图案形成方法及固化性组合物的制造方法技术

本发明专利技术涉及图案形成方法及固化性组合物的制造方法。图案形成方法，其包括下述工序：使用含有金属氧化物纳米粒子的固化性组合物，在基板上形成固化性膜的工序；将具有线与间隔图案的模具按压于固化性膜，从而在固化性膜上转印线与间隔图案的工序；在将模具按压于固化性膜的同时，使转印有线与间隔图案的固化性膜进行固化，从而形成固化膜的工序；以及，将模具从固化膜剥离，从而在基板上形成线与间隔图案的工序，形成于基板上的线与间隔图案的基部的线宽度x、与金属氧化物纳米粒子的体积平均一次粒径φ满足：0.03x<φ<0.08x，x≤500nm。x≤500nm。

【技术实现步骤摘要】
图案形成方法及固化性组合物的制造方法


[0001]本专利技术涉及图案形成方法及固化性组合物的制造方法。
[0002]本申请以于2021年4月28日在日本提出申请的日本特愿2021
‑
076543号为基础来主张优先权，并将其内容并入本文中。

技术介绍

[0003]光刻技术是半导体器件的制造工艺中的核心技术，伴随着近年来的半导体集成电路(IC)的高集成化，正在进行布线的进一步微细化。作为微细化方法，通常有使用更短波长的光源、例如KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、EUV(极紫外光)、EB(电子射线)、X射线等的光源波长的短波长化、曝光装置的透镜的开口数(NA)的大口径化(高NA化)等。
[0004]这样的方法中，作为半导体的微细图案形成方法，纳米压印光刻(将具有规定图案的模具按压于形成在基板上的固化性膜，从而在该固化性膜上转印前述模具的图案)从生产率等方面考虑而受到期待。
[0005]在纳米压印光刻中，使用了含有在光(紫外线、电子射线)的作用下进行固化的光固化性化合物的光固化性组合物。在所述情况下，将具有规定图案的模具按压于包含光固化性化合物的固化性膜，接着，照射光从而使光固化性化合物固化，其后，将模具从固化膜剥离，由此得到转印图案(结构体)。
[0006]近年来，为了自动驾驶用的3D传感器、AR(增强现实)眼镜的AR波导的高功能化，研究了应用纳米压印光刻。在3D传感器、AR眼镜中，要求构成元器件的一部分的永久膜材料的高折射率化。作为纳米压印材料的高折射率化的一个手段，添加金属氧化物纳米粒子是已知的。
[0007]作为对用于纳米压印光刻的光固化性组合物要求的特性，可举出通过旋转涂布等而在基板上涂布时的涂布性、基于加热、曝光的固化性。若向基板的涂布性差，则涂布于基板上的光固化性组合物的膜厚产生偏差，在将模具按压于固化性膜时容易导致图案转印性的降低。另外，固化性从将通过模具按压形成的图案维持为所期望的尺寸的方面来看是重要的特性。此外，对于光固化性组合物，还要求将模具从固化膜剥离时的模具脱模性良好。例如，在专利文献1中，记载了通过配合含氟高分子化合物而提高了模具脱模性的纳米压印用组合物。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2016
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207685号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]在为了布线的进一步的微细化而要形成线宽度小的线与间隔图案(line
‑
and
‑
space pattern)的情况下，存在对于模具的填充性降低这样的问题。若减小金属氧化物纳
米粒子的粒径，则模具填充性变高，但折射率降低。因此，在线宽度小的线与间隔图案的形成中，要求维持高折射率、并且提高对于模具的填充性。
[0013]本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其课题在于提供即使在线与间隔图案的线宽度小的情况下填充性也良好的图案形成方法、及固化性组合物的制造方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]为了解决上述的课题，本专利技术采用了以下的构成。
[0016]即，本专利技术的第1方式为图案形成方法，其包括下述工序：使用含有金属氧化物纳米粒子的固化性组合物，在基板上形成固化性膜的工序；将具有线与间隔图案的模具按压于前述固化性膜，从而在前述固化性膜上转印前述线与间隔图案的工序；在将前述模具按压于前述固化性膜的同时，使转印有前述线与间隔图案的固化性膜进行固化，从而形成固化膜的工序；以及，将前述模具从前述固化膜剥离，从而在前述基板上形成线与间隔图案的工序，形成于前述基板上的前述线与间隔图案的基部的线宽度x、与前述金属氧化物纳米粒子的体积平均一次粒径φ满足：0.03x<φ<0.08x，x≤500nm。
