リフトオフ工程を用いてテンプレートを生成する方法
特に、本体上に導電層を形成し、導電層上に、突起部と導電層の部分を露出させる凹部とを有するパターン形成層を形成することによって、多層構造体を生成し、多層構造体上にハードマスク材料を異方性に堆積させ、パターン形成層の上面及び導電層の部分を覆うようにし、ハードマスク材料が導電層の部分上に残っている状態で、リフトオフ・プロセスによってパターン形成層を除去し、多層構造体上にレジスト・パターンを配置して多層構造体の領域を定め、ハードマスク材料をエッチング・マスクとして使用して、領域と重なり合う多層構造体の部分を選択的に除去するステップを含む、リソグラフィ・テンプレートを生成する方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ用のテンプレートを形成する方法に関するものであり、特にリフトオフ工程を用いてテンプレートを生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、例えばナノメートル又はそれより小さいオーダーの構造部を有する、非常に小さい構造体の製造を伴う。ナノファブリケーションが著しい影響を及ぼしている１つの分野は、集積回路の加工である。半導体加工業界が、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増大しながら、より大きい製造歩留まりを得ようと努力し続けるに従い、ナノファブリケーションが、ますます重要になっている。ナノファブリケーションにより、形成される構造体の最小構造部寸法を更に低減させることを可能にしながら、より大きいプロセス制御が与えられる。ナノファブリケーションが用いられている他の発展分野として、バイオテクノロジー、光学技術、機械システム等が挙げられる。
【０００３】
１つの例示的なナノファブリケーションは、一般的にインプリント・リソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリント・リソグラフィ法は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ］という名称の米国特許出願第１０／２６４，９６０号として出願された特許文献１、「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａ Ｌａｙｅｒ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」という名称の米国特許出願第１０／２６４，９２６号として出願された特許文献２、及び「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献３のような、多くの刊行物に詳細に記述されており、これらの全てが本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００４】
前述の米国特許出願公開及び米国特許の各々に開示されるインプリント・リソグラフィ技術は、重合可能な層にレリーフ・パターンを形成し、このレリーフ・パターンに対応するパターンを下にある基板に転写することを含む。パターン形成を容易にするためには、基板を、台上で所望の位置が得られるように配置すればよい。そのために、金型を該基板から離した状態で置き、該金型と基板との間に形成可能な液体を入れる。この液体は、固化して、液体と接触している金型の表面形状と一致するパターンが記録されたパターン形成層を形成する。次いで、金型がパターン形成層から分離され、該金型と基板が離される。次に、基板及びパターン形成層には、パターン形成層におけるパターンに対応するレリーフ像を基板に転写する工程が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号
【特許文献５】米国特許第６，９３２，９３４号
【特許文献６】米国特許第７，０７７，９９２号
【特許文献７】米国特許第７，１７９，３９６号
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号
【特許文献９】米国特許第４，１９０，４８８号
【特許文献１０】米国特許第４，４９８，９５３号
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】金型が多層構造体から離間された状態におけるリソグラフィ・システムの単純化された側面図である。
【図２】導電層が上に配置された基板からなる、図１に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図３】パターン形成層が上に配置された、図２に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図４】ハードマスク材料が上に堆積された、図３に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図５】リフトオフ工程が施された、図４に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図６】レジスト・パターンが上に配置された、図５に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図７】ハードマスク材料及びレジスト・パターン層のパターンが導電層及び基板内に転写された、図６に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図８】ハードマスク材料及びレジスト・パターン層が実質的に除去された、図７に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図９】接着層が上に堆積された、図８に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１０】像形成層が上に配置された、図９に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１１】像形成層のパターンが接着層内に転写された、図１０に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１２】像形成層のパターンが基板内に転写された、図１１に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１３】導電層、接着層、及び像形成層が実質的に除去された、図１２に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
図１を参照すると、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０が示される。基板１２は、以下にさらに説明される基板チャック１４に結合することができる。基板１２及び基板チャック１４は、台１６上に支持することができる。さらに、台１６、基板１２、及び基板チャック１４は、基部（示さず）上に配置することができる。台１６は、ｘ軸及びｙ軸を中心とする運動を与えることができる。
【０００８】
テンプレート１８が基板１２から離して配置されており、このテンプレート１８は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０を有し、該メサは、その上にパターン形成面２２を有する。さらに、メサ２０は、金型２０と呼ぶことができる。メサ２０は、ナノインプリント金型２０と呼ぶこともできる。さらに別の実施形態では、テンプレート１８は、実質的に金型２０がない場合もある。テンプレート１８及び／又は金型２０は、これらに限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂、金属及び硬化されたサファイアを含む材料から形成することができる。示されるように、パターン形成面２２は、離間配置された複数の凹部２４及び突起部２６により定められる構造部を含む。しかしながら、さらに別の実施形態では、パターン形成面２２は、実質的に平滑及び／又は平坦であってもよい。パターン形成面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するオリジナルのパターンを定めることができる。
【０００９】
