JP5935453B2

JP5935453B2 - Substrate manufacturing method and nanoimprint lithography template manufacturing method

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Publication number: JP5935453B2
Application number: JP2012081480A
Authority: JP
Inventors: 貴昭平加; 吉田　幸司; 幸司吉田; 佐々木　志保; 志保佐々木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013211450A

Description

本発明は、ナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート等を製造するための基板に求められるような、表面平坦性が高い基板の製造方法、および、この製造方法によって製造された基板を用いたナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a substrate with high surface flatness, which is required for a substrate for producing a template or the like used for nanoimprint lithography, and a template for nanoimprint lithography using the substrate produced by this production method. It is related with the manufacturing method.

半導体デバイス製造においては、従来から、フォトマスクを使うフォトリソグラフィの技術が用いられており、近年では、より解像度を向上させる技術として、位相シフトマスクを用いたフォトリソグラフィによって、超ＬＳＩ等の微細なパターンを製造している。
しかしながら、さらなる微細化に対応するためには、露光波長の問題や製造コストの問題などから上記のフォトリソグラフィによる方式の限界が指摘されており、次世代のリソグラフィ技術として、反射型マスクを使うＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）リソグラフィや、テンプレートを使うナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ：ＮａｎｏＩｍｐｒｉｎｔＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）が提案されている。
特に、ナノインプリントリソグラフィは、フォトリソグラフィのような高額な露光装置（ステッパー）を用いないため、経済的にも有利であることから、注目を集めている。 In semiconductor device manufacturing, photolithography technology using a photomask has been used in the past, and in recent years, as a technology for further improving the resolution, photolithography using a phase shift mask has been used to make fine devices such as VLSI. The pattern is manufactured.
However, in order to cope with further miniaturization, the limitations of the above-described photolithography method have been pointed out due to the problem of exposure wavelength and the problem of manufacturing cost, and EUV using a reflective mask as the next generation lithography technology. (Extreme Ultra Violet) lithography and nanoimprint lithography (NIL) using a template have been proposed.
In particular, nanoimprint lithography is attracting attention because it is economically advantageous because it does not use an expensive exposure apparatus (stepper) such as photolithography.

上記のナノインプリントリソグラフィは、表面に微細な凹凸形状の転写パターンを形成したテンプレート（モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる）を、半導体ウェハなどの被転写基板の上に形成された樹脂に密着させ、前記樹脂の表面側の形状を、前記テンプレートの転写パターンの凹凸形状に成型した後に前記テンプレートを離型し、次いで、ドライエッチング等により余分な樹脂部分（残膜部分）を除去することで、前記被転写基板の上の樹脂に前記テンプレートの転写パターンの凹凸形状（より詳しくは、凹凸反転形状）を転写させる技術である。 In the nanoimprint lithography described above, a template (also referred to as a mold, a stamper, or a mold) on which a fine concavo-convex shape transfer pattern is formed is closely attached to a resin formed on a substrate to be transferred such as a semiconductor wafer, The shape of the surface side of the resin is molded into the concavo-convex shape of the transfer pattern of the template, and then the template is released, and then the excess resin portion (residual film portion) is removed by dry etching or the like. This is a technique for transferring the concavo-convex shape (more specifically, the concavo-convex inverted shape) of the template transfer pattern to the resin on the transfer substrate.

このナノインプリントリソグラフィに用いる方法には、熱可塑性樹脂を用いて、まず、前記樹脂をガラス転移温度以上に加熱して変形可能とし、この状態でテンプレートの転写パターンの凹凸形状に成型し、その後、ガラス転移温度以下に冷却することでテンプレートの転写パターン凹凸形状を前記樹脂に転写する熱インプリント法や（例えば、特許文献１）、紫外線硬化性樹脂を用いて、硬化前の変形可能な樹脂をテンプレートの転写パターンの凹凸形状に成型し、その後、紫外線を照射して前記樹脂を硬化させて、テンプレートの転写パターンの凹凸パターンを前記樹脂に転写する光インプリント法などが提案されている（例えば、特許文献２）。 In this nanoimprint lithography method, a thermoplastic resin is used. First, the resin is heated to a temperature higher than the glass transition temperature so that the resin can be deformed. The imprint shape of the template is transferred to the resin by cooling to a transition temperature or lower (for example, Patent Document 1), or an ultraviolet curable resin is used as a template for a deformable resin before curing. An imprint method has been proposed in which the resin is cured by irradiating ultraviolet rays, and then the concavo-convex pattern of the template transfer pattern is transferred to the resin. Patent Document 2).

上記のように、光インプリント法は、熱インプリント法のような加熱と冷却の工程が不要であり、室温でパターン転写できる。また、テンプレートや被転写基板が、熱によって寸法変化を生じてしまうリスクを低減できる。
それゆえ、一般的には、熱インプリント法よりも光インプリント法の方が、生産性、解像性、アライメント精度などの点で優れている。 As described above, the optical imprint method does not require heating and cooling steps like the thermal imprint method, and the pattern can be transferred at room temperature. Further, it is possible to reduce a risk that the template and the substrate to be transferred undergo a dimensional change due to heat.
Therefore, in general, the optical imprint method is superior to the thermal imprint method in terms of productivity, resolution, alignment accuracy, and the like.

上記の光インプリント法によるナノインプリントリソグラフィの理想モデルの一例を、図７に示す。
光インプリント法によるナノインプリントリソグラフィを用いて所望の樹脂パターンを形成するには、例えば、図７（ａ）に示すように、まず、凹凸形状の転写パターンを設けたナノインプリントリソグラフィ用テンプレート５００、および、紫外線硬化性の樹脂５２１を設けた被転写基板５２０を準備し、次に、テンプレート５００を、被転写基板５２０の上に設けた樹脂５２１に密着させ、紫外線５３０を照射して樹脂５２１を硬化させ（図７（ｂ））、その後、テンプレート５００を離型する（図７（ｃ））。
次に、被転写基板５２０の上の硬化した樹脂パターン５２２に、例えば、酸素イオン等の反応性イオン５４０によるドライエッチングを施して、厚さＴ₁の余分な残膜部分を除去し（図７（ｄ））、テンプレート５００の転写パターンとは凹凸形状が反転した所望の樹脂パターン５２３を得る（図７（ｅ））。
ここで、上述の残膜部分の厚さＴ₁は、ナノインプリントリソグラフィにおいて、ＲＬＴ（ＲｅｓｉｄｕａｌＬａｙｅｒＴｈｉｃｋｎｅｓｓ）と呼ばれるものである。
また、上記の反応性イオン５４０は、樹脂パターン５２２をエッチングする特性を有しているが、通常、被転写基板５２０をエッチングする特性を有してはいない。 An example of an ideal model of nanoimprint lithography by the above-described photoimprint method is shown in FIG.
In order to form a desired resin pattern using nanoimprint lithography by the optical imprint method, for example, as shown in FIG. 7A, first, a template 500 for nanoimprint lithography provided with a concavo-convex shape transfer pattern, and A transfer substrate 520 provided with an ultraviolet curable resin 521 is prepared, and then the template 500 is brought into close contact with the resin 521 provided on the transfer substrate 520, and the resin 521 is cured by irradiation with ultraviolet rays 530. After that, the template 500 is released (FIG. 7C).
Next, the cured resin pattern 522 on the transfer substrate 520 is dry-etched with, for example, reactive ions 540 such as oxygen ions to remove an excessive remaining film portion having a thickness T ₁ (FIG. 7). (D)), a desired resin pattern 523 having an uneven shape reversed from the transfer pattern of the template 500 is obtained (FIG. 7E).
Here, the thickness T ₁ of the above-mentioned remaining film portion is called RLT (Residual Layer Thickness) in nanoimprint lithography.
The reactive ions 540 have a property of etching the resin pattern 522, but usually do not have a property of etching the transfer substrate 520.

上記のようなナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを製造するには、例えば、表面平坦な基板を準備し、その基板の表面をパターニングすることで、凹凸形状の転写パターンを有するテンプレートを製造する。そして、上記の基板には、例えば、フォトマスクや反射型マスクに用いられる石英基板を用いることができる。 In order to manufacture the template for nanoimprint lithography as described above, for example, a substrate having a flat surface is prepared, and the surface of the substrate is patterned to manufacture a template having an uneven transfer pattern. For example, a quartz substrate used for a photomask or a reflective mask can be used as the substrate.

ここで、上記の石英基板の表面を平坦にする方法としては、例えば、酸化セリウムやコロイダルシリカなどの分散剤により分散された研磨スラリーを基板材に供給しながら、ウレタンなどの研磨パッドが貼り付けられた定盤を基板材の上下面から押し付ける研磨方法がある（例えば、特許文献３）。
また、ガスクラスターイオンビーム等により、基板表面の凸部のみを局所的に除去する方法もある（例えば、特許文献４）。 Here, as a method for flattening the surface of the quartz substrate, for example, a polishing pad such as urethane is attached while supplying a polishing slurry dispersed with a dispersant such as cerium oxide or colloidal silica to the substrate material. There is a polishing method in which the surface plate is pressed from the upper and lower surfaces of the substrate material (for example, Patent Document 3).
In addition, there is a method in which only convex portions on the substrate surface are locally removed by a gas cluster ion beam or the like (for example, Patent Document 4).

特表２００４−５０４７１８号公報JP-T-2004-504718 特開２００２−９３７４８号公報JP 2002-93748 A 特開２００６−１１９６２４号公報JP 2006-119624 A 特開平８−２９３４８３号公報JP-A-8-293383

ナノインプリントリソグラフィにおいては、テンプレートに設けた転写パターンが、等倍の大きさで樹脂に転写されるのと同様に、テンプレートの表面ラフネス（表面凹凸）も等倍の大きさで樹脂に転写される。それゆえ、上述の残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）を均一の厚さに保つためには、テンプレートの表面ラフネス（表面凹凸）を極力小さくする必要がある。
そして、上述のように、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートは、石英基板等の基板の表面をパターニングして凹凸形状の転写パターンを形成しているため、上記の残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）を均一に保つためには、テンプレートを製造するための基板（石英基板等）の表面ラフネス（表面凹凸）を極力小さくする必要がある。 In nanoimprint lithography, the surface roughness (surface irregularities) of the template is transferred to the resin at the same size as the transfer pattern provided on the template is transferred to the resin at the same size. Therefore, in order to keep the thickness (RLT) of the remaining film portion uniform, it is necessary to reduce the surface roughness (surface irregularity) of the template as much as possible.
As described above, the template for nanoimprint lithography patterns the surface of a substrate such as a quartz substrate to form a concavo-convex transfer pattern, so that the thickness (RLT) of the remaining film portion is uniform. In order to keep it, it is necessary to minimize the surface roughness (surface roughness) of the substrate (quartz substrate or the like) for manufacturing the template.

