TW201140650A - Pattern formation method - Google Patents

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TW201140650A
TW201140650A TW100102148A TW100102148A TW201140650A TW 201140650 A TW201140650 A TW 201140650A TW 100102148 A TW100102148 A TW 100102148A TW 100102148 A TW100102148 A TW 100102148A TW 201140650 A TW201140650 A TW 201140650A
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Yoshihisa Kawamura
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Toshiba Kk
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Description

201140650 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施形態通常係關於一種圖案形成方法。 本申請案係根據並主張2010年2月9曰申請之先前日本專 利申請案第2010-026400號之優先權，該案之全文以引用的 方式併入本文中。 【先前技術"】 於半導體裝置或 MEMS(Micro Electro Mechanical System : 微機電系統）裝置等具有微細構造之電子裝置之製造中，作 為以高生產性形成微細圖案之技術’將模板之凹凸轉印於 基板上之奈米壓印法受到關注。 於奈米壓印法中，使具有可轉印之凹凸圖案之模板接觸 基板上之樹脂，於樹脂沿著模板之凹凸圖案之形狀之狀熊 下使树知硬化，藉此於基板上之樹脂上轉印凹凸圖案。 於奈米壓印法中，於模板之凹凸之縱橫比高之情形時存 在如下情況：當將模板自樹脂上去除之脫模時應力集中於 樹脂之一部分，使樹脂之轉印圖案破壞而產生缺陷。 並且，於先前之奈米壓印法中，若基板上存在微粒，則 有當模板接觸基板時模板圖案被破壞而導致缺陷之產生或 模板壽命之下降之問題。 再者，於非專利文m中揭示有：於基板上設置平滑層， 於其上塗佈壓印抗#層，以壓印抗㈣為遮罩對平滑層加 之方法即便於。亥方法中，若存在微粒，則亦由於微粒 而使模板圖案破壞，產生缺陷而使模板壽命下降。 153652.doc 201140650 【發明内容】 依據本發明之實施形態，提供一種圖案形成方法，其特 徵在於，包括：於被加工膜上塗佈壓印材料之步驟；使具 有設置有第1凹凸之轉印面之模板之上述轉印面接觸上述 壓印.材料，而於上述壓印材料上形成反映上述第丨凹凸之形 狀的第2凹凸之步驟；於使上述模板與上述壓印材料接觸之 狀態下，使上述壓印材料硬化之步驟；於硬化之上述壓印 材料之上述第2凹凸之凹部填充遮罩材之步驟；以上述所填 充之遮罩材為遮罩對上述壓印材料進行加工，使上述被加 工膜之一部分露出之步驟；以及以上述經加工之上述壓印 材料為遮罩對上述被加工膜進行加工之步驟；並且上述第2 凹凸之上述凹部之底面與上述被加工膜間之上述壓印材料 之厚度為上述第2凹凸之半間距之2.5倍以上。 依據本發明之實施形態，提供一種圖案形成方法，其特 徵在於，包括：於被加工膜上塗佈壓印材料之步驟；使具 有設置有第1凹凸之轉印面之模板之上述轉印面接觸上述 壓印材料，而於上述壓印材料上形成反映上述第1凹凸之形 狀的第2凹凸之步驟；於使上述模板與上述壓印材料接觸之 狀態下，使上述壓印材料硬化之步驟；於硬化之上述壓印 材料之上述第2凹凸之凹部填充遮罩材之步驟；以上述所填 充之遮罩材為遮罩對上述壓印材料進行加工，使上述被加 工膜之一部分露出之步驟；以及以上述經加工之上述壓印 材料為遮罩對上述被加工膜進行加工之步驟；並且上述第2 凹凸之凹部之底面與上述被加工膜間之上述壓印材料之厚 153652.doc 201140650 度大於上述第2凹凸之上述凹部之上述底與上述第2凹凸之 凸部之上表面間之距離即上述第2凹凸之深度。 【實施方式】 以下，一面參照圖式一面對本發明之各實施形態進行說 明。 再者，圖式係示意性或概念性者，各部分之厚度與寬度 之關係、部分間之大小之比係數等未必與現實情況相同。 另外，即便於表示相同部分之情形時，亦存在根據圖式而 彼此之尺寸或比係數表現不同之情況。 另外，於本案說明書與各圖中，對關於已示出之圖式而 上述者相同之要素附上相同之符號而適當省略詳細之說 明。 (實施形態） 圖1係例示本發明之實施形態之圖案形成方法之流程圖。 圖2及圖3係例示本發明之實施形態之圖案形成方法之步 驟順序示意剖面圖。 