JP2021150482A - テンプレートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】テンプレートの凹部の深さを容易に調整する。【解決手段】テンプレートの製造方法は、石英を含有し、凸部と凹部とを含む表面を有する基材を準備する工程と、凹部を加工する工程と、を具備する。凹部を加工する工程は、凸部に設けられた第１の領域と、凹部の底面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第２の領域と、を含む膜を表面に形成する第１のステップと、第１の領域の一部が残存したまま第２の領域を除去することにより、凹部の底面を露出させる第２のステップと、第１の領域の残存部のマスクを用いて凹部の露出部を加工する第３のステップと、を含む。【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、テンプレートの製造方法に関する。
半導体装置の製造方法において、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）を用いて微細なパターンを形成する技術が知られている。
実施形態の発明が解決しようとする課題は、テンプレートの凹部の深さを容易に調整することである。
実施形態のテンプレートの製造方法は、石英を含有し、凸部と凹部とを含む表面を有する基材を準備する工程と、凹部を加工する工程と、を具備する。凹部を加工する工程は、凸部に設けられた第１の領域と、凹部の底面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第２の領域と、を含む膜を表面に形成する第１のステップと、第１の領域の一部が残存したまま第２の領域を除去することにより、凹部の底面を露出させる第２のステップと、第１の領域の残存部のマスクを用いて凹部の露出部を加工する第３のステップと、を含む。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。図面に記載された各構成要素の厚さと平面寸法との関係、各構成要素の厚さの比率等は現物と異なる場合がある。また、実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し適宜説明を省略する。
＜第１の実施形態＞
（テンプレートの製造方法例）
図１は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例を説明するためのフローチャートである。第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、図１に示すように、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。
（テンプレートの製造方法例）
図１は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例を説明するためのフローチャートである。第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、図１に示すように、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。
ＮＩＬを用いたパターン形成方法では、対象物の上に設けられた紫外線硬化樹脂等のインプリント材料層の上に型（テンプレート）を押し当て、光を照射してインプリント材料層を硬化させて、パターンをインプリント材料層に転写する。上記パターン形成方法は、テンプレートを押し当てる前に、テンプレートの位置と対象物の位置とを合わせるアライメントを含む。アライメントにより、高い位置精度でインプリント材料層にパターンを転写できる。
一般的なテンプレートとしては、例えば原版であるマスターテンプレートやマスターテンプレートを用いて製造されるレプリカテンプレートが挙げられる。実施形態では、一例として、マスターテンプレートの製造方法例について説明する。
図２は、テンプレートのレイアウト例を説明するための上面模式図であり、基材１のＸ軸とＸ軸と直交するＹ軸とを含むＸ−Ｙ平面の一部を示す。テンプレートのレイアウト例は、図２に示すように、メサと呼ばれる平面ＭＥＳＡに設けられた、少なくとも一つのアライメントマークＡＭと、少なくとも一つのインプリントパターンＩＰと、を有する。図２は、複数のアライメントマークＡＭと複数のインプリントパターンＩＰとを示す。
アライメントマークＡＭおよびインプリントパターンＩＰの数、位置、および形状は、特に限定されない。アライメントマークＡＭおよびインプリントパターンＩＰは、例えばラインアンドスペースパターンを含んでいてもよい。
［基材準備工程Ｓ１］
図３は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するためのフローチャートである。基材準備工程Ｓ１の例は、図３に示すように、レジストマスク形成ステップＳ１−１と、ハードマスク形成ステップＳ１−２と、パターン形成ステップＳ１−３と、ハードマスク除去ステップＳ１−４と、を含む。
