JP6819172B2 - Manufacturing method of uneven structure, base material for manufacturing imprint mold, and manufacturing method of imprint mold - Google Patents
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Description
本発明は、インプリント法を用いた凹凸構造体の製造方法、インプリントモールド製造用基材、および該インプリントモールド製造用基材を用いたインプリントモールドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an uneven structure using an imprint method, a base material for manufacturing an imprint mold, and a method for manufacturing an imprint mold using the base material for manufacturing an imprint mold.
近年、フォトリソグラフィー技術に替わる微細なパターン形成技術として、インプリント方法を用いたインプリントリソグラフィーによるパターン形成技術が注目されている。インプリント方法は、微細な凹凸構造を備えた型部材(以下「モールド」という。)を用いて凹凸構造を被成型物に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。 In recent years, as a fine pattern forming technique that replaces the photolithography technique, a pattern forming technique by imprint lithography using an imprint method has attracted attention. The imprint method is a pattern forming technique for transferring a fine structure to an object to be molded by using a mold member having a fine uneven structure (hereinafter referred to as “mold”) to transfer the fine structure to the same size.
例えば光インプリント法を用いて凹凸構造体を成型するには、成型対象となる基板上にハードマスク層を形成し、該ハードマスク層上に光硬化性の樹脂を塗布して樹脂層を形成し、該樹脂層にモールドを押し当て、モールドの背面から光を照射して該樹脂層を硬化させ、樹脂パターンを形成する。その後、樹脂パターンをエッチングマスクとしてハードマスク層をエッチングし、ハードマスクパターンを形成し、該ハードマスクパターンをエッチングマスクとして基板をエッチングし、洗浄等によりハードマスクパターンを剥離することで、パターニングされた基板が得られる。 For example, in order to mold a concavo-convex structure using the optical imprint method, a hard mask layer is formed on a substrate to be molded, and a photocurable resin is applied onto the hard mask layer to form a resin layer. Then, the mold is pressed against the resin layer, and light is irradiated from the back surface of the mold to cure the resin layer and form a resin pattern. Then, the hard mask layer was etched using the resin pattern as an etching mask to form a hard mask pattern, the substrate was etched using the hard mask pattern as an etching mask, and the hard mask pattern was peeled off by cleaning or the like to perform patterning. A substrate is obtained.
ところで、上記のハードマスク層には基板をエッチングする際のハードマスクとして高い耐性が要求される。また、基板には、一般的なエッチング条件においてエッチングレートが低いものが多く、このようなエッチングレートが低い基板はハードマスク層とのエッチング選択比を高く設定することが困難である。そこで従来から、基板をエッチングして所望の深さのパターンを形成するにあたり、エッチング中にハードマスク層の一部または全部の消失を防ぐためハードマスク層を厚くする方法が行われている。 By the way, the hard mask layer is required to have high resistance as a hard mask when etching a substrate. Further, many substrates have a low etching rate under general etching conditions, and it is difficult to set a high etching selectivity with the hard mask layer for a substrate having such a low etching rate. Therefore, conventionally, when etching a substrate to form a pattern having a desired depth, a method of thickening the hard mask layer in order to prevent a part or all of the hard mask layer from disappearing during etching has been performed.
しかし、樹脂パターンをエッチングマスクとして厚いハードマスク層をエッチングすると、エッチング中に樹脂パターンの高さや幅が減少し、ハードマスク層に形成されるハードマスクパターンが要求される寸法や形状を満たさなくなり、基板を精度よくパターニングすることが困難となる。また、樹脂パターンを形成するための樹脂膜を厚くしてハードマスク層のエッチングマスクとした場合、樹脂パターンのアスペクト比が高くなり、倒壊しやすくなるという問題がある。 However, when a thick hard mask layer is etched using the resin pattern as an etching mask, the height and width of the resin pattern are reduced during etching, and the hard mask pattern formed on the hard mask layer does not satisfy the required dimensions and shape. It becomes difficult to accurately pattern the substrate. Further, when the resin film for forming the resin pattern is thickened to form an etching mask of the hard mask layer, there is a problem that the aspect ratio of the resin pattern becomes high and the resin pattern is easily collapsed.
そのため、例えば特許文献1に記載されているように、上記のハードマスク層(以下「第1のハードマスク層」という。)の上にさらに別のハードマスク層(以下「第2のハードマスク層」という。)を積層し、まず第2のハードマスク層上に樹脂層を形成し、樹脂層をインプリント法によりパターニングして樹脂パターンを形成した後、樹脂パターンをエッチングマスクとして第2のハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターン(以下「第2のハードマスクパターン」という。)を形成し、第2のハードマスクパターンをエッチングマスクとして第1のハードマスク層をエッチングして第2のハードマスクパターンと異なる別のハードマスクパターン(以下「第1のハードマスクパターン」という。)を形成し、第1のハードマスクパターンをエッチングマスクとして基板をエッチングする方法が行われている。 Therefore, for example, as described in Patent Document 1, another hard mask layer (hereinafter referred to as “second hard mask layer”) is placed on the above hard mask layer (hereinafter referred to as “first hard mask layer”). A resin layer is first formed on the second hard mask layer, the resin layer is patterned by the imprint method to form a resin pattern, and then the resin pattern is used as an etching mask for the second hard. The mask layer is etched to form a hard mask pattern (hereinafter referred to as "second hard mask pattern"), and the first hard mask layer is etched using the second hard mask pattern as an etching mask to form a second hard. A method of forming another hard mask pattern different from the mask pattern (hereinafter referred to as “first hard mask pattern”) and etching the substrate using the first hard mask pattern as an etching mask is performed.
これにより、樹脂パターンをエッチングマスクとして厚いハードマスク層をエッチングする際に樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなるような状況を回避して、基板を精度よくパターニングすることができる。 This avoids a situation in which the resin pattern does not maintain the desired height and width when etching a thick hard mask layer using the resin pattern as an etching mask, and the formed hard mask pattern does not satisfy the desired shape. Therefore, the substrate can be patterned with high accuracy.
ところで、ハードマスク層上に形成した樹脂層にモールドを押し当てて所望のインプリント法により樹脂層にパターニングして樹脂パターンを形成した後、樹脂パターンからモールドを引き離す際、樹脂パターンとハードマスク層との間に密着性を良くするための密着層を形成し、樹脂パターンとモールドとの間に離型性を良くするための離型層を形成するようなことが行われている。また、樹脂パターンとモールドとの間の離型性を良くするため、例えば界面活性剤等の離型剤を光硬化性樹脂組成物に添加することが知られている。 By the way, when the mold is pressed against the resin layer formed on the hard mask layer to pattern the resin layer by a desired imprint method to form a resin pattern, and then the mold is separated from the resin pattern, the resin pattern and the hard mask layer are formed. An adhesion layer for improving the adhesion is formed between the resin pattern and the mold, and a release layer for improving the mold release property is formed between the resin pattern and the mold. Further, it is known that a mold release agent such as a surfactant is added to the photocurable resin composition in order to improve the mold release property between the resin pattern and the mold.
しかし、上記のように密着層や離型層を形成するような場合であっても、それに加えて、離型剤が添加された光硬化性樹脂組成物を用いる場合であっても、例えば、モールドに用いられる材料とハードマスク層に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、モールドに対する樹脂パターンの密着性と、ハードマスク層に対する樹脂パターンの密着性が近いものとなる。このため、密着層や離型層を形成しても、モールドが樹脂パターンから離型され難くなったり、または樹脂パターンがハードマスク層から剥がれ易くなったりして所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。 However, even when the adhesion layer or the release layer is formed as described above, or when the photocurable resin composition to which the release agent is added is used, for example, When the material used for the mold and the material used for the hard mask layer are similar materials, the adhesion of the resin pattern to the mold and the adhesion of the resin pattern to the hard mask layer are close to each other. Therefore, even if the adhesion layer or the mold release layer is formed, the mold is difficult to be released from the resin pattern, or the resin pattern is easily peeled off from the hard mask layer, and a desired resin pattern cannot be formed. There is a problem in forming a substrate that is accurately patterned.
また、従来のようにハードマスク層を2層構造にするにあたり、例えば、ニオブ酸リチウム基板を用いた場合の望ましいハードマスク層として、第1のハードマスク層にクロム(Cr)からなる層、第2のハードマスク層にシリコン(Si)からなる層を用いるような場合、各層を構成する材料が異なるため、各層をエッチングし、または各層をエッチングマスクとして機能させるには、各層をエッチングするためのエッチング条件を異ならせる必要がある。このことは、ハードマスク層としての層構成が増えると、各エッチング条件によるエッチング工程に加えて、エッチング後に残存するエッチングマスクを除去する工程も増えるということに繋がる。よって全体として工程が複雑になるという問題がある。 Further, when the hard mask layer has a two-layer structure as in the conventional case, for example, as a desirable hard mask layer when a lithium niobate substrate is used, the first hard mask layer is a layer made of chromium (Cr), the first. When a layer made of silicon (Si) is used as the hard mask layer of 2, the materials constituting each layer are different. Therefore, in order to etch each layer or to make each layer function as an etching mask, it is necessary to etch each layer. It is necessary to make the etching conditions different. This leads to an increase in the layer structure as the hard mask layer, in addition to the etching process under each etching condition, the number of steps for removing the etching mask remaining after etching. Therefore, there is a problem that the process becomes complicated as a whole.
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、インプリント法を用いた精度の高い凹凸構造体を簡便に製造するための凹凸構造体の製造方法、インプリントモールド製造用基材、およびそのような基材を用いたインプリントモールドの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for manufacturing a concavo-convex structure for easily manufacturing a highly accurate concavo-convex structure using an imprint method, a group for manufacturing an imprint mold. It is an object of the present invention to provide a method for producing an imprint mold using a material and such a base material.
