JP2010228448A - 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

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Abstract

【課題】三次元のパターンを持つことができる密集する構造を形成する。
【解決手段】本発明は、三次元のナノインプリント装置であって、少なくとも、ａ）表面（Ｘ，Ｙ）を持つ基板（２）と、ｂ）この基板上に、２個ずつの平行な複数のナノトレンチ（６）であって、それぞれのナノトレンチが側壁によって規定され、そして基板に垂直な方向に、側壁の最上部に対して測られたそれぞれ深さｈ１とｈ２＞ｈ１の、少なくとも１つの第１および１つの第２のレベルを有する複数のナノトレンチと、を有し、ｃ）ナノトレンチの最後の深さレベル（ｈ１）における底は第１のタイプの材料に存在し、側壁は第２のタイプの材料に存在し、第１のタイプの材料は、ナノトレンチの壁を形成する第２のタイプの材料に対して選択的にエッチングされることが可能であることを特徴とする装置に関する。
【選択図】図６Ｃ

Description

本発明は、いわゆるナノインプリント（刻み込み）、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、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−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。
既知の技術を用いて三次元のマスク、すなわちプレス材料におけるいくつかのパターン深さおよび／または高さを得ることが可能なナノインプリントのモールドを得ることは難しい。また、配列が小さな寸法、１０または２０ｎｍ以下である場合にはなおさらである。
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。これらの２つの特性を高いパターン密集度と組み合わせることはさらに難しい。
密集して小さい寸法のナノインプリントパターンの配列を形成するために、他の技術が使われうる。この技術は特許文献１において説明されており、予め規定されたトレンチにおける、コンフォーマルな酸化物堆積ステップ、Ｓｉ充填の堆積ステップ、研磨、酸化物エッチング、の連続工程を有する。それぞれのサイクルは、シリコンのパターンを、既存の前のトレンチに形成することを可能にし、それによって既存の前のトレンチの壁から新しいパターンを分離する２つの新しいトレンチを形成する。
この技術は、ナノトレンチによって分離されたパターンの密集する配列を形成する。しかしながら、このタイプの方法は、三次元のパターン、すなわちパターンに対し２以上のレベルを持ったものを得ることを可能にしない。
結局、ナノインプリント技術を使って基板上に得られた密度が高く薄いナノパターンと呼ばれる導体パターン間の電気接続、および上位の集積レベルは容易ではない。
上位のレベルが従来のリソグラフィ技術を使って得られるので、それらの寸法は大きい。ナノパターンのレベルの方向にビア(via)を形成することによって接続を試みることは、いくつかのナノパターンを互いに接続してしまうことの危険を冒すことになる。
図１Ａから１Ｄに示したように、この困難を克服するために、最先端技術は、パターンの局所的な距離を作る木構造を使うことを提案する。これは、既知のリソグラフィ技術を使って接触が達成できるポイントを作ることを可能にする。これらの図は、配列自体から距離を置かれたコンタクトタップポイントを持った配列の包括的な図を示す（図１Ａ）。次に、拡大された配列の図が、２つの端部における木構造の図解（図１Ｂ）、端部および配列のラインを分割する木構造の詳細（図１Ｃ）、そして最後に配列のライン密集度を示すクローズアップ図（図１Ｄ）、によって示されている。
このタイプの解決策の主要な不利点の１つは、占有された表面積である。他の主要な不利点は、この構造を可能にするためのパターンに追加された距離である。この追加された距離は、製造されたナノラインの電気抵抗をかなり増やす。
米国特許第６,７５９,１８０ Ｂ２号明細書
F.Carcenac et al. in Microelectron. Eng. 53, p. 163 (2000)
本発明の１つの目的は、三次元のパターンを持つことができる密集する構造を形成することである。
本発明による装置の１つの有利な実施の態様は、既知の技術よりも少ないスペースを取る、本発明によるモールドをナノプリンティングすることによって形成された、ナノパターンの密集する配列の電気的アドレッシングを可能にすることでもある。
本発明は、第一に、三次元のナノインプリント装置であって、少なくとも、
ａ）表面（Ｘ，Ｙ）を持つ基板（２）と、
ｂ）この基板上に、複数のトレンチまたは２個ずつの平行なナノトレンチであって、それぞれのトレンチまたはナノトレンチが縦方向に延在しかつ側壁によって横方向に規定され、前記トレンチまたはナノトレンチ、および前記壁が基板の前記表面に実質的に垂直に方向付けられ、それぞれのトレンチまたはナノトレンチが、側壁の最上部に対して測られたそれぞれ深さｈ１とｈ２＞ｈ１の、少なくとも１つの第１および第２のレベルを有するナノトレンチと、
を有し、
ｃ）トレンチまたはナノトレンチの最後の深さレベル（ｈ１）の底は第１のタイプの材料に存在し、側壁は第２のタイプの材料に存在し、第１のタイプの材料は、トレンチまたはナノトレンチの壁を形成する第２のタイプの材料に対して選択的にエッチングされることが可能であることを特徴とする装置に関する。
選択性は、湿式または乾式化学エッチングに関わる。
エッチングされる領域には２以上のレベルが存在し、そしてそれは例えば３つのエッチングステップからもたらされうる。
従って、本発明による装置は壁によって分離された複数のトレンチまたはナノトレンチを有し、それによって、
ａ）そのパターンがトレンチまたはナノトレンチのレベルより高い高レベルにあり、トレンチまたはナノトレンチの壁に対応し、そしてそれらは、トレンチまたはナノトレンチの底とは異なった材料から成り、
ｂ）トレンチまたはナノトレンチが第１の深さｈ１の部分と、より大きな深さｈ２の部分とを有する
ような、パターン（壁の最上部）およびナノトレンチの配列を形成する。
深さｈ２のそれぞれの深い部分は、トレンチまたはナノトレンチの１つの端部に存在し、そして４つの面、すなわち、
−高さｈ２−ｈ１の、基板に垂直な方向の、第１のタイプの材料の１つの面と、
−第２のタイプの材料から成る２つの側壁によって形成された２つの面と、
−深さｈ２の、前記第１のタイプの材料から成り、その最上部がトレンチまたはナノトレンチを取り巻く壁の最上部と同じレベル、または実質的に同じレベルにある１つの面と、
によって規定されうる。
側壁によって分離された複数のトレンチまたはナノトレンチは、パターンおよびトレンチまたはナノトレンチの配列を形成することができ、深さｈ２のトレンチまたはナノトレンチのそれぞれの部分は、周期Ｐ＊によってナノトレンチの隣接した部分に対して前記縦方向に沿ってオフセットされる。
そして、ナノトレンチの深い部分は、例えばナノトレンチの前記縦方向とある角度θ（０＜θ≦９０°）を形成する軸に沿って整列されるが、一方で第２の材料の壁によって２個ずつに分離される。
本発明はまた、三次元のインプリントモールドを形成する方法であって、少なくとも、
ａ）基板上に、少なくとも部分的に互いに平行で少なくとも部分的に基板に垂直な、第１のタイプの材料と第２のタイプの材料にある交互層を形成するステップであって、第１のタイプの材料が第２のタイプの材料に対して選択的にエッチングされうるものであるステップと、
ｂ）第２のタイプの材料に対する第１のタイプの材料の部分的な選択的エッチングによってトレンチまたはナノトレンチおよび基板の前記表面に実質的に垂直な側壁の部分を形成するステップであって、それぞれのトレンチまたはナノトレンチが、側壁の最上部に対して測られた基板に垂直な方向におけるそれぞれ深さｈ１とｈ２＞ｈ１の、少なくとも１つの第１および１つの第２のレベルを有するものであるステップと、
を有することを特徴とする方法に関する。
ステップｂ）は、交互層の領域を露出させる少なくとも１つの開口領域を有するマスクを交互層上に形成するステップを有し、部分的な選択的エッチングの少なくとも一部がマスクを通してなされうる。
ステップｂ）は、好都合に、
−深さｈ１の第１のタイプの材料の少なくとも交互層の部分のエッチングを可能にする、マスクの形成の前の第１の部分的な選択的エッチングステップと、
−マスクを形成するステップと、
−深さｈ１への第１の部分的な選択的エッチングの間に深さｈ２＞ｈ１に至るまで既にエッチングされた、第１のタイプの材料の交互層の一部のエッチングを可能にする、マスクの前記開口領域を通した第２の部分的な選択的エッチングステップと、
−マスクの少なくとも一部を除去するステップと、
を有する。
本発明による方法のこの第１の変形において、第２の材料に対する第１の材料の選択的エッチングが、マスクを堆積する前に行なわれうる。次に、これは、底が第２のタイプの材料から成る壁によって囲まれた第１の材料から成った、少なくとも１つのトレンチまたはナノトレンチを形成する。次に、マスクを通しての選択的エッチングステップが、樹脂マスクによって露出されるそれぞれの既存のトレンチまたはナノトレンチのオーバーエッチングされた領域を形成する。次に、方法の最後において、樹脂が完全に除去されうる。
いくつかのトレンチまたはナノトレンチはエッチングの間に形成される。マスクの堆積の前に、第１の深さレベルにおいて、第２の材料から成る高レベル（深さｈ１）のパターンによって分離された第１の材料（深さｈ２）にその底があるような、トレンチの配列が形成される。
変形として、ステップｂ）は、
−マスクを形成するステップと、
−深さｈｉｎｔへの第１のタイプの材料の交互層の一部のエッチングを可能にする、マスクの前記開口領域を通した部分的な選択的エッチングの第１のサブステップと、
−マスクの第１の部分を除去するステップと、
−部分的な選択的エッチングの第２のサブステップであって、そこで、第１のサブステップの間にエッチングされた第１のタイプの材料の交互層の少なくとも一部が、次に深さｈ２にエッチングされ、そして第１のサブステップの間にマスクによってカバーされた第１のタイプの材料の交互層の部分が次に深さｈ１にエッチングされる、第２のサブステップと
−マスクの第２の部分を除去するステップと、
を有する。
本発明による方法のこの変形によれば、部分的な選択的エッチングの第１のサブステップは、マスクの前記開口領域を通して起こる。次に、例えばマスクにおいて開いた領域のただ１つの側の上の、マスクの部分的な除去が続く。次に、前の選択的エッチングステップの間に形成されるトポロジー（形態）を強化する、第２の材料に対する第１の材料の選択的エッチングの第２のサブステップが追加できる。第１の材料の層のエッチングが前には不可能であったポイントにおけるエッチングの、この第２のサブステップは、第２のタイプの材料から成る壁に囲まれた、第１レベルの深さにおける少なくとも１つのトレンチまたはナノトレンチによって、トレンチまたはナノトレンチのそれぞれの既にエッチングされた部分を広げる。これ、またはこれらのナノトレンチの底は第１の材料から成る。第２のエッチングサブステップも、既にエッチングされた領域において行なわれ、それによって、第２の深さレベルを持ったナノトレンチのオーバーエッチングされた部分が形成される。そして、オーバーエッチングされた領域は、
−基板の表面に平行な縦方向のトレンチまたはナノトレンチによる第１の面、
−第１の面に対向するが常に前記縦方向に沿った第２の面で、第１の材料で形成された壁、
−前記縦方向に垂直な方向に沿った第２の材料から成る壁
に囲まれる。
好ましくは、すべての交互層は、マスクの形成の前に同じレベルを有する。
マスクにおいて開いた領域は、交互層によって形成されたラインの長手方向（Ｘ）と角度θを形成する軸に従って配列された２つの平行なエッジを有する、一つのブロック内のトレンチ、２つの隣接した層においてエッチングされたトレンチの部分、または第２の材料の壁によって分離された後のそれ（２つの隣接した層）の最も近いもの、を形成することができ、これらの層は、層に延在する縦方向Ｘによって形成された軸に沿ったそれらの間に周期Ｐ＊を持った第１のタイプの材料から形成される。
さらに好都合に、本発明による装置または方法においては、２つのオーバーエッチングされた領域間の軸Ｘに沿った周期Ｐ＊は、標準的な光学リソグラフィ手段を使うパターンの配列のために得ることができる最小の周期よりも大きい。
本発明の１つの方法および１つの装置において、それぞれのトレンチ、また任意選択的にそれぞれパターンまたは壁は、１ｎｍから５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍから３０ｎｍの厚さを持つ。好都合に、すべての層（トレンチまたはパターン）は、例えば、約１０ｎｍ＋／−２ｎｍ、または７ｎｍ＋／−２ｎｍ、または５ｎｍ＋／−１ｎｍの同じ厚さを持つ。好都合にすべての層は２０ｎｍ以下の厚さを持つ。
ｈ１とｈ２は数ｎｍから数十ｎｍの間にあり、例えば５０ｎｍである。
本発明はまた、上述されたような、つまり該装置が、樹脂がトレンチまたはナノトレンチの２つのレベルを完全に満たすまで樹脂中にプレスされるようなナノインプリント装置によって前記樹脂の層にインプリントすることを有する、樹脂にパターンを形成する方法に関する。この装置は、次に、要求されるインプリントを樹脂に残して取り除かれうる。
従ってこれは、構築されるべき基板上に堆積される樹脂層中に、場合によっては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有するネガタイプのパターンを備えた、本発明によ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。従って、樹脂またはポリマーの幅に数ナノメートルから数ミクロンのパターンを得ることができ、次にそれらを基板に転送することができる。
前記方法は、基板上に、前記基板の表面に対して第１の高さｈ’２に置かれた最上部のパッドを有する樹脂のナノパターン、および同じ表面に対して高さｈ’１＜ｈ’２の、パターンの共通の延在方向に延在するパターン、の配列を形成する段階を有する。
前記方法は、前記パッドと相互接続ラインとの間に、コンタクトの形成段階をも有しうる。
そして、軸Ｙに沿って局所的に方向付けられ、上記で取り上げたトレンチの延在方向に垂直なラインの配列を、例えば光学リソグラフィを使って形成することによって、本発明による装置を使ってナノインプリントによって得られた導体パターンの配列を接続することが、効果的にできる。ラインのこの配列は、好ましくは、ナノトレンチの長手方向にオーバーエッチングされたナノトレンチの部分の周期Ｐ＊に等しい値の周期を持つ。より深い深さを持つモールドの領域は、ナノインプリントによるパターン形成の時点で、より高いパターン部分を形成することにつながる。
次に、より高いレベル（高さｈ'２のパッド）と高さｈ'１のパターンとの間のコンタクト（接触）がパッド上に作られ、それにより、光学リソグラフィを使うビア(via)の何らかの形成が、２つのナノパターン間に短絡を引き起こすことを避ける。
本発明の１つの方法または１つの装置において、交互層を形成するか、および／またはナノトレンチの底と側壁を形成する材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯの中から選択される。例えば、第１の材料と第２の材料のために選ばれる材料の対は、Ｓｉ／ＳｉＧｅ、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。例えば、お互いに対してナノトレンチの個々の深さのバリエーションを得るために、お互いに対して選択的にエッチングすることができる材料を選択することによって、上で挙げたものの中から２以上の材料を含むこともできる。
ナノインプリンティングによって得られたナノトレンチから成る、上のレベルと下のレベルとの間の電気的接続を可能にする従来の構造の、４つのズームレベルにおける４枚の写真の一つを示す。 ナノインプリンティングによって得られたナノトレンチから成る、上のレベルと下のレベルとの間の電気的接続を可能にする従来の構造の、４つのズームレベルにおける４枚の写真の一つを示す。 ナノインプリンティングによって得られたナノトレンチから成る、上のレベルと下のレベルとの間の電気的接続を可能にする従来の構造の、４つのズームレベルにおける４枚の写真の一つを示す。 ナノインプリンティングによって得られたナノトレンチから成る、上のレベルと下のレベルとの間の電気的接続を可能にする従来の構造の、４つのズームレベルにおける４枚の写真の一つを示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積と除去の後になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチのエッチングが樹脂の堆積の前になされる、本発明による方法を示す。 ナノトレンチの端部にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 ナノトレンチの端部にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 ナノトレンチの端部にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 ナノトレンチの中央にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 ナノトレンチの中央にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 ナノトレンチの中央にオーバーエッチングされた領域を有する、本発明による装置を示す。 図１１による装置をインプリンティングすることによって得られたパターンを示す。 より高い電気的レベルを持った図１１による装置をナノインプリンティングすることによって得られたパターンの接続モードを示す。 複合層を形成する方法を示す。 複合層を形成する方法を示す。 複合層を形成する方法を示す。 複合層を形成する方法を示す。 複合層を形成する方法を示す。
本発明による方法の実施形態を図２Ａから１０Ｃに示し、図番のＡは上面図、図番のＢは図番の軸Ｙに沿った断面図、図番のＣは図番のＡの軸Ｘに沿った断面図であって、軸Ｘと軸Ｙは基板または装置の表面に平行な平面を規定する２つの軸である。
まず、例えば半導体材料、またはニッケルまたは石英または何らかの他の適切な材料にある（から成る）ことができる基板２が選択される。
この基板は、基板の平面ＸＯＹあるいは主要平面を規定する表面を持つ。
この基板２上には、「ｎ」個の層４（ｉ）、（ｉ＝１，．．．，ｎ）を含む、互いに平行で、またすべて実質的に平面ＸＯＹに垂直な、少なくとも１つの複合層１７が形成される（図２Ａおよび２Ｂ）。提案された方法および装置に対して、酸化物の表面層３は複合層と基板との間にはさみ込まれうる。あるいは、装置はいずれの表面層３を含まない（こともできる）。
層４（ｉ）は互いに対して選択的にエッチングされうる２つのタイプの交互の材料から成る。（例えば湿式または乾式の化学的）エッチングに対して、２つの材料の一つが他の材料のエッチング速度より実質的に速いエッチング速度（例えば１０倍または１００倍速い）でエッチングされる場合に、エッチングは２つの材料間で選択的であると言われる。
複合層１７は、基板２の表面に実質的に垂直な方向Ｚで測られた高さｈ４を有する。同じタイプの材料から成る２つの層４（ｉ）と４（ｉ＋２）との間の交互の周期Ｐは、第１の材料の層の厚さｅ（ｉ）と第２の材料の層の厚さｅ（ｉ＋１）の和に等しい。
好ましくは、１つの同じタイプの材料に対し、異なった層の厚さは同一である。それぞれの層の厚さは、例えば１ｎｍから２０ｎｍの間にあり、好都合には１ｎｍから１０ｎｍの間にある。好都合に、すべての層４（ｉ）は、同一の厚さｅ（ｉ）、例えば１０ｎｍを持つ。つまり、２つの材料がある場合には、周期Ｐは２＊ｅに等しく、例えば２０ｎｍである。
例を通じて、第１および第２の材料はそれぞれＳｉＧｅとＳｉでありうる（から成りうる）。逆に、第１および第２の材料はそれぞれＳｉとＳｉＧｅでありうる。他の材料の対が以下で説明するように可能である。それぞれのタイプの材料が他のタイプの材料に対して選択的にエッチングされうるような、交互層４（ｉ）を形成する２以上のタイプの材料も任意選択的にありうる。
層１７は、例えば特許文献１に記載のタイプの方法を使って形成することができ、それによって、厚さｅに達するまで最初のトレンチを狭めるために使われる酸化物のコンフォーマルな堆積のためのステップ、次に厚さｅのシリコンでトレンチを満たすステップ、続く酸化物の研磨およびエッチングステップ、の連続工程を有する。それぞれのサイクルは、シリコンのパターンを、既存の前のトレンチに形成することを可能にし、それによって、幅ｅの新しいパターンを既存の前のトレンチの壁から分離する２つの新しいトレンチを形成する。
それぞれのサイクルに対し、酸化物厚さを選択することによるいくつかの成功裏のサイクルを行なうことができ、厚さｅのトレンチによって分離された厚さｅのｎ個のパターンの配列を形成するために、５ｎｍから５０ｎｍのオーダーの厚さｅが得られる。最後のサイクルの酸化物エッチングステップを行なわないことによって、本発明の方法で使うことができる上記提案されたタイプの複合層構造１７を得ることができる。そして、層４（ｉ）を形成する２つの材料はＳｉとＳｉＯ２である。
複合層１７を形成する第２の方法の例を、図１５Ａから１５Ｅに示す。
複合層の形成は、この例では、絶縁タイプの半導体の基板、すなわち半導体材料内において、組立体の硬さを確実にする厚い基板２から高さｈの薄い表面層２０を分離する、埋設された絶縁層３を有する基板、を使う（図１５Ａ）。埋設された絶縁層３の材料は、交互層４（ｉ）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に選択される。
この絶縁層は、好都合に酸化ケイ素でありうる。また表面薄層はシリコンでありうる。
幅Ｗｔ、深さｈの１つ以上のトレンチ７３、７３’が、例えばフォトリソグラフィによって表面層２０にエッチングされる。埋設された絶縁層３はエッチング停止層を形成する。従ってトレンチ７３の底は、絶縁材料の層３から成る（図１５Ｂ）。そして、基板上の、またはその中の表面の３つのタイプ、すなわちトレンチの底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影響を受けない基板２の上部分）、の間で区別をすることができる。
このように、埋設された絶縁層３を形成する材料は、コンフォーマルな交互層４（ｉ）に意図された材料の堆積を可能にしないトレンチの底を形成し、活性な堆積物表面８（０）、すなわち交互層４（ｉ）のために選ばれた材料の堆積と適合性のある材料の表面は、基板の最上部７２およびトレンチ７３の側壁７１によって形成される。従ってこの活性なな表面は、ほぼ単独で表面層２０の表面から成る。
低い粗度および第１のタイプの材料の厚さｅ（１）の第１の層４（１）は、全表面８（０）にわたってコンフォーマルな方法で堆積される（図１５Ｃ）。一般的に、コンフォーマルな層とは、堆積される表面８（０）のトポロジー（形態）に従った層のことを意味する。この第１のタイプの材料は、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）上に、低い粗度および厚さｅ（２）のコンフォーマルな第２の材料の層４（２）が堆積される（図１５Ｃ）。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できるように選択される。一般的に、本出願の全体において、エッチングステップ時に２つの材料の１つのエッチングの速度が、他の材料のエッチング速度より実質的に速い場合、例えば１０から１０００倍速い場合に、エッチングは２つの材料間で選択的である、と言う。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、好都合にこの材料は基板材料と同じであって、また例えばシリコンである。
これらのステップは、形態全体にわたって厚さｈｎの複合薄層４０を形成する、厚さｅ（１）からｅ（ｎ）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１５Ｄ）。層４（ｉ＋１）は層ｉの表面８（ｉ）上に堆積される。また、層４（ｉ＋１）は、基本の層４（ｉ）を形成する材料のタイプ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タイプの材料である。
これは、お互いに対して選択的にエッチングできる、上記で取り上げた交互の２つの材料を生じさせる。つまり、
−第１の材料から成った奇数番目の層４（１）から４（２ｘ＋１）、
−および、奇数番目の層により交互に堆積され、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、基板上に堆積される層の総数が偶数か奇数かに応じて、４（２）から４（２ｘ）、または４（２）から４（２ｘ＋２）として参照される。
厚さｅ（１）からｅ（ｎ）のそれぞれの厚さは数ナノメートルから数十ナノメートルの間にあり、例えば１ｎｍから５０ｎｍの間、好ましくは５ｎｍから３０ｎｍの間である。
好都合に、すべての層は例えば約１０ｎｍ＋／−２ｎｍの一の同じ厚さを持つ。
それぞれの層の堆積は、例えばＣＶＤ（エピタキシーとして知られる）またはＰＥＣＶＤによってなすことができる。
トレンチの底を形成する絶縁材料３の存在は、交互のコンフォーマルな層の堆積を可能にしない（図１５Ｄ）。従って、トレンチの底に沿った層４（ｉ）の堆積はない。トレンチ７３、７３’に存在する交互層の部分は、基板２の平均平面ともっぱら垂直に方向付けられ、そしてそれぞれのトレンチ７３の中心を通る平面Ｐｔに対して対称的に、それぞれのトレンチ７３の２つの側壁７１に少なくとも沿って堆積される。
いくつかのトレンチ７３が複合層４０で完全に満たされないならば、これらのトレンチの満たされていない部分は、スタック４０の最後のコンフォーマルな層４（ｎ）を形成する材料のタイプに対して選択的にエッチングできるように選択された充填材料で好都合に満たされる。
次に、装置は、例えば化学的機械研磨の間に薄肉化され、基板の領域７２上の複合層４０の少なくともそれらの部分を除去し、それによって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（図４Ｅ）。
従って、この例では基板の材料２０の一部によって分離された広いトレンチ７３中に存在する交互層４（ｉ）の２つの配列を有する複合層１７が形成できる。交互層４（ｉ）のそれぞれの配列は、この例ではＳｉの層とＳｉＧｅの層の交互から成る。他の材料の対でこの交互層を得ることができ、また、とりわけ上記で取り上げた材料の中から選ばれた異なったエッチング速度を持つ２つ以上の異なった材料でさえも可能である。
本発明による方法の一実施形態を図３Ａから６Ｃで説明する。
スタートの材料は、ｎ個の層４（ｉ）、（ｉ＝１，．．．，ｎ）を含む少なくとも１つの複合層１７が提供された基板２を有する構造である。この構造と、この構造を形成する方法の実施形態の例は、とりわけ図２Ａと２Ｂ、および１５Ａから１５Ｅを参照して既に上述した。
リソグラフィマスク１１０が交互層の複合層１７上に堆積される（図３Ａと３Ｂ）。このマスクはフォトリソグラフィ樹脂とすることができ、この説明の残りの部分では樹脂と称することになる。開口領域１４０は、マスクによって覆われない領域における樹脂を除去することによって形成される。従ってこの開口領域は、交互の層４（ｉ）を局所的に露出させる。好都合に、平面ＸＹに沿った樹脂のこの開口領域は幅Ｗのトレンチ１４０の形を持つ。このトレンチの壁は、互いに平行な平面ＸＹと垂直な直線であり、交互層４（ｉ）の局所的方向と角度θ（０＜θ≦９０°）をなす。トレンチ１４０においては、樹脂１１０により覆われないそれぞれの層４（ｉ）部分の軸Ｘに沿って測られた長さＬ’は、従ってＷ／ｃｏｓ（９０−θ）に等しい。
次に、選択的エッチングが２つのタイプの材料の１つから行なわれる（図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃ）。例として、エッチングされる材料は好ましくは第１の材料である。この第１の材料のエッチングは、第１の材料の層４（ｉ）における、中間の深さｈｉｎｔ（例えば数十ｎｍのオーダーにある）のトレンチまたはナノトレンチ６０（ｉ）の部分の局所的な形成につながり、壁５０（ｉ）によって分離されている２つのナノトレンチは第２のタイプの材料から成る。この第２のタイプの材料もエッチングされうるが、第１の材料よりも低い程度である。ナノトレンチ６０（ｉ）を分離する壁５０（ｉ）の最上部のレベルは、この残りの部分では「高レベル」と表される。ここで、そして本願明細書のすべてにおいて、深さｈｉ（ｉ＝整数で、１，２，．．．）は第２の材料の層の表面に対して測られ、それは第１の材料の層ほどにはエッチングによって影響を受けない。
交互層の局所的な方向Ｘに対して角度θを持つトレンチ１４０の形態にある樹脂１１０に開口がある有利なケースにおいて、第１の材料４（ｉ）と４（ｉ＋２）の２つの隣接した交互層上に存在する既にエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の２部分の間の軸Ｘに沿って、周期Ｐ＊が形成される。そしてＰ＊はＰ＊＝Ｐ／ｔａｎθとなる。
この例では、エッチングは等方性であり、第１の材料は樹脂１１０の層の下で局所的にエッチングされ（図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃ）、既にエッチングされたナノトレンチの部分の長さＬは、Ｌ’よりも厳密には長い。その長さはそれぞれの層４（ｉ）の樹脂１１０で覆われない部分の軸Ｘに沿っている。
あるいは、エッチングは異方性であってもよく、第１のタイプの材料の樹脂１１０で覆われない部分のみをエッチングするだけでもよい。この時、既にエッチングされたナノトレンチの部分の長さＬは長さＬ’に等しい。この形状は次の実施形態で示される。
エッチングの後、樹脂１１０の一部は除去され（図５Ａと５Ｂ）、この除去された部分は、好ましくは、開口領域１４０の面の１つのみの上に存在する樹脂である。そして、この装置は少なくとも３つの領域、
−そこでは何らのエッチングもまだされず、第１のタイプの材料から成る層４（ｉ）が第２のタイプの材料の層のレベルにあるような１つの領域（α）、
−中間の深さｈｉｎｔを持つ既にエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の部分を含んだトレンチ１４０の形状に対応している領域（β）、
−そこでは何らのエッチングもされず、第１のタイプの材料から成る層４（ｉ）が第２のタイプの材料の層のレベルにあるような、樹脂１１０で覆われた領域（γ）、
を有する。
次に第１のタイプの材料の第２の選択的エッチングステップが行なわれる。そして、第１のタイプの材料は、樹脂１１０で覆われない交互層４（ｉ）のすべてのポイントにおいて、すなわち部分（α）と（β）において、エッチングされる。
次に、これらすべてのポイントは同じ深さｈ１までエッチングされる。これは、
−第２の材料の層のレベルに等しい高レベルを初めに持っていた第１の材料の領域（α）の層における深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）、
−領域（β）の既にエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の部分においてｈ２＝ｈ１＋ｈｉｎｔとなるような深さｈ２を持った、さらに深いナノトレンチ６０（ｉ）の部分、
を形成することにつながる。
領域（γ）に属する第１のタイプの材料から形成された層のそれらの部分は樹脂１１０で覆われ、従ってエッチングされない。
最終的に、残っている樹脂１１０は除去される（図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ）。次に、深さｈ２の、層４（ｉ）の交互の長手方向にオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）は、一つの側に、深さｈ１のトレンチまたはナノトレンチ６（ｉ）を持ち、そして他の側に、そのレベルが第２のタイプの材料から成る層のレベルと同一であるような第１のタイプの材料から成る壁を持つ。図６Ｃは装置のいずれかのトレンチまたはナノトレンチ６に対する軸Ｘに沿った断面を示す。
そして、交互層の配列は以下の３つの領域を有する。
−第２のタイプの材料から成る壁５０（ｉ）によって分離された、深さｈ２のナノトレンチ６０（ｉ）の部分の交互から成る「深い」領域（β）であって、この領域は、既に上記で示された幾何学的特性、すなわち幅Ｗで、交互層４（ｉ）の局所的な方向Ｘに対する角度θで、この軸Ｘに沿って周期Ｐ＊を持つ深さｈ２の部分、を持つ、
−深い領域の１つの側、つまり深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）の配列（α）であって、その底が、第２のタイプの材料から成る高レベルの壁５（ｉ）によって分離される、第１のタイプの材料から成る、
−深い領域の他の側、つまり、ナノトレンチの配列と同じ層の方向の局所的な軸を持った交互層４（ｉ）の配列（γ）であって、交互層４（ｉ）のそれぞれが層４（ｉ）のエッチング前の最初の高さと同一の、１つの同じ高さｈ４を持つ。
本発明による方法の他の実施形態を図７Ａから１０Ｃで説明する。
スタートの材料は、ｎ個の層４（ｉ）、（ｉ＝１，．．．，ｎ）を含む、少なくとも１つの複合層１７が提供された基板２を有する構造である。この構造と、この構造を形成する方法の実施形態の例は、図２Ａと２Ｂ、および１５Ａから１５Ｅを参照して既に上述した。
次に、２つのタイプの材料の１つの選択的エッチングステップが行なわれる。（図７Ａおよび７Ｂ）。ここで再び、例として、好ましくはエッチングされた材料は、第１のタイプの材料である。この第１のタイプの材料は、第２のタイプの材料から成る壁５（ｉ）によってお互いに分離された、深さｈ１のトレンチまたはナノトレンチ６（ｉ）を形成するように、層４（ｉ）のすべての交互のポイントにおいてエッチングされる。ナノトレンチ６（ｉ）とそれらを分離する壁５（ｉ）の幅は、第１のタイプの材料から成る交互層の厚さ、および第２のタイプの材料から成る層の厚さにそれぞれ等しい。ナノトレンチ６（ｉ）の底は第１のタイプの材料から成る。
ナノトレンチ６（ｉ）のこの配列上に、リソグラフィマスク１１０が堆積される（図８Ａおよび８Ｂ）。このマスクはフォトリソグラフィ樹脂でありうる。この領域における樹脂を除去することによって、開口領域１４０が形成される。従って、この領域は、層４（ｉ）の交互、特にナノトレンチ６（ｉ）の底を形成する材料を局所的に露出させる。
好都合に、開口領域はマスク１１０におけるトレンチ１４０を形成し、そのトレンチは、幅Ｗで、交互層４（ｉ）およびナノトレンチ６（ｉ）の局所的方向Ｘとの角度θ（０＜θ≦９０°）である。トレンチ１４０において、それぞれの層４（ｉ）の樹脂１１０で覆われない部分の、軸Ｘに沿って測られた長さＬ’は、従ってＷ／ｃｏｓ（９０−θ）に等しい。このトレンチの壁は、互いに平行な平面ＸＹに垂直な直線であり、交互層４（ｉ）の局所的方向と角度θ（０＜θ≦９０°）をなす。
ここで再び、樹脂トレンチ１４０と交互層の局所的方向Ｘとの間の角度θは、２つの隣接したナノトレンチ６（ｉ）に存在するオーバーエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の２つ部分間の軸Ｘに沿った周期Ｐ＊の存在につながる。そしてＰ＊はＰ＊＝Ｐ／ｔａｎ（θ）となる。
次に、第１の材料のナノトレンチ６（ｉ）において、第２のタイプの材料から成る壁の最上部の高いレベルに対して深さｈ２のナノトレンチ６０（ｉ）の、オーバーエッチングされた部分を局所的に形成する第１のタイプの材料の、選択的エッチングが行なわれる（図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃ）。例を通じてここで提案されたケースでは、オーバーエッチングされた領域の深さｈ２は、第２の材料から成り、壁５（ｉ）を形成する層４（ｉ）の全体厚さｈ４に等しい。
好都合に、エッチングは異方性であってもよく、第１のタイプの材料の樹脂で覆われない部分のみをエッチングするだけでもよい（図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃ）。その時、既にエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の部分の軸Ｘに沿って測られた長さＬは、それぞれの層４（ｉ）の樹脂１１０で覆われない部分の軸Ｘに沿った長さＬ’に等しい。
あるいは、前の実施形態で提案されるように、エッチングは等方性でありうる。そして、第１の材料は樹脂層の下で局所的にエッチングされる。そしてオーバーエッチングされたナノトレンチの部分の長さＬはＬ’より大きい。
次に、残りの樹脂１１０が除去される（図１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃ）。そして交互の層の長手方向における深さｈ２のオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）は、深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）にそれぞれ含まれる。
従って、一部が深さｈ２を持った深さｈ１の少なくとも１つのナノトレンチを有する構造が形成される。交互層４（ｉ）の配列に対して、深さｈ１を持つナノトレンチ６（ｉ）の配列が、また、それぞれのナノトレンチにおいて、長さＬで深さｈ２であり、ナノトレンチの軸Ｘに沿って、２つの隣接したナノトレンチ６（ｉ）に存在する２つのオーバーエッチングされた部分６０（ｉ）の間に周期Ｐ＊が存在するような部分６０（ｉ）が、形成される。
そして、交互層の配列は以下の３つの領域を有する（図９Ａ）。
−第２のタイプの材料から成る壁５０（ｉ）によって分離された、深さｈ２のナノトレンチ６０（ｉ）の部分の交互から成る「深い」領域（β）であって、この領域は、既に上記で示された幾何学的特性、すなわち幅Ｗで、交互層４（ｉ）の局所的な方向Ｘに対する角度θで、この軸Ｘに沿って周期Ｐ＊を持つ深さｈ２の部分、を持つ、
−深い領域のそれぞれの側、つまり深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）の配列（αおよびγ）であって、その底が、第２のタイプの材料から成る高レベルの壁５（ｉ）によって分離される、第１のタイプの材料から成る。
本発明はまた、図１１Ａから１２Ｃに示した２つの装置に関する。ここでの残りの部分で使われる文字および記号（Ｐ，Ｐ＊，ｈ１，ｈ２，．．．など）は前と同様の意味を持つ。提案された方法と装置に関して、酸化物の表面層３は複合層と基板との間に存在しうる。あるいは、装置は何らの表面層３をも含んでいなくてよい。
本発明による装置の１つの第１の実施形態は、トレンチのエッジの高いレベルに対して深さｈ１の、少なくとも１つのナノトレンチを有し、その底は第１の材料から成る。このトレンチの壁は第２のタイプの材料から成る。
好都合に、この装置は、交互の壁５（ｉ）／ナノトレンチ６（ｉ）が周期Ｐを持つような配列に配置された、いくつかナノトレンチ６（ｉ）を含む（図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃ）。壁５（ｉ）の幅は好ましくは等しい。そしてナノトレンチ６（ｉ）の幅は好ましくはお互いに等しい。壁５（ｉ）およびナノトレンチ６（ｉ）の幅と周期は、図２Ａを参照して交互層４（ｉ）に対して既に示されたものである。
少なくとも、それぞれのナノトレンチ６（ｉ）の１つの端部には、深さｈ２のオーバーエッチングされた長さＬの領域６０（ｉ）が存在する。
深さｈ２のオーバーエッチングされた領域は４つの壁に囲まれる。
ナノトレンチ６（ｉ）の主要方向に垂直な方向に存在する２つの壁５０（ｉ）と５０（ｉ−１）は第２のタイプの材料から成り、オーバーエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の部分の底から測った、そして方向Ｚにおける高さｈ２を持つ。
ナノトレンチの主要方向Ｘに沿って、オーバーエッチングされた領域の壁は第１のタイプの材料から成る。深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）の側において、壁７はｈ２−ｈ１の値の高さを持つ。他の側において、壁７’は高さｈ２を持ち、その最も高いレベルは第２のタイプの材料から成る壁５０（ｉ）の高いレベルに対応する。
いくつかのナノトレンチ６（ｉ）があるならば、少なくともそれぞれのナノトレンチ６（ｉ）の１つの端部に存在するオーバーエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の少なくとも１つの部分が存在する。ナノトレンチ６（ｉ）は、そのオーバーエッチングされた部分６０（ｉ）を同じ側に持つ。これらのトレンチの第１の材料の壁７（ｉ）または７’（ｉ）は、方向Ｘに対し角度θ（０＜θ＜９０°）をなす方向に配列されるように、好都合にお互いにオフセットされうる。そして、ナノトレンチ６（ｉ）の局所的な方向Ｘの軸に沿って、２つの隣接したナノトレンチ６（ｉ）の端部にある２つのオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）と６０（ｉ＋１）の、高さｈ２の２つの壁７（ｉ）間に（既に上記で規定されたような）周期Ｐ＊が存在する。
本発明による装置の第２の実施形態は、トレンチのエッジの高いレベルに対し、深さｈ１の少なくとも１つのナノトレンチを有し、その底は第１の材料から成る。このナノトレンチの壁は第２のタイプの材料から成る。
好都合に、この装置は、交互の壁５（ｉ）／ナノトレンチ６（ｉ）が周期Ｐを持つような配列に配置された、いくつかナノトレンチ６（ｉ）を含む（図１２Ａ、１２Ｂ、および１２Ｃ）。壁５（ｉ）の幅は好ましくは等しい。そしてナノトレンチ６（ｉ）の幅は好ましくはお互いに等しい。壁５（ｉ）およびナノトレンチ６（ｉ）の幅と周期は、図２Ａを参照して交互層４（ｉ）に対して既に示されたものである。
少なくとも、それぞれのナノトレンチ６（ｉ）において、深さｈ２のオーバーエッチングされた長さＬの領域６０（ｉ）が存在する。
深さｈ２の、オーバーエッチングされた領域６０（ｉ）は以下の４つの壁によって囲まれる。
−ナノトレンチ６（ｉ）の主要方向に垂直な方向Ｙに存在する２つの壁５０（ｉ）と５０（ｉ−１）であって、第２のタイプの材料から成り、オーバーエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の部分の底から測った、そして方向Ｚにおける高さｈ２を持つもの。
−ナノトレンチの主要方向Ｘに沿って、オーバーエッチングされた領域の２つの壁であって、第１のタイプ材料から成り、これら２つの側から、それぞれオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）が深さｈ１のナノトレンチ６（ｉ）によって延長されるようなもの。２つの対応する壁７（ｉ）および７’’（ｉ）はｈ２−ｈ１の値の高さを持つ。
いくつかのナノトレンチ６（ｉ）があるならば、それぞれのナノトレンチ６（ｉ）に存在するオーバーエッチングされたナノトレンチ６０（ｉ）の少なくとも１つの部分が存在する。これらのトレンチの第１の材料の壁７（ｉ）または７’’（ｉ）は、方向Ｘに対し角度θ（０＜θ＜９０°）をなす方向に配列されるように、好都合にお互いにオフセットされうる。そして、ナノトレンチ６（ｉ）の局所的な方向Ｘの軸に沿って、これは、２つの隣接したナノトレンチ６（ｉ）にある２つのオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）と６０（ｉ＋１）の、２つの壁７（ｉ）間に（既に上記で規定されたような）周期Ｐ＊を与える。
本発明の１つの方法または１つの装置において、交互層４（ｉ）の交互を形成する材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯの中から選択される。例えば、第１の材料と第２の材料のために選ばれる材料の対は、Ｓｉ／ＳｉＧｅ、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。それぞれのケースは、好ましくエッチングされるべき２つの材料のどれか１つに対して可能である。
お互いに対してナノトレンチの個々の深さのバリエーションを得るために、お互いに対して選択的にエッチングすることができる材料を選択することによって、上で挙げたものの中から２以上の材料を含むこともできる。組成にバリエーションを持たせうるように、従って１つの同じタイプの材料から成る２つの層の間のエッチング速度にバリエーションを持たせうるように、材料のタイプを選択することも可能である。
本発明による、および／または、本発明の方法によって製造された装置において、トレンチ６（ｉ）と６０（ｉ）、および壁５（ｉ）と５０（ｉ）は、１ｎｍから５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍから３０ｎｍの厚さを持つ。例えば、各層は、約１０ｎｍ＋／−２ｎｍ、またはさらに７ｎｍ＋／−２ｎｍ、あるいはさらには５ｎｍ＋／−１ｎｍの同じ厚さを持つ。
好都合に、本発明による装置、および本発明による方法は、２つのオーバーエッチングされた領域６０（ｉ）と６０（ｉ＋１）の間の軸Ｘに沿った周期Ｐ＊が、標準的な光学リソグラフィを使ったパターン配列に対して得ることのできる最小の周期よりも大きいようなものである。
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中に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、効果的に使われうる（図１３）。
そして、得られたパターン６１０と６００は、ナノトレンチの領域、およびナノインプリントモールドのオーバーエッチングされたナノトレンチの領域にそれぞれ対応する、２つの異なったレベルｈ１’とｈ２’を持つ。より大きな深さを持つモールドの領域は、ナノインプリントによってパターンを形成する時点での、パターン６００のより高い部分を形成することにつながる。
ナノインプリンティングによるパターン６１０の配列「σ」を形成後に、標準的な光学リソグラフィ手段を使うパターンの配列のために得ることができる最小の周期よりも、周期Ｐ＊が大きいならば、導体パターンの配列「σ」を一層高いレベルに接続することができる（図１４）。光学リソグラフィ手段を使って、軸Ｙに沿って局所的に方向付けられたライン９００の配列「Σ」を形成することによって、オーバーエッチングされたナノトレンチの部分の周期Ｐ＊に等しい周期の、そして取り上げたパターン６００の部分と接触されるように配置された、この接触が可能である。
従って、より高いレベル「Σ」とナノトレンチ「σ」のレベルとの間の接触は、取り上げたパターン６００によって形成されたパッド上に作られ、そのことが、ビア(via)が光学リソグラフィ手段によって形成される時に２つのナノパターン６１０の間に何らかの短絡が生じることを避ける。
２ 基板
３ 絶縁層
４（１） 第１の材料層
４（２） 第２の材料層
４（ｉ） 交互層
５（ｉ） 壁
６（ｉ） ナノトレンチ
７’ 壁
７’’（ｉ） 壁
８（０） 表面
８（１） 表面
８（ｉ） 表面
１７ 複合層
２０ 表面層
４０ 複合層
５０（ｉ） 壁
６０（ｉ） ナノトレンチ
７０ 底
７１ 側壁
７２ 最上部
７３ トレンチ
１１０ マスク（樹脂）
１４０ トレンチ
６００ パターン
６１０ パターン
９００ ライン

Claims (15)

  1. 三次元のナノインプリント装置であって、少なくとも、
    ａ）表面（Ｘ，Ｙ）を持つ基板（２）と、
    ｂ）この基板上に、２個ずつの平行な複数のナノトレンチ（６）であって、それぞれのナノトレンチが縦方向（Ｘ）に延在しかつ側壁によって横方向に規定され、前記ナノトレンチおよび前記壁が基板の前記表面に実質的に垂直に方向付けられ、それぞれのナノトレンチが、側壁の最上部に対して測られたそれぞれ深さｈ１とｈ２＞ｈ１の、少なくとも１つの第１および１つの第２のレベルを有するナノトレンチと、
    を有し、
    ｃ）ナノトレンチの最後の深さレベル（ｈ１）の底は第１のタイプの材料に存在し、側壁は第２のタイプの材料に存在し、第１のタイプの材料は、ナノトレンチの壁を形成する第２のタイプの材料に対して選択的にエッチングされることが可能であることを特徴とする装置。
  2. 側壁（５（ｉ））によって分離された前記複数のナノトレンチ（６（ｉ））は、パターンおよびナノトレンチの配列を形成し、深さｈ２のナノトレンチのそれぞれの部分は、周期Ｐ＊によって隣接したナノトレンチのそれぞれの部分から前記縦方向にオフセットされることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. ナノトレンチの深さｈ２の最も深い部分（６０（ｉ））は、周期Ｐ＊より短い長さ（Ｌ）を持つことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 深さｈ２のそれぞれの深い部分（６０（ｉ））は、ナノトレンチ（６（ｉ））の１つの端部に存在し、４つの面、すなわち、
    −高さｈ２−ｈ１の、前記第１のタイプの材料の１つの面と、
    −前記第２のタイプの材料から成る２つの側壁によって形成された２つの面と、
    −深さｈ２の、前記第１のタイプの材料から成り、その最上部がナノトレンチを取り巻く壁の最上部と同じレベル、または実質的に同じレベルにある１つの面と、
    によって規定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
  5. ナノパターン（５（ｉ））およびナノトレンチ（６（ｉ））の幅は１０ｎｍ＋／−２ｎｍに等しいか、それ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
  6. 三次元のインプリントモールドを形成する方法であって、少なくとも、
    ａ）基板（２）上に、少なくとも部分的に互いに平行で少なくとも部分的に基板に垂直な、第１のタイプの材料と第２のタイプの材料にある交互層（ｉ）（ｉ＝１，．．．，ｎ）を形成するステップであって、第１のタイプの材料が第２のタイプの材料に対して選択的にエッチングされうるものであるステップと、
    ｂ）第２のタイプの材料に対する第１のタイプの材料の部分的な選択的エッチングによってナノトレンチ（６０（ｉ））および基板の前記表面に実質的に垂直な側壁の部分を形成するステップであって、それぞれのナノトレンチが、側壁の最上部に対して測られた基板に垂直な方向におけるそれぞれ深さｈ１とｈ２＞ｈ１の、少なくとも１つの第１および１つの第２のレベルを有するものであるステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  7. ステップｂ）は、交互層の領域を露出させる少なくとも１つの開口領域（１４０）を有するマスク（１１０）を交互層上に形成するステップを有し、部分的な選択的エッチングの少なくとも一部がマスク（１１０）を通してなされることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. ステップｂ）は、
    −深さｈ１の第１のタイプの材料の少なくとも交互層のエッチングを可能にする、マスクの形成の前の第１の部分的な選択的エッチングステップと、
    −マスクを形成するステップと、
    −深さｈ１への第１の部分的な選択的エッチングの間に深さｈ２＞ｈ１に至るまで既にエッチングされた、第１のタイプの材料の交互層の一部のエッチングを可能にする、マスクの前記開口領域（１４０）を通した第２の部分的な選択的エッチングステップと、
    −マスクの少なくとも一部を除去するステップと、
    を有することを特徴とする請求項７による方法。
  9. ステップｂ）は、
    −マスクを形成するステップと、
    −深さｈｉｎｔへの第１のタイプの材料の交互層の一部のエッチングを可能にする、マスクの前記開口領域（４０）を通した部分的な選択的エッチングの第１のサブステップと、
    −マスクの一部を除去するステップと、
    −部分的な選択的エッチングの第２のサブステップであって、そこでは、第１のサブステップの間にエッチングされた第１のタイプの材料の交互層の少なくとも一部が、次に深さｈ２にエッチングされ、そして第１のサブステップの間にマスクによってカバーされた第１のタイプの材料の交互層の部分がその時深さｈ１にエッチングされる、第２のサブステップと
    −マスクの少なくとも一部を除去するステップと、
    を有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
  10. すべての交互層（４（ｉ））は、マスク（１１０）の形成の前に同じレベルを有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. マスク（１１０）の開口領域（１４０）は、交互層（４（ｉ））によって形成されたラインの長手方向（Ｘ）と角度θを有するトレンチを形成し、２つの隣接した層においてエッチングされたトレンチの部分（６０（ｉ））は、層の延在方向によって形成された軸に沿った互いの間に周期Ｐ＊を持った第１のタイプの材料から成ることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. それぞれの層の厚さは１０ｎｍ＋／−２ｎｍに等しいか、それ以下であることを特徴とする請求項６から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 樹脂のパターンを形成する方法であって、請求項１から５のいずれか１項に記載のナノインプリント装置によって前記樹脂の層中にインプリントすることを有する方法。
  14. 基板上に、前記基板の表面に対して第１の高さｈ’２に置かれた最上部のパッド（６００）を有する樹脂のナノパターン（６１０）、および同じ表面に対して高さｈ１’＜ｈ’２の、パターンの共通の延在方向に延在するパターン（６１０）、の配列を形成する段階を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 前記パッドと相互接続ラインとの間に、コンタクトの形成段階をさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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