0.7倍の範囲で適宜設定することができる。さらに、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域47、対向領域47′の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するように、凹み部44a,44b,44b′,44cの幅、位置を設定してもよい。
In the example shown in FIG. 7, the opposing distance L is the maximum value Lmax at the portion where the
As described above, the
図7に示す例では、対向領域47,47′の端部は凸部41のコーナーと一致しており、このインプリントモールドを用いて転写形成されるレジストパターンの凹部のコーナーとなる。そして、凸部41のコーナーの角度は、凸部41の断面形状が正8角形であるため135°となっており、図3、図5、図6に示されるように凸部のコーナーの角度が90°に設計してある場合と比較し、エッチング時のコーナーによる影響は少ない。このため、凸部に設ける凹み部の深さと幅は、凸部のコーナーの角度に応じて調節してもよい。
尚、図7に示される例では、凸部41Bにおいて、他の凸部41A,41Cの側壁面と対向する側壁面42b,42b′は、凸部41Bの一つの側壁面を間に挟んで配置されているが、二つ以上の側壁面を挟んで配置されていてもよい。
In the example shown in FIG. 7, the end portions of the opposing
In the example shown in FIG. 7, in the
図8は、本発明のインプリントモールドの他の実施形態における凸部の平面図であり、図3相当の図である。この図8では、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある3個の凸部51を示しており、各凸部を51A、51B、51Cとして示している。図8において、凸部51A,51B,51Cは、これらの凸部51が配設されている平面(図2では平面14a)に平行な面での断面形状が同じ大きさの長方形であり、凸部51Bが凸部51A、凸部51Cと隣接している。
隣接する1組の凸部51Aと凸部51Bは、長方形断面の長辺に該当する凸部51Aの側壁面52aの一部が、長方形断面の長辺に該当する凸部51Bの側壁面52bの一部と対向している。また、隣接する1組の凸部51Bと凸部51Cは、長方形断面の長辺に該当する凸部51Bの側壁面52b′の一部が、長方形断面の長辺に該当する凸部51Cの側壁面52cの一部と対向している。このように、凸部51A,51B,51Cは、長方形断面の長辺方向に一定の距離でずれた状態となっている。
上記の凸部51Aの側壁面52aから、凸部51Bの側壁面52bまでの対向距離Lは、図2に示される例と同様に、凸部51Aと凸部51Bが配設されている平面に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面52aと側壁面52bとが対向する方向(図8に矢印aで示される方向)での側壁面52aから側壁面52bまでの距離である。同様に、凸部51Bの側壁面52b′から、凸部51Cの側壁面52cまでの対向距離Lも、凸部51Bと凸部51Cが配設されている平面に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面52b′と側壁面52cとが対向する方向(図8に矢印aで示される方向)での側壁面52b′から側壁面52cまでの距離である。
FIG. 8 is a plan view of a projection in another embodiment of the imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 8, three
The adjacent
The facing distance L from the
上記のように対向する側壁面52aと側壁面52bとの間には対向領域57が形成され、側壁面52b′と側壁面52cとの間には対向領域57′が形成されている。この対向領域57の幅方向(図8に矢印bで示される方向)の長さM、対向領域57′の幅方向(図8に矢印bで示される方向)の長さM′は、長方形断面の長辺方向における凸部51Aと凸部51Bのずれ量、凸部51Bと凸部51Cのずれ量で決定される。通常、対向領域57と対向領域57′は同じ形状、寸法の空間をなしている。尚、図8では、対向領域57,57′に網点を付して示している。
このような凸部51Aの側壁面52a、凸部51Bの側壁面52bには、それぞれ対向領域57の中央部に位置し、かつ、凸部51A,51Bの頂部から底部方向に沿って、凹み部54a、凹み部54bが位置している。また、凸部51Bの側壁面52b′、凸部51Cの側壁面52cには、それぞれ対向領域57′の中央部に位置し、かつ、凸部51B,51Cの頂部から底部方向に沿って、凹み部54b′、凹み部54cが位置している。
As described above, the opposing
The
隣接する1組の凸部51Aと凸部51Bの対向距離Lは、対向領域57の中央部に位置する凹み部54aと凹み部54bが対向する部位で最大値Lmaxとなり、対向領域57の側端寄りで最小値Lminとなっている。また、隣接する1組の凸部51Bと凸部51Cの対向距離Lも、対向領域57′の中央部に位置する凹み部54b′と凹み部54cが対向する部位で最大値Lmaxとなり、対向領域57′の側端寄りで最小値Lminとなっている。したがって、側壁面52aと側壁面52bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域57の中央部を除いた位置に存在し、側壁面52b′と側壁面52cの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域57′の中央部を除いた位置に存在している。
また、対向領域57の幅方向の長さM、対向領域57′の幅方向の長さM′は、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲であることが好ましい。
このような凸部51の高さは20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
尚、図8に示される例では、対向領域57の中央部に位置する凹み部54aと凹み部54bとが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなり、また、対向領域57′の中央部に位置する凹み部54b′と凹み部54cが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の長方形の断面形状の各辺が外側に出っ張るような丸みを有するものである場合、あるいは、長方形断面の角部の丸みが大きい場合、隣接して対向する側壁面52aと側壁面52bとの対向距離L、側壁面52b′と側壁面52cとの対向距離Lは、対向領域57,57′の幅方向の側端部において最大値Lmaxとなってもよい。
The opposing distance L between a pair of adjacent
The length M in the width direction of the facing
The height of such a
In the example shown in FIG. 8, the opposing distance L is the maximum value Lmax at the portion where the
