JP2010219523A - ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法 - Google Patents

ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010219523A
JP2010219523A JP2010046387A JP2010046387A JP2010219523A JP 2010219523 A JP2010219523 A JP 2010219523A JP 2010046387 A JP2010046387 A JP 2010046387A JP 2010046387 A JP2010046387 A JP 2010046387A JP 2010219523 A JP2010219523 A JP 2010219523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
pattern
trench
layer
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010046387A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5680315B2 (ja
Inventor
Stefan Landis
ステファン・ランディ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of JP2010219523A publication Critical patent/JP2010219523A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5680315B2 publication Critical patent/JP5680315B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B81C99/0075—Manufacture of substrate-free structures
    • B81C99/009—Manufacturing the stamps or the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0017—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor for the production of embossing, cutting or similar devices; for the production of casting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0156—Lithographic techniques
    • B81C2201/0159—Lithographic techniques not provided for in B81C2201/0157
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/03—Processes for manufacturing substrate-free structures
    • B81C2201/034—Moulding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

【課題】ポジタイプのインプリントを作るために使われるリソグラフィ技術を提供する。
【解決手段】
本発明は三次元のインプリントモールドを形成する装置であって、少なくとも、・基板であって、該基板の平面に垂直な少なくとも１つの部分を持つ少なくとも１つの交互層を有する、互いに対して選択的にエッチングされうる第１のタイプの材料と第２のタイプの材料の、基板と、・表面形態であって、少なくとも、ａ）前記形態のいずれかの側に配置された基板の表面に対する第１のレベルにその最上部が存在するような第１のパターンであって、これらの第１のパターンが第１のタイプの材料にあるもの、ｂ）および、基板の前記表面に対して少なくとも第２のレベルを持ち、第１のレベルとは異なり、かつそれより低い第２のパターンであって、これらの第２のパターンが第２のタイプの材料にあるもの、を有する表面形態と、を有する装置に関する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、いわゆるナノインプリント、すなわち、構築されるべき基板上に堆積された樹脂層の中に、場合によってマイクロメートル級および／またはナノメートル級の寸法を持ったネガタイプのパターンを有するモールドをプレスすることによって、ポジタイプのインプリントを作るために使われるリソグラフィ技術の領域に関する。
従って、樹脂またはポリマーの、数ナノメートルから数ミクロンの幅を持ったパターンを得て、そして次にそれらを基板に転送することことが可能である。
この技術によって、多数の構造を、一つのモールドから経済的かつ確実に、速やかに形成することが可能である。つまり、一つのモールドの使用は、時間および／または金に関して高くつくような一つの手法の実行のみを必要とするだけであって、要求されるナノメートル級の解像度を持った構造を得るために、それが単独で使われうる。
ナノインプリントによるリソグラフィを実行するのには、現在、２つのアプローチが可能である。
・ポリマーを、そのガラス転移温度を超えて加熱すること、および一般にシリコンまたはニッケルのモールドによってそれを形成することから成る熱間インプリント、
・ＵＶ支援インプリント。この場合、例えば石英（水晶）の透明なモールドが、モールドが用いられる間に、モノマーまたはＵＶ露光によって架橋結合されたプレポリマーにプレスされる。この技術は、現在、主要な開発を経験している。なぜなら、異なるインプリントされたレベルを透明なモールドにそろえることが可能であるからである。
モールドの製造は決定的な（重大な）ステップである。というのは、解像度、モールドの寿命、ナノインプリントおよびナノモールディングの製造速度、および収益性は、使われるモールドの品質とコストに大いに依存するからである。
モールドの表面上のレリーフ（浮き彫り）におけるプリントされるべきパターンは、以下のいずれかによって得られる。
−電子的リソグラフィと反応イオンエッチング、
−または他の予め作られたモールド（マスター）の複製
電子的リソグラフィを用いて、電子に感応性の樹脂の層上に合焦点された電子ビームでモールドを得ることができる。次に樹脂の物理化学的特性が選択的に修正されうる。このビームは限定された絶縁物の領域への電磁場によって案内される。そのために、何らかのタイプの形状が作られうる。高い精度でサンプルを１つの領域から他の領域まで機械的に動かすことによって、大きな表面またはウェーハ全体をカバーするパターンが描ける。
電子−樹脂／基板の相互作用および使われる樹脂の特性に対する電子リソグラフィシステムの性能レベルを考慮して、得られる最小寸法は密集するパターン（ラインまたはパッドまたはスペースの配列）に対して通常２０から５０ｎｍであり、いわゆる隔離されたパターン、例えばライン、に対して６から１０ｎｍに達しうる。さらに小さい寸法の構造を規定するために、非特許文献１に記載されるように、より大きなエネルギーの電子ビームが使われうる。
例えば、いわゆる「ｅ−ビーム」タイプの電子的リソグラフィ法は、一般に、非常に高い解像度を持ったモールドを作るために使われる。光学リソグラフィ法（１９３ｎｍ浸透リソグラフィ）は、３０ｎｍ以下の解像度を持ったパターンを得ることを可能にしない。
電子的リソグラフィが非常に高い解像度の達成を可能にする一方で、それはいくつかの主要な制限を持つ。つまり、
・電子ビームによる樹脂の書き込みスピード（従ってナノインプリントマスクの製作のスピードとコスト）は、通常、最も高い解像度（１０ｎｍ以下）に達することができる装備で書き込むことに対して数１０−４ｃｍ２／ｓに、またマルチビーム、成形ビーム、または投影技術に対して数ｃｍ２／ｓのオーダーに制限される（しかし解像度はその時３０ｎｍに制限される）。
・どんな種類の形状に対しても達成できる解像度は伝統的に２０ｎｍ以上である。１０ｎｍ以下の解像度は、一般に孤立したラインまたはパッドのような、あるいは小さな密集度を持つような、すなわち最も近い隣接したものから、パターン自体の大きさよりほぼ３から４倍大きい（さらにもっと大きい）離隔距離をもった、非常に単純な究極のリソグラフィによって達成されるのみである。
・前記電子的リソグラフィ法の高いコスト。この究極のリソグラフィを行なうために必要な装備は非常に複雑であり、そして非常に高価である。また、書込み速度が光学リソグラフィのものよりも２から３倍遅いため、このことは、大きな活性表面（数ｃｍ２より大きい）を持った高解像度モールドを製造するためのコストが、過度に高いことを意味する。それでも、ナノインプリントモールドがなお有利になるほど、その表面はますます大きくなる。
・ゆえに、形成された究極のタイプのパターン（＜１０ｎｍ）は２Ｄ（二次元）タイプの幾何学的形状を持つ。電子的リソグラフィが、２Ｄタイプ（二次元タイプ）パターン、つまりそれぞれのパターンがいわゆるスレシュホールド樹脂を使って同じ深さを持つもの、および、いわゆるグレースケール樹脂を使った３Ｄタイプ（三次元タイプ）パターン（パターンに応じて可変の深さを持つもの）の両方を規定することを可能にする。それにもかかわらず、現在では、電子的リソグラフィの究極の解像度能力を３Ｄタイプのパターンを形成するその能力と組み合わせることはできない。
F.Carcenac et al. in Microelectron. Eng. 53, p. 163 (2000)
従って本発明の目的は、これらすべての制限に対する技術的な解決策を提案することである。
本発明の一つの特定の目的は、いくらかの高さ（但しこの用語は、高さおよび／または深さの意味で使われる）を持ったモールドを作るための従来の方法に必要とされるような、一連のリソグラフィ−エッチングのステップをいくらも使うことなしに、三次元モールドを作ることである。
本発明は、第一に、三次元のインプリントモールドを製造する方法であって、少なくとも、
ａ）基板における幅Ｗと深さｈの、少なくとも１つのトレンチを、例えば光学リソグラフィによって形成するステップと、
ｂ）これらのトレンチにおいて交互層、例えば、基板に少なくとも部分的に垂直な、トレンチのプロファイル（側面）に沿って堆積されたコンフォーマルな層であって、第１の材料、および該第１の材料に対して選択的にエッチングされうる第２の材料にあるような、を形成するステップと、
ｃ）前記層を選択的にエッチングし、少なくとも、以下を有する形態（トポロジー）を形成するステップ、つまり、
−前記形態のいずれかの側の配置された、その最上部が基板の表面に対する第１のレベルに存在する第１のパターンであって、これらの第１のパターンが第１の材料にあるもの、
−および、基板の前記表面に対して少なくとも第２のレベルを持ち、第１のレベルとは異なり、かつそれより低い第２のパターン、例えば第１のパターンと交互するナノトレンチであって、これらの第２のパターンが第２の材料にあるもの、
を有する形態を形成するステップと、
を有することを特徴とする方法に関する。
この方法はナノインプリントモールドを得ることを可能にする。このモールドにより、例えば、樹脂のような材料にインプリントされる、ラインの密集する配列を作ることができ、これらのラインはトレンチによって規定された輪郭に沿ったものとなる。
