[发明专利]压印方法和压印用固化性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及压印方法和压印用固化性组合物。

背景技术

随着对更小的半导体器件和MEMS的增长的需求，除了传统的光刻法技术以外，微细加工技术正获得关注。此微细加工技术中，将具有表面凹凸形状的模具按压向基板(晶片)上的抗蚀剂(固化性组合物)以在基板上形成抗蚀剂图案。

该技术也称为UV压印技术并且可以在基板上形成纳米级的微细结构体。首先，将抗蚀剂施涂至UV压印设备中的基板上的图案化区域。然后使用图案化模具将抗蚀剂图案化。在将抗蚀剂通过光照射而固化之后，脱除模具。在基板上形成与模具的凹凸形状相对应的树脂图案(光固化物)。

树脂图案(光固化物)的形成中，期望使得树脂图案(光固化物)的残留层厚度在基板的表面上均匀。此目的在于降低例如在半导体器件制造过程中，除了使用压印设备的图案化步骤以外的步骤中，例如，蚀刻步骤中，干法蚀刻中线宽中的面内变化。为了使得树脂图案的残留层厚度(光固化物)均匀，PTL1公开了使用喷墨法在将抗蚀剂施涂至基板上时以依赖于要转印的图案的浓度的方式优化抗蚀剂液滴的配置的压印方法，然而，在将抗蚀剂互相分离地配置在基板上的压印方法中，抗蚀剂难以在基板上铺展。因此，当将模具的图案化部分按压向基板上的抗蚀剂时，气泡通常残留于图案化部分与抗蚀剂之间。具有残余气泡的抗蚀剂的固化可以导致具有不期望形状的树脂图案(光固化物)的形成。等待残留气泡的消失降低生产率。PTL2公开通过在模具与基板之间引入能够在一定的温度和/或压力条件下冷凝的冷凝性气体并且利用与气体的冷凝相关的体积降低来促进残留气泡的消失的方法。PTL2中使用的冷凝性气体为三氯氟甲烷(CFCl₃)。NPL1报道使用1,1,1,3,3-五氟丙烷(CHF₂CH₂CF₃)作为冷凝性气体可以改进填充性。

在此冷凝性气体气氛中，大量的气体溶解于未固化的抗蚀剂中。因此，当在抗蚀剂光固化之后、将从基板上的树脂(光固化物)除去模具时，溶解于抗蚀剂中的气体挥发并形成气泡。NPL2报道大量的发泡气体导致与应与模具的形状相同的、期望形状的光固化物较大的偏差(例如，较高的表面粗糙度)。NPL2建议使用不溶解冷凝性气体的抗蚀剂。NPL2也描述具有醚基或羟基的单体以降低冷凝性气体溶解度。然而，文献中描述的单体具有高的粘度并且使用喷墨法难以施涂。

如上所述，为了防止具有不期望形状的固化物的形成，将溶解于组合物中的冷凝性气体的量最小化。然而，本发明人发现溶解于组合物中的冷凝性气体的量越大，导致当从模具除去光固化树脂时的脱模力越小。

高的脱模力可导致由于模具中残留光固化物、光固化物的破裂或基板上光固化物图案的倾斜(toppling)所引起的具有不期望形状的光固化物的形成，由此导致由大量溶解的冷凝性气体所导致的相同的问题。因此，本发明人发现，在使用冷凝性气体的压印时，相对于组合物中的气体溶解度，脱模力的降低与光固化物的表面粗糙度和图案收缩的降低相反，并且同时解决这些问题是重要的。

引用文献

专利文献

PTL1 美国专利申请公开2009/0115110

PTL2 日本专利3700001

非专利文献

NPL1 Hiroshi Hiroshima,“Quick Cavity Filling in UV Nanoimprint Using Pentafluoropropane”,Jan.J.Appl.Phys.Vol.47,No.6,2008,pp.5151-5155

NPL2 Shu Kaneko,“Morphological Changes in Ultraviolet Nanoimprinted Resin Patterns Caused by Ultraviolet-Curable Resins Absorbing Pentafluoropropane”,Jan.J.Appl.Phys.Vol.51,(2012)06FJ05

发明内容

发明要解决的问题

考虑到此类情况，本发明提供能够降低表面粗糙度和固化图案的收缩以及脱模力的压印用固化性组合物，以及包括使用该压印用固化性组合物的压印方法。

用于解决问题的方案

根据本发明的一方面的压印用固化性组合物为在冷凝性气体气氛下压印的压印用固化性组合物，其中