JP2011222834A - Baking apparatus, method for forming resist pattern, method for manufacturing photo mask, and method for manufacturing mold for nanoimprint - Google Patents

Baking apparatus, method for forming resist pattern, method for manufacturing photo mask, and method for manufacturing mold for nanoimprint Download PDF

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a high quality pattern with a high residual film ratio and a high contrast ratio, even if a mask substrate is composed of synthetic quartz with the thickness of 0.250 inch in forming a resist pattern with a chemically-amplified resist.SOLUTION: In a baking apparatus 50 for subjecting PAB or PEB treatment to a chemically-amplified resist, the temperatures of a second hotplate 52 and subsequent hotplates are adjusted and held at a predetermined baking temperature, and the temperature of a first hotplate 51 is adjusted and held at a higher temperature than the predetermined baking temperature so that the temperature of the surface of a mask substrate 1 can reach the predetermined baking temperature within 90 seconds.

Description

本発明は、半導体高集積回路等の製造に用いられるフォトマスク及びナノインプリント用モールドの作製等に使用されるベーク処理装置、及び、当該ベーク装置を用いたレジストパターン形成方法、当該レジストパターン形成方法によるフォトマスクの製造方法、及び、ナノインプリント用モールドの製造方法に関する。   The present invention relates to a baking processing apparatus used for production of a photomask and a nanoimprint mold used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a resist pattern forming method using the baking apparatus, and the resist pattern forming method. The present invention relates to a photomask manufacturing method and a nanoimprint mold manufacturing method.

電子線リソグラフィは、30nm以下の高い解像度が得られる描画あるいは露光(以降、描画という)の方式として、極微細なパターン寸法を必要とする少量生産の先端半導体集積回路や、次世代半導体集積回路の開発試作、フォトマスク製造やナノインプリント用モールド製造などの用途で既に実用化されている。
一方、電子線リソグラフィが優れた解像度を提供するにもかかわらず、半導体集積回路等の大量生産に実用化されていない理由は、一度に描画できる面積が光リソグラフィ(即ち、縮小投影露光)と比較して小さいこと、即ち描画に長時間を必要とすることにある。
Electron beam lithography is a method of drawing or exposure (hereinafter referred to as drawing) that provides a high resolution of 30 nm or less, and is used for small-scale advanced semiconductor integrated circuits that require extremely fine pattern dimensions and next-generation semiconductor integrated circuits. It has already been put to practical use in applications such as development trial manufacture, photomask manufacturing, and nanoimprint mold manufacturing.
On the other hand, despite the fact that electron beam lithography offers excellent resolution, the reason why it is not put into practical use for mass production of semiconductor integrated circuits, etc. is that the area that can be drawn at one time is compared with optical lithography (ie reduced projection exposure) Therefore, it is small, that is, it requires a long time for drawing.

この処理速度の改善を実現する手段として、さらに具体的には、レジストの感度を高感度化する手段として、化学増幅型レジストがある。化学増幅型レジストは半導体製造用微細加工材料として現在既に利用されている。   As a means for realizing the improvement in the processing speed, more specifically, as a means for increasing the sensitivity of the resist, there is a chemically amplified resist. Chemically amplified resist is already used as a microfabricated material for semiconductor manufacturing.

従来の電子線リソグラフィ用“非”化学増幅型レジストが電子線の照射(即ち、描画)による分解反応あるいは重合反応を基本としているのに対し、化学増幅型レジストは、描画による反応でレジスト膜中に酸を発生させ、酸を触媒として、描画後のベーク処理により連鎖的に反応が進むために、高い感度が得られる。即ち、少ない電子線照射量でレジストパターンを形成でき、電子線描画において高い生産性が得られる。
ところで、光露光と化学増幅型レジスト(即ち、光リソグラフィ)を用いて大量生産が行われている半導体集積回路の製造ラインでは、現在既に、最小で約45nm以下のサイズの微細加工が行われている。しかしながら、半導体集積回路等の高性能化や高集積化などの要求を満たすには、さらに微細で精密且つ高品質なレジストパターンの形成が求められる。特に、電子線描画と化学増幅型レジストを用いて製造されるフォトマスクやナノインプリント用モールドなど、半導体集積回路などの製造に用いられるリソグラフィのための原盤の作製では、より高品質なレジストパターンとそれを形成する技術が求められている。
Whereas conventional “non” chemically amplified resists for electron beam lithography are based on a decomposition reaction or polymerization reaction by electron beam irradiation (ie, drawing), chemically amplified resists are formed in a resist film by a reaction by drawing. The reaction proceeds in a chain manner by baking after drawing using an acid as a catalyst, and high sensitivity is obtained. That is, a resist pattern can be formed with a small amount of electron beam irradiation, and high productivity can be obtained in electron beam drawing.
By the way, in a semiconductor integrated circuit manufacturing line which is mass-produced by using light exposure and a chemically amplified resist (that is, photolithography), microfabrication of a size of about 45 nm or less is already performed at the minimum. Yes. However, in order to satisfy the demands for higher performance and higher integration of semiconductor integrated circuits and the like, it is required to form a finer, more precise and higher quality resist pattern. In particular, in the production of masters for lithography used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, such as photomasks and nanoimprint molds manufactured using electron beam lithography and chemically amplified resists, higher-quality resist patterns and There is a need for technology to form

ここで、特許文献1には、「レジスト用重合体および化学増幅型レジスト組成物」に係り、シリコンウエハ上に化学増幅型レジストをスピンコートした後、塗布後ベーク処理(Post Apply Bake:以降、PABという)をホットプレートにより120℃で60秒間行い、次いで、ArFエキシマレーザー露光機にて露光した後、さらに露光後ベーク(Post Exposure Bake:以降、PEBという)をホットプレートにより120℃で60秒間行うレジストパターンを形成する技術が記載されている。   Here, Patent Document 1 relates to “resist polymer and chemically amplified resist composition”. After chemically applying a chemically amplified resist on a silicon wafer, post-application baking (Post Apply Bake: hereinafter, (Hereinafter referred to as “PAB”) at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate, followed by exposure with an ArF excimer laser exposure machine, and further post-exposure baking (hereinafter referred to as “PEB”) at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate. A technique for forming a resist pattern to be performed is described.

また、特許文献2には、「感放射線性組成物、化合物、化合物の製造方法およびレジストパターン形成方法」に係り、シリコンウエハ上に化学増幅型非高分子型レジスト組成物を回転塗布し、PAB処理した後、電子線描画装置で露光し、ベーク温度を90℃、100℃、110℃として且つベーク時間は90秒間に固定してPEB処理し、その後現像処理して、レジストパターンを形成する技術が記載されている。また、同様に特許文献2には、SiO基板上に化学増幅型非高分子型レジスト組成物を回転塗布し、110℃で90秒間PAB処理し、次いで電子線描画装置で露光し、110℃で90秒間PEB処理し、現像処理して、レジストパターンを形成する技術が記載されている。 Patent Document 2 relates to “radiation-sensitive composition, compound, method for producing compound and method for forming resist pattern”, wherein a chemically amplified non-polymer type resist composition is spin-coated on a silicon wafer, and PAB A technique for forming a resist pattern by performing exposure with an electron beam drawing apparatus after processing, bake temperatures of 90 ° C., 100 ° C., and 110 ° C., fixing the bake time to 90 seconds, performing PEB processing, and then developing. Is described. Similarly, in Patent Document 2, a chemically amplified non-polymeric resist composition is spin-coated on a SiO 2 substrate, subjected to PAB treatment at 110 ° C. for 90 seconds, and then exposed to an electron beam drawing apparatus. Describes a technique for forming a resist pattern by performing PEB processing for 90 seconds and developing processing.

また、特許文献3には、「レジストパターン寸法の面内分布の評価方法、フォトマスクブランクの製造方法、フォトマスクブランク、及びレジストパターン形成工程の管理方法」に係り、Cr遮光膜を設けた6インチ角(152x152mm)フォトマスクブランク上に、EB用ポジ型化学増幅型レジストをスピンコートし、ホットプレートにより120℃で10分間のプリベーク(即ち、PAB)を行い、EB描画機によりテストパターンを描画した後、ホットプレートにて120℃で10分間の現像前ベーク(即ち、PEB)を行い、現像処理し、リンス及びスピンドライを行い、レジストパターンを形成する、フォトマスク製造方法が記載されている。   Patent Document 3 relates to “a method for evaluating the in-plane distribution of resist pattern dimensions, a method for manufacturing a photomask blank, a method for managing a photomask blank, and a resist pattern forming process”, and provides a Cr light-shielding film. A positive chemically amplified resist for EB is spin-coated on an inch square (152 x 152 mm) photomask blank, pre-baked (ie, PAB) at 120 ° C for 10 minutes with a hot plate, and a test pattern is drawn with an EB drawing machine. After that, a photomask manufacturing method is described in which a pre-development bake (that is, PEB) is performed at 120 ° C. for 10 minutes on a hot plate, a development process is performed, and a resist pattern is formed by rinsing and spin drying. .

さらに、特許文献4には、「レジストパターンの寸法制御方法及びベーク処理装置」に係り、6インチのCrマスク上にポジ型化学増幅レジストが塗布され、電子線描画装置を用いてパターン描画され、その後、90℃で、600秒間(ルーチン条件)でPEB処理を行う、フォトマスク製造方法が記載されている。   Further, Patent Document 4 relates to “resist pattern dimension control method and baking processing apparatus”, a positive chemically amplified resist is applied on a 6-inch Cr mask, and a pattern is drawn using an electron beam drawing apparatus. Then, a photomask manufacturing method is described in which PEB processing is performed at 90 ° C. for 600 seconds (routine conditions).

特開2003−140346号公報JP 2003-140346 A 特開2009−173625号公報JP 2009-173625 A 特開2005−326581号公報JP 2005-326581 A 特開平11−72927号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-72927

Hideo Kobayashi、Proceedings of SPIE Vol.5853−17Hideo Kobayashi, Proceedings of SPIE Vol. 5853-17

ここで挙げた化学増幅型レジスト(組成物)の開発試作は、例えば特許文献1あるいは特許文献2に記載のように、半導体業界標準の形状(外形寸法及び厚み等)に作られたシリコンウエハ(例えば6インチ・シリコンウエハ:150mm径、厚み0.675mm)を用いて行われる。あるいはまた、当該シリコンウエハ表面に例えばアルミ膜等を成膜した基板を用いる。そして、化学増幅型レジストの溶液をシリコンウエハ(以降、ウエハともいう)に回転塗布し、その後、化学増幅型レジスト膜が形成された前記ウエハを所定の温度に調整保持されたホットプレートに90秒間静置してベークし、次いで連続して、例えば室温に設定保持された冷却プレートに前記ウエハを移載し静置して十分に冷却して、PAB処理を終了する。次に、電子線描画装置による描画を行う。続いて、描画を経た前記ウエハを、前述のPAB処理と同様に、所定の温度に調整保持されたホットプレートに90秒間静置してベークし、次いで連続して、例えば室温に調整保持された冷却プレートに前記ウエハを移載し静置して十分に冷却して、PEB処理を終了する。その後、所定の現像液でレジスト膜を現像処理して、化学増幅型レジストのレジストパターンは形成される。   Development and prototyping of the chemically amplified resist (composition) mentioned here is, for example, as described in Patent Document 1 or Patent Document 2, a silicon wafer (outer dimensions, thickness, etc.) made in a semiconductor industry standard shape ( For example, a 6-inch silicon wafer (150 mm diameter, thickness 0.675 mm) is used. Alternatively, a substrate on which an aluminum film or the like is formed on the silicon wafer surface is used. Then, a chemically amplified resist solution is spin-coated on a silicon wafer (hereinafter also referred to as a wafer), and then the wafer on which the chemically amplified resist film is formed is placed on a hot plate adjusted and held at a predetermined temperature for 90 seconds. The wafer is stood still and baked, and then the wafer is continuously transferred onto a cooling plate set and held at room temperature, for example, and allowed to cool sufficiently to complete the PAB process. Next, drawing is performed by an electron beam drawing apparatus. Subsequently, the wafer subjected to the drawing was baked by allowing it to stand for 90 seconds on a hot plate adjusted and held at a predetermined temperature in the same manner as the PAB process described above, and then continuously adjusted and held at room temperature, for example. The wafer is transferred to the cooling plate, allowed to stand and sufficiently cooled, and the PEB process is completed. Thereafter, the resist film is developed with a predetermined developer to form a chemically amplified resist pattern.

ところで、ある化学増幅型レジストの最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件の決定は、下記の手段によって行われる。
前述に代表される化学増幅型レジストのレジストパターン形成工程(以降、レジストパターン形成工程という)により、且つ、前記レジストパターン形成工程においてPAB及びPEBでのベーク温度を幾つかの水準に振って、レジストパターン形成し、その後、得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡等により観察して、最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件を決定する、即ち、PAB温度とPEB温度の組み合わせを決定する。
By the way, determination of the baking conditions for obtaining the best resist pattern shape of a certain chemically amplified resist is performed by the following means.
The resist pattern forming process (hereinafter referred to as resist pattern forming process) of the chemically amplified resist represented by the above, and the baking temperature in PAB and PEB is changed to several levels in the resist pattern forming process. After pattern formation, the obtained resist pattern is observed with a scanning electron microscope or the like to determine the baking conditions for obtaining the best resist pattern shape, that is, the combination of PAB temperature and PEB temperature.

ここで、例えば特許文献1あるいは2に記載されているように、レジストパターン形成工程におけるPAB及びPEBの処理時間は、前記ウエハを基板とした場合、両ベーク処理において共に90秒間(または60秒間)と、同一固定した処理時間が使われる。   Here, as described in, for example, Patent Document 1 or 2, the processing time of PAB and PEB in the resist pattern forming process is 90 seconds (or 60 seconds) in both baking processes when the wafer is a substrate. And the same fixed processing time is used.

ところで、最先端光リソグラフィ用のフォトマスクには、必要なパターン面積と形状安定性から、半導体業界標準の形状(外形寸法及び板厚等)に作られた、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなる基板(以降、マスク基板ともいう)が使われている。また、ナノインプリント用モールドは、その製造コストの低減を目的に、フォトマスク製造用の処理装置及びプロセス並びに前記マスク基板を流用して作製される場合がある。その場合、前記マスク基板に所望のモールドパターンが形成される。そして、モールドパターン形成を終えた後に、必要に応じて所望所定の形状に切断加工され、ナノインプリント用モールドは完成する。   By the way, the photomask for the most advanced optical lithography has a size of 6 inches square and a thickness of 0, which is made into a semiconductor industry standard shape (outer dimensions, plate thickness, etc.) from the required pattern area and shape stability. A substrate made of 250-inch synthetic quartz (hereinafter also referred to as a mask substrate) is used. Moreover, the nanoimprint mold may be manufactured by diverting the mask substrate to a processing apparatus and process for manufacturing a photomask for the purpose of reducing the manufacturing cost. In that case, a desired mold pattern is formed on the mask substrate. Then, after the mold pattern formation is completed, the nanoimprint mold is completed by cutting into a desired predetermined shape as necessary.

ここで、前記マスク基板をベーク処理する装置は、ウエハ用のべーク処理装置とほぼ同じ構成であって、所定の温度に設定保持されたホットプレートが用いられる。
そして、前記ウエハを基板とした場合、80〜160℃程度の所望のベーク温度に基板表面(即ち、レジスト膜)が到達するまでの時間は5〜20秒程度である(図6(a)参照)。一方、前記マスク基板の場合、前出の80〜160℃程度の所望のベーク温度に基板表面(即ち、レジスト膜)が到達するには、ベーク処理装置の構成にも依るが、一例として500秒以上を必要とする(図6(b)参照)。これは、前記ウエハと前記マスク基板との熱伝導性及び板厚の差異に因る。
前記マスク基板の場合、所定のベーク温度に基板表面(即ち、レジスト膜)が到達してからもなお、基板表面温度の面内均一性を確保するための安全を考慮して、例えば特許文献3あるいは特許文献4に記載されているように、10分間(600秒)のベーク処理が行われている。
Here, the apparatus for baking the mask substrate has substantially the same configuration as the wafer baking apparatus, and a hot plate set and held at a predetermined temperature is used.
When the wafer is a substrate, the time required for the substrate surface (that is, the resist film) to reach a desired baking temperature of about 80 to 160 ° C. is about 5 to 20 seconds (see FIG. 6A). ). On the other hand, in the case of the mask substrate, for the substrate surface (that is, the resist film) to reach the desired baking temperature of about 80 to 160 ° C. as described above, depending on the configuration of the baking processing apparatus, for example, 500 seconds. The above is required (see FIG. 6B). This is due to a difference in thermal conductivity and plate thickness between the wafer and the mask substrate.
In the case of the mask substrate, even if the substrate surface (that is, the resist film) reaches a predetermined baking temperature, in consideration of safety for ensuring in-plane uniformity of the substrate surface temperature, for example, Patent Document 3 Alternatively, as described in Patent Document 4, a baking process for 10 minutes (600 seconds) is performed.

