JP2011108920A - Template, method of manufacturing the same, and method of forming pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テンプレート、テンプレートの製造方法及びパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a template, a template manufacturing method, and a pattern forming method.
半導体装置やMEMS(Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム)装置などの微細構造を有する電子デバイスの製造において、微細パターンを高生産性で形成する技術として、基板に原版の型を転写するナノインプリント法が注目されている。 Nanoimprint method for transferring a master mold onto a substrate as a technology for forming fine patterns with high productivity in the manufacture of electronic devices having a fine structure such as semiconductor devices and MEMS (Micro Electro Mechanical System) devices Is attracting attention.
ナノインプリント法においては、転写すべきパターンを有する原版の型(テンプレート)を、基板上の樹脂にプレスして、その樹脂を硬化させることにより、基板上の樹脂にパターンが転写される。 In the nanoimprint method, an original mold (template) having a pattern to be transferred is pressed onto a resin on a substrate, and the resin is cured to transfer the pattern onto the resin on the substrate.
高精度のパターンを形成するためには、テンプレートの凹凸の寸法の精度を向上させることが必要であり、このために、作製したテンプレートの寸法を補正する方法の開発が望まれている。 In order to form a high-precision pattern, it is necessary to improve the accuracy of the unevenness of the template, and for this purpose, development of a method for correcting the size of the produced template is desired.
また、パターンを転写させる基板の面内における種々の処理工程の特性変動に対応させて、テンプレートの凹凸の寸法を変化させることが望まれており、同一のマザーテンプレートから、異なる寸法を有する複数の複製テンプレートを作製する技術の開発が望まれている。 In addition, it is desired to change the size of the unevenness of the template in response to the characteristic variation of various processing steps within the surface of the substrate to which the pattern is transferred. From the same mother template, a plurality of dimensions having different sizes can be obtained. Development of a technique for producing a duplicate template is desired.
なお、特許文献1には、テンプレートの離形性を向上させるために、テンプレートの凹凸面に、非晶質カーボン膜を形成する構成が開示されている。 Patent Document 1 discloses a configuration in which an amorphous carbon film is formed on an uneven surface of a template in order to improve the releasability of the template.
本発明は、凹凸の寸法を補正して高精度の寸法を実現し、また、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の複製テンプレートを効率的に作製可能なテンプレート、テンプレートの製造方法、及び、パターン形成方法を提供する。 The present invention corrects the size of the unevenness to realize a highly accurate dimension, and can efficiently produce a plurality of duplicate templates having different dimensions from the same mother template, a template manufacturing method, and A pattern forming method is provided.
本発明の一態様によれば、被処理基板の上に設けられた転写層に押し付けられることにより前記転写層にパターンを転写するためのテンプレートであって、第1主面に第1凹凸が設けられた第1基体と、前記第1凹凸を覆い前記第1基体と同じ材料からなる第1膜と、を有する第1型を備えたことを特徴とするテンプレートが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a template for transferring a pattern to a transfer layer by being pressed against a transfer layer provided on a substrate to be processed, the first main surface having a first unevenness. There is provided a template comprising a first mold having a first base and a first film that covers the first unevenness and is made of the same material as the first base.
本発明の別の一態様によれば、被処理基板の上に設けられた転写層に押し付けられることにより前記転写層にパターンを転写するための第1型を有するテンプレートの製造方法であって、前記第1型の一部となる第1基体の第1主面の第1凹凸を覆うように、前記第1基体と同じ材料からなる第1膜を形成して前記第1型を形成することを特徴とするテンプレートの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a template having a first mold for transferring a pattern to the transfer layer by being pressed against a transfer layer provided on a substrate to be processed, Forming the first mold by forming a first film made of the same material as the first base so as to cover the first unevenness of the first main surface of the first base serving as a part of the first mold; A template manufacturing method is provided.
本発明の別の一態様によれば、第1型と第2型とを有するテンプレートに設けられた型パターンを被処理基板の主面上に設けられた転写層に押し付けて前記型パターンを前記転写層に転写する転写工程を備え、前記第1型は、第1主面に第1凹凸が設けられた第1基体と、前記第1凹凸を覆い前記第1基体と同じ材料からなる第1膜と、を有し、前記第2型は、第2主面に前記第1凹凸の寸法と同じ寸法を有する第2凹凸が設けられ、前記第1基体と同じ材料からなる第2基体と、前記第2凹凸を覆い前記第2基体と同じ材料からなり、前記第1膜とは異なる膜厚を有する第2膜と、を有し、前記被処理基板の前記主面内の第1領域においては前記第1型を用いて前記転写が実施され、前記主面内の前記第1領域とは異なる第2領域においては、前記第2型を用いて前記転写が実施されることを特徴とするパターン形成方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, the mold pattern provided on the template having the first mold and the second mold is pressed against a transfer layer provided on the main surface of the substrate to be processed, so that the mold pattern is A transfer step of transferring to a transfer layer, wherein the first mold includes a first substrate having a first main surface provided with first irregularities, and a first material made of the same material as the first substrate covering the first irregularities. A second base made of the same material as the first base, wherein the second mold is provided with second concaves and convexes having the same dimensions as the first concaves and convexes on the second main surface, A second film that covers the second unevenness and is made of the same material as the second base and has a film thickness different from the first film, and in a first region in the main surface of the substrate to be processed In the second region different from the first region in the main surface, the transfer is performed using the first mold. A pattern forming method characterized in that the transcription is carried out using the second type is provided.
本発明によれば、凹凸の寸法を補正して高精度の寸法を実現し、また、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の複製テンプレートを効率的に作製可能なテンプレート、テンプレートの製造方法、及び、パターン形成方法が提供される。 According to the present invention, a highly accurate dimension is realized by correcting the dimension of the unevenness, and a template capable of efficiently producing a plurality of duplicate templates having different dimensions from the same mother template, a template manufacturing method, A pattern forming method is also provided.
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio coefficient of the size between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratio coefficient may be represented differently depending on the drawing.
Further, in the present specification and each drawing, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with reference to the previous drawings, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施形態に係るテンプレートは、被処理基板の上に設けられた転写層に押し付けられることにより、テンプレートの表面に形成されている凹凸パターンを転写層に転写するためのテンプレートである。
(First embodiment)
The template according to the first embodiment of the present invention is a template for transferring an uneven pattern formed on the surface of the template to the transfer layer by being pressed against the transfer layer provided on the substrate to be processed. is there.
図1は、第1の実施形態に係るテンプレートの構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、同図(a)は、テンプレートの概要を例示する模式的断面図であり、同図(b)は、テンプレートの一部となる第1基体の構成を例示する模式的断面図であり、同図(a)の一部APを拡大した図に相当し、同図(c)は、同図(a)の一部APを拡大した模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a template according to the first embodiment.
That is, FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating the outline of the template, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the first base that becomes a part of the template. This corresponds to an enlarged view of a partial AP of FIG. 10A, and FIG. 10C is a schematic cross-sectional view of the enlarged partial AP of FIG.