交互層は、トレンチの中央を通過し、基板の平面およびトレンチの底に垂直な平面に対し、すべての堆積された層が少なくとも２つの対称な部分を有するようにトレンチに堆積されうる。
本発明による１つの方法において、交互層はエピタキシーによって形成されうる。
選択的エッチングが、形態のいずれかの側で基板の少なくとも一部をエッチングすることをも可能にするならば、第１のパターンは基板の表面に対して突出する。例えば第２の材料は、好ましくは基板と同じ速度でエッチングされる。この第２の材料はまた、基板の材料と同一でありうる。
変形として、エッチングが第２の材料を好ましくエッチングするならば、選択的エッチングの後の第１のパターンの最上部は、基板の表面のレベルに等しいレベルを実質的に持つ。
他の変形において、この方法は、
−ステップｃ）の前の、第１および第２の材料の２つのレベルを基板の最上部のレベルより低いレベルにすることを可能にする、第１の材料および第２のタイプの異方性エッチング、
−次に第２の材料の選択的エッチングであって、選択的エッチングの後の第１のパターンの最上部が基板の表面のレベルより低いレベルにあるようにすること
を有する。
ステップｂ）は、基板およびトレンチの底にもっぱら垂直な交互層のトレンチにおける形成を有しうる。
トレンチの底に平行なコンフォーマルな交互層の堆積を制限または抑制する材料がトレンチの底に存在しうる。これは例えば酸化物である。任意選択的な表面研磨の後にトレンチに作られた交互層は、トレンチの底の表面にもっぱら垂直である。
本発明による１つの方法において、基板はＳＯＩタイプのものとすることができる。そして次に、トレンチの底に存在する交互層の堆積を制限または抑制する材料の任意選択的な層が、埋設された絶縁層の範囲までＳＯＩ半導体材料の表面層をエッチングすることによって得られうる。
あるいは、コンフォーマルな交互層の堆積を制限または抑制する材料の層も堆積によって形成されうる。
１つの変形によれば、コンフォーマルな交互層の堆積を制限または抑制する材料は、交互層の堆積の前に基板の最上部の上にも存在し得る（それはその時例えば堆積または成長によって得られる）。そして交互層の堆積の後に除去される。次に交互層のみがトレンチ内に形成され、トレンチの底の表面にもっぱら垂直に堆積される。
トレンチの底および基板の最上部の上への交互層の堆積を制限または抑制する材料を形成することは、いわゆる「スペーサー」材料の層を堆積することを有ししうる。
例えばこの「スペーサー」材料は、基板の最上部、トレンチの側壁および底から成る組の上に堆積され、次にトレンチの側壁にもっぱらならうか、または沿ったスペーサー材料を残すために、光等方的にエッチングされる。
最終的に、堆積を制限または抑制する層は、トレンチの底および基板の最上部の上への堆積または反応によって形成されうる。
ステップｂ）は、基板およびトレンチの底に部分的に垂直で、そしてトレンチの底の表面に部分的に平行な交互層のトレンチにおける形成を有しうる。
トレンチの底の表面に平行な交互層の部分は、トレンチに配置され、またトレンチの底の表面に垂直な交互層の２つの部分をつなぐ。
交互層の一部は基板の最上部の上に形成されうる。これらは次に、基板の最上部の上に、少なくともトレンチの側壁に沿って、そしてそれぞれのトレンチの周りに堆積され、続いて基板の最上部を露出するように、化学的または機械的技術（研磨）によって、あるいは化学機械的研磨によって基板の最上部の上で薄肉化が行なわれる。
本発明の１つの方法において、いくつかのトレンチが交互層で完全に満たされないならば、自由表面の任意選択的な研磨の前に、充填材料の層の堆積を実行することもできる。この充填材料は、好都合には、交互層のために使われた少なくとも１つのタイプの材料と同じタイプのものであり、それは好ましくは、堆積された最後の層の材料と異なる。次に、充填材料は、部分的な平面性を復元する層によって充填されないトレンチの部分を充填する。
充填材料はまた、基板の最上部の上、または基板の最上部の上に存在する交互層の上にも堆積されうる。そして基板の領域の露出が、例えば化学的または機械的技術（研磨）、あるいは化学機械的研磨を使った薄肉化によってなされる。
好都合には、充填材料は最後に堆積された交互層に対して選択的にエッチングされうる。
交互に堆積される層の数は、
−堆積された最後の層が基板に対して選択的にエッチングされうる、
−充填材料が基板と同じ材料である、
ようなものでありうる。
本発明の枠組みで使われる選択的エッチングは、第２の材料の部分的なエッチングでありうる。そして第２の材料から成る第２のパターンの底は第１の材料に対して好ましくエッチングされる。
本発明はさらに、三次元のインプリントモールドを形成する装置であって、少なくとも、
−少なくとも１つの交互層を有する基板であって、該層が、第１の材料と、該第１の材料に対して選択的にエッチングされうる第２の材料の、基板の平面に垂直な少なくとも１つの部分を持つような基板と、
−表面形態であって、少なくとも、
ａ）第１のパターンであって、その最上部が、前記形態のいずれかの側に配置された基板の表面に対する第１のレベルにあり、これら第１のパターンが第１の材料であるようなもの、
ｂ）および、例えばトレンチまたはナノトレンチである第２のパターンであって、その最上部が基板の前記平面に対して、第１のレベルとは異なってそれより低い第２のレベルにあり、これらのパターンが第２の材料であるようなもの、
を有する表面形態と、
を有することを特徴とする装置に関する。
第１のパターンは基板の前記表面に対して突出し、基板材料とは異なった材料でありうる。
第１のレベルは、実質的に基板の前記表面に近接する。
第１のレベルは基板の前記表面より低くありうる。
１つの特定の実施の態様による、本発明の１つの方法または装置において、第２のパターンは、１つの第２のパターンから他の第２のパターンへとエッチング速度が変化するような材料にある。エッチングの後に、これは、少なくとも２つの異なったレベルを持った第２のパターンの形成、または、深さまたはレベルが作られるトレンチ内で変化する第２のパターン、例えばナノトレンチをもたらす。
例えば交互層を形成する第２の材料は、特定の化学量論(stoichiometry)の組成におけるバリエーションを持つことができる。例えば、少なくとも２つの奇数番目の層は同じ組成から得られるが、お互いに組成は異なる。そして、異なった組成のこれらの層は、異なるエッチング速度を持ち、その異なる速度は、エッチングの後に、交互層で使われる異なった組成が存在するような数のレベルを持ったパターンを形成することにつながる。
２つの異なった交互層間のエッチング速度の相違は、好ましくは、２つの第１のパターンを分離する第２のパターンのレベル（またはナノトレンチの深さ）のバリエーションが、本発明によるナノインプリントの使用時にリソグラフィされるべき基板とこのナノインプリントモールドとの間に存在する、インプリント材料の残りの厚さの不均一性を減らすために最適化される、そのようなものである。
例えば、第１の材料はＳｉであり、第２の材料はＳｉＧｅｘ（ｘ＞１５％）であり、そして第２の材料の２つの層は組成ＳｉＧｅｘ１とＳｉＧｅｘ２を持ち、ここにｘ１≠ｘ２で、好ましくはｘ１＞１５％およびｘ２＞１５％である。
バリエーションとして、交互層を形成する材料はＳｉ、ＳｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯの中から選択される。また例えば、第１の材料および第２の材料として選ばれる材料の対は、Ｓｉ／ＳｉＯ２、またはＨｆＯ２／ＳｉＯ２の対、またはＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４の対、またはＺｒＯ２／ＳｉＯ２の対とすることができ、あるいは金属材料の対でさえありうる。
本発明の方法または装置の１つの特定の実施の態様によれば、基板は交互層を形成する材料の対の材料の１つでありうる。
本発明による１つの方法または装置において、交互層を形成する２つの材料の１つのものおよび／または他のものは、アモルファスまたは単結晶または多結晶でありうる。
本発明による１つの方法または装置において、交互層は１０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍから１０ｎｍまたは２０ｎｍの間の厚さを持ちうる。
本発明の、および／または、本発明の方法によって製造された装置は、「製品」基板をコーティングするポリマー層においてナノインプリントによるパターンを製造するモールドとして、あるいはナノインプリントモールドを形成するネガとして、使われうる。
本発明の方法の後に、複雑なモールドを得るために電子的リソグラフィによってパターンを付加することもできる。そして、本発明による方法の使用は、マスクを使う電子的リソグラフィの必要性を減らすことを可能にする。
本発明よって得られる種々の装置示す。 本発明よって得られる種々の装置示す。 本発明よって得られる種々の装置示す。 本発明よって得られる種々の装置示す。 本発明よって得られる種々の装置示す。 本発明によるナノインプリントモールドを形成するための種々の方法を示す。 本発明によるナノインプリントモールドを形成するための種々の方法を示す。 本発明によるナノインプリントモールドを形成するための種々の方法を示す。 本発明によるナノインプリントモールドを形成するための種々の方法を示す。 本発明によるナノインプリントモールドを形成するための種々の方法を示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第１の方法のステップを示す。 本発明による第２の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層が１つの表面の上に存在していることを示す。 本発明による第２の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層が１つの表面の上に存在していることを示す。 本発明による第２の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層が１つの表面の上に存在していることを示す。 本発明による第２の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層が１つの表面の上に存在していることを示す。 本発明による第２の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層が１つの表面の上に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 本発明による第３の方法のステップを示し、コンフォーマルな層の堆積を抑制する材料の層がウェーハの領域の上およびラインの端部に存在していることを示す。 ナノインプリントモールドを使うための方法と、いわゆる残りの層の厚さの現象を示す。 ナノインプリントモールドを使うための方法と、いわゆる残りの層の厚さの現象を示す。 ナノインプリントモールドを使うための方法と、いわゆる残りの層の厚さの現象を示す。 ナノインプリントモールドを使うための方法と、いわゆる残りの層の厚さの現象を示す。 複合層の１つのタイプの交互材料が、その材料を含む１つの層から他の層までの組成のバリエーションを有するような実施形態を示す。 複合層の１つのタイプの交互材料が、その材料を含む１つの層から他の層までの組成のバリエーションを有するような実施形態を示す。 複合層の１つのタイプの交互材料が、その材料を含む１つの層から他の層までの組成のバリエーションを有するような実施形態を示す。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 使われるモールドと関係する、樹脂で作られたインプリント形状の比較例である。 選択的エッチングステップの後に、本発明による方法の１つに従って得られた装置の断面を示す。 本発明による方法の異なった結果を示し、らせん形状のトレンチにおけるものを示す。そして、ナノトレンチによって分離された交互のパターンはトレンチの最初の形状に沿って広範囲な模様を持つ。 本発明による方法の異なった結果を示し、ラインの配列から形成されたトレンチにおけるものを示す。そして、ナノトレンチによって分離された交互のパターンはトレンチの最初の形状に沿って広範囲な模様を持つ。 本発明に従って得られたナノインプリントモールドの使用の後に、変形可能な層上に得られた、円形のトレンチを有する結果を示す。
