JP7060840B2 - Imprint mold and imprint method - Google Patents

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Description

本開示は、インプリントモールド及びそれを用いたインプリント方法に関する。 The present disclosure relates to an imprint mold and an imprint method using the imprint mold.

近年、半導体デバイス(例えば、半導体メモリ等)等の製造工程において、基板の表面に微細凹凸構造を形成した型部材(モールド)を用い、微細凹凸構造を基板等の被加工物に転写することで微細凹凸構造を等倍転写するパターン形成技術であるナノインプリント技術等が利用されている。 In recent years, in the manufacturing process of semiconductor devices (for example, semiconductor memory, etc.), a mold member (mold) having a fine concavo-convex structure formed on the surface of the substrate is used, and the fine concavo-convex structure is transferred to a workpiece such as a substrate. Nanoimprint technology, which is a pattern forming technology for transferring a fine concavo-convex structure at the same magnification, is used.

このような微細凹凸構造を有するナノインプリントモールド等は、一般に、石英ガラス基板等の表面に設けたレジスト膜に対して露光・現像を行うことにより、微細凹凸構造に対応するレジストパターンを形成し、その後、当該レジストパターンが形成された石英ガラス基板を、そのレジストパターンをマスクとするエッチング処理に付することにより製造される。 Nanoimprint molds and the like having such a fine uneven structure generally form a resist pattern corresponding to the fine uneven structure by exposing and developing a resist film provided on the surface of a quartz glass substrate or the like, and then forming a resist pattern. , The quartz glass substrate on which the resist pattern is formed is subjected to an etching process using the resist pattern as a mask.

微細凹凸構造を有するナノインプリントモールド等は、非常に製造コストがかかったり、製造に長時間を要したりするという問題がある。そのため、そのようなナノインプリントモールドをマスターモールドとして用いて樹脂に微細凹凸構造を転写することで作製される、微細パターンを有する樹脂製モールドが知られている。 Nanoimprint molds and the like having a fine concavo-convex structure have problems that the manufacturing cost is very high and the manufacturing takes a long time. Therefore, a resin mold having a fine pattern, which is produced by transferring a fine uneven structure to a resin by using such a nanoimprint mold as a master mold, is known.

しかしながら、樹脂製モールドは、石英ガラス基板等を用いて作製されるナノインプリントモールドに比して剛性に劣るため、ナノインプリント処理に用いられているうちに微細パターンに欠陥等が生じてしまうという問題がある。また、樹脂製モールドの耐久性を向上させるために、離型処理を施すことが検討されている。さらに、樹脂製モールドの剛性を改善するために、従来、シリコンウェハ、ガラスウェハ等のベース基材と、ベース基材上に設けられてなる、パターン形成されたポリマー層と、ポリマー層を覆う金属又は酸化物層とを有するインプリントリソグラフィテンプレートが提案されている(特許文献1参照)。 However, since the resin mold is inferior in rigidity to the nanoimprint mold manufactured by using a quartz glass substrate or the like, there is a problem that defects or the like occur in the fine pattern while being used for the nanoimprint processing. .. Further, in order to improve the durability of the resin mold, it is considered to perform a mold release treatment. Further, in order to improve the rigidity of the resin mold, a base base material such as a silicon wafer or a glass wafer, a patterned polymer layer provided on the base base material, and a metal covering the polymer layer are conventionally provided. Alternatively, an imprint lithography template having an oxide layer has been proposed (see Patent Document 1).

特表2016-514903号公報Special Table 2016-514903 Gazette

上記特許文献1において、パターン形成されたポリマー層を覆う金属又は酸化物層は、2~50nm程度の厚さの薄膜であり、またポリマー層を覆うだけに過ぎないため、ポリマーパターンの剛性が不十分であり当該パターンが倒壊してしまうという問題がある。また、インプリント処理中等に金属又は酸化物層に局所的な力が印加されてしまうと、金属又は酸化物層の少なくとも一部が剥離してしまい、それにより離型性及び耐久性が低下してしまうという問題がある。 In Patent Document 1, the metal or oxide layer covering the patterned polymer layer is a thin film having a thickness of about 2 to 50 nm, and only covers the polymer layer, so that the rigidity of the polymer pattern is not high. There is a problem that it is sufficient and the pattern collapses. Further, if a local force is applied to the metal or oxide layer during the imprinting process or the like, at least a part of the metal or oxide layer is peeled off, thereby reducing the releasability and durability. There is a problem that it will end up.

上記課題に鑑みて、本開示は、十分な剛性及び優れたパターン形状を有し、経時的に安定した離型性を発揮し得る樹脂製の微細パターンを有するインプリントモールド及び当該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一目的とする。 In view of the above problems, the present disclosure discloses an imprint mold having a fine pattern made of a resin having sufficient rigidity and an excellent pattern shape and capable of exhibiting stable releasability over time, and the imprint mold. One purpose is to provide the imprint method used.

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する基材と、前記基材の前記第1面上に設けられてなる、複数の凸部を有する微細パターンとを備え、前記基材及び前記微細パターンは、樹脂材料と無機材料との反応生成物により構成されるインプリントモールドが提供される。 In order to solve the above problems, as one embodiment of the present disclosure, a base material having a first surface and a second surface facing the first surface is provided on the first surface of the base material. Provided is an imprint mold comprising a fine pattern having a plurality of convex portions, wherein the base material and the fine pattern are composed of a reaction product of a resin material and an inorganic material.

前記樹脂材料は、前記無機材料との反応性を示す反応性官能基を有するのが好ましく、前記微細パターンの表面を被覆する離型層をさらに備えるのが好ましく、前記離型層は、フッ素含有材料を含むのが好ましい。 The resin material preferably has a reactive functional group exhibiting reactivity with the inorganic material, and preferably further includes a release layer that covers the surface of the fine pattern, and the release layer contains fluorine. It is preferable to include the material.

前記微細パターンの表面と前記離型層との間に無機酸化膜をさらに備えるのが好ましく、前記無機酸化膜が、酸化ケイ素又は酸化チタンにより構成されることができ、前記基材の前記第1面を被覆する金属膜をさらに備え、前記微細パターンは、前記金属膜上に設けられていてもよく、前記基材の前記第1面を被覆する密着促進層をさらに備え、前記微細パターンは、前記密着促進層に接触するようにして設けられていてもよい。 It is preferable to further provide an inorganic oxide film between the surface of the fine pattern and the release layer, and the inorganic oxide film can be composed of silicon oxide or titanium oxide, and the first of the base materials. Further comprising a metal film covering the surface, the fine pattern may be provided on the metal film, further comprising an adhesion promoting layer covering the first surface of the substrate, said fine pattern. It may be provided so as to be in contact with the adhesion promoting layer.

記微細パターンと前記基材とが一体的に構成されていてもよい。前記基材の前記第1面上に設けられてなるアライメントマークをさらに備え、前記アライメントマークは、前記反応生成物により構成されていてもよく、前記微細パターンの複数の凸部のうちの一部と他部とは、互いに異なる種類の前記樹脂材料と前記無機材料との反応生成物により構成されていてもよい。 The fine pattern and the base material may be integrally configured. Further comprising an alignment mark provided on the first surface of the substrate, the alignment mark may be composed of the reaction product and is part of a plurality of protrusions of the fine pattern. And the other part may be composed of a reaction product of the resin material and the inorganic material of different types from each other.

本開示の一実施形態として、上記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、被転写面及び当該被転写面に対向する裏面を有する被転写基板を準備する工程と、前記被転写基板の前記被転写面上にインプリント樹脂を供給する工程と、前記インプリントモールドの前記微細パターンを前記インプリント樹脂に接触させることで、前記インプリントモールドの前記第1面及び前記被転写基板の前記被転写面の間にインプリント樹脂を展開させる工程と、前記インプリントモールドの前記第1面及び前記被転写基板の前記被転写面の間に展開させた前記インプリント樹脂を硬化させる工程と、前記硬化した前記インプリント樹脂から前記インプリントモールドを引き離す工程とを含み、前記微細パターンを構成する前記樹脂材料は、加熱により軟化可能な材料であり、前記インプリントモールドを引き離す工程において、少なくとも前記微細パターンを加熱して前記インプリント樹脂から前記インプリントモールドを引き離すインプリント方法が提供される。 As one embodiment of the present disclosure, an imprint method using the imprint mold, in which a transfer substrate having a transfer surface and a back surface facing the transfer surface is prepared, and a transfer substrate. By the step of supplying the imprint resin onto the surface to be transferred and by bringing the fine pattern of the imprint mold into contact with the imprint resin, the first surface of the imprint mold and the substrate to be transferred are described. A step of developing the imprint resin between the imprinted surfaces and a step of curing the imprinted resin developed between the first surface of the imprint mold and the transferred surface of the transferred substrate. The resin material constituting the fine pattern, which comprises a step of pulling the imprint mold away from the cured imprint resin, is a material that can be softened by heating, and at least in the step of pulling the imprint mold away. An imprint method is provided in which a fine pattern is heated to separate the imprint mold from the imprint resin.

本開示によれば、十分な剛性及び優れたパターン形状を有し、経時的に安定した離型性を発揮し得る樹脂製の微細パターンを有するインプリントモールド及び当該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ができる。 According to the present disclosure, an imprint mold having a fine pattern made of a resin having sufficient rigidity and an excellent pattern shape and capable of exhibiting stable releasability over time, and an imprint using the imprint mold. A method can be provided.

図1は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図である。FIG. 1 is a cut end view showing a schematic configuration of an imprint mold according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドの他の態様の概略構成を示す切断端面図である。FIG. 2 is a cut end view showing a schematic configuration of another aspect of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図3は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドの微細パターンの他の態様(その1)の概略構成を示す切断端面図である。FIG. 3 is a cut end view showing a schematic configuration of another aspect (No. 1) of the fine pattern of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図4は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドの微細パターンの他の態様(その2)の概略構成を示す切断端面図である。FIG. 4 is a cut end view showing a schematic configuration of another aspect (No. 2) of the fine pattern of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図5は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドのアライメントマークの一態様の概略構成を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of one aspect of the alignment mark of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図6は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールドのアライメントマークの他の態様の概略構成を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of another aspect of the alignment mark of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図7は、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法におけるガス暴露工程を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a gas exposure step in the method for manufacturing an imprint mold according to the embodiment of the present disclosure. 図8は、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法を切断端面にて示す工程フロー図である。FIG. 8 is a process flow chart showing the manufacturing method of the imprint mold according to the embodiment of the present disclosure on the cut end face. 図9は、本開示の一実施形態におけるインプリント方法を切断端面にて示す工程フロー図である。FIG. 9 is a process flow chart showing the imprint method according to the embodiment of the present disclosure on the cut end face. 図10は、本開示の一実施形態におけるレジストパターン改質装置を概略的に示す構成図である。FIG. 10 is a block diagram schematically showing a resist pattern reforming apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 図11は、本開示の一実施形態におけるレジストパターン改質装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a resist pattern reforming apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。本明細書等において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings attached to the present specification, in order to facilitate understanding, the shape, scale, aspect ratio, etc. of each part may be changed or exaggerated from the actual product. The numerical range represented by using "-" in the present specification and the like means a range including each of the numerical values described before and after "-" as a lower limit value and an upper limit value. In the present specification and the like, terms such as "film", "sheet", and "board" are not distinguished from each other based on the difference in designation. For example, "board" is a concept that also includes members that may be commonly referred to as "sheets" or "films".

〔インプリントモールド〕
本実施形態に係るインプリントモールド1は、第1面2A及びそれに対向する第2面2Bを有する基材2と、基材2の第1面2Aを被覆する金属膜3と、金属膜3上に設けられてなる、複数の凸部41を有する微細パターン4とを備える。
[Imprint mold]
The imprint mold 1 according to the present embodiment has a base material 2 having a first surface 2A and a second surface 2B facing the first surface 2A, a metal film 3 covering the first surface 2A of the base material 2, and a metal film 3 on the metal film 3. It is provided with a fine pattern 4 having a plurality of convex portions 41, which is provided in the above.

基材2としては、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリイミド基板、エポキシ基板、ポリエチレン基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された2以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板;ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板;シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等を用いることができる。 Examples of the base material 2 include quartz glass, soda glass, fluorite, calcium fluoride substrate, magnesium fluoride substrate, glass substrate such as acrylic glass, polycarbonate substrate, polypropylene substrate, polyimide substrate, epoxy substrate, polyethylene substrate and the like. A resin substrate, a transparent substrate such as a laminated substrate formed by laminating two or more substrates arbitrarily selected from these; a metal substrate such as a nickel substrate, a titanium substrate, and an aluminum substrate; a semiconductor such as a silicon substrate and a gallium nitride substrate. A substrate or the like can be used.