図1(a)〜(c)に表したように、本実施形態に係るテンプレート110は、第1型10を備える。
第1型10は、第1基体11と、第1膜12と、を有する。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
The
第1基体11の第1主面11aには、第1凹凸11dpが設けられる。
第1基体11は、例えばマザーテンプレートとなる型である。第1基体11には、例えば石英などを用いることができる。ただし、本発明はこれに限らず、第1基体11に用いられる材料は任意である。以下では、第1基体11に石英を用いる場合として説明する。
The first
The 1st base |
第1膜12は、第1基体11の第1凹凸11dpを覆い、第1基体11と同じ材料からなる。本具体例では、第1基体11に石英が用いられており、第1膜12には、酸化シリコン膜が用いられる。
The
第1膜12は、例えばALD法(原子層堆積法)によって設けられ、第1膜12の第1膜厚t1は高精度に制御される。ALD法を用いることにより、第1膜12のカバレッジ特性は良好になる。また、ALD法を用いることにより、例えば0.2nm(ナノメートル)程度の精度で第1膜12の第1膜厚t1を制御することができる。
The
なお、第1膜12の形成においては、低い温度で成膜することが望ましい。成膜温度を低くすることで、第1基体11の第1凹凸11dpの凹凸の寸法の変化が抑制でき、より高い精度の第1型10を得ることができる。例えば、第1膜12の形成における第1基体11の温度は、300℃以下とすることができる。
Note that the
ここで、第1基体11の第1主面11aに対して垂直な方向をZ軸方向とする。そして、Z軸に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。そして、Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。
Here, a direction perpendicular to the first
第1基体11の第1凹凸11dpのパターン形状(Z軸方向から見たときの形状)は任意であり、円状、扁平円状、正方形状、長方形状、平行四辺形状、台形状、任意の多角形状、帯状(立体的な形状としては、溝状、すなわち、トレンチ状となる)などの種々の形状とすることができる。
The pattern shape (the shape when viewed from the Z-axis direction) of the first unevenness 11dp of the
また、第1凹凸11dpは、1段の垂直な段差の断面形状だけでなく、複数の段差を有する階段状の側壁を有していても良い。また、第1凹凸11dpは、曲面状の側壁を有する例えばレンズ状の断面形状を有していても良い。これにより、転写されたパターンの断面形状は、階段状やレンズ状の形状などの任意の形状にすることができる。以下では、説明を簡単にするために、第1凹凸11dpが、1段の垂直壁を有する断面形状である場合として説明する。 Further, the first unevenness 11dp may have a stepped side wall having a plurality of steps as well as a cross-sectional shape of one vertical step. The first unevenness 11dp may have, for example, a lens-like cross-sectional shape having a curved side wall. Thereby, the cross-sectional shape of the transferred pattern can be an arbitrary shape such as a stepped shape or a lens shape. Hereinafter, in order to simplify the description, the first unevenness 11dp will be described as a cross-sectional shape having a single vertical wall.
以下の説明において、X軸方向とY軸方向とは互いに交換可能であり、以下では、一例として、第1凹凸11dpが、Y軸方向に延在するトレンチである場合として説明する。すなわち、第1凹凸11dpは、Y軸方向に延在する第1凹部11d、及び、Y軸方向に延在する第1凸部11pを有する。そして、以下では、X軸方向に沿った寸法及びZ軸方向に沿った寸法に関して説明し、Y軸方向に沿った寸法に関しては説明を省略する。なお、第1凹凸11dpが溝状以外のパターン形状(例えば長方形状など)の場合においては、Y軸方向に沿った寸法に関しても、X軸方向に沿った寸法に関する説明が、方向を変えて適用できる。
In the following description, the X-axis direction and the Y-axis direction can be exchanged with each other. Hereinafter, as an example, the case where the first unevenness 11dp is a trench extending in the Y-axis direction will be described. That is, the first unevenness 11dp includes a
図1(b)に表したように、第1凹部11dと第1凸部11pとは、X軸方向に沿って互いに隣接する。第1凹部11dの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第1凹部幅xa1である。第1凸部11pの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第1凸部幅xb1である。なお、第1凹部幅xa1と第1凸部幅xb1とは、互いに同じでも良く、また互いに異なっても良い。なお、第1凹部11dの深さ(Z軸方向における長さであり、第1凸部11pの高さと同じ)を、第1凹部深さd1とする。
As shown in FIG. 1B, the first
このような第1基体11の第1凹凸11dp(第1凹部11d及び第1凸部11p)を覆うように、第1膜12が設けられる。
The
図1(c)に表したように、第1膜12は、第1凹部11dの底面及び側面、並びに、第1凸部11pの上面及び側面に、実質的に同じ膜厚である第1膜厚t1で形成される。これにより、第1膜12が形成された後の第1型10には、第1凹凸11dpの寸法とは異なる寸法の凹凸(第1型凹凸10dp)が形成される。第1型凹凸10dpは、第1凹凸11dpの形状に基づいて、第1凹凸11dpの形状を反映した形状を有している。第1型凹凸10dpは、第1型凹部10dと、第1型凸部10pと、を有する。
As shown in FIG. 1C, the
第1型凹部10dの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第1型凹部幅xc1である。第1型凸部10pの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第1型凸部幅xd1である。
第1型凹部幅xc1は、(xa1−2×t1)となり、第1型凹部幅xc1は、第1凹部幅xa1よりも第1膜厚t1の2倍の長さだけ小さくなる。
一方、第1型凸部幅xd1は、(xb1+2×t1)となり、第1型凸部幅xd1は、第1凸部幅xb1よりも第1膜厚t1の2倍の長さだけ大きくなる。
なお、第1型凹部10dの深さ(Z軸方向における長さであり、第1型凸部10pの高さと同じ)である第1型凹部深さdc1は、第1凹部深さd1と同じ値になる。
The width (length along the X-axis direction) of the
The first mold recess width xc1 is (xa1-2 × t1), and the first mold recess width xc1 is smaller than the first recess width xa1 by twice the first film thickness t1.
On the other hand, the first mold convex width xd1 is (xb1 + 2 × t1), and the first mold convex width xd1 is larger than the first convex section width xb1 by twice the first film thickness t1.