このような目的を達成するために、本発明の凹凸構造体の製造方法は、基体と、該基体の一の面における所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層と、を有し、該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、前記第1層および第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なるような凹凸構造体製造用基材を準備する基材準備工程と、前記ハードマスク材料層に感光性のレジストの液滴を供給する液滴供給工程と、凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと、前記凹凸構造体製造用基材とを近接させて、前記モールドと凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、前記第1のハードマスクを介して前記凹凸構造体製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有し、前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部に側壁面には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層しているような構成とした。
また、本発明の凹凸構造体の製造方法は、基体と、該基体の一の面における所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層と、を有し、該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、前記第1層および第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なるような凹凸構造体製造用基材を準備する基材準備工程と、前記ハードマスク材料層に感光性のレジストの液滴を供給する液滴供給工程と、凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと、前記凹凸構造体製造用基材とを近接させて、前記モールドと凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、前記第1のハードマスクを介して前記凹凸構造体製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有し、前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は少なくとも前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部の前記上平面の周縁部には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層しているような構成とした。
To achieve the above object, a manufacturing method of the concave-convex structure of the present invention, organic and group member, and the hard mask material layer positioned to cover the desired site in one surface of the base body, the In the hard mask material layer, the first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side, and the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound. The second layer contains silicon or a silicon compound, and the substrate is exposed to the hard mask material layer and a substrate preparation step of preparing a substrate for manufacturing an uneven structure having different etching resistance from the first layer. A droplet supply step for supplying droplets of a sex resist, a mold having a concavo-convex structure and containing silicon or a silicon compound, and a base material for manufacturing the concavo-convex structure are brought close to each other, and the mold and the concavo-convex structure are brought close to each other. The resist layer is formed by a contact step of developing the resist with the hard mask material layer located on the substrate of the body manufacturing base material to form a resist layer, and by irradiating the resist layer with light. The curing step of curing and the cured resist layer and the mold are separated so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the base material for producing an uneven structure. A mold release step, a residual film removing step of removing the residual film located in the concave portion of the resist pattern layer to form a resist pattern, and etching the third layer of the hard mask material layer through the resist pattern. A third hard mask is formed, and then the second layer of the hard mask material layer is etched through the third hard mask to form a second hard mask, and then the second hard mask is formed. A hard mask forming step of etching the first layer of the hard mask material layer through a hard mask to form a first hard mask, and a base material for manufacturing the concave-convex structure via the first hard mask. The hard mask has a base material etching step of etching the base material to form a concave-convex structure pattern, and the base material integrally has a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion. The material layer is located so as to cover a desired portion on the upper plane of the convex structure portion, and the third layer constituting the hard mask material layer does not exist on the side wall surface of the convex structure portion and the hard The structure is such that the first layer and the second layer constituting the mask material layer are laminated.
Further, the method for producing an uneven structure of the present invention includes a substrate and a hard mask material layer located so as to cover a desired portion on one surface of the substrate, and the hard mask material layer is the above-mentioned. The first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side, the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, and the second layer is silicon or a silicon compound. The base material prepares a base material for producing an uneven structure having different etching resistance from the first layer, and supplies a droplet of a photosensitive resist to the hard mask material layer. The droplet supply step, the mold having a concavo-convex structure and containing silicon or a silicon compound, and the base material for manufacturing the concavo-convex structure are brought close to each other to form the mold and the base material for manufacturing the concavo-convex structure. A contact step of developing the resist with the located hard mask material layer to form a resist layer, a curing step of curing the resist layer by irradiating the resist layer with light, and curing. A mold release step in which the resist layer and the mold are separated from each other so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the base material for manufacturing an uneven structure, and the resist pattern layer. A residual film removing step of removing the residual film located in the concave portion of the above to form a resist pattern, and etching the third layer of the hard mask material layer through the resist pattern to form a third hard mask. Then, the second layer of the hard mask material layer is etched through the third hard mask to form a second hard mask, and then the hard mask material is formed through the second hard mask. A hard mask forming step of etching the first layer of the layer to form a first hard mask, and etching the substrate of the base material for manufacturing the concave-convex structure through the first hard mask to form a concave-convex structure. It has a substrate etching step of forming a pattern, the substrate integrally having a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion, and the hard mask material layer is at least of the convex structure portion. The hard mask material layer is located so as to cover a desired portion of the upper plane, and the third layer constituting the hard mask material layer does not exist at the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion. The structure is such that the first layer and the second layer are laminated.
また、本発明のインプリントモールド製造用基材は、基体と、該基体の一の面における所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層と、を有し、該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、前記第1層および前記第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なり、前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部の前記上平面の周縁部には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず、前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層しているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記凸構造部の側壁面には、前記ハードマスク材料層が存在せず前記基体が露出しているような構成とした。
また、本発明のインプリントモールド製造用基材は、基体と、該基体の一の面における所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層と、を有し、該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、前記第1層および前記第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なり、前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部の側壁面には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず、前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層しているような構成とした。
Further, the base material for producing an imprint mold of the present invention has a base material and a hard mask material layer located so as to cover a desired portion on one surface of the base material, and the hard mask material layer is The first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side, the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, and the second layer is silicon or containing silicon compound, the substrate different the first layer and the etching resistance, before Symbol substrate integrally having a convex structure protruding from the plane on the base and the base portion, the hard mask material layer The third layer, which is located so as to cover a desired portion on the upper plane of the convex structure portion and constitutes the hard mask material layer, does not exist on the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion. The structure is such that the first layer and the second layer constituting the hard mask material layer are laminated.
As another aspect of the present invention, the side wall surface of the convex structure portion is configured such that the hard mask material layer does not exist and the substrate is exposed.
Further, the base material for producing an imprint mold of the present invention has a base material and a hard mask material layer located so as to cover a desired portion on one surface of the base material, and the hard mask material layer is The first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side, the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, and the second layer is silicon or containing silicon compound, the substrate different the first layer and the etching resistance, before Symbol substrate integrally having a convex structure protruding from the plane on the base and the base portion, the hard mask material layer The third layer is not present on the side wall surface of the convex structure portion so as to cover a desired portion in the upper plane of the convex structure portion, and the hard mask material is not present. The structure is such that the first layer and the second layer constituting the layer are laminated.
本発明の他の態様として、前記凸構造部の前記上平面の周縁部には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず、前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層しているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第3層の厚みは、1〜3nmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基部の上平面の所望の部位を被覆するように位置する前記ハードマスク材料層を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第1層および前記第3層は、クロムあるいはクロム化合物を含有するような構成とした。
As another aspect of the present invention, the third layer constituting the hard mask material layer does not exist at the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion, and the first layer forming the hard mask material layer is formed. The structure is such that the layer and the second layer are laminated.
As another aspect of the present invention, the thickness of the third layer is set to be in the range of 1 to 3 nm.
As another aspect of the present invention, the hard mask material layer is configured to have the hard mask material layer located so as to cover a desired portion of the upper plane of the base.
As another aspect of the present invention, the first layer and the third layer are configured to contain chromium or a chromium compound.
本発明のインプリントモールドの製造方法は、上述のいずれかのインプリントモールド製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層に感光性のレジストの液滴を供給する液滴供給工程と、凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと前記インプリントモールド製造用基材を近接させて、前記モールドと前記インプリントモールド製造用基材の前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記インプリントモールド製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、前記第1のハードマスクを介して前記インプリントモールド製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記離型工程と前記残膜除去工程との間に、前記レジストパターン層に電子線を照射する照射工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記残膜除去工程と前記ハードマスク形成工程との間に、前記レジストパターン層に電子線を照射する照射工程を有するような構成とした。
The method for producing an imprint mold of the present invention includes a droplet supply step of supplying a droplet of a photosensitive resist to the hard mask material layer located on the substrate of any of the above-mentioned substrates for producing an imprint mold. The mold having an uneven structure and containing silicon or a silicon compound and the base material for manufacturing the imprint mold are brought close to each other to form the hard mask material layer of the mold and the base material for manufacturing the imprint mold. A contact step of developing the resist with the third layer to form a resist layer, a curing step of curing the resist layer by irradiating the resist layer with light, and the cured resist layer. A mold release step in which the mold is separated so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the imprint mold manufacturing base material, and is located in a recess of the resist pattern layer. A residual film removing step of removing the residual film to form a resist pattern, and etching the third layer of the hard mask material layer through the resist pattern to form a third hard mask, and then the above-mentioned The second layer of the hard mask material layer is etched through a third hard mask to form a second hard mask, and then the second layer of the hard mask material layer is formed through the second hard mask. A hard mask forming step of etching one layer to form a first hard mask, and etching the substrate of the base material for imprint mold manufacturing through the first hard mask to form an uneven structure pattern. The configuration is such that it has a base material etching step.
As another aspect of the present invention, the resist pattern layer is provided with an irradiation step of irradiating the resist pattern layer with an electron beam between the mold release step and the residual film removing step.
As another aspect of the present invention, the resist pattern layer is provided with an irradiation step of irradiating the resist pattern layer with an electron beam between the residual film removing step and the hard mask forming step.
本発明の凹凸構造体の製造方法によれば、精度の高い凹凸構造体を簡便に製造することが可能となる。また、本発明のインプリントモールド製造用基材は、高い精度でインプリントモールドを製造することが可能となる。さらに、本発明のインプリントモールド製造方法によれば、精度の高いインプリントモールドを簡便に製造することが可能となる。 According to the method for manufacturing a concavo-convex structure of the present invention, it is possible to easily manufacture a concavo-convex structure with high accuracy. Further, the base material for producing an imprint mold of the present invention enables the production of an imprint mold with high accuracy. Further, according to the imprint mold manufacturing method of the present invention, it is possible to easily manufacture an imprint mold with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions of each member, the ratio of the sizes between the members, etc. are not necessarily the same as the actual ones, and may represent the same members, etc. However, the dimensions and ratios may differ from each other depending on the drawing.
[インプリントモールド製造用基材]
図1は、本発明のインプリントモールド製造用基材の一実施形態を示す平面図、図2は図1に示されるインプリントモールド製造用基材のA−A線における縦断面図、図3は図2において破線で囲まれた部位の拡大断面図である。
[Base material for imprint mold manufacturing]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the imprint mold manufacturing base material of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line AA of the imprint mold manufacturing base material shown in FIG. 1, and FIG. Is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a broken line in FIG.