本発明の実施形態を、様々な要素の参照番号が様々な図面に共通である図１から３を参照しながら、以下で詳述する。
本発明による装置の実施形態を図１Ａから１Ｄで詳述する。
これらの装置のそれぞれ、または以下で説明された方法を使って製造されたそれぞれのものは、好ましくは半導体材料である第１の材料の基板２を有し、そして好都合にシリコン、例えば単結晶シリコンでありうる。他のタイプの材料は、例えばＳｉＯ２、またはＳｉＧｅ、またはＧｅ、またはサファイア、またはＡｓＧａ、またはガラス、または石英が選択されうる。
この基板の表面上にはパターン５（または第１のパターン）の少なくとも１つの配列、または、前記パターン５の、幅Ｗのグループまたは集合体７がある。異なったパターンの最上部は、基板２の平面に平行な平面において実質的にすべて整列される。同様に、異なったパターンの最下部は、すべてそれらが含まれる基板の表面に対して実質的に同じレベルに存在する。
パターンのグループ７は、基板２の、また図１Ａ〜７Ｄのそれぞれの平面に垂直な平面Ｐ，Ｐ’に沿って少なくとも局所的な対称を持っている。
それぞれのパターンは基板に実質的に垂直に配列され、そして実質的に壁の形態にある。一次元（図１Ａ〜７Ｄのそれぞれの平面に垂直）では、それはその幅Ｗ（これは、図１Ａ〜７Ｄの平面に沿って測られたものである）に対して大きく延長され、そして実質的に１ｎｍから２０ｎｍの間である。好ましくは、それぞれのパターンは１０より小さい形状比率を持ち、この形状比率は、基板の平面に実質的に垂直な方向に測られたパターンの高さと、その幅Ｗと、の間の比率と定義される。異なったパターン５の幅は、好都合に、お互いに同一である。図１Ａから７Ｄの平面において、それぞれのパターンは実質的に矩形のものである。パターンの１つの同じ配列において、これらは互いに平行に配列される。図１Ａ〜７Ｄの平面に沿った結果は、くし形である。
トレンチまたはナノトレンチ６（または第２のタイプのパターンのパターン）は、実質的に１ｎｍから１００ｎｍの間の距離だけ、どれかの２つの隣接したパターン５（または第１のタイプのパターンのパターン）を分離する。異なったナノトレンチ６の幅は、好都合に、お互いと同一である。それぞれのトレンチ６の底はパターン５の材料と異なった材料である。これらの２つの材料の１つを他のものに対して選択的エッチングすることができる。
図１Ａ〜７Ｄのそれぞれは、交互のパターン／ナノトレンチが交互の薄層４（ｉ）から成ることを示す。
本発明による１つの装置において、パターン／ナノトレンチの交互の２つのタイプの材料によって形成される対は、好都合に、Ｓｉ／ＳｉＧｅｙであり、ここにｙ＞２０％である。あるいは、この材料の対は以下の材料の対の中から選択されうる。つまり、Ｓｉ／ＳｉＯ２、ＨｆＯ２／ＳｉＯ２、ＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２／ＳｉＯ２、Ｓｉ／Ａｕ、Ｓｉ／Ｐｔ、Ｓｉ／Ｒｈ、Ｓｉ／ＮＯ、ＳｉＯ２／Ａｕであり、これは半導体／金属の対、またはＡｕ／Ｃｕのような金属／金属、または貴金属の対であってもよい。
本発明の第１の装置を図１Ａに示す。
この場合、それぞれのパターン５は、基板２の、隣接する自由表面２’に対する高さＺを持つ。それぞれのパターンの最上部はこの高さＺでこの表面に対し突出する。
この例のナノトレンチは、パターンの最上部に対して測られた、ここでは実質的にＺに等しい深さＺ’を持つ。好都合に、ナノトレンチの底の材料は基板２と同じ材料から成る。
パターン５は基板とは異なった材料から成り、Ｓｉの基板２に対して、好都合にＳｉＧｅｙＧｅ（ｙＧｅ＞１７％）である。
示された実施形態において、パターンのグループ７は、基板２の平面に垂直な平面Ｐに沿って対称を有する。これは図１Ａ〜１Ｅのそれぞれにも当てはまり、また図２Ａ〜７Ｄの方法によって得られる装置のそれぞれにも当てはまる。この平面の１つの側に、交互の２つの材料が層４（１），４（ｉ），．．．．４（ｎ）（ｎは２から１０４の間、または例えば２から１００の間に存在しうる）の形態で見いだされる。この同じ平面の他の側において、対称である前述の平面に対して対称な、層４’（１），４’（２），．．．，４’（ｎ）の形態の、これらの２つの材料の交互が存在する。層４’（１）は、平面Ｐに対して層４（ｉ）と対称である。つまり、これらの２つの層は、同じ組成、同じ幅、および同じ高さを持つ。このタイプの対称は、さらに一般的に他の実施形態に見いだされうる。しかしながら、例えば層の一部がエッチングステップの間にマスクされる場合、この対称が存在しない本発明の実施形態がありうる。
本発明の他の装置を図１Ｂに示す。
図１Ａとは対照的に、パターン５の最上部は、実質的に基板の自由表面２’と同じレベルに存在する。
ナノトレンチ６の底はこの同じ表面に対して深さＺ’を持つ。そしてナノトレンチの底の材料は基板２の材料と異なる。
好都合に、パターン５の材料は基板２と同じ材料から成る。
前の実施形態のように、組成および厚さの対称性が、基板に垂直な対称平面Ｐのどちらかの側の層４（ｉ）および４’（ｉ）に対して、平面Ｐ，Ｐ’についてそれぞれのトレンチでも見いだされる。
本発明の他の実施形態を図１Ｃに示す。この装置では、図１Ａの装置のように、パターンの最上部は基板の自由表面２’の上の高さＺにある。
しかしながら、前の実施形態と異なり、深さが異なった少なくとも２つのナノトレンチが存在する。
前の実施形態のように、基板および図の平面に垂直な対称面Ｐ，Ｐ’のいずれかの側の層４（ｉ）と４’（ｉ）に対する組成と厚さの対称が存在する。好ましくは、それぞれのトレンチにおいて、対称性が、トレンチの深さに関して同じ平面のいずれかの側にも見いだされ、Ｚ’（２ｉ）は、層４（２ｉ）、４’（２ｉ）をエッチングすることによって得られたナノトレンチの深さを表すために使われている。
好都合に、深さＺ’（２ｉ）はパターンのグループ７のエッジから始まって、そしてそのパターンのグループ７の中央の方に拡張しつつ増加する。同じ分布が、対称的に、平面Ｐ，Ｐ’の他の側上に見いだされる。
さらに、少なくともナノトレンチの底を形成する少なくとも２つの材料は、異なった組成、すなわちエッチングの速度に影響を与える組成の違いを持つ。
１つの同じ深さを持つナノトレンチ６の底を形成する２つの層は同一の組成を持つ。
異なった組成を持つナノトレンチ６の底を形成する２つの層は異なった深さを持つ。
以下で説明したように、ナノインプリントの時のトレンチ深さの等しくない分布は、インプリントが作られる材料の残りの厚さの不均一性を埋め合わせることができる。
本発明の他の実施形態を図１Ｄに示した装置において表す。
この装置で、図１Ｂのように、パターン５の最上部は基板２の自由表面２’と同じレベルに存在する。
図１Ｃで説明した装置のように、少なくとも２つのナノトレンチ６の間のトレンチ深さに格差がある。
Ｚ’（２ｉ＋１）を、層４（２ｉ＋１），４’（２ｉ＋１）、（ｉ＝０、．．．，ｎ）をエッチングすることによって得られるナノトレンチの深さとする。
好都合に、深さＺ’（２ｉ＋１）はパターンのグループ７のエッジから始まって増加し、そしてパターンのそのグループ７の中央の方に拡大する。同じ分布が、対称的に、平面Ｐ，Ｐ’の他の側上に見いだされる。
組成と厚さの対称が図１Ｃのように見いだされるが、トレンチ深さの対称もそうである。
図１Ｃの実施形態に関してなされる組成についての観測は依然有効である。
本発明による他の装置を図１Ｅに示す。
図１Ｂと対照的に、パターン５の最上部は基板の自由表面２’のレベルの下に、その表面に対し深さＺ１’において存在する。
ナノトレンチ６の底は、その同じ表面に対して深さＺ２’において存在する。そしてナノトレンチの底の材料は基板２の材料と異なっている。パターン５の材料は基板２と同じ材料から成りうる。しかしこの場合、基板２は、該基板２の表面を攻撃することなく攻撃領域７にマスクされる。あるいは、トレンチが作られ、その側壁上に層が成長させられる基板２（ＳＯＩの場合のように）の上に他の材料が形成されうる。この材料はパターン５および６の材料と異なり、またこれらの要素５および６に対して選択的にエッチングされる。
前の実施形態のように、組成および厚さの対称性が、基板に垂直な対称平面Ｐのどちらかの側の層４（ｉ）および４’（ｉ）に対して、平面Ｐ，Ｐ’についてそれぞれのトレンチでも見いだされる。
本発明による装置の他の構造を、以下に与えられた方法の例で説明する。
本発明による方法を図２Ａから２Ｅに示す。
スタートの材料は、少なくとも１つの多層１７を有する基板２である。これは、基板および図の平面に垂直な平面Ｐに対してお互いに対称な、またそれぞれ層４（ｉ）、４’（ｉ）を含む２つの複合領域４と４’を有する。層４（ｉ）（それぞれ４’（ｉ））は、互いに対して選択的にエッチングされうる２つの材料の交互の構造から成る。２つの複合領域は幅Ｗと深さｈ４のグループ７を形成する。層４（ｉ）、４’（ｉ）は、基板２の主要な平面に垂直な、少なくとも１つの部分を持ち、その部分は基板の表面と同一平面に存在する。好ましくは、交互材料の１つは、基板と同じ速度でエッチングされ、好都合には、それは基板と同じ材料である。基板がシリコンならば、２つの材料は好都合にはＳｉとＳｉＧｅである。
図２Ｂおよび２Ｃにおいて、１つの材料が他の材料に対して選択的にエッチングされる。
エッチングは、好ましくは、基板と、該基板に近いエッチング速度を持つ交互層の材料とをエッチングすることができ、それによって装置の表面上にパターン５を形成する（図２Ｂ）。
これは図１Ａに示されたタイプの構造を与える。図１Ｃを参照してすでに上述したように、層４（２ｉ）および４’（２ｉ）の適切な組成が選択されれば、図１Ｃに示したタイプの構造を得ることもできる。
このようにして得られた構造は、例えばナノインプリント材料のトレンチを形成するためのナノインプリントモールドとして、あるいはナノインプリントモールドを形成するための「マスター」ネガとして使われうる。
あるいは、エッチングされた材料が基板に対して、および基板に近いか、または等しいエッチング速度を持つ材料に対して、好ましくは選択的にエッチングされるようにエッチングを選択することができる（図２Ｃ）。
これは図１Ｂに示されたタイプの構造を与える。図１Ｄを参照してすでに上述したように、層４（２ｉ＋１）および４’（２ｉ＋１）の適切な組成が選択されれば、図１Ｄに示されたタイプの構造を得ることもできる。
図２Ｄおよび２Ｅに示した場合では、第１の（図２Ｄ）２つの材料は異方的にエッチングされ、そのことはそれぞれのトレンチの２つの材料のレベルを減らすことにつながり、これらの２つの材料に対し実質的に同一であるレベルにつながる。
次に、（図２Ｅ）１つの材料が他の材料に対して選択的にエッチングされる。これは図１Ｅに示されたタイプの構造を与える。
このようにして得られた構造は、例えば、インプリント材料の突出するパターンを形成するためのナノインプリントモールドとして、あるいはナノインプリントモールドを形成するための「マスター」ネガとして使われうる。。
