JP7328888B2 - 硬化物パターンの製造方法、光学部品、回路基板および石英モールドレプリカの製造方法、ならびにインプリント前処理コート用材料およびその硬化物 - Google Patents

硬化物パターンの製造方法、光学部品、回路基板および石英モールドレプリカの製造方法、ならびにインプリント前処理コート用材料およびその硬化物 Download PDF

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Description

本発明は、硬化物パターンの製造方法、光学部品、回路基板および石英モールドレプリカの製造方法、ならびにインプリント前処理コート用材料およびその硬化物に関する。
半導体デバイスやMEMS等においては、微細化の要求が高まっており、その中で光ナノインプリント技術が注目されている。光ナノインプリント技術では、表面に微細な凹凸パターンが形成された型(モールド)を光硬化性組成物(レジスト)が塗布された基板(ウエハ)に押しつけた状態でレジストを硬化させる。これにより、モールドの凹凸パターンをレジストの硬化物に転写し、パターンを基板上に形成する。光ナノインプリント技術によれば、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。
光ナノインプリント技術では、まず、基板上のパターン形成領域にレジストを塗布する(配置工程)。次に、このレジストをパターンが形成されたモールドを用いて成形する(型接触工程)。そして、光を照射してレジストを硬化(光照射工程)させたうえで引き離す(離型工程)。これらの工程を実施することにより、所定の形状を有する樹脂のパターン(光硬化物)が基板上に形成される。さらに、基板上の他の位置において上記の全工程を繰り返すことで、基板全体に微細な構造体を形成することができる。
特許文献1に記載の光ナノインプリント技術によるパターン形成方法を、図1の模式断面図を用いて説明する。まず、基板101上のパターン形成領域にインクジェット法を用いて、液状の硬化性組成物(レジスト)102を離散的に滴下する(配置工程(1)、図1(a)~(c))。滴下された硬化性組成物102の液滴は、液滴の広がる方向を示す矢印104で示すように、基板101上に広がるが(図1(c))、この現象をプレスプレッドと呼ぶ。次に、この硬化性組成物102を、パターンが形成された、後述する照射光106に対して透明なモールド(型)105を用いて成形する(型接触工程(2)、図1(d)および拡大部)。型接触工程においては、硬化性組成物102の液滴が、液滴の拡がる方向を示す矢印104で示すように、基板101とモールド105の間隙の全域へ広がる(図1(d)および拡大部)。この現象をスプレッドと呼ぶ。また、型接触工程においては、硬化性組成物102はモールド105上の凹部の内部へも、液滴の広がる方向を示す矢印104で示すように、毛細管現象により充填される(図1(d)の拡大部)。この充填現象をフィルと呼ぶ。スプレッドとフィルが完了するまでの時間を充填時間と呼ぶ。硬化性組成物102の充填が完了した後、照射光106を照射して硬化性組成物102を硬化させ(光照射工程(3)、図1(e))、その後、モールド105を基板101から引き離す(離型工程(4)、図1(f))。これらの工程を順次実施することにより、所定の形状を有する硬化した硬化性組成物102のパターン(光硬化膜107、図1(f)および拡大部)が基板101上に形成される。なお、モールド105の凸部に対応するレジストパターンの凹部に残膜108が残ることもある(図1の拡大部)。
特開2010-073811号公報
S.Reddy,R.T.Bonnecaze,Microelectronic Engineering,82,60-70(2005) N.Imaishi,Int.J.Microgravity Sci. No.31 Supplement 2014(S5-S12)
特許文献1に記載の光ナノインプリント技術においては、型接触開始からスプレッドとフィルが完了するまでの時間(充填時間)が長く、概してスループットが低い、という課題があった。
そこで本発明者らは、充填時間が短い、つまり高スループットな光ナノインプリント技術(Short Spread Time Nanoimprint Lithography、以下、「SST-NIL」と称する。)を考案した。SST-NILは、図2の模式断面図に示すように、
基板201上に、硬化性組成物(α1)202の液膜を配置する配置工程(1)、
前記硬化性組成物(α1)202の液膜からなる層上に、硬化性組成物(α2)203の液滴を離散的に付与する付与工程(2)、
硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203が部分的に混合してなる混合層をモールド205に接触させる型接触工程(3)、
前記硬化性組成物(α1)202と前記硬化性組成物(α2)203が混合してなる混合層を照射光206で硬化させる光照射工程(4)、および
前記モールド205を硬化後の混合層から引き離す離型工程(5)、
を有する、パターン形状を有する硬化膜207を得る技術である。
SST-NILにおいて、付与工程(2)から離型工程(5)までの一連の工程単位を「ショット」と称し、モールド205が硬化性組成物(α1)202および硬化性組成物(α2)203と接触する領域、つまり、基板201上でパターンが形成される領域を「ショット領域」と称する。
SST-NILにおいては、離散的に滴下された硬化性組成物(α2)203の液滴が、硬化性組成物(α1)202の液膜上において、液滴の広がる方向を示す矢印204で示すように速やかに拡大するため、充填時間が短く、高スループットである。
しかしながら、図2に示すSST-NILには次のような問題がある。すなわち、硬化性組成物(α1)202は、基板201上にショット領域より広い面積、例えば基板全面に、例えばスピンコート法を用いて配置される(図2(b))。一方、硬化性組成物(α2)203は、例えばインクジェット法を用いて離散的に付与される。ここで、硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203とは異なる組成物であり、両者は硬化性組成物(α2)203の滴下後、光照射工程(4)前までに混合される。硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203の混合が不十分な場合、組成が均一にならず膜物性の不均一性が発生する。組成が十分に混合されていない領域209と、混合が不十分な状態の硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)202の混合物208が存在する状態で(図2(e))、照射光206を照射し硬化させると(図2(f))、硬化させた膜のドライエッチング耐性などの膜物性が不均一になる、という問題がある。
硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203は、付与工程(2)から光照射工程(4)の前に混合され、硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203の混合物208を形成する。一般に、硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203のドライエッチング耐性に差がある場合が多い。例えば、硬化性組成物(α1)202のドライエッチング耐性が、硬化性組成物(α2)203よりも低い場合、組成が十分に混合されていない領域209における硬化膜は、ドライエッチング耐性が低い。ドライエッチング耐性が低い領域は後工程の残膜除去工程でのエッチング時に欠陥となる。前記のような欠陥を回避するには硬化性組成物同士の混合を十分に行う必要がある。硬化性組成物(α1)202に硬化性組成物(α2)203を拡散させるためには、長時間硬化性組成物(α1)202と硬化性組成物(α2)203同士を接液させる必要がある。しかし、混合に時間をかけると1ショットにかかる時間が長くなるため、スループットが著しく低下する、という問題がある。
そこで本発明は、高スループット、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有する硬化物パターンの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明によれば、
(1)基板上に、少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)の液膜からなる層を配置する第1の工程(配置工程)と、
(2)溶剤である成分(D1)を除く成分の組成物(α1´)の液膜からなる層上に、少なくとも重合性化合物(A2)を含む硬化性組成物である成分(α2)の液滴を離散的に付与する第2の工程(付与工程)と、
(3)前記組成物(α1´)および前記硬化性組成物(α2)が混合してなる混合層をモールドに接触させる第3の工程(型接触工程)と、
(4)前記混合層を前記モールド側から光を照射することにより硬化させる第4の工程(光照射工程)と、
(5)前記モールドを硬化後の前記混合層から引き離す第5の工程(離型工程)とを有し、
前記組成物(α1´)と前記硬化性組成物(α2)との混合が発熱的であることを特徴とする硬化物パターンの製造方法、が提供される。
また、本発明によれば、
少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)からなるインプリント前処理コート用材料であって、
基板上にインプリント前処理コート用材料からなる液膜を形成し、該液膜に対して少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)からなる液滴を付与した際に、該液滴の成分の基板面方向の広がりが促進され、
前記硬化性組成物(α1)は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と第2の工程で付与される硬化性組成物(α2)との混合が発熱的である、
ことを特徴とするインプリント前処理コート用材料、が提供される。
本発明によれば、高スループット、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有する硬化物パターンの製造方法を提供することができる。
光ナノインプリント技術の先行例を示す模式断面図である。 本発明が解決しようとする課題を説明する模式断面図である。 本発明に係る光ナノインプリント技術を示す模式断面図である。 本発明の残膜除去工程を示す模式断面図である。
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づき、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。
[硬化性組成物]
本発明の硬化物パターンの製造方法は、少なくとも硬化性組成物(α1)および硬化性組成物(α2)(以下、両者を「硬化性組成物(α)」とも称する。)をもちいる。硬化性組成物(α1)は、基板上にインプリント前処理コートとなる液膜を形成し、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の液膜に対し硬化性組成物(α2)からなる液滴を付与した際に液滴成分の基板面方向の広がりを促進するものである。
硬化性組成物(α1)は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と付与される液滴、すなわち、その液膜上に付与される硬化性組成物(α2)との混合が発熱的であり、且つ、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の表面張力が、硬化性組成物(α2)の表面張力よりも大きい、ことを特徴とする。
ここで、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)との混合が発熱的であるとは、例えば、25℃の環境下において、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と、硬化性組成物(α2)を1:1(重量比)で撹拌混合したときに、両硬化性組成物を混合した組成物の温度が上昇することをいう。このように、混合が発熱的となる溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)を用いることにより、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)上への硬化性組成物(α2)の滴下混合時の温度低下に起因する粘度上昇を防いで溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の混合を促進し、高スループット、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有するパターン形成方法を提供することができる。
また、温度上昇は、6℃以下であることが好ましく、5℃以下であることがより好ましく、4℃以下であることがさらに好ましい。温度上昇を6℃以下とすることにより、硬化性組成物-モールド界面における硬化反応以外の副反応が抑制される。また、十分な効果を得るためには、0.5℃以上温度上昇することがより好ましい。
混合時の温度変化が微小で測定が困難である場合には、示差熱分析装置(DTA)、示差熱-熱重量同時測定装置(TG-DTA)、示差走査熱量測定装置(DSC)などの熱分析装置を用いて、混合時の発熱または吸熱を測定し、それぞれを温度上昇と温度低下に対応させることが好ましい。
一例として、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と、硬化性組成物(α2)を1:1(重量比)で撹拌混合したときに、両硬化性組成物を混合した組成物の温度を測定し、混合時の発熱の有無を判定することができる。評価は、例えば25℃の環境下で行うことができる。
別の例として、混合時の温度変化が微小で測定が困難である場合には、示差熱分析装置(DTA)、示差熱-熱重量同時測定装置(TG-DTA)、示差走査熱量測定装置(DSC)などの熱分析装置を用いて評価することができる。例えば、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と、硬化性組成物(α2)を1:1(重量比)で混合したときに、両硬化性組成物を混合した際の発熱または吸熱を測定することができる。評価は、例えば室温の環境下で行うことができる。
さらに、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)とは、速やかに混合することが好ましく、例えば、25℃、静置状態で、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)を混合したときに、5秒以内に混合することが好ましく、2秒以内に混合することがより好ましく、1秒以内に混合することがさらに好ましい。
また、本明細書において「硬化物」とは、硬化性組成物等の組成物に含まれる重合性化合物を重合して、一部または全部を硬化させたものを意味する。なお、硬化物のうち、面積に比して厚みが極端に薄いものであることを強調する際には、特に「硬化膜」と記載することがある。また、硬化膜のうち、層状に積み重ねられていることを強調する際には、特に「硬化層」と記載することがある。これら「硬化物」、「硬化膜」、「硬化層」の形状は特に限定されず、表面にパターン形状を有していてもよい。以下、本発明に係る各成分について詳細に説明する。
(硬化性組成物(α))
本発明において、硬化性組成物(α)、すなわち硬化性組成物(α1)および硬化性組成物(α2)は、少なくとも重合性化合物である成分(A)を有する化合物である。本発明において、硬化性組成物(α)はさらに光重合開始剤である成分(B)、非重合性化合物である成分(C)、溶剤である成分(D)を含有してもよい。ただし、硬化性組成物(α)は、光を照射することによって硬化する組成物であれば、これに限定はされない。例えば、硬化性組成物(α)は、成分(A)および成分(B)として働く反応性官能基を、同一分子内に有する化合物を含んでもよい。なお、硬化性組成物(α1)に含まれる各成分を成分(A1)~成分(D1)とし、硬化性組成物(α2)に含まれる各成分を成分(A2)~成分(D2)とする。以下、硬化性組成物(α)の各成分について、詳細に説明する。
