インプリント・リソグラフィ
【課題】インプリント・リソグラフィに関する方法を提供する。
【解決手段】インプリント方法が開示され、一実施例において、パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるンプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、テンプレートをインプリントされた媒体から分離した後に、パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含む。
【解決手段】インプリント方法が開示され、一実施例において、パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるンプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、テンプレートをインプリントされた媒体から分離した後に、パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント・リソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分上に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、及び微細な構造を含む他のデバイスの製造に従来使用されている。
【０００３】
リソグラフィ・パターンにおけるフィーチャ（feature）のサイズを低減することは望ましい。なぜなら、これは、所与の基板エリア上により大きなフィーチャの密度を可能にするからである。フォトリソグラフィにおいて、増大された解像度は、短い波長の放射を使用して達成されることができる。しかしながら、そのような低減に関連する問題が存在する。１９３ｎｍの波長の放射を使用するリソグラフィ装置は採用され始めているが、このレベルでも、回折限界が障害になることがある。より低い波長で、投影システム材料の透過性は不十分である。したがって、増強された解像度を可能にする光学リソグラフィは、複雑な光学機器及び貴重な材料を必要とすることがあり、したがって高価である。
【０００４】
インプリント・リソグラフィとして知られている１００ｎｍ未満のフィーチャをプリントする代替方法は、物理的型又はテンプレートを使用して、インプリント可能な媒体にパターンをインプリントすることによって、基板にパターンを転写することを含む。インプリント可能な媒体は、基板又は基板の表面上に被覆された材料であることができる。インプリント可能な媒体は、下にある表面にパターンを転写するのに機能的であることができ、又は「マスク」として使用されることができる。インプリント可能な媒体は、例えば、テンプレートによって画定されるパターンが転写されるべき半導体材料などの基板に備えられたレジストとして備えることができる。インプリント・リソグラフィは、このように本質的に、テンプレートの幾何形状が基板上に作られるパターンを画定するマイクロメートル又はナノメートル・スケールの成形プロセスである。パターンは、原理的にインプリント・リソグラフィが、集積回路製造などの用途に使用されることができるように、光学リソグラフィ・プロセスと同様に層状にされることができる。
【０００５】
インプリント・リソグラフィの解像度は、テンプレート製造プロセスの解像度だけによって制限される。例えば、インプリント・リソグラフィは、良好な解像度及びライン・エッジ粗さを有する５０ｎｍ未満の範囲におけるフィーチャを製造するために使用された。さらに、インプリント・プロセスは、光学リソグラフィ・プロセスに一般的に必要である高価な光学機器、最新の照明源、又は特定のレジスト材料を必要としないことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、インプリント方法が提供され、このインプリント方法は、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離した後に、パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含む。
【０００７】
このように、媒体にインプリントされたパターンのフィーチャは、以降の腐食、そうでなければ非選択的なエッチングから保護されることができ、それによってインプリントされたパターン・フィーチャのアスペクト比を改善する。「低減された厚み」の１つ又は複数のエリアへの参照は、一般に残留層とも呼ばれ、且つ基板又は（存在すれば）転写層上の最終パターンの一部を形成しないインプリント可能な媒体のエリアに関連することを目的とすることを理解されたい。低減された厚みのエリアは、基板又は（存在すれば）転写層をエッチングする前に、以降の非選択的エッチングで取り除かれることを目的とする。追加の又は代わりの利点は、インプリント可能な媒体に関する材料の選択が広げられることができることである。というのは、これは、しばしば所望のエッチング特性を有する材料に制限されるからである。
【０００８】
一実施態様において、方法はさらに、基板上にある量のインプリント可能な媒体を備えることを含む。
【０００９】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、パターン・フィーチャ上だけに備えられる。このように、低減された厚みの１つ又は複数のエリアは、以降のエッチングにおける腐食及び取り除きを受けることができるままである。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、基板から遠隔のパターン・フィーチャの表面上に備えられる。基板が一般的な場合のようにインプリント可能な媒体の下に配置されるとき、基板から最も遠いパターン・フィーチャ表面は、フィーチャの頂部表面である。
【００１０】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、低角度堆積（low angle deposition）（気相堆積(vapour deposition)）によって又はシャドウ・スパッタリングによってパターン・フィーチャ上に備えられる。
【００１１】
一実施態様において、方法は、基板の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む。適切には、方法は、基板の表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含むことができる。
【００１２】
一実施態様において、中間層が、基板とインプリント可能な媒体との間に備えられる。この場合に、方法は、中間層の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む。さらに、方法は、基板の表面の領域を露出するために、中間層の表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含むことができ、これに、基板の表面の露出された領域をエッチングすることが続くことがある。
【００１３】
本発明の一態様によれば、基板をパターン形成する方法が提供され、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、
パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えることと、
基板の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることと、
基板の露出された領域をエッチングすることとを含む。
【００１４】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、パターン・フィーチャ上だけに備えられる。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、基板から遠隔のパターン・フィーチャの表面上に備えられる。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、低角度（気相）堆積によって又はシャドウ・スパッタリングによってパターン・フィーチャ上に備えられる。
【００１５】
本発明の一態様によれば、インプリント装置が提供され、インプリント装置は、
その上にインプリント可能な媒体を有する基板を保持するように構成された基板ホルダと、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、テンプレート・ホルダによって支持されたテンプレートをインプリント可能な媒体に接触させ、且つテンプレートをインプリントされた媒体から分離させるように構成されたテンプレート・ホルダと、
パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えるように構成された材料ドージング・デバイスとを備える。
【００１６】
一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、パターン・フィーチャ上だけにエッチ抵抗材料を備えるように動作可能である。一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、基板から遠隔にあるパターン・フィーチャの表面上にエッチ抵抗材料を備えるように動作可能である。一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、低角度（気相）堆積又はシャドウ・スパッタリング・デバイスを備える。