如圖1及圖2(a)所示，於本發明之實施形態之圖案形成方 法中，首先於設置於基板1〇之主表面10a上之被加工膜2〇上 塗佈壓印材料（步驟S110)。例如於被加工膜2〇上形成樹脂膜 3 0作為壓印材料。 例如，基板10可使用矽基板或石英基板等任意之基板。 被加工膜20係藉由本實施形態之圖案形成方法而加工之 膜。被加工膜20係使用例如絕緣膜、導電膜或半導體膜等 任意之膜。被加工膜20係使用例如矽氧化膜等含有矽之膜 153652.doc 201140650 或金屬膜等。 樹脂膜30係使用例如光硬化性樹脂。即，樹脂膜3〇係使 用含有碳之有機膜等。於被加工膜2〇上塗佈樹脂膜30時可 使用例如分配器80等。另外，樹脂膜30並不限定於光硬化 性樹脂’亦可為熱硬化性樹脂。 其次’如圖1及圖2(b)所示，使具有設置有第1凹凸41之 轉印面40a之模板40之轉印面4〇a接觸樹脂膜30。 模板40係使用例如石英。於模板4〇之轉印面4〇a設置有具 有所需尺寸之凹凸（第1凹凸41)。另外，於將熱硬化性樹脂 用於樹脂膜30之情形時，較佳為將熱導率優異之材料用於 模板40。 藉由使模板40之轉印面4〇a與樹脂膜3〇接觸，則樹脂膜3〇 填充於模板40之第1凹凸41之凹部。藉此，樹脂膜3〇之形狀 沿著模板40之第1凹凸41之形狀而變形，即，第i凹凸“轉 印於樹脂膜30上》於此狀態下使樹脂膜3〇硬化。例如，介 隔模板40對樹脂膜30照射紫外線61。藉此，形成具有反映 模板40之第！凹凸w之形狀的第2凹凸32之轉印樹脂層 31(步驟S120)。即，使具有設置有第！凹凸〇之轉印面4〇a 之模板40之轉印面40a接觸壓印材料，而於壓印材料上形成 反映第i凹凸41之形狀的第2凹凸32。並且，於使模板⑽與 壓印材料接觸之狀態下使壓印材料硬化。 其後，如圖2(c)所示，使模板40與轉印樹脂層3丨分離而脫 模。 此處’如圖2(b)及圖2(c)所示，將模板4〇 、罘I凹凸41之 153652.doc ⑧ 201140650 深度（高度）作為第1凹凸深度Ll〇第1凹凸深度L1係模板40 之第1凹凸41之凹部之底面與凸部之上表面之距離。 將形成於轉印樹脂層31上之第2凹凸32之深度作為第2凹 凸深度L2。第2凹凸深度L2係轉印樹脂層31之第2凹凸32之 凹部32d之底面與凸部32p之上表面之距離。第2凹凸32反映 第1凹凸41之形狀，因此第2凹凸深度l2與第1凹凸深度以 實質上相同。 並且，將轉印樹脂層31上第2凹凸32之凹部32(1之底面與 被加工膜20間之部分稱為殘層3lr(Residual Layer)。殘層 31r(即’使模板40與樹脂膜3〇接觸，將模板40之凹凸轉印於 樹脂膜30上並使樹脂膜3〇硬化而形成之轉印樹脂層3丨之殘 層 3 lr)之厚度即殘層厚度（Residual layer Thickness: RLT) 係轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d之底面與被加工膜 20間之距離（壓印材料之膜厚）。 並且，如圖1及圖2(d)所示，於轉印樹脂層31之第2凹凸 3 2之凹部32(1填充遮罩材50(步驟8130)。即，於硬化之壓印 材料之第2凹凸32之凹部32d填充遮罩材50。 遮罩材50可使用例如SOG(Spin On Glass，旋轉塗佈玻 璃）。藉此’於轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d埋入性 良好地埋入遮罩材50。另外’遮罩材50之表面之平坦性變 得良好。此處’遮罩材50係選擇對轉印樹脂層31之蝕刻速 率低之材料。 其後’視需要進行 CMP(Chemical Mechanical Polishing， 化學機械拋光）。藉此，轉印樹脂層31及遮罩材50之表面變 153652.doc 201140650 得平坦。 其後，如圖1、圖3(a)及圖3(b)所示，以所填充之遮罩材 5 0為遮罩對轉印樹脂層31 (壓印材料）進行加工，使被加工膜 20之一部分露出（步驟S140)。 即’如圖3(a)所示，以遮罩材50為遮罩，藉由例如 RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻）對轉印樹脂層 3 1進行加工。 藉此，如圖3 (b)所示，經遮罩材50覆蓋之部分之轉印樹 脂層31殘留’未經遮罩材50覆蓋之部分之轉印樹脂層31被 去除。通常於脫模時易產生缺陷之壓印法難以形成高縱橫 比之圖案。但是，藉由經過上述步驟，可使用壓印法於壓 印抗姓層上轉印高縱橫比之圖案。 再者，上述RIE所使用之離子62可使用例如蝕刻含有有機 樹脂之轉印樹脂層3 1之離子。 此時，遮罩材50之膜厚亦可稍微減小。 其後，如圖1及圖3(c)所示，以經加工之轉印樹脂層3 1 (壓 印材料）為遮罩，對露出之被加工膜2〇進行加工（步驟si5〇)。 