<成分(A):重合性化合物>
成分(A)は重合性化合物である。ここで、本発明において重合性化合物とは、光重合開始剤である成分(B)から発生した重合因子(ラジカル等)と反応し、連鎖反応(重合反応)によって重合する化合物である。重合性化合物はこの連鎖反応によって、高分子化合物からなる硬化物を形成する化合物であることが好ましい。
なお本発明において、硬化性組成物(α)中に含まれる全ての重合性化合物をまとめて成分(A)とすることが好ましい。この場合、硬化性組成物(α)中に含まれる重合性化合物が一種類のみである構成、および特定の複数種類の重合性化合物のみである構成が含まれる。
このような重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物が挙げられる。重合速度、硬化速度、工程時間等の短縮の観点から、本発明に係る重合性化合物はラジカル重合性化合物であることがより好ましい。ラジカル重合性化合物は、アクリロイル基またはメタクリロイル基を1つ以上有する化合物、すなわち、(メタ)アクリル化合物であることが好ましい。
したがって、本発明において、硬化性組成物(α)の成分(A)として、(メタ)アクリル化合物を含むことが好ましい。また、成分(A)の主成分が(メタ)アクリル化合物であることがより好ましく、さらには硬化性組成物(α)中に含まれる重合性化合物の全てが(メタ)アクリル化合物であることが最も好ましい。なお、ここで記載する「成分(A)の主成分が(メタ)アクリル化合物である」とは、成分(A)の90重量%以上が(メタ)アクリル化合物であることを示す。
ラジカル重合性化合物が、複数種類の(メタ)アクリル化合物で構成される場合には、単官能(メタ)アクリルモノマーと多官能(メタ)アクリルモノマーとを含むことが好ましい。これは、単官能(メタ)アクリルモノマーと多官能(メタ)アクリルモノマーとを組み合わせることで、機械的強度が強い硬化物が得られるからである。
アクリロイル基またはメタクリロイル基を1つ有する単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ-2-メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3-(2-フェニルフェニル)-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性p-クミルフェニル(メタ)アクリレート、2-ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4-ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性フェノキシ(メタ)アクリレート、PO変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1-ナフチルメチル(メタ)アクリレート、2-ナフチルメチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、t-オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7-アミノ-3,7-ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられるが、これらに限定はされない。
上記単官能(メタ)アクリル化合物の市販品としては、アロニックスM101、M102、M110、M111、M113、M117、M5700、TO-1317、M120、M150、M156(以上、東亞合成製)、MEDOL10、MIBDOL10、CHDOL10、MMDOL30、MEDOL30、MIBDOL30、CHDOL30、LA、IBXA、2-MTA、HPA、ビスコート#150、#155、#158、#190、#192、#193、#220、#2000、#2100、#2150(以上、大阪有機化学工業製)、ライトアクリレートBO-A、EC-A、DMP-A、THF-A、HOP-A、HOA-MPE、HOA-MPL、PO-A、P-200A、NP-4EA、NP-8EA、エポキシエステルM-600A(以上、共栄社化学製)、KAYARAD TC110S、R-564、R-128H(以上、日本化薬製)、NKエステルAMP-10G、AMP-20G(以上、新中村化学工業製)、FA-511A、512A、513A(以上、日立化成製)、PHE、CEA、PHE-2、PHE-4、BR-31、BR-31M、BR-32(以上、第一工業製薬製)、VP(BASF製)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上、興人製)等が挙げられるが、これらに限定はされない。
また、アクリロイル基またはメタクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO,PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、フェニルエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12-ドデカンジオールジアクリレート、1,3-アダマンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート、o-キシリレンジ(メタ)アクリレート、m-キシリレンジ(メタ)アクリレート、p-キシリレンジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロイルオキシ)イソシアヌレート、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO変性2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン、PO変性2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン、EO,PO変性2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン等が挙げられるが、これらに限定はされない。
上記多官能(メタ)アクリル化合物の市販品としては、ユピマーUV SA1002、SA2007(以上、三菱化学製)、ビスコート#195、#230、#215、#260、#335HP、#295、#300、#360、#700、GPT、3PA(以上、大阪有機化学工業製)、ライトアクリレート4EG-A、9EG-A、NP-A、DCP-A、BP-4EA、BP-4PA、TMP-A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A(以上、共栄社化学製)、KAYARAD PET-30、TMPTA、R-604、DPHA、DPCA-20、-30、-60、-120、HX-620、D-310、D-330(以上、日本化薬製)、アロニックスM208、M210、M215、M220、M240、M305、M309、M310、M315、M325、M400(以上、東亞合成製)、リポキシVR-77、VR-60、VR-90(以上、昭和電工製)等が挙げられるが、これらに限定はされない。
これらラジカル重合性化合物は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上述した化合物群において、(メタ)アクリレートとは、アクリレートまたはそれと同等のアルコール残基を有するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基またはそれと同等のアルコール残基を有するメタクリロイル基を意味する。EOは、エチレンオキサイドを示し、EO変性化合物Aとは、化合物Aの(メタ)アクリル酸残基とアルコール残基がエチレンオキサイド基のブロック構造を介して結合している化合物を示す。また、POは、プロピレンオキサイドを示し、PO変性化合物Bとは、化合物Bの(メタ)アクリル酸残基とアルコール残基がプロピレンオキサイド基のブロック構造を介して結合している化合物を示す。
硬化性組成物(α1)は、芳香族基および/または脂環式炭化水素基を有する重合性化合物(A1)を含むことが好ましい。これにより、硬化性組成物(α1)のドライエッチング耐性を向上することができる。
硬化性組成物(α1)は、アルキレンエーテル基を有する重合性化合物である成分(A1)を含むことが好ましい。また、2つ以上のアルキレンエーテル基の繰り返し単位を有する重合性化合物である成分(A1)を含むことがより好ましい。これにより、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)を混合する際の発熱量を向上することができる。
硬化性組成物(α2)は、芳香族基および/または脂環式炭化水素基を有する重合性化合物である成分(A2)を含むことが好ましい。これにより、硬化性組成物(α2)のドライエッチング耐性を向上することができる。
重合性化合物である成分(A1)の硬化性組成物(α1)における配合割合は、成分(A1)、成分(B1)、成分(C1)の合計重量、すなわち溶剤である成分(D1)を除く全成分の合計重量に対して、50重量%以上100重量%以下であるとよい。また、好ましくは、80重量%以上100重量%以下であり、さらに好ましくは90重量%以上100重量%以下である。
重合性化合物である成分(A1)の配合割合を、硬化性組成物(α1´)の成分の合計重量に対して50重量%以上とすることにより、得られる硬化膜をある程度の機械的強度を有する硬化膜とすることができる。
重合性化合物である成分(A2)の硬化性組成物(α2)における配合割合は、成分(A2)、成分(B2)、成分(C2)の合計重量、すなわち溶剤である成分(D2)を除全成分の合計重量に対して、50重量%以上99.9重量%以下であるとよい。また、好ましくは、80重量%以上99重量%以下であり、さらに好ましくは90重量%以上98重量%以下である。
重合性化合物である成分(A2)の配合割合を、硬化性組成物(α2´)の成分の合計重量に対して50重量%以上とすることにより、得られる硬化膜をある程度の機械的強度を有する硬化膜とすることができる。
また、後述するように、硬化性組成物(α1)は、成分(D1)を含有することが好ましく、成分(A1)は溶剤である成分(D1)を含む硬化性組成物(α1)の成分の合計重量に対して、0.01重量%以上10重量%以下であるとよい。
<成分(B):光重合開始剤>
成分(B)は、光重合開始剤である。本発明に係る硬化性組成物(α)は、前述した成分(A)の他に、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに光重合開始剤である成分(B)を含有していてもよい。成分(B)は、一種類の重合開始剤で構成されていてもよく、複数種類の重合開始剤で構成されていてもよい。
光重合開始剤は、所定の波長の光を感知して上記重合因子(ラジカル等)を発生させる化合物である。具体的には、光重合開始剤は、光(赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線等の荷電粒子線等、放射線)によりラジカルを発生する重合開始剤(ラジカル発生剤)である。
ラジカル発生剤としては、例えば、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-またはp-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等の置換基を有してもよい2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体;ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’-テトラエチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体;2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノ-プロパン-1-オン等のα―アミノ芳香族ケトン誘導体;2-エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2-t-ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ベンズアントラキノン、2-フェニルアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-メチルアントラキノン、1,4-ナフトキノン、9,10-フェナンタラキノン、2-メチル-1,4-ナフトキノン、2,3-ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン、プロピルベンゾイン等のベンゾイン誘導体;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N-フェニルグリシン等のN-フェニルグリシン誘導体;アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体;チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン等のチオキサントン誘導体;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド誘導体;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル誘導体;キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等が挙げられるが、これらに限定はされない。
上記ラジカル発生剤の市販品として、Irgacure184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI-1700、-1750、-1850、CG24-61、Darocur 1116、1173、Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF製)、ユベクリルP36(UCB製)等が挙げられるが、これらに限定はされない。
これらの中でも、成分(B)は、アシルホスフィンオキサイド系重合開始剤またはアルキルフェノン系重合開始剤であることが好ましい。上記の例のうち、アシルホスフィンオキサイド系重合開始剤は、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド化合物である。また、上記の例のうち、アルキルフェノン系重合開始剤は、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン、プロピルベンゾイン等のベンゾイン誘導体;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体;2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン等のα-アミノ芳香族ケトン誘導体である。
本発明において、硬化性組成物(α1)は実質的に光反応性を有さないことが好ましい。このために、光重合開始剤である成分(B1)の硬化性組成物(α1)における配合割合は、成分(A1)、成分(B1)、後述する非重合性化合物である成分(C1)の合計、すなわち溶剤である成分(D1)を除く全成分の合計重量に対して、0.1重量%未満とすることが好ましい。また、好ましくは、0.01重量%以下であり、さらに好ましくは0.001重量%以下である。
硬化性組成物(α1)は、成分(B1)の配合割合を成分(A1)、成分(B1)、成分(C1)の合計に対して0.1重量%未満とすることにより、硬化性組成物(α1)は実質的に光反応性を有さない。インプリント技術において、装置構成によっては、あるショット領域を露光する際に漏れ光が発生し、該ショット領域に隣接するインプリント工程未実施のショット領域が露光される場合がある。硬化性組成物(α1)が光反応性を有さないのであれば、インプリント工程未実施のショット領域における漏れ光による硬化性組成物(α1)の光硬化が生じず、前記ショット領域においても短い充填時間でも未充填欠陥が少ないパターンが得られるのである。
