JP6965557B2 - インプリント用テンプレート及びインプリント用テンプレートの製造方法 - Google Patents
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Description
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インプリント用のテンプレート(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た後に前記樹脂を硬化させて、前記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。
このナノインプリントリソグラフィの手法として、加熱により樹脂を硬化させる熱インプリント法と、露光により樹脂を硬化させる光インプリント法がある。高い位置合わせ精度が要求される用途には、加熱による膨張や収縮の影響を受けない光インプリント法が、主に用いられる(例えば、特許文献1、2)。
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、インプリント用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。
そして、この位置合わせに際し、アライメントマークのコントラストを向上させるために、アライメントマークの凹部内に、高コントラスト材料を形成することが提案されている(例えば、特許文献3)。
D1≦D2
の関係を満たすものであることが好ましい。
以下、第1実施形態に係るインプリント用テンプレート及びインプリント用テンプレートの製造方法について、図面を用いて詳しく説明する。
まず、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートについて説明する。
図1は、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの例を説明する図であり、図1(a)、(b)は、それぞれ、異なる態様の第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの構成を説明するための概略断面図である。
第2の材料膜31の膜厚と第2の材料膜32の膜厚は同一であることが好ましい。第2の材料膜31と第2の材料膜32を同一工程で製膜することができるからである。ここで、第2の材料膜31の膜厚と第2の材料膜32の膜厚が同一であるとは、第2の材料膜31の膜厚と第2の材料膜32の膜厚の製造誤差が±5%以内である場合を意味する。
より具体的には、図1(b)に示すインプリント用テンプレート2においては、第2の材料膜32は、メサ構造20と主面11が接する箇所(即ち、メサ構造20の底部外縁)から、基材部10の主面11の外縁までの領域を覆うように形成されている。
一方、図1(a)に示すインプリント用テンプレート1においては、第2の材料膜32は、メサ構造20と主面11が接する箇所(即ち、メサ構造20の底部外縁)から、基材部10の主面11の外縁までの領域の間の、所定の領域に形成されている。この「所定の領域」について、図2を用いて以下に説明する。
図2に示すように、インプリント用テンプレート1を用いて、光インプリント法により被転写基板50の上に形成された光硬化性樹脂60の転写領域61にパターン転写する場合、光硬化性樹脂60の非転写領域62には露光光(例えば、波長365nmの紫外光)が照射されないようにする必要がある。非転写領域62の光硬化性樹脂60を意図せずに硬化させてしまうことを防ぐためである。
例えば、図2に示す例においては、遮光板70が設けられていることにより、露光光が照射される領域は、遮光板70の開口部に応じた照射領域90に規定されている。換言すれば、照射領域90よりも外側の露光光83は、遮光板70によって遮られ、光硬化性樹脂60に照射されない。
それゆえ、遮光板70の形状精度や取り付け精度も含め、遮光板70で規定される照射領域90は、通常、光硬化性樹脂60の転写領域61よりも大きくなるように設計されている。すなわち、図2に示すように、照射領域90は、光硬化性樹脂60の転写領域61に応じた大きさの照射領域91に加えて、本来不要な照射領域92も含む。
より具体的には、インプリント用テンプレート1において、基材部10の主面11に形成される第2の材料膜32は、少なくとも、メサ構造20と主面11が接する箇所(即ち、メサ構造20の底部外縁)から、図2に示す照射領域90に相当する領域の基材部10の主面11の領域の外縁までを覆うように形成されていればよい。
このような構成であれば、インプリント用テンプレート2を搭載するインプリント装置の構成(例えば、図2に示す照射領域90のサイズ)によらずに、光硬化性樹脂60の非転写領域62には露光光が照射されないようにすることができる。
この図3は、第2の材料膜31と第2の材料膜32の膜厚の関係、および、第1の凹凸構造体21と第2の凹凸構造体22の深さの関係について説明するための図であり、インプリント用テンプレート1を構成する他の要素については、図示を省略している。
また、図3においては、一例として、インプリント用テンプレート1を用いて説明しているが、インプリント用テンプレート2においても、同様に説明できるものである。
このような態様であれば、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートを製造する際に、同一の成膜工程により、第2の材料膜31と第2の材料膜32を容易に形成することができ、各膜をそれぞれ個別に形成する製造方法に比べて、より少ない工程で、両膜を形成することができるからである。詳しくは、後述する、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法において、図4〜6を用いて説明する。