被加工膜20之加工可使用例如RIE。此時’該RIE之離子 63係使用餘刻被加工膜2〇之離子。 再者，例如圖3(b)所示，於上述加工之最初階段，於轉 印樹脂層31上存在遮罩材5〇β並且，藉由RIE而於被加工膜 20之加工的同時去除遮罩材5〇，如圖3(c)所示，於後續階 段’亦可不存在遮罩材5()。並且，以露出之轉印樹脂層Μ 為遮罩而藉由RIE對被加工膜2〇進行加工。 153652.doc 201140650 再者，藉由該RIE，亦可減小轉印樹脂層31之膜厚。但是， 在被加工膜20之加工結束之前，轉印樹脂層31仍殘存。即， 被加工膜2 0之加工結束時之轉印樹脂層3 !之厚度l c並非為 〇 ’轉印樹脂層31殘存。例如，預測用作遮罩之轉印樹脂層 31之膜厚因被加工膜2〇之加工而減小，轉印樹脂層3 1之厚 度（具體而言為殘層厚度RLT)設定為較厚。但是，本實施形 態並不限定於此，視情況於被加工膜2〇之加工最後階段去 除轉印樹脂層31，亦可露出被加工膜20之表面之例如一部 71即，被加工膜20只要能夠加工成所需形狀即可。 其後，如® 3⑷所示’將用作遮罩之轉印樹脂層31去除。 於該去除時，可使用例如藉由氧電漿64等之灰化。 藉此，反映模板40之凹凸（第}凹凸41)的圖案形成於被加 工膜20上。 如此，本實施形態之圖案形成方法可應用於例如利用奈 米塵印法之®案形成方法’該奈米壓印法係為了進行半導 而使具有凹凸之模板與 體裝置之製造步驟中之微細加工 晶圓等被轉印基板接觸、或使間隔變近而進行圖案轉印之 方法。 於本實施形態之圖案形成方法中’殘層厚度rLt係設定 為較厚。 例如，殘層厚度RLT(第2凹凸32之凹部32d之底面與被加 工膜20間之距離即殘層3 lr之厚度，亦即第2凹凸32之凹部 32d之底面與被加工膜20間之壓印材料之厚度）係設定為大 於轉印樹脂層31之第2凹凸32之第2凹凸深度L2(第2凹凸32 153652.doc 201140650 之凹部32d之底面與第2凹凸32之凸部32p之上面間之距 離）。例如，第2凹凸深度L2係設定為小於50 nm(奈米）左右。 此時，殘層厚度RLT係設定為5 0 nm以上，殘層厚度RLT係 設為例如1 00 nm。 於步驟S110中形成樹脂膜30時，殘層厚度RLT係由例如 滴加（塗佈）於被加工膜20上之樹脂膜30之每單位面積之量 而控制。另外’殘層厚度RLT亦可由例如於步驟s 120中擠 壓模板40與基板10之力而控制。 如此’於本實施形態之圖案形成方法中，將殘層厚度RLT 設定為較厚’並且於第2凹凸32中埋入遮罩材，使用該遮罩 材對轉印樹脂層3 1進行加工，藉此可提供抑制由步驟中之 微粒等破壞模板的高生產性之圖案形成方法。 具體而言’殘層厚度RLT係設定為第2凹凸32之半間距（間 距之二分之一）之2.5倍以上。於殘膜厚度RLT小，例如小於 第2凹凸32之半間距之2.5倍之情形時，容易因步驟中存在 之微粒破壞模板。形成第2凹凸32之步驟係進行與第2凹凸 3 2之間距對應之微粒之管理。就實用性而言，藉由將殘膜 RLT設定為所欲形成之第2凹凸32之半間距之2.5倍以上，可 充分抑制步驟中之微粒之影響，可抑制模板破壞。例如於 所形成之第2凹凸32之半間距為2〇 nm之情形時，殘膜厚度 RLT係设疋為50 nm以上。再者，第2凹凸32之間距與第1凹 凸41之間距相同。 圖4係例示本發明之實施形態之圖案形成方法之一部分 步驟之狀態之示意剖面圖。 153652.doc jq ⑤ 201140650 即，6亥圖係與步驟S 120中使模板4〇與樹脂膜3〇接觸時之 狀態對應，例示轉印步驟之環境令存在微粒2〇p時之狀態。 如圖4所不’於轉印步驟中，於被加工膜2〇之表面或模板 40之轉印面40a存在微粒2〇p。於此狀態下，若使模板4〇之 轉印面40a與樹脂膜30接觸，則樹脂膜3〇填充於模板4〇之第 1凹凸41之凹部。並且，由於充分量之樹脂膜3〇設置於被加 工膜20上，故即便微粒20p存在於模板4〇之轉印面4〇a與被 加工膜20之間，該微粒2〇p亦埋沒於樹脂膜3〇中而使模板4〇 之第1凹凸41不被破壞。 如此’於本實施形態之圖案形成方法中，第2凹凸32之殘 層31r之厚度（殘層厚度rlt)較厚，因此可抑制微粒2〇p埋入 於殘層31r中而破壞模板40。 再者，於微粒20p具有與轉印樹脂層3丨類似之性質之情形 時，當將遮罩材50用於遮罩而進行轉印樹脂層31之加工（步 驟S 140)時’微粒20p亦與轉印樹脂層3丨一起經加工而不對 被加工膜20之加工造成特別影響，被加工膜2〇之加工係於 所需狀態下實施。另外，微粒2〇p之性質與轉印樹脂層3 j 不同’進行加工步驟S140之轉印樹脂層31之加工時，於轉 印樹脂層3 1之形狀變得異常之情形時，有對被加工膜2〇之 加工造成影響之情況。然而’即便於此情形時，僅被加工 膜20之形狀變得異常’而模板4〇未破壞，因此對使用該模 板40之其他加工未產生不良影響。 