上記のように、凸部51Aの側壁面52aに位置する凹み部54a、凸部51Bの側壁面52b,52b′に位置する凹み部54b,54b′、凸部51Cの側壁面52cに位置する凹み部54cの深さ、幅は適宜設定することができ、例えば、凹み部54a,54b,54b′,54cの深さは、対向領域57,57′に対応するレジストの端部(凸部51に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差に応じて設定することができ、対向距離Lの最小値Lminの0.05倍〜0.2倍の範囲で適宜設定することができる。また、凹み部54a,54b,54b′,54cの幅は、対向領域57,57′対応するレジストの端部(凸部51に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差が生じる領域に応じて設定することができ、対向領域57,57′の幅方向の長さM,M′の0.3倍〜0.7倍の範囲で適宜設定することができる。さらに、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域57、対向領域57′の幅方向(図示の矢印b方向)の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するように、凹み部54a,54b,54b′,54cの幅、位置を設定してもよい。
As described above, the
図9は、本発明のインプリントモールドの他の実施形態における凸部の平面図であり、図3相当の図である。この図9では、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある9個の凸部61を示しており、各凸部を61A〜61Iとして示している。図9において、各凸部61A〜61Iは、これらの凸部61が配設されている平面(図2では平面14a)に平行な面での断面形状が同じ大きさの正方形である。そして、図示の凸部61Aは、その正方形断面の4辺において、凸部61B、凸部61C、凸部61D、凸部51Eと隣接している。
この例では、隣接する1組の凸部の状態は共通しているので、以下に凸部61Aと凸部61Bを例として説明する。隣接する1組の凸部61Aと凸部61Bは、凸部61Aの側壁面62aの一部が、凸部61Bの側壁面62bと対向している。
FIG. 9 is a plan view of a projection in another embodiment of the imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 9, nine
In this example, since the state of a pair of adjacent convex portions is common, the
このような凸部61Aの側壁面62aから、凸部61Bの側壁面62bまでの対向距離Lは、図2に示される例と同様に、凸部61Aと凸部61Bが配設されている平面に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面62aと側壁面62bとが対向する方向(図9に矢印aで示される方向)での側壁面62aから側壁面62bまでの距離である。
上記のように対向する側壁面62aと側壁面62bとの間には対向領域67が形成されている。この対向領域67の幅方向(図9に矢印bで示される方向)の長さMは、凸部61A,61Bの正方形断面の1辺の長さと同じである。尚、図9では、対向領域67に網点を付して示している。
このような凸部61Aの側壁面62a、凸部61Bの側壁面62bには、それぞれ対向領域67の中央部に位置し、かつ、凸部61A,61Bの頂部から底部方向に沿って、凹み部64a、凹み部64bが位置している。
隣接する1組の凸部61Aと凸部61Bの対向距離Lは、対向領域67の中央部に位置する凹み部64aと凹み部64bが対向する部位で最大値Lmaxとなり、対向領域67の側端寄りで最小値Lminとなっている。したがって、側壁面62aと側壁面62bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域67の中央部を除いた位置に存在している。
また、対向領域67の幅方向の長さMは、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲であることが好ましい。
このような凸部61の高さは20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
The facing distance L from the
As described above, an opposing
The
The opposing distance L between a pair of adjacent
The length M in the width direction of the facing
The height of such a
尚、図9に示される例では、対向領域67の中央部に位置する凹み部64aと凹み部64bとが対向する部位で、対向距離Lが最大値Lmaxとなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の正方形の断面形状の各辺が外側に出っ張るような丸みを有するものである場合、あるいは、正方形断面の角部の丸みが大きい場合、隣接して対向する側壁面62aと側壁面62bとの対向距離Lは、対向領域67の幅方向の側端部において最大値Lmaxとなってもよい。
上記のように、凸部61Aの側壁面62aに位置する凹み部64a、凸部61Bの側壁面62bに位置する凹み部64bの深さ、幅は適宜設定することができる。例えば、凹み部64a,64bの深さは、対向領域67に対応するレジストの端部(凸部61に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差に応じて設定することができ、対向距離Lの最小値Lminの0.05倍〜0.2倍の範囲で適宜設定することができる。また、凹み部64a,64bの幅は、対向領域67対応するレジストの端部(凸部61に対応するレジストパターンの凹部のコーナー)と中央部における、エッチング速度の差によるレジストの細りの進行の差が生じる領域に応じて設定することができ、対向領域67の幅方向の長さMの0.3倍〜0.7倍の範囲で適宜設定することができる。さらに、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域67の幅方向(図示の矢印b方向)の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するように、凹み部64a、凹み部64bの幅、位置を設定してもよい。
In the example shown in FIG. 9, the opposing distance L is the maximum value Lmax at the portion where the recess 64a and the
As described above, the depth and width of the recess 64a located on the
対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある複数の凸部が、相互に同じ状態で隣接するような態様は、図9に示される例に限定されるものではない。例えば、図7に示されるような断面形状が正8角形の凸部が、正8角形の1辺おきに他の凸部と隣接するような態様であってもよい。
上述のインプリントモールドは、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある複数の凸部の断面形状が正方形、長方形、正8角形の例であるが、本発明では凸部の断面形状には特に制限はない。
本発明のインプリントモールドは、凹凸構造領域Aに位置している複数の凸部の配置には特に制限がなく、例えば、半導体装置の配線設計におけるコンタクトホールの位置等、形成しようとするホールパターンに応じて、適宜配置を設定することができる。
The aspect in which the plurality of convex portions in the positional relationship in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less is adjacent to each other in the same state is not limited to the example shown in FIG. For example, as shown in FIG. 7, the convex portions having a regular octagonal cross-sectional shape may be adjacent to other convex portions every other side of the regular octagon.