図３Ａから５Ｆは、図２Ａで説明したタイプを得るための最初の構造をとりわけ可能にする、本発明の実施形態を示す。これらの方法のいくつかは他の構造を得るために使われうる。これらの方法もまた次のエッチングステップを有する。
本発明による前記方法を図３Ａから３Ｇに示す。
基板２では、好都合に半導体材料、例えばシリコン（図３Ａ）中に、トレンチ７３と７３’が深さｈと幅Ｗにエッチングされる（図３Ｂ）。ゆえに、基板の上または中における３つのタイプの表面の間に区別がなされうる。つまり、トレンチの底７０、トレンチの側壁７１、および基板の最上部７２（トレンチのエッチングによる影響を受けない基板２の上部分）である。選ばれたコンフォーマルな交互層の堆積と適合性のある材料から形成されるこれらの表面は、表面形態８（０）、すなわち基板の最上部と軸ｙに沿って異なるレベルに位置するトレンチの表面とを有する３Ｄ（三次元）表面を規定する。
低い粗度および第１の材料の、厚さｅ（１）の、第１のコンフォーマルな層４（１）が、表面８（０）全体の上に堆積される（図３Ｃ）。一般に、この出願の全体において、上に堆積される表面８（０）の形態に層が従うならば、その層のことをコンフォーマルであるという。この第１の材料は、基板２に対して選択的にエッチングされうるように選択される。それは例えばＳｉＧｅである。この層は自由表面８（１）を持つ。
次に、第１の材料のこの表面８（１）の上に、第２の材料の、低い粗度および厚さｅ（２）の、コンフォーマルな層４（２）が堆積される（図３Ｃ）。層４（２）の材料は、層４（１）の材料に対して選択的にエッチングされうるように選択される。一般に、この出願の全体において、エッチングステップの間に、１つの材料が他の材料に対して好ましくエッチングされる場合、すなわち１つの材料のエッチングの速度が他の材料のエッチング速度よりも大きい場合に、エッチングは２つの材料の間で選択的であるという。好ましくは、層４（２）の材料は、基板２と同じ速度でエッチングされ、好都合にはこの材料は基板、例えばシリコンと同じである。
これらのステップは、形態全体にわたって厚さｈ２の複合薄層４０を形成する、厚さｅ（１）からｅ（ｎ）のｎ個のコンフォーマルな層４（１）から４（ｎ）を得るように繰り返される（図３Ｄ）。層４（ｉ＋１）は層ｉの表面８（ｉ）上に堆積され、そして層４（ｉ＋１）は、下にある層４（ｉ）を形成する材料に対して選択的にエッチングされうるように選択された材料である。
これは、お互いに対して選択的にエッチングされうる２つの上記で取り上げた材料の交互を生じさせる。つまり、
−第１の材料から成る奇数番目の層４（１）から４（２ｘ＋１）、
−および、奇数番目の層と交互に堆積され、また第２の材料で形成された偶数番目の層。これらの偶数番目の層は、基板上に堆積された層の合計数が偶数か奇数かに応じて、４（２）から４（２ｘ）として参照される。
それぞれの厚さｅ（１）からｅ（ｎ）は数ナノメートルから数十ナノメートルの間、例えば１ｎｍから１００ｎｍの間、好ましくは１ｎｍから２０ｎｍの間にある。
好ましくは、偶数番目の交互層はすべて同じ厚さを持つ。また同様に奇数番目の層も、好ましくはすべて同じ厚さを持つ。好都合に、それぞれの層は、例えば約１０ｎｍ＋／−２ｎｍの厚さを持つ。交互層はすべて同じ厚さのものでありうる。例えば厚さｅ（１）からｅ（ｎ）は１０ｎｍに等しくありうる。
これらの層は低い粗度の多結晶でありうる。好ましくは、堆積された材料の少なくとも１つはアモルファスまたは単結晶構造を持ち、好都合に２つの堆積された材料はアモルファスまたは単結晶構造を持つ。それぞれの層の堆積は、例えばＣＶＤまたはＰＥＣＶＤ
を使ってなされ、あるいはエピタキシーによってさえなされうる。
交互層から成る薄層４０の全体厚さｈ２は、最も細いトレンチがこの薄層４０で満たされるようなものでありうる。
好ましくは、厚さｈ２は、トレンチの深さｈより厳密には小さい。それは、それぞれのトレンチ７３，７３’における、軸ｙに沿ったスタック（層４（ｎ））の最も外側の層の表面８（ｎ）の一部が、基板２の最上部７２より低いレベルに存在するようなものである。これは、基板のレベル７２の下の、または基板のレベル７２とトレンチの底のレベルとの間に存在する、層４（ｎ）の材料の少なくとも高さｈ３を与える。
トレンチがコンフォーマルな交互層によって完全に満たされないならば、スタック４０の上に、満たされないトレンチの中央の幅ｗ’の残りのトレンチ９，９’が存在することになる。この場合、充填材料３が、スタック４０の最後のコンフォーマルな層４（ｎ）を形成する材料に対して選択的にエッチングされうるように選択され、堆積される。そして好都合に、この最後のコンフォーマルな層は、充填材料３が基板材料に対する速度に近い速度でエッチングされうるようなものである（図３Ｅ）。例えば、充填材料３は基板材料と同一である。
充填材料３はすべての表面８（ｎ）の上に堆積され、それによって、幅ｗ’で、そして表面８（ｎ）の残りの形態を形成するトレンチ９，９’を満たす。充填材料３によって満たされたこれらのトレンチ９，９’は、厚さｈ２の複合薄層４０によって、トレンチ７３，７３’の底７０および側壁７１から、また基板の最上部７２から分離される。
次に、この装置は、例えば化学機械的研磨によって、基板の最上部７２の上に存在する複合薄層（図３Ｆ）の少なくともすべての厚さ、および基板の最上部７２の上に存在する充填材料３の任意選択的な層、を除去するように、少なくともｈ２に等しい厚さだけ薄肉化される。
薄肉化は、トレンチ７３，７３’における充填材料３の最小厚さｈ’３を残すように好都合に行なわれる（図３Ｆ）。研磨の後のこの最小高さは、軸ｙに沿った、最後に堆積された層４（ｎ）の材料の、最小高さｈ’３＋ｅ（ｎ）を維持すること、を可能にする。
これは、そこから図２Ｂまたは２Ｃのステップが行なわれうるような構造を与える。
次に、この構造は（図３Ｇ）、化学的または物理的エッチング、あるいは化学的促進エッチング（ＲＩＥタイプエッチング）を受けさせられる。このエッチングの特殊性は、他の層に対するコンフォーマルな交互層４（ｉ）を形成する２つの材料の１つを選択的にエッチングするというものである。２つの材料の１つは他の材料よりも遅くエッチングされ、それによって装置の表面上にパターン５を形成する。
図３Ｇに示された例において、エッチング深さの相違が、幅ｅ（２ｉ＋１）かつ深さＺのナノトレンチ６によってお互いに分離された幅ｅ（２ｉ）のパターン５を形成する。これらのパターンは、コンフォーマルな交互層４（ｉ）で満たされたトレンチ７３，７３’に位置する。充填材料３が使われた１つの同じトレンチ７３において、パターンのグループは、充填材料における幅ｗ’のパターン５０によって２つの部分に分けられる。本発明のこの実施形態のパターン５は第２の材料、例えば基板の材料と同一の材料から成る。そして、ナノトレンチ６の底は第１の材料から成る。
それによって、充填材料内の部分、すなわちパターン５０を通る平面Ｐ，Ｐ’に対して対称を持った構造が得られる。従ってこの平面は、１つの同じトレンチ７３において作られたパターンのグループを２つの対称な部分に分ける。
図３Ｇでのこの実施形態の１つの詳細部分は、スタック４０の１つの層４（ｉ）が、連続的な方法で、トレンチのそれぞれの側で、またその低い部分でトレンチ７３内に配列されたものである、ということを見ることができる。平面Ｐに対する厚さの対称性、組成、およびエッチング速度の条件は、それゆえ確実にされる。
あるいは、選択的エッチングが、基板に対して突出する、本発明の次の実施形態において説明されるような第１の材料から成るパターンを作るように選択されるべきである、ということが想定される。
図１Ｇにおける装置は、ナノインプリントモールドを形成するためのモールドまたはインプリントスタンプとして、または直接ナノインプリントモールドとして使われうる。
本発明による方法の他の実施形態を図４Ａから４Ｅで説明する。
この実施形態では、装置はＳＯＩタイプの基板、すなわち組立体の硬さを確実にする厚い基板２から、半導体材料における高さｈの薄い表面層２０を分離する、埋設された絶縁層９を有する基板から作られる（図４Ａ）。埋設された絶縁層９は、コンフォーマルな交互層を形成する材料の堆積を制限および／または回避するよう選択される。
この絶縁層は、好都合に、酸化ケイ素であり、表面薄層はシリコンでありうる。
第１の実施形態のように、トレンチ７３，７３’は、例えばフォトリソグラフィによって表面層２０においてエッチングされる。埋設された絶縁層９は、このエッチングのための停止層を形成する。従って、トレンチの底は、絶縁材料における層９から成る（図４Ｂ）。ゆえに、トレンチの深さは表面薄層２０の厚さｈに等しい。
このようにトレンチの底を形成する埋設された絶縁層９を形成している材料が、コンフォーマルな交互層４（ｉ）のための材料の堆積を可能にしないので、活性な堆積表面８（０）は、基板の最上部７２とトレンチ７３の側壁７１から成る。従って、この活性な表面は、ほぼもっぱら表面層２０の表面から成る。
図３Ｃから３Ｅを参照して前に説明した実施形態のように、厚さｈ２の複合層４０が堆積される。それは、第１の材料と第２の材料との間に交互が得られるようにコンフォーマルな層４（ｉ）を有する（図４Ｃ）。層４（ｉ＋１）は、層４（ｉ）の表面８（ｉ）の上にコンフォーマルな方法で堆積され、層４（ｉ＋１）は、コンフォーマルな層４（ｉ）を形成する材料に対してエッチングが選択的であるような材料から成る。
従って、それぞれの層は、それぞれのトレンチ７３の２つの側壁７１の少なくとも上に対称的に、堆積される。
これらの層は、本発明の第１の実施形態と同じ基準に沿って選択される。しかしながら、トレンチの底を形成する絶縁材料９は、コンフォーマルな交互層を堆積することを可能にしない。ゆえに、トレンチの底に沿った層４（ｉ）の堆積はない。そして、トレンチ７３，７３’に存在する交互層の部分は、基板２の平均平面にもっぱら垂直に方向づけられる。
トレンチの底７０と基板の最上部７２との間のそれぞれのコンフォーマルな交互層の高さは、この実施形態では、常にトレンチの深さｈに等しい。従って第１の実施形態と対照的に、トレンチの深さｈに対する複合層４０の厚さｈ２には制限がない。
いくつかのトレンチが完全に層４０で満たされないならば、これらのトレンチの満たされない部分は、好都合に、上記の実施形態で説明したような充填材料で満たされる。
次に、基板の最上部７２の上の複合層４０の少なくとも一部を除去するために、そしてそれによって、お互いに対して選択的にエッチングされうる２つの交互の材料がトレンチ７３，７３’に対応する領域のみに存在するような装置を得るために、装置は、例えば化学機械的研磨の間に薄肉化される（図４Ｄ）。前の実施形態とは対照的に、基板の平面に平行な交互層４（ｉ）のトレンチ７３、７３’における部分がない（図３Ｆと３Ｇと比較される）。このように、薄肉化の範囲にわたる、または薄肉化が実行される厚さにわたる制御は、本発明の第１の実施形態ほどに重大でない。
図２Ｂまたは２Ｃのステップが行なわれうる構造がこのようにして得られる。
次に、この構造は化学的または物理的エッチング（図４Ｅ）を受けさせられる。このエッチングの特殊性は、他の層に対するコンフォーマルな交互層４（ｉ）を形成する２つの材料の１つを選択的にエッチングするというものである。２つの材料の１つは他の材料よりも遅くエッチングされ、それによって装置の表面上にパターン５を形成する。
図４Ｅに示された例では、エッチング深さにおける相違は、幅ｅ（２ｉ）と深さＺのナノトレンチ６によって互いに分離された、幅ｅ（２ｉ＋１）のパターン５を形成する。基板２もまた、層４（２ｉ）を形成する材料に近いエッチング速度でエッチングされる。従ってこれらのパターンは、基板２の残りの表面に対して突出する。充填材料３が使われた１つの同じトレンチ７３において、パターンのグループは充填材料のパターンによって２つの部分に分けられる。本発明のこの実施形態のパターン５は第１の材料から成り、そしてナノトレンチ６の底は第２の材料、例えば基板材料と同一の材料から成る。