図３は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するためのフローチャートである。基材準備工程Ｓ１の例は、図３に示すように、レジストマスク形成ステップＳ１−１と、ハードマスク形成ステップＳ１−２と、パターン形成ステップＳ１−３と、ハードマスク除去ステップＳ１−４と、を含む。
図４は、レジストマスク形成ステップＳ１−１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ軸とＸ軸およびＹ軸に直交するＺ軸とを含むＹ−Ｚ断面の一部を示す。図４は、便宜のため、領域Ｒ１と領域Ｒ２とを模式的に図示する。領域Ｒ１および領域Ｒ２の一方は、例えばアライメントマークＡＭが形成される領域であり、他方は、例えばインプリントパターンＩＰが形成される領域である。レジストマスク形成ステップＳ１−１により、基材１の表面１ａに設けられたハードマスク層２の上にパターンを含むレジストマスク層３を形成する。
基材１は、例えば石英を含有する。基材１は、光を透過することが好ましい。なお、基材１の表面１ａに酸化膜が設けられていてもよい。
ハードマスク層２は、基材１を加工するためのハードマスクとしての機能を有する。ハードマスク層２は、例えばクロム（Ｃｒ）を含有する。
レジストマスク層３は、ハードマスク層２を加工するためのレジストマスクとしての機能を有する。レジストマスク層３は、例えばフォトレジストを含有する膜を電子ビーム（ＥＢ）露光を用いて加工することにより形成される。
図５は、ハードマスク形成ステップＳ１−２の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。ハードマスク形成ステップＳ１−２により、レジストマスク層３を用いてハードマスク層２を加工することにより、ハードマスク層２のパターンを形成する。ハードマスク層２は、例えばドライ加工処理により加工される。ドライ加工処理は、例えばドライエッチングまたはアッシングである。ドライ加工処理の方法は、例えば加工対象物の材料に応じて適宜選択される。
図６は、パターン形成ステップＳ１−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。パターン形成ステップＳ１−３により、ハードマスク層２を用いて基材１を加工することにより、凸部１０ａと凹部１１ａとを含む第１のパターンを領域Ｒ１に形成するとともに、凸部１０ｂと凹部１１ｂとを含む第２のパターンを領域Ｒ２に形成する。パターン形成ステップＳ１−３により、複数の凸部１０ａと、複数の凸部１０ｂと、複数の凹部１１ａと、複数の凹部１１ｂの少なくとも一つを形成してもよい。
図７は、ハードマスク除去ステップＳ１−４の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。ハードマスク除去ステップＳ１−４により、ハードマスク層２を除去する。ハードマスク層２は、例えばドライ加工処理により除去される。以上のステップにより、第１のパターンと、第２のパターンと、を有する表面１ａを有する基材１を準備することができる。
［凹部加工工程Ｓ２］
凹部加工工程Ｓ２は、図１に示すように、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
凹部加工工程Ｓ２は、図１に示すように、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
図８は、保護膜形成ステップＳ２−１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜形成ステップＳ２−１により、基材１の表面１ａに保護膜４を形成する。
保護膜４は、例えば異方性スパッタリングにより形成される。スパッタリングは、例えば斜入射スパッタリングであってもよい。斜入射スパッタリングにより、表面１ａに対して傾斜する方向に沿って凸部１０ａ、凸部１０ｂ、凹部１１ａ、および凹部１１ｂにターゲット粒子を衝突させる。
保護膜４は、凸部１０ａの表面に設けられた領域４１ａと、凹部１１ａの底面に設けられるとともに領域４１ａよりも薄い領域４２ａと、凹部１１ａの内壁面に設けられるとともに領域４１ａよりも薄い領域４３ａと、凸部１０ｂの表面に設けられた領域４１ｂと、凹部１１ｂの底面に設けられるとともに領域４１ｂよりも薄い領域４２ｂと、凹部１１ｂの内壁面に設けられるとともに領域４１ｂよりも薄い領域４３ｂと、を有する。図８に示す領域４１ａおよび領域４１ｂは、オーバル状の断面形状を有するが、領域４１ａおよび領域４１ｂの形状は、図８に示す形状に限定されない。
保護膜形成ステップＳ２−１は、例えば凸部１０ａおよび凸部１０ｂに対する電界集中を利用して不均一な厚さを有する保護膜４を形成する。このため、保護膜４は、例えば誘電材料を含有することが好ましい。
保護膜４の一例は、クロムを含有してもよい。クロムは、石英の加工に用いられるフッ素系ガスプラズマにより除去されにくい。また、クロムは、石英と比較して光透過率が低いため、石英との光透過率差を利用してパターンを容易に検知できる。
保護膜４の他の例は、炭素を含有してもよい。炭素を含有することにより石英の加工を補助できる。また、炭素は、石英と比較して光透過率が低いため、石英との光透過率差を利用してパターンを容易に検知できる。炭素を含有する保護膜４は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を含む。ＤＬＣ膜は元素の結合状態の調整が容易である。よって、ＤＬＣ膜を用いることにより保護膜４の加工耐性を容易に調整できる。
