JP2014110368A - Nanoimprint method and method for manufacturing patterned substrate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリント方法およびそれを用いたパターン化基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a nanoimprint method using a mold having a fine concavo-convex pattern on its surface and a method for producing a patterned substrate using the same.
半導体デバイスの微細化にともない、従来のフォトリソグラフィ(或いは電子線リソグラフィ)技術の露光装置およびマスクは高価になってきている。そこで、高解像の微細パターンを安価に形成することができるナノインプリントリソグラフィが注目されている。 With the miniaturization of semiconductor devices, exposure apparatuses and masks of conventional photolithography (or electron beam lithography) technology are becoming expensive. Therefore, nanoimprint lithography that can form a high-resolution fine pattern at a low cost has attracted attention.
半導体デバイスの中には、複雑なパターンを有する各層が積層されて、三次元的に複雑な回路パターンを有するものがある。したがって、その製造において歩留まりを向上させるためには、上下層間のパターンを位置合わせした際の重ね合わせ誤差(以下単に誤差とも言う。)を低減することが重要である。 Some semiconductor devices have a three-dimensionally complicated circuit pattern in which layers having complicated patterns are stacked. Therefore, in order to improve the yield in the manufacture, it is important to reduce an overlay error (hereinafter also simply referred to as an error) when the patterns between the upper and lower layers are aligned.
そして近年では、半導体デバイスの製造で必要な層のリソグラフィを全てナノインプリントで実施するのではなく、パターンの複雑さ等に応じて層ごとに従来のフォトリソグラフィとナノインプリントを使い分けるミックス・アンド・マッチ方式を採用することも検討されている。一般的に、フォトリソグラフィで形成されるパターンには、フォトマスク(設計精度や歪みなど)および露光装置(ステージのアライメント精度、機械変形および光学系の設計精度など)等に起因する形状の歪みが生じることが多い。したがって、ミックス・アンド・マッチ方式によって、フォトリソグラフィでパターンが形成された下層上にナノインプリントでパターンを形成する場合には、下層のパターンと上層のパターンの全体的な位置関係を調整したのみでは、下層のパターン形状の歪みには対応できないため、アライメントマークから離れた領域のパターンについては充分に誤差を低減することができないという問題がある。 In recent years, instead of using nanoimprint for all lithography of layers necessary for semiconductor device manufacturing, we have developed a mix-and-match method that uses conventional photolithography and nanoimprint for each layer according to the complexity of the pattern. Adoption is also being considered. Generally, a pattern formed by photolithography has a shape distortion caused by a photomask (design accuracy, distortion, etc.) and an exposure apparatus (stage alignment accuracy, mechanical deformation, optical system design accuracy, etc.). Often occurs. Therefore, in the case of forming a pattern by nanoimprint on the lower layer on which the pattern is formed by photolithography by the mix and match method, only by adjusting the overall positional relationship between the lower layer pattern and the upper layer pattern, Since it cannot cope with the distortion of the pattern shape of the lower layer, there is a problem that the error cannot be sufficiently reduced for the pattern in the region away from the alignment mark.
例えば上記誤差を低減する方法としては、特許文献1から3の方法が知られている。
For example, as a method for reducing the error, methods disclosed in
具体的には特許文献1または2には、テンプレート(或いはモールド)内のパターンが所定の量だけ縮小しまたは変形するようにテンプレートの側面部の一部または全部をアクチュエータで圧縮し、圧縮されて変形したテンプレートを基板上に塗布されたレジストに押し付けてパターンを転写する方法が開示されている。この方法によれば、テンプレートの実際のパターンが転写すべきパターンよりも大きい場合に、その実際のパターンを縮小する方向に補正することができるという点で誤差を低減することができる。
Specifically, in
また、特許文献3には、フォトリソグラフィによって、基準となるパターン形状からずれ量をそれぞれ変更したパターン形状を有する複数のシリコン原盤を製造し、ナノインプリントによって、各シリコン原盤からガラス製のテンプレートをそれぞれ複製し、下層のパターン形状との関係で誤差が許容値以下となるテンプレートを上記テンプレートの中から選択し、当該選択したテンプレートで上記下層上にナノインプリントリソグラフィを実施する方法が開示されている。
In
特に、特許文献3の方法によれば、シリコン原盤からテンプレートを複製する工程を経るため、手間のかかるフォトリソグラフィ工程を何度も行う必要がなく、低コストでナノインプリントを実施することができる。さらに、下層のパターン形状の歪みに応じて、パターン形状がそれぞれ異なるテンプレートの中から適切なテンプレートを選択するため、上下層間のパターンの位置合わせを精度よく行うことができる。
In particular, according to the method of
しかしながら、パターン形状の微細化に伴い高い精度の位置合わせが要求される昨今では、特許文献3の方法でも誤差を充分に低減することができない場合がある。
However, in recent years when high-precision alignment is required with the miniaturization of the pattern shape, there are cases where the error cannot be sufficiently reduced even by the method of
具体的には、特許文献3の方法では、フォトリソグラフィによって複数のシリコン基板に、基準となるパターン形状からずれ量をそれぞれ変更したパターン形状をそれぞれ形成し、これらをシリコン原盤とする。しかし、シリコン原盤は石英原盤と比較して歪みが生じやすくかつ熱膨張係数が大きいため、例えば同じシリコン原盤からテンプレートを複製しても複製の際の保持方法や温度条件の違いによって、テンプレートに転写されるパターン形状がテンプレートごとに異なってしまう場合がある。したがって、パターン形状がそれぞれ異なるテンプレート群を製造するに際し、複数のシリコン原盤を使用したのではパターン形状の複製の精度や再現性を担保することは尚更難しい。仮に、特許文献3の方法でこのような影響を低減し、インプリント時の上下層間の誤差を許容値以下とすることが可能なテンプレートを安定的に供給するためには、厳しい温度管理機構や精密な基板保持機構を有する装置が必要となるが、これでは安価な複版テンプレートの提供が困難となる。
Specifically, in the method of
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、テンプレート等のパターン化基板の製造において、簡易な方法でパターン形状の複製の再現性を向上させることを可能とするナノインプリント方法およびパターン化基板の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the manufacture of a patterned substrate such as a template, a nanoimprint method and a patterned substrate that can improve the reproducibility of replicating a pattern shape by a simple method. The object is to provide a manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明に係るナノインプリント方法は、
微細な凹凸パターンと、第1のずれ量評価マークをそれぞれ含む複数の第1のマークとを有するモールド、および、第1のずれ量評価マークと対をなす第2のずれ量評価マークであって第1のずれ量評価マークと組み合わされて第1のずれ量評価マークとの相対的な位置関係を表す第2のずれ量評価マークを含む第2のマークを複数の第1のマークに対応する位置に複数有する参照基板を用意し、
複数の第1のマークおよび複数の第2のマークを対応させてモールドおよび参照基板を配置し、
対応する第1および第2のずれ量評価マークの相対的な位置関係に基づいて、対応する第1および第2のずれ量評価マークの組のそれぞれが、基準状態から所望のずれ量だけずれた状態である目標ずれ状態となるように、モールドを変形させ、
上記組のそれぞれが目標ずれ状態に至った後その状態を維持したまま、加工対象基板上に塗布されたレジストに上記凹凸パターンを転写することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a nanoimprint method according to the present invention includes:
A mold having a fine concavo-convex pattern and a plurality of first marks each including a first deviation amount evaluation mark, and a second deviation amount evaluation mark paired with the first deviation amount evaluation mark, A second mark including a second deviation amount evaluation mark that is combined with the first deviation amount evaluation mark and represents a relative positional relationship with the first deviation amount evaluation mark corresponds to a plurality of first marks. Prepare a reference board with multiple in position,
