化合物,光固化性组合物,和通过使用所述光固化性组合物的图案化膜、光学组件、电路板...的制作方法_4

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面优选是亲水的,这是因为变得 更易于在该表面与包含于用作组分(C)的供氢体中的Rf基、仲胺基和叔胺基之间形成极性 键。更优选地,该表面由石英构成。
[0153] 为了改善光固化性组合物1与模具3的表面之间的脱离性能,在使光固化性组合 物与模具接触的步骤之前,可以将模具3表面处理。表面处理方法的实例是其中将脱模剂 施涂至模具的表面从而形成脱模剂层的方法。施涂至模具表面的脱模剂的实例包括硅系脱 模剂、氟系脱模剂、聚乙烯系脱模剂、聚丙烯系脱模剂、石蜡系脱模剂、褐煤系脱模剂和巴西 棕榈系脱模剂。例如,如由Daikin Industries Ltd.生产的0PT00L DSX等商购的涂布型 脱模剂适于使用。这些脱模剂可以单独使用或组合使用。其中,氟系脱模剂是特别优选的。
[0154] 在本步骤(模具接触步骤)中,如图IB的部分(b-Ι)所示,对在使光固化性组合 物1与模具3接触时施加至光固化性组合物1的压力没有特别限制,但通常在0.1 MPa至 IOOMPa的范围内,优选在0.1 MPa至50MPa的范围内,更优选在0.1 MPa至30MPa的范围内, 并且最优选在〇. IMPa至20MPa的范围内。
[0155] 在本步骤中,对光固化性组合物1与模具3接触的时间没有特别限制,但通常在 0. 1秒至600秒的范围内,优选在0. 1秒至300秒的范围内,更优选在0. 1秒至180秒的范 围内,并且最优选在0. 1秒至120秒的范围内。
[0156] 本步骤可以在空气气氛、减压气氛或非活性气体气氛中进行。减压气氛和非活性 气体气氛是特别优选的,这是因为可以避免氧和水分对光固化反应的负面影响。可以用于 在非活性气体气氛中进行本步骤的非活性气体的实例包括氮气、二氧化碳、氦气、氩气、各 种氟经(fluorocarbon)气体,或这些气体的任意的混合物。在其中本步骤在由包含空气的 特定气体组成的气氛中进行的情况下,压力可以在〇. OOOlatm至IOatm的范围内。
[0157] 模具接触步骤可以在由含有冷凝性气体的气体组成的气氛(下文中,可以称为 "冷凝性气体气氛")中进行。在本发明和说明书中,冷凝性气体是指以下气体:在模具接触 步骤中在光固化性组合物1 (形状转印接收层)接触模具3 (图1B,部分(b-Ι))之前作为气 氛中的气体存在,但在由于在光固化性组合物1 (形状转印接收层)接触模具3,并且气氛中 的气体填充模具3上的微细图案的凹部和模具和与涂膜(或涂膜的一部分)一起的基板之 间的间隙时施加的压力而产生的毛细管压力下变得冷凝液化。
[0158] 当模具接触步骤在由含有冷凝性气体的气体组成的气氛中进行时,填充微细图案 的凹部的气体液化,气泡消失,因此光固化性组合物可以高度填充微细图案。冷凝性气体可 以溶解在光固化性组合物中。
[0159] 冷凝性气体的沸点可以是不高于模具接触步骤的气氛温度的任何温度,但优选 在-10度(摄氏度)至23度(摄氏度)的范围内,并且更优选在10度(摄氏度)至23度 (摄氏度)的范围内。在该范围内,由冷凝性气体引起的填充性的增大效果进一步提高。
[0160] 在模具接触步骤的气氛温度下可冷凝的蒸汽压可以是不超过在模具接触步骤期 间施加的模具压力的任何压力,并且优选在〇. 1至〇. 4MPa的范围内。在该范围内,填充性 进一步提高。在气氛温度下的蒸汽压大于〇.4MPa时,气泡的消除效果不总会实现。如果在 气氛温度下的蒸汽压小于〇. IMPa,则减压是必要的并且体系趋于复杂。模具接触步骤的气 氛温度可以是任意的,但优选在20度(摄氏度)至25度(摄氏度)的范围内。