【００１７】
本発明の実施例は、例示だけによって、対応する符号が対応する部品を示す添付の概略図を参照することによって記載される。
【実施例】
【００１８】
一般的にホット・インプリント・リソグラフィ及びＵＶインプリント・リソグラフィと呼ばれる、インプリント・リソグラフィのための２つの原理的な解決方法が存在する。ソフト・リソグラフィとして知られている第３のタイプの「プリンティング」リソグラフィも存在する。これらの実施例は、図１ａから図１ｃに示される。
【００１９】
図１ａは、ソフト・リソグラフィ・プロセスを概略的に示し、基板１２並びに平坦化及び転写層１２’上に支持されるレジスト層１３上に、可撓性のテンプレート１０（一般にポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から製造される）から分子１１（一般にチオールなどのインク）の層を転写することを含む。テンプレート１０は、その表面上にフィーチャのパターンを有し、分子層は、フィーチャ上に堆積される。テンプレートがレジスト層に対して押圧され、分子１１の層は、レジストに張り付く。レジストからテンプレートを取り除くと、分子１１の層は、レジストに張り付き、レジストの残留層は、転写された分子層によって覆われていないレジストのエリアが、基板までエッチングされるように、エッチングされる。
【００２０】
ソフト・リソグラフィで使用されるテンプレートは、容易に変形され得るものであり、テンプレートの変形がインプリントされたパターンに悪影響を与えることがあるので、例えばナノメートル・スケールの高い解像度の用途に適さないことがある。さらに、同一の領域が複数回重ね合わされる複数層構造を製造するとき、ソフト・インプリント・リソグラフィは、ナノメートル・スケールでの正確な重ね合わせを提供しないことがある。
【００２１】
ホット・インプリント・リソグラフィ（又はホット・エンボシング）は、ナノメートル・スケールで使用されるとき、ナノインプリント・リソグラフィ（ＮＩＲ）としても知られている。プロセスは、磨耗及び変形に対してより耐える、例えばシリコン又はニッケルから作られるより硬いテンプレートを使用する。これは、例えば米国特許第６４８２７４２号に記載され且つ図１ｂに示される。典型的なホット・インプリント・プロセスにおいて、固体テンプレート１４が、基板の表面に成形された熱硬化又は熱可塑性ポリマー樹脂１５にインプリントされる。樹脂は、例えば基板表面、又はより典型的には（示された実施例のように）平坦化及び転写層１２’にスピン・コートされ且つ焼成されることができる。インプリント・テンプレートを記載するとき、用語「硬い」は、例えば「硬い」ゴムなどの、一般的に「硬い」材料と「柔らかい」材料との間であると考えられることができる材料を含むと理解されたい。インプリント・テンプレートとして使用するための特定の材料の適合性は、その適用要件によって決定される。
【００２２】
熱硬化ポリマー樹脂が使用されるとき、樹脂は、テンプレートと接触すると、樹脂がテンプレート上で画定されるパターン・フィーチャ内に流れるために十分に流動可能であるような温度に加熱される。次いで樹脂の温度が、樹脂を温度的に硬化（例えば架橋）するために上昇され、樹脂は、凝固し且つ非可逆に所望のパターンをとる。次いでテンプレートが、取り除かれ、パターン形成された樹脂が冷却されることができる。
【００２３】
ホット・インプリント・リソグラフィ・プロセスにおいて使用される熱可塑性ポリマー樹脂の実施例は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ベンジルメタクリレート）、又はポリ（シクロヘキシルメタクリレート）である。熱可塑性樹脂は加熱され、テンプレートを用いるインプリント直前に自由に流動可能な状態になる。一般に、熱可塑性樹脂を、樹脂のガラス転移温度よりかなり上方の温度に加熱する必要がある。テンプレートは、流動可能な樹脂内に押圧され、十分な圧力がかけられて、樹脂をテンプレート上に画定された全てのパターン・フィーチャ内に流れることを確実にする。次いで、テンプレートを樹脂が所望のパターンを非可逆にとる適切な位置にして、樹脂はそのガラス転移温度より下に冷却される。パターンは、樹脂の残留層から浮き彫りになったフィーチャからなり、樹脂の残留層は、次に、パターン・フィーチャだけを残すように適切なエッチ・プロセスによって取り除かれることができる。
【００２４】
凝固した樹脂からテンプレートを取り除くと、２ステップのエッチング・プロセスが、一般的に図２ａから図２ｃに示されるように実行される。基板２０は、図２ａに示されるように、そのすぐ上に平坦化及び転写層２１を有する。平坦化及び転写層の目的は二重とすることである。それは、テンプレートと樹脂との間の接触が平行であることを確実にすることを助ける、テンプレートの表面に実質的に平行な表面を提供し、且つ以下に記載されるようにプリントされたフィーチャのアスペクト比を改善するように作用する。
【００２５】
テンプレートが取り除かれた後、凝固した樹脂の残留層２２が、所望のパターンに形成された平坦化及び転写層２１上に残される。第１のエッチは、等方性であり、残留層２２の一部を取り除き、図２ｂに示されるように、Ｌ１がフィーチャ２３の高さである不十分なフィーチャのアスペクト比を結果として生じる。第２のエッチは、異方性（選択的）であり、アスペクト比を改善する。異方性エッチは、凝固した樹脂によって覆われていない平坦化及び転写層２１のこれらの部分を取り除き、図２ｃに示されるようにフィーチャ２３のアスペクト比を（Ｌ２／Ｄ）まで増大する。エッチング後に基板上に残された結果としてのポリマー厚みコントラストは、例えばリフト・オフ・プロセスにおけるステップなどにインプリントされたポリマーが十分に耐えるなら、ドライ・エッチングのためのマスクとして使用されることができる。
【００２６】
ホット・インプリント・リソグラフィは、パターン転写がより高い温度で実行されなければならないことだけではなく、樹脂が、テンプレートが取り除かれる前に適切に凝固されることを確実にするために、比較的大きな温度差が必要であり得るという欠点を被る。３５℃と１００℃との間の温度差が必要であり得る。例えば基板とテンプレートとの間の熱膨張差は、その後、転写されたパターンにひずみをもたらすことがある。これは、インプリント・ステップに必要な比較的高い圧力によって悪化されることがある比較的高い圧力は、インプリント可能な材料の粘性の性質のために、基板における機械的な変形を生じることがあり、再びパターンをひずませる。
【００２７】
他方、ＵＶインプリント・リソグラフィは、そのような高い温度や温度変化を含まず、そのような粘性のインプリント可能な材料も必要としない。むしろＵＶインプリント・リソグラフィは、部分的又は全体的に透明なテンプレート、及び一般的にアクリレート又はメタクリレートなどのモノマーであるＵＶ硬化可能な液体の使用を含む。一般的に、モノマーと開始剤との混合物などの任意の光重合可能な材料が、使用されることができる。硬化可能な液体は、例えば、ジメチルシクロサン誘導体を含むこともできる。そのような材料は、ホット・インプリント・リソグラフィで使用される熱硬化及び熱可塑性樹脂より粘性が低く、したがって、テンプレート・パターン・フィーチャを充填するためにはるかに速く移動する。低い温度及び低い圧力動作も、より高いスループット性能に好ましい。
【００２８】
ＵＶインプリント・プロセスの一実施例は、図１ｃに示される。水晶テンプレート１６は、図１ｂのプロセスと類似する方法でＵＶ硬化可能な樹脂１７に備えられる。熱硬化樹脂を用いるホット・エンボシングにおけるように温度を上昇する代わり、又は熱可塑性樹脂を使用するときの温度サイクリングの代わりに、ＵＶ放射は、樹脂を重合し且つそれによって樹脂を硬化するために、水晶テンプレートを介して樹脂に備えられる。テンプレートを取り除くと、レジストの残留層をエッチングする残りのステップは、上述されたホット・エンボシング・プロセスと同一又は類似する。一般に使用されるＵＶ硬化可能な樹脂は、一般的な熱可塑性樹脂よりはるかに低い粘性を有し、より低いインプリント圧力を使用することができる。高い温度及び温度変化による低減された変形とともに、より低い圧力による低減された物理的変形は、ＵＶインプリント・リソグラフィを、高い重なり合い精度を必要とする用途に適するようにする。さらに、ＵＶインプリント・テンプレートの透明な性質は、インプリントと同時の光学位置合わせ技術を適応することができる。
【００２９】
このタイプのインプリント・リソグラフィは、主にＵＶ硬化可能な材料を使用し、したがってＵＶインプリント・リソグラフィと一般に呼ばれるが、放射の他の波長が、適切に選択された材料を硬化する（例えば、重合又は架橋反応を活性化する）ために使用されることができる。一般に、そのような化学反応を開始することができる任意の放射は、適切なインプリント可能な材料が使用可能であれば使用されることができる。代替の「活性化放射」は、例えば、可視光、赤外放射、ｘ線放射、及び電子ビーム放射を含むことができる。上述の一般的な記載及び以下において、ＵＶインプリント・リソグラフィとの参照及びＵＶ放射の使用は、これら及び他の活性化放射の可能性を除外することを意図するものではない。
【００３０】
基板表面に実質的に平行に維持された平坦なテンプレートを使用するインプリント・システムの代替として、ローラ・インプリント・システムが開発された。テンプレートがローラ上に形成され、そうでなければインプリント・プロセスは、平坦なテンプレートを使用するインプリントに非常に類似する、ホット及びＵＶローラ・インプリント・システムの両方が提案された。文脈が必要としないなら、インプリント・テンプレートへの参照は、ローラ・テンプレートへの参照を含む。