なお、本明細書における上記の「表面ラフネス（表面凹凸）」は、転写パターンとして設計された凹凸形状とは異なるものであって、上述のような研磨工程等を施した後も表面に残る起伏状の凹凸を指し、例えば、転写パターンとして設計された凹凸形状の高さ（若しくは深さ）が５０ｎｍ〜１００ｎｍレベルであるのに対し、問題とする表面ラフネス（表面凹凸）の高さ（若しくは深さ）は５ｎｍ〜２０ｎｍレベルである。 The “surface roughness” in the present specification is different from the uneven shape designed as a transfer pattern, and is an undulation remaining on the surface even after the above polishing process or the like. For example, the height (or depth) of the uneven shape designed as a transfer pattern is on the level of 50 nm to 100 nm, whereas the height (or depth) of the surface roughness (surface unevenness) in question Is a level of 5 nm to 20 nm.

上述のテンプレートを製造するための基板の表面ラフネス（表面凹凸）が、ナノインプリントリソグラフィにおける樹脂パターンに与える影響を、図８を用いて説明する。 The influence of the surface roughness (surface irregularities) of the substrate for manufacturing the template described above on the resin pattern in nanoimprint lithography will be described with reference to FIG.

例えば、図８（ａ）に示すように、テンプレート用の基板５１０Ａが、その表面に最大高低差ｈの表面ラフネス（表面凹凸）を有している場合、基板５１０Ａの表面をパターニングして転写パターンを形成したテンプレート５００も、最大高低差ｈの表面ラフネス（凹凸）を受け継ぐことになる（図８（ｂ））。 For example, as shown in FIG. 8A, when the template substrate 510A has surface roughness (surface irregularities) with a maximum height difference h on its surface, the surface of the substrate 510A is patterned to form a transfer pattern. The template 500 in which is formed also inherits the surface roughness (unevenness) of the maximum height difference h (FIG. 8B).

そして、テンプレート５００を用いたインプリントによって被転写基板５２０の上に形成された樹脂パターン５２２にも、前記表面ラフネス（表面凹凸）が転写されることになる（図８（ｃ））。
すなわち、図８（ｃ）に示すように、樹脂パターン５２２の残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）は、最大厚さＴ₂と最小厚さＴ₃の厚さ分布を有することになる。なお、最大厚さＴ₂と最小厚さＴ₃の差は、基板５１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高低差ｈに相当する。 Then, the surface roughness (surface unevenness) is also transferred to the resin pattern 522 formed on the transfer substrate 520 by imprinting using the template 500 (FIG. 8C).
That is, as shown in FIG. 8C, the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern 522 has a thickness distribution of the maximum thickness T ₂ and the minimum thickness T ₃ . The difference between the maximum thickness T ₂ and the minimum thickness T ₃ corresponds to the maximum height difference h of the surface roughness (surface unevenness) of the substrate 510A.

そして、このような厚さ分布を有する樹脂パターン５２２を、反応性イオン５４０でエッチングすると、エッチングが不足する場合には、図８（ｄ）に示すように、一部に残膜部分（最大厚さＴ₄）が残り、一方、エッチングが過剰な場合には、図８（ｆ）に示すように、厚みが薄い部位の樹脂パターンが、残膜部分のみならずテンプレートの転写パターンを転写した樹脂パターン部分も消失してしまうという問題がある。 Then, when the resin pattern 522 having such a thickness distribution is etched with the reactive ions 540, when the etching is insufficient, as shown in FIG. is T ₄₎ remains, whereas, if the etching is excessive, as shown in FIG. 8 (f), the resin pattern is thin site to transfer the transfer pattern of the template not residual film portion only resin There is a problem that the pattern portion is also lost.

また、例え、樹脂パターン５２２の残膜部分を適切に除去できた場合であっても、図８（ｅ）に示すように、形成された凹凸形状の樹脂パターン（テンプレートの転写パターンの反転パターン）は、形成場所によって高さが異なるものになってしまう。
なお、例えば、図８（ｅ）に示すように、形成された凹凸形状の樹脂パターンの中で、最大高さを有する樹脂パターン５２３Ａと、最小高さを有する樹脂パターン５２３Ｂとの高低差は、基板５１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高低差ｈに相当する。
そして、上述のように、形成された凹凸形状の樹脂パターン（テンプレートの転写パターンの反転パターン）が、その高さにばらつきを有する場合は、次に説明するような、パターン寸法の問題がある。 Further, even if the remaining film portion of the resin pattern 522 can be appropriately removed, as shown in FIG. 8E, the formed uneven resin pattern (inversion pattern of the template transfer pattern) Will be different in height depending on the place of formation.
For example, as shown in FIG. 8 (e), the height difference between the resin pattern 523A having the maximum height and the resin pattern 523B having the minimum height in the formed uneven resin pattern is This corresponds to the maximum height difference h of the surface roughness (surface irregularities) of the substrate 510A.
As described above, when the formed concavo-convex resin pattern (inversion pattern of the template transfer pattern) has variations in its height, there is a problem of pattern dimensions as described below.

図９および図１０は、転写された樹脂パターンの断面形状の例を説明する図であり、図９は、樹脂パターンの残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）が均一な例を示し、図１０は、樹脂パターンの残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）が場所によって異なる例を示している。 9 and 10 are diagrams for explaining examples of the cross-sectional shape of the transferred resin pattern. FIG. 9 shows an example in which the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern is uniform, and FIG. In the example, the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern varies depending on the location.

ここで、前記樹脂パターン（テンプレートの転写パターンの反転パターン）の断面形状は、理想的には、底側（ボトム側、被転写基板側）の幅と表面側（トップ側）の幅とが同じ寸法であり、かつ、側壁が被転写基板に対して垂直な形状であることが好ましい。
しかしながら、通常、１つのテンプレートには、各種の異なる平面形状や平面サイズからなる転写パターンが含まれており、その全ての転写パターンの断面形状を、上述のように側壁垂直な断面形状となるように製造することは、現実的には困難である。 Here, the cross-sectional shape of the resin pattern (inverted pattern of the template transfer pattern) is ideally the same on the bottom side (bottom side, transferred substrate side) and on the front side (top side). It is preferable that the side wall has a size and a shape perpendicular to the substrate to be transferred.
However, one template usually includes transfer patterns having various different planar shapes and sizes, so that the sectional shapes of all the transferred patterns become the sectional shapes perpendicular to the side walls as described above. It is practically difficult to manufacture.

それゆえ、ナノインプリントリソグラフィにおいては、前記樹脂パターンの断面形状が上記の側壁が被転写基板に対して垂直な形状の他に、図９または図１０に示すような、底側（ボトム側、被転写基板側）の幅が表面側（トップ側）の幅よりも大きい順テーパー形状で形成される場合についても考慮する必要がある。 Therefore, in the nanoimprint lithography, the cross-sectional shape of the resin pattern has a bottom side (bottom side, transferred object) as shown in FIG. It is necessary to consider the case where the substrate is formed in a forward tapered shape in which the width on the substrate side is larger than the width on the surface side (top side).

なお、前記樹脂パターンの断面形状が、底側（ボトム側、被転写基板側）の幅が表面側（トップ側）の幅よりも小さい逆テーパー形状となる場合について述べると、この場合には、離型前のテンプレートの転写パターン内の樹脂においては、その断面の各寸法の中で、開口寸法（被転写基板側の寸法）が最も小さくなることから、離型に際しては、上記の狭い開口がアンカーのように作用してしまい、テンプレートの転写パターン内で硬化した樹脂が、テンプレート側に付着したまま引きちぎられてしまい、欠陥となる。 The case where the cross-sectional shape of the resin pattern is a reverse taper shape in which the width on the bottom side (bottom side, transferred substrate side) is smaller than the width on the surface side (top side) will be described. In the resin in the template transfer pattern before mold release, the opening dimension (the dimension on the substrate to be transferred) is the smallest among the dimensions of the cross section. Resin that has acted like an anchor and hardened in the template transfer pattern is torn off while adhering to the template side, resulting in a defect.

以下、前記樹脂パターンの断面形状が、上述のような順テーパー形状の場合におけるパターン寸法について説明する。
図９に示すように、樹脂パターンの断面形状が順テーパー形状の場合であっても、テンプレートを離型した後の樹脂パターンの残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）が均一な場合には、その後のドライエッチング工程で前記残膜部分を適切に除去することにより形成される凹凸形状の樹脂パターン（テンプレートの転写パターンの反転パターン）同士においては、テンプレートの転写パターン同士が同一寸法に設計されていれば、前記樹脂パターン同士も同一寸法を有することになる。 Hereinafter, the pattern dimension in the case where the cross-sectional shape of the resin pattern is a forward tapered shape as described above will be described.
As shown in FIG. 9, even when the cross-sectional shape of the resin pattern is a forward taper shape, if the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern after releasing the template is uniform, In the concavo-convex resin patterns (inversion patterns of the template transfer pattern) formed by appropriately removing the remaining film portion in the dry etching step, the template transfer patterns are designed to have the same dimensions. For example, the resin patterns have the same dimensions.

例えば、図９（ａ）に示すように、テンプレートの２個の転写パターンが、開口寸法Ｗ１に設計されている場合、離型工程後の樹脂パターン５２２の残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）が厚さＴ₁で均一であれば、適切なドライエッチング後に得られる２個の樹脂パターン５２３Ａと５２３Ｂは、図９（ｂ）に示すように、いずれも、被転写基板５２０に接する寸法が同一寸法（Ｗ１）になる。 For example, as shown in FIG. 9A, when the two transfer patterns of the template are designed to have an opening dimension W1, the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern 522 after the mold release process is set. If the thickness T ₁ is uniform, the two resin patterns 523A and 523B obtained after appropriate dry etching have the same dimensions in contact with the substrate to be transferred 520, as shown in FIG. 9B. (W1).