The first mold recess depth dc1 which is the depth of the
このように、第1膜12は、第1基体11の第1凹凸11dpの寸法(第1凹部幅xa1及び第1凸部幅xb1)から、寸法を第1膜厚t1の2倍の幅で変化させて補正し、第1凹凸11dpの寸法とは異なる寸法(第1型凹部幅xc1及び第1型凸部幅xd1)の凹凸(第1型凹凸10dp)を第1主面11aに形成する。
As described above, the
例えば、第1基体11の第1凹凸11dpの寸法が設計した所望の寸法でない場合に、第1基体11の第1凹凸11dpを覆うように第1膜12を形成することで、第1凹凸11dpの寸法を補正して、第1型10の凹凸(第1型凹凸10dp)を所望の仕様の寸法にすることができる。
For example, when the first unevenness 11dp of the
そして、第1膜12の第1膜厚t1を変えることで、第1型10の凹凸(第1型凹凸10dp)の寸法を任意の値にすることができる。
Then, by changing the first film thickness t1 of the
このように、本実施形態に係るテンプレート110によれば、凹凸の寸法を補正して高精度の寸法を実現することができる。
As described above, according to the
例えば、第1基体11の第1凹凸11dpの寸法は、第1膜12による寸法の補正を見込んで、所望の寸法とは異なる値に予め設定することができる。すなわち、第1膜12の第1膜厚t1の1/2の大きさだけ、第1凹部幅xa1を、所望の幅よりも予め大きくしておくことができる。また、第1膜12の第1膜厚t1の1/2の大きさだけ、第1凸部幅xb1を、所望に幅よりも予め小さくしておくことができる。これにより、第1膜12を形成した後の第1型10において、第1型凹部幅xc1及び第1型凸部幅xd1を所望の値にすることができる。
For example, the dimension of the first unevenness 11dp of the
このように、第1膜12を形成して寸法を補正することで、第1基体11の寸法が所望の値でなかった場合にも、寸法を補正して使用することができ、第1基体11の製造における歩留まりが向上できる。
Thus, by forming the
このように、本実施形態に係るテンプレート110においては、所望の寸法よりも細いパターンが形成された第1基体11の第1主面11aの第1凹凸11dpの上に、第1基体11の材質とほぼ同じ元素組成を持つ原子層堆積膜の第1膜12が、第1基体11の第1主面11aに所望の寸法の凹凸(第1型凹凸10dp)が形成されるように、膜厚(第1膜厚t1)を制御して、成膜される。例えば、第1基体11が、石英である場合には、第1膜12として例えばシリコン酸化膜の原子層堆積膜が用いられる。また、成膜時の第1基体11の温度を300℃以下とすることで、第1基体11における熱歪みによる凹凸の位置ずれを抑制することができる。さらには、被処理基板上の転写層へのテンプレート110の型の転写が実施される温度(例えば室温)で、第1膜12が成膜されることがより望ましい。第1膜12としてシリコン酸化膜を用いる場合には、例えば、アミノシランガスなどの原料ガスと、酸素ラジカルなどを含む酸化剤ガスと、を膜形成室に交互に導入して成膜する手法などを用いることができる。これにより、比較的低い温度で第1膜12を形成することができる。
As described above, in the
さらに、例えば、第1基体11をマザーテンプレートとし、第1基体11の第1凹凸11dpを転写した型を作製し、この型を用いて、第1基体11と同じ仕様で、第1凹凸11dpの寸法と同じ寸法の複数の複製型を形成することもできる。そして、この複数の複製型の凹凸を覆うように、種々の膜厚の膜を形成することで、種々の寸法の凹凸を有するテンプレートを作製することもできる。
Further, for example, a mold in which the
すなわち、本実施形態に係る別のテンプレートは、第1型10に加え、第1型10とは寸法が異なる第2型をさらに備えることができる。
That is, another template according to the present embodiment can further include a second mold having a size different from that of the
図2は、第1の実施形態に係る別のテンプレートの構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、図2(a)は、テンプレートの一部となる第2基体の構成を例示する模式的断面図であり、図2(b)は、第2型の構成を例示している。図2(a)及び(b)は、図1(a)の一部APを拡大した図に相当する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of another template according to the first embodiment.
That is, FIG. 2A is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the second substrate that is a part of the template, and FIG. 2B illustrates the configuration of the second mold. 2A and 2B correspond to enlarged views of a part of AP in FIG.
図2(a)及び(b)に表したように、本実施形態に係る別のテンプレート111は、第1型10(図2においては省略されている)に加え、第2型20をさらに備える。
As shown in FIGS. 2A and 2B, another
第2型20は、第2基体21と、第2膜22と、を有する。
第2基体21の第2主面21aには、第1凹凸11dpの寸法と同じ寸法を有する第2凹凸21dpが設けられている。第2基体21は、第1基体11と同じ材料からなる。
The
The second
第2膜22は、第2凹凸21dpを覆い、第2基体21と同じ材料からなり、第1膜12とは異なる膜厚(第2膜厚t2)を有する。
The
図2(a)に表したように、第2基体21の第2凹凸21dpの形状及び寸法は、第1基体11の第1凹凸11dpと同じである。すなわち、第2凹凸21dpの第2凹部21d及び第2凸部21pは、第1凹部11d及び第1凸部11pと同じ形状及び同じ寸法を有する。すなわち、第2凹部21dの幅(X軸方向に沿った長さ)である第2凹部幅xa2は、第1凹部幅xa1と同じである。また、第2凸部21pの幅(X軸方向に沿った長さ)である第2凸部幅xb2は、第1凸部幅xb1と同じである。また、第2凹部21dの深さ(Z軸方向における長さであり、第2凸部21pの高さと同じ)である第2凹部深さd2は、第1凹部深さd1と同じである。
As shown in FIG. 2A, the shape and dimensions of the
このような第2基体21は、第1基体11を基に作製された型を用いて作製することができる。また、同一の母型から第1基体11及び第2基体21を作製することができる。
Such a
このように第1基体11の第1凹凸11dpと同じ寸法の第2凹凸21dpを有する第1基体21の第2凹凸21dp(第2凹部21d及び第2凸部21p)を覆うように、第1膜12とは異なる膜厚(第2膜厚t2)を有する第2膜22が設けられる。
As described above, the first unevenness 21dp (
図2(b)に表したように、第2膜22は、第2凹部21dの底面及び側面、並びに、第2凸部21pの上面及び側面に、第2膜厚t2で形成される。これにより、第2膜22が形成された後の第2型20には、第2凹凸21dpの寸法とは異なる寸法であり、第1型凹凸10dpの寸法とも異なる寸法を有する凹凸(第2型凹凸20dp)が形成される。第2型凹凸20dpは、第2凹凸21dpの形状に基づいて、第2凹凸21dpの形状を反映した形状を有している。第2型凹凸20dpは、第2型凹部20dと、第2型凸部10pと、を有する。
As shown in FIG. 2B, the
第2型凹部20dの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第2型凹部幅xc2である。第2型凸部20pの幅(X軸方向に沿った長さ)は、第2型凸部幅xd2である。
第2型凹部幅xc2は、(xa2−2×t2)、すなわち、(xa1−2×t2)となり、第2型凹部幅xc2は、第2凹部幅xa2(すなわち第1凹部幅xa1)よりも第2膜厚t2の2倍の長さだけ小さくなる。
一方、第2型凸部幅xd2は、(xb2+2×t2)、すなわち、(xb1+2×t2)となり、第2型凸部幅xd2は、第2凸部幅xb2(すなわち第1凸部幅xb1)よりも第2膜厚t2の2倍の長さだけ大きくなる。
なお、第2型凹部20dの深さ(Z軸方向における長さであり、第2型凸部20pの高さと同じ)である第2型凹部深さdc2は、第2凹部深さd2(すなわち、第1型凹部深さdc1と同じ値であり、第1凹部深さd1と同じ値)と同じ値になる。
The width (length along the X-axis direction) of the
The second mold recess width xc2 is (xa2-2 × t2), that is, (xa1-2 × t2), and the second mold recess width xc2 is larger than the second recess width xa2 (that is, the first recess width xa1). The length is reduced by twice the second film thickness t2.
On the other hand, the second type convex portion width xd2 is (xb2 + 2 × t2), that is, (xb1 + 2 × t2), and the second type convex portion width xd2 is the second convex portion width xb2 (that is, the first convex portion width xb1). Than the second film thickness t2.
The second mold recess depth dc2 which is the depth of the
このように、第2膜22は、第2基体21の第2凹凸21dpの寸法(第2凹部幅xa2及び第2凸部幅xb2)から、寸法を第2膜厚t2の2倍の幅で変化させて補正し、第2凹凸21dpの寸法とは異なる寸法(第2型凹部幅xc2及び第2型凸部幅xd2)の凹凸(第2型凹凸20dp)を第2主面21aに形成する。
As described above, the
このように、テンプレート111は、第1型10と、第1型10とは異なる寸法を有する第2型20と、を有する。すなわち、テンプレート111は、異なる寸法を有する複数の型のセットを有する。
As described above, the
このように、テンプレート111によれば、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の複製テンプレートを効率的に作製することができる。
As described above, according to the
このように、テンプレート111(第1型10と第2型20を含む異なる型のセット)によって、マザーテンプレートからパターン転写された子テンプレートを用いて被処理基板(ウェーハなど)上にインプリントパターンを形成するパターン形成方法に適用できる複数の寸法を持った子テンプレートのセットを提供できる。この複数の寸法を持った子テンプレートのセットの製造においては、例えば第1基体11及び第2基体21に第1膜12及び第2膜22の原子層堆積膜を成膜する方法を採用し、これにより、1つのマザーテンプレートから、複数の寸法を持った子テンプレートのセットを効率的に製造できる。
As described above, the template 111 (a set of different types including the
上記の複数の寸法を持った子テンプレートのセットは、例えば、ウェーハ上において、面内で加工変換差が異なる場合に、ウェーハ上のそれぞれの場所で、所望の寸法となる子テンプレート(第1型10及び第2型20)を用いてインプリントすることで、ウェーハの加工後に均一な寸法を有する、例えば半導体デバイスを製造することができる。 The above-described set of child templates having a plurality of dimensions is, for example, a child template (first type) having a desired dimension at each location on the wafer when processing conversion differences are different on the wafer. By imprinting using 10 and the second mold 20), for example, a semiconductor device having a uniform dimension after processing of the wafer can be manufactured.