基材2の厚さは、基板の強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、300μm~10mm程度の範囲で適宜設定され得る。なお、本実施形態において「透明」とは、波長300nm~450nmの光線の透過率が85%以上であることを意味し、好ましくは90%以上である。 The thickness of the base material 2 can be appropriately set in the range of, for example, about 300 μm to 10 mm in consideration of the strength of the substrate, handling suitability, and the like. In the present embodiment, "transparent" means that the transmittance of light rays having a wavelength of 300 nm to 450 nm is 85% or more, and is preferably 90% or more.

微細パターン4(凸部41)は、樹脂材料と無機材料との反応生成物(複合体)により構成される。微細パターン4が上記反応生成物(複合体)により構成されていることで、十分な剛性を奏することができる。 The fine pattern 4 (convex portion 41) is composed of a reaction product (complex) of a resin material and an inorganic material. Since the fine pattern 4 is composed of the reaction product (complex), sufficient rigidity can be achieved.

微細パターン4は、後述するように、上記樹脂材料により構成されるレジストパターン4’(図8(D)参照)が無機元素含有化合物を含むガス(第1ガス)に曝されることで形成される。そのため、上記樹脂材料は、無機元素含有化合物との反応性を示す反応性官能基を有するものである。このような反応性官能基としては、例えば、カルボニル基、チオカルボニル基、アクリロイル基、ヒドロキシル基、スルファニル基、エポキシ基等が挙げられる。このような反応性官能基を有する樹脂材料としては、インプリントモールドを用いたインプリント処理に一般的に用いられるインプリント樹脂(アクリル系、メタクリル系等の紫外線硬化性樹脂等)や、電子線リソグラフィー処理、フォトリソグラフィー処理に一般的に用いられる電子線感応性樹脂、紫外線感応性樹脂等が好適に用いられ得る。特に、インプリント樹脂においては、電子線リソグラフィー用樹脂やフォトリソグラフィー用樹脂と比較して反応性官能基を多く含む傾向があるため、効率良く反応を進行させ得る。 As will be described later, the fine pattern 4 is formed by exposing the resist pattern 4'(see FIG. 8D) made of the above resin material to a gas (first gas) containing an inorganic element-containing compound. To. Therefore, the resin material has a reactive functional group that exhibits reactivity with an inorganic element-containing compound. Examples of such a reactive functional group include a carbonyl group, a thiocarbonyl group, an acryloyl group, a hydroxyl group, a sulfanyl group, an epoxy group and the like. Examples of the resin material having such a reactive functional group include imprint resins (acrylic-based, methacrylic-based and other ultraviolet curable resins, etc.) generally used for imprint processing using an imprint mold, and electron beams. An electron beam-sensitive resin, an ultraviolet-sensitive resin, or the like generally used in a lithography process or a photolithography process can be preferably used. In particular, the imprint resin tends to contain a large amount of reactive functional groups as compared with the resin for electron beam lithography and the resin for photolithography, so that the reaction can proceed efficiently.

また、上記樹脂材料は、加熱により、微細パターン4のパターン形状が崩れない程度に軟化可能なものであるのが好ましい。本実施形態における微細パターン4が十分な剛性を有することで、インプリントモールド1を用いたインプリント処理において硬化したインプリント樹脂からインプリントモールド1を引き離し難くなるおそれがある。しかしながら、微細パターン4を構成する樹脂材料が加熱により軟化可能なものであることで、インプリントモールド1をインプリント樹脂から引き離す際に加熱すると微細パターン4が軟化し、インプリント樹脂からインプリントモールド1を引き離しやすくなるという効果が奏される。 Further, it is preferable that the resin material can be softened by heating to the extent that the pattern shape of the fine pattern 4 does not collapse. When the fine pattern 4 in the present embodiment has sufficient rigidity, it may be difficult to separate the imprint mold 1 from the imprint resin cured in the imprint process using the imprint mold 1. However, since the resin material constituting the fine pattern 4 can be softened by heating, when the imprint mold 1 is heated when it is separated from the imprint resin, the fine pattern 4 is softened and the imprint mold is made from the imprint resin. The effect of making it easier to separate 1 is achieved.

微細パターン4を構成する複数の凸部41において、それを構成する樹脂材料は一種類に限定されるものではない。例えば、一の凸部41と他の凸部41とは、互いに異なる種類の反応性官能基を有する樹脂材料により構成されていてもよい。樹脂材料の反応性官能基の種類によって、無機元素含有化合物との反応性が異なることで、凸部41ごとに異なる剛性を有する微細パターン4とすることができる。例えば、インプリントモールド1の基材2の第1面2A上における微細パターン4の形成されているパターン領域を複数の領域に区分し、各領域に形成されている凸部41を、それぞれ異なる種類の反応性官能基を有する樹脂材料により構成することができる。これにより、例えば各領域に形成されている凸部41を構成する各種樹脂材料のガラス転移温度や弾性率の違いを利用して、離型方法を制御することができる。例えば、最初に離型が開始される凸部41(例えば、パターン領域の外側に位置する凸部41)の剛性を、それよりも遅れて離型が開始される凸部41(例えば、パターン領域の内側に位置する凸部41)の剛性よりも低くすることで離型開始時の応力を低減することができる。また、最後に離型される凸部41の剛性を最も低くすることで離型の最後にかかる応力を低減することができる。 The resin material constituting the plurality of convex portions 41 constituting the fine pattern 4 is not limited to one type. For example, one convex portion 41 and the other convex portion 41 may be made of a resin material having different types of reactive functional groups. Since the reactivity with the inorganic element-containing compound differs depending on the type of the reactive functional group of the resin material, the fine pattern 4 having different rigidity for each convex portion 41 can be obtained. For example, the pattern region on which the fine pattern 4 is formed on the first surface 2A of the base material 2 of the imprint mold 1 is divided into a plurality of regions, and the convex portions 41 formed in each region are of different types. It can be made of a resin material having a reactive functional group of. Thereby, for example, the mold release method can be controlled by utilizing the difference in the glass transition temperature and the elastic modulus of various resin materials constituting the convex portion 41 formed in each region. For example, the rigidity of the convex portion 41 (for example, the convex portion 41 located outside the pattern region) where the mold release is first started is delayed, and the convex portion 41 (for example, the pattern region) where the mold release is started later than that. By lowering the rigidity of the convex portion 41) located inside the mold, the stress at the start of mold release can be reduced. Further, by minimizing the rigidity of the convex portion 41 to be released at the end, the stress applied at the end of the mold release can be reduced.

反応生成物(複合体)を構成する無機材料としては、樹脂材料の反応性官能基と結合可能なものであればよく、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ケイ素(Si)等が挙げられる。 The inorganic material constituting the reaction product (composite) may be any material that can be bonded to the reactive functional group of the resin material, and for example, aluminum (Al), titanium (Ti), silicon (Si) and the like may be used. Can be mentioned.

微細パターン4の内部における無機材料の存在量に関し、微細パターン4の側壁から当該側壁の直交方向に沿って50nmまでの範囲内において、無機材料の存在率が90質量%未満であればよく、好ましくは20質量%~50質量%である。 Regarding the abundance of the inorganic material inside the fine pattern 4, it is preferable that the abundance of the inorganic material is less than 90% by mass within the range from the side wall of the fine pattern 4 to 50 nm along the orthogonal direction of the side wall. Is 20% by mass to 50% by mass.

本実施形態に係るインプリントモールド1においては、微細パターン4の側壁及び頂部を覆う無機酸化膜42と、無機酸化膜42を覆う離型層43とが設けられているが(図1及び図2参照)、この態様に限定されるものではなく、離型層43が設けられずに無機酸化膜42が設けられていてもよいし(図3参照)、無機酸化膜42及び離型層43が設けられていなくてもよい(図4参照)。 In the imprint mold 1 according to the present embodiment, the inorganic oxide film 42 covering the side wall and the top of the fine pattern 4 and the release layer 43 covering the inorganic oxide film 42 are provided (FIGS. 1 and 2). (See), the present invention is not limited to this embodiment, and the inorganic oxide film 42 may be provided without the release layer 43 (see FIG. 3), and the inorganic oxide film 42 and the release layer 43 may be provided. It may not be provided (see FIG. 4).

微細パターン4の側壁及び頂部を覆う無機酸化膜42が設けられていることで、離型層43に対する微細パターン4の密着性を向上させることができる。無機酸化膜42としては、離型層43に対する密着性を向上させ得る限りにおいて特に制限はなく、例えば、酸化ケイ素膜、酸化チタン膜、酸化アルミ、酸化クロム等が挙げられる。 By providing the inorganic oxide film 42 that covers the side wall and the top of the fine pattern 4, the adhesion of the fine pattern 4 to the release layer 43 can be improved. The inorganic oxide film 42 is not particularly limited as long as it can improve the adhesion to the release layer 43, and examples thereof include a silicon oxide film, a titanium oxide film, aluminum oxide, and chromium oxide.

無機酸化膜42の膜厚は、例えば、0.1nm~3nm程度であればよく、0.3nm~2nm程度であるのが好ましい。無機酸化膜42の膜厚が0.3nm未満であると、無機酸化膜42が微細パターン4の側壁及び頂部を完全に被覆することができず無機酸化膜42が不均一になってしまうおそれがあり、3nmを超えると、微細パターン4を構成する樹脂材料との膨張率が異なることにより無機酸化膜42の微細パターン4に対する密着不良が生じたり、無機酸化膜42にクラックが生じたりするおそれがある。 The film thickness of the inorganic oxide film 42 may be, for example, about 0.1 nm to 3 nm, preferably about 0.3 nm to 2 nm. If the thickness of the inorganic oxide film 42 is less than 0.3 nm, the inorganic oxide film 42 may not be able to completely cover the side wall and the top of the fine pattern 4, and the inorganic oxide film 42 may become non-uniform. If it exceeds 3 nm, the expansion rate of the inorganic oxide film 42 may be different from that of the resin material constituting the fine pattern 4, resulting in poor adhesion of the inorganic oxide film 42 to the fine pattern 4 or cracks in the inorganic oxide film 42. be.

離型層43を有することで、インプリント樹脂からインプリントモールド1を引き離しやすくすることができる。離型層43を構成する材料としては、例えば、フッ素アルキル含有シランカップリング剤、長鎖アルキル含有シランカップリング剤等が挙げられる。 By having the release layer 43, it is possible to easily separate the imprint mold 1 from the imprint resin. Examples of the material constituting the release layer 43 include a fluorine alkyl-containing silane coupling agent, a long-chain alkyl-containing silane coupling agent, and the like.

離型層43の膜厚は、例えば、0.1nm~3nm程度であればよく、0.3nm~2nm程度であるのが好ましい。離型層43の膜厚が0.3nm未満であると、離型層43が無機酸化膜42を完全に被覆することができず、離型性の効果が得られ難くなるおそれがあり、3nmを超えると、インプリント工程におけるインプリント樹脂の充填性等に影響するおそれがある。 The film thickness of the release layer 43 may be, for example, about 0.1 nm to 3 nm, preferably about 0.3 nm to 2 nm. If the film thickness of the release layer 43 is less than 0.3 nm, the release layer 43 cannot completely cover the inorganic oxide film 42, and it may be difficult to obtain the effect of mold release property, which is 3 nm. If it exceeds, the filling property of the imprint resin in the imprint process may be affected.

本実施形態に係るインプリントモールド1において、基材2の第1面2Aには、金属膜3が被覆されている(図1、図3、図4参照)。インプリント樹脂と基材2とが直接的に接触すると基材2に帯電が生じることがあるが、基材2の第1面2Aが金属膜3で被覆されていることで、インプリントモールド1を用いたインプリント処理において基材2に帯電が生じるのを防止することができる。 In the imprint mold 1 according to the present embodiment, the first surface 2A of the base material 2 is coated with the metal film 3 (see FIGS. 1, 3, and 4). When the imprint resin and the base material 2 come into direct contact with each other, the base material 2 may be charged. However, since the first surface 2A of the base material 2 is covered with the metal film 3, the imprint mold 1 It is possible to prevent the base material 2 from being charged in the imprinting process using the above.

金属膜3を構成する材料は、透明材料であってもよいし、不透明材料であってもよい。当該金属膜3を構成する材料が透明材料であれば、インプリントモールド1を介した光インプリント処理に当該インプリントモールド1を用いることができる。一方、金属膜3を構成する材料が不透明材料である場合であっても、被転写基板101が透明材料により構成されていれば、当該被転写基板101を介した光インプリント処理に用いることができる。このような金属膜3を構成する材料としては、例えば、ニッケル、クロム、銅、チタン等が挙げられる。 The material constituting the metal film 3 may be a transparent material or an opaque material. If the material constituting the metal film 3 is a transparent material, the imprint mold 1 can be used for the optical imprint process via the imprint mold 1. On the other hand, even when the material constituting the metal film 3 is an opaque material, if the transferred substrate 101 is made of a transparent material, it can be used for the optical imprinting process via the transferred substrate 101. can. Examples of the material constituting such a metal film 3 include nickel, chromium, copper, titanium and the like.

