JP5866934B2 - Pattern forming method and imprint method - Google Patents
Pattern forming method and imprint method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5866934B2 JP5866934B2 JP2011218142A JP2011218142A JP5866934B2 JP 5866934 B2 JP5866934 B2 JP 5866934B2 JP 2011218142 A JP2011218142 A JP 2011218142A JP 2011218142 A JP2011218142 A JP 2011218142A JP 5866934 B2 JP5866934 B2 JP 5866934B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- hard mask
- resist
- substrate
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、微細かつ均一なパターンを形成する際に適用して好適なパターン形成方法および該パターン形成方法を用いて形成されるパターン形成体に関する。 The present invention relates to a pattern forming method suitable for forming a fine and uniform pattern and a pattern forming body formed using the pattern forming method.
近年、種々の用途に応じて、特定の微細な凹凸パターンを形成する方法が求められている。このような微細な凹凸パターンを形成する技術としては、例えば半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア(ハードディスク、光学メディアなど)、医療用部材(分析検査用チップ、マイクロニードルなど)、バイオデバイス(バイオセンサ、細胞培養基板など)、精密検査機器用部材(検査プローブ、試料保持部材など)、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス(太陽電池、燃料電池など)、マイクロ流路、マイクロリアクタ、MEMSデバイス、インプリントモールド、フォトマスクなどの用途が挙げられる。 In recent years, there is a demand for a method for forming a specific fine uneven pattern according to various applications. Examples of the technology for forming such fine concavo-convex patterns include semiconductor devices, optical elements, wiring circuits, data storage media (hard disks, optical media, etc.), medical members (analytical inspection chips, microneedles, etc.), biotechnology, etc. Devices (biosensors, cell culture substrates, etc.), precision inspection equipment members (inspection probes, sample holding members, etc.), display panels, panel members, energy devices (solar cells, fuel cells, etc.), microchannels, microreactors, MEMS Applications such as devices, imprint molds and photomasks can be mentioned.
上述したような微細パターンを形成する方法として、電子線描画機を用いて、レジストにパターンを描画する方法が知られている(特許文献1参照)。 As a method of forming a fine pattern as described above, a method of drawing a pattern on a resist using an electron beam drawing machine is known (see Patent Document 1).
電子線による露光の場合、パターンが密な領域ではフォギング(Fogging)の現象が起こる。 In the case of exposure with an electron beam, fogging occurs in an area where the pattern is dense.
フォギング(Fogging)とは、描画機の電子銃より基板に打ち込まれた電子が、基板表面などで散乱、反射を起こし、一部の電子がレジスト面から飛び出して行き、描画機チャンバーの内壁で更に反射して、再度レジストへ入射するものである。パターン密度が高いほどフォギングの影響は大きくなり、このフォギングの影響する領域は数十mmにも及ぶことがある。このレジストは、フォギングによる再入射電子のエネルギーによりうっすら感光し、フォギングの影響を受けたパターンは寸法の変化が生じることが知られている(特許文献2参照)。 Fogging means that electrons hitting the substrate from the electron gun of the drawing machine are scattered and reflected on the surface of the substrate, and some of the electrons jump out of the resist surface, and further on the inner wall of the drawing machine chamber. It is reflected and incident on the resist again. The higher the pattern density, the greater the influence of fogging, and the area affected by the fogging may reach several tens of millimeters. It is known that this resist is slightly sensitized by the energy of re-incident electrons due to fogging, and the pattern affected by the fogging changes in dimensions (see Patent Document 2).
しかしながら、上記形成方法では、微細かつ均一なパターンの形成を行う場合、フォギングの影響により寸法が変化した部位と、フォギングの影響を受けず寸法が変化しない部位が生じると、レジストパターン面内において寸法が不均一となる。特に、パターン外周部と中心部において寸法差が顕著に現れる。このレジストパターンをマスクとしてハードマスク層や基板のエッチングを行うと、面内寸法の均一なパターンを形成できない問題がある。 However, in the above-described forming method, when forming a fine and uniform pattern, if a portion where the size has changed due to the influence of fogging and a portion where the size does not change without being affected by the fogging are generated, the dimensions in the resist pattern plane Becomes non-uniform. In particular, a dimensional difference appears remarkably between the pattern outer peripheral portion and the central portion. When the hard mask layer or the substrate is etched using this resist pattern as a mask, there is a problem that a pattern having a uniform in-plane dimension cannot be formed.
