JP2012256680A - テンプレート、テンプレートの製造方法及びテンプレートの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係るテンプレートは、台座基板と、パターン部と、を備える。パターン部は、台座基板に設けられる。パターン部は、マスターパターンの転写によって形成された凹凸パターンを有する。凹凸パターンは、凹凸パターンの形状が転写される基板に形成された下地パターンの歪みに合わせ、マスターパターンに対して歪んだ状態で設けられている。
【選択図】図1
Description
このパターン転写法では、光硬化型等の樹脂を基板上に滴下して樹脂膜を形成し、この樹脂膜にテンプレートを接触させる。そして、テンプレートの凹凸パターン内に樹脂を充填させた状態で、テンプレートを通して紫外線光等を照射し、樹脂を硬化させる。その後、テンプレートを離型することで、基板上に凹凸パターンの形状を反転させたパターンを形成する。
凹凸パターンは、凹凸パターンの形状が転写される基板に形成された下地パターンの歪みに合わせ、マスターパターンに対して歪んだ状態で設けられている。
取得部は、パターン部に含まれる凹凸パターンの形状が転写される基板の表面状態を取得する。
演算部は、取得部で取得した表面状態から凹凸パターンに対する補正量を演算する。
形成部は、台座基板にパターン部を形成するにあたり、演算部で演算した補正量による補正を加えて凹凸パターンを形成する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係るテンプレートの構成を例示する模式図である。
図1(a)は、テンプレートの模式的断面図、図1(b)は、テンプレートの主面側の模式的平面図である。図1(a)では、図1(b)に示すA−A線の断面を表している。
台座基板10は、パターン部20を支持するための基材である。本実施形態では、厚さが一様で、平面視の外形が矩形の台座基板10を用いている。台座基板10には、例えば石英基板が用いられる。
先ず、台座基板10の主面10aにハードマスク層(例えば、SiO2)とレジスト層とを形成する。
次いで、マスターパターン31の情報を用いて、レジスト層に対して例えば電子ビーム露光及び現像を施し、所定のレジストパターンを形成する。
そして、レジストパターンをマスクとして、ハードマスク層及び台座基板10をエッチングする。
これにより、レジストパターンのある部分が凸パターン211、レジストパターンのない部分が凹パターン212となり、凹凸パターン21が完成する。
先ず、台座基板10の主面10aに樹脂層を形成する。
次いで、マスターパターン31が形成された原版30を用意し、この原版30のマスターパターン31を樹脂層に接触させる。樹脂層の樹脂は、例えば光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂である。
そして、マスターパターン31を接触された状態で樹脂層に光照射または加熱して硬化させる。樹脂層が硬化した後、原版30を引き離す。
これにより、樹脂層にマスターパターン31の形状が転写された凹凸パターン21が形成される。
台座基板10を歪ませた状態で凹凸パターン21を形成していることから、台座基板10の歪みが解放され、元の形状に戻る際、台座基板10上の凹凸パターン21は反対に歪むことになる。凹凸パターン21は、第2歪み量の戻り、すなわち第1歪み量だけ歪むことになる。
なお、図2及び図3では、説明の便宜上、凹凸パターン21、下地パターン51、マスターパターン31及び設計パターン61について、それぞれパターンが形成される領域のみを枠で表している。ここで、各パターンの領域を表す枠の一つは、下地パターン51をフォトリソグラフィによって形成する場合の一回の露光領域(1ショット)に相当する。
処理基板50には、予め下地パターン51が形成されている。下地パターン51は、フォトリソグラフィ及びエッチング等によって処理基板50または処理基板50の表面に形成されている。下地パターン51を形成する際には、ショットのアライメントが理想条件からずれることもある。このずれのことを、「アライメントエラー」ということにする。図2において、処理基板50に表した二点鎖線は、理想条件で形成した場合の設計パターン61の領域を示している。アライメントエラーによって、下地パターン51は、設計パターン61に対して歪んだ状態で形成されている。図2に表した例では、長方形状の設計パターン61に対して、下地パターン51が平行四辺形状に歪んだ状態で形成されている。
図3に表したように、このテンプレート120においては、台座基板10に4つのショットに対応した凹凸パターン21a〜21dの矩形領域が形成されている。各矩形領域に形成された凹凸パターン21a〜21dは、各矩形領域でそれぞれ同じ形状である。このうち、凹凸パターン21aは、下地パターン51aのアライメントエラーに合わせて歪んだ状態で形成されている。同様に、凹凸パターン21b、21c及び21dは、それぞれ下地パターン51b、51c及び51dのアライメントエラーに合わせて歪んだ状態で形成されている。