【００３１】
例えば、ＩＣ製造において、従来使用された光学ステッパに類似する方法における小さなステップにおいて、基板をパターン形成するために使用されることができるステップ及びフラッシュ・インプリント・リソグラフィ（ＳＦＩＬ）として知られているＵＶインプリント技術の特定の開発がある。これは、テンプレートをＵＶ硬化可能な樹脂にインプリントすることと、テンプレートの下の樹脂を硬化するためにテンプレートを介してＵＶ放射を「フラッシング」することと、テンプレートを取り除くことと、基板の隣接する領域をステッピングすることと、動作を繰り返すこととによって、一度に基板の小さなエリアのプリンティングすることを含む。そのようなステップの小さなフィールド・サイズ及び繰り返しプロセスは、パターンひずみ及びＣＤ変化を低減することを助けることができ、ＳＦＩＬは、高い重なり合い精度を必要とするＩＣ及び他のデバイスの製造に特に適していることができる。
【００３２】
原理的に、ＵＶ硬化可能な樹脂は、例えばスピン・コーティングによって基板表面全体に備えられることができるが、これは、ＵＶ硬化可能な樹脂の揮発性の性質のために問題となり得る。
【００３３】
この問題に対処する１つの解決法は、いわゆる「ドロップ・オン・デマンド」プロセスであり、樹脂は、テンプレートでインプリントする直前に、ドージング装置（例えばスパウト又は他のディスペンサ）によって液滴を基板のターゲット部分に分配（dispensed）される。液体分配は、所定の量の液体が、基板の特定のターゲット部分に塗布されるように制御される。液体は、様々なパターンで分配されることができ、注意深い液体容積の制御とパターン配置との組み合わせは、ターゲットエリアにパターン形成を制限するために用いられることができる。
【００３４】
上述のようにオン・デマンドで樹脂を分配することは、ささいな事柄ではない。液滴の寸法及び間隔は、テンプレートフィーチャを充填するために十分な樹脂が存在することを確実にし、一方、同時に望ましくない厚み又は不均一な残留層とロールされる（rolled）ことがある過剰な樹脂を最小化することを確実にするために注意深く制御される。なぜなら、隣接する液滴が樹脂に接触するとすぐに、どこへも流れないからである。
【００３５】
基板上へのＵＶ硬化可能な液体の塗布に対して上で参照が行われたが、液体は、テンプレート上に塗布されることもでき、一般に同一の技術及び考慮が適用される。
【００３６】
図３は、テンプレート、インプリント可能な材料（硬化可能なモノマー、熱硬化樹脂、熱可塑材など）、及び基板の相対寸法を示す。硬化可能な樹脂層の厚みｔに対する基板の幅Ｄの比は、１０６のオーダである。テンプレートから突出するフィーチャが、基板を損傷することを避けるために、寸法ｔは、テンプレート上に突出するフィーチャの深さより大きくあるべきであることは理解されよう。
【００３７】
スタンピング後に残されたインプリント可能な材料の残留層は、下の基板を保護することに有用であるが、高い解像度及び／又は（and/or）重ね合わせ精度を得ることに影響を及ぼすことがある。第１の「ブレークスルー」エッチは、等方的であり（非選択的）、したがって、インプリントされたフィーチャ並びに残留層をある程度腐食する。これは、残留層が過度に厚く、かつ／又は不均一であるなら、悪化されることがある。
【００３８】
このエッチングは、例えば、下の基板上に最終的に形成されたフィーチャの厚みにおける変化（すなわち、重要な寸法における変化）を導くことがある。第２の異方性エッチにおいて転写層でエッチングされるフィーチャの厚みの均一性は、樹脂に残されるフィーチャの形状のアスペクト比及び形状の完全性に応じる。残留樹脂層が不均一であれば、非選択的な第１のエッチは、「丸い」頂部を有するこれらのフィーチャのいくつかを残すことができ、それらは、第２の及び任意の以降のエッチ・プロセスにおけるフィーチャの厚みの良好な均一性を確実にするために十分良好には画定されない。
【００３９】
原理的に、上述の問題は、残留層が可能な限り薄いことを確実にすることによって低減されることができるが、これは、望ましくない大きな圧力の適用（恐らく増大する基板の変形）及び比較的長いインプリント回数（恐らくスループットを低減する）を必要とする可能性がある。
【００４０】
上述のように、テンプレート表面上のフィーチャの解像度は、基板上にプリントされたフィーチャの達成可能な解像度を制限する要因である。ホット及びＵＶインプリント・リソグラフィのために使用されるテンプレートは、一般的に２段階のプロセスで形成される。最初、必要なパターンは、例えばレジストに高解像度パターンを与えるための電子ビーム書き込みを使用して書き込まれる。次いでレジスト・パターンが、クロムの薄層に転写され、クロムの薄層は、パターンをテンプレートのベース材料に転写するための最終的な非等方性エッチ・ステップのためのマスクを形成する。例えば、イオン・ビーム・リソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ、極ＵＶリソグラフィ、エピタキシャル成長、薄膜堆積、化学エッチング、プラズマ・エッチング、イオン・エッチング、又はイオン・ミリングなどの他の技術が使用されることができる。一般的に、非常に高い解像度を可能にする技術は、テンプレートが、有効には、テンプレート上のパターンの解像度によって制限される転写されるパターンの解像度を有する１×マスクであるので、望ましい。
【００４１】
テンプレートのリリース特徴も考慮すべき事項である。テンプレートは、例えば、低い表面エネルギーを有するテンプレート上の薄いリリース層を形成するために、表面処理材料で処理されることができる（薄いリリース層は、基板上に堆積されることもできる）。
【００４２】
インプリント・リソグラフィの開発における他の考慮すべき事項は、テンプレートの機械的な耐久性である。テンプレートは、インプリント可能な媒体のスタンピングの間に大きな力を受けることがあり、ホット・インプリント・リソグラフィの場合に、テンプレートは高圧及び高温を受けることもある。力、圧力、及び／又は温度は、テンプレートの磨耗を生じることがあり、基板上にインプリントされるパターンの形状に悪影響を及ぼすことがある。
【００４３】
ホット・インプリント・リソグラフィにおいて、考えられる利点は、テンプレートと基板との間の熱膨張差を低減することを助けるために、パターン形成される基板と同一又は類似した材料のテンプレートを使用して実現されることができる。ＵＶインプリント・リソグラフィにおいて、テンプレートは、活性化放射に少なくとも部分的に透明であり、したがって水晶テンプレートが使用される。
【００４４】
特定の参照が、ＩＣの製造におけるインプリント・リソグラフィの使用に対して本明細書で行われることができるが、記載されたインプリント装置及び方法は、集積された光学システム、磁気ドメイン・メモリのための案内及び検出パターン、ハード・ディスク磁気媒体、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの他の適用を有することができることを理解されたい。
【００４５】
上述の記載において、特定の参照が、レジストとして効果的に作用するインプリント可能な樹脂を介して、基板にテンプレート・パターンを転写するためのインプリント・リソグラフィの使用に対して行われたが、いくつかの状況において、インプリント可能な材料自体は、例えば、導電性、光学線形又は非線形応答などの機能性を有する機能材料であることがある。例えば、機能材料は、導電層、半導体層、誘電体層、又は他の所望の機械的、電気的、又は光学的特性を有する層を形成することができる。いくつかの有機物基板は、適切な機能材料であることもできる。そのような適用は、本発明の１つ又は複数の実施例の範囲内であり得る。
【００４６】
一実施例において、インプリント・リソグラフィ・プロセスは、パターン形成テンプレートが取り除かれた後に、２つのエッチング・ステップを含む。上記で詳述されたように、第１のエッチ（硬化された樹脂の残留層を取り除くための）は、等方性であり且つ非選択的であり、プリントされたフィーチャのアスペクト比を低減し、これは望ましくない。第２のエッチ（平坦化及び転写層への）は、選択的であり、プリントされたフィーチャのアスペクト比を改善する。
【００４７】
第１のエッチは、プリントされたフィーチャ及び残留層の両方から材料を取り除く。所望のプリントされたフィーチャからの材料の取り除きは、第２のエッチに影響を及ぼす。なぜなら、プリントされたフィーチャの完全性の任意の腐食は、第２のエッチで形成されたパターンの重要な寸法に影響を及ぼすからである。これは、残留層が不均一である場合悪化され、この不均一は、例えばテンプレートがプリント表面に平行に加えられない場合発生することがあり、結果として非選択的な第１のエッチでプリントされたパターンの損失を生じることがある。
【００４８】
したがって、厳密な寸法は、一般的に残留層の厚み及び均一性に課される。残留層は、プリントされたフィーチャのサイズより薄くなければならず（そうでなければ、フィーチャは、残留層より前にエッチングされて除かれる）、且つ同様に、プリントのエリアの残留層の厚みにおける変化は、プリントされたフィーチャのサイズより小さくなければならない。これらの厳密な寸法を満たすことは、一般に困難であり、且つインプリント・プロセスの間に問題を引き起こすことがある。
【００４９】
図４に示される実施例は、エッチングの前に第１のエッチを選択的にする追加のステップを挿入することによって、非選択的な第１のエッチの１つ又は複数の問題を解消しようとする。
