[發明專利]圖案形成方法、由此形成的圖案或模具

有效

• 申請號: 200880016608.6
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101681095A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 寺崎敦則;關淳一
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;B29C59/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 魏小薇

技術領域

本發明涉及圖案形成方法、通過圖案形成方法形成的圖案、模具、處理裝置和處理方法。?

背景技術

近年來，用于將設置在模具上的精細結構轉移到諸如樹脂材料、金屬材料等的待處理部件上的精細處理技術已經被開發并且受到關注。該技術被稱為納米壓印(nanoimprint)或納米壓紋(nanoembossing)，并且提供幾納米的量級的處理分辨能力。因此，該技術可望代替諸如步進儀(stepper)、掃描儀等的曝光裝置被應用于下一代半導體制造技術。并且，該技術能夠在晶片水平上實行三維結構的同時處理。因此，該技術可望被應用于例如諸如光子晶體等的光學器件、諸如μ-TAS(微全分析系統)的生物芯片等的制造技術等廣泛的各種領域。?

在將這種使用壓印的處理應用于半導體制造技術的情況下，例如，如Stephan?Y.Chou?et?al.，Appl.Phys.Lett.，Vol.67，Issue?21，pp.3114-3316(1995)(“文獻1”)描述的那樣，以以下的方式執行處理。?

即，關于包含基板(例如，半導體晶片)和設置在基板上的光可固化樹脂材料的制品(工件)，具有希望的壓印圖案的模具與光可固化樹脂材料壓接，隨后通過紫外線照射使光可固化樹脂材料固化(“光壓印”)。作為替代方案，在基板上形成熱塑性樹脂材料，并且將其加熱以使其軟化。然后，使模具與軟化的樹脂材料壓接，隨后通過降低溫度以由此使樹脂材料硬化(“熱壓印”)。結果，壓印圖案被轉移到樹脂材料層上。得到的樹脂材料層被原樣使用，或者，以樹脂材料層作為掩模層，執行蝕刻等以將圖案形成于基板上。?

在這種壓印技術中，轉移形狀的精度依賴于模具的處理精度。?

作為模具的材料，例如，在光壓印中，使用諸如石英的透明材料。通過抗蝕劑掩模進行蝕刻以在亞微米量級上處理石英在技術上是十分困難的。原因在于，與其它材料的情況相比，SiO₂的蝕刻一般需要非常高的離子能量，使得抗蝕劑掩模上的負荷非常大。?

為了解決該問題，需要采取措施，使得：單獨地或組合地，材料能抵抗高離子能量的沖擊、以足夠的厚度形成圖案圖像、建立用于抑制抗蝕劑的消耗的蝕刻條件。?

由于這種原因，在常規的壓印技術中，一般已在許多情況下使用諸如Cr等的金屬材料。?

例如，在Ecron?Thompson，Peter?Rhyins，Ron?Voisin，s.V.Sreenivasan，Patrick?Martin.SPIE?Microlithography?Conference，February?2003(“文獻2”)中，公開了圖3(a)～3(c)所示的使用金屬材料作為硬掩模的圖案形成方法。在該圖案形成方法中，首先，在基材301上由金屬材料形成薄硬掩模層302，并且，在硬掩模層302上形成抗蝕劑303并對其進行構圖(圖3(a))。然后，通過使用抗蝕劑303作為掩模執行蝕刻，以將抗蝕劑圖案轉移到金屬材料的薄硬掩模層302上(圖3(b))。然后，通過使用硬掩模層302作為掩模蝕刻基材301(圖3(c))。?

并且，例如，如Stephen?y.Chou.Peter?R.Krauss，Wei?Zhang，Lingjie?Guo，and?Lei?Zhuang?J.VAC.Sci.Technol.b.15，2897(1997)(“文獻3”)中描述的那樣，已研究了通過剝離方法制備具有小于28nm的處理尺寸的掩模的方法。在圖5(a)和圖5(b)中表示該方法。首先，在基材501上形成抗蝕劑502并對其進行構圖。在抗蝕劑502的表面上，通過諸如氣相沉積或化學氣相沉積(CVD)的方法由希望的材料形成硬掩模層503(圖5(a))。然后，通過溶解抗蝕劑502，僅在抗蝕劑502的開口部分處留下硬掩模層503(圖5(b))。與圖3(c)的步驟類似，通過使用硬掩模層503作為掩模蝕刻基材501。?

但是，在使用諸如Cr的金屬材料作為硬掩模的文獻2的上述方?法中，在100nm或更小的量級的精細處理過程中可出現以下的問題。?

在100nm或更小的量級的精細處理中，抗蝕劑的厚度的減小和材料的弱化是明顯的。由于這種原因，在一些情況下，抗蝕劑在硬掩模的處理過程中消失。并且，即使在抗蝕劑具有足夠的厚度并且不在處理過程中消失的情況下，如圖4(a)～4(c)所示，由于在干蝕刻過程中由等離子體導致的損傷，基材變形。?

圖4(a)是圖3(a)的透視圖，其中，在基材301上形成硬掩模層302和抗蝕劑303。?