以下、このようなテンプレートを用いたパターン形成方法について説明する。以下では、一例として、まず、第1型10を用いる場合について説明する。
Hereinafter, a pattern forming method using such a template will be described. Below, the case where the 1st type |
図3は、第1の実施形態に係るテンプレートを用いたパターン形成方法を例示する工程順模式的断面図である。
図3(a)に表したように、被処理基板50の主面50aの上に転写層51が設けられている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in order of the processes, illustrating the pattern forming method using the template according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3A, the
被処理基板50は任意であり、被処理基板50には、例えば、シリコン基板や、主面上にシリコン酸化膜や低誘電率膜などの各種の絶縁膜が設けられたシリコン基板や、主面上に絶縁膜が設けられその上にさらに導電膜が設けられたシリコン基板や、主面上に有機膜などのマスク材などが設けられた種々の基板を用いることができる。被処理基板50は、半導体でも良く、導電体でも良く、絶縁体でも良い。また、被処理基板50には、デバイス製造工程の途中の種々のデバイスパターンが設けられた基板を用いることもできる。
The
転写層51には光硬化型の樹脂などが用いられる。転写層51は、後述する硬化前の状態では液体状であり、転写層51は第1型10よりも変形し易い。この転写層51の形成には、例えばインクジェット法などを含む印刷法や、スピンコート法などを用いることができる。スピンコート法を用いると、スループットを向上することができる。一方、インクジェット法を用いると、被処理基板50の主面50aの所望の領域に所望の量の転写層51の材料を塗布することができる。また、インクジェット法によれば、この塗布から後述する転写までの時間を、被処理基板50の主面50aの面内で均一にすることもでき、より安定した転写が実施できる。
For the
第1型10の第1主面11aの側には、型パターン10pp(第1型凹凸10dpのパターン)が設けられている。型パターン10ppが転写層51に対向するように、第1型10と被処理基板50とが、設置される。
On the first
そして、図3(b)に表したように、第1型10と転写層51との距離が縮められ、第1型10と転写層51とが互いに押し付けられ、転写層51の一部が、型パターン10ppの第1型凹部10dに入り込む。すなわち、第1型パターン10ppの第1型凹部10d及び第1型凸部10pの形状に沿って、転写層51が変形する。なお、この際、転写層51の面内における第1型10の位置が適切にアライメントされる。
Then, as shown in FIG. 3B, the distance between the
このとき、第1型凸部10pと被処理基板50とは、互いに完全には接触せず、第1型凸部10pと被処理基板50との間に、転写層51が存在する。この状態において、転写層51に光55L(転写層51が硬化する例えば紫外線であり、例えばi線等の波長を含む紫外線)を照射し、転写層51を硬化させる。なお、転写層51が熱硬化型の樹脂である場合は、転写層51に熱を加える。
その後、第1型10を転写層51から離し、必要に応じて、転写層51の表面をリンスする。
At this time, the first mold
Thereafter, the
これにより、図3(c)に表したように、第1型10に設けられた型パターン10ppを被処理基板50の主面50a上に設けられた転写層51に押し付けて、型パターン10ppを転写層51に転写することができる。
As a result, as shown in FIG. 3C, the
この後、図3(d)に表したように、転写層51の凹部をエッチングし、被処理基板50の主面50aの一部を露出させる。例えば、転写層51の全面にエッチング処理を行い、転写層51の凸部及び転写層51の凹部の両方を同時に、転写層51の凹部が除去されるまで、エッチバックする。このエッチング処理には、例えば、主に酸素プラズマによる異方性エッチングを用いることができる。ただし、このエッチング処理には、任意の手法を用いることができ、また、例えば、等方性に近いエッチングを行っても良い。
Thereafter, as shown in FIG. 3D, the concave portion of the
このように、転写後の転写層51の膜厚を減少させて被処理基板50の主面50aの一部を露出させる後処理が行われる。これにより、被処理基板50の主面50aの転写層51に、第1型10の型パターン10ppが転写される。
In this way, post-processing is performed in which the thickness of the
なお、被処理基板50の主面50aの上に、図示しない被加工膜を形成し、この被加工膜の上に転写層51を形成し、この転写層51に第1型10の型パターン10ppを転写した後、転写層51をマスクにして上記の被加工膜をパターニング加工しても良い。
A film to be processed (not shown) is formed on the
本実施形態に係るテンプレート110を用いることで、テンプレート110の第1型10は、所望の高精度の第1型凹凸10dpを有しているので、所望の高精度の凹凸を被処理基板50の転写層51に形成することができ、高精度のパターン形成が実現できる。
By using the
なお、この後処理(エッチング処理)において、被処理基板50の面内においてエッチング量が均一でない場合がある。このとき、転写工程(図2(b)の工程)において、用いる型として、凹凸の寸法が互いに異なる複数の型を用いることで、後処理の特性の面内変動を補正することができる。すなわち、凹凸の寸法が互いに異なる複数の型を作製しておき、後処理工程におけるエッチング量の面内変動に対応しそれを補正するような寸法の型を用いて、転写層51の面内で異なる型を用いて転写を行う。これにより、後処理の特性の面内変動を補正し、面内で均一な寸法の凹凸を転写層51に形成することができる。
In this post-processing (etching process), the etching amount may not be uniform within the surface of the
例えば、第1膜12が設けられておらず、第1基体11と同じ寸法を有する型を用いて、転写層51の一部の領域に転写を実施し、さらに、第1基体11の上に第1膜12を設けた第1型10を用いて、別の領域に転写を実施することができる。また、第1膜12とは異なる厚さの第2膜22を形成した第2型20を用いて、さらに別の領域に転写を実施することができる。
For example, transfer is performed on a partial region of the
このように、本実施形態に係るテンプレート111によれば、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の型(第1型10及び第2型20)が効率的に作製されるので、転写工程以外の工程における被処理基板50の面内の特性の変動に対応させて複数の型を用いるパターン形成方法が、効率的に実施できる。
As described above, according to the
なお、本実施形態に係るテンプレートにおいては、寸法を補正する第1膜12には、第1基体11と同じ材料が用いられる。例えば、特許文献1に記載されているように、型の離形性を向上させることを目的とする場合には、基体とは異なる材質の膜が基体の凹凸の上に形成される。このような構成の比較例の場合には、基体と膜とが異なる材料であるために、膜は基体から剥がれやすい。そして、基体と膜とが異なる材料であるために、例えば基体と膜との熱膨張係数に差がある。このため、例えば、転写工程の際の光55Lの照射などにより温度が変化すると、膜が基体から剥離し易くなる。
In the template according to the present embodiment, the same material as that of the
さらに、基体と膜とが異なる材料である場合には、転写工程において照射する光55Lに対する透過率や吸収率などの光学特性が、基体と膜とで大きく異なることが生じる。このように、基体と膜とで光学特性が異なると、例えば、基体に膜を形成して寸法を補正した際、膜を形成した場合と形成しない場合とで、型の光学特性が変化するため、転写層51に照射される光55Lのエネルギーが変化してしまい、安定した転写がし難くなる。また、基体だけの型によって転写層51の一部の領域に転写を実施し、基体に膜を設けた型を用いて転写層51の別の領域に転写を実施する場合においても、転写層51に照射される光55Lの量が変動してしまい、工程が安定し難く、結果として、所望の精度の凹凸を被処理基板50に形成することが困難になる。
Furthermore, when the substrate and the film are different materials, the optical characteristics such as transmittance and absorption with respect to the light 55L irradiated in the transfer process are greatly different between the substrate and the film. Thus, if the optical characteristics of the substrate and the film are different, for example, when the film is formed on the substrate and the dimensions are corrected, the optical characteristics of the mold change depending on whether the film is formed or not. The energy of the light 55L applied to the
これに対して、本実施形態に係るテンプレート110(及びテンプレート111)においては、第1膜12には、第1基体11と同じ材料が用いられるため、膜は基体から剥がれ難く、基体と膜とで熱膨張係数が同じであるため、温度が変化した場合にも膜の基体からの剥離が抑制される。そして、基体と膜とで光学特性が同じであるため、膜の有無で型の光学特性が変化せず、これにより、転写層51に照射される光55Lの量は実質的に一定であり、工程が安定し、高い精度で所望の凹凸を被処理基板50に形成することができる。
On the other hand, in the template 110 (and template 111) according to the present embodiment, since the same material as that of the
このように、第1膜12には、第1基体11と同じ材料が用いられる。ここで、「同じ材料」とは、第1膜12の材料に含まれる元素と、第1基体11の材料に含まれる元素とが実質的に等しければ良く、例えば、第1膜12と第1基体11とのそれぞれに含まれる不純物の種類や量が互いに異なっていても良い。また、第1膜12の材料に含まれる複数の元素の組成比と、第1基体11の材料に含まれる複数の元素の組成比とが実質的に等しければ良く、組成比が誤差の範囲内で互いに異なっていても良い。すなわち、第1膜12と第1基体11とは、互いに実質的に同じ元素組成を有する。また、第1膜12の材料と、第1基体11の材料と、で相が実質的に同じであることが望ましい。これにより、第1膜12と第1基体11の熱膨張係数や光学特性が実質的に同じにできる。