また、既に段差を備えた基板に対して、新たにレジストのパターニングを行うことは以下の事由から困難である。また、段差の深さが大きければ大きいほど、難易度が上がることは言うまでもない。 In addition, it is difficult to newly perform resist patterning on a substrate that already has a step because of the following reasons. It goes without saying that the greater the depth of the step, the higher the difficulty.
第1の事由としては、段差のある基板上にレジストをコートする際、レジスト膜の厚さが段差と同じかそれ以下だと凸部上のレジスト膜が薄くなってしまい、平坦なレジスト膜を得ることができない。このため、所望するレジストパターンを得ることが困難である。 The first reason is that when a resist is coated on a stepped substrate, if the thickness of the resist film is equal to or less than the step, the resist film on the convex portion becomes thin, and a flat resist film is formed. Can't get. For this reason, it is difficult to obtain a desired resist pattern.
第2の事由としては、レジスト膜が平坦となるように充分にレジスト膜を厚くした場合、形成したレジストパターンのアスペクト比はレジスト膜の厚みに応じて高くなるため、レジストパターン倒れが発生する。このため、所望するレジストパターンを得ることが困難である。 As a second reason, when the resist film is sufficiently thick so that the resist film becomes flat, the aspect ratio of the formed resist pattern increases according to the thickness of the resist film, so that the resist pattern collapses. For this reason, it is difficult to obtain a desired resist pattern.
特に、段差を形成した後、所望のパターンを形成するにあたり、所望のパターンのために電子線を照射すると基板自体が帯電し、正確なパターン描写を行うことが困難であるという問題がある。 In particular, when forming a desired pattern after forming a step, there is a problem that when the electron beam is irradiated for the desired pattern, the substrate itself is charged and it is difficult to accurately draw the pattern.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、微細かつ均一なパターンの形成に好適なパターン形成方法およびパターン形成体を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a pattern forming method and a pattern forming body suitable for forming a fine and uniform pattern.
請求項1に係る発明は、基板にハードマスク層を形成する工程と、前記ハードマスク層上にレジスト膜を形成し、電子線描画法により前記レジスト膜のパターニングを行い、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの上層からハードマスク材料を積層する工程と、前記レジストパターンを除去し、前記ハードマスク層に、所望するパターンと等しい若しくは前記所望するパターンよりも小さい領域の段差を形成する工程と、前記段差を形成したハードマスク層にレジスト層を形成する工程と、電子線描画法により前記レジスト層に均一なパターンを形成する工程と、前記パターニングされたレジスト層をエッチングマスクとして、前記ハードマスク層に異方性エッチングを行う工程と、前記パターニングされたハードマスク層をエッチングマスクとして、前記基板に異方性エッチングを行う工程と、を備え、前記ハードマスク層となる材料は、前記基板に対してエッチング選択比が高い材料であり、前記レジスト層にパターンが形成される領域は、前記ハードマスク層に形成した段差の領域よりも大きく設定して構成したパターン形成方法にある。
The invention according to claim 1 includes a step of forming a hard mask layer on a substrate, a step of forming a resist film on the hard mask layer, patterning the resist film by an electron beam drawing method, and forming a resist pattern And a step of laminating a hard mask material from an upper layer of the resist pattern, and a step of removing the resist pattern and forming a step in a region equal to or smaller than the desired pattern on the hard mask layer. A step of forming a resist layer on the hard mask layer on which the step is formed, a step of forming a uniform pattern on the resist layer by an electron beam drawing method , and the hard mask layer using the patterned resist layer as an etching mask. Performing anisotropic etching on the mask layer; and The layers as an etching mask, and a step of performing anisotropic etching on said substrate, said the hard mask layer material, wherein a high etching selection ratio material to the substrate, the pattern in the resist layer The region to be formed is in a pattern forming method configured to be set larger than the stepped region formed in the hard mask layer.
また、請求項2に係る発明は、前記ハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、前記段差を形成したハードマスクの上段部は基板表面を覆うようにハードマスクを残存させ、且つ、前記段差を形成したハードマスクの下段部は基板表面を一部露出させるようにしたパターン形成方法にある。 Further, in the invention according to claim 2, in the step of performing anisotropic etching on the hard mask layer, the upper part of the hard mask in which the step is formed leaves the hard mask so as to cover the substrate surface, and The lower step portion of the hard mask in which the step is formed is in a pattern forming method in which a part of the substrate surface is exposed.
また、請求項3に係る発明は、前記ハードマスク層に段差を形成する工程において、前記ハードマスク層は基板表面を覆うように残存させるようにしたパターン形成方法にある。
According to a third aspect of the present invention, in the step of forming a step in the hard mask layer, the hard mask layer is left so as to cover the substrate surface.