一方、図１０（ａ）に示すように、離型工程後の樹脂パターン５２２の残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）に分布がある場合、例え、テンプレートの２個の転写パターンが、同一の開口寸法（Ｗ１）に設計されていても、片方が厚い残膜部分（厚さＴ₂）の上に形成され、もう一方が薄い残膜部分（厚さＴ₃）の上に形成されている場合には、ドライエッチング後に得られる２個の樹脂パターン５２３Ａと５２３Ｂの被転写基板５２０に接する寸法は、図１０（ｂ）に示すように、同一寸法にはならない。
より詳細には、残膜厚さの差分（Ｔ₂−Ｔ₃）の大きさに応じて、樹脂パターン５２３Ｂは樹脂パターン５２３Ａよりも高さが低くなり、例え、樹脂パターン５２３Ａの被転写基板５２０に接する寸法を設計通りのＷ１に形成できた場合でも、樹脂パターン５２３Ａの被転写基板５２０に接する寸法（Ｗ２）は、Ｗ１よりも小さい値になってしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 10A, when there is a distribution in the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern 522 after the mold release process, for example, two transfer patterns of the template have the same opening. Even if designed to the dimension (W1), one is formed on the thick remaining film portion (thickness T ₂ ) and the other is formed on the thin remaining film portion (thickness T ₃ ) As shown in FIG. 10B, the dimensions of the two resin patterns 523A and 523B obtained after dry etching in contact with the transfer target substrate 520 are not the same.
More specifically, the resin pattern 523B has a lower height than the resin pattern 523A according to the magnitude of the difference in remaining film thickness (T ₂ −T ₃ ). For example, the transferred substrate 520 of the resin pattern 523A Even when the dimension that contacts the substrate 520 can be formed as designed in W1, the dimension (W2) that contacts the transfer substrate 520 of the resin pattern 523A is smaller than W1.

上述のように、ナノインプリントリソグラフィにおいては、テンプレートを製造するための基板（石英基板等）の表面ラフネス（表面凹凸）を極力小さくする必要があり、例えば、最大高低差ｈが５ｎｍ以下のレベルを要求されている。 As described above, in nanoimprint lithography, it is necessary to minimize the surface roughness (surface irregularities) of a substrate (quartz substrate, etc.) for manufacturing a template, for example, the maximum height difference h requires a level of 5 nm or less. Has been.

ここで、表面ラフネス（表面凹凸）を小さくすることは、上述のフォトマスクや反射型マスクに用いられる石英基板においても求められているため、前記石英基板を、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造に用いることが、品質やコストの点から好ましい。 Here, reducing the surface roughness (surface irregularity) is also required for the quartz substrate used in the above-described photomask and reflective mask. Therefore, the quartz substrate is used for manufacturing a template for nanoimprint lithography. Is preferable from the viewpoint of quality and cost.

しかしながら、前記石英基板の製造保証値は、マスク全面（例えば１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）で最大高低差が１００ｎｍ以下のレベルであり、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートに必要なサイズの領域（例えば２６ｍｍ×３３ｍｍ）は、上記のマスク面積よりも小さいものの、現状、最大高低差が５ｎｍ以下というレベルを安定して調達することは困難である。 However, the manufacturing guarantee value of the quartz substrate is such that the maximum height difference is 100 nm or less on the entire mask (for example, 150 mm × 150 mm), and the region of the size necessary for the template for nanoimprint lithography (for example, 26 mm × 33 mm) Although it is smaller than the mask area, it is difficult to stably procure a level where the maximum height difference is 5 nm or less.

一方、上述の特許文献４に記載の方法では、局所的に表面を平坦化することはできても、上記のような領域（例えば２６ｍｍ×３３ｍｍ）を全て平坦化することは、生産性、製造コストともに問題がある。 On the other hand, in the method described in Patent Document 4 described above, even if the surface can be locally flattened, flattening all the above regions (for example, 26 mm × 33 mm) There is a problem with both costs.

それゆえ、上述のフォトマスクや反射型マスク用に製造された石英基板の中から、部分的ではあっても、表面ラフネス（表面凹凸）が小さいものを選び出してナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを製造しているのが現状であり、表面平坦性が高い基板を、より生産性良く、低コストで製造する技術が求められている。 Therefore, a template for nanoimprint lithography is manufactured by selecting one having a small surface roughness (surface roughness) from the quartz substrates manufactured for the photomask and the reflective mask described above. However, there is a need for a technique for manufacturing a substrate with high surface flatness with higher productivity and lower cost.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレートを製造するための基板に求められるような、表面平坦性が高い基板を生産性良く、低コストで製造することができる基板の製造方法、および、この製造方法によって製造された基板を用いたナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is to produce a substrate with high surface flatness with high productivity and low cost, as required for a substrate for producing a template used in nanoimprint lithography. It is an object of the present invention to provide a method for producing a substrate that can be manufactured, and a method for producing a template for nanoimprint lithography using a substrate produced by the production method.

本発明者は、種々研究した結果、ナノインプリントリソグラフィの技術を応用することにより、高い表面平坦性を有する母材（マスタープレート）から、同レベルの高い表面平坦性を有する基板を量産することが可能であり、これにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。 As a result of various studies, the present inventor can mass-produce substrates having the same level of high surface flatness from a base material (master plate) having high surface flatness by applying nanoimprint lithography technology. Thus, the present invention has been completed by finding that the above problems can be solved.

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、表面を研磨した基板材を準備する工程と、前記基板材の研磨した表面に残る凹凸の上に樹脂を配設する工程と、前記基板材上の前記樹脂に、表面に平坦面を有するマスタープレートの前記平坦面を密着させて、前記樹脂を、前記基板材の表面と前記マスタープレートの平坦面との間で、前記基板材表面の前記凹凸を埋める層状の形態にする工程と、前記密着工程により、前記層状の形態にされた樹脂を硬化させる工程と、前記基板材上の硬化した前記層状の形態の樹脂から前記マスタープレートを離型する工程と、前記基板材の表面を前記層状の形態の樹脂の上からドライエッチングすることにより、前記層状の形態の樹脂を消失させつつ、部分的に露出する前記基板材の表面の凸部をエッチングして、前記基板材の表面を平坦化する工程と、を順に備え、前記ドライエッチングにおける前記樹脂のエッチング速度に対する前記基板材のエッチング速度の比が、０より大きな値であって、１以下の値であることを特徴とする基板の製造方法である。 That is, the invention according to claim 1 of the present invention includes a step of preparing a substrate material whose surface is polished, a step of disposing a resin on the unevenness remaining on the polished surface of the substrate material, The flat surface of the master plate having a flat surface on the surface thereof is brought into close contact with the resin, and the unevenness of the substrate material surface between the surface of the substrate material and the flat surface of the master plate The master plate is released from the cured layered resin on the substrate material, the step of curing the layered resin by the adhesion step, and the step of curing the layered resin on the substrate material. And etching the protrusion of the surface of the substrate material that is partially exposed while removing the resin of the layer shape by dry etching the surface of the substrate material from above the resin of the layer shape. Te, comprising a step of flattening the surface of the substrate material, in this order, the ratio of the etching rate of the substrate material to the etching rate of the resin in the dry etching, a value greater than 0, 1 or less This is a method for manufacturing a substrate.

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記樹脂を配設する工程が、液滴状の前記樹脂を、複数個所に配設する工程であって、前記基板材の表面の凹部の容量分布に応じて、各配設位置における前記樹脂の液滴量を調整することを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法である。 Further, in the invention according to claim 2 of the present invention, the step of disposing the resin is a step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations, wherein the volume of the concave portion on the surface of the substrate material 2. The method of manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the amount of the resin droplets at each arrangement position is adjusted according to the distribution.

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記樹脂を配設する工程が、液滴状の前記樹脂を、複数個所に配設する工程であって、前記基板材の表面の凹部の容量分布に応じて、前記樹脂の配設密度を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板の製造方法である。 Further, in the invention according to claim 3 of the present invention, the step of disposing the resin is a step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations, wherein the volume of the concave portion on the surface of the substrate material 3. The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the arrangement density of the resin is adjusted in accordance with the distribution.

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記マスタープレートが、石英を含む材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板の製造方法である。 The invention according to claim 4 of the present invention is the method for manufacturing a substrate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the master plate is made of a material containing quartz.

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記基板材が、石英を含む材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板の製造方法である。 The invention according to claim 5 of the present invention is the method for manufacturing a substrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein the substrate material is formed of a material containing quartz.

また、本発明の請求項６に係る発明は、前記樹脂が、紫外線硬化性樹脂であること特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板の製造方法である。 The invention according to claim 6 of the present invention is the method for manufacturing a substrate according to any one of claims 1 to 5 , wherein the resin is an ultraviolet curable resin.

また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の基板の製造方法によって製造した基板の表面をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とするナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法である。
The invention according to claim 7 of the present invention is a nanoimprint characterized in that a transfer pattern is formed by patterning a surface of a substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate according to any one of claims 1 to 6. It is a manufacturing method of the template for lithography.

本発明に係る基板の製造方法によれば、ナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート等を製造するための基板に求められるような、表面平坦性が高い基板を、生産性良く、低コストで製造することができる。
そして、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法によれば、表面平坦性が高いテンプレートを製造することができる。 According to the substrate manufacturing method of the present invention, a substrate with high surface flatness, which is required for a substrate for manufacturing a template used in nanoimprint lithography, can be manufactured with high productivity and low cost. it can.
And according to the manufacturing method of the template for nanoimprint lithography concerning the present invention, a template with high surface flatness can be manufactured.