図1〜図3に示される実施形態において、本発明のインプリントモールド製造用基材11は、基部13と当該基部13の上平面13aから突出する凸構造部14を一体的に有する基体12と、凸構造部14の上平面14a、側壁面14b、および、基部13の上平面13aを被覆するように位置するハードマスク材料層17と、を有している。ハードマスク材料層17は、基体12に第1層17aと第2層17bと第3層17cが当該順序で積層しており、第1層17aおよび第3層17cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層17bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。尚、図1および図2では、ハードマスク材料層17を省略している。また、本発明においてハードマスク材料層とは、当該層をエッチングすることによりハードマスクを形成するための層であり、ハードマスクとは、ハードマスクよりも下層をエッチングする時の耐エッチングマスクとして機能するものである。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
インプリントモールド製造用基材11を構成する基体12は、上記のように、基部13の上平面13aから突出する凸構造部14を一体的に有する、いわゆるメサ構造である。凸構造部14の突出高さHは、例えば、3μm〜3mmの範囲で適宜設定することができる。また、図示例では、凸構造部14の上平面14aの平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよく、上平面14aの大きさは適宜設定することができる。
As described above, the
基体12の材質は、インプリントモールド製造用基材11を用いて製造するモールドの使用条件に応じて適宜決定することができる。例えば、被転写材料である樹脂組成物等が光硬化性である場合には、これらを硬化させるための照射光が透過可能な材料を用いることができ、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類の他、サファイアや窒化ガリウム、更にはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂、あるいは、これらの任意の積層材を挙げることができる。また、使用する被転写材料が光硬化性ではない場合や、転写基材側から被転写材料を硬化させるための光を照射可能である場合には、モールドは光透過性を具備する必要がないので、インプリントモールド製造用基材11の基体12は光透過性の材料でなくてもよく、上記の材料以外に、例えば、シリコンやニッケル、チタン、アルミニウム等の金属およびこれらの合金、酸化物、窒化物、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。本発明においては3層構造のハードマスク材料層17を構成する第1層17aと基体12のエッチング耐性が異なるようにする。エッチング耐性は、所望のエッチング条件で、基体12をエッチングする際、第1層17aのエッチング耐性が基板のエッチング耐性より高く、第1層17aがハードマスクとして機能するように異なればよい。
The material of the base 12 can be appropriately determined according to the usage conditions of the mold manufactured by using the
ハードマスク材料層17は、上述のように、基体12に第1層17aと第2層17bと第3層17cが当該順序で積層しており、第1層17aおよび第3層17cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層17bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。
In the hard
第1層17aを構成する金属あるいは金属化合物は、所望のエッチング条件下において第2層17bを構成するシリコンあるいはシリコン化合物よりもエッチングが容易であり、また、所望のエッチング条件下において基体12の凸構造部14が第1層17aを構成する金属あるいは金属化合物よりもエッチングが容易になるように、エッチング選択比等を考慮して材料を設定することができる。例えば、基体12が石英ガラスである場合、クロム、タンタル、アルミニウム、モリブデン、チタン、ジルコニウム、タングステン等の金属、これらの金属の合金、酸化クロム、酸化チタン等の金属酸化物、窒化クロム、窒化チタン等の金属窒化物、ガリウム砒素等の金属間化合物等の1種、あるいは、2種以上の組合せを挙げることができる。また、第1層17aは積層構造であってもよく、例えば、酸化クロムと窒化クロムの積層であってもよい。特に、クロム、クロム化合物は、基体12の材質が石英ガラスである場合に、フッ化系ガスを用いた反応性イオンエッチングに対して強い耐性を有し、エッチング選択比が良好で好適である。
The metal or metal compound constituting the
第3層17cを構成する金属あるいは金属化合物は第1層17aを構成する金属あるいは金属化合物と同じ、または、同様な材料とすることが好ましい。例えば、第1層17aがクロムあるいは酸化クロムである場合、第3層17cもクロムあるいは酸化クロムであることが好ましい。また、第3層17cを構成する金属あるいは金属化合物は、所望のエッチング条件下においてレジスト層を構成する樹脂組成物よりもエッチングが容易になるように、エッチング選択比等を考慮して材料を設定することができる。
The metal or metal compound constituting the
ハードマスク材料層17を構成する第1層17a、第2層17b、第3層17cは、例えば、スパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等の真空成膜法により形成することができる。また、ハードマスク材料層17の厚みは、例えば、5〜203nmとなるように設定することができ、第1層17aの厚みは3〜180nmの範囲、第2層17bの厚みは1〜20nmの範囲、第3層17cの厚みは1〜3nmの範囲となるように設定することができる。ただし、第3層17cの厚みが1nm未満である場合、第2層17bをエッチングする際のハードマスクとしての機能が損なわれる場合がある。また、第3層17cの厚みが1nm未満である場合、厚みの分布により局所的に第2層17bが、第3層17cで覆われない部分が生じうる。さらに、モールドに用いられる材料やハードマスク材料層17に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、樹脂パターンがハードマスク材料層17から剥がれ易くなってしまい、所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。他方、第3層17cの厚みが3nmを超える場合、樹脂パターンをエッチングマスクとして第3層17cをエッチングする際に樹脂パターンを多く消費するため、樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなる。そのため、上記の範囲となるように設定することが好ましい。
The
本発明のインプリントモールド製造用基材11は、上記のようにハードマスク材料層17を構成する層として第1層17aおよび第2層17bに加えて第3層17cを設けている。さらに、ハードマスク材料層17とレジストとの密着性を高めるため、ハードマスク材料層17を構成する第3層17c上に密着層が形成される。密着層を構成する化合物としては、例えば、ハードマスク材料層と樹脂との反応性官能基を含有したシラン化合物や、リン酸化合物、イソシアネート系化合物、チオール系化合物等が挙げられる。ハードマスク材料層上に密着層を形成する方法には、気相成膜法、あるいは、スピンコート法、浸漬コート法、ディッピング法等の溶液法等がある。また、離型成分を含有するレジストとして、例えば、界面活性剤含有光硬化性レジストを用いる場合で、モールドに用いられる材料やハードマスク材料層17に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、モールドに対する樹脂パターンの密着性と、ハードマスク材料層17に対する樹脂パターンの密着性が近いものとなり、樹脂パターンがハードマスク材料層17から剥がれ易くなってしまう。しかし、モールドに用いられる材料とハードマスク材料層17(第3層17c)に用いられる材料が異なる本発明の構成にすることにより、インプリントモールドの製造時において、例えば電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールドを介してレジストに光を照射してレジストを硬化させ、レジストに形成された凹凸パターンからマスターモールドを引き離す際、凹凸パターンが形成されたレジストと第3層17cとの密着性を高めることができる。その結果、例えばレジストに形成された凹凸パターンの一部が欠損するようなことがなくなるため、精度の高いインプリントモールドを製造することが可能となる。尚、界面活性剤含有光硬化性レジストに用いる界面活性剤としては、フッ素系、、または、シリコーン系の界面活性剤等がある。
The
図4に示されるように、本発明のインプリントモールド製造用基材11では、第1層17a、第2層17b、第3層17cが積層したハードマスク材料層17は凸構造部14の上平面14aに位置し、凸構造部14の側壁面14bには、ハードマスク材料層17の構成層の中の第3層17cが存在せず、ハードマスク材料層17の構成層の中の第1層17a、第2層17bが積層して位置するものであってもよい。さらに、基部13の上平面13aを被覆するハードマスク材料層17についても、第3層17cが存在せず、第1層17a、第2層17bが積層しているものであってもよい。基体12の凸構造部14の側壁面14bおよび基部13の上平面13aを被覆するハードマスク材料層17において第3層17cのみを形成しないようにするには、例えば、第3層17cを形成しない部位をレジストパターンで被覆し、このレジストパターンと露出している第2層17b上に第3層17cを成膜し、その後、レジストパターンを除去することにより、レジストパターン上の第3層17cをリフトオフして形成することができる。
As shown in FIG. 4, in the
これにより、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材11の凸構造部14の上平面14aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部14の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は凸構造部14の側壁面14bに位置するハードマスク材料層17の第2層17bに接触するので、レジストの密着性は低いものとなる。したがって、凸構造部14の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部14の上平面14aに付着するような現象が抑制される。尚、図4のように凸構造部14の上平面14aのみ第1層17a、第2層17b、第3層17cが積層したハードマスク材料層17としても、インプリントモールド製造時において、マスターモールドとレジストとの離型性を高め、レジストと第3層17cとの密着性を高めることができる。
As a result, even if the surplus of the resist supplied to the upper
さらに、図5に示されるように、本発明のインプリントモールド製造用基材11では、凸構造部14の上平面14aの周縁部には、ハードマスク材料層17の構成層の中の第3層17cが存在せずハードマスク材料層17の中の第1層17a、第2層17bが積層しているものであってもよい。図5において、凸構造部14の上平面14aの周縁部の、当該上平面14aの端部から中央に向かう幅をW1とすると、W1は、インプリントモールドの製造時におけるマスターモールドと対向する領域の外側の領域で設定することができ、例えば、1mm以下の距離で適宜設定することができる。基体12の凸構造部14の上平面14の周縁部を被覆するハードマスク材料層17において第3層17cのみを形成しないようにするには、例えば、第3層17cを形成しない部位をレジストパターンで被覆し、このレジストパターンと露出している第2層17b上に第3層17cを成膜し、その後、レジストパターンを除去することにより、レジストパターン上の第3層17cをリフトオフして形成することができる。
Further, as shown in FIG. 5, in the imprint mold
これにより、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材11の凸構造部14の上平面14aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部14の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は凸構造部14の側壁面14bおよび上平面14aの周縁部に位置するハードマスク材料層17の第2層17bに接触するので、レジストの密着性は低いものとなる。したがって、凸構造部14の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部14の上平面14aに付着するような現象が抑制される。尚、図5のように凸構造部14の上平面14aの周縁部を第3層17cが積層しないハードマスク材料層17としても、インプリントモールド製造時において、マスターモールドとレジストとの離型性を高め、レジストと第3層17cとの密着性を高めることができる。
As a result, even if the surplus of the resist supplied to the upper
図6は、本発明のインプリントモールド製造用基材の他の実施形態を示す部分断面図であり、図3相当の図である。図6において、インプリントモールド製造用基材31は、基部33と当該基部33の上平面33aから突出する凸構造部34を一体的に有する基体32と、凸構造部34の上平面34a、および、側壁面34bの一部を被覆するように位置するハードマスク材料層37と、を有している。ハードマスク材料層37は、基体32の凸構造部34の上平面34aおよび側壁面34bの一部に第1層37aと第2層37bと第3層37cが当該順序で積層しており、第1層37aおよび第3層37cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層37bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。また、基体32の凸構造部34の側壁面34bの一部と、基部33の上平面33aは、ハードマスク材料層37に被覆されることなく露出している。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the base material for manufacturing an imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 6, the
インプリントモールド製造用基材31を構成する基体32は、上記のように、基部33の上平面33aから突出する凸構造部34を一体的に有する、いわゆるメサ構造である。凸構造部34の突出高さHは、例えば、3μm〜3mmの範囲で適宜設定することができる。また、凸構造部34の上平面34aの平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよく、上平面34aの大きさは適宜設定することができる。基体32の材質は、インプリントモールド製造用基材31を用いて製造するモールドの使用条件に応じて適宜決定することができるが、本発明においては3層構造のハードマスク材料層37を構成する第1層37aとエッチング耐性が異なるようにする。このような基体32の材質と第1層37aの材質は、上述の基体12の材質と第1層17aの材質と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