これは、任意選択的に充填材料内の部分を通る平面Ｐ，Ｐ’に対して対称性を持つ構造を与える。従って、この平面は、１つの同じトレンチ７３に作られたパターンのグループを、２つの対称な部分に分ける。
あるいは、選択的エッチングが、基板に対して突出しない、前の実施形態で説明されたように第２の材料から成るパターンを作るように選択されるべきである、と考えられる。
図４Ｅの装置は、ナノインプリントモールドを形成するためのモールドまたはスタンプとして、または直接ナノインプリントモールドとして使われうる。
本発明の他の実施形態を図５Ａから５Ｆで説明する。
本発明のこの実施形態の説明は、前の実施形態と比較して詳細な変化部分のみとなる。
本発明の第３の実施形態による１つの方法において、幅Ｗのトレンチ７３，７３’は、好都合に半導体材料、例えばシリコン、の基板２においてエッチングされる（図５Ａ）。
次に、厚さｅ（ｓ）のスペーサータイプの材料１０がトレンチ７３の側壁７１の上に堆積される。この材料は、好都合に、
−基板２の材料に対して、またコンフォーマルな交互層の堆積を制限する材料の将来的な層に対してそれが選択的に除去されうるように、
−それがその最後の材料の形成を可能にしないように、
選択される。
この材料は、例えばＳｉ、またはＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４またはＨｆＯ２またはＳｉＧｅ．．．などでありうる。それは基板のすべての表面の上に例えばＣＶＤによって堆積され、次にその材料のみがキャビティ７３の側壁７１の上に留まるように異方的にエッチングされる。
次に、スペーサー１０で覆われないすべての表面の上に、コンフォーマルな交互層を堆積することを制限または抑制する堆積または成長によって材料９０が形成される（図５Ｂ）。側壁上へのスペーサー材料の存在は、酸化物タイプ、例えば酸化ケイ素の交互層を制限するその材料が、この実施形態では２つの形状に沿ってのみ、すなわちトレンチの底７０において、および基板の最上部７２の上に堆積される、ということを意味する。
続いて、スペーサー材料は、好都合に、例えば選択的エッチングまたは溶解によって除去されうる（図５Ｃ）。例えば結合層として働くならば、それは維持されうることもある。
前の実施形態のように、コンフォーマルな交互層が表面８（０）の上に堆積される。材料９０で覆われない表面に対応するこの表面は、コンフォーマルな層の成長を制限または抑制する。従って前記表面８（０）は、スペーサー材料の表面、またはスペーサー材料を除去する時に解放される表面のいずれかに対応する。この表面８（０）は、スペーサーを備えた、または備えない、トレンチ７３のすべての側壁７１から成る不連続な表面である。
コンフォーマルな交互層は前の実施形態と同じ技術を使って堆積される。
表面８（０）の上に、厚さｅ（１）の、自由表面８（１）を持った第１の材料のコンフォーマルな層４（１）が堆積される。この表面８（１）の上に、第２の材料から成り、自由表面８（２）を持った、厚さｅ（２）のコンフォーマルな層４（２）が堆積される。このプロセスは、２つの材料の交互（交代）によって、ｎ個の交互層が得られるまで続けられる。それぞれの層の厚さｅ（ｉ）は要求される最終的形状の必要性に合うよう調整され、好都合には１０ｎｍより小さい。
トレンチの底７０および基板２の最上部７２の上のコンフォーマルな層の成長を制限する材料９０の層の存在に起因して、コンフォーマルな交互層はトレンチの側壁７１に平行なトレンチ内にのみ、すなわち基板２の平面に垂直に堆積される。
次に、基板の最上部７２上の過剰な厚みが除去される（図５Ｅ）。この過剰な厚みは、
コンフォーマルな交互層４（ｉ）の堆積を制限または抑制する材料の少なくとも層９０から成る。この層９０は研磨によって除去されうる。
層９０は好都合に、例えば化学的攻撃によるその構成材料の選択的な除去によって除去されうる。従って、トレンチ７３，７３’に存在するコンフォーマルな交互層４（ｉ）は、化学機械的研磨によって劣化させられない。いかに研磨がこの交互層の露出を可能にするとしても、コンフォーマルな層は、厚さｅ（ｉ）の前の層の部位の上に水平に堆積される。
トレンチ７３が複合層４０によって完全に満たされないならば、残りの自由な（空いた）部分を満たすための充填材料を堆積することが好ましい。次にこの充填材料は、好ましくは、例えば過剰な厚みを除去するために研磨によって薄肉化される。
これは、そこから図２Ｂまたは２Ｃのステップが行なわれうるような構造を得ることにつながる。
次にこの構造は化学的または物理的なエッチングを受けさせられる（図５Ｆ）。このエッチングの特殊性は、他の層に対するコンフォーマルな交互層４（ｉ）を形成する２つの材料の１つを選択的にエッチングするというものである。２つの材料の１つは他の材料よりも遅くエッチングされ、それによって装置の表面上にパターン５を形成する。
図５Ｆの例では、エッチング深さにおける相違は、幅ｅ（２ｉ＋１）と深さＺ’のナノトレンチ６によって互いに分離された、幅ｅ（２ｉ）のパターン５を形成する。これらのパターンは、コンフォーマルな交互層４（ｉ）で満たされたトレンチ７３，７３’内に位置する。充填材料がそのために使われる１つの同じトレンチ７３において、パターンのグループは充填材料のパターンによって２つの部分に分けられる。本発明のこの実施形態におけるパターン５は、第２の材料、例えば基板材料と同一の材料から成り、ナノトレンチ６の底は第１の材料から成る。
これは、任意選択的に充填材料内の部分を通る平面Ｐ，Ｐ’に対して対称性を持つ構造を与える。従って、この平面は、１つの同じトレンチ７３におけるパターンのグループを、２つの対称な部分に分ける。
あるいは、選択的エッチングが、本発明の前の実施形態で説明されたように第１の材料から成る基板に対して突出するように選択されうる、ということが考えられる。
図５Ｆの装置は、ナノインプリントモールドを形成するためのモールドまたはスタンプとして、または直接ナノインプリントモールドとして使われうる。
図３Ｆ、４Ｄ、および５Ｅの装置から図１Ｅおよび１Ｅ’で示したような構造を、基板の表面の下の同じレベルにそれら両方を位置させる（図２Ｄのように）ためにトレンチに堆積された２つのタイプの材料の異方性エッチングによって、次にトレンチの底に対して突出するがパターンの最上部はトレンチ内にあるようにしてパターンを得るために２つの材料の１つをエッチングすることによって、作ることもできる。
ナノインプリントモールド３００を使う時に、パターン５（ｊ）の少なくとも１つの配列７を有するモールドは、基板２００上に存在する可撓性の材料層１１０、例えば樹脂へプレスされる。そしてこの可撓性の層１１０は、ここでの残りの部分において樹脂と呼ぶことにする。プレスの時、パターン５（ｊ）とリソグラフィされるべき基板２００との間に厚さｔｉの樹脂１１０が残る（１つのパターン５のみを示した図６Ａ，６Ａ’を参照）。モールドパターンの密集度に変化があるならば、あるいはパターンの配列が均一かつ密集しているならば（図６Ｂ）、プレス後に、異なったパターン５（ｉ）と基板２００との間に残りの厚さｔｉの樹脂の局部的な不均一性が存在しうる（図６Ｂ’）。
プレスの間に、樹脂１１０はパターンの周りに位置する自由空間６の中に効果的に流れ、パターン５またはパターン５（ｊ）に置き換えられる。幅Ｗのパターンの通常の配列、一定の２つの隣接したパターンを分離する自由空間ｖ（ｊ）〜（ｊ＋１）において、パターンから所定の距離Ｄに位置する全体の自由空間は、エッジ効果に起因した配列におけるパターンの位置に関係して変化する。パターン５から距離Ｄにおける全体の自由空間は、そのパターンがパターン群の配列の中央にあるか（図６Ｂのパターン５（２）と５（３））、あるいは配列のエッジに近いか（図６Ｂのパターン５（１）と５（４））に応じて異なる。図６Ａ〜６Ｄにおいては数パターンのみが示されているが、上記で説明した結果はパターンの数が多くなっても存在する。
本発明により作られた装置によって、パターンの配列はトレンチ７３中に得られたパターン５から成る。図１Ａ、４Ｅ、または６Ｂのいずれかによる装置について、モールドが高さＺだけ基板２（または図６Ｂの３００）のレベルを上回るパターン５を持つので、配列７の中央よりもパターンの配列７のエッジに近くにより多くの自由空間がある。一方で、図１Ｂによる装置については、パターン５のレベルが基板２のレベルと同じであるので、パターンの配列７のエッジに近い利用可能な自由空間は、配列の中央よりも小さい。
樹脂中にプレスされたパターン６の周りにある自由空間の利用可能性が少なければ、樹脂１１０はパターンに流れて置き換わることが少なくなり、残りの厚さをより厚く残す。ゆえに、パターンの配列において、配列のほぼ中央に位置するパターンの周りの利用可能な自由空間と、配列のほぼエッジ上に位置するパターンの周りの利用可能な自由空間との間の差は、残りの厚さｔｉの不均一性につながる。
図６Ａ、６Ａ’、６Ｂ、６Ｂ’におけるもののようなプレスのステップの後に、モールドパターンが抜けた領域で基板２００が露出することを可能にするエッチングステップが続きうる。このエッチングの間において、残りの厚さが最も薄い位置がより速くエッチングされ、下にある基板２００の表面に最初に到達する。しかしながら、基板２００のこの表面がすべてのパターンに到達するまでエッチングは続けられる。そのため、最初に露出されたパターンの過度のエッチングまたは追加のエッチングが存在する。この追加エッチングの間に、最初に開けられ露出されたパターンは、エッチング方法、例えばプラズマエッチング、に固有の横方向エッチングに起因して拡張される。従って、残りの厚さｔｊの不均一性は、エッチング後の横方向寸法にわたる制御の無駄につながる。これは、非常に良好な寸法の制御を要求されるナノ構造の製作に対する問題を引き起こす。
この問題を克服する１つの方法は、パターンの周りの利用可能な自由空間を最適化することである。本発明による方法または装置に関して、自由空間（ｊ）〜（ｊ＋１）は、ナノトレンチ６の深さＺ（ｊ）を調整することによって２つのパターン５（ｊ）の間で変化させられる。これは図１Ｃと１Ｄの構造に対する場合である。
このタイプの構造を作るのに使われうる１つの方法を図７Ａから７Ｃに示す。また、この方法は、図５Ａから５Ｆに示されたタイプの、本発明の実施形態で示される。そして図７Ａから７Ｃは図５Ｄから５Ｆを置き換える。あるいは、図３Ａ〜３Ｇおよび／または図４Ａ〜４Ｅで説明された方法に従う本発明の実施形態において、図７Ａ〜図７Ｃで以下に説明される原理を使うことができる。
コンフォーマルな交互層でトレンチ７３，７３’を満たす時、１つの材料のエッチング速度が修正される。この修正は、１つの交互材料の組成を、その材料から成る１つの層から他の層まで調整することによって作られる（図７Ａ）。この目的のため、化学組成が１つの層から他の層へと調整されうるような材料が使われうる。例えば、少なくとも２元系の合金であって、その組成が１つの層から他の層へと進展させられるものである。このような材料の例がこの先で与えられる。