本発明に係る基板の製造方法の前半の工程の一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of the process of the first half of the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this invention. 図１に続く本発明に係る基板の製造方法の一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this invention following FIG. 本発明に係る樹脂の配設方法の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the arrangement | positioning method of resin which concerns on this invention. 本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。It is explanatory drawing which shows an example of the template for nanoimprint lithography concerning this invention, (a) is a schematic plan view, (b) is AA sectional drawing in (a). 本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the template for nanoimprint lithography concerning this invention. 本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法の一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of the manufacturing method of the template for nanoimprint lithography concerning this invention. ナノインプリントリソグラフィの一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of nanoimprint lithography. 従来のテンプレートと転写された樹脂パターンとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the conventional template and the transferred resin pattern. 転写された樹脂パターンの理想的な断面形状を説明する図である。It is a figure explaining the ideal cross-sectional shape of the transferred resin pattern. 転写された樹脂パターンの課題を説明する図である。It is a figure explaining the subject of the transferred resin pattern.

以下、本発明に係る基板の製造方法、および、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this invention, and the manufacturing method of the template for nanoimprint lithography are demonstrated using drawing.

［基板の製造方法］
まず、本発明に係る基板の製造方法について、図１および図２を用いて説明する。
ここで、図１は、本発明に係る基板の製造方法の前半の工程の一例を示す概略工程図であり、図２は、図１に続く本発明に係る基板の製造方法の一例を示す概略工程図である。
本発明に係る基板の製造方法は、主に、図１に示すインプリント工程と、図２に示すドライエッチング工程を含むものである。 [Substrate manufacturing method]
First, a method for manufacturing a substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of the first half of the method for manufacturing a substrate according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the method for manufacturing a substrate according to the present invention following FIG. It is process drawing.
The substrate manufacturing method according to the present invention mainly includes an imprint process shown in FIG. 1 and a dry etching process shown in FIG.

本発明に係る基板の製造方法は、表面に凹凸を有する基板材の前記表面上に、樹脂を配設する工程と、前記基板材上の前記樹脂に、表面に平坦面を有するマスタープレートの前記平坦面を密着させて、前記樹脂を、前記基板材の表面と前記マスタープレートの平坦面との間で、前記基板材表面の前記凹凸を埋める層状の形態にする工程と、前記密着工程により、前記層状の形態にされた樹脂を硬化させる工程と、前記基板材上の硬化した前記層状の形態の樹脂から前記マスタープレートを離型する工程と、前記基板材の表面を前記層状の形態の樹脂の上からドライエッチングすることにより、前記層状の形態の樹脂を消失させつつ、部分的に露出する前記基板材の表面の凸部をエッチングして、前記基板材の表面を平坦化する工程と、を順に備えるものである。 The substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of disposing a resin on the surface of the substrate material having an uneven surface, and the master plate having a flat surface on the resin on the substrate material. A step of bringing the resin into a layered form to fill the irregularities on the surface of the substrate material between the surface of the substrate material and the flat surface of the master plate; A step of curing the layered resin, a step of releasing the master plate from the cured layered resin on the substrate material, and a surface of the substrate material of the layered resin. Etching the protrusions on the surface of the substrate material that is partially exposed while removing the resin in the layered form by dry etching from above, and planarizing the surface of the substrate material; In order It is obtain things.

例えば、本発明に係る基板の製造方法により、表面が平坦化された基板１０を得るには、まず、図１（ａ）に示すように、基板材１０Ａを準備する。
ここで、基板材１０Ａは、基板１０と同じ材料からなる平板状の材料であって、本発明の製造方法に係る表面平坦化を施す前の基板に相当し、最大高低差ｈの表面ラフネス（表面凹凸）を有するものである。 For example, in order to obtain a substrate 10 having a planarized surface by the substrate manufacturing method according to the present invention, first, a substrate material 10A is prepared as shown in FIG.
Here, the substrate material 10A is a flat plate material made of the same material as that of the substrate 10 and corresponds to a substrate before surface flattening according to the manufacturing method of the present invention. Surface irregularities).

上記の基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）は、例えば、走査型白色干渉法を利用した非接触表面形状測定機を用いて測定することができる。また、前記非接触表面形状測定機においては、前記表面ラフネス（表面凹凸）の高低差のみならず、３次元マップも得ることもでき、それゆえ、基板材１０Ａの表面に存在する各凹部の容量（または容積）の分布を求めることもできる。 The surface roughness (surface irregularity) of the substrate material 10A can be measured by using, for example, a non-contact surface shape measuring device using a scanning white interference method. Further, in the non-contact surface shape measuring instrument, not only the height difference of the surface roughness (surface unevenness) but also a three-dimensional map can be obtained, and therefore the capacity of each recess existing on the surface of the substrate material 10A. (Or volume) distribution can also be obtained.

本発明において、基板材１０Ａは、石英を含む材料から形成されていることが好ましい。基板材１０Ａから製造される基板１０を、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートや、フォトマスク、および、反射型マスク等を製造するための基板として用いることができるからである。 In the present invention, the substrate material 10A is preferably formed of a material containing quartz. This is because the substrate 10 manufactured from the substrate material 10A can be used as a substrate for manufacturing a template for nanoimprint lithography, a photomask, a reflective mask, and the like.

次に、基板材１０Ａの表面上に樹脂２１Ａ、２１Ｂを配設し（図１（ｂ））、次いで、基板材１０Ａ上の樹脂２１Ａ、２１Ｂに、表面に平坦面を有するマスタープレート５０の前記平坦面を密着させて、樹脂２１Ａ、２１Ｂを、基板材１０Ａの表面とマスタープレート５０の平坦面との間で、基板材１０Ａ表面の凹凸を埋める層状の形態にする（図１（ｃ））。
ここで、上述のマスタープレート５０を密着させる工程（図１（ｃ））には、従来のナノインプリントリソグラフィと同じ技術を用いることができる。
すなわち、従来のナノインプリントリソグラフィにおいては、例えば、図７（ｂ）に示すように、テンプレート５００を、被転写基板５２０の上に設けた樹脂５２１に密着させるが、本発明においては、図７（ｂ）に示すテンプレート５００に替えて、マスタープレート５０を、基板材１０Ａの上に設けた樹脂２１Ａ、２１Ｂに密着させる。 Next, the resins 21A and 21B are disposed on the surface of the substrate material 10A (FIG. 1B), and then the master plate 50 having a flat surface on the surface of the resins 21A and 21B on the substrate material 10A. The flat surfaces are brought into close contact, and the resins 21A and 21B are formed into a layered form that fills the unevenness of the surface of the substrate material 10A between the surface of the substrate material 10A and the flat surface of the master plate 50 (FIG. 1C). .
Here, the same technique as the conventional nanoimprint lithography can be used for the step of bringing the master plate 50 into close contact (FIG. 1C).
That is, in the conventional nanoimprint lithography, for example, as shown in FIG. 7B, the template 500 is brought into close contact with the resin 521 provided on the transfer substrate 520. In the present invention, FIG. ), The master plate 50 is brought into close contact with the resins 21A and 21B provided on the substrate material 10A.

なお、図示は省略するが、基板材１０Ａの表面には、樹脂２１Ａ、２１Ｂとの密着性を向上させる密着層が設けられていても良く、マスタープレート５０の平坦面には、樹脂２１Ａ、２１Ｂとの離型性を向上させる離型層が設けられていても良い。また、樹脂２１Ａ、２１Ｂに離型材が含まれていても良い。
上記の密着層、離型層、離型材の材料には、従来のナノインプリントリソグラフィにおいて、密着層、離型層、離型材として用いることができる材料であれば用いることができる。 Although illustration is omitted, an adhesion layer for improving adhesion to the resins 21A and 21B may be provided on the surface of the substrate material 10A, and the resins 21A and 21B are provided on the flat surface of the master plate 50. A mold release layer that improves the mold release property may be provided. Further, a release material may be included in the resins 21A and 21B.
As the material for the adhesion layer, the release layer, and the release material, any material that can be used as the adhesion layer, the release layer, and the release material in the conventional nanoimprint lithography can be used.

本発明において、マスタープレート５０は、少なくともその表面の一部に平坦面を有する部材である。
例えば、本発明の製造方法によって製造される基板を、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを製造するための基板に用いる場合には、前記平坦面は、２６ｍｍ×３３ｍｍよりも大きな面積の領域であって、その領域の最大高低差が５ｎｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the master plate 50 is a member having a flat surface on at least a part of its surface.
For example, when the substrate manufactured by the manufacturing method of the present invention is used as a substrate for manufacturing a template for nanoimprint lithography, the flat surface is a region having an area larger than 26 mm × 33 mm, and the region The maximum height difference is preferably 5 nm or less.

また、マスタープレート５０は、石英を含む材料から形成されていることが好ましい。
石英を含む材料から形成されていれば紫外線を透過することができ、例えば、光インプリント法を用いる際に、マスタープレート５０の裏面側から紫外線を照射することで、基板材１０Ａの表面上の樹脂を硬化させることができるからである。 Moreover, it is preferable that the master plate 50 is formed from the material containing quartz.
If it is made of a material containing quartz, it can transmit ultraviolet rays. For example, when using the optical imprint method, the ultraviolet rays are irradiated from the back side of the master plate 50, so that the surface of the substrate material 10A is irradiated. This is because the resin can be cured.

マスタープレート５０は、例えば、前記非接触表面形状測定機を用いた検査により、フォトマスクや反射型マスク用に製造された石英基板の中から、上記のような平坦面を有するものを選び出すことにより、得ることができる。 The master plate 50 is obtained by, for example, selecting one having a flat surface as described above from a quartz substrate manufactured for a photomask or a reflective mask by inspection using the non-contact surface shape measuring instrument. Can get.

本発明においては、樹脂２１Ａ、２１Ｂとして、従来のナノインプリントリソグラフィに用いることができる樹脂であれば用いることができるが、樹脂２１Ａ、２１Ｂは、紫外線硬化性樹脂であることが、好ましい。
上述のように、熱インプリント法よりも生産性などの点で優れている光インプリント法を利用することができるからである。
また、上述のように、樹脂２１Ａ、２１Ｂには離型材が含まれていても良い。 In the present invention, any resin that can be used in conventional nanoimprint lithography can be used as the resins 21A and 21B. However, the resins 21A and 21B are preferably ultraviolet curable resins.
This is because, as described above, it is possible to use the optical imprint method that is superior in productivity and the like to the thermal imprint method.
Further, as described above, a release material may be included in the resins 21A and 21B.

