[发明专利]微细图案转印用模具的制造方法以及使用该模具的具有凹凸结构的基板的制造方法、以及具备具有该凹凸结构的基板的有机电致发光元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于纳米压印(Nanoimprint)等的微细图案转印用模具的制造方法、使用该模具的具有凹凸结构的基板的制造方法、以及具备具有该凹凸结构的基板的有机电致发光元件的制造方法，并且涉及使用这些方法得到的微细图案转印用模具、具有凹凸结构的基板以及有机电致发光元件。

背景技术

作为半导体集成电路的微细图案的形成方法，已知微影法(Lithography)。利用微影法形成的图案的分辨率取决于光源的波长、光学系统的数值孔径，为了应对近年来微细化器件的需要，期望波长更短的光源。然而，短波长光源的价格高，并且其开发不容易，还需要开发透过这种短波长光的光学材料。另外，利用现有的微影法制造大面积的图案需要大型的光学元件，无论是从技术面还是经济面来看都伴有困难。因此，研究形成具有大面积的所期望的图案的新方法。

作为不使用现有的微影装置形成微细图案的方法，已知纳米压印法。纳米压印法是通过用模具(mold)和基板夹着树脂而能够转印纳米级图案的技术；基本上包括以下四个工序：i)树脂层的涂布、ii)利用模具加压、iii)图案转印、以及iv)脱模；在通过这样简单的工艺能够实现纳米尺寸的加工的方面是优良的。并且，由于所使用的装置简易、能够大面积加工，并且可以期待高生产量，因而不仅在半导体器件，而且在存储介质、光学构件、生物芯片等多种领域，皆可期待实用化。

然而，在这样的纳米压印法中，用于转印具有数十nm线宽的图案的模具，基本上需要使用微影装置在硅基板上进行抗蚀剂图案的曝光及显影。为了利用所得到的抗蚀剂图案来进行模具的电铸，在抗蚀剂图案上形成金属的电流籽晶(seed)层。但是，当图案精密度为100nm以下时，通过溅射在抗蚀剂图案上形成的电流籽晶层的被覆性降低，导致在抗蚀剂图案的上部、侧壁以及底部(图案凹部的基板露出部，即沟槽(trench))所得到的电流籽晶层的膜厚不同。尤其是优先在抗蚀剂图案上部进行电流籽晶层的形成，发生沟槽开口部变窄的问题。因此，当使用抗蚀剂层在基板上形成开孔(hole)或者沟槽及隆起(ridge)时，电流籽晶层存在金属不易沉积于开孔或沟槽的底部、而在抗蚀剂层隆起部的上部产生突出物(overhung)的问题。使用这样的电流籽晶层对层叠体进行电铸处理时，由于突出物而使得电铸膜在开孔或沟槽的上方接合，在沟槽内部留下空隙。其结果是，存在以下问题，利用电铸所得到的模具的机械强度低，并引起模具的变形以及图案缺损等缺陷。

为了解决上述的问题，专利文献1中公开了一种纳米压印用模具的制造方法，其包括以下工序：在具有导电性表面的基板上形成具有凹凸图案的抗蚀剂层，并在抗蚀剂层的图案的凹部使导电性表面露出的工序；在抗蚀剂层的图案的凹部所露出的导电性表面上进行电铸，从而形成具有比抗蚀剂层的膜厚更大膜厚的电铸膜的工序；以及除去具有导电性表面的基板以及抗蚀剂层的工序。该方法不使用电流籽晶层，可以使得电铸膜从抗蚀剂图案底部的导电性表面朝上方单方向地成长，因而在纳米压印用模具的内部不会存在空隙。然而，即使使用该方法，纳米压印法中所用的模具也仍然不得不依赖于微影法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-017865号公报

专利文献2：WO2011/007878A1

专利文献3：日本特开2010-056256号公报

发明内容

发明所要解决的问题

于是，本申请发明人在专利文献2中公开了一种方法，通过将含有满足规定条件的嵌段共聚物和溶剂的嵌段共聚物溶液涂布于基材上，并使其干燥而形成嵌段共聚物的微相分离结构，由此得到形成有微细且不规则的凹凸图案的母模(模具)。该方法可以利用嵌段共聚物的自组织化现象得到用于纳米压印等的母模，而不使用微影法。将聚硅氧烷类聚合物与固化剂的混合液滴加到所得到的母模中，并使其固化而得到转印图案，然后将涂布有固化性树脂的玻璃基板按压在该转印图案上，利用紫外线使固化性树脂固化，由此制作复制有转印图案的衍射光栅。确认通过在该衍射光栅上层叠透明电极、有机层及金属电极而得到的有机电致发光元件(有机发光二极管)具有非常高的发光效率及非常高的光提取效率，并且发光的波长依赖性及指向性非常低，并且功率效率非常高。