The mold and the reference substrate are arranged in correspondence with the plurality of first marks and the plurality of second marks,
Based on the relative positional relationship between the corresponding first and second deviation amount evaluation marks, each of the corresponding first and second deviation amount evaluation marks has been displaced from the reference state by a desired deviation amount. Deform the mold so that it is in the target deviation state,
After each of the groups reaches a target deviation state, the uneven pattern is transferred to a resist applied on the substrate to be processed while the state is maintained.
つまり本発明は、1つの参照基板を基準にして所定のずれ量を実現するようにモールドを変形させ、インプリントを行うものである。特に、そのずれ量を種々変更すれば、1つのモールドを使用してパターン形状がそれぞれ異なる複数のテンプレートを製造(複製)することが可能となる。 That is, according to the present invention, imprinting is performed by deforming a mold so as to realize a predetermined shift amount with reference to one reference substrate. In particular, if the amount of deviation is changed variously, it is possible to manufacture (replicate) a plurality of templates having different pattern shapes using one mold.
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、対をなす第1および第2のずれ量評価マークは、異なる2方向についての位置関係を表すものであることが好ましい。 In the nanoimprint method according to the present invention, it is preferable that the first and second deviation amount evaluation marks that form a pair represent a positional relationship in two different directions.
また、本発明に係るナノインプリント方法において、対をなす第1および第2のずれ量評価マークは、対をなすモアレ干渉用のマークの組合せであることが好ましく、或いは格子マークおよびこの格子マーク上の位置を示す記号マークの組合せであることが好ましく、或いは目盛りマークおよびこの目盛りマーク上の位置を示す記号マークの組合せであることが好ましい。 In the nanoimprint method according to the present invention, the first and second misalignment evaluation marks that make a pair are preferably a combination of a pair of moire interference marks that make a pair, or a lattice mark and a mark on the lattice mark. A combination of symbol marks indicating a position is preferable, or a combination of a scale mark and a symbol mark indicating a position on the scale mark is preferable.
また、本発明に係るナノインプリント方法において、第1および第2のマークは、対をなす位置合わせ用のアライメントマークを含むことが好ましい。 In the nanoimprint method according to the present invention, it is preferable that the first and second marks include a pair of alignment marks for alignment.
また、本発明に係るナノインプリント方法において、凹凸パターンを転写するときに、上記組のそれぞれが目標ずれ状態に至った時の雰囲気条件も維持することが好ましい。 Moreover, in the nanoimprint method according to the present invention, it is preferable to maintain the atmospheric conditions when each of the above groups reaches the target deviation state when transferring the uneven pattern.
また、本発明に係るナノインプリント方法において、第1および第2のマークは金属材料から構成されることが好ましい。 In the nanoimprint method according to the present invention, the first and second marks are preferably made of a metal material.
また、本発明に係るナノインプリント方法はヘリウム雰囲気中で実施することが好ましい。 The nanoimprint method according to the present invention is preferably performed in a helium atmosphere.
本発明に係るパターン化基板の製造方法は、
上記に記載のナノインプリント方法により凹凸パターンが転写されたレジスト膜を加工対象基板上に形成し、
レジスト膜をマスクとして加工対象基板をエッチングすることにより、レジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを加工対象基板上に形成することを特徴とするものである。
A method for producing a patterned substrate according to the present invention includes:
Forming a resist film on which a concavo-convex pattern is transferred by the nanoimprint method described above on a substrate to be processed,
By etching the substrate to be processed using the resist film as a mask, a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the resist film is formed on the substrate to be processed.
本発明に係るナノインプリント方法およびパターン化基板の製造方法は、第1のずれ量評価マークを含む第1のマークを有するモールド、および、第2のずれ量評価マークを含む第2のマークを有する参照基板を用意し、対応する第1および第2のずれ量評価マークの相対的な位置関係に基づいて、対応する第1および第2のずれ量評価マークの組のそれぞれが、基準状態から所望のずれ量だけずれた状態である目標ずれ状態となるように、モールドを変形させ、上記組のそれぞれが目標ずれ状態に至った後その状態を維持したまま、加工対象基板上に塗布されたレジストに上記凹凸パターンを転写することを特徴とする。つまり、本発明は、1つの参照基板を基準にして所定のずれ量を実現するようにモールドを変形させ、インプリントを行うものであるから、例えばシリコン原盤を使用してもテンプレート同士のパターン形状がばらつくという問題が起こりにくい。つまり、テンプレート等のパターン化基板の製造において、パターン形状の再現性を向上させることが可能となる。 The nanoimprint method and the method for manufacturing a patterned substrate according to the present invention include a mold having a first mark including a first shift amount evaluation mark, and a second mark including a second shift amount evaluation mark. A substrate is prepared, and based on the relative positional relationship between the corresponding first and second deviation amount evaluation marks, each of the corresponding first and second deviation amount evaluation mark sets is desired from the reference state. The mold is deformed so as to be in a target deviation state, which is a deviation state by a deviation amount, and the resist applied to the substrate to be processed is maintained while maintaining the state after each of the above groups has reached the target deviation state. The uneven pattern is transferred. That is, according to the present invention, since the mold is deformed and imprinted so as to realize a predetermined deviation amount with reference to one reference substrate, the pattern shape between the templates can be obtained even if a silicon master is used, for example. The problem of variation is less likely to occur. That is, the reproducibility of the pattern shape can be improved in the manufacture of a patterned substrate such as a template.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。 Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described using a drawing, the present invention is not limited to this. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.