引用により本明細書に組み入れられる「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献４に記載されるように、テンプレート１８は、テンプレート・チャック２８に結合することができ、テンプレート・チャック２８は、真空型、ピン型、溝型、または電磁型を含むいずれかのチャックであるが、これらに限定されるものではない。さらに、テンプレート・チャック２８をインプリント・ヘッド３０と結合させて、テンプレート１８、よって金型２０の動きを容易にすることができる。
【００１０】
システム１０は、流体分配システム３２をさらに含む。この流体分配システム３２は、基板１２と流体連通して、その上にポリマー材料３４を堆積させることができる。システム１０は、任意の数の流体分配器を含むことができ、流体分配システム３２は、その中に複数の分配ユニットを含むことができる。例えば、液滴の供給、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積等のいずれかの周知の技術を用いて、基板１２上にポリマー材料３４を配置することができる。典型的には、ポリマー材料３４が基板１２上に堆積され、その後で所望の容積が金型２０と基板１２との間に形成される。しかしながら、所望の容積が得られた後に、このポリマー材料３４によって該容積を充填するようにしてもよい。
【００１１】
システム１０は、経路４２に沿ってエネルギー４０を導くように結合されたエネルギー４０の源３８をさらに含む。インプリント・ヘッド３０と台１６は、金型２０と基板１２が、それぞれ重ね合わせられ、経路４２内に配置されるように構成されている。インプリント・ヘッド３０及び台１６のいずれか又はその両方は、金型２０と基板１２との間の距離を変化させて、これらの間に所望の容積を定め、この容積がポリマー材料３４で充填される。所望の容積をポリマー材料３４で充填した後、源３８は、エネルギー４０、例えば広帯域紫外線を生成し、該紫外線がポリマー材料３４を基板１２の表面４４及びパターン形成面２２の形状に従って固化及び／又は架橋させる。源３８は、紫外線エネルギーを生成することができる。しかしながら、熱、電磁、可視光等の他のエネルギー源を用いることもできる。ポリマー材料３４の重合を開始するために用いられるエネルギーの選択は、当業者には周知であり、典型的には所望の特定の用途によって決まる。システム１０は、台１６、インプリント・ヘッド３０、流体分配システム３２及び源３８とデータ通信状態にあり、メモリ５６内に格納されたコンピュータ可読プログラム上で動作するプロセッサ５４によって調整することができる。
【００１２】
上述の内容は、「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｆｉｌｍｓ Ｄｕｒｉｎｇ ａｎ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ」という名称の特許文献５、「Ｓｔｅｐ Ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献６、「Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｏｎｅ Ｂｉ−Ｌａｙｅｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の特許文献７、及び「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という名称の米国特許出願第１０／４３２，６４２号として出願された特許文献８に記載されているインプリント・リソグラフィ法及びシステムにおいてさらに用いることができ、これら特許文献の全てを引用により本明細書に組み入れる。
【００１３】
そのために、図２を参照すると、基板１２は、導電層６０が上に配置されて、多層構造体６２を定める状態で示されている。１つの実施形態において、基板１２は、溶融シリカから形成することができるが、基板１２は、いずれの材料から形成することもできる。基板１２は、粗さが細かく、欠陥の少ない高品質光学表面を有するものとすることができ、さらにスクラッチ／ディグは２０／１０が好ましい。基板１２は、厚さｔ1が該基板１２にわたって実質的に均一である。１つの実施形態において、厚さｔ1は、基板の加工中の基板１２の曲げ／変形を容易にするように、１ｍｍ未満とすることができる。
【００１４】
導電層６０は、例えば、液滴供給、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）等のいずれかの周知の技術を用いて形成することができる。導電層６０は、該導電層６０を通るエッチング転写を容易にし、かつ、基板１２にわたって実質的に均一である厚さｔ2を有するものとすることができる。一例において、厚さｔ2は、１０ｎｍ未満とすることができ、５ｎｍ未満の粗さを有するものとすることができる。さらに、導電層６０を構成する材料に応じて、厚さｔ2は、導電層６０が導電性であり、従って、ｅ−ビーム・リソグラフィの露光の際に電荷を逃がすことができるような大きさとすることができる。一例において、５キロ・オーム／スクエアより小さいシート抵抗が用いられる。さらに、導電層６０は、適切なドライ・エッチング法により、実質的に異方性となるようにエッチングすることができる。また、導電層６０は、堆積後に実質的に安定しており、例えば化学的酸化又は物理的脱湿等、化学的又は物理的変化が生じにくいものであることが望ましい。さらに、導電層６０は、例えば、酸及び／又はベース溶液等による一般的な洗浄プロセスと両立性があることが望ましい。さらに、導電層６０は、基板１２との間で、又は以下にさらに説明されるように該導電層の上に配置される材料との間で、混入又は混合を生じることに対して実質的に耐性があることが望ましい。さらに、導電層６０は、基板１２に対して、及び以下にさらに説明されるように該導電層の上に配置される材料のいずれに対しても、接着性を有することが望ましい。
【００１５】
導電層６０は、これらに限定されるものではないが、タンタル、タングステン、モリブデン、チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタン、窒化モリブデン、タンタルシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン、窒化チタンシリコン、及び窒化モリブデンシリコンを含む材料から形成することができる。さらに別の実施形態では、導電層６０は、これらに限定されるものではないが、合金ターゲットからのスパッタリング、反応性スパッタリング、反応性同時スパッタリング、及び真空蒸着技術を含む方法により、上述の材料の合金膜から形成することができる。本例においては、導電層６０は、タンタルから形成することができ、厚さｔ2は５ｎｍの大きさを有するものとすることができる。
【００１６】
さらに別の実施形態では、導電層６０は望ましくない酸化物を形成し易いものであり、そのため、キャッピング層（図示せず）が導電層６０上に堆積される場合がある。キャッピング層（図示せず）は、シリコン、及びエッチングが容易な酸化物を形成することができる他の材料から形成することもできる。
【００１７】
図３を参照すると、パターン形成層６４を導電層６０上に配置して、導電層６０が基板１２と該パターン形成層６４との間に置かれた構成の多層構造体１６２を形成することができる。パターン形成層６４は、複数の突起部６６及び凹部６８を有するものとすることができ、該凹部６８は導電層６０の部分７０を露出させる。さらに、突起部６６は、上面７２及び側壁７４を有するものとすることができる。パターン形成層６４は、厚さｔ3が４５ｎｍの大きさであることが好ましいが、特定の用途及び所望のパターン形成解像度に応じて、どのような厚さを用いてもよい。パターン形成層６４は、ｅ−ビーム・リソグラフィを用いて形成することができる。パターン形成層６４は、Ｎｉｐｐｏｎ Ｚｅｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（日本ゼオン株式会社）から入手可能なＺＥＰ５２０Ａのようなポジ型電子ビーム・レジスト、又は９５０ｋ ＭＷ ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）電子ビーム・レジストとすることができる。
【００１８】
