JP6232820B2 - ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの欠陥修正方法、検査方法および製造方法 - Google Patents
ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの欠陥修正方法、検査方法および製造方法 Download PDFInfo
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Description
なお、以下、ナノインプリントリソグラフィをNILと称する場合がある。
本発明においては、上述のテンプレートの欠陥修正方法を行うことにより、欠陥の無いテンプレートを得ることが可能である。
本発明のテンプレートの製造方法は、NIL用のテンプレートの欠陥修正方法であって、第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、上記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、上記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程と、上記検査用テンプレートに上記白欠陥部が検出された場合に、上記白欠陥部を転写した上記第1テンプレートの黒欠陥部を確認する第1テンプレート欠陥確認工程と、上記第1テンプレートに上記黒欠陥部が検出された場合に、上記黒欠陥部を修正する第1テンプレート欠陥修正工程とを有することを特徴としている。
図1は本発明のテンプレートの欠陥修正方法の一例を示すフローチャートである。図2(a)〜(b)、図3(a)〜(e)および図4(a)〜(d)、ならびに図5(a)〜(e)および図6(a)〜(d)は本発明における検査用テンプレート作製工程の一例を示す工程図である。図3(a)は図2(a)のA−A線断面図、図4(d)は図2(b)のA−A線断面図であり、図5(a)は図2(a)のB−B線断面図、図6(d)は図2(b)のB−B線断面図である。
まず、図1に示すように、第1テンプレート準備工程S1を行う。例えば、図2(a)、図3(a)および図5(a)に示すように、表面に凸部2および凹部3からなる凹凸パターン4を有し、透明基板から構成される第1テンプレート1を準備する。この例において、第1テンプレート1は黒欠陥部5を有している。なお、黒欠陥部とは、余剰パターンや異物等の欠陥をいう。
次に、図1に示すように、検査用テンプレートに白欠陥部が検出された場合には、第1テンプレート欠陥確認工程S4を行う。具体的には、検査用テンプレートの白欠陥部を転写した第1テンプレートの黒欠陥部を電子ビームや光を利用して確認する。例えば、図2(b)、図4(d)および図6(d)においては、検査用テンプレート10は白欠陥部15を有しており、図2(a)および図5(a)に示すように、第1テンプレート1は検査用テンプレート10の白欠陥部15を転写した黒欠陥部5を有している。
次に、図1に示すように、第1テンプレートに黒欠陥部が検出された場合には、第1テンプレート欠陥修正工程S5を行う。具体的には、第1テンプレートの黒欠陥部をエッチングして修正する。
第1テンプレートは、通常、透明基板から構成されるものである。透明基板を構成する材料としては、例えば、合成石英、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム等が挙げられる。中でも、フォトマスク用基板としての使用実績が高く品質が安定しており、凹凸パターンを形成することにより一体化した構造とすることができ、高精度の微細な凹凸パターンを形成できるため、合成石英が好適に用いられる。
透明基板の光透過性としては、波長300nm〜450nmの範囲内における光線の透過率が85%以上であることが好ましい。
また、透明基板の厚さは、材料や用途等に応じて異なるものであるが、例えば0.5mm〜10mm程度である。
また、凹凸パターンの寸法としては、一般的なNIL用のテンプレートと同様とすることができる。
本発明における検査用テンプレートの作製工程では、上記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する。
以下、検査用テンプレート作製工程における各工程について説明する。
積層工程では、検査用基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する。
ハードマスク層の厚みは、例えば3nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、5nm〜30nmの範囲内であることがより好ましい。
ハードマスク層の形成方法としては、例えば蒸着法が挙げられる。
樹脂層の厚みは、例えば10nm〜数百nm程度で設定することができる。
樹脂層の形成方法としては、検査用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する方法を挙げることができ、塗布方法としては、例えばインクジェット法、滴下法、スピンコート法等を挙げることができる。
転写工程では、上記樹脂層に上記第1テンプレートを密着させ、上記樹脂層を硬化させた後、上記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する上記樹脂層を形成する。
第1エッチング工程では、上記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、上記ハードマスク層が露出するまでエッチングする。樹脂層の凹凸パターンを全体的にエッチングして厚みを薄くすることで、凹部の樹脂層が除去され、下地のハードマスク層が露出する。このとき、凸部の樹脂層は残存している。
樹脂層のエッチング方法としては、例えばドライエッチングが挙げられる。また、樹脂層のエッチング方法は、樹脂層およびハードマスク層のうち、樹脂層を選択的にエッチングできる方法であることが好ましい。ドライエッチングに使用されるガスの種類としては、樹脂層およびハードマスク層の材料や厚み等に応じて適宜選択される。例えば、酸素、窒素、塩素、フッ素系等のガスで樹脂層をエッチングすることができる。
第2エッチング工程では、上記ハードマスク層の露出部分を、上記検査用基板が露出するまでエッチングする。
ハードマスク層のエッチング方法としては、例えばドライエッチングが挙げられる。また、ハードマスク層のエッチング方法は、樹脂層およびハードマスク層のうち、ハードマスク層を選択的にエッチングできる方法であることが好ましい。ドライエッチングに使用されるガスの種類としては、樹脂層およびハードマスク層の材料や厚み等に応じて適宜選択される。例えば、塩素および酸素の混合ガスを用いることができる。
樹脂層の除去方法としては、例えばウェットエッチングまたはドライエッチングが挙げられる。ウェットエッチングでは、樹脂層のみを容易に除去することができる。
第3エッチング工程では、上記検査用基板の露出部分をエッチングする。
検査用基板のエッチング方法としては、例えばドライエッチングが挙げられる。また、検査用基板のエッチング方法は、検査用基板およびハードマスク層のうち、検査用基板を選択的にエッチングできる方法であることが好ましい。ドライエッチングに使用されるガスの種類としては、検査用基板およびハードマスク層の材料や厚み等に応じて適宜選択される。例えば、CF4、SF6、CHF3、C4F8を用いることができ、酸素、ヘリウムガスをさらに混合してもよい。
ハードマスク層除去工程では、上記ハードマスク層を除去する。
ハードマスク層の除去方法としては、例えばウェットエッチングまたはドライエッチングが挙げられる。ウェットエッチングでは、ハードマスク層のみを容易に除去することができる。ウェットエッチングにおいて、例えばハードマスク層がクロムを含む場合には、硝酸第二セリウムアンモニウムおよび過塩素酸を含む水溶液を用いることができる。また、ドライエッチングにおいて、例えばハードマスク層がクロムを含む場合には、塩素および酸素の混合ガスを用いることができる。
本発明において、検査用テンプレート作製工程は、上記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程を有することが好ましい。検査用テンプレートの白欠陥部を転写した第1テンプレートの黒欠陥部を検出しやすくなるからである。
より具体的には、第1テンプレートがラインアンドスペースパターンを有する場合であって、図2(a)に示すような第1テンプレート1のショート欠陥の黒欠陥部5を図2(b)に示すような検査用テンプレート10のオープン欠陥の白欠陥部15によって検査する場合には、ラインパターンの長手方向における検査用テンプレート10の白欠陥部15の長さd2を、第1テンプレート1の黒欠陥部5の長さd1よりも大きくすることにより、白欠陥部を強調させることができる。
また、第1テンプレートがラインアンドスペースパターンを有する場合であって、図7(a)に示すような第1テンプレート1のエッジ欠陥の黒欠陥部5を図7(b)に示すような検査用テンプレート10のエッジ欠陥の白欠陥部15によって検査する場合には、ラインパターンの長手方向における検査用テンプレート10の白欠陥部15の長さd2を、第1テンプレート1の黒欠陥部5の長さd1よりも大きくすることにより、白欠陥部を強調させることができる。
以下、エッチング時間を長くする方法、樹脂層に電子線や紫外線を照射する方法に分けて説明する。
上記第1エッチング工程での樹脂層のエッチング時間を長くする方法では、例えば図5(d)〜(e)に示すように樹脂層17をエッチングする際に樹脂層17の開口部の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさよりも大きくすることができる。これにより、図6(a)に示すようにハードマスク層16をエッチングする際にハードマスク層16をオーバーエッチングし、ハードマスク層16の開口部の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさよりも大きくすることができる。その結果、図6(d)に示すように検査用テンプレート10の白欠陥部15の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさ(図中の破線)よりも大きくすることができる。
このような方法としては、例えば、上記樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さを厚くする方法を挙げることができ、具体的には、上記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、上記樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さを厚くすることが好ましい。樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さが厚いことにより、樹脂層のエッチング時間を長くすることができる。樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さが厚いほど、樹脂層のエッチング時間が長くなり、樹脂層をエッチングする際に樹脂層の開口部の平面視の大きさを第1テンプレートの黒欠陥部の平面視の大きさよりも大きくすることができると考えられる。
通常、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製する場合、RLTはなるべく薄いほうが望ましいとされており、凹凸パターンの寸法や材料等にもよるが、例えば樹脂層の高さが100nm程度の場合、RLTは10nm程度である。
これに対し、本発明においては、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さを厚くすることが好ましい。具体的に、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さは、樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さを1としたとき、0.15〜0.7の範囲内であることが好ましい。より具体的には、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さは、樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さが45nm〜100nmの範囲内である場合、6.8nm〜70nmの範囲内で設定することができる。樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さが薄すぎると、樹脂層のエッチング時間を長くすることができず、白欠陥部を十分に強調させることが困難となる。一方、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さが厚すぎると、樹脂層をエッチングする際、樹脂層の凹凸パターンの凸部は、図3(e)に例示する樹脂層17の断面のように、上方向からのエッチングと、上方向よりは少ないが横方向からのエッチングとの2方向からエッチングが進むため、高さが低くなり、第2エッチング工程にてハードマスク層の露出部分をエッチングする際にマスクとして機能しなくなるおそれがある。また、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さが厚すぎると、樹脂層をエッチングする際に樹脂層の開口部の平面視の大きさが第1テンプレートの凹凸パターンの凸部の平面視の大きさよりも大きくなりすぎて、検査用基板に凹凸パターンを形成することが困難になる場合や、樹脂層のエッチング時間が長くなりすぎて、製造効率が悪くなる場合がある。
なお、本発明において、樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さとは、図3(d)に例示するような高さHで示される。
このような方法としては、例えば、上記ハードマスク層の厚さを厚くする方法を挙げることができ、具体的には、上記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、上記ハードマスク層の厚さを厚くすることが好ましい。ハードマスク層の厚さが厚いことにより、ハードマスク層のエッチング時間を長くすることができる。ハードマスク層の厚さが厚いほど、ハードマスク層のエッチング時間が長くなり、ハードマスク層をエッチングする際にハードマスク層の開口部の平面視の大きさを第1テンプレートの黒欠陥部の平面視の大きさよりも大きくすることができると考えられる。
これに対し、本発明においては、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、ハードマスク層の厚さを厚くすることが好ましい。具体的に、ハードマスク層の厚さとしては、5nm〜30nmの範囲内であることが好ましい。ハードマスク層の厚さが薄すぎると、ハードマスク層のエッチング時間を長くすることが困難となる。また、ハードマスク層の厚さが厚すぎると、ハードマスク層をエッチングする際にハードマスク層の開口部の平面視の大きさが第1テンプレートの凹凸パターンの凸部の平面視の大きさよりも大きくなりすぎて、検査用基板に凹凸パターンを形成することが困難になる場合や、ハードマスク層のエッチング時間が長くなりすぎて、製造効率が悪くなる場合がある。
上記転写工程中または上記転写工程後に樹脂層に電子線または紫外線を照射する方法では、例えば図8(a)〜(b)に示すように樹脂層17に電子線または紫外線(図示なし)を照射することで収縮させることができる。これにより、図8(c)に示すように第1エッチング工程にて樹脂層17の開口部の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさよりも大きくすることができ、図8(d)に示すように第2エッチング工程にてハードマスク層16の開口部の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさよりも大きくすることができる。これより、図8(g)に示すように検査用テンプレート10の白欠陥部15の平面視の大きさを第1テンプレート1の黒欠陥部5の平面視の大きさ(図中の破線)よりも大きくすることができる。
なお、図8(a)〜(g)に示す工程は上述の図5(c)〜(e)および図6(a)〜(d)と同様である。
紫外線または電子線の照射量としては、硬化性樹脂を収縮させることができる量であれば特に限定されるものではない。
上述の白欠陥部を強調させる方法は、単独で適用してもよく、複数を組み合わせて適用してもよい。
本発明における検査用テンプレート検査工程では、上記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する。
荷電ビームとしては、白欠陥部を検査可能であれば特に限定されるものではなく、例えば電子ビームおよびイオンビームが挙げられる。電子ビームは、ビームを数nmに細く絞ることができ感度が高く、またイオンビームよりも荷電粒子の質量が小さいため検査用テンプレートへのダメージが少ないという利点を有する。電子ビームの場合、走査型電子顕微鏡(SEM)等の電子顕微鏡により検査することができる。
一方、光としては、白欠陥部を検査可能であれば特に限定されるものではなく、例えば樹脂層の硬化に使用される光を挙げることができ、具体的には紫外線、可視光線、赤外線、X線等を挙げることができる。より具体的には、高感度であることから、短波長の光、例えば193nmの光を用いることができる。
中でも、光検査が好ましい。電子ビーム検査は、感度は高いものの、検査速度が非常に遅く検査に甚大な時間を費やすため効率が悪い。これに対し、光検査では、感度は低いものの、検査速度が早くスループットを向上させることができる。本発明においては、感度良く白欠陥部を検出することができるため、光検査も使用可能であり、高速かつ高感度の検査を実現することができる。
本発明における第1テンプレート欠陥確認工程では、上記検査用テンプレートに上記白欠陥部が検出された場合に、上記白欠陥部を転写した上記第1テンプレートの黒欠陥部を確認する。
第1テンプレートの黒欠陥部を確認する際には、黒欠陥部の近傍のみを検査してもよく、第1テンプレート全体を検査してもよいが、通常は黒欠陥部の近傍のみを検査すればよい。
本発明における第1テンプレート欠陥修正工程では、上記第1テンプレートに上記黒欠陥部が検出された場合に、上記黒欠陥部を修正する。
本発明においては、図9に例示するように、上記検査用テンプレート作製工程S2前に、上記第1テンプレートの欠陥部を検査する第1テンプレート検査工程S11を行ってもよく、また第1テンプレート検査工程S11後に、上記第1テンプレートの欠陥部を修正する検査用テンプレート作製前の第1テンプレート欠陥修正工程S12を行ってもよい。第1テンプレート検査工程S11および検査用テンプレート作製前の第1テンプレート欠陥修正工程S12を行う場合には、検査用テンプレートを用いなくても検出可能な第1テンプレートの欠陥部に対して検査および修正を行うことができる。一方、第1テンプレート検査工程S11および検査用テンプレート作製前の第1テンプレート欠陥修正工程S12を行わない場合には、検査用テンプレート検査工程S3、第1テンプレート欠陥確認工程S4および第1テンプレート欠陥修正工程S5により、第1テンプレートの欠陥部を検査および修正することができる。また、図示しないが、第1テンプレート検査工程S11を行う場合、検査用テンプレート作製前の第1テンプレート欠陥修正工程S12を行わずに、第1テンプレート検査工程S11にて検出された欠陥部を、第1テンプレート欠陥確認工程S4後の第1テンプレート欠陥修正工程S5にて修正してもよい。
第1テンプレート検査工程では、第1テンプレートの欠陥部を検査する。
第1テンプレートの欠陥部を検査する方法としては、例えば荷電ビームまたは光を照射して欠陥部を検査する方法を挙げることができる。なお、荷電ビームおよび光による検査については、上記検査用テンプレート検査工程と同様であるので、ここでの説明は省略する。
第1テンプレートの欠陥部を検査する際には、通常、第1テンプレート全体を検査する。
検査用テンプレート作製前の第1テンプレート欠陥修正工程では、黒欠陥部を修正してもよく、白欠陥部を修正してもよい。
なお、黒欠陥部の修正方法については、上記の第1テンプレート欠陥修正工程と同様であるので、ここでの説明は省略する。
荷電ビームとしては、白欠陥部のみに局所的に修正膜を堆積できるものであれば特に限定されるものではなく、黒欠陥部の修正に用いられるものと同様とすることができる。
本発明におけるテンプレートの検査方法は、NIL用のテンプレートの検査方法であって、第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、上記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、上記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程とを有し、上記第1テンプレートの黒欠陥部を、上記検査用テンプレートの白欠陥部によって検査するテンプレートの検査方法であり、上記検査用テンプレート作製工程が、上記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程を有することを特徴としている。
本発明のテンプレートの検査方法においては、図10に示すように、第1テンプレート準備工程S1、検査用テンプレート作製工程S21、および検査用テンプレート検査工程S3の順に行う。検査用テンプレート作製工程S21は白欠陥部を強調させる欠陥強調工程を有しており、上記「A.テンプレートの欠陥修正方法」の項で説明したように、第1テンプレートの黒欠陥部の平面視の大きさに対して、検査用テンプレートの白欠陥部の平面視の大きさを大きくすることができる。
本発明のテンプレートの製造方法は、2つの実施態様を有する。以下、各実施態様に分けて説明する。
本実施態様のテンプレートの製造方法は、NIL用のテンプレートの製造方法であって、上述のテンプレートの欠陥修正方法を行う修正工程を有することを特徴としている。すなわち、本実施態様のテンプレートの製造方法は、上述のテンプレートの欠陥修正方法を利用して第1テンプレートを製造する方法である。
また、修正工程前に第1テンプレートを作製するが、第1テンプレートの作製方法については、上記「A.テンプレートの欠陥修正方法」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
本実施態様のテンプレートの製造方法は、NIL用のテンプレートの製造方法であって、上述のテンプレートの欠陥修正方法を行う修正工程と、上記修正工程後の第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、第2テンプレートを作製する第2テンプレート作製工程とを有することを特徴としている。すなわち、本実施態様のテンプレートの製造方法は、上述のテンプレートの欠陥修正方法を利用して第1テンプレートを製造し、その第1テンプレートを用いて第2テンプレートを製造する方法である。
第1テンプレート欠陥修正工程S5後は、第2テンプレート作製工程S6および第2テンプレート検査工程S7を順に行う。
本実施態様における修正工程は、上述のテンプレートの欠陥修正方法を行う工程である。なお、上述のテンプレートの欠陥修正方法については、上記「A.テンプレートの欠陥修正方法」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
また、修正工程前に第1テンプレートを作製するが、第1テンプレートの作製方法については、上記「A.テンプレートの欠陥修正方法」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
第2テンプレート作製工程では、上記修正工程後の第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、第2テンプレートを作製する。
第2テンプレートの作製方法としては、第1テンプレートを用いたインプリント法であればよく、一般的なNIL用のテンプレートの作製方法と同様とすることができる。例えば、第2テンプレートの作製方法は、透明基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する工程と、上記樹脂層に上記第1テンプレートを密着させ、上記樹脂層を硬化させた後、上記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する上記樹脂層を形成する工程と、上記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、上記ハードマスク層が露出するまでエッチングする工程と、上記ハードマスク層の露出部分を、上記透明基板が露出するまでエッチングする工程と、上記透明基板の露出部分をエッチングする工程と、上記ハードマスク層を除去する工程とを有する方法とすることができる。
上記第2テンプレート作製工程後には、通常、第2テンプレートを検査する第2テンプレート検査工程が行われる。
第2テンプレートを検査する方法としては、例えば荷電ビームまたは光を照射して検査する方法を挙げることができる。なお、荷電ビームおよび光による検査については、上記検査用テンプレート検査工程と同様であるので、ここでの説明は省略する。
第2テンプレートを検査する際には、通常、第2テンプレート全体を検査する。
(第1テンプレートの作製)
まず、152mm×152mm、厚さ0.25インチの石英基板上に、ハードマスク層として厚さ5nmのCr酸化膜が形成されたブランクスを準備した。次に、ハードマスク層上に電子線レジスト膜を形成し、電子線描画および現像を行った。これにより、凹凸パターンに対応するレジストパターンを形成した。次に、塩素および酸素の混合ガスでCr酸化膜の露出部分のドライエッチングを行って石英基板を露出させた。その後、レジストパターンを除去した。次に、フッ素ガスで石英基板の露出部分のドライエッチングを行った。その後、ウェットエッチングでハードマスク層を除去し、第1テンプレートを作製した。
図12(a)に第1テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートの凹凸パターンはラインアンドスペースであり、凹部の深さが60nm、凹部および凸部の幅が30nmであった。また、第1テンプレートはショート欠陥の黒欠陥部5を有しており、ラインパターンの長手方向における黒欠陥部5の長さd1は8nmであった。なお、SEM写真において、白い部分は凸部であり、黒い部分は凹部である。
上記第1テンプレートを用いて検査用テンプレートを作製した。このとき、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)を厚くした。
まず、152mm×152mm、厚さ0.25インチの石英基板上に、ハードマスク層として厚さ5nmのCr酸化膜が形成されたブランクスを準備した。次に、ハードマスク層上に厚さ70nmの光硬化性樹脂膜である樹脂層を形成し、樹脂層に上記第1テンプレートを密着させた。樹脂層に第1テンプレートを密着させた際の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは50nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は30nmであった。続いて、樹脂層にUV光を照射し硬化させた後、上記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する樹脂層を形成した。第1テンプレート剥離後の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは45nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は30nmであった。
次に、O2ガスにより、上記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、上記ハードマスク層が露出するまでエッチングした。樹脂層の凹部のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは45nmであった。
次いで、Cl2とO2の混合ガスにより、上記ハードマスク層の露出部分を、上記石英基板が露出するまでエッチングした。ハードマスク層のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは25nmであった。その後、硫酸過水とアンモニア過水により樹脂層を除去した。
次に、CF4、O2、Heの混合ガスにより、石英基板の露出部分をエッチングした。その際のCr酸化膜の厚さは3nmであった。また、石英基板の掘り込み量は50nmであった。その後、硝酸第二セリウムアンモニウム液によりハードマスク層を除去した。これにより所望の検査用テンプレートが作製できた。
(第1テンプレートの作製)
実施例1と同様にして第1テンプレートを作製した。
図13(a)に第1テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートの凹凸パターンはラインアンドスペースであり、凹部の深さが60nm、凹部および凸部の幅が30nmであった。また、第1テンプレートはショート欠陥の黒欠陥部5を有しており、ラインパターンの長手方向における黒欠陥部5の長さd1は10nmであった。
上記第1テンプレートを用いて検査用テンプレートを作製した。このとき、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって第2テンプレートを作製するときよりも、ハードマスク層の厚さを厚くした。
まず、152mm×152mm、厚さ0.25インチの石英基板上に、ハードマスク層として厚さ10nmのCr酸化膜が形成されたブランクスを準備した。次に、ハードマスク層上に厚さ50nmの光硬化性樹脂膜である樹脂層形成し、樹脂層に上記第1テンプレートを密着させた。樹脂層に第1テンプレートを密着させた際の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは50nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は10nmであった。続いて、上記樹脂層にUV光を照射し硬化させた後、上記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する樹脂層を形成した。第1テンプレート剥離後の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは45nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は10nmであった。
次に、O2ガスにより、上記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、上記ハードマスク層が露出するまでエッチングした。樹脂層の凹部のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは45nmであった。
次いで、Cl2とO2の混合ガスにより上記ハードマスク層の露出部分を、上記石英基板が露出するまでエッチングした。ハードマスク層のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは15nmであった。その後、硫酸過水とアンモニア過水により樹脂層を除去した。
次に、CF4、O2、Heの混合ガスにより石英基板の露出部分をエッチングした。その際のCr酸化膜の厚さは8nmであった。また、石英基板の掘り込み量は50nmであった。その後、硝酸第二セリウムアンモニウム液によりハードマスク層を除去した。これにより所望の検査用テンプレートが作製できた。
(第1テンプレートの作製)
実施例1と同様にして第1テンプレートを作製した。
図14(a)に第1テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートの凹凸パターンはラインアンドスペースであり、凹部の深さが60nm、凹部および凸部の幅が30nmであった。また、第1テンプレートはエッジ欠陥の黒欠陥部5を有しており、ラインパターンの長手方向における黒欠陥部5の長さd1は14nmであった。
上記第1テンプレートを用いて、実施例1と同様にして検査用テンプレートを作製した。
図14(b)に検査用テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。検査用テンプレートはエッジ欠陥の白欠陥部15を有しており、ラインパターンの長手方向における白欠陥部15の長さd2は28nmであった。
(第1テンプレートの作製)
実施例1と同様にして第1テンプレートを作製した。
図15(a)に第1テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートの凹凸パターンはラインアンドスペースであり、凹部の深さが60nm、凹部および凸部の幅が30nmであった。また、第1テンプレートはエッジ欠陥の黒欠陥部5を有しており、ラインパターンの長手方向における黒欠陥部5の長さd1は35nmであった。
上記第1テンプレートを用いて検査用テンプレートを作製した。
まず、152mm×152mm、厚さ0.25インチの石英基板上に、ハードマスク層として厚さ5nmのCr酸化膜が形成されたブランクスを準備した。次に、ハードマスク層上に厚さ50nmの光硬化性樹脂膜である樹脂層形成し、樹脂層に上記第1テンプレートを密着させた。樹脂層に第1テンプレートを密着させた際の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは50nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は10nmであった。続いて、上記樹脂層にUV光を照射し硬化させた後、上記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する樹脂層を形成した。第1テンプレート剥離後の樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さは45nmで、凹凸パターンの残膜部分の厚さ(RLT)は10nmであった。
次に、O2ガスにより、上記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、上記ハードマスク層が露出するまでエッチングした。樹脂層の凹部のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは45nmであった。
次いで、Cl2とO2の混合ガスにより、上記ハードマスク層の露出部分を、上記石英基板が露出するまでエッチングした。ハードマスク層のエッチング後の樹脂層の凸部の高さは25nmであった。その後、硫酸過水とアンモニア過水により樹脂層を除去した。
次に、CF4、O2、Heの混合ガスに石英基板の露出部分をエッチングした。その際のCr酸化膜の厚さは3nmであった。また、石英基板の掘り込み量は50nmであった。その後、硝酸第二セリウムアンモニウム液によりハードマスク層を除去した。これにより検査用テンプレートが作製できた。
図15(b)に検査用テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。検査用テンプレートはエッジ欠陥の白欠陥部15を有しており、ラインパターンの長手方向における白欠陥部15の長さd2は55nmであった。
(第1テンプレートの作製)
実施例1と同様にして第1テンプレートを作製した。
図16(a)に第1テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートの凹凸パターンはラインアンドスペースであり、凹部の深さが60nm、凹部および凸部の幅が30nmであった。また、第1テンプレートはエッジ欠陥の黒欠陥部5を有しており、ラインパターンの長手方向における黒欠陥部5の長さd1は14nmであった。
上記第1テンプレートを用いて、実施例4と同様にして検査用テンプレートを作製した。
図16(b)に検査用テンプレートのSEM写真(3万倍)を示す。第1テンプレートではエッジ欠陥の黒欠陥部であったが、第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって検査用テンプレートでは欠陥部が拡大され、オープン欠陥の白欠陥部15になり、感度良く検出することが可能になった。また、ラインパターンの長手方向における白欠陥部15の長さd2は22nmであった。
2 …凸部
3 …凹部
4 …凹凸パターン
5 …黒欠陥部
10…検査用テンプレート
10A…検査用基板
12…凸部
13…凹部
14…凹凸パターン
15…白欠陥部
16…ハードマスク層
17…樹脂層
22…凸部
23…凹部
24…凹凸パターン
Claims (6)
- ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの欠陥修正方法であって、
第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、
前記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、
前記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程と、
前記検査用テンプレートに前記白欠陥部が検出された場合に、前記白欠陥部を転写した前記第1テンプレートの黒欠陥部を確認する第1テンプレート欠陥確認工程と、
前記第1テンプレートに前記黒欠陥部が検出された場合に、前記黒欠陥部を修正する第1テンプレート欠陥修正工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、
検査用基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する積層工程と、
前記樹脂層に前記第1テンプレートを密着させ、前記樹脂層を硬化させた後、前記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する前記樹脂層を形成する転写工程と、
前記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、前記ハードマスク層が露出するまでエッチングする第1エッチング工程と、
前記ハードマスク層の露出部分を、前記検査用基板が露出するまでエッチングする第2エッチング工程と、
前記検査用基板の露出部分をエッチングする第3エッチング工程と、
前記ハードマスク層を除去するハードマスク層除去工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、前記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程をさらに有し、
前記樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さを1としたとき、前記樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さを0.15〜0.7の範囲内とすることを特徴とするテンプレートの欠陥修正方法。 - ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの欠陥修正方法であって、
第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、
前記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、
前記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程と、
前記検査用テンプレートに前記白欠陥部が検出された場合に、前記白欠陥部を転写した前記第1テンプレートの黒欠陥部を確認する第1テンプレート欠陥確認工程と、
前記第1テンプレートに前記黒欠陥部が検出された場合に、前記黒欠陥部を修正する第1テンプレート欠陥修正工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、
検査用基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する積層工程と、
前記樹脂層に前記第1テンプレートを密着させ、前記樹脂層を硬化させた後、前記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する前記樹脂層を形成する転写工程と、
前記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、前記ハードマスク層が露出するまでエッチングする第1エッチング工程と、
前記ハードマスク層の露出部分を、前記検査用基板が露出するまでエッチングする第2エッチング工程と、
前記検査用基板の露出部分をエッチングする第3エッチング工程と、
前記ハードマスク層を除去するハードマスク層除去工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、前記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程をさらに有し、
前記欠陥強調工程では、前記転写工程後に前記樹脂層に電子線または紫外線を照射することを特徴とするテンプレートの欠陥修正方法。 - ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの検査方法であって、
第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、
前記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、
前記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程と
を有し、前記第1テンプレートの黒欠陥部を、前記検査用テンプレートの白欠陥部によって検査するテンプレートの検査方法であり、
前記検査用テンプレート作製工程が、
検査用基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する積層工程と、
前記樹脂層に前記第1テンプレートを密着させ、前記樹脂層を硬化させた後、前記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する前記樹脂層を形成する転写工程と、
前記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、前記ハードマスク層が露出するまでエッチングする第1エッチング工程と、
前記ハードマスク層の露出部分を、前記検査用基板が露出するまでエッチングする第2エッチング工程と、
前記検査用基板の露出部分をエッチングする第3エッチング工程と、
前記ハードマスク層を除去するハードマスク層除去工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、前記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程をさらに有し、
前記樹脂層の凹凸パターンの凸部の高さを1としたとき、前記樹脂層の凹凸パターンの残膜部分の厚さを0.15〜0.7の範囲内とすることを特徴とするテンプレートの検査方法。 - ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの検査方法であって、
第1テンプレートを準備する第1テンプレート準備工程と、
前記第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、検査用テンプレートを作製する検査用テンプレート作製工程と、
前記検査用テンプレートの白欠陥部を検査する検査用テンプレート検査工程と
を有し、前記第1テンプレートの黒欠陥部を、前記検査用テンプレートの白欠陥部によって検査するテンプレートの検査方法であり、
前記検査用テンプレート作製工程が、
検査用基板上にハードマスク層および樹脂層を積層する積層工程と、
前記樹脂層に前記第1テンプレートを密着させ、前記樹脂層を硬化させた後、前記第1テンプレートを剥離し、表面に凹凸パターンを有する前記樹脂層を形成する転写工程と、
前記樹脂層の凹凸パターンの凹部を、前記ハードマスク層が露出するまでエッチングする第1エッチング工程と、
前記ハードマスク層の露出部分を、前記検査用基板が露出するまでエッチングする第2エッチング工程と、
前記検査用基板の露出部分をエッチングする第3エッチング工程と、
前記ハードマスク層を除去するハードマスク層除去工程と
を有し、
前記検査用テンプレート作製工程が、前記白欠陥部を強調させる欠陥強調工程をさらに有し、
前記欠陥強調工程では、前記転写工程後に前記樹脂層に電子線または紫外線を照射することを特徴とするテンプレートの検査方法。 - ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレートの製造方法であって、
請求項1または請求項2に記載のテンプレートの欠陥修正方法を行う修正工程を有することを特徴とする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のテンプレートの製造方法であって、
請求項1または請求項2に記載のテンプレートの欠陥修正方法を行う修正工程と、
前記修正工程後の第1テンプレートを用いたインプリントによる転写によって、第2テンプレートを作製する第2テンプレート作製工程と
を有することを特徴とするテンプレートの製造方法。
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