保護膜４は、タンタル（Ｔａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、およびモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含有してもよい。さらに、保護膜４は、保護膜４に適用可能な元素を含む膜の積層により形成されてもよいし、複数の元素を含有してもよい。
領域４１ａないし領域４３ａおよび領域４１ｂないし領域４３ｂのそれぞれの厚さは、保護膜４にピンホール等の欠陥が発生しない厚さに調整されることが好ましい。領域４２ａの成膜量に対する領域４１ａの成膜量の比または領域４２ｂの成膜量に対する領域４１ｂの成膜量の比は、例えば１．６以上、さらには１．８以上である。上記比は、例えば領域４２ａの中央部の厚さに対する領域４１ａの中央部の厚さの比または領域４２ｂの中央部の厚さに対する領域４１ｂの中央部の厚さの比により求められる。上記比の上限は、例えば成膜条件やパターンの寸法に応じて決定される。
図９は、保護膜加工ステップＳ２−２の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜加工ステップＳ２−２により、領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４３ｂのそれぞれが部分的に残存したまま領域４２ａおよび領域４２ｂを除去して凹部１１ａの底面および凹部１１ｂの底面を露出させる。
領域４１ａないし領域４３ａおよび領域４１ｂないし領域４３ｂは、例えば保護膜４に対するドライ加工処理により加工されるが、領域４１ａは領域４２ａよりも厚く、領域４１ｂは領域４２ｂよりも厚く、領域４３ａおよび領域４３ｂは、ターゲット粒子の入射方向に概略平行な方向（Ｚ軸方向）に延在するため、領域４２ａおよび領域４２ｂを除去するとともに領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４３ｂが部分的に残存する。保護膜４の残存部は、例えば基材１と保護膜４との光透過率差を利用して光学的に検出可能である。
クロムを含有する保護膜４に対するドライ加工処理は、例えば塩素（Ｃｌ２）と酸素（Ｏ２）とを含有するガスから生成されたプラズマを使用する。クロムと酸素との反応により、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を形成し、その後酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）と塩素との反応により、気化しやすい塩化クロミル（ＣｒＣｌ２Ｏ２）を形成する。これにより、保護膜４を部分的に除去できる。
炭素を含有する保護膜４（例えばＤＬＣ膜）に対するドライ加工処理は、例えば酸素または窒素（Ｎ２）を含有するガスから生成されたプラズマを使用する。例えば炭素と酸素との反応により、二酸化炭素（ＣＯ２）を形成する。窒素（Ｎ２）を含有するガスを用いる場合、例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）を形成する。これにより、保護膜４を部分的に除去できる。
図１０は、露出部加工ステップＳ２−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。露出部加工ステップＳ２−３により、領域４１ａおよび領域４３ａの残存部のマスクを用いて凹部１１ａの露出部を加工するとともに、領域４１ｂおよび領域４３ｂの残存部のマスクを用いて凹部１１ｂの露出部を加工する。これにより、例えば凹部１１ａおよび凹部１１ｂをさらに深くできる。
凹部１１ａの露出部および凹部１１ｂの露出部は、例えばドライ加工処理により加工される。なお、領域４３ａにより凹部１１ａの内壁面を保護できるとともに領域４３ｂにより凹部１１ｂの内壁面を保護できるため、凹部１１ａおよび凹部１１ｂの寸法変動を抑制できる。露出部加工ステップＳ２−３では、例えばアトミックレイヤーエッチング（ＡＬＥ）と同等以上の加工精度で凹部１１ａおよび凹部１１ｂを加工できる。
石英を含有する基材１に対するドライ加工処理は、例えば四フッ化メタン（ＣＦ４）を含有するガスから生成されたプラズマを使用する。石英の酸化シリコン（ＳｉＯ２）とＣＦ４との反応により、酸化シリコンを還元し、その後シリコンとフッ素との反応により、気化しやすい四フッ化珪素（ＳｉＦ４）を形成する。これにより、基材１が部分的に除去できる。
図１１は、保護膜除去ステップＳ２−４の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜除去ステップＳ２−４により、領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４３ｂを除去する。領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４３ｂは、例えばドライ加工処理により除去できる。