一例において、パターン形成層６４は、１００ｋＶ、２ｎｍのビームステップ格子、及び０．１ｎＡ−１ｎＡのビーム電流で動作するＶｉｓｔｅｃ ＶＢ６ＨＲのような電子ビーム・リソグラフィ・ツールにより露光させることができる。このために、露光パターンとして、２５ｎｍの直径のドットで５０ｎｍのピッチを有するパターン形成層６４を用いることができる。ＺＥＰ５２０Ａレジストを現像する１つの方法は、５秒から１２０秒の間、摂氏−１０度から１０度までの温度で、アミルアセテート中に浸漬させることである。ＰＭＭＡを現像する１つの方法は、５秒から１２０秒の間、摂氏−１０度から１０度までの温度で、イソプロピルアルコールと水の混合物中に浸漬させることである。現像中、３０ｋＨｚ−５０ｋＨｚでの超音波撹拌を用いることが可能である。さらに、異方性デスカム・エッチングを用いて、導電層６０の露出された表面からレジスト残留物を除去することができる。
【００１９】
図４及び図５を参照すると、リフトオフ技術を図３に示される多層構造体１６２に用いることができる。より具体的には、引用により本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ」という名称の米国特許出願第１１／８５６，８６２号に記載されているように、エッチングにより助長されたリフトオフ工程を用いることができる。このために、図４を参照すると、図３に示される多層構造体１６２上にハードマスク材料７６を配置し、多層構造体２６２を形成することができる。ハードマスク材料７６ａは、図３に示される導電層６０の部分７０上に直接堆積させることができる。ハードマスク材料７６ｂは、図３に示されるパターン形成層６４の表面７２上に堆積させることができる。１つの実施形態において、ハードマスク材料７６は、真空蒸着などの方向性堆積プロセスを用いて、図３に示される多層構造体１６２上に配置することができる。
【００２０】
ハードマスク材料７６は、約１０ｎｍの厚さｔ4及び５ｎｍより小さい粗さを有するものとすることができる。ハードマスク材料７６は、該ハードマスク材料７６を著しくエッチング又は侵食することなく、導電層６０及び基板１２に選択的エッチングを行うことができる。さらに、ハードマスク材料７６は、高度の選択性をもって多層構造体２６２から除去できることが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、導電層６０の部分７０に接着することが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、堆積後に実質的に安定しており、例えば化学酸化又は物理的除湿のような、化学的又は物理的変化が生じにくいものであることが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、例えば、酸及び／又はベース溶液等による一般的な洗浄工程に対して両立性があることが望ましい。
【００２１】
ハードマスク材料７６は、これらに限定されるものではないが、クロム、ニッケル、白金、又はこれらの合金を含む材料から形成することができる。クロムは、容易に気化させることができ、等方性エッチングに好適であり、溶融シリカ（基板１２）のための周知のエッチング・マスク材料である。
【００２２】
図３及び図４を参照すると、パターン形成層６４の側壁７４上にハードマスク材料７６が付着することがあるが、これは望ましいことではない。パターン形成層６４の側壁７４上に付着したハードマスク材料７６を除去するために、多層構造体２６２に対して等方性ドライ・エッチングを施すことができる。１つの等方性ドライ・エッチングとして、９０ｍＴの圧力で、６０ｓｃｃｍのＣｌ2及び２０ｓｃｃｍのＯ2のガス流量を用い、３０ボルトのＤＣ（直流）バイアスにより行う反応性イオン・エッチング工程がある。
【００２３】
図５を参照すると、リフトオフ工程を完了するための１つの方法は、多層構造体２６２を、パターン形成層６４を迅速に溶解させるものとして知られている溶剤中に浸漬させ、図４に示される多層構造体３６２を形成することからなる。ＰＭＭＡに対する１つの溶剤は、ジクロロメタンである。ＺＥＰ５２０Ａに対する１つの溶剤は、ジメチルアセトアミドである。１つの実施形態において、リフトオフ工程を３０ｋＨｚ−５０ｋＨｚの超音波浴中で行なって、リフトオフ工程を促進することができる。後で、多層構造体３６２をイソプロパノールでリンスすることができる。
【００２４】
図６を参照すると、レジスト・パターン層７８を、図５に示される多層構造体３６２上に配置して、多層構造体４６２を形成することができる。このレジスト・パターン層７８は、多層構造体４６２における、ハードマスク材料７６ａと導電層６０の露出部分８２とを含む領域８０を定める。レジスト・パターン層７８は、光リソグラフィ法その他のリソグラフィ法のいずれかを用いて形成することができる。
【００２５】
図７を参照すると、図６に示される多層構造体４６２に対してエッチング工程を施し、その形状を基板１２に転写して、多層構造体５６２を形成することができる。より具体的には、レジスト・パターン層７８及びハードマスク材料７６ａのパターンを、基板１２上に、従って図６に示される導電層６０の露出部分８２に転写すること、すなわち、該部分８２及びこれと重なり合う基板１２の部分を除去することができる。この点で、エッチング工程は、単一ステップ及びマルチステップ工程の両方を含むドライ・エッチングとすることができる。１つの実施形態において、フッ素含有のエッチング用化学物質を用いることができる。さらに、導電層６０は、ハードマスク材料７６ａに対して、高い選択性でエッチングすることができる。
【００２６】
さらに別の実施形態において、エッチング中、導電層６０の露出部分８２の反射率を計測することにより、導電層６０のエッチングをその場で監視することができる。この計測は、光源（図示せず）を露出部分８２に合焦させ、検知器（図示せず）を用いてそこから反射する光を監視することによって行なうことができる。導電層６０のエッチングにより図２に示される導電層６０の厚さｔ2を低減させ得るので、導電層６０の露出部分８２の反射率が変化する。導電層６０の露出部分８２の計測された反射率は、導電層６０の露出部分８２が図６に示される多層構造体４６２から実質的に除去される時点で変化を示すものであり、したがって、この時点では、エッチング工程が、露出された基板１２を除去するようになっていることを示す。この変化が生じる時点をその場で計測することは、基板１２内へのエッチング深度の精密な制御を助長するものとなる。
【００２７】
図８を参照すると、図７に示されるハードマスク材料７６ａ及びレジスト・パターン層７８の両方を除去し、多層構造体６６２及び構造部８４を形成することができる。図７に示されるレジスト・パターン層７８を除去するための工程は、図７に示される多層構造体５６２を、５分間又はそれ以上にわたり、高温のピラニア溶液（３部のＨ2ＳＯ4、１部のＨ2Ｏ2）中に浸漬させることである。前述したように、ハードマスク材料７６のための１つの材料はクロムであり、従って、クロムを除去する方法は、図７に示される多層構造体５６２を、硝酸セリウムアンモニウムを含む水溶液中に浸漬することである。
【００２８】
図９を参照すると、図８に示す多層構造体６６２上にメサを形成することができる。メサを形成するためには、接着層８６を図８に示す多層構造体６６２上に配置して、多層構造体７６２を形成する。１つの実施形態において、接着層８６は、Ｃｒから形成することができ、かつ、これらに限定されるものではないが、スパッタリング及び蒸着を含む方法によって堆積させることができる。接着層８６は、厚さｔ5が１０ｎｍ−５０ｎｍの大きさのものとすることができる。
【００２９】
図１０を参照すると、像形成層８８を図９に示される多層構造体７６２上に配置して、多層構造体８６２を形成することができる。より具体的には、多層構造体８６２上の、図８に示す構造部８４と重なる領域９０上に、像形成層８８を配置する。この像形成層８８は、光リソグラフィにより形成することができる。
【００３０】
図１１を参照すると、図１０に示される多層構造体８６２に対してエッチング工程を施して、像形成層８８のパターンを接着層８６内に転写し、多層構造体９６２を形成することにより、導電層６０の露出部分８７を定めることができる。上述したように、接着層８６のための１つの材料はクロムであり、従って、クロムをエッチングするための１つの方法は、図１０に示される多層構造体８６２を、硝酸セリウムアンモニウムを含む水溶液中に浸漬させることを含むウェット・エッチング法である。