また、請求項4に係る発明は、転写基板に転写材料を積層する工程と、請求項1乃至3のいずれか1項記載のパターン形成方法を用いたパターン形成体と、前記転写基板とを接近させ、前記転写材料に前記パターン形成体のパターンの転写を行う工程と、前記転写材料に形成されたパターンを有するレジストパターンをマスクとして前記転写基板に、凹凸反転したパターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とするインプリント方法にある。According to a fourth aspect of the present invention, the step of laminating a transfer material on the transfer substrate, the pattern forming body using the pattern forming method according to any one of the first to third aspects, and the transfer substrate are brought close to each other. A step of transferring the pattern of the pattern forming body to the transfer material, and a step of forming an inverted pattern on the transfer substrate using a resist pattern having a pattern formed on the transfer material as a mask. The imprint method is characterized by comprising the above.
本発明によれば、レジストパターンが形成される領域は、ハードマスク層に形成した段差の領域よりも大きくし、ハードマスクの上段部は基板表面を覆うようにハードマスクを残存させることと、下段部は基板表面が一部露出するようにハードマスク層へ異方性エッチングを行うことで、基板に均一なパターンを形成することができる。また、フォギング(Fogging)補正が不要となるため、フォギング条件出し等の工程も不要となる。 According to the present invention, the region where the resist pattern is formed is larger than the step region formed in the hard mask layer, and the hard mask is left so that the upper step of the hard mask covers the substrate surface, and the lower step The part can form a uniform pattern on the substrate by anisotropically etching the hard mask layer so that the substrate surface is partially exposed. Further, since fogging correction is not required, a process such as setting fogging conditions is not required.
また、ハードマスク層に段差を形成する工程にあたり、ハードマスク層は基板に対してエッチング選択比が高い材料であるため、形成するハードマスク層の段差は、所望するパターンよりも、深さを小さくすることができる。また、ハードマスク層が基板表面を覆うように残存させることにより、レジストのパターン形成において、基板の帯電(チャージアップ)を抑制することができる。 Further, in the step of forming a step in the hard mask layer, since the hard mask layer is a material having a high etching selectivity with respect to the substrate, the step of the hard mask layer to be formed has a smaller depth than the desired pattern. can do. In addition, by leaving the hard mask layer so as to cover the substrate surface, charging (charging up) of the substrate can be suppressed in resist pattern formation.
また、ハードマスク層に異方性エッチングを行う工程にあたり、積層させるハードマスク層は、既に形成されているハードマスク層よりもエッチング選択比が高い材料であるため、ハードマスクの上段部は基板表面を覆うように残存させ、下段部は基板表面が一部露出したハードマスク層の形状を容易に形成できる。 In addition, in the process of performing anisotropic etching on the hard mask layer, the hard mask layer to be laminated is a material having an etching selectivity higher than that of the already formed hard mask layer. It is possible to easily form the shape of the hard mask layer where the substrate surface is partially exposed.
以下、本発明の実施の形態に係るパターン形成方法およびパターン形成体について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a pattern forming method and a pattern forming body according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係るパターン形成体を形成するパターン形成方法の手順を示すものである。 FIG. 1 shows a procedure of a pattern forming method for forming a pattern forming body according to an embodiment of the present invention.