なお、本実施形態に係るインプリントモールド1においては、微細パターン4の金属膜3への密着性を向上させる機能を有する密着促進層(図示せず)が金属膜3上に設けられていてもよい。このような密着促進層を構成する材料としては、例えば、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニルエーテル基、エポキシ基、オキセタニル基、アミノ基等の重合性官能基を有する化合物であればよく、より具体的には、シランカップリング剤等が挙げられる。なお、金属膜3上に設けられる密着促進層の厚さは、特に制限されるものではないが、当該密着促進層が厚さ数nm程度の単分子層であれば、金属膜3が設けられていることによる帯電防止効果が妨げられないため望ましい。 In the imprint mold 1 according to the present embodiment, even if an adhesion promoting layer (not shown) having a function of improving the adhesion of the fine pattern 4 to the metal film 3 is provided on the metal film 3. good. The material constituting such an adhesion promoting layer may be, for example, a compound having a polymerizable functional group such as a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl ether group, an epoxy group, an oxetanyl group and an amino group. Specific examples thereof include a silane coupling agent. The thickness of the adhesion promoting layer provided on the metal film 3 is not particularly limited, but if the adhesion promoting layer is a monomolecular layer having a thickness of about several nm, the metal film 3 is provided. It is desirable because the antistatic effect is not hindered.

図5及び図6に示すように、基材2の第1面2A上に、アライメントマーク5が設けられていてもよい。アライメントマーク5は、基材2の第1面2A上に設けられている微細パターン4から離れた、微細パターン4の転写に影響のない位置に設けられている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the alignment mark 5 may be provided on the first surface 2A of the base material 2. The alignment mark 5 is provided at a position away from the fine pattern 4 provided on the first surface 2A of the base material 2 and not affecting the transfer of the fine pattern 4.

アライメントマーク5は、微細パターン4と同一材料により構成される。アライメントマーク5が樹脂材料のみにより構成されていると、被転写基板101との位置合わせ時に当該アライメントマークを視認することが困難となるおそれがある。しかしながら、アライメントマーク5が樹脂材料と無機材料との反応生成物(複合体)により構成されていることで、アライメントマーク5の視認性を向上させることができる。 The alignment mark 5 is made of the same material as the fine pattern 4. If the alignment mark 5 is made of only a resin material, it may be difficult to visually recognize the alignment mark when aligning with the transfer substrate 101. However, since the alignment mark 5 is composed of a reaction product (complex) of a resin material and an inorganic material, the visibility of the alignment mark 5 can be improved.

アライメントマーク5は、例えば、ラインアンドスペース状、ピラー状等の凹凸パターンの集合体により構成されていてもよいし(図5参照)、十字状等の凹凸パターンにより構成されていてもよい(図6参照)。このような形状のアライメントマーク5であれば、基材2の第1面2A上に設けられる微細パターン4と同時に形成することができることで、視認性の良好なアライメントマーク5とすることができる。 The alignment mark 5 may be composed of, for example, an aggregate of uneven patterns such as a line and space shape and a pillar shape (see FIG. 5), or may be composed of an uneven pattern such as a cross shape (FIG. 5). 6). The alignment mark 5 having such a shape can be formed at the same time as the fine pattern 4 provided on the first surface 2A of the base material 2, so that the alignment mark 5 with good visibility can be obtained.

〔インプリントモールドの製造方法〕
上述したような構成を有する本実施形態に係るインプリントモールド1を製造する方法の一例を説明する。図7は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を示すフローチャートであり、図8及び図9は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。
[Manufacturing method of imprint mold]
An example of a method for manufacturing the imprint mold 1 according to the present embodiment having the above-described configuration will be described. FIG. 7 is a flowchart showing each process of the imprint mold manufacturing method according to the present embodiment, and FIGS. 8 and 9 show each step of the imprint mold manufacturing method according to the present embodiment as a cut end view. It is a process flow chart shown by.

<レジストパターン形成工程>
第1面2A及びそれに対向する第2面2Bを有する基材2を準備し、当該基材2の第1面2A上のパターン領域(インプリントモールド1における微細パターン4を形成する予定の領域)内にレジストパターン4’を形成する(図7のS01,図8(A)~(D)参照)。基材2としては、上記インプリントモールド1の基材2と同様のものを用いることができ、その詳細な説明をここでは省略するものとする。
<Resist pattern forming process>
A base material 2 having a first surface 2A and a second surface 2B facing the first surface 2A is prepared, and a pattern region on the first surface 2A of the base material 2 (a region where a fine pattern 4 in the imprint mold 1 is to be formed). A resist pattern 4'is formed therein (see S01 in FIG. 7 and FIGS. 8A to 8D). As the base material 2, the same base material 2 as that of the base material 2 of the imprint mold 1 can be used, and detailed description thereof will be omitted here.

レジストパターン4’を構成する樹脂材料は、本実施形態に係るインプリントモールド1の微細パターン4を構成する樹脂材料と同様のものを用いることができる。当該樹脂材料に関する詳細な説明をここでは省略するものとする。 As the resin material constituting the resist pattern 4', the same resin material as the resin material constituting the fine pattern 4 of the imprint mold 1 according to the present embodiment can be used. A detailed description of the resin material will be omitted here.

レジストパターン4’を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを利用したフォトリソグラフィー法、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィー法、所定の凹凸パターンを有するインプリントモールドを用いたインプリント法等が挙げられ、特に量産性の観点からインプリント法が好適である。 The method for forming the resist pattern 4'is not particularly limited, and is, for example, a photolithography method using a photomask having a predetermined opening and a light-shielding portion, and an electron beam lithography method using an electron beam drawing apparatus. , An imprint method using an imprint mold having a predetermined uneven pattern, and the like are particularly suitable from the viewpoint of mass productivity.

ここで、レジストパターン4’をインプリント法により形成する方法を説明する。
まず、レジストパターン4’に対応する凹凸構造11を有するインプリントモールド10を準備するとともに、基材2の第1面2A上にインプリント樹脂膜40を形成する(図8(A)参照)。
Here, a method of forming the resist pattern 4'by the imprint method will be described.
First, an imprint mold 10 having an uneven structure 11 corresponding to the resist pattern 4'is prepared, and an imprint resin film 40 is formed on the first surface 2A of the base material 2 (see FIG. 8A).

次に、インプリント樹脂膜40にインプリントモールド10の凹凸構造11を押し当てて、当該凹凸構造11内にインプリント樹脂を充填させ、その状態でインプリント樹脂膜40を硬化させる(図8(B)参照)。インプリント樹脂膜40を硬化させる方法としては、インプリント樹脂膜40を構成する樹脂材料の硬化タイプに応じた方法を採用すればよく、例えば、当該樹脂材料が紫外線硬化性樹脂であれば、インプリントモールド10を介してインプリント樹脂膜40に紫外線を照射する方法等を採用することができる。なお、インプリント樹脂膜40にインプリントモールド10の凹凸構造11を押し当てる際、ヘリウムガス雰囲気下又は凝集性ガス雰囲気下にするのが好ましい。インプリントモールド10の凹凸構造11と、当該凹凸構造11内に充填させたインプリント樹脂との間に気泡が生じることでレジストパターン4’にパターン欠陥(インプリント樹脂の充填が不十分であることによるパターン欠陥)が発生し得るが、ヘリウム雰囲気下又は凝集性ガス雰囲気下であることで、気泡を構成するヘリウムガスや凝集性ガスをインプリント樹脂に溶け込ませることができ、パターン欠陥の発生を防止することができる。 Next, the uneven structure 11 of the imprint mold 10 is pressed against the imprint resin film 40 to fill the uneven structure 11 with the imprint resin, and the imprint resin film 40 is cured in that state (FIG. 8 (FIG. 8). B) See). As a method for curing the imprint resin film 40, a method corresponding to the curing type of the resin material constituting the imprint resin film 40 may be adopted. For example, if the resin material is an ultraviolet curable resin, the in-print resin film 40 may be cured. A method of irradiating the imprint resin film 40 with ultraviolet rays via the print mold 10 or the like can be adopted. When the uneven structure 11 of the imprint mold 10 is pressed against the imprint resin film 40, it is preferably placed in a helium gas atmosphere or a cohesive gas atmosphere. A pattern defect (insufficient filling of the imprint resin) occurs in the resist pattern 4'due to the generation of air bubbles between the uneven structure 11 of the imprint mold 10 and the imprint resin filled in the uneven structure 11. However, in a helium atmosphere or a cohesive gas atmosphere, the helium gas and the cohesive gas constituting the bubbles can be dissolved in the imprint resin, and the pattern defects can be generated. Can be prevented.

硬化したインプリント樹脂膜40からインプリントモールド10を引き離す(図8(C)参照)。このようにして、複数の凸部4a’及び凹部4b’、並びに凹部4b’の底部に位置する残膜部4c’を有する、レジストパターン4’をインプリント法により形成することができる。 The imprint mold 10 is separated from the cured imprint resin film 40 (see FIG. 8C). In this way, a resist pattern 4'having a plurality of convex portions 4a'and concave portions 4b' and a residual film portion 4c' located at the bottom of the concave portions 4b' can be formed by an imprint method.

なお、レジストパターン4’を電子線リソグラフィー法やフォトリソグラフィー法により形成する場合、基材2の第1面2A上に電子線感応性レジスト材料膜や紫外線感応性レジスト材料膜を形成し、電子線描画装置等を用いた描画処理や所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを用いた露光処理、現像処理を経て、当該レジストパターン4’を形成することができる。 When the resist pattern 4'is formed by an electron beam lithography method or a photolithography method, an electron beam sensitive resist material film or an ultraviolet sensitive resist material film is formed on the first surface 2A of the base material 2 to form an electron beam. The resist pattern 4'can be formed through a drawing process using a drawing device or the like, an exposure process using a photomask having a predetermined opening and a light-shielding portion, and a development process.

レジストパターン4’の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、ラインアンドスペース状、ホール状、ピラー状等、用途に応じた形状が挙げられる。レジストパターン4’の寸法は、用途に応じた寸法であればよいが、10nm以上100nm未満、特に10nm以上20nm未満(1Xnm)であると、本実施形態に係るパターン形成方法の効果が顕著に現われるため好ましい。なお、寸法とは、レジストパターン4’の形状がラインアンドスペース状である場合にその短手方向の幅を意味し、ホール状又はピラー状である場合にその短辺の長さ又は直径を意味するものとする。レジストパターン4’のアスペクト比は、インプリントモールド1に要求されるアスペクト比である限りにおいて特に制限されるものではなく、例えば、0.5~10程度である。 The shape of the resist pattern 4'is not particularly limited, and examples thereof include a line-and-space shape, a hole shape, a pillar shape, and the like, depending on the intended use. The size of the resist pattern 4'may be any size according to the intended use, but when it is 10 nm or more and less than 100 nm, particularly 10 nm or more and less than 20 nm (1X nm), the effect of the pattern forming method according to the present embodiment is remarkably exhibited. Therefore, it is preferable. The dimension means the width in the short side when the shape of the resist pattern 4'is line-and-space, and means the length or diameter of the short side when the shape is hole-shaped or pillar-shaped. It shall be. The aspect ratio of the resist pattern 4'is not particularly limited as long as it is the aspect ratio required for the imprint mold 1, and is, for example, about 0.5 to 10.