ところで、ある化学増幅型レジストが、前記マスク基板からなるフォトマスク作製の用途あるいはナノインプリント用モールド作製の用途に開発試作される場合であっても、当該化学増幅型レジストにおいて最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件を決定するためには、即ち、PAB温度とPEB温度の組み合わせを決定するためには、前記半導体業界標準の形状を持ったシリコウエハが使われている。当該シリコンウエハ表面に、特許文献3または特許文献4に記載の、クロム遮光膜を形成してあるいは直接に、その上に化学増幅型レジストを回転塗布して、最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件が決定される。   By the way, even when a chemically amplified resist is developed and prototyped for use in the production of a photomask made of the mask substrate or in the production of a mold for nanoimprint, the best resist pattern shape in the chemically amplified resist is obtained. In order to determine the baking conditions to be obtained, that is, to determine the combination of the PAB temperature and the PEB temperature, a silicon wafer having the shape of the semiconductor industry standard is used. The best resist pattern shape can be obtained by forming a chromium light-shielding film described in Patent Document 3 or Patent Document 4 on the surface of the silicon wafer or by directly applying a chemically amplified resist thereon. Bake conditions are determined.

これは、以下に記す実情を背景とする。
即ち、前記マスク基板は、前記ウエハに対比して高価であること、また、フォトマスクまたはナノインプリント用モールド製造業者以外では入手し難いこと、に因る。
さらには、フォトマスクまたはナノインプリント用モールド製造業者以外(換言すると、化学増幅型レジストの開発試作を行うレジスト製造業者)には、前記マスク基板をPAB処理あるいはPEB処理するためのベーク処理装置がない、という現実に因る。前記45nm以下の高い解像度を持つ化学増幅型レジストの主たる消費者は半導体製造業者等であって、フォトマスク製造業者またはナノインプリント用モールド製造業者ではない。従って、レジストの開発コスト低減のために、レジスト製造業者においては、たとえフォトマスクまたはナノインプリント用モールドを製造するための化学増幅型レジストの開発試作であっても、前記マスク基板(即ち、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなる基板)ではなく、前記ウエハ(即ち、6インチ・シリコンウエハ:150mm径、厚み0.675mm)が基板に使用される。
This is based on the facts described below.
That is, the mask substrate is more expensive than the wafer, and is difficult to obtain except by a photomask or nanoimprint mold manufacturer.
Furthermore, other than a photomask or nanoimprint mold manufacturer (in other words, a resist manufacturer that develops and prototypes a chemically amplified resist) does not have a baking processing apparatus for PAB processing or PEB processing of the mask substrate. It depends on the reality. The main consumer of the chemically amplified resist having a high resolution of 45 nm or less is a semiconductor manufacturer or the like, not a photomask manufacturer or a mold manufacturer for nanoimprint. Therefore, in order to reduce the development cost of the resist, the resist manufacturer, even if it is a development prototype of a chemically amplified resist for producing a photomask or a mold for nanoimprinting, has the mask substrate (ie, size 6). The wafer (ie, 6-inch silicon wafer: 150 mm diameter, 0.675 mm thickness) is used as the substrate, not an inch square and 0.250 inch thick synthetic quartz substrate.

前述のとおり、化学増幅型レジストでは、前記ウエハを使った前述の手法により、最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件の決定、即ち、PAB温度とPEB温度の組み合わせの決定が行われている。従って、当該ベーク条件でベーク処理されなければ、その性能を最大に発現できない。そして、化学増幅型レジストの組成あるいは化学増幅型レジストの溶液を構成する溶媒の種類に依るのであるが、慣行的に、このベーク処理時間は60秒または90秒である。
一方、前記マスク基板上であっても、本来90秒以内または60秒以内で当該マスク基板の表面を所定のベーク温度に到達させるべきところを、従来既存のベーク処理装置では、装置構成に依るが、一例として500秒以上掛かってしまう(図6(b)参照)。その結果、レジスト膜が受ける積算熱量が著しく過剰なベーク処理となってしまい、レジスト種によっては、その未描画部の残膜率が大きく劣化し、パターンコントラスト(γ値)も大きく劣化し、結果として、レジストパターン品質が大きく劣化してしまう。
As described above, in the chemically amplified resist, the baking method for obtaining the best resist pattern shape, that is, the combination of the PAB temperature and the PEB temperature is determined by the above-described method using the wafer. . Therefore, the performance cannot be maximized unless baking is performed under the baking conditions. Depending on the composition of the chemically amplified resist or the type of the solvent constituting the solution of the chemically amplified resist, the baking time is conventionally 60 seconds or 90 seconds.
On the other hand, even on the mask substrate, the conventional bake processing apparatus, where the surface of the mask substrate should reach the predetermined baking temperature within 90 seconds or 60 seconds, depends on the apparatus configuration. As an example, it takes 500 seconds or more (see FIG. 6B). As a result, the accumulated heat received by the resist film is significantly excessively baked, and depending on the resist type, the remaining film ratio of the undrawn portion is greatly degraded, and the pattern contrast (γ value) is also greatly degraded. As a result, the resist pattern quality is greatly degraded.

他方、フォトマスクまたはナノインプリント用モールドの製造用途に化学増幅型レジストを開発試作するに際しては、敢えて前記ウエハを基板に使いながらも、前記ウエハを基板とした場合の代表的なベーク処理時間である60秒あるいは90秒のベーク時間に代えて、前記マスク基板の表面が所定の温度(80〜160℃)に到達できる時間である任意の時間(例えば600秒)に相当するベーク処理時間を採用して、最も良好なレジストパターン形状が得られるベーク条件を決定する、即ち、PAB温度とPEB温度の組み合わせを決定する方法、も考えられる。   On the other hand, when developing and prototyping a chemically amplified resist for use in manufacturing a photomask or nanoimprint mold, this is a typical baking time when the wafer is used as a substrate while the wafer is used as a substrate. Instead of the second or 90 second baking time, a baking time corresponding to an arbitrary time (for example, 600 seconds) in which the surface of the mask substrate can reach a predetermined temperature (80 to 160 ° C.) is adopted. It is also conceivable to determine a baking condition for obtaining the best resist pattern shape, that is, a method for determining a combination of PAB temperature and PEB temperature.

本発明者は、実際に当該手法を試みた(非特許文献1参照)。
具体的には、現像処理後の未描画部の残膜率(以降、残膜率ともいう)がベーク時間に対して直線的且つ急峻に変化するポジ型化学増幅型レジストを使用し、前記マスク基板を600秒間ベーク処理するのに相当する前記ウエハでのベーク処理時間を443秒に決定した。
敢えて前記ウエハを基板に使いながら、ベーク処理時間を90秒ではなく、前記マスク基板を600秒ベーク処理するに相当するベーク時間(即ち、前記443秒)で処理することはできる((a)条件という、図8(a)参照)。比較例として、マスク基板1を600秒ベーク処理した場合の結果を示す((b)条件という、図8(b)参照)。しかしながら、前記ウエハと前記ウエハで標準的なベーク時間である90秒ベーク処理を使って開発試作された化学増幅型レジストは、前記(a)条件及び(b)条件では、その性能を最大限に発現することはできなかった。具体的には、前記ウエハを基板としてPAB及びPEB処理をそれぞれ90秒とした条件下((c)条件という、図8(c)参照)で取得された残膜率と描画量(電子線照射量)との関係(以下、残膜感度曲線ともいう)に対比して、前記(a)条件及び(b)条件下で取得された残膜感度曲線は、未描画部の残膜率が低下し、かつ、パターンコントラスト(γ値)が劣化した(以上、図8参照)。
The present inventor actually tried the method (see Non-Patent Document 1).
Specifically, the mask uses a positive chemically amplified resist in which the remaining film ratio of the undrawn portion after development processing (hereinafter also referred to as the remaining film ratio) changes linearly and steeply with respect to the baking time. The wafer baking time corresponding to baking the substrate for 600 seconds was determined to be 443 seconds.
While the wafer is used as a substrate, the mask substrate can be processed for a baking time equivalent to 600 seconds baking (that is, 443 seconds) instead of 90 seconds ((a) condition) (See FIG. 8A). As a comparative example, the result when the mask substrate 1 is baked for 600 seconds is shown (refer to (b) condition, FIG. 8B). However, the chemically amplified resist developed and prototyped using the wafer and the 90-second baking process, which is a standard baking time for the wafer, maximizes the performance under the conditions (a) and (b). It could not be expressed. Specifically, the remaining film rate and the drawing amount (electron beam irradiation) obtained under the condition that the PAB and PEB treatments are each 90 seconds using the wafer as a substrate (refer to (c) condition, see FIG. 8C). The remaining film sensitivity curve obtained under the above conditions (a) and (b) shows a decrease in the remaining film rate of the undrawn portion, as compared with the relationship with the amount (hereinafter also referred to as the remaining film sensitivity curve). In addition, the pattern contrast (γ value) deteriorated (see FIG. 8).

繰り返しになるが、前記マスク基板の場合とウエハを基板とした場合とでは、基板をホットプレートに静置したときの基板表面温度の上昇速度、あるいはまた、ベーク処理の後に連続して、基板を例えば室温に設定保持した冷却プレートに移載し静置したときの基板表面温度の降下の速度には、大きな差異がある(図6参照)。この影響を受けて、前記ウエハを基板を使用して且つPAB及びPEBのベーク処理時間を90秒として開発試作された化学増幅型レジスト、その最も良好なパターン形状(即ち、未描画部の残膜率とコントラスト(γ値))は、前記マスク基板では再現あるいは達成できない。   Again, in the case of the mask substrate and the case where the wafer is a substrate, the substrate surface temperature rise rate when the substrate is left on a hot plate, or alternatively after the baking process, For example, there is a great difference in the rate of decrease in the substrate surface temperature when it is transferred to a cooling plate set and maintained at room temperature and allowed to stand (see FIG. 6). Under this influence, a chemically amplified resist developed and prototyped using the wafer as a substrate and a baking time of PAB and PEB of 90 seconds, and its best pattern shape (that is, the remaining film of the undrawn portion) The rate and contrast (γ value) cannot be reproduced or achieved with the mask substrate.

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、フォトマスクを作製するための、あるいは、ナノインプリント用モールドを作製するための、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなる基板(マスク基板)であっても、化学増幅型レジストにおいて、所定の現像処理の後に、未描画部については高い残膜率を維持でき、かつ、高いパターンコントラストを有し、高品質なレジストパターンを提供することができるベーク処理装置を提供することにある。また、当該ベーク処理装置を用いたレジストパターン形成方法、当該レジストパターン形成方法を用いたフォトマスクの製造方法、及び、ナノインプリント用モールドの製造方法を提供することにある。   The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and has a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches for manufacturing a photomask or a nanoimprint mold. Even in the case of a substrate made of synthetic quartz (mask substrate), in a chemically amplified resist, after a predetermined development process, a high residual film ratio can be maintained for an undrawn portion, and a high pattern contrast is obtained. An object of the present invention is to provide a baking processing apparatus capable of providing a high-quality resist pattern. Another object of the present invention is to provide a resist pattern forming method using the baking processing apparatus, a photomask manufacturing method using the resist pattern forming method, and a nanoimprint mold manufacturing method.

本発明者は、電子線あるいはレーザー光等による描画あるいは露光する(以降、描画という)際、レジストの感度(即ち、描画生産性)の面から化学増幅型レジストを用いながらも、且つ前記マスク基板であっても、より高品質なレジストパターンを形成し提供する手段について種々検討した。
その検討の際、本発明者は、化学増幅型レジストの塗布後ベーク(PAB)及び露光後ベーク(PEB)の処理時間、及び、前記マスク基板と前記ウエハを基板とする場合とのベーク処理の時間の差異が、あるいは、前記マスク基板と前記ウエハとの基板表面のベーク開始時の昇温速度及び冷却開始時の降温速度が、レジストパターンの品質に大きく影響を与えていることを発見した。
The present inventor uses a chemically amplified resist from the viewpoint of resist sensitivity (ie, drawing productivity) when drawing or exposing with electron beam or laser light (hereinafter referred to as drawing), and the mask substrate. Even so, various means for forming and providing a higher-quality resist pattern were studied.
In the examination, the present inventor made a processing time for post-application baking (PAB) and post-exposure baking (PEB) of the chemically amplified resist, and a baking process when the mask substrate and the wafer are used as substrates. It has been found that the difference in time, or the temperature rising rate at the start of baking the substrate surface of the mask substrate and the wafer and the temperature decreasing rate at the start of cooling greatly affect the quality of the resist pattern.

従来、化学増幅型レジストのPAB及びPEBの条件は、大別してベーク温度とベーク時間からなる。
ベーク温度に関しては、そもそも化学増幅型レジストの材料や組成やその溶液を構成する溶媒に依り最適な温度(所定のベーク温度)が決定される。
一方、ベーク時間は、生産性等を考慮して慣行的に、また特許文献1及び特許文献2に示されるように、PABにおいてもPEBにおいても、化学増幅型レジストの材料や組成やその溶液を構成する溶媒に依るが、60秒または90秒に固定されているのが従来または現状である。これは、前記ウエハであれば、60秒あるいは90秒のベーク時間であっても、その基板表面温度(即ち、前記ウエハに形成されたレジスト膜)は、80〜160℃程度の所定のベーク温度に十分に到達し得るとの理由にもよる。
また前述のように、前記マスク基板を使うフォトマスクあるいはナノインプリント用モールドの作製を用途とする化学増幅型レジストの場合であっても、その開発試作では、基板には前記ウエハが使われ、そのベーク処理時間は90秒あるいは60秒であることは既述のとおりである。
ところが、前記マスク基板の場合、そもそも80〜160℃程度のベーク温度に基板表面が、即ちレジスト膜が、到達するに要する時間は、ベーク処理装置に構成にも依るが、90秒を大きく超えて、おおよそ600秒以上である。60秒のベーク時間では、前記マスク基板の表面温度は80℃にも到達できない。
Conventionally, PAB and PEB conditions for chemically amplified resists are roughly divided into a baking temperature and a baking time.
Regarding the baking temperature, the optimum temperature (predetermined baking temperature) is determined depending on the material and composition of the chemically amplified resist and the solvent constituting the solution.
On the other hand, the baking time is determined in consideration of productivity and the like, and as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, in PAB and PEB, the material and composition of chemically amplified resist and the solution thereof are used. Although it depends on the solvent to be formed, it is conventional or current to be fixed at 60 seconds or 90 seconds. In the case of the wafer, even if the baking time is 60 seconds or 90 seconds, the substrate surface temperature (that is, the resist film formed on the wafer) is a predetermined baking temperature of about 80 to 160 ° C. It depends on the reason that you can reach it enough.
In addition, as described above, even in the case of a chemically amplified resist intended for the production of a photomask using the mask substrate or a mold for nanoimprint, the wafer is used for the substrate in the development prototype, and the baking is performed. As described above, the processing time is 90 seconds or 60 seconds.
However, in the case of the mask substrate, the time required for the substrate surface, that is, the resist film to reach a baking temperature of about 80 to 160 ° C. in the first place greatly exceeds 90 seconds, depending on the configuration of the baking processing apparatus. , Approximately 600 seconds or more. With a baking time of 60 seconds, the surface temperature of the mask substrate cannot reach 80 ° C.