まず、基板11上に、ハードマスク層12を形成する(図1(a)参照)。このハードマスク層12の形成方法としては、ハードマスク層12に選択した材料に応じて、適宜公知の薄膜形成法を用いて形成してよい。例えば、スパッタ法などを用いられる。
First, the
基板11は、用途に応じて適宜選択してよい。例えば、シリコン基板、石英基板、サファイア基板、SOI基板などが用いられる。前記ハードマスク層12は、選択した基板11に対して、後述する基板11に異方性エッチングを行う工程におけるエッチング選択比が高い材料であればよい。
You may select the board |
また、基板11は、石英基板であり、ハードマスク層12は、クロムからなる層であることが好ましい。石英基板は、一般的な露光光に対して透過性を有しており、特に、光インプリント法に用いるインプリントモールドや、フォトマスクなどの製造工程に本発明のパターン形成方法を用いる場合に好適である。このとき、石英基板に対するハードマスク層12としてはクロムからなる層を用いることで、一般的なエッチング条件において、ハードマスク層12を基板11に対してエッチング選択比を高く設定することができる。
The
次に、ハードマスク層12に段差を形成して、ハードマスクパターン12(p1)を形成する工程に移行され、レジスト材料13が塗布されてハードマスク層12上に段差を形成する(図1(a)(b)(c)(d)参照)。このとき、ハードマスク層に形成される段差の領域は、所望するパターンの領域と等しくする。
Next, a step is formed in the
このハードマスク層12に段差を形成する方法としては、レジストを用いたフォトリソグラフィ法や電子線描画法等を用いる。例えば、前記ハードマスク層12上に、レジスト膜を形成し、該レジスト膜にパターニングを行い、レジストパターンマスク14を形成する。次に、ハードマスク材料15を積層させる。前記ハードマスク材料15は、選択したハードマスク層12に対して、後述するハードマスクパターン12(p1)に異方性エッチングを行う工程におけるエッチング選択比が高い材料であればよい。このハードマスク材料15の形成方法としては、ハードマスク材料15に選択した材料に応じて、適宜公知の薄膜形成法を用いて形成してよい。例えば、スパッタ法などを用いられる。次に、該レジストパターンマスク14をリフトオフ工程を実施することにより、ハードマスク層12に段差を形成してもよい。
As a method for forming a step in the
ここで、前記ハードマスクパターン12(p1)は、基板11に対してエッチング選択比が高い材料であるため、形成するパターンに対応するハードマスクパターン12(p1)の段差は、所望するパターンよりも小さくすることができる。このため、レジストパターン倒壊を抑制することができる。尚、前記ハードマスク層12に形成する段差は、2段のみならず、より多段であってもよい。
Here, since the hard mask pattern 12 (p1) is a material having a high etching selectivity with respect to the
また、前記ハードマスクパターン12(p1)を形成するにあたり、ハードマスク層12は基板表面を覆うように残存させる。これにより、レジストパターンマスク14および17の形成において、基板の帯電(チャージアップ)を抑制することができる。
In forming the hard mask pattern 12 (p1), the
次に、レジスト材料16を塗膜する工程に移行され、ハードマスクパターン12(p1)を有する基板11上に、レジスト材料16を塗膜する(図1(e)参照)。レジスト材料16は、パターニングを行うフォトリソや電子線などに応じて、適宜選択してよい。また、レジスト材料16の塗膜形成方法としては、粘度に応じて適宜公知の薄膜形成技術を用いればよい。例えば、ダイコート法、スピンコート法などを用いてもよい。
Next, the process proceeds to a step of coating the resist
続いて、レジストパターンマスク17を形成する工程に移行され、レジスト材料16に、電子線を用いてレジストパターンマスク17を形成する(図1(f)参照)。描画後、現像処理を行いレジストパターンマスク17が形成される。現像処理は用いたレジスト膜に応じて適宜行ってよい。このとき、現像処理に際して、洗浄処理を行ってもよい。洗浄処理としては、現像液/異物を除去することができればよく、例えば、純水、超臨界流体などを用いて行ってもよい。また、フォトリソグラフィ法を用いてもよい。
Subsequently, the process proceeds to a step of forming a resist
レジストパターンマスク17が形成される領域は、ハードマスクパターン12(p1)に形成した段差の領域よりも大きくする。これにより、レジストパターンマスク17の形成において、フォギング(Fogging)の影響による寸法差がパターン中心部に比べ顕著に現れる外周部を、ハードマスクパターン12(p1)に形成した段差領域外へ配置できる。
The region where the resist
次に、ハードマスクパターン12(p1)に異方性エッチングを行う工程に移行され、レジストパターンマスク17をマスクとしてハードマスクパターン12(p1)にエッチングを行う(図1(g)参照)。エッチングとしては、適宜公知の方法により行ってよい。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行ってもよい。
Next, the process proceeds to a step of anisotropically etching the hard mask pattern 12 (p1), and the hard mask pattern 12 (p1) is etched using the resist
ここで、ハードマスクパターン12(p1)の上段部と下段部に形成された材質のエッチング選択比が異なるため、ハードマスクパターン12(p1)の上段部に形成されたレジストパターンマスク17(m1)によりエッチングされた部位は、基板表面を覆うようにハードマスクパターン12(p1)を残存させることと、下段部に形成されたレジストパターンマスク17(m2)によりエッチングされた部位は、基板表面の一部が露出するようにハードマスクパターン12(p1)の異方性エッチングを行うことが可能である。エッチングの条件は、用いたレジスト/基板に応じて、適宜調節してよい。 Here, since the etching selection ratios of the materials formed on the upper and lower portions of the hard mask pattern 12 (p1) are different, the resist pattern mask 17 (m1) formed on the upper portion of the hard mask pattern 12 (p1). The portion etched by the step of leaving the hard mask pattern 12 (p1) so as to cover the surface of the substrate and the portion etched by the resist pattern mask 17 (m2) formed in the lower step are parts of the substrate surface. It is possible to perform anisotropic etching of the hard mask pattern 12 (p1) so that the portion is exposed. Etching conditions may be adjusted as appropriate according to the resist / substrate used.