<残膜部除去工程>
インプリント処理により形成されたレジストパターン4’の凹部4b’の底部には、所定の厚さ(1nm~20nm程度、好ましくは5nm~10nm程度)の残膜部4c’が存在する(図8(C)参照)。この残膜部4c’は、本実施形態に係るインプリントモールド1において残存していてもよいし、除去されていてもよい。残膜部4c’が存在していることで、基材2(第1面2A)に対するレジストパターン4’の密着性を向上させることができる。一方、残膜部4c’の存在するレジストパターン4’においては、その凹部4b’から凸部4a’への立ち上がり部分が丸みを帯びてしまうが、残膜部4c’が除去されることで、レジストパターン4’の形状(上記立ち上がり部分の形状)をシャープにすることができる。また、残膜部4c’が除去されることで、当該部分から金属膜3が露出するため、金属膜3による帯電防止効果が奏され得る。なお、金属膜3上に密着促進層が形成されている場合であっても、当該密着促進層の厚さが数nm程度であれば、金属膜3による帯電防止効果が奏され得る。
<Remaining film removal process>
At the bottom of the recess 4b'of the resist pattern 4'formed by the imprint treatment, a residual film portion 4c'with a predetermined thickness (about 1 nm to 20 nm, preferably about 5 nm to 10 nm) is present (FIG. 8 (FIG. 8). See C). The residual film portion 4c'may remain in the imprint mold 1 according to the present embodiment, or may be removed. The presence of the residual film portion 4c'can improve the adhesion of the resist pattern 4'to the substrate 2 (first surface 2A). On the other hand, in the resist pattern 4'where the residual film portion 4c'exists, the rising portion from the concave portion 4b'to the convex portion 4a'is rounded, but the residual film portion 4c'is removed. The shape of the resist pattern 4'(the shape of the rising portion) can be sharpened. Further, since the metal film 3 is exposed from the residual film portion 4c'by removing the residual film portion 4c', the antistatic effect of the metal film 3 can be exhibited. Even when the adhesion promoting layer is formed on the metal film 3, if the thickness of the adhesion promoting layer is about several nm, the antistatic effect of the metal film 3 can be exhibited.

残膜部4c’を除去する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸素プラズマによるアッシング処理、紫外光によるUVオゾン処理、真空紫外光によるVUV処理等が挙げられる。 The method for removing the residual film portion 4c'is not particularly limited, and examples thereof include ashing treatment with oxygen plasma, UV ozone treatment with ultraviolet light, VUV treatment with vacuum ultraviolet light, and the like.

なお、電子線リソグラフィー法、フォトリソグラフィー法により形成されたレジストパターンにおいても、凸部間に現像残渣が存在することがある。この場合においても同様に、当該現像残渣を除去してもよいし、除去せずに残存させていてもよい。 Even in the resist pattern formed by the electron beam lithography method or the photolithography method, a development residue may be present between the convex portions. Similarly, in this case, the development residue may be removed or may be left without being removed.

<吸着防止層形成工程>
本実施形態において、上述のようにして残膜部4c’が除去されて得られたレジストパターン4’(図8(D)参照)は、第1ガス及び第2ガスに曝されるが、それに先立ち、当該レジストパターン4’の凸部4a’の表面及び凹部4b’の表面(残膜部4c’が除去されて露出した基材2の第1面2Aの表面)を覆う吸着防止層を形成してもよい。後述する第1ガス暴露工程(図7のS03参照)においてレジストパターン4’を曝す第1ガスは無機元素含有化合物を含むため、第1ガスに曝されることでレジストパターン4’の表面に無機元素含有化合物が吸着してしまうことがある。レジストパターン4’の表面に無機元素含有化合物が吸着してしまうと、無機元素含有化合物がレジストパターン4’の内部に浸透し難くなり、微細パターン4の剛性を向上させる効果が奏され難くなる。また、レジストパターン4’の凹部の表面(基材2の第1面2Aの表面)に無機元素含有化合物が堆積したり、残膜部4c’の一部が除去されきれずに凹部4b’に残存してしまったりすると、寸法精度に優れた微細パターン4を形成し難くなる。そのため、第1ガス暴露工程を実施する前に、レジストパターン4’の表面に吸着防止層を形成することで、無機元素含有化合物をレジストパターン4’の表面に吸着させ難くし、内部に浸透しやすくすることができ、その結果、十分な剛性を有する微細パターン4を形成しやすくすることができる。かかる吸着防止層を構成する材料としては、例えば、シランカップリング剤(例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等に代表されるアルキルシランカップリング剤や、ベンゼン環、ベンゾフェノン基等を有するシランカップリング剤)、疎水性高分子ポリマー、グラフェン等の炭素膜等が挙げられ、吸着防止層は、例えば、液相法、気相法、CVDやALD等の蒸着法、スパッタリング法等により形成され得る。なお、レジストパターン4’を形成する前に、基材2の第1面2A上に予め上記吸着防止層を形成しておいてもよい。
<Adsorption prevention layer forming process>
In the present embodiment, the resist pattern 4'(see FIG. 8D) obtained by removing the residual film portion 4c'as described above is exposed to the first gas and the second gas. Prior to this, an adsorption prevention layer is formed to cover the surface of the convex portion 4a'and the concave portion 4b'of the resist pattern 4'(the surface of the first surface 2A of the base material 2 exposed by removing the residual film portion 4c'). You may. Since the first gas to which the resist pattern 4'is exposed in the first gas exposure step (see S03 in FIG. 7) described later contains an inorganic element-containing compound, the surface of the resist pattern 4'is inorganic when exposed to the first gas. Element-containing compounds may be adsorbed. When the inorganic element-containing compound is adsorbed on the surface of the resist pattern 4', it becomes difficult for the inorganic element-containing compound to permeate into the inside of the resist pattern 4', and it becomes difficult to achieve the effect of improving the rigidity of the fine pattern 4. Further, the inorganic element-containing compound is deposited on the surface of the concave portion of the resist pattern 4'(the surface of the first surface 2A of the base material 2), or a part of the residual film portion 4c'cannot be completely removed and becomes the concave portion 4b'. If it remains, it becomes difficult to form the fine pattern 4 having excellent dimensional accuracy. Therefore, by forming an adsorption prevention layer on the surface of the resist pattern 4'before carrying out the first gas exposure step, it is difficult for the inorganic element-containing compound to be adsorbed on the surface of the resist pattern 4'and permeates into the inside. It can be facilitated, and as a result, it can be facilitated to form a fine pattern 4 having sufficient rigidity. Examples of the material constituting such an adsorption prevention layer include an alkylsilane coupling agent typified by a silane coupling agent (for example, hexyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, etc.), a benzene ring, a silane having a benzophenone group, and the like. Coupling agent), hydrophobic polymer, carbon film such as graphene, etc., and the adsorption prevention layer is formed by, for example, a liquid phase method, a vapor phase method, a vapor deposition method such as CVD or ALD, a sputtering method, or the like. obtain. Before forming the resist pattern 4', the adsorption prevention layer may be formed in advance on the first surface 2A of the base material 2.

<第1処理条件及び第2処理条件設定工程>
次に、レジストパターン4’を有する基材2を第1ガス及び第2ガスに曝すが(図7のS03~S07)、予め第1ガス暴露工程(図7のS03)の処理条件(第1処理条件)及び第2ガス暴露工程(図7のS06)の処理条件(第2処理条件)を設定する(図7のS02)。
<First processing condition and second processing condition setting process>
Next, the base material 2 having the resist pattern 4'is exposed to the first gas and the second gas (S03 to S07 in FIG. 7), but the processing conditions (first) of the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) are performed in advance. The treatment conditions (second treatment conditions) of the second gas exposure step (S06 in FIG. 7) are set (treatment conditions) (S02 in FIG. 7).

本実施形態において、微細パターン4に要求される剛性等を考慮して、第1ガス暴露工程(図7のS03)の繰り返し実施回数、各回の第1ガス暴露工程の処理時間等が第1処理条件として設定される。第1処理条件を設定するにあたって、レジストパターン4’を構成する樹脂材料が、過去に第1ガス暴露工程の対象となったことのあるものであって、微細パターン4に要求される剛性等に応じた第1処理条件がすでに最適化されている場合には、その条件を設定すればよい。しかし、レジストパターン4’を構成する樹脂材料が、第1ガス暴露工程の対象となったことのないものである場合、樹脂材料に関する情報と、第1処理条件との関連性を示す関連性情報を有しているのであれば、その関連性情報に基づいて第1処理条件を設定すればよい。樹脂材料に関する情報としては、例えば、樹脂材料の電子密度に関する情報等が挙げられる。第1ガス暴露工程(図7のS03)において、後述するように、ルイス酸性を示す無機元素含有化合物を含有する第1ガスにレジストパターン4’が曝される。これにより、無機元素含有化合物がレジストパターン4’内に浸透し、当該レジストパターン4’を構成する樹脂材料と反応する。この反応の進行は、例えば、無機元素含有化合物の種類(例えば、求核性の化合物であるのか、求電子性の化合物であるのか等)や、樹脂材料の電子密度等に依存すると考えられる。そのため、第1処理条件がすでに最適化されている樹脂材料の電子密度と、初めて第1ガス暴露工程の対象となる樹脂材料の電子密度とを対比することで、好適と考えられる第1処理条件の設定が可能となる。なお、第1処理条件は、レジストパターン4’の寸法、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の種類、第1ガスに含有される無機元素含有化合物の種類、微細パターン4に要求される剛性等、様々な条件を考慮して条件出しを行い、適宜設定されてもよい。 In the present embodiment, in consideration of the rigidity required for the fine pattern 4, the number of times the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) is repeated, the treatment time of each first gas exposure step, and the like are the first treatments. Set as a condition. In setting the first treatment conditions, the resin material constituting the resist pattern 4'has been the target of the first gas exposure step in the past, and has the rigidity required for the fine pattern 4 and the like. If the corresponding first processing condition has already been optimized, the condition may be set. However, when the resin material constituting the resist pattern 4'has never been the target of the first gas exposure step, the relevance information indicating the relationship between the information on the resin material and the first treatment condition. If so, the first processing condition may be set based on the relevance information. Examples of the information regarding the resin material include information regarding the electron density of the resin material. In the first gas exposure step (S03 in FIG. 7), the resist pattern 4'is exposed to the first gas containing an inorganic element-containing compound exhibiting Lewis acidity, as will be described later. As a result, the inorganic element-containing compound permeates into the resist pattern 4'and reacts with the resin material constituting the resist pattern 4'. The progress of this reaction is considered to depend on, for example, the type of the inorganic element-containing compound (for example, whether it is a nucleophilic compound or an electrophilic compound), the electron density of the resin material, and the like. Therefore, the first treatment condition considered to be suitable by comparing the electron density of the resin material for which the first treatment condition has already been optimized with the electron density of the resin material to be the target of the first gas exposure step for the first time. Can be set. The first treatment conditions include the dimensions of the resist pattern 4', the type of resin material constituting the resist pattern 4', the type of the inorganic element-containing compound contained in the first gas, the rigidity required for the fine pattern 4, and the like. , The conditions may be set in consideration of various conditions and may be set as appropriate.

また、第1ガス暴露工程(図7のS03)の後に実施される第2ガス暴露工程(図7のS06)の第2処理条件としては、第2ガス暴露工程の処理時間等が設定される。この第2処理条件も、上述した第1処理条件と同様に、過去の経験や、様々な条件を考慮した条件出し等により適宜設定され得る。 Further, as the second treatment condition of the second gas exposure step (S06 of FIG. 7) carried out after the first gas exposure step (S03 of FIG. 7), the treatment time of the second gas exposure step and the like are set. .. Similar to the first processing condition described above, this second processing condition can also be appropriately set by past experience, setting conditions in consideration of various conditions, and the like.

<第1ガス暴露工程>
上記のようにして設定された第1処理条件に従い、レジストパターン4’に対して第1ガス暴露工程を行う(図7のS03)。具体的には、まず、第1処理条件に従い、レジストパターン4’の周囲の雰囲気を、ルイス酸性を示す無機元素含有化合物を含有し、キャリアガスとして窒素(N2)等の不活性ガスを含有する第1ガスの雰囲気とすることで、当該第1ガスにレジストパターン4’を曝す。レジストパターン4’を第1処理条件に従って第1ガスに曝すことで、レジストパターン4’の内部において、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の化学構造中の反応性官能基と無機元素含有化合物とを反応させることができる。
<First gas exposure process>
According to the first processing conditions set as described above, the first gas exposure step is performed on the resist pattern 4'(S03 in FIG. 7). Specifically, first, according to the first treatment condition, the atmosphere around the resist pattern 4'contains an inorganic element-containing compound showing Lewis acidity, and contains an inert gas such as nitrogen (N 2 ) as a carrier gas. The resist pattern 4'is exposed to the first gas by creating an atmosphere of the first gas. By exposing the resist pattern 4'to the first gas according to the first treatment conditions, the reactive functional groups and the inorganic element-containing compounds in the chemical structure of the resin material constituting the resist pattern 4'are formed inside the resist pattern 4'. Can be reacted.

第1ガスに含有される無機元素含有化合物としては、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3,TMA)、メチルトリクロロシラン、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム、テトラキス(ジエチルアミノ)チタン(IV)、チタン(IV)イソプロポキシド、テトラクロロチタン(IV)、四塩化ケイ素、トリス(t-ペントキシ)シラノール、ビス(エチルメチルアミノ)シランを例示することができる。第1ガスに含有される無機元素含有化合物がトリメチルアルミニウム(TMA)であって、反応性官能基がカルボニル基である場合、下記反応式(1)に示すようにトリメチルアルミニウム(TMA)とカルボニル基とが反応する。 Examples of the inorganic element-containing compound contained in the first gas include trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 , TMA), methyltrichlorosilane, tris (dimethylamino) aluminum, tetrakis (diethylamino) titanium (IV), and titanium (IV). ) Isopropoxide, tetrachlorotitanium (IV), silicon tetrachloride, tris (t-pentoxy) silanol, bis (ethylmethylamino) silane can be exemplified. When the inorganic element-containing compound contained in the first gas is trimethylaluminum (TMA) and the reactive functional group is a carbonyl group, trimethylaluminum (TMA) and a carbonyl group are shown in the following reaction formula (1). Reacts with.