The above-described imprint mold is an example in which the cross-sectional shape of the plurality of convex portions in a positional relationship in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less is square, rectangular, or octagonal. There is no particular restriction on
In the imprint mold of the present invention, the arrangement of the plurality of convex portions located in the concavo-convex structure region A is not particularly limited. For example, a hole pattern to be formed such as a position of a contact hole in wiring design of a semiconductor device The arrangement can be set appropriately according to
また、本発明のインプリントモールドは、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部の少なくとも一方の凸部が、他方の凸部と対向していない側壁面に、凸部の幅よりも狭い幅の線状凸部を連続して有しているものであってもよい。図10は、このようなインプリントモールドの凸部の平面図であり、図3相当の図である。この図10では、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部71を示しており、一方の凸部を71A、他方の凸部を71Bとして示している。図10において、隣接する1組の凸部71Aと凸部71Bは、凸部71Aの側壁面72aが、凸部71Bの側壁面72bの一部と対向している。また、凸部71Aでは、凸部71Bと対向している側壁面72aと異なる側壁面72a′に、凸部71Aの幅よりも狭い幅の線状凸部75Aが連続している。同様に、凸部71Bでは、凸部71Aと対向している側壁面72bと異なる側壁面72b′に、凸部71Bの幅よりも狭い幅の線状凸部75Bが連続している。
凸部71Aの側壁面72aから、凸部71Bの側壁面72bまでの対向距離Lは、図2に示される例と同様に、凸部71Aと凸部71Bが配設されている平面(図2では平面14a)に平行な任意の面を設定したときに、この面内において側壁面72aと側壁面72bとが対向する方向(図10に矢印aで示される方向)での側壁面72aから側壁面72bまでの距離である。
Further, in the imprint mold of the present invention, at least one of the convex portions having a positional relationship in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less is formed on the side wall surface not facing the other convex portion. It may have the linear convex part of width narrower than width continuously. FIG. 10 is a plan view of the convex portion of such an imprint mold and is a view corresponding to FIG. In FIG. 10, the
The facing distance L from the
上記のように隣接して対向する1組の凸部71Aと凸部71Bにおいて、対向する側壁面72aと側壁面72bとの間には対向領域77が形成されている。この対向領域77の幅方向(図10に矢印bで示される方向)の長さMは、図示例では、凸部71A,71Bの矢印b方向の寸法と同じである。尚、図10では、対向領域67に網点を付して示している。
また、凸部71Aの側壁面72a、凸部71Bの側壁面72bには、それぞれ対向領域77の中央部に位置し、かつ、凸部71A,71Bの頂部から底部方向に沿って、凹み部74a、凹み部74bが位置している。
上記の対向距離Lは、対向領域77の中央部に位置する凹み部74aと凹み部74bが対向する部位で最大値Lmaxとなっている。また、対向領域Lは、対向領域77の中央部から側端寄りで最小値Lminとなっている。したがって、側壁面72aと側壁面72bの対向距離Lが最小値Lminとなる部位は、対向領域77の中央部を除いた位置に存在している。そして、上記の態様と同様に、対向距離Lが最小値Lminとなる部位が、対向領域77の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在するようにしてもよい。
また、対向領域77の幅方向(矢印bで示される方向)の長さMは、対向距離Lの最小値Lminの1倍〜10倍の範囲であることが好ましい。
As described above, in the pair of the
In the
The facing distance L described above has a maximum value Lmax at a portion where the
The length M of the facing
また、凸部71Aの側壁面72a′に連続している狭幅の線状凸部75A、凸部71Bの側壁面72b′に連続している狭幅の線状凸部75Bの幅は、適宜設定することができる。
このような凸部71と線状凸部75の高さは20〜200nm程度、好ましくは50〜150nmの範囲で設定することができる。
凸部71Aに連続する狭幅の線状凸部75A、凸部71Bに連続する狭幅の線状凸部75Bの位置、方向、および、凸部71Aと凸部71Bの形状は、図10に示される例に限定されるものでない。例えば、図11(A)〜図11(C)に示されるような態様等、適宜設定とすることができる。
Further, the width of the narrow
The height of the
The positions and directions of the narrow
このような本発明のインプリントモールドは、隣接する凸部21の側壁面の対向距離の最小値が50nm以下である凸部21間において、対向距離の最小値が、側壁面同士が対向している対向領域の中央部を除いた部位に存在する。したがって、本発明のインプリントモールドを使用したインプリントで形成した樹脂層では、このような微小な対向領域を有する隣接した凸部に対応した凹部が形成され、凹部間を仕切るように存在する樹脂層の幅が中央部において大きいものとなる。これにより、樹脂層に形成した凹部の底部に残る樹脂層、いわゆる残膜の除去におけるエッチング、樹脂層を介した被転写体のエッチングにおいて、隣接する凹部間を仕切る樹脂層の中央部の細り、消失が防止され、凹部パターン間の距離を高い精度で制御することができる。
In such an imprint mold according to the present invention, the minimum value of the facing distance between the side walls is opposite to each other between the
上述のインプリントモールドの実施形態は例示であり、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。
また、本発明のインプリントモールドが備える凹み部の形成は、以下に挙げる方法により行うことができる。
例えば、電子線描画装置を用いて凹み部を描画し、現像エッチングで凹み部を形成することができる。電子線描画を行った後にレジストを現像した場合、インプリントと異なり、レジスト残膜が存在しないため、その後のエッチングでも凹み部の形成が可能である。
また、インプリントモールドの対向領域に対して、電子線修正装置、FIB(収束イオンビーム)修正装置、あるいは、AFM(原子間力顕微鏡)等の装置にて部分的に切削加工を施して凹み部を形成することができる。この方法は、設けたい凹み部の数が少ない場合に有用である。
また、マスターモールドを用いてインプリント転写によりインプリントモールドを作製する場合、凹み部に対応する凸部を電子線描画等でマスターモールドに形成し、インクジェット等を用いレジスト残膜を調節した条件でインプリント転写をして、凹み部を形成することができる。
The embodiment of the above-mentioned imprint mold is an illustration, and the present invention is not limited to the embodiment.
Moreover, formation of the recessed part with which the imprint mold of this invention is equipped can be performed by the method mentioned below.
For example, a recess can be drawn using an electron beam drawing apparatus, and the recess can be formed by development etching. In the case where the resist is developed after electron beam drawing, unlike the imprint, there is no remaining resist film, so that it is possible to form a recess even in the subsequent etching.
In addition, the facing area of the imprint mold is partially cut by a device such as an electron beam correction device, an FIB (focused ion beam) correction device, or an AFM (atomic force microscope) to form a recess. Can be formed. This method is useful when the number of depressions to be provided is small.
In addition, in the case of producing an imprint mold by imprint transfer using a master mold, a convex portion corresponding to the concave portion is formed on the master mold by electron beam drawing or the like, and under the condition that the resist residual film is adjusted using an inkjet or the like. Imprint transfer can be performed to form a recess.