続いて、基板11に異方性エッチングを行う工程に移行され、ハードマスクパターン12(p1)が形成された側から、異方性エッチングを行い、パターン形成体18を形成する(図1(h)(i)参照)。エッチングとしては、適宜公知のエッチング方法を用いてよく、例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行ってもよい。また、エッチングの条件は、用いたハードマスク層/基板に応じて、適宜調節してよい。
Subsequently, the process proceeds to a step of performing anisotropic etching on the
ここで、上記手順により形成したパターン形成体18をインプリントモールドとして活用した場合におけるインプリント法について図2を参照して説明を行う。
Here, an imprint method when the
まず、インプリントモールドを用いたインプリント法を行う工程において、転写基板21に転写材料22を積層する(図2(a)参照)。転写基板21は、使用する転写材料22に適するように適宜選択することができる。例えば、シリコン、石英ガラス、などが挙げられる。
First, in the step of performing an imprint method using an imprint mold, the
転写材料22は、所望する凹凸パターン、凹凸パターンの用途などに応じて適宜選択してよい。例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ゾルゲル材料などを用いてもよい。特に、フッ素系UV硬化樹脂の場合、離型性に優れているため望ましい。そして、転写材料22の積層方法としては、転写材料の粘度に応じて、適宜公知の薄膜形成技術を用いればよい。例えば、ダイコート法、スピンコート法などを用いてもよい。
The
次に、転写基板21とインプリントモールド18とを接近させ、転写材料22に対しパターンの転写を行い残膜つき樹脂パターン23を形成する(図2(b)参照)。このとき、インプリントモールドには、離型処理を施してもよい。転写材料22や、所望するパターンの精度に応じて、転写材料22の硬化を行ってもよい。例えば、転写材料22として熱硬化性樹脂を用いた場合、加熱により硬化を行ってよい。また、例えば、転写材料22として光硬化性樹脂を用いた場合、露光光により硬化を行ってもよい。
Next, the
続いて、このインプリント法により形成された樹脂パターン24を有するレジストパターンをマスクとして転写基板21にエッチングを施し、凹凸反転したインプリントモールドの複製版25を製造する(図2(c)(d)参照)。
Subsequently, the
ここで、例えば残膜除去を行う工程に移行して所望する樹脂パターン24に応じて、残膜を除去する。この残膜とは、転写基板21とインプリントモールド18との間に存在した転写材料22であり、転写された樹脂パターン23が形成されていない部位をいう。
Here, for example, the process moves to the step of removing the remaining film, and the remaining film is removed according to the desired
残膜の除去は、選択した転写材料22に応じて適宜適した除去方法を用いてよい。例えば、転写材料22として、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いた場合、O2(酸素)RIE法を用いて除去してもよい。また、O2RIEの条件は、用いたレジスト/基板に応じて、適宜調節してよい。
The removal of the remaining film may be performed using a suitable removal method depending on the selected
そして、エッチングを行う工程では、エッチングとしては、適宜公知の方法により行ってよい。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行ってもよく、エッチングの条件は、用いたレジスト/基板に応じて、適宜調節してよい。 In the etching step, the etching may be appropriately performed by a known method. For example, dry etching, wet etching, or the like may be performed, and the etching conditions may be adjusted as appropriate depending on the resist / substrate used.
次に、本発明のパターン形成方法による具体的な実施例として、光インプリントモールドを作製した。 Next, as a specific example of the pattern forming method of the present invention, an optical imprint mold was produced.