従ってこの実施形態による１つの有利な方法において、少なくとも２つの、第１の材料から成る奇数番目の層（２ｉ＋１）は異なった組成を持つ。例えば第１の材料がＳｉＧｅｘ（ｘ＞１５％またはさらにｘ＞２０％）であるならば、１つの奇数番目の層は組成ＳｉＧｅｘを有し、他の奇数番目の層は組成ＳｉＧｅｘ’を有し、好ましくは０＜ｘ’＜ｘであって、ｘ’もまた１５％または２０％より大きい。さらに、２以上の奇数番目の層が異なった組成を持つならば、ｘは１つの奇数番目の層から他の層まで変動しうる。ここにｘは、好ましくは１５％または２０％より大きく、ｘ’より小さい。組成におけるこれらの相違は、奇数番目のコンフォーマルな層のエッチング速度における相違を誘発するよう選択される。得られたエッチング速度は、例えば基板および／または第２の材料の速度と第１の材料、ここではＳｉＧｅｘ、の速度との間に存在しうる。あるいは、エッチング速度が基板の速度に近いか、または等しいような材料から成る偶数番目の層は、少なくとも２つの層間の組成において相違を有する。
次に、本発明の方法によれば、基板の最上部７２の上に存在する少なくともすべての材料を除去するために、薄肉化ステップが行なわれる（図７Ｂ）。
エッチングステップの間、奇数番目の（あるいは偶数番目の）層のいくつかの間での組成の変化が、これらの層の間に異なるエッチング反応を提供する。従って、基板のレベルに対して可変である、深さＺ（２ｉ＋１）のナノトレンチ６によって分離された薄いパターンを有するナノインプリント構造を得ることが可能である（図７Ｃ）。そして、最終的な装置は、幅ｅ（２ｉ＋１）の、可変の深さＺ（２ｉ＋１）の、第２の材料のパターン５によって分離されたトレンチ６を有する基板２から形成される。
パターンを分離するナノトレンチ６の底のレベルＺ（ｊ）における前記変化は、それぞれのパターン５（ｊ）のいずれかの側の自由空間ｖ（ｊ）〜（ｊ＋１）を修正することを可能にする（図６Ｃ）。従って、パターン５と基板２００との間に存在する樹脂１００の流れを、１つのパターン５（ｊ）から他のパターンまで均一とすることができるのに十分な自由空間が存在する。従って、プレスの後に、ｔに等しくなるように残りの厚さｔｊの均一性に影響を与えることが可能である（図６ｃ’）。それにより、モールドを除去した後に、モールド３００を樹脂１１０にプレスすることによって形成されるナノトレンチ５０の底の厚さｔｊの不均一性は最小にされる（図６Ｄ）。
この実施形態による１つの有利な方法において、１つの同じタイプの材料から成る異なった層４（ｉ）の間の化学量論(stoichiometry)の相違は、エッチングの後に、２つのパターン５の間の自由空間６が、ナノインプリントモールドを使う時に残りの厚さｔｉの不均一性を最小にするよう最適化されるようなものである。
パターンが基板とレベルＺの相違を持つならば（図１Ｃの場合）、層４（ｉ）の組成は、ナノトレンチの深さＺ（２ｉ）が、トレンチ７３（またはパターンの配列７）の中央においてこれらのトレンチまたは配列のエッジよりも大きいようなものである。さらに好都合に、層４（ｉ）の組成は、エッチングの後に、トレンチ７３の中央の方に、または側壁の１つの上のパターンの配列の中央の方に拡張するのに従って、深さＺ（２ｉ）がエッジから増加するようなものである。（例えば図３Ｆでは、幅Ａの領域が考慮され、トレンチ全体７３を満たす材料の全体幅Ａ’ではない。）
あるいは（図１Ｄの場合）、パターンが基板のレベルにあるならば、層４（ｉ）の組成は、エッチングの後に、ナノトレンチの深さＺ（２ｉ＋１）が、トレンチ７３（またはパターン７の配列）のエッジ上で、それらのトレンチまたは配列の中央よりも大きいようなものである。さらに好都合には、層４（ｉ）の組成は、エッチングの後に、深さＺ（２ｉ＋１）が、トレンチ７３または配列７の中央の方に拡張するのに従って、エッジから減少するようなものである。
パターンの局所的な深さ、特に配列の中央に位置するパターンとエッジ上に位置するそれらとの間の深さの相違を最適化するために、図８Ａ〜８Ｆを参照して説明した内容に従って進めることができる。図８Ａ、８Ｃ、８Ｅは、それぞれ、それ自体が基板２００上に配列された樹脂１１０の層の上のモールド３００を示し、図８Ｂ、８Ｄ、８Ｆは、モールドが内部にプレスされた後の樹脂の全般的形状を示す（樹脂中に形成されたパターンは示されず、その全般形状のみが示される）。図８Ａのモールドは図１Ｂを参照して上記で説明されたタイプのものであり、図８Ｃのモールドは図１Ａを参照して上記で説明されたタイプのものであり、図８Ｅのモールドは図１Ｃを参照して上記で説明されたタイプのものである。樹脂１１０がその厚さｅ３をプレス後でさえ均一に維持することは、この最後のモールドによる（図８Ｆ）。
最初の局面の際に、樹脂１１０における第１のプレスが、すべての歯の深さが同一であるモールド、すなわち図１Ａまたは図１Ｃに示すタイプのモールドによってなされる。これは、例えばＳＥＭ、または散乱法、またはＡＦＭのような技術を使って測定可能な、残りの厚さｅ１，ｅ２の分布（図８Ｂ、図８Ｄ）を持ったあるインプリントプロファイルを与える。
これらの測定は、インプリンティングを均一化し、さらに均一な残りの厚さを得るためにモールドの異なった領域間で得られなければならない高さの相違を決定するために使われる。
例えば図８Ｄの場合に対し、残りの厚さｅ２は配列の中央でより大きく、それによって、エッジと中央との間で測られた相違に等しいさらなる深さを持ったその位置においてさらに深いモールドが必要とされる（配列のエッジの上に基準があることを考慮する場合）。
樹脂のために利用可能な空間を局所的に調整することによって、これは、熱間インプリンティングで時間を取る長い距離にわたって樹脂の流れを克服する。
本発明の１つの方法において、図３Ｇ、４Ｅ、および５Ｆで説明されたステップの間に、交互層４（２ｉ）（第２の材料）は、好ましくは基板と同じオーダーのエッチング速度を持つ。これらの層を形成するこの第２の材料は、好都合に基板の材料と同じでありうる。
選択的にエッチングされうる、またコンフォーマルな交互層４（ｉ）を形成する２つの材料によって形成される対は好都合にＳｉ／ＳｉＧｅの対であって、ＳｉＧｅは１５％以上のＧｅを含み、酸化ケイ素はＳｉおよびＳｉＧｅにおけるコンフォーマルな層４（ｉ）の堆積を制限することが可能である。
化学組成が１つの層から他の層へと調整されうる１つの材料は、例えばＳｉｘＧｅ１−ｘまたはＳｉｘＣ１−ｘまたはＳｉｘＮ１−ｘまたはＳｉＣｘＮ１−ｘまたはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓのような、少なくとも二元系の合金である。前記材料の堆積物は必ずしも単結晶ではなく、それは堆積ステップの間に多数の合金を可能にするアモルファスでありうる。
この出願に対して、合金は、それぞれの要素の相対的な組成が変化させられる時に、その能力に関連して異なった速度でエッチングされるよう選ばれる。
この目的のため、可変的な組成、すなわち異なったｘＳによってウェーハ全体の堆積物を最初に作ることができる。次に、１つの同じエッチング化学反応によって、異なった組成のエッチング速度が決定される。所定の組成の合金と同じ合金であるが異なる組成のものとの間のエッチング速度比が１とは異なる場合、これらの組成のこの合金が使われうる。
逆に、トレンチ７３が形成される基板は、好都合に、コンフォーマルな交互層を形成するように選ばれた対の材料の１つ、例えばＳｉ、ＳｉＧｅ、またはＳｉＯ２から選択されうる。
本発明の実施形態および装置の使用の例を図９から１２に与える。
ＳｉおよびＳｉＧｅでナノトレンチの底がＳｉＧｅである、本発明の１つの方法を適用することによって得られた図１Ａのような装置の断面が、走査型電子顕微鏡で得られる図９で与えられる。ナノトレンチ（ＳｉＧｅ）によって分離されたパターン（Ｓｉ）を見ることができ、該パターンの最上部のレベルが基板のレベルに実質的に等しい。
図１０と１１は上方からの走査型電子顕微鏡で得られたイメージであり、これらの２つの図面の面は図１Ａの基板（２）の平面である。これら２つの図は本発明に従った方法を使って得られた異なった装置（やはり第１のパターンにはＳｉ、そして第２のパターンにはＳｉＧｅ）を示す。
−図１０は（８μｍｘ８μｍのイメージ）、らせん状トレンチの、該トレンチの中央に充填材料がない装置であり、それによって全体的な構造が、ナノトレンチによって分離されたトレンチの最初の形状に従うようなパターンの配列に従う。
−図１１は（７５０ｎｍｘ７５０ｎｍのイメージ）、トレンチがトレンチの配列の形態であるような本発明の第２の装置である。トレンチが交互層で完全に満たされないので、充填材料の厚さによって分離されたそれぞれのトレンチにパターンの２つの配列がある。得られたパターンは１０ｎｍの幅を持ち、幅１０ｎｍのナノトレンチによって分離される。
図１２（１μｍｘ１μｍのイメージ）は、ナノインプリントモールドを樹脂中にプレスし、次にモールドを解放した後に可撓性の層の上で得られる形態であって、該モールドが本発明に従って作られ、かつ本発明のパターンが作られたトレンチが円形である場合を示す。
これらのパターンは、それぞれが真っ直ぐなファセットを形成することによって得ることができ、これは、曲線を形成することがあまり適切でないような結晶質材料が使われる場合である。アモルファス材料が使われるならば、曲線を含む形状が得られる（それは例えば図１２の場合である）。
一般に、他の材料に対する１つの材料の選択性は、化学的または物理的エッチング、あるいは化学的に支援されたエッチングに関係する。例えば、以下の文献から、異なったタイプのエッチングの下での材料の挙動に関する情報を得ることができる。
・Handbook of Plasma Processing Technology: Fundamentals, Etching, Deposition, and Surface Interactions (Materials Science and Process Technology), Stephen M. Rossnagel et al. Noyes Publications (January 1, 1990) ISBN-10: 0815512201; ISBN-13: 978-0815512202
・Physics of Semiconductor Devices by Simon M. Sze, Wiley-Interscience; 2nd Edition (September 1981), ISBN-10: 0471056618, ISBN-13: 978-0471056614;
・Plasma etching and reactive ion etching (American Vacuum Society monograph series) by J. W Coburn, American Institute of Physics (1982) ISBN-10: 0883184060; ISBN-13: 978-0883184066.
２ 基板
２’ 自由表面
３ 充填材料
４（ｉ） 交互層
４（１） 第１の材料層
４（２） 第２の材料層
４，４’ 複合領域
５ パターン
６ ナノトレンチ
６ 自由空間
７ グループ
８（０） 表面
８（１） 自由表面
８（ｎ） 表面
９，９’ トレンチ
１０ スペーサー
１７ 多層
２０ 表面層
４０ 複合層
５０ ナノトレンチ
７０ 底
７１ 側壁
７２ 最上部
７３，７３’ トレンチ
９０ 材料
１００ 樹脂
１１０ 樹脂
２００ 基板
３００ ナノインプリントモールド

Claims (20)

  1. 三次元のインプリントモールドを製造する方法であって、少なくとも、
    ａ）基板（２）における幅Ｗと深さｈの、少なくとも１つのトレンチ（７３，７３’）を形成し、それによって３つのタイプの表面
    −トレンチの底（７０）、
    −トレンチの側壁（７１）、
    −基板の最上部（７２）と呼ばれる基板の残りの表面、
    を形成するステップと、
    ｂ）これらのトレンチにおいて交互層（４（ｉ），ｉ＝１．．．ｎ））を形成するステップであって、それぞれが基板に垂直な少なくとも部分を持ち、第１の材料、および該第１の材料に対して選択的にエッチングされうる第２の材料にあるような、ステップと、