Figure 0007060840000001
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第1ガス暴露工程(図7のS03)は、例えば、後述するレジストパターン改質装置50(逐次気相化学反応装置,図10、図11参照)等を用いて行われ得る。なお、第1ガス暴露工程(図7のS03)は、ALD(atomic layer deposition)装置を用いて行われてもよい。 The first gas exposure step (S03 in FIG. 7) can be performed using, for example, a resist pattern reformer 50 (sequential gas phase chemical reaction apparatus, see FIGS. 10 and 11) described later. The first gas exposure step (S03 in FIG. 7) may be performed using an ALD (atomic layer deposition) device.

第1ガス暴露工程(図7のS03)は、レジストパターン4’の改質状態、すなわちレジストパターン4’を構成する樹脂材料と無機元素含有化合物との反応の進行度をモニタリングしながら実施されるのが好ましい。樹脂材料と無機元素含有化合物との反応が進行すると、例えば、レジストパターン4’の光学特性が変化する。具体的には、樹脂材料と無機元素含有化合物との反応の進行に伴い、所定の波長の光線に対する反射率や屈折率、IR特性、色調等が変化する。したがって、これらの光学特性の変化をモニタリングすることで、第1ガス暴露工程における反応の進行度を確認、把握することができ、その結果に基づいて第1ガス暴露工程を制御してもよい。また、樹脂材料と無機元素含有化合物との反応が進行すると、例えば、レジストパターン4’の重量が変化する。したがって、レジストパターン4’の重量変化をモニタリングすることで、第1ガス暴露工程における反応の進行度を確認、把握することができ、その結果に基づいて第1ガス暴露工程を制御してもよい。 The first gas exposure step (S03 in FIG. 7) is carried out while monitoring the modified state of the resist pattern 4', that is, the progress of the reaction between the resin material constituting the resist pattern 4'and the inorganic element-containing compound. Is preferable. As the reaction between the resin material and the inorganic element-containing compound proceeds, for example, the optical properties of the resist pattern 4'change. Specifically, as the reaction between the resin material and the inorganic element-containing compound progresses, the reflectance, refractive index, IR characteristics, color tone, etc. for light rays having a predetermined wavelength change. Therefore, by monitoring the change in these optical characteristics, the progress of the reaction in the first gas exposure step can be confirmed and grasped, and the first gas exposure step may be controlled based on the result. Further, as the reaction between the resin material and the inorganic element-containing compound proceeds, for example, the weight of the resist pattern 4'changes. Therefore, by monitoring the weight change of the resist pattern 4', the progress of the reaction in the first gas exposure step can be confirmed and grasped, and the first gas exposure step may be controlled based on the result. ..

レジストパターン4’を第1ガスに曝す時間(各回の第1ガス暴露工程の処理時間)は、上述のようにして設定された第1処理条件に従えばよいが、例えば、30秒~10000秒程度である。第1ガス暴露時間が30秒未満であると、第1ガスに含有される無機元素含有化合物がレジストパターン4’の最表面に位置する反応性官能基と結合してレジストパターン4’の最表面に化学吸着し、後述の第2ガスに含まれる酸化剤の作用によりレジストパターン4’の表面に無機酸化物の薄膜(いわゆるALD膜)が形成されてしまうおそれがある。 The time for exposing the resist pattern 4'to the first gas (treatment time of each first gas exposure step) may be in accordance with the first treatment conditions set as described above, and is, for example, 30 seconds to 10,000 seconds. Degree. When the exposure time of the first gas is less than 30 seconds, the inorganic element-containing compound contained in the first gas binds to the reactive functional group located on the outermost surface of the resist pattern 4'and is bonded to the outermost surface of the resist pattern 4'. There is a risk that a thin film of inorganic oxide (so-called ALD film) will be formed on the surface of the resist pattern 4'due to the action of the oxidizing agent contained in the second gas, which will be described later.

第1ガス暴露工程(図7のS03)における温度条件は、上述のようにして設定された第1処理条件に従えばよいが、レジストパターン4’を構成する樹脂材料のガラス転移温度未満の温度条件下で、レジストパターン4’を第1ガスに曝すのが好ましい。レジストパターン4’を加熱しながら第1ガスに曝すことで、レジストパターン4’内部において反応性官能基と第1ガスに含まれる無機元素含有化合物との反応を促進することができるが、各回の第1ガス暴露工程の処理時間が相対的に長時間になると、第1ガス暴露工程の温度条件によっては、レジストパターン4’が変形するおそれがある。そのため、レジストパターン4’を構成する樹脂材料のガラス転移温度未満の温度条件下にてレジストパターン4’を第1ガスに曝すことで、レジストパターン4’が変形してしまうのを防止することができる。 The temperature condition in the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) may follow the first treatment condition set as described above, but is a temperature lower than the glass transition temperature of the resin material constituting the resist pattern 4'. Under the conditions, it is preferable to expose the resist pattern 4'to the first gas. By exposing the resist pattern 4'to the first gas while heating, the reaction between the reactive functional group and the inorganic element-containing compound contained in the first gas can be promoted inside the resist pattern 4', but each time. If the processing time of the first gas exposure step is relatively long, the resist pattern 4'may be deformed depending on the temperature conditions of the first gas exposure step. Therefore, by exposing the resist pattern 4'to the first gas under a temperature condition lower than the glass transition temperature of the resin material constituting the resist pattern 4', it is possible to prevent the resist pattern 4'from being deformed. can.

第1ガス暴露工程(図7のS03)における処理圧力条件は、上述のようにして設定された第1処理条件に従えばよいが、例えば、133.3Pa~1333.2Pa(1.0Torr~10.0Torr)程度に設定されるのが好ましく、400.0Pa~933.3Pa(3.0Torr~7.0Torr)程度に設定されるのがより好ましい。処理圧力条件が133.3Pa(1.0Torr)未満であると、特にレジストパターン4’の表面に吸着防止層が形成されていない場合には、第1ガスに含有される無機元素含有化合物がレジストパターン4’の最表面に位置する反応性官能基と結合してレジストパターン4’の最表面に化学吸着し、後述の第2ガスに含まれる酸化剤の作用によりレジストパターン4’の表面に無機酸化物の薄膜(いわゆるALD膜)が形成されてしまうおそれがある。 The processing pressure conditions in the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) may be in accordance with the first processing conditions set as described above, and for example, 133.3 Pa to 1333.2 Pa (1.0 Torr to 10). It is preferably set to about 0.0 Torr), and more preferably set to about 400.0 Pa to 933.3 Pa (3.0 Torr to 7.0 Torr). When the treatment pressure condition is less than 133.3 Pa (1.0 Torr), the inorganic element-containing compound contained in the first gas is a resist, especially when the adsorption prevention layer is not formed on the surface of the resist pattern 4'. It binds to the reactive functional group located on the outermost surface of the pattern 4'and is chemically adsorbed on the outermost surface of the resist pattern 4', and is inorganic on the surface of the resist pattern 4'by the action of the oxidizing agent contained in the second gas described later. There is a risk that a thin film of oxide (so-called ALD film) will be formed.

なお、第1ガスの流量は、特に限定されるものではなく、例えば、8.45×10-4Pa・m3/sec~5.07×10-2Pa・m3/sec(5.0sccm~300.0sccm)程度である。 The flow rate of the first gas is not particularly limited, and is, for example, 8.45 × 10 -4 Pa · m 3 / sec to 5.07 × 10 −2 Pa · m 3 / sec (5.0 sccm). ~ 300.0 sccm).

<第1ガスパージ工程>
次に、窒素(N2)等の不活性ガスを供給し、余剰の第1ガスをパージ(排気)する(図7のS04)。第1ガスをレジストパターン4’に曝し続けると、反応性官能基と無機元素含有化合物との反応が経時的に進行し難くなるため、余剰の第1ガスをパージ(排気)し、再び第1ガス暴露工程(図7のS03)を行うことで、反応性官能基と無機元素含有化合物との反応を効率的に進行させることができる。また、レジストパターン4’の内部に無機元素含有化合物を効果的に浸透させることができる。かかる第1ガスパージ工程は、例えば10秒~10000秒程度実施され得る。
<First gas purging process>
Next, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) is supplied, and the surplus first gas is purged (exhausted) (S04 in FIG. 7). If the first gas is continuously exposed to the resist pattern 4', the reaction between the reactive functional group and the inorganic element-containing compound becomes difficult to proceed over time. Therefore, the excess first gas is purged (exhausted) and the first gas is again used. By performing the gas exposure step (S03 in FIG. 7), the reaction between the reactive functional group and the inorganic element-containing compound can be efficiently promoted. In addition, the inorganic element-containing compound can be effectively permeated into the resist pattern 4'. The first gas purging step can be carried out, for example, for about 10 seconds to 10000 seconds.

第1ガスパージ工程(図7のS04)が終了した後、第1処理条件として設定された第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程の繰り返し回数に到達したか否かを判断し(図7のS05)、当該繰り返し回数に到達していない場合(図7のS05,No)には、第1ガス暴露工程(図7のS03)を再び実施する。一方、繰り返し回数に到達している場合(図7のS05,Yes)、次の工程(第2ガス暴露工程,図7のS06)を実施する。 After the first gas purging step (S04 in FIG. 7) is completed, it is determined whether or not the number of repetitions of the series of steps of the first gas exposure step and the first gas purging step set as the first treatment condition has been reached ( In the case of S05 in FIG. 7), if the number of repetitions has not been reached (S05, No in FIG. 7), the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) is performed again. On the other hand, when the number of repetitions has been reached (S05, Yes in FIG. 7), the next step (second gas exposure step, S06 in FIG. 7) is carried out.

<第2ガス暴露工程>
続いて、第2処理条件に従い、酸化剤を含有する第2ガスにレジストパターン4’を曝す(第2ガス暴露工程,図7のS06)。複数サイクルに亘って繰り返し第1ガスに曝されたレジストパターン4’を第2ガスに曝すことで、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の反応性官能基に結合した無機元素含有化合物部位に含まれる残余の反応活性基が加水分解されて水酸基に置換される。その後に脱水縮合反応が起こることで、レジストパターン4’の剛性を向上させることができる。本実施形態のように、第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程を複数回繰り返し実施した後に、第2ガス暴露工程を実施することで、第1ガスに含まれる無機元素含有化合物をレジストパターン4’の内部深くにまで効果的に浸透させることができ、レジストパターン4’内部で効率的に化学反応させることができる。
<Second gas exposure process>
Subsequently, according to the second treatment condition, the resist pattern 4'is exposed to the second gas containing an oxidizing agent (second gas exposure step, S06 in FIG. 7). By exposing the resist pattern 4'that has been repeatedly exposed to the first gas over a plurality of cycles to the second gas, it is contained in the site of the inorganic element-containing compound bonded to the reactive functional group of the resin material constituting the resist pattern 4'. The remaining reactive active groups are hydrolyzed and replaced with hydroxyl groups. After that, a dehydration condensation reaction occurs, so that the rigidity of the resist pattern 4'can be improved. By repeating the series of steps of the first gas exposure step and the first gas purging step a plurality of times as in the present embodiment and then carrying out the second gas exposure step, the inorganic element-containing compound contained in the first gas is carried out. Can be effectively penetrated deep inside the resist pattern 4', and the chemical reaction can be efficiently performed inside the resist pattern 4'.

第2ガスに含有される酸化剤としては、反応性官能基と結合している無機元素含有化合物部位に含まれる残余の反応活性基を水酸基に置換可能なものであればよく、例えば、水(H2O)、酸素(O2)、オゾン、過酸化水素等が挙げられる。 The oxidizing agent contained in the second gas may be any as long as it can replace the residual reactive active group contained in the moiety of the inorganic element-containing compound bonded to the reactive functional group with a hydroxyl group, for example, water ( H 2 O), oxygen (O 2 ), ozone, hydrogen peroxide and the like can be mentioned.