(実施例1)
まず、基板11上にハードマスク層12が10nm厚に形成された積層基板上にレジスト材料13を100nm厚にコートした(図1(a)参照)。このとき、基板11は石英基板であり、ハードマスク層12はクロム膜であり、レジスト材料13はネガ型電子線レジストである。
Example 1
First, a resist
次に、電子線描画装置にて、レジスト材料13に対して電子線を照射した後、現像液を用いた現像処理、リンス、およびリンス液の乾燥を行い、レジストパターン14を形成した(図1(b)参照)。このとき、リンス液には純水を用いた。
Next, after irradiating the resist
次に、スパッタ装置を用いてハードマスク材料15を10nm積層した後、レジストパターン15をリフトオフ工程により除去し、ハードマスクパターン12(p1)を形成した(図1(c)(d)参照)。また、ハードマスクパターン12(p1)に形成される段差の領域は、所望するパターンの領域と等しくした。このとき、ハードマスク材料15は、シリコンである。
Next, after depositing 10 nm of the
次に、段差を形成したハードマスクパターン12(p1)が形成された基板11上にレジスト材料16を100nm厚にて塗膜した(図1(e)参照)。
Next, a resist
次に、電子線描画装置にて、レジスト材料16に対して電子線を照射した後、現像液を用いた現像処理、リンス、およびリンス液の乾燥を行い、レジストパターンマスク17を形成した(図1(f)参照)。リンス液には純水を用いた。このとき、レジストパターンマスク17が形成される領域は、ハードマスクパターン12(p1)に形成した段差の領域よりも大きくした。
Next, after irradiating the resist
次に、レジストパターンマスク17をマスクとしてICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによって段差を形成したハードマスクパターン12(p1)のエッチングを行い、所望のパターンが形成されたハードマスクパターン12(p2)を形成した(図1(g)参照)。
Next, the hard mask pattern 12 (p1) in which a step is formed by dry etching using an ICP dry etching apparatus with the resist
このとき、段差を形成したハードマスクパターン12(p1)の上段部に形成されたレジストパターンマスク17(m1)による部位はエッチングされず、基板11の表面を覆うようにハードマスクパターン12(p2)を残存させることと、下段部に形成されたレジストパターンマスク17(m2)によりエッチングされた部位は、基板11表面の一部が露出するようにハードマスクパターン12(p2)のエッチングを行う。
At this time, the portion by the resist pattern mask 17 (m1) formed on the upper portion of the hard mask pattern 12 (p1) in which the step is formed is not etched, and the hard mask pattern 12 (p2) so as to cover the surface of the
段差を形成したハードマスクパターン12(p1)下段部であるクロム膜のエッチングの条件は、Cl2流量40sccm、O2流量10sccm、He流量80sccm、圧力30Pa、ICPパワー300W、RIEパワー30Wであった。 The etching conditions of the chromium film, which is the lower portion of the hard mask pattern 12 (p1) where the step is formed, were Cl 2 flow rate 40 sccm, O 2 flow rate 10 sccm, He flow rate 80 sccm, pressure 30 Pa, ICP power 300 W, and RIE power 30 W. .
次に、所望のパターンを形成したハードマスクパターン12(p2)をマスクとしてICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによって基板18を形成した(図1(h)参照)。
Next, the
このとき、基板である石英基板のエッチング条件は、C4F8流量10sccm、O2流量10〜25sccm、Ar流量75sccm、圧力2Pa、ICPパワー200W、RIEパワー550Wであった。 At this time, the etching conditions of the quartz substrate as the substrate were a C4F8 flow rate of 10 sccm, an O2 flow rate of 10 to 25 sccm, an Ar flow rate of 75 sccm, a pressure of 2 Pa, an ICP power of 200 W, and an RIE power of 550 W.
次に、所望のパターンを形成したハードマスクパターン12(p2)の剥離洗浄を行った(図1(i)参照)。このとき、所望のパターンを形成したハードマスクパターン12(p2)の剥離洗浄にはウェットエッチングを用いた。 Next, the hard mask pattern 12 (p2) on which a desired pattern was formed was peeled and washed (see FIG. 1 (i)). At this time, wet etching was used for peeling and cleaning the hard mask pattern 12 (p2) on which a desired pattern was formed.
以上の手順によりパターン形成体18を作製することができる。
The
(実施例2)
実施例1で作製したパターン形成体18をインプリントモールドとして用いて、図2に示すように凹凸パターンが反転した樹脂パターン24を形成するインプリト法を行った。
(Example 2)
The
まず、転写基板21上に転写材料22として光硬化性樹脂を100nm厚に積層し、パターン形成体18を対向して配置した(図2(a)参照)。
First, a photocurable resin as a
このとき、微細なインプリントモールドであるパターン形成体18のパターン面側には、離型剤としてフッ素系表面処理剤をあらかじめコートした。また、転写基板21はシリコン基板であった。
At this time, the surface of the
次に、転写材料22とパターン形成体18を接触させ、パターン形成体18側から露光光を照射し、転写材料22を硬化させ、転写基板21とパターン形成体18とを遠ざけ、転写材料22に残膜つき樹脂パターン23を形成した(図2(b)参照)。
Next, the
このとき、微細なインプリントモールドであるパターン形成体18に荷重を1MPa加え、露光光であるUV光の照射量は400mJ/cm2であった。
At this time, a load of 1 MPa was applied to the
以上より、実施例1で作製したパターン形成体18の凹凸反転した微細な樹脂パターン23をインプリント法により形成することができた。
From the above, it was possible to form the
次に、O2プラズマアッシング(条件:O2流量500sccm、圧力30Pa、RFパワー1000W)によって残膜を除去し、樹脂パターン24を形成した(図2(c)参照)。 Next, the remaining film was removed by O 2 plasma ashing (conditions: O 2 flow rate 500 sccm, pressure 30 Pa, RF power 1000 W) to form a resin pattern 24 (see FIG. 2C).