図1は、実施形態のナノインプリント方法の工程を示す概略断面図である。また図2は、実施形態のナノインプリント方法の工程を示すフロー図であり、図3は、本実施形態における位置ずれ評価用の第1および第2のマークを示す概念図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating steps of the nanoimprint method according to the embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the steps of the nanoimprint method of the embodiment, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing first and second marks for evaluating misalignment in the present embodiment.
図1および図2に示されるように、本実施形態のナノインプリント方法では、微細な凹凸パターン11と位置ずれ評価用の複数の第1のマーク51とを有するモールド10、および、位置ずれ評価用の複数の第2のマーク52を有する参照基板20を使用する。第1および第2のマーク51,52は、モールド10および参照基板20が重ね合わされた際にこれらのマーク51,52が対応する位置関係になるように、それぞれモールド10または参照基板20上に設けられている。第1のマーク51のそれぞれには第1のずれ量評価マーク51aが含まれており、第2のマーク52のそれぞれには第1のずれ量評価マーク51aと対をなす第2のずれ量評価マーク52aが含まれている。対をなす第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aは、例えば重ね合わさるように互いに組み合わされて、互いの相対的な位置関係を表す指標となる。対をなす第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aは、例えば本実施形態では図3に示されるように、対をなすモアレ干渉用のマークの組合せである。また本実施形態では、第1および第2のマーク51,52はそれぞれ、対をなす位置合わせ用のアライメントマーク51b,52bも含んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the nanoimprint method of the present embodiment, a
本実施形態のナノインプリント方法では、上記のようなモールド10および参照基板20を使用して、まず、複数の第1のマーク51および複数の第2のマーク52を対応させてモールド10および参照基板20を配置し(図1aおよびSTEP1)、アライメントマーク51b,52bを利用してモールド10および参照基板20の位置合わせを行う(STEP2)。そして、モールド10および参照基板20の位置合わせが完了したら、第1および第2のマーク51,52が設けられているマーク位置ごとに、対応する第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aの相対的な位置関係を参照しながら、例えばアクチュエータ30によってモールド10に外力Fを及ぼしてモールド10を変形させていく(図1bおよびSTEP3)。
In the nanoimprint method of the present embodiment, first, the
ここで、マーク位置ごとに、対応する第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aの位置ずれが、対応する第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aの相対的な位置関係に基づいて、基準状態から所望のずれ量(目標ずれ量)に至ったか否かを評価する(STEP4からSTEP7)。例えば本実施形態では、STEP4において、各マーク位置でモアレ干渉ピークのずれ量ΔX1〜ΔXnが計測され、STEP5において、ずれ量ΔX1〜ΔXnに基づき、後述する関係式からモアレ干渉用マークのずれ量Δx1〜Δxnが算出される。そして、ずれ量Δx1〜Δxnと目標ずれ量が対比されて、それらの値が一致するか否かが評価される。評価された結果それらの値が一致していないと判断されれば、外力の付与条件を変更するSTEP3に戻ることになる。
Here, for each mark position, the positional deviation between the corresponding first and second deviation amount evaluation marks 51a and 52a is in the relative positional relationship between the corresponding first and second deviation amount evaluation marks 51a and 52a. Based on this, it is evaluated whether or not the desired deviation amount (target deviation amount) has been reached from the reference state (
なお、基準状態とは、変化量や変化した状態を規定する際の基準となる状態を意味する。つまり、対応する第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aのずれ量に関しては、基準状態とは、これらを位置合わせしたときにずれ量がないとされる状態を意味し、例えばモアレ干渉用のマークを利用した本実施形態では、モアレ干渉ピークのずれが生じていないとされる状態である。この「基準状態」という語は、個々のずれ量評価マーク51a,52aやマーク51,52について使用する他、複数のマーク全体についてもそれらのすべてについてずれ量がないとされる状態という意味で、さらにはモールドの凹凸パターンの形状については変形がないとされる状態という意味でも同様に使用する。マーク51,52の観察は、例えば光学顕微鏡やカメラ等の観察手段31を用いて行う。
Note that the reference state means a state serving as a reference when the change amount or the changed state is defined. That is, regarding the shift amounts of the corresponding first and second shift amount evaluation marks 51a and 52a, the reference state means a state in which there is no shift amount when they are aligned, for example, moire interference. In the present embodiment using the mark for use, it is assumed that there is no deviation of the moire interference peak. The term “reference state” is used for the individual deviation
上記評価により、ずれ量評価マーク51a,52aの位置ずれが目標ずれ量に至っていないと評価された場合には、外力Fを付与する条件を変更し、再度モールド10を変形させ、ずれ量評価マーク51a,52aの位置ずれが目標ずれ量に至るまでこの工程を繰り返す。一方、対応する第1および第2のずれ量評価マーク51a,52aの組のそれぞれが、目標ずれ量だけずれた状態である目標ずれ状態になったら、つまりすべての上記組が目標ずれ状態となり凹凸パターン11が目標とするパターン形状(目標パターン形状)になったら、参照基板20は搬出される(STEP8)。
If it is evaluated by the above evaluation that the positional deviation of the deviation amount evaluation marks 51a and 52a has not reached the target deviation amount, the condition for applying the external force F is changed, the
その後、加工対象基板21を搬入し(図1cおよびSTEP9)、加工対象基板21上に塗布されたレジスト膜25に上記凹凸パターン11を押し付けおよび露光し(図1d)、モールド10をレジスト膜25から剥離して(図1e)、凹凸パターン11をレジスト膜25に転写する(STEP10)。
Thereafter, the
(モールド)