上述のような方法で形成する凹み部の深さと幅の設定は、事前にインプリント転写を行った結果を用いて調整することができる。例えば、インプリントにより形成したレジストパターンの形状や、レジストパターンを介して被転写体までエッチング加工した形状を観察し、凹部間を仕切るように存在するレジストの細りの程度を測定し、その結果を基に凹み部の深さ、幅を決定すればよい。
また、本発明のインプリントモールドは、複数種の態様の隣接する凸部を備えるものであってもよい。例えば、図3に示されるような態様の隣接する凸部を備えるインプリントモールドにおいて、図3に示される態様とは異なる態様で隣接する凸部を備えるものであってよい。図5〜図7に示されるような態様の隣接する凸部を備える各インプリントモールドにおいても同様である。このように複数種の態様の隣接する凸部を備える場合、態様毎に凸部の形状に応じて、凹み部の深さ、幅等を設定することが好ましい。
The setting of the depth and width of the recess formed by the method as described above can be adjusted using the result of imprint transfer in advance. For example, the shape of a resist pattern formed by imprinting, or the shape etched to a transferred object through the resist pattern is observed, and the degree of thinning of the resist present to partition the recesses is measured, and the results are shown The depth and width of the recess may be determined based on the base.
Moreover, the imprint mold of this invention may be provided with the adjacent convex part of several types of aspect. For example, in an imprint mold provided with adjacent convex parts in the aspect as shown in FIG. 3, the adjacent convex parts may be provided in a manner different from the aspect shown in FIG. The same applies to each imprint mold provided with the adjacent convex portions in the aspect as shown in FIGS. 5 to 7. As described above, in the case where the plurality of types of adjacent convex portions are provided, it is preferable to set the depth, width, and the like of the concave portion in accordance with the shape of the convex portion for each of the aspects.
[インプリント方法]
次に、本発明のインプリント方法について説明する。
図12は、本発明のインプリント方法の一実施形態を説明するための工程図であり、上述の本発明のインプリントモールド11を使用する例を示している。
本発明のインプリント方法では、まず、被転写体111上の所望の面に被成形樹脂材料層121を形成する(図12(A))。使用する被成形樹脂材料は、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂を挙げることができる。被成形樹脂材料層121の形成方法は特に制限はなく、例えば、被転写体111上に被成形樹脂材料を供給し、スピンコート法で形成することができる。被成形樹脂材料層121の厚みは、後述するように被成形樹脂材料層121を硬化させて形成する樹脂層122が具備するエッチング耐性、すなわち、被転写体111をエッチングする際のエッチングマスクとしての機能を考慮して適宜設定することができ、例えば、30〜200nm程度の範囲で設定することができる。
[Imprinting method]
Next, the imprint method of the present invention will be described.
FIG. 12 is a process diagram for describing one embodiment of the imprint method of the present invention, and shows an example using the above-described
In the imprint method of the present invention, first, the
次に、本発明のインプリントモールド11の凸部21の途中までを被成形樹脂材料層121に押し込む(図12(B))。被成形樹脂材料層121への凸部21の押し込み量は、被成形樹脂材料層121の厚み、凸部21の高さ等を考慮して設定することができ、例えば、被成形樹脂材料層121の厚みが80nmであり、凸部21の高さが80nmである場合、押し込み量を50nm程度とすることができる。また、この押し込み量は、凸部21が、頂部から底部(平面14a側)よりもちいさくなるようなテーパー形状を有している場合、樹脂層122に形成する凹部の開口寸法が所望の寸法となるような位置まで押し込むように設定することができる。
Next, the
次いで、凸部21の途中までを被成形樹脂材料層121に押し込んだ状態で被成形樹脂材料層121を硬化させて樹脂層122を形成し、この樹脂層122とインプリントモールド11を引き離し、インプリントモールド11が備える凸部21に対応した空間からなる凹部123を有する樹脂層122を被転写体111上に形成する(図12(C))。図13は、このように形成された凹部123の中で、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部21(図2〜図4に示される凸部21A、凸部21B)に対応する凹部123を示す斜視図であり、樹脂層122の表面に斜線を付して示している。図13において、凹部123は、凸部21Aに対応する凹部123Aと、凸部21Bに対応する凹部123Bとが隣接している。このような凹部123Aと凹部123Bとの間に存在する樹脂層122は、インプリントモールド11において、隣接して対向する凸部21Aと凸部21Bとの間に位置する対向領域27(図2〜図4参照)に対応した形状を有する仕切り部127となっている。したがって、この仕切り部127は、凹部123Aから凹部123Bへ向かう方向(図13に矢印aで示す方向)での幅の最小値が略50nm以下にある。そして、仕切り部127の長さ方向(図13に矢印bで示す方向)の中央部が、インプリントモールド11の凸部21Aが側壁面22aに備える凹み部24a、凸部21Bが側壁面22bに備える凹み部24bに対応して、最も幅が広いものとなっている。
Next, the
上記の被成形樹脂材料層121の硬化は、被成形樹脂材料が光硬化性であり、インプリントモールド11がこれらを硬化させるための照射光を透過可能である場合には、インプリントモールド11側から光照射することができる。また、被転写体111が光を透過可能である場合には、被転写体111側から光照射を行ってもよく、さらに、インプリントモールド11側と被転写体111側の両方から光照射を行ってもよい。被成形樹脂材料が熱硬化性、あるいは、熱可塑性である場合には、それぞれ被転写材料に対して加熱処理、あるいは、冷却(放冷)処理を施すことができる。
When the resin material to be molded is photocurable and the
上記のように形成した樹脂層122を介して被転写体111をエッチングすることにより、凹部112を被転写体111に形成する(図12(D))。この樹脂層122を介した被転写体111のエッチングでは、樹脂層122に形成した凹部123の底部に残る樹脂層、いわゆる残膜の厚みが大きく、このため、樹脂層122を介したエッチングが被転写体111に到達するまでの時間が長くなる。しかし、本発明では、凹部112を高い精度で形成することができる。すなわち、エッチングによる細りは、樹脂層122の仕切り部127の長さ方向の中央部において最も進行するが、上記のように、樹脂層122の仕切り部127の長さ方向の中央部が最も幅が広いものとなっているので、仕切り部127の中央部の細り、消失が防止され、したがって、被転写体111に形成する凹部112間の距離を高い精度で制御することができる。
尚、被転写体111としてハードマスク材料層を備えた基材を使用してもよい。この場合、樹脂層122を介してハードマスク材料層をエッチングしてハードマスクを作製し、このハードマスクを介して被転写体111をエッチングすることができる。
このような本発明のインプリント方法は、凹部パターン間の距離を高い精度で制御した樹脂層を介して被転写体のエッチングを行うことができ、例えば、コンタクトホール間の間隔制御、電極パターン間の距離制御、あるいは、微細な配線形成を高い精度で行うことができる。
The recessed
Note that a base material provided with a hard mask material layer may be used as the material to be transferred 111. In this case, the hard mask material layer can be etched through the
Such an imprint method of the present invention can perform etching of a transferred object through a resin layer in which the distance between the recess patterns is controlled with high accuracy. For example, the distance control between contact holes, between the electrode patterns Distance control or fine wiring formation can be performed with high accuracy.
上述のインプリント方法の実施形態は例示であり、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。例えば、被転写体111に多面付けでホールパターンを形成する場合、インプリントモールド11を用いてステップ&リピート方式でインプリントを行うことができる。この際、各インプリントの工程毎に、上記にように、インプリントモールド11の凸部21の途中までを被成形樹脂材料層121に押し込んだ状態で硬化させて樹脂層122を形成してもよく、また、各インプリントの工程では、半硬化の状態で樹脂層122を形成し、最後に、樹脂層122を完全に硬化させてもよい。
The embodiment of the above-mentioned imprint method is an illustration, and the present invention is not limited to the embodiment. For example, in the case where a hole pattern is formed on the material to be transferred 111 in a multifaceted manner, the
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
(インプリントモールドの作製)
インプリントモールド用の基材として、中央に26mm×33mm、高さ30μmの凸構造部を有するメサ構造の石英ガラス基板(152mm角、厚み6.35mm)を準備した。この石英ガラス基板の凸構造部が位置する側の面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み5nm)を成膜してハードマスク材料層を形成した。この基材を、凸構造部を有する面が水平に上面となるようにインプリント装置の基板保持部に装着保持した。
次に、この基材の凸構造部のハードマスク材料層上に、被成形樹脂材料として光硬化性樹脂組成物の液滴をインクジェット方式で供給した。
次いで、電子線描画法を用いて作製したマスターモールドと上記の基材を近接させ、マスターモールドと基材との間に液滴を展開して、光硬化性樹脂層を形成した。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.
Example 1
(Production of imprint mold)
As a base material for imprint mold, a quartz glass substrate (152 mm square, thickness 6.35 mm) of a mesa structure having a convex structure portion of 26 mm × 33 mm at a center and a height of 30 μm was prepared. A chromium thin film (5 nm in thickness) was formed on the surface of the quartz glass substrate on the side where the convex structure portion is located by sputtering to form a hard mask material layer. This base material was mounted on and held by the substrate holding unit of the imprint apparatus so that the surface having the convex structure portion became the upper surface horizontally.
Next, droplets of the photocurable resin composition as a resin material to be molded were supplied onto the hard mask material layer of the convex structure portion of the base material by an inkjet method.
Next, a master mold manufactured using an electron beam lithography method was brought close to the above base material, and droplets were developed between the master mold and the base material to form a photocurable resin layer.
次に、インプリント装置の照明光学系から平行光(ピーク波長が365nmの紫外線)をマスターモールド側に200mJ/cm2の条件で照射した。これにより、光硬化性樹脂層を硬化させて樹脂層とした。
次に、樹脂層とマスターモールドを離間させて、マスターモールドが有する凹部に対応した凸部を有する樹脂層を基材上に形成した。この樹脂層において、凸部が存在しない箇所の厚み、すなわち、残膜の厚みは10nmであり、薄いものであった。
次いで、この樹脂層をエッチングマスクとしてハードマスク材料層をドライエッチングして、クロムのハードマスクを形成した。その後、このハードマスクをエッチングマスクとしてドライエッチングにより、基材の凹凸構造領域に複数の凸部を形成して、インプリントモールドを作製した。
Next, parallel light (ultraviolet light having a peak wavelength of 365 nm) was irradiated on the master mold side from the illumination optical system of the imprint apparatus under the condition of 200 mJ / cm 2 . Thereby, the photocurable resin layer was cured to form a resin layer.
Next, the resin layer and the master mold were separated, and a resin layer having a convex portion corresponding to the concave portion of the master mold was formed on the substrate. In this resin layer, the thickness of the portion where the convex portion did not exist, that is, the thickness of the remaining film was 10 nm, which was thin.
Then, the hard mask material layer was dry etched using this resin layer as an etching mask to form a chromium hard mask. Thereafter, using the hard mask as an etching mask, a plurality of projections are formed in the concavo-convex structure area of the base material by dry etching to produce an imprint mold.