Thus, the same material as the
第1基体11及び第2基体21には、上記で説明した石英の他、任意の材料を用いることができる。例えば、第1基体11及び第2基体21には、酸化シリコン、カーボン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン及び窒化チタンよりなる群から選択されたいずれかを用いることができる。この場合においても、第1膜12及び第2膜22には、第1基体11及び第2基体21に用いられる材料と同じ材料が用いられ、すなわち、第1膜12及び第2膜22には、酸化シリコン、カーボン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン及び窒化チタンよりなる群から選択されたいずれかを用いることができる。
For the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施形態は、テンプレートの製造方法である。すなわち、被処理基板50の上に設けられた転写層51に押し付けられることにより転写層51にパターンを転写するための第1型10を有するテンプレート110の製造方法である。本製造方法は、凹凸の寸法を補正して高精度の寸法を実現するテンプレートの作製方法に適用できる。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is a method for manufacturing a template. That is, this is a method for manufacturing the
図4は、第2の実施形態に係るテンプレートの製造方法を例示するフローチャート図である。
図4に表したように、本実施形態に係るテンプレートの製造方法においては、第1型10の一部となる第1基体11の第1主面11aの第1凹凸11dpを覆うように、第1基体11と同じ材料からなる第1膜12を形成して第1型10を形成する(ステップS110)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the template manufacturing method according to the second embodiment.
As shown in FIG. 4, in the template manufacturing method according to the present embodiment, the
これにより、第1基体11の第1凹凸11dpの寸法(第1凹部幅xa1及び第1凸部幅xb1)から、寸法を第1膜厚t1の2倍の幅で変化させて補正し、第1凹凸11dpの寸法とは異なる寸法(第1型凹部幅xc1及び第1型凸部幅xd1)の凹凸(第1型凹凸10dp)が第1主面11aに形成される。そして、第1膜12の第1膜厚t1を変えることで、第1型10の凹凸(第1型凹凸10dp)の寸法を任意の値にすることができる。
As a result, the dimensions are corrected by changing the dimensions by a width twice as large as the first film thickness t1 from the dimensions of the first irregularities 11dp of the first substrate 11 (first concave width xa1 and first convex width xb1), Concavities and convexities (first mold concavity and convexity 10dp) having dimensions different from the dimensions of the first concavity and convexity 11dp (first mold concave portion width xc1 and first mold convex portion width xd1) are formed on the first
このように、本実施形態に係るテンプレートの製造方法によれば、凹凸の寸法を補正して高精度の寸法を実現することができる。 Thus, according to the template manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to realize a highly accurate dimension by correcting the dimension of the unevenness.
図5は、第2の実施形態に係るテンプレートの別の製造方法を例示するフローチャート図である。
図5に表したように、本実施形態に係るテンプレートの製造方法においては、まず、第1基体11の第1凹凸11dpの第1凹凸パターンを設計し(ステップS101)、第1凹凸パターンを描画する(ステップS102)。この描画では、例えば電子線を用いた描画が行われる。
FIG. 5 is a flowchart illustrating another method for manufacturing a template according to the second embodiment.
As shown in FIG. 5, in the template manufacturing method according to the present embodiment, first, the first uneven pattern of the first unevenness 11dp of the
そして、描画された第1凹凸パターンに基づいて、第1基体11となる基体の表面に第1凹凸11dpを加工して、第1基体11を形成する(ステップS103)。
And based on the drawn 1st uneven | corrugated pattern, the 1st unevenness | corrugation 11dp is processed into the surface of the base | substrate used as the 1st base |
そして、形成された第1凹凸11dpの寸法を計測する(ステップS104)。 And the dimension of 11 dp of formed 1st unevenness | corrugations is measured (step S104).
そして、計測された第1凹凸11dpの寸法に基づいて、第1膜12の第1膜厚t1の値を決定し、第1基体11の第1凹凸11dpを覆うように第1膜12を形成する(ステップS110)。
Then, based on the measured size of the first unevenness 11dp, the value of the first film thickness t1 of the
そして、第1膜12により形成された第1型凹凸10dpの寸法を計測する(ステップS111)。なお、ステップS104及びステップS111における寸法の計測には、例えばAFM(原子間力顕微鏡)やSEM(走査電子顕微鏡)などの微細構造の寸法を計測できる任意の手法を用いることができる。
Then, the dimension of the first mold unevenness 10dp formed by the
そして、計測された第1型凹凸10dpの寸法に関して判定を行う(ステップS112)。第1型凹凸10dpの寸法が所望の寸法である場合には、終了し、第1型凹凸10dpの寸法が所望の寸法でない場合には、ステップS110に戻り、第1膜12をさらに形成する。なお、この際には、1回目の第1膜12が成膜されて形成された第1型10が、第1基体11と見なされる。そして、第1型凹凸10dpの寸法が所望の寸法になるまで、ステップS110〜S112が繰り返される。
Then, a determination is made regarding the measured dimension of the first mold unevenness 10dp (step S112). If the dimension of the first mold unevenness 10dp is a desired dimension, the process is terminated. If the dimension of the first mold unevenness 10dp is not the desired dimension, the process returns to step S110 to further form the
このようにして、本実施形態に係るテンプレートの製造方法によれば、所望の寸法になるように第1型10の第1型凹凸10dpの寸法が調整され、高精度のテンプレートが得られる。
In this way, according to the template manufacturing method according to the present embodiment, the dimension of the first mold unevenness 10dp of the
上記のテンプレートの製造方法は、寸法を所望の値に調整するテンプレートの製造方法であるが、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の型(第1型10及び第2型20)を効率的に作製する方法に適用することもできる。
The template manufacturing method described above is a template manufacturing method in which the dimensions are adjusted to a desired value, but a plurality of molds (
すなわち、以下のテンプレートの製造方法は、第1型10と、第1型10とは異なる寸法を有する第2型20と、の型のセットを有するテンプレート111の製造方法である。すなわち、テンプレート111は、被処理基板50の上に設けられた転写層51に押し付けられることにより転写層51にパターン転写するための第2型20をさらに有するテンプレートである。
That is, the following template manufacturing method is a method of manufacturing the
図6は、第2の実施形態に係るテンプレートの別の製造方法を例示するフローチャート図である。
図6に表したように、本実施形態に係るテンプレートの製造方法においては、既に説明したステップS110に加えて、以下のステップS120をさらに実施する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating another method for manufacturing a template according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, in the template manufacturing method according to the present embodiment, the following step S <b> 120 is further performed in addition to step S <b> 110 already described.