第1ガスに含有される無機元素含有化合物がトリメチルアルミニウムであり、反応性官能基がカルボニル基である場合、下記反応式(2)に示すように、カルボニル基と結合しているジメチルアルミニウムに含まれる残余の反応性活性基(2つのメチル基)が酸化剤としての水により加水分解されて水酸基に置換される。その後、下記反応式(3)に示すように、ジヒドロキシアルミニウム部位の脱水縮合反応が起こる。 When the inorganic element-containing compound contained in the first gas is trimethylaluminum and the reactive functional group is a carbonyl group, it is contained in dimethylaluminum bonded to the carbonyl group as shown in the following reaction formula (2). The remaining reactive active groups (two methyl groups) are hydrolyzed with water as an oxidizing agent and replaced with hydroxyl groups. Then, as shown in the following reaction formula (3), a dehydration condensation reaction of the dihydroxyaluminum moiety occurs.

Figure 0007060840000002
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Figure 0007060840000003
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レジストパターン4’を第2ガスに曝す時間(第2ガス暴露工程の処理時間)は、第2処理条件に従えばよいが、例えば、1秒~3600秒、より好ましくは30秒~1000秒程度である。第2ガス暴露工程の処理時間が1秒未満であると、レジストパターン4’内部の反応性官能基に結合した無機元素含有化合物部位に含まれる残余の反応活性基の加水分解反応が十分に行われないおそれがある。 The time for exposing the resist pattern 4'to the second gas (treatment time in the second gas exposure step) may be according to the second treatment condition, but is, for example, about 1 second to 3600 seconds, more preferably about 30 seconds to 1000 seconds. Is. When the treatment time of the second gas exposure step is less than 1 second, the hydrolysis reaction of the residual reaction active group contained in the site of the inorganic element-containing compound bonded to the reactive functional group inside the resist pattern 4'is sufficiently carried out. There is a risk that it will not be damaged.

第2ガス暴露工程(図7のS06)において、第1ガス暴露工程(図7のS03)と同様に、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の融点以下、好ましくはガラス転移温度未満の温度条件下で、レジストパターン4’を第2ガスに曝すのが好ましい。これにより、レジストパターン4’が軟化し、変形するのを防止しつつ、反応性官能基に結合した無機元素含有化合物部位に含まれる残余の反応活性基の加水分解反応を促進することができる。 In the second gas exposure step (S06 in FIG. 7), similarly to the first gas exposure step (S03 in FIG. 7), the temperature condition is equal to or lower than the melting point of the resin material constituting the resist pattern 4', preferably less than the glass transition temperature. Underneath, it is preferred to expose the resist pattern 4'to the second gas. This makes it possible to promote the hydrolysis reaction of the residual reactive active group contained in the site of the inorganic element-containing compound bonded to the reactive functional group while preventing the resist pattern 4'from being softened and deformed.

第2ガス暴露工程(図7のS06)における処理圧力条件は、第2処理条件に従えばよいが、大気圧条件であってもよいし、真空条件であってもよい。真空条件である場合、当該処理圧力条件としては、例えば、133.3Pa~1333.2Pa(1.0Torr~10.0Torr)程度に設定され、400.0Pa~933.3Pa(3.0Torr~7.0Torr)程度に設定されるのが好ましい。第2ガス暴露工程が真空雰囲気で実施されると、レジストパターン4’に欠陥が発生するおそれがあるが、第2ガス暴露工程が大気圧下で実施されることで、レジストパターン4’に欠陥が発生するのを防止することができる。 The treatment pressure condition in the second gas exposure step (S06 in FIG. 7) may be in accordance with the second treatment condition, but may be an atmospheric pressure condition or a vacuum condition. In the case of vacuum conditions, the processing pressure conditions are set to, for example, 133.3 Pa to 1333.2 Pa (1.0 Torr to 10.0 Torr), and 400.0 Pa to 933.3 Pa (3.0 Torr to 7. It is preferably set to about 0 Torr). If the second gas exposure step is carried out in a vacuum atmosphere, defects may occur in the resist pattern 4', but when the second gas exposure step is carried out under atmospheric pressure, the resist pattern 4'is defective. Can be prevented from occurring.

<第2ガスパージ工程>
次に、窒素(N2)等の不活性ガスを供給し、余剰の第2ガスをパージ(排気)する(図7のS07)。かかる第2ガスパージ工程(図7のS07)は、例えば30秒~10000秒程度実施されればよい。この第1ガス暴露工程及び第2ガス暴露工程(図7のS03~S07)により、十分な剛性を有する微細パターン4を形成することができる(図8(E)参照)。
<Second gas purging process>
Next, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) is supplied, and the surplus second gas is purged (exhausted) (S07 in FIG. 7). The second gas purging step (S07 in FIG. 7) may be carried out, for example, for about 30 seconds to 10000 seconds. By the first gas exposure step and the second gas exposure step (S03 to S07 in FIG. 7), the fine pattern 4 having sufficient rigidity can be formed (see FIG. 8E).

上記実施形態においては、レジストパターン4’を構成する樹脂材料と反応可能なルイス酸性を示す無機元素含有化合物(トリメチルアルミニウム等)を用いているが、当該樹脂材料と反応不可能又は反応困難な無機元素含有化合物を用いてもよい。この場合において、ルイス酸性を示す無機元素含有化合物(例えばトリメチルアルミニウム等)を含む第1ガスに、所望により複数回繰り返しレジストパターン4’を曝した後、上記第2ガスに暴露する。その後、上記樹脂材料と反応不可能又は反応困難な無機元素含有化合物を含むガスに1回又は複数回繰り返しレジストパターン4’を曝し、さらに上記第2ガスにレジストパターン4’を曝すようにしてもよい。これにより、反応可能な無機元素含有化合物を樹脂材料との間に挟むようにして、反応不可能又は反応困難な無機元素含有化合物と上記樹脂材料とを複合体化することができる。 In the above embodiment, an inorganic element-containing compound (trimethylaluminum, etc.) exhibiting Lewis acidity that can react with the resin material constituting the resist pattern 4'is used, but the inorganic compound that cannot or is difficult to react with the resin material. Element-containing compounds may be used. In this case, the resist pattern 4'is repeatedly exposed to the first gas containing an inorganic element-containing compound exhibiting Lewis acidity (for example, trimethylaluminum), if desired, and then exposed to the second gas. After that, the resist pattern 4'is repeatedly exposed to the gas containing the inorganic element-containing compound which cannot or is difficult to react with the resin material once or multiple times, and the resist pattern 4'is further exposed to the second gas. good. Thereby, the inorganic element-containing compound which cannot react or is difficult to react can be complexed with the resin material by sandwiching the reactive inorganic element-containing compound between the resin material and the resin material.

<ウェットエッチング工程>
上記第1ガス暴露工程及び第2ガス暴露工程(図7のS03~S07)を施すことで、十分な剛性を有する微細パターン4が得られるが(図8(E)参照)、当該微細パターン4の凸部41間から露出する基材2上に無機元素含有化合物由来の薄膜(無機元素含有化合物としてTMAを用いた場合にはAl23の薄膜,膜厚:0.1nm~10nm程度)が形成されてしまう。この薄膜を除去する場合には、微細パターン4の形成された基材2にウェットエッチング処理を施してもよい。
<Wet etching process>
By performing the first gas exposure step and the second gas exposure step (S03 to S07 in FIG. 7), a fine pattern 4 having sufficient rigidity can be obtained (see FIG. 8E), but the fine pattern 4 A thin film derived from an inorganic element-containing compound on the base material 2 exposed from between the convex portions 41 (when TMA is used as the inorganic element-containing compound, a thin film of Al 2 O 3 , film thickness: about 0.1 nm to 10 nm). Will be formed. When removing this thin film, the base material 2 on which the fine pattern 4 is formed may be subjected to a wet etching treatment.

上記ウェットエッチング工程において用いられるエッチング液としては、薄膜を除去可能な酸を含むものであり、好ましくは、薄膜を構成する材料に対する酸化力が相対的に強い酸(次亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、硝酸、硫酸、過酢酸、過マンガン酸、ニクロム酸等)と相対的に弱い酸(リン酸、酢酸、フェノール等)とを含む混酸溶液であり、より好ましくは、当該酸化力が相対的に強い酸としての硝酸と、相対的に弱い酸としてのリン酸及び酢酸とを含む混酸溶液である。かかる混酸溶液におけるリン酸、酢酸及び硝酸の組成比(質量基準)は、60~80:1~20:1~20であるのが好ましく、65~75:5~15:1~5であるのが特に好ましい。上記混酸溶液における各酸の組成比が上記範囲内であることで、微細パターン4を損傷させることなく、薄膜を除去することができる。 The etching solution used in the wet etching step contains an acid capable of removing the thin film, and preferably an acid having a relatively strong oxidizing power for the material constituting the thin film (hypochlorous acid, chloric acid, etc.). It is a mixed acid solution containing a perchloric acid, nitric acid, sulfuric acid, peracetic acid, permanganic acid, dichromic acid, etc.) and a relatively weak acid (phosphate, acetic acid, phenol, etc.), and more preferably, the oxidizing power thereof is high. It is a mixed acid solution containing nitric acid as a relatively strong acid and phosphoric acid and acetic acid as relatively weak acids. The composition ratio (mass basis) of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid in such a mixed acid solution is preferably 60 to 80: 1 to 20: 1 to 20, and preferably 65 to 75: 5 to 15: 1 to 5. Is particularly preferable. When the composition ratio of each acid in the mixed acid solution is within the above range, the thin film can be removed without damaging the fine pattern 4.

ウェットエッチング方法としては、上記微細パターン4が形成されている基材2をエッチング液に浸漬させる方法、基材2における微細パターン4が形成されている第1面2A側にエッチング液を噴射する方法等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 As a wet etching method, a method of immersing the base material 2 on which the fine pattern 4 is formed in an etching solution, and a method of injecting the etching solution onto the first surface 2A side of the base material 2 on which the fine pattern 4 is formed. Etc. can be exemplified, but the present invention is not limited to these.

上記ウェットエッチング工程においては、微細パターン4の凸部間に形成された薄膜を除去可能な程度の低濃度のエッチング液(混酸溶液含有量:1質量%~80質量%)を用いるエッチング処理、及び/又は当該薄膜を除去可能な程度の短時間(1秒~30秒程度)のエッチング処理を行うのが好ましい。これにより、微細パターン4を損傷させることなく、薄膜を除去することができる。 In the wet etching step, an etching process using a low-concentration etching solution (mixed acid solution content: 1% by mass to 80% by mass) capable of removing the thin film formed between the convex portions of the fine pattern 4 and / Or, it is preferable to perform an etching treatment for a short time (about 1 second to 30 seconds) so that the thin film can be removed. As a result, the thin film can be removed without damaging the fine pattern 4.

<無機酸化膜形成工程>
次に、微細パターン4の頂部及び側壁を被覆する無機酸化膜42を形成する。無機酸化膜42は、当該無機酸化膜42を構成する材料(例えば、酸化ケイ素、酸化チタン等)のスパッタリング等により形成され得る。
<Inorganic oxide film forming process>
Next, the inorganic oxide film 42 that covers the top and side walls of the fine pattern 4 is formed. The inorganic oxide film 42 can be formed by sputtering or the like of a material (for example, silicon oxide, titanium oxide, etc.) constituting the inorganic oxide film 42.

<離型層形成工程>
無機酸化膜42が形成された後、当該無機酸化膜42を被覆する離型層43を形成する。離型層43は、フッ素アルキル含有シランカップリング剤、長鎖アルキル含有シランカップリング剤の塗布等により形成され得る。このようにして、微細パターン4を有するインプリントモールド1が製造される。
<Release layer forming process>
After the inorganic oxide film 42 is formed, the release layer 43 that covers the inorganic oxide film 42 is formed. The release layer 43 can be formed by applying a fluorine alkyl-containing silane coupling agent, a long-chain alkyl-containing silane coupling agent, or the like. In this way, the imprint mold 1 having the fine pattern 4 is manufactured.

〔インプリント方法〕
本実施形態に係るインプリントモールド1を用いたインプリント方法について説明する。図9は、本実施形態におけるインプリント方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。
[Imprint method]
An imprint method using the imprint mold 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a process flow chart showing each step of the imprint method in the present embodiment on the cut end face.