As described above, the
ハードマスク材料層37を構成する第1層37a、第2層37b、第3層37cは、例えば、スパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等の真空成膜法により形成することができる。また、基体32の凸構造部34の側壁面34bの一部を被覆せずに、凸構造部34の上平面34aと側壁面34bの上記の距離L分に相当する部分のみにハードマスク材料層37を形成するには、例えば、基体32の全面にハードマスク材料層37を形成し、その後、凸構造部34の上平面34aと側壁面34bの上記の距離L分に相当する部分に位置するハードマスク材料層37をエッチングレジストで被覆し、露出しているハードマスク材料層37をエッチングにより除去する方法を用いることができる。あるいは、凸構造部34の上平面34aと側壁面34bの上記の距離L分に相当する部分のみを露出するように基体32にレジストを設け、基体32の全面にハードマスク材料層37を形成し、その後、レジストを除去することにより不要のハードマスク材料層37をリフトオフにより除去する方法を用いてもよい。このようなハードマスク材料層37の厚みは、例えば、5〜203nmとなるように設定することができ、第1層37aの厚みは3〜180nmの範囲、第2層37bの厚みは1〜20nmの範囲、第3層37cの厚みは1〜3nmの範囲となるように設定することができる。ただし、第3層37cの厚みが1nm未満である場合、第2層37bをエッチングする際のハードマスクとしての機能が損なわれる場合がある。また、第3層37cの厚みが1nm未満である場合、厚みの分布により局所的に第2層37bが、第3層37cで覆われない部分が生じうる。モールドに用いられる材料やハードマスク材料層37に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、樹脂パターンがハードマスク層から剥がれ易くなってしまい、所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。さらに、第3層37cの厚みが3nmを超える場合、樹脂パターンをエッチングマスクとして第3層37cをエッチングする際に樹脂パターンを多く消費するため、樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなる。このため、上記の範囲となるように設定することが好ましい。
The
図6のように、凸構造部34の側壁面34bの一部と基部33の上平面33aにハードマスク材料層37を積層しない形態であっても、インプリントモールド製造時において、マスターモールドとレジストとの離型性を高め、レジストと第3層37cとの密着性を高めることができる。
As shown in FIG. 6, even in a form in which the hard
図7に示されるように、本発明のインプリントモールド製造用基材31では、凸構造部34の側壁面34bにおいて、ハードマスク材料層37の構成層の中の第3層37cが存在せずハードマスク材料層37の構成層の中の第1層37aと第2層37bが積層しているものであってもよい。尚、凸構造部34の側壁面34bを被覆するハードマスク材料層37において第3層37cのみを形成しないようにするには、図4を用いて上述した方法を用いればよいため、ここでの記載を省略する。これにより、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材31の凸構造部34の上平面34aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部34の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は凸構造部34の側壁面34bに位置するハードマスク材料層37の第2層37bに接触するので、レジストの密着性は低いものとなる。したがって、凸構造部34の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部34の上平面34aに付着するような現象が抑制される。
As shown in FIG. 7, in the imprint mold
図8に示されるように、本発明のインプリントモールド製造用基材31では、凸構造部34の上平面34aの周縁部において、ハードマスク材料層37の構成層の中の第3層37cが存在せずハードマスク材料層37の構成層の中の第1層37aと第2層37bが積層しているものであってもよい。図8において、凸構造部34の上平面34aの周縁部の、当該上平面34aの端部から中央に向かう幅をW2とすると、W2は、インプリントモールドの製造時におけるマスターモールドと対向する領域の外側の領域で設定することができ、例えば、1mm以下の距離で適宜設定することができる。尚、凸構造部34の上平面34aの周縁部を被覆するハードマスク材料層37において第3層37cのみを積層しないようにするには、図4を用いて上述した方法を用いればよいため、ここでの記載を省略する。
As shown in FIG. 8, in the imprint mold
これにより、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材31の凸構造部34の上平面34aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部34の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は凸構造部34の側壁面34bおよび上平面34aの周縁部に位置するハードマスク材料層37の第2層37bに接触するので、レジストの密着性は低いものとなる。したがって、凸構造部34の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部34の上平面34aに付着するような現象が抑制される。
As a result, even if the surplus of the resist supplied to the upper
本発明のインプリントモールド製造用基材31は、上記のようにハードマスク材料層37を構成する層として第1層37aおよび第2層37bに加えて第3層37cを設けている。さらに、ハードマスク材料層37とレジストとの密着性を高めるため、ハードマスク材料層37を構成する第3層37c上に密着層が形成される。密着層を構成する化合物としては、例えば、ハードマスク材料層と樹脂との反応性官能基を含有したシラン化合物や、リン酸化合物、イソシアネート系化合物、チオール系化合物等が挙げられる。ハードマスク材料層上に密着層を形成する方法には、気相成膜法、あるいは、スピンコート法、浸漬コート法、ディッピング法等の溶液法等がある。また、離型成分を含有するレジストとして、例えば、界面活性剤含有光硬化性レジストを用いる場合で、モールドに用いられる材料やハードマスク材料層37に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、モールドに対する樹脂パターンの密着性と、ハードマスク材料層37に対する樹脂パターンの密着性が近いものとなり、樹脂パターンがハードマスク材料層37から剥がれ易くなってしまう。しかし、モールドに用いられる材料とハードマスク材料層37(第3層37c)に用いられる材料が異なる本発明の構成にすることにより、インプリントモールドの製造時において、例えば電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールドを介してレジストに光を照射してレジストを硬化させ、レジストに形成された凹凸パターンからマスターモールドを引き離す際、凹凸パターンが形成されたレジストと第3層37cとの密着性を高めることができる。その結果、例えばレジストに形成された凹凸パターンの一部が欠損するようなことがなくなるため、精度の高いインプリントモールドを製造することが可能となる。尚、界面活性剤含有光硬化性レジストに用いる界面活性剤としては、フッ素系、、または、シリコーン系の界面活性剤等がある。
The
図9は、本発明のインプリントモールド製造用基材の他の実施形態を示す部分断面図であり、図3相当の図である。図9において、インプリントモールド製造用基材51は、基部53と当該基部53の上平面53aから突出する凸構造部54を一体的に有する基体52と、凸構造部54の上平面54aを被覆するように位置するハードマスク材料層57と、を有している。ハードマスク材料層57は、基体52の凸構造部54の上平面54aに第1層57aと第2層57bと第3層57cが当該順序で積層しており、第1層57aおよび第3層57cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層57bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。また、図9においては、凸構造部54の側壁面54bと基部53の上平面53aは、ハードマスク材料層57に被覆されることなく基体52が露出しているものとなっている。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the base material for manufacturing an imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 9, the
インプリントモールド製造用基材51を構成する基体52は、上記のように、基部53の上平面53aから突出する凸構造部54を一体的に有する、いわゆるメサ構造である。凸構造部54の突出高さHは、例えば、3μm〜3mmの範囲で適宜設定することができる。また、凸構造部54の上平面54aの平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよく、上平面54aの大きさは適宜設定することができる。基体52の材質は、インプリントモールド製造用基材51を用いて製造するモールドの使用条件に応じて適宜決定することができるが、本発明においては3層構造のハードマスク材料層57を構成する第1層57aとエッチング耐性が異なるようにする。このような基体52の材質と第1層57aの材質は、上述の基体12の材質と第1層17aの材質と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
As described above, the
ハードマスク材料層57を構成する第1層57a、第2層57b、第3層57cは、例えば、スパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等の真空成膜法により形成することができる。また、基体52の凸構造部54の側壁面54bを被覆せずに、凸構造部54の上平面54aのみにハードマスク材料層57を形成するには、例えば、基体52の全面にハードマスク材料層57を形成し、その後、凸構造部54の上平面54aに位置するハードマスク材料層57をエッチングレジストで被覆し、露出しているハードマスク材料層57をエッチングにより除去する方法を用いることができる。あるいは、凸構造部54の上平面54aのみを露出するように基体52にレジストを設け、基体52の全面にハードマスク材料層57を形成し、その後、レジストを除去することにより不要のハードマスク材料層57をリフトオフにより除去する方法を用いてもよい。このようなハードマスク材料層57の厚みは、例えば、5〜203nmとなるように設定することができ、第1層57aの厚みは3〜180nmの範囲、第2層57bの厚みは1〜20nmの範囲、第3層57cの厚みは1〜3nmの範囲となるように設定することができる。ただし、第3層57cの厚みが1nm未満である場合、第2層57bをエッチングする際のハードマスクとしての機能が損なわれる場合がある。また、第3層57cの厚みが1nm未満である場合、厚みの分布により局所的に第2層57bが、第3層57cで覆われない部分が生じうる。モールドに用いられる材料やハードマスク材料層57に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、樹脂パターンがハードマスク層から剥がれ易くなってしまい、所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。さらに、第3層57cの厚みが3nmを超える場合、樹脂パターンをエッチングマスクとして第3層57cをエッチングする際に樹脂パターンを多く消費するため、樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなる。このため、上記の範囲となるように設定することが好ましい。
The
図9のように凸構造部54の上平面54aのみをハードマスク材料層57が覆う形態としても、インプリントモールド製造時において、マスターモールドとレジストとの離型性を高め、レジストと第3層57cとの密着性を高めることができる。尚、本発明のインプリントモールド製造用基材51では、メサ構造をなす凸構造部54の側壁面54bにおいて、基体52の材質を石英ガラスとした場合、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材51の凸構造部54の上平面54aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部54の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は凸構造部54の側壁面54bとして露出している石英ガラスに密着しにくいものである。したがって、凸構造部54の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部54の上平面54aに付着するような現象が抑制される。
Even if the hard
図10は、本発明のインプリントモールド製造用基材の他の実施形態を示す部分断面図であり、図3相当の図である。図10において、インプリントモールド製造用基材71は、基部73と当該基部73の上平面73aから突出する凸構造部74を一体的に有する基体72と、凸構造部74の上平面74aを被覆するように位置する3層構造のハードマスク材料層77と、を有している。ハードマスク材料層77は、基体72の凸構造部74の上平面74aに第1層77aと第2層77bと第3層77cが当該順序で積層しており、第1層77aおよび第3層77cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層77bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。また、基体72の凸構造部74の側壁面74bは、ハードマスク材料層77に被覆されることなく露出している。さらに、この実施形態では、基部73の上平面73aを被覆するように位置する3層構造のハードマスク材料層77を有している。このハードマスク材料層77は、基部73の上平面73aに第1層77dと第2層77eと第3層77fが当該順序で積層しており、第1層77dおよび第3層77fは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層77eはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the base material for manufacturing an imprint mold of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In FIG. 10, the