[0017]本专利技术的第2方式为固化性组合物的制造方法，其为用于在基板上形成线与间隔图案的固化性组合物的制造方法，其包括下述工序：选择体积平均一次粒径φ相对于前述线与间隔图案的基部的线宽度x而言满足0.03x<φ<0.08x的金属氧化物纳米粒子的工序；以及，制备包含前述金属氧化物纳米粒子的固化性组合物的工序，所述制造方法中，x≤500nm。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术，可以提供即使在线与间隔图案的线宽度小的情况下填充性也良好的图案形成方法、及固化性组合物的制造方法。
附图说明
[0020][图1]为对图案形成方法的一实施方式进行说明的概略工序图。
[0021][图2A]为示出利用图案形成方法所形成的线与间隔图案的一个例子的示意图。图2A示出矩形图案。
[0022][图2B]为示出利用图案形成方法所形成的线与间隔图案的一个例子的示意图。图2B示出倾斜图案(slant pattern)。
[0023][图3]为示出金属氧化物纳米粒子的体积平均一次粒径(φ)相对于利用图案形成方法所形成的线与间隔图案的线宽度(x)之比的值(φ/x)、与填充性的关系的曲线图。
[0024]附图标记说明
[0025]1基板，2固化性膜，2
’
线与间隔图案，3模具。
具体实施方式
[0026]本说明书及本权利要求书中，所谓“脂肪族”，是相对于芳香族而言的相对概念，其定义是指不具有芳香性的基团、化合物等。
[0027]只要没有特别的说明，“烷基”包括直链状、支链状及环状的1价的饱和烃基。烷氧基中的烷基也同样。
[0028]“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少一者。
[0029]记载为“可具有取代基”的情况下，包括用1价基团取代氢原子(
‑
H)的情况、和用2价基团取代亚甲基(
‑
CH2‑
)的情况这两者。
[0030]“曝光”是包括所有的放射线照射的概念。
[0031](图案形成方法)
[0032]本专利技术的第1方式的图案形成方法包括下述工序：使用含有金属氧化物纳米粒子的固化性组合物，在基板上形成固化性膜的工序(以下称为“工序(i)”)；将具有线与间隔图案的模具按压于前述固化性膜，从而在前述固化性膜上转印前述线与间隔图案的工序(以下称为“工序(ii)”)；在将前述模具按压于前述固化性膜的同时，使转印有前述线与间隔图案的固化性膜进行固化，从而形成固化膜的工序(以下称为“工序(iii)”)；以及，将前述模具从前述固化膜剥离，从而在前述基板上形成线与间隔图案的工序(以下称为“工序(iv)”)。形成于前述基板上的前述线与间隔图案的基部的线宽度x、与前述金属氧化物纳米粒子的体积平均一次粒径φ满足：0.03x<φ<0.08x，x≤500nm。
[0033]图1为对图案形成方法的一实施方式进行说明的概略工序图。
[0034][工序(i)][003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.图案形成方法，其包括下述工序：使用含有金属氧化物纳米粒子的固化性组合物，在基板上形成固化性膜的工序；将具有线与间隔图案的模具按压于所述固化性膜，从而在所述固化性膜上转印所述线与间隔图案的工序；在将所述模具按压于所述固化性膜的同时，使转印有所述线与间隔图案的固化性膜进行固化，从而形成固化膜的工序；以及将所述模具从所述固化膜剥离，从而在所述基板上形成线与间隔图案的工序，形成于所述基板上的所述线与间隔图案的基部的线宽度x、与所述金属氧化物纳米粒子的体积平均一次粒径φ满足：0.03x<φ<0.08x，x≤500nm。2.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述固化性组合物还含有聚合性化合物、和聚合引发剂。3.如权利要求2所述的图案形成方法，其中，所述聚合引发剂为光聚合引发剂。4.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述固化性组合物为光固化性组合物。5.如权利要求1～3中任一项所述的图案形成方法，其中，形成于所述基板上的所述线与间隔图案的线的高度y、与所述线宽度x满足：y≥x。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井武，昆野健理，青山洋平，森莉纱子，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：