如此’藉由本實施形態之圖案形成方法，可提供抑制由 步驟中之微粒等破壞模板的高生產性之圖案形成方法。 153652.doc -11 - 201140650 通常’於製造步驟中’小於50 nm尺寸之微粒難以藉由沖 洗等而去除。因此有步驟中存在小於5〇 ηπι之微粒2〇p之可 能性。藉由將殘層厚度RLT設定為5〇 nm以上，則即便存在 此種微粒20p ’微粒2〇p亦埋入殘層311>中，故模板4〇未破 壞。因此’殘層厚度RL丁較理想為設定為5〇 nrn以上。 進而’於步驟S120中，當使模板4〇與樹脂膜30接觸時， 樹脂膜30之量（例如被加工膜2〇之每單位面積之量）多。藉 此，當使模板40之轉印面4〇3與樹脂膜3〇接觸時，樹脂膜3〇 變得谷易填充於模板40之第1凹凸41之凹部，轉印速度提 昇，生產性進一步提昇。例如，當使模板4〇之轉印面4〇&與 樹脂膜30接觸時，於第1凹凸41之凹部存在上述步驟中之環 境氣體（例如空氣或氦氣等）。該凹部之氣體可藉由溶解於樹 脂膜30中而加速樹脂膜30填充於凹部中。 當使模板40與樹脂膜30接觸時樹脂膜3〇之量少時，由於 凹部之單位體積之樹脂膜3 0之量少，故凹部之氣體難以溶 解於樹脂膜30中’因此樹脂膜30填充於凹部中耗費時間。 於本實施形態之圖案形成方法中，當使模板4〇與樹脂膜 30接觸時，由於增多樹脂膜30之量，故模板4〇之凹部之氣 體易溶解於樹脂膜30中’樹脂膜30易填充於模板4〇之凹 部，轉印速度提昇，生產性進一步提昇。 另外’於本實施形態之圖案形成方法中，由於使殘層厚 度RLT變厚’故於被加工膜20之階差大之情形時，吸收該階 差而獲得穩定之轉印樹脂層31 ’結果可實施高精度之被加 工膜之加工。 153652.doc -12· ⑧ 201140650 殘層厚度RLT之厚度係設定為於被加工膜20之加工中轉 印樹脂層3 1殘留之厚度。即，於本實施形態之圖案形成方 法中’由於在轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d中另行 埋入遮罩材50，使用該遮罩材50對轉印樹脂層3 1進行加 工，故對被加工膜20進行加工時作為遮罩而發揮作用之轉 印樹脂層31之厚度實質上成為殘層厚度RLT。因此，殘層厚 度RLT之厚度係設定為於被加工膜2〇之加工中轉印樹脂層 31殘留之厚度。 即，於本貫施形態之圖案形成方法中，為進行被加工膜 20之加工而必需之轉印樹脂層3丨之厚度相當於殘層厚度 RLT，轉印時之第2凹凸32之第2凹凸深度L2可設定為與被 加工膜20之加工無關。 由於第2凹凸32之第2凹凸深度L2可藉由利用遮罩材50對 轉印樹脂層3 1進行加工之步驟之條件而設定，故對第2凹凸 深度L2之要求不嚴，第2凹凸32之縱橫比可設定為較低.於 本實施形態中，第2凹凸32之縱橫比可設定為例如2.5以下。 藉此’轉印步驟之脫模變得容易，可抑制轉印樹脂層3 i 殘留於例如模板40之第1凹凸41之凹部之轉印不良，進而可 提昇生產性。 如此’於本實施形態之圖案形成方法中，第2凹凸32之凹 部32d之底面與被加工膜2〇間之距離即殘層31r之厚度（殘層 厚度RLT)大於第2凹凸32之凹部32d之底面與第2凹凸32之 凸部32p之上表面間之距離即第2凹凸32之深度（第2凹凸深 度 L2)。 153652.doc •13- 201140650 另外，第2凹凸32之凹部32d之底面與被加工膜2〇間之距 離即殘層3〗r之厚度（殘層厚度111^)為5〇11111以上。即，當第 2凹凸32之半間距為20 nm左右時，殘層3 1 r之厚度係設定為 第2凹凸32之半間距之2.5倍以上。 另外，第2凹凸32之凹部32d之底面與被加工膜2〇間之距 離即殘層32r之厚度（殘層厚度RLT)係設定為大於使轉印面 4〇a與樹脂膜30接觸之步驟中所管理之微粒之直徑之最小 值。 藉此，由於在轉印步驟中，微粒2〇p等埋入殘層3 lr中， 故可抑制由微粒20p等破壞模板40而提昇生產性。 另外’殘層厚度RLT較厚，由於使模板4〇與樹脂膜3〇接 觸時之樹脂膜30之量多，故模板4〇之凹部之氣體易溶解於 樹脂膜30中’樹脂膜30易填充於模板4〇之凹部，轉印速度 提昇，生產性進一步提昇。 另外，由於殘層厚度RLT較厚，故吸收被加工膜2〇之階 差而獲得穩定之轉印樹脂層31，可實施高精度之被加工膜 20之加工。進而’可降低模板4〇之第1凹凸41之縱橫比，可 抑制轉印樹脂層31殘留於模板4〇之第i凹凸w之凹部之轉 印不良，就此方面而言亦可提昇生產性。藉由上述實施形 態，可使用壓印法抑制高縱橫比之圖案之缺陷而形成，並 且可抑制接觸時破壞模板。 (第1比較例） 圖5及圖6係例示第1比較例之圖案形成方法之步驟順序 示意剖面圖。 153652.doc . 