ここで、前記樹脂を配設する工程は、液滴状の前記樹脂を、複数個所に配設する工程であって、前記基板材の表面の凹部の容量分布に応じて、各配設位置における前記樹脂の液滴量を調整する方法を用いることが好ましい。
例えば、図１（ａ）に示すように、基板材１０Ａの表面に、凹部１１Ａと凹部１１Ｂがあり、凹部１１Ａの容量が、凹部１１Ｂの容量よりも大きい場合には、図１（ｂ）に示すように、その容量の大きさに応じて、凹部１１Ａに配設する樹脂２１Ａの液適量を大きくし、一方、凹部１１Ｂに配設する樹脂２１Ａの液適量を小さくする。 Here, the step of disposing the resin is a step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations, and depending on the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material, It is preferable to use a method of adjusting the droplet amount of the resin.
For example, as shown in FIG. 1A, when the surface of the substrate material 10A has a recess 11A and a recess 11B, and the capacity of the recess 11A is larger than the capacity of the recess 11B, FIG. As shown, the appropriate amount of the resin 21A disposed in the recess 11A is increased according to the capacity, while the appropriate amount of the resin 21A disposed in the recess 11B is decreased.

上記のような樹脂配設方法を用いることにより、マスタープレート５０との密着に際し、より容易に、気泡の残留を排除しつつ、前記液滴状の樹脂２１Ａ、２１Ｂを均一に広げることができ、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）を埋める層状の形態の樹脂層２１Ｃを得ることができ、かつ、基板材１０Ａに配設する樹脂量を過不足の無い量に制御することができる。
そして、本発明によれば、上記のように、基板材１０Ａに配設する樹脂量を過不足の無い量に制御することができるため、図１（ｃ）に示すように、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高さ位置からマスタープレート５０までの間の樹脂層の厚さＴ_Rを薄く形成することができる。これにより、後のドライエッチング工程（図２参照）で硬化した樹脂層２２を消失させる時間を短縮することができ、かつ、ドライエッチングの面内分布の影響も小さくすることができる。 By using the resin disposing method as described above, it is possible to uniformly spread the droplet-shaped resins 21A and 21B while more easily eliminating residual bubbles when closely contacting the master plate 50, It is possible to obtain a resin layer 21C in a layered form that fills the surface roughness (surface irregularities) of the substrate material 10A, and it is possible to control the amount of resin disposed on the substrate material 10A so as not to be excessive or insufficient.
According to the present invention, as described above, the amount of resin disposed on the substrate material 10A can be controlled to an amount that is not excessive or deficient. Therefore, as shown in FIG. it can be formed thin thickness T _R of the resin layer between the maximum height position of the surface roughness (surface unevenness) to the master plate 50. As a result, the time for erasing the cured resin layer 22 in the subsequent dry etching step (see FIG. 2) can be shortened, and the influence of the in-plane distribution of dry etching can be reduced.

なお、本発明において必要とする「凹部の容量」の値は、各凹部に配設する樹脂の量を定めるのに必要な相対的な値であれば良く、例えば、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高さ位置における仮想平面と、対象とする凹部の底面との間の容量を、その値とすることができる。
上記の凹部１１Ａおよび凹部１１Ｂの容量は、例えば、上述の非接触表面形状測定機を用いて求めることができる。 In addition, the value of the “recess capacity” required in the present invention may be a relative value necessary to determine the amount of resin disposed in each recess. For example, the surface roughness ( The capacity between the virtual plane at the maximum height position of the (surface irregularities) and the bottom surface of the target concave portion can be set as the value.
The capacity | capacitance of said recessed part 11A and the recessed part 11B can be calculated | required, for example using the above-mentioned non-contact surface shape measuring machine.

また、本発明において、前記樹脂を配設する工程は、液滴状の前記樹脂を、複数個所に配設する工程であって、前記基板材の表面の凹部の容量分布に応じて、前記樹脂の配設密度を調整するものであってもよい。
図３は、本発明における樹脂の配設方法の例を示す説明図である。ここで、図３（ａ）は、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）を説明する図であり、図３（ｂ）は、上述の基板材１０Ａの表面の凹部の容量分布に応じて、各配設位置における前記樹脂の液滴量を調整する方法を説明する図であり、図３（ｃ）は、基板材１０Ａの表面の凹部の容量分布に応じて、各配設位置における前記樹脂の配設密度を調整する方法を説明する図である。
本方法では、例えば、図３（ａ）に示すように、基板材１０Ａの表面に、凹部１１Ａと凹部１１Ｂがあり、凹部１１Ａの容量が、凹部１１Ｂの容量よりも大きい場合には、図３（ｃ）に示すように、その容量の大きさに応じて、凹部１１Ａに配設する樹脂の配設密度を大きくし、一方、凹部１１Ｂに配設する樹脂の配設密度を小さくする。ここで、樹脂２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄはいずれも同一量の液滴である。 Further, in the present invention, the step of disposing the resin is a step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations, and the resin is formed according to the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material. The arrangement density may be adjusted.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a resin disposing method in the present invention. Here, FIG. 3 (a) is a diagram for explaining the surface roughness (surface irregularity) of the substrate material 10A, and FIG. 3 (b) is based on the capacity distribution of the recesses on the surface of the substrate material 10A described above. FIG. 3C is a diagram for explaining a method of adjusting the droplet amount of the resin at each arrangement position, and FIG. 3C shows the resin at each arrangement position according to the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material 10A. It is a figure explaining the method to adjust the arrangement | positioning density.
In this method, for example, as shown in FIG. 3 (a), there is a recess 11A and a recess 11B on the surface of the substrate material 10A, and the capacity of the recess 11A is larger than the capacity of the recess 11B. As shown in (c), the density of the resin disposed in the recess 11A is increased according to the capacity, while the density of the resin disposed in the recess 11B is decreased. Here, all of the resins 21a, 21b, 21c, and 21d are the same amount of droplets.

上記のような樹脂の配設密度を調整する方法を用いることによっても、上述の樹脂の液滴量を調整する方法と同様に、マスタープレート５０との密着に際し、より容易に、気泡の残留を排除しつつ、前記液滴状の樹脂２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを均一に広げることができ、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）を埋める層状の形態の樹脂層２１Ｃを得ることができ、かつ、基板材１０Ａに配設する樹脂量を過不足の無い量に制御することができる。
そして、図１（ｃ）に示すように、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高さ位置からマスタープレート５０までの間の樹脂層の厚さＴ_Rを薄く形成することができる。これにより、後のドライエッチング工程（図２参照）で樹脂層を消失させる時間を短縮化でき、かつ、ドライエッチングの面内分布の影響も小さくできる。 Also by using the method for adjusting the resin arrangement density as described above, it is easier to remove bubbles when closely contacting the master plate 50, as in the method for adjusting the resin droplet amount. While eliminating, it is possible to uniformly spread the resin droplets 21a, 21b, 21c, 21d, it is possible to obtain a resin layer 21C in the form of a layer that fills the surface roughness (surface irregularities) of the substrate material 10A, In addition, the amount of resin disposed on the substrate material 10A can be controlled to an amount that is not excessive or insufficient.
Then, it is possible, as shown in FIG. 1 (c), forming a thin thickness T _R of the resin layer between the maximum height position of the surface roughness of the substrate material 10A (surface unevenness) to the master plate 50. Thereby, it is possible to shorten the time for the resin layer to disappear in the subsequent dry etching step (see FIG. 2), and to reduce the influence of the in-plane distribution of the dry etching.

なお、本発明における前記樹脂を配設する工程は、液滴状の前記樹脂を、複数個所に配設する工程であって、前記基板材の表面の凹部の容量分布に応じて、各配設位置における前記樹脂の液滴量を調整し、かつ、前記樹脂の配設密度を調整するものであってもよい。 The step of disposing the resin in the present invention is a step of disposing the resin in the form of droplets at a plurality of locations, and each disposition according to the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material. The amount of droplets of the resin at the position may be adjusted, and the arrangement density of the resin may be adjusted.

上記の樹脂配設工程（図１（ｂ））、および、マスタープレート密着工程（図１（ｃ））の後は、図１（ｄ）に示すように、前記密着工程により、層状の形態にされた樹脂（樹脂層２１Ｃ）を硬化させ、次いで、図１（ｅ）に示すように、基板材１０Ａ上の硬化した層状の形態の樹脂（樹脂層２２）からマスタープレート５０を離型する。 After the resin placement step (FIG. 1 (b)) and the master plate contact step (FIG. 1 (c)), as shown in FIG. The cured resin (resin layer 21C) is cured, and then, as shown in FIG. 1E, the master plate 50 is released from the cured layered resin (resin layer 22) on the substrate material 10A.

本発明においては、樹脂層２１Ｃを硬化させる方法に、上述の光インプリント法、または、熱インプリント法のいずれも用いることができるが、上述のように、熱インプリント法よりも生産性などの点で優れている光インプリント法を利用することが好ましい。
この場合は、例えば、上述のように、樹脂層２１Ｃに紫外線硬化性樹脂を用い、図１（ｄ）に示すように、マスタープレート５０の裏面から紫外線３０を照射する等の方法を用いることで、樹脂層２１Ｃを硬化させることができる。 In the present invention, either the above-described optical imprinting method or the thermal imprinting method can be used as the method for curing the resin layer 21C, but as described above, the productivity is higher than the thermal imprinting method. It is preferable to use the optical imprint method which is excellent in this respect.
In this case, for example, as described above, an ultraviolet curable resin is used for the resin layer 21C, and a method of irradiating the ultraviolet rays 30 from the back surface of the master plate 50 as shown in FIG. The resin layer 21C can be cured.

上記の離型工程（図１（ｅ））の後は、基板材１０Ａの表面を樹脂層２２の上からドライエッチングすることにより、樹脂層２２を消失させつつ、部分的に露出する基板材１０Ａ表面の凸部をエッチングして、基板材１０Ａの表面を平坦化する。 After the mold release step (FIG. 1 (e)), the surface of the substrate material 10A is dry-etched from above the resin layer 22, thereby causing the resin layer 22 to disappear while partially exposing the substrate material 10A. The surface protrusions are etched to flatten the surface of the substrate material 10A.