硬化性組成物(α2)は、2種類以上の光重合開始剤である成分(B2)を含むことが好ましい。これにより、硬化性組成物(α1)および硬化性組成物(α2)の混合物の光硬化性能を向上することができる。
光重合開始剤である成分(B2)の硬化性組成物(α2)における配合割合は、成分(A2)、成分(B2)、および後述する成分(C2)の合計重量、すなわち溶剤である成分(D2)を除く硬化性組成物(α2)の成分の合計重量に対して、0重量%以上50重量%以下であり、好ましくは0.1重量%以上20重量%以下であり、さらに好ましくは1重量%以上20重量%以下である。
硬化性組成物(α2)における成分(B2)の配合割合を、成分(A2)、成分(B2)、成分(C2)の合計重量に対して0.1重量%以上とすることにより、硬化性組成物(α2)の硬化速度を速くすることができる。その結果、反応効率を良くすることができる。また、成分(B2)の配合割合を成分(A2)、成分(B2)、成分(C2)の合計重量に対して50重量%以下とすることにより、得られる硬化物をある程度の機械的強度を有する硬化物とすることができる。
<非重合性成分(C)>
本発明に係る硬化性組成物(α)は、前述した成分(A)、成分(B)の他に、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに非重合性化合物である成分(C)を含有していてもよい。このような成分(C)としては、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分、その他添加剤等が挙げられる。
増感剤は、重合反応促進や反応転化率の向上を目的として、適宜添加される化合物である。増感剤として、例えば、増感色素等が挙げられる。増感色素は、特定の波長の光を吸収することにより励起され、光重合開始剤である成分(B)と相互作用する化合物である。なお、ここで記載する相互作用とは、励起状態の増感色素から光重合開始剤である成分(B)へのエネルギー移動や電子移動等を指す。
増感色素の具体例としては、アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、キサントン誘導体、クマリン誘導体、フェノチアジン誘導体、カンファキノン誘導体、アクリジン系色素、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素等が挙げられるが、これらに限定はされない。
増感剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。
水素供与体は、光重合開始剤である成分(B)から発生した開始ラジカルや、重合成長末端のラジカルと反応し、より反応性が高いラジカルを発生する化合物である。水素供与体は、成分(B)が光ラジカル発生剤である場合に添加することが好ましい。
このような水素供与体の具体例としては、n-ブチルアミン、ジ-n-ブチルアミン、トリ-n-ブチルアミン、アリルチオ尿素、トリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、4,4’-ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、トリエタノールアミン、N-フェニルグリシン等のアミン化合物、2-メルカプト-N-フェニルベンゾイミダゾール、メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプト化合物、s-ベンジルイソチウロニウム-p-トルエンスルフィネート等の硫黄化合物等が挙げられるが、これらに限定はされない。
水素供与体は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。また、水素供与体は、増感剤としての機能を有してもよい。
モールドと硬化性組成物(α)との間の界面結合力の低減、すなわち、後述する離型工程における離型力の低減を目的として、硬化性組成物(α)中に内添型離型剤を添加してもよい。ここで、本明細書において「内添型」とは、後述する配置工程または付与工程の前に予め硬化性組成物(α)に添加されていることを意味する。
内添型離型剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤および炭化水素系界面活性剤等の界面活性剤等を使用できる。本発明において、内添型離型剤は重合性を有さない。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を有するアルコールのポリアルキレンオキサイド(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)付加物、パーフルオロポリエーテルのポリアルキレンオキサイド(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)付加物等が含まれる。なお、フッ素系界面活性剤は、分子構造の一部(例えば、末端基)に、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルキル基、アミノ基、チオール基等を有してもよい。
フッ素系界面活性剤としては、市販品を使用してもよい。フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファックF-444、TF-2066、TF-2067、TF-2068(以上、DIC製)、フロラード FC-430、FC-431(以上、住友スリーエム製)、サーフロン S-382(AGC製)、EFTOP EF-122A、122B、122C、EF-121、EF-126、EF-127、MF-100(以上、トーケムプロダクツ製)、PF-636、PF-6320、PF-656、PF-6520(以上、OMNOVA Solutions製)、ユニダインDS-401、DS-403、DS-451(以上、ダイキン工業製)、フタージェント 250、251、222F,208G(以上、ネオス製)等が挙げられるが、これらに限定はされない。
炭化水素系界面活性剤としては、炭素数1以上50以下のアルキルアルコールに炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドを付加した、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物等が含まれる。
アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物としては、メチルアルコールポリエチレンオキサイド付加物、デシルアルコールポリエチレンオキサイド付加物、ラウリルアルコールポリエチレンオキサイド付加物、セチルアルコールポリエチレンオキサイド付加物、ステアリルアルコールポリエチレンオキサイド付加物、ステアリルアルコールポリエチレンオキサイド/ポリプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。なお、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物の末端基は、単純にアルキルアルコールにポリアルキレンオキサイドを付加して製造できるヒドロキシル基に限定されない。このヒドロキシル基が他の置換基、例えば、カルボキシル基、アミノ基、ピリジル基、チオール基、シラノール基等の極性官能基やアルキル基、アルコキシ基等の疎水性官能基に変換されていてもよい。
アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物は、市販品を使用してもよい。アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物の市販品としては、例えば、青木油脂工業製のポリオキシエチレンメチルエーテル(メチルアルコールポリエチレンオキサイド付加物)(BLAUNON MP-400、MP-550、MP-1000)、青木油脂工業製のポリオキシエチレンデシルエーテル(デシルアルコールポリエチレンオキサイド付加物)(FINESURF D-1303、D-1305、D-1307、D-1310)、青木油脂工業製のポリオキシエチレンラウリルエーテル(ラウリルアルコールポリエチレンオキサイド付加物)(BLAUNON EL-1505)、青木油脂工業製のポリオキシエチレンセチルエーテル(セチルアルコールポリエチレンオキサイド付加物)(BLAUNON CH-305、CH-310)、青木油脂工業製のポリオキシエチレンステアリルエーテル(ステアリルアルコールポリエチレンオキサイド付加物)(BLAUNON SR-705、SR-707、SR-715、SR-720、SR-730、SR-750)、青木油脂工業製のランダム重合型ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンステアリルエーテル(BLAUNON SA-50/50 1000R,SA-30/70 2000R)、BASF製のポリオキシエチレンメチルエーテル(Pluriol
A760E)、花王製のポリオキシエチレンアルキルエーテル(エマルゲンシリーズ)等が挙げられるが、これらに限定はされない。
これらの炭化水素系界面活性剤の中でも内添型離型剤としては、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物であることが好ましく、長鎖アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物であることがより好ましい。内添型離型剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。硬化性組成物に内添型離型剤を添加する場合には、内添型離型剤として、フッ素系界面活性剤または炭化水素系界面活性剤のうち、少なくとも一つが添加されていることが好ましい。
非重合性化合物である成分(C)の硬化性組成物(α)における配合割合は、成分(A)、成分(B)、成分(C)の合計重量、すなわち溶剤である成分(D)を除く硬化性組成物(α)の成分の合計重量に対して、0重量%以上50重量%以下であり、好ましくは0.1重量%以上50重量%以下であり、さらに好ましくは0.1重量%以上20質量%以下である。成分(C)の配合割合を、成分(A)、成分(B)、成分(C)の合計重量に対して50重量%以下とすることにより、得られる硬化物をある程度の機械的強度を有する硬化物とすることができる。
<溶剤成分(D)>
本発明に係る硬化性組成物(α)は、溶剤である成分(D)を含有していてもよい。成分(D)は、成分(A)、成分(B)、成分(C)が溶解する溶剤であれば、特に限定はされない。好ましい溶剤としては、常圧における沸点が80℃以上200℃以下の溶剤である。さらに好ましくは、水酸基、エーテル構造、エステル構造、ケトン構造のいずれかを少なくとも1つ有する溶剤である。
本発明に係る成分(D)としては、具体的には、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤;ブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤;メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、乳酸エチルなどのケトン系溶剤から選ばれる単独、あるいはこれらの混合溶剤が好ましい。
本発明に係る硬化性組成物(α1)は、成分(D1)を含有することが好ましい。後述するように、基板上への硬化性組成物(α1)の塗布方法としてスピンコート法が好ましいためである。この場合、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、乳酸エチルから選ばれる単独、あるいはまたはその混合溶液が塗布性の観点で特に好ましい。
本発明に係る成分(D1)の硬化性組成物(α1)における配合割合は、成分(A1)、成分(B1)、成分(C1)の粘度や塗布性、形成される液膜の膜厚などによって適宜調整することができるが、硬化性組成物(α1)の全量に対して70重量%以上が好ましい。より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上である。成分(D1)が多いほど形成される液膜の膜厚を薄くできる。なお、成分(D1)の硬化性組成物(α1)における配合割合が70重量%以下である場合には十分な塗布性が得られない場合がある。
また、塗布後の硬化性組成物(α1)中の溶剤である成分(D1)は、配置工程後、付与工程前に、揮発等により除かれることが好ましい。
また、本発明に係る硬化性組成物(α2)には溶剤である成分(D2)を用いることもできるが、硬化性組成物(α2)は実質的に溶剤を含まない方が好ましい。ここで、「実質的に溶剤を含まない」とは、不純物等、意図せずに含まれてしまう溶剤以外の溶剤を含まないことを言う。すなわち、例えば、本発明に係る硬化性組成物(α2)の溶剤である成分(D2)の含有量は硬化性組成物(α2)全体に対して3重量%以下であることが好ましく、1重量%以下であることがさらに好ましい。なお、ここで言う溶剤とは、硬化性組成物やフォトレジストで一般的に用いられている溶剤を指す。すなわち溶剤の種類は、本発明で用いる化合物を溶解および均一分散させるもので、かつ該化合物と反応しないものであれば特に限定はされない。
本発明に係る硬化性組成物(α)は、ナノインプリント用硬化性組成物であることが好ましく、光ナノインプリント用硬化性組成物であることがより好ましく、上述のSST-NILプロセスで用いる硬化性組成物、すなわちSST-NIL用硬化性組成物であることがさらに好ましい。
なお、本発明に係る硬化性組成物(α)またはこれを硬化して得られる硬化物を赤外分光法、紫外可視分光法、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法等で分析することで、硬化性組成物(α)における成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)の比率を求めることができる。
<硬化性組成物(α)の配合時の温度>
本発明に係る硬化性組成物(α)を調製する際には、各成分を所定の温度条件下で混合・溶解させる。具体的には、0℃以上100℃以下の範囲で行う。
<硬化性組成物(α)の粘度>
本発明に係る硬化性組成物(α1)および(α2)は液体であることが好ましい。なぜならば、液体であることにより、後述する型接触工程において、硬化性組成物(α1)および/または(α2)のスプレッドおよびフィルが速やかに完了する、つまり充填時間が短いからである。
本発明に係る硬化性組成物(α1)において、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の23℃での粘度は、1mPa・s以上1000mPa・s以下であることが好ましい。また、1mPa・s以上500mPa・s以下であることがより好ましく、1mPa・s以上100mPa・s以下であることがさらに好ましい。
本発明に係る硬化性組成物(α2)において、溶剤である成分(D2)を除く硬化性組成物(α2)の成分の組成物(α2´)の23℃での粘度は、1mPa・s以上100mPa・s以下であることが好ましい。また、1mPa・s以上50mPa・s以下であることがより好ましく、1mPa・s以上12mPa・s以下であることがさらに好ましい。
なお、硬化性組成物(α2)は、溶剤である成分(D2)を含まず、かつ23℃での粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下、より好ましくは1mPa・s以上50mPa・s以下、さらに好ましい1mPa・s以上12mPa・s以下であることが、好ましい。
溶剤である成分(D)を除く硬化性組成物(α)の成分の組成物(α´)の粘度を100mPa・s以下とすることにより、硬化性組成物(α)をモールドに接触する際に、スプレッドおよびフィルが速やかに完了する(非特許文献1)。つまり、本発明に係る硬化性組成物(α)を用いることで、光ナノインプリント法を高い歩留まり(スループット)で実施することができる。また、充填不良によるパターン欠陥が生じにくい。
