光固化性组合物和使用其制造光学组件的方法_4

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5] 由于室溫蒸气压为0.4MPaW上,因而消除气泡的效果高。由于室溫蒸气压为 0.IMPaW下,因而不需要降低压力,并且能够避免设备复杂化。
[0146] 注意,通常,可UV固化型的压印设备的压印区域在室溫下使用。因此,只要气体的 沸点低于压印区域的溫度,则通过控制溫度,可使气体在压印过程中气化。因此,可保持设 备结构简单。用于本发明和说明书的目的,"室溫"是指20度(摄氏)W上且25度(摄 氏)W下范围内的溫度。
[0147] 冷凝性气体的实例包括氣控类,例如,氯氣控(CFC)、氣控(FC)、氨氯氣控(HCFC)、 氨氣控(HFC)和氨氣酸(HFE)。
[0148] 在氣控类之中,1,1,1,3, 3-五氣丙烷(CHF2CH2CF3、HFC-245fa、PFP)是特别优选 的。PFP在23度(摄氏)(在室溫范围内)下的蒸气压为0. 14MPa,且沸点为15度(摄氏)。
[0149] 运些冷凝性气体可单独使用或W两种W上的混合物使用。冷凝性气体可与非冷凝 性气体如空气、氮气、二氧化碳、氮气、氣气等混合,W形成混合气体。
[0150] 在非冷凝性气体中,氮气是特别优选的。 阳151] 因此,含有1,1,1,3, 3-五氣丙烷和氮气的混合气体是优选的。为了形成此类混合 气体,假定1,1,1,3, 3-五氣丙烷的流速为1,可将氮气的流速设定为2至3。
[0152] (2-2)接触步骤
[0153] 接着,使光固化性组合物1(接收形状转印的层)与模具4接触(参见图1C-1)。 该步骤也称为压纹步骤。在前述步骤(冷凝性气体供给步骤)中围绕光固化性组合物的气 氛是含有冷凝性气体3的气氛。因此,接触步骤也在含冷凝性气体3的气氛中进行。
[0154] 如图IC-I所示,当模具4接触光固化性组合物1时,光固化性组合物1通过毛细 管作用渗入基板2与模具4之间的间隙和模具4表面上微细图案的凹部。
[0155] 此时,存在于基板2与模具4之间的间隙和模具4上的凹部中的冷凝性气体3在 从渗入间隙和凹部的光固化性组合物1而施加到冷凝性气体的压力条件下(换句话说,在 由光固化性组合物1的渗入而产生的毛细管压力条件下),更具体的说,在压力条件和其它 条件(如溫度条件)下,冷凝和液化。在此应注意,在本发明和说明书中,在上述条件下冷 凝的气体在本发明和说明书中称为"冷凝性气体"。 阳156] 基板2与模具4之间的间隙和模具4上的凹部中的冷凝性气体3的体积随着其液 化显著减少,且变得接近零。因此,由光固化性组合物1组成的涂膜的微细图案10中几乎不 存在气泡。运改进了图案转印准确性。图2是步骤(1)中放置在彼此间隔的多个部分(配 置(1-1))上的光固化性组合物1的平面图。 阳157] 图2A是示出放置步骤(1)中的光固化性组合物1的状态的图,和图2B是示出接 触步骤(2)中的光固化性组合物1的状态的图。
[0158] 当光固化性组合物1的S个液滴如图2A所示被彼此间隔配置且与模具(图中未 示出)接触时,液滴移动并扩散。已扩散并开始形成薄膜的两个液滴在位置Ia彼此接触。 已扩散并开始形成薄膜的=个液滴在位置Ib彼此接触。存在于位置Ia和位置Ib的冷凝 性气体被光固化性组合物1加压。结果,冷凝性气体冷凝并液化。因此,在位置Ia和位置 化很少形成气泡。
[0159] 由于下一步骤(照射步骤),用于此步骤的模具4需要由透光性材料组成。 阳160] 用于模具4的材料的实例包括玻璃、石英、PMMA、透光性树脂如聚碳酸醋树脂、透 明的金属蒸锻膜、柔软膜如聚二甲基硅氧烷膜、光固化膜和金属膜。然而,在透光性树脂用 作模具4用材料的情况下,透光性树脂需要不可溶于光固化性组合物1中含有的溶剂。 阳161] 在使光固化性组合物与模具接触的该步骤之前,为了改进固化产物与模具4的表 面之间的分离性,模具4可进行表面处理。表面处理的实例是通过将脱模剂施涂至模具的 表面在模具表面上预先形成脱模层的方法。施涂至模具表面的脱模剂的实例包括娃脱模 剂、氣脱模剂、聚乙締脱模剂、聚丙締脱模剂、石蜡脱模剂、褐煤蜡脱模剂和己西栋桐蜡脱模 剂。例如,可商购获得的施涂型脱模剂如化化inImlustriesLtd.生产的OPT(X)LDSX是 适合使用的。运些脱模剂可单独使用或组合使用。运些之中,氣脱模剂是特别优选的。