これに対し、本発明者は、前記マスク基板であっても、所定のベーク処理温度に基板表面を、即ちレジスト膜を、化学増幅型レジストの開発試作時に用いられたベーク処理時間である90秒あるいはそれ以内で到達させる得る方法について鋭意研究した。
その結果、本発明者は、ベーク処理に使われるホットプレートを複数且つ連続に配置して備え、2台目のホットプレートをベーク処理の対象である化学増幅型レジストの所定のベーク温度に調整保持し、
一方で、マスク基板をベーク処理を開始する1台目のホットプレートは、前記ベーク温度より高い温度に調整保持し、
且つ、ベーク処理を開始した直後における前記マスク基板の表面の昇温速度は、ベーク処理される化学増幅型レジストのための所定のベーク処理温度をレジスト設計開発時のベーク処理時間で割り算した値より大きくなるように、温度調整及び保持して、ベーク処理装置として構成し、
且つ、前記マスク基板が1台目のホットプレートに静置される時間(以降、静置時間ともいう)は、PABまたはPEB処理中に前記マスク基板の表面が到達する最高温度と前記静置時間との関係を予め求めて決定することで、
前記マスク基板であっても、その基板表面は、即ちレジスト膜は、所定のベーク処理温度(80〜160℃)に、オーバーシュートすることもなく、90秒以内で到達することを見出した。
On the other hand, the present inventor, even with the mask substrate, has a baking process time of 90 seconds that was used in the development and trial production of the chemically amplified resist with the substrate surface at the predetermined baking temperature, that is, the resist film. Or, we have intensively studied how to get within that.
As a result, the present inventor has arranged a plurality of hot plates used in the baking process in succession, and adjusted and maintained the second hot plate at a predetermined baking temperature of the chemically amplified resist to be baked. And
On the other hand, the first hot plate that starts baking the mask substrate is adjusted and held at a temperature higher than the baking temperature,
The rate of temperature rise on the surface of the mask substrate immediately after the start of the baking process is calculated by dividing the predetermined baking process temperature for the chemically amplified resist to be baked by the baking process time during the resist design development. Adjust and hold the temperature so that it becomes larger, and configure as a bake treatment device,
The time for which the mask substrate is allowed to stand on the first hot plate (hereinafter also referred to as the stand time) is the maximum temperature that the surface of the mask substrate reaches during the PAB or PEB process and the stand time. By determining and determining the relationship with
Even with the mask substrate, it has been found that the substrate surface, that is, the resist film reaches the predetermined baking temperature (80 to 160 ° C.) within 90 seconds without overshooting.

本発明の第1の態様は、フォトマスクあるいはナノインプリント用モールドを作製するための基板(以降、マスク基板ともいう)に、
化学増幅型レジスト(以降、レジストともいう)を塗布して、その後、塗布後ベーク処理(Post Apply Bake:以降、PABという)を行うためのベーク装置であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、PAB処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記マスク基板の、露光後ベーク処理(Post Exposure Bake:以降、PEBという)を行うためのベーク装置であって、
複数且つ連続して配置したホットプレートと、単数または複数からなる冷却プレートからなることを特徴とする。
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に記載のベーク処理装置であって、前記複数且つ連続して配置したホットプレートのうち、最初に前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度よりも高い温度に設定されており、1台目のホットプレートでのベーク処理に続いて、マスク基板を移載し静置してレジストのベーク処理を継続して行う2台目あるいは2台目以降のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度に設定されていることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、前記第1又は第2の態様に記載のベーク処理装置であって、
最初に前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートによる、ベーク開始後の前記マスク基板の表面の昇温速度(以降、Rampともいう)は、ベーク処理される化学増幅型レジストのための所定のベーク処理温度(以降、Tempともいう)をレジスト設計開発時のベーク処理時間(以降、Timeともいう)で割り算した値より大きい、即ち、(Ramp)>((Temp)/(Time))であることを特徴とする。
本発明の第4の態様は、前記第1ないし第3の態様のいずれかに記載のベーク処理装置であって、1台目のホットプレートに前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始してから且つ複数台の最終のホットプレートを離れるまで、即ち2台目あるいは3台目のホットプレート以降のベーク処理の最後に使用されるホットプレートをマスク基板が離れるまで、このベーク処理時間(以降、BakeTimeともいう)は、レジスト設計開発時のベーク処理時間(以降、TimeOriginともいう)を超えないこととする、即ち、(BakeTime)≦(TimeOrigin)、であることを特徴とする。
本発明の第5の態様は、前記第1ないし第4の態様のいずれかに記載のベーク処理装置であって、1台目のホットプレートに前記マスク基板を移載した後に静置した時間(以降、静置時間1ともいう)は、PABまたはPEB処置中に前記マスク基板の表面が到達する最高温度と当該静置時間1との関係を予め求めて決定することを特徴とする。
本発明の第6の態様は、前記第1ないし第5の態様のいずれかに記載のベーク処理装置であって、
前記複数且つ連続して配置したホットプレートに続き、単数または複数の冷却プレートの少なくとも1台目は、露点近傍で結露を生じない温度に設定保持されることを特徴とする。
本発明の第7の態様は、フォトマスクあるいはナノインプリント用モールドを作製するための基板で、大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英からなる基板(以降、マスク基板ともいう)に、
化学増幅型レジスト(以降、レジストともいう)を塗布して、その後、塗布後ベーク処理(Post Apply Bake:以降、PABという)を行うレジストパターン形成方法であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、PAB処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記マスク基板の、露光後ベーク処理(Post Exposure Bake:以降、PEBという)を行うレジストパターン形成方法であって、
前記マスク基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記マスク基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、1台目のホットプレートに移載し静置した前記マスク基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記マスク基板を移載し静置して冷却する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の第8の態様は、前記第7の態様に記載のレジストパターン形成方法であって、前記複数且つ連続して配置したホットプレートのうち、最初に前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度よりも高い温度に設定されており、1台目のホットプレートでのベーク処理に続いて、マスク基板を移載し静置してレジストのベーク処理を継続して行う2台目あるいは2台目以降のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストのための所定のベーク温度に設定されることを特徴とする。
本発明の第9の態様は、前記第7又は第8の態様に記載のレジストパターン形成方法であって、
最初に前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートによる、ベーク開始後の前記マスク基板の表面の昇温速度(以降、Rampともいう)は、ベーク処理される化学増幅型レジストのための所定のベーク処理温度(以降、Tempともいう)をレジスト設計開発時のベーク処理時間(以降、Timeともいう)で割り算した値より大きい、
即ち、(Ramp)>((Temp)/(Time))であることを特徴とする。
本発明の第10の態様は、前記第7ないし第9の態様のいずれかに記載のレジストパターン形成方法であって、
1台目のホットプレートに前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始してから且つ複数台の最終のホットプレートを離れるまで、即ち2台目あるいは3台目のホットプレート以降のベーク処理の最後に使用されるホットプレートをマスク基板が離れるまで、このベーク処理時間(以降、BakeTimeともいう)は、レジスト設計開発時のベーク処理時間(以降、TimeOriginともいう)を超えないこととする、即ち、(BakeTime)≦(TimeOrigin)、であることを特徴とする。
本発明の第11の態様は、前記第7ないし第10の態様のいずれかに記載のレジストパターン形成方法であって、1台目のホットプレートに前記マスク基板を移載した後に静置した時間(以降、静置時間1ともいう)は、PABまたはPEB処置中に前記マスク基板の表面が到達する最高温度と当該静置時間1との関係を予め求めて決定することを特徴とする。
本発明の第12の態様は、前記第7ないし第11の態様のいずれかに記載のレジストパターン形成方法であって、前記複数且つ連続して配置したホットプレートに続き、単数または複数の冷却プレートの少なくとも1台目は、露点近傍で結露を生じない温度に設定保持されることを特徴とする。
本発明の第13の態様は、大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英からなる基板(以降、マスク基板ともいう)に、化学増幅型レジスト(以降、レジストともいう)を塗布して、その後、塗布後ベーク処理(Post Apply Bake:以降、PABという)を行うフォトマスクの製造方法であって、及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、PAB処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記マスク基板の、露光後ベーク処理(Post Exposure Bake:以降、PEBという)を行うフォトマスクの製造方法であって、前記マスク基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記マスク基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、
1台目のホットプレートに移載し静置した前記マスク基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記マスク基板を移載し静置して冷却する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の第14の態様は、大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英からなる基板(以降、マスク基板ともいう)に、化学増幅型レジスト(以降、レジストともいう)を塗布して、その後、塗布後ベーク処理(Post Apply Bake:以降、PABという)を行うナノインプリント用モールドの製造方法であって、及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、PAB処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記マスク基板の、露光後ベーク処理(Post Exposure Bake:以降、PEBという)を行うナノインプリント用モールドの製造方法であって、前記マスク基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記マスク基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、1台目のホットプレートに移載し静置した前記マスク基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記マスク基板を移載し静置して冷却する工程と、を有することを特徴とする。
In the first aspect of the present invention, a substrate for producing a photomask or a mold for nanoimprinting (hereinafter also referred to as a mask substrate)
A baking apparatus for applying a chemically amplified resist (hereinafter also referred to as a resist) and then performing post-application baking (post apply bake: hereinafter referred to as PAB).
And / or a resist film is formed by applying the resist, subjected to PAB treatment, and a post-exposure bake treatment of the mask substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn (hereinafter referred to as PEB). Bake device for performing
It is characterized by comprising a plurality of and continuously arranged hot plates and a single or plural cooling plates.
A second aspect of the present invention is the baking processing apparatus according to the first aspect, wherein the mask substrate is first transferred and allowed to stand out of the plurality of continuously arranged hot plates. The first hot plate for starting the baking process is set to a temperature higher than a predetermined baking temperature of the resist to be baked. Following the baking process on the first hot plate, the mask substrate is set. The second plate or the second and subsequent hot plates that perform the resist baking process after being transferred and allowed to stand are set to a predetermined baking temperature of the resist to be baked. To do.
A third aspect of the present invention is the baking processing apparatus according to the first or second aspect,
First, the temperature rise rate (hereinafter also referred to as “Ramp”) of the surface of the mask substrate after the start of baking by the first hot plate that transfers the mask substrate and leaves it stationary to start the baking processing is the baking processing. Larger than a value obtained by dividing a predetermined baking processing temperature (hereinafter also referred to as Temp) for a chemically amplified resist by a baking processing time (hereinafter also referred to as Time) at the time of resist design development, that is, (Ramp)> ((Temp) / (Time)).
A fourth aspect of the present invention is the baking apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the mask substrate is transferred to a first hot plate and allowed to stand for baking. Until the mask substrate leaves the hot plate that is used at the end of the second or third hot plate or after the second hot plate or the third hot plate. The time (hereinafter also referred to as “BakeTime”) does not exceed the baking process time (hereinafter also referred to as “Time Origin”) at the time of resist design development, that is, (BakeTime) ≦ (Time Origin).
A fifth aspect of the present invention is the baking processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the mask substrate is transferred to a first hot plate and then allowed to stand ( Hereinafter, the standing time 1) is characterized in that the relationship between the standing time 1 and the maximum temperature that the surface of the mask substrate reaches during the PAB or PEB treatment is determined in advance.
A sixth aspect of the present invention is the baking apparatus according to any one of the first to fifth aspects,
Following the plurality of consecutively arranged hot plates, at least one of the one or more cooling plates is set and maintained at a temperature that does not cause condensation near the dew point.
A seventh aspect of the present invention is a substrate for producing a photomask or a nanoimprint mold, which is a substrate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches (hereinafter also referred to as a mask substrate). ,
A resist pattern forming method in which a chemically amplified resist (hereinafter also referred to as a resist) is applied, and then a post-application baking process (hereinafter referred to as PAB) is performed.
And / or a resist film is formed by applying the resist, subjected to PAB treatment, and a post-exposure bake treatment of the mask substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn (hereinafter referred to as PEB). A resist pattern forming method for performing
The processing of the mask substrate includes a step of continuously using at least two or more of the hot plates arranged in succession, transferring the mask substrate to the first hot plate, and allowing the mask substrate to stand. A process of transferring the mask substrate, which has been transferred and placed on a second hot plate, to a second hot plate, or a second hot plate, and performing a baking process, and the baking process. And a step of transferring the mask substrate to a single or a plurality of cooling plates, allowing the mask substrate to stand, and cooling.
An eighth aspect of the present invention is the resist pattern forming method according to the seventh aspect, wherein the mask substrate is first transferred and allowed to stand out of the plurality of continuously arranged hot plates. The first hot plate for starting the baking process is set to a temperature higher than a predetermined baking temperature of the resist to be baked, and after the baking process on the first hot plate, the mask The second plate or the second and subsequent hot plates that transfer the substrate and stand still to continue the resist baking process should be set to a predetermined baking temperature for the resist to be baked. Features.
A ninth aspect of the present invention is the resist pattern forming method according to the seventh or eighth aspect,
First, the temperature rise rate (hereinafter also referred to as “Ramp”) of the surface of the mask substrate after the start of baking by the first hot plate that transfers the mask substrate and leaves it stationary to start the baking processing is the baking processing. Greater than a value obtained by dividing a predetermined baking temperature (hereinafter also referred to as Temp) for the chemically amplified resist by the baking time (hereinafter also referred to as Time) at the time of resist design development,
That is, (Ramp)> ((Temp) / (Time)).
A tenth aspect of the present invention is the resist pattern forming method according to any one of the seventh to ninth aspects,
After the mask substrate is transferred to the first hot plate and allowed to stand and the baking process is started, and after leaving the plurality of final hot plates, that is, after the second or third hot plate. Until the mask substrate leaves the hot plate used at the end of the baking process, this baking process time (hereinafter referred to as “BakeTime”) does not exceed the baking process time during resist design development (hereinafter also referred to as “Time Origin”). That is, (BakeTime) ≦ (Time Origin).
An eleventh aspect of the present invention is the resist pattern forming method according to any one of the seventh to tenth aspects, wherein the mask substrate is transferred to a first hot plate and then allowed to stand still. (Hereinafter also referred to as standing time 1) is characterized in that a relationship between the standing time 1 and the maximum temperature that the surface of the mask substrate reaches during the PAB or PEB treatment is determined in advance.
A twelfth aspect of the present invention is the resist pattern forming method according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein one or a plurality of cooling plates are provided following the plurality of continuously arranged hot plates. At least the first of these is set and maintained at a temperature at which dew condensation does not occur near the dew point.
In a thirteenth aspect of the present invention, a chemically amplified resist (hereinafter also referred to as a resist) is applied to a substrate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches (hereinafter also referred to as a mask substrate). Then, a photomask manufacturing method for performing post-application baking (Post Apply Bake: hereinafter referred to as PAB) and / or applying the resist to form a resist film, and performing PAB processing A method of manufacturing a photomask for performing post-exposure baking (hereinafter referred to as PEB) of the mask substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn, wherein the mask substrate includes a plurality of processes. In addition, the mask substrate is used as the first hot plate by continuously using at least two of the hot plates arranged continuously. Transferring to a plate and allowing to stand;
The mask substrate transferred to the first hot plate and allowed to stand is transferred to the second hot plate or the second and subsequent hot plates and left to perform baking, and the baking is continued. And the step of transferring the mask substrate to a single or a plurality of cooling plates, allowing the mask substrate to stand, and cooling.
In a fourteenth aspect of the present invention, a chemically amplified resist (hereinafter also referred to as a resist) is applied to a substrate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches (hereinafter also referred to as a mask substrate). Then, a nanoimprint mold manufacturing method for performing post-application baking (Post Apply Bake: hereinafter referred to as PAB), and / or applying the resist to form a resist film, and performing PAB processing A method of manufacturing a nanoimprint mold for performing post-exposure baking (hereinafter referred to as PEB) of the mask substrate having the resist film on which a desired pattern has been applied. Using at least two or more of the hot plates arranged in succession, The step of transferring the mask substrate to the first hot plate and allowing it to stand still, and the step of transferring the mask substrate transferred to the first hot plate to the second hot plate, or the second hot plate or subsequent hot plates, are carried out. And a step of performing a baking process by placing and standing, and a process of transferring the mask substrate to a cooling plate or a plurality of cooling plates and allowing to cool by standing after the baking process. And

本発明のベーク処理装置によれば、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなるマスク基板であっても、当該マスク基板に塗布された化学増幅型レジスト膜を、当該化学増幅型レジストの設計開発あるいは試作時のベーク処理時間以内で、且つ、所定のベーク温度で処理することが可能となる。その結果、化学増幅型レジスト膜が過剰にベーク処理されることを回避でき、未描画部については高い残膜率を維持でき、かつ、高いパターンコントラストを確保でき、高品質なレジストパターンを形成して提供することができる。また、当該高品質なレジストパターンにより、高品質なフォトマスク及びナノインプリント用モールドを作製して提供できる。   According to the baking processing apparatus of the present invention, even if the mask substrate is made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches, the chemically amplified resist film applied to the mask substrate is treated with the chemical substrate. It becomes possible to perform the processing within a predetermined baking temperature within the baking processing time at the time of designing and developing the amplification resist. As a result, it is possible to avoid excessively baking the chemically amplified resist film, maintain a high residual film ratio for the undrawn portion, and ensure a high pattern contrast, thereby forming a high-quality resist pattern. Can be provided. In addition, a high-quality photomask and nanoimprint mold can be produced and provided using the high-quality resist pattern.

本実施形態に係るナノインプリント用モールドの製造工程を説明するための断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of the mold for nanoimprint which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るベーク処理装置の断面概略図である。It is a section schematic diagram of the bake processing device concerning this embodiment. 本発明形態に係る、前記マスク基板の表面の到達温度の推移(マスク基板の表面温度)と前記マスク基板が1台目のホットプレートに移載され静置される時間(ベーク開始後からの経過時間)との関係を示す例である。Transition of temperature reached on the surface of the mask substrate according to the present invention (surface temperature of the mask substrate) and time for which the mask substrate is transferred to the first hot plate and allowed to stand (elapsed time after the start of baking) It is an example which shows the relationship with time. 本発明に係る、マスク基板が1台目のホットプレートに移載された後に静置されるべき時間(前記静置時間)と前記マスク基板の表面が到達すべき温度(ある化学増幅型レジストに好適な所定のベーク温度)との関係を示す例である。According to the present invention, after the mask substrate is transferred to the first hot plate, the time that the mask substrate should be allowed to stand (the standing time) and the temperature that the surface of the mask substrate should reach (on a certain chemically amplified resist) It is an example which shows the relationship with a suitable predetermined baking temperature. 本発明に係るベーク処理装置及びレジストパターン形成方法によるある化学増幅レジストの残膜感度曲線と、従来法によるある化学増幅レジストの残膜感度曲線との比較の例である。It is an example of the comparison with the residual film sensitivity curve of a certain chemically amplified resist by the baking processing apparatus and resist pattern formation method which concerns on this invention, and the residual film sensitivity curve of a certain chemically amplified resist by the conventional method. 前記ウエハ及び前記マスク基板のベーク処置中の基板表面温度とベーク処理時間との関係(基板表面温度のベーク処理中の推移)の概略図である。It is the schematic of the relationship between the substrate surface temperature in the baking process of the said wafer and the said mask board | substrate, and baking process time (transition during the baking process of a substrate surface temperature). ホットプレートを225℃に調整保持し、マスク基板を移載し静置したときの、マスク基板表面温度の推移と昇温速度を示す概略図である。マスク基板とホットプレート上面との間隔を100μmとした場合(a)と60μmとした場合を示す。It is the schematic which shows transition of a mask substrate surface temperature, and temperature rising rate when a hot plate is adjusted and hold | maintained at 225 degreeC and a mask substrate is moved and left still. A case where the distance between the mask substrate and the upper surface of the hot plate is 100 μm is shown as (a) and a case where the distance is 60 μm. 化学増幅型レジストの残膜感度曲線(残膜率と電子線露光量との関係)であって、ウエハを基板としてマスク基板を600秒間ベーク処理した場合に相当するベーク処理を行った場合(a)と、マスク基板を600秒間ベーク処理した場合(b)と、ウエハを基板として90秒間ベーク処理した場合(c)との残膜感度曲線の比較の概略図である。This is a residual film sensitivity curve (relationship between the residual film ratio and the electron beam exposure amount) of a chemically amplified resist, and when a baking process corresponding to a case where a mask substrate is baked for 600 seconds using a wafer as a substrate (a ), And (b) when the mask substrate is baked for 600 seconds, and (c) when the wafer is baked for 90 seconds with the wafer as the substrate (c).

<実施の形態1>
以下、本発明の実施の形態を、ナノインプリント用モールドの製造工程を説明するための断面概略図である図1と、本発明のベーク処理装置の断面概略図である図2に基づいて説明する。
<Embodiment 1>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a nanoimprint mold and FIG. 2 which is a schematic cross-sectional view of a baking processing apparatus of the present invention.

(ベーク処理装置の構成)
まず、ホットプレート51及び52と冷却プレート53が順に連続に配置され、また、大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英から成るマスク基板1(以降、マスク基板1ともいう)を、ホットプレート51及び52と冷却プレート53の順に移載し、且つ、それぞれに異なる所定の静置時間で静置してマスク基板1のベーク処理を進めるための基板搬送機構54を備えた、ベーク処理装置50を用意する。
(Configuration of baking processing equipment)
First, a hot plate 51 and 52 and a cooling plate 53 are sequentially arranged in sequence, and a mask substrate 1 (hereinafter also referred to as mask substrate 1) made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a plate thickness of 0.250 inches. Bake provided with a substrate transfer mechanism 54 for transferring the hot plates 51 and 52 and the cooling plate 53 in this order and allowing them to stand at different predetermined standing times to advance the baking process of the mask substrate 1. A processing device 50 is prepared.

ここで、ホットプレート51及び52は、例えば250mm角で厚さ25mmの2枚のアルミ板で構成される。そして、マスク基板1が載置されるホットプレート51及び52の上面(表面)温度が当該上面の面内(250mm角、特にその中心6インチ角)で均一になるように設計されたマイカヒーターを前記2枚のアルミ板に挟んだ加熱機構を持ち、且つ、上面側の25mmアルミ板の中央部付近且つ表面近傍に温度調節器に接続された白金抵抗測温体等の測温体を配置してなる(当該加熱機構、温度調節器、測温体は図示しない)。また、前記温度調節器は、前記マイカヒーターのON/OFFあるいは出力を連続且つ段階的に調整することで、ホットプレート51及び52をそれぞれ所定の温度に調整保持する。また、前記マイカヒーターの能力は700Wであったが、マスク基板1がホットプレート51または52の上面に載置された際、ホットプレート51または52の温度が前記所定の温度から低下しないヒーター電力またはヒーター容量であれば良い。
次に、冷却プレート53は、例えば、250mm角で厚さ50mmのアルミ板をくり抜いて中空とし、この中空部に恒温水供給装置により所定の温度に調整した冷媒を満たし、且つ、前記恒温水供給装置との間で循環させる熱交換機構であれば良い(熱交換機構、恒温水供給装置は図示しない)。また、ベークされた後のマスク基板1を可能な限り急速に冷却するために、冷却プレート53及び前記冷媒は、結露を生じない範囲であって可能な限り露点に近い温度に調整保持される。具体的には、一例として室温22.5℃、相対湿度40%の周囲環境では、12.5℃とした。
Here, the hot plates 51 and 52 are composed of, for example, two aluminum plates of 250 mm square and 25 mm thick. Then, a mica heater designed so that the upper surface (surface) temperature of the hot plates 51 and 52 on which the mask substrate 1 is placed is uniform within the surface of the upper surface (250 mm square, particularly the center 6 inch square). There is a heating mechanism sandwiched between the two aluminum plates, and a temperature measuring element such as a platinum resistance temperature measuring element connected to a temperature controller is arranged near the center and near the surface of the 25 mm aluminum plate on the upper surface side. (The heating mechanism, temperature controller, and temperature sensor are not shown). Further, the temperature controller adjusts and holds the hot plates 51 and 52 at predetermined temperatures by adjusting the ON / OFF of the mica heater or the output continuously and stepwise. The mica heater has a capacity of 700 W. When the mask substrate 1 is placed on the upper surface of the hot plate 51 or 52, the heater power or the temperature at which the temperature of the hot plate 51 or 52 does not decrease from the predetermined temperature. Any heater capacity may be used.
Next, for example, the cooling plate 53 is formed by hollowing out a 250 mm square and 50 mm thick aluminum plate, filling the hollow with a coolant adjusted to a predetermined temperature by a constant temperature water supply device, and supplying the constant temperature water What is necessary is just a heat exchange mechanism circulated between apparatuses (a heat exchange mechanism and a constant temperature water supply apparatus are not shown in figure). Further, in order to cool the baked mask substrate 1 as quickly as possible, the cooling plate 53 and the refrigerant are adjusted and held at a temperature as close as possible to the dew point in a range where condensation does not occur. Specifically, as an example, the ambient temperature was 22.5 ° C. and the relative humidity was 40%.

また、ホットプレート51及び52並びに冷却プレート53の上面には、マスク基板1を載置した際、マスク基板1の裏面と前記上面とが直接接触しないように、例えば厚さ100μmの耐熱性樹脂からなるテープ55を複数(例えば3カ所)挟み、スペーサー(Proximity Gapともいう)としての機能を担わせた。これは、マスク基板1の裏面にキズが入らないようにするためと、ホットプレート51及び52並びに冷却プレート53の上面且つ表面の温度の不均一性が前記マスク基板1に直接反映することを緩和させる役割を担う。なお、前記耐熱性樹脂からなるスペーサーに代えて、サファイア球あるいはサファイア球を先端に配したピンをスペーサーとして用いても良い。マスク基板1の裏面と、ホットプレート51及び52並びに冷却プレート53、それぞれの上面との平行度が維持できるよう配備されれば良い。   Further, when the mask substrate 1 is placed on the upper surfaces of the hot plates 51 and 52 and the cooling plate 53, for example, a heat-resistant resin having a thickness of 100 μm is used so that the back surface of the mask substrate 1 and the upper surface are not in direct contact. A plurality of tapes 55 (for example, three locations) were sandwiched between them to serve as spacers (also referred to as Proximity Gap). This is to prevent the back surface of the mask substrate 1 from being scratched, and to alleviate that the non-uniformity of the temperature of the upper surface and the surface of the hot plates 51 and 52 and the cooling plate 53 is directly reflected on the mask substrate 1. To play a role. In place of the spacer made of the heat resistant resin, a sapphire sphere or a pin having a sapphire sphere disposed at the tip may be used as the spacer. What is necessary is just to arrange | position so that the parallelism with the back surface of the mask substrate 1, and the hot plates 51 and 52 and the cooling plate 53, and each upper surface may be maintained.

ここで、前記ベーク処理装置は、ホットプレートを2台と冷却プレート1台を連続に配置して構成したが、ホットプレートを3台あるいはそれ以上で構成しても良いし、また、冷却プレートの2台あるいはそれ以上で構成しても良い。また、前記ベーク処理装置では、ホットプレートを2台と冷却プレート1台を連続に配置して構成したが、斜めに配置しても良いし、また、2台のホットプレートは直線に配置する一方で冷却プレートは前記直線方向に対して垂直な方向に配置しても良い。いずれ、可能な限り迅速且つ短い移動(移載)時間で、ホットプレート間、ホットプレートと冷却プレート間、あるいは冷却プレート間を前記マスク基板1が移動できる搬送機構54が構成できれば良い。
また、本実施の形態では、ホットプレートは、ホットプレート上面にスペーサーを介して前記マスク基板を静置する比較的単純な構成であるが、ホットプレート上に静置された前記マスク基板1の上面側に、一定の距離を取って熱反射板あるいは別のホットプレートを配置しても良い。また、本実施の形態では、ホットプレート51及び52並びに冷却プレート53を固定して、搬送機構54でマスク基板1を移載及び静置する機構を取ったが、マスク基板1を固定し、ホットプレート51及び52並びに冷却プレート53が順に移動してベーク処理を進める構成であって良い。
Here, the bake processing apparatus is configured by continuously arranging two hot plates and one cooling plate, but it may be configured by three or more hot plates. Two or more units may be used. In the baking apparatus, two hot plates and one cooling plate are continuously arranged. However, they may be arranged obliquely, and the two hot plates may be arranged in a straight line. The cooling plate may be arranged in a direction perpendicular to the linear direction. In any case, it is sufficient that the transport mechanism 54 capable of moving the mask substrate 1 between the hot plates, between the hot plates and the cooling plates, or between the cooling plates can be configured as quickly and as short as possible.
In the present embodiment, the hot plate has a relatively simple configuration in which the mask substrate is placed on the upper surface of the hot plate via a spacer, but the upper surface of the mask substrate 1 placed on the hot plate. On the side, a heat reflecting plate or another hot plate may be arranged at a certain distance. In this embodiment, the hot plates 51 and 52 and the cooling plate 53 are fixed and the mask substrate 1 is transferred and placed by the transport mechanism 54. However, the mask substrate 1 is fixed and the hot plate 51 is fixed. The plates 51 and 52 and the cooling plate 53 may sequentially move to advance the baking process.

(1台目のホットプレートの調整保持温度の事前決定)
次に、1台目のホットプレート51に前記マスク基板を移載し静置してベーク処理を開始した直後の前記マスク基板の表面の必要な昇温速度(Ramp)を予め決定し、さらに、1台目のホットプレート51の調整保持温度を予め決定する。
ここで、所定のベーク温度は80〜160℃(前記Temp)、所定のベーク時間は90秒(前記Time)とすると、当該所定のベーク温度に所定のベーク時間内に到達するための前記マスク基板の昇温速度(前記Ramp)は、0.89℃/秒(80℃/90秒)〜1.78℃/秒(160℃/90秒)である。当該昇温速度(Ramp)の高い側(即ち、1.78℃/秒)までを実行できるホットプレート51の設定温度として225℃を選択した。そして、ホットプレート51を予め225℃に調整保持した。225℃に調整保持した場合の実際の昇温速度(Ramp)は、約2℃/秒であり、90秒のベーク時間(Time)内に、マスク基板1の基板表面を所定のベーク温度(ここでは160℃(Temp))に到達させることができる。なおここで、前記マスク基板1とホットプレート51上面との間隔は100μmとした。
また、前記昇温速度をさらに高めるには、前記前記マスク基板とホットプレート51上面との間隔をさらに狭める、ホットプレート51のヒーター容量をさらに大きくする、ホットプレート51にマスク基板1を静置した際、その上面に熱反射板あるいは別のホットプレートを設ける、等を行えば良い。ここで、図7(a)は、ホットプレート51を225℃に調整保持してベーク処理を開始した場合のマスク基板1の表面の昇温速度を示す。また、図7(b)は、参考例として、ホットプレート51を同じく225℃に調整保持したが、マスク基板1とホットプレート51上面との間隔を約60μmとした場合のマスク基板1の表面の昇温速度を示す。
(Preliminary determination of the adjustment holding temperature of the first hot plate)
Next, a required temperature increase rate (Ramp) of the surface of the mask substrate immediately after the mask substrate is transferred to the first hot plate 51 and allowed to stand and baking is started is determined in advance. The adjustment holding temperature of the first hot plate 51 is determined in advance.
Here, when the predetermined baking temperature is 80 to 160 ° C. (the Temp) and the predetermined baking time is 90 seconds (the Time), the mask substrate for reaching the predetermined baking temperature within the predetermined baking time. The rate of temperature rise (Ramp) is 0.89 ° C./second (80 ° C./90 seconds) to 1.78 ° C./second (160 ° C./90 seconds). 225 ° C. was selected as the set temperature of the hot plate 51 that can execute the higher temperature increase rate (Ramp) (that is, 1.78 ° C./second). The hot plate 51 was adjusted and held at 225 ° C. in advance. The actual rate of temperature rise (Ramp) when adjusted and held at 225 ° C. is about 2 ° C./second, and the substrate surface of the mask substrate 1 is moved to a predetermined baking temperature (here) within the baking time (Time) of 90 seconds. Then, the temperature can reach 160 ° C. (Temp). Here, the distance between the mask substrate 1 and the upper surface of the hot plate 51 was 100 μm.
Further, in order to further increase the rate of temperature increase, the distance between the mask substrate and the upper surface of the hot plate 51 is further reduced, the heater capacity of the hot plate 51 is further increased, and the mask substrate 1 is placed on the hot plate 51. At this time, a heat reflecting plate or another hot plate may be provided on the upper surface. Here, FIG. 7A shows the temperature increase rate of the surface of the mask substrate 1 when the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C. and baking is started. In FIG. 7B, as a reference example, the hot plate 51 is similarly adjusted and held at 225 ° C., but the surface of the mask substrate 1 when the distance between the mask substrate 1 and the upper surface of the hot plate 51 is about 60 μm. Indicates the rate of temperature rise.