また、粘度を1mPa・s以上とすることにより、硬化性組成物(α)を基板上に塗布する際に塗りムラが生じにくくなる。さらに、硬化性組成物(α)をモールドに接触する際に、モールドの端部から硬化性組成物(α)が流出しにくくなる。
<硬化性組成物(α)の表面張力>
本発明に係る硬化性組成物(α)の表面張力は、溶剤である成分(D)を除く硬化性組成物(α)の成分の組成物(α´)について、23℃での表面張力が、5mN/m以上70mN/m以下であることが好ましい。また、より好ましくは、7mN/m以上50mN/m以下であり、さらに好ましくは、10mN/m以上40mN/m以下である。ここで、表面張力が高いほど、例えば表面張力が5mN/m以上であると、毛細管力が強く働くため、組成物(α´)をモールドに接触させる際に組成物(α´)のスプレッドおよびフィルが短時間で完了する(非特許文献1)。また、表面張力を70mN/m以下とすることにより、組成物(α´)を硬化して得られる硬化物が表面平滑性を有する硬化物となる。
本発明においては、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の表面張力が、溶剤である成分(D2)を除く硬化性組成物(α2)の成分の組成物(α2´)の表面張力より高いことが好ましい。型接触工程前に、後述するマランゴニ効果により硬化性組成物(α2)のプレスプレッドが加速され(液滴が広範囲に広がり)、後述する型接触工程中のスプレッドに要する時間が短縮され、結果として充填時間が短縮されるためである。
マランゴニ効果とは液体の表面張力の局所的な差に起因した自由表面移動の現象である(非特許文献2)。表面張力、つまり表面エネルギーの差を駆動力として、表面張力の低い液体が、より広い表面を覆うような拡散が生じる。つまり、基板全面に塗布された表面張力の高い組成物(α1)に対して、表面張力の低い硬化性組成物(α2)を滴下すれば、硬化性組成物(α2)のプレスプレッドが加速されるのである。
<硬化性組成物(α)の接触角>
本発明に係る硬化性組成物(α1)および硬化性組成物(α2)の接触角は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の成分の組成物についてそれぞれ、基板表面およびモールド表面の双方に対して0°以上90°以下であることが好ましい。接触角が90°より大きいと、モールドパターンの内部や基板-モールドの間隙において毛細管力が負の方向(モールドと硬化性組成物間の接触界面を収縮させる方向)に働き、充填しない。0°以上30°以下であることが特に好ましい。接触角が低いほど毛細管力が強く働くため、充填速度が速い(非特許文献1)。
本発明に係る硬化性組成物(α1)の粘度、表面張力、および接触角は、溶剤である成分(D1)を添加することで変化し得るが、溶剤である成分(D1)は硬化性組成物(α1)の硬化を妨げる。したがって、本発明では、硬化性組成物(α1)中の溶剤である成分(D1)は、付与工程前に揮発等により除かれる。また、硬化性組成物(α2)は、溶剤である成分(D2)を実質的に含まない。したがって、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の粘度、表面張力、および接触角を所定の値にすることが好ましい。
[硬化性組成物(α)に混入している不純物]
本発明に係る硬化性組成物(α)は、できる限り不純物を含まないことが好ましい。ここで記載する「不純物」とは、硬化性組成物(α)に意図して含有させたもの以外のものを指す。すなわち、成分(A)、成分(B)、成分(C)および成分(D)以外のものを指す。具体的には例えば、パーティクル、金属不純物、有機不純物等が挙げられるが、これらに限定はされない。
したがって、本発明に係る硬化性組成物(α)は、精製工程を経て得られたものであることが好ましい。このような精製工程としては、フィルタを用いたろ過等が好ましい。フィルタを用いたろ過を行う際には、具体的には、前述した成分(A)および必要に応じて添加する成分(B)、成分(C)、成分(D)を混合した後、例えば、孔径0.001μm以上5.0μm以下のフィルタでろ過することが好ましい。フィルタを用いたろ過を行う際には、多段階で行ったり、多数回繰り返したりすることがさらに好ましい。また、ろ過した液を再度ろ過してもよい。孔径の異なるフィルタを複数用いてろ過してもよい。フィルタを用いたろ過方法として、具体的には、常圧ろ過、加圧ろ過、減圧ろ過、循環ろ過等が挙げられるが、これに限定はされない。ろ過に使用するフィルタとしては、ポリエチレン樹脂製、ポリプロピレン樹脂製、フッ素樹脂製、ナイロン樹脂製等のフィルタを使用することができるが、特に限定されるものではない。本発明で用いることのできるフィルタの具体例としては、例えば、「ウルチプリーツP-ナイロン66」、「ウルチポアN66」、「ペンフロン」(以上、日本ポール製)、「ライフアシュアPSNシリーズ」、「ライフアシュアEFシリーズ」、「フォトシールド」、「エレクトロポアIIEF」(以上、住友スリーエム製)、「マイクロガード」、「オプチマイザーD」、「インパクトミニ」、「インパクト2」(以上、日本インテグリス製)等を用いることができる。これらのフィルタは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
このような精製工程を経ることで、硬化性組成物(α)に混入したパーティクル等の不純物を取り除くことができる。これにより、パーティクル等の不純物によって、硬化性組成物(α)を硬化した後に得られる硬化膜に不用意に凹凸が生じてパターンの欠陥が発生することや、後述の型接触工程や位置合わせ工程においてモールドが破損すること、を防止することができる。
なお、本発明に係る硬化性組成物(α)を、半導体集積回路を製造するために使用する場合、製品の動作を阻害しないようにするため、硬化性組成物(α)中に金属原子を含有する不純物(金属不純物)が混入することを極力避けることが好ましい。
したがって、硬化性組成物(α)は、その製造工程において、金属に接触させないことが好ましい。すなわち、各材料を秤量する際や配合して撹拌する際には、金属製の秤量器具、容器等を使用しないことが好ましい。また、前述した精製工程(パーティクル除去工程)において、金属不純物除去フィルタを用いたろ過をさらに行ってもよい。
金属不純物除去フィルタとしては、セルロースおよび珪藻土製、イオン交換樹脂製等のフィルタを使用することができるが、特に限定されるものではない。金属不純物除去フィルタとしては、例えば、「ゼータプラスGNグレード」、「エレクトロポア」(以上、住友スリーエム製)、「ポジダイン」、「イオンクリーンAN」、「イオンクリーンSL」(以上、日本ポール製)、「プロテゴ」(以上、日本インテグリス製)等を用いることができる。これらの金属不純物除去フィルタはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
フィルタは洗浄してから用いることが好ましい。洗浄方法としては、超純水、アルコール、硬化性組成物(α)による共洗いの順で実施することが好ましい。
金属不純物除去フィルタの孔径としては、例えば0.001μm以上5.0μm以下が適しており、好ましくは0.003μm以上0.01μm以下である。孔径が5.0μmより大きいと、パーティクルおよび金属不純物の吸着能力が低い。また、0.001μmより小さいと、硬化性組成物(α)の構成成分をもトラップしてしまい、硬化性組成物(α)の組成を変動させる可能性や、フィルタの目詰まりを生じる可能性がある。
このような場合、硬化性組成物(α)に含まれる金属不純物の濃度としては、10ppm以下が好ましく、100ppb以下にすることがさらに好ましい。
[硬化膜]
本発明に係る硬化性組成物(α)を硬化することで、硬化物が得られる。この際、硬化性組成物(α)を基材上に塗布して塗布膜を形成した上で硬化させ、硬化膜を得ることが好ましい。塗布膜の形成方法、硬化物や硬化膜の形成方法については後述する。
[硬化物パターンの形成方法]
次に、本発明に係る硬化性組成物(α)を用いて硬化物パターンを形成する、硬化物パターンの形成方法について、図3の摸式断面図を用いて説明する。
本発明の硬化物パターンの製造方法は、
(1)基板301上に、少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)302の液膜からなる層を配置する第1の工程(配置工程)と、
(2)溶剤である成分(D1)を除く前記硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´の液膜からなる層上に、少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)303の液滴を離散的に付与する第2の工程(付与工程)と、
(3)前記組成物(α1´)302´および前記硬化性組成物(α2)303が混合してなる混合層をモールド305に接触させる第3の工程(型接触工程)と、
(4)前記混合層を前記モールド305側から光を照射することにより硬化させる第4の工程(光照射工程)と、
(5)前記モールド305を硬化後の前記混合層から引き離す第5の工程(離型工程)と、
を有する。
本発明の硬化物パターンの製造方法は、光ナノインプリント方法を利用した硬化物パターンの形成方法である。
本発明の硬化物パターンの製造方法によって得られる硬化膜は、1nm以上10mm以下のサイズのパターンを有する硬化物パターンであることが好ましい。また、10nm以上100μm以下のサイズのパターンを有する硬化物パターンであることがより好ましい。なお、一般に、光を利用してナノサイズ(1nm以上100nm以下)のパターン(凹凸構造)を有する膜を作製するパターン形成技術は、光ナノインプリント法と呼ばれている。本発明のパターン製造方法は、光ナノインプリント法を利用している。以下、各工程について説明する。
<配置工程(第1の工程)>
配置工程では、図3(a)および(b)に示す通り、前述した本発明に係る硬化性組成物(α1)302を基板301上に配置(塗布)してインプリント前処理コートとなる塗布膜を形成する。基板301上にインプリント前処理コートとなる液膜が形成されることで、後述の付与工程において硬化性組成物(α2)303の液滴が付与されると、液滴成分の基板面方向の広がりが促進される。広がりが促進される、とは直接基板301上に液滴を付与した場合の液滴の広がりの速度よりも前インプリント処理コート上に液滴を付与した場合の方が速く基板面方向に広がることを言う。この結果、離散的に滴下された硬化性組成物(α2)303の液滴が溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´の液膜上において速やかに拡大するため、充填時間が短く、高スループットであるインプリントプロセスを提供することができる。
インプリント前処理コート用材料の成分である硬化性組成物(α1)302を配置する対象である基板301は、被加工基板であり、通常、シリコンウエハが用いられる。基板301上には、被加工層が形成されていてもよい。基板301および被加工層の間にさらに他の層が形成されていてもよい。
本発明において、基板301はシリコンウエハに限定されるものではない。基板301は、アルミニウム、チタン-タングステン合金、アルミニウム-ケイ素合金、アルミニウム-銅-ケイ素合金、酸化ケイ素、窒化ケイ素等の半導体デバイス用基板として知られているものの中からも任意に選択することができる。また、基板301として石英基板を用いれば、石英インプリントモールドのレプリカ(石英モールドレプリカ)を作製することができる。なお、使用される基板301(被加工基板)には、シランカップリング処理、シラザン処理、有機薄膜の成膜、等の表面処理により密着層を形成し、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303との密着性を向上させた基板を用いてもよい。
本発明において、インプリント前処理コート用材料の成分である硬化性組成物(α1)302を基板301上に配置する方法としては、例えば、インクジェット法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、スリットスキャン法等を用いることができる。本発明においては、スピンコート法が特に好ましい。
スピンコート法を用いて硬化性組成物(α1)302を基板301あるいは被加工層上に配置する場合、必要に応じてベーク工程を実施し、溶剤成分(D1)を揮発させても良い。
なお、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´の平均膜厚は、使用する用途によっても異なるが、例えば、0.1nm以上10,000nm以下であり、好ましくは1nm以上20nm以下であり、特に好ましくは1nm以上10nm以下である。
<付与工程(第2の工程)>
付与工程では、図3(c)に示す通り、硬化性組成物(α2)303の液滴を、インプリント前処理コートとして基板301上に配置されている溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´の層上に離散的に付与することが好ましい。付与方法としてはインクジェット法が特に好ましい。硬化性組成物(α2)303の液滴は、モールド305上に凹部が密に存在する領域に対向する基板301上には密に、凹部が疎に存在する領域に対向する基板301上には疎に配置される。このことにより、後述する残膜を、モールド305上のパターンの疎密によらずに均一な厚さに制御することができる。
本発明においては、付与工程で付与された硬化性組成物(α2)303の液滴は、前述のように、表面エネルギー(表面張力)の差を駆動力とするマランゴニ効果により、液滴の広がる方向を示す矢印304で示されるように、速やかに広がる(プレスプレッド)(図3(d))。硬化性組成物(α1)302が光重合開始剤である成分(B)を含まず、実質的に光反応性を有さない場合、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の混合の結果、硬化性組成物(α2)303の光重合開始剤である成分(B)が組成物(α1´)302´にも移行し、組成物(α1´)302´が初めて感光性を獲得する。
通常、ショット領域内の溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´と硬化性組成物(α2)303の液滴との混合は、組成差による相互拡散に依存するため、均一な組成になるまでに数~数10秒といった長い時間を要する。拡散させる時間が不足していると図2(e)に示すように、組成物(α1´)202´と硬化性組成物(α2)203が十分に混合していない領域209が発生する。この組成物(α1´)202´と硬化性組成物(α2)203が十分に混合していない領域209での硬化物は、十分に混合した組成物(α1´)302´と硬化性組成物(α2)303の混合物308の硬化物に比べて、図2(f)の照射光206で硬化させた後に、ドライエッチング耐性が低くなる。これらの膜を後工程の残膜除去工程でエッチングした時に意図しない場所がエッチングされる不具合が発生する。この残膜除去工程の詳細については、<硬化膜の一部を除去する残膜除去工程(第6の工程)>に後述する。
そこで組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の混合を速やかに行うため、本発明においては、混合が発熱的となる、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303を用いることにより、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)302´上への硬化性組成物(α2)303滴下混合時の混合界面の温度低下、もしくは混合液全体の温度低下に起因する粘度上昇を防いで、組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)302の混合を促進できること、すなわち、より短時間で、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有する混合した組成物(α1´)302´と硬化性組成物(α2)303の混合物308の液膜(図3(e))を得ることができることを見出した。これにより、高スループット、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有するパターン製造方法を提供することができる。