モールド10は、例えば石英基板上にフォトリソグラフィまたは電子線リソグラフィによって凹凸パターンを形成した石英モールドである。特に、図1bのように、モールド10を通してずれ量を計測する場合には、石英モールドが好ましい。しかしながら、例えば参照基板20を通してずれ量を計測する場合には、モールド10は透明である必要はない。このような場合にはシリコンや金属材料からなるモールドを使用することもできる。しかしながら、シリコンや金属材料は歪みが発生しやすく熱膨張係数が大きいため、石英モールドを使用することが好ましい。
(mold)
The
モールド10の凹凸パターンの形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとしてライン&スペースパターンである。そして、ライン&スペースパターンの凸部の長さ、凸部の幅、凸部同士の間隔および凹部底面からの凸部の高さ(凹部の深さ)は適宜設定される。例えば、凸部の幅は10〜100nm、より好ましくは20〜70nmであり、凸部同士の間隔は10〜500nm、より好ましくは20〜100nmであり、凸部の高さは10〜500nm、より好ましくは30〜100nmである。また、凹凸パターンを構成する凸部の形状は、その他、矩形、円および楕円等の断面を有するドットが配列したような形状でもよい。
The shape of the concavo-convex pattern of the
(離型剤)
本発明では、レジストとモールド10との離型性を向上させるためにモールド10の表面に離型処理を行うことが好ましい。離型処理に使用する離型剤としては、フッ素系のシランカップリング剤として、ダイキン工業株式会社製のオプツール(登録商標)DSXや、住友スリーエム株式会社製のNovec(登録商標) EGC-1720等、が挙げられる。
(Release agent)
In the present invention, it is preferable to perform a mold release treatment on the surface of the
この他にも、公知のフッ素系樹脂、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤などが使用できる。 In addition, known fluorine resins, hydrocarbon lubricants, fluorine lubricants, fluorine silane coupling agents, and the like can be used.
例えばフッ素系樹脂としては、PTFA(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)などが挙げられる。 For example, PTFA (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene Ethylene copolymer).
例えば炭化水素系潤滑剤としては、ステアリン酸およびオレイン酸等のカルボン酸類、ステアリン酸ブチル等のエステル類、オクタデシルスルホン酸等のスルホン酸類、リン酸モノオクタデシル等のリン酸エステル類、ステアリルアルコールおよびオレイルアルコール等のアルコール類、ステアリン酸アミド等のカルボン酸アミド類、ステアリルアミン等のアミン類などが挙げられる。 For example, hydrocarbon lubricants include carboxylic acids such as stearic acid and oleic acid, esters such as butyl stearate, sulfonic acids such as octadecyl sulfonic acid, phosphate esters such as monooctadecyl phosphate, stearyl alcohol and oleyl Examples thereof include alcohols such as alcohol, carboxylic acid amides such as stearamide, and amines such as stearylamine.
例えばフッ素系潤滑剤としては、上記炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をフルオロアルキル基もしくはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤が挙げられる。 For example, examples of the fluorine-based lubricant include a lubricant in which part or all of the alkyl group of the hydrocarbon-based lubricant is substituted with a fluoroalkyl group or a perfluoropolyether group.
例えばパーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CF2CF2CF2O)n、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF3)CF2O)nまたはこれらの共重合体等である。ここで、添え字のnは重合度を表す。 For example, as the perfluoropolyether group, perfluoromethylene oxide polymer, perfluoroethylene oxide polymer, perfluoro-n-propylene oxide polymer (CF 2 CF 2 CF 2 O) n , perfluoroisopropylene oxide polymer ( CF (CF 3 ) CF 2 O) n or a copolymer thereof. Here, the subscript n represents the degree of polymerization.
例えばフッ素系シランカップリング剤としては、分子中に少なくとも1個、好ましくは1〜10個のアルコキシシラン基、クロロシラン基を有するものであり、分子量200〜10,000のものが好ましい。例えば、アルコキシシラン基としては、−Si(OCH3)3基、−Si(OCH2CH3)3基が挙げられ、クロロシラン基としては、−Si(Cl)3基などが挙げられる。具体的には、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロデシルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルジメチルクロロシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリメトキシシランなどの化合物である。
For example, the fluorinated silane coupling agent has at least 1, preferably 1 to 10, alkoxysilane groups and chlorosilane groups in the molecule, and preferably has a molecular weight of 200 to 10,000. For example, the alkoxysilane group, -
(参照基板)
参照基板20は、凹凸パターン11の形状の基準状態からの変形量を計測するための物差しとして機能する。複数の第2のマーク52は、凹凸パターン11の基準状態における複数の第1のマーク51に設計上対応する参照基板20上の位置に設けられる。参照基板20の材料、形状および構造は特に限定されない。しかしながら、形状の安定性に優れた石英を使用することが好ましい。モールド10と参照基板20を近接させる際の間隔は、100μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることが特に好ましい。モールド10と参照基板20の間隔が狭いほどずれ量の評価精度が向上するからである。また、モールド10と参照基板20を近接させる際のこれらの平行度誤差は、0.02度以下であることが好ましく、0.002度以下であることがより好ましく、0.0002度以下であることが特に好ましい。モールド10と参照基板20の間隔が狭い場合に、これらの平行度誤差が小さくないとこれらが接触し破損する恐れがあるからである。
(Reference board)
The
(位置ずれ評価用のマーク)
位置ずれ評価用の第1および第2のマーク51,52は、凹凸パターン11の形状の基準状態からの変形量を計測するための指標である。第1および第2のマーク51,52は、例えば蒸着法等のマークを形成する公知の方法を採用することができる。また、視認性向上の観点から、第1および第2のマーク51,52は金属材料から構成されることが好ましい。また、観察光を入射する側(観察手段31側)のマークについては、光の透過性を高めるため、マーク部のみ金属膜が残るようにすることが好ましい(図3の左側マーク51)。一方、観察光を反射する側(観察手段31から遠い側)のマークについては、反射光強度を高めるため、金属膜の地から金属膜を除去してこの除去された部分をマークとすることが好ましい(図3の右側マーク52)。ただし、参照基板全面を金属膜で被覆すると、膜応力による歪みが発生する場合があるため、マークの周辺領域のみを金属膜の地にして、マークの視認性に影響が少ない領域の金属膜は除去することが好ましい。金属膜の厚さは、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましく、50nm以上であることが特に好ましい。
