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ナノインプリント用樹脂組成物、ナノインプリント基板、及びナノインプリント基板の製造方法 新技術説明会

国内特許コード P170014238
整理番号 (K03511WO)
掲載日 2017年6月23日
出願番号 特願2014-525216
登録番号 特許第5689207号
出願日 平成25年11月13日(2013.11.13)
登録日 平成27年2月6日(2015.2.6)
国際出願番号 JP2013080635
国際公開番号 WO2014087817
国際出願日 平成25年11月13日(2013.11.13)
国際公開日 平成26年6月12日(2014.6.12)
優先権データ
  • 特願2012-266628 (2012.12.5) JP
発明者
  • 藪 浩
  • 齊藤 祐太
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ナノインプリント用樹脂組成物、ナノインプリント基板、及びナノインプリント基板の製造方法 新技術説明会
発明の概要 ナノインプリントをする際、モールドを剥離する時に基板から被転写樹脂が剥離されることを防止する、また、熱ナノインプリントする際にスループットが向上できるとともに精度よくモールド上のパターンを被転写樹脂に転写することができるナノインプリント用樹脂を提供する。
下記式(1)で表されるナノインプリント用樹脂。
【化1】



(式中、R1~R5は、それぞれ独立に-H又は-OHを表しR1~R5の少なくとも1つは-OHである。R6は炭素数1~20の直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数7~20のアラルキル基を表す。Xは、アミド又はエステルを表す。Yは、アミド又はエステルを表すが、含まれていなくてもよい。Pは1~10の整数を表す。m及びnは1以上の整数である。)
従来技術、競合技術の概要


近年のIT技術の進歩に伴い、半導体デバイスの更なる微細化による高速動作、低消費電力動作、システムLSIという名で呼ばれる機能の統合化などの高い技術が求められている。その半導体デバイスプロセスのコアテクノロジーであるリソグラフィ技術は、微細化が進むにしたがって、露光装置自身の初期コストが指数関数的に増大していることに加え、使用光波長と同程度の解像度を得るためのマスクの価格も上昇しているという問題がある。



これに対して、1995年Princeton大学のChouらによって提案されたナノインプリントリソグラフィは、安価でありながら10nm程度の解像度を有する加工技術として注目されている。ナノインプリントは、基板上に設けられた被転写樹脂層にモールドを押し付け、ナノメーターオーダーでモールド上に形成されたパターンを被転写樹脂層に転写する技術で、既存のリソグラフィ技術と比べて低コストで微細なパターンを形成できることから、半導体などの電子デバイス、光デバイス、記録メディア、化学・バイオデバイス、MEMS等の産業機械への応用が進められている。



ナノインプリントの代表的な方法としては、熱ナノインプリント、光ナノインプリントが知られており、これらの方法は、被転写樹脂の特性により区別されている。前記方法の中で、熱ナノインプリントは、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等の熱可塑性樹脂を被転写樹脂として基板に塗布し、樹脂のガラス転移温度(PMMAは105℃)以上に昇温してモールドをプレスし、冷却後にモールドと基板を引き離すことにより、モールドのパターンを被転写樹脂に転写する方法である。



しかしながら、図1に示すように、(1)基板1上に塗布した被転写樹脂2に、(2)モールド3をプレスした後、(3)モールド3を剥離する際に被転写樹脂2も一緒に剥離する、というナノインプリント共通の問題に加え、熱ナノインプリント方法は、被転写樹脂の昇温、冷却に時間がかかり、スループットが低下するという問題があった。



上記問題を解決するため、ガラス基板をシランカップリング剤で処理してから被転写樹脂を塗布すること(非特許文献1参照)、及び基板上の金コーティングにチオールを含むベンゾフェノン誘導体を反応させた後、被転写樹脂としてポリスチレン樹脂層を形成すること(非特許文献2参照)、が知られている。しかしながら、前記非特許文献1に記載されている方法ではシランカップリング剤で処理することから基板はガラスに限定され、また、非特許文献2に記載されている方法では金コーティングが必須であり、基板と被転写樹脂の組み合わせが限定されてしまうという問題がある。