<型接触工程(第3の工程)>
次に、図3(f)に示すように、第1の工程および第2の工程(配置工程および付与工程)で形成された溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の混合物308にパターン形状を転写するための原型パターンを有するモールド305を接触させる。これにより、モールド305が表面に有する微細パターンの凹部に溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の混合物308が充填(フィル)されて、モールド305の微細パターンに充填(フィル)された液膜となる。
必要に応じて、第2の工程終了後、本工程開始前に、モールド側位置決めマークと、基板301(被加工基板)の位置決めマークが一致するように、モールド305および/または基板301(被加工基板)の位置を調整することができる(位置合わせ工程)。
モールド305としては、次の第4の工程(光照射工程)を考慮して光透過性の材料で構成されたモールド305を用いるとよい。モールド305を構成する材料の材質としては、具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂等の光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサン等の柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が好ましい。ただし、モールド305を構成する材料の材質として光透明性樹脂を使用する場合は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303に含まれる成分に溶解しない樹脂を選択する必要がある。熱膨張係数が小さくパターン歪みが小さいことから、モールド305を構成する材料の材質は、石英であることが特に好ましい。
モールド305が表面に有する微細パターンは、パターン高さ(H)が1nm以上1000nm以下である。また微細パターンの、凹部の幅(S)が1nm以上1000nm以下であることが好ましく、4nm以上30nm未満であることがより好ましい。さらに、微細パターンは、1以上10以下の凹凸パターンの凹部のアスペクト比(H/S)を有することが好ましい。
モールド305には、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303とモールド305の表面との剥離性を向上させるために、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303とモールド305との型接触工程である本工程の前に表面処理を行っておいてもよい。表面処理の方法としては、モールド305の表面に離型剤を塗布して離型剤層を形成する方法が挙げられる。ここで、モールド305の表面に塗布する離型剤としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、炭化水素系離型剤、ポリエチレン系離型剤、ポリプロピレン系離型剤、パラフィン系離型剤、モンタン系離型剤、カルナバ系離型剤等が挙げられる。例えば、ダイキン工業(株)製のオプツールDSX等の市販の塗布型離型剤も好適に用いることができる。なお、離型剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用して用いてもよい。これらの中でも、フッ素系および炭化水素系の離型剤が特に好ましい。
型接触工程において、図3(f)に示すように、モールド305と溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303とを接触させる際に、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303に加える圧力は特に限定はされない。該圧力は0MPa以上100MPa以下とするとよい。また、該圧力は0MPa以上50MPa以下であることが好ましく、0MPa以上30MPa以下であることがより好ましく、0MPa以上20MPa以下であることがさらに好ましい。
本発明では、前工程において硬化性組成物(α2)303の液滴のプレスプレッドが進行しているため、本工程における硬化性組成物(α2)303のスプレッドは速やかに完了する。
この際、本発明においては、混合が発熱的となる、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303を用いることにより、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´上への硬化性組成物(α2)303滴下混合時の混合界面の温度低下、もしくは混合液全体の温度低下に起因する粘度上昇を防いで組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の混合を促進できるため、より短時間で、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有する液膜となる。
以上のように、本工程において溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303のスプレッドおよびフィルが速やかに完了するため、モールド305と溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303を接触させる時間を短く設定できる。つまり短時間で多くのパターン形成工程を完了でき、高い生産性を得られることが、本発明の効果の一つである。接触させる時間は、特に限定はされないが、例えば0.1秒以上600秒以下とすると良い。また、該時間は0.1秒以上3秒以下であることが好ましく、0.1秒以上1秒以下であることが特に好ましい。0.1秒より短いと、スプレッドおよびフィルが不十分となり、未充填欠陥と呼ばれる欠陥が多発する傾向がある。
なお、スプレッドおよびフィルが完了した際の溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303(被形状転写層)の平均膜厚は、使用する用途によっても異なるが、例えば、0.001μm以上100.0μm以下である。
本工程は、大気雰囲気下、減圧雰囲気下、不活性ガス雰囲気下のいずれの条件下でも行うことができるが、酸素や水分による硬化反応への影響を防ぐことができるため、減圧雰囲気や不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。不活性ガス雰囲気下で本工程を行う場合に使用することができる不活性ガスの具体例としては、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、各種フロンガス等、あるいはこれらの混合ガスが挙げられる。大気雰囲気下を含めて特定のガスの雰囲気下で本工程を行う場合、好ましい圧力は、0.0001気圧以上10気圧以下である。
型接触工程は、凝縮性ガスを含む雰囲気(以下、「凝縮性ガス雰囲気」と称する)下で行ってもよい。本明細書において凝縮性ガスとは、モールド305上に形成された微細パターンの凹部、およびモールド305と基板301との間隙に、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303と一緒に雰囲気中のガスが充填されたとき、充填時に発生する毛細管圧力で凝縮して液化するガスのことを指す。なお凝縮性ガスは、型接触工程で溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303とモールド305とが接触する前(図3(c)~(e))は雰囲気中に気体として存在する。
凝縮性ガス雰囲気下で型接触工程を行うと、微細パターンの凹部に充填されたガスが液化することで気泡が消滅するため、充填性が優れる。凝縮性ガスは、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および/または硬化性組成物(α2)303に溶解してもよい。
凝縮性ガスの沸点は、型接触工程の雰囲気温度以下であれば限定はされないが、-10℃~23℃が好ましく、さらに好ましくは10℃~23℃である。この範囲であれば、充填性がさらに優れる。
凝縮性ガスの型接触工程の雰囲気温度での蒸気圧は、型接触工程で押印するときの、モールド305と溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303とを接触させる際に、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303に加える圧力以下であれば制限がないが、0.1~0.4MPaが好ましい。この範囲であれば、充填性がさらに優れる。雰囲気温度での蒸気圧が0.4MPaより大きいと、気泡の消滅の効果を十分に得ることができない傾向がある。一方、雰囲気温度での蒸気圧が0.1MPaよりも小さいと、減圧が必要となり、装置が複雑になる傾向がある。型接触工程の雰囲気温度は、特に制限がないが、20℃~25℃が好ましい。
凝縮性ガスとして、具体的には、トリクロロフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン(CFC)、フルオロカーボン(FC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(CHFCHCF、HFC-245fa、PFP)等のハイドロフルオロカーボン(HFC)、ペンタフルオロエチルメチルエーテル(CFCFOCH、HFE-245mc)等のハイドロフルオロエーテル(HFE)等のフロン類が挙げられる。
これらのうち、型接触工程の雰囲気温度が20℃~25℃での充填性が優れるという観点から、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(23℃での蒸気圧0.14MPa、沸点15℃)、トリクロロフルオロメタン(23℃での蒸気圧0.1056MPa、沸点24℃)、およびペンタフルオロエチルメチルエーテルが好ましい。さらに、安全性が優れるという観点から、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパンが特に好ましい。
凝縮性ガスは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。またこれら凝縮性ガスは、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等の非凝縮性ガスと混合して用いてもよい。凝縮性ガスと混合する非凝縮性ガスとしては、充填性の観点から、ヘリウムが好ましい。ヘリウムはモールド305を透過することができる。そのため、型接触工程でモールド305上に形成された微細パターンの凹部に溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および/または硬化性組成物(α2)303と一緒に雰囲気中のガス(凝縮性ガスおよびヘリウム)が充填されたとき、凝縮性ガスが液化するとともにヘリウムはモールド305を透過する。
<光照射工程(第4の工程)>
次に、図3(g)に示すように、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303が混合してなる混合層に対し、モールド305を介して照射光306を照射する。より詳細には、モールド305の微細パターンに充填された溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および/または硬化性組成物(α2)303に、モールド305を介して照射光306を照射する。これにより、モールド305の微細パターンに充填された溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および/または硬化性組成物(α2)303は、照射光306によって硬化してパターン形状を有する硬化膜307となる。
ここで、モールド305の微細パターンに充填された被形状転写層を構成する溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303に照射する照射光306は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303の感度波長に応じて選択される。具体的には、150nm以上400nm以下の波長の紫外光や、X線、電子線等を適宜選択して使用することが好ましい。
これらの中でも、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303に照射する光(照射光306)は、紫外光が特に好ましい。これは、硬化助剤(光重合開始剤)として市販されているものは、紫外光に感度を有する化合物が多いからである。ここで紫外光を発する光源としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、Deep-UVランプ、炭素アーク灯、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2エキシマレーザ等が挙げられるが、超高圧水銀灯が特に好ましい。また使用する光源の数は1つでもよいしまたは複数であってもよい。また、光照射を行う際には、モールド305の微細パターンに充填された被形状転写層(溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)302の成分の組成物(α1´)302´および硬化性組成物(α2)303)の全面に行ってもよく、一部領域にのみ行ってもよい。
また、光照射は、基板301上の全領域に断続的に複数回行ってもよいし、全領域に連続照射してもよい。さらに、第一の照射過程で一部領域Aを照射し、第二の照射過程で領域Aとは異なる領域Bを照射してもよい。
<離型工程(第5の工程)>
次に、パターン形状を有する硬化膜307からモールド305を引き離す。本工程では、図3(h)に示すように、パターン形状を有する硬化膜307からモールド305を引き離すことにより、第4の工程において、モールド305上に形成された微細パターンの反転パターンとなるパターン形状を有する硬化膜307が得られる。
なお、型接触工程を凝縮性ガス雰囲気下で行った場合、離型工程でパターン形状を有する硬化膜307とモールド305とを引き離す際に、パターン形状を有する硬化膜307とモールド305とが接触する界面の圧力が低下することに伴って凝縮性ガスが気化する。これにより、パターン形状を有する硬化膜307とモールド305とを引き離すために必要な力である離型力を低減させる効果を奏する傾向がある。
パターン形状を有する硬化膜307とモールド305とを引き離す方法としては、引き離す際にパターン形状を有する硬化膜307の一部が物理的に破損しなければ特に限定されず、各種条件等も特に限定されない。例えば、基板301(被加工基板)を固定してモールド305を基板301から遠ざかるように移動させて剥離してもよい。もしくは、モールド305を固定して基板301をモールド305から遠ざかるように移動させて剥離してもよい。あるいは、これらの両方を正反対の方向へ引っ張って剥離してもよい。
以上の第1の工程~第5の工程を有する一連の工程(製造プロセス)によって、所望の位置に、所望の凹凸のパターン形状(モールド305の凹凸形状に因むパターン形状)を有する硬化膜307を得ることができる。得られたパターン形状を有する硬化膜307は、例えば、後述の半導体加工用途のほか、フレネルレンズや回折格子などの光学部材(光学部材の一部材として用いる場合を含む。)として利用することもできる。このような場合、少なくとも、基板301と、この基板301の上に配置されたパターン形状を有する硬化膜307と、を有する光学部材とすることができる。