[0161] 冷凝性气体的实例包括氟烃类,例如,如三氯氟甲烷等氯氟烃(CFC),氟烃 (fluorocarbon) (FC),氢氯氣经(hydrochlorofluorocarbon) (HCFC),例如 1,1,1,3, 3-五 氟丙烷(CHF2CH2CF3、HFC-245fa 或 PFP)等氢氟烃(hydrofluorocarbon) (HFC),和例如五氟 乙基甲基酿(CF3CF2OCH3或 HFE_245mc)等氢氣酿(hydrof luoroether) (HFE)0
[0162] 这些冷凝性气体中,从在模具接触步骤中在20度(摄氏度)以上且25度(摄 氏度)以下时的高填充性的观点,1,1,1,3, 3-五氟丙烷(23度(摄氏度)下的蒸汽压: 0· 14MPa,沸点:15度(摄氏度))、三氯氟甲烷(23度(摄氏度)下的蒸汽压:0· 1056MPa,沸 点:24度(摄氏度))和五氟乙基甲基醚是优选的。也从安全性的观点,1,1,1,3, 3-五氟丙 烷是特别优选的。
[0163] 冷凝性气体可以单独使用或作为混合物组合使用。含有冷凝性气体的气体可以由 冷凝性气体单独组成或是含有冷凝性气体和非冷凝性气体的气体混合物。
[0164] 非冷凝性气体的实例包括空气、氮气、二氧化碳、氦气和氩气。从填充性的观点,与 冷凝性气体混合的非冷凝性气体可以是氦气。与冷凝性气体混合的非冷凝性气体优选氦 气,这是因为当气氛(冷凝性气体和氦气)中的气体与涂膜(涂膜的一部分)一起填充模 具接触步骤中的模具3上的微细图案的凹部时,在氦气经过模具的同时,冷凝性气体液化, 从而提尚填充性。
[0165] [用光照射光固化性组合物的照射步骤(3)]
[0166] 下一步,如图IC所示,将光固化性组合物与模具接触的部分,特别是,填充模具3 的微细图案的涂膜4隔着模具3用光照射(见部分(c-1))。结果,填充模具的微细图案并 且隔着模具3用光照射的涂膜4变成固化膜6 (图1C,部分(c-2))。
[0167] 根据光固化性组合物1的感光波长来选择照射构成填充模具3的微细图案的涂膜 4的光固化性组合物1的光。特别是,可以使用波长在约150nm至约400nm的范围内的紫外 线、X射线或电子束等。
[0168] 其中,照射光固化性组合物1的光(照射光5)优选紫外线。这是因为很多商购可 得的固化助剂(光聚合引发剂)是对紫外线有感光度的。紫外光的光源的实例包括高压汞 灯、超高压汞灯、低压汞灯、深-UV灯、碳弧灯、化学灯、金属卤化物灯、氙灯、KrF准分子激光 器、ArF准分子激光器和匕准分子激光器。其中,超高压汞灯是特别优选的。要使用的光源 数可以是一种以上。对填充模具的微细图案的涂膜4的全部或一部分,可以进行照射。
[0169] 照射可以对全部区域间歇地进行两次以上或连续地进行。可选择地,可以在第一 照射过程中照射区域A,然后可以在第二照射过程中照射与区域A不同的区域B。
[0170] 在本步骤中,还可以评价光固化性组合物在用光照射下的聚合反应速度。
[0171] 通过照射的光固化性组合物的聚合反应速度可以例如,使用图2中示出的装配有 照射机构的衰减全反射红外光谱仪来测量。
[0172] 参考图2,将光固化性组合物14插入衰减全反射红外光谱仪的金刚石ATR晶体13 与石英玻璃15之间。使光固化性组合物14在隔着石英玻璃15用光照射时固化。将红外 线11施加至金刚石ATR晶体13,并且将在金刚石ATR晶体13以上的几微米范围内存在的 衰减波16使用检测器12来检测。每秒获得光固化性组合物14的几个至几十个衰减全反 射红外光谱。
[0173] 结果,可以实时获得在固化过程中的固化的光固化性组合物或光固化性组合物的 红外光谱。光固化性组合物的聚合反应速度可以通过追踪在获得的红外光谱中归因于组分 (A)的聚合性官能团的峰强度的变化来评价。