次に、第2の実施形態に係るテンプレートの製造方法について説明する。
図4は、第2の実施形態に係るテンプレートの製造方法を例示するフローチャートである。
ここで、図4に示すステップS101〜S103の処理がテンプレートの製造方法である。図4では、この製造方法によって製造したテンプレートを用いてパターンを転写するインプリント(ステップS104)を含めて表している。
例えば、アライメントマークの測定値から下地パターン51の歪み量を演算し、この歪み量に応じた補正量を演算によって求める。
図5では、樹脂製のパターン部20を備えたテンプレート110の製造方法を例示している。
先ず、図5(a)に表したように、マスターパターン31が形成された原版30及び台座基板10を用意する。台座基板10には、例えば石英基板が用いられる。原版30の材料は特に制限されないが、例えばシリコンウェーハ、石英ガラス、ニッケル基板が用いられる。原版30のマスターパターン31は、電子ビーム描画、光露光、いわゆるナノインプリントなどの方法でパターニングされ、例えばドライエッチングによって凹凸形状に設けられている。
図5(a)〜図5(c)に表した工程によれば、数秒〜数分でテンプレート110を製造することができる。
使用済みのテンプレート110については、例えばアッシング処理や洗浄処理することで、パターン部20を台座基板10から剥離する。そして、パターン部20が剥離された台座基板10は、再利用される。
図6は、凹凸パターンの形成の一例を説明する模式図である。
図6(a)は、下地パターン51及び設計パターン61の模式的平面図である。図6(b)は、台座基板10へ歪みを与えている状態を例示する模式的平面図である。
弾性変形していた台座基板10が元の矩形形状に戻ると、この台座基板10に形成された凹凸パターン21は反対に歪むことになる。すなわち、凹凸パターン21には、第2歪み量DS2が反転した歪み量である第1歪み量DS1が付与されることになる。
図8〜図10は、インプリント法によるパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
先ず、図8(a)に表したように、処理基板50の上に成型対象物60を設ける。処理基板50として、例えばシリコンウェーハが用いられる。また、成型対象物60としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
次に、第3の実施形態に係るテンプレートの製造方法について説明する。
図11は、第3の実施形態に係るテンプレートの製造方法を例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るテンプレートの製造方法の流れは、図4に表したフローチャートと同様である。図4に表したステップのうち、本実施形態では、表面状態の取得(ステップS101)に、処理基板50の表面に付着した異物の最大高さを取得する工程を含む。また、本実施形態では、テンプレートの作成(ステップS102)において、パターン部20の厚さを、異物の最大高さよりも厚くする工程を含む。
先ず、図11(a)に表したように、処理基板50の表面に異物55が付着しているとする。ここで、処理基板50の表面状態を取得する。例えば、処理基板50の表面の異物55の有無を表面検査装置、異物検査装置等で検査し、異物55がある場合にはその最大高さ(処理基板50の表面50aからの高さ)h1を計測する。
図11(c)〜図11(d)には、テンプレート130を用いたインプリントの状態が例示されている。なお、図11(c)〜図11(d)では、説明の便宜上、凹凸パターン21が転写される被転写物70(図9参照)は省略されている。
次に、第4の実施形態に係るテンプレートの製造方法について説明する。
図12は、第4の実施形態に係るテンプレートの製造方法を例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るテンプレートの製造方法の流れは、図4に表したフローチャートと同様である。図4に表したステップのうち、本実施形態では、表面状態の取得(ステップS101)に、処理基板50に存在する凸部57aの高さを取得する工程を含む。また、本実施形態では、テンプレートの作成(ステップS102)において、凸部57aの高さに合わせた凸形状パターン37を有するマスターパターン31を用いて凹凸パターン21を形成する工程を含む。
先ず、図12(a)に表したように、処理基板50に存在する凸部57aの高さh4を計測する。凸部57aは、処理基板50における厚さが相対的に厚い部分である。凸部57aに隣接する部分(処理基板50における厚さが相対的に薄い部分)は凹部57bである。この凹部57bと、凸部57aと、により処理基板50の表面に段差が構成される。凸部57aの高さh4は、凸部57aを形成する際の条件等によって変化することがある。
図13は、インプリントについて説明する模式的断面図である。
先ず、図13(a)に表したように、処理基板50の上に被転写物70を塗布する。被転写物70は、処理基板50の凸部57a及び凹部57bの上に塗布される。そして、テンプレート140と、処理基板50と、を対向して配置する。
図14では、テンプレート140の別な製造方法を例示している。図14に表した工程は、図12(a)に表した処理基板50の凸部57aの高さh4を計測したのち、この高さh4に合わせてテンプレート140を形成する別な工程を例示している。
図15は、第5の実施形態に係るテンプレートの製造装置の構成を例示するブロック図である。
図15(a)は、第1の構成例を表し、図15(b)は、第2の構成例を表している。
次に、第6の実施形態に係るテンプレートの製造プログラムの例を説明する。
図16は、本実施形態に係るプログラムが実行されるコンピュータを説明する図である。
すなわち、図16(a)は、コンピュータの構成例を示すブロック図である。
図16(b)は、本実施形態に係るテンプレートの製造プログラムの機能を説明するブロック図である。
図17は、本実施形態に係るプログラムの処理の流れを例示するフローチャートである。
Claims (14)
- 台座基板と、
前記台座基板に設けられ、マスターパターンから形成された凹凸パターンを有するパターン部と、
を備え、
前記凹凸パターンは、前記凹凸パターンの形状が転写される基板に形成された下地パターンの歪みに合わせ、前記マスターパターンに対して歪んだ状態で設けられたことを特徴とするテンプレート。 - 前記凹凸パターンの前記マスターパターンに対する歪み量は、前記下地パターンの上に前記凹凸パターンの形状が転写された際にその転写されたパターンが、前記下地パターンの設計値よりも前記下地パターンに近づく量であることを特徴とする請求項1記載のテンプレート。
- 前記パターン部は、同じ前記凹凸パターンが形成された複数の矩形領域を有することを特徴とする請求項1または2に記載のテンプレート。
- 前記パターン部は、樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテンプレート。
- パターン部に含まれる凹凸パターンの形状が転写される被転写物の表面状態を取得する工程と、
前記表面状態から前記凹凸パターンに対する補正量を求める工程と、
台座基板に前記パターン部を形成するにあたり、前記補正量による補正を加えて前記凹凸パターンを形成する工程と、
を備えたことを特徴とするテンプレートの製造方法。 - 前記パターン部を形成する工程は、
前記マスターパターンが形成された原版または前記台座基板に、樹脂を塗布する工程と、
前記台座基板に対して前記補正量に基づく応力を与えた状態で、前記台座基板と、前記原版と、のあいだに前記樹脂を挟み込む工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
前記原版を前記樹脂から離型する工程と、を含むことを特徴とする請求項5記載のテンプレートの製造方法。 - 前記パターン部を形成する工程は、
前記表面状態から前記基板に形成された下地パターンの第1歪み量を取得する工程と、
前記台座基板の前記凹凸パターンが形成される領域に対して前記第1歪み量を反転させた第2歪み量の歪みを与えた状態で前記マスターパターンから前記凹凸パターンを形成する工程と、
前記パターン部を形成した後に、前記台座基板に与えていた歪みを解放する工程と、を含むことを特徴とする請求項5記載のテンプレートの製造方法。 - 前記表面状態を取得する工程は、
前記表面状態から前記基板に存在する凸部の最大高さを取得する工程を含み、
前記パターン部を形成する工程は、
前記パターン部の厚さを、前記最大高さ以上にする工程を含むことを特徴とする請求項6記載のテンプレートの製造方法。 - 前記凸部は、前記基板に付着した異物であることを特徴とする請求項8記載のテンプレートの製造方法。
- 前記表面状態を取得する工程は、
前記表面状態から前記基板に存在する凸部の高さを取得する工程を含み、
前記パターン部を形成する工程は、
前記凸部の高さに合わせた凸形状パターンを有する前記マスターパターンを用いて前記凹凸パターンを形成する工程を含むことを特徴とする請求項5記載のテンプレートの製造方法。 - 前記表面状態を取得する工程は、
前記表面状態を測定する工程を含むことを特徴とする請求項5〜10のいずれか1つに記載のテンプレートの製造方法。 - テンプレートのパターン部における凹凸パターンの形状が転写される基板の表面状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記表面状態から前記凹凸パターンに対する補正量を演算する演算部と、
台座基板に前記パターン部を形成するにあたり、前記演算部で演算した前記補正量による補正を加えて前記凹凸パターンを形成する形成部と、
を備えたことを特徴とするテンプレートの製造装置。 - 前記取得部は、前記表面状態を外部から入力する入力部を含むことを特徴とする請求項12記載のテンプレートの製造装置。
- 前記取得部は、前記表面状態を測定する測定部を含むことを特徴とする請求項12記載のテンプレートの製造装置。
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