本発明に係るパターン形状を有する膜の製造方法では、第1の工程で基板301表面の大部分に硬化性組成物(α1)302を一括して配置し、第2の工程~第5の工程からなる繰り返し単位(ショット)を、同一基板上で繰り返して複数回行うことができる。また、第1の工程~第5の工程を同一基板上で繰り返して複数回行ってもよい。第1の工程~第5の工程あるいは第2の工程~第5の工程からなる繰り返し単位(ショット)を複数回繰り返すことで、基板301(被加工基板)の所望の位置に複数の所望の凹凸のパターン形状(モールド305の凹凸形状に因むパターン形状)を有する硬化膜を得ることができる。
<硬化膜の一部を除去する残膜除去工程(第6の工程)>
離型工程により得られるパターン形状を有する硬化膜402(図3中の硬化膜307に相当)は、特定のパターン形状を有するものの、このパターン形状が形成される領域以外の領域においても、図4(h´)に示すように、硬化膜の一部が残る場合がある(以下、このような硬化膜の一部を「残膜403」と称する)。そのような場合は、図4(i)に示すように、得られたパターン形状を有する硬化膜402のうちの除去すべき領域にある硬化膜(残膜403)をエッチングガスA405(図4(i))などにより除去する。これにより、所望の凹凸パターン形状(図3のモールド305の凹凸形状に因むパターン形状)を有する残膜のない(基板401の表面の所望の部分が露出した)硬化物パターン404を得ることができる。
ここで、残膜403を除去する方法としては、例えば、パターン形状を有する硬化膜402の凹部である硬化膜(残膜403)をエッチングなどの方法により取り除き、パターン形状を有する硬化膜402が有するパターンの凹部において基板401の表面を露出させる方法が挙げられる。
パターン形状を有する硬化膜402の凹部にある残膜403をエッチングにより除去する場合、その具体的な方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、エッチングガスA405(図4(i))を用いたドライエッチングを用いることができる。ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。そして、エッチングガスA405は、エッチングに供される硬化膜の元素組成によって適宜選択されるが、CF、C、C、CCl、CCl、CBrF、BCl、PCl、SF、Cl等のハロゲン系ガス、O、CO、CO等の酸素原子を含むガス、He、N、Ar等の不活性ガス、H、NHのガス等を使用することができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。
なお、使用される基板401(被加工基板)が、シランカップリング処理、シラザン処理、有機薄膜の成膜、等の表面処理によりパターン形状を有する硬化膜402との密着性を向上させた基板の場合には、パターン形状を有する硬化膜402の凹部にある硬化膜(残膜403)のエッチングに引き続いて、前記の表面処理層もエッチングにより除去することができる。
以上の第1の工程~第6の工程の製造プロセスによって、所望の凹凸パターン形状(モールド305の凹凸形状に因むパターン形状)を、所望の位置に有する残膜のない硬化物パターン404を得ることができ、硬化物パターンを有する物品を得ることができる。さらに、得られた残膜のない硬化物パターン404を利用して基板401を加工する場合は、後述する基板401に対して基板加工工程を行う。
一方、得られた残膜のない硬化物パターン404は、例えば、後述の半導体加工用途のほか、回折格子や偏光板などの光学部材(光学部材の一部材として用いる場合を含む)として利用し、光学部品を得ることもできる。このような場合、少なくとも、基板401と、この基板401の上に配置された残膜のない硬化物パターン404と、を有する光学部品とすることができる。
<基板加工工程(第7の工程)>
残膜除去工程後、残膜のない硬化物パターン404をレジスト膜として利用して、第6の工程において表面が露出した基板401の一部分に対してドライエッチングを行う。ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。そして、エッチングガスB406(図4(j))は、エッチングに供される硬化膜の元素組成および基板401の元素組成によって適宜選択されるが、CF、C、C、CCl、CCl、CBrF、BCl、PCl、SF、Cl等のハロゲン系ガス、O、CO、CO等の酸素原子を含むガス、He、N、Ar等の不活性ガス、H、NHのガス等を使用することができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。エッチングガスA405(図4(i))およびエッチングガスB406(図4(j))は、同一であっても異なっていても良い。
以上の第1の工程~第7の工程を有する一連の工程(製造プロセス)に加えて電子部品を形成することにより、モールド305の凹凸形状に因むパターン形状に基づく回路構造を基板401上に形成することができる。これにより、半導体素子等で利用される回路基板を製造することができる。ここでいう半導体素子とは、例えば、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D-RDRAM、NANDフラッシュ等が挙げられる。また、この回路基板と回路基板の回路制御機構などとを接続することにより、ディスプレイ、カメラ、医療装置などの電子機器を形成することもできる。
また、同様に、残膜のない硬化物パターン404をレジスト膜として利用してドライエッチングにより基板401を加工し、光学部品を得ることもできる。
また、基板401として石英基板を用い、残膜のない硬化物パターン404をレジスト膜として利用して石英をドライエッチングで加工して、石英インプリントモールドのレプリカ(石英レプリカモールド)を作製することもできる。
なお、回路付基板や電子部品を作製する場合、最終的には、加工された基板401から残膜のない硬化物パターン404を除去してもよいが、素子を構成する部材として残す構成としてもよい。
<インプリント前処理コーティング材料およびその硬化物>
本発明の別の態様は、上記硬化性組成物(α1)を有しているインプリント前処理コーティング材料である。好適には、本発明のインプリント前処理コート用材料は、硬化性組成物(α1)からなる。
すなわち、本発明のインプリント前処理コート用材料は、少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)からなるインプリント前処理コート用材料であって、基板上にインプリント前処理コートとなる液膜を形成し、該インプリント前処理コートとなる液膜に対し少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)からなる液滴を付与した際に、該液滴の成分の基板面方向の広がりが促進され、前記硬化性組成物(α1)は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と前記硬化性組成物(α2)との混合が発熱的である、ことを特徴とするインプリント前処理コート用材料、である。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(1)硬化性組成物(α1-1)の調製
下記に示される成分(A1)、成分(B1)、成分(C1)、成分(D1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例1の硬化性組成物(α1-1)を調製した。
(1-1)成分(A1):合計100重量部
<A1-1>1,12-ドデカンジオールジアクリレート(Wanda Science製):100重量部
(1-2)成分(B1):合計0重量部
成分(B1)は添加しなかった。
(1-3)成分(C1):合計0重量部
成分(C1)は添加しなかった。
(1-4)成分(D1):合計33000重量部
<D1-1>プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(東京化成工業製、略称PGMEA):33000重量部
(実施例2)
(1)硬化性組成物(α1-2)の調製
成分(A1)を、<A1-1>1,12-ドデカンジオールジアクリレート(Wanda Science製):30重量部、<A1-2>ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(Sartomer製、商品名:SR833s):70重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物(α1-2)を調製した。
(実施例3)
(1)硬化性組成物(α1-3)の調製
成分(A1)を、<A1-3>ポリエチレングリコール#200ジアクリレート(新中村化学工業製、商品名:A-200):100重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物(α1-3)を調製した。
(実施例4)
(1)硬化性組成物(α1-4)の調製
成分(A)を、<A1-1>1,12-ドデカンジオールジアクリレート(Wanda
Science製):30重量部、<A1-3>ポリエチレングリコール#200ジアクリレート(新中村化学工業製、商品名:A-200):70重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物(α1-4)を調製した。
(実施例5)
(1)硬化性組成物(α2-1)の調製
下記に示される成分(A2)、成分(B2)、成分(C2)、成分(D2)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例5の硬化性組成物(α2-1)を調製した。
(1-1)成分(A2):合計94重量部
<A2-1>イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB-XA):9.0重量部
<A2-2>ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:V#160):38.0重量部
<A2-3>ネオペンチルグリコールジアクリレート(共栄社化学製、商品名:NP-A):47.0重量部
(1-2)成分(B2):合計3重量部
<B2-1>LucirinTPO(BASF製):3重量部
(1-3)成分(C2):合計2.1重量部
<C2-1>SR-730(青木油脂工業製):1.6重量部
<C2-2>4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(東京化成製):0.5重量部
(1-4)成分(D2):合計0重量部
成分(D2)は添加しなかった。
(実施例6)
(1)硬化性組成物(α2-2)の調製
下記に示される成分(A2)、成分(B2)、成分(C2)、成分(D2)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例6の硬化性組成物(α2-2)を調製した。
(1-1)成分(A2):合計94重量部
<A2-1>イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB-XA):9.0重量部
<A2-2>ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:V#160):38.0重量部
<A2-3>ネオペンチルグリコールジアクリレート(共栄社化学製、商品名:NP-A):47.0重量部
(1-2)成分(B2):合計0重量部
成分(B2)は添加しなかった。
(1-3)成分(C2):合計0重量部
成分(C2)は添加しなかった。
(1-4)成分(D2):合計0重量部
成分(D2)は添加しなかった。
<溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の表面張力の測定>
溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の表面張力の測定は、自動表面張力計DY-300(協和界面科学製)を用い、白金プレートを用いたプレート法により、25℃における表面張力を測定することにより行った。なお、測定は、測定回数5回、白金プレートのプリウェット浸漬距離0.35mmの条件で行った。1回目の測定値を除いて、2回目から5回目の測定値の平均値を表面張力とした。実施例1~6で調製した硬化性組成物の表面張力の測定結果を、表1に示す。なお、実施例1~4の硬化性組成物(α1)については、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の表面張力を示す。
Figure 0007328888000001
<硬化性組成物(α1)および硬化性組成物(α2)を用いた光ナノインプリント>
(実施例7)
スピンコーターを用いて硬化性組成物(α1-1)を直径450mmのシリコンウエハ上に塗布した。この際、硬化性組成物(α1-1)中の溶剤である成分(D1)が蒸発し、7nm程度の厚さの溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-1)の成分の組成物(α1´-1)の膜を得た。
硬化性組成物(α1´-1)の膜の上に、インクジェット法を用いて硬化性組成物(α2-1)の1pLの液滴を離散的に配置した。液滴量は、硬化性組成物(α1´-1)と硬化性組成物(α2-1)の混合物の液膜を光硬化した際の硬化膜の平均膜厚が37nm程度になる量とした。このとき、下層に配置されている硬化性組成物(α1´-1)の表面張力は、その上に滴下される硬化性組成物(α2-1)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(α2-1)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかであった。
また、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-1)の成分の組成物(α1´-1)に、硬化性組成物(α2-1)を加えて1:1(重量比)で混合した際、発熱的に混合した。
なお、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の硬化性組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の表面張力の測定、並びに、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の硬化性組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)を混合したときの発熱有無の測定は、前述のように行った。
(実施例8)
硬化性組成物(α1-1)を硬化性組成物(α1-2)に変更した他は、実施例7と同様に、液滴の拡大の観察および硬化性組成物の混合の際の発熱の測定を行った。
下層に配置されている溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-2)の成分の組成物(α1´-2)の表面張力は、その上に滴下される硬化性組成物(α2-1)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(α2-1)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかであった。
また、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-2)の成分の組成物(α1´-2)に、硬化性組成物(α2-1)を加えて1:1(重量比)で混合した際、発熱的に混合した。
(実施例9)
硬化性組成物(α1-1)を硬化性組成物(α1-3)に変更した他は、実施例7と同様に、液滴の拡大の観察および硬化性組成物の混合の際の発熱の測定を行った。