14, 201140650 於第1比較例之圖案形成方法中，基於模板4〇之第1凹凸 41而形成之轉印樹脂層Μ之第2凹凸32本身係用於被加工 膜2 0之加工之例。 如圖5(a)所示，於設置於基板1〇之主表面i〇a之被加工膜 20上形成樹脂膜30。 其後，如圖5(b)所示，使模板40之轉印面4〇a與樹脂膜3〇 接觸，將第1凹凸41轉印於樹脂膜30,使樹脂膜3〇硬化而形 成具有反映第1凹凸41之形狀的第2凹凸32之轉印樹脂層 31 〇 此時，模板40之第1凹凸41之第1凹凸深度L1 ’即轉印樹 脂層31之第2凹凸32之第2凹凸深度L2係設定為較大，以使 轉印樹脂層3 1可耐受被加工膜2〇之加工。即，模板4〇之第j 凹凸41及轉印樹脂層31之第2凹凸32之縱橫比高，例如高於 2.5。另外’此時之殘層厚度RLT係設定為較薄。 另外，第1比較例之圖案形成方法所使用之模板4〇中，與 本貫施形態之圖案形成方法所使用之模板4〇具有凹部與凸 部相互交替之形狀。 並且，如圖5(c)所示，使模板4〇與轉印樹脂層31分離而脫 模。 其後，如圖5(d)所示，藉由使用例如含有氧65之RIE對轉 印樹脂層3 1進行異向性蝕刻，而去除殘層3 lr。藉此，被加 工膜20之表面之一部分露出。再者，此時該狀態下之轉印 樹脂層3 1之第2凹凸3 2之深度L 3 (高度）係根據上述異向性 蝕刻之加工範圍而成為例如稍微小於第2凹凸深度以之值。 153652.doc -15- 201140650 其後，如圖6(a)所示，以轉印樹脂層3丨為遮罩對露出之被 加工膜20進行加工。 其後，如圖6(b)所示，視需要藉由氧電漿64等去除轉印 樹脂層31。 藉此，基於模板40之第1凹凸41之圖案形成於被加工膜2〇 上。 圖7係例示第丨比較例之圖案形成方法之一部分步驟之狀 態之示意剖面圖。 即，圖7(a)及圖7(b)與使轉印步驟之環境中存在微粒2〇卩 時之模板40與樹脂膜30接觸之狀態及脫模之狀態分別對 應。另夕卜，圖7(c)係與脫模時之圖案不良之狀態對應。 如圖7(a)所示，若於轉印步驟中，微粒2〇p存在於模板4〇 之轉印面40a與被加工膜2〇之間，貝j由於樹脂膜％薄，故微 粒20p無法埋沒於樹脂膜3〇中。 因此，如圖7(b)所示，由微粒2〇p破壞模板40之第1凹凸 41 〇 另外，由於必需提高第i凹凸41之縱橫比，故於脫模時轉 印樹脂層31殘留於模板40之凹部而產生轉印樹脂層31之圖 案不良。並且，殘留於模板4〇之凹部之轉印樹脂層η於下 次轉印時仍照原樣殘存’產生與模板4〇之圖案破壞之情況 相同之不良。 如此於第1比較例之圖案形成方法中，容易由微粒破壞 模板4〇 ’另外由於縱橫比高，故於脫模時產生不良，並因 此而破壞模板40。 153652.doc 201140650 即’於第i比較例之圖案形成方法中，脫模時產生之摩擦 力或伴隨於模板40之變形的應力之集中而容易產生脫模缺 陷。尤其’微細且縱橫比高之圖案中，由於轉印樹脂層31 之拉伸強度弱，故於脫模時容易產生圖案於中間破碎、自 基底（被加工膜20)剝離等缺陷。若為防止該情況而將模板 之圖案之縱橫比限制於例如2.5以下，則於被加工膜2〇之加 工時，轉印樹脂層31消失而無法進行所需加工。 於如第1比較例之奈米壓印法中’脫模時之轉印樹脂層31 不會破壞之圖案高度與被加工膜20之加工所需之圖案高度 產生取捨關係’難以進行穩定之高生產性之圖案形成。 (第2比較例） 圖8及圖9係例示第2比較例之圖案形成方法之步驟順序 示意剖面圖。 於第2比較例之圖案形成方法中，於被加工膜2〇上設置有 遮罩用樹脂層70，且於其上設置有樹脂膜3〇(轉印樹脂層 3 1)。該遮罩用樹脂層70係用於被加工膜2〇之加工之例。 即，第2比較例之圖案形成方法係與非專利文獻丨所記載之 方法對應。 如圖8(a)所示’於設置於基板1〇之主表面i〇a之被加工膜 20上形成遮罩用樹脂層70，於其上形成樹脂膜3〇。 遮罩用樹脂層70係作為被加工膜2〇之加工時之遮罩而發 揮功能。因此’遮罩用樹脂層7〇之厚度“係設定為較厚， 以使遮罩用樹脂層70可耐受被加工膜2〇之加工。 其後’如圖8(b)所示，使模板4〇之轉印面4〇3與樹脂膜3〇 I53652.doc •17· 201140650 接觸’將第1凹凸41轉印於樹脂膜30上，使樹脂膜3〇硬化而 形成具有反映第1凹凸41之形狀的第2凹凸32之轉印樹脂層 31 ° 再者’第2凹凸32可用於遮罩用樹脂層7〇之加工，而不用 於被加工膜20之加工。因此，模板4〇之第！凹凸41之第1凹 凸深度L1 ’即轉印樹脂層31之第2凹凸32之第2凹凸深度[2 係設定為比較小。即，模板40之第1凹凸41及轉印樹脂層31 之第2凹凸32之縱橫比低，例如為2·5以下。 並且，於第2比較例中，殘層厚度RLT係設定為較薄。 再者，第2比較例之圖案形成方法所使用之模板4〇與本實 施形態之圖案形成方法所使用之模板4〇具有凹部與凸部相 互交替之形狀。 