このように作製したインプリントモールドは、図2〜図4に示されるような、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有するものであった。このような位置関係にある凸部は、図3に示される凸部21A、凸部21Bを参照して説明すると、対向領域27の長さMは50nm、対向領域27の中央部に位置する凹み部24a、凹み部24bの深さ(図3の矢印a方向の凹みの程度)は2nm、凹み部24a、凹み部24bの幅(図3の矢印b方向の凹み部位の長さ)は15nm、対向距離Lの最小値Lminは15nm、対向距離Lの最大値Lmaxは19nmであった。また、凸部21Aの矢印a方向、矢印b方向の寸法は50nm、凸部21Bの矢印a方向、矢印b方向の寸法は50nmであり、凸部21A、凸部21Bの高さは80nmであった。このようなインプリントモールドの寸法測定は、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて行った。以下の実施例、比較例においても同様とした。
The imprint mold produced in this manner has a convex portion in a positional relationship in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less as shown in FIGS. The protrusions having such a positional relationship will be described with reference to the
(パターン形成)
被転写体として、石英ガラス基板(152mm角、厚み6.35mm)を準備し、一方の面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み5nm)を成膜してハードマスク材料層を形成した。
次に、この被転写体のハードマスク材料層上に、被成形樹脂材料として光硬化性樹脂組成物を供給し、スピンコート法により被成形樹脂材料層(厚み80nm)を形成した(図12(A)参照)。この被転写体を、被成形樹脂材料層を有する面が水平に上面となるようにインプリント装置の基板保持部に装着保持した。
次いで、上述のように作製したインプリントモールドを被転写体に近接させ、インプリントモールドの凸部を被成形樹脂材料層に50nm押し込み、この状態でインプリント装置の照明光学系から平行光(ピーク波長が365nmの紫外線)をモールド側に200mJ/cm2の条件で照射した。これにより、被成形樹脂材料層を硬化させて樹脂層とした(図12(B)参照)。
(Pattern formation)
A quartz glass substrate (152 mm square, 6.35 mm thick) was prepared as a transfer target, and a chromium thin film (5 nm thick) was formed on one surface by sputtering to form a hard mask material layer.
Next, a photocurable resin composition was supplied as a molding resin material on the hard mask material layer of the transfer target, and a molding resin material layer (thickness 80 nm) was formed by spin coating (FIG. 12 (FIG. See A). The transfer target was mounted on and held by the substrate holding portion of the imprint apparatus so that the surface having the resin material layer to be molded became the upper surface horizontally.
Next, the imprint mold produced as described above is brought close to the transferred object, and the convex part of the imprint mold is pushed 50 nm into the resin material layer to be molded, and in this state parallel light (peak The mold side was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm under the condition of 200 mJ / cm 2 . Thereby, the to-be-molded resin material layer was hardened and it was set as the resin layer (refer FIG. 12 (B)).
次に、樹脂層とインプリントモールドを引き離し、インプリントモールドが備える凸部に対応した空間からなる凹部を有する樹脂層を被転写体上に位置させた(図12(C)参照)。この樹脂層に形成された凹部の中で、上記のような微細な対向距離を有した位置関係にある凸部に対応するように形成された隣接凹部は、この凹部間に位置する仕切り部が図13に示されるような形状であった。また、凹部の底部に位置する樹脂層、すなわち残膜の厚みは30nmであり、マスターモールドを用いたインプリントモールドの作製時の樹脂層の残膜厚みに比べて大幅に厚いものであった。
次いで、上記のように形成した樹脂層をエッチングマスクとしてハードマスク材料層をドライエッチングして、クロムのハードマスクを形成した。さらに、このハードマスクをエッチングマスクとしてドライエッチングにより、被転写体の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した(図12(D)参照)。
Next, the resin layer and the imprint mold were separated, and the resin layer having a concave portion consisting of a space corresponding to the convex portion included in the imprint mold was positioned on the transfer target (see FIG. 12C). Among the recesses formed in the resin layer, adjacent recesses formed to correspond to the convex portions in the positional relationship having the fine opposing distance as described above have a partition portion positioned between the concave portions. It had a shape as shown in FIG. In addition, the thickness of the resin layer located at the bottom of the recess, that is, the residual film was 30 nm, which was significantly thicker than the residual film thickness of the resin layer at the time of production of the imprint mold using the master mold.
Next, the hard mask material layer was dry etched using the resin layer formed as described above as an etching mask to form a chromium hard mask. Furthermore, using the hard mask as an etching mask, a plurality of concave portions were formed in the concavo-convex structure region of the transferred body by dry etching (see FIG. 12D).
このように被転写体である石英ガラス基板に形成した凹部の中で、上記のような微細な対向距離を有した位置関係にある凸部に対応している隣接凹部について、凹部間に位置する石英ガラス基板の仕切り部の幅を測定した。すなわち、図14に示すように、凹部112Aと凹部112Bとの間に位置する仕切り部117を6等分する5箇所の測定部位(図14に鎖線を付して示したP1〜P5の5箇所)を設定し、これらの各測定部位における仕切り部117の幅を測定した。このような測定を10組の隣接する凹部について行い、仕切り部117の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。尚、仕切り部117の幅の測定は、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて行った。以下の実施例、比較例においても同様とした。
Among the recesses formed in the quartz glass substrate which is the transferred object in this manner, the adjacent recesses corresponding to the protrusions having the positional relationship having the fine opposing distance as described above are located between the recesses The width of the partition of the quartz glass substrate was measured. That is, as shown in FIG. 14, five measurement sites (five dots P1 to P5 indicated by dashed lines in FIG. 14) divide the
[比較例1]
インプリントモールドとして、実施例1におけるインプリントモールドにおける凹み部24a、凹み部24bを設けないものを作製した。すなわち、対向領域27の長さMは50nm、対向距離Lは15nmで均一としたインプリントモールドを作製した。
このインプリントモールドを使用した他は、実施例1と同様にして、基材の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した。
このように石英ガラス基板に形成した凹部について、実施例1と同様にして、仕切り部の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。
Comparative Example 1
As the imprint mold, one in which the
In the same manner as in Example 1 except that this imprint mold was used, a plurality of recesses were formed in the uneven structure region of the base material.
With respect to the concave portions thus formed in the quartz glass substrate, the average value, the maximum value, and the minimum value of the widths of the partition portions are obtained in the same manner as in Example 1, and the value of (maximum value-minimum value) / average value is calculated. The results are shown in Table 1 below.