すなわち、第1基体11と同じ材料からなり、第2型20の一部となる第2基体21の第2主面21aに設けられ、第1凹凸11dpの寸法と同じ寸法を有する第2凹凸21dpを覆うように、第2基体21と同じ材料からなり、第1膜12とは異なる膜厚(第2膜厚t2)を有する第2膜22を形成して第2型20をさらに形成する(ステップS120)。
なお、ステップS110とステップS120との順番は任意である。
That is, the second unevenness 21dp made of the same material as the
Note that the order of step S110 and step S120 is arbitrary.
これにより、第2基体21の第2凹凸21dpの寸法(第2凹部幅xa2及び第2凸部幅xb2)から、寸法を第2膜厚t2の2倍の幅で変化させて、第2凹凸21dpの寸法とは異なり、第1型凹凸10dpの寸法とも異なる寸法(第2型凹部幅xc2及び第2型凸部幅xd2)の凹凸(第2型凹凸20dp)が第2基体21の第2主面21aに形成される。
As a result, the second unevenness is changed from the dimension of the second unevenness 21dp of the second base 21 (second recess width xa2 and second protrusion width xb2) by a width twice the second film thickness t2. Unlike the dimension of 21 dp, the irregularities (
このとき、第1基体11及び第2基体21は、同一のマザーテンプレートから複製して形成することができる。これにより、第1基体11と第2基体21とは、互いに同じ寸法の凹凸を有することができる。そして、同じ寸法の凹凸を有する第1基体11及び第2基体21の上に、異なる膜厚の第1膜12及び第2膜22をそれぞれ形成することで、互いに異なる寸法の凹凸を有する第1型10と第2型20とを製造することができる。
At this time, the
このように、本製造方法によれば、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の型(第1型10及び第2型20)を効率的に作製することもできる。
Thus, according to this manufacturing method, it is also possible to efficiently produce a plurality of molds (
具体的には、例えば以下のような方法を実施することができる。
図7は、第2の実施形態に係るテンプレートの別の製造方法を例示するフローチャート図である。
図7に表したように、まず、基となる基凹凸パターンを設計し(ステップS201)、基凹凸パターンを描画する(ステップS202)。
Specifically, for example, the following method can be implemented.
FIG. 7 is a flowchart illustrating another template manufacturing method according to the second embodiment.
As shown in FIG. 7, first, a base concavo-convex pattern to be a base is designed (step S201), and a base concavo-convex pattern is drawn (step S202).
そして、描画された基凹凸パターンに基づいて、第1基体11及び第2基体21となる基体の表面に第1凹凸11dp及び第2凹凸21dpを加工して、第1基体11及び第2基体21を形成する(ステップS203)。なお、同一の基凹凸パターンから形成された第1凹凸11dp及び第2凹凸21dpの寸法及び形状は、互いに同じである。
Then, based on the drawn base uneven pattern, the first unevenness 11dp and the second unevenness 21dp are processed on the surface of the base to be the
そして、第1基体11の第1凹凸11dpを覆うように第1膜12を形成する(ステップS110)。この時の第1膜12の厚さは、第1膜厚t1である。
And the 1st film |
そして、第2基体21の第2凹凸21dpを覆うように、第1膜12を形成する(ステップS120)。第2膜22の厚さは、第1膜厚t1とは異なる第2膜厚t2である。なお、ステップS110とステップS120との順番は任意である。
And the 1st film |
これにより、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の型(第1型10及び第2型20)を効率的に作製することができる。
Thereby, the several type | mold (1st type |
図8は、第2の実施形態に係るテンプレートの別の製造方法を例示するフローチャート図である。
図8に表したように、本製造方法においては、上記のステップS201〜S203の後に、第1基体11の第1凹凸11dpの寸法を計測する(ステップS204a)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating another method for manufacturing a template according to the second embodiment.
As shown in FIG. 8, in the present manufacturing method, after the above steps S201 to S203, the dimension of the first unevenness 11dp of the
そして、計測された第1凹凸11dpの寸法に基づいて、第1膜12の第1膜厚t1の値を決定し、第1基体11の第1凹凸11dpを覆うように第1膜12を形成する(ステップS110)。
Then, based on the measured size of the first unevenness 11dp, the value of the first film thickness t1 of the
そして、第1膜12により形成された第1型凹凸10dpの寸法を計測する(ステップS111)。
Then, the dimension of the first mold unevenness 10dp formed by the
そして、計測された第1型凹凸10dpの寸法に関して判定を行い(ステップS112)、第1型凹凸10dpの寸法が所望の寸法になるまで、ステップS110〜S112が繰り返される。 Then, determination is made regarding the measured size of the first mold unevenness 10dp (step S112), and steps S110 to S112 are repeated until the dimension of the first mold unevenness 10dp becomes a desired dimension.
さらに、第2基体21の第2凹凸21dpの寸法を計測する(ステップS204b)。
Furthermore, the dimension of the 2nd unevenness | corrugation 21dp of the 2nd base |
そして、計測された第2凹凸21dpの寸法に基づいて、第2膜22の第2膜厚t2の値を決定し、第2基体21の第2凹凸21dpを覆うように第2膜22を形成する(ステップS120)。
Then, based on the measured size of the second unevenness 21dp, the value of the second film thickness t2 of the
そして、第2膜22により形成された第2型凹凸20dpの寸法を計測する(ステップS121)。
Then, the dimension of the second mold asperity 20dp formed by the
そして、計測された第2型凹凸20dpの寸法に関して判定を行い(ステップS122)、第2型凹凸20dpの寸法が所望の寸法になるまで、ステップS120〜S122が繰り返される。 Then, a determination is made regarding the measured size of the second mold unevenness 20dp (step S122), and steps S120 to S122 are repeated until the size of the second mold unevenness 20dp becomes a desired size.
なお、ステップS204a、S110、S111及びS112と、ステップS204b、S120、S121及びS122と、の順番は、任意である。また、ステップS111及びS112、並びに、ステップS121及びS122は、必要に応じて実施すれば良く省略しても良い。 Note that the order of steps S204a, S110, S111, and S112 and steps S204b, S120, S121, and S122 is arbitrary. Steps S111 and S112 and steps S121 and S122 may be performed as necessary and may be omitted.
