JP2003534651A - テンプレートの製作に関する方法およびその方法で製作されるテンプレート - Google Patents
テンプレートの製作に関する方法およびその方法で製作されるテンプレートInfo
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Abstract
(57)【要約】
好ましくは、ナノインプリントリソグラフィのためのテンプレートの製作に関する方法であり、そのテンプレートは、第１材料の平らなプレート（１）と、そのプレートに配置される第２材料の三次元構造物（６、８）とを備え、該第２材料の予備は、該構造物を形成するため、その方法において該プレートに塗布される。本発明によれば、該第２材料は、その後は、該テンプレートの製作のために少なくとも１５０℃の熱処理（Ｑ）によって該第１材料のプレートに固定される。本発明は、さらに、その方法を使用して製作されたテンプレートにも関する。
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、テンプレートの製作に関する方法に関し、そのテンプレートは、第
１材料の平らなプレートと、そのプレートに配置される第２材料の三次元構造物
とを備え、該第２材料の予備は、該構造物を形成するため、その方法で該プレー
トに塗布される。その方法は、主として、ナノインプリントリソグラフィに使用
される半導体構成要素の製作に関して使用するために開発され、その方法に従っ
て製作されるテンプレートは、このような半導体構成要素の直列製品に関するテ
ンプレートとして使用されるが、それは、さらに、たとえばバイオセンサに使用
するために、比較的高いガラス転移温度を有するセラミック材料、金属またはポ
リマーなどの他の剛性材料にナノインプリントリソグラフィを施すことに関して
も使用可能である。
１材料の平らなプレートと、そのプレートに配置される第２材料の三次元構造物
とを備え、該第２材料の予備は、該構造物を形成するため、その方法で該プレー
トに塗布される。その方法は、主として、ナノインプリントリソグラフィに使用
される半導体構成要素の製作に関して使用するために開発され、その方法に従っ
て製作されるテンプレートは、このような半導体構成要素の直列製品に関するテ
ンプレートとして使用されるが、それは、さらに、たとえばバイオセンサに使用
するために、比較的高いガラス転移温度を有するセラミック材料、金属またはポ
リマーなどの他の剛性材料にナノインプリントリソグラフィを施すことに関して
も使用可能である。
【０００２】
（背景技術）
マイクロエレクトロニクスにおける傾向は、常に、より小さい寸法に向ってい
る。原則として、その寸法は、３年毎に半分になるように開発されている。商業
的な構成要素は、今日、サイズがおよそ２００ｎｍの構造物で製造されているが
、さらに１００ｎｍ未満への寸法の減少が必要である。量子効果に基づく構成要
素に関する研究は、現在大いに話題を呼んでおり、１０ｎｍ未満の寸法を有する
構成要素を商業的に適応可能にする製造技術が求められている。これらのナノ構
成要素は、現在、研究目的で連続技術を使用して個別の標本を製作することは可
能であるが、大量生産には並列製産方法が必要とされる。最近開発された１つの
このような並列製産方法は、米国特許第５，７７２，９０５号のナノインプリン
トリソグラフィ（ＮＩＬ）であり、それには、原子スケールに近い構造物の大量
生産用の基本的前提条件が述べられている。Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ，Ｐ
ｅｔｅｒ Ｒ． Ｋｒａｕｓｓ， Ｗｅｉ Ｚｈａｎｇ，Ｌｉｎｇｊｉｅ Ｇｕ
ｏおよびＬｅｉ Ｚｈｕａｎｇによる“Ｓｕｂ‐１０ｎｍ ｉｍｐｒｉｎｔ ｌ
ｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（１０ｎｍ以下のイン
プリントリソグラフィおよび応用）”，Ｊ．Ｖａｃ，Ｓｃｉ，Ｔｅｃｈｎｏｌ，
Ｂ，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ ６（１９９７）を参照のこと。
る。原則として、その寸法は、３年毎に半分になるように開発されている。商業
的な構成要素は、今日、サイズがおよそ２００ｎｍの構造物で製造されているが
、さらに１００ｎｍ未満への寸法の減少が必要である。量子効果に基づく構成要
素に関する研究は、現在大いに話題を呼んでおり、１０ｎｍ未満の寸法を有する
構成要素を商業的に適応可能にする製造技術が求められている。これらのナノ構
成要素は、現在、研究目的で連続技術を使用して個別の標本を製作することは可
能であるが、大量生産には並列製産方法が必要とされる。最近開発された１つの
このような並列製産方法は、米国特許第５，７７２，９０５号のナノインプリン
トリソグラフィ（ＮＩＬ）であり、それには、原子スケールに近い構造物の大量
生産用の基本的前提条件が述べられている。Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ，Ｐ
ｅｔｅｒ Ｒ． Ｋｒａｕｓｓ， Ｗｅｉ Ｚｈａｎｇ，Ｌｉｎｇｊｉｅ Ｇｕ
ｏおよびＬｅｉ Ｚｈｕａｎｇによる“Ｓｕｂ‐１０ｎｍ ｉｍｐｒｉｎｔ ｌ
ｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（１０ｎｍ以下のイン
プリントリソグラフィおよび応用）”，Ｊ．Ｖａｃ，Ｓｃｉ，Ｔｅｃｈｎｏｌ，
Ｂ，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ ６（１９９７）を参照のこと。
【０００３】
ＮＩＬの基本原理は、シリコンの平らなプレートにコーティングされる薄いフ
ィルム層の機械的変形である。ＮＩＬ方法は、ＣＤの製作方法と比較することが
でき、下記の３つのステップに述べることができる。 １．テンプレートの製作：テンプレートは、たとえば、金属、半導体、セラミ
ックなど様々な材料から、あるいは、特定のプラスチックから製作されることが
可能である。テンプレートの１つの表面に三次元構造物を形成するために、様々
なリソグラフィ方法が、構造物のサイズおよびそれらの解像度のための必要条件
に応じて、使用される。ＥビームおよびＸ線リソグラフィは、通常、３００ｎｍ
未満の構造物寸法に使用される。直接レーザー照射およびＵＶリソグラフィは、
より大きな構造物に使用される。 ２．インプリント：たとえば、ポリアミドなどのポリマーの薄い層は、シリコ
ンの平らな基板に塗布される。その層は、一定の温度、いわゆるインプリント温
度で加熱され、所定のテンプレートおよび基板は、互いに加圧され、テンプレー
トの構造物の逆型は、ポリマー層において基板に転移される。温度の低下後、テ
ンプレートは、基板から分離される。 ３．構造物転移：ポリマー層において互いに加圧される領域において、ポリマ
ーの薄い層は、残存する。最終段階は、基板上にあるこの薄い残存する層の除去
である。これは、いわゆる“ＲＩＥ”、あるいは、酸素プラズマユニットで実行
される。この残存する層が薄くなるほど、ナノインプリント方法を使用して作ら
れることが可能な構造物はより緻密になる。
ィルム層の機械的変形である。ＮＩＬ方法は、ＣＤの製作方法と比較することが
でき、下記の３つのステップに述べることができる。 １．テンプレートの製作：テンプレートは、たとえば、金属、半導体、セラミ
ックなど様々な材料から、あるいは、特定のプラスチックから製作されることが
可能である。テンプレートの１つの表面に三次元構造物を形成するために、様々
なリソグラフィ方法が、構造物のサイズおよびそれらの解像度のための必要条件
に応じて、使用される。ＥビームおよびＸ線リソグラフィは、通常、３００ｎｍ
未満の構造物寸法に使用される。直接レーザー照射およびＵＶリソグラフィは、
より大きな構造物に使用される。 ２．インプリント：たとえば、ポリアミドなどのポリマーの薄い層は、シリコ
ンの平らな基板に塗布される。その層は、一定の温度、いわゆるインプリント温
度で加熱され、所定のテンプレートおよび基板は、互いに加圧され、テンプレー
トの構造物の逆型は、ポリマー層において基板に転移される。温度の低下後、テ
ンプレートは、基板から分離される。 ３．構造物転移：ポリマー層において互いに加圧される領域において、ポリマ
ーの薄い層は、残存する。最終段階は、基板上にあるこの薄い残存する層の除去
である。これは、いわゆる“ＲＩＥ”、あるいは、酸素プラズマユニットで実行
される。この残存する層が薄くなるほど、ナノインプリント方法を使用して作ら
れることが可能な構造物はより緻密になる。
【０００４】
ステップ１に、すなわちテンプレートの製作に使用される周知の方法は、いわ
ゆるメッキ、特に、電気メッキである。その方法において、半導体材料あるいは
ガラスの平らなプレート、ポリマー材料の層、いわゆるレジスト、好ましくは、
ポジレジストによってコーティングされる。ポジレジストは、放射に曝されたポ
リマーレジスト材料の部分が、展開方法、通例、展開電そうによって除去される
この点において画定される。放射によって、たとえば、電子ビーム、ＵＶ放射、
レーザーあるいはＸ線への照射によって、レジストにおけるナノメートルサイズ
にパターンが画定され、その後、レジストは、パターンに従って、その放射され
た部分において展開され、そのために、そのプレートは、これらの部分において
露出される。たとえば、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属の薄い層は、その後
、プレートの露出された部分に、さらに、レジストの残存する部分に塗布される
。金属は、それによって、適切に平らに、そしてカバーする層に塗布され、そし
てその後の電気メッキ方法において、同等の電圧分配のために均一に接触される
ことを可能とする。このような電気メッキ方法において、金属層は、たとえば、
Ｎｉの薄い層（一般に、約３００μｍ）が、電気メッキの間に積層される電極を
構成する。積層されたＮｉ層は、その後、それらを互いに引き離すことによって
、レジストと薄い金属層とがプレートから分離され、その後、Ｎｉ層は、所望の
テンプレートを構成する。この方法において、テンプレートの構造物は、通常、
約１１０〜１３０ｎｍだが、可能性として、最大３００ｎｍの高さを示すように
もたらされることができる。しかしその方法の問題は、それが、効率的に機能す
るように調整される必要がある多くのパラメータを有する多くのステップを備え
ていることである。そのうえ、メッキにおいて、適切に均一の電圧分配を達成す
ることは困難なことが多く、さらに、この分野における開発が進むにつれてさら
にいっそう必要とされるであろう極めて小さな構造物を製作することは不可能で
ある。
ゆるメッキ、特に、電気メッキである。その方法において、半導体材料あるいは
ガラスの平らなプレート、ポリマー材料の層、いわゆるレジスト、好ましくは、
ポジレジストによってコーティングされる。ポジレジストは、放射に曝されたポ
リマーレジスト材料の部分が、展開方法、通例、展開電そうによって除去される
この点において画定される。放射によって、たとえば、電子ビーム、ＵＶ放射、
レーザーあるいはＸ線への照射によって、レジストにおけるナノメートルサイズ
にパターンが画定され、その後、レジストは、パターンに従って、その放射され
た部分において展開され、そのために、そのプレートは、これらの部分において
露出される。たとえば、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属の薄い層は、その後
、プレートの露出された部分に、さらに、レジストの残存する部分に塗布される
。金属は、それによって、適切に平らに、そしてカバーする層に塗布され、そし
てその後の電気メッキ方法において、同等の電圧分配のために均一に接触される
ことを可能とする。このような電気メッキ方法において、金属層は、たとえば、
Ｎｉの薄い層（一般に、約３００μｍ）が、電気メッキの間に積層される電極を
構成する。積層されたＮｉ層は、その後、それらを互いに引き離すことによって
、レジストと薄い金属層とがプレートから分離され、その後、Ｎｉ層は、所望の
テンプレートを構成する。この方法において、テンプレートの構造物は、通常、
約１１０〜１３０ｎｍだが、可能性として、最大３００ｎｍの高さを示すように
もたらされることができる。しかしその方法の問題は、それが、効率的に機能す
るように調整される必要がある多くのパラメータを有する多くのステップを備え
ていることである。そのうえ、メッキにおいて、適切に均一の電圧分配を達成す
ることは困難なことが多く、さらに、この分野における開発が進むにつれてさら
にいっそう必要とされるであろう極めて小さな構造物を製作することは不可能で
ある。
【０００５】
テンプレートの製作に使用される別の方法は、いわゆる、エッチングである。
この場合、半導体材料、シリコン／シリカの平らなプレートは、ポリマー材料、
いわゆる、レジスト、好ましくはポジレジストによってコーティングされる。ナ
ノメートルサイズのパターンは、放射によってレジストで画定され、その後、そ
のレジストは、パターンに従って、その放射された部分に展開され、そのために
、プレートは、これらの部分に露出される。たとえば、Ｃｒなどの金属は、その
後、プレートの露出した部分に塗布され、その後、レジストの残存部分は、リフ
トオフプロセスで除去される。所望の三次元構造物は、ここでは、エッチング、
プラズマエッチングによって展開されることが可能で、それによって、パターン
に従って金属が、マスクを構成する。それゆえ、そのエッチングは、半導体材料
において行われ、そして、その構造には、構造物の独立した要素のトップ層とし
て金属がこの半導体材料に形成される。それによってかなり頻繁に生ずる問題は
、エッチングが、さらに、ある程度横方向に作用し、金属材料が、構造物のすべ
ての独立した要素の外側に多少突出する“ｈａｔ（帽子形状）”の形成を引き起
こすことである。この“ｈａｔ”は、上記に従うステップ２のインプリントに関
して基板のポリマー材料に捕獲される危険があり、それが、インプリントの容認
できない結果を生ずる。
この場合、半導体材料、シリコン／シリカの平らなプレートは、ポリマー材料、
いわゆる、レジスト、好ましくはポジレジストによってコーティングされる。ナ
ノメートルサイズのパターンは、放射によってレジストで画定され、その後、そ
のレジストは、パターンに従って、その放射された部分に展開され、そのために
、プレートは、これらの部分に露出される。たとえば、Ｃｒなどの金属は、その
後、プレートの露出した部分に塗布され、その後、レジストの残存部分は、リフ
トオフプロセスで除去される。所望の三次元構造物は、ここでは、エッチング、
プラズマエッチングによって展開されることが可能で、それによって、パターン
に従って金属が、マスクを構成する。それゆえ、そのエッチングは、半導体材料
において行われ、そして、その構造には、構造物の独立した要素のトップ層とし
て金属がこの半導体材料に形成される。それによってかなり頻繁に生ずる問題は
、エッチングが、さらに、ある程度横方向に作用し、金属材料が、構造物のすべ
ての独立した要素の外側に多少突出する“ｈａｔ（帽子形状）”の形成を引き起
こすことである。この“ｈａｔ”は、上記に従うステップ２のインプリントに関
して基板のポリマー材料に捕獲される危険があり、それが、インプリントの容認
できない結果を生ずる。
【０００６】
現在まで、三次元構造物が、ちょうど記述したばかりのエッチング方法におけ
る第１ステップ、すなわちリフトオフプロセスに至る、そしてそれを含むステッ
プに従って塗布される金属材料のみで構成されるテンプレートの使用は不可能で
あった。これは、その場合、より厚く塗布される金属が、プレートにきわめてゆ
るく接着されるという事実によるものである。それゆえ、構造物の部分が、プレ
ートからゆるみ、それによって、テンプレートがその目的に直ぐに役に立たなく
なる。
る第１ステップ、すなわちリフトオフプロセスに至る、そしてそれを含むステッ
プに従って塗布される金属材料のみで構成されるテンプレートの使用は不可能で
あった。これは、その場合、より厚く塗布される金属が、プレートにきわめてゆ
るく接着されるという事実によるものである。それゆえ、構造物の部分が、プレ
ートからゆるみ、それによって、テンプレートがその目的に直ぐに役に立たなく
なる。
【０００７】
（発明の開示）
本発明は、上記の複雑な問題を解消し、そして、好ましくはナノインプリント
リソグラフィのためのテンプレートの製作に関する方法を提供することであり、
その方法が、簡単で、費用がかからず、かつ反復性があり、そして、その方法は
、耐久性のある小さな寸法で、その後のインプリントのステップのために有益な
プロファイルをもたらすことを目的としている。
リソグラフィのためのテンプレートの製作に関する方法を提供することであり、
その方法が、簡単で、費用がかからず、かつ反復性があり、そして、その方法は
、耐久性のある小さな寸法で、その後のインプリントのステップのために有益な
プロファイルをもたらすことを目的としている。
【０００８】
これらおよび他の目的は、それが特許請求の範囲で定義されるように、本発明
による方法によって達成される。
による方法によって達成される。
【０００９】
テンプレートは、それ自体周知の技術に従って、第１材料であるプレートに塗
布される第２の構造物形成材料によって、たとえば、第２材料をプレート上に蒸
着することにより結果として起こる、レジスト材料でのパターン形成によって、
本発明に従って製作され、それにより、レジスト材料が、マスクを構成する。こ
の後、熱処理ステップは、本発明に従って、少なくとも１５０℃で、しかし、第
２材料の融解温度以下で行われ、それによって、構造物のディテールが耐久性の
あるテンプレート組成のためにプレートに固定される。
布される第２の構造物形成材料によって、たとえば、第２材料をプレート上に蒸
着することにより結果として起こる、レジスト材料でのパターン形成によって、
本発明に従って製作され、それにより、レジスト材料が、マスクを構成する。こ
の後、熱処理ステップは、本発明に従って、少なくとも１５０℃で、しかし、第
２材料の融解温度以下で行われ、それによって、構造物のディテールが耐久性の
あるテンプレート組成のためにプレートに固定される。
【００１０】
本発明を特定の理論に制約することなく、所望の固着が、互いに面する第１材
料と第２材料の表面間での化学的相互作用によって達成されるであろう。たとえ
ば、第１材料がＳｉＯ２で構成され、第２材料がＣｒで構成されるとき、酸化ク
ロムが、おそらくは単に、接触面層における少数原子のために、熱処理で形成さ
れることが可能であり、それが、２つの材料間の結合をもたらす。
料と第２材料の表面間での化学的相互作用によって達成されるであろう。たとえ
ば、第１材料がＳｉＯ２で構成され、第２材料がＣｒで構成されるとき、酸化ク
ロムが、おそらくは単に、接触面層における少数原子のために、熱処理で形成さ
れることが可能であり、それが、２つの材料間の結合をもたらす。
【００１１】
（発明を実施するための最良の形態）
下記において、本発明は、図面を参照としてより詳細に記述されている。
【００１２】
図１には、周知の技術により、テンプレート上に製作され得るいくつかの異な
る構造物のディテールが、断面図で示されている。プレート１上には、材料２の
異なる想像される構造物のディテール３ａ乃至ｅが、製作されている。ディテー
ル３ａは、図示されていない基板で加熱することによって軟化され、冷却するこ
とによって凝固されるレジストでのインプリント後、基板上のレジストに捕獲さ
れる危険がある有益でないプロファイルを示している。これは、さらに、構造物
のディテール３ｂの場合であり、それは、上述の周知技術に従うエッチングによ
って製作され、そして、それは、突出する“ｈａｔ”を示している。これに反し
て構造物のディテール３ｃ、３ｄ、あるいはもしかすると３ｅでさえ、インプリ
ントに有益である。このような構造物のディテールは、上述の周知技術に従う電
気メッキによって製作され得るが、十分に小さい寸法ではなく、そして、困難で
ある。本発明によれば、有益をもたらすように、所望の小さな寸法で、簡単に、
費用がかからず、耐久性かつ反復性のある方法で、テンプレート上に、好ましい
例示３ｃ、３ｄに従い、構造物のディテールが製作され得る。
る構造物のディテールが、断面図で示されている。プレート１上には、材料２の
異なる想像される構造物のディテール３ａ乃至ｅが、製作されている。ディテー
ル３ａは、図示されていない基板で加熱することによって軟化され、冷却するこ
とによって凝固されるレジストでのインプリント後、基板上のレジストに捕獲さ
れる危険がある有益でないプロファイルを示している。これは、さらに、構造物
のディテール３ｂの場合であり、それは、上述の周知技術に従うエッチングによ
って製作され、そして、それは、突出する“ｈａｔ”を示している。これに反し
て構造物のディテール３ｃ、３ｄ、あるいはもしかすると３ｅでさえ、インプリ
ントに有益である。このような構造物のディテールは、上述の周知技術に従う電
気メッキによって製作され得るが、十分に小さい寸法ではなく、そして、困難で
ある。本発明によれば、有益をもたらすように、所望の小さな寸法で、簡単に、
費用がかからず、耐久性かつ反復性のある方法で、テンプレート上に、好ましい
例示３ｃ、３ｄに従い、構造物のディテールが製作され得る。
【００１３】
図２ａには、たとえば、金属材料、半導体材料あるいはポリマー材料などの第
１材料のプレート１が、断面図で示されている。そのプレート１は、レジスト材
料、適切には、ポジレジストの層４によって、前のステップで、その１つの側に
コーティングが施されている。レジスト材料４は、所望の構造物のためのパター
ンを画定する放射５に曝され、その放射５は、電子ビームで構成されるのが好ま
しい。しかしながら、さらに、たとえば、Ｘ線放射、レーザー放射あるいはＵＶ
放射などの形状をとる放射を使用することも考えられる。パターンは、たとえば
、レジスト材料４における線あるいは点で構成され得る。図２ｂにおいて、テン
プレートは、レジスト材料４が、それ自体周知の方法で展開された後が示され、
故に、そのプレート１は、パターンの放射された部分のパターンに従って露出さ
れ、そして、その後、本発明により第２材料６は、プレート１のそのようにして
露出された部分に、好ましくは蒸着によって塗布される。第２材料６は、Ａｌ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕ、あるいは、それらの合金、たとえば、Ｔｉ−Ａｕ
の合金からなる群から選択されることが好ましい金属材料で構成され、そして、
三次元構造物の組成のために、約１５０Å−３００ｎｍの厚さで塗布される。い
うまでもなく、金属６’は、蒸着に関して、レジスト材料４にも着定されるが、
それは、本発明に関連するものではない。これに関して、三次元構造物の厚さが
、蒸着できわめて容易にコントロールされることは、本発明の利点である。
１材料のプレート１が、断面図で示されている。そのプレート１は、レジスト材
料、適切には、ポジレジストの層４によって、前のステップで、その１つの側に
コーティングが施されている。レジスト材料４は、所望の構造物のためのパター
ンを画定する放射５に曝され、その放射５は、電子ビームで構成されるのが好ま
しい。しかしながら、さらに、たとえば、Ｘ線放射、レーザー放射あるいはＵＶ
放射などの形状をとる放射を使用することも考えられる。パターンは、たとえば
、レジスト材料４における線あるいは点で構成され得る。図２ｂにおいて、テン
プレートは、レジスト材料４が、それ自体周知の方法で展開された後が示され、
故に、そのプレート１は、パターンの放射された部分のパターンに従って露出さ
れ、そして、その後、本発明により第２材料６は、プレート１のそのようにして
露出された部分に、好ましくは蒸着によって塗布される。第２材料６は、Ａｌ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕ、あるいは、それらの合金、たとえば、Ｔｉ−Ａｕ
の合金からなる群から選択されることが好ましい金属材料で構成され、そして、
三次元構造物の組成のために、約１５０Å−３００ｎｍの厚さで塗布される。い
うまでもなく、金属６’は、蒸着に関して、レジスト材料４にも着定されるが、
それは、本発明に関連するものではない。これに関して、三次元構造物の厚さが
、蒸着できわめて容易にコントロールされることは、本発明の利点である。
【００１４】
図２ｃにおいて、レジスト材料４の残りは、同上に位置する金属材料６’を有
して、除去される。これは、リフトオフプロセスを使用して、たとえば、プロセ
スがそれ自体周知である、アセトンで溶解することにより行われることが好まし
い。金属材料６は、プレート１上に残存し、所望の三次元構造物を形成するが、
それは、テンプレートとして使用される材料６を有するプレート１として、まさ
にその時プレート１にきわめてゆるやかに接着される。
して、除去される。これは、リフトオフプロセスを使用して、たとえば、プロセ
スがそれ自体周知である、アセトンで溶解することにより行われることが好まし
い。金属材料６は、プレート１上に残存し、所望の三次元構造物を形成するが、
それは、テンプレートとして使用される材料６を有するプレート１として、まさ
にその時プレート１にきわめてゆるやかに接着される。
【００１５】
図２ｄには、“Ｑ”の符号によって象徴的に示される本発明による熱処理のス
テップ後、どのように金属材料６がプロファイルにおいて多少変化するかが示さ
れている。そのプロファイルは、それによって、わずかな程度に、より有益に傾
斜し、そのうえ、最も重要なことだが、金属材料６は、おそらくは、金属材料６
とプレート１との間の接触面における化学的相互作用によって、プレート１に固
定されている。その熱処理Ｑは、本発明によれば、金属材料６の融解温度よりも
低く、そして、いうまでもなく、さらに、プレート１の材料のための融解温度よ
りも低い温度で行われる。適切には、熱処理の間の温度は、少なくとも２００℃
、好ましくは少なくとも２５０℃、そして、更に好ましくは少なくとも３５０℃
であるが、上限８００℃、好ましくは上限７５０℃、そして更に好ましくは上限
６５０℃である。そのうえ、熱処理は、少なくとも１分、好ましくは少なくとも
２分、更に好ましくは少なくとも５分だが、最長２時間、好ましくは最長１．５
時間、更に好ましくは最長１時間の間行われる。その熱処理は、酸素を含有する
雰囲気で、しかし、さらに、窒素ガスを含む雰囲気で、オーブンの中で、加熱プ
レートあるいは別の方法で行うことも可能である。
テップ後、どのように金属材料６がプロファイルにおいて多少変化するかが示さ
れている。そのプロファイルは、それによって、わずかな程度に、より有益に傾
斜し、そのうえ、最も重要なことだが、金属材料６は、おそらくは、金属材料６
とプレート１との間の接触面における化学的相互作用によって、プレート１に固
定されている。その熱処理Ｑは、本発明によれば、金属材料６の融解温度よりも
低く、そして、いうまでもなく、さらに、プレート１の材料のための融解温度よ
りも低い温度で行われる。適切には、熱処理の間の温度は、少なくとも２００℃
、好ましくは少なくとも２５０℃、そして、更に好ましくは少なくとも３５０℃
であるが、上限８００℃、好ましくは上限７５０℃、そして更に好ましくは上限
６５０℃である。そのうえ、熱処理は、少なくとも１分、好ましくは少なくとも
２分、更に好ましくは少なくとも５分だが、最長２時間、好ましくは最長１．５
時間、更に好ましくは最長１時間の間行われる。その熱処理は、酸素を含有する
雰囲気で、しかし、さらに、窒素ガスを含む雰囲気で、オーブンの中で、加熱プ
レートあるいは別の方法で行うことも可能である。
【００１６】
図３ａ乃至ｃには、本発明の第２実施形態によるテンプレート製作のためのプ
ロセスステップが示されている。図２ａ乃至ｄにおけるプレートと同一材料から
なるであろうプレート１は、図３ａでは、ポリマー材料７の１５０Å−３００ｎ
ｍの厚さの層、好ましくはレジスト、そして、更に好ましくはネガレジスト、た
とえば、ＳＵ８の名称のもとにＭｉｃｒｏ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ ＧｍｂＨによって販売されているネガレジストでコーティングされている。
ネガレジストは、この点について、ポリマーレジスト材料が、熱あるいは放射で
の露出で、橋かけ結合されることにより画定され、その後、露出されていない部
分は、展開方法、通常、レジストのタイプによって、異なるタイプの展開電そう
の助けで除去され得る。レジスト７は、所望の構造物のためのパターンを画定す
る放射５に曝され、その放射５は、適切には、電子ビームで構成される。しかし
ながら、さらに、たとえば、Ｘ線放射、レーザー放射あるいはＵＶ放射などの形
状をとる放射を使用することも考えられる。パターンは、たとえば、レジスト材
料７において線あるいは点で構成されている。
ロセスステップが示されている。図２ａ乃至ｄにおけるプレートと同一材料から
なるであろうプレート１は、図３ａでは、ポリマー材料７の１５０Å−３００ｎ
ｍの厚さの層、好ましくはレジスト、そして、更に好ましくはネガレジスト、た
とえば、ＳＵ８の名称のもとにＭｉｃｒｏ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ ＧｍｂＨによって販売されているネガレジストでコーティングされている。
ネガレジストは、この点について、ポリマーレジスト材料が、熱あるいは放射で
の露出で、橋かけ結合されることにより画定され、その後、露出されていない部
分は、展開方法、通常、レジストのタイプによって、異なるタイプの展開電そう
の助けで除去され得る。レジスト７は、所望の構造物のためのパターンを画定す
る放射５に曝され、その放射５は、適切には、電子ビームで構成される。しかし
ながら、さらに、たとえば、Ｘ線放射、レーザー放射あるいはＵＶ放射などの形
状をとる放射を使用することも考えられる。パターンは、たとえば、レジスト材
料７において線あるいは点で構成されている。
【００１７】
図３ｂは、レジスト材料７が、それ自体周知の方法で展開された後のテンプレ
ートを示しており、そのために、レジスト７の露出されていない部分が除去され
る。残存部分８は、本発明による熱処理のための温度よりも低い温度での熱処理
によって硬化され、その後、構造物のディテール８は、“Ｑ”の符号で象徴的に
示される本発明に従って熱処理が施される。さらに、この場合、熱処理は、多少
より傾斜するプロファイルを結果として生じ（図３ｃ）、それゆえ、構造物のデ
ィテール８は、プレート１に接着される。熱処理Ｑは、図２ｄを参照として記述
されたものと同一方法で行われるが、画定された範囲の下方部分における温度、
たとえば、約２６０℃〜３００℃で行われるのが好ましい。
ートを示しており、そのために、レジスト７の露出されていない部分が除去され
る。残存部分８は、本発明による熱処理のための温度よりも低い温度での熱処理
によって硬化され、その後、構造物のディテール８は、“Ｑ”の符号で象徴的に
示される本発明に従って熱処理が施される。さらに、この場合、熱処理は、多少
より傾斜するプロファイルを結果として生じ（図３ｃ）、それゆえ、構造物のデ
ィテール８は、プレート１に接着される。熱処理Ｑは、図２ｄを参照として記述
されたものと同一方法で行われるが、画定された範囲の下方部分における温度、
たとえば、約２６０℃〜３００℃で行われるのが好ましい。
【００１８】
図４ａ乃至ｃには、本発明の第１実施形態により製作される３つの異なるテン
プレートが示され、それらはしかるべく、１０分間、２００℃、４００℃および
６００℃でそれぞれ処理される。三次元構造物は、シリコンのプレートに塗布さ
れるアルミニウムのラインで構成される。既に、２００℃での熱処理で（図４ａ
）、金属はプレートに適切に接着され、そのプロファイルは、インプリントを意
図したものには十分である。４００℃での熱処理で（図４ｂ）、構造物要素のプ
ロファイルは、より有益に多少傾斜するようになり、そして、６００℃で（図４
ｃ）、そのプロファイルが、かなり傾斜することは明らかである。
プレートが示され、それらはしかるべく、１０分間、２００℃、４００℃および
６００℃でそれぞれ処理される。三次元構造物は、シリコンのプレートに塗布さ
れるアルミニウムのラインで構成される。既に、２００℃での熱処理で（図４ａ
）、金属はプレートに適切に接着され、そのプロファイルは、インプリントを意
図したものには十分である。４００℃での熱処理で（図４ｂ）、構造物要素のプ
ロファイルは、より有益に多少傾斜するようになり、そして、６００℃で（図４
ｃ）、そのプロファイルが、かなり傾斜することは明らかである。
【００１９】
製作されるテンプレートは、同一出願人の同時係属出願ＳＥ−Ａ０−９９０４
５１７−１に記述されているように、ナノメートルサイズの構造物のリソグラフ
ィのための装置に使用されることが好ましいが、必ずしも限定されるものではな
い。
５１７−１に記述されているように、ナノメートルサイズの構造物のリソグラフ
ィのための装置に使用されることが好ましいが、必ずしも限定されるものではな
い。
【００２０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではないが、特許請求の範囲内で変
更され得る。それゆえ、テンプレートの製作方法は、さらに、半導体構成要素、
バイオセンサなど以外の他の対象の製作に関して、たとえば、ＣＤの製作に関し
て使用されることができることは十分に理解される。第２の構造物形成材料は、
おそらくはまだ開発されていない他の方法で、第１材料に塗布されることができ
ることもまた十分に理解される。この点について、第１材料および第２材料は、
同一材料で構成されることがさらに考えられる。そのうえ、第２材料が金属材料
で構成されるとき、図２ａを参照すると、本発明による第２材料の塗布に関して
使用されるレジスト層は、同一出願人の同一係属出願ＳＥ−Ａ０−０００１４３
０−８に記述されているように、レジスト材料でアンダーカットプロファイルを
有益に達成するために、２つ以上の層、たとえば、ポジレジストの下方層とネガ
レジストの上方層から形成され得ることは十分に理解される。
更され得る。それゆえ、テンプレートの製作方法は、さらに、半導体構成要素、
バイオセンサなど以外の他の対象の製作に関して、たとえば、ＣＤの製作に関し
て使用されることができることは十分に理解される。第２の構造物形成材料は、
おそらくはまだ開発されていない他の方法で、第１材料に塗布されることができ
ることもまた十分に理解される。この点について、第１材料および第２材料は、
同一材料で構成されることがさらに考えられる。そのうえ、第２材料が金属材料
で構成されるとき、図２ａを参照すると、本発明による第２材料の塗布に関して
使用されるレジスト層は、同一出願人の同一係属出願ＳＥ−Ａ０−０００１４３
０−８に記述されているように、レジスト材料でアンダーカットプロファイルを
有益に達成するために、２つ以上の層、たとえば、ポジレジストの下方層とネガ
レジストの上方層から形成され得ることは十分に理解される。
【図１】
図１は、テンプレート上にあり、そのいくつかは有益であり、他は、有益では
ない、いくつかの異なる三次元構造物を示す断面図である。
ない、いくつかの異なる三次元構造物を示す断面図である。
【図２】
図２ａ乃至ｄは、本発明の第１実施形態によるテンプレートの製作のためのプ
ロセスステップを示す断面図である。
ロセスステップを示す断面図である。
【図３】
図３ａ乃至ｃは、本発明の第２実施形態によるテンプレートの製作のためのプ
ロセスステップを示す断面図である。
ロセスステップを示す断面図である。
【図４】
図４ａ乃至ｃは、本発明により製作される３つの異なるテンプレートのＳＥＭ
の写真を断面図および光学レンズとで示している。
の写真を断面図および光学レンズとで示している。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
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ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，
ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ
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ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，
ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (12)
- 【請求項１】 好ましくは、ナノインプリントリソグラフィのためのテンプ
レートの製作に関する方法であり、該テンプレートが、第１材料の平らなプレー
ト（１）と、該プレートに配置される第２材料の三次元構造物（６、８）とを備
え、該第２材料の予備が、該構造物を形成するため、該方法で該プレートに塗布
され、該第２材料が、その後は、該テンプレートの製作のために少なくとも１５
０℃の熱処理（Ｑ）によって該第１材料のプレートに固定されることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 前記第１材料が、金属材料、半導体材料、セラミック材料、
ポリマー材料からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 【請求項３】 前記第２材料が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕおよび
これらの材料の合金からなる群から選択されることが好ましい金属材料からなる
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。 - 【請求項４】 前記第２材料が、ポリマー材料、好ましくはレジスト材料か
ら構成されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 前記熱処理（Ｑ）が、前記第２材料の融解温度よりも低い温
度で、適切には、少なくとも２００℃の温度で、好ましくは少なくとも２５０℃
で、さらにいっそう好ましくは少なくとも３５０℃で、しかし、上限８００℃で
、好ましくは上限７５０℃で、さらに好ましくは上限６５０℃で行われることを
特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記熱処理（Ｑ）が、少なくとも１分、好ましくは少なくと
も２分、さらにいっそう好ましくは少なくとも５分、しかし、最長２時間、好ま
しくは最長１．５時間、さらに好ましくは最長１時間の間行われることを特徴と
する請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記熱処理（Ｑ）が、酸素を含有する雰囲気で行われること
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 前記熱処理（Ｑ）が、窒素ガスの雰囲気で行われることを特
徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 前記第２材料の前記予備の塗布は、 （ａ）前記プレート（１）が、前記プレートの側面の１つにレジスト材料の層
（４）でコーティングされるステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）における前記レジスト材料（４）が、好ましくは電子ビ
ームによって、前記構造物のためのパターンを画定する放射（５）に曝されるス
テップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）における前記レジスト材料（４）が、展開され、そのた
めに、前記プレート（１）が、好ましくは該パターンの放射された部分において
、該パターンに従って露出されるステップと、 （ｄ）前記第２材料が、好ましくは蒸着によって、前記プレート（１）の露出
された部分に塗布されるステップと、かつ、 （ｅ）前記レジスト材料の残存する部分が、好ましくは、リフトオフプロセス
で除去され、その後、前記第２材料が、前記プレート（１）に残存し、前記構造
物（６）を形成するステップと、 を備えていることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第２材料の前記予備の塗布は、 （ａ）前記プレート（１）が、前記プレートの側面の１つに前記第２材料の層
（７）でコーティングされるステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）における前記第２材料が、好ましくは電子ビームによっ
て、前記構造物のためのパターンを画定する放射（５）に曝されるステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）における前記第２材料が、好ましくは該パターンの放射
されていない部分に、該パターンに従って露出されるステップと、かつ、 （ｅ）前記第２材料の残存する部分が、前記熱処理のための温度よりも低い温
度で硬化され、それによって、前記第２材料が、前記構造物（８）を形成するス
テップと、 を備えていることを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記第２材料が、前記構造物（６、８）の組成のため１５
０Å−３００ｎｍの厚さに塗布されることを特徴とする請求項１から１０のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項１２】 ナノインプリントリソグラフィのためのテンプレートであ
って、該テンプレートが、第１材料の平らなプレート（１）と、該プレートに配
置される第２材料の三次元構造物（６、８）とを備え、該プレートが、請求項１
から１１のいずれか一項による方法を使用して製作されることを特徴とするテン
プレート。
Applications Claiming Priority (3)
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| SE0001931-5 | 2000-05-24 | ||
| SE0001931A SE516414C2 (sv) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Metod vid tillverkning av en mall, samt mallen tillverkad därav |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2001586524A Pending JP2003534651A (ja) | 2000-05-24 | 2001-04-10 | テンプレートの製作に関する方法およびその方法で製作されるテンプレート |
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