下層に配置されている溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-3)の成分の組成物(α1´-3)の表面張力は、その上に滴下される硬化性組成物(α2-1)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(α2-1)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかであった。
また、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-3)の成分の組成物(α1´-3)に、硬化性組成物(α2-1)を加えて1:1(重量比)で混合した際、発熱的に混合した。
(実施例10)
硬化性組成物(α1-1)を硬化性組成物(α1-4)に変更した他は、実施例7と同様に、液滴の拡大の観察および硬化性組成物の混合の際の発熱の測定を行った。
下層に配置されている溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-4)の成分の組成物(α1´-4)の表面張力は、その上に滴下される硬化性組成物(α2-1)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(α2-1)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかであった。
また、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-4)の成分の組成物(α1´-4)に、硬化性組成物(α2-1)を加えて1:1(重量比)で混合した際、発熱的に混合した。
(比較例1)
硬化性組成物(α2-1)を硬化性組成物(α2-2)に変更した他は、実施例9と同様に、液滴の拡大の観察および硬化性組成物の混合の際の発熱の測定を行った。
下層に配置されている溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-3)の成分の組成物(α1´-3)の表面張力は、その上に滴下される硬化性組成物(α2-2)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(α2-2)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかであった。
また、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1-3)の成分の組成物(α1´-3)に、硬化性組成物(α2-2)を加えて1:1(重量比)で混合した際、発熱的に混合しなかった。
<溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)を混合した時の発熱有無の測定>
上記実施例について、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)に、硬化性組成物(α2)を加えて1:1(重量比)で混合し、両硬化性組成物を混合した際の発熱または吸熱を測定し、混合時の発熱の有無を判定した。評価は室温の環境下で行った。結果を表2に示す。
Figure 0007328888000002
このように、混合が発熱的となる、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)を用いることにより、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)上への硬化性組成物(α2)滴下混合時の温度低下に起因する粘度上昇を防いで組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の混合を促進できる。すなわち、より短時間で、かつ、基板のショット領域で均一な物性の組成物(α1´)および硬化性組成物(α2)の混合物308の液膜を得ることができる(図3(e))。これにより、高スループット、かつ、基板のショット領域で均一な物性を有するパターンを形成できる。
この出願は2017年3月8日に出願された米国特許出願番号62/468,462の優先権を主張するものであり、それらの内容を引用してこの出願の一部とするものである。
101 基板
102 レジスト
104 液滴の広がる方向を示す矢印
105 モールド
106 照射光
107 光硬化膜
108 残膜
201 基板
202 硬化性組成物(α1)
203 硬化性組成物(α2)
204 液滴の広がる方向を示す矢印
205 モールド
206 照射光
207 パターン形状を有する硬化膜
208 組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)の混合物
209 組成が十分に混合されていない領域
301 基板(被加工基板)
302 硬化性組成物(α1)
302´ 溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)
303 硬化性組成物(α2)
304 液滴の広がる方向を示す矢印
305 モールド
306 照射光
307 パターン形状を有する硬化膜
308 組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)の混合物
309 組成物(α1´)と硬化性組成物(α2)が十分に混合されていない領域
401 基板(被加工基板)
402 パターン形状を有する硬化膜
403 残膜
404 残膜のない硬化物パターン
405 エッチングガスA
406 エッチングガスB

Claims (31)

  1. (1)基板上に、少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)の液膜からなる層を配置する第1の工程(配置工程)と、
    (2)溶剤である成分(D1)を除く前記硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の液膜からなる層上に、少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)の液滴を散的に付与する第2の工程(付与工程)と、
    (3)前記組成物(α1´)および前記硬化性組成物(α2)が混合してなる混合層をモールドに接触させる第3の工程(型接触工程)と、
    (4)前記混合層を前記モールド側から光を照射することにより硬化させる第4の工程(光照射工程)と、
    (5)前記モールドを硬化後の前記混合層から引き離す第5の工程(離型工程)と、
    を有し、
    前記第2の工程では、前記液膜上に液滴が付与されることによって、前記液滴の成分の基板面方向の広がりが前記液膜を配置しない場合にくらべて促進され、
    前記組成物(α1´)と前記硬化性組成物(α2)との混合が発熱的である、
    ことを特徴とする硬化物パターンの製造方法。
  2. 前記組成物(α1´)の表面張力が、前記硬化性組成物(α2)の表面張力よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の硬化物パターンの製造方法。
  3. 前記基板の前記硬化性組成物(α1)の液膜からなる層を配置する面に、密着層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の硬化物パターンの製造方法。
  4. 前記モールドが、表面に凹凸パターンが形成されたモールドであって、
    前記凹凸パターンの凹部の幅が4nm以上30nm未満であり、
    前記凹凸パターンの凹部のアスペクト比が1以上10以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法。
  5. 前記第2の工程と前記第3の工程の間に、前記基板と前記モールドとの位置合わせを行う工程をさらに有することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法。
  6. 前記第2の工程~前記第5の工程を、前記基板上の異なる領域で複数回繰り返すことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法。
  7. 前記第3の工程が、凝縮性ガスを含む雰囲気下で行われることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法。
  8. 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法を有する光学部品の製造方法。
  9. 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法を有する回路基板の製造方法。
  10. 前記回路基板が、半導体素子である請求項9に記載の製造方法。
  11. 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬化物パターンの製造方法を有する石英モールドレプリカの製造方法。
  12. 少なくとも重合性化合物である成分(A1)を含む硬化性組成物(α1)からなるインプリント前処理コート用材料と、少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)と、を有するキットであって、
    基板上に前記インプリント前処理コート用材料からなる液膜を形成し、溶剤である成分(D1)を除く前記硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)の液膜に対して少なくとも重合性化合物である成分(A2)を含む硬化性組成物(α2)からなる液滴を付与した際に、該液滴の成分の基板面方向の広がりが促進され、
    前記硬化性組成物(α1)は、溶剤である成分(D1)を除く硬化性組成物(α1)の成分の組成物(α1´)と前記硬化性組成物(α2)との混合が発熱的である、
    ことを特徴とするキット。
  13. 前記組成物(α1´)の表面張力が、前記硬化性組成物(α2)の表面張力よりも大きいことを特徴とする請求項12に記載のキット。
  14. 前記成分(A1)が、単官能(メタ)アクリル化合物および多官能(メタ)アクリル化合物のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項12または請求項13に記載のキット。
  15. 前記成分(A1)が、芳香族基および/または脂環式炭化水素基を有する重合性化合物を含むことを特徴とする請求項12~14のいずれか一項に記載のキット。
  16. 前記成分(A1)が、アルキレンエーテル基を有する重合性化合物を含むことを特徴とする請求項12~15のいずれか一項に記載のキット。
  17. 前記成分(A1)が、2つ以上のアルキレンエーテル基の繰り返し単位を有する重合性化合物を含むことを特徴とする請求項12~16のいずれか一項に記載のキット。
  18. 前記硬化性組成物(α1)中の光重合開始剤である成分(B1)の含有量が、前記成分(D1)を除く全成分の合計重量に対して0.1重量%未満であることを特徴とする請求項12~17のいずれか一項に記載のキット。
  19. 前記硬化性組成物(α1)が、フッ素系界面活性剤または炭化水素系界面活性剤を有することを特徴とする請求項12~18のいずれか一項に記載のキット。
  20. 前記組成物(α1´)の23℃での粘度が、1mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする請求項12~19のいずれか一項に記載のキット。
  21. 前記成分(A2)が、単官能(メタ)アクリル化合物および多官能(メタ)アクリル化合物のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項12~20のいずれか一項に記載のキット。
  22. 前記成分(A2)が、芳香族基および/または脂環式炭化水素基を有する重合性化合物を含むことを特徴とする請求項12~21のいずれか一項に記載のキット。
  23. 前記硬化性組成物(α2)が、光重合開始剤である成分(B2)を含むことを特徴とする請求項12~22のいずれか一項に記載のキット。
  24. 前記成分(B2)が、2種類以上の光重合開始剤を含むことを特徴とする請求項23に記載のキット。
  25. 前記硬化性組成物(α2)が、フッ素系界面活性剤または炭化水素系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項12~24のいずれか一項に記載のキット。
  26. 前記硬化性組成物(α2)が、フッ素系界面活性剤および炭化水素系界面活性剤のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項12~24のいずれか一項に記載のキット。
  27. 前記硬化性組成物(α2)のうち溶剤である成分(D2)を除く成分の組成物(α2´)の23℃での粘度が、1mPa・s以上12mPa・s以下であることを特徴とする請求項12~26のいずれか一項に記載のキット。
  28. 請求項12~27のいずれか一項に記載のインプリント前処理コート用材料および硬化性組成物(α2)の混合物を硬化して得られる硬化物。
  29. レジストの液滴がインプリント前処理コートの液膜上に広がり拡散したレジストを得るように、基板上の前記インプリント前処理コートの液膜上に、前記レジストの液滴を離散的に付与することであって、前記インプリント前処理コートは、硬化性組成物を含み、かつ前記レジストは重合性化合物を含み、
    前記拡散したレジストと型を接触することと、
    前記拡散したレジストと前記インプリント前処理コートを重合し、前記基板上に重合した層を得ることと、
    を含むパターン形成方法であって、
    前記インプリント前処理コートと前記レジストの混合が発熱的であるパターン形成方法。
  30. インプリント前処理コートの液膜を基板上に配置することであって、前記インプリント前処理コートは重合性化合物を含み、
    レジストの液滴が前記インプリント前処理コートの液膜上に広がり拡散したレジストを得るように、基板上の前記インプリント前処理コートの液膜上に、前記レジストの液滴を離散的に付与することであって、前記レジストは重合性化合物を含み、
    前記拡散したレジストと型を接触することと、
    前記拡散したレジストと前記インプリント前処理コートを重合し、前記基板上の硬化層を得ることと、
    前記型を前記硬化層から引き離すことと、および
    前記硬化層を介して前記基板をエッチングすることと、
    を含む半導体デバイスの製造方法であって、
    前記インプリント前処理コートと前記レジストの混合が発熱的である半導体デバイスの製造方法。
  31. 前記インプリント前処理コートの液膜を配置することが、前記基板をインクジェット法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、またはスリットスキャン法を用いてコートすることを含み、
    前記基板上の前記インプリント前処理コートの液膜上への、前記レジストの液滴の付与に、インクジェット法を用いる、請求項30に記載の半導体デバイスの製造方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10488753B2 (en) 2015-09-08 2019-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment and etch uniformity in nanoimprint lithography
US20170066208A1 (en) 2015-09-08 2017-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US10620539B2 (en) 2016-03-31 2020-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Curing substrate pretreatment compositions in nanoimprint lithography
KR102216503B1 (ko) * 2016-04-08 2021-02-17 캐논 가부시끼가이샤 경화물 패턴의 형성 방법과, 가공 기판, 광학 부품, 회로 기판, 전자 부품 및 임프린트 몰드의 제조 방법과, 임프린트 전처리 코팅용 재료
US10509313B2 (en) 2016-06-28 2019-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Imprint resist with fluorinated photoinitiator and substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US10317793B2 (en) 2017-03-03 2019-06-11 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment compositions for nanoimprint lithography
WO2018164017A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 キヤノン株式会社 硬化物パターンの製造方法、光学部品、回路基板および石英モールドレプリカの製造方法、ならびにインプリント前処理コート用材料およびその硬化物
CN110392919B (zh) 2017-03-08 2024-01-16 佳能株式会社 图案形成方法和加工基板、光学部件和石英模具复制品的制造方法以及用于压印预处理的涂覆材料及其与压印抗蚀剂的组合
KR102265572B1 (ko) 2017-03-08 2021-06-17 캐논 가부시끼가이샤 광 나노임프린트 기술을 사용한 패턴 형성 방법, 임프린트 장치 및 경화성 조성물
WO2018164015A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 キヤノン株式会社 パターン形成方法、インプリント前処理コーティング材料、及び基板の前処理方法
WO2019031409A1 (ja) 2017-08-10 2019-02-14 キヤノン株式会社 パターン形成方法
WO2020059604A1 (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 富士フイルム株式会社 インプリント用積層体、インプリント用積層体の製造方法、パターン形成方法およびキット
US10892167B2 (en) * 2019-03-05 2021-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Gas permeable superstrate and methods of using the same
US11752519B2 (en) 2020-06-19 2023-09-12 Canon Kabushiki Kaisha Planarization method and photocurable composition
WO2024116787A1 (ja) * 2022-11-29 2024-06-06 キヤノン株式会社 硬化性組成物、膜形成方法、および物品製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258182A (ja) 2009-04-24 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 微細構造転写方法及び微細構造転写装置

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873087B1 (en) 1999-10-29 2005-03-29 Board Of Regents, The University Of Texas System High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes
US7432634B2 (en) 2000-10-27 2008-10-07 Board Of Regents, University Of Texas System Remote center compliant flexure device
EP2264522A3 (en) 2000-07-16 2011-12-14 The Board of Regents of The University of Texas System Method of forming a pattern on a substrate
US6696220B2 (en) 2000-10-12 2004-02-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Template for room temperature, low pressure micro-and nano-imprint lithography
EP2270592B1 (en) 2000-07-17 2015-09-02 Board of Regents, The University of Texas System Method of forming a pattern on a substrate
US20050160011A1 (en) 2004-01-20 2005-07-21 Molecular Imprints, Inc. Method for concurrently employing differing materials to form a layer on a substrate
US20060005657A1 (en) 2004-06-01 2006-01-12 Molecular Imprints, Inc. Method and system to control movement of a body for nano-scale manufacturing
US7387508B2 (en) 2004-06-01 2008-06-17 Molecular Imprints Inc. Compliant device for nano-scale manufacturing
US20050274219A1 (en) 2004-06-01 2005-12-15 Molecular Imprints, Inc. Method and system to control movement of a body for nano-scale manufacturing
US20050064344A1 (en) 2003-09-18 2005-03-24 University Of Texas System Board Of Regents Imprint lithography templates having alignment marks
CA2549341C (en) * 2003-12-19 2014-06-10 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods for fabricating isolated micro- and nano- structures using soft or imprint lithography
US20050275311A1 (en) 2004-06-01 2005-12-15 Molecular Imprints, Inc. Compliant device for nano-scale manufacturing
WO2006060758A2 (en) 2004-12-01 2006-06-08 Molecular Imprints, Inc. Methods of exposure for the purpose of thermal management for imprint lithography processes
JP2006168147A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Aitesu:Kk 有機無機ハイブリッド材料とナノインプリント技術を用いた微細構造体の製造方法および微細構造体
JP4467611B2 (ja) * 2007-09-28 2010-05-26 株式会社日立製作所 光インプリント方法
JP5258788B2 (ja) * 2007-11-30 2013-08-07 昭和電工株式会社 転写材料用硬化性組成物および該組成物を用いた微細パターン形成方法
JP2010073811A (ja) 2008-09-17 2010-04-02 Fujifilm Corp ナノインプリント用硬化性組成物、これを用いた硬化物、並びに、液晶表示装置用部材
JP5361309B2 (ja) * 2008-09-25 2013-12-04 キヤノン株式会社 インプリント装置およびインプリント方法
CN101923282B (zh) 2009-06-09 2012-01-25 清华大学 纳米压印抗蚀剂及采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法
JP2011222732A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Fujifilm Corp パターン形成方法及びパターン基板製造方法
JP5337776B2 (ja) 2010-09-24 2013-11-06 富士フイルム株式会社 ナノインプリント方法およびそれを利用した基板の加工方法
JP5710553B2 (ja) * 2011-08-25 2015-04-30 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
JP2013056440A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 液浸インプリント方法
JP5767615B2 (ja) * 2011-10-07 2015-08-19 富士フイルム株式会社 インプリント用下層膜組成物およびこれを用いたパターン形成方法
JP6000712B2 (ja) * 2012-07-24 2016-10-05 キヤノン株式会社 樹脂の製造方法及び樹脂の製造装置
US20150060113A1 (en) * 2013-01-22 2015-03-05 Yongcai Wang Photocurable composition, article, and method of use
JP5985442B2 (ja) 2013-07-26 2016-09-06 株式会社東芝 レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法
JP6328001B2 (ja) * 2013-08-30 2018-05-23 キヤノン株式会社 インプリント用硬化性組成物、膜、膜の製造方法
JP5804160B2 (ja) * 2013-09-19 2015-11-04 大日本印刷株式会社 インプリント方法およびインプリントモールドの製造方法
WO2016006190A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Adhesion layer composition, method for forming film by nanoimprinting, methods for manufacturing optical component, circuit board and electronic apparatus
TWI632188B (zh) * 2014-08-27 2018-08-11 日商富士軟片股份有限公司 底層膜形成用樹脂組成物、積層體、圖案形成方法、壓印形成用套組及元件的製造方法
JP6141500B2 (ja) * 2015-09-08 2017-06-07 キヤノン株式会社 ナノインプリントリソグラフィーにおける充填時間を短縮するための基板の前処理
US10488753B2 (en) 2015-09-08 2019-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment and etch uniformity in nanoimprint lithography
US20170068159A1 (en) 2015-09-08 2017-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US20170066208A1 (en) 2015-09-08 2017-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US10754245B2 (en) 2016-03-31 2020-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
US10829644B2 (en) 2016-03-31 2020-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
US10754244B2 (en) 2016-03-31 2020-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
US10845700B2 (en) 2016-03-31 2020-11-24 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
US10578965B2 (en) 2016-03-31 2020-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method
US10754243B2 (en) 2016-03-31 2020-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
US10883006B2 (en) 2016-03-31 2021-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Pattern forming method as well as production methods for processed substrate, optical component, circuit board, electronic component and imprint mold
KR102216503B1 (ko) 2016-04-08 2021-02-17 캐논 가부시끼가이샤 경화물 패턴의 형성 방법과, 가공 기판, 광학 부품, 회로 기판, 전자 부품 및 임프린트 몰드의 제조 방법과, 임프린트 전처리 코팅용 재료
TW201817582A (zh) * 2016-09-16 2018-05-16 日商富士軟片股份有限公司 圖案形成方法及半導體元件的製造方法
KR102265572B1 (ko) 2017-03-08 2021-06-17 캐논 가부시끼가이샤 광 나노임프린트 기술을 사용한 패턴 형성 방법, 임프린트 장치 및 경화성 조성물
WO2018164017A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 キヤノン株式会社 硬化物パターンの製造方法、光学部品、回路基板および石英モールドレプリカの製造方法、ならびにインプリント前処理コート用材料およびその硬化物
CN110392919B (zh) 2017-03-08 2024-01-16 佳能株式会社 图案形成方法和加工基板、光学部件和石英模具复制品的制造方法以及用于压印预处理的涂覆材料及其与压印抗蚀剂的组合
WO2018164015A1 (ja) 2017-03-08 2018-09-13 キヤノン株式会社 パターン形成方法、インプリント前処理コーティング材料、及び基板の前処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258182A (ja) 2009-04-24 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 微細構造転写方法及び微細構造転写装置

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