並且，如圖8(c)所示，使模板40與轉印樹脂層31分離而脫 模。 其後，如圖8(d)所示，以轉印樹脂層3丨為遮罩對遮罩用 樹脂層70進行加工。藉此，被加工膜2〇之表面之一部分露 出。 其後，如圖9(a)所示，以遮罩用樹脂層7〇為遮罩對露出之 被加工膜20進行加工。 其後，如圖9(b)所示，藉由氧電漿64等將遮罩用樹脂層 70去除。 藉此，基於模板40之第1凹凸41之圖案係形成於被加工膜 20上。 圖10係例示第2比較例之圆案形成方法之一部分步驟之 153652.doc -18· 201140650 狀態之示意剖面圖。 即’圖10(a)及圖1 〇(b)與使於轉印步驟之環境中存在微粒 20p時之模板4〇與樹脂膜3〇接觸之狀態及脫模之狀態分別 對應。 如圖10⑷所示’若於轉印步驟中，微粒20p存在於模板40 之轉印面40a與被加工膜2〇之間，則由於樹脂膜3〇薄，殘層 厚度RLT薄，故微粒2〇p無法埋沒於樹脂膜3〇令。 因此，如圖10(b)所示’由微粒2〇p破壞模板4〇之第！凹凸 41 〇 再者，於第2比較例中，可減小第2凹凸32即第i凹凸41 之縱橫比小，因此有可抑制脫模時轉印樹脂層31殘留於模 板40之凹部之不良的可能性。 另外，於第2比較例之圖案形成方法中，由於在被加工膜 2〇上設置有遮罩用樹脂層7〇，故即便於被加工膜2〇之階差 大之隋开/時，亦可利用遮罩用樹脂層7 〇吸收該階差。 另一方面，於第2比較例之圖案形成方法中，由於殘層厚 度RLT小，故樹脂膜30之量少。因此，當使模板⑽與樹脂膜 30接觸時，凹部之氣體難以溶解於樹脂膜％中，因此樹脂 膜3 0填充於凹部中耗費時間。 如此，於第匕較例之圖案形成方法中，藉由設置遮罩用 樹脂層70 ’可減小模板4〇之縱橫比’可抑制轉印不良，另 外有可降低被加工膜20之階差之影響的可能性，但由於殘 層厚度RLT小，故容易因微粒卿破壞模板4()，另外，樹脂 膜30於模板40之凹部中之填充耗費時間。 J53652.doc 201140650 相對於此，於本實施形態之圖案形成方法中，藉由增厚 殘層厚度RLT ’可抑制因微粒20p等破壞模板40，生產性高。 進而，樹脂膜30容易填充於模板40之凹部，生產性進一步 提昇。並且’由於殘層厚度RLT較厚，故可吸收被加工膜20 之階差，另外，可減小模板40之第1凹凸41之縱橫比，可抑 制轉印不良，生產性高。 (第1實施例） 對本實施形態之第1實施例之圖案形成方法進行說明。 於基板10之主面10a上形成有被加工膜20 ^於本實施例 中’被加工膜20係厚度為200 nm之Si氧化膜。 如圖2(a)所示’藉由喷墨法於被加工膜2〇上滴加1〇pl(微 微升）左右之丙烯酸系光硬化樹脂之複數滴液滴。該丙稀酸 系光硬化樹脂成為樹脂膜3 0。 如上所述，所滴加之丙晞酸系光硬化樹脂之量決定殘層 厚度RLT。於本實施例中，以殘層厚度RLT成為15〇nm之方 式控制丙烯酸系光硬化樹脂之量。 其次，如圖2(b)所示，使模板4〇之轉印面4〇a與樹脂膜3〇 接觸，於樹脂膜30之表面上轉印模板4〇之第i凹凸41之圖 案。模板40之第1凹凸41之線與間隙為4〇nm(即，凹部之寬 度為40nm，凸部之寬度為4〇nm)，圖案高度（第1凹凸深度 L1)為100 nm。此時之縱橫比為2 $。 並且，例如介隔著模板40對樹脂膜3〇照射紫外線6卜藉 此，形成具有反映模板40之第！凹凸41之形狀的第2凹凸32 之轉印樹脂層3 1。 153652.doc -20- 201140650 其後’如圖2(c)所示’使模板40與轉印樹脂層31分離而脫 模。 並且’如圖2(d)所示，於轉印樹脂層31上旋轉塗佈SOG， 於300 C下烘烤’於轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d 填充遮罩材50。該s〇G層成為遮罩材50。 繼而’藉由RIE法回蝕SOG層，使轉印樹脂層3 1之凸部32p 露出。 然後’如圖3(a)及圖3(b)所示，以SOG層（遮罩材50)為遮 罩’藉由使用氧之RIE對轉印樹脂層31進行加工。 接著’如圖3(c)所示，以經加工之轉印樹脂層3丨為遮罩對 露出之被加工膜20進行加工》 然後’如圖3(d)所示，藉由利用例如氧電漿64等之灰化 而將用作遮罩之轉印樹脂層3 1去除。 藉此’獲得反映模板40之凹凸（第1凹凸41)的線與間隙為 40 nm且圖案高度為200 nm之矽氧化膜之被加工膜20。 藉由第1實施例之圖案化方法，可抑制由步驟中之微粒等 破壞模板，可進行生產性高之圖案形成。 (第2實施例） 於第2實施例之圖案形成方法中，使用感光性材料作為遮 罩材50。以下’對在轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部3 2d 埋入遮罩材50之步驟進行說明。 圖Π係例示第2實施例之圖案形成方法之一部分步驟之 狀態之示意剖面圖。 