(Mark for misalignment evaluation)
The first and
第1および第2のマーク51,52は、実際に上記変形量を計測するための手段として、マーク位置ごとのパターン形状の変形量(ずれ量)を示すずれ量評価マーク51a,52aを含む。本実施形態においては、例えば対をなすモアレ干渉用のマークである。図4は、第1および第2のマークが重ね合わされたときの様子を示す概略図である。具体的には、図4の左図は、第1および第2のマーク51,52が、ずれのない基準状態にある様子を示し、図4の右図は、第1のマーク51が第2のマーク52に対して相対的にx方向(例えば図4における左右方向)にずれ量Δxおよびy方向(例えば図4における上下方向)にずれ量Δyだけずれた状態を示している。図4の右図のようにずれ量に応じて干渉縞が生じることが分かる。本実施形態では、異なる2方向のずれ量を効率よく計測することができるように、モアレ干渉用のマークがx軸用およびy軸用に2つ設けられている。なお、上記異なる2方向は直交している必要はない。
The first and
モアレ干渉用のマークを利用する場合には、具体的なずれ量ΔxおよびΔyは以下のようにして求められる。図5は、ずれ量評価マークとしてのモアレ干渉用のマークを示す概略図である。例えば図5の左上図および右上図がモールド10に設けられたずれ量評価マーク51a、図5の左真ん中および右真ん中の図が参照基板20に設けられたずれ量評価マーク52aを表す。ずれ量評価マーク51aには、ピッチの異なるラインの配列が上下に並んでおり、ずれ量評価マーク52aには、そのラインの配列が上記とは逆の並びで上下に並んでいる。なお、ラインの配列のそれぞれのピッチをp1およびp2とする。そして、左下図は左上図および左真ん中の図を重ね合わせた様子を示し、右下図は右上図および右真ん中の図を重ね合わせた様子を示す。このとき、右上図および右真ん中の図はずれ量Δx(またはΔy)だけずれているから、右下図では干渉縞のピークがずれる。干渉縞のピークのずれ量をΔX(またはΔY)とすると、ΔX(またはΔY)は下記式1で求められる。
When the mark for moire interference is used, the specific deviation amounts Δx and Δy are obtained as follows. FIG. 5 is a schematic diagram showing a moire interference mark as a deviation evaluation mark. For example, the upper left diagram and the upper right diagram in FIG. 5 represent the deviation
したがって、測長機能のある観察手段(例えば観察視野内に測長目盛りのある光学顕微鏡や、測長目盛りのある映像表示手段に接続されたカメラ等)によって、ΔX(またはΔY)を計測することで、ずれ量Δx(またはΔy)を算出することができる。 Therefore, ΔX (or ΔY) is measured by an observation means having a length measurement function (for example, an optical microscope having a length measurement scale in the observation visual field or a camera connected to an image display means having a length measurement scale). Thus, the shift amount Δx (or Δy) can be calculated.
なお、ずれ量評価マーク51a,52aに関して、上記ではモアレ干渉用のマークを利用した場合について説明したが、本発明におけるずれ量評価マークは、凹凸パターン11の形状の基準状態からの変形量を計測することができるマークであれば、特に限定されない。例えば、図6は、ずれ量評価マークの他の構成を示す概略図である。具体的には、図6aは、目盛りの付いた格子マーク53aとこの格子マーク53a上の位置を示す記号マーク53bの組合せ53を示す。一方、図6bは、目盛りマーク54aおよびこの目盛りマーク54a上の位置を示す記号マーク54bの組合せ54を示す。上記組合せ53の場合には、1つの組合せで異なる2方向のずれ量を効率よく計測することができる。なお、上記組合せ54をx軸用およびy軸用に2つ設けることにより、上記組合せ54においても同様に異なる2方向のずれ量を効率よく計測することができる。また、記号マーク53b,54bは、図示した形状のものに限らず、例えば矢印等の他の記号であってもよい。
In addition, regarding the deviation amount evaluation marks 51a and 52a, the case where the moire interference mark is used has been described above. However, the deviation amount evaluation mark in the present invention measures the deformation amount of the shape of the concavo-
位置ずれ評価用の第1および第2のマークの組合せ(つまりマーク位置)の個数は、凹凸パターン11の変形量を計測するために、少なくとも2つあればよい。例えば凹凸パターン11の形状が外力Fによる圧縮に応じて全体的に均等に縮小するような場合には、2つのマーク位置の距離により縮小の程度を把握することが可能だからである。当然ながら、より複雑な変形を目標とする場合には、凹凸パターン11の変形量を精度よく計測するためにより多くのマーク位置を設定することが好ましい。マーク位置の個数は、8個以上であることが好ましく、16個以上であることがより好ましく、40個以上であることが特に好ましい。例えば、図7および図8は、マーク点数と識別可能なパターン形状との関係を示す概略図である。図7に示されるように、4ヶ所のマーク位置では、形状12dおよび12eをそれぞれ識別することができる。その一方で、4ヶ所のマーク位置では、形状12a、12bおよび12cを識別することができない。そこで、形状12a、12bおよび12cを識別するためには、例えば8ヶ所のマーク位置を設定すればよい。しかし、8ヶ所のマーク位置を設定しても、例えば図8に示すような形状13aおよび13bをそれぞれ識別することはできない。そこで、形状13aおよび13bを識別するためには、例えば16ヶ所のマーク位置を設定すればよい。
There may be at least two combinations of the first and second marks for evaluating misalignment (that is, the mark positions) in order to measure the deformation amount of the concavo-
第1および第2のマーク51,52によるマーク位置は、パターンの変形を精度よく計測するため凹凸パターン11の周囲に均等に配置することが好ましい。例えば図9aは、凹凸パターン11の周囲に均等に8ヶ所のマーク位置が設定された様子を示し、図9bは、凹凸パターン11の周囲に均等に16ヶ所のマーク位置が設定された様子を示す。また、図9cは、凹凸パターン11の周囲に均等に8ヶ所のマーク位置が設定され、さらにその周りに均等に16ヶ所のマーク位置が設定された様子を示す。
The mark positions by the first and
また、第1および第2のマークがアライメントマークを含む場合には、ずれ量の評価を行う前の初期位置への位置合わせが容易となる。さらに、アライメントマークとずれ量評価マークを同時に観察することができるため、位置合わせとずれ量の評価を同時にすることができるという利点もある。 In addition, when the first and second marks include alignment marks, alignment to the initial position before evaluation of the shift amount is facilitated. Furthermore, since the alignment mark and the deviation evaluation mark can be observed at the same time, there is an advantage that the alignment and the deviation evaluation can be performed simultaneously.
(外力付与方法)
外力Fを付与する方法は、例えば特許文献1および2に示されたような方法、すなわちモールド10の凹凸パターン11が所定の量だけ縮小しまたは所定の形状に変形するようにモールド10の側面部の一部または全部をアクチュエータ30で圧縮する方法を採用することができる。例えば、図10aに示すようなモールド10を考える。図10aのモールド10には、図10bに示すようなパターンが形成されており、その周囲に8個の第1のマークM1〜M8が設けられている。このようなモールド10を用いて図10cに示されるように、パターンの左辺と右辺の真ん中がそれぞれ中央に向かって湾曲しかつ上下方向に均等に縮小したパターンをレジストに転写したい場合には、例えば以下のように外力を与える。第1のマークM1〜M8のそれぞれを第2のマークR1〜R8のそれぞれに対応させて(つまり、MiをRiに対応させる。i=1、・・・、8である。)位置合わせをした後、Riに対するMiのずれ量Δiを参照しながら、アクチュエータ30によってモールド10の側面を圧縮する。この際、図11に示されるように、パターンの左辺と右辺に対応するモールド部分にはその真ん中にのみ外力Fを付与し、パターンの上辺と下辺に対応するモールド部分には均等に外力Fを付与する。そして、ずれ量Δiが所望の値になった時点で外力Fの増加を止めその時の外力Fの強度を維持する。上記の作業をすべてのiについて行うことにより、モールド10の所望の変形が完了する。
(External force application method)
The method of applying the external force F is, for example, a method as shown in
(ずれ量の設定)
ずれ量は、ナノインプリントすべきパターンに応じてマーク位置ごとに予め設定される。特に、取扱いが容易になることから、本実施形態のようにx軸方向およびy軸方向に分けてx軸成分のずれ量Δxおよびy軸成分のずれ量Δyをそれぞれ設定することが好ましい。
(Setting of deviation)
The shift amount is set in advance for each mark position according to the pattern to be nanoimprinted. In particular, since handling becomes easy, it is preferable to set the deviation amount Δx of the x-axis component and the deviation amount Δy of the y-axis component separately in the x-axis direction and the y-axis direction as in this embodiment.
また、半導体デバイスの製造のようにナノインプリントを行う基板(図12のシリコンウェハ)に既に複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lが形成されており、これら複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lは本来同じ形状を有するべきものであるがそれぞれ異なる歪みを有している場合には、例えば以下のようにしてパターンの目標パターン形状(第1および第2のマークの目標ずれ状態)を決定することが好ましい。まず、この複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lそれぞれの倍率および変形の程度を基準に、複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lの平均形状(共通成分)を算出する。一方、複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lのそれぞれについて、個々のパターン特有のずれ量の固有成分として上記平均形状からのずれ量を算出し、当該固有成分の例えば3σ分を考慮して必要な拡大倍率を決定する。そして、上記平均形状を上記拡大倍率で拡大した形状をパターンの目標パターン形状とする。上記の方法で得られた目標パターン形状を使用することで、複数のパターン40a〜40lおよび41a〜41lの全体に対して、インプリント時の上下層間の誤差を許容値以下とすることが可能なテンプレートが製造可能となる。なお、上記の説明では、複数のウェハ間で平均形状を算出したが、例えば単一のウェハ内のみで平均形状を算出してもよいし、処理バッチ間にわたって平均形状を算出してもよい。
In addition, a plurality of
(加工対象基板)
シリコンモールドに対しては、レジストへの露光を可能とするために石英基板が好ましい。石英基板は、光透過性を有し、厚みが0.3mm以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、石英基板表面をシランカップリング剤で被覆したものや、石英基板上にCr、W、Ti、Ni、Ag、Pt、Auなどからなる金属層を積層したものや、石英基板上にCrO2、WO2、TiO2などからなる金属酸化膜層を積層したものや、前記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したもの、などが挙げられる。金属層または金属酸化膜層の厚さは、通常30nm以下、好ましくは20nm以下にする。30nmを超えるとUV透過性が低下し、レジストの硬化不良が起こりやすいためである。
(Substrate to be processed)
For silicon molds, a quartz substrate is preferred to allow exposure to the resist. The quartz substrate is appropriately selected according to the purpose without particular limitation as long as it has light transparency and a thickness of 0.3 mm or more. For example, the surface of a quartz substrate is coated with a silane coupling agent, the quartz substrate is laminated with a metal layer made of Cr, W, Ti, Ni, Ag, Pt, Au, or the like, or the quartz substrate is CrO 2. , WO 2 , TiO 2, etc. laminated metal oxide film layers, and the laminated body surface coated with a silane coupling agent. The thickness of the metal layer or metal oxide film layer is usually 30 nm or less, preferably 20 nm or less. This is because when the thickness exceeds 30 nm, the UV transmittance is lowered and the resist is hard to be cured.
また、上記「光透過性を有する」とは、具体的には、基板にレジスト膜が形成される一方の面から出射するように、基板の他方の面から光を入射した場合に、レジスト膜が十分に硬化することを意味しており、少なくとも、上記他方の面から上記一方の面へ波長200nm以上の光の透過率が5%以上であることを意味する。 In addition, the above “having optical transparency” specifically means that the resist film is formed when light is incident from the other surface of the substrate so as to be emitted from one surface on which the resist film is formed on the substrate. Means that the light is sufficiently cured, and at least the transmittance of light having a wavelength of 200 nm or more from the other surface to the one surface is 5% or more.
石英基板の厚さは、通常0.3mm以上が好ましい。0.3mm以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。 The thickness of the quartz substrate is usually preferably 0.3 mm or more. If it is 0.3 mm or less, it is likely to be damaged by pressing during handling or imprinting.
一方、石英モールドに対する加工対象基板は、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。形状としては、例えば、情報記録媒体である場合には、円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。また、表面をシランカップリング剤で被覆したものでも良い。基板の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましい。基板の厚さが0.05mm未満であると、レジストとモールドとの密着時に基板側に撓みが発生し、均一な密着状態を確保できない可能性がある。 On the other hand, the substrate to be processed for the quartz mold is not particularly limited with respect to its shape, structure, size, material, etc., and can be appropriately selected according to the purpose. For example, in the case of an information recording medium, the shape is a disk shape. The structure may be a single layer structure or a laminated structure. The material can be appropriately selected from those known as substrate materials, and examples thereof include silicon, nickel, aluminum, glass, and resin. These board | substrate materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The substrate may be appropriately synthesized or a commercially available product may be used. Moreover, what coat | covered the surface with the silane coupling agent may be used. There is no restriction | limiting in particular as thickness of a board | substrate, Although it can select suitably according to the objective, 0.05 mm or more is preferable and 0.1 mm or more is more preferable. If the thickness of the substrate is less than 0.05 mm, the substrate may be bent when the resist and the mold are in close contact with each other, and a uniform contact state may not be ensured.
さらに、本発明では、台地形状を有するメサ型構造のモールドおよび/または加工対象基板を使用することもできる。この場合には、パターン領域はメサ型構造のメサ部22上に転写される(例えば図1c)。また、本発明では、裏面に掘り込みを有するモールドおよび/または加工対象基板を使用することもできる。本実施形態では加工対象基板21が掘り込み23を有している。
Furthermore, in the present invention, a mold having a plateau shape and / or a substrate to be processed can be used. In this case, the pattern area is transferred onto the
(レジスト)
レジストは、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物に、光重合開始剤(2質量%程度)、フッ素モノマー(0.1〜1質量%)を加えて調製された材料を用いることができる。
(Resist)
The resist is not particularly limited, but in this embodiment, for example, a photopolymerization initiator (about 2% by mass) and a fluorine monomer (0.1 to 1% by mass) are added to a polymerizable compound. Materials can be used.
また、必要に応じて酸化防止剤(1質量%程度)を添加することもできる。上記の手順により作成した材料は波長360nmの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。 Moreover, antioxidant (about 1 mass%) can also be added as needed. The material prepared by the above procedure can be cured by ultraviolet light having a wavelength of 360 nm. For those having poor solubility, it is preferable to add a small amount of acetone or ethyl acetate for dissolution, and then distill off the solvent.
上記重合性化合物としては、ベンジルアクリレート(ビスコート(登録商標)#160:大阪有機化学株式会社製)、エチルカルビトールアクリレート(ビスコート(登録商標)#190:大阪有機化学株式会社製)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(アロニックス(登録商標)M−220:東亞合成株式会社製)、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート(アロニックス(登録商標)M−310:東亞合成株式会社製)等の他、下記構造式1で表される化合物A等を挙げることができる。
構造式1:
Structural formula 1:
また、上記重合開始剤としては、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン(IRGACURE(登録商標)379:豊通ケミプラス株式会社製)等のアルキルフェノン系光重合開始剤を挙げることができる。 The polymerization initiator may be 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone (IRGACURE®). 379: manufactured by Toyotsu Chemiplus Co., Ltd.) and the like.
また、上記フッ素モノマーとしては、下記構造式2で表される化合物B等を挙げることができる。
構造式2:
Structural formula 2:
なお、図1に示されるように、レジスト25と加工対象基板21との密着を向上させるために密着層24を設けることが好ましい。
As shown in FIG. 1, it is preferable to provide an
(インプリント工程)
モールド10とレジスト25を接触させる前に、モールド10と基板21間の雰囲気を減圧または真空雰囲気にすることで残留気体を低減することが好ましい。ただし、高真空雰囲気下では硬化前の硬化性樹脂が揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールド10と基板21間の雰囲気を、He雰囲気または減圧He雰囲気にすることで残留気体を低減することがより好ましい。Heは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体(He)は徐々に減少する。Heの透過には時間を要すため減圧He雰囲気とすることがより好ましい。減圧雰囲気は、1〜90kPaであることが好ましく、1〜10kPaが特に好ましい。
(Imprint process)
Before bringing the
なお、本発明では、凹凸パターンを転写するときに、対応する第1および第2のずれ量評価マークの組のそれぞれが目標ずれ状態に至った時の雰囲気条件も維持することが好ましい。上記組のそれぞれが目標ずれ状態に至った後に、雰囲気条件が変化すると、モールド10が膨張或いは縮小することで、モールド10の変形状態が変化してしまうためである。なお、雰囲気条件は、雰囲気による気圧および温度が少なくとも維持されていればよい。
In the present invention, it is preferable to maintain the atmospheric conditions when each of the corresponding sets of first and second deviation amount evaluation marks reaches the target deviation state when the concavo-convex pattern is transferred. This is because when the atmospheric conditions change after each of the above groups has reached the target deviation state, the deformation state of the
モールドと、レジストを塗布した基板は所定の相対位置関係となるように両者を位置合わせした後に接触させる。位置合わせにはアライメントマークを用いることが好ましい。アライメントマークは光学顕微鏡やモアレ干渉法等で検出可能な凹凸パターンで形成される。位置合わせ精度は好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは100nm以下である。 The mold and the substrate coated with the resist are brought into contact with each other after being aligned so as to have a predetermined relative positional relationship. An alignment mark is preferably used for alignment. The alignment mark is formed in a concavo-convex pattern that can be detected by an optical microscope, moire interferometry, or the like. The alignment accuracy is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 100 nm or less.
モールド10の押し付け圧は、100kPa以上、10MPa以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、モールド10と基板2の表面形状を互いに倣わせることが容易であり、レジストの流動が促進される。さらに、圧力が大きい場合には、残留気体の除去、圧縮、残留気体のレジストへの溶解、石英基板中のHeの透過も促進し、レジストパターンの品質向上に繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド10接触時に異物を噛みこんだ際にモールド10および基板を破損する可能性がある。よって、モールド10の押し付け圧は、100kPa〜5MPaであることが好ましく、100kPa〜1MPaであることが特に好ましい。100kPa以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールド10と基板間が液体で満たされている場合、モールド10と基板間が大気圧(約101kPa)で加圧されているためである。
The pressing pressure of the
モールド10を押し付けてレジスト膜を形成した後、レジストに含まれる重合開始剤に合わせた波長を含む光で露光し、レジストを硬化させる。硬化後に離型する方法としては、例えば、モールド10または基板のどちらかの裏面または外縁部を保持し、他方の基板またはモールドの裏面または外縁部を保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させる方法が挙げられる。
After the
以上のように、本発明は、1つの参照基板を基準にして所定のずれ量を実現するようにモールドを変形させ、インプリントを行うものであるから、テンプレート同士でパターン形状がばらつくという問題が起こりにくい。この結果、テンプレート等のパターン化基板の製造において、簡易な方法でパターン形状の再現性を向上させることが可能となる。特に、そのずれ量を種々変更すれば、1つのモールドを使用してパターン形状がそれぞれ異なる複数のテンプレートを複製することが可能となる。 As described above, according to the present invention, since the mold is deformed and imprinted so as to realize a predetermined shift amount based on one reference substrate, there is a problem that the pattern shape varies between templates. Hard to happen. As a result, in the manufacture of a patterned substrate such as a template, the reproducibility of the pattern shape can be improved by a simple method. In particular, if the amount of deviation is variously changed, it is possible to duplicate a plurality of templates having different pattern shapes using one mold.
「パターン化基板の製造方法」
次に、パターン化基板(モールドの複版としてのテンプレート)の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、前述したナノインプリント方法を用いてモールド10の複版が製造される。
"Method for manufacturing patterned substrate"
Next, an embodiment of a method for producing a patterned substrate (template as a mold duplicate) will be described. In the present embodiment, a duplicate of the
まず、上記のナノインプリント方法を用いて、パターン転写されたレジスト膜を加工対象基板の一方の面に形成する。次に、パターン転写されたレジスト膜をマスクにして、ドライエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを加工対象基板上に形成して、所定のパターンを有する基板を得る。 First, using the nanoimprint method, a pattern-transferred resist film is formed on one surface of a substrate to be processed. Next, dry etching is performed using the pattern-transferred resist film as a mask, and a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern formed on the resist film is formed on the substrate to be processed to obtain a substrate having a predetermined pattern. .
ドライエッチングとしては、加工対象基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、RIEが特に好ましい。 The dry etching is not particularly limited as long as it can form a concavo-convex pattern on the substrate to be processed, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, ion milling, reactive ion etching (RIE), sputter etching , Etc. Among these, ion milling and RIE are particularly preferable.
イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にArなどの不活性ガスを導入し、イオンを生成する。これを、グリッドを通して加速させ、試料基板に衝突させてエッチングするものである。イオン源としては、カウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン型、フリーマン型、ECR(電子サイクロトロン共鳴)型などが挙げられる。 The ion milling method is also called ion beam etching and introduces an inert gas such as Ar into an ion source to generate ions. This is accelerated through the grid, and collides with the sample substrate for etching. Examples of the ion source include a Kaufman type, a high frequency type, an electron impact type, a duoplasmatron type, a Freeman type, an ECR (electron cyclotron resonance) type, and the like.
イオンミリング法におけるプロセスガスとしては、Arガス、RIEのエッチャントとしては、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いることができる。 Ar gas can be used as a process gas in the ion milling method, and fluorine-based gas or chlorine-based gas can be used as an etchant for RIE.
以上のように、本発明のパターン化基板の製造方法よれば、パターン形状の再現性を向上させることが可能なナノインプリントによって凹凸パターンをレジスト膜に転写しているから、パターン化基板の製造においてパターン形状の再現性を向上させることが可能となる。 As described above, according to the method for manufacturing a patterned substrate of the present invention, the uneven pattern is transferred to the resist film by nanoimprinting that can improve the reproducibility of the pattern shape. It becomes possible to improve the reproducibility of the shape.
10 モールド
11 凹凸パターン
20 参照基板
21 加工対象基板
25 レジスト膜
30 アクチュエータ
31 観察手段
51 位置ずれ評価用の第1のマーク
51a 第1のずれ量評価マーク
51b アライメントマーク
52 位置ずれ評価用の第2のマーク
52a 第2のずれ量評価マーク
52b アライメントマーク
F 外力
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記複数の第1のマークおよび前記複数の第2のマークを対応させて前記モールドおよび前記参照基板を配置し、
対応する第1および第2のずれ量評価マークの相対的な位置関係に基づいて、対応する第1および第2のずれ量評価マークの組のそれぞれが、基準状態から所望のずれ量だけずれた状態である目標ずれ状態となるように、前記モールドを変形させ、
前記組のそれぞれが前記目標ずれ状態に至った後その状態を維持したまま、加工対象基板上に塗布されたレジストに前記凹凸パターンを転写することを特徴とするナノインプリント方法。 A mold having a fine concavo-convex pattern and a plurality of first marks each including a first deviation amount evaluation mark, and a second deviation amount evaluation mark paired with the first deviation amount evaluation mark, A plurality of first marks include a second mark including a second deviation amount evaluation mark that is combined with the first deviation amount evaluation mark and represents a relative positional relationship with the first deviation amount evaluation mark. Prepare a plurality of reference boards at positions corresponding to
Disposing the mold and the reference substrate in correspondence with the plurality of first marks and the plurality of second marks;
Based on the relative positional relationship between the corresponding first and second deviation amount evaluation marks, each of the corresponding first and second deviation amount evaluation marks has been displaced from the reference state by a desired deviation amount. The mold is deformed so that the target deviation state is in a state,
A nanoimprint method for transferring the concavo-convex pattern to a resist applied on a substrate to be processed while maintaining the state after each of the groups reaches the target deviation state.
前記レジスト膜をマスクとして前記加工対象基板をエッチングすることにより、前記レジスト膜に転写された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを前記加工対象基板上に形成することを特徴とするパターン化基板の製造方法。 Forming a resist film on which a concavo-convex pattern has been transferred by the nanoimprint method according to claim 1 on a substrate to be processed;
Etching the substrate to be processed using the resist film as a mask to form a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern transferred to the resist film on the substrate to be processed. .
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