    ｃ）基板に垂直な層の前記部分を選択的にエッチングし、それによって少なくとも、以下を有する形態を形成するステップ、つまり、
    −前記形態のいずれかの側に配置された、その最上部が基板（２）の表面に対する第１のレベルに存在する第１のパターン（５）であって、これらの第１のパターン（５）が第１の材料にあるもの、
    −および、基板の前記表面に対して少なくとも第２のレベルを持ち、第１のレベルとは異なり、かつそれより低い第２のパターン（６）であって、これらの第２のパターン（６）が第２の材料にあるもの、
    を有する形態を形成するステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  2. 選択的エッチングは、形態のいずれかの側で、基板（２）の少なくとも一部をもエッチングし、第１のパターンが次に基板の表面に対して突出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. エッチングは、好ましくは、基板の表面のレベルに実質的に等しいレベルに存在する、選択的エッチングの後の第１のパターンの最上部の、第２の材料をエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. ステップｃ）の前に、第１の材料および第２のタイプの異方性エッチング、次に第２の材料の選択的エッチングを有し、選択的エッチングの後の第１のパターンの最上部は基板の表面のレベルより低いレベルにあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. ステップｂ）は、基板およびトレンチの底（７０）にもっぱら垂直な交互層のトレンチにおける形成を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 基板の底の上への交互層の形成を制限または抑制する材料（９，９０）が、トレンチ（７３）の底（７０）において形成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 基板は半導体材料（２０）の表面層、埋設された絶縁層（９）、およびキャリア基板（２）を有するＳＯＩタイプであり、前記埋設された絶縁層の一部が、トレンチの底（７０）での基板の底の上への交互層の形成を制限または抑制する材料の層（９）を形成し、そして埋設された絶縁層（９）の範囲まで前記表面層（２０）をエッチングすることによって得られることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
  8. 交互層（４（ｉ））の堆積を制限または抑制する前記材料（９０）は基板の最上部（７２）上にも形成され、次に交互層がもっぱらトレンチに堆積され、続いて基板の領域を露出するように薄肉化が行なわれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. ステップｂ）は、基板およびトレンチの底（７０）に部分的に垂直で、そしてトレンチの底（７０）の表面に部分的に平行な交互層のトレンチにおける形成を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  10. さらに基板（２）の最上部（７２）上の前記交互層を形成することを有し、次にこれらの層は、基板の領域上の少なくともトレンチの側壁（７１）に沿って、およびそれぞれのトレンチの周りに堆積され、次に続いて基板の領域を露出するために薄肉化が行なわれることを特徴とする請求項１から７、および９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 薄肉化は化学機械的研磨および／または研磨によって行なわれることを特徴とする請求項８または１０に記載の方法。
  12. 少なくとも１つのトレンチ（７３）は交互層（４（ｉ））で完全には満たされず、それによって残りのトレンチ部分が存在したままにしておき、少なくともこの残りのトレンチ部分（９）に充填材料（３）が堆積されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 選択的エッチングは第２の材料の部分的なエッチングであり、第２のパターンの底（７０）は、第１のタイプの材料に対して好ましくエッチングされる第２のタイプの材料から成ることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 第２のパターンは、１つの第２のパターンから他のものへのエッチング速度の相異を持ったタイプの材料にあり、そのエッチング速度が、エッチングの後に、少なくとも２つの異なったレベルを持った第２のパターンの形成をもたらすことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 第２のパターンの少なくとも２つの層間のエッチング速度の相違は、少なくともこれら２つの層間の材料の組成における相違によって得られることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 第１のタイプの材料はＳｉであり、第２のタイプの材料はＳｉＧｅｘであって、ここでｘ＞１５％であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 三次元のインプリントモールドを製造する装置であって、少なくとも、
    −少なくとも１つのトレンチおよびこのトレンチ内の交互層（４（ｉ），ｉ＝１．．．ｎ））を有する基板であって、それぞれの層が、第１の材料と、該第１のタイプの材料に対して選択的にエッチングされうる第２の材料の、該基板（２）の平面に垂直な少なくとも１つの部分を持つような基板と、
    −表面形態であって、少なくとも、
    ａ）その最上部が基板の平面に垂直な第１の材料の層の部分のものであり、また前記形態のいずれかの側に配置された、基板（２）の表面に対する第１のレベルに存在するような、第１のタイプの材料の第１のパターン（５）、
    ｂ）および、その最上部が基板の平面に垂直な第２の材料の層の部分のものであり、第１のレベルとは異なり、かつそれより低い、基板の前記表面に対する少なくとも第２のレベルに存在するような、第２のパターン（６）、
    を有する表面形態と、
    を有することを特徴とする装置。
  18. 第１のパターンは基板（２）の前記表面に対して突出し、基板材料とは異なった材料であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  19. 第１のレベルは、実質的に基板の前記表面に隣接することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  20. 第１のパターンは基板（２）の前記表面より低いレベルにあることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
JP2010046387A 2009-03-03 2010-03-03 ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法 Expired - Fee Related JP5680315B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0951335 2009-03-03
FR0951335A FR2942738B1 (fr) 2009-03-03 2009-03-03 Procede de fabrication d'un moule pour la lithographie par nano-impression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010219523A true JP2010219523A (ja) 2010-09-30
JP5680315B2 JP5680315B2 (ja) 2015-03-04

Family

ID=41076680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010046387A Expired - Fee Related JP5680315B2 (ja) 2009-03-03 2010-03-03 ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8778195B2 (ja)
EP (1) EP2226678B1 (ja)
JP (1) JP5680315B2 (ja)
FR (1) FR2942738B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012153117A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Ricoh Co Ltd 成形型、印刷用版及びその製造方法、機能性膜の形成方法、インクジェットヘッド並びにインクジェット記録装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541581A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-02 Khalid Waqas Device comprising nanostructures and method of manufacturing thereof
US9149958B2 (en) * 2011-11-14 2015-10-06 Massachusetts Institute Of Technology Stamp for microcontact printing
TWM429700U (en) * 2012-01-19 2012-05-21 Benq Materials Corp Engraving device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003324066A (ja) * 2002-04-29 2003-11-14 Hewlett Packard Co <Hp> 高密度なサブリソグラフィ構造をつくる方法
JP2004006643A (ja) * 2002-01-31 2004-01-08 Hewlett Packard Co <Hp> スペーサ技術を用いるナノサイズインプリント用スタンプ
JP2004363584A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Hewlett-Packard Development Co Lp 多段インプリントリソグラフィ
JP2005519711A (ja) * 2002-04-17 2005-07-07 エルジー・エレクトロニクス・インコーポレーテッド 洗濯機
WO2005121019A1 (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Riken ナノ構造体の製造方法およびナノ構造体
JP2006519711A (ja) * 2003-01-29 2006-08-31 ヘプタゴン・オサケ・ユキチュア 構造化された素子の製造
JP2008044329A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Yamaha Corp 微細成形モールドの製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000231011A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Sharp Corp 光学素子およびその製造に用いるスタンパ