インプリントモールド製造用基材71を構成する基体72は、上記のように、基部73の上平面73aから突出する凸構造部74を一体的に有する、いわゆるメサ構造である。凸構造部74の突出高さHは、例えば、3μm〜3mmの範囲で適宜設定することができる。また、図示例では、凸構造部74の上平面74aの平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよく、上平面74aの大きさは適宜設定することができる。基体72の材質は、インプリントモールド製造用基材71を用いて製造するモールドの使用条件に応じて適宜決定することができるが、本発明においては3層構造のハードマスク材料層77を構成する第1層77aとエッチング耐性が異なるようにする。このような基体72の材質と第1層77a、第1層77dの材質は、上述の基体12の材質と第1層17aの材質と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
As described above, the
ハードマスク材料層77を構成する第1層77aおよび第1層77d、第2層77bおよび第2層77e、第3層77cおよび第3層77fは、例えば、スパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等の真空成膜法により形成することができる。また、基体72の凸構造部74の側壁面74bを被覆せずに、凸構造部74の上平面74aと基部73の上平面73aのみにハードマスク材料層77を形成するには、例えば、基体72の全面にハードマスク材料層77を形成し、その後、凸構造部74の上平面74aと基部73の上平面73aに位置するハードマスク材料層77をエッチングレジストで被覆し、露出しているハードマスク材料層77をエッチングにより除去する方法を用いることができる。あるいは、凸構造部74の上平面74aと基部73の上平面73aのみを露出するように基体72にレジストを設け、基体72の全面にハードマスク材料層77を形成し、その後、レジストを除去することにより不要のハードマスク材料層77をリフトオフにより除去する方法を用いてもよい。このようなハードマスク材料層77の厚みは、例えば、5〜203nmとなるように設定することができ、第1層77aの厚みは3〜180nmの範囲、第2層77bの厚みは1〜20nmの範囲、第3層77cの厚みは1〜3nmの範囲となるように設定することができる。ただし、第3層77cの厚みが1nm未満である場合、第2層77bをエッチングする際のハードマスクとしての機能が損なわれる場合がある。また、第3層77cの厚みが1nm未満である場合、厚みの分布により局所的に第2層77bが、第3層77cで覆われない部分が生じうる。モールドに用いられる材料やハードマスク材料層77に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、樹脂パターンがハードマスク層から剥がれ易くなってしまい、所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。さらに、第3層77cの厚みが10nmを超える場合、3nmを超える場合、樹脂パターンをエッチングマスクとして第3層77cをエッチングする際に樹脂パターンを多く消費するため、樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなる。このため、上記の範囲となるように設定することが好ましい。
The
図10のように凸構造部74の上平面74aと基部73の上平面73aをハードマスク材料層77が覆う形態としても、インプリントモールド製造時において、マスターモールドとレジストとの離型性を高め、レジストと第3層77cとの密着性を高めることができる。また、基部73の上平面73aに設けた3層構造のハードマスク材料層77を、製造したインプリントモールドにおいて遮光膜として機能させてもよい。
Even if the hard
図11に示されるように、本発明のインプリントモールド製造用基材71は、基部73の上平面73aに位置しているハードマスク材料層77において、ハードマスク材料層77の構成層の中の第3層77fが存在せずハードマスク材料層77の構成層の中の第1層77d、第2層77eが積層しているものであってもよい。これにより、2層構造のハードマスク材料層77を、製造したインプリントモールドにおいて遮光膜として機能させることができる。さらに、インプリントモールドの製造時において、インプリントモールド製造用基材71の凸構造部74の上平面74aに供給されたレジストの余剰分が凸構造部74の周縁からはみ出しても、このレジストの余剰分は基部73の上平面73aにおけるハードマスク材料層77の表面に露出する第2層77eに密着しにくいものである。したがって、凸構造部74の周縁からはみ出したレジストの余剰分は、洗浄により容易に除去することが可能であり、洗浄で除去されないレジストが凸構造部74の上平面74aに付着するような現象が抑制される。
As shown in FIG. 11, the
本発明のインプリントモールド製造用基材71は、上記のようにハードマスク材料層77を構成する層として第1層77aおよび第2層77bに加えて第3層77cを設けている。さらに、ハードマスク材料層77とレジストとの密着性を高めるため、ハードマスク材料層77を構成する第3層77c上に密着層が形成される。密着層を構成する化合物としては、例えば、ハードマスク材料層と樹脂との反応性官能基を含有したシラン化合物や、リン酸化合物、イソシアネート系化合物、チオール系化合物等が挙げられる。ハードマスク材料層上に密着層を形成する方法には、気相成膜法、あるいは、スピンコート法、浸漬コート法、ディッピング法等の溶液法等がある。また、離型成分を含有するレジストとして、例えば、界面活性剤含有光硬化性レジストを用いる場合で、モールドに用いられる材料やハードマスク材料層77に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、モールドに対する樹脂パターンの密着性と、ハードマスク材料層77に対する樹脂パターンの密着性が近いものとなり、樹脂パターンがハードマスク材料層77から剥がれ易くなってしまう。しかし、モールドに用いられる材料とハードマスク材料層77(第3層77c)に用いられる材料が異なる本発明の構成にすることにより、インプリントモールドの製造時において、例えば電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールドを介してレジストに光を照射してレジストを硬化させ、レジストに形成された凹凸パターンからマスターモールドを引き離す際、凹凸パターンが形成されたレジストと第3層77cとの密着性を高めることができる。その結果、例えばレジストに形成された凹凸パターンの一部が欠損するようなことがなくなるため、精度の高いインプリントモールドを製造することが可能となる。尚、界面活性剤含有光硬化性レジストに用いる界面活性剤としては、フッ素系、、または、シリコーン系の界面活性剤等がある。
The
上述のインプリントモールド製造用基材の実施形態は例示であり、本発明のインプリントモールド製造用基材はこれらの例に限定されるものではない。例えば、インプリントモールド製造用基材11は、凸構造部14の上平面14aにおいて、インプリントモールドの凹凸構造を形成する領域よりも外側の領域であって、上平面14aの周縁部の一部に、ハードマスク材料層17を構成する第3層17cおよび第2層17bが存在せず、第1層17aが露出するものであってもよい。このように上平面14aの周縁部の一部において第1層17aが露出する割合は、周縁部の10%以下、好ましくは5%以下である。第1層17aが露出する割合が、このような範囲内であれば、供給されたレジストの余剰分がハードマスク材料層17からはみ出したとしても、はみ出し箇所は第1層17aが存在するので、レジストとの密着性が高く、マスターモールドとレジストとの離型性を高い状態とすることができる。このように凸構造部14の上平面14aの周縁部のわずかな部位に露出した第1層17aは、天地上下方向の認識のためのマークや、アースを取るための除電部位としてもよい。このような第1層17aが露出する位置は、上平面14aの周縁部が矩形の場合には、矩形の角部や、角部の近傍とすることができる。上述のインプリントモールド製造用基材31やインプリントモールド製造用基材51やインプリントモールド製造用基材71においても同様である。
The above-described embodiment of the imprint mold manufacturing base material is an example, and the imprint mold manufacturing base material of the present invention is not limited to these examples. For example, the
また、例えば、図12および図13に示されるように、基体12が、基部13の凸構造部14の位置する上平面13aと反対側の面13bに、凹構造部15を有するものであってもよい。この凹構造部15の平面視形状(図12に2点鎖線で示す形状)は、凸構造部14の平面視形状を包含するものである。図示例では、凹構造部15の平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよい。上述のインプリントモールド製造用基材31やインプリントモールド製造用基材51やインプリントモールド製造用基材71も、同様に凹構造部を有するものであってよい。
Further, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, the
図14〜図15に示される実施形態において、本発明のインプリントモールド製造用基材81は、基体82と、当該基体82の上平面82aにおける所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層87と、を有している。ハードマスク材料層87は、基体82の上平面82aから第1層87aと第2層87bと第3層87cが当該順序で積層しており、第1層87aおよび第3層87cは金属あるいは金属化合物を含有し、第2層87bはシリコンあるいはシリコン化合物を含有するものである。
In the embodiments shown in FIGS. 14 to 15, the
インプリントモールド製造用基材81を構成する基体82や当該基体82の上平面82aの所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層87の平面視形状は正方形であるが、これに限定されず、円形等、所望の形状であってよく、基体82やハードマスク材料層87の大きさは適宜設定することができる。また、図14においては、ハードマスク材料層87は基体82の上平面82aの略中央に位置しているが、これに限定されず、例えば基体82の上平面82aの端部側に位置するものであっても、基体82の上平面82aの全域に位置するものであってもよい。
The plan view shape of the base 82 constituting the
基体82の材質は、インプリントモールド製造用基材81を用いて製造するインプリントモールドの使用条件に応じて適宜決定することができるが、3層構造のハードマスク材料層87を構成する第1層87aとエッチング耐性が異なるようにする。このような基体82の材質と第1層87aの材質は、上述の基体12の材質と第1層17aの材質と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
The material of the base 82 can be appropriately determined according to the usage conditions of the imprint mold manufactured by using the
ハードマスク材料層87を構成する第1層87a、第2層87b、第3層87cは、例えば、スパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等の真空成膜法により形成することができる。また、ハードマスク材料層87の厚みは、例えば、5〜203nmとなるように設定することができ、第1層87aの厚みは3〜180nmの範囲、第2層87bの厚みは1〜20nmの範囲、第3層87cの厚みは1〜3nmの範囲となるように設定することができる。ただし、第3層87cの厚みが1nm未満である場合、第2層87bをエッチングする際のハードマスクとしての機能が損なわれる場合がある。また、第3層87cの厚みが1nm未満である場合、厚みの分布により局所的に第2層87bが、第3層87cで覆われない部分が生じうる。モールドに用いられる材料やハードマスク材料層87に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、樹脂パターンがハードマスク層から剥がれ易くなってしまい、所望の樹脂パターンを形成できず、精度よくパターニングされた基板の形成に支障がある。さらに、第3層87cの厚みが3nmを超える場合、樹脂パターンをエッチングマスクとして第3層87cをエッチングする際に樹脂パターンを多く消費するため、樹脂パターンが所望の高さや幅を保てず、形成されるハードマスクパターンが所望の形状を満たさなくなる。このため、上記の範囲となるように設定することが好ましい。
The
本発明のインプリントモールド製造用基材81は、上記のようにハードマスク材料層87を構成する層として第1層87aおよび第2層87bに加えて金属あるいは金属化合物を含有する第3層87cを設けている。さらに、ハードマスク材料層87とレジストとの密着性を高めるため、ハードマスク材料層87を構成する第3層87c上に密着層が形成される。密着層を構成する化合物としては、例えば、ハードマスク材料層と樹脂との反応性官能基を含有したシラン化合物や、リン酸化合物、イソシアネート系化合物、チオール系化合物等が挙げられる。ハードマスク材料層上に密着層を形成する方法には、気相成膜法、あるいは、スピンコート法、浸漬コート法、ディッピング法等の溶液法等がある。また、離型成分を含有するレジストとして、例えば、界面活性剤含有光硬化性レジストを用いる場合で、モールドに用いられる材料やハードマスク材料層87に用いられる材料が同じような材料であるような場合は、モールドに対する樹脂パターンの密着性と、ハードマスク材料層87に対する樹脂パターンの密着性が近いものとなり、樹脂パターンがハードマスク材料層87から剥がれ易くなってしまう。しかし、モールドに用いられる材料とハードマスク材料層87(第3層87c)に用いられる材料が異なる本発明の構成にすることにより、インプリントモールドの製造時において、例えば電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールドを介してレジストに光を照射してレジストを硬化させ、レジストに形成された凹凸パターンからマスターモールドを引き離す際、凹凸パターンが形成されたレジストと第3層87cとの密着性を高めることができる。その結果、例えばレジストに形成された凹凸パターンの一部が欠損するようなことがなくなるため、精度の高いインプリントモールドを製造することが可能となる。尚、界面活性剤含有光硬化性レジストに用いる界面活性剤としては、フッ素系、、または、シリコーン系の界面活性剤等がある。
The
図16は、本発明のインプリントモールド製造用基材の他の実施形態を示す図である。図16(A)は、本発明のインプリントモールド製造用基材の他の実施形態を示す平面図であり、図16(B)は、図16(A)に示されるインプリントモールド製造用基材のD−D線における縦断面図である。 FIG. 16 is a diagram showing another embodiment of the base material for producing an imprint mold of the present invention. 16 (A) is a plan view showing another embodiment of the base material for imprint mold manufacturing of the present invention, and FIG. 16 (B) is a base for manufacturing imprint mold shown in FIG. 16 (A). It is a vertical sectional view of the material in line DD.