【００３１】
図１２を参照すると、図１１に示される多層構造体９６２に対してエッチング工程を施して、像形成層８８及び接着層８６のパターンを基板１２内に転写し、多層構造体１０６２を形成することができる。すなわち、図１１に示される導電層６０の露出部分８７、及びこれと重なり合う基板１２の部分を除去することができる。導電層６０をエッチングするための１つの方法は、導電層６０の露出部分を実質的に除去するドライ・エッチングである。基板１２をエッチングするための１つの方法は、緩衝ＨＦ酸溶液中でのウェット・エッチングである。しかしながら、基板１２にウェット・エッチングを行うと、接着層８６及びレジスト層８８の下にある基板１２にアンダーカット部が生じることがある。さらに、一例においては、基板１２は、約１５ミクロンだけエッチングされ、その後、脱イオン化水中で十分にリンスすることができる。
【００３２】
図１３を参照すると、全てが図１２に示される、像形成層８８、接着層８６、及び導電層６０を除去し、多層構造体１１６２を形成することができる。導電層６０は、実質的に選択的な工程により、基板１２から除去することができる。１つの実施形態において、該導電層６０は、本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ Ｎｏｂｌｅ Ｇａｓ Ｈａｌｉｄｅｓ」という名称の特許文献９に記載されるように、ＸｅＦ2、ＸｅＦ4、ＸｅＦ6、ＫｒＦ2、ＫｒＦ4、及びＫｒＦ6などの希ガスハロゲン化物を用いて除去することができる。さらに別の実施形態においては、本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という名称の特許文献１０におけるように、多原子ハロゲンフッ化物を用いることができる。１つの実施形態においては、溶融シリカ（基板１２）に対して非常に低いエッチング速度を有しているため、ＸｅＦ2（二フッ化キセノン）を用いることができる。結果として、導電層６０の除去は、溶融シリカ（基板１２）に対して極めて高い選択性をもって行なうことができる。さらに別の実施形態においては、導電層６０を基板１２上に残すことが望ましい。
【００３３】
上述した本発明の実施形態は、例示的なものである。本発明の範囲内において、上記に説明した開示に対して、多くの変更及び修正をなすことができる。従って、本発明の範囲は、上記の記載により制限されるべきではなく、代わりに、添付の特許請求の範囲並びに均等物の全範囲を参照して決定されるべきである。
【符号の説明】
【００３４】
１０ システム； １２ 基板； １４ 基板チャック； １６ 台；
１８ テンプレート； ２０ メサ（金型）； ２２ パターン形成面；
３０ インプリント・ヘッド； ３２ 液体分配システム； ３４ ポリマー材料；
５４ プロセッサ； ５６ メモリ； ６０ 導電層；
６２、１６２、２６２、３６２、４６２、５６２、６６２、７６２、８６２、９６２、１０６２ 多層構造体； ６４ パターン形成層； ６６ 突起部； ６８ 凹部；
７６、７６ａ ハードマスク材料； ７８ レジスト・パターン層； ８６ 接着層；
８８ 像形成層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ用のテンプレートを形成する方法に関するものであり、特にリフトオフ工程を用いてテンプレートを生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、例えばナノメートル又はそれより小さいオーダーの構造部を有する、非常に小さい構造体の製造を伴う。ナノファブリケーションが著しい影響を及ぼしている１つの分野は、集積回路の加工である。半導体加工業界が、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増大しながら、より大きい製造歩留まりを得ようと努力し続けるに従い、ナノファブリケーションが、ますます重要になっている。ナノファブリケーションにより、形成される構造体の最小構造部寸法を更に低減させることを可能にしながら、より大きいプロセス制御が与えられる。ナノファブリケーションが用いられている他の発展分野として、バイオテクノロジー、光学技術、機械システム等が挙げられる。
【０００３】
１つの例示的なナノファブリケーションは、一般的にインプリント・リソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリント・リソグラフィ法は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ］という名称の米国特許出願第１０／２６４，９６０号として出願された特許文献１、「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａ Ｌａｙｅｒ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」という名称の米国特許出願第１０／２６４，９２６号として出願された特許文献２、及び「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献３のような、多くの刊行物に詳細に記述されており、これらの全てが本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００４】
前述の米国特許出願公開及び米国特許の各々に開示されるインプリント・リソグラフィ技術は、重合可能な層にレリーフ・パターンを形成し、このレリーフ・パターンに対応するパターンを下にある基板に転写することを含む。パターン形成を容易にするためには、基板を、台上で所望の位置が得られるように配置すればよい。そのために、金型を該基板から離した状態で置き、該金型と基板との間に形成可能な液体を入れる。この液体は、固化して、液体と接触している金型の表面形状と一致するパターンが記録されたパターン形成層を形成する。次いで、金型がパターン形成層から分離され、該金型と基板が離される。次に、基板及びパターン形成層には、パターン形成層におけるパターンに対応するレリーフ像を基板に転写する工程が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号
【特許文献５】米国特許第６，９３２，９３４号
【特許文献６】米国特許第７，０７７，９９２号
【特許文献７】米国特許第７，１７９，３９６号
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号
【特許文献９】米国特許第４，１９０，４８８号
【特許文献１０】米国特許第４，４９８，９５３号
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】金型が多層構造体から離間された状態におけるリソグラフィ・システムの単純化された側面図である。
【図２】導電層が上に配置された基板からなる、図１に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図３】パターン形成層が上に配置された、図２に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図４】ハードマスク材料が上に堆積された、図３に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図５】リフトオフ工程が施された、図４に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図６】レジスト・パターンが上に配置された、図５に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図７】ハードマスク材料及びレジスト・パターン層のパターンが導電層及び基板内に転写された、図６に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図８】ハードマスク材料及びレジスト・パターン層が実質的に除去された、図７に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図９】接着層が上に堆積された、図８に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１０】像形成層が上に配置された、図９に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１１】像形成層のパターンが接着層内に転写された、図１０に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１２】像形成層のパターンが基板内に転写された、図１１に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【図１３】導電層、接着層、及び像形成層が実質的に除去された、図１２に示される多層構造体の単純化された側面図である。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
図１を参照すると、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０が示される。基板１２は、以下にさらに説明される基板チャック１４に結合することができる。基板１２及び基板チャック１４は、台１６上に支持することができる。さらに、台１６、基板１２、及び基板チャック１４は、基部（示さず）上に配置することができる。台１６は、ｘ軸及びｙ軸を中心とする運動を与えることができる。
【０００８】
テンプレート１８が基板１２から離して配置されており、このテンプレート１８は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０を有し、該メサは、その上にパターン形成面２２を有する。さらに、メサ２０は、金型２０と呼ぶことができる。メサ２０は、ナノインプリント金型２０と呼ぶこともできる。さらに別の実施形態では、テンプレート１８は、実質的に金型２０がない場合もある。テンプレート１８及び／又は金型２０は、これらに限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂、金属及び硬化されたサファイアを含む材料から形成することができる。示されるように、パターン形成面２２は、離間配置された複数の凹部２４及び突起部２６により定められる構造部を含む。しかしながら、さらに別の実施形態では、パターン形成面２２は、実質的に平滑及び／又は平坦であってもよい。パターン形成面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するオリジナルのパターンを定めることができる。
【０００９】
引用により本明細書に組み入れられる「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献４に記載されるように、テンプレート１８は、テンプレート・チャック２８に結合することができ、テンプレート・チャック２８は、真空型、ピン型、溝型、または電磁型を含むいずれかのチャックであるが、これらに限定されるものではない。さらに、テンプレート・チャック２８をインプリント・ヘッド３０と結合させて、テンプレート１８、よって金型２０の動きを容易にすることができる。
【００１０】
システム１０は、流体分配システム３２をさらに含む。この流体分配システム３２は、基板１２と流体連通して、その上にポリマー材料３４を堆積させることができる。システム１０は、任意の数の流体分配器を含むことができ、流体分配システム３２は、その中に複数の分配ユニットを含むことができる。例えば、液滴の供給、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積等のいずれかの周知の技術を用いて、基板１２上にポリマー材料３４を配置することができる。典型的には、ポリマー材料３４が基板１２上に堆積され、その後で所望の容積が金型２０と基板１２との間に形成される。しかしながら、所望の容積が得られた後に、このポリマー材料３４によって該容積を充填するようにしてもよい。
【００１１】
システム１０は、経路４２に沿ってエネルギー４０を導くように結合されたエネルギー４０の源３８をさらに含む。インプリント・ヘッド３０と台１６は、金型２０と基板１２が、それぞれ重ね合わせられ、経路４２内に配置されるように構成されている。インプリント・ヘッド３０及び台１６のいずれか又はその両方は、金型２０と基板１２との間の距離を変化させて、これらの間に所望の容積を定め、この容積がポリマー材料３４で充填される。所望の容積をポリマー材料３４で充填した後、源３８は、エネルギー４０、例えば広帯域紫外線を生成し、該紫外線がポリマー材料３４を基板１２の表面４４及びパターン形成面２２の形状に従って固化及び／又は架橋させる。源３８は、紫外線エネルギーを生成することができる。しかしながら、熱、電磁、可視光等の他のエネルギー源を用いることもできる。ポリマー材料３４の重合を開始するために用いられるエネルギーの選択は、当業者には周知であり、典型的には所望の特定の用途によって決まる。システム１０は、台１６、インプリント・ヘッド３０、流体分配システム３２及び源３８とデータ通信状態にあり、メモリ５６内に格納されたコンピュータ可読プログラム上で動作するプロセッサ５４によって調整することができる。
【００１２】
上述の内容は、「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｆｉｌｍｓ Ｄｕｒｉｎｇ ａｎ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ」という名称の特許文献５、「Ｓｔｅｐ Ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という名称の特許文献６、「Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｏｎｅ Ｂｉ−Ｌａｙｅｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の特許文献７、及び「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という名称の米国特許出願第１０／４３２，６４２号として出願された特許文献８に記載されているインプリント・リソグラフィ法及びシステムにおいてさらに用いることができ、これら特許文献の全てを引用により本明細書に組み入れる。
【００１３】
そのために、図２を参照すると、基板１２は、導電層６０が上に配置されて、多層構造体６２を定める状態で示されている。１つの実施形態において、基板１２は、溶融シリカから形成することができるが、基板１２は、いずれの材料から形成することもできる。基板１２は、粗さが細かく、欠陥の少ない高品質光学表面を有するものとすることができ、さらにスクラッチ／ディグは２０／１０が好ましい。基板１２は、厚さｔ1が該基板１２にわたって実質的に均一である。１つの実施形態において、厚さｔ1は、基板の加工中の基板１２の曲げ／変形を容易にするように、１ｍｍ未満とすることができる。
【００１４】
導電層６０は、例えば、液滴供給、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）等のいずれかの周知の技術を用いて形成することができる。導電層６０は、該導電層６０を通るエッチング転写を容易にし、かつ、基板１２にわたって実質的に均一である厚さｔ2を有するものとすることができる。一例において、厚さｔ2は、１０ｎｍ未満とすることができ、５ｎｍ未満の粗さを有するものとすることができる。さらに、導電層６０を構成する材料に応じて、厚さｔ2は、導電層６０が導電性であり、従って、ｅ−ビーム・リソグラフィの露光の際に電荷を逃がすことができるような大きさとすることができる。一例において、５キロ・オーム／スクエアより小さいシート抵抗が用いられる。さらに、導電層６０は、適切なドライ・エッチング法により、実質的に異方性となるようにエッチングすることができる。また、導電層６０は、堆積後に実質的に安定しており、例えば化学的酸化又は物理的脱湿等、化学的又は物理的変化が生じにくいものであることが望ましい。さらに、導電層６０は、例えば、酸及び／又はベース溶液等による一般的な洗浄プロセスと両立性があることが望ましい。さらに、導電層６０は、基板１２との間で、又は以下にさらに説明されるように該導電層の上に配置される材料との間で、混入又は混合を生じることに対して実質的に耐性があることが望ましい。さらに、導電層６０は、基板１２に対して、及び以下にさらに説明されるように該導電層の上に配置される材料のいずれに対しても、接着性を有することが望ましい。
【００１５】
導電層６０は、これらに限定されるものではないが、タンタル、タングステン、モリブデン、チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタン、窒化モリブデン、タンタルシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン、窒化チタンシリコン、及び窒化モリブデンシリコンを含む材料から形成することができる。さらに別の実施形態では、導電層６０は、これらに限定されるものではないが、合金ターゲットからのスパッタリング、反応性スパッタリング、反応性同時スパッタリング、及び真空蒸着技術を含む方法により、上述の材料の合金膜から形成することができる。本例においては、導電層６０は、タンタルから形成することができ、厚さｔ2は５ｎｍの大きさを有するものとすることができる。
【００１６】
さらに別の実施形態では、導電層６０は望ましくない酸化物を形成し易いものであり、そのため、キャッピング層（図示せず）が導電層６０上に堆積される場合がある。キャッピング層（図示せず）は、シリコン、及びエッチングが容易な酸化物を形成することができる他の材料から形成することもできる。
【００１７】
図３を参照すると、パターン形成層６４を導電層６０上に配置して、導電層６０が基板１２と該パターン形成層６４との間に置かれた構成の多層構造体１６２を形成することができる。パターン形成層６４は、複数の突起部６６及び凹部６８を有するものとすることができ、該凹部６８は導電層６０の部分７０を露出させる。さらに、突起部６６は、上面７２及び側壁７４を有するものとすることができる。パターン形成層６４は、厚さｔ3が４５ｎｍの大きさであることが好ましいが、特定の用途及び所望のパターン形成解像度に応じて、どのような厚さを用いてもよい。パターン形成層６４は、ｅ−ビーム・リソグラフィを用いて形成することができる。パターン形成層６４は、Ｎｉｐｐｏｎ Ｚｅｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（日本ゼオン株式会社）から入手可能なＺＥＰ５２０Ａのようなポジ型電子ビーム・レジスト、又は９５０ｋ ＭＷ ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）電子ビーム・レジストとすることができる。
【００１８】
一例において、パターン形成層６４は、１００ｋＶ、２ｎｍのビームステップ格子、及び０．１ｎＡ−１ｎＡのビーム電流で動作するＶｉｓｔｅｃ ＶＢ６ＨＲのような電子ビーム・リソグラフィ・ツールにより露光させることができる。このために、露光パターンとして、２５ｎｍの直径のドットで５０ｎｍのピッチを有するパターン形成層６４を用いることができる。ＺＥＰ５２０Ａレジストを現像する１つの方法は、５秒から１２０秒の間、摂氏−１０度から１０度までの温度で、アミルアセテート中に浸漬させることである。ＰＭＭＡを現像する１つの方法は、５秒から１２０秒の間、摂氏−１０度から１０度までの温度で、イソプロピルアルコールと水の混合物中に浸漬させることである。現像中、３０ｋＨｚ−５０ｋＨｚでの超音波撹拌を用いることが可能である。さらに、異方性デスカム・エッチングを用いて、導電層６０の露出された表面からレジスト残留物を除去することができる。
【００１９】
図４及び図５を参照すると、リフトオフ技術を図３に示される多層構造体１６２に用いることができる。より具体的には、引用により本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ」という名称の米国特許出願第１１／８５６，８６２号に記載されているように、エッチングにより助長されたリフトオフ工程を用いることができる。このために、図４を参照すると、図３に示される多層構造体１６２上にハードマスク材料７６を配置し、多層構造体２６２を形成することができる。ハードマスク材料７６ａは、図３に示される導電層６０の部分７０上に直接堆積させることができる。ハードマスク材料７６ｂは、図３に示されるパターン形成層６４の表面７２上に堆積させることができる。１つの実施形態において、ハードマスク材料７６は、真空蒸着などの方向性堆積プロセスを用いて、図３に示される多層構造体１６２上に配置することができる。
【００２０】
ハードマスク材料７６は、約１０ｎｍの厚さｔ4及び５ｎｍより小さい粗さを有するものとすることができる。ハードマスク材料７６は、該ハードマスク材料７６を著しくエッチング又は侵食することなく、導電層６０及び基板１２に選択的エッチングを行うことができる。さらに、ハードマスク材料７６は、高度の選択性をもって多層構造体２６２から除去できることが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、導電層６０の部分７０に接着することが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、堆積後に実質的に安定しており、例えば化学酸化又は物理的除湿のような、化学的又は物理的変化が生じにくいものであることが望ましい。さらに、ハードマスク材料７６は、例えば、酸及び／又はベース溶液等による一般的な洗浄工程に対して両立性があることが望ましい。
【００２１】
ハードマスク材料７６は、これらに限定されるものではないが、クロム、ニッケル、白金、又はこれらの合金を含む材料から形成することができる。クロムは、容易に気化させることができ、等方性エッチングに好適であり、溶融シリカ（基板１２）のための周知のエッチング・マスク材料である。
【００２２】
図３及び図４を参照すると、パターン形成層６４の側壁７４上にハードマスク材料７６が付着することがあるが、これは望ましいことではない。パターン形成層６４の側壁７４上に付着したハードマスク材料７６を除去するために、多層構造体２６２に対して等方性ドライ・エッチングを施すことができる。１つの等方性ドライ・エッチングとして、９０ｍＴの圧力で、６０ｓｃｃｍのＣｌ2及び２０ｓｃｃｍのＯ2のガス流量を用い、３０ボルトのＤＣ（直流）バイアスにより行う反応性イオン・エッチング工程がある。
【００２３】
図５を参照すると、リフトオフ工程を完了するための１つの方法は、多層構造体２６２を、パターン形成層６４を迅速に溶解させるものとして知られている溶剤中に浸漬させ、図４に示される多層構造体３６２を形成することからなる。ＰＭＭＡに対する１つの溶剤は、ジクロロメタンである。ＺＥＰ５２０Ａに対する１つの溶剤は、ジメチルアセトアミドである。１つの実施形態において、リフトオフ工程を３０ｋＨｚ−５０ｋＨｚの超音波浴中で行なって、リフトオフ工程を促進することができる。後で、多層構造体３６２をイソプロパノールでリンスすることができる。
【００２４】
図６を参照すると、レジスト・パターン層７８を、図５に示される多層構造体３６２上に配置して、多層構造体４６２を形成することができる。このレジスト・パターン層７８は、多層構造体４６２における、ハードマスク材料７６ａと導電層６０の露出部分８２とを含む領域８０を定める。レジスト・パターン層７８は、光リソグラフィ法その他のリソグラフィ法のいずれかを用いて形成することができる。
【００２５】
図７を参照すると、図６に示される多層構造体４６２に対してエッチング工程を施し、その形状を基板１２に転写して、多層構造体５６２を形成することができる。より具体的には、レジスト・パターン層７８及びハードマスク材料７６ａのパターンを、基板１２上に、従って図６に示される導電層６０の露出部分８２に転写すること、すなわち、該部分８２及びこれと重なり合う基板１２の部分を除去することができる。この点で、エッチング工程は、単一ステップ及びマルチステップ工程の両方を含むドライ・エッチングとすることができる。１つの実施形態において、フッ素含有のエッチング用化学物質を用いることができる。さらに、導電層６０は、ハードマスク材料７６ａに対して、高い選択性でエッチングすることができる。
【００２６】
さらに別の実施形態において、エッチング中、導電層６０の露出部分８２の反射率を計測することにより、導電層６０のエッチングをその場で監視することができる。この計測は、光源（図示せず）を露出部分８２に合焦させ、検知器（図示せず）を用いてそこから反射する光を監視することによって行なうことができる。導電層６０のエッチングにより図２に示される導電層６０の厚さｔ2を低減させ得るので、導電層６０の露出部分８２の反射率が変化する。導電層６０の露出部分８２の計測された反射率は、導電層６０の露出部分８２が図６に示される多層構造体４６２から実質的に除去される時点で変化を示すものであり、したがって、この時点では、エッチング工程が、露出された基板１２を除去するようになっていることを示す。この変化が生じる時点をその場で計測することは、基板１２内へのエッチング深度の精密な制御を助長するものとなる。
【００２７】
図８を参照すると、図７に示されるハードマスク材料７６ａ及びレジスト・パターン層７８の両方を除去し、多層構造体６６２及び構造部８４を形成することができる。図７に示されるレジスト・パターン層７８を除去するための工程は、図７に示される多層構造体５６２を、５分間又はそれ以上にわたり、高温のピラニア溶液（３部のＨ2ＳＯ4、１部のＨ2Ｏ2）中に浸漬させることである。前述したように、ハードマスク材料７６のための１つの材料はクロムであり、従って、クロムを除去する方法は、図７に示される多層構造体５６２を、硝酸セリウムアンモニウムを含む水溶液中に浸漬することである。
【００２８】
図９を参照すると、図８に示す多層構造体６６２上にメサを形成することができる。メサを形成するためには、接着層８６を図８に示す多層構造体６６２上に配置して、多層構造体７６２を形成する。１つの実施形態において、接着層８６は、Ｃｒから形成することができ、かつ、これらに限定されるものではないが、スパッタリング及び蒸着を含む方法によって堆積させることができる。接着層８６は、厚さｔ5が１０ｎｍ−５０ｎｍの大きさのものとすることができる。
【００２９】
図１０を参照すると、像形成層８８を図９に示される多層構造体７６２上に配置して、多層構造体８６２を形成することができる。より具体的には、多層構造体８６２上の、図８に示す構造部８４と重なる領域９０上に、像形成層８８を配置する。この像形成層８８は、光リソグラフィにより形成することができる。
【００３０】
図１１を参照すると、図１０に示される多層構造体８６２に対してエッチング工程を施して、像形成層８８のパターンを接着層８６内に転写し、多層構造体９６２を形成することにより、導電層６０の露出部分８７を定めることができる。上述したように、接着層８６のための１つの材料はクロムであり、従って、クロムをエッチングするための１つの方法は、図１０に示される多層構造体８６２を、硝酸セリウムアンモニウムを含む水溶液中に浸漬させることを含むウェット・エッチング法である。
【００３１】
図１２を参照すると、図１１に示される多層構造体９６２に対してエッチング工程を施して、像形成層８８及び接着層８６のパターンを基板１２内に転写し、多層構造体１０６２を形成することができる。すなわち、図１１に示される導電層６０の露出部分８７、及びこれと重なり合う基板１２の部分を除去することができる。導電層６０をエッチングするための１つの方法は、導電層６０の露出部分を実質的に除去するドライ・エッチングである。基板１２をエッチングするための１つの方法は、緩衝ＨＦ酸溶液中でのウェット・エッチングである。しかしながら、基板１２にウェット・エッチングを行うと、接着層８６及びレジスト層８８の下にある基板１２にアンダーカット部が生じることがある。さらに、一例においては、基板１２は、約１５ミクロンだけエッチングされ、その後、脱イオン化水中で十分にリンスすることができる。
【００３２】
図１３を参照すると、全てが図１２に示される、像形成層８８、接着層８６、及び導電層６０を除去し、多層構造体１１６２を形成することができる。導電層６０は、実質的に選択的な工程により、基板１２から除去することができる。１つの実施形態において、該導電層６０は、本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ Ｎｏｂｌｅ Ｇａｓ Ｈａｌｉｄｅｓ」という名称の特許文献９に記載されるように、ＸｅＦ2、ＸｅＦ4、ＸｅＦ6、ＫｒＦ2、ＫｒＦ4、及びＫｒＦ6などの希ガスハロゲン化物を用いて除去することができる。さらに別の実施形態においては、本明細書に組み入れられる「Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という名称の特許文献１０におけるように、多原子ハロゲンフッ化物を用いることができる。１つの実施形態においては、溶融シリカ（基板１２）に対して非常に低いエッチング速度を有しているため、ＸｅＦ2（二フッ化キセノン）を用いることができる。結果として、導電層６０の除去は、溶融シリカ（基板１２）に対して極めて高い選択性をもって行なうことができる。さらに別の実施形態においては、導電層６０を基板１２上に残すことが望ましい。
【００３３】
上述した本発明の実施形態は、例示的なものである。本発明の範囲内において、上記に説明した開示に対して、多くの変更及び修正をなすことができる。従って、本発明の範囲は、上記の記載により制限されるべきではなく、代わりに、添付の特許請求の範囲並びに均等物の全範囲を参照して決定されるべきである。
【符号の説明】
【００３４】
１０ システム； １２ 基板； １４ 基板チャック； １６ 台；
１８ テンプレート； ２０ メサ（金型）； ２２ パターン形成面；
３０ インプリント・ヘッド； ３２ 液体分配システム； ３４ ポリマー材料；
５４ プロセッサ； ５６ メモリ； ６０ 導電層；
６２、１６２、２６２、３６２、４６２、５６２、６６２、７６２、８６２、９６２、１０６２ 多層構造体； ６４ パターン形成層； ６６ 突起部； ６８ 凹部；
７６、７６ａ ハードマスク材料； ７８ レジスト・パターン層； ８６ 接着層；
８８ 像形成層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ・テンプレートを形成する方法であって、
（ｉ）本体上に導電層を形成し、
（ｉｉ）前記導電層上に、突起部と、前記導電層の部分を露出させる凹部とを有するパターン形成層を形成することによって、多層構造体を生成し、
前記多層構造体上にハードマスク材料を堆積させ、前記堆積されたハードマスク材料が前記パターン形成層の上面及び前記導電層の前記露出された部分を覆うようにし、
前記ハードマスク材料が前記導電層の前記部分上に残っている状態で、前記パターン形成層を除去し、
前記多層構造体上にレジスト・パターンを配置して前記多層構造体の領域を定め、
前記ハードマスク材料をエッチング・マスクとして使用して、前記領域と重なり合う前記多層構造体の部分を選択的に除去する、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ハードマスク材料及び前記レジスト・パターンを除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体内にメサを定めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記多層構造体上に接着層を配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多層構造体上に像形成層を配置してメサ・パターンを定め、前記像形成層をエッチング・マスクとして使用して該多層構造体の部分を選択的に除去し、該像形成層、前記接着層、及び前記導電層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電層は、タンタル、タングステン、モリブデン、チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタン、窒化モリブデン、タンタルシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン、窒化チタンシリコン、窒化モリブデンシリコン、又は他の高融点金属合金からなる１組の材料から選択される材料を含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、又は請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記導電層は、１０ナノメートルより小さい厚さを有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