本実施形態におけるインプリント方法は、インプリントモールド1と、第1面102及びそれに対向する第2面103を有し、所望により第1面102上に金属クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム等からなるハードマスク層が形成されている被転写基板101とを準備する工程(図9(A)参照)、被転写基板101の第1面102(ハードマスク層)上にインプリント樹脂膜104(アクリル系、メタクリル系等の紫外線硬化性樹脂等からなる樹脂膜)を成膜する工程及びインプリントモールド1の微細パターン4をインプリント樹脂膜104に転写し、当該微細パターン4を反転させた凹凸パターン105をインプリント樹脂膜104に形成する工程を含む。 The imprint method in the present embodiment has an imprint mold 1, a first surface 102 and a second surface 103 facing the first surface 102, and if desired, metal chromium, chromium oxide, chromium nitride, and oxynitriding on the first surface 102. A step of preparing a transfer substrate 101 on which a hard mask layer made of chrome or the like is formed (see FIG. 9A), an imprint resin film on the first surface 102 (hard mask layer) of the transfer substrate 101. The process of forming 104 (a resin film made of an ultraviolet curable resin such as acrylic or methacrylic) and the fine pattern 4 of the imprint mold 1 are transferred to the imprint resin film 104, and the fine pattern 4 is inverted. The step of forming the uneven pattern 105 on the imprint resin film 104 is included.

被転写基板101としては、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された2以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板;ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板;シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等が用いられ得る。 Examples of the transferred substrate 101 include quartz glass, soda glass, fluorite, calcium fluoride substrate, magnesium fluoride substrate, glass substrate such as acrylic glass, polycarbonate substrate, polypropylene substrate, resin substrate such as polyethylene substrate, and the like. Transparent substrates such as laminated substrates made by laminating two or more substrates arbitrarily selected from among them; metal substrates such as nickel substrates, titanium substrates and aluminum substrates; semiconductor substrates such as silicon substrates and gallium nitride substrates are used. obtain.

凹凸パターン105をインプリント樹脂膜104に形成する工程において、まず、被転写基板101の第1面102上のインプリント樹脂膜104にインプリントモールド1の微細パターン4を押し当てる(図9(B)参照)。その状態で、インプリント樹脂膜104に紫外線UV等を照射して当該インプリント樹脂膜104を硬化させる(図9(C)参照)。そして、硬化したインプリント樹脂膜104からインプリントモールド1を引き離す(図9(D)参照)。このインプリントモールド1をインプリント樹脂膜104から引き離す際に、当該インプリント樹脂膜104が僅かに軟化する程度(転写される凹凸パターン105のパターン形状が崩れない程度)にインプリント樹脂膜104を加熱することもできる。硬化したインプリント樹脂膜104からインプリントモールド1を引き離す際の応力を、インプリント樹脂膜104の加熱により低減することができる。これにより、高い精度でインプリントモールド1の微細パターン4をインプリント樹脂膜104に転写することができる。 In the step of forming the uneven pattern 105 on the imprint resin film 104, first, the fine pattern 4 of the imprint mold 1 is pressed against the imprint resin film 104 on the first surface 102 of the substrate 101 to be transferred (FIG. 9 (B). )reference). In that state, the imprint resin film 104 is irradiated with ultraviolet rays UV or the like to cure the imprint resin film 104 (see FIG. 9C). Then, the imprint mold 1 is separated from the cured imprint resin film 104 (see FIG. 9D). When the imprint mold 1 is pulled away from the imprint resin film 104, the imprint resin film 104 is provided to such an extent that the imprint resin film 104 is slightly softened (to the extent that the pattern shape of the uneven pattern 105 to be transferred does not collapse). It can also be heated. The stress when pulling the imprint mold 1 away from the cured imprint resin film 104 can be reduced by heating the imprint resin film 104. As a result, the fine pattern 4 of the imprint mold 1 can be transferred to the imprint resin film 104 with high accuracy.

〔レジストパターン改質装置〕
続いて、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法における第1ガス暴露工程及び第2ガス暴露工程(図7のS03~S07)を実施可能なレジストパターン改質装置の一例について説明する。図10は、本実施形態におけるレジストパターン改質装置の構成を概略的に示す概略構成図であり、図11は、本実施形態におけるレジストパターン改質装置の概略構成を示すブロック図である。
[Resist pattern reformer]
Subsequently, an example of a resist pattern reforming apparatus capable of carrying out the first gas exposure step and the second gas exposure step (S03 to S07 in FIG. 7) in the method for manufacturing an imprint mold according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of the resist pattern reforming apparatus in the present embodiment, and FIG. 11 is a block diagram showing the schematic configuration of the resist pattern reforming apparatus in the present embodiment.

図10に示すように、本実施形態におけるレジストパターン改質装置50は、チャンバ51と、ガス投入口52及びガス排気口53を有し、被処理物(本実施形態に係るパターン形成方法においてはレジストパターン4’が形成されている基材2(図8(D)参照))を載置可能なステージ54と、ステージ54上に載置された被処理物を加熱可能なヒータ(図示省略)と、ステージ54の上方に位置し、レジストパターン4’の改質状態を検出する検出部55とを備える。 As shown in FIG. 10, the resist pattern reforming apparatus 50 in the present embodiment has a chamber 51, a gas inlet 52 and a gas exhaust port 53, and is an object to be treated (in the pattern forming method according to the present embodiment). A stage 54 on which the substrate 2 on which the resist pattern 4'is formed (see FIG. 8D)) can be placed, and a heater capable of heating the object to be processed placed on the stage 54 (not shown). And a detection unit 55 located above the stage 54 and detecting the modified state of the resist pattern 4'.

検出部55は、被処理物としての基材2の第1面2Aに形成されているレジストパターン4’に対し第1ガスを曝しているときに、当該レジストパターン4’の光学特性(例えば、反射率、屈折率、IR特性、色調等)や重量の変化を経時的にモニタリング可能な光学センサや重量センサ等により構成され得る。検出部55が重量センサにより構成される場合、当該検出部55は、ステージ54に内蔵されていればよい。 When the detection unit 55 is exposing the first gas to the resist pattern 4'formed on the first surface 2A of the base material 2 as the object to be treated, the optical characteristics of the resist pattern 4'(for example, the detection unit 55). It may be composed of an optical sensor, a weight sensor, or the like that can monitor changes in reflectance, refractive index, IR characteristics, color tone, etc.) and weight over time. When the detection unit 55 is composed of a weight sensor, the detection unit 55 may be built in the stage 54.

かかるレジストパターン改質装置50において、ガス投入口52から第1ガスがチャンバ51内に供給されると、ガス排気口53に向かって第1ガスが流れることで、その間に位置する被処理物(レジストパターン4’)の周囲を第1ガス雰囲気にすることができる。これにより、第1ガスに含まれる無機元素含有化合物をレジストパターン4’の内部に浸透させ、樹脂材料の反応性官能基と無機元素含有化合物とを反応させることができる。 In the resist pattern reforming apparatus 50, when the first gas is supplied into the chamber 51 from the gas inlet 52, the first gas flows toward the gas exhaust port 53, and the object to be processed located between them ( The surroundings of the resist pattern 4') can be made into a first gas atmosphere. As a result, the inorganic element-containing compound contained in the first gas can be infiltrated into the resist pattern 4', and the reactive functional group of the resin material can be reacted with the inorganic element-containing compound.

図11に示すように、本実施形態におけるレジストパターン改質装置50は、制御部61と、記憶部62と、レジストパターン改質装置50との間でデータ等の送受信を行うための通信部63とを有する制御装置60をさらに備える。制御部61は、記憶部62に記憶されている種々の情報や、ユーザから入力された情報等に基づいて、第1処理条件に関するデータ(例えば、第1ガス暴露工程の繰り返し実施回数、各回の第1ガス暴露工程の処理時間等に関するデータ等)や第2処理条件に関するデータ(例えば、第2ガス暴露工程の処理時間等に関するデータ等)を生成したり、それらのデータに基づいてレジストパターン改質装置50における第1ガス暴露工程(図7のS03)及び第2ガス暴露工程(図7のS06)等を制御したりするための演算処理を行う。 As shown in FIG. 11, the resist pattern reforming device 50 in the present embodiment is a communication unit 63 for transmitting and receiving data and the like between the control unit 61, the storage unit 62, and the resist pattern reforming device 50. Further includes a control device 60 having the above. The control unit 61 is based on various information stored in the storage unit 62, information input from the user, and the like, and data related to the first processing condition (for example, the number of times the first gas exposure step is repeated, each time). Data on the processing time of the first gas exposure process, etc.) and data on the second processing conditions (for example, data on the processing time, etc. of the second gas exposure process) can be generated, and the registration pattern can be modified based on those data. Arithmetic processing for controlling the first gas exposure step (S03 in FIG. 7), the second gas exposure step (S06 in FIG. 7), and the like in the quality apparatus 50 is performed.

記憶部62には、ユーザから入力された情報が一時的に記憶されたり、制御部61が種々の演算処理を行うためのプログラム、制御部61により生成された第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータ、検出部55によりモニタリングされて得られたモニタリング情報(例えば、レジストパターン4’の光学特性や重量の変化に関する情報等)、レジストパターン4’を構成し得る種々の樹脂材料に関する情報(例えば、樹脂材料の種類、樹脂材料の電子密度に関する情報等)等が記憶されたりしている。 The storage unit 62 temporarily stores information input from the user, a program for the control unit 61 to perform various arithmetic processes, data related to the first processing condition generated by the control unit 61, and a second. Data on processing conditions, monitoring information obtained by monitoring by the detection unit 55 (for example, information on changes in optical properties and weight of resist pattern 4'), information on various resin materials that can constitute resist pattern 4'. (For example, information on the type of resin material, the electron density of the resin material, etc.) is stored.

記憶部62に記憶されている第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータは、レジストパターン改質装置50にて過去に第1ガス暴露工程及び第2ガス暴露工程が実施されたときの第1処理条件及び第2処理条件に関するデータであって、そのときのレジストパターン4’を構成する樹脂材料に関する情報と関連付けられている。また、第1処理条件及び第2処理条件に関するデータは、レジストパターン改質装置50にて過去に第1ガス暴露工程及び第2ガス暴露工程が実施されたときに検出部55によりモニタリングされて得られたモニタリング情報に基づいて更新されてもよい。 The data regarding the first processing condition and the data regarding the second processing condition stored in the storage unit 62 are the data when the first gas exposure step and the second gas exposure step were performed in the past by the resist pattern reformer 50. The data regarding the first processing condition and the second processing condition are associated with the information regarding the resin material constituting the resist pattern 4'at that time. Further, the data regarding the first treatment condition and the second treatment condition are obtained by being monitored by the detection unit 55 when the first gas exposure step and the second gas exposure step have been performed in the past by the resist pattern reformer 50. It may be updated based on the monitoring information provided.

本実施形態におけるレジストパターン改質装置50においてレジストパターンの改質処理を行う場合、制御部61は、ユーザから入力された情報等に従い、第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータを生成する。例えば、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の種類に関する情報が入力されたとき、当該樹脂材料に関連付けられている第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータが記憶部62に記憶されている場合には、当該第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータを読み出す。一方、当該樹脂材料に関連付けられている第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータが記憶部62に記憶されていない場合には、当該樹脂材料の電子密度の情報に基づいて、第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータを生成する。例えば、ユーザにより入力された樹脂材料の種類に関する情報から、当該新たな樹脂材料の電子密度を求める。そして、第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータに関連付けられている樹脂材料の電子密度と対比し、最も電子密度が近い樹脂材料に関連付けられている第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータに基づいて、新たな樹脂材料により構成されるレジストパターン4’に対する第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータを生成する。 When the resist pattern reforming apparatus 50 in the present embodiment performs the resist pattern reforming process, the control unit 61 generates data related to the first processing condition and data related to the second processing condition according to the information input from the user and the like. do. For example, when information regarding the type of the resin material constituting the resist pattern 4'is input, the data regarding the first processing condition and the data regarding the second processing condition associated with the resin material are stored in the storage unit 62. If so, the data related to the first processing condition and the data related to the second processing condition are read out. On the other hand, when the data regarding the first processing condition and the data regarding the second processing condition associated with the resin material are not stored in the storage unit 62, the first is based on the information on the electron density of the resin material. Generate data related to the processing condition and data related to the second processing condition. For example, the electron density of the new resin material is obtained from the information regarding the type of the resin material input by the user. Then, in comparison with the electron density of the resin material associated with the data regarding the first treatment condition and the data regarding the second treatment condition, the data regarding the first treatment condition and the second treatment condition associated with the resin material having the closest electron density are obtained. Based on the data regarding the processing conditions, the data regarding the first processing conditions and the data regarding the second processing conditions for the resist pattern 4'composed of the new resin material are generated.