例えば、図２に示すように、基板材１０Ａの表面を樹脂層２２の上から、基板材１０Ａおよび樹脂層２２のいずれをもエッチングすることができる反応性イオン４０によるドライエッチングを施すことにより、まず、基板材１０Ａの表面ラフネス（表面凹凸）の最大高さ位置から厚さＴ_Rの樹脂層２２の部分を消失させる（図２（ｆ））。
次いで、部分的に露出する基板材１０Ａ表面の凸部を順次エッチングし（図２（ｇ）、（ｈ））、最終的に、樹脂層２２を全て消失させて、表面が平坦化された基板１０を得る（図２（ｉ））。 For example, as shown in FIG. 2, by subjecting the surface of the substrate material 10A from the top of the resin layer 22 to dry etching with reactive ions 40 that can etch both the substrate material 10A and the resin layer 22, first, to eliminate the largest part of the resin layer 22 having a thickness of T _R from the height position of the surface roughness of the substrate material 10A (surface irregularities) (Fig. 2 (f)).
Next, the protrusions on the surface of the substrate material 10A that are partially exposed are sequentially etched (FIGS. 2G and 2H), and finally the resin layer 22 is completely removed to flatten the surface. 10 is obtained (FIG. 2 (i)).

なお、得られた基板１０には、適宜、洗浄を施すことが好ましい。洗浄方法としては、例えば、従来の位相シフトマスクの洗浄に用いられる公知の洗浄方法を用いることができる。 In addition, it is preferable to wash | clean the obtained board | substrate 10 suitably. As the cleaning method, for example, a known cleaning method used for cleaning a conventional phase shift mask can be used.

上記のようなドライエッチングには、例えば、従来の位相シフトマスク加工に用いられるものと同様な構成を有する平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用いることができる。
ここで、上記の反応性イオン４０によるドライエッチングは、１種類のエッチングガスによって行われても良いし、複数種のエッチングガスによって行われても良い。また、主に基板材１０Ａをエッチングする特性を有するエッチングガスと、主に樹脂層２２をエッチングする特性を有するエッチングガスを混合して用いても良い。
例えば、本発明においては、主に基板材１０Ａをエッチングする特性を有するエッチングガスとして、フッ素（Ｆ）を含むガス（例えば、ＣＦ₄やＣＨＦ₃等を含むガス）を用いることができる。また、主に樹脂層２２をエッチングする特性を有するエッチングガスとして、Ｏ₂を含むガスを用いることができる。 For the dry etching as described above, for example, a parallel plate type reactive ion etching apparatus having a configuration similar to that used in conventional phase shift mask processing can be used.
Here, the dry etching by the reactive ions 40 may be performed by one kind of etching gas or may be performed by plural kinds of etching gases. Also, an etching gas having a characteristic of mainly etching the substrate material 10A and an etching gas having a characteristic of mainly etching the resin layer 22 may be mixed and used.
For example, in the present invention, a gas containing fluorine (F) (for example, a gas containing CF ₄ , CHF _3, or the like) can be used as an etching gas having a characteristic of mainly etching the substrate material 10A. In addition, a gas containing O ₂ can be used as an etching gas mainly having a characteristic of etching the resin layer 22.

本発明においては、上記のドライエッチングにおける樹脂層２２のエッチング速度に対する基板材１０Ａのエッチング速度の比が、０より大きな値であって、１以下の値であることが好ましく、特に、前記エッチング速度の比の値が、１であることが好ましい。
前記エッチング速度の比の値が１の場合、すなわち、樹脂層２２のエッチング速度と基板材１０Ａのエッチング速度が等しい場合、図２（ｆ）に示す樹脂層２２の表面の平坦性が維持されたまま、樹脂層２２のエッチングと基板材１０Ａのエッチングが進行し、図２（ｉ）に示す基板１０の表面は、マスタープレート５０の平坦面と同レベルの高い平坦性を有するものになるからである。 In the present invention, the ratio of the etching rate of the substrate material 10A to the etching rate of the resin layer 22 in the dry etching is preferably a value larger than 0 and 1 or less. The ratio value is preferably 1.
When the value of the etching rate ratio is 1, that is, when the etching rate of the resin layer 22 is equal to the etching rate of the substrate material 10A, the flatness of the surface of the resin layer 22 shown in FIG. As the etching of the resin layer 22 and the etching of the substrate material 10A proceed, the surface of the substrate 10 shown in FIG. 2 (i) has the same level of flatness as the flat surface of the master plate 50. is there.

一方、前記エッチング速度の比が、０より大きな値であって、１未満の値の場合、すなわち、樹脂層２２のエッチング速度が基板材１０Ａのエッチング速度よりも速い場合、基板材１０Ａ表面の凸部は、樹脂層２２からの露出に応じて順次エッチングされるが、平坦化が完了する前に樹脂層２２が全て消失してしまうため、最終的に得られる基板１０の表面は、図２（ｆ）に示す樹脂層２２の表面よりも凹凸を有するものになる。
しかしながら、この場合も、樹脂層２２が全て消失する前に、当初の基板材１０Ａが有していた凸部の少なくとも一部はエッチングされることから、最終的に得られる基板１０の表面ラフネス（表面凹凸）は、最大高低差の値が前記ｈよりも小さいものになり、当初の基板材１０Ａが有していた最大高低差ｈの表面ラフネス（表面凹凸）に比べれば、基板１０は平坦化された表面を有するものになる。 On the other hand, when the ratio of the etching rates is greater than 0 and less than 1, that is, when the etching rate of the resin layer 22 is faster than the etching rate of the substrate material 10A, the surface of the substrate material 10A is convex. The portions are sequentially etched in accordance with the exposure from the resin layer 22, but since the resin layer 22 is completely lost before the planarization is completed, the surface of the finally obtained substrate 10 is shown in FIG. The surface of the resin layer 22 shown in f) has irregularities.
However, in this case as well, at least a part of the convex portions of the original substrate material 10A is etched before all the resin layer 22 disappears, so that the surface roughness of the finally obtained substrate 10 ( As for the surface roughness, the value of the maximum height difference is smaller than h, and the substrate 10 is flattened compared to the surface roughness (surface roughness) of the maximum height difference h that the original substrate material 10A had. It will have the surface which was made.

また、上記のように、前記エッチング速度の比が、０より大きな値であって、１未満の値の場合には、本発明に係る基板の製造方法を繰り返し行うことで、より表面が平坦化された基板を得ることができる。すなわち、本発明に係る基板の製造方法により得られた基板１０（図２（ｉ））を、図１（ａ）に示す基板材１０Ａに置き換えて、再度、本発明に係る基板の製造方法を行えば、この２回目の製造工程を経て得られる基板１０は、１回目の製造工程を経て得られた基板１０よりも、平坦化された表面を有するものになる。 Further, as described above, when the ratio of the etching rates is greater than 0 and less than 1, the surface is flattened by repeatedly performing the substrate manufacturing method according to the present invention. A finished substrate can be obtained. In other words, the substrate 10 (FIG. 2 (i)) obtained by the substrate manufacturing method according to the present invention is replaced with the substrate material 10A shown in FIG. 1 (a), and the substrate manufacturing method according to the present invention is performed again. If it carries out, the board | substrate 10 obtained through this 2nd manufacturing process will have a planarized surface rather than the board | substrate 10 obtained through the 1st manufacturing process.

上述のようなエッチング条件は、例えば、エッチングガスおよび圧力、ＲＦ出力、並びにバイアス電圧等を適宜選択することで得ることができる。
なお、主に基板材１０Ａをエッチングする特性を有するエッチングガスのみでは、樹脂層２２のエッチング速度が基板材１０Ａのエッチング速度よりも遅い場合には、上述のように、主に樹脂層２２をエッチングする特性を有するエッチングガスとして、Ｏ₂を含むガスを混合して用いることができる。 The etching conditions as described above can be obtained, for example, by appropriately selecting an etching gas and pressure, an RF output, a bias voltage, and the like.
If only the etching gas having the characteristic of mainly etching the substrate material 10A is used, and the etching rate of the resin layer 22 is slower than the etching rate of the substrate material 10A, the resin layer 22 is mainly etched as described above. As an etching gas having such characteristics, a gas containing O ₂ can be mixed and used.

以上のように、本発明に係る基板の製造方法によれば、ナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート等を製造するための基板に求められるような、表面平坦性が高い基板を、生産性良く、低コストで製造することができる。
また、本発明に係る基板の製造方法を用いて、前記フォトマスクや反射型マスクに用いられる石英基板を製造することもできる。そして、本発明に係る基板の製造方法により製造された表面平坦性が高い石英基板を前記フォトマスク用基板および反射型マスク用基板に用いることで、各マスクを使用したリソグラフィにより得られるパターン寸法の精度を向上させたり、欠陥発生を低減させたりすることもできる。 As described above, according to the method for manufacturing a substrate according to the present invention, a substrate with high surface flatness, which is required for a substrate for manufacturing a template used in nanoimprint lithography, is produced with high productivity and low cost. Can be manufactured.
Moreover, the quartz substrate used for the said photomask and a reflective mask can also be manufactured using the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this invention. Then, by using the quartz substrate with high surface flatness manufactured by the substrate manufacturing method according to the present invention for the photomask substrate and the reflective mask substrate, the pattern dimensions obtained by lithography using each mask are obtained. The accuracy can be improved and the occurrence of defects can be reduced.

［ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法］
（ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート）
次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法について説明する。
ここでは、まず、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法により製造することができる各種形態のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートについて説明する。
図４は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、図５は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの他の例を示す説明図である。 [Manufacturing method of template for nanoimprint lithography]
(Template for nanoimprint lithography)
Next, a method for producing a template for nanoimprint lithography according to the present invention will be described.
Here, various forms of nanoimprint lithography templates that can be manufactured by the method for manufacturing a nanoimprint lithography template according to the present invention will be described first.
4A and 4B are explanatory views showing an example of a template for nanoimprint lithography according to the present invention, in which FIG. 4A is a schematic plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing another example of the template for nanoimprint lithography according to the present invention.

例えば、図４に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１００は、第１の主面１１１と、前記第１の主面１１１に相対する第２の主面１１２と、を有し、前記第１の主面１１１には、転写領域１１３を上面に有するメサ構造１１５を有しており、前記転写領域１１３に所望の凹凸形状の転写パターンを有している。メサ構造１１５の高さＴ₁の値は、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度の範囲である。 For example, the template 100 for nanoimprint lithography according to the present invention in the form shown in FIG. 4 has a first main surface 111 and a second main surface 112 facing the first main surface 111, and The first main surface 111 has a mesa structure 115 having a transfer region 113 on the upper surface, and the transfer region 113 has a transfer pattern having a desired uneven shape. The value of the height T ₁ of the mesa structure 115 is, for example, in the range of about 10 μm to 100 μm.

上述のように、ナノインプリントリソグラフィでは、テンプレートの転写パターンを被転写基板上の樹脂に密着させることで所望のパターンを転写する。
それゆえ、転写領域１１３以外の領域（非転写領域１１４）が前記被転写基板や前記樹脂と接触することを避けるため、通常、転写領域１１３は、メサ構造１１５の上面に設けられている。ただし、前記被転写基板がメサ構造を有している場合等は、テンプレート側にメサ構造を設けない場合もある。 As described above, in nanoimprint lithography, a desired pattern is transferred by bringing a template transfer pattern into close contact with a resin on a transfer substrate.
Therefore, the transfer region 113 is usually provided on the upper surface of the mesa structure 115 in order to avoid the region other than the transfer region 113 (non-transfer region 114) from coming into contact with the substrate to be transferred and the resin. However, when the transfer substrate has a mesa structure, the mesa structure may not be provided on the template side.

一方、ナノインプリントリソグラフィでは、テンプレートの転写領域を被転写基板上の樹脂に密着させる際に、テンプレートの転写領域と被転写基板上の樹脂との間に存在する空気が気泡となって残留しないように留意する必要がある。転写欠陥の要因となるからである。
それゆえ、テンプレートの転写領域は、湾曲容易な構造を有していることが好ましい。
例えば、テンプレートを湾曲させて、転写領域の中央部から外周部へと徐々に被転写基板上の樹脂に接触するように操作することで、テンプレートの転写領域と被転写基板上の樹脂との間にある空気を外部へと押し出し、気泡となって残留しないようにすることができるからである。 On the other hand, in nanoimprint lithography, when the template transfer region is brought into close contact with the resin on the substrate to be transferred, air that exists between the template transfer region and the resin on the substrate to be transferred does not remain as bubbles. It is necessary to keep in mind. This is because it causes transfer defects.
Therefore, it is preferable that the transfer region of the template has a structure that can be easily bent.
For example, by bending the template and gradually touching the resin on the substrate to be transferred from the center of the transfer region to the outer periphery, the space between the template transfer region and the resin on the substrate to be transferred can be reduced. This is because the air in the air can be pushed out to prevent bubbles from remaining.

上記のような理由から、図４に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１００においては、前記第２の主面１１２に、平面視上、前記転写領域１１３と重なり、かつ、前記転写領域１１３よりも広い面積の凹状の段差構造１１６を有している。
このような構成であれば、テンプレート１００全体の強度については、厚みのある外周部によって保持しつつ、厚みの薄い転写領域１１３を容易に湾曲させることができる。 For the reasons described above, in the template 100 for nanoimprint lithography according to the present invention in the form shown in FIG. 4, the second main surface 112 overlaps the transfer region 113 in plan view, and the transfer region. A concave step structure 116 having a larger area than 113 is provided.
With such a configuration, the strength of the entire template 100 can be easily curved by holding the thin transfer region 113 while being held by the thick outer peripheral portion.

例えば、テンプレート１００が、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍの石英基板からなり、凹状の段差構造１１６の平面形状が直径６４ｍｍの円形状である場合、上記の外周部の厚み、すなわち、図４に示す第１の主面１１１と第２の主面１１２との間の厚み（Ｔ₂）の値は、０．４ｃｍ〜１．０ｃｍ程度の範囲である。また、メサ構造１１５の下の部位の厚み、すなわち、図４に示す第１の主面１１１と底面１１７との間の厚み（Ｔ₃）は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲である。 For example, when the template 100 is made of a quartz substrate having a length of 152 mm and a width of 152 mm, and the planar shape of the concave step structure 116 is a circular shape having a diameter of 64 mm, the thickness of the outer peripheral portion, that is, the first shown in FIG. The thickness (T ₂ ) between the main surface 111 and the second main surface 112 is in the range of about 0.4 cm to 1.0 cm. Moreover, the thickness of the site | part under the mesa structure 115, ie, the thickness (T3) between the 1st main surface 111 and the bottom face 117 shown in FIG. 4, is the range of about 0.5 mm- ₃ mm.

なお、図４に示す例においては、凹状の段差構造１１６の平面形状が円形状のものを示しているが、本発明における凹状の段差構造１１６の平面形状は、上記に限定されず、楕円や多角形であってもよい。 In the example shown in FIG. 4, the planar shape of the concave step structure 116 is circular, but the planar shape of the concave step structure 116 in the present invention is not limited to the above, and may be an ellipse, It may be a polygon.

次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの他の形態例について説明する。
上記の図４に示す例においては、テンプレート１００の転写領域１１３を湾曲容易とする好適な形態例として、凹状の段差構造１１６を有する形態を示したが、例えば、上記の凹状の段差構造を設けなくても転写領域が湾曲可能な場合や、被転写基板が湾曲可能な場合などあり、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートは、図５（ａ）に示すように、上記の凹状の段差構造を有さない形態であっても良い。
さらに、被転写基板がメサ構造を有している場合等は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートは、上記の凹状の段差構造を有さない形態であっても良い（図５（ｂ））。 Next, another embodiment of the nanoimprint lithography template according to the present invention will be described.
In the example shown in FIG. 4 described above, a form having the concave step structure 116 is shown as a preferred embodiment for facilitating the bending of the transfer region 113 of the template 100. For example, the concave step structure described above is provided. The template for nanoimprint lithography according to the present invention has the above-described concave step structure as shown in FIG. 5 (a), for example, when the transfer region can be bent or the transfer substrate can be bent. The form which does not have may be sufficient.
Furthermore, when the substrate to be transferred has a mesa structure, the template for nanoimprint lithography according to the present invention may not have the concave step structure (FIG. 5B). .

（ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法）
次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法について説明する。
本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法は、上述の本発明に係る基板の製造方法によって製造した基板の表面をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とするものである。 (Method for producing template for nanoimprint lithography)
Next, a method for producing a template for nanoimprint lithography according to the present invention will be described.
The method for manufacturing a template for nanoimprint lithography according to the present invention is characterized in that a transfer pattern is formed by patterning the surface of a substrate manufactured by the above-described method for manufacturing a substrate according to the present invention.

図６は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法の一例を示す概略工程図である。
本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１００、１０１、若しくは１０２を得るには、まず、図６（ａ）に示すように、上述の本発明に係る基板の製造方法によって製造した基板１０を準備し、その平坦化した表面にハードマスク層２０２を形成する。 FIG. 6 is a schematic process diagram showing an example of a method for producing a template for nanoimprint lithography according to the present invention.
In order to obtain the nanoimprint lithography template 100, 101, or 102 according to the present invention, first, as shown in FIG. 6A, a substrate 10 manufactured by the above-described substrate manufacturing method according to the present invention is prepared, A hard mask layer 202 is formed on the planarized surface.

ハードマスク層２０２については、基板１０をドライエッチング加工する際のエッチングマスクとして機能するものであればよく、例えば、Ｃｒ（クロム）を含むスパッタ膜等を用いることができる。その厚みは、転写パターンのサイズや、上記材料のエッチング耐性等を考慮して適宜選択されるが、例えば、２ｎｍ〜１０ｎｍでの範囲ある。 The hard mask layer 202 only needs to function as an etching mask when the substrate 10 is dry-etched. For example, a sputtered film containing Cr (chromium) can be used. The thickness is appropriately selected in consideration of the size of the transfer pattern, the etching resistance of the material, and the like, and is in the range of 2 nm to 10 nm, for example.

次に、図６（ｂ）に示すように、ハードマスク層２０２をドライエッチング加工して、転写領域１１３に所望の開口パターンを有するハードマスクパターン２０２Ａを形成する。このハードマスクパターン２０２Ａの有する開口パターンの形成方法には、従来のフォトマスクのマスクパターン形成方法と同様の方法を用いることができる。 Next, as shown in FIG. 6B, the hard mask layer 202 is dry-etched to form a hard mask pattern 202 </ b> A having a desired opening pattern in the transfer region 113. As a method for forming the opening pattern of the hard mask pattern 202A, a method similar to a conventional mask pattern forming method for a photomask can be used.

例えば、ハードマスク層２０２の上に電子線レジストを塗布し、電子線描画により所望のレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをエッチングマスクに用いてハードマスク層２０２をドライエッチング加工し、その後、前記レジストパターンを剥離除去して、ハードマスクパターン２０２Ａを形成する。 For example, an electron beam resist is applied on the hard mask layer 202, a desired resist pattern is formed by electron beam drawing, the hard mask layer 202 is dry-etched using the resist pattern as an etching mask, The resist pattern is peeled and removed to form a hard mask pattern 202A.

次に、図６（ｃ）に示すように、ハードマスクパターン２０２Ａをマスクに用いて基板１０をドライエッチング加工して、転写領域１１３となる領域に、凹凸形状の転写パターンを形成する。
上記のドライエッチング加工には、例えば、従来の位相シフトマスク加工に用いられるものと同様な構成を有する平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用いることができ、反応性ガスには、例えば、ＣＦ₄ガスを用いることができる。 Next, as illustrated in FIG. 6C, the substrate 10 is dry-etched using the hard mask pattern 202 </ b> A as a mask to form a concavo-convex transfer pattern in a region to be the transfer region 113.
For the dry etching process described above, for example, a parallel plate type reactive ion etching apparatus having the same configuration as that used in the conventional phase shift mask process can be used. _Four gases can be used.

その後、図６（ｄ）に示すように、ハードマスクパターン２０２Ａを除去することにより、上述の図５（ｂ）に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０２を得る。 Thereafter, as shown in FIG. 6D, the hard mask pattern 202A is removed to obtain the nanoimprint lithography template 102 according to the present invention in the form shown in FIG. 5B.

次に、転写領域１１３を覆うようにレジストパターン２０３Ａを形成し、レジストパターン２０３Ａをエッチングマスクに用いて基板１０をエッチングして、転写領域１１３を上面に有するメサ構造１１５を形成し（図６（ｅ））、その後、前記レジストパターン２０３Ａを除去して、上述の図５（ａ）に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０１を得る（図６（ｆ））。 Next, a resist pattern 203A is formed so as to cover the transfer region 113, and the substrate 10 is etched using the resist pattern 203A as an etching mask to form a mesa structure 115 having the transfer region 113 on the upper surface (FIG. e)) After that, the resist pattern 203A is removed to obtain the nanoimprint lithography template 101 according to the present invention in the form shown in FIG. 5A (FIG. 6F).

なお、上記の例においては、ハードマスクパターン２０２Ａを除去した後に、基板１０の上に直接レジストパターン２０３Ａを形成し、その後、基板１０をエッチングして、転写領域１１３を上面に有するメサ構造１１５を形成しているが（図６（ｅ））、本発明においては、この工程に限定されず、例えば、レジストパターン２０３Ａの下にパターン保護膜を形成する工程であってもよい。 In the above example, after removing the hard mask pattern 202A, the resist pattern 203A is formed directly on the substrate 10, and then the substrate 10 is etched to form the mesa structure 115 having the transfer region 113 on the upper surface. Although it is formed (FIG. 6E), the present invention is not limited to this step, and may be a step of forming a pattern protective film under the resist pattern 203A, for example.

より具体的には、例えば、ハードマスクパターン２０２Ａを除去した後の基板１０（図６（ｄ））の上に、改めてＣｒスパッタ膜等からなるパターン保護膜を形成し、その後、このパターン保護膜の上にレジストパターン２０３Ａを形成し、次いで、レジストパターン２０３Ａから露出する前記パターン保護膜を除去した後に、基板１０をエッチングして、メサ構造１１５を形成し、その後、レジストパターン２０３Ａおよび残留する前記パターン保護膜を除去する工程であっても良い。
上記のような工程であれば、レジストパターン２０３Ａの下にパターン保護膜が形成されているため、例えば、基板１０をエッチングしてメサ構造１１５を形成する際に、レジスト界面から浸入するエッチング液から、より確実に転写領域１１３を保護できる。 More specifically, for example, a pattern protective film made of a Cr sputtered film or the like is formed again on the substrate 10 (FIG. 6D) after the hard mask pattern 202A is removed, and then this pattern protective film Next, after removing the pattern protective film exposed from the resist pattern 203A, the substrate 10 is etched to form a mesa structure 115, and then the resist pattern 203A and the remaining resist pattern 203A are formed. It may be a step of removing the pattern protective film.
In the case of the above process, since the pattern protective film is formed under the resist pattern 203A, for example, when the mesa structure 115 is formed by etching the substrate 10, the etching solution enters from the resist interface. Thus, the transfer region 113 can be protected more reliably.

前記レジストパターン２０３Ａの材料については、例えば、市販のフォトレジストを用いることができる。また、前記エッチングの方法については、例えば、フッ化水素酸水溶液を用いたウェットエッチング方法を用いることができる。 As the material of the resist pattern 203A, for example, a commercially available photoresist can be used. As the etching method, for example, a wet etching method using a hydrofluoric acid aqueous solution can be used.

最後に、図６（ｇ）に示すように、前記メサ構造１１５を形成した面とは反対側の面に、平面視上、転写領域１１３と重なり、かつ、前記転写領域１１３よりも広い面積の凹状の段差構造１１６を形成して、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１００を得る。
上記の凹状の段差構造１１６の形成方法には、例えば、機械的研削方法を用いることができる。 Finally, as shown in FIG. 6G, the surface opposite to the surface on which the mesa structure 115 is formed overlaps with the transfer region 113 in plan view and has a larger area than the transfer region 113. The concave step structure 116 is formed to obtain the nanoimprint lithography template 100 according to the present invention.
For example, a mechanical grinding method can be used as a method of forming the concave step structure 116.

なお、上記の製造方法においては、図６（ｂ）に示すハードマスクパターン２０２Ａの開口パターンを形成するためのレジストパターンを、電子線リソグラフィの技術を用いて形成する製造方法について説明したが、本発明においては、これに限定されず、例えば、前記レジストパターンを、ナノインプリントリソグラフィの技術を用いて形成しても良い。 In the above manufacturing method, the manufacturing method for forming the resist pattern for forming the opening pattern of the hard mask pattern 202A shown in FIG. 6B by using the electron beam lithography technique has been described. In the invention, the present invention is not limited to this. For example, the resist pattern may be formed using a technique of nanoimprint lithography.

例えば、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法は、上記の電子線リソグラフィで作製したテンプレートを母型（マスターテンプレート）とし、このマスターテンプレートを用いたナノインプリントリソグラフィにより、上述の本発明に係る基板の製造方法によって製造した基板の表面をパターニングして、転写パターンを形成する方法であってもよい。 For example, in the method for manufacturing a template for nanoimprint lithography according to the present invention, a template produced by the above-mentioned electron beam lithography is used as a master (master template), and the substrate according to the present invention is obtained by nanoimprint lithography using the master template. The method of patterning the surface of the board | substrate manufactured with this manufacturing method and forming a transfer pattern may be sufficient.

また、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法を用いて、上記のようなレプリカテンプレートを製造することで、一のマスターテンプレートから必要な数のレプリカテンプレートを複製することができ、例えば、この複数のレプリカテンプレートを複数の半導体製造ラインに用いてナノインプリントリソグラフィを行うことにより、半導体デバイスの製造コストを低減することができる。 Further, by manufacturing the replica template as described above using the method for manufacturing a template for nanoimprint lithography according to the present invention, a required number of replica templates can be replicated from one master template. By performing nanoimprint lithography using a plurality of replica templates in a plurality of semiconductor manufacturing lines, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

以上のように、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法によれば、表面平坦性が高いテンプレートを製造することができる。
そして、この製造方法によって製造されたテンプレートを用いてナノインプリントリソグラフィを行うことにより、樹脂パターンの残膜部分の厚さ（ＲＬＴ）の均一性を改善することができ、パターン寸法の精度を向上させることができる。 As described above, according to the method for manufacturing a template for nanoimprint lithography according to the present invention, a template with high surface flatness can be manufactured.
Then, by performing nanoimprint lithography using a template manufactured by this manufacturing method, the uniformity of the thickness (RLT) of the remaining film portion of the resin pattern can be improved, and the accuracy of the pattern dimensions is improved. Can do.

以上、本発明に係る基板の製造方法、および、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法についてそれぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 As mentioned above, although each embodiment was described about the manufacturing method of the board | substrate concerning this invention, and the manufacturing method of the template for nanoimprint lithography, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It falls within the technical scope of the invention.

１０・・・基板
１０Ａ・・・基板材
１１Ａ、１１Ｂ・・・凹部
２１Ａ、２１Ｂ・・・樹脂
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ・・・樹脂
２１Ｃ・・・樹脂層
２２・・・樹脂層
３０・・・紫外線
４０・・・反応性イオン
５０・・・マスタープレート
１００、１０１、１０２・・・ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート
１１１・・・第１の主面
１１２・・・第２の主面
１１３・・・転写領域
１１４・・・非転写領域
１１５・・・メサ構造
１１６・・・凹状の段差構造
１１７・・・底面
２０２・・・ハードマスク層
２０２Ａ・・・ハードマスクパターン
２０３Ａ・・・レジストパターン
５００・・・ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート
５１０Ａ・・・基板
５２０・・・被転写基板
５２２・・・樹脂パターン
５２３・・・樹脂パターン
５２３Ａ、５２３Ｂ・・・樹脂パターン
５３０・・・紫外線
５４０・・・反応性イオン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate 10A ... Board | substrate material 11A, 11B ... Recessed part 21A, 21B ... Resin 21a, 21b, 21c, 21d ... Resin 21C ... Resin layer 22 ... Resin layer 30. · · UV 40 ··· reactive ions 50 ··· master plate 100, 101, 102 · · · nanoimprint lithography template 111 · · · first main surface 112 · · · second main surface 113 · · · Transfer area 114 ... Non-transfer area 115 ... Mesa structure 116 ... Concave step structure 117 ... Bottom 202 ... Hard mask layer 202A ... Hard mask pattern 203A ... Resist pattern 500 .... Template for nanoimprint lithography 510A ... Substrate 520 ... Substrate to be transferred 522 ... Resin pattern 523 ... Resin pattern 523A, 523B ... Resin pattern 530 ... UV 540 ... Reactive ion

Claims

Preparing a substrate material whose surface has been polished;
Disposing a resin on the irregularities remaining on the polished surface of the substrate material ;
The flat surface of a master plate having a flat surface on the surface is brought into close contact with the resin on the substrate material, and the resin is placed between the surface of the substrate material and the flat surface of the master plate. Forming a layered form to fill the irregularities on the surface;
Curing the resin in the form of a layer by the adhesion step;
Releasing the master plate from the cured layered resin on the substrate material;
By etching the surface of the substrate material from above the layered resin, etching the convex portions of the surface of the substrate material partially exposed while erasing the layered resin, Flattening the surface of the substrate material;
In order ,
A method for manufacturing a substrate, wherein a ratio of an etching rate of the substrate material to an etching rate of the resin in the dry etching is a value larger than 0 and 1 or less .

Disposing the resin comprises:
A step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations,
According to the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material,
The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein a droplet amount of the resin at each arrangement position is adjusted.

Disposing the resin comprises:
A step of disposing the droplet-shaped resin at a plurality of locations,
According to the volume distribution of the recesses on the surface of the substrate material,
The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein an arrangement density of the resin is adjusted.

The master plate, the manufacturing method of the substrate according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed of a material containing quartz.

The substrate material, the substrate manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is formed of a material containing quartz.

Method for producing a substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin is characterized that an ultraviolet curable resin.

The process according to claim 1 by patterning the surface of the substrate manufactured by the manufacturing method of the substrate according to any one of 6, nanoimprint lithography template and forming a transfer pattern.