図16に示されるインプリントモールド製造用基材91は、基体92と、当該基体92の上平面92aにおける所望の部位を被覆するように位置するハードマスク材料層97と、を有している。「所望の部位」とは、インプリント法により所望のパターンを形成したい部位のことをいう。つまり、ここでは、ハードマスク材料層97は所望のパターンを形成したい部位を被覆するように位置するものであればよい。尚、図16では、上下左右に等間隔を空けて計9つのハードマスク材料層97が基体92の上平面92a上に位置するように示されているが、これは一例であり、ハードマスク材料層97の総数や相互の間隔の態様が本例に限定されるものではない。
The
[凹凸構造体製造用基材]
本発明の凹凸構造体の製造方法に使用する凹凸構造体製造用基材は、上述のインプリントモールド製造用基材を使用することができる。また、凹凸構造体の用途に応じて、インプリントモールド製造用基材の基体の材質を変更したものを、凹凸構造体製造用基材として使用することができる。但し、使用する基体は3層構造のハードマスク材料層の第1層とエッチング耐性が異なる材質からなるものである。また、凹凸構造体製造用基材は、例えば半導体やディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路、ホログラフィのような光学的構造等のパターン構造物が形成されたものであってもよい。
[Base material for manufacturing uneven structures]
As the base material for manufacturing an uneven structure used in the method for manufacturing a concave-convex structure of the present invention, the above-mentioned base material for manufacturing an imprint mold can be used. In addition, a material in which the material of the base material for imprint mold manufacturing is changed according to the use of the uneven structure can be used as the base material for manufacturing the uneven structure. However, the substrate used is made of a material having a different etching resistance from the first layer of the hard mask material layer having a three-layer structure. Further, the base material for manufacturing an uneven structure is a base material on which a fine wiring used for a semiconductor, a display, or the like, or a pattern structure such as a photonic crystal structure, an optical waveguide, or an optical structure such as holography is formed. You may.
[凹凸構造体の製造方法]
図17〜図19は、本発明の凹凸構造体の製造方法の一実施形態を説明するための工程図であり、凹凸構造体として図1〜図3に示される本発明のインプリントモールド製造用基材11を用いたインプリントモールドの製造方法を例として説明するものである。尚、図17では、インプリントモールド製造用基材11を図2相当として示しており、ハードマスク材料層17を省略している。また、図18および図19では、インプリントモールド製造用基材11を図3相当として示している。
[Manufacturing method of uneven structure]
17 to 19 are process diagrams for explaining one embodiment of the method for manufacturing the concavo-convex structure of the present invention, and are for manufacturing the imprint mold of the present invention shown as the concavo-convex structure in FIGS. 1 to 3. A method of manufacturing an imprint mold using the
この実施形態では、まず基材準備工程において、上述した基体12と3層構造のハードマスク材料層17とを有するインプリントモールド製造用基材11を準備する。インプリントモールド製造用基材11を準備する基材準備工程には、例えば、インプリントモールド製造用基材11を作製する工程や、前もって製造しておいたインプリントモールド製造用基材11に対して所望の前処理を施すような工程や、インプリントモールドを製造するための所望の装置にセットするような工程などが含まれる。例えば、インプリントモールド製造用基材11を作製する工程においては、スパッタリング法やALD法によりハードマスク材料層を構成する各層を形成するような工程が含まれる。
In this embodiment, first, in the base material preparation step, the
次に、液滴供給工程において、本発明のインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14の上平面に位置するハードマスク材料層17(図示せず)に光硬化性のレジスト101の液滴を供給する(図17(A))。使用する光硬化性のレジストには特に制限はなく、公知の光硬化性レジストを使用することができる。
Next, in the droplet supply step, a liquid of the photocurable resist 101 is applied to the hard mask material layer 17 (not shown) located on the upper plane of the
供給するレジスト101の液滴量は、後工程において使用する電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールド111の凹部容積の総和、マスターモールド111とインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14との近接時の間隙部の体積、レジスト101からの揮発量の合計量を考慮して設定することができる。レジスト101の液滴量が不足する場合、マスターモールド111の凹部へのレジスト101の充填不良が発生するので、通常、供給するレジスト101の液滴量は上記の合計量より多い量に設定する。
The amount of droplets of the resist 101 to be supplied is the sum of the concave volumes of the
次に、接触工程において、所望の凹凸構造を有するマスターモールド111とインプリントモールド製造用基材11を近接させて、マスターモールド111とインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14の上平面に位置するハードマスク材料層17(図示せず)との間にレジスト101を展開してレジスト層102を形成する(図17(B))。図示例では、マスターモールド111は、一の面111aに複数の凸部112を有するモールドである。
Next, in the contact step, the
次いで、硬化工程において、レジスト層102に光を照射することにより、レジスト層102を硬化させ、その後、離型工程において、硬化させたレジスト層102とマスターモールド111を引き離して、レジストパターン層103をインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14上に位置させた状態とする(図17(C))。
Next, in the curing step, the resist
次に、残膜除去工程において、レジストパターン層103の凹部に位置する残膜を除去して、インプリントモールド製造用基材11の凸構造部14の上平面14aを被覆しているハードマスク材料層17上にレジストパターン104を形成する(図17(D)、図18(A))。
Next, in the residual film removing step, the hard mask material that removes the residual film located in the concave portion of the resist
次に、ハードマスク形成工程において、レジストパターン104を介してハードマスク材料層17の第3層17cをエッチングして第3のハードマスク105cを形成し(図18(B))、その後、この第3のハードマスク105cを介してハードマスク材料層17の第2層17bをエッチングして第2のハードマスク105bを形成する(図18(C))。さらにその後、この第2のハードマスク105bを介してハードマスク材料層17の第1層17aをエッチングして第1のハードマスク105aを形成する(図19(A))。レジストパターン104を介したハードマスク材料層17の第3層17cのエッチングは、例えば、塩素系ガスと酸素を用いた反応性イオンエッチングとすることができる。また、第3のハードマスク105cを介したハードマスク材料層17の第2層17bのエッチングは、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチングとすることができる。また、第2のハードマスク105bを介したハードマスク材料層17の第1層17aのエッチングは、塩素系ガスと酸素を用いた反応性イオンエッチングとすることができる。
Next, in the hard mask forming step, the
次に、基材エッチング工程において、第1のハードマスク105aを介してインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14をエッチングすることにより、凹部18を備えた凹凸構造パターンを凸構造部14に形成する(図19(B))。第1のハードマスク105aを介したインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14のエッチングは、例えば、基体12が石英ガラスである場合、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチングとすることができる。
Next, in the base material etching step, by etching the
尚、図19(B)において残存する第1のハードマスク105aについては、所望の洗浄工程および検査工程を経た後に除去することにより、凸構造部14に凹凸構造パターンが形成された凹凸構造体であるインプリントモールド110を得ることができる(図19(C))。尚、凸構造部14の側壁面14bにハードマスク材料層17が残存していてもよい。
The first
本発明のインプリントモールドの製造方法は、これに使用するインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14を被覆するハードマスク材料層17の最上層を金属あるいは金属化合物を含有する第3層17cとしているため、これにより、第3層17cと供給されるレジスト101との密着性がよく、かつ、離型工程において、電子線リソグラフィー法により石英ガラスを用いて作製したマスターモールド111をレジスト層102から離型しやすくすることができる。
In the method for manufacturing an imprint mold of the present invention, the uppermost layer of the hard
また、本発明のインプリントモールドの製造方法は、ハードマスク材料層17の第1層17aと第3層17cを金属あるいは金属化合物を含有する同じまたは同様の材料としているため、ハードマスク形成工程において、第2のハードマスク105bを介してハードマスク材料層17の第1層17aをエッチングする際に、第2のハードマスク105b上に第3のハードマスク105cが残存していても、第1層17aのエッチングに応じて第3のハードマスク105cの剥離も進行する。
Further, in the method for producing an imprint mold of the present invention, since the
同様に、本発明のインプリントモールドの製造方法は、ハードマスク材料層17の第2層17bと基体12をシリコンあるいはシリコン化合物を含有する同じまたは同様の材料としているため、基材エッチング工程において、第1のハードマスク105aを介してインプリントモールド製造用基材11の凸構造部14をエッチングする際に、第1のハードマスク105a上に第2のハードマスク105bが残存していても、凸構造部14のエッチングに応じて第2のハードマスク105bの剥離も進行する。
Similarly, in the method for producing an imprint mold of the present invention, since the
したがって、ハードマスク形成工程の後に、残存する各ハードマスクを除去する除去工程やハードマスクの除去のための検査工程等を減らすことができ、全体としてインプリントモールドの製造工程時間を短縮することができ、工程自体も簡便にすることができる。 Therefore, after the hard mask forming step, the removal step for removing each remaining hard mask, the inspection step for removing the hard mask, and the like can be reduced, and the manufacturing process time of the imprint mold can be shortened as a whole. The process itself can be simplified.
上述のインプリントモールドの製造方法の実施形態は例示であり、本発明のインプリントモールドの製造法はこれらの例に限定されるものではない。例えば、上記の離型工程と残膜除去工程との間に、レジストパターン層103に電子線を照射する照射工程を有するものであってもよい。また、上記の残膜除去工程とハードマスク形成工程との間に、レジストパターン104に電子線を照射する照射工程を有するものであってもよい。このような照射工程を有することにより、例えば電子線リソグラフィーを使用して製造したマスターモールドにおいて、パターンの側端部の粗さが大きい場合であっても、このマスターモールドを使用して形成したレジストパターン層103、あるいは、レジストパターン104の側端部の粗さを低減することができる。ただし、この照射工程によって、レジストパターン層103、あるいは、レジストパターン104に収縮が発生する場合がある。したがって、照射工程を採用する場合、これによる収縮を考慮したパターン寸法を備えるマスターモールドを使用することが好ましい。
The above-described embodiment of the imprint mold manufacturing method is an example, and the imprint mold manufacturing method of the present invention is not limited to these examples. For example, the resist
[実施例1]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
基部(152mm×152mm、厚み6.35mm)と、この基部の上平面の中央から突出する凸構造部(35mm角、高さ20μm)を一体的に有する基体(石英ガラス)を準備した。この基体の凸構造部が位置する側の面にスパッタリング法によりクロム(Cr)を成膜(厚み15nm)して第1層とし、次いで、ALD法により酸化シリコン(SiO2)を成膜(厚み3nm)して第2層とし、さらに、スパッタリング法によりクロム(Cr)を成膜(厚み1nm)して第3層として、3層構造のハードマスク材料層を基部の上平面、凸構造部の上平面、凸構造部の側壁面に形成し、インプリントモールド製造用基材(図1〜図3相当)を作製した。
[Example 1]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A substrate (quartz glass) having a base portion (152 mm × 152 mm, thickness 6.35 mm) and a convex structure portion (35 mm square, height 20 μm) protruding from the center of the upper plane of the base portion was prepared. Chromium (Cr) is deposited (
<インプリントモールドの作製>
上記のインプリントモールド製造用基材の凸構造部のハードマスク材料層上に、密着層を形成した後、光硬化性のレジストの液滴をインクジェット方式で供給した。なお、光硬化性のレジストには離型剤を含有させたものを用いた。
<Making an imprint mold>
After forming an adhesion layer on the hard mask material layer of the convex structure portion of the above-mentioned base material for imprint mold production, droplets of a photocurable resist were supplied by an inkjet method. As the photocurable resist, a resist containing a release agent was used.