即，該圖係例示於轉印樹脂層3 1之第2凹凸32之凹部32d 153652.doc -21 - 201140650 埋入遮罩材50之步驟。 如圖11(a)所示’使用具有光微影法之圖案化功能之材料 作為遮罩材50。該例係使用負型感光性SOG作為遮罩材50 之例。藉由介隔例如遮罩66之ArF微影製程而將旋轉塗佈於 轉印樹脂層3 1上之負型感光性s〇G膜圖案化。 藉此’如圖11(b)所示，顯像後之遮罩材50係選擇性地形 成於形成有轉印樹脂層31之凹部32d之區域》 並且’如圖11(c)所示，回蝕負型感光性S〇G膜，形成於 轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d埋入有遮罩材50之形 狀。 如此’藉由使用感光性SOG膜作為遮罩材50，可於必要 之部分選擇性地形成SOG膜，例如降低基於圖案之粗密的 SOG膜之圖案覆蓋引起之膜厚差，回钱變得容易可進一 步提昇生產性。 (第3實施例） 於本實施形態之第3實施例中，基於轉印步驟中所管理之 微粒之尺寸而決定殘層厚度RLT。 於本實施例中，亦如圖2(a)所示，於基板10之主表面1〇a 形成厚度為200 nm之被加工膜20，藉由喷墨法於被加工膜 20上滴加10 pi左右之丙烯酸系光硬化樹脂之複數滴液滴。 於本實施例中，以殘層厚度RLT大於轉印步驟中可存在 於基板10之主表面之微粒20p之尺寸（直徑）之方式設定殘層 厚度RLT。本實施例係於轉印步驟中由微粒檢測所管理之微 粒尺寸之直徑之最小值為15〇 nm之情形，基於此以殘層厚 153652.doc •22· 201140650 度RLT成為150 nm之方式控制丙烯酸系光硬化樹脂之量。 藉此’即便於轉印步驟中，於被加工膜2〇與模板4〇之間存 在小於150 nm之微粒2〇p，微粒20p亦收納於殘層3 I r中，故 可抑制昂貴之模板40之破損。 其後，與第1實施例同樣，使模板4〇之轉印面4〇a與樹脂 膜30接觸，對樹脂膜3〇照射紫外線61，形成具有反映模板 40之第1凹凸41之形狀的第2凹凸32之轉印樹脂層31，使模 板40與轉印樹脂層3 1分離而脫模。 並且，於轉印樹脂層31之第2凹凸32之凹部32d填充遮罩 材50，以遮罩材50為遮罩藉由RIE對轉印樹脂層31進行加 工，以經加工之轉印樹脂層31為遮罩對露出之被加工膜2〇 進行加工，最後將用作遮罩之轉印樹脂層31去除。 藉此，形成反映模板40之凹凸（第！凹凸41)的線與間隙為 40 nm且圖案高度為200 nm之矽氧化膜之被加工膜2〇。 於第3實施例之圖案化方法中，亦可提供抑制由步驟中之 微粒等破壞模板的高生產性之圖案形成方法。 再者，於第3實施例之圖案化方法中，亦如第2實施例般， 可使用感光性樹脂材料（例如感光性s〇G等）作為遮罩材 50，可獲得相同之效果。 再者，於本案說明書中，「垂直」及「平行」不僅為嚴格 之垂直及嚴格之平行，並且亦為包含例如製造步驟中之偏 差等者’只要為實質上垂直及實質上平行即可。 以上’ -面參照具體例-面對本發明之實施形態進行說 明。但是’本發明並不限定於該等具體例。關於例如圖案 153652.doc -23- 201140650 形成方法所使用之模型、被處理基板、轉印材及光變形層 等各要素之具體構成，只要業者可自公知之範圍適當選 擇，同樣地實施本發明且可獲得相同之效果，則包含於本 發明之範圍内。 另外，將各具體例中任意兩種以上之要素於技術上可能 之範圍内組合而成者亦只要包含本發明之主旨，則包含於 本發明之範圍内。 此外，以作為本發明之實施形態而如上所述之圖案形成 方法為基礎，業者可適當設計變更而實施之全部圖案形成 方法只要包含本發明之主旨，則屬於本發明之範圍。 除此以外，於本發明之思想範疇中，業者可想到各種變 更例及修正例，對於該等變更例及修正例亦理解為屬於本 發明之範圍者。例如對於上述各實施形態，業者適當進行 構成要素之追加、削除或設計變更而成者，或者進行步= 之追加、省略或條件變更而成者只要包括本發明之主旨， 則包含於本發明之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係例示實施形態之圖案形成方法之流程圖； 圖2(a)〜(d)係例示實施形態之圖案形成方 似*々戍又步驟順序 示意剖面圖； 步驟顺序 圖3(a)〜(d)係例示實施形態之圖案形成方法之 示意剖面圖； 狀 圖4係例示實施形態之圖案形成方法之一部分步 態之不意剖面圖， 153652.doc -24- 201140650 圖5(a)〜(d)係例示第1比較例之圖案形成方法之步驟順序 示意剖面圖； 圖6(a)、（b)係例示第1比較例之圖案形成方法之步驟順序 示意剖面圖； 圖7(a)~(c)係例示第1比較例之圖案形成方法之一部分步 驟之狀態之示意剖面圖； 圖8(a)〜(d)係例示第2比較例之圖案形成方法之步驟順序 不意剖面圖， 圖9(a)、（b)係例示第2比較例之圖案形成方法之步驟順序 不意剖面圖； 圖1 0(a)、（b)係例示第2比較例之圖案形成方法之一部分 步驟之狀態之示意剖面圖；及 圖11 (a)〜(c)係例示第2實施例之圖案形成方法之一部分 步驟之狀態之示意剖面圖。 