このように、形成された第1凹凸11dp及び第2凹凸21dpの寸法を計測し、また、第1膜12及び第2膜22により形成された第1型凹凸10dp及び第2型凹凸20dpの寸法を計測し、それらの計測結果を基にして第1膜12及び第2膜22を形成することで、同一のマザーテンプレートから異なる寸法を有する複数の型(第1型10及び第2型20)をさらに効率的に高い精度で作製することができる。
The dimensions of the first unevenness 11dp and the second unevenness 21dp thus formed are measured, and the dimensions of the first mold unevenness 10dp and the second mold unevenness 20dp formed by the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施形態は、本発明の実施形態に係る例えばテンプレート111を用いたパターン形成方法である。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention is a pattern forming method using, for example, the
図9は、第3の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 図9に表したように、本発明の実施形態に係るパターン形成方法においては、第1型10と第2型20とを有するテンプレート111に設けられた型パターンを被処理基板50の主面50a上に設けられた転写層51に押し付けて型パターンを転写層51に転写する転写工程(ステップS310)を備える。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the pattern forming method according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, in the pattern forming method according to the embodiment of the present invention, the mold pattern provided on the
第1型10は、第1主面11aに第1凹凸11dpが設けられた第1基体11と、第1凹凸11dpを覆い、第1基体11と同じ材料からなる第1膜12と、を有する。
The
第2型20は、第2主面21aに第1凹凸11dpの寸法と同じ寸法を有する第2凹凸21dpが設けられ、第1基体11と同じ材料からなる第2基体21と、第2凹凸21dpを覆い、第2基体21と同じ材料からなり、第1膜12とは異なる膜厚を有する第2膜22と、を有する。すなわち、第2型20の第2型凹凸20dpの寸法(第2型凹部幅xc2及び第2型凸部幅xd2)は、第1型10の第1型凹凸10dpの寸法(第1型凹部幅xc1及び第1型凸部幅xd1)とは異なる。
The
そして、被処理基板の主面50a内の第1領域における転写においては、第1型10を用いて転写が実施され、主面50a内の第1領域とは異なる第2領域においては、第2型20を用いて転写が実施される。すなわち、転写層51の面内で、異なる寸法の型(第1型10及び第2型20)を用いて転写が行われる。
Then, in the transfer in the first area in the
この転写工程においては、例えば、図3(a)及び(b)に関して説明した処理が行われ、テンプレート111(第1型10及び第2型20)の凹凸が、転写層51に転写される。
In this transfer step, for example, the processing described with reference to FIGS. 3A and 3B is performed, and the unevenness of the template 111 (the
これにより、上記の転写工程以外の工程において、転写層51の面内で異なる特性が生成される場合において、その異なる特性を補正するように、第1型10及び第2型20の寸法を適切に選択することで、結果として、例えば転写層51の面内で均一なパターンを形成することができる。
Accordingly, when different characteristics are generated in the surface of the
例えば、図9に表したように、本実施形態に係るパターン形成方法は、ステップS310の後の転写層51の膜厚を減少させて被処理基板50の主面50aの一部を露出させる後処理工程(ステップS320)をさらに備えることができる。すなわち、図3(c)及び(c)に関して説明したエッチング処理を行うことができる。
For example, as shown in FIG. 9, the pattern forming method according to the present embodiment reduces the film thickness of the
例えば、この後処理工程において、被処理基板50の面内においてエッチング量が均一でない場合がある。このとき、転写工程において、用いる型として、凹凸の寸法が互いに異なる複数の型を用いることで、後処理工程の特性の面内変動を補正し、均一な寸法の凹凸を被処理基板50に形成することができる。
For example, in this post-processing step, the etching amount may not be uniform within the surface of the substrate to be processed 50. At this time, by using a plurality of dies having different concavo-convex dimensions as molds used in the transfer process, in-plane fluctuations in the characteristics of the post-processing process are corrected, and concavo-convex parts having uniform dimensions are formed on the
図10は、第3の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的平面図である。
図10に表したように、被処理基板50の主面50aに設けられた転写層51は複数の領域58を有する。
FIG. 10 is a schematic plan view illustrating the pattern forming method according to the third embodiment.
As shown in FIG. 10, the
そして、本具体例では、複数の領域58のそれぞれに対して、4種類の型のいずれかを用いて転写が行われる。本具体例では、後処理工程におけるエッチング量が、被処理基板50の主面50aの面内において同心円状に変動している。この場合には、主面50aの中心から外側に向かう放射状の線に沿って、異なる寸法の型が用いられる。
In this specific example, each of the plurality of
例えば、主面50aの中心部分10r(例えば第1領域)においては、例えば、第1型凹部幅xc1を有する第1型10を用いて転写が行われる。中心部分10rに隣接する外側の部分20r(例えば第2領域)においては、例えば、第2型凹部幅xc2を有する第2型20を用いて転写が行われる。部分20rに隣接するさらに外側の部分30rにおいては、例えば、第3型凹部幅xc3を有する第3型(図示しない)を用いて転写が行われる。そして、部分30rに隣接するさらに外側の部分40rにおいては、例えば、第4型凹部幅xc4を有する第4型(図示しない)を用いて転写が行われる。
For example, in the
第3型においては、第1基体11と同じ寸法で第1基体11と同じ材料からなる第3基体の凹凸の上に、第3基体と同じ材料からなり、第1膜12及び第2膜22の膜厚とは異なる膜厚を有する第3膜が設けられている。これにより、第3型の凹凸の寸法は、第1型10及び第2型20の凹凸の寸法とは異なる値となっている。
In the third mold, the
第4型においては、第1基体11と同じ寸法で第1基体11と同じ材料からなる第4基体の凹凸の上に、第4基体と同じ材料からなり、第1膜12、第2膜22及び第3膜の膜厚とは異なる膜厚を有する第4膜が設けられている。これにより、第4型の凹凸の寸法は、第1型10、第2型20及び第3型の凹凸の寸法とは異なる値となっている。
In the fourth mold, the
このように、被処理基板50の面内において、同一のマザーテンプレートから形成された異なる寸法を有する複数の型のセットを用いて転写を行うことで、上記の後処理工程などの転写工程以外における特性の面内変動を補正することができ、均一な寸法の凹凸を被処理基板50に形成することができる。
As described above, by performing transfer using a set of a plurality of molds having different dimensions formed from the same mother template within the surface of the substrate to be processed 50, the transfer process other than the transfer process such as the post-process described above is performed. In-plane variation in characteristics can be corrected, and unevenness with uniform dimensions can be formed on the
本実施形態に係るパターン形成方法においては、例えば以下の各処理が行われる。
図11は、第3の実施形態に係る別のパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
図11に表したように、転写工程において用いる型の型パターンの寸法を設定する(ステップS301)。この設定においては、転写工程以外の例えば後処理工程の特性の面内分布を補正するような寸法が設定される。すなわち、型パターンの寸法の面内分布が設定される。これにより、被処理基板50の面内の各位置において、用いる型のマップに関するデータが作成される。
そして、以降、転写工程(ステップS310)及び後処理工程(ステップS320)が行われる。
In the pattern forming method according to the present embodiment, for example, the following processes are performed.
FIG. 11 is a flowchart illustrating another pattern forming method according to the third embodiment.
As shown in FIG. 11, the dimension of the mold pattern used in the transfer process is set (step S301). In this setting, dimensions that correct the in-plane distribution of the characteristics of the post-processing process other than the transfer process, for example, are set. That is, the in-plane distribution of the dimensions of the mold pattern is set. As a result, data relating to the map of the type to be used is created at each position within the surface of the substrate to be processed 50.