次に、インプリントモールド製造用基材とマスターモールドを近接させ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部とモールドとの間にレジストの液滴を展開して、レジスト層を形成した。 Next, the base material for imprint mold production and the master mold were brought close to each other, and a resist droplet was developed between the convex structure portion of the base material for imprint mold production and the mold to form a resist layer.
次いで、インプリント装置の照明光学系から平行光(ピーク波長が365nmの紫外線)をマスターモールド側に150mJ/cm2の条件で照射した。これにより、レジスト層を硬化させて、マスターモールドの凹凸構造パターンの凹凸が反転した凹凸構造パターンが形成されたレジストパターンとした。 Next, parallel light (ultraviolet rays having a peak wavelength of 365 nm) was irradiated from the illumination optical system of the imprint apparatus to the master mold side under the condition of 150 mJ / cm 2 . As a result, the resist layer was cured to obtain a resist pattern in which the uneven structure pattern in which the uneven structure pattern of the master mold was inverted was formed.
次に、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態とした。この状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Next, the resist pattern layer and the master mold were separated from each other so that the resist pattern layer was positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold production. When the convex structure of the imprint mold manufacturing base material and the uneven structure pattern of the master mold were observed in this state, no chipping or tearing was observed in the convex structure of the imprint mold manufacturing base material, and the master It was confirmed that no adhesion was observed on the uneven structure pattern of the mold, which was considered to be a part of the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing.
次いで、フッ素系ガスを用いたプラズマエッチングにより、レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去して、インプリントモールド製造用基材の凸構造部の上面を被覆しているハードマスク材料層にレジストパターンを形成した。 Next, by plasma etching using a fluorine-based gas, the residual film located in the concave portion of the resist pattern layer is removed, and the hard mask material layer covering the upper surface of the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing is formed. A resist pattern was formed.
上記のように形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、塩素系ガスと酸素の混合ガスを用いた反応性イオンエッチングでハードマスク材料層の第3層(クロム(Cr)薄膜)をエッチングして第3のハードマスクを形成した。次いで、この第3のハードマスクをエッチングマスクとして、フッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチングでハードマスク材料層の第2層(酸化シリコン(SiO2))をエッチングして第2のハードマスクを形成した。次いで、この第2のハードマスクをエッチングマスクとして、塩素系ガスと酸素の混合ガスを用いた反応性イオンエッチングでハードマスク材料層の第1層(クロム(Cr)薄膜)をエッチングして第1のハードマスクを形成した。 Using the resist pattern formed as described above as an etching mask, the third layer (chromium (Cr) thin film) of the hard mask material layer is etched by reactive ion etching using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen. Formed a hard mask. Next, using this third hard mask as an etching mask, the second layer (silicon oxide (SiO 2 )) of the hard mask material layer is etched by reactive ion etching using a fluorine-based gas to obtain a second hard mask. Formed. Next, using this second hard mask as an etching mask, the first layer (chromium (Cr) thin film) of the hard mask material layer is etched by reactive ion etching using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen. Formed a hard mask.
次に、上記のように形成した第1のハードマスクをエッチングマスクとしてインプリントモールド製造用基材の凸構造部をフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングでエッチングすることにより、凸構造部に凹凸構造パターンを形成した。 Next, using the first hard mask formed as described above as an etching mask, the convex structure portion of the base material for manufacturing an imprint mold is etched by reactive ion etching with a fluorine-based gas, whereby the convex structure portion has a concave-convex structure. Formed a pattern.
このように凹凸構造パターンを形成したインプリントモールド製造用基材を、フォトマスク洗浄装置((株)ワコム製)を用いて洗浄し、その後、フォトマスク用の光欠陥検査装置(レーザーテック(株)製)を用いて、形成した凹凸構造パターンを検査した。 The substrate for imprint mold manufacturing in which the uneven structure pattern is formed in this way is cleaned using a photomask cleaning device (manufactured by Wacom Co., Ltd.), and then an optical defect inspection device for photomasks (Lasertec Co., Ltd.). The formed uneven structure pattern was inspected using (manufactured by).
検査後、塩素系ガスと酸素の混合ガスを用いたプラズマエッチングにより、残存する第1のハードマスクを除去して、インプリントモールドを作製した。 After the inspection, the remaining first hard mask was removed by plasma etching using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen to prepare an imprint mold.
このようにして20個のインプリントモールドを作成した。各インプリントの作製において、凹凸構造パターンの検査では、凹凸構造パターンを構成する凹部や凸部に欠けや裂損は認められなかった。また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 In this way, 20 imprint molds were created. In the production of each imprint, in the inspection of the uneven structure pattern, no chipping or tearing was found in the concave or convex portions constituting the uneven structure pattern. Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例2]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の上平面には第1層、第2層、第3層を積層した3層構造のハードマスク材料層が位置し、凸構造部の側壁面と基部の上平面には3層構造のハードマスク材料層の構成層の中の第1層、第2層が積層して位置するようにハードマスク材料層(図4相当)を形成した他は、実施例1と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 2]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A hard mask material layer having a three-layer structure in which the first layer, the second layer, and the third layer are laminated is located on the upper plane of the convex structure portion, and the three-layer structure is located on the side wall surface of the convex structure portion and the upper plane of the base. In the same manner as in Example 1, the hard mask material layer (corresponding to FIG. 4) was formed so that the first layer and the second layer in the constituent layers of the hard mask material layer of No. 1 were laminated. A base material for producing a print mold was produced.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例3]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の上平面の周縁部と側壁面と基部の上平面には3層構造のハードマスク材料層の構成層の中の第3層を積層することなく、ハードマスク材料層の構成層の中の第1層および第2層が積層して位置するようにハードマスク材料層(図5相当)を形成した他は、実施例1と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 3]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
The constituent layers of the hard mask material layer without stacking the third layer among the constituent layers of the hard mask material layer having a three-layer structure on the peripheral edge portion, the side wall surface, and the upper plane of the base of the convex structure portion. A base material for imprint mold production was produced in the same manner as in Example 1 except that the hard mask material layer (corresponding to FIG. 5) was formed so that the first layer and the second layer inside were laminated and located. ..
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例4]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の上平面と側壁面の一部に第1層、第2層、第3層を積層した3層構造のハードマスク材料層が位置し、基部は基体を露出させるようにハードマスク材料層(図6相当)を形成した以外は、実施例1と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 4]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A hard mask material layer having a three-layer structure in which the first layer, the second layer, and the third layer are laminated is located on a part of the upper plane and the side wall surface of the convex structure portion, and the base is a hard mask material so as to expose the substrate. A substrate for imprint mold production was produced in the same manner as in Example 1 except that a layer (corresponding to FIG. 6) was formed.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例5]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の側壁面において3層構造のハードマスク材料層の構成層の中の第1層、第2層が積層して位置するようにハードマスク材料層(図7相当)を形成した以外は、実施例4と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 5]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A hard mask material layer (corresponding to FIG. 7) was formed so that the first layer and the second layer in the constituent layers of the three-layer structure hard mask material layer were laminated on the side wall surface of the convex structure portion. , A substrate for imprint mold production was produced in the same manner as in Example 4.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例6]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の上平面の周縁部のみ3層構造のハードマスク材料層の構成層の中の第1層、第2層が積層して位置するようにハードマスク材料層(図8相当)を形成した以外は、実施例5と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 6]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A hard mask material layer (corresponding to FIG. 8) is formed so that the first layer and the second layer in the constituent layers of the hard mask material layer having a three-layer structure are located in a laminated manner only at the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion. A base material for producing an imprint mold was produced in the same manner as in Example 5 except for the above.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例7]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
凸構造部の側壁面と基部の上平面にハードマスク材料層を形成することなく基材を露出させ、凸構造部の上面にのみ3層構造のハードマスク材料層(図9相当)を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 7]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
The base material is exposed without forming the hard mask material layer on the side wall surface of the convex structure portion and the upper plane of the base portion, and the hard mask material layer having a three-layer structure (corresponding to FIG. 9) is formed only on the upper surface of the convex structure portion. A base material for producing an imprint mold was produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例8]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
インプリントモールド製造用基材の基部の上平面に3層構造のハードマスク材料層(図10相当)を形成した以外は、実施例7と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 8]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
An imprint mold manufacturing base material was produced in the same manner as in Example 7 except that a hard mask material layer (corresponding to FIG. 10) having a three-layer structure was formed on the upper plane of the base portion of the imprint mold manufacturing base material. ..
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[実施例9]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
インプリントモールド製造用基材の基部の上平面において、3層構造のハードマスク材料層の構成層の中の第1層、第2層が積層して位置するように、ハードマスク材料層(図11相当)を形成した以外は、実施例8と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Example 9]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
The hard mask material layer (Fig.) So that the first layer and the second layer in the constituent layers of the hard mask material layer having a three-layer structure are stacked and located on the upper surface of the base of the base material for imprint mold manufacturing. A base material for producing an imprint mold was produced in the same manner as in Example 8 except that (corresponding to 11) was formed.
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においても、レジストパターン層とマスターモールドを引き離して、レジストパターン層をインプリントモールド製造用基材の凸構造部上に位置させた状態のインプリントモールド製造用基材の凸構造部やマスターモールドの凹凸構造パターンを観察したところ、インプリントモールド製造用基材の凸構造部に欠けや裂損は認められず、また、マスターモールドの凹凸構造パターンにインプリントモールド製造用基材の凸構造部の一部と見られるような部分の付着は認められないことが確認された。 Also in the production of this imprint mold, the resist pattern layer and the master mold are separated from each other, and the resist pattern layer is positioned on the convex structure portion of the base material for imprint mold manufacturing. When the uneven structure pattern of the structural part and the master mold was observed, no chipping or tearing was observed in the convex structure part of the base material for imprint mold manufacturing, and the uneven structure pattern of the master mold was found to be the base for imprint mold manufacturing. It was confirmed that no adhesion was observed in the part that seems to be a part of the convex structure part of the material.
また、検査後に行う第1のハードマスクの除去を除いて、ハードマスク形成工程において、エッチングマスクとして使用した第3のハードマスクや第2のハードマスクの除去を特段行わなくても、第1のハードマスク上に第2のハードマスクおよび第3のハードマスクの残渣は認められなかった。 Further, except for the removal of the first hard mask performed after the inspection, in the hard mask forming step, the first hard mask and the second hard mask used as the etching mask need not be removed. No residue of the second hard mask and the third hard mask was observed on the hard mask.