産業上の利用分野


本発明は、ナノインプリント用樹脂組成物、ナノインプリント基板、及びナノインプリント基板の製造方法に関し、特に、ナノインプリント用の基板とモールド(鋳型)を転写するための被転写樹脂層の間に設けることで、モールドを転写して剥離する際に、被転写樹脂層が基板から剥離しないようにするためのナノインプリント用樹脂組成物、ナノインプリント基板、及びナノインプリント基板の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記式(1)で表される樹脂を含む、基板とモールドが転写される被転写樹脂層との間に用いられるナノインプリント用樹脂組成物
【化1】


(式中、R1~R5は、それぞれ独立に-H又は-OHを表しR1~R5の少なくとも1つは-OHである。R6は炭素数1~20の直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数7~20のアラルキル基を表す。Xは、アミド又はエステルを表す。Yは、アミド又はエステルを表すが、含まれていなくてもよい。は1~10の整数を表す。m及びnは1以上の整数である。)

【請求項2】
前記m及びnが、m:n=1:99~90:10であることを特徴とする請求項1に記載のナノインプリント用樹脂組成物

【請求項3】
前記R1~R5の内、2つが-OHであることを特徴とする請求項1又は2に記載のナノインプリント用樹脂組成物

【請求項4】
基板、
該基板上に積層された下記式(1)で表されるナノインプリント用樹脂の層、及び
該樹脂層の上に積層され、モールドが転写された被転写樹脂層、
を含むナノインプリント基板。
【化2】


(式中、R1~R5は、それぞれ独立に-H又は-OHを表しR1~R5の少なくとも1つは-OHである。R6は炭素数1~20の直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数7~20のアラルキル基を表す。Xは、アミド又はエステルを表す。Yは、アミド又はエステルを表すが、含まれていなくてもよい。pは1~10の整数を表す。m及びnは1以上の整数である。)

【請求項5】
基板上に下記式(1)で表されるナノインプリント用樹脂を積層する工程、
前記ナノインプリント用樹脂の層の上にモールドのパターンを転写する層を積層する工程、
モールドのパターンを転写する工程、
を含む、ナノインプリント基板の製造方法。
【化3】


(式中、R1~R5は、それぞれ独立に-H又は-OHを表しR1~R5の少なくとも1つは-OHである。R6は炭素数1~20の直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数7~20のアラルキル基を表す。Xは、アミド又はエステルを表す。Yは、アミド又はエステルを表すが、含まれていなくてもよい。pは1~10の整数を表す。m及びnは1以上の整数である。)

【請求項6】
前記モールドのパターンを転写する層が熱可塑性樹脂であり、前記モールドのパターンを転写する工程が、
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より高い温度に前記熱可塑性樹脂を積層した基板を加熱する工程、
モールドを押圧する工程、
前記基板を、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より低い温度に冷却する工程、及び
モールドを剥離する工程、
を含む、請求項に記載のナノインプリント基板の製造方法。

【請求項7】
前記モールドのパターンを転写する層が熱硬化性樹脂であり、前記モールドのパターンを転写する工程が、
前記熱硬化性樹脂のガラス転移温度より低い温度でモールドを押圧する工程、
前記熱硬化性樹脂を積層した基板を前記熱硬化性樹脂のガラス転移温度より高い温度に加熱する工程、及び
モールドを剥離する工程、
を含む、請求項に記載のナノインプリント基板の製造方法。

【請求項8】
前記モールドのパターンを転写する層が重合性の単量体と光重合開始剤を含む溶液により形成されるものであり、前記モールドのパターンを転写する工程が、
モールドを押圧する工程、
重合性の単量体を架橋・硬化する工程、及び
モールドを剥離する工程、
を含む、請求項に記載のナノインプリント基板の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014525216thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ ナノシステムと機能創発 領域
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