Thereafter, a transfer process (step S310) and a post-processing process (step S320) are performed.
転写工程においては、転写層51となる、液体の光硬化性の樹脂材料が、例えばインクジェット法によって、被処理基板50の主面50aの所定の領域(例えば1回の転写が行われる領域)に、所定の量で塗布される。例えば、転写を行う転写装置においては、予めテンプレートのパターン情報から転写層51となる樹脂材料の量が計算され、この計算結果に基づいて、樹脂材料が塗布される。
In the transfer step, the liquid photocurable resin material that becomes the
そして、ステップS301で設定された寸法を有する型が選択され、この型を用いて、型と転写層51とを接触させ、例えば光照射による樹脂材料の硬化が行われる。
Then, a mold having the dimensions set in step S301 is selected. Using this mold, the mold and the
この樹脂材料の塗布、異なる型を用いた接触、及び、硬化が、被処理基板50の主面50aにおいて繰り返し実施され、転写層51に型の凹凸が転写される。
その後、後処理工程のエッチング処理が行われ、被処理基板50の主面50aに異なる型の凹凸を反映したパターンが形成される。エッチング処理においては、例えば、酸素プラズマによるアッシング処理、並びに/または、硫酸と過酸化水素水との混合液、または、種々のレジスト剥離液などを用いたウエット処理、などを用いることができる。
The application of the resin material, the contact using different molds, and the curing are repeatedly performed on the
Thereafter, an etching process in a post-processing step is performed, and a pattern reflecting unevenness of different types is formed on the
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。 In the present specification, “vertical” and “parallel” include not only strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical and substantially parallel. is good.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、テンプレートを構成する型、基体及び膜、並びに、パターン形成方法に用いられる型、被処理基板及び転写層等、各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, the specific configuration of each element, such as a mold constituting a template, a substrate and a film, a mold used in a pattern forming method, a substrate to be processed, and a transfer layer, is appropriately selected by those skilled in the art from a known range. Thus, the present invention is included in the scope of the present invention as long as the same effects can be obtained and similar effects can be obtained.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述したテンプレート、テンプレートの製造方法及びパターン形成方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのテンプレート、テンプレートの製造方法及びパターン形成方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all templates, template manufacturing methods, and pattern forming methods that can be implemented by those skilled in the art based on the templates, template manufacturing methods, and pattern forming methods described above as embodiments of the present invention. As long as the gist of the present invention is included, it belongs to the scope of the present invention.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. . For example, those in which the person skilled in the art appropriately added, deleted, or changed the design of the above-described embodiments, or those in which the process was added, omitted, or changed the conditions are also included in the gist of the present invention. As long as it is provided, it is included in the scope of the present invention.
10…第1型、 10d…第1型凹部、 10dp…第1型凹凸、 10p…第1型凸部、 10pp…型パターン、 10r…中心部分、 11…第1基体、 11a…第1主面、 11d…第1凹部、 11dp…第1凹凸、 11p…第1凸部、 12…第1膜、 20…第2型、 20d…第2型凹部、 20dp…第2型凹凸、 20p…第2型凸部、 20r…部分、 21…第2基体、 21a…第2主面、 21d…第2凹部、 21dp…第2凹凸、 21p…第2凸部、 22…第2膜、 30r、40r…部分、 50…被処理基板、 50a…主面、 51…転写層、 55L…光、 58…領域、 110、111…テンプレート、 d1、d2…第1及び第2凹部深さ、 dc1、dc2…第1及び第2型凹部深さ、 t1、t2…第1及び第2膜厚、 xa1、xa2…第1及び第2凹部幅、 xb1、xb2…第1及び第2凸部幅、 xc1、xc2、xc3、xc4…第1、第2、第3及び第4型凸部幅、 xd1、xd2…第1及び第2型凸部幅
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1主面に第1凹凸が設けられた第1基体と、
前記第1凹凸を覆い前記第1基体と同じ材料からなる第1膜と、
を有する第1型を備えたことを特徴とするテンプレート。 A template for transferring a pattern to the transfer layer by being pressed against a transfer layer provided on a substrate to be processed,
A first base provided with first irregularities on the first main surface;
A first film covering the first irregularities and made of the same material as the first base;
A template comprising: a first mold having:
前記第2型は、
第2主面に前記第1凹凸の寸法と同じ寸法を有する第2凹凸が設けられ、前記第1基体と同じ材料からなる第2基体と、
前記第2凹凸を覆い前記第2基体と同じ材料からなり、前記第1膜とは異なる膜厚を有する第2膜と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載のテンプレート。 A second mold,
The second type is
A second base made of the same material as the first base, wherein the second main surface is provided with second concave and convex having the same dimensions as the first concave and convex,
A second film that covers the second unevenness and is made of the same material as the second base, and has a film thickness different from the first film;
The template according to claim 1, comprising:
前記第1型の一部となる第1基体の第1主面の第1凹凸を覆うように、前記第1基体と同じ材料からなる第1膜を形成して前記第1型を形成することを特徴とするテンプレートの製造方法。 A method of manufacturing a template having a first mold for transferring a pattern to a transfer layer by being pressed against a transfer layer provided on a substrate to be processed,
Forming the first mold by forming a first film made of the same material as the first base so as to cover the first unevenness of the first main surface of the first base serving as a part of the first mold; A method for producing a template characterized by the above.
前記第1基体と同じ材料からなり前記第2型の一部となる第2基体の第2主面に設けられ、前記第1凹凸の寸法と同じ寸法を有する第2凹凸を覆うように、前記第2基体と同じ材料からなり、前記第1膜とは異なる膜厚を有する第2膜を形成して前記第2型をさらに形成することを特徴とする請求項4記載のテンプレートの製造方法。 The template further has a second mold for transferring a pattern to the transfer layer by being pressed against the transfer layer provided on the substrate to be processed;
The second base is formed on the second main surface of the second base made of the same material as the first base and is part of the second mold, and covers the second concave and convex having the same dimension as the first concave and convex. 5. The template manufacturing method according to claim 4, wherein the second mold is further formed by forming a second film made of the same material as the second substrate and having a thickness different from that of the first film.
前記第1型は、
第1主面に第1凹凸が設けられた第1基体と、
前記第1凹凸を覆い前記第1基体と同じ材料からなる第1膜と、
を有し、
前記第2型は、
第2主面に前記第1凹凸の寸法と同じ寸法を有する第2凹凸が設けられ、前記第1基体と同じ材料からなる第2基体と、
前記第2凹凸を覆い前記第2基体と同じ材料からなり、前記第1膜とは異なる膜厚を有する第2膜と、
を有し、
前記被処理基板の前記主面内の第1領域においては前記第1型を用いて前記転写が実施され、前記主面内の前記第1領域とは異なる第2領域においては、前記第2型を用いて前記転写が実施されることを特徴とするパターン形成方法。 A transfer step of pressing the mold pattern provided on the template having the first mold and the second mold against the transfer layer provided on the main surface of the substrate to be processed and transferring the mold pattern to the transfer layer;
The first type is
A first base provided with first irregularities on the first main surface;
A first film covering the first irregularities and made of the same material as the first base;
Have
The second type is
A second base made of the same material as the first base, wherein the second main surface is provided with second concave and convex having the same dimensions as the first concave and convex,
A second film that covers the second unevenness and is made of the same material as the second base, and has a film thickness different from the first film;
Have
In the first region in the main surface of the substrate to be processed, the transfer is performed using the first mold, and in the second region different from the first region in the main surface, the second mold is performed. The pattern forming method, wherein the transfer is performed using
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