制御部61は、上記のようにして生成された第1処理条件に関するデータ及び第2処理条件に関するデータに基づき、レジストパターン改質装置50における処理を制御し、レジストパターン改質装置50にて、第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程が複数回繰り返し実施される。このとき、検出部55は、レジストパターン4’の光学特性や重量の変化を経時的にモニタリングし、検出部55から出力されたモニタリング情報は、記憶部62に記憶される。第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程が終了した後、第2ガス暴露工程及び第2ガスパージ工程の一連の工程が実施され、レジストパターン4’に対する改質処理が終了する。 The control unit 61 controls the processing in the resist pattern reforming apparatus 50 based on the data regarding the first processing condition and the data regarding the second processing condition generated as described above, and the resist pattern reforming apparatus 50 controls the processing. A series of steps of the first gas exposure step and the first gas purging step are repeated a plurality of times. At this time, the detection unit 55 monitors changes in the optical characteristics and weight of the resist pattern 4'over time, and the monitoring information output from the detection unit 55 is stored in the storage unit 62. After the series of steps of the first gas exposure step and the first gas purge step is completed, the series of steps of the second gas exposure step and the second gas purge step are carried out, and the reforming process for the resist pattern 4'is completed.

制御部61は、第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程が終了した後、検出部55から出力されたモニタリング情報に基づき、第2ガス暴露工程及び第2ガスパージ工程の一連の工程を実施すべきか否かを判断してもよい。例えば、レジストパターン改質装置50における処理開始時に生成した第1処理条件に関するデータにおける繰り返し回数の第1ガス暴露工程が終了したが、モニタリング情報に基づき、レジストパターン4’を構成する樹脂材料と無機元素含有化合物との反応が不十分であると判断される場合、第2ガス暴露工程に移行せず、第1ガス暴露工程を再度実施してもよい。このような制御を行うことで、レジストパターン4’の最適な改質処理を行うことができる。 After the series of steps of the first gas exposure step and the first gas purge step is completed, the control unit 61 has a series of steps of the second gas exposure step and the second gas purge step based on the monitoring information output from the detection unit 55. You may decide whether or not to carry out. For example, the first gas exposure step of the number of repetitions in the data regarding the first treatment condition generated at the start of the treatment in the resist pattern reformer 50 is completed, but the resin material and the inorganic material constituting the resist pattern 4'are based on the monitoring information. If it is determined that the reaction with the element-containing compound is insufficient, the first gas exposure step may be carried out again without shifting to the second gas exposure step. By performing such control, the optimum modification treatment of the resist pattern 4'can be performed.

また、制御部61は、検出部55から出力されたモニタリング情報を、最初に生成した第1処理条件に関するデータにフィードバックして、第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程の繰り返し回数等を、レジストパターン改質装置50における処理途中に変更してもよい。このようなフィードバック機能を備えることで、最適な処理条件にてレジストパターン4’の改質処理を行うことができる。 Further, the control unit 61 feeds back the monitoring information output from the detection unit 55 to the data related to the first processing condition first generated, and the number of repetitions of a series of steps of the first gas exposure step and the first gas purge step. Etc. may be changed during the processing in the resist pattern reformer 50. By providing such a feedback function, the resist pattern 4'can be modified under the optimum processing conditions.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

上記実施形態のインプリントモールドの製造方法において、第1ガス暴露工程(図7のS03)を実施する前に、基材2の第1面2Aに形成されているレジストパターン4’に活性エネルギー線を照射する露光工程を実施してもよい。レジストパターン4’に活性エネルギー線が照射されると、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の反応性官能基(特に、電子を放出しやすい求核性の高い官能基)の脱離又は変性が生じる。この活性エネルギー線の照射量に応じて反応性官能基の脱離又は変性の程度が異なる。反応性官能基の脱離又は変性が生じると、第1ガスに含まれる無機元素含有化合物の反応点(反応性官能基)の数が減少するため、微細パターン4の剛性の調整が容易となる。 In the method for manufacturing an imprint mold of the above embodiment, before the first gas exposure step (S03 in FIG. 7) is carried out, active energy rays are applied to the resist pattern 4'formed on the first surface 2A of the base material 2. The exposure step of irradiating with the above may be carried out. When the resist pattern 4'is irradiated with active energy rays, the reactive functional groups (particularly, highly nucleophilic functional groups that easily emit electrons) of the resin material constituting the resist pattern 4'are eliminated or modified. Occurs. The degree of desorption or denaturation of the reactive functional group varies depending on the irradiation amount of this active energy ray. When the reactive functional group is desorbed or modified, the number of reaction points (reactive functional groups) of the inorganic element-containing compound contained in the first gas decreases, so that the rigidity of the fine pattern 4 can be easily adjusted. ..

レジストパターン4’に照射される活性エネルギー線としては、レジストパターン4’を構成する樹脂材料の反応性官能基を脱離又は変性可能なエネルギー量を有するものであればよく、例えば、紫外線、電子線、X線等が挙げられる。 The active energy ray irradiated to the resist pattern 4'may be any one having an energy amount capable of desorbing or modifying the reactive functional group of the resin material constituting the resist pattern 4', for example, ultraviolet rays and electrons. Examples include lines and X-rays.

上記実施形態において、第1ガス暴露工程及び第1ガスパージ工程の一連の工程を複数回繰り返し実施し、その後、第2ガス暴露工程及び第2ガスパージ工程を実施する態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、第1ガス暴露工程、第1ガスパージ工程、第2ガス暴露工程及び第2ガスパージ工程の一連のガス暴露工程を複数回繰り返し実施する態様であってもよい。 In the above embodiment, a mode in which a series of steps of the first gas exposure step and the first gas purge step are repeatedly carried out a plurality of times and then the second gas exposure step and the second gas purge step are carried out has been described as an example. , Not limited to this aspect. For example, a series of gas exposure steps of a first gas exposure step, a first gas purge step, a second gas exposure step, and a second gas purge step may be repeated a plurality of times.

上記実施形態において、インプリントモールド1の基材2は、微細パターン4と同様に樹脂材料と無機材料との反応生成物により構成されていてもよい。この場合において、基材2と微細パターン4とは別体に構成されていてもよいし、一体物として構成されていてもよい。例えば、所定の反応性官能基を有する樹脂材料により構成されるベース基板を準備し、当該ベース基板上にレジストパターン4’を形成し、当該レジストパターン4’及びベース基板に対し上記第1ガス暴露工程、第1ガスパージ工程、第2ガス暴露工程及び第2ガスパージ工程(図7のS03~07)を施すことができる。これにより、微細パターン4とともに、基材2も反応生成物により構成することができる。 In the above embodiment, the base material 2 of the imprint mold 1 may be composed of a reaction product of a resin material and an inorganic material, similarly to the fine pattern 4. In this case, the base material 2 and the fine pattern 4 may be configured separately or as an integral body. For example, a base substrate made of a resin material having a predetermined reactive functional group is prepared, a resist pattern 4'is formed on the base substrate, and the resist pattern 4'and the base substrate are exposed to the first gas. A step, a first gas purging step, a second gas exposure step, and a second gas purging step (S03 to 07 in FIG. 7) can be performed. Thereby, the base material 2 can be composed of the reaction product together with the fine pattern 4.

上記実施形態において、基材2の第1面2Aを覆う金属膜3を有するインプリントモールド1を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではなく、基材2の第1面2A上に微細パターン4が形成され、金属膜3が形成されていなくてもよい。この場合において、基材2の第1面2Aを覆う密着促進層が設けられており、当該密着促進層上に微細パターン4が形成されていてもよい。 In the above embodiment, the imprint mold 1 having the metal film 3 covering the first surface 2A of the base material 2 has been described as an example, but the present invention is not limited to this embodiment, and the first surface of the base material 2 is not limited to this. The fine pattern 4 may be formed on the 2A, and the metal film 3 may not be formed. In this case, an adhesion promoting layer may be provided to cover the first surface 2A of the base material 2, and the fine pattern 4 may be formed on the adhesion promoting layer.

本開示は、半導体デバイスの製造過程等において微細凹凸構造を形成するために用いられるインプリントモールドの技術分野において有用である。 The present disclosure is useful in the technical field of imprint molds used for forming fine concavo-convex structures in the manufacturing process of semiconductor devices and the like.

1…インプリントモールド
2…基材
2A…第1面
2B…第2面
3…金属膜
4…微細パターン
41…凸部
42…無機酸化膜
43…離型層
5…アライメントマーク
1 ... Imprint mold 2 ... Base material 2A ... 1st surface 2B ... 2nd surface 3 ... Metal film 4 ... Fine pattern 41 ... Convex part 42 ... Inorganic oxide film 43 ... Release layer 5 ... Alignment mark

Claims (12)

第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する基材と、
前記基材の前記第1面上に設けられてなる、複数の凸部を有する微細パターンと
を備え、
前記基材及び前記微細パターンは、樹脂材料と無機材料との反応生成物により構成される
インプリントモールド。
A base material having a first surface and a second surface facing the first surface,
It is provided with a fine pattern having a plurality of convex portions provided on the first surface of the base material.
The base material and the fine pattern are imprint molds composed of reaction products of a resin material and an inorganic material.
前記樹脂材料は、前記無機材料との反応性を示す反応性官能基を有する
請求項1に記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to claim 1, wherein the resin material has a reactive functional group exhibiting reactivity with the inorganic material.
前記微細パターンの表面を被覆する離型層をさらに備える
請求項1又は2に記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to claim 1 or 2, further comprising a release layer that covers the surface of the fine pattern.
前記離型層は、フッ素含有材料を含む
請求項3に記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to claim 3, wherein the release layer contains a fluorine-containing material.
前記微細パターンの表面と前記離型層との間に無機酸化膜をさらに備える
請求項3又は4に記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to claim 3 or 4, further comprising an inorganic oxide film between the surface of the fine pattern and the release layer.
前記無機酸化膜が、酸化ケイ素膜又は酸化チタン膜である
請求項5に記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to claim 5, wherein the inorganic oxide film is a silicon oxide film or a titanium oxide film.
前記基材の前記第1面を被覆する金属膜をさらに備え、
前記微細パターンは、前記金属膜上に設けられている
請求項1~6のいずれかに記載のインプリントモールド。
Further provided with a metal film covering the first surface of the substrate,
The imprint mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the fine pattern is provided on the metal film.
前記基材の前記第1面を被覆する密着促進層をさらに備え、
前記微細パターンは、前記密着促進層に接触するようにして設けられている
請求項1~7のいずれかに記載のインプリントモールド。
Further provided with an adhesion promoting layer covering the first surface of the substrate,
The imprint mold according to any one of claims 1 to 7, wherein the fine pattern is provided so as to be in contact with the adhesion promoting layer.
前記微細パターンと前記基材とが一体的に構成されている
請求項1~6のいずれかに記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the fine pattern and the base material are integrally formed.
前記基材の前記第1面上に設けられてなるアライメントマークをさらに備え、
前記アライメントマークは、前記反応生成物により構成されている
請求項1~のいずれかに記載のインプリントモールド。
Further provided with an alignment mark provided on the first surface of the substrate,
The imprint mold according to any one of claims 1 to 9 , wherein the alignment mark is composed of the reaction product.
前記微細パターンの複数の凸部のうちの一部と他部とは、互いに異なる種類の前記反応生成物により構成される
請求項1~10のいずれかに記載のインプリントモールド。
The imprint mold according to any one of claims 1 to 10 , wherein a part of the plurality of convex portions of the fine pattern and the other portion are composed of the reaction products of different types from each other.
請求項1~11のいずれかに記載の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、
被転写面及び当該被転写面に対向する裏面を有する被転写基板を準備する工程と、
前記被転写基板の前記被転写面上にインプリント樹脂を供給する工程と、
前記インプリントモールドの前記微細パターンを前記インプリント樹脂に接触させることで、前記インプリントモールドの前記第1面及び前記被転写基板の前記被転写面の間にインプリント樹脂を展開させる工程と、
前記インプリントモールドの前記第1面及び前記被転写基板の前記被転写面の間に展開させた前記インプリント樹脂を硬化させる工程と、
前記硬化した前記インプリント樹脂から前記インプリントモールドを引き離す工程と
を含み、
前記微細パターンを構成する前記樹脂材料は、加熱により軟化可能な材料であり、
前記インプリントモールドを引き離す工程において、少なくとも前記微細パターンを加熱して前記インプリント樹脂から前記インプリントモールドを引き離す
インプリント方法。
The imprint method using the imprint mold according to any one of claims 1 to 11 .
A step of preparing a transferred substrate having a surface to be transferred and a back surface facing the surface to be transferred, and a step of preparing the substrate to be transferred.
The step of supplying the imprint resin onto the transfer surface of the transfer substrate,
A step of developing the imprint resin between the first surface of the imprint mold and the transfer surface of the transfer substrate by bringing the fine pattern of the imprint mold into contact with the imprint resin.
A step of curing the imprint resin developed between the first surface of the imprint mold and the transfer surface of the transfer substrate.
Including the step of pulling the imprint mold away from the cured imprint resin.
The resin material constituting the fine pattern is a material that can be softened by heating.
An imprint method in which at least the fine pattern is heated to separate the imprint mold from the imprint resin in the step of separating the imprint mold.
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