【主要元件符號說明】 基板 主表面 被加工膜 微粒 樹脂膜 轉印樹脂層 殘膜 第2凹凸 凹部 10 10a 20 20p ' 30 31 31r 32 32d 153652.doc -25- 201140650 32p 凸部 40 模板 40a 轉印面 41 第1凹凸 50 遮罩材 61 紫外線 62 ' 63 離子 64 氧電漿 65 氧 66 遮罩 70 遮罩用樹脂層 80 分配器 LI 第1凹凸深度 L2 第2凹凸深度 L3、 L7 深度 La、 Lc 、 Ld 、 Le 厚度 RLT 殘膜厚度 153652.doc -26-

Claims (1)

  1. 201140650 七、申請專利範圍： 1. 一種圖案形成方法，其特徵在於，包括： 於被加工膜上塗佈壓印材料之步驟； 使具有設置有第1凹凸之轉印面之模板之上述轉印面 接觸上述壓印材料，而於上述壓印材料上形成反映上述 第1凹凸之形狀的第2凹凸之步驟； 於使上述模板與上述壓印材料接觸之狀態下，使上述 壓印材料硬化之步驟； 於硬化之上述壓印材料之上述第2凹凸之凹部填充遮 罩材之步驟； 以上述所填充之遮罩材為遮罩對上述壓印材料進行加 工，使上述被加工膜之一部分露出之步驟；以及 …以上述經加工之上述屋印材料為遮罩對上述被加工膜 進仃加工之步驟；並且 上、第2凹凸之上述凹部之底面與上述被加工膜間之 a ’ P材料之厚度為上述第2凹凸之半間距之2.5倍以 上 ° 2 圖案形成方法，其中上述第2凹凸之上述凹 使上述轉印、==間之上述壓印材料 粒之直锂之最小值。 乙伋 3·如請求項1之圖 化性。 形成方法，其中上述壓印材料具有光硬 4·如請求項1之圖索形成方法， 〃甲上述壓印材料包含含有 153652.doc 201140650 碳之有機膜。 5. 如請求項1之圖案形成方法，其中上述塗佈上述壓印材料 之上述步驟包括使用分配器將上述壓印材塗佈於上述被 加工膜上之步驟。 6. 如請求項1之圖案形成方法，其中上述模板包含石英。 7. 如請求項1之圖案形成方法，其中於上述遮罩材中包含 SOG(Spin On Glass，旋轉塗佈玻璃）。 8. 如請求項1之圖案形成方法，其中上述遮罩材之蝕刻速率 低於硬化之上述壓印材之銀刻速率。 9. 如請求項丨之圖案形成方法，其中上述第2凹凸之縱橫比 為2.5以下。 10. 如請求項1之圖案形成方法，其中上述第2凹凸之上述凹 部之底面與上述被加工膜間之上述壓印材料之上述厚度 為5 0奈米以上。 11. 一種圓案形成方法，其特徵在於，包括： 於被加工膜上塗佈壓印材料之步驟； 使具有設置有第1凹凸之轉印面之模板之上述轉印面 接觸上述1印材料，而於上述㈣材料上形成反映上述 第1凹凸之形狀的第2凹凸之步驟； 於使上述模板與上述壓印材料接觸之狀態下使上述壓 印材料硬化之步驟； 於硬化之上述壓印材料之上述第2凹凸之凹部填充遮 罩材之步驟； 以上述所填充之遮罩材為遮罩對上述壓印材料進行加 153652.doc ⑤ 201140650 工，使上述被加工膜之一部分露出之步驟，·以及 以上述經加工之上述壓印材料為遮罩對上述被加工膜 進行加工之步驟；並且 上述第2凹凸之凹部之底面與上述被加工膜間之上述 壓印材料之厚度大於上述第2凹凸之上述凹部之上述底 與上述第2凹凸之凸部之上表面間之距離即上述第2凹凸 之深度。 12. 如請求項！〗之圖案形成方法，其令上述第2凹凸之上述凹 部之底面與上述被加工膜間之上述壓印材料之厚度大於 使上述轉印面與上述壓印材料接觸之步驟中所管理之微 粒之直徑之最小值。 13. 如請求項1丨之圖案形成方法，其中上述壓印材料具有光 硬化性。 14. 如請求項丨丨之圖案形成方法，其中上述壓印材料包含含 有碳之有機膜。 15·如請求項1丨之圖案形成方法，其中上述塗佈上述壓印材 料之上述步驟包括使用分配器將上述壓印材塗佈於上述 被加工膜上之步驟。 16. 如請求項11之圖案形成方法，其中上述模板包含石英。 17. 如請求項11之圖案形成方法，其中於上述遮罩材中包含 SOG(Spin On Glass，旋轉塗佈玻璃）。 18. 如請求項11之圖案形成方法，其中上述遮罩材之蝕刻速 率低於硬化之上述壓印材之蝕刻速率。 19·如請求項11之圖案形成方法，其中上述第2凹凸之縱橫比 153652.doc 201140650 為2.5以下。 20.如請求項11之圖案形成方法，其中上述第2凹凸之上述凹 部之底面與上述被加工膜間之上述壓印材料之上述厚度 為50奈米以上。 4- 153652.doc ⑤
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