[実施例2]
(インプリントモールドの作製)
実施例1と同様にして、図6に示されるような、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有するインプリントモールドを作製した。このような位置関係にある凸部は、図6に示される凸部31A、凸部31Bを参照して説明すると、対向領域37の長さMは50nm、凸部31Aの凹み部34aの深さ(図6の矢印a方向の凹みの程度)は2nm、幅(図6の矢印b方向の凹み部位の長さ)は15nm、凸部31Bの凹み部34bの深さは1nm、幅は35nm、対向距離Lの最小値Lminは16nm、対向距離Lの最大値Lmaxは19nmであった。また、凸部31Aの矢印a方向、矢印b方向の寸法は50nm、凸部31Bの矢印a方向、矢印b方向の寸法は100nmであり、凸部31A、凸部31Bの高さは80nmであった。
Example 2
(Production of imprint mold)
In the same manner as in Example 1, an imprint mold having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less as shown in FIG. 6 was produced. The convex portions having such a positional relationship will be described with reference to the
(パターン形成)
上記のインプリントモールドを使用し、実施例1と同様にして、石英ガラス基板の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した。
このように石英ガラス基板に形成した凹部について、実施例1と同様にして、仕切り部の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。
(Pattern formation)
A plurality of recesses were formed in the concavo-convex structure region of the quartz glass substrate in the same manner as in Example 1 using the above-described imprint mold.
With respect to the concave portions thus formed in the quartz glass substrate, the average value, the maximum value, and the minimum value of the widths of the partition portions are obtained in the same manner as in Example 1, and the value of (maximum value-minimum value) / average value is calculated. The results are shown in Table 1 below.
[比較例2]
インプリントモールドとして、実施例2におけるインプリントモールドにおける凹み部34a、凹み部34bを設けないものを作製した。すなわち、対向領域37の長さMは50nm、対向距離Lは16nmで均一としたインプリントモールドを作製した。
このインプリントモールドを使用した他は、実施例2と同様にして、石英ガラス基板の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した。
このように石英ガラス基板に形成した凹部について、実施例1と同様にして、仕切り部の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。
Comparative Example 2
As the imprint mold, one in which the
A plurality of recesses were formed in the uneven structure region of the quartz glass substrate in the same manner as in Example 2 except that this imprint mold was used.
With respect to the concave portions thus formed in the quartz glass substrate, the average value, the maximum value, and the minimum value of the widths of the partition portions are obtained in the same manner as in Example 1, and the value of (maximum value-minimum value) / average value is calculated. The results are shown in Table 1 below.
[実施例3]
(インプリントモールドの作製)
実施例1と同様にして、図7に示されるような、対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有するインプリントモールドを作製した。このような位置関係にある凸部は、図7に示される凸部41A、凸部41Bを参照して説明すると、対向領域47の長さMは50nm、凸部41Aの凹み部44aの深さ(図7の矢印a方向の凹みの程度)は1.5nm、幅(図7の矢印b方向の凹み部位の長さ)は20nm、凸部41Bの凹み部44bの深さは1.5nm、幅は20nm、対向距離Lの最小値Lminは17nm、対向距離Lの最大値Lmaxは20nmであった。また、凸部41A、凸部41Bの矢印a方向、矢印b方向の寸法は120nmであり、凸部41A、凸部41Bの高さは80nmであった。
[Example 3]
(Production of imprint mold)
In the same manner as in Example 1, an imprint mold having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less, as shown in FIG. 7, was produced. The convex portions having such a positional relationship will be described with reference to the
(パターン形成)
上記のインプリントモールドを使用し、実施例1と同様にして、石英ガラス基板の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した。
このように石英ガラス基板に形成した凹部について、実施例1と同様にして、仕切り部の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。
(Pattern formation)
A plurality of recesses were formed in the concavo-convex structure region of the quartz glass substrate in the same manner as in Example 1 using the above-described imprint mold.
With respect to the concave portions thus formed in the quartz glass substrate, the average value, the maximum value, and the minimum value of the widths of the partition portions are obtained in the same manner as in Example 1, and the value of (maximum value-minimum value) / average value is calculated. The results are shown in Table 1 below.
[比較例3]
インプリントモールドとして、実施例3におけるインプリントモールドにおける凹み部44a、凹み部44bを設けないものを作製した。すなわち、対向領域47の長さMは50nm、対向距離Lは17nmで均一としたインプリントモールドを作製した。
このインプリントモールドを使用した他は、実施例3と同様にして、石英ガラス基板の凹凸構造領域に複数の凹部を形成した。
このように石英ガラス基板に形成した凹部について、実施例1と同様にして、仕切り部の幅の平均値、最大値、最小値を求め、(最大値−最小値)/平均値の値を算出して下記の表1に示した。
Comparative Example 3
As the imprint mold, one in which the
A plurality of recesses were formed in the uneven structure region of the quartz glass substrate in the same manner as in Example 3 except that this imprint mold was used.
With respect to the concave portions thus formed in the quartz glass substrate, the average value, the maximum value, and the minimum value of the widths of the partition portions are obtained in the same manner as in Example 1, and the value of (maximum value-minimum value) / average value is calculated. The results are shown in Table 1 below.
本発明はインプリント方法を使用する種々の微細加工に適用することができ、例えば、半導体メモリのコンタクトホール形成、バイオチップの作製、光学素子、磁気記録メディア用のホールパターン形成等に有用である。 The present invention can be applied to various microfabrication processes using imprinting methods, and is useful, for example, for forming contact holes in semiconductor memories, producing biochips, forming hole patterns for optical elements, magnetic recording media, etc. .
11…インプリントモールド
12…基材
21,21A,21B,31,31A,31B,41,41A,41B,41C,51,51A,51B,51C,61,61A,61B,61C,61D,61E,61F,61G,61H,61I,71,71A,71B…凸部
22a,22b,32a,32b,42a,42b,42b′,42c,52a,52b,52b′,52c,62a,62b,72a,72a′,72b,72b′…側壁面
24a,24b,34a,34b,44a,44b,44b′,44c,54a,54b,54b′,54c,64a,64b,74a,74b…凹み部
27,37,47,47′,57,57′,67,77…対向領域
75,75A,75B…狭幅の凸部
A…凹凸構造領域
DESCRIPTION OF
Claims (13)
隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、
該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、
前記位置関係にある前記凸部の少なくとも一方の凸部は、前記対向領域の中央部に凹み部を有し、
前記位置関係にある前記凸部の対向する側壁面の大きさが異なり、少なくとも側壁面の小さい前記凸部の側壁面に前記凹み部が存在することを特徴とするインプリントモールド。 At least a substrate, and a plurality of projections located in a concavo-convex structure area set in one plane of the substrate;
When an opposing distance between a side wall surface of one convex portion and a side wall surface of the other convex portion opposed to the side wall surface, which is an adjacent convex portion, is a distance in a plane parallel to the plane, Having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less,
In the facing region in which the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed to face each other, the portion where the facing distance is minimum exists at a portion excluding the central portion of the facing region ,
At least one convex portion of the convex portions in the positional relationship has a concave portion at a central portion of the facing area,
An imprint mold characterized in that the concave portion is present on the side wall surface of the convex portion having at least a small side wall surface, the sizes of the opposing side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship being different .
隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、When an opposing distance between a side wall surface of one convex portion and a side wall surface of the other convex portion opposed to the side wall surface, which is an adjacent convex portion, is a distance in a plane parallel to the plane, Having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less,
該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、In the facing region in which the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed to face each other, the portion where the facing distance is minimum exists at a portion excluding the central portion of the facing region,
前記位置関係にある前記凸部において、前記対向距離が最小となる部位が、前記対向領域の幅方向の両側端から中央部寄りの10nmまでの範囲を除く領域に存在することを特徴とするインプリントモールド。In the convex portion in the positional relationship, portions where the facing distance is minimum exist in a region excluding a range from 10 nm on both sides from the both ends in the width direction of the facing region toward the central portion. Print mold.
隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、When an opposing distance between a side wall surface of one convex portion and a side wall surface of the other convex portion opposed to the side wall surface, which is an adjacent convex portion, is a distance in a plane parallel to the plane, Having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less,
該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、In the facing region in which the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed to face each other, the portion where the facing distance is minimum exists at a portion excluding the central portion of the facing region,
前記位置関係にある前記凸部において、前記凸部の断面形状が矩形である場合、該断面形状は、各辺が外側に出っ張るような丸みを有するもの、あるいは、角部の丸みが大きいものであることを特徴とするインプリントモールド。In the convex portion in the positional relationship, when the cross-sectional shape of the convex portion is rectangular, the cross-sectional shape has a roundness such that each side protrudes outward, or a large roundness of the corner portion An imprint mold characterized by being
隣接する凸部であって、一方の凸部の側壁面から該側壁面と対向する他方の凸部の側壁面までの対向距離を、前記平面に平行な面内における距離としたときに、該対向距離の最小値が50nm以下となる位置関係にある凸部を有し、When an opposing distance between a side wall surface of one convex portion and a side wall surface of the other convex portion opposed to the side wall surface, which is an adjacent convex portion, is a distance in a plane parallel to the plane, Having a convex portion in which the minimum value of the facing distance is 50 nm or less,
該位置関係にある前記凸部の前記側壁面同士が対向して形成される対向領域において、前記対向距離が最小となる部位は、前記対向領域の中央部を除いた部位に存在し、In the facing region in which the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed to face each other, the portion where the facing distance is minimum exists at a portion excluding the central portion of the facing region,
前記位置関係にある前記凸部の少なくとも一方の凸部は、他方の凸部と対向していない側壁面に、該凸部の幅よりも狭い幅の凸部が連続していることを特徴とするインプリントモールド。At least one of the convex portions in the positional relationship is characterized in that a convex portion having a width smaller than the width of the convex portion is continued to a side wall surface not facing the other convex portion. Imprint mold.
請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のインプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を硬化させて樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離し、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させる工程と、を有することを特徴とするインプリント方法。 Forming a to-be-molded resin material layer on a desired surface of a transfer target;
A portion of a convex portion of the imprint mold according to any one of claims 1 to 10 is pushed into the to-be-molded resin material layer, and the to-be-molded resin material layer is cured in this state to form a resin layer Process,
And separating the resin layer and the imprint mold, and positioning a resin layer having a concave portion corresponding to a convex portion of the mold on the transfer target body.
被転写体の所望の面に、被成形樹脂材料層を形成する工程と、
前記インプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を半硬化させて樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離す工程と、を前記被成形樹脂材料層の所望の領域に繰り返し行い、その後、前記樹脂層を硬化させて、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させることを特徴とするインプリント方法。 It has at least a base material and a plurality of convex parts located in a concavo-convex structure region set in one plane of the base material, and is an adjacent convex part, and the side from the side wall surface of one convex part The convex portion has a positional relationship in which the minimum value of the opposing distance is 50 nm or less, where the opposing distance to the side wall surface of the other projecting portion opposing the wall surface is a distance in a plane parallel to the plane. In the facing region where the side wall surfaces of the convex portions in the positional relationship are formed facing each other, the portion where the facing distance is the smallest is a portion located at a portion excluding the central portion of the facing region. An imprint method using a print mold, wherein
Forming a to-be-molded resin material layer on a desired surface of a transfer target;
Push the halfway of the convex portion of the imprint mold to the object to be molded resin material layer, a step of the in the state is semi-cured to be molded resin material forming the resin layer,
The step of separating the resin layer and the imprint mold is repeated on a desired region of the resin material layer to be molded, and then the resin layer is cured to have a concave portion corresponding to the convex portion of the mold. An imprint method comprising: positioning a resin layer on the transfer target body.
請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のインプリントモールドの凸部の途中までを前記被成形樹脂材料層に押し込み、当該状態で前記被成形樹脂材料層を半硬化させて樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層と前記インプリントモールドを引き離す工程と、を前記被成形樹脂材料層の所望の領域に繰り返し行い、その後、前記樹脂層を硬化させて、前記モールドが備える凸部に対応した凹部を有する樹脂層を前記被転写体上に位置させることを特徴とするインプリント方法。 Forming a to-be-molded resin material layer on a desired surface of a transfer target;
A portion of a convex portion of the imprint mold according to any one of claims 1 to 10 is pushed into the to-be-molded resin material layer, and the to-be-molded resin material layer is semi-cured in this state to form a resin layer The process to
The step of separating the resin layer and the imprint mold is repeated on a desired region of the resin material layer to be molded, and then the resin layer is cured to have a concave portion corresponding to the convex portion of the mold. An imprint method comprising: positioning a resin layer on the transfer target body.
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