、又は請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ハードマスク材料は、クロム、ニッケル、白金、及びこれらの合金からなる１組の材料から選択される材料を含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、又は請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記導電層を除去するステップは、二フッ化キセノン、四フッ化キセノン、六フッ化キセノン、二フッ化クリプトン、四フッ化クリプトン、六フッ化クリプトン、多原子ハロゲンフッ化物、及び希ガスハロゲン化物を含む１組のガスから選択されるガスを用いて、前記導電層を気相エッチングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３、請求項４、請求項５、請求項７、請求項８、又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記多層構造体の部分を除去するステップは、前記導電層の部分及び前記基板を単一のステップで除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、又は請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電層の前記部分を除去するステップは、上に当たる光の反射率を監視するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３、請求項１０、又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ハードマスク材料は、前記多層構造体上に異方性に堆積されることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、又は請求項１２に記載の方法。
【請求項２６】
前記パターン形成層は、リフトオフ・プロセスによって除去されることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
リソグラフィ・テンプレートを形成する方法であって、
（ｉ）本体上に導電層を形成し、
（ｉｉ）前記導電層上に、突起部と、前記導電層の部分を露出させる凹部とを有するパターン形成層を形成することによって、多層構造体を生成し、
前記多層構造体上にハードマスク材料を堆積させ、前記堆積されたハードマスク材料が前記パターン形成層の上面及び前記導電層の前記露出された部分を覆うようにし、
前記ハードマスク材料が前記導電層の前記部分上に残っている状態で、前記パターン形成層を除去し、
前記多層構造体上にレジスト・パターンを配置して前記多層構造体の領域を定め、
前記ハードマスク材料をエッチング・マスクとして使用して、前記領域と重なり合う前記多層構造体の部分を選択的に除去する、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ハードマスク材料及び前記レジスト・パターンを除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体内にメサを定めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記多層構造体上に接着層を配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多層構造体上に像形成層を配置してメサ・パターンを定め、前記像形成層をエッチング・マスクとして使用して該多層構造体の部分を選択的に除去し、該像形成層、前記接着層、及び前記導電層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電層は、タンタル、タングステン、モリブデン、チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタン、窒化モリブデン、タンタルシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン、窒化チタンシリコン、窒化モリブデンシリコン、又は他の高融点金属合金からなる１組の材料から選択される材料を含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、又は請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記導電層は、１０ナノメートルより小さい厚さを有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、又は請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ハードマスク材料は、クロム、ニッケル、白金、及びこれらの合金からなる１組の材料から選択される材料を含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、又は請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記導電層を除去するステップは、二フッ化キセノン、四フッ化キセノン、六フッ化キセノン、二フッ化クリプトン、四フッ化クリプトン、六フッ化クリプトン、多原子ハロゲンフッ化物、及び希ガスハロゲン化物を含む１組のガスから選択されるガスを用いて、前記導電層を気相エッチングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３、請求項４、請求項５、請求項７、請求項８、又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記多層構造体の部分を除去するステップは、前記導電層の部分及び前記基板を単一のステップで除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、又は請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電層の前記部分を除去するステップは、上に当たる光の反射率を監視するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３、請求項１０、又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ハードマスク材料は、前記多層構造体上に異方性に堆積されることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、又は請求項１２に記載の方法。
【請求項２６】
前記パターン形成層は、リフトオフ・プロセスによって除去されることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、又は請求項１３に記載の方法。
【公表番号】特表２０１１−５０５０６６（Ｐ２０１１−５０５０６６Ａ）
【公表日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３４９３８（Ｐ２０１０−５３４９３８）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２６３７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６７１４９
【国際公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（５０３１９３３６２）モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２６３７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６７１４９
【国際公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（５０３１９３３６２）モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Ｆターム（参考）】
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