次に、樹脂パターン24をマスクとして、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによって転写基板21のエッチングを行った(図2(d)参照)。このとき、基板であるシリコン基板のエッチング条件は、SF6流量40sccm、Ar流量75sccm、圧力2Pa、ICPパワー200W、RIEパワー300Wであった。
Next, using the
以上の手順により実施例1で作製した微細なインプリントモールドであるパターン形成体18の凹凸反転した微細な複製版25を作製することができる。
By the above procedure, a fine duplicated
この発明は、上記実施形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明が抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention at the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成発明として抽出され得る。 For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. In the case where it is possible, this constituent requirement can be extracted as a constituent invention.
本発明のパターン形成方法およびパターン形成体は、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア(ハードディスク、光学メディアなど)、医療用部材(分析検査用チップ、マイクロニードルなど)、バイオデバイス(バイオセンサ、細胞培養基板など)、精密検査機器用部材(検査プローブ、試料保持部材など)、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス(太陽電池、燃料電池など)、マイクロ流路、マイクロリアクタ、MEMSデバイスなどの製造方法において用いられる微細なパターン形成に有用に用いることが期待できる。 The pattern forming method and pattern forming body of the present invention include a semiconductor device, an optical element, a wiring circuit, a data storage medium (hard disk, optical medium, etc.), a medical member (analysis test chip, microneedle, etc.), a biodevice (bio Sensors, cell culture substrates, etc.), precision inspection equipment members (inspection probes, sample holding members, etc.), display panels, panel members, energy devices (solar cells, fuel cells, etc.), microchannels, microreactors, MEMS devices, etc. It can be expected to be usefully used for forming a fine pattern used in the manufacturing method.
11…基板、12…ハードマスク層、12(p1),12(p2)…ハードマスクパターン、13,16…レジスト材料、14,17…レジストパターンマスク、15…ハードマスク材料、18…パターン形成体、21…転写基板、22…転写材料、23…残膜つき樹脂パターン、24…樹脂パターン、25…複製版。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハードマスク層上にレジスト膜を形成し、電子線描画法により前記レジスト膜のパターニングを行い、レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの上からハードマスク材料を積層する工程と、
前記レジストパターンを除去し、前記ハードマスク層に、所望するパターンと等しい若しくは前記所望するパターンよりも小さい領域の段差を形成する工程と、
前記段差を形成したハードマスク層にレジスト層を形成する工程と、
電子線描画法により前記レジスト層に均一なパターンを形成する工程と、
前記パターニングされたレジスト層をエッチングマスクとして、前記ハードマスク層に異方性エッチングを行う工程と、
前記パターニングされたハードマスク層をエッチングマスクとして、前記基板に異方性エッチングを行う工程と、を備え、
前記ハードマスク層となる材料は、前記基板に対してエッチング選択比が高い材料であり、
前記レジスト層にパターンが形成される領域は、前記ハードマスク層に形成した段差の領域よりも大きいことを特徴とするパターン形成方法。 Forming a hard mask layer on the substrate;
Forming a resist film on the hard mask layer, patterning the resist film by an electron beam drawing method, and forming a resist pattern;
Laminating a hard mask material over the resist pattern;
Removing the resist pattern and forming a step in the hard mask layer in a region equal to or smaller than the desired pattern ;
Forming a resist layer on the hard mask layer formed with the step;
Forming a uniform pattern on the resist layer by an electron beam drawing method ;
Performing anisotropic etching on the hard mask layer using the patterned resist layer as an etching mask;
Performing anisotropic etching on the substrate using the patterned hard mask layer as an etching mask, and
The material to be the hard mask layer is a material having a high etching selectivity with respect to the substrate,
A pattern forming method, wherein a region where a pattern is formed on the resist layer is larger than a stepped region formed on the hard mask layer.