(マスク基板のホットプレートへの静置時間の事前決定)
次に、前記マスク基板1の表面の中央125mm角の範囲に熱電対を25本均等(5x5、間隔25mm)に配置して貼り付けた基板表面温度計測用のマスク基板2を準備した。
そして、前記ベーク処理装置50を使って、前記マスク基板2に対して、擬似的なPAB処理あるいはPEB処理を行って、その際の、マスク基板2の表面温度とベーク処理開始後の時間経過との関係を求めた。また、その際、マスク基板2がホットプレート51上に移載され静置された直後からの経過時間(以降、静置時間1という)を、10秒から5秒毎に、65秒まで変化させた。
ここで図3は、上記のマスク基板2の表面温度とベーク処理の時間経過との関係を求めた結果の例である。例として、静置時間1を(a)、(b)、(c)及び(d)と、順に短くしたときの結果を示す。
図3のとおり、静置時間1を(b)とした場合に、マスク基板2の表面温度は、所定のベーク温度(ここでは、130℃とした)を越えることなく、最も急速に当該所定のベーク温度に到達している。
これに対し、静置時間1を(c)、(d)と短くするに従い、マスク基板2の表面温度は、前記所定のベーク温度に接近するに従い、マスク基板2の表面温度昇温速度は徐々に低下し、結果として、マスク基板2の表面温度が記所定のベーク温度に到達する時間は遅れている。また一方、静置時間1を(a)とした場合、あるいはそれより長くする従って、マスク基板2の表面温度は、前記所定のベーク温度を越えてオーバーシュートした。
上記の結果から、ホットプレート51を225℃に調整保持し、且つスペーサー厚100μmとした場合、ホットプレート51での静置時間1を、予め、(b)の条件に決定した。
なお、図5前記静置時間1を(b)の条件にすることで、マスク基板2の表面は、おおより80秒で所定のベーク温度に到達することがわかる。
なお、前記マスク基板2を用いて計測したマスク基板2の表面温度は、前記25本の熱電対の温度表示値の平均値を求めて代表値とした。
(Pre-determining the time to leave the mask substrate on the hot plate)
Next, a mask substrate 2 for measuring the substrate surface temperature was prepared, in which 25 thermocouples were disposed evenly (5 × 5, interval 25 mm) in the range of the central 125 mm square of the surface of the mask substrate 1.
Then, a pseudo PAB process or PEB process is performed on the mask substrate 2 using the bake processing apparatus 50, and the surface temperature of the mask substrate 2 and the time elapsed after the start of the bake process Sought the relationship. At that time, the elapsed time from immediately after the mask substrate 2 is transferred onto the hot plate 51 and allowed to stand (hereinafter referred to as standing time 1) is changed from 10 seconds to 65 seconds to 65 seconds. It was.
Here, FIG. 3 is an example of the result of obtaining the relationship between the surface temperature of the mask substrate 2 and the lapse of time of the baking process. As an example, the results when the standing time 1 is shortened in order of (a), (b), (c) and (d) are shown.
As shown in FIG. 3, when the standing time 1 is (b), the surface temperature of the mask substrate 2 does not exceed a predetermined baking temperature (here, 130 ° C.), and the predetermined temperature is most rapidly applied. The bake temperature has been reached.
On the other hand, as the standing time 1 is shortened to (c) and (d), the surface temperature of the mask substrate 2 gradually increases as the surface temperature of the mask substrate 2 approaches the predetermined baking temperature. As a result, the time for the surface temperature of the mask substrate 2 to reach the predetermined baking temperature is delayed. On the other hand, when the standing time 1 is (a) or longer than that, the surface temperature of the mask substrate 2 overshoots exceeding the predetermined baking temperature.
From the above results, when the hot plate 51 was adjusted and held at 225 ° C. and the spacer thickness was 100 μm, the standing time 1 on the hot plate 51 was determined in advance as the condition (b).
In addition, it turns out that the surface of the mask substrate 2 reaches a predetermined baking temperature in about 80 seconds by setting the standing time 1 in FIG. 5 to the condition (b).
In addition, the surface temperature of the mask substrate 2 measured using the mask substrate 2 was obtained by obtaining an average value of the temperature display values of the 25 thermocouples as a representative value.

次に、所定のベーク温度を90℃、110℃、150℃として、同様の関係を求め、マスク基板の表面温度が所定にベーク温度それぞれ対してオーバーシュートすることなく且つ最も迅速に到達することが可能な、ホットプレート51へのマスク基板1の静置時間1を求めた。そして、当該静置時間1と所定のベーク温度との関係を求めた(図4参照)。両者の関係はおおむね2次関数で近似される。そこで、前記、90℃、110℃、130℃、150℃に限定されず、任意の所定のベーク温度からホットプレート51へのマスク基板1の静置時間1は予め算出して求めておくことができる。   Next, the predetermined baking temperature is set to 90 ° C., 110 ° C., and 150 ° C., the same relationship is obtained, and the surface temperature of the mask substrate can be reached most quickly without overshooting with respect to each of the predetermined baking temperatures. A possible standing time 1 of the mask substrate 1 on the hot plate 51 was determined. And the relationship between the said standing time 1 and predetermined baking temperature was calculated | required (refer FIG. 4). The relationship between the two is approximately approximated by a quadratic function. Therefore, the time for standing the mask substrate 1 on the hot plate 51 from an arbitrary predetermined baking temperature is not limited to 90 ° C., 110 ° C., 130 ° C., and 150 ° C. it can.

(基板の準備)
まず、ナノインプリント用モールドとなるマスターモールド20作製のためのマスク基板1を用意する(図1(a))。マスク台板1は、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチで、合成石英からなるマスク台板である。
このマスク台板1は、マスターモールド20として用いることができるのであれば、その形状や材質は問わない。また、台板1の形状は、ベーク処理装置50で処理が可能であれば、形状は問わない。
一方で、マスク基板1は、前記実施の態様に記載のベーク処理装置50でベーク処理する際、1台目のホットプレート51から2台目のホットプレート52にマスク基板1が移載される最中に、即ち1台目のホットプレート51をマスク基板1が離れた直後にその表面温度が低下しない挙動を示す材質及び板厚からなる。例えば前記ウエハでは、1台目のホットプレート51から2台目のホットプレート52にマスク基板1が移載される最中に、前記ウエハが1台目のホットプレート51を離れると同時に前記ウエハの表面温度は低下してしまうため、本発明の処理基板の対象には適さない。
本実施形態においては、フォトマスク製造用に標準規格に準じた、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチで、合成石英からなるマスク基板1を用いて説明する。
(Preparation of substrate)
First, a mask substrate 1 for preparing a master mold 20 to be a nanoimprint mold is prepared (FIG. 1A). The mask base plate 1 is a mask base plate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches.
As long as this mask base plate 1 can be used as the master mold 20, its shape and material are not limited. Moreover, the shape of the base plate 1 will not be ask | required if a process with the baking processing apparatus 50 is possible.
On the other hand, the mask substrate 1 is transferred from the first hot plate 51 to the second hot plate 52 when baking is performed by the baking processing apparatus 50 described in the above embodiment. In the inside, that is, the first hot plate 51 is made of a material and a thickness showing a behavior in which the surface temperature does not decrease immediately after the mask substrate 1 leaves. For example, in the case of the wafer, while the mask substrate 1 is being transferred from the first hot plate 51 to the second hot plate 52, the wafer leaves the first hot plate 51 and at the same time, Since surface temperature will fall, it is not suitable for the object of the processing board of the present invention.
In the present embodiment, description will be made using a mask substrate 1 made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches according to a standard for manufacturing a photomask.

(基板へのハードマスク層の形成)
まず、必要に応じて適宜研磨し洗浄したマスク基板1(図1(a))をスパッタリング装置に導入する。そして本実施形態においては、クロム(Cr)からなるターゲットをアルゴンガスと窒素ガスでスパッタリングし、窒化クロムからなるハードマスク膜2を形成する(図1(b))。
(Formation of hard mask layer on substrate)
First, the mask substrate 1 (FIG. 1 (a)), which is appropriately polished and cleaned as necessary, is introduced into a sputtering apparatus. In the present embodiment, a target made of chromium (Cr) is sputtered with argon gas and nitrogen gas to form a hard mask film 2 made of chromium nitride (FIG. 1B).

なお、本実施形態におけるハードマスク膜2は、単一又は複数の層からなり、後出のレジストパターン4の溝(以降、溝部という)に対応する部位のハードマスク膜2をエッチングして除去した後、マスク基板1をエッチングして溝部を形成する際のマスク材として作用し、溝部以外を保護することができる膜のことを指す。ここで、ハードマスク膜2は、レジスト膜3との密着性が良好であるものが好ましい。また、ハードマスク膜2は、レジスト膜3とのエッチング選択性が良好であるものが好ましい。また、ハードマスク膜2の膜厚は、マスク基板1に溝を形成するエッチングが完了するまで残存する厚さであることが好ましい。   Note that the hard mask film 2 in this embodiment is composed of a single layer or a plurality of layers, and the hard mask film 2 in a portion corresponding to a groove (hereinafter referred to as a groove portion) of the resist pattern 4 described later is removed by etching. Thereafter, it refers to a film that acts as a mask material when the mask substrate 1 is etched to form a groove portion, and can protect portions other than the groove portion. Here, the hard mask film 2 preferably has good adhesion to the resist film 3. The hard mask film 2 preferably has good etching selectivity with the resist film 3. Further, the film thickness of the hard mask film 2 is preferably a thickness that remains until the etching for forming the groove in the mask substrate 1 is completed.

(化学増幅型レジストの塗布)
前記ハードマスク膜2を形成したマスク基板1に対して、必要に応じ、適宜洗浄し、また、密着性向上策としてのベーク処理を行った後、本実施形態においては、図1(c)に示すように、化学増幅型レジストをマスク基板1に対して塗布する。塗布方法としては、本実施形態においては所定の回転数にて回転させつつマスク基板1の上方からレジスト溶液を滴下して塗布するスピンコート法を用いる。こうしてマスク基板1上に化学増幅型レジスト膜3(以降、レジスト膜3ともいう)を形成する。なお、レジスト膜3を設ける前に、ハードマスク膜を形成したマスク基板1上に密着層を設け、その上にレジスト膜3を設けても良い。
(Application of chemically amplified resist)
The mask substrate 1 on which the hard mask film 2 is formed is appropriately washed as necessary, and after baking treatment as a measure for improving adhesion, in the present embodiment, as shown in FIG. As shown, a chemically amplified resist is applied to the mask substrate 1. As a coating method, in this embodiment, a spin coating method is used in which a resist solution is dropped and applied from above the mask substrate 1 while rotating at a predetermined rotational speed. Thus, a chemically amplified resist film 3 (hereinafter also referred to as resist film 3) is formed on the mask substrate 1. Before providing the resist film 3, an adhesion layer may be provided on the mask substrate 1 on which the hard mask film is formed, and the resist film 3 may be provided thereon.

なお、この化学増幅型レジストとしては、公知のものでよい。エネルギビームを照射したときに反応性を有するものであればよい。具体的には、PAB及びPEB処理を行う必要のあるレジストであればよい。
また、この時のレジスト膜3の厚さは、マスク基板1へのエッチングが完了するまで残存する程度の厚さであることが好ましい。エッチングする際、マスク基板1のみならずレジスト膜3も少なからず除去されていくためである。
なお、レジスト膜3は複数層設けてもよい。例えば、レジスト膜3の下層に別途電子線に感度を持たない樹脂膜を塗布形成して、その上に化学増幅型レジストからなるレジスト膜3を形成してもよい。
The chemically amplified resist may be a known one. What is necessary is just to have reactivity when irradiated with an energy beam. Specifically, any resist that needs to perform PAB and PEB processing may be used.
In addition, the thickness of the resist film 3 at this time is preferably such that it remains until etching on the mask substrate 1 is completed. This is because not only the mask substrate 1 but also the resist film 3 is removed at the time of etching.
Note that a plurality of resist films 3 may be provided. For example, a resin film that is not sensitive to an electron beam may be separately applied to the lower layer of the resist film 3, and the resist film 3 made of a chemically amplified resist may be formed thereon.

(PAB処理)
前述の通りに構成して準備したベーク処理装置50(図2参照)により、PAB処理は、具体的には、下記のように行われる。まず、ハードマスク膜2及び化学増幅型レジスト膜3を形成したマスク基板1は、所定の温度に調整保持されたホットプレート51の上面に載置され、前記スペーサーを挟んで、所定の時間静置される。
(PAB processing)
Specifically, the PAB process is performed as follows by the bake processing apparatus 50 (see FIG. 2) configured and prepared as described above. First, the mask substrate 1 on which the hard mask film 2 and the chemically amplified resist film 3 are formed is placed on the upper surface of the hot plate 51 adjusted and held at a predetermined temperature, and is left still for a predetermined time with the spacer interposed therebetween. Is done.

ここで、ホットプレート51の温度は、ホットプレート52の温度より高い。また、ホットプレート51によるベーク開始後の前記マスク基板の表面の昇温速度は、ベーク処理される化学増幅型レジストのための所定のベーク処理温度をレジスト設計開発時の所定のベーク処理時間で割り算した値より大きくなるように、ホットプレート51の温度は設定する。例えば、前記所定のベーク処理時間を90秒として、また、前記所定のベーク温度を130℃とする場合、前記昇温速度は1.44℃/秒上が確保できるように、ホットプレート51の設定温度を決定して調整保持する。
また、マスク基板1の移載が完了し静置が開始したと同時にタイマーを起動させ、先に説明した決定手法に従って決定された所定の時間だけ、マスク基板1はホットプレート51に静置される。
Here, the temperature of the hot plate 51 is higher than the temperature of the hot plate 52. Further, the rate of temperature rise on the surface of the mask substrate after the start of baking by the hot plate 51 is calculated by dividing a predetermined baking processing temperature for the chemically amplified resist to be baked by a predetermined baking processing time at the time of resist design development. The temperature of the hot plate 51 is set so as to be larger than the above value. For example, when the predetermined baking time is set to 90 seconds and the predetermined baking temperature is set to 130 ° C., the hot plate 51 is set so that the temperature rising rate can be 1.44 ° C./second or higher. Determine and hold temperature.
In addition, when the transfer of the mask substrate 1 is completed and the standing is started, a timer is started, and the mask substrate 1 is left on the hot plate 51 for a predetermined time determined according to the determination method described above. .

ホットプレート51に所定の時間静置されたマスク基板1は、続けて、マスク基板1の表面の温度がレジスト3に適した所定のベーク温度と同じになるように調整保持されたホットプレート52、その上面且つ表面に移載され、前記スペーサーを挟んで、所定の時間、静置される。
そして、ホットプレート51にマスク基板1を移載し静置を開始した時点から、ホットプレート52にマスク基板1を移載し静置してなるPAB処理時間の合計が、即ち、ホットプレート51への静置時間、ホットプレート51からホットプレート52への移載(移動)時間、ホットプレート52での静置時間、これらの合計が90秒に達したところで、マスク基板1をホットプレート52から離す。
The mask substrate 1 that has been allowed to stand for a predetermined time on the hot plate 51 is continuously adjusted and held so that the temperature of the surface of the mask substrate 1 becomes the same as the predetermined baking temperature suitable for the resist 3, It is transferred to the upper surface and the surface, and is allowed to stand for a predetermined time with the spacer interposed therebetween.
Then, from the point of time when the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 51 and is allowed to stand still, the total PAB processing time in which the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 52 and allowed to stand, that is, to the hot plate 51 is set. When the total of these times reaches 90 seconds, the mask substrate 1 is separated from the hot plate 52. .

次に連続して、マスク基板1を例えば12.5℃に調整保持された冷却プレート53に移載して静置する。その後、マスク基板1が室温になるまで冷却プレート53上に静置し、そして、PAB処理は終了する。
このPAB処理により、レジスト膜3に残存している溶媒を除去し、レジスト膜3を緻密にすることができる。
Next, the mask substrate 1 is continuously transferred to a cooling plate 53 adjusted and held at 12.5 ° C. and allowed to stand. Thereafter, the mask substrate 1 is allowed to stand on the cooling plate 53 until the temperature reaches room temperature, and the PAB process ends.
By this PAB treatment, the solvent remaining in the resist film 3 can be removed and the resist film 3 can be made dense.

(パターン描画)
次に、電子線描画機を用いて、前記PAB処理までを経たマスク基板1(即ち、化学増幅型レジスト膜3)に所望のパターンを描画する。
(Pattern drawing)
Next, a desired pattern is drawn on the mask substrate 1 (that is, the chemically amplified resist film 3) that has been subjected to the PAB process using an electron beam drawing machine.

ここで描画される微細なパターンは、ミクロンオーダーであってもよいが、近年の電子機器の性能という観点からはナノオーダーであってもよいし、ナノインプリントモールドなどにより作製される最終製品の性能を考えると、その方が好ましい。   The fine pattern drawn here may be on the micron order, but may be on the nano order from the viewpoint of the performance of electronic devices in recent years, or the performance of the final product produced by a nanoimprint mold or the like. That is preferable.

なお、レジスト膜3がポジ型化学増幅型レジストであるならば、電子線による描画を行った箇所が現像処理によって溶解除去され、ひいてはその箇所が完成するモールド20の溝の位置に対応する。一方、レジスト層がネガ型レジストであるならば、電子線描画した箇所が現像処理によって残存し、ひいてはその箇所が完成するモールド20の溝以外の位置に対応する。
本実施形態においては、ポジ型レジストを用いた場合、すなわち、レジスト膜3の上の描画部がモールド20における溝の位置に対応する。
ここで、化学増幅型レジストの組成物の一例を挙げれば、ポリヒドロキシスチレン(PHS)系樹脂とオニウム塩系の酸発生剤からなる、化学増幅型レジストである。
If the resist film 3 is a positive chemically amplified resist, the portion where the electron beam is drawn is dissolved and removed by the development process, and the portion corresponds to the position of the groove of the mold 20 to be completed. On the other hand, if the resist layer is a negative resist, the electron beam drawn portion remains after the development process, and the portion corresponds to a position other than the groove of the mold 20 to be completed.
In the present embodiment, when a positive resist is used, that is, the drawing portion on the resist film 3 corresponds to the position of the groove in the mold 20.
Here, an example of the composition of the chemically amplified resist is a chemically amplified resist comprising a polyhydroxystyrene (PHS) resin and an onium salt acid generator.

(PEB処理)
次に、パターン描画した後のレジスト膜3を有するマスク基板1に対して、露光後ベーク(PEB)を行う。このPEB処理は、PAB処理と全く同様に、前述の通りに構成して準備したベーク処理装置50(図2参照)により、具体的には、下記のように行われる。
(PEB treatment)
Next, post-exposure baking (PEB) is performed on the mask substrate 1 having the resist film 3 after pattern drawing. This PEB process is performed in the same manner as described below by the bake processing apparatus 50 (see FIG. 2) configured and prepared as described above, just like the PAB process.

まず、ハードマスク膜2及び化学増幅型レジスト膜3を形成し、描画を経たマスク基板1は、所定のPEB温度に調整保持されたホットプレート51の上面に移載され、前記スペーサーを挟んで、所定の時間静置される。
ここで、ホットプレート51の温度は、ホットプレート52の温度より高い。また、ホットプレート51によるベーク開始後の前記マスク基板1の表面の昇温速度は、ベーク処理される化学増幅型レジスト膜3のための所定のベーク処理温度をレジスト設計開発時の所定のベーク処理時間で割り算した値より大きくなるように、ホットプレート51の温度を調整保持する。例えば、前記所定のベーク処理時間を90秒として、また、前記所定のベーク温度を130℃として、前記昇温速度は1.44℃/秒上が確保できるように、ホットプレート51の設定温度を決定して調整保持する。
また、マスク基板1の移載が完了し静置が開始したと同時にタイマーを起動させ、先に説明した決定手法に従って決定された所定の時間だけ、マスク基板1はホットプレート51に静置される。
First, the hard mask film 2 and the chemically amplified resist film 3 are formed, and the mask substrate 1 subjected to the drawing is transferred to the upper surface of the hot plate 51 adjusted and held at a predetermined PEB temperature, with the spacer interposed therebetween, Let stand for a predetermined time.
Here, the temperature of the hot plate 51 is higher than the temperature of the hot plate 52. Further, the temperature increase rate of the surface of the mask substrate 1 after the start of baking by the hot plate 51 is the predetermined baking process temperature for the chemically amplified resist film 3 to be baked. The temperature of the hot plate 51 is adjusted and held so as to be larger than the value divided by the time. For example, the set temperature of the hot plate 51 is set so that the predetermined baking process time is 90 seconds, the predetermined baking temperature is 130 ° C., and the rate of temperature increase is 1.44 ° C./second. Determine and hold adjustment.
In addition, when the transfer of the mask substrate 1 is completed and the standing is started, a timer is started, and the mask substrate 1 is left on the hot plate 51 for a predetermined time determined according to the determination method described above. .

ホットプレート51に所定の時間静置されたマスク基板1は、続けて、前記マスク基板表面の温度がレジスト膜3に適した所定のベーク温度と同じになるように調整保持されたホットプレート52、その上面に移置され、前記スペーサーを挟んで、所定の時間、静置される。
そして、ホットプレート51にマスク基板1を移載し静置を開始した時点から、ホットプレート52にマスク基板1を移載して静置してなるPEB処理時間の合計が、即ち、ホットプレート51への静置時間、ホットプレート51からホットプレート52への移載(移動)時間、ホットプレート52での静置時間、これらの合計が90秒に達したところで、マスク基板1をホットプレート52から離す。
The mask substrate 1 that has been allowed to stand on the hot plate 51 for a predetermined period of time is continuously adjusted and held so that the temperature of the mask substrate surface is the same as the predetermined baking temperature suitable for the resist film 3; It is moved to the upper surface, and left still for a predetermined time with the spacer in between.
Then, the total PEB processing time in which the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 52 and left standing after the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 51 and left standing, that is, the hot plate 51 is set. When the total of these times reaches 90 seconds, the mask substrate 1 is moved from the hot plate 52 to the hot plate 52. Release.

次に連続して、マスク基板1を例えば12.5℃に調整保持された冷却プレート53に移載して静置する。その後、マスク基板1が室温になるまで冷却プレート53上に静置し、そして、PEB処理は終了する。   Next, the mask substrate 1 is continuously transferred to a cooling plate 53 adjusted and held at 12.5 ° C. and allowed to stand. Thereafter, the mask substrate 1 is allowed to stand on the cooling plate 53 until it reaches room temperature, and the PEB process is completed.

このPEB処理により、前記描画によって酸発生剤から発生した酸は熱拡散し、且つ、連鎖的にレジスト膜3の保護基を脱離させ、レジスト膜3の電子線描画された部分が現像液に溶解可能となるように変化する。   By this PEB treatment, the acid generated from the acid generator by the drawing is thermally diffused, and the protective groups of the resist film 3 are removed in a chain manner, and the electron beam-drawn portion of the resist film 3 becomes the developer. It changes so that it can be dissolved.

(現像)
所望の微細パターンを電子線描画した後、図1(d)に示すように、レジスト膜3を所定の現像剤で現像し、レジスト膜3において電子線描画された部分(レジスト溶解部)を除去し、所望の微細パターンに対応するレジストパターン4を形成する。
なお、現像剤としては公知のものを用いて構わない。一例を挙げると、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)の2.38%水溶液を用いた現像液が挙げられる。当該現像剤を例えば60秒間マスク基板1に対してスプレー等して、現像処理は終わる。
(developing)
After a desired fine pattern is drawn with an electron beam, as shown in FIG. 1D, the resist film 3 is developed with a predetermined developer, and the portion of the resist film 3 on which the electron beam is drawn (resist dissolving portion) is removed. Then, a resist pattern 4 corresponding to a desired fine pattern is formed.
A known developer may be used as the developer. As an example, a developer using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) may be mentioned. The developer is sprayed on the mask substrate 1 for 60 seconds, for example, and the development process ends.

(リンス)
その後、レジストパターン4を有するマスク基板1に対し、前記現像剤を洗い流すために、マスク基板1を回転させながらマスク基板1の上方からリンス剤をスプレーして処理する。このリンス剤は純水で良い。あるいはまた、表面張力の低減するために純水に界面活性剤等を添加してリンス剤として用いる、あるいは表面張力の小さな有機溶媒等をリンス剤に用いることで、後の、乾燥工程におけるパターン倒壊を抑制あるいは低減できる。当該リンス液は、レジストパターン4に対して貧溶媒であれば良い。
(rinse)
Thereafter, the mask substrate 1 having the resist pattern 4 is processed by spraying a rinse agent from above the mask substrate 1 while rotating the mask substrate 1 in order to wash away the developer. This rinse agent may be pure water. Alternatively, in order to reduce the surface tension, a surfactant or the like is added to pure water and used as a rinsing agent, or an organic solvent having a small surface tension or the like is used as a rinsing agent. Can be suppressed or reduced. The rinse solution may be a poor solvent for the resist pattern 4.

(乾燥)
上記のリンス処理を行ったレジストパターン4を形成したマスク基板1に対して乾燥処理を行う。この乾燥処理は、リンス処理を行った後にリンス剤の供給を止め、所定の回転数にてマスク基板1を回転させることによって行う。これにより、リンス剤が遠心力により基板外縁部から流れ落ちる、又は、蒸発する。こうして、レジスト溶解部とレジスト非溶解部からなる所望のレジストパターン4が形成される。また、レジストパターン4が形成されたハードマスク膜2付きのマスク基板1が得られる。
なお、形成されたレジストパターン4の中に残存している現像剤あるいはリンス剤の除去と、レジストパターン4とハードマスク膜2との密着性を向上させることを目的に、必要に応じて、乾燥工程に次いでベーク処理を行っても良い。
(Dry)
A drying process is performed on the mask substrate 1 on which the resist pattern 4 subjected to the rinsing process is formed. This drying process is performed by stopping the supply of the rinse agent after the rinsing process and rotating the mask substrate 1 at a predetermined rotational speed. As a result, the rinse agent flows down from the outer edge of the substrate or evaporates due to centrifugal force. In this way, a desired resist pattern 4 composed of the resist dissolving portion and the resist non-dissolving portion is formed. Moreover, the mask substrate 1 with the hard mask film 2 on which the resist pattern 4 is formed is obtained.
It is to be noted that, for the purpose of removing the developer or rinse agent remaining in the formed resist pattern 4 and improving the adhesion between the resist pattern 4 and the hard mask film 2, drying is performed as necessary. A baking process may be performed following the process.

(レジストパターンのデスカム:第1のエッチング)
その後、レジストパターン4が形成されたハードマスク膜2付きのマスク基板1を、ドライエッチング装置に導入する。そして、酸素ガスとアルゴン(Ar)ガスの混合ガスによる第1のエッチングを行い、レジスト溶解部の残渣(スカム)を除去する。ここで、酸素ガスに代えて、例えばCH等のフッ素系ガスを用いても良い。また、ヘリウム(He)が添加されても良い。
(Descum of resist pattern: first etching)
Thereafter, the mask substrate 1 with the hard mask film 2 on which the resist pattern 4 is formed is introduced into a dry etching apparatus. Then, first etching with a mixed gas of oxygen gas and argon (Ar) gas is performed to remove the residue (scum) of the resist dissolution portion. Here, instead of the oxygen gas, for example, a fluorine-based gas such as CH 4 may be used. Further, helium (He) may be added.

(ハードマスク層のエッチング:第2のエッチング)
続いて、第1のエッチングで用いたガスを排気した後、塩素ガスと酸素ガスからなる混合ガスにより、第2のエッチングを行い、前記現像処理と上記第1のエッチング処理により露出したハードマスク膜2を除去する。
こうして図1(e)に示すように、レジストパターン4に対応する溝加工がマスク基板1上のハードマスク膜2に施される。
なお、この時のエッチング終点は、例えば反射光学式の終点検出器又はプラズマモニター等を用いることで判別する。
(Hard mask layer etching: second etching)
Subsequently, after exhausting the gas used in the first etching, the second etching is performed with a mixed gas composed of chlorine gas and oxygen gas, and the hard mask film exposed by the development process and the first etching process is performed. 2 is removed.
Thus, as shown in FIG. 1E, a groove corresponding to the resist pattern 4 is applied to the hard mask film 2 on the mask substrate 1.
Note that the etching end point at this time is determined by using, for example, a reflection optical end point detector or a plasma monitor.

(基板のエッチング:第3のエッチング)
続いて、第2のエッチングで用いたガスを排気した後、フッ素系ガスを用いた第3のエッチングをマスク基板1に対して行う。
(Substrate etching: third etching)
Subsequently, after exhausting the gas used in the second etching, a third etching using a fluorine-based gas is performed on the mask substrate 1.

こうして図1(f)に示すように、レジストパターン4に対応する溝加工がマスク基板1に施され、溝部以外が残存したハードマスク膜2及びレジストパターン4の残存が除去される前のモールド20が作製される。   Thus, as shown in FIG. 1 (f), the groove 20 corresponding to the resist pattern 4 is applied to the mask substrate 1, and the hard mask film 2 remaining except the groove and the mold 20 before the remaining resist pattern 4 is removed. Is produced.

なお、ここで用いるフッ素系ガスとしては、C(例えば、CF、C、C)、CHF、これらの混合ガス又はこれらに添加ガスとして希ガス(He、Ar、Xeなど)を含むもの等が挙げられる。 Note that as the fluorine-based gas used here, C x F y (for example, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 ), CHF 3 , a mixed gas thereof, or a rare gas (He, Ar, Xe, etc.) are included.

(レジストパターンの除去)
続いて、硫酸と過酸化水素水の混合液からなるレジスト剥離剤によって、前記第3のエッチングの後に生じたレジストパターン4の残存を除去し、レジストパターン4を完全に剥離除去する。
具体的には、マスク基板1を前記レジスト剥離剤に所定の時間浸漬し、その後、リンス剤(ここでは、常温または加熱された純水)によりレジスト剥離剤を洗い流す。次いで前記乾燥処理と同様な手法で、マスク基板1を乾燥させる。
なお、ここで用いるレジスト剥離剤としては、前記の硫酸と過酸化水素水の混合液の他、有機溶剤、オゾン水等が挙げられる。レジストを膨潤溶解又は化学的に分解して剥離除去できる化合物であれば良い。また、これらのレジスト剥離剤は、加熱して、レジスト剥離除去能力を高めても良い。さらには、酸素プラズマを用いた灰化処理であって良い。
また、当該レジストパターン4の除去は、前記第2のエッチング処理の後、前記第3のエッチング処理の前に実施しても良い。
(Removal of resist pattern)
Subsequently, the remaining resist pattern 4 generated after the third etching is removed by a resist stripper composed of a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, and the resist pattern 4 is completely stripped and removed.
Specifically, the mask substrate 1 is immersed in the resist remover for a predetermined time, and then the resist remover is washed away with a rinse agent (in this case, room temperature or heated pure water). Next, the mask substrate 1 is dried by the same method as the drying process.
In addition, as a resist remover used here, an organic solvent, ozone water, etc. other than the liquid mixture of the said sulfuric acid and hydrogen peroxide solution are mentioned. Any compound that can swell and dissolve or chemically decompose and remove the resist can be used. Further, these resist stripping agents may be heated to enhance the resist stripping / removing ability. Furthermore, an ashing process using oxygen plasma may be used.
The resist pattern 4 may be removed after the second etching process and before the third etching process.

(ハードマスク膜の除去:第4のエッチング)
引き続いて、第1のエッチングと同様の手法で、残存ハードマスク膜2を除去する前のモールド20上に残存する前記レジストパターン4に対応してパターン形成されたハードマスク膜2を、ドライエッチングにて剥離除去する工程が行われる。なお、ハードマスク膜を溶解除去できる薬液が存在する場合(例えば、窒化クロム(CrN)膜)、ウェットエッチングにてハードマスク膜の除去を行っても良い。
(Removal of hard mask film: fourth etching)
Subsequently, the hard mask film 2 patterned corresponding to the resist pattern 4 remaining on the mold 20 before the remaining hard mask film 2 is removed by the same method as the first etching is dry-etched. The process of peeling and removing is performed. Note that when there is a chemical that can dissolve and remove the hard mask film (for example, a chromium nitride (CrN) film), the hard mask film may be removed by wet etching.

以上の工程を経た後、必要があればハードマスクの除去まで行われたマスク基板1の洗浄等を行う。こうして、図1(g)に示すようなナノインプリント用モールド20(マスタモールド)は完成する。   After the above steps, if necessary, the mask substrate 1 is cleaned up to the removal of the hard mask. Thus, the nanoimprint mold 20 (master mold) as shown in FIG. 1G is completed.

以上のような本実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本発明のベーク処理装置によれば、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなるマスク基板であっても、当該基板に塗布された化学増幅型レジスト膜を、当該化学増幅型レジストの設計開発あるいは試作時のベーク処理時間以内で、且つ、所定のベーク温度で処理することが可能となる。その結果、化学増幅型レジスト膜が過剰にベーク処理されることを回避でき、未描画部については高い残膜率を維持でき、かつ、高いパターンコントラストを確保でき、高品質なレジストパターンを形成して提供することができる。また、当該高品質なレジストパターンにより、高品質なフォトマスク及びナノインプリント用モールドを作製して提供できる。
In the present embodiment as described above, the following effects can be obtained.
That is, according to the baking processing apparatus of the present invention, even if it is a mask substrate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches, the chemically amplified resist film applied to the substrate It is possible to perform processing at a predetermined baking temperature within the baking processing time at the time of design development or trial manufacture of the chemically amplified resist. As a result, it is possible to avoid excessively baking the chemically amplified resist film, maintain a high residual film ratio for the undrawn portion, and ensure a high pattern contrast, thereby forming a high-quality resist pattern. Can be provided. In addition, a high-quality photomask and nanoimprint mold can be produced and provided using the high-quality resist pattern.

なお、実施の形態1におけるベーク処理装置、化学増幅型レジストのパターン形成方法、並びに、ナノインプリント用モールド及びフォトマスクの作製方法は、ナノイプリントモールド作製用途以外にも、以下の用途に好適に適用できる。例えば、LCD用フォトマスク、半導体製造、マイクロ電気機械システム(MEMS)、センサ素子、光ディスク、回折格子や偏光素子等の光学部品、ナノデバイス、有機トランジスタ、カラーフィルター、マイクロレンズアレイ、免疫分析チップ、DNA分離チップ、マイクロリアクター、ナノバイオデバイス、光導波路、光学フィルター、フォトニック結晶等の作製にも幅広く適用できる。   The baking apparatus, the chemically amplified resist pattern forming method, and the nanoimprint mold and photomask manufacturing method in the first embodiment can be suitably applied to the following applications in addition to the nanoimprint mold manufacturing applications. . For example, LCD photomasks, semiconductor manufacturing, microelectromechanical systems (MEMS), sensor elements, optical disks, optical components such as diffraction gratings and polarizing elements, nanodevices, organic transistors, color filters, microlens arrays, immunoassay chips, It can be widely applied to the production of DNA separation chips, microreactors, nanobiodevices, optical waveguides, optical filters, photonic crystals, and the like.

以上、本発明に係る実施の形態を挙げたが、上記の開示内容は、本発明の例示的な実施形態を示すものである。本発明の範囲は、上記の例示的な実施形態に限定されるものではない。本明細書中に明示的に記載されている又は示唆されているか否かに関わらず、当業者であれば、本明細書の開示内容に基づいて本発明の実施形態に種々の改変を加えて実施し得る。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was mentioned, said disclosure content shows exemplary embodiment of this invention. The scope of the present invention is not limited to the exemplary embodiments described above. Whether or not explicitly described or suggested herein, those skilled in the art will make various modifications to the embodiments of the present invention based on the disclosure of the present specification. Can be implemented.

次に実施例を示し、本発明について具体的に説明する。もちろんこの発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, an Example is shown and this invention is demonstrated concretely. Of course, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
本実施例においては、マスク基板1として、大きさ6インチ角、厚さ0.250インチの合成石英からなるマスク基板を用いた(図1(a))。
まず、前記マスク基板1をスパッタリング装置に導入し、クロム(Cr)からなるターゲットをアルゴンガスと窒素ガスでスパッタリングし、厚さ2nmの窒化クロムからなるハードマスク膜2を形成した(図1(b))。
<Example 1>
In this example, a mask substrate made of synthetic quartz having a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches was used as the mask substrate 1 (FIG. 1A).
First, the mask substrate 1 was introduced into a sputtering apparatus, and a target made of chromium (Cr) was sputtered with argon gas and nitrogen gas to form a hard mask film 2 made of chromium nitride having a thickness of 2 nm (FIG. 1B). )).

次に、ハードマスク膜2を形成したマスク基板1をレジストコータにセットした。そして、ポリヒドロキシスチレン系樹脂とオニウム塩系の酸発生剤からなるポジ型化学増幅型レジストを、PGMEAを溶剤とした溶液として、これをマスク基板1上に3ml程滴下し、次いで、1500rpmで60秒間マスク基板1を回転させて、膜厚50nmにレジスト膜3を塗布した。   Next, the mask substrate 1 on which the hard mask film 2 was formed was set on a resist coater. Then, about 3 ml of a positive chemically amplified resist composed of a polyhydroxystyrene resin and an onium salt acid generator as a solution using PGMEA as a solvent is dropped on the mask substrate 1, and then 60 rpm at 1500 rpm. The mask substrate 1 was rotated for 2 seconds to apply the resist film 3 to a film thickness of 50 nm.

ここで、ホットプレート51とホットプレート52と冷却プレート53が順に連続に配置され、
また、ホットプレート51及びホットプレート52と冷却プレート53に順に、且つ、それぞれに異なる静置時間で、前記マスク基板1を静置し、次いで移載する、マスク基板1を搬送する搬送機構54を備えたベーク処理装置を用意した。
ここで、ホットプレート51は225℃に調整保持され、ホットプレート52は、前記マスク基板1がホットプレート52に移載され静置された際に、前記ポジ型化学増幅型レジストのベーク処理温度である130℃に、その基板表面温度がなるように、適宜温度調整保持した。
次に冷却プレート53は、12.5℃に温度調整保持した。
また、ホットプレート51及びホットプレート52と冷却プレートの上面(表面)には、厚さ100μmのポリイミドからなる耐熱性樹脂テープを前記マスク基板1の略外周上に位置する場所に配置して、スペーサーとした。
Here, the hot plate 51, the hot plate 52, and the cooling plate 53 are sequentially arranged in order,
Further, a transport mechanism 54 for transporting the mask substrate 1, which is placed on the hot plate 51, the hot plate 52, and the cooling plate 53 in this order and at different standing times and then transferred, is provided. A prepared bake processing apparatus was prepared.
Here, the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C., and the hot plate 52 is heated at the baking temperature of the positive chemically amplified resist when the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 52 and allowed to stand. The temperature was appropriately adjusted and maintained so that the substrate surface temperature was 130 ° C.
Next, the temperature of the cooling plate 53 was maintained at 12.5 ° C.
Further, on the upper surfaces (surfaces) of the hot plate 51, the hot plate 52, and the cooling plate, a heat-resistant resin tape made of polyimide having a thickness of 100 μm is disposed at a position located on the substantially outer periphery of the mask substrate 1, and spacers are provided. It was.

そして、上記の通り、ホットプレート51は225℃に調整保持し、また、前記マスク基板1がホットプレート52に静置されたときに当該マスク基板1の表面が130℃になるように、ホットプレート52は145℃に調整保持した。そして、冷却プレートは12.5℃に調整保持した。   As described above, the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C., and when the mask substrate 1 is placed on the hot plate 52, the surface of the mask substrate 1 becomes 130 ° C. 52 was adjusted and held at 145 ° C. The cooling plate was adjusted and held at 12.5 ° C.

次に、前記マスク基板1の表面の中央125mm角の範囲に熱電対を25本均等(5x5、間隔25mm)に配置して貼り付けた基板表面温度計測用のマスク基板2を準備した。
そして、前記温度設定にして準備した前記ベーク処理装置を使って、前記マスク基板2をベーク処理し、仮装のPAB処理あるいはPEB処理を行って、その際の、マスク基板2の表面温度とベーク処理の時間経過との関係を求めた。また、その際、マスク基板2がホットプレート51上に移載され静置された直後からの経過時間(以降、静置時間1という)を、10秒から5秒毎に、45秒まで変化させた。
ここで図3は、上記のマスク基板2の表面温度とベーク処理の時間経過との関係を求めた結果の例である。
図3に示された結果の通り、静置時間1を40秒とした場合に、マスク基板2の表面温度は、所定のベーク温度である130℃を越えることなく、最も急速に当該130℃に到達している。
これに対し、静置時間1を35秒あるいはそれより短くするに従い、マスク基板2の表面温度は、前記所定のベーク温度130℃に接近するに従い、マスク基板2の表面温度昇温速度は徐々に低下し、結果として、マスク基板2の表面温度が記所定のベーク温度130℃に到達する時間は遅れた。また一方、静置時間1を45秒あるいはそれより長くする従って、マスク基板2の表面温度は、前記所定のベーク温度130℃を越えてオーバーシュートしてしまった。
上記の結果から、ホットプレート51を225℃に調整維持し、且つスペーサー厚100μmの場合、ホットプレート51での静置時間1を、予め、40秒に決定した。
なお、前記静置時間1を40秒にすることで、マスク基板2の表面は、約60秒で所定のベーク温度である130℃に到達した。
なお、前記マスク基板2を用いて計測したマスク基板2の表面温度は、前記25本の熱電対の温度表示値の平均値を求めて代表値とした。
Next, a mask substrate 2 for measuring the substrate surface temperature was prepared, in which 25 thermocouples were disposed evenly (5 × 5, interval 25 mm) in the range of the central 125 mm square of the surface of the mask substrate 1.
Then, the mask substrate 2 is baked using the bake processing apparatus prepared with the temperature setting, and the PAB process or PEB process of the temporary dressing is performed, and the surface temperature of the mask substrate 2 and the bake process at that time The relationship with the passage of time was sought. At that time, the elapsed time immediately after the mask substrate 2 is transferred onto the hot plate 51 and allowed to stand (hereinafter referred to as standing time 1) is changed from 10 seconds to 45 seconds to 45 seconds. It was.
Here, FIG. 3 is an example of the result of obtaining the relationship between the surface temperature of the mask substrate 2 and the lapse of time of the baking process.
As shown in FIG. 3, when the standing time 1 is set to 40 seconds, the surface temperature of the mask substrate 2 does not exceed a predetermined baking temperature of 130 ° C., and rapidly reaches the 130 ° C. Has reached.
On the other hand, as the standing time 1 is shortened to 35 seconds or shorter, the surface temperature of the mask substrate 2 gradually increases as the surface temperature of the mask substrate 2 approaches the predetermined baking temperature of 130 ° C. As a result, the time for the surface temperature of the mask substrate 2 to reach the predetermined baking temperature of 130 ° C. was delayed. On the other hand, as the standing time 1 is increased to 45 seconds or longer, the surface temperature of the mask substrate 2 overshoots exceeding the predetermined baking temperature of 130 ° C.
From the above results, when the hot plate 51 was adjusted and maintained at 225 ° C. and the spacer thickness was 100 μm, the standing time 1 on the hot plate 51 was determined to be 40 seconds in advance.
By setting the standing time 1 to 40 seconds, the surface of the mask substrate 2 reached a predetermined baking temperature of 130 ° C. in about 60 seconds.
In addition, the surface temperature of the mask substrate 2 measured using the mask substrate 2 was obtained by obtaining an average value of the temperature display values of the 25 thermocouples as a representative value.

次に、前記の化学増幅型レジストと回転塗布したマスク基板1をPAB処理した。
前記マスク基板2のベーク処理と同様に、ホットプレート51は225℃に調整保持し、また、前記マスク基板1がホットプレート52に静置されたときに当該マスク基板1の表面が130℃になるように、ホットプレート52は145℃に調整保持した。そして、冷却プレートは12.5℃に調整保持した。
そして、搬送機構54により、前記マスク基板1を、まずホットプレート51に移載して静置した。そして、当該静置が開始されると同時にタイマーを起動させ、静置が開始されてから40秒が経過したところで、前記マスク基板1を、搬送機構54により、ホットプレート52に移載して静置した。このとき、ホットプレート51からホットプレート52にマスク基板1を移載するに必要な移動時間(以降、移載時間1という)以降、は、15秒であった。そこで、所望のベーク時間90秒から、前記静置時間1の40秒と移載時間1の15秒を加算した55秒を差し引き、ホットプレート52にマスク基板1を静置する時間(静置時間2)を35秒とした。
そして、前記静置時間2の35秒が経過したところで、前記マスク基板を、前記搬送機構54により、冷却プレート53に移載して静置して、表面温度が130℃のマスク基板1が室温に冷却されるまで、150秒経過した後、前記搬送機構54により、マスク基板1を冷却プレート53から取り出し、PAB処理を完了した。
Next, the chemically amplified resist and the spin-coated mask substrate 1 were subjected to PAB treatment.
Similar to the baking process of the mask substrate 2, the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C., and the surface of the mask substrate 1 becomes 130 ° C. when the mask substrate 1 is placed on the hot plate 52. Thus, the hot plate 52 was adjusted and held at 145 ° C. The cooling plate was adjusted and held at 12.5 ° C.
Then, the mask substrate 1 was first transferred to the hot plate 51 and allowed to stand by the transport mechanism 54. Then, the timer is started simultaneously with the start of the standing, and when 40 seconds have passed since the standing is started, the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 52 by the transport mechanism 54 and is allowed to stand. I put it. At this time, the time required for transferring the mask substrate 1 from the hot plate 51 to the hot plate 52 (hereinafter referred to as transfer time 1) was 15 seconds. Therefore, 55 seconds obtained by adding 40 seconds of the standing time 1 and 15 seconds of the transfer time 1 are subtracted from the desired baking time of 90 seconds to leave the mask substrate 1 on the hot plate 52 (standing time). 2) was 35 seconds.
Then, when 35 seconds of the standing time 2 have elapsed, the mask substrate is transferred to the cooling plate 53 by the transport mechanism 54 and left still, and the mask substrate 1 having a surface temperature of 130 ° C. is room temperature. After 150 seconds had passed until the substrate was cooled, the mask substrate 1 was taken out of the cooling plate 53 by the transport mechanism 54 to complete the PAB process.

次に、加速電圧20kVの電子線描画装置(エリオニクス(株)、ELS−3700)により、200μm角の矩形パターンを描画した。このとき、露光量は0.5μC/cm2から10μC/cm2まで、0.25μC/cm2の間隔として、合計39個の前記矩形パターンを電子線描画した。   Next, a 200 μm square pattern was drawn with an electron beam drawing apparatus (Elionix, ELS-3700) with an acceleration voltage of 20 kV. At this time, the exposure amount was from 0.5 μC / cm 2 to 10 μC / cm 2, and an interval of 0.25 μC / cm 2 was used to draw a total of 39 rectangular patterns.

描画後、このマスク基板1に対して、PEB処理した。
前記PAB処理と同様に、ホットプレート51は225℃に調整保持し、また、前記マスク基板1がホットプレート52に静置されたときに当該マスク基板1の表面が130℃になるように、ホットプレート52は145℃に調整保持した。そして、冷却プレートは12.5℃に調整保持した。
そして、搬送機構54により、前記マスク基板1を、まずホットプレート51に移載して静置した。そして、当該静置が開始されると同時にタイマーを起動させ、静置が開始されてから40秒が経過したところで、前記マスク基板1を、搬送機構54により、ホットプレート52に移載して静置した。このとき、ホットプレート51からホットプレート52にマスク基板1を移載するに必要な移動時間(以降、移載時間1という)以降、は、15秒であった。そこで、所望のベーク時間90秒から、前記静置時間1の40秒と移載時間1の15秒を加算した55秒を差し引き、ホットプレート52にマスク基板1を静置する時間(静置時間2)を35秒とした。
そして、前記静置時間2の35秒が経過したところで、前記マスク基板を、前記搬送機構54により、冷却プレート53に移載して静置して、表面温度が130℃のマスク基板1が室温に冷却されるまで、150秒経過した後、前記搬送機構54により、マスク基板1を冷却プレート53から取り出し、PEB処理を完了した。
After drawing, the mask substrate 1 was subjected to PEB treatment.
As in the PAB process, the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C., and the mask substrate 1 is hot so that the surface of the mask substrate 1 becomes 130 ° C. when the mask substrate 1 is placed on the hot plate 52. The plate 52 was adjusted and held at 145 ° C. The cooling plate was adjusted and held at 12.5 ° C.
Then, the mask substrate 1 was first transferred to the hot plate 51 and allowed to stand by the transport mechanism 54. Then, the timer is started simultaneously with the start of the standing, and when 40 seconds have passed since the standing is started, the mask substrate 1 is transferred to the hot plate 52 by the transport mechanism 54 and is allowed to stand. I put it. At this time, the time required for transferring the mask substrate 1 from the hot plate 51 to the hot plate 52 (hereinafter referred to as transfer time 1) was 15 seconds. Therefore, 55 seconds obtained by adding 40 seconds of the standing time 1 and 15 seconds of the transfer time 1 are subtracted from the desired baking time of 90 seconds to leave the mask substrate 1 on the hot plate 52 (standing time). 2) was 35 seconds.
Then, when 35 seconds of the standing time 2 have elapsed, the mask substrate is transferred to the cooling plate 53 by the transport mechanism 54 and left still, and the mask substrate 1 having a surface temperature of 130 ° C. is room temperature. After 150 seconds had passed until the substrate was cooled, the mask substrate 1 was taken out of the cooling plate 53 by the transport mechanism 54 and the PEB process was completed.

その後、このマスク基板1の電子線描画を経たレジスト膜3を、2.38%のTMAH水溶液にて60秒間回転スプレー現像処理装置で現像処理した。現像後、マスク基板1を250rpmで回転させながら、リンス液として純水を60秒間スプレーし、リンス処理した。
その後、マスク基板1を1500rpmで回転させ、乾燥処理を行った。こうして、実施例に係る試料である化学増幅型レジストのレジストパターンをマスク基板1上に形成した。
Thereafter, the resist film 3 subjected to the electron beam drawing on the mask substrate 1 was developed with a 2.38% TMAH aqueous solution for 60 seconds by a rotary spray developing apparatus. After the development, while the mask substrate 1 was rotated at 250 rpm, pure water was sprayed for 60 seconds as a rinsing solution for rinsing treatment.
Thereafter, the mask substrate 1 was rotated at 1500 rpm to perform a drying process. Thus, a resist pattern of a chemically amplified resist, which is a sample according to the example, was formed on the mask substrate 1.

なお、この実施例1に係る試料について、残膜感度曲線を求めた。具体的には、電子線描画とPEB処理を終えた後、分光反射式膜厚測定機にて、レジスト膜厚(現像処理前膜厚)を測定し、前記現像処理を終えた後に、前記39個の200μm角の矩形パターンについて、当該箇所の現像処理後の残膜厚を計測し、そして前記現像処理前膜厚と対比して、残膜率を算出し、残膜率と電子線照射量の関係である残膜感度曲線を求めた。また、現像処理後の未描画部残膜率とコントラスト(γ値)を求めた。これらの結果を図4の(a)と(b)に示す。   A residual film sensitivity curve was obtained for the sample according to Example 1. Specifically, after finishing the electron beam drawing and PEB processing, the resist film thickness (film thickness before development processing) is measured with a spectral reflection type film thickness measuring machine, and after the development processing is finished, the 39 For each 200 μm square pattern, the remaining film thickness after the development processing at that location is measured, and compared with the film thickness before the development processing, the remaining film rate is calculated, and the remaining film rate and the electron beam irradiation amount The residual film sensitivity curve which is the relationship was obtained. Further, the remaining film ratio and contrast (γ value) of the undrawn part after the development processing were obtained. These results are shown in FIGS. 4A and 4B.

<実施例2>
実施例2においては、電子線描画パターンを、実施例の200μm角の矩形パターンに代えて、50nmのラインアンドスペースパターンとした以外は、実施例1と同様に実施例2に係る試料、即ち、前記ポジ型化学増幅型レジストのレジストパターン4を形成した。
さらに、実施例2では、前記実施の形態1に従って、レジストパターン4のディスカム、ハードマスク膜2のエッチング、マスク基板1のエッチング、レジストパターンの除去、ハードマスク膜の除去を行って、ナノインプリント用モールドを作製した。
<Example 2>
In Example 2, the sample according to Example 2 is the same as Example 1 except that the electron beam drawing pattern is a 50 nm line and space pattern instead of the 200 μm square pattern of Example, that is, A resist pattern 4 of the positive chemically amplified resist was formed.
Furthermore, in Example 2, in accordance with the first embodiment, the resist pattern 4 is discamed, the hard mask film 2 is etched, the mask substrate 1 is etched, the resist pattern is removed, and the hard mask film is removed. Was made.

<比較例>
実施例1では、ホットプレート51を225℃に調整保持し、ホットプレート52を145℃に調整保持し、冷却プレート53を12.5℃に調整保持して、且つ、前記静置時間1を40秒、前記静置時間2を35秒として、ホットプレート51とホットプレート52の間の移載時間1の15秒を加えて、PAB及びPEB処理として、130℃で90秒間、マスク基板1をベーク処理して、レジストパターンを形成した。
比較例1においては、ホットプレート51及びホットプレート52共に145℃に調整保持し、マスク基板1が移搭され静置されたときに、マスク基板1の表面温度が130℃となるようにした。そして、前記静置時間1及び静置時間2を300秒として、移載時間1の15秒を加えて、合計615秒間、PAB処理とPEB処理した以外は、実施例1及び2と同様に試料を作製した。
そして、残膜感度曲線、γ値、残膜率についても、実施例1と同様に調査した。
<Comparative example>
In Example 1, the hot plate 51 is adjusted and held at 225 ° C., the hot plate 52 is adjusted and held at 145 ° C., the cooling plate 53 is adjusted and held at 12.5 ° C., and the standing time 1 is set to 40. Second, the standing time 2 is 35 seconds, the transfer time 1 between the hot plate 51 and the hot plate 52 is 15 seconds, and the mask substrate 1 is baked at 130 ° C. for 90 seconds as the PAB and PEB treatment. The resist pattern was formed by processing.
In Comparative Example 1, both the hot plate 51 and the hot plate 52 were adjusted and held at 145 ° C. so that the surface temperature of the mask substrate 1 became 130 ° C. when the mask substrate 1 was transferred and allowed to stand. The sample was the same as in Examples 1 and 2 except that the standing time 1 and the standing time 2 were 300 seconds, the transfer time 1 was added 15 seconds, and the PAB treatment and the PEB treatment were performed for a total of 615 seconds. Was made.
The remaining film sensitivity curve, γ value, and remaining film rate were also investigated in the same manner as in Example 1.

<評価>
実施例1においては、図4(a)に示すとおり、未露光部の残膜率がパターンコントラスト(γ値)とも良好であった。
一方、比較例1においては、図4(b)に示すとおり、未露光部の残膜率、パターンコントラスト(γ値)とも、実施例1に大きく劣っていた。
<Evaluation>
In Example 1, as shown in FIG. 4A, the remaining film ratio of the unexposed part was good in both the pattern contrast (γ value).
On the other hand, in Comparative Example 1, as shown in FIG. 4B, the remaining film ratio and the pattern contrast (γ value) of the unexposed part were significantly inferior to Example 1.

1 マスク基板
2 ハードマスク膜
3 レジスト膜
4 レジストパターン
10 残存ハードマスク及び残存レジストパターン除去前モールド
20 インプリントモールド(マスターモールド)
50 ベーク処理装置
51、52 ホットプレート
53 冷却プレート
54 搬送機構
55 テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask substrate 2 Hard mask film 3 Resist film 4 Resist pattern 10 Residual hard mask and mold before removal of residual resist pattern 20 Imprint mold (master mold)
50 Bake processing device 51, 52 Hot plate 53 Cooling plate 54 Conveying mechanism 55 Tape

Claims (15)

フォトマスクあるいはナノインプリント用モールドを作製するための基板に、
化学増幅型レジストを塗布して、その後塗布後ベーク処理を行うためのベーク装置であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、その後塗布後ベーク処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記基板の露光後ベーク処理を行うためのベーク装置であって、
複数且つ連続して配置したホットプレートと、単数または複数からなる冷却プレートからなることを特徴とするベーク処理装置。
On the substrate for producing a photomask or nanoimprint mold,
A baking apparatus for applying a chemically amplified resist, and then performing a post-application baking process,
And / or a baking apparatus for forming a resist film by applying the resist, performing post-application baking, and performing post-exposure baking on the substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn. And
A baking processing apparatus comprising a plurality of continuous hot plates and a single or a plurality of cooling plates.
前記基板は、6インチ角、板厚0.250インチの合成石英である事を特徴とする請求項1記載のベーク処理装置。   2. The baking processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a synthetic quartz having a 6 inch square and a thickness of 0.250 inch. 前記複数且つ連続して配置したホットプレートのうち、最初に前記基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度よりも高い温度に設定されており、
前記1台目のホットプレートでのベーク処理に続いて、前記基板を移載し静置して前記レジストのベーク処理を継続して行う2台目あるいは2台目以降のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度に設定されていることを特徴とする請求項1および請求項2に記載のベーク処理装置。
Of the plurality of consecutively arranged hot plates, the first hot plate that first transfers the substrate and rests and starts the baking process is a predetermined baking temperature of the resist to be baked. Is set to a high temperature,
Subsequent to the baking process on the first hot plate, the second or second hot plate after the substrate is transferred and allowed to stand and the resist baking process is continued is performed on the second hot plate. The baking processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the baking temperature is set to a predetermined baking temperature of the resist to be processed.
最初に前記基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートによるベーク開始後の前記基板の表面の昇温速度(Ramp)は、ベーク処理される前記レジストのための所定のベーク処理温度(Temp)をレジスト設計開発時のベーク処理時間(Time)で徐した値より大きい(Ramp)>((Temp)/(Time))であることを特徴とする請求項1ないし3に記載のベーク処理装置。   First, the substrate is transferred and allowed to stand to start the baking process. The temperature rise rate (Ramp) of the surface of the substrate after the start of baking by the first hot plate is determined for the resist to be baked. The predetermined baking temperature (Temp) is larger than the value obtained by gradual baking time (Time) at the time of resist design development (Ramp)> ((Temp) / (Time)). 3. The baking processing apparatus according to 3. 前記1台目のホットプレートに前記基板を移載し静置してベーク処理を開始してから且つ複数台の最終のホットプレートを離れるまで、このベーク処理時間(BakeTime)は、レジスト設計開発時のベーク処理時間(TimeOrigin)を超えない(BakeTime)≦(TimeOrigin)であることを特徴とする請求項1ないし4に記載のベーク処理装置。   The baking time (BakeTime) from when the substrate is transferred to the first hot plate and allowed to stand to start the baking process and until the final hot plate is left is determined at the time of resist design development. 5. The baking processing apparatus according to claim 1, wherein (BakeTime) ≦ (Time Origin) does not exceed the baking processing time (Time Origin). 前記1台目のホットプレートに前記基板を移載した後に静置した時間(静置時間1)は、塗布後ベーク処理または露光後ベーク処理処置中に前記マスク基板の表面が到達する最高温度と当該静置時間1との関係を予め求めて決定することを特徴とする請求項1ないし5に記載のベーク処理装置。   The time of standing after the substrate is transferred to the first hot plate (standing time 1) is the maximum temperature that the surface of the mask substrate reaches during post-application baking or post-exposure baking. 6. The baking processing apparatus according to claim 1, wherein a relationship with said standing time 1 is determined in advance and determined. 前記複数且つ連続して配置したホットプレートに続き、単数または複数の冷却プレートの少なくとも1台目は、露点近傍で結露を生じない温度に設定保持されることを特徴とする請求項1ないし6に記載のベーク処理装置。   7. The apparatus according to claim 1, wherein, following the plurality of continuously arranged hot plates, at least one of the one or more cooling plates is set and maintained at a temperature that does not cause condensation near the dew point. The baking processing apparatus as described. フォトマスクあるいはナノインプリント用モールドを作製するための基板に、
化学増幅型レジストを塗布して、その後塗布後ベーク処理を行うレジストパターン形成方法であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、その後塗布後ベーク処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記マスク基板の、露光後ベーク処理を行うレジストパターン形成方法であって、
前記基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、
1台目のホットプレートに移載し静置した前記基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、
前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記マスク基板を移載し静置して冷却する工程と、
を有することを特徴とするレジストパターン形成方法。
On the substrate for producing a photomask or nanoimprint mold,
A resist pattern forming method in which a chemically amplified resist is applied, followed by baking after application,
And / or a resist pattern forming method in which a resist film is formed by coating the resist, followed by a baking process after coating, and performing a post-exposure baking process on the mask substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn. Because
The treatment of the substrate is a step of continuously using at least two or more of the hot plates arranged in succession and transferring the substrate to the first hot plate and leaving it stationary,
A step of transferring the substrate which has been transferred to the first hot plate and allowed to stand to the second plate or the second or subsequent hot plate to be left and performing a baking process;
Continuing the baking process, transferring the mask substrate to a single or a plurality of cooling plates and allowing them to stand and cool,
A resist pattern forming method characterized by comprising:
前記複数且つ連続して配置したホットプレートのうち、最初に前記基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストの所定のベーク温度よりも高い温度に設定されており、
1台目のホットプレートでのベーク処理に続いて、基板を移載し静置してレジストのベーク処理を継続して行う2台目あるいは2台目以降のホットプレートは、ベーク処理される前記レジストのための所定のベーク温度に設定されることを特徴とする請求項8に記載のレジストパターン形成方法。
Of the plurality of consecutively arranged hot plates, the first hot plate that first transfers the substrate and rests and starts the baking process is a predetermined baking temperature of the resist to be baked. Is set to a high temperature,
Subsequent to the baking process on the first hot plate, the second or second and subsequent hot plates in which the substrate is transferred and allowed to stand and the resist baking process is continued are baked. 9. The resist pattern forming method according to claim 8, wherein the resist pattern forming method is set to a predetermined baking temperature for the resist.
最初に前記基板を移載し静置してベーク処理を開始する1台目のホットプレートによるベーク開始後の前記基板の表面の昇温速度(Ramp)は、ベーク処理される化学増幅型レジストのための所定のベーク処理温度(Temp)をレジスト設計開発時のベーク処理時間(Time)で除した値より大きい(Ramp)>((Temp)/(Time))であることを特徴とする請求項8又は9記載のレジストパターン形成方法。   First, the substrate is transferred and allowed to stand to start the baking process. The temperature rise rate (Ramp) of the surface of the substrate after the start of baking by the first hot plate is determined by the resistance of the chemically amplified resist to be baked. (Ramp)> ((Temp) / (Time)), which is larger than a value obtained by dividing a predetermined baking processing temperature (Temp) for dividing by a baking processing time (Time) at the time of resist design development. The resist pattern forming method according to 8 or 9. 1台目のホットプレートに前記基板を移載し静置してベーク処理を開始してから且つ複数台の最終のホットプレートを離れるまで、このベーク処理時間(BakeTime)は、レジスト設計開発時のベーク処理時間(TimeOrigin)を超えない(BakeTime)≦(TimeOrigin)であることを特徴とする請求項8ないし10に記載のレジストパターン形成方法。   The baking time (BakeTime) from when the substrate is transferred to the first hot plate and allowed to stand to start the baking process and after the final hot plate is left is determined at the time of resist design development. 11. The method of forming a resist pattern according to claim 8, wherein (BakeTime) ≦ (Time Origin) that does not exceed the baking time (Time Origin). 1台目のホットプレートに前記基板を移載した後に静置した時間(静置時間1)は、塗布後ベーク処理または露光後ベーク処理処置中に前記マスク基板の表面が到達する最高温度と当該静置時間1との関係を予め求めて決定することを特徴とする請求項8ないし11に記載のレジストパターン形成方法。   The time of standing after the substrate is transferred to the first hot plate (standing time 1) is the maximum temperature at which the surface of the mask substrate reaches during the post-application baking process or post-exposure baking process. 12. The method for forming a resist pattern according to claim 8, wherein the relationship with the standing time 1 is determined in advance and determined. 前記複数且つ連続して配置したホットプレートに続き、単数または複数の冷却プレートの少なくとも1台目は、露点近傍で結露を生じない温度に設定保持されることを特徴とする請求項8ないし12に記載のレジストパターン形成方法。   The at least one of the one or more cooling plates following the plurality of consecutively arranged hot plates is set and maintained at a temperature that does not cause condensation near the dew point. The resist pattern formation method of description. 大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英からなる基板に、
化学増幅型レジストを塗布して、その後塗布後ベーク処理を行うフォトマスクの製造方法であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、その後塗布後ベーク処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記基板の、露光後ベーク処理を行うフォトマスクの製造方法であって、
前記基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記マスク基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、
1台目のホットプレートに移載し静置した前記基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、
前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記基板を移載し静置して冷却する工程と、
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
To a substrate made of synthetic quartz with a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches,
A method of manufacturing a photomask in which a chemically amplified resist is applied and then a baking process is performed after the application,
And / or a method of manufacturing a photomask for forming a resist film by applying the resist, performing a post-application baking process, and performing a post-exposure baking process on the substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn Because
The processing of the substrate is a step of continuously using at least two or more of the hot plates arranged continuously and transferring the mask substrate to the first hot plate,
A step of transferring the substrate which has been transferred to the first hot plate and allowed to stand to the second plate or the second or subsequent hot plate to be left and performing a baking process;
Continuing the baking process, the step of transferring the substrate to a single or a plurality of cooling plates, leaving the substrate stationary, and cooling,
A method for producing a photomask, comprising:
大きさ6インチ角、板厚0.250インチの合成石英からなる基板に、
化学増幅型レジストを塗布して、その後塗布後ベーク処理を行うナノインプリント用モールドの製造方法であって、
及び/または、前記レジストを塗布してレジスト膜を形成し、その後塗布後ベーク処理を施し、所望のパターンを描画した前記レジスト膜を有する前記基板の、露光後ベーク処理を行うナノインプリント用モールドの製造方法であって、
前記基板の処理は、複数且つ連続して配置したホットプレートの少なくとも2台以上を連続して使用して、前記基板を1台目のホットプレートに移載し静置する工程と、
1台目のホットプレートに移載し静置した前記基板を2台目あるいは2台目以降のホットプレートに移載し静置して、ベーク処理を行う工程と、
前記ベーク処理に連続して、単数又は複数の冷却プレートに前記基板を移載し静置して冷却する工程と、
を有することを特徴とするナノインプリント用モールドの製造方法。
To a substrate made of synthetic quartz with a size of 6 inches square and a thickness of 0.250 inches,
A method for producing a mold for nanoimprint, in which a chemically amplified resist is applied and then a baking process is performed after the application,
And / or forming a resist film by coating the resist, then performing a baking process after coating, and manufacturing a nanoimprint mold for performing a post-exposure baking process on the substrate having the resist film on which a desired pattern is drawn A method,
The treatment of the substrate is a step of continuously using at least two or more of the hot plates arranged in succession and transferring the substrate to the first hot plate and leaving it stationary,
A step of transferring the substrate which has been transferred to the first hot plate and allowed to stand to the second plate or the second or subsequent hot plate to be left and performing a baking process;
Continuing the baking process, the step of transferring the substrate to a single or a plurality of cooling plates, leaving the substrate stationary, and cooling,
The manufacturing method of the mold for nanoimprint characterized by having.
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