(57)【要約】【課題】精度良くパターンを転写することの出来るインプリント法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインプリント法は、インプリントモールドと転写基板を圧着する以前にインプリントモールドの凹凸パターン内に樹脂を充填し、充填した状態で予備硬化を行うことを特徴とする。本発明の構成によれば、樹脂の収縮をインプリントモールドと接触していない樹脂塗布面側に集中させ、インプリントモールド内の樹脂の収縮を抑制することが出来る。【選択図】  図３
2009190300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが形成されたインプリントモールドを用いるインプリント法において、
インプリントモールドの凹凸パターンに充填樹脂を充填する工程と、
前記充填樹脂を硬化する工程と、
転写基板と前記インプリントモールドを圧着する工程と、
前記転写基板と前記インプリントモールドを脱離する工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント法。
【請求項２】
請求項１に記載のインプリント法であって、
充填樹脂を硬化する工程にあって、充填樹脂を完全に硬化せず、
転写基板とインプリントモールドを圧着する工程と、転写基板とインプリントモールドを脱離する工程と、の間に、
再度、充填樹脂を硬化する工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のインプリント法であって、
インプリントモールドは、露光光を透過する光インプリントモールドであり、
充填樹脂は、光硬化性樹脂であり、
充填樹脂を硬化する工程は、インプリントモールドの凹凸パターン面の裏面から露光する工程であること
を特徴とするインプリント法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のインプリント法であって、
転写基板とインプリントモールドを圧着する工程より以前に、
転写基板に下地樹脂を塗布する工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細な寸法が要求されるパターンの形成にインプリント法を用いることが提案されている。
【０００３】
インプリント法は、最終的に転写すべきパターンのネガポジ反転像に対応するパターンが形成されたインプリントモールドと呼ばれる原型を、樹脂に型押しし、その状態で樹脂を硬化させることで、パターン転写を行うものである。
【０００４】
例えば、熱により樹脂を硬化させる熱インプリント法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
例えば、紫外線硬化性樹脂をレジストとして用い、光透過性を有するインプリントモールドを押し付けた状態で紫外線を照射し、レジスト硬化させてパターン転写する光インプリント法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
以下、一例として、一般的な光インプリント法について図１を用いながら具体的に説明を行う。  
まず、転写基板３に光硬化性を示す樹脂２を塗布する（ａ）。
次に、紫外線透過性を有するインプリントモールド１を樹脂２がモールド内に入る程度の圧力で上から押し付ける（ｂ）。
次に、圧着した状態でインプリントモールド１側より露光光４を照射するとモールドパターン形状通りに樹脂２が硬化し、インプリントモールド１を転写基板３から引き剥がし、転写基板３上に所望のパターンを形成する（ｃ）。
【特許文献１】特開２００４−３３５０１２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９４１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のインプリント法は、樹脂が硬化するに際して、樹脂が収縮するため、所望するパターン形状が損なわれるという問題がある。
【０００８】
以下、具体的に図２を用いながら、光インプリント法の場合における問題点を具体的に示す。当然のことながら、樹脂の硬化に伴う収縮は、光インプリント法に限る問題ではない。しかし、光インプリント法に用いる光硬化性樹脂は一般的に収縮量が大きいことが知られており、この問題は特に顕著である。
【０００９】
一般的に紫外線硬化樹脂は硬化時に数％から１０％程度の体積収縮がある（図２（ａ））。その際、樹脂は離型性を高めているモールド１に対し、濡れ性の低い基板３側に固定される傾向がある。そのため、露光時にモールド１内で樹脂２が収縮のために変形部分６が発生し、転写精度が劣化するという問題がある（図２（ｂ））。
【００１０】
また、樹脂の体積収縮による形状変化量は樹脂の物理的性質だけでなく、モールド表面の濡れ性や紫外線硬化樹脂の表面張力によってもたらされる毛細管現象の程度、言い換えるとパターン形状の違いによって影響を受ける。そのため、ある１つの転写プロセス条件において、収縮を相殺するようにモールドを設計することは可能であるが、紫外線硬化樹脂の収縮量は露光条件によって異なり、樹脂、露光条件、モールドパターンにより変化する。これでは収縮を相殺するように設計したモールドの汎用性を著しく損ねることになる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、精度良くパターンを転写することの出来るインプリント法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の本発明は、凹凸パターンが形成されたインプリントモールドを用いるインプリント法において、インプリントモールドの凹凸パターンに充填樹脂を充填する工程と、前記充填樹脂を硬化する工程と、転写基板と前記インプリントモールドを圧着する工程と、前記転写基板と前記インプリントモールドを脱離する工程と、を備えたことを特徴とするインプリント法である。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のインプリント法であって、充填樹脂を硬化する工程にあって、充填樹脂を完全に硬化せず、転写基板とインプリントモールドを圧着する工程と、転写基板とインプリントモールドを脱離する工程と、の間に、再度、充填樹脂を硬化する工程と、を備えたことを特徴とするインプリント法である。
【００１４】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載のインプリント法であって、インプリントモールドは、露光光を透過する光インプリントモールドであり、充填樹脂は、光硬化性樹脂であり、充填樹脂を硬化する工程は、インプリントモールドの凹凸パターン面の裏面から露光する工程であることを特徴とするインプリント法である。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載のインプリント法であって、転写基板とインプリントモールドを圧着する工程より以前に、転写基板に下地樹脂を塗布する工程と、を備えたことを特徴とするインプリント法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のインプリント法は、インプリントモールドと転写基板を圧着する以前にインプリントモールドの凹凸パターン内に樹脂を充填し、充填した状態で樹脂を硬化することを特徴とする。
本発明の構成によれば、樹脂の収縮をインプリントモールドと接触していない樹脂塗布面側に集中させ、インプリントモールド内の樹脂の収縮を抑制することが出来る。
よって、樹脂の硬化収縮によるパターンの変形が抑制され、精度良くパターンを転写することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、具体的に図３を用いながら、本発明のインプリント法について、説明を行う。
【００１８】
＜インプリントモールドの凹凸パターンに充填樹脂を充填する工程＞
まず、インプリントモールドの凹凸パターンに充填樹脂を充填する（図３（ａ））。
インプリントモールド／充填樹脂は所望するパターン／用途に応じて、適宜選択して良い。例えば、光インプリント法の場合、インプリントモールドは紫外線透過性能を有する石英などを用いて形成されることが好ましく、充填樹脂は紫外線硬化樹脂であることが好ましい。
【００１９】
また、充填樹脂を充填する前に、離型性向上のために凹凸パターン形成面に離型性向上のための表面処理を行っても良い。例えば、フッ素ポリマー加工やプラズマ処理などを行っても良い。
【００２０】
インプリントモールドの凹凸パターンに充填樹脂を充填する方法としては、適宜公知の充填方法／薄膜形成法などを用いて行って良い。例えば、スピンコート法を用いてもよい。
スピンコート法を用いた場合、インプリントモールド１の転写面上の充填樹脂が平滑化するため、転写時の残膜をバラツキなく低く抑えられる。
【００２１】
＜充填樹脂を硬化する工程＞
次に、凹凸パターン内に充填した充填樹脂を硬化する（図３（ｂ））。
硬化方法は選択した樹脂に応じて適宜選択して良い。
インプリントモールドと転写基板を圧着する以前に樹脂の硬化を行うと、樹脂の収縮は、インプリントモールドと接触しておらず変形自由度の高いインプリントモールドの凹凸パターン面側に集中し、樹脂の窪み１０４となる（図３（ｃ））。このため、予め硬化を行うことで、インプリントモールド内部の樹脂の収縮が抑えられる。
【００２２】
＜転写基板と前記インプリントモールドを圧着する工程＞
＜転写基板と前記インプリントモールドを脱離する工程＞
次に、転写基板と、凹凸パターンに樹脂が充填されたインプリントモールドとを圧着し、脱離することにより、転写基板上に転写パターンを形成する（図３（ｆ））。
このとき、残膜が薄く均一になるように均等な圧力を加えることが好ましい。
【００２３】
転写基板は、圧着に対する機械強度を備えていればそれで足るものであり、適宜公知の材料から選択してよい。例えば、石英、シリコンなどの基板を用いても良い。
また、このとき、転写基板の材料としてインプリントモールドと同じ材料を用いることが好ましい。これにより、転写基板とインプリントモールドとの熱膨張率を同等にすることが出来、熱による位置精度の乱れを抑制することが出来る。
【００２４】
以上より、本発明のインプリント法を実施することが出来る。
【００２５】
また、本発明のインプリント法は、充填樹脂を硬化する工程にあって、充填樹脂を完全に硬化せず、転写基板とインプリントモールドを圧着する工程と、転写基板とインプリントモールドを脱離する工程と、の間に、再度、充填樹脂を硬化する工程と、を備えることが好ましい。
再度、樹脂を硬化する工程を設けることにより、転写基板と樹脂をより密着することが出来、脱離性を向上させることが出来る。
【００２６】
以下、一例として、光インプリント法の場合における、予備硬化を行う例を示す。
まず、光硬化性樹脂を塗布したインプリントモールドに対し、架橋反応が完全に進行しない程度の露光光１０３を照射する（予備露光）（図３（ｂ））。このとき、予備露光時の紫外線硬化樹脂の架橋度は、完全に架橋した状態を１００％とすると、６０％〜７０％程度が望ましい。架橋度は、分子内の架橋に関与する官能基の割合で判断する事が出来、公知の分析方法（ＦＴ−ＩＲ分析）で調べる事が出来るため、容易に露光条件を算出することができる。また、本発明では架橋状態を厳密に設定する必要はなく、予備露光で硬化した樹脂が、後述する基板へ塗布した樹脂を介して基板側へ転写されさえすれば構わない。
【００２７】
また、本発明のインプリント法は、光インプリントに適用する場合、充填樹脂を硬化する工程は、インプリントモールドの凹凸パターン面の裏面から露光する工程であることが好ましい。
インプリントモールドの凹凸パターン面の裏面から露光することにより、充填樹脂はモールド内部方向から凹凸パターン面側へと硬化が進行する。よって、先に硬化したモールド内部の樹脂の密着性が先に向上し、転写パターンの変形が一層抑制される。
【００２８】
また、本発明のインプリント法は、転写基板とインプリントモールドを圧着する工程より以前に、転写基板に下地樹脂を塗布する工程と、を備えることが好ましい。
転写基板に下地樹脂を設けることにより、充填樹脂をより転写基板側に密着することが出来、脱離性を向上させることが出来る。このとき、充填樹脂と下地樹脂は異なる樹脂を用いも良いが、同じ樹脂を用いた場合、前述したように再度硬化するときの硬化条件が同じであり、再度硬化するにあたって充填樹脂と下地樹脂とを強く密着することが出来、より好ましい。
【００２９】
以下、一例として、光インプリント法の場合における、転写基板に下地樹脂を設ける例を示す。
まず、転写基板に下地樹脂１０２を塗布／滴下する（図３（ｄ））。
下地樹脂は、予備露光を行い硬化収縮したモールド側の紫外線硬化樹脂の収縮によって発生する窪み１０４を補う役割と、モールド１０１側の樹脂１０２を基板１０５に転写するための、接着剤の役割を果たす。
【００３０】
また、転写基板に下地樹脂を塗布／滴下する方法は、均一に膜形成できる方法が好ましい。例えば、スピンコート法を用いても良い。スピンコート法を用いた場合、均一な薄膜塗布を行うことが出来、転写時の残膜を低く抑えることが出来る。
【００３１】
また、下地樹脂は、（１）溶媒の割合が少なく粘性の高い樹脂、または、（２）予備硬化により粘度を高めておいた樹脂、を用いても良い。この場合、塗布時膜厚が増加し、圧着時にモールド側の樹脂窪み１０４に追従させるのに好適である。
【００３２】
次に、充填樹脂と下地樹脂とを一体化させるため、モールド１０１側から再度紫外線１０３の照射を行う（本露光）（図３（ｅ））。本露光の段階ではモールド内部の樹脂は予備露光で位置が固定されており、モールド−被転写基板の界面に存在するレジストが硬化する際に樹脂が引き込まれることはない。本露光後、モールドを離型させて基板上に形状精度の高いレジストのパターンを形成する事が可能になる。
【実施例】
【００３３】
まず、６インチ角石英基板に、電子線リソグラフィー技術を用いてパターン深さ２００ｎｍ、パターン幅８０ｎｍ、開口率１０％のラインアンドスペースパターンを形成し、凹凸パターンを備えたインプリントモールドを作成した。
【００３４】
次に、上記インプリントモールドの凹凸パターン面に紫外線硬化樹脂ＰＡＫ−０１（東洋合成工業社）を滴下して凹凸パターン内部に浸透させた後、スピンコーターで残留樹脂を除去し、モールド表面の樹脂膜厚を均一化させた（図３（ａ））。
【００３５】
次に、上記インプリントモールドの凹凸パターン面裏側より高圧水銀灯を光源とした露光装置を用い（図３（ｂ））、架橋度約６０％となるように８ｍＪ／ｃｍ２の露光を行った（図３（ｃ））。
【００３６】
次に、転写基板であるＳｉウェハ上にＰＡＫ−０１を滴下し、スピンコート法で樹脂膜厚８０ｎｍとなるように塗布を行った（図３（ｄ））。
【００３７】
次に、転写基板と樹脂が充填されたインプリントモールドを０．０９ＭＰａの転写圧で圧着し、モールド側背面から３０ｍＪ／ｃｍ２相当の露光を行った（図３（ｅ））。
【００３８】
次に、転写基板とインプリントモールドを剥離し、Ｓｉウェハ上に形状精度の高いパターンを得た（図３（ｆ））。また、残膜は３０ｎｍで均一であった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の光インプリント法を示す概略工程図である。
【図２】従来の光インプリント法の問題点を示す概略工程図である。
【図３】本発明のインプリント法を示す概略工程図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・インプリントモールド
２・・・樹脂
３・・・転写基板
４・・・露光光
５・・・残膜
６・・・変形部分
１０１・・・インプリントモールド
１０２・・・光硬化性樹脂
１０３・・・露光光
１０４・・・窪み
１０５・・・転写基板
【図１】
2009190300.tif 000003
【図２】
2009190300.tif 000004
【図３】
2009190300.tif 000005