JP2022032500A - パターン形成方法およびテンプレートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】側壁転写プロセスを用いたラインアンドスペースパターンの形成を容易にするパターン形成方法を提供する。【解決手段】実施の形態に係るパターン形成方法は、基板２１上にレジスト膜１３を形成し、前記レジスト膜の第１端部に第１ループ部１４を有し、第２端部に第２ループ部１５を有するパターンを形成し、前記第１ループ部と前記第２ループ部の間に放射線を照射し、前記レジスト膜をエッチングする。【選択図】図２
Description
本発明の実施形態は、パターン形成方法およびテンプレートの製造方法に関する。
インプリント法で使用されるテンプレートを、側壁転写プロセスを用いて製造する技術が知られている。
側壁転写プロセスを用いたラインアンドスペースパターンの形成を容易にするパターン形成方法およびテンプレートの製造方法を提供する。
実施の形態に係るパターン形成方法は、基板上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜に第１端部に第１ループ部を有し、第２端部に第２ループ部を有するパターンを形成し、前記第１ループ部と前記第２ループ部の間に放射線を照射し、前記レジスト膜をエッチングする。
以下、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なる。
まず、本実施形態に係るテンプレートについて図１を参照して説明する。図１（ａ）は、Ｚ方向から見た、テンプレート１の平面図である。図１（ｂ）は、Ｘ方向から見た、ＡＡ’に沿ったテンプレート１の断面図である。テンプレート１は、Ｚ方向から見て四辺形の基板２１が加工されたものである。光硬化を利用したナノインプリントリソグラフィの場合、テンプレート１は、例えば、石英（透明材料）を含む。
基板２１の主面２２の中央には主面２２から凸形状に突き出たメサ構造２３が設けられている。メサ構造２３は、パターン面２４を有する。パターン面２４には、転写パターンやアライメントマークを含む、凹構造が形成される。
パターン面２４に形成された転写パターンは、例えばｈｐ（ハーフピッチ）○○～○○ｎｍの微細なラインアンドスペース形状を有する。このような微細なパターンは、例えばフォトリソグラフィーを用いて直接レジストに露光することが難しい。
つづいて、本実施形態に係るテンプレートの製造方法について図２から図６を参照して説明する。図２から図４は実施形態に係るパターン形成方法を示す図である。図５は、実施形態において用いる鋳型テンプレートの一例を示す図である。図２から図５の（ａ）は、Ｚ方向から見た平面図である。図２から図５の（ｂ）は、Ｘ方向から見た、ＡＡ’に沿った断面図である。図６は、本実施形態に係るテンプレートの製造方法を示す図である。
はじめに、基板２１上にハードマスク膜１２を形成する。基板２１は、例えば、石英を含む。ハードマスク膜１２は、例えば、クロムを含む。
つぎに、ハードマスク膜１２上にレジスト膜１３を形成する。レジスト膜１３は、例えば、スピンコート法を用いてレジストを塗布し、ベークして形成することができる。レジストは、例えば、紫外線硬化レジストがあげられる。
つぎに、レジストにパターンを転写する。本実施形態では、図５に示すような、側壁転写プロセス等によって形成される凸形状のループ構造を有するパターンの鋳型テンプレート２が用いられる。鋳型テンプレート２は、光硬化を利用したナノインプリントリソグラフィの場合、例えば、石英（透明材料）を含む。ここで、側壁転写プロセスとは、リソグラフィによってレジストパターンを形成した後、全体に膜を形成し、エッチングを施してレジストパターン側壁にパターンを形成し、そのパターンをハードマスク膜に転写するプロセスを指す。側壁転写プロセスを用いることで、ループ構造を有するものの、微細なラインアンドスペース形状を形成することができる。
鋳型テンプレート２を用いてレジスト膜１３にインプリントを行い、図２に示すような凹形状のループ構造を有するパターンを形成する。形成されたパターンは、図２に示すように、第１端部に第１ループ部１４を、第２端部に第２ループ部１５を有する。第１ループ部１４と第２ループ部１５の間には、第１ループ部と第２ループ部１５をつなぎ、Ｘ方向に延伸するライン部分を有する。
つぎに、図３に示すように、第１ループ部１４と第２ループ部１５の間の領域１６のレジスト膜１３に放射線１７を照射する。照射する放射線１７は、例えば電子線であり、加速電圧は０．７ｋＶ、総照射量は２０３８．４ｕＣ／ｃｍ２の条件で照射を行う。なお、領域１６は、図３に図示された領域に限らず、第１ループ部１４と第２ループ部１５の間の所望の位置に設定される。また、領域１６は、更に、第１ループ部１４と第２ループ部１５を除く図示しない配線、素子パターン、アライメントマーク等を含む所望の領域のレジスト膜１３を含んでいてもよい。
レジスト膜１３に放射線１７が照射されることによって、レジスト膜１３の自由体積が減少し、放射線１７を照射していないレジスト膜１３と比較して、エッチング耐性が向上する。
つぎに、レジスト膜１３をエッチングする。このとき、領域１６のレジスト膜１３は放射線１７の照射によってエッチング耐性が向上している。そのため、放射線１７が照射されていないレジスト膜１３の除去が完了するまでエッチングを行うと、図４に示すように、領域１６のレジスト膜１３が残存した状態となる。このようにして、第１ループ部１４および第２ループ部１５が除去された所望のマスクパターン２８が形成される。よって、ループ形状を持たないラインアンドスペースパターンを形成することが可能となる。
図４におけるエッチング後の状態を、図６（ａ）に示す
つぎに、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜２５のマスクパターン２８をマスクにして、ハードマスク膜２６をエッチングする。これによって、マスクパターン２８がハードマスク膜１２に転写される。
つぎに、図６（ｃ）に示すように、マスクパターン２８が転写されたハードマスク膜２６をマスクにして基板２１をエッチングする。
つぎに、図６（ｄ）に示すように、ハードマスク膜２６を除去する。ハードマスク膜１２の除去は、例えば、ウェットエッチングやドライエッチングなどの方法で行われる。このようにして、本実施形態にかかるテンプレートが製造される。
本実施形態に係るテンプレートの製造方法では、放射線１７を領域１６のレジスト膜１３に照射することで、第１ループ部１４および第２ループ部１５が除去された所望のパターン２８を容易に形成することが可能となる。また、本実施形態に係るテンプレートの製造方法では、第１ループ部１４および第２ループ部１５の除去にあたり、新規にマスクを形成する工程を必要としないため、工程数の削減を図ることが可能となる。また、マスクの作成や除去といった工程が減るため、歩留まりの向上を図ることが可能である。
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…テンプレート、２…鋳型テンプレート、１２…ハードマスク膜、１３…レジスト膜、１４…第１ループ部、１５…第２ループ部、１６…領域、１７…放射線、２１…基板、２２…主面、２３…メサ構造、２４…パターン面、２８…マスクパターン
Claims (6)
- 基板上にレジスト膜を形成し、
第１端部に第１ループ部を有するとともに、第２端部に第２ループ部を有するパターンを、前記レジスト膜に形成し、
前記第１ループ部と前記第２ループ部の間の前記レジスト膜の一部分に放射線を照射し、
前記レジスト膜をエッチングするパターン形成方法。 - 前記放射線は電子線である請求項１に記載のパターン形成方法。
- 前記放射線はアライメントマークに対応する領域にも照射される請求項１に記載のパターン形成方法。
- 基板上にマスク膜を形成し、
前記マスク膜の上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜に第１端部に第１ループ部を有し、第２端部に第２ループ部を有するパターンを形成し、
前記第１ループ部と前記第２ループ部の間に放射線を照射し、
前記レジスト膜をエッチングして形成されたパターンをマスクにして前記マスク膜および前記基板を加工するテンプレートの製造方法。 - 前記放射線は電子線である請求項４に記載のテンプレートの製造方法。
- 前記放射線はアライメントマークに対応する領域にも照射される請求項４に記載のテンプレートの製造方法。
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