[比較例1]
<インプリントモールド製造用基材の作製>
第3層を積層させることなく、凸構造部の上平面に位置する2層構造のハードマスク材料層を形成した他は、実施例1と同様にして、インプリントモールド製造用基材を作製した。
[Comparative Example 1]
<Manufacturing of base material for imprint mold manufacturing>
A base material for imprint mold production was produced in the same manner as in Example 1 except that the hard mask material layer having a two-layer structure located on the upper plane of the convex structure portion was formed without laminating the third layer. ..
<インプリントモールドの作製>
上記のように作製したインプリントモールド製造用基材を使用した他は、実施例1と同様にして、20個のインプリントモールドを作製した。
<Making an imprint mold>
Twenty imprint molds were produced in the same manner as in Example 1 except that the base material for producing imprint molds produced as described above was used.
このインプリントモールドの作製においては、レジストパターン層からマスターモールドを引き離した後、レジストパターン層に形成された凹凸構造パターンに欠けが認められた。また、マスターモールドを引き離す際にレジストパターン層の凹凸構造の一部が欠け、その欠けた一部がマスターモールドの凹凸構造パターンに付着していることも認められた。 In the production of this imprint mold, after the master mold was separated from the resist pattern layer, a chip was observed in the uneven structure pattern formed on the resist pattern layer. It was also found that when the master mold was pulled apart, a part of the uneven structure of the resist pattern layer was chipped, and the chipped part was attached to the uneven structure pattern of the master mold.
マスターモールドを用いたインプリントモールド、所謂レプリカモールドの製造に有用である。 It is useful for manufacturing imprint molds, so-called replica molds, using a master mold.
11,31,51,71,91…インプリントモールド製造用基材
12,32,52,72,82,92…基体
13,33,53,73…基部
14,34,54,74…凸構造部
14a,34a,54a,74a…凸構造部の上平面
14b,34b,54b,74b…凸構造部の側壁面
15…凹構造部
17,37,57,77,87,97…ハードマスク材料層
17a,37a,57a,77a,87a…ハードマスク材料層の第1層
17b,37b,57b,77b,87b…ハードマスク材料層の第2層
17c,37c,57c,77c,87c…ハードマスク材料層の第3層
11, 31, 51, 71, 91 ... Base material for
Claims (12)
前記ハードマスク材料層に感光性のレジストの液滴を供給する液滴供給工程と、
凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと、前記凹凸構造体製造用基材とを近接させて、前記モールドと凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、
前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、
硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、
前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、
前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、
前記第1のハードマスクを介して前記凹凸構造体製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有し、
前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部に側壁面には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層していることを特徴とする凹凸構造体の製造方法。 It has a substrate and a hard mask material layer located so as to cover a desired portion on one surface of the substrate, and the hard mask material layer is a first layer, a second layer, and a third layer from the substrate side. The layers are laminated in this order, the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, the second layer contains silicon or a silicon compound, and the substrate is etched with the first layer. A base material preparation process for preparing a base material for manufacturing an uneven structure having different resistances,
A droplet supply step of supplying photosensitive resist droplets to the hard mask material layer, and
The hard mask material having a concavo-convex structure and containing silicon or a silicon compound and the base material for manufacturing the concavo-convex structure in close proximity to the mold and the base material for manufacturing the concavo-convex structure. A contact step of developing the resist between the layers to form a resist layer,
A curing step of curing the resist layer by irradiating the resist layer with light,
A mold release step in which the cured resist layer and the mold are separated from each other so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the concave-convex structure manufacturing substrate.
A residual film removing step of removing a residual film located in a recess of the resist pattern layer to form a resist pattern,
The third layer of the hard mask material layer is etched through the resist pattern to form a third hard mask, and then the second layer of the hard mask material layer is formed through the third hard mask. To form a second hard mask, and then the first layer of the hard mask material layer is etched through the second hard mask to form a first hard mask. When,
It has a base material etching step of etching the base material of the base material for manufacturing an uneven structure through the first hard mask to form an uneven structure pattern.
The substrate integrally has a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion, and the hard mask material layer is located so as to cover a desired portion on the upper plane of the convex structure portion. The third layer constituting the hard mask material layer does not exist on the side wall surface of the convex structure portion, and the first layer and the second layer constituting the hard mask material layer are laminated. A method for manufacturing a characteristic uneven structure.
前記ハードマスク材料層に感光性のレジストの液滴を供給する液滴供給工程と、
凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと、前記凹凸構造体製造用基材とを近接させて、前記モールドと凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、
前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、
硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記凹凸構造体製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、
前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、
前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、
前記第1のハードマスクを介して前記凹凸構造体製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有し、
前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、前記ハードマスク材料層は少なくとも前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、前記凸構造部の前記上平面の周縁部には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層していることを特徴とする凹凸構造体の製造方法。 It has a substrate and a hard mask material layer located so as to cover a desired portion on one surface of the substrate, and the hard mask material layer is a first layer, a second layer, and a third layer from the substrate side. The layers are laminated in this order, the first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, the second layer contains silicon or a silicon compound, and the substrate is etched with the first layer. A base material preparation process for preparing a base material for manufacturing an uneven structure having different resistances,
A droplet supply step of supplying photosensitive resist droplets to the hard mask material layer, and
The hard mask material having a concavo-convex structure and containing silicon or a silicon compound and the base material for manufacturing the concavo-convex structure in close proximity to the mold and the base material for manufacturing the concavo-convex structure. A contact step of developing the resist between the layers to form a resist layer,
A curing step of curing the resist layer by irradiating the resist layer with light,
A mold release step in which the cured resist layer and the mold are separated from each other so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the concave-convex structure manufacturing substrate.
A residual film removing step of removing a residual film located in a recess of the resist pattern layer to form a resist pattern,
The third layer of the hard mask material layer is etched through the resist pattern to form a third hard mask, and then the second layer of the hard mask material layer is formed through the third hard mask. To form a second hard mask, and then the first layer of the hard mask material layer is etched through the second hard mask to form a first hard mask. When,
It has a base material etching step of etching the base material of the base material for manufacturing an uneven structure through the first hard mask to form an uneven structure pattern.
The substrate integrally has a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion, and the hard mask material layer is positioned so as to cover at least a desired portion on the upper plane of the convex structure portion. The third layer constituting the hard mask material layer does not exist on the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion, and the first layer and the second layer constituting the hard mask material layer are laminated. A method for manufacturing a concavo-convex structure, which is characterized by being
該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、
前記第1層および前記第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、
前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、
前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なり、
前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、
前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、
前記凸構造部の前記上平面の周縁部には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず、前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層していることを特徴とするインプリントモールド製造用基材。 It has a substrate and a hardmask material layer located so as to cover a desired site on one surface of the substrate.
In the hard mask material layer, the first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side.
The first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, and
The second layer contains silicon or a silicon compound and contains
The substrate has different etching resistance from the first layer.
The substrate integrally has a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion.
The hard mask material layer is located so as to cover a desired portion in the upper plane of the convex structure portion.
The third layer constituting the hard mask material layer does not exist on the peripheral edge of the upper plane of the convex structure portion, and the first layer and the second layer constituting the hard mask material layer are present. A base material for manufacturing an imprint mold, which is characterized by being laminated.
該ハードマスク材料層は前記基体側から第1層と第2層と第3層とが当該順序で積層しており、
前記第1層および前記第3層は金属あるいは金属化合物を含有し、
前記第2層はシリコンあるいはシリコン化合物を含有し、
前記基体は前記第1層とエッチング耐性が異なり、
前記基体は基部と該基部の上平面から突出する凸構造部とを一体的に有し、
前記ハードマスク材料層は前記凸構造部の上平面における所望の部位を被覆するように位置し、
前記凸構造部の側壁面には、前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層が存在せず、前記ハードマスク材料層を構成する前記第1層と前記第2層とが積層していることを特徴とするインプリントモールド製造用基材。 It has a substrate and a hardmask material layer located so as to cover a desired site on one surface of the substrate.
In the hard mask material layer, the first layer, the second layer, and the third layer are laminated in this order from the substrate side.
The first layer and the third layer contain a metal or a metal compound, and
The second layer contains silicon or a silicon compound and contains
The substrate has different etching resistance from the first layer.
The substrate integrally has a base portion and a convex structure portion protruding from the upper plane of the base portion.
The hard mask material layer is located so as to cover a desired portion in the upper plane of the convex structure portion.
The third layer constituting the hard mask material layer does not exist on the side wall surface of the convex structure portion, and the first layer and the second layer constituting the hard mask material layer are laminated. A base material for manufacturing an imprint mold.
凹凸構造を有し、シリコンあるいはシリコン化合物を含有するモールドと前記インプリントモールド用基材の前記ハードマスク材料層を構成する前記第3層との間に前記レジストを展開してレジスト層を形成する接触工程と、
前記レジスト層に光を照射することにより、前記レジスト層を硬化させる硬化工程と、
硬化させた前記レジスト層と前記モールドを引き離して、レジストパターン層を前記インプリントモールド製造用基材の前記基体に位置する前記ハードマスク材料層上に位置させた状態とする離型工程と、
前記レジストパターン層の凹部に位置する残膜を除去してレジストパターンを形成する残膜除去工程と、
前記レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層の前記第3層をエッチングして第3のハードマスクを形成し、次いで、前記第3のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第2層をエッチングして第2のハードマスクを形成し、次いで、前記第2のハードマスクを介して前記ハードマスク材料層の前記第1層をエッチングして第1のハードマスクを形成するハードマスク形成工程と、
前記第1のハードマスクを介して前記インプリントモールド製造用基材の前記基体をエッチングして凹凸構造パターンを形成する基材エッチング工程と、を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。 And the hard mask material layer droplet supplying step of supplying a photosensitive resist droplet located at the base of the imprint mold for manufacturing a substrate according to any one of claims 3 to 9,
The resist is developed to form a resist layer between a mold having an uneven structure and containing silicon or a silicon compound and the third layer constituting the hard mask material layer of the base material for imprint molding. Contact process and
A curing step of curing the resist layer by irradiating the resist layer with light,
A mold release step in which the cured resist layer and the mold are separated from each other so that the resist pattern layer is positioned on the hard mask material layer located on the substrate of the imprint mold manufacturing substrate.
A residual film removing step of removing a residual film located in a recess of the resist pattern layer to form a resist pattern,
The third layer of the hard mask material layer is etched through the resist pattern to form a third hard mask, and then the second layer of the hard mask material layer is formed through the third hard mask. To form a second hard mask, and then the first layer of the hard mask material layer is etched through the second hard mask to form a first hard mask. When,
A method for manufacturing an imprint mold, which comprises a base material etching step of etching the base material of the base material for manufacturing the imprint mold through the first hard mask to form an uneven structure pattern.
The method for manufacturing an imprint mold according to claim 10 , further comprising an irradiation step of irradiating the resist pattern layer with an electron beam between the residual film removing step and the hard mask forming step.
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