FR2791810B1 (fr) 1999-03-31 2001-06-22 France Telecom Procede de fabrication d'une heterostructure planaire
US6294450B1 (en) 2000-03-01 2001-09-25 Hewlett-Packard Company Nanoscale patterning for the formation of extensive wires
US6735008B2 (en) * 2000-07-31 2004-05-11 Corning Incorporated MEMS mirror and method of fabrication
US6544863B1 (en) * 2001-08-21 2003-04-08 Calient Networks, Inc. Method of fabricating semiconductor wafers having multiple height subsurface layers
US6759180B2 (en) 2002-04-23 2004-07-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of fabricating sub-lithographic sized line and space patterns for nano-imprinting lithography
US6913941B2 (en) * 2002-09-09 2005-07-05 Freescale Semiconductor, Inc. SOI polysilicon trench refill perimeter oxide anchor scheme
US7060625B2 (en) * 2004-01-27 2006-06-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imprint stamp
US7141866B1 (en) * 2004-04-16 2006-11-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus for imprinting lithography and fabrication thereof
US7041604B2 (en) 2004-09-21 2006-05-09 Molecular Imprints, Inc. Method of patterning surfaces while providing greater control of recess anisotropy
US7329115B2 (en) * 2005-02-18 2008-02-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Patterning nanoline arrays with spatially varying pitch
US7291282B2 (en) 2005-03-01 2007-11-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of fabricating a mold for imprinting a structure
US7662299B2 (en) * 2005-08-30 2010-02-16 Micron Technology, Inc. Nanoimprint lithography template techniques for use during the fabrication of a semiconductor device and systems including same
WO2007030527A2 (en) 2005-09-07 2007-03-15 Toppan Photomasks, Inc. Photomask for the fabrication of a dual damascene structure and method for forming the same
FR2893018B1 (fr) * 2005-11-09 2008-03-14 Commissariat Energie Atomique Procede de formation de supports presentant des motifs, tels que des masques de lithographie.
JP5061525B2 (ja) * 2006-08-04 2012-10-31 株式会社日立製作所 インプリント方法及びインプリント装置
WO2008138361A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Technische Universität München Mold for generating nanostructures, and mold holder unit
US7906031B2 (en) * 2008-02-22 2011-03-15 International Business Machines Corporation Aligning polymer films
US8404600B2 (en) * 2008-06-17 2013-03-26 Micron Technology, Inc. Method for forming fine pitch structures

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006643A (ja) * 2002-01-31 2004-01-08 Hewlett Packard Co <Hp> スペーサ技術を用いるナノサイズインプリント用スタンプ
JP2005519711A (ja) * 2002-04-17 2005-07-07 エルジー・エレクトロニクス・インコーポレーテッド 洗濯機
JP2003324066A (ja) * 2002-04-29 2003-11-14 Hewlett Packard Co <Hp> 高密度なサブリソグラフィ構造をつくる方法
JP2006519711A (ja) * 2003-01-29 2006-08-31 ヘプタゴン・オサケ・ユキチュア 構造化された素子の製造
JP2004363584A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Hewlett-Packard Development Co Lp 多段インプリントリソグラフィ
WO2005121019A1 (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Riken ナノ構造体の製造方法およびナノ構造体
JP2008044329A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Yamaha Corp 微細成形モールドの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012153117A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Ricoh Co Ltd 成形型、印刷用版及びその製造方法、機能性膜の形成方法、インクジェットヘッド並びにインクジェット記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2942738B1 (fr) 2016-04-15
EP2226678A1 (fr) 2010-09-08
US8778195B2 (en) 2014-07-15
JP5680315B2 (ja) 2015-03-04
US20100227018A1 (en) 2010-09-09
EP2226678B1 (fr) 2018-01-03
FR2942738A1 (fr) 2010-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7736954B2 (en) Methods for nanoscale feature imprint molding
JP4005927B2 (ja) スペーサ技術を用いるナノサイズインプリント用スタンプ
CN111095042B (zh) 制造可变效率衍射光栅的方法以及衍射光栅
JP4368605B2 (ja) 高密度なサブリソグラフィ構造をつくる方法
KR101860251B1 (ko) 평탄화를 위해 기판을 패터닝하는 방법
US20070228523A1 (en) Reduction of a feature dimension in a nano-scale device
JP2009182075A (ja) インプリントによる構造体の製造方法
JP5505904B2 (ja) 二次元自己組織化サブリソグラフィ・ナノスケール構造およびこれを製造するための方法（自己組織化材料を用いた二次元パターニング）
KR20120125473A (ko) 고 콘트라스트 정렬 마크를 갖는 주형
CN111033325B (zh) 经高度调制的衍射母板及其制造方法
US7790045B1 (en) Formation of close-packed sphere arrays in V-shaped grooves
JP5680315B2 (ja) ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法
JP5020251B2 (ja) リソグラフィマスクなどの形状体を搭載する支持体を形成する方法
CN102446704B (zh) 双重图形化方法
US7060625B2 (en) Imprint stamp
JP6127517B2 (ja) インプリントモールドの製造方法
JP4861044B2 (ja) 基板の加工方法、パターン領域を有する部材の製造方法
JP6136271B2 (ja) インプリントモールドの製造方法
US20120301608A1 (en) Mould for lithography by nano-imprinting and manufacturing methods
JP5638264B2 (ja) ナノインプリンティングによってリソグラフィのためのモールドを製造する方法
US20040197939A1 (en) Method and apparatus for sub-micron device fabrication
JP2014187257A (ja) ナノインプリントモールドの製造方法
JPH0536649A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140107

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140407

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140410

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140701

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5680315

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees