JP6394112B2 - Template manufacturing method and template - Google Patents
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本発明は、微細な転写パターンを被転写基板上に形成された樹脂に転写する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の製造方法およびテンプレートに関するものである。 The present invention relates to a template manufacturing method and template used in nanoimprint lithography for transferring a fine transfer pattern onto a resin formed on a transfer substrate.
近年、半導体リソグラフィにおいては、デバイスの微細化の要求に対して、露光波長の問題や製造コストの問題などからフォトリソグラフィ方式の限界が指摘されており、その対案として、ナノインプリント技術を用いたナノインプリントリソグラフィ(NIL:Nanoimprint Lithography)が注目を集めている。 In recent years, in semiconductor lithography, the limit of the photolithography method has been pointed out due to the problem of exposure wavelength and manufacturing cost in response to the demand for miniaturization of devices. As a countermeasure, nanoimprint lithography using nanoimprint technology has been pointed out. (NIL: Nanoimprint Lithography) is drawing attention.
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接触させ、この樹脂の表面側の形状を、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離型し、次いで、ドライエッチング等により余分な部分(残膜部分)を除去することで、被転写基板の上の樹脂に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 nanoimprint lithography, a template (also referred to as a mold, stamper, or mold) on which a fine uneven transfer pattern is formed is brought into contact with a resin formed on a substrate to be transferred such as a semiconductor wafer. The shape on the front side is molded into a concavo-convex shape of the template transfer pattern, then released, and then the excess portion (residual film portion) is removed by dry etching or the like, so that the template on the resin on the substrate to be transferred This is a technique for transferring the concavo-convex shape of the transfer pattern (more specifically, the concavo-convex inverted shape).
このナノインプリントリソグラフィは、一度テンプレート(適宜、ナノインプリント用テンプレートとも呼ぶ)を作製すれば、微細な凹凸形状の転写パターンを繰り返し転写成型でき、この転写工程には高額な露光装置(ステッパー)を用いないため、経済的にも有利である。 In this nanoimprint lithography, once a template (also referred to as a template for nanoimprinting as appropriate) is prepared, a transfer pattern with fine irregularities can be repeatedly transferred and molded, and an expensive exposure device (stepper) is not used for this transfer process. It is also economically advantageous.
上述のようなナノインプリントリソグラフィにより、テンプレートの転写パターンを被転写基板の樹脂に位置精度良く転写するには、テンプレートと被転写基板との位置合わせを精密に行う必要がある。一般的には、テンプレートに設けられている凹凸構造のアライメントマークと、被転写基板に設けられているアライメントマークとを、テンプレート側から光学的に検出することにより位置合わせを行う。 In order to transfer the template transfer pattern onto the resin of the transfer substrate with high positional accuracy by nanoimprint lithography as described above, it is necessary to precisely align the template and the transfer substrate. In general, alignment is performed by optically detecting, from the template side, an alignment mark having a concavo-convex structure provided on a template and an alignment mark provided on a transferred substrate.
ここで、テンプレートを被転写基板の上に形成された樹脂に接触させると、テンプレートのアライメントマークの凹構造が、樹脂によって充填された状態になる。
そして、このような状態になると、テンプレートのアライメントマークを構成する材料(一般的には、合成石英ガラス)の屈折率と、樹脂の屈折率とがほとんど同じ値であることから、テンプレートのアライメントマークを光学的に識別することが困難になってしまうという問題がある。
Here, when the template is brought into contact with the resin formed on the substrate to be transferred, the concave structure of the alignment mark of the template is filled with the resin.
In such a state, since the refractive index of the material (generally synthetic quartz glass) constituting the template alignment mark and the refractive index of the resin are almost the same value, the template alignment mark There is a problem that it becomes difficult to optically identify the.
この問題に対して、テンプレートのアライメントマークの凹構造に高屈折率材料膜を形成することによって、樹脂が充填された状態でも、アライメントマークを光学的に識別する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。 In order to solve this problem, a method for optically identifying the alignment mark even when the resin is filled by forming a high refractive index material film on the concave structure of the alignment mark of the template has been proposed (for example, Patent Document 1).
例えば、上記の特許文献1に記載のテンプレートの製造方法においては、図8に例示するように、まず、主面102に、転写パターン領域120とアライメントマーク領域130を有する凹凸基板101(アライメントマークの凹構造に高屈折率材料膜を有していない従来のテンプレートに相当)を準備し(図8(a))、スパッタ法等の手法を用いて、アライメントマーク領域130のみならず、転写パターン領域120も覆うように視認性薄膜140(高屈折材料膜に相当)を形成する(図8(b))。
さらに、その上からレジスト膜170を形成し、段差基板を押し付けて、アライメントマーク領域130の膜厚が転写パターン領域120の膜厚よりも厚くなるようにレジスト膜170を変形させる(図8(c))。
その後、レジスト膜170の所定の厚み分をドライエッチングして、アライメントマーク領域130の凹構造内のみにレジスト膜170が残る状態にする(図8(d))。
次に、露出する視認性薄膜140を所定量ドライエッチングし、最後に、アライメントマーク領域130の凹構造内のレジスト膜170を除去して、アライメントマーク領域130の凹構造に視認性薄膜140を有するテンプレート110aを得る(図8(e))。
For example, in the template manufacturing method described in
Further, a
Thereafter, a predetermined thickness of the
Next, the exposed visibility
しかしながら、上記の特許文献1に記載のテンプレートの製造方法では、アライメントマーク領域の凹構造に高屈折材料膜を形成する工程で、転写パターン領域の凹構造の底面にも高屈折材料膜が形成されてしまい、この転写パターン領域の凹構造は深さに対して開口幅が狭いため、この転写パターン領域の凹構造の底面に形成された高屈折材料膜を完全に除去することには、困難性が伴う。
However, in the template manufacturing method described in
そして、この転写パターン領域の凹構造の底面に形成された高屈折材料膜の除去が不十分なテンプレートを用いて、上記のナノインプリントリソグラフィを行うと、被転写基板の上に形成される樹脂パターンは、残留した高屈折材料膜のために所望の形状にならず、欠陥を生じさせてしまうことになる。 When the above-described nanoimprint lithography is performed using a template with insufficient removal of the high refractive material film formed on the bottom surface of the concave structure in the transfer pattern region, the resin pattern formed on the transfer substrate is The remaining high refractive material film does not have a desired shape and causes a defect.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、被転写基板の上に形成される樹脂パターンに欠陥を生じさせてしまうことを防止しつつ、高精度なアライメントを可能とするテンプレートの製造方法およびテンプレート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 capable of producing a template that enables high-precision alignment while preventing defects in a resin pattern formed on a substrate to be transferred. An object is to provide a method and a template.
すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、主面から基部が掘り下げられた第1の凹構造と第2の凹構造を有し、前記第2の凹構造の開口幅が前記第1の凹構造の開口幅よりも大きい凹凸基板を準備する凹凸基板準備工程と、前記基部を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料を、前記第1の凹構造の底面には堆積させずに、前記主面、前記第1の凹構造の側面、前記第2の凹構造の側面、及び、前記第2の凹構造の底面に堆積させる堆積工程と、前記第2の凹構造の底面に堆積させた前記第2の材料を残しつつ、前記主面及び前記第1の凹構造の側面に堆積させた前記第2の材料を除去する除去工程と、を順に備え、前記堆積工程が、前記第2の材料に含まれる物質から構成されるスパッタターゲットを用いたスパッタ成膜工程であって、前記第1の凹構造の幅をW 1 、前記第1の凹構造の深さをD 1 、前記第2の凹構造の幅をW 2 、前記第2の凹構造の深さをD 2 、とした場合に、前記凹凸基板の主面の垂線と前記スパッタターゲットのスパッタ面の垂線のなす角度θが、W 1 /D 1 <tanθ<W 2 /D 2 の関係を満たすことを特徴とするテンプレートの製造方法である。
That is, the invention according to
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記凹凸基板の主面の垂線と前記スパッタターゲットのスパッタ面の垂線のなす角度θが、W1/D1<tanθ<W2/2D2の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のテンプレートの製造方法である。
Further, in the invention according to
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記スパッタ成膜工程において、前記主面の垂線を軸にして前記凹凸基板を回転させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のテンプレートの製造方法である。
The invention according to claim 3 of the present invention, in the sputtering process, and the normal of the main surface to the shaft of
また、本発明の請求項4に係る発明は、主面から基部が掘り下げられた第1の凹構造と第2の凹構造を有するテンプレートであって、前記第2の凹構造の底面が前記第1の凹構造の底面よりも大きく、前記第2の凹構造の底面及び前記第2の凹構造の側面には、前記基部を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料から構成される膜が形成されており、前記第2の凹構造の底面に形成された前記第2の材料から構成される膜の断面形状は、前記第2の凹構造の幅方向の中央における膜厚が、前記第2の凹構造の側面に形成された前記第2の材料と接する位置における膜厚よりも厚い形態を有し、前記主面、前記第1の凹構造、及び、前記第2の凹構造の側面の前記主面側は、前記第2の材料から構成される膜が形成されておらず、露出していることを特徴とするテンプレートである。
The invention according to
本発明によれば、テンプレートの転写パターンの凹部の底面に高屈折材料膜が形成されることを防止しつつ、アライメントマークの凹部の底面に高屈折材料膜を形成することができる。
それゆえ、本発明に係る製造方法により製造したテンプレートを用いれば、被転写基板の上に形成される樹脂パターンに欠陥を生じさせてしまうことを防止しつつ、高精度なアライメントを可能とすることができる。
According to the present invention, the high refractive material film can be formed on the bottom surface of the concave portion of the alignment mark while preventing the high refractive material film from being formed on the bottom surface of the concave portion of the transfer pattern of the template.
Therefore, by using a template manufactured by the manufacturing method according to the present invention, it is possible to perform high-precision alignment while preventing the resin pattern formed on the transferred substrate from causing defects. Can do.
以下、本発明に係るテンプレートの製造方法およびテンプレートについて詳しく説明する。 Hereinafter, a template manufacturing method and a template according to the present invention will be described in detail.
<テンプレートの製造方法>
まず、本発明に係るテンプレートの製造方法について説明する。
図1は、本発明に係る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。
図1に示すように、本発明に係るテンプレートの製造方法は、主面12から基部11が掘り下げられた第1の凹構造13と第2の凹構造14を有し、第2の凹構造14の開口幅W2が第1の凹構造13の開口幅W1よりも大きい凹凸基板1を準備する凹凸基板準備工程と(図1(a))、基部11を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料31を、主面12、第1の凹構造13の側面、第2の凹構造14の側面、及び、第2の凹構造14の底面に堆積させる堆積工程と(図1(b))、第2の凹構造14の底面に堆積させた第2の材料31を残しつつ、主面12及び第1の凹構造の側面に堆積させた第2の材料31を除去する除去工程と(図1(c))、を順に備えるものである。
上記の各工程について、以下、詳しく説明する。
<Template manufacturing method>
First, a template manufacturing method according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of a template manufacturing method according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the template manufacturing method according to the present invention includes a first
Each of the above steps will be described in detail below.
(凹凸基板準備工程)
図1(a)に示すように、本発明において準備する凹凸基板1は、主面12から基部11が掘り下げられた第1の凹構造13と第2の凹構造14を有しており、第2の凹構造14の開口幅W2は第1の凹構造13の開口幅W1よりも大きい。
この凹凸基板1は、図8に示す凹凸基板101と同様に、アライメントマークの凹構造に高屈折率材料膜を有していない従来のテンプレートに相当し、第1の凹構造13は、従来のテンプレートの転写パターンを構成する凹構造(図8(a)に示す凹構造113)に相当し、第2の凹構造14は、従来のテンプレートのアライメントマークを構成する凹構造(図8(a)に示す凹構造114)に相当する。
(Uneven substrate preparation process)
As shown in FIG. 1A, the concavo-
Similar to the concavo-
上記の凹凸基板1を構成する材料(第1の材料)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として適用できるものであれば特に限定されないが、一般的には合成石英ガラスが好適に用いられる。
Although the material (1st material) which comprises said
第1の凹構造13の大きさは、上記テンプレートの転写パターンを構成するものとして適用できるものであれば特に限定されないが、例えば、開口幅W1が概ね10nm〜40nm程度の範囲の大きさであり、深さが概ね30nm〜100nm程度の範囲の大きさである。
The size of the first
第2の凹構造14の大きさは、上記テンプレートのアライメントマークを構成するものとして適用できるものであれば特に限定されないが、例えば、開口幅W2が概ね30nm〜5μm程度の範囲の大きさである。
深さについては、通常、上記テンプレートのアライメントマークの深さが転写パターンと同程度になることから、この第2の凹構造14の深さも第1の凹構造13の深さと同程度になり、概ね30nm〜100nm程度の範囲の大きさになる。
The size of the second
As for the depth, since the depth of the alignment mark of the template is usually the same as the transfer pattern, the depth of the second
なお、図1においては、煩雑となるのを避けるため、凹凸基板1が第2の凹構造14を1つしか有していない形態を模式的に示しているが、本発明はこの形態に限定されず、第2の凹構造14を複数有していても良い。
通常、実際のテンプレートにおいては、複数の第2の凹構造14を有し、複数の第2の凹構造14を含む凹凸構造の繰り返しパターンでアライメントマークが構成されている。
また、通常、実際のテンプレートにおいては、上記構成のアライメントマークが主面の複数個所に設けられている。
In FIG. 1, in order to avoid complication, the embodiment in which the concavo-
Usually, an actual template has a plurality of second
Further, in an actual template, alignment marks having the above-described configuration are usually provided at a plurality of locations on the main surface.
(堆積工程)
次に、上記の堆積工程について説明する。
図1(b)に示すように、本発明においては、凹凸基板1の基部11を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料31を、主面12、第1の凹構造13の側面、第2の凹構造14の側面、及び、第2の凹構造14の底面に堆積させる。
(Deposition process)
Next, the above deposition process will be described.
As shown in FIG. 1B, in the present invention, the
なお、煩雑となるのを避けるため、図1(b)においては、主面12、及び、第2の凹構造14の底面に、第2の材料31が堆積した形態を示しているが、実際には、後述する図4に示すように、第1の凹構造13の側面13S、及び、第2の凹構造14の側面14Sにも、第2の材料31は堆積する。
In order to avoid complication, FIG. 1B shows a form in which the
本発明において、第2の材料31には、凹凸基板1の基部11を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有するものであれば用いることができる。
ここで、上記のように、凹凸基板1は従来のテンプレートに相当し、上記第1の材料は一般的には合成石英ガラスである。そして、合成石英ガラスの主成分である酸化シリコン(SiO2)の波長633nmの光における屈折率は1.45である。
それゆえ、第2の材料31は、波長633nmの光における屈折率が1.45よりも高い値を有する材料であり、より好ましくは、波長633nmの光における屈折率が1.7以上の材料である。
In the present invention, any material can be used as the
Here, as described above, the
Therefore, the
本発明においては、第2の材料31を、第1の凹構造13の底面には堆積させずに、主面12、第1の凹構造13の側面、第2の凹構造14の側面、及び、第2の凹構造14の底面に、第2の材料31を堆積させることが好ましい。
このような堆積工程には、図2に示すように、第2の材料31に含まれる物質から構成されるスパッタターゲット20を、スパッタ面21の垂線の方向42が凹凸基板1の主面12に対して所定の方向となるように配置してスパッタ成膜を行う方法を、好適に用いることができる。
In the present invention, without depositing the
In such a deposition process, as shown in FIG. 2, the
この場合、第2の材料31は上記スパッタ成膜で形成されるものであることが好ましく、例えば、金属材料及びその酸化物、窒化物、酸窒化物等を1種以上含むものを挙げることができる。上記の金属材料の具体例としては、例えば、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)等を挙げることができる。
In this case, the
なお、図2は、本発明に係る堆積工程の一例について、その概要を説明するための模式的な図であって、例えば、スパッタターゲット20のサイズや形状、凹凸基板1との距離は、実際に適用する装置等に合わせて適宜異なるものである。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the outline of an example of the deposition process according to the present invention. For example, the size and shape of the
以下、図2に示す堆積工程によって、第2の材料31を、第1の凹構造13の底面には堆積させずに、第2の凹構造の底面に堆積させることができる理由について説明する。
Hereinafter, the reason why the
図3は、本発明に係るテンプレートの製造方法の堆積工程の一例における各凹構造の関係について説明する図である。
ここで図3(a)は、凹凸基板1の第1の凹構造13とスパッタの方向42との関係を説明する図であり、図3(b)、(c)は、凹凸基板1の第2の凹構造14とスパッタの方向42との関係を説明する図である。
なお、上記の方向42は、図2に示すスパッタターゲット20のスパッタ面21の垂線の方向であり、第2の材料31を構成する物質が凹凸基板1に向かって飛来する方向である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the concave structures in an example of the deposition process of the template manufacturing method according to the present invention.
Here, FIG. 3A is a diagram for explaining the relationship between the first
Note that the above-described
また、説明容易とするために、図3(a)に示す第1の凹構造13は、その側面13Sが主面12に対して垂直であり、その底面13Bが主面12に対して平行であり、その開口幅が底面13Bの幅と同じになる形態とした。同様に、図3(b)、(c)に示す第2の凹構造14も、その側面14Sが主面12に対して垂直であり、その底面14Bが主面12に対して平行であり、その開口幅が底面13Bの幅と同じになる形態とした。
For ease of explanation, the first
まず、図3(a)に示す第1の凹構造13と方向42との関係について説明する。
図3(a)に示すように、第1の凹構造13の開口幅(底面13Bの幅と同じ)をW1、深さをD1とした場合、主面12の垂線41と方向42のなす角度θ1が、
W1/D1<tanθ1
の関係を満たせば、方向42に沿って飛んでくる物質は、側面13Sには到達できても、主面12に遮られて底面13Bには到達できない。
First, the relationship between the first
As shown in FIG. 3A, when the opening width (the same as the width of the
W 1 / D 1 <tan θ 1
If the above relationship is satisfied, the substance flying along the
次に、図3(b)、(c)に示す第2の凹構造14と方向42との関係について説明する。
図3(b)に示すように、第2の凹構造14の開口幅(底面14Bの幅と同じ)をW2、深さをD2とした場合、主面12の垂線41と方向42のなす角度θ2が、
tanθ2<W2/D2
の関係を満たせば、方向42に沿って飛んでくる物質は底面14Bに到達できる。
さらに、図3(c)に示すように、主面12に対する垂線41と方向42のなす角度θ2が、
tanθ2<W2/2D2
の関係を満たせば、方向42に沿って飛んでくる物質は底面14Bの中央にまで到達できる。
Next, the relationship between the second
As shown in FIG. 3B, when the opening width (the same as the width of the
tanθ 2 <W 2 / D 2
If the relationship is satisfied, the substance flying along the
Further, as shown in FIG. 3C, the angle θ 2 formed between the perpendicular 41 to the
tanθ 2 <W 2 / 2D 2
If the relationship is satisfied, the substance flying along the
上記の説明から、凹凸基板1の主面12に対する垂線41と方向42のなす角度θが、
W1/D1<tanθ<W2/D2
の関係を満たせば、方向42に沿って飛来する物質を、第1の凹構造13の底面13Bには到達させずに、第2の凹構造14の底面14Bに到達させることが可能になる。
さらに、
W1/D1<tanθ<W2/2D2
の関係を満たせば、方向42に沿って飛んでくる物質を、第1の凹構造13の底面13Bには到達させずに、第2の凹構造14の底面14Bの中央にまで到達させることが可能になる。
From the above description, the angle θ between the perpendicular 41 and the
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / D 2
If the relationship is satisfied, the substance flying along the
further,
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / 2D 2
If the above relationship is satisfied, the substance flying along the
すなわち、本発明においては、凹凸基板1の主面12の垂線41と図2に示すスパッタターゲット20のスパッタ面21の垂線のなす角度θが、
W1/D1<tanθ<W2/D2
の関係を満たすように、凹凸基板1とスパッタターゲット20を配置することで、第2の材料31を、第1の凹構造13の底面13Bには堆積させずに、第2の凹構造14の底面14Bに堆積させることが可能になる。
That is, in the present invention, the angle θ formed by the perpendicular 41 of the
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / D 2
By disposing the concavo-
さらに、凹凸基板1の主面12の垂線41と図2に示すスパッタターゲット20のスパッタ面21の垂線のなす角度θが、
W1/D1<tanθ<W2/2D2
の関係を満たすように、凹凸基板1とスパッタターゲット20を配置することで、第2の材料31を、第1の凹構造13の底面13Bには堆積させずに、第2の凹構造14の底面14Bの中央に堆積させることが可能になる。
Furthermore, the angle θ formed by the perpendicular 41 of the
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / 2D 2
By disposing the concavo-
ここで、本発明においては、図2に示すように、垂線41を軸にして凹凸基板1を回転させながら第2の材料31を堆積させることが好ましい。第2の凹構造14の底面に、第2の凹構造14の中心に対して概ね対称となるように第2の材料31を堆積させることが可能になるからである。
Here, in the present invention, as shown in FIG. 2, it is preferable to deposit the
なお、図2に示す例においては、凹凸基板1の回転の軸となる垂線41が凹凸基板1の略中心位置に記載されているが、本発明においては、これに限定されず、垂線41は凹凸基板1の主面12を含む平面と垂直に交わる直線であれば良い。
例えば、凹凸基板1の回転の軸となる垂線41は、図2に示す例よりも、凹凸基板1の主面12の端部に近いものであっても良く、また、凹凸基板1の主面12の端部よりも外側の凹凸基板1の主面12を含む平面に垂線の足(凹凸基板1の主面12を含む平面と垂線との交点)を有する物であっても良い。
In the example shown in FIG. 2, the
For example, the perpendicular 41 serving as the axis of rotation of the concavo-
上記のようにして堆積させた第2の材料31の形態は、第1の凹構造13においては図4(a)に示すような形態となり、第2の凹構造14においては図4(b)に示すような形態となる。
The form of the
より詳しくは、まず、第1の凹構造13においては、図4(a)に示すように、第2の材料31は主面12、及び、側面13Sに堆積するが、底面13Bには堆積しない。
堆積させる第2の材料31の膜厚及び上記の角度θにもよるが、第2の材料31の堆積成長に伴って、第1の凹構造13の開口は閉ざされて行く。このため、底面13Bに近い領域の側面13Sには第2の材料31の堆積が進行しにくい。
図4(a)に示す例において、底面13Bから高さT1の領域の側面13Sには、第2の材料31が堆積していない。
More specifically, first, in the first
Although depending on the film thickness of the
In the example shown in FIG. 4A, the
一方、第2の凹構造14においては、図4(b)に示すように、第2の材料31は主面12、側面14S、及び、底面14Bに堆積する。
On the other hand, in the second
ここで、底面14Bと側面14Sで構成されるコーナー部は断面角度が90度であって、底面14Bや側面14Sの他の平坦な領域に比べて空間が狭いことから、スパッタターゲット20から飛来する物質が到達しにくく、それゆえ、このコーナー部には第2の材料31が堆積しにくい。
さらに、第2の材料31の堆積成長に伴って上記の作用は促進され、底面14Bに堆積した第2の材料31と、側面14Sに堆積した第2の材料31とで構成されるコーナー部の断面角度θ3は90度より小さい角度(鋭角)になっていく。
Here, the corner portion constituted by the
Further, the above action is promoted along with the deposition growth of the
それゆえ、上記の角度θや堆積させる第2の材料31の膜厚にもよるが、通常、底面14Bに堆積する第2の材料31の形態は、中央における膜厚T2が周囲の膜厚よりも厚い形態になる。
より詳しくは、通常、底面14Bに堆積する第2の材料31の形態は、中央における膜厚T2が、側面14Sに堆積する第2の材料31と接する位置における膜厚T3よりも厚い形態になる。
このため、本発明によって得られるテンプレート2(図1に示すテンプレート2)においても、第2の凹構造14の底面の第2の材料31から構成される膜の断面形状は、通常、第2の凹構造14の幅方向の中央における膜厚が周囲の膜厚よりも厚い形態を有していることになる。
Therefore, although depending on the angle θ and the thickness of the
More particularly, usually in the form of a
For this reason, also in the template 2 (
(除去工程)
次に、上記の除去工程について説明する。
図1(c)に示すように、本発明においては、上記の堆積工程の後に、第2の凹構造14の底面に堆積させた第2の材料31を残しつつ、主面12及び第1の凹構造の側面に堆積させた第2の材料31を除去する。
これにより、主面12、第1の凹構造13の側面、及び第1の凹構造13の底面には第2の材料31から構成される膜が存在せず、第2の凹構造14の底面に第2の材料31から構成される膜が存在するテンプレート2を得る。
(Removal process)
Next, the removal process will be described.
As shown in FIG. 1C, in the present invention, after the above-described deposition process, the
As a result, there is no film composed of the
なお、煩雑となるのを避けるため、図1(c)に示すテンプレート2おいては、第2の凹構造14の側面には第2の材料31が存在しない形態を示しているが、実際には、後述する図7(b)に示すように、第2の凹構造14の底面に加えて、第2の凹構造14の側面にも第2の材料31は存在する。
In order to avoid complications, the
上記の除去工程には、上記の各箇所に堆積させた第2の材料31を除去することができるものであれば、特に限定されず用いることができるが、本発明においては、ナノインプリントの技術を好適に用いることができる。
図5及び図6は、本発明に係るテンプレートの製造方法の除去工程の一例を示す概略工程図である。
In the above-described removal step, any material can be used without particular limitation as long as it can remove the
5 and 6 are schematic process diagrams showing an example of the removal process of the template manufacturing method according to the present invention.
まず、図5(a)に示すように、上記の堆積工程により、所定の箇所に第2の材料31を堆積させた凹凸基板1を準備する。
First, as shown in FIG. 5A, the concavo-
次に、図5(b)に示すように、凹凸基板1と、凹凸基板1に対向する面が平坦な紫外線透過性の部材52との間に、紫外線硬化性の樹脂から構成される樹脂層51を介在させた状態で、部材52の背面側(凹凸基板1に対向する面とは反対側の面)から紫外線53を照射して、樹脂層51を硬化させる。
樹脂層51を構成する樹脂には、ナノインプリントの技術分野で用いられる紫外線硬化性の樹脂を好適に用いることができる。
Next, as shown in FIG. 5B, a resin layer made of an ultraviolet curable resin between the concavo-
As the resin constituting the
次に、図5(c)に示すように、部材52を硬化した樹脂層51から離間し、第2の材料31の上に表面が平坦な樹脂層51を有する凹凸基板1を得る。
Next, as shown in FIG. 5C, the concavo-
次に、図6(d)に示すように、第1のエッチングガス61を用いたドライエッチングにより、主面12に堆積させた第2の材料31の樹脂層51を消失させ、かつ、第1の凹構造13の中の樹脂層51の膜厚T4、及び、第2の凹構造14の中の樹脂層51の膜厚T5が、所定の膜厚となるようにエッチングする。
上記の第1のエッチングガス61としては、酸素ガスを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6D, the
As the
ここで、第1の凹構造13の中の樹脂層51の膜厚T4が満たすべき所定の膜厚とは、第1の凹構造13の中の樹脂層51の膜厚がT4であれば、第1の凹構造13の側面に堆積した第2の材料31を完全に露出させることができる膜厚であり、具体的には、膜厚T4の値が、上記の図4(a)に示す高さT1の値よりも小さい値となることである。
Here, the predetermined film thickness to be satisfied by the film thickness T 4 of the
一方、第2の凹構造14の中の樹脂層51の膜厚T5が満たすべき所定の膜厚とは、第2の凹構造14の中の樹脂層51の膜厚がT5であれば、第2の凹構造14の底面に堆積した第2の材料31を露出させずに被覆した状態にできる膜厚であり、具体的には、膜厚T5の値が、上記の図4(b)に示す膜厚T2の値よりも大きい値となることである。
On the other hand, the predetermined film thickness T 5 of the
なお、上記の条件を満たすものであれば、第1の凹構造13の中の樹脂層51の膜厚T4と第2の凹構造14の中の樹脂層51の膜厚T5は、同じ値であっても良い。
If the above condition is satisfied, the film thickness T 4 of the
次に、図6(e)に示すように、第2のエッチングガス62を用いたドライエッチングにより、樹脂層51から露出する第2の材料31を除去する。これにより、第2の凹構造14の底面に堆積させた第2の材料31を残しつつ、主面12及び第1の凹構造13の側面に堆積させた第2の材料31を除去することができる。
上記の第2のエッチングガス62としては、例えば、第2の材料31がクロム(Cr)を含む場合には、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを好適に用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6E, the
As said
次に、図6(f)に示すように、第1のエッチングガス61を用いたドライエッチングにより、第1の凹構造13の中の樹脂層51及び第2の凹構造14の中の樹脂層51を除去し、図6(g)に示すように、主面12、第1の凹構造13の側面、及び第1の凹構造13の底面には第2の材料31から構成される膜が存在せず、第2の凹構造14の底面に第2の材料31から構成される膜が存在するテンプレート2を得る。
Next, as shown in FIG. 6F, the
なお、図5及び図6においては、図5(c)に示すように、部材52を用いて、凹凸基板1の主面側の全領域にわたって表面が平坦な樹脂層51を形成する例を示したが、インプリントを使用した他の例として、上記の図8(c)に示すように、段差基板を押し付けて、アライメントマーク領域130の膜厚が転写パターン領域120の膜厚よりも厚くなるようにレジスト膜170を変形させる方法を用いても良い。
すなわち、本発明においては、図5(c)に示す表面が平坦な樹脂層51に替えて、第2の凹構造14の上の膜厚が第1の凹構造13の上の膜厚よりも厚くなるような段差構造の樹脂層を形成する方法を用いても良い。
5 and 6 show an example in which the
That is, in the present invention, instead of the
<テンプレート>
次に、本発明に係るテンプレートについて、説明する。
図7は、本発明に係るテンプレートの一例を説明する図である。ここで、図7(a)は図1(c)と同じものであり、図7(b)は、図7(a)の第2の凹構造14の概略拡大図である。
<Template>
Next, the template according to the present invention will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a template according to the present invention. Here, FIG. 7A is the same as FIG. 1C, and FIG. 7B is a schematic enlarged view of the second
なお、煩雑となるのを避けるため、上記の図1(c)と同様に、図7(a)に示すテンプレート2おいては、第2の凹構造14の側面には第2の材料31が存在しない形態を示しているが、実際には、図7(b)に示すように、第2の凹構造14の底面に加えて、第2の凹構造14の側面にも第2の材料31は存在する。
In order to avoid complication, in the
また、図7(a)に示すテンプレート2においては、煩雑となるのを避けるため、第2の凹構造14を1つしか有していない形態を模式的に示しているが、本発明はこの形態に限定されず、第2の凹構造14を複数有していても良い。
通常、実際のテンプレートにおいては、複数の第2の凹構造14を有し、複数の第2の凹構造14を含む凹凸構造の繰り返しパターンでアライメントマークが構成されている。
また、通常、実際のテンプレートにおいては、上記構成のアライメントマークが主面の複数個所に設けられている。
Moreover, in the
Usually, an actual template has a plurality of second
Further, in an actual template, alignment marks having the above-described configuration are usually provided at a plurality of locations on the main surface.
本発明に係るテンプレートは、上記の本発明に係るテンプレートの製造方法によって製造できるものであり、図7(a)に示すテンプレート2のように、主面12から基部11が掘り下げられた第1の凹構造13と第2の凹構造14を有するテンプレートであって、第2の凹構造14の底面が第1の凹構造13の底面よりも大きく、第2の凹構造14の底面には、基部11を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料31から構成される膜が形成されているものである。
一方、テンプレート2の第1の凹構造13の底面及び側面には、第2の材料31は存在しない。
ここで、第1の凹構造13は、テンプレート2の転写パターンを構成するものであり、第2の凹構造14は、テンプレート2のアライメントマークを構成するものである。
The template according to the present invention can be manufactured by the above-described template manufacturing method according to the present invention, and the first portion in which the
On the other hand, the
Here, the first
それゆえ、このテンプレート2を用いてナノインプリントリソグラフィを行えば、転写パターンを構成する第1の凹構造13の底面及び側面には、第2の材料31が存在しないことから、被転写基板の上に形成される樹脂パターンに欠陥を生じさせてしまうことを防止できる。
また、アライメントマークを構成する第2の凹構造14の底面には、高い屈折率を有する第2の材料31から構成される膜が形成されているため、高精度なアライメントが可能になる。
Therefore, when nanoimprint lithography is performed using this
Moreover, since the film | membrane comprised from the
なお、図7(a)に示すテンプレート2の第2の凹構造14の底面に形成された第2の材料31から構成される膜の断面形状は、第2の凹構造14の幅方向(図中のX方向と平行な方向)の中央における膜厚が周囲の膜厚よりも厚い形態を有している。
より詳しくは、図7(b)に示すように、底面14Bに形成された第2の材料31から構成される膜の断面形状は、中央における膜厚T2が、側面14Sに形成された第2の材料31と接する位置における膜厚T3よりも厚い形態を有している。
Note that the cross-sectional shape of the film made of the
The More particularly, as shown in FIG. 7 (b), the sectional shape of the film and a
このような形態を有する理由は、テンプレート2が上記の本発明に係るテンプレートの製造方法によって製造されたものだからである。
ここで、図7(b)に示す膜厚T2は、上記の図4(b)に示す膜厚T2と同じであり、図7(b)に示す膜厚T3は、上記の図4(b)に示す膜厚T3と同じである。
また、図7(b)に示す膜厚T5は、上記の図6(d)に示す膜厚T5と同じである。
The reason for having such a form is that the
The thickness T 2 shown in FIG. 7 (b) is the same as the thickness T 2 shown in the FIG. 4 (b), the thickness T 3 shown in FIG. 7 (b), in the FIG. This is the same as the film thickness T 3 shown in FIG.
Further, the film thickness T 5 shown in FIG. 7B is the same as the film thickness T 5 shown in FIG.
以上、本発明に係るテンプレートの製造方法およびテンプレートについて説明したが、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。 The template manufacturing method and the template according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above 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 is included in the technical scope of the invention.
1 凹凸基板
2 テンプレート
11 基部
12 主面
13 第1の凹構造
14 第2の凹構造
20 スパッタターゲット
21 スパッタ面
31 第2の材料
41 垂線
42 方向
51 樹脂層
52 部材
53 紫外線
61 第1のエッチングガス
62 第2のエッチングガス
101 凹凸基板
110a テンプレート
102 主面
113、114 凹構造
120 転写パターン領域
130 アライメントマーク領域
140 視認性薄膜
170 レジスト膜
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基部を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料を、前記第1の凹構造の底面には堆積させずに、前記主面、前記第1の凹構造の側面、前記第2の凹構造の側面、及び、前記第2の凹構造の底面に堆積させる堆積工程と、
前記第2の凹構造の底面に堆積させた前記第2の材料を残しつつ、前記主面及び前記第1の凹構造の側面に堆積させた前記第2の材料を除去する除去工程と、
を順に備え、
前記堆積工程が、
前記第2の材料に含まれる物質から構成されるスパッタターゲットを用いたスパッタ成膜工程であって、
前記第1の凹構造の幅をW 1 、
前記第1の凹構造の深さをD 1 、
前記第2の凹構造の幅をW 2 、
前記第2の凹構造の深さをD 2 、
とした場合に、
前記凹凸基板の主面の垂線と前記スパッタターゲットのスパッタ面の垂線のなす角度θが、
W 1 /D 1 <tanθ<W 2 /D 2
の関係を満たすことを特徴とするテンプレートの製造方法。 A concavo-convex substrate having a first concave structure and a second concave structure in which a base portion is dug down from a main surface, the opening width of the second concave structure being larger than the opening width of the first concave structure is prepared. An uneven substrate preparation process;
Without depositing a second material having a higher refractive index than the first material constituting the base on the bottom surface of the first concave structure, the main surface, the side surface of the first concave structure, A deposition step of depositing on a side surface of the second concave structure and a bottom surface of the second concave structure;
A removing step of removing the second material deposited on the main surface and the side surface of the first concave structure, while leaving the second material deposited on the bottom surface of the second concave structure;
In order ,
The deposition step comprises:
A sputter film forming step using a sputter target composed of a substance contained in the second material,
The width of the first concave structure is W 1 ,
The depth of the first concave structure is D 1 ,
The width of the second concave structure is W 2 ,
The depth of the second concave structure is D 2 ,
If
The angle θ formed between the perpendicular of the main surface of the uneven substrate and the perpendicular of the sputtering surface of the sputter target is
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / D 2
A template manufacturing method characterized by satisfying the relationship :
W 1 /D 1 <tanθ<W 2 /2D 2
の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のテンプレートの製造方法。 The angle θ formed between the perpendicular of the main surface of the uneven substrate and the perpendicular of the sputtering surface of the sputter target is
W 1 / D 1 <tan θ <W 2 / 2D 2
The template manufacturing method according to claim 1, wherein:
前記第2の凹構造の底面が前記第1の凹構造の底面よりも大きく、
前記第2の凹構造の底面及び前記第2の凹構造の側面には、前記基部を構成する第1の材料よりも高い屈折率を有する第2の材料から構成される膜が形成されており、
前記第2の凹構造の底面に形成された前記第2の材料から構成される膜の断面形状は、
前記第2の凹構造の幅方向の中央における膜厚が、前記第2の凹構造の側面に形成された前記第2の材料と接する位置における膜厚よりも厚い形態を有し、
前記主面、前記第1の凹構造、及び、前記第2の凹構造の側面の前記主面側は、前記第2の材料から構成される膜が形成されておらず、露出していることを特徴とするテンプレート。 A template having a first concave structure and a second concave structure in which a base is dug down from a main surface,
The bottom surface of the second concave structure is larger than the bottom surface of the first concave structure;
A film made of a second material having a higher refractive index than the first material constituting the base is formed on the bottom surface of the second concave structure and the side surface of the second concave structure. ,
The cross-sectional shape of the film made of the second material formed on the bottom surface of the second concave structure is
The film thickness at the center in the width direction of the second concave structure has a form thicker than the film thickness at the position in contact with the second material formed on the side surface of the second concave structure,
The main surface side of the main surface, the first concave structure, and the side surface of the second concave structure is not formed with a film made of the second material, and is exposed. A template featuring
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