[发明专利]纳米压印用固化性组合物、图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米压印(nanoimprint)用固化性组合物。更具体而言，本发明涉及在如下所述的元件的制作中使用的用于利用光照射来形成微图案的压印用固化性组合物，所述元件为：半导体集成电路，平筛(flatscreen)，微电子机械系统(MEMS)，传感器元件，光盘、高密度存储盘等磁记录媒体，衍射光栅或浮雕型全息图版(relief hologram)等光学构件，纳米器件(nanodevice)，光学器件，用于制作平板显示的光学薄膜或偏振光元件，液晶显示器的薄膜晶体管、有机晶体管、滤色片、保护膜层、柱材、液晶取向用的肋材、微透镜阵列(micro lens array)，免疫分析芯片，DNA分离芯片，微反应器(reactor)，纳米生物器件(nanobiodevice)，光导波路，光学滤光片(filter)，光子(photonic)液晶等。

背景技术

纳米压印法是使在光盘制作中为人们所熟知的浮雕(emboss)技术得到发展，向抗蚀剂(resist)冲压形成有凹凸的图案的模具原器(通常称为塑模、压模(stamper)、模板(template))，使其发生力学变形，从而精密地转印微细图案的技术。如果暂时制作塑模，则能够简单地反复成型纳米结构等微细结构，所以在经济上有利，同时还是有害的废弃·排出物较少的纳米加工技术，所以近年来有望应用到各种领域。

在纳米压印法中提出了使用热塑性树脂作为被加工材料的热压印法(例如参照专利文献1)和使用光固化性组合物作为被加工材料的光压印法(例如参照专利文献2)的2套技术。在为热纳米压印法的情况下，向加热至玻璃化温度以上的高分子树脂冲压塑模，在冷却后脱模塑模，由此在基板上的树脂上转印微细结构。该方法还可以应用于多种树脂材料或玻璃材料，所以有望应用于各种方面。例如，在专利文献1及2中公开了使用热塑性树脂，低价地形成纳米图案的纳米压印的方法。

另一方面，在通过透明塑模或透明基材照射光来使光纳米压印用固化性组合物进行光固化的光纳米压印法中，可以不必加热在塑模的冲压时转印的材料而在室温下进行压印。最近，还报导了组合二者的长处的纳米铸模(nanocasting)法或制作3维层叠结构的反式压印(reverse imprint)法等新进展。

在这样的纳米压印法中，提出了如下所述的应用技术。

作为第一技术，为成型后的形状(图案)本身具有功能，可以用作各种纳米技术(nanotechnology)的主要零件或结构构件的情况。作为例子，可以举出各种微·纳米光学要素或高密度的记录媒体、光学薄膜、平板显示中的结构构件等。第二技术是利用微结构与纳米结构的同时一体成型或简单的层间对位来构建层叠结构，将其用于μ-TAS(Micro-TotalAnalysis System)或生物芯片的制作的技术。作为第3技术，是在将形成的图案作为掩模，利用蚀刻等方法加工基板的用途中利用的技术。在该技术中，可以利用高精密度的对位和高集成化，代替以往的刻蚀法技术，应用于高密度半导体集成电路的制作或在液晶显示器的晶体管中的制作、被称为图案化介质(patterned media)的下一代硬盘的磁性体加工等。近年来，以上述的技术为主、在与这些应用相关的纳米压印法的实用化中的配合正在活跃化。

作为纳米压印法的适用例，首先，说明在高密度半导体集成电路制作中的应用例。近年来，半导体集成电路的微细化、集成化正在推进，作为用于实现该微细加工的图案转印技术，光刻装置的高精密度化正在推进。但是，针对进一步的微细化要求，变得难以满足微细图案分辨力、装置成本、生成量(through-put)的3方面。与此相对，作为用于以低成本进行微细的图案形成的技术，提出了纳米压印光刻法(光纳米压印法)。例如，在下述专利文献1及3中公开了使用硅片(silicon wafer)作为压模，利用转印形成25nm以下的微细结构的纳米压印技术。在本用途中，要求数十nm水平的图案形成性和在基板加工时用于发挥作为掩模的功能的高蚀刻耐性。