図１に示すように、凹部加工工程Ｓ２は、凹部１１ａおよび凹部１１ｂの深さが所望の値になるまで繰り返されてもよい。これにより、凹部１１ａおよび凹部１１ｂの深さの加工精度を高めることができる。凹部加工工程Ｓ２の繰り返し回数は、特に限定されない。
［光学層形成工程Ｓ３］
図１２は、光学層形成工程Ｓ３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層形成工程Ｓ３により、図１２に示すように、少なくとも一つの凹部１１ａに光学層５を形成する。光学層５は、基材１の屈折率と異なる屈折率を有する。光学層５は、例えばクロムを含有する。これに限定されず、光学層５は、例えばチタン、タンタル、タングステン、クロム、銅、炭化珪素、およびフッ化珪素からなる群より選ばれる少なくとも一つの材料を含んでいればよい。光学層５は、例えば凹部１１ａ以外の領域を覆うマスク層を形成し、スパッタリングにより光学層５に適用可能な材料を凹部１１ａに堆積させることにより形成される。光学層５を設けることにより、凸部１０ａと凹部１１ａとの間でコントラストを形成できるため、パターンを容易に検出できる。これにより、テンプレートと対象物とのアライメントの精度を高めることができる。
図１２は、光学層形成工程Ｓ３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層形成工程Ｓ３により、図１２に示すように、少なくとも一つの凹部１１ａに光学層５を形成する。光学層５は、基材１の屈折率と異なる屈折率を有する。光学層５は、例えばクロムを含有する。これに限定されず、光学層５は、例えばチタン、タンタル、タングステン、クロム、銅、炭化珪素、およびフッ化珪素からなる群より選ばれる少なくとも一つの材料を含んでいればよい。光学層５は、例えば凹部１１ａ以外の領域を覆うマスク層を形成し、スパッタリングにより光学層５に適用可能な材料を凹部１１ａに堆積させることにより形成される。光学層５を設けることにより、凸部１０ａと凹部１１ａとの間でコントラストを形成できるため、パターンを容易に検出できる。これにより、テンプレートと対象物とのアライメントの精度を高めることができる。
以上のように、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、基材の凸部に設けられた第１の領域と凹部の底面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第２の領域とを含む膜を基材の表面に形成し、第１の領域の一部が残存したまま第２の領域を除去して凹部の底面を露出させ、第１の領域の残存部のマスクを用いて凹部の露出部を加工する。
凹部の深さは、例えばＮＩＬを用いて対象物の上に形成されるインプリント材料層（例えばレジスト層）の高さに相当する。このため、インプリント材料層の高さが所望の高さよりも低い場合、当該インプリント材料層を用いて対象物を所望の形状に加工することが困難である。この場合、凹部の深さを調整するためには新たなテンプレートの作製を必要とする場合がある。
これに対し、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例では、第１の領域と第２の領域との厚さの違いを利用して、凹部の底面のみを露出させて加工することにより、例えば凹部をさらに深くできる。よって、新たなテンプレートを作製することなく、凹部の深さを容易に調整できる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例と同様に、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。第２の実施形態では、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
第２の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例と同様に、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。第２の実施形態では、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
［基材準備工程Ｓ１］
図１３は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。基材準備工程Ｓ１により、凸部１０ａと凹部１１ａと含む第１のパターンと、凸部１０ｂと凹部１１ｂとを含む第２のパターンとを備える表面１ａを有する基材１を準備する。
図１３は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。基材準備工程Ｓ１により、凸部１０ａと凹部１１ａと含む第１のパターンと、凸部１０ｂと凹部１１ｂとを含む第２のパターンとを備える表面１ａを有する基材１を準備する。
図１３に示す凹部１１ａの内壁面は、凹部１１ａの底面に対して傾斜するテーパ面１２ａを有する。テーパ面１２ａおよび凹部１１ａの底面は、これらの間に鈍角を形成する。図１３に示す凹部１１ｂの内壁面は、凹部１１ｂの底面に対して傾斜するテーパ面１２ｂを有する。テーパ面１２ｂおよび凹部１１ｂの底面は、これらの間に鈍角を形成する。