[0162] 对模具4接触到光固化性组合物1时的压力没有特别限制。接触时间也没有特别 限制。然而,当接触时间短时,光固化性组合物1不能充分地渗入基板2与模具4之间的间 隙和模具4上的凹部(微细图案)。当接触时间长时,可能降低生产率。 阳163] <照射步骤(3)〉
[0164] 接着,如图ID所示,穿过模具4,用光照射光固化性组合物1与模具4之间的接 触部分,特别是含有光固化性组合物1且填充模具4的微细图案的涂膜的微细图案10(图 1C-2)。结果,通过用光照射,使填充模具4的微细图案的涂膜的微细图案10固化,并形成 固化产物11。
[0165] 根据光固化性组合物1的敏感波长,选择施加到构成填充模具4的涂膜的微细图 案的微细图案10的光固化性组合物1的光。特别是,可适当地选择波长为约150nm至400nm 的紫外光、X射线、电子束等。 阳166] 运些之中,特别优选紫外光作为施加到涂膜的微细图案10的光(光5)。运是因 为可商购获得的大部分固化助剂(光聚合引发剂)是对紫外光敏感的化合物。可发出紫外 光的光源的实例包括高压隶灯、超高压隶灯、低压隶灯、深UV灯、碳孤灯、化学灯、金属面素 灯、氣灯、KrF准分子激光器、ArF准分子激光器和Fz准分子激光器。运些之中,超高压隶灯 是特别优选的。使用的光源的数量可W是1或大于1的任何数。照射可在填充模具4的微 细图案的涂膜的所有部分或一些部分上进行。 阳167] 照射可在所有部分上间歇地进行两次W上,或连续进行。或者,可在第一照射过程 中照射区域A,然后可在第二照射过程中照射不同于区域A的区域B。可重复第一和第二照 射过程。
[0168] 在光固化性组合物1也可热固化的情况下,可在光照射同时或之后且脱模步骤之 前进行热固化过程。在进行热固化时,对加热气氛、加热溫度等没有特别限制。例如,加热可 在惰性气氛或减压下,在40度(摄氏)W上且200度(摄氏)W下的溫度下进行。例如, 可通过使用热板、烘箱或加热炉进行加热。
[01例 <脱模步骤(4)〉 阳170] 接着,将光固化产物11和模具4彼此分离。结果,在基板2上形成具有特定图案 形状的固化膜12。 阳171] 在该步骤(脱模步骤)中,如图IE所示,将固化产物11与模具4分离。由此获得 的固化膜12具有的图案与步骤(3)(光照射步骤)中形成在模具4表面上的微细图案相反。
[0172] 用于将固化产物11从模具4分离的方法没有特别限制,只要固化产物11不会因 分离而受损。对其条件也没有限制。例如,可固定基板2(工作基板)并可将模具4从基板 2移开W进行分离。可固定模具4,并将基板2从模具4移开W进行分离。可沿相反的方向 移动模具4和基板2,W进行分离。 阳173] 具有期望的凹凸图案形状(源自模具4上的凹凸的图案形状)的固化膜12可通 过包括W上步骤(1)至(4)的制造方法来获得。固化膜12的凹凸图案的图案间距由模具 4表面上的凹凸图案的图案间距确定。
[0174] 可自由地设置模具4表面上的凹凸图案的图案间距。特别是,图案间距可W是毫 米规格、微米规格、亚微米规格或纳米规格。如果本发明的制造方法用于形成纳米规格的凹 凸图案,则可形成图案间距为20nmW下的图案。
[0175] 可使用尺寸比基板2小的模具4。在运种情况下,基板2上的一些部分光固化性组 合物1不与模具4接触。在运种情况下,可根据需要移动模具4,W便可在基板2上的两个 W上区域上进行包括W上描述的步骤(1)至(4)的制造方法。结果,可获得多个具有源自 模具4的凹凸形状的图案化形状的固化膜12。例如,所得到的图案化的固化膜12可用作光 学构件(或光学构件的一部分)如化esnel透镜或衍射晶格。在运种情况下,可获得至少 包括基板2和在基板2上的图案化的固化膜12的光学构件。 阳176] <蚀刻步骤巧)〉
[0177] 通过脱模步骤(4)获得的固化膜具有特定的图案形状,但一些膜可留在与形成图 案形状的区域不同的区域中(W下,该残留膜可称为"残余膜")。在运种情况下,如图IF 所示,从图案化的固化膜除去待除去区域中的固化膜(残余膜)。结果,可获得具有期望的 凹凸形状(源自模具4的凹凸形状的图案形状)的固化产物图案13。
[0178] 用于除去残余膜的方法的实例是通过蚀刻等除去图案化的固化膜12的凹部处的 膜(残余膜),W使位于固化膜12的图案的凹部的基板2表面露出。
[0179] 用于蚀刻除去位于图案化的固化膜12的图案凹部的膜的具体方法没有特别限 审IJ。可采用任何已知的方法如干蚀刻。已知的干蚀刻机器可用于干蚀刻。根据作为待蚀刻 膜的固化膜的元素素组成,适当地选择用于干蚀刻的源气体。源气体的实例包括面素气体 如CF4、CzFe、CsFs、CCl化、CCI4、CBrFs、BCI3、PCI3、SFe和Cl2,含氧气体如 〇2、CO和C〇2,惰性 气体如化、成和Ar, H2和畑3。运些气体可W混合物形式组合使用。 阳180] 具有期望的凹凸图案形状(源自模具4的的凹凸的图案形状)的固化图案13可 通过包括W上描述的步骤(1)至巧)的制造方法来获得。也可获得具有固化图案的制品。 在固化图案13用于加工基板2的情况下,进行W下的基板加工步骤(步骤化))。 阳181] 固化图案13可用作光学部件(或光学部件的一部分)如衍射晶格或偏光板,W获 得光学组件。在运种情况下,光学组件可至少包括基板2和在基板2上的固化图案13。 阳182] <基板加工步骤化)〉 阳183] 通过根据该实施方式的制造图案化膜的方法获得的具有凹凸图案形状的固化图 案13可用作用于电子组件中包括的层间绝缘膜的膜,电子组件例如是半导体器件,例如LSI、系统151、0^1、50^1、畑^1或0-畑^1。固化图案13也可用作制造半导体器件的方 法中的抗蚀膜。
[0184] 在固化图案13用作抗蚀膜的情况下,对其表面已通过蚀刻步骤(5)露出的基板的 部分进行蚀刻或离子注入。在该步骤期间,固化图案13用作掩模。结果,可获得由基板2 和基于固化图案13的图案形状的电路结构20(图1G)构成并可用于半导体器件等的电路 板。电子部件可配置在该电路板上,W形成电子组件(电子器件)。可将用于控制电路板的 控制机械提供至电路板,W形成电子组件如显示器、照相机或医疗设备。类似地,固化图案 13可用作抗蚀膜,且可通过进行蚀刻或离子注入获得光学组件。在制造具有基板或电子组 件的基板时,固化图案13可最终从加工的基板除去或可作为构成器件的部件留下。
[0185][实施例] 阳186] W下将通过实施例进一步详细地描述本发明,实施例不限制本发明的技术范围。 注意,除非另有说明,W下使用的"份"和"% "为重量基准。 阳187][实施例1]
[0188] <脱模剂(组分似)在冷凝性气体中的饱和溶解度的测定〉
[0189] 测量BLAUNONSR-705(由AokiOilIndustrialCo. ,Ltd.制造)在度(摄氏) 和1大气压下,在PFP液体中的饱和溶解度,BLAUNONSR-705是用作脱模剂(组分(C))的 控系非离子表面活性剂。
[0190] 在样品罐中,称入0.IOg的BLAUNONSR-075,并向其中添加10.Og的5度(摄氏) 下为液态的PFP。BLAUNONSR-705不溶解。因此,BLAUNONSR-705(组分(C))在PFP中的 饱和溶解度小于1重量%。 阳191] <冷凝性气体在(甲基)丙締酸醋单体(组分(A))中的饱和溶解度的测定〉 阳19引 1,1,1,3, 3-五氣丙烷(CHF2CH2CF3、HFC-245fa、PFP)用作冷凝性气体。测定PFP在 (甲基)丙締酸
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