パターン形成方法
【課題】 ナノインプリントのパターン形成において、離型欠陥を抑制する。
【解決手段】
被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、表面に所定の凹凸パターンを有し、表面にポーラス層が形成され、ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、パターン転写層に接触させる工程と、パターン転写層にモールドを接触させた状態で、パターン転写層を硬化させる工程と、モールドをパターン転写層から離型する工程とを備える。ポーラス層として、例えば、低誘電率絶縁膜、又はアモルファスカーボンを用いる。
【解決手段】
被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、表面に所定の凹凸パターンを有し、表面にポーラス層が形成され、ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、パターン転写層に接触させる工程と、パターン転写層にモールドを接触させた状態で、パターン転写層を硬化させる工程と、モールドをパターン転写層から離型する工程とを備える。ポーラス層として、例えば、低誘電率絶縁膜、又はアモルファスカーボンを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造方法において、ナノインプリントが注目されている。
【０００３】
ナノインプリントでは、転写すべき凹凸パターンをもつモールド（テンプレート）を予め作成し、被加工膜上に形成したインプリント剤に、このモールドの凹凸パターンを接触させ、UV光を照射することでインプリント剤を光硬化させた後、離型する。これにより、被処理基板上のインプリント剤に形成すべきパターンを転写する。
【０００４】
従来、モールドの離型時に発生する摩擦や、モールドの変形を伴う応力の集中によりインプリント剤が破壊し、離型欠陥が発生する場合があった。これを防止するために、モールドに離型処理を施す方法が用いられるが、インプリントを繰り返すことにより、離型処理によりテンプレート表面に形成した離型層が剥離し、離型欠陥が発生するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６８６１２号公報
【特許文献２】特開２０１０―１４９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ナノインプリントのパターン形成において、離型欠陥を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態のパターン形成方法は、被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、表面に所定の凹凸パターンを有し、表面にポーラス層が形成され、ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、パターン転写層に接触させる工程と、パターン転写層にモールドを接触させた状態で、パターン転写層を硬化させる工程と、モールドをパターン転写層から離型する工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例のモールドの断面図である。
【図２】モールド表面のポーラス層に離型剤に含浸させる状態を示す模式図である。
【図３】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図４】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図５】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図６】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図７】パターン形成の一部工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１０】
まず、図１、図２を参照して、本実施例のモールドについて説明する。
【００１１】
図１は、本実施例のモールドの断面図である。図１に示すように、モールド１、例えば、石英基板からなり、表面に所定の凹凸パターンが形成されている。さらに、凹凸パターンが形成された表面には、ポーラス層２形成されている。ポーラス層２として、炭素含有のシリコン酸化膜（SiOC）等の低誘電率絶縁膜、又はアモルファスシリコンを用いる。詳細は後述するが、モールド表面にポーラス層を形成することにより、ポーラス層が離型剤を含浸し易くなり、離型時の離型性を向上させることが可能となる。
【００１２】
図２は、モールド表面のポーラス層に離型剤に含浸させる状態を示す模式図である。
【００１３】
図２に示すように、モールド１のポーラス層２には、所定回数の離型の後に、離型剤３を含浸させる。離型剤３は、例えば、シランカップング剤である。モールド１の表面にポーラス層３を設けることで、後述するように、モールド１が離型剤３を含浸しやすくなる。
【００１４】
次に、図３〜図６を参照して、本実施例に関わるパターン形成方法について説明する。図３〜図６は、半導体基板上のパターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【００１５】
まず、図３に示すように、半導体基板１０上に被加工膜２０を形成する。被加工膜２０は、例えば、シリコン酸化膜（SiO2）であり、半導体基板上に2000Aの膜厚で形成される。
【００１６】
次に、図４に示すように、被加工膜２０上にパターン転写層３０を形成する。パターン転写層３０は、例えば、インクジェット法を用いて滴下された、光硬化性樹脂である。
【００１７】
次に、図５に示すように、図１、図２で示した、表面に所定の凹凸パターンを有し、その表面にポーラス層２が形成され、このポーラス層２に離型剤３を含有するモールド１を、被加工膜２０上のパターン転写層３０に接触させ、一定時間保持する。これにより、モールド１の表面の凹部内にパターン転写層３０が充填され、パターン転写層３０が所定のパターンとなる。次いで、モールド１の凹凸パターンが形成された表面とは裏面側から紫外線を照射し、パターン転写層３０を硬化させる。
【００１８】
次に、図６に示すように、パターン転写層３０からモールド１を離型する。離型の後、周知のエッチング工程、その他周知の工程により、被加工膜にパターンを形成する。
【００１９】
次に、図７を参照して、本実施例において、表面にポーラス層を有するモールドを用いてパターン形成をする利点について説明する。図７は、パターン形成の一部工程を示す模式図である。
【００２０】
図７（a）に示すように、モールド１の表面のポーラス層２には離型剤３が含浸されている（図２参照）。次に、図７（b）に示すように、この状態で、モールド１を被加工膜２０上のパターン転写層３０に接触させると、モールド１の表面のポーラス層２に含浸された離型剤３が染み出す。これにより、モールド１のパターン転写層３０からの離型が容易になる。次に、図７（ｃ）に示すように、モールド１を離型する。離型剤３が染み出すことで、離型時において離型欠陥を抑制することが可能となる。また、離型後も、一部、離型剤３がポーラス層２に含浸されている。このため、離型剤３を用いて、所定回数、接触、離型の工程を繰り返すことが可能である。そして、所定回数の接触、離型の後に、図２に示すようにして、モールドのポーラス層に、離型剤を含浸させる。
【００２１】
ポーラス層２として、前述のように、炭素含有のシリコン酸化膜（SiOC）等の低誘電率絶縁膜、又はアモルファスシリコンを用いる。また、低誘電率絶縁膜として、例えば、SiONを用いてもよい。ポーラス剤は、原子間距離が大きく、原子間の結合に広い空間を有する。このため、ポーラス剤は離型剤を含浸しやすい。
【００２２】
以上のように、表面にポーラス層を有するモールドに離型剤を含浸させ、パターン形成を行うことにより、ナノインプリントのパターン形成において、離型欠陥を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２３】
１ モールド
２ ポーラス層
３ 離型剤
１０ 半導体基板
２０ 被加工膜
３０ パターン転写層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造方法において、ナノインプリントが注目されている。
【０００３】
ナノインプリントでは、転写すべき凹凸パターンをもつモールド（テンプレート）を予め作成し、被加工膜上に形成したインプリント剤に、このモールドの凹凸パターンを接触させ、UV光を照射することでインプリント剤を光硬化させた後、離型する。これにより、被処理基板上のインプリント剤に形成すべきパターンを転写する。
【０００４】
従来、モールドの離型時に発生する摩擦や、モールドの変形を伴う応力の集中によりインプリント剤が破壊し、離型欠陥が発生する場合があった。これを防止するために、モールドに離型処理を施す方法が用いられるが、インプリントを繰り返すことにより、離型処理によりテンプレート表面に形成した離型層が剥離し、離型欠陥が発生するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６８６１２号公報
【特許文献２】特開２０１０―１４９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ナノインプリントのパターン形成において、離型欠陥を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態のパターン形成方法は、被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、表面に所定の凹凸パターンを有し、表面にポーラス層が形成され、ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、パターン転写層に接触させる工程と、パターン転写層にモールドを接触させた状態で、パターン転写層を硬化させる工程と、モールドをパターン転写層から離型する工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例のモールドの断面図である。
【図２】モールド表面のポーラス層に離型剤に含浸させる状態を示す模式図である。
【図３】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図４】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図５】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図６】パターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図７】パターン形成の一部工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１０】
まず、図１、図２を参照して、本実施例のモールドについて説明する。
【００１１】
図１は、本実施例のモールドの断面図である。図１に示すように、モールド１、例えば、石英基板からなり、表面に所定の凹凸パターンが形成されている。さらに、凹凸パターンが形成された表面には、ポーラス層２形成されている。ポーラス層２として、炭素含有のシリコン酸化膜（SiOC）等の低誘電率絶縁膜、又はアモルファスシリコンを用いる。詳細は後述するが、モールド表面にポーラス層を形成することにより、ポーラス層が離型剤を含浸し易くなり、離型時の離型性を向上させることが可能となる。
【００１２】
図２は、モールド表面のポーラス層に離型剤に含浸させる状態を示す模式図である。
【００１３】
図２に示すように、モールド１のポーラス層２には、所定回数の離型の後に、離型剤３を含浸させる。離型剤３は、例えば、シランカップング剤である。モールド１の表面にポーラス層３を設けることで、後述するように、モールド１が離型剤３を含浸しやすくなる。
【００１４】
次に、図３〜図６を参照して、本実施例に関わるパターン形成方法について説明する。図３〜図６は、半導体基板上のパターン転写層に所定パターンを形成する工程を示す断面図である。
【００１５】
まず、図３に示すように、半導体基板１０上に被加工膜２０を形成する。被加工膜２０は、例えば、シリコン酸化膜（SiO2）であり、半導体基板上に2000Aの膜厚で形成される。
【００１６】
次に、図４に示すように、被加工膜２０上にパターン転写層３０を形成する。パターン転写層３０は、例えば、インクジェット法を用いて滴下された、光硬化性樹脂である。
【００１７】
次に、図５に示すように、図１、図２で示した、表面に所定の凹凸パターンを有し、その表面にポーラス層２が形成され、このポーラス層２に離型剤３を含有するモールド１を、被加工膜２０上のパターン転写層３０に接触させ、一定時間保持する。これにより、モールド１の表面の凹部内にパターン転写層３０が充填され、パターン転写層３０が所定のパターンとなる。次いで、モールド１の凹凸パターンが形成された表面とは裏面側から紫外線を照射し、パターン転写層３０を硬化させる。
【００１８】
次に、図６に示すように、パターン転写層３０からモールド１を離型する。離型の後、周知のエッチング工程、その他周知の工程により、被加工膜にパターンを形成する。
【００１９】
次に、図７を参照して、本実施例において、表面にポーラス層を有するモールドを用いてパターン形成をする利点について説明する。図７は、パターン形成の一部工程を示す模式図である。
【００２０】
図７（a）に示すように、モールド１の表面のポーラス層２には離型剤３が含浸されている（図２参照）。次に、図７（b）に示すように、この状態で、モールド１を被加工膜２０上のパターン転写層３０に接触させると、モールド１の表面のポーラス層２に含浸された離型剤３が染み出す。これにより、モールド１のパターン転写層３０からの離型が容易になる。次に、図７（ｃ）に示すように、モールド１を離型する。離型剤３が染み出すことで、離型時において離型欠陥を抑制することが可能となる。また、離型後も、一部、離型剤３がポーラス層２に含浸されている。このため、離型剤３を用いて、所定回数、接触、離型の工程を繰り返すことが可能である。そして、所定回数の接触、離型の後に、図２に示すようにして、モールドのポーラス層に、離型剤を含浸させる。
【００２１】
ポーラス層２として、前述のように、炭素含有のシリコン酸化膜（SiOC）等の低誘電率絶縁膜、又はアモルファスシリコンを用いる。また、低誘電率絶縁膜として、例えば、SiONを用いてもよい。ポーラス剤は、原子間距離が大きく、原子間の結合に広い空間を有する。このため、ポーラス剤は離型剤を含浸しやすい。
【００２２】
以上のように、表面にポーラス層を有するモールドに離型剤を含浸させ、パターン形成を行うことにより、ナノインプリントのパターン形成において、離型欠陥を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２３】
１ モールド
２ ポーラス層
３ 離型剤
１０ 半導体基板
２０ 被加工膜
３０ パターン転写層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、
表面に所定の凹凸パターンを有し、前記表面にポーラス層が形成され、前記ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、前記パターン転写層に接触させる工程と、
前記パターン転写層にモールドを接触させた状態で、前記パターン転写層を硬化させる工程と、
前記モールドを前記パターン転写層から離型する工程とを備えることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記ポーラス層として、低誘電率絶縁膜を用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記ポーラス層として、アモルファスカーボンを用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記離型剤として、シランカップング剤を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
所定回数の離型の後に、前記モールドのポーラス層に離型剤を含浸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１】
被加工膜上にパターン転写層を形成する工程と、
表面に所定の凹凸パターンを有し、前記表面にポーラス層が形成され、前記ポーラス層が離型剤を含有するモールドを、前記パターン転写層に接触させる工程と、
前記パターン転写層にモールドを接触させた状態で、前記パターン転写層を硬化させる工程と、
前記モールドを前記パターン転写層から離型する工程とを備えることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記ポーラス層として、低誘電率絶縁膜を用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記ポーラス層として、アモルファスカーボンを用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記離型剤として、シランカップング剤を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
所定回数の離型の後に、前記モールドのポーラス層に離型剤を含浸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０４４２８（Ｐ２０１２−２０４４２８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５２８０（Ｐ２０１１−６５２８０）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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