[0174] [将固化物与模具脱离的脱模步骤(4)]
[0175] 下一步,将固化膜6与模具3脱离从而在基板2上形成具有特定图案形状的固化 膜7。
[0176] 在本步骤(脱模步骤)中,如图ID所示,将固化膜6与模具3脱离。在步骤(3) (照射步骤)中在模具3上形成的微细图案的反向图案构成图案化固化膜7的图案。
[0177] 固化膜6与模具3脱离的方法可以是在脱离期间没有物理地破坏固化膜6的一部 分的任何方法。对其条件也没有限制。例如,基板2(被加工基板)可以固定并且可以移动 模具3而离开基板2从而进行脱离。可选择地,模具3可以固定并且可以移动基板2而离 开模具3从而进行脱离。模具3和基板2二者可以沿相反的方向移动从而进行脱离。
[0178] 当模具接触步骤在冷凝性气体气氛中进行时,在固化膜与模具脱离的过程中,随 着在固化膜与模具之间的界面处的压力降低,已经液化的冷凝性气体变为气体。结果,脱模 力的降低效果趋于提高。
[0179] 具有期望的凹/凸图案形状(源自模具3上的凹凸的图案形状)的固化膜可以通 过包括上述步骤(1)至(4)的生产过程来获得。固化膜可以用作例如,菲涅耳透镜或衍射 晶格等光学组件(该膜也可以用作光学组件的一部分)。在此类情况下,光学组件可以包括 至少基板2和在基板2上的图案化固化膜7。
[0180] [除去固化膜的一部分的残膜除去步骤(5)]
[0181] 虽然在脱模步骤(4)中获得的固化膜具有特定的图案形状,但膜的一部分有时残 留在除了要形成图案形状以外的区域中(下文中,此类膜的一部分也称为"残膜")。在此 类情况下,如图IE所示,将在要除去的区域中的固化膜(残膜)从获得的图案化固化膜除 去,从而获得具有期望的凹/凸图案形状(源自模具3的凹凸的图案形状)的固化图案8。
[0182] 残膜的除去方法的实例是将形成固化膜7的凹部的膜(残膜)通过蚀刻而除去, 从而露出在固化膜7的图案的凹部处的基板2的表面。
[0183] 对用于除去在固化膜7的凹部处的膜的蚀刻方法没有特别限制,并且可以采用例 如,干式蚀刻法等已知方法。可以使用本领域已知的干式蚀刻设备。用于干式蚀刻的气源 根据作为要蚀刻的膜的固化膜的元素组成来适当地选择。气源的实例包括例如cf4、c2f 6、 C3Fs、CCl2F2' CC14、CBrF3' BC13、PC13、SF6和 Cl 2等卤素气体,例如 0 2、CO 和 CO2等含氧气体, 例如He、队和Ar等非活性气体,以及H 2和NH 3。这些气体可以作为混合物组合使用。
[0184] 具有期望的凹/凸图案形状(源自模具3上的凹凸的图案形状)的固化图案8可 以通过包括上述步骤(1)至(5)的生产过程来获得。也可以获得具有固化图案的制品。在 其中固化图案8用于加工基板2的情况下,进行以下基板加工步骤(步骤(6))。
[0185] 固化图案8可以用作例如衍射晶格或偏光板等光学部件(光学部件的一部分),从 而获得光学组件。在此类情况下,光学组件可以至少包括基板2和基板2上的固化图案8。
[0186] [基板加工步骤(6)]
[0187] 通过根据本实施方案的图案化膜的制造方法获得的具有凹/凸图案形状的固化 图案8可以用作包括在电子组件中的层间绝缘膜用膜,所述电子组件为例如如LSI、系统 LSI、DRAM、SDRAM、RDRAM或D-RDRAM等半导体器件。固化图案8也可以在制造半导体器件 的过程中用作抗蚀膜。
[0188] 在其中固化图案8用作抗蚀膜的情况下,将其表面通过蚀刻步骤(5)露出的基板 的仅一部分(图IE中的区域9)蚀刻或离子注入,并且电子部件形成在基板
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