【００５０】
一部が製造されたデバイス４１は、基板４４上にそれ自体は支持されている平坦化及び転写層４３上に支持された、インプリントされた媒体４２の層を備える。インプリントされた媒体４２は、上部表面４６を有する一対の直立するパターン・フィーチャ４５及び低減された厚みのエリア４７を画定するように、事前にインプリントされる。
【００５１】
テンプレート（図示せず）が取り除かれた後で、第１のエッチが低減された厚みのエリア４７を取り除くために加えられる前に、エッチ抵抗材料４８の層が、パターン・フィーチャ４５の上部表面４６上に堆積される。一実施例において、エッチ抵抗材料４８は、材料ドージング・デバイスによって備えられる。一実施例において、他の適切な堆積及び／又はスパッタリング・デバイスを含む他の材料分配機構は、用いられることができるが、材料ドージング・デバイスは、低角度（気相）堆積デバイス又はシャドウ・スパッタリング・デバイスである。
【００５２】
低角度（気相）堆積デバイスを使用するとき、エッチ抵抗材料４８は、例えば電子ガンを用いて材料を高真空で加熱することによって、材料のソースから蒸発される。その後、材料は、低減された厚みのエリア４７が覆われないままであるように、パターン・フィーチャ４５の上部表面４６に対して低角度で供給されることができる。
【００５３】
シャドウ・スパッタリング・デバイスを使用するとき、エッチ抵抗材料は、通常、電極から材料を取り除くガス（ＤＣ又はＲＦ）放電又はプラズマによって作られる。かなり低い圧力が使用されることができるが、原子の平均自由行程は、非常に短いものの、シャドウ効果がパターン・フィーチャ４５の上部表面４６をスパッタリングするとき生じるには十分に長く、低減された厚みのエリア４７を覆われないままにする。
【００５４】
したがって第１のエッチは、選択的になることができ、低減された厚みのエリア４７だけが、エッチングされて除かれ、パターン・フィーチャ４５のアスペクト比は、第２のエッチに関して容易に改善されることができる。不均一な低減された厚みのエリアでも、プリントされたフィーチャに悪影響を及ぼすことなく取り除かれることができる。第２のエッチは、次に、以降のプロセス・ステップでパターン形成されるべき基板のエリア４９を露出するために、平坦化及び転写層４３の露出されたエリアを取り除く通常の方法で実行される。
【００５５】
この実施例は、インプリント可能な媒体（例えば硬化可能な樹脂）及び平坦化及び転写層に関するより広い材料の選択を可能にする点で有利である。なぜなら、それらの材料は、所望のエッチング特性を有する材料にしばしば限定されるからである。エッチング特性は、今やプリントされたフィーチャの上部に堆積された材料によってのみ決定されるので、インプリント可能な材料の選択は、改善されることができる。
【００５６】
本発明の特定の実施例は上述されたが、本発明は、記載された以外でも実行されることができることが理解されよう。この記載は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１ａ】ソフト・リソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図１ｂ】ホット・リソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図１ｃ】ＵＶリソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図２】ホット及びＵＶインプリント・リソグラフィが、レジスト層をパターン形成するために使用されるときに用いられる、２ステップのエッチング・プロセスを示す図である。
【図３】基板上に備えられた典型的なインプリント可能なレジスト層の厚みに対する、テンプレートフィーチャの相対寸法を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるエッチ抵抗材料の堆積を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ テンプレート
１１ 分子
１２、２０、４４ 基板
１２’、２１、４３ 平坦化及び転写層
１３ レジスト層
１４ 固体テンプレート
１５ 熱可塑性ポリマー樹脂
１６ 水晶テンプレート
１７ ＵＶ硬化可能な樹脂
２２ 残留層
２３、４５ フィーチャ
４１ デバイス
４２ 媒体
４６ 上部表面
４７ 低減された厚みのエリア
４８ エッチ抵抗材料
４９ 基板のエリア
Ｄ 基板の幅
Ｔ 硬化可能な樹脂層の厚み
Ｌ フィーチャの高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント・リソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分上に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、及び微細な構造を含む他のデバイスの製造に従来使用されている。
【０００３】
リソグラフィ・パターンにおけるフィーチャ（feature）のサイズを低減することは望ましい。なぜなら、これは、所与の基板エリア上により大きなフィーチャの密度を可能にするからである。フォトリソグラフィにおいて、増大された解像度は、短い波長の放射を使用して達成されることができる。しかしながら、そのような低減に関連する問題が存在する。１９３ｎｍの波長の放射を使用するリソグラフィ装置は採用され始めているが、このレベルでも、回折限界が障害になることがある。より低い波長で、投影システム材料の透過性は不十分である。したがって、増強された解像度を可能にする光学リソグラフィは、複雑な光学機器及び貴重な材料を必要とすることがあり、したがって高価である。
【０００４】
インプリント・リソグラフィとして知られている１００ｎｍ未満のフィーチャをプリントする代替方法は、物理的型又はテンプレートを使用して、インプリント可能な媒体にパターンをインプリントすることによって、基板にパターンを転写することを含む。インプリント可能な媒体は、基板又は基板の表面上に被覆された材料であることができる。インプリント可能な媒体は、下にある表面にパターンを転写するのに機能的であることができ、又は「マスク」として使用されることができる。インプリント可能な媒体は、例えば、テンプレートによって画定されるパターンが転写されるべき半導体材料などの基板に備えられたレジストとして備えることができる。インプリント・リソグラフィは、このように本質的に、テンプレートの幾何形状が基板上に作られるパターンを画定するマイクロメートル又はナノメートル・スケールの成形プロセスである。パターンは、原理的にインプリント・リソグラフィが、集積回路製造などの用途に使用されることができるように、光学リソグラフィ・プロセスと同様に層状にされることができる。
【０００５】
インプリント・リソグラフィの解像度は、テンプレート製造プロセスの解像度だけによって制限される。例えば、インプリント・リソグラフィは、良好な解像度及びライン・エッジ粗さを有する５０ｎｍ未満の範囲におけるフィーチャを製造するために使用された。さらに、インプリント・プロセスは、光学リソグラフィ・プロセスに一般的に必要である高価な光学機器、最新の照明源、又は特定のレジスト材料を必要としないことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、インプリント方法が提供され、このインプリント方法は、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離した後に、パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含む。
【０００７】
このように、媒体にインプリントされたパターンのフィーチャは、以降の腐食、そうでなければ非選択的なエッチングから保護されることができ、それによってインプリントされたパターン・フィーチャのアスペクト比を改善する。「低減された厚み」の１つ又は複数のエリアへの参照は、一般に残留層とも呼ばれ、且つ基板又は（存在すれば）転写層上の最終パターンの一部を形成しないインプリント可能な媒体のエリアに関連することを目的とすることを理解されたい。低減された厚みのエリアは、基板又は（存在すれば）転写層をエッチングする前に、以降の非選択的エッチングで取り除かれることを目的とする。追加の又は代わりの利点は、インプリント可能な媒体に関する材料の選択が広げられることができることである。というのは、これは、しばしば所望のエッチング特性を有する材料に制限されるからである。
【０００８】
一実施態様において、方法はさらに、基板上にある量のインプリント可能な媒体を備えることを含む。
【０００９】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、パターン・フィーチャ上だけに備えられる。このように、低減された厚みの１つ又は複数のエリアは、以降のエッチングにおける腐食及び取り除きを受けることができるままである。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、基板から遠隔のパターン・フィーチャの表面上に備えられる。基板が一般的な場合のようにインプリント可能な媒体の下に配置されるとき、基板から最も遠いパターン・フィーチャ表面は、フィーチャの頂部表面である。
【００１０】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、低角度堆積（low angle deposition）（気相堆積(vapour deposition)）によって又はシャドウ・スパッタリングによってパターン・フィーチャ上に備えられる。
【００１１】
一実施態様において、方法は、基板の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む。適切には、方法は、基板の表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含むことができる。
【００１２】
一実施態様において、中間層が、基板とインプリント可能な媒体との間に備えられる。この場合に、方法は、中間層の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む。さらに、方法は、基板の表面の領域を露出するために、中間層の表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含むことができ、これに、基板の表面の露出された領域をエッチングすることが続くことがある。
【００１３】
本発明の一態様によれば、基板をパターン形成する方法が提供され、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上のインプリント可能な媒体にテンプレートを接触させることと、
テンプレートをインプリントされた媒体から分離することと、
パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えることと、
基板の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることと、
基板の露出された領域をエッチングすることとを含む。
【００１４】
一実施態様において、エッチ抵抗材料は、パターン・フィーチャ上だけに備えられる。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、基板から遠隔のパターン・フィーチャの表面上に備えられる。一実施態様において、エッチ抵抗材料は、低角度（気相）堆積によって又はシャドウ・スパッタリングによってパターン・フィーチャ上に備えられる。
【００１５】
本発明の一態様によれば、インプリント装置が提供され、インプリント装置は、
その上にインプリント可能な媒体を有する基板を保持するように構成された基板ホルダと、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、テンプレート・ホルダによって支持されたテンプレートをインプリント可能な媒体に接触させ、且つテンプレートをインプリントされた媒体から分離させるように構成されたテンプレート・ホルダと、
パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えるように構成された材料ドージング・デバイスとを備える。
【００１６】
一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、パターン・フィーチャ上だけにエッチ抵抗材料を備えるように動作可能である。一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、基板から遠隔にあるパターン・フィーチャの表面上にエッチ抵抗材料を備えるように動作可能である。一実施態様において、材料ドージング・デバイスは、低角度（気相）堆積又はシャドウ・スパッタリング・デバイスを備える。
【００１７】
本発明の実施例は、例示だけによって、対応する符号が対応する部品を示す添付の概略図を参照することによって記載される。
【実施例】
【００１８】
一般的にホット・インプリント・リソグラフィ及びＵＶインプリント・リソグラフィと呼ばれる、インプリント・リソグラフィのための２つの原理的な解決方法が存在する。ソフト・リソグラフィとして知られている第３のタイプの「プリンティング」リソグラフィも存在する。これらの実施例は、図１ａから図１ｃに示される。
【００１９】
図１ａは、ソフト・リソグラフィ・プロセスを概略的に示し、基板１２並びに平坦化及び転写層１２’上に支持されるレジスト層１３上に、可撓性のテンプレート１０（一般にポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から製造される）から分子１１（一般にチオールなどのインク）の層を転写することを含む。テンプレート１０は、その表面上にフィーチャのパターンを有し、分子層は、フィーチャ上に堆積される。テンプレートがレジスト層に対して押圧され、分子１１の層は、レジストに張り付く。レジストからテンプレートを取り除くと、分子１１の層は、レジストに張り付き、レジストの残留層は、転写された分子層によって覆われていないレジストのエリアが、基板までエッチングされるように、エッチングされる。
【００２０】
ソフト・リソグラフィで使用されるテンプレートは、容易に変形され得るものであり、テンプレートの変形がインプリントされたパターンに悪影響を与えることがあるので、例えばナノメートル・スケールの高い解像度の用途に適さないことがある。さらに、同一の領域が複数回重ね合わされる複数層構造を製造するとき、ソフト・インプリント・リソグラフィは、ナノメートル・スケールでの正確な重ね合わせを提供しないことがある。
【００２１】
ホット・インプリント・リソグラフィ（又はホット・エンボシング）は、ナノメートル・スケールで使用されるとき、ナノインプリント・リソグラフィ（ＮＩＲ）としても知られている。プロセスは、磨耗及び変形に対してより耐える、例えばシリコン又はニッケルから作られるより硬いテンプレートを使用する。これは、例えば米国特許第６４８２７４２号に記載され且つ図１ｂに示される。典型的なホット・インプリント・プロセスにおいて、固体テンプレート１４が、基板の表面に成形された熱硬化又は熱可塑性ポリマー樹脂１５にインプリントされる。樹脂は、例えば基板表面、又はより典型的には（示された実施例のように）平坦化及び転写層１２’にスピン・コートされ且つ焼成されることができる。インプリント・テンプレートを記載するとき、用語「硬い」は、例えば「硬い」ゴムなどの、一般的に「硬い」材料と「柔らかい」材料との間であると考えられることができる材料を含むと理解されたい。インプリント・テンプレートとして使用するための特定の材料の適合性は、その適用要件によって決定される。
【００２２】
熱硬化ポリマー樹脂が使用されるとき、樹脂は、テンプレートと接触すると、樹脂がテンプレート上で画定されるパターン・フィーチャ内に流れるために十分に流動可能であるような温度に加熱される。次いで樹脂の温度が、樹脂を温度的に硬化（例えば架橋）するために上昇され、樹脂は、凝固し且つ非可逆に所望のパターンをとる。次いでテンプレートが、取り除かれ、パターン形成された樹脂が冷却されることができる。
【００２３】
ホット・インプリント・リソグラフィ・プロセスにおいて使用される熱可塑性ポリマー樹脂の実施例は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ベンジルメタクリレート）、又はポリ（シクロヘキシルメタクリレート）である。熱可塑性樹脂は加熱され、テンプレートを用いるインプリント直前に自由に流動可能な状態になる。一般に、熱可塑性樹脂を、樹脂のガラス転移温度よりかなり上方の温度に加熱する必要がある。テンプレートは、流動可能な樹脂内に押圧され、十分な圧力がかけられて、樹脂をテンプレート上に画定された全てのパターン・フィーチャ内に流れることを確実にする。次いで、テンプレートを樹脂が所望のパターンを非可逆にとる適切な位置にして、樹脂はそのガラス転移温度より下に冷却される。パターンは、樹脂の残留層から浮き彫りになったフィーチャからなり、樹脂の残留層は、次に、パターン・フィーチャだけを残すように適切なエッチ・プロセスによって取り除かれることができる。
【００２４】
凝固した樹脂からテンプレートを取り除くと、２ステップのエッチング・プロセスが、一般的に図２ａから図２ｃに示されるように実行される。基板２０は、図２ａに示されるように、そのすぐ上に平坦化及び転写層２１を有する。平坦化及び転写層の目的は二重とすることである。それは、テンプレートと樹脂との間の接触が平行であることを確実にすることを助ける、テンプレートの表面に実質的に平行な表面を提供し、且つ以下に記載されるようにプリントされたフィーチャのアスペクト比を改善するように作用する。
【００２５】
テンプレートが取り除かれた後、凝固した樹脂の残留層２２が、所望のパターンに形成された平坦化及び転写層２１上に残される。第１のエッチは、等方性であり、残留層２２の一部を取り除き、図２ｂに示されるように、Ｌ１がフィーチャ２３の高さである不十分なフィーチャのアスペクト比を結果として生じる。第２のエッチは、異方性（選択的）であり、アスペクト比を改善する。異方性エッチは、凝固した樹脂によって覆われていない平坦化及び転写層２１のこれらの部分を取り除き、図２ｃに示されるようにフィーチャ２３のアスペクト比を（Ｌ２／Ｄ）まで増大する。エッチング後に基板上に残された結果としてのポリマー厚みコントラストは、例えばリフト・オフ・プロセスにおけるステップなどにインプリントされたポリマーが十分に耐えるなら、ドライ・エッチングのためのマスクとして使用されることができる。
【００２６】
ホット・インプリント・リソグラフィは、パターン転写がより高い温度で実行されなければならないことだけではなく、樹脂が、テンプレートが取り除かれる前に適切に凝固されることを確実にするために、比較的大きな温度差が必要であり得るという欠点を被る。３５℃と１００℃との間の温度差が必要であり得る。例えば基板とテンプレートとの間の熱膨張差は、その後、転写されたパターンにひずみをもたらすことがある。これは、インプリント・ステップに必要な比較的高い圧力によって悪化されることがある比較的高い圧力は、インプリント可能な材料の粘性の性質のために、基板における機械的な変形を生じることがあり、再びパターンをひずませる。
【００２７】
他方、ＵＶインプリント・リソグラフィは、そのような高い温度や温度変化を含まず、そのような粘性のインプリント可能な材料も必要としない。むしろＵＶインプリント・リソグラフィは、部分的又は全体的に透明なテンプレート、及び一般的にアクリレート又はメタクリレートなどのモノマーであるＵＶ硬化可能な液体の使用を含む。一般的に、モノマーと開始剤との混合物などの任意の光重合可能な材料が、使用されることができる。硬化可能な液体は、例えば、ジメチルシクロサン誘導体を含むこともできる。そのような材料は、ホット・インプリント・リソグラフィで使用される熱硬化及び熱可塑性樹脂より粘性が低く、したがって、テンプレート・パターン・フィーチャを充填するためにはるかに速く移動する。低い温度及び低い圧力動作も、より高いスループット性能に好ましい。
【００２８】
ＵＶインプリント・プロセスの一実施例は、図１ｃに示される。水晶テンプレート１６は、図１ｂのプロセスと類似する方法でＵＶ硬化可能な樹脂１７に備えられる。熱硬化樹脂を用いるホット・エンボシングにおけるように温度を上昇する代わり、又は熱可塑性樹脂を使用するときの温度サイクリングの代わりに、ＵＶ放射は、樹脂を重合し且つそれによって樹脂を硬化するために、水晶テンプレートを介して樹脂に備えられる。テンプレートを取り除くと、レジストの残留層をエッチングする残りのステップは、上述されたホット・エンボシング・プロセスと同一又は類似する。一般に使用されるＵＶ硬化可能な樹脂は、一般的な熱可塑性樹脂よりはるかに低い粘性を有し、より低いインプリント圧力を使用することができる。高い温度及び温度変化による低減された変形とともに、より低い圧力による低減された物理的変形は、ＵＶインプリント・リソグラフィを、高い重なり合い精度を必要とする用途に適するようにする。さらに、ＵＶインプリント・テンプレートの透明な性質は、インプリントと同時の光学位置合わせ技術を適応することができる。
【００２９】
このタイプのインプリント・リソグラフィは、主にＵＶ硬化可能な材料を使用し、したがってＵＶインプリント・リソグラフィと一般に呼ばれるが、放射の他の波長が、適切に選択された材料を硬化する（例えば、重合又は架橋反応を活性化する）ために使用されることができる。一般に、そのような化学反応を開始することができる任意の放射は、適切なインプリント可能な材料が使用可能であれば使用されることができる。代替の「活性化放射」は、例えば、可視光、赤外放射、ｘ線放射、及び電子ビーム放射を含むことができる。上述の一般的な記載及び以下において、ＵＶインプリント・リソグラフィとの参照及びＵＶ放射の使用は、これら及び他の活性化放射の可能性を除外することを意図するものではない。
【００３０】
基板表面に実質的に平行に維持された平坦なテンプレートを使用するインプリント・システムの代替として、ローラ・インプリント・システムが開発された。テンプレートがローラ上に形成され、そうでなければインプリント・プロセスは、平坦なテンプレートを使用するインプリントに非常に類似する、ホット及びＵＶローラ・インプリント・システムの両方が提案された。文脈が必要としないなら、インプリント・テンプレートへの参照は、ローラ・テンプレートへの参照を含む。
【００３１】
例えば、ＩＣ製造において、従来使用された光学ステッパに類似する方法における小さなステップにおいて、基板をパターン形成するために使用されることができるステップ及びフラッシュ・インプリント・リソグラフィ（ＳＦＩＬ）として知られているＵＶインプリント技術の特定の開発がある。これは、テンプレートをＵＶ硬化可能な樹脂にインプリントすることと、テンプレートの下の樹脂を硬化するためにテンプレートを介してＵＶ放射を「フラッシング」することと、テンプレートを取り除くことと、基板の隣接する領域をステッピングすることと、動作を繰り返すこととによって、一度に基板の小さなエリアのプリンティングすることを含む。そのようなステップの小さなフィールド・サイズ及び繰り返しプロセスは、パターンひずみ及びＣＤ変化を低減することを助けることができ、ＳＦＩＬは、高い重なり合い精度を必要とするＩＣ及び他のデバイスの製造に特に適していることができる。
【００３２】
原理的に、ＵＶ硬化可能な樹脂は、例えばスピン・コーティングによって基板表面全体に備えられることができるが、これは、ＵＶ硬化可能な樹脂の揮発性の性質のために問題となり得る。
【００３３】
この問題に対処する１つの解決法は、いわゆる「ドロップ・オン・デマンド」プロセスであり、樹脂は、テンプレートでインプリントする直前に、ドージング装置（例えばスパウト又は他のディスペンサ）によって液滴を基板のターゲット部分に分配（dispensed）される。液体分配は、所定の量の液体が、基板の特定のターゲット部分に塗布されるように制御される。液体は、様々なパターンで分配されることができ、注意深い液体容積の制御とパターン配置との組み合わせは、ターゲットエリアにパターン形成を制限するために用いられることができる。
【００３４】
上述のようにオン・デマンドで樹脂を分配することは、ささいな事柄ではない。液滴の寸法及び間隔は、テンプレートフィーチャを充填するために十分な樹脂が存在することを確実にし、一方、同時に望ましくない厚み又は不均一な残留層とロールされる（rolled）ことがある過剰な樹脂を最小化することを確実にするために注意深く制御される。なぜなら、隣接する液滴が樹脂に接触するとすぐに、どこへも流れないからである。
【００３５】
基板上へのＵＶ硬化可能な液体の塗布に対して上で参照が行われたが、液体は、テンプレート上に塗布されることもでき、一般に同一の技術及び考慮が適用される。
【００３６】
図３は、テンプレート、インプリント可能な材料（硬化可能なモノマー、熱硬化樹脂、熱可塑材など）、及び基板の相対寸法を示す。硬化可能な樹脂層の厚みｔに対する基板の幅Ｄの比は、１０６のオーダである。テンプレートから突出するフィーチャが、基板を損傷することを避けるために、寸法ｔは、テンプレート上に突出するフィーチャの深さより大きくあるべきであることは理解されよう。
【００３７】
スタンピング後に残されたインプリント可能な材料の残留層は、下の基板を保護することに有用であるが、高い解像度及び／又は（and/or）重ね合わせ精度を得ることに影響を及ぼすことがある。第１の「ブレークスルー」エッチは、等方的であり（非選択的）、したがって、インプリントされたフィーチャ並びに残留層をある程度腐食する。これは、残留層が過度に厚く、かつ／又は不均一であるなら、悪化されることがある。
【００３８】
このエッチングは、例えば、下の基板上に最終的に形成されたフィーチャの厚みにおける変化（すなわち、重要な寸法における変化）を導くことがある。第２の異方性エッチにおいて転写層でエッチングされるフィーチャの厚みの均一性は、樹脂に残されるフィーチャの形状のアスペクト比及び形状の完全性に応じる。残留樹脂層が不均一であれば、非選択的な第１のエッチは、「丸い」頂部を有するこれらのフィーチャのいくつかを残すことができ、それらは、第２の及び任意の以降のエッチ・プロセスにおけるフィーチャの厚みの良好な均一性を確実にするために十分良好には画定されない。
【００３９】
原理的に、上述の問題は、残留層が可能な限り薄いことを確実にすることによって低減されることができるが、これは、望ましくない大きな圧力の適用（恐らく増大する基板の変形）及び比較的長いインプリント回数（恐らくスループットを低減する）を必要とする可能性がある。
【００４０】
上述のように、テンプレート表面上のフィーチャの解像度は、基板上にプリントされたフィーチャの達成可能な解像度を制限する要因である。ホット及びＵＶインプリント・リソグラフィのために使用されるテンプレートは、一般的に２段階のプロセスで形成される。最初、必要なパターンは、例えばレジストに高解像度パターンを与えるための電子ビーム書き込みを使用して書き込まれる。次いでレジスト・パターンが、クロムの薄層に転写され、クロムの薄層は、パターンをテンプレートのベース材料に転写するための最終的な非等方性エッチ・ステップのためのマスクを形成する。例えば、イオン・ビーム・リソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ、極ＵＶリソグラフィ、エピタキシャル成長、薄膜堆積、化学エッチング、プラズマ・エッチング、イオン・エッチング、又はイオン・ミリングなどの他の技術が使用されることができる。一般的に、非常に高い解像度を可能にする技術は、テンプレートが、有効には、テンプレート上のパターンの解像度によって制限される転写されるパターンの解像度を有する１×マスクであるので、望ましい。
【００４１】
テンプレートのリリース特徴も考慮すべき事項である。テンプレートは、例えば、低い表面エネルギーを有するテンプレート上の薄いリリース層を形成するために、表面処理材料で処理されることができる（薄いリリース層は、基板上に堆積されることもできる）。
【００４２】
インプリント・リソグラフィの開発における他の考慮すべき事項は、テンプレートの機械的な耐久性である。テンプレートは、インプリント可能な媒体のスタンピングの間に大きな力を受けることがあり、ホット・インプリント・リソグラフィの場合に、テンプレートは高圧及び高温を受けることもある。力、圧力、及び／又は温度は、テンプレートの磨耗を生じることがあり、基板上にインプリントされるパターンの形状に悪影響を及ぼすことがある。
【００４３】
ホット・インプリント・リソグラフィにおいて、考えられる利点は、テンプレートと基板との間の熱膨張差を低減することを助けるために、パターン形成される基板と同一又は類似した材料のテンプレートを使用して実現されることができる。ＵＶインプリント・リソグラフィにおいて、テンプレートは、活性化放射に少なくとも部分的に透明であり、したがって水晶テンプレートが使用される。
【００４４】
特定の参照が、ＩＣの製造におけるインプリント・リソグラフィの使用に対して本明細書で行われることができるが、記載されたインプリント装置及び方法は、集積された光学システム、磁気ドメイン・メモリのための案内及び検出パターン、ハード・ディスク磁気媒体、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの他の適用を有することができることを理解されたい。
【００４５】
上述の記載において、特定の参照が、レジストとして効果的に作用するインプリント可能な樹脂を介して、基板にテンプレート・パターンを転写するためのインプリント・リソグラフィの使用に対して行われたが、いくつかの状況において、インプリント可能な材料自体は、例えば、導電性、光学線形又は非線形応答などの機能性を有する機能材料であることがある。例えば、機能材料は、導電層、半導体層、誘電体層、又は他の所望の機械的、電気的、又は光学的特性を有する層を形成することができる。いくつかの有機物基板は、適切な機能材料であることもできる。そのような適用は、本発明の１つ又は複数の実施例の範囲内であり得る。
【００４６】
一実施例において、インプリント・リソグラフィ・プロセスは、パターン形成テンプレートが取り除かれた後に、２つのエッチング・ステップを含む。上記で詳述されたように、第１のエッチ（硬化された樹脂の残留層を取り除くための）は、等方性であり且つ非選択的であり、プリントされたフィーチャのアスペクト比を低減し、これは望ましくない。第２のエッチ（平坦化及び転写層への）は、選択的であり、プリントされたフィーチャのアスペクト比を改善する。
【００４７】
第１のエッチは、プリントされたフィーチャ及び残留層の両方から材料を取り除く。所望のプリントされたフィーチャからの材料の取り除きは、第２のエッチに影響を及ぼす。なぜなら、プリントされたフィーチャの完全性の任意の腐食は、第２のエッチで形成されたパターンの重要な寸法に影響を及ぼすからである。これは、残留層が不均一である場合悪化され、この不均一は、例えばテンプレートがプリント表面に平行に加えられない場合発生することがあり、結果として非選択的な第１のエッチでプリントされたパターンの損失を生じることがある。
【００４８】
したがって、厳密な寸法は、一般的に残留層の厚み及び均一性に課される。残留層は、プリントされたフィーチャのサイズより薄くなければならず（そうでなければ、フィーチャは、残留層より前にエッチングされて除かれる）、且つ同様に、プリントのエリアの残留層の厚みにおける変化は、プリントされたフィーチャのサイズより小さくなければならない。これらの厳密な寸法を満たすことは、一般に困難であり、且つインプリント・プロセスの間に問題を引き起こすことがある。
【００４９】
図４に示される実施例は、エッチングの前に第１のエッチを選択的にする追加のステップを挿入することによって、非選択的な第１のエッチの１つ又は複数の問題を解消しようとする。
【００５０】
一部が製造されたデバイス４１は、基板４４上にそれ自体は支持されている平坦化及び転写層４３上に支持された、インプリントされた媒体４２の層を備える。インプリントされた媒体４２は、上部表面４６を有する一対の直立するパターン・フィーチャ４５及び低減された厚みのエリア４７を画定するように、事前にインプリントされる。
【００５１】
テンプレート（図示せず）が取り除かれた後で、第１のエッチが低減された厚みのエリア４７を取り除くために加えられる前に、エッチ抵抗材料４８の層が、パターン・フィーチャ４５の上部表面４６上に堆積される。一実施例において、エッチ抵抗材料４８は、材料ドージング・デバイスによって備えられる。一実施例において、他の適切な堆積及び／又はスパッタリング・デバイスを含む他の材料分配機構は、用いられることができるが、材料ドージング・デバイスは、低角度（気相）堆積デバイス又はシャドウ・スパッタリング・デバイスである。
【００５２】
低角度（気相）堆積デバイスを使用するとき、エッチ抵抗材料４８は、例えば電子ガンを用いて材料を高真空で加熱することによって、材料のソースから蒸発される。その後、材料は、低減された厚みのエリア４７が覆われないままであるように、パターン・フィーチャ４５の上部表面４６に対して低角度で供給されることができる。
【００５３】
シャドウ・スパッタリング・デバイスを使用するとき、エッチ抵抗材料は、通常、電極から材料を取り除くガス（ＤＣ又はＲＦ）放電又はプラズマによって作られる。かなり低い圧力が使用されることができるが、原子の平均自由行程は、非常に短いものの、シャドウ効果がパターン・フィーチャ４５の上部表面４６をスパッタリングするとき生じるには十分に長く、低減された厚みのエリア４７を覆われないままにする。
【００５４】
したがって第１のエッチは、選択的になることができ、低減された厚みのエリア４７だけが、エッチングされて除かれ、パターン・フィーチャ４５のアスペクト比は、第２のエッチに関して容易に改善されることができる。不均一な低減された厚みのエリアでも、プリントされたフィーチャに悪影響を及ぼすことなく取り除かれることができる。第２のエッチは、次に、以降のプロセス・ステップでパターン形成されるべき基板のエリア４９を露出するために、平坦化及び転写層４３の露出されたエリアを取り除く通常の方法で実行される。
【００５５】
この実施例は、インプリント可能な媒体（例えば硬化可能な樹脂）及び平坦化及び転写層に関するより広い材料の選択を可能にする点で有利である。なぜなら、それらの材料は、所望のエッチング特性を有する材料にしばしば限定されるからである。エッチング特性は、今やプリントされたフィーチャの上部に堆積された材料によってのみ決定されるので、インプリント可能な材料の選択は、改善されることができる。
【００５６】
本発明の特定の実施例は上述されたが、本発明は、記載された以外でも実行されることができることが理解されよう。この記載は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１ａ】ソフト・リソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図１ｂ】ホット・リソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図１ｃ】ＵＶリソグラフィ・プロセスの実施例を示す図である。
【図２】ホット及びＵＶインプリント・リソグラフィが、レジスト層をパターン形成するために使用されるときに用いられる、２ステップのエッチング・プロセスを示す図である。
【図３】基板上に備えられた典型的なインプリント可能なレジスト層の厚みに対する、テンプレートフィーチャの相対寸法を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるエッチ抵抗材料の堆積を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ テンプレート
１１ 分子
１２、２０、４４ 基板
１２’、２１、４３ 平坦化及び転写層
１３ レジスト層
１４ 固体テンプレート
１５ 熱可塑性ポリマー樹脂
１６ 水晶テンプレート
１７ ＵＶ硬化可能な樹脂
２２ 残留層
２３、４５ フィーチャ
４１ デバイス
４２ 媒体
４６ 上部表面
４７ 低減された厚みのエリア
４８ エッチ抵抗材料
４９ 基板のエリア
Ｄ 基板の幅
Ｔ 硬化可能な樹脂層の厚み
Ｌ フィーチャの高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上の前記媒体にテンプレートを接触させることと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離することと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離した後に、前記パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含むインプリンティング方法。
【請求項２】
前記基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
低角度堆積によって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
シャドウ・スパッタリングによって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板の前記表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
中間層が、前記基板と前記インプリント可能な媒体との間に備えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記中間層の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板の表面の領域を露出するために、前記中間層の前記表面の前記露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板の前記表面の前記露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上の前記媒体にテンプレートを接触させることと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離することと、
前記パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えることと、
前記基板の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることと、
前記基板の前記露出された領域をエッチングすることとを含む基板をパターン形成する方法。
【請求項１４】
前記基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えることをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
低角度堆積によって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
シャドウ・スパッタリングによって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
その上にインプリント可能な媒体を有する基板を保持するように構成された基板ホルダと、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備える前記媒体にインプリントを形成するために、テンプレート・ホルダによって支持されたテンプレートを前記媒体に接触させ、且つ前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離させるように構成された前記テンプレート・ホルダと、
前記パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えるように構成された材料ドージング・デバイスとを備えるインプリント装置。
【請求項２０】
基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えるように構成されたドージング装置をさらに備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記材料ドージング・デバイスが、前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えるように動作可能である請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記材料ドージング・デバイスが、前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えるように動作可能である請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記材料ドージング・デバイスが、低角度気相堆積デバイスを備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記材料ドージング・デバイスが、シャドウ・スパッタリング・デバイスを備える請求項１９に記載の装置。
【請求項１】
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上の前記媒体にテンプレートを接触させることと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離することと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離した後に、前記パターン・フィーチャにエッチ抵抗材料の層を備えることとを含むインプリンティング方法。
【請求項２】
前記基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
低角度堆積によって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
シャドウ・スパッタリングによって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板の前記表面の露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
中間層が、前記基板と前記インプリント可能な媒体との間に備えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記中間層の表面の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板の表面の領域を露出するために、前記中間層の前記表面の前記露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板の前記表面の前記露出された領域をエッチングすることをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備えるインプリント可能な媒体にインプリントを形成するために、基板上の前記媒体にテンプレートを接触させることと、
前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離することと、
前記パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えることと、
前記基板の領域を露出するために、低減された厚みのエリアをエッチングすることと、
前記基板の前記露出された領域をエッチングすることとを含む基板をパターン形成する方法。
【請求項１４】
前記基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えることをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
低角度堆積によって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
シャドウ・スパッタリングによって前記パターン・フィーチャ上に前記エッチ抵抗材料を備えることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
その上にインプリント可能な媒体を有する基板を保持するように構成された基板ホルダと、
パターン・フィーチャと低減された厚みのエリアとを備える前記媒体にインプリントを形成するために、テンプレート・ホルダによって支持されたテンプレートを前記媒体に接触させ、且つ前記テンプレートをインプリントされた前記媒体から分離させるように構成された前記テンプレート・ホルダと、
前記パターン・フィーチャ上にエッチ抵抗材料の層を備えるように構成された材料ドージング・デバイスとを備えるインプリント装置。
【請求項２０】
基板上にある量の前記インプリント可能な媒体を備えるように構成されたドージング装置をさらに備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記材料ドージング・デバイスが、前記パターン・フィーチャ上にだけ前記エッチ抵抗材料を備えるように動作可能である請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記材料ドージング・デバイスが、前記基板から遠隔にある前記パターン・フィーチャの表面上に前記エッチ抵抗材料を備えるように動作可能である請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記材料ドージング・デバイスが、低角度気相堆積デバイスを備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記材料ドージング・デバイスが、シャドウ・スパッタリング・デバイスを備える請求項１９に記載の装置。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２０３１９３（Ｐ２００６−２０３１９３Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−３７７７３０（Ｐ２００５−３７７７３０）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５０４１５１８０４）エイエスエムエル ネザランドズ ベスローテン フエンノートシャップ (1,856)
【出願人】（５０１３４４３１５）コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ．ブイ． (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７７７３０（Ｐ２００５−３７７７３０）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５０４１５１８０４）エイエスエムエル ネザランドズ ベスローテン フエンノートシャップ (1,856)
【出願人】（５０１３４４３１５）コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ．ブイ． (174)
【Ｆターム（参考）】
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