JP6020026B2 - ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法、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 - Google Patents
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Description
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、テンプレート(モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる)を使うナノインプリントリソグラフィ(NIL:Nanoimprint Lithography)が提案されている。
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。
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技術を用いて所望の樹脂パターンを形成するには、例えば、図6(a)に示すように、まず、凹凸形状の転写パターンを設けたテンプレート100、および、紫外線硬化性の樹脂層321を設けた被転写基板310を準備する。
そして、テンプレート100を被転写基板310の上に設けた樹脂層321に接触させた後に紫外線330を照射して、樹脂層321の樹脂が硬化した樹脂パターン322を形成し(図6(b))、その後、テンプレート100を離型する(図6(c))。
次いで、得られた樹脂パターン322に、例えば、酸素イオン等の反応性イオン340によるドライエッチングを施して(図6(d))、厚さT1の余分な残膜部分を除去し、テンプレート100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323を形成する(図6(e))。
次に、ハードマスク層120Aの上にレジスト等の樹脂層を形成し、例えば、電子線描画等の製版技術を用いて樹脂パターン130を形成する(図7(b))。なお、樹脂パターン130は、上記の図6に示したような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。
続いて、樹脂パターン130から露出するハードマスク層120Aをエッチングしてハードマスクパターン120を形成する(図7(c))。
その後、樹脂パターン130を除去し(図7(d))、次いで、ハードマスクパターン120から露出する基板100Aをエッチングして凹部100sを形成し(図7(e))、最後に、ハードマスクパターン120を除去して、所望の凹凸形状の転写パターンを有するテンプレート100を得る(図7(f))。
なお、図7(f)において、符号100sはテンプレート100の転写パターンの凹部を示し、符号100tはテンプレート100の転写パターンの凸部を示す。
上記の残渣欠陥の修正方法としては、例えば、電子線とアシストガスを用いた部分エッチングで残渣欠陥を構成する物質を除去する方法がある。また、欠損欠陥の修正方法としては、例えば、電子線とデポジション用ガスを用いた部分デポジションで欠損欠陥の部分に修正材を堆積する方法がある。
一例として、従来の欠陥修正工程を含む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フローチャートを図8に示す。例えば、従来においては、上記の図7に示すような製造方法によって転写パターンを形成(図8の工程S103)した後に、欠陥検査(図8の工程S105)を行い、検出した転写パターンの欠陥を修正(図8の工程S106)していた。
それゆえ、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、残渣欠陥および欠損欠陥のいずれについても、その修正には困難性を伴っていた。
従来のフォトマスクにおいては、マスクパターン(遮光パターン)を構成する材料(例えば、クロム)は、基板を構成する材料(例えば、酸化ケイ素)とは異なっていた。それゆえ残渣欠陥も、基板を構成する材料とは異なる物質(すなわち、クロム等)から構成されていた。したがって、例えば、電子線とアシストガスを用いた部分エッチングで残渣欠陥を構成する物質(クロム等)を除去する場合、基板を構成する材料(例えば、酸化ケイ素)がエッチング停止層として作用するため、エッチングの深さを制御することは容易であった。
したがって、残渣欠陥を修正した部分の深さを、他の転写パターンの凹部と同じ深さになるように正確に合わせることは、困難であった。
従来のフォトマスクにおいて欠損欠陥の部分に堆積させる修正材に求められる性能は、遮光パターンとしての性能であり、主に、所定の遮光性と洗浄耐性を備えていれば良かった。
一方、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、樹脂との接触および離型の工程が繰り返し行われるため、欠損欠陥の部分に堆積させる修正材に求められる性能は、従来のフォトマスクよりも高い洗浄耐性のほかに、物理的および化学的強度、耐久性、離型性、さらに、光インプリント法に用いるテンプレートにおいては紫外線透過性が求められることになる。それゆえ、修正材として適した材料を選択することが困難であった。
その理由は、例えば、電子線とデポジション用ガスを用いた部分デポジションで欠損欠陥の部分に修正材を堆積する場合、他の転写パターンの凸部と同じ高さになったところで堆積を停止させるような作用は、通常、働かないからである。
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記第1の転写パターンの欠陥位置情報を、前記第1のテンプレートの欠陥検査を行うことによって取得することを特徴とする請求項1に記載のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法である。
また、本発明の請求項6に係る発明は、前記第1の転写パターンの欠陥位置情報を、前記第1のテンプレートの欠陥検査を行うことによって取得することを特徴とする請求項5に記載の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。
また、本発明の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、残渣欠陥および欠損欠陥が無い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ことができる。
すなわち、残渣欠陥の修正の場合は、転写パターンを構成する材料(酸化ケイ素等)からなる残渣欠陥を、部分エッチング等の方法で除去して、修正された凹部を有する転写パターンを形成し、欠損欠陥の修正の場合は、転写パターンを構成する材料と同様な性能を有する修正材を、部分デポジション等の方法で堆積して、修正された凸部を有する転写パターンを形成していた。
ここで、図2〜図3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第1の実施形態の例を示す概略工程図であり、図4〜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製造方法の第2の実施形態の例を示す概略工程図である。
まず、第1のテンプレートの転写パターン(第1の転写パターン)が欠損欠陥を有する場合の欠陥修正方法について説明する。
本実施形態においては、前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの欠損欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン残渣欠陥を形成し、前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、前記樹脂パターン残渣欠陥の部分で被覆される前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン残渣欠陥を形成し、前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、前記第1の転写パターンの欠損欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン残渣欠陥を修正する。
そして、この第1のテンプレート10が有する欠損欠陥12wの欠陥位置情報は、例えば、第1のテンプレート10の欠陥検査を行うことによって、予め取得することができる。
なお、第1のテンプレート10は他者が製造したものを用いてもよく、また、第1のテンプレート10の欠陥位置情報も、他者が欠陥検査したものを取得して用いてもよい。
なお、図2(a)に示す例においては、ハードマスク層30Aの上に紫外線硬化性の樹脂層41を形成しているが、この例の他に、重合性単量体を含む紫外線硬化性組成物を、インクジェット方式の塗布方法によってハードマスク層30Aの上に形成しても良い。この紫外線硬化性組成物は、紫外線照射によって重合し、樹脂パターンを形成するものである。
基板20Aが、紫外線透過性の材料から構成されていれば、基板20Aから形成される第2のテンプレート20を光インプリント法に用いることができるからである。
ハードマスク層30Aが、クロム(Cr)を含む材料から構成されていれば、後述するハードマスクパターン残渣欠陥30bの修正において、実績のある従来のフォトマスクの修正技術を適用できるからである。
この場合、図2(e)に示すように、形成される樹脂パターン43には、欠損欠陥12wに対応した樹脂パターン残渣欠陥43bが含まれることになる。ここで、樹脂パターン残渣欠陥43bは、欠損欠陥12wとは凹凸形状が反転した関係となる。すなわち、第1の転写パターンにおいては欠損欠陥であったが、転写された樹脂パターンにおいては残渣欠陥になる。
本実施形態においては、このハードマスクパターン残渣欠陥30bを修正することによって、第2のテンプレート20の修正工程を容易にし、その結果、転写パターン(第2の転写パターン)に残渣欠陥の無い第2のテンプレート20を得ることができる。
例えば、上記の図7(d)に示す形態において、ハードマスクパターン120の欠陥を修正する方法が可能なようにも考えられる。
このように、ハードマスクパターンが極めて薄膜であるため、転写パターンをエッチング形成する前の表面平坦な基板上に形成されたハードマスクパターンの欠陥を、欠陥検査装置で検出することは困難である。
通常、ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの転写パターンは、凸部の上面(Top面)と凹部の底面(Bottom面)の段差が凹部の幅の3倍程度のアスペクト比を有しているため、転写パターン形成後であれば、既存の欠陥検査装置を用いて欠陥を検出することが容易になるからである。
それゆえ、図3(g)に示す形態のように、転写パターンをエッチング形成する前の表面平坦な基板20Aの上に形成されたハードマスクパターン残渣欠陥30bを、直接、既存の欠陥検査装置で検出することは困難であっても、第1のテンプレート10の欠陥位置情報(欠損欠陥12wの位置情報)に基づいて、修正装置においてハードマスクパターン残渣欠陥30bを見つけ出すことは、容易にできる。
そして、例えば、電子線とアシストガスを用いた部分エッチングの方法を用いてハードマスクパターン残渣欠陥30bを除去することにより、所望の形態を有する修正ハードマスクパターン30eを形成することができる(図3(h))。
一方、本実施形態においては、ハードマスクパターン残渣欠陥30bを構成する物質(例えば、クロム)は、基板20Aを構成する物質(例えば、酸化ケイ素)とは異なるため、基板20Aをエッチング停止層として作用させることができ、エッチングの深さを制御することが容易になる。
その後、修正ハードマスクパターン30eを含むハードマスクパターン30を除去して、残渣欠陥の無い第2のテンプレート20を得ることができる(図3(j))。
なお、図3(j)において、符号20sは第2の転写パターンの凹部を示し、符号20tは第2の転写パターンの凸部を示す。
次に、第1のテンプレートの転写パターン(第1の転写パターン)が残渣欠陥を有する場合の欠陥修正方法について説明する。
本実施形態においては、前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの残渣欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン欠損欠陥を形成し、前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、前記樹脂パターン欠損欠陥の部分から露出する前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン欠損欠陥を形成し、前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、前記第1の転写パターンの残渣欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン欠損欠陥を修正する。
そして、この第1のテンプレート10が有する残渣欠陥12bの欠陥位置情報は、例えば、第1のテンプレート10の欠陥検査を行うことによって、予め取得することができる。なお、第1のテンプレート10は他者が製造したものを用いてもよく、また、第1のテンプレート10の欠陥位置情報も、他者が欠陥検査したものを取得して用いてもよい。
本実施形態においては、このハードマスクパターン欠損欠陥30wを修正することによって、第2のテンプレート20の修正工程を容易にし、その結果、転写パターン(第2の転写パターン)に欠損欠陥の無い第2のテンプレート20を得ることができる。
それゆえ、図5(g)に示す形態のように、転写パターンをエッチング形成する前の表面平坦な基板20Aの上に形成されたハードマスクパターン欠損欠陥30wを、直接、既存の欠陥検査装置で検出することは困難であっても、第1のテンプレート10の欠陥位置情報(残渣欠陥12bの位置情報)に基づいて、修正装置においてハードマスクパターン欠損欠陥30wを見つけ出すことは、容易にできる。
そして、例えば、電子線とデポジション用ガスを用いた部分デポジションの方法を用いてハードマスクパターン欠損欠陥30wの部分に修正材30dを堆積することにより、欠損欠陥の部分が修正された修正ハードマスクパターン30rを形成することができる(図5(h))。
一方、本実施形態においては、ハードマスクパターン欠損欠陥30wの部分に堆積させる修正材30dに求められる性能は、主に、基板20Aをエッチングする際のエッチングマスクとしての耐性と、修正工程(図5(h))の後から基板エッチング工程(図5(i))の前までの間の洗浄耐性であり、修正材として適用できる材料の選択幅を、格段に広くすることができる。
一方、本実施形態においては、欠陥修正する対象は、転写パターンではなく、エッチングマスクとして作用するハードマスクパターンである。それゆえ、ハードマスクパターン欠損欠陥30wの部分に堆積させる修正材30dには、転写パターンとしての性能は要求されず、堆積させる修正材30dの高さについても、基板20Aをエッチングする際のエッチングマスクとしての耐性さえ備えていれば、特に、他のハードマスクパターンと同じ高さになるように正確に合わせることを要しない。
したがって、本実施形態においては、従来のように転写パターンの欠損欠陥を修正していた場合に比べて、格段に修正が容易になる。
10s・・・凹部
10t・・・凸部
12b・・・残渣欠陥
12w・・・欠損欠陥
20・・・第2のテンプレート
20A・・・基板
20s・・・凹部
20t・・・凸部
30・・・ハードマスクパターン
30A・・・ハードマスク層
30b・・・ハードマスクパターン残渣欠陥
30e・・・修正ハードマスクパターン
30d・・・修正材
30r・・・修正ハードマスクパターン
30w・・・ハードマスクパターン欠損欠陥
41・・・樹脂層
42・・・樹脂パターン
42b・・・樹脂パターン残渣欠陥
42w・・・樹脂パターン欠損欠陥
43・・・樹脂パターン
43b・・・樹脂パターン残渣欠陥
43w・・・樹脂パターン欠損欠陥
50・・・紫外線
60・・・反応性イオン
100・・・ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート
100A・・・基板
100s・・・凹部
100t・・・凸部
120・・・ハードマスクパターン
120A・・・ハードマスク層
130・・・樹脂パターン
310・・・被転写基板
321・・・樹脂層
322・・・樹脂パターン
323・・・樹脂パターン
330・・・紫外線
340・・・反応性イオン
Claims (8)
- 第1の転写パターンを有する第1のテンプレートを用いて製造される前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した第2の転写パターンを有する第2のテンプレートの欠陥を修正するナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法であって、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報が既知の前記第1のテンプレートを準備する工程と、
前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程と、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程と、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程と、
前記欠陥を修正したハードマスクパターンをエッチングマスクに用いて前記基板をエッチングして前記第2の転写パターンを形成する工程と、
を順に備え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欠陥修正方法。 - 前記第1の転写パターンの欠陥位置情報を、前記第1のテンプレートの欠陥検査を行うことによって取得することを特徴とする請求項1に記載のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法。
- 前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、
前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの欠損欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン残渣欠陥を形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、
前記樹脂パターン残渣欠陥の部分で被覆される前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン残渣欠陥を形成し、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、
前記第1の転写パターンの欠損欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン残渣欠陥を修正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法。 - 前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、
前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの残渣欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン欠損欠陥を形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、
前記樹脂パターン欠損欠陥の部分から露出する前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン欠損欠陥を形成し、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、
前記第1の転写パターンの残渣欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン欠損欠陥を修正することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの欠陥修正方法。 - 第1の転写パターンを有する第1のテンプレートを用いて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した第2の転写パターンを有する第2のテンプレートを製造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って、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報が既知の前記第1のテンプレートを準備する工程と、
前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程と、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程と、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程と、
前記欠陥を修正したハードマスクパターンをエッチングマスクに用いて前記基板をエッチングして前記第2の転写パターンを形成する工程と、
を順に備え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。 - 前記第1の転写パターンの欠陥位置情報を、前記第1のテンプレートの欠陥検査を行うことによって取得することを特徴とする請求項5に記載の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。
- 前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、
前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの欠損欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン残渣欠陥を形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、
前記樹脂パターン残渣欠陥の部分で被覆される前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン残渣欠陥を形成し、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、
前記第1の転写パターンの欠損欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン残渣欠陥を修正することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の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。 - 前記第2のテンプレートを構成する基板の上に形成されたハードマスク層の上に配設された樹脂に、前記第1のテンプレートを接触させて前記第1の転写パターンとは凹凸形状が反転した樹脂パターンを形成する工程において、
前記樹脂パターンに前記第1の転写パターンの残渣欠陥の凹凸形状が反転した樹脂パターン欠損欠陥を形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクに用いて前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程において、
前記樹脂パターン欠損欠陥の部分から露出する前記ハードマスク層の部分にハードマスクパターン欠損欠陥を形成し、
前記第1の転写パターンの欠陥位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターンの欠陥を修正する工程において、
前記第1の転写パターンの残渣欠陥の位置情報に基づいて、前記ハードマスクパターン欠損欠陥を修正することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の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。
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