メサ構造20の外周の基材部10の主面11の上の第2の材料膜32には、インプリント時における意図しない領域への露光光の照射を防止することが求められるが、第2の凹凸構造体22の凹部の底面の上に形成されている第2の材料膜31は、位置合わせ時のアライメントマークのコントラストを向上させることができればよく、第2の材料膜32よりも薄い膜厚であっても構わないからである。
例えば、第2の凹凸構造体22の凹部に、位置合わせに影響しない微細なパターンを設けることで、第2の凹凸構造体22の凹部を空間的に狭くして、同一の成膜工程であっても、空間的に広い、即ち、解放された平面状の基材部10の主面11の上に形成される第2の材料膜32よりも、第2の凹凸構造体22の凹部の底面の上に形成される第2の材料膜31を形成され難くすることにより、第2の材料膜31の膜厚(T1)を第2の材料膜32の膜厚(T2)より薄くすることができる。
第1実施形態に係るインプリント用テンプレートにおいては、図3に示すように、転写パターンを構成する第1の凹凸構造体21の凸部の上面から凹部の底面までの距離をD1とし、アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体22の凸部の上面から凹部の底面の上の第2の材料膜31の上面までの距離をD2とした場合に、D1≦D2の関係を満たすものであることが好ましい。
このような構成であれば、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートを製造する際に、第2の材料膜31の上に残存するエッチングマスクとしての樹脂層(図6に示す第2の樹脂層102)の厚みをより厚くすることが可能になり、エッチングに際して第2の材料膜31が消失してしまう不具合を、より確実に防止できるからである。詳しくは、後述する第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法において、図4〜6を用いて説明する。
第1実施形態に係るインプリント用テンプレートを構成する光透過性の基材部10は、光インプリント法に用いることが可能なものであって、インプリント時における露光光、及び、位置合わせ時のアライメント光を透過できるものである。
一方、アライメント光は、被転写基板の上の光硬化性樹脂を硬化させないように、露光光とは異なる波長の光が用いられる。一般的には、波長400nm〜800nmの範囲(特に633nm近傍)の可視光が用いられる。
なお、通常、インプリント用テンプレートは、基材部を構成する主たる材料と、転写パターンを有するメサ構造を構成する主たる材料は、同一材料であり、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートにおいても、転写パターンを構成する第1の凹凸構造体21とアライメントマークを構成する第2の凹凸構造体22を有するメサ構造20は、基材部10と同じ材料から構成されている。
例えば、第2の材料膜32を構成する材料(第2の材料)としてクロム(Cr)を用いる場合、この第2の材料膜32の膜厚(T2)は、15nm以上あればよい。
例えば、図1(a)、(b)に示すように、インプリント用テンプレート1、2は、平面視においてメサ構造20を包含する位置関係となる窪み部40を、裏面12側に有している。
それゆえ、例えば、インプリント用テンプレート1、2の転写パターン(第1の凹凸構造体21)を被転写基板50の上の光硬化性樹脂60と接触させる際に、メサ構造20を、その中央部が周囲よりも光硬化性樹脂60に近づく形に湾曲させることで、中央部から外周部に向かって徐々に、気体の混入を排除しつつ、転写パターン(第1の凹凸構造体21)を光硬化性樹脂60と接触させることができる。
また、離型時においても、メサ構造20を湾曲させることで、その外周部から中央部に向かって、徐々に転写パターン(第1の凹凸構造体21)を光硬化性樹脂60から離脱させることができる。
次に、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法について説明する。
図4は、第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図5、6は、第1実施形態に係るインプリント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。なお、この図4〜6は、主に第1実施形態に係るインプリント用テンプレートの第2の材料膜31と第2の材料膜32の形成方法について説明するものであり、他の構成要素の形成方法については、省略している。
例えば、第1のインプリント用テンプレート100は合成石英から構成されており、図1(a)に示すインプリント用テンプレート1のように、平面視においてメサ構造を包含する位置関係となる窪み部を、裏面側に有するものである。
このような構成であれば、後述するエッチング工程(図6(e))において、第2の材料膜31の上に残存する第2の樹脂層102の厚みをより厚くすることが可能になり、エッチングに際して第2の材料膜31が消失してしまう不具合を、より確実に防止できるからである。
すなわち、第1の凹凸構造体21と第2の凹凸構造体22を形成する際のエッチングマスクとなるハードマスクパターンを形成後、第1の凹凸構造体21を形成するためのハードマスクパターン領域を樹脂層で覆った状態で、第2の凹凸構造体22をハーフエッチングし、その後、上記樹脂層を除去して、第1の凹凸構造体21及び第2の凹凸構造体22をエッチング形成することにより、得ることができる。
例えば、第2の材料膜30a、30b、31、32を構成する材料(第2の材料)としてクロム(Cr)を用い、スパッタ法による真空成膜を施して、第2の材料膜32の膜厚が15nm以上となる膜を形成することができる。
より詳しくは、第1の凹凸構造体21の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜の上を覆うように第1の樹脂層101を形成し、第2の凹凸構造体22の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜の上を覆うように第2の樹脂層102を形成し、基材部の主面11の上に形成された第2の材料膜の上に第3の樹脂層103を形成する。
次の工程、すなわち、図6(d)に示す、樹脂層の部分的除去工程において、第2の材料膜31の上に形成された第2の樹脂層102、および、第2の材料膜32の上に形成された第3の樹脂層103が、残存できるようにするためである。
より詳しくは、第1の凹凸構造体21の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜の上に、第1の樹脂層101を構成する第1の樹脂を滴下し、第2の凹凸構造体22の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜の上に、第2の樹脂層102を構成する第2の樹脂を滴下し、図7に示すように、第1の樹脂層101及び第2の樹脂層102の各厚みに応じた段差構造を有する段差テンプレート110を押し当て、第1の樹脂及び第2の樹脂を硬化させる。
第1の樹脂及び第2の樹脂に光硬化性樹脂を用いる場合、例えば、合成石英から構成される段差テンプレート110を用いて、図7に示すように紫外光111を照射して、第1の樹脂及び第2の樹脂を硬化させることで、所望の厚みの第1の樹脂層101、及び、第2の樹脂層102を形成することができる。
この第3の樹脂には、光インプリント法に用いることが可能な光硬化性樹脂を好適に用いることができる。この第3の樹脂は、上記の第1の樹脂や第2の樹脂と、同じものであっても良く、異なるものであっても良い。
例えば、第3の樹脂として光硬化性樹脂を用い、第2の材料膜32の必要な領域の上を覆うような態様となるように第3の樹脂を滴下し、その後、光硬化させて第3の樹脂層103を形成することができる。
しかしながら、第1実施形態においては、第3の樹脂層103が必要とされる領域において、最も薄い部分の膜厚が、第1の凹凸構造体21の凹部の底面の上の第2の材料膜30bの上に形成される第1の樹脂層101の厚み(R1)よりも厚くなるように、第3の樹脂層103を形成すればよい。
例えば、図5(c)に示す例において、第3の樹脂層103の膜厚(R3)は、1μm以上とすることができる。
上記の図5(c)に示す膜厚の差(R2>R1、R3>R1)があるため、図6(d)に示すように、第2の材料膜31の上に形成された第2の樹脂層102、および、第2の材料膜32の上に形成された第3の樹脂層103を残すことができる。
より詳しくは、図6(e)に示すように、メサ構造の最上面20aの上に形成された第2の材料膜30a、および、第1の凹凸構造体21の凹部の底面の上に形成された第2の材料膜30bを除去する。
上記の第1の樹脂層101及び第2の樹脂層102の除去には、例えば、酸素ガスを用いたアッシングの手法を用いることができる。
以下、第2実施形態に係るインプリント用テンプレート及びインプリント用テンプレートの製造方法について、図面を用いて詳しく説明する。
まず、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートについて説明する。
図8は、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの例を説明する図であり、図8(a)、(b)は、それぞれ、異なる態様の第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの構成を説明するための概略断面図である。
より具体的には、図8(b)に示すインプリント用テンプレート202においては、遮光膜233は、メサ構造220と主面211が接する箇所(即ち、メサ構造220の底部外縁)から、基材210の主面211の外縁までの領域を覆うように形成されている。
一方、図8(a)に示すインプリント用テンプレート201においては、遮光膜233は、メサ構造220と主面211が接する箇所(即ち、メサ構造220の底部外縁)から、基材210の主面211の外縁までの領域の間の、所定の領域に形成されている。この「所定の領域」について、図9を用いて以下に説明する。
図9に示すように、インプリント用テンプレート201を用いて、光インプリント法により被転写基板250の上に形成された光硬化性樹脂260の転写領域261にパターン転写する場合、光硬化性樹脂260の非転写領域262には露光光(例えば、波長365nmの紫外光)が照射されないようにする必要がある。非転写領域262の光硬化性樹脂260を意図せずに硬化させてしまうことを防ぐためである。
例えば、図9に示す例においては、遮光板270が設けられていることにより、露光光が照射される領域は、遮光板270の開口部に応じた照射領域290に規定されている。換言すれば、照射領域290よりも外側の露光光283は、遮光板270によって遮られ、光硬化性樹脂260に照射されない。
それゆえ、遮光板270の形状精度や取り付け精度も含め、遮光板270で規定される照射領域290は、通常、光硬化性樹脂260の転写領域261よりも大きくなるように設計されている。すなわち、図9に示すように、照射領域290は、光硬化性樹脂260の転写領域261に応じた大きさの照射領域291に加えて、本来不要な照射領域292も含む。
より具体的には、インプリント用テンプレート201において、基材210の主面211に形成される遮光膜233は、少なくとも、メサ構造220と主面211が接する箇所(即ち、メサ構造220の底部外縁)から、図9に示す照射領域290に相当する領域の基材210の主面211の領域の外縁までを覆うように形成されていればよい。
このような構成であれば、インプリント用テンプレート202を搭載するインプリント装置の構成(例えば、図9に示す照射領域290のサイズ)によらずに、光硬化性樹脂260の非転写領域262には露光光が照射されないようにすることができるからである。
この図10は、高コントラスト膜(第2の材料膜232)と遮光膜233の膜厚の関係、および、第1の凹凸構造体221と第2の凹凸構造体222の深さの関係について説明するための図であり、インプリント用テンプレート201を構成する他の要素については、図示を省略している。
また、図10においては、一例として、インプリント用テンプレート201を用いて説明しているが、インプリント用テンプレート202においても、同様に説明できるものである。
それゆえ、例えば、遮光膜233を構成する材料と、高コントラスト膜(第2の材料膜232)を構成する材料が、同じ光学特性を有する材料である場合、遮光膜233の膜厚(T2)は、高コントラスト膜(第2の材料膜232)の膜厚(T1)よりも厚い(T1<T2)ものであることが好ましい。より遮光性が向上するからである。
ここで、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートにおいては、遮光膜233は、高コントラスト膜を構成する第2の材料膜232に加えて、第1の材料膜231を有する構成になっている。
それゆえ、遮光膜233の膜厚(T2)は、高コントラスト膜(第2の材料膜232)の膜厚(T1)よりも厚い(T1<T2)ものとなる。
第2実施形態に係るインプリント用テンプレートにおいては、図10に示すように、転写パターンを構成する第1の凹凸構造体221の凸部の上面から凹部の底面までの距離をD1とし、アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体222の凸部の上面から凹部の底面の上の高コントラスト膜(第2の材料膜232)の上面までの距離をD2とした場合に、D1≦D2の関係を満たすものであることが好ましい。
このような構成であれば、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートを製造する際に、第2の材料膜232の上に残存するエッチングマスクとしての樹脂層(図13(h)に示す第2の樹脂層302a)の厚みをより厚くすることが可能になり、エッチングに際して第2の材料膜232が消失してしまう不具合を、より確実に防止できるからである。
すなわち、後述する第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法において、第1の凹凸構造体221と第2の凹凸構造体222を形成する際のエッチングマスクとなるハードマスクパターン(図12(d)に示す第1の材料パターン231P)を形成後、第1の凹凸構造体221を形成するためのハードマスクパターン領域を樹脂層で覆った状態で、第2の凹凸構造体222をハーフエッチングし、その後、上記樹脂層を除去して、第1の凹凸構造体221及び第2の凹凸構造体222をエッチング形成することにより、得ることができる。
第2実施形態に係るインプリント用テンプレートを構成する光透過性の基材210は、光インプリント法に用いることが可能なものであって、インプリント時における露光光、及び、位置合わせ時のアライメント光を透過できるものである。
一方、アライメント光は、被転写基板の上の光硬化性樹脂を硬化させないように、露光光とは異なる波長の光が用いられる。一般的には、波長400nm〜800nmの範囲(特に633nm近傍)の可視光が用いられる。
なお、通常、インプリント用テンプレートにおいては、基材を構成する主たる材料と、転写パターンを有するメサ構造を構成する主たる材料は、同一材料であり、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートにおいても、転写パターンを構成する第1の凹凸構造体221とアライメントマークを構成する第2の凹凸構造体222を有するメサ構造220は、基材210と同じ材料から構成されている。
より詳しくは、第1の材料膜231は、後述するインプリント用テンプレートの製造方法において、図12(e)に示すように、第1の凹凸構造体221及び第2の凹凸構造体222を形成する工程に際して、エッチングマスクとして機能するエッチング耐性を有する材料から構成される。
このように、第1の凹凸構造体221と第2の凹凸構造体222を形成するためのエッチングマスクを構成する第1の材料膜231を、遮光膜233の下層の膜として利用するため、第2実施形態においては、工程を増やすことなく、遮光膜233の透過率を小さくすることができる。
ここで、上記のように基材210に用いる材料は主に合成石英であることから、第1の材料膜231を構成する材料としては、フッ素系のガスを用いたドライエッチングに耐性を有する物であることが好ましい。
第1の材料膜231を構成する材料として、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。
この第1の材料膜231を構成する材料として、クロム(Cr)を用いる場合、その膜厚は、形成する第1の凹凸構造体221のサイズにもよるが、例えば、3nm〜5nm程度の厚みがあればよい。
屈折率が異なる材料とすることで、アライメント光を用いた位置合わせ時のアライメントマークのコントラストを向上させることができる。
上記のように基材210に用いる材料は主に合成石英であることから、第2の材料膜232を構成する材料としては、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。
例えば、第1の材料膜231を構成する材料、及び、第2の材料膜232を構成する材料としてクロム(Cr)を用いる場合、遮光膜33の膜厚(T2)は、15nm以上あればよい。
例えば、図8(a)、(b)に示すように、インプリント用テンプレート201、202は、平面視においてメサ構造220を包含する位置関係となる窪み部240を、裏面212側に有している。
それゆえ、例えば、インプリント用テンプレート201、202の転写パターン(第1の凹凸構造体221)を被転写基板250の上の光硬化性樹脂260と接触させる際に、メサ構造220を、その中央部が周囲よりも光硬化性樹脂260に近づく形に湾曲させることで、中央部から外周部に向かって徐々に、気体の混入を排除しつつ、転写パターン(第1の凹凸構造体221)を光硬化性樹脂260と接触させることができる。
また、離型時においても、メサ構造220を湾曲させることで、その外周部から中央部に向かって、徐々に転写パターン(第1の凹凸構造体221)を光硬化性樹脂260から離脱させることができる。
次に、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法について説明する。
図11は、第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図12、13は、第2実施形態に係るインプリント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。なお、この図11〜13は、主に第2実施形態に係るインプリント用テンプレートの第1の凹凸構造体221、第2の凹凸構造体222、高コントラスト膜(第2の材料膜232)、および、遮光膜233(第1の材料膜231と第2の材料膜232が順次積層された積層構造)の形成方法について説明するものであり、他の構成要素の形成方法については、省略している。
第1の材料膜231を形成する方法としては、例えば、スパッタ成膜法を用いることができる。
第1の樹脂層301aを構成する樹脂に光硬化性樹脂を用いる場合、例えば、第1の樹脂パターン221a、222aに相当する凹凸パターンを有するマスターテンプレートを用いた光インプリント法により、第1の樹脂パターン221a、222aを形成することができる。
例えば、光硬化性樹脂を用い、第1の材料膜231の必要な領域の上を覆うような態様となるように、この樹脂を滴下し、その後、光硬化させて第1の樹脂層301bを形成することができる。
しかしながら、第2実施形態においては、第1の樹脂層301bが必要とされる領域において、最も薄い部分の膜厚が、第1の樹脂パターン221a、222aの凹部の膜厚(第1の樹脂パターン221a、222aの凹部の底面から第1の材料膜231の上面までの樹脂の厚み)よりも厚くなるように、第1の樹脂層301bを形成すればよい。
例えば、第1の材料膜231を構成する材料として、クロム(Cr)を用いた場合、塩素と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングにより、第1の材料パターン231Pを形成することができる。
例えば、第2の材料膜232を構成する材料としてクロム(Cr)を用いる場合、スパッタ法による真空成膜を施して、第2の材料膜232を形成することができる。
より詳しくは、第1の凹凸構造体221の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜232の上に第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))を形成し、第2の凹凸構造体222の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜232の上に第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))を形成し、基材210の主面の上に形成された第2の材料膜232の上に第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))を形成する。
次の工程、すなわち、図13(h)に示す、第2の樹脂層の部分的除去工程において、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))及び第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))を残存させつつ、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))を除去するためである。
より詳しくは、第1の凹凸構造体221の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜232の上に、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))を構成する樹脂を滴下し、第2の凹凸構造体222の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された第2の材料膜232の上に、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))を構成する樹脂を滴下し、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))及び第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))の各厚みに応じた段差構造を有する段差テンプレート310を押し当て、樹脂を硬化させる。
第2の樹脂層302aを構成する樹脂に光硬化性樹脂を用いる場合、例えば、合成石英から構成される段差テンプレート310を用いて、図14に示すように紫外光311を照射して、第2の樹脂層302aを構成する樹脂を硬化させることで、所望の厚みの第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))及び第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))を形成することができる。
この第2の樹脂層302bを構成する樹脂には、光インプリント法に用いることが可能な光硬化性樹脂を好適に用いることができる。この第2の樹脂層302bを構成する樹脂は、上記の第2の樹脂層302aを構成する樹脂と、同じものであっても良く、異なるものであっても良い。
例えば、第2の樹脂層302bを構成する樹脂として光硬化性樹脂を用い、基材210の主面の上に形成された第2の材料膜232の必要な領域の上を覆うような態様となるようにこの樹脂を滴下し、その後、光硬化させて第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))を形成することができる。
しかしながら、第2実施形態においては、第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))が必要とされる領域において、最も薄い部分の膜厚が、第1の凹凸構造体221の凹部の底面の上の第2の材料膜232の上に形成される第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(A))の厚み(R1)よりも厚くなるように、第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))を形成すればよい。
例えば、図13(g)に示す例において、第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))の膜厚は、1μm以上とすることができる。
上記の図13(g)に示す膜厚の差があるため、図13(h)に示すように、第2の樹脂層302a(第2の樹脂層(B))、および、第2の樹脂層302b(第2の樹脂層(C))を残すことができる。
より詳しくは、まず、メサ構造220の上の第1の材料パターン231Pの上、および、第1の凹凸構造体221の凹部の底面の上、に形成された第2の材料膜232を除去し、これにより露出する第1の材料パターン31Pを除去し、その後、第2の凹凸構造体222の凹部に形成した第2の材料膜232の上に残存する第2の樹脂層302a、及び、基材210の主面の上の第2の材料膜232の上に残存する第2の樹脂層302bを除去して、図13(i)に示すインプリント用テンプレート201を得る。
また、上記の第2の樹脂層302a、302bの除去には、例えば、酸素ガスを用いたアッシングの手法を用いることができる。
なお、第2の材料膜232を構成する材料と、第1の材料パターン231Pを構成する材料が、同じ材料である場合、上記の第2の材料膜232を除去する工程と、第1の材料パターン231Pを除去する工程は、一の工程で行うことができる。
10 基材部
11 主面
12 裏面
20 メサ構造
20a メサ構造の最上面
21 第1の凹凸構造体
22 第2の凹凸構造体
30a、30b、31、32 第2の材料膜
40 窪み部
50 被転写基板
60 光硬化性樹脂
61 転写領域
62 非転写領域
70 遮光板
81、82、83 露光光
90、91、92 照射領域
100 第1のインプリント用テンプレート
101 第1の樹脂層
102 第2の樹脂層
103 第3の樹脂層
110 段差テンプレート
111 紫外光
201、202 インプリント用テンプレート
210 基材
211 主面
212 裏面
220 メサ構造
220a メサ構造の上面
221 第1の凹凸構造体
221a 第1の樹脂パターン
222 第2の凹凸構造体
222a 第1の樹脂パターン
231 第1の材料膜
231P 第1の材料パターン
232 第2の材料膜
233 遮光膜
240 窪み部
250 被転写基板
260 光硬化性樹脂
261 転写領域
262 非転写領域
270 遮光板
281、282、283 露光光
290、291、292 照射領域
300 テンプレート用基板
301a、301b 第1の樹脂層
302a、302b 第2の樹脂層
310 段差テンプレート
311 紫外光
Claims (19)
- 光透過性の基材部の主面の上にメサ構造を有するインプリント用テンプレートであって、
前記メサ構造の上面に、
転写パターンを構成する第1の凹凸構造体と、
アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体と、
を有し、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上、及び、前記メサ構造の外周の前記基材部の主面の上に、前記基材部を構成する第1の材料とは屈折率が異なる第2の材料から構成される第2の材料膜が形成されており、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上に形成されている前記第2の材料膜の膜厚が、前記主面の上に形成されている前記第2の材料膜の膜厚より薄いことを特徴とする、インプリント用テンプレート。 - 前記第1の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面までの距離をD1とし、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上面までの距離をD2とした場合に、
D1≦D2
の関係を満たすものであることを特徴とする、請求項1に記載のインプリント用テンプレート。 - 光透過性の基材部の主面の上にメサ構造を有するインプリント用テンプレートであって、
前記メサ構造の上面に、
転写パターンを構成する第1の凹凸構造体と、
アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体と、
を有し、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上、及び、前記メサ構造の外周の前記基材部の主面の上に、前記基材部を構成する第1の材料とは屈折率が異なる第2の材料から構成される第2の材料膜が形成されており、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面までの距離をD 1 とし、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上面までの距離をD 2 とした場合に、
D 1 ≦D 2
の関係を満たすものであることを特徴とする、インプリント用テンプレート。 - 前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上に形成されている前記第2の材料膜と、前記主面の上に形成されている前記第2の材料膜が、同じ膜厚であることを特徴とする、請求項3に記載のインプリント用テンプレート。
- 前記基材部の主面の上の第2の材料膜が、前記メサ構造と前記主面が接する前記メサ構造の底部外縁から前記基材部の主面の外縁までの領域を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のインプリント用テンプレート。
- 前記基材部の主面の上の第2の材料膜が、波長365nmでの透過率が10%以下であることを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のインプリント用テンプレート。
- 光透過性の基材部の主面の上にメサ構造を有し、前記メサ構造の上面に、転写パターンを構成する第1の凹凸構造体と、アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体と、を有する第1のインプリント用テンプレートを準備する工程と、
前記メサ構造の最上面の上、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上、前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上、および、前記基材部の主面の上に、前記基材部を構成する第1の材料とは屈折率が異なる第2の材料から構成される第2の材料膜を形成する工程と、
前記第2の材料膜の上に樹脂層を形成する工程と、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上に形成した前記樹脂層、および、前記基材部の主面の上の前記第2の材料膜の上に形成した前記樹脂層を残存させつつ、前記メサ構造の最上面の上の前記第2の材料膜の上に形成した前記樹脂層、および、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上に形成した前記樹脂層を除去する工程と、
前記メサ構造の最上面の上に形成した前記第2の材料膜、および、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上に形成した前記第2の材料膜を除去する工程と、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上、および、前記基材部の主面の上の前記第2の材料膜の上に残存させた前記樹脂層を除去する工程と、
を順に備えることを特徴とする、インプリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第2の材料膜の上に樹脂層を形成する工程が、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成した前記第2の材料膜の上を覆う第1の樹脂層を形成する工程と、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成した前記第2の材料膜の上を覆う第2の樹脂層を形成する工程と、
前記基材部の主面の上に形成した前記第2の材料膜の上に第3の樹脂層を形成する工程と、を含み、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上に形成される第2の樹脂層の厚み、および、前記第3の樹脂層の厚みが、
前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上に形成される第1の樹脂層の厚みよりも厚いことを特徴とする、請求項7に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層を形成する工程が、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成した前記第2の材料膜の上に、前記第1の樹脂層を構成する第1の樹脂を滴下し、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成した前記第2の材料膜の上に、前記第2の樹脂層を構成する第2の樹脂を滴下し、
前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層の各厚みに応じた段差構造を有する段差テンプレートを押し当て、前記第1の樹脂及び前記第2の樹脂を硬化させる工程を含むことを特徴とする、請求項8に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第3の樹脂層を形成する工程が、前記基材部の主面の上の前記第2の材料膜の上に、前記第3の樹脂層を構成する第3の樹脂を滴下する工程を含むことを特徴とする、請求項8または請求項9に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
- 前記第1のインプリント用テンプレートにおける、前記第2の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面までの距離が、前記第1の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面までの距離よりも大きいことを特徴とする、請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
- 光透過性の基材の主面の上にメサ構造を有するインプリント用テンプレートであって、
前記メサ構造の上面に、
転写パターンを構成する第1の凹凸構造体と、
アライメントマークを構成する第2の凹凸構造体と、
を有し、
前記メサ構造の外周の前記主面の上に、遮光膜が形成されており、
前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上に、高コントラスト膜が形成されており、
前記高コントラスト膜が、前記基材を構成する材料と異なる第2の材料膜から構成され、
前記遮光膜が、前記基材を構成する材料と異なる第1の材料膜と前記第2の材料膜が順次積層された積層構造を有し、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面までの距離をD 1 とし、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面から凹部の底面の上の前記高コントラスト膜の上面までの距離をD 2 とした場合に、
D 1 ≦D 2
の関係を満たすことを特徴とする、インプリント用テンプレート。 - 前記主面の上の遮光膜が、
前記メサ構造と前記主面が接する前記メサ構造の底部外縁から前記基材の外縁までの領域を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項12に記載のインプリント用テンプレート。 - 前記第1の材料膜が、前記基材を構成する材料とはエッチング特性が異なる第1の材料から構成され、
前記第2の材料膜が、前記基材を構成する材料とは屈折率が異なる第2の材料から構成されていることを特徴とする、請求項12または請求項13に記載のインプリント用テンプレート。 - 前記遮光膜が、波長365nmでの透過率が10%以下であることを特徴とする、請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載のインプリント用テンプレート。
- 光透過性の基材の主面の上にメサ構造を有するテンプレート用基板を準備する工程と、
前記基材の主面の上、及び、前記メサ構造の上面の上に、前記基材を構成する材料と異なる第1の材料膜を形成する工程と、
前記第1の材料膜の上に第1の樹脂層を形成し、前記メサ構造の上面の上に形成した前記第1の樹脂層を加工して、第1の樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の樹脂パターンにエッチングを施して、前記第1の材料膜から第1の材料パターンを形成し、前記第1の材料パターンをエッチングマスクに用いて第1の凹凸構造体及び第2の凹凸構造体を形成する工程と、
前記第1の材料パターンの上、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上、前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上、および、前記基材の主面の上の前記第1の材料膜の上に、第2の材料膜を形成する工程と、
前記第2の材料膜の上に第2の樹脂層を形成する工程と、
前記基材の主面の上の前記第2の材料膜の上、および、前記第2の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上、に形成された前記第2の樹脂層を残存させつつ、前記メサ構造の上の前記第1の材料パターンの上に形成された第2の材料膜の上、および、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上の前記第2の材料膜の上、に形成された前記第2の樹脂層を除去する工程と、
前記メサ構造の上の前記第1の材料パターンの上、および、前記第1の凹凸構造体の凹部の底面の上、に形成された前記第2の材料膜を除去する工程と、
前記第1の材料パターンを除去する工程と、
前記残存させた第2の樹脂層を除去する工程と、
を順に備えることを特徴とする、インプリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第2の材料膜の上に第2の樹脂層を形成する工程が、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された前記第2の材料膜の上に第2の樹脂層(A)を形成する工程と、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された前記第2の材料膜の上に第2の樹脂層(B)を形成する工程と、
前記基材の主面の上に形成された前記第2の材料膜の上に第2の樹脂層(C)を形成する工程と、
を含み、
前記第2の樹脂層(B)の厚み、および、前記第2の樹脂層(C)の厚みが、前記第2の樹脂層(A)の厚みよりも厚いことを特徴とする、請求項16に記載のイン
プリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第2の樹脂層(A)及び前記第2の樹脂層(B)を形成する工程が、
前記第1の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された前記第2の材料膜の上に、前記第2の樹脂層(A)を構成する樹脂を滴下し、
前記第2の凹凸構造体の凸部の上面の上及び凹部の底面の上に形成された前記第2の材料膜の上に、前記第2の樹脂層(B)を構成する樹脂を滴下し、
前記第2の樹脂層(A)及び前記第2の樹脂層(B)の各厚みに応じた段差構造を有する段差テンプレートを押し当て、前記樹脂を硬化させる工程を含むことを特徴とする、請求項17に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。 - 前記第2の樹脂層(C)を形成する工程が、前記基材の主面の上の前記第2の材料膜の上に、前記第2の樹脂層(C)を構成する樹脂を滴下する工程を含むことを特徴とする、請求項17または請求項18に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
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