テーパ面１２ａおよびテーパ面１２ｂを設けることにより、凹部１１ａおよび凹部１１ｂに到達可能なターゲット粒子の衝突角度の範囲を大きくできるため、凹部１１ａおよび凹部１１ｂにターゲット粒子を衝突させやすくできる。よって、加工レートを高めることができる。テーパ面１２ａおよびテーパ面１２ｂは、例えば凹部１１ａおよび凹部１１ｂの形成条件を調整することにより形成できる。
［凹部加工工程Ｓ２］
凹部加工工程Ｓ２は、第１の実施形態と同様に、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
凹部加工工程Ｓ２は、第１の実施形態と同様に、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
図１４は、保護膜形成ステップＳ２−１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜形成ステップＳ２−１により、基材１の表面１ａに保護膜４を形成する。保護膜形成ステップＳ２−１のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜形成ステップＳ２−１の説明を適宜援用できる。
図１５は、保護膜加工ステップＳ２−２の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜加工ステップＳ２−２により、領域４１ａおよび領域４１ｂを部分的が残存したまま領域４２ａおよび領域４２ｂを除去して凹部１１ａの底面および凹部１１ｂの底面を露出させる。凹部１１ａがテーパ面１２ａを有し、凹部１１ｂがテーパ面１２ｂを有する場合、図１５に示すように、領域４２ａおよび領域４２ｂとともに領域４３ａおよび領域４３ｂも除去される。保護膜加工ステップＳ２−２のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜加工ステップＳ２−２の説明を適宜援用できる。
図１６は、露出部加工ステップＳ２−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。露出部加工ステップＳ２−３により、領域４１ａおよび領域４１ｂを用いて凹部１１ａの露出部および凹部１１ｂの露出部を加工する。これにより、例えば凹部１１ａおよび凹部１１ｂをさらに深くできる。凹部１１ａの露出部および凹部１１ｂの露出部は、例えばドライ加工処理により加工される。
凹部１１ａがテーパ面１２ａを有し、凹部１１ｂがテーパ面１２ｂを有する場合、図１６に示すように、凹部１１ａおよび凹部１１ｂの底面とともに凹部１１ａのテーパ面１２ｂおよび凹部１１ｂのテーパ面１２ｂも加工され、例えばオーバル状の断面形状を有する凹部１１ａおよび凹部１１ｂを形成できる。露出部加工ステップＳ２−３のその他の説明は、第１の実施形態の露出部加工ステップＳ２−３の説明を適宜援用できる。
露出部加工ステップＳ２−３の後に、保護膜除去ステップＳ２−４により、第１の実施形態の保護膜除去ステップＳ２−４と同様に、領域４１ａおよび領域４１ｂを除去する。保護膜除去ステップＳ２−４のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜除去ステップＳ２−４の説明を適宜援用できる。
露出部加工ステップＳ２−３において、加工条件を調整することにより、凹部１１ａの露出部および凹部１１ａの露出部を加工するとともに領域４１ａおよび領域４１ｂを除去してもよい。この場合、保護膜除去ステップＳ２−４は、不要となる。
［光学層形成工程Ｓ３］
図１７は、露出部加工ステップＳ２−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層形成工程Ｓ３により、第１の実施形態の光学層形成工程Ｓ３と同様に、凹部１１ａに光学層５を形成する。光学層形成工程Ｓ３のその他の説明は、第１の実施形態の光学層形成工程Ｓ３の説明を適宜援用できる。
図１７は、露出部加工ステップＳ２−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層形成工程Ｓ３により、第１の実施形態の光学層形成工程Ｓ３と同様に、凹部１１ａに光学層５を形成する。光学層形成工程Ｓ３のその他の説明は、第１の実施形態の光学層形成工程Ｓ３の説明を適宜援用できる。
以上のように、第２の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、基材の凸部に設けられた第１の領域と凹部の底面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第２の領域と凹部のテーパ面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第３の領域とを含む膜を基材の表面に形成し、第１の領域の一部が残存したまま第２の領域および第３の領域を除去して凹部の底面およびテーパ面を露出させ、第１の領域の残存部のマスクを用いて凹部の露出部を加工する。
第２の実施形態のテンプレートの製造方法の例では、第１の領域と第２の領域との厚さの違いを利用して、凹部の底面を露出させて加工することにより、例えば凹部をさらに深くできる。よって、新たなテンプレートを作製することなく、凹部の深さを容易に調整できる。さらに、凹部のテーパ面を露出させて加工することにより、凹部の幅を広げることができる。よって、凹部の幅を容易に調整できる。
なお、本実施形態は、他の実施形態と適宜組み合わせることができる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例と同様に、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。第３の実施形態では、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
第３の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、第１の実施形態のテンプレートの製造方法の例と同様に、基材準備工程Ｓ１と、凹部加工工程Ｓ２と、光学層形成工程Ｓ３と、を具備する。第３の実施形態では、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
［基材準備工程Ｓ１］
図１８は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。基材準備工程Ｓ１により、凸部１０ａと凹部１１ａとを含む第１のパターンと凸部１０ｂと凹部１１ｂとを含む第２のパターンを有する表面１ａを備える基材１を準備する。図１８に示す凹部１１ａの幅は、凹部１１ｂの幅よりも広い。凹部１１ａの幅は、例えばハードマスク層２のパターンを調整することにより、凹部１１ｂの幅よりも広くできる。
図１８は、基材準備工程Ｓ１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。基材準備工程Ｓ１により、凸部１０ａと凹部１１ａとを含む第１のパターンと凸部１０ｂと凹部１１ｂとを含む第２のパターンを有する表面１ａを備える基材１を準備する。図１８に示す凹部１１ａの幅は、凹部１１ｂの幅よりも広い。凹部１１ａの幅は、例えばハードマスク層２のパターンを調整することにより、凹部１１ｂの幅よりも広くできる。
［凹部加工工程Ｓ２］
凹部加工工程Ｓ２は、第１の実施形態と同様に、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
凹部加工工程Ｓ２は、第１の実施形態と同様に、保護膜形成ステップＳ２−１と、保護膜加工ステップＳ２−２と、露出部加工ステップＳ２−３と、保護膜除去ステップＳ２−４と、を含む。
図１９は、保護膜形成ステップＳ２−１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜形成ステップＳ２−１により、基材１の表面１ａに保護膜４を形成する。
図１９に示す保護膜４は、凸部１０ａの表面に設けられた領域４１ａと、凹部１１ａの底面に設けられるとともに領域４１ａよりも薄い領域４２ａと、凹部１１ａの内壁面に設けられるとともに領域４１ａよりも薄い領域４３ａと、凸部１０ｂの表面に設けられた領域４１ｂと、凹部１１ｂを埋めるように設けられるとともに領域４２ａよりも厚い領域４４と、を有する。これに限定されず、第１の実施形態の保護膜形成ステップＳ２−１と同様に、凹部１１ａの底面に領域４２ａを形成するとともに凹部１１ａの内壁面に領域４３ａを形成し、凹部１１ｂの底面に領域４２ｂを形成するとともに凹部１１ｂの内壁面に領域４３ｂを形成してもよい。保護膜形成ステップＳ２−１のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜形成ステップＳ２−１の説明を適宜援用できる。
図２０は、保護膜加工ステップＳ２−２の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。保護膜加工ステップＳ２−２により、領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４４が部分的に残存したまま領域４２ａを除去して凹部１１ａの底面を露出させる。保護膜加工ステップＳ２−２のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜加工ステップＳ２−２の説明を適宜援用できる。
図２１は、露出部加工ステップＳ２−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。露出部加工ステップＳ２−３により、領域４１ａの残存部、領域４３ａの残存部、および領域４４の残存部のマスクを用いて凹部１１ａの露出部を加工する。これにより、例えば凹部１１ａをさらに深くできる。凹部１１ａの露出部は、例えばドライ加工処理により加工される。露出部加工ステップＳ２−３のその他の説明は、第１の実施形態の露出部加工ステップＳ２−３の説明を適宜援用できる。
露出部加工ステップＳ２−３の後に、保護膜除去ステップＳ２−４により、第１の実施形態の保護膜除去ステップＳ２−４と同様に、領域４１ａ、領域４１ｂ、領域４３ａ、および領域４４を除去する。保護膜除去ステップＳ２−４のその他の説明は、第１の実施形態の保護膜除去ステップＳ２−４の説明を適宜援用できる。
［光学層形成工程Ｓ３］
図２２は、光学層形成工程Ｓ３の例を説明するためのフローチャートである。光学層形成工程Ｓ３の例は、光学層成膜ステップＳ３−１と、マスク形成ステップＳ３−２と、マスク加工ステップＳ３−３と、光学層加工ステップＳ３−４と、マスク除去ステップＳ３−５と、を含む。
図２２は、光学層形成工程Ｓ３の例を説明するためのフローチャートである。光学層形成工程Ｓ３の例は、光学層成膜ステップＳ３−１と、マスク形成ステップＳ３−２と、マスク加工ステップＳ３−３と、光学層加工ステップＳ３−４と、マスク除去ステップＳ３−５と、を含む。
図２３は、光学層成膜ステップＳ３−１の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層成膜ステップＳ３−１により、表面１ａの上に光学層５を成膜する。光学層５は、例えばスパッタリングにより光学層５に適用可能な材料を表面１ａに堆積させることにより形成される。
図２３に示す光学層５は、凸部１０ａの表面に設けられた部分５１ａと、凹部１１ａの底面に設けられた部分５２ａと、凹部１１ａの内壁面に設けられた部分５３ａと、凸部１０ｂの表面に設けられた部分５１ｂと、凹部１１ｂの底面に設けられた部分５２ｂと、凹部１１ｂの内壁面に設けられた部分５３ｂと、を有する。
図２４は、マスク形成ステップＳ３−２の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。マスク形成ステップＳ３−２により、光学層５の上にマスク層６を形成する。マスク層６は、例えばＮＩＬを用いたパターン形成方法を用いて形成されたパターンを含むレジスト層である。マスク層６は、部分５１ａ、部分５２ａ、部分５３ａ、部分５１ｂ、部分５２ｂ、部分５３ｂと、を覆うとともに、凹部１１ａの上方に設けられた凸部６０を有する。
図２５は、マスク加工ステップＳ３−３の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。マスク加工ステップＳ３−３により、マスク層６を部分的に除去することにより、部分５２ａを覆ったまま部分５１ａ、部分５３ａ、部分５１ｂ、部分５２ｂ、および部分５３ｂを露出させる。マスク層６は、例えばドライ加工処理により部分的にマスク層６の厚さ方向（Ｚ軸方向と概略同じ方向）に沿ってマスク層６を除去することにより加工される。
図２６は、光学層加工ステップＳ３−４の例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。光学層加工ステップＳ３−４により、マスク層６の残存部を用いて光学層５の露出部（部分５１ａ、部分５３ａ、部分５１ｂ、部分５２ｂ、および部分５３ｂ）を除去する。光学層５の露出部は、例えばドライ加工処理により除去できる。なお、光学層５の露出部とともにマスク層６も除去してもよい。
光学層加工ステップＳ３−４の後、マスク除去ステップＳ３−５により、マスク層６を除去する。なお、光学層加工ステップＳ３−４によりマスク層６を除去する場合、マスク除去ステップＳ３−５は、不要となる。光学層形成工程Ｓ３のその他の説明は、第１の実施形態の光学層形成工程Ｓ３の例の説明を適宜援用できる。
（光学層の他の構造例）
光学層５の構造は、図２６に示す構造に限定されない。図２７は、光学層の他の構造例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。図２７に示す光学層５の露出面は、凹部１１ｂの底面と面一である。これにより、凹部１１ａの光学層５の露出面までの深さを凹部１１ｂの深さと同じ深さに調整できる。図２７に示す光学層５は、光学層成膜ステップＳ３−１により、例えば領域５２ａの表面が凹部１１ｂの底面と面一になるように光学層５の厚さを調整することにより形成可能である。図２７に示す光学層５の形成方法のその他の説明は、光学層成膜ステップＳ３−１ないし光学層加工ステップＳ３−４の例の説明を適宜援用できる。
光学層５の構造は、図２６に示す構造に限定されない。図２７は、光学層の他の構造例を説明するための断面模式図であり、基材１のＹ−Ｚ断面の一部を示す。図２７に示す光学層５の露出面は、凹部１１ｂの底面と面一である。これにより、凹部１１ａの光学層５の露出面までの深さを凹部１１ｂの深さと同じ深さに調整できる。図２７に示す光学層５は、光学層成膜ステップＳ３−１により、例えば領域５２ａの表面が凹部１１ｂの底面と面一になるように光学層５の厚さを調整することにより形成可能である。図２７に示す光学層５の形成方法のその他の説明は、光学層成膜ステップＳ３−１ないし光学層加工ステップＳ３−４の例の説明を適宜援用できる。
以上のように、第３の実施形態のテンプレートの製造方法の例は、基材の凸部に設けられた第１の領域と第１の凹部の底面に設けられるとともに第１の領域よりも薄い第２の領域と、第２の凹部に埋め込まれた第４の領域と、を含む膜を基材の表面に形成し、第１の領域の一部および第４の領域の一部が残存したまま第２の領域を除去して凹部の底面を露出させ、第１の領域、第３の領域、および第４の領域の残存部のマスクを用いて凹部の露出部を加工する。
第３の実施形態のテンプレートの製造方法の例では、第１の領域と第２の領域との厚さの違いを利用して、凹部の底面を露出させて加工することにより、例えば凹部をさらに深くできる。よって、新たなテンプレートを作製することなく、凹部の深さを容易に調整できる。さらに、第１の凹部の幅を第２の凹部の幅よりも広くすることにより、例えば第１の凹部のみをさらに深くすることができる。よって、本実施形態は、例えばアライメントパターンの凹部の深さの調整に好適である。
なお、本実施形態は、他の実施形態と適宜組み合わせることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…基材、１ａ…表面、２…ハードマスク層、３…レジストマスク層、４…保護膜、５…光学層、６…マスク層、１０ａ…凸部、１０ｂ…凸部、１１ａ…凹部、１１ｂ…凹部、１２ａ…テーパ面、１２ｂ…テーパ面、４１ａ…領域、４１ｂ…領域、４２ａ…領域、４２ｂ…領域、４３ａ…領域、４３ｂ…領域、４４…領域、５１ａ…部分、５１ｂ…部分、５２ａ…部分、５２ｂ…部分、５３ａ…部分、５３ｂ…部分、６０…凸部、ＡＭ…アライメントマーク、ＩＰ…インプリントパターン、ＭＥＳＡ…平面、Ｒ１…領域、Ｒ２…領域、Ｓ１…基材準備工程、Ｓ１−１…レジストマスク形成ステップ、Ｓ１−２…ハードマスク形成ステップ、Ｓ１−３…パターン形成ステップ、Ｓ１−４…ハードマスク除去ステップ、Ｓ２…凹部加工工程、Ｓ２−１…保護膜形成ステップ、Ｓ２−２…保護膜加工ステップ、Ｓ２−３…露出部加工ステップ、Ｓ２−４…保護膜除去ステップ、Ｓ３…光学層形成工程、Ｓ３−１…光学層成膜ステップ、Ｓ３−２…マスク形成ステップ、Ｓ３−３…マスク加工ステップ、Ｓ３−４…光学層加工ステップ、Ｓ３−５…マスク除去ステップ。
Claims (12)
- 石英を含有し、凸部と凹部とを含む表面を有する基材を準備する工程と、
前記凹部を加工する工程と、
を具備し、
前記凹部を加工する工程は、
前記凸部に設けられた第１の領域と、前記凹部の底面に設けられるとともに前記第１の領域よりも薄い第２の領域と、を含む膜を前記表面に形成する第１のステップと、
前記第１の領域の一部が残存したまま前記第２の領域を除去することにより、前記凹部の底面を露出させる第２のステップと、
前記第１の領域の残存部のマスクを用いて前記凹部の露出部を加工する第３のステップと、
を含む、テンプレートの製造方法。 - 前記膜は、クロムを含有する、請求項１に記載の製造方法。
- 前記第２の領域は、塩素と酸素とを含有するガスから生成されたプラズマを用いたドライエッチングまたはアッシングにより除去される、請求項２に記載の製造方法。
- 前記膜は、炭素を含有する、請求項１に記載の製造方法。
- 前記膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜である、請求項４に記載の製造方法。
- 前記第２の領域は、酸素または窒素を含有するガスから生成されたプラズマを用いたドライエッチングまたはアッシングにより除去される、請求項４または請求項５に記載の製造方法。
- 前記凹部の露出部は、四フッ化メタンを含有するガスから生成されたプラズマを用いたドライエッチングまたはアッシングにより加工される、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記凹部を加工する工程は、繰り返される、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の製造方法。
- 準備された前記基材の前記凹部の内壁面は、前記底面に対して傾斜するテーパ面を有し、
前記膜は、前記テーパ面に設けられ、前記第１の領域よりも薄い第３の領域をさらに含み、
前記第２のステップは、前記第１の領域の一部が残存したまま前記第２の領域および前記第３の領域を除去して前記底面と前記テーパ面とを露出させる、請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の製造方法。 - 前記膜を除去した後に、前記凹部に光学層を形成する工程をさらに具備する、請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記表面は、第２の凹部をさらに含み、
前記凹部の幅は、前記第２の凹部の幅よりも広く、
前記膜は、前記第２の凹部を埋めるように設けられるとともに前記第２の領域よりも厚い第４の領域をさらに有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域の一部および前記第４の領域の一部が残存したまま除去される、請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の製造方法。 - 前記膜を除去した後に、前記凹部に光学層を形成する工程をさらに具備し、
前記光学層を形成する工程は、
前記凸部に設けられた第１の部分と、前記凹部に設けられた第２の部分と、前記第２の凹部に設けられた第３の部分と、を含む光学層を形成する第４のステップと、
前記第１ないし第３の部分を覆うとともに前記第２の部分の上方に凸部を有するマスク層を前記光学層の上に形成する第５のステップと、
前記マスク層を部分的に除去することにより、前記第２の部分を覆ったまま前記第１の部分および前記第３の部分を露出させる第６のステップと、
前記マスク層の残存部を用いて前記第１の部分および前記第３の部分を除去する第７のステップと、
を含む、請求項１１に記載の製造方法。
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