請求項1乃至3のいずれか1項記載のパターン形成方法を用いたパターン形成体と、前記転写基板とを接近させ、前記転写材料に前記パターン形成体のパターンの転写を行う工程と、 A step of bringing the pattern forming body using the pattern forming method according to claim 1 and the transfer substrate close to each other, and transferring the pattern of the pattern forming body to the transfer material;
前記転写材料に形成されたパターンを有するレジストパターンをマスクとして前記転写基板に、凹凸反転したパターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とするインプリント方法。 Forming an inverted pattern on the transfer substrate using a resist pattern having a pattern formed on the transfer material as a mask.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011218142A JP5866934B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Pattern forming method and imprint method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011218142A JP5866934B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Pattern forming method and imprint method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013077776A JP2013077776A (en) | 2013-04-25 |
JP5866934B2 true JP5866934B2 (en) | 2016-02-24 |
Family
ID=48481019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011218142A Active JP5866934B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Pattern forming method and imprint method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5866934B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6156013B2 (en) * | 2013-09-24 | 2017-07-05 | 大日本印刷株式会社 | Manufacturing method of imprint mold |
TWI646389B (en) * | 2017-09-12 | 2019-01-01 | 友達光電股份有限公司 | Imprinting mold and manufacturing method of imprinting mold |
JP2022032500A (en) * | 2020-08-12 | 2022-02-25 | キオクシア株式会社 | Pattern formation method and template manufacturing method |
CN111983272B (en) * | 2020-08-14 | 2021-02-12 | 强一半导体(苏州)有限公司 | Method for manufacturing guide plate MEMS probe structure |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5821169A (en) * | 1996-08-05 | 1998-10-13 | Sharp Microelectronics Technology,Inc. | Hard mask method for transferring a multi-level photoresist pattern |
JP4952009B2 (en) * | 2006-03-23 | 2012-06-13 | 凸版印刷株式会社 | Method for producing imprint mold |
JP2010080942A (en) * | 2008-08-25 | 2010-04-08 | Elpida Memory Inc | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2011167780A (en) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Toppan Printing Co Ltd | Pattern forming method and pattern formation object |
JP5703896B2 (en) * | 2011-03-29 | 2015-04-22 | 凸版印刷株式会社 | Pattern forming method and pattern forming body |
-
2011
- 2011-09-30 JP JP2011218142A patent/JP5866934B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013077776A (en) | 2013-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4407770B2 (en) | Pattern formation method | |
JP5703896B2 (en) | Pattern forming method and pattern forming body | |
JP4935312B2 (en) | Imprint mold and imprint mold manufacturing method | |
JP2008078550A (en) | Imprint mold, its manufacturing method, and pattern formation method | |
JP5866934B2 (en) | Pattern forming method and imprint method | |
JP5114962B2 (en) | Imprint mold, imprint evaluation apparatus using the same, resist pattern forming method, and imprint mold manufacturing method | |
JP2009226762A (en) | Imprint mold, imprint mold manufacturing method and fine structural body | |
WO2012060375A1 (en) | Imprint mold for manufacturing bit-patterned media, and method for manufacturing same | |
JP5621201B2 (en) | Imprint mold manufacturing method and imprint mold | |
JP4420746B2 (en) | Shape transfer mold, manufacturing method thereof, and manufacturing method of product using the same | |
JP2007253577A (en) | Mold member for imprint, manufacturing method therefor, and imprint method | |
JP2008119870A (en) | Imprinting mold | |
JP6384023B2 (en) | Imprint mold and method for producing imprint mold | |
JP6115300B2 (en) | Imprint mold, imprint method, pattern forming body | |
JP2012023242A (en) | Pattern manufacturing method and pattern formed body formed thereby | |
JP5200726B2 (en) | Imprint method, pre-imprint mold, pre-imprint mold manufacturing method, imprint apparatus | |
JP2010014857A (en) | Method for manufacturing microlens mold, microlens mold, and microlens | |
JP2011167780A (en) | Pattern forming method and pattern formation object | |
CN102001618A (en) | Masking method for deep-etching multi-layer silicon structure by dry method | |
JP6314609B2 (en) | Imprint replica mold and manufacturing method of imprint replica mold | |
JP2010120283A (en) | Microlens mold manufacturing method, and microlens mold original plate | |
JP5477562B2 (en) | Imprint method and assembly imprint mold | |
JP2007035998A (en) | Mold for imprint | |
JP2011199136A (en) | Mold for imprint, method of fabricating the same, and pattern transferred body | |
JP2012190827A (en) | Imprint mold, production method therefor, and patterned body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140821 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5866934 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |