JP2007116163A - 微細インプリントリソグラフィ用スタンプ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、疏水性を有して光透過ができるダイヤモンド状カーボン薄膜で構成される微細インプリントリソグラフィ用スタンプ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のスタンプ製造方法は、基板の上にダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階Ｓ１１と、ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階Ｓ１２と、レジストをパターニングする段階Ｓ１３と、パターニングされたレジストを保護膜としてダイヤモンド状カーボン薄膜をエッチングする段階Ｓ１４と、レジストを除去する段階Ｓ１５とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のスタンプ製造方法は、基板の上にダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階Ｓ１１と、ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階Ｓ１２と、レジストをパターニングする段階Ｓ１３と、パターニングされたレジストを保護膜としてダイヤモンド状カーボン薄膜をエッチングする段階Ｓ１４と、レジストを除去する段階Ｓ１５とを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、微細インプリントリソグラフィ工程技術に関し、より詳しくはＵＶ微細（マイクロ、ナノ）インプリントリソグラフィ工程技術や、加熱方式の微細インプリントリソグラフィ工程技術に使用されるスタンプとこのスタンプの製造方法に関する。
微細インプリントリソグラフィ技術は、経済的かつ効果的に微細構造物を形成する技術として、微細構造物が刻印されたスタンプを基板上にコーティングされたレジスト表面に押して、微細構造物を反復的にインプリントする技術である。
従来インプリントリソグラフィ技術は、Ｃｈｏｕ教授が提案したものがあり、この技術は電子ビームリソグラフィ工程を利用して形成した微細な浮彫構造物を有するスタンプを先に形成して、そのスタンプを基板の表面にコーティングされているポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）材質のレジスト表面に接触した後、スタンプを高温で押して冷却させてスタンプを基板から分離する方法である。
この方法により、基板のレジストにはスタンプに刻印された微細構造物が凹凸反転してインプリントされ、異方性エッチング作業により、レジスト表面の押さえられた部分に残っている残余レジストを完全に除去して完成する。
この方法により、基板のレジストにはスタンプに刻印された微細構造物が凹凸反転してインプリントされ、異方性エッチング作業により、レジスト表面の押さえられた部分に残っている残余レジストを完全に除去して完成する。
また、他のインプリントリソグラフィ技術として、レーザー利用直接インプリント（ＬＡＤＩ）工程がある。この工程は３０８ｎｍ波長の単一パルス２０ｎｓエキシマ・レーザーを用いて、シリコンウェハー（基板）表面にコーティングされたレジストを瞬間的に溶かして、インプリントする方法である。
また、他のインプリントリソグラフィ技術としては、ナノ秒レーザー利用ナノインプリント複写（ＬＡ−ＮＩＬ）工程がある。この工程はレジストに高分子素材を用いて、基板表面のレジストに線幅１００ｎｍ で深さ９０ｎｍの微細構造物をインプリントすることができる工程である。
以上、説明した各インプリント技術は、全てレジストを硬化するために熱を加える方法を用いている。
また、他のインプリントリソグラフィ技術としては、ナノ秒レーザー利用ナノインプリント複写（ＬＡ−ＮＩＬ）工程がある。この工程はレジストに高分子素材を用いて、基板表面のレジストに線幅１００ｎｍ で深さ９０ｎｍの微細構造物をインプリントすることができる工程である。
以上、説明した各インプリント技術は、全てレジストを硬化するために熱を加える方法を用いている。
しかし、このような加熱方式のインプリント技術は、多様な積層工程を行うため、多層化工程を要する半導体製造工程に適用すると、レジストが熱変形を起こし、多層位置合わせが困難になる傾向がある。また、粘度が大きいレジストをインプリントするためには、約３０気圧程度の高圧でスタンプを加圧しなければならないため、このような過程において熱硬化性材質で形成された構造物が破損されて使用できない問題が生じる。その他にも、スタンプ用基板の物質が不透明で、実際微細構造物形成工程に適用すると、多層位置合わせ作業が困難となる。
このような加熱方式のインプリント技術の問題を解決できる技術としては、Ｓｒｅｅｎｉｖａｓａｎ教授らが提案したステップ＆フラッシュ・インプリント複写（ＳＦＩＬ）工程がある。
この工程はレジスト物質として紫外線硬化素材を用いたことを特徴とし、このような紫外線硬化素材を利用すると、常温・低圧で微細構造物を形成できる長所がある。またスタンプ形成のための基板として、紫外線を透過させられる物質、例えば、石英やガラス等を用いることにその特徴がある。
この工程はレジスト物質として紫外線硬化素材を用いたことを特徴とし、このような紫外線硬化素材を利用すると、常温・低圧で微細構造物を形成できる長所がある。またスタンプ形成のための基板として、紫外線を透過させられる物質、例えば、石英やガラス等を用いることにその特徴がある。
このようなＳＦＩＬ工程は、まず、伝達層がシリコン基板上にコーティングされる。次に、紫外線透過性スタンプが伝達層と一定間隔を維持した状態で粘性が低い紫外線硬化樹脂を表面張力によって微細構造物中に充填させる。充填が完了した時点でスタンプを伝達層と接触させ、紫外線を照射して樹脂を硬化した後、スタンプを分離し、エッチング過程とｌｉｆｔ−ｏｆｆ過程を経て、微細構造物が基板上に刻印されるようにする。
最近のＳＦＩＬ工程は、伝達層とスタンプの間に紫外線硬化樹脂液滴を落とした後、スタンプで加圧する方式について研究が進められている。
このようなＳＦＩＬ工程の他の特徴は、ｓｔｅｐ＆ｒｅｐｅａｔ方式で、全体基板を一度にインプリントするのではなく、小さい単位スタンプを使用して数回繰り返してインプリントする方式を採択していることである。
この方式は、小面積のスタンプを用いるため、微細構造物に樹脂を充填するには効率的であるが、大面積の基底をインプリントする場合に毎回整列作業とインプリント工程を要するため、全体工程時間が非常に長くなる短所がある。
このようなＳＦＩＬ工程の他の特徴は、ｓｔｅｐ＆ｒｅｐｅａｔ方式で、全体基板を一度にインプリントするのではなく、小さい単位スタンプを使用して数回繰り返してインプリントする方式を採択していることである。
この方式は、小面積のスタンプを用いるため、微細構造物に樹脂を充填するには効率的であるが、大面積の基底をインプリントする場合に毎回整列作業とインプリント工程を要するため、全体工程時間が非常に長くなる短所がある。
一方、従来微細インプリントリソグラフィ工程を行うため形成されたスタンプは、インプリント時にレジストとの粘着現象が起こりやすいため、その表面に粘着防止膜を形成する。
しかし、５０ｎｍ以下の小さい構造物に粘着防止膜を形成すると、粘着防止膜自らのフィルム厚さによってパターンの形状が歪み、所望の形状のパターンを得られない可能性もあり、そのため粘着防止膜を薄く形成すると、粘着防止膜自らの構造的安定性に問題が生じる。
しかし、５０ｎｍ以下の小さい構造物に粘着防止膜を形成すると、粘着防止膜自らのフィルム厚さによってパターンの形状が歪み、所望の形状のパターンを得られない可能性もあり、そのため粘着防止膜を薄く形成すると、粘着防止膜自らの構造的安定性に問題が生じる。
本発明は、疏水性を有しながら光透過ができるダイヤモンド状カーボン薄膜で構成される微細インプリントリソグラフィ用スタンプを提供する。
また、本発明は、ダイヤモンド状カーボン薄膜を基板に蒸着して微細構造物の形態を有する微細インプリントリソグラフィ用スタンプを製造する方法を提供する。
また、本発明は、ダイヤモンド状カーボン薄膜を基板に蒸着して微細構造物の形態を有する微細インプリントリソグラフィ用スタンプを製造する方法を提供する。
本発明の一実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法は、基板の上にダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ、ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）薄膜を蒸着する段階と、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階と、前記レジストをパターニングする段階と、前記パターニングされたレジストを保護膜として前記ダイヤモンド状カーボン薄膜をエッチングする段階と、前記レジストを除去する段階とを含む。
前記基板は光透過性材料で構成でき、石英、ガラス、ダイヤモンド、透明な高分子、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明半導体などのうちの何れか一つの材料で構成できる。また、加熱方式のインプリントのためには、前記材料を含む不透明なウェハー、半導体化合物、高分子及びセラミック材料で構成できる。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階は、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、レーザー合成法の中から選択された工程で蒸着できる。
また、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階では、フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着することによって、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜にフッ素基を含有させることができる。前記フッ素基を含有するガスとして、Ｃ４Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６のうちの少なくとも何れか一つを選択して注入でき、前記固体基板にはフッ化炭化物系樹脂などが用いられる。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含むプラズマエッチング工程でエッチングできる。
本発明の他の実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法は、基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階と、前記レジストをパターニングする段階と、前記パターニングされたレジストの上及び前記パターニングされたレジストの開口部を通して露出された前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上に、第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、前記レジストを除去する段階とを含む。
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階、または前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、第１または第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着することによって、前記第１または第２ダイヤモンド状カーボン薄膜にフッ素基を含有させることができる。
前記レジストを除去する段階では、前記レジストの上に蒸着された第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を一緒に除去する。
本発明の他の実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法は、基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上に微細構造物を形成する段階と、前記微細構造物を包み隠すように第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階とを含む。
前記微細構造物は、樹脂を材料として形成できる。
前記微細構造物は、樹脂を材料として形成できる。
一方、本発明の一実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプは、基板と、前記基板の上にダイヤモンド状カーボン薄膜で形成される微細構造物とを含む。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜で形成される微細構造物は、フッ素基を含有できる。
前記基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層が形成され、前記微細構造物は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜層がパターニングされて形成できる。
また、前記微細構造物は、樹脂を材料として形成された構造物にダイヤモンド状カーボン薄膜をコーティングして形成してもよい。
前記基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層が形成され、前記微細構造物は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜層がパターニングされて形成できる。
また、前記微細構造物は、樹脂を材料として形成された構造物にダイヤモンド状カーボン薄膜をコーティングして形成してもよい。
本発明の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法によると、疏水性を有しながら光透過、特に紫外線透過ができるダイヤモンド状カーボン薄膜を基板に蒸着してパターニングしてスタンプを製造することにより、粘着防止膜がなくてもインプリント時にレジストとの粘着現象を防止できる。
また、従来粘着防止膜から発生する問題を解決することによって、所望のパターンの形状を得ることができ、工程安定性を確保できる。
それと同時に、ダイヤモンド状カーボン薄膜蒸着時に、フッ素基を含有するガスを注入するか、または、フッ素基を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基を含有させることによって疏水性特性を強化できる。
それと同時に、ダイヤモンド状カーボン薄膜蒸着時に、フッ素基を含有するガスを注入するか、または、フッ素基を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基を含有させることによって疏水性特性を強化できる。
以下、本発明の多様な実施例を、添付図を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示したフローチャートであり、図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示した工程図である。
図１は、本発明の第１実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示したフローチャートであり、図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示した工程図である。
本実施例によるスタンプを製造するため、まず、基板１０の上にダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）薄膜１５を蒸着する（Ｓ１１）。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の蒸着は、イオンプレーティング法、直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）または高周波（ＲＦ）の電力（放電）を利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）もしくは高周波（ＲＦ）の電力またはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中から選択される工程により行われる。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の蒸着は、イオンプレーティング法、直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）または高周波（ＲＦ）の電力（放電）を利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）もしくは高周波（ＲＦ）の電力またはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中から選択される工程により行われる。
前記基板１０は、光透過性材料で構成でき、例えば、石英、ガラス、ダイヤモンド、透明な高分子、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明半導体などのうちの何れか一つの材料で構成できる。特にＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程でスタンプを通して、紫外線を透過させるためには、スタンプの一部を構成する基板１０が紫外光線透過性材料で構成するのが望ましい。
加熱方式のインプリントのための前記基板１０は、前記材料を含む不透明なウェハー、半導体化合物、高分子及びセラミック材料で構成できる。
加熱方式のインプリントのための前記基板１０は、前記材料を含む不透明なウェハー、半導体化合物、高分子及びセラミック材料で構成できる。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５は、非晶質固形状カーボンフィルムの一つでダイヤモンドと類似する高い硬度、耐摩耗性、潤滑性、電気絶縁性、化学的安定性、そして光学的特性を有しており、疏水性が良くて光透過、特に紫外線透過に適当である。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の硬度は、合成条件により差が生じるが、概してＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３と似た水準の高い値を有している。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５は非常に低い摩擦係数を有している。ダイヤモンドチップを用いるスクラッチテスターを利用して測定されたダイヤモンド状カーボン薄膜１５（以下、フィルムと略すことあり）の摩擦係数は、０．０４乃至０．０６の範囲に属する程度の値で、ガラスの場合より３０％程度小さい。ダイヤモンドとフィルム、或いはフィルムとフィルムの間の摩擦係数は、湿度依存性が大きくないが、鋼球とフィルムの間の摩擦係数は湿度に大きく左右されると知られている。しかし、湿度が減少することによって摩擦係数も減少し、真空では０．００乃至０．０２の極めて小さい値を有する。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の硬度は、合成条件により差が生じるが、概してＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３と似た水準の高い値を有している。
ダイヤモンド状カーボン薄膜１５は非常に低い摩擦係数を有している。ダイヤモンドチップを用いるスクラッチテスターを利用して測定されたダイヤモンド状カーボン薄膜１５（以下、フィルムと略すことあり）の摩擦係数は、０．０４乃至０．０６の範囲に属する程度の値で、ガラスの場合より３０％程度小さい。ダイヤモンドとフィルム、或いはフィルムとフィルムの間の摩擦係数は、湿度依存性が大きくないが、鋼球とフィルムの間の摩擦係数は湿度に大きく左右されると知られている。しかし、湿度が減少することによって摩擦係数も減少し、真空では０．００乃至０．０２の極めて小さい値を有する。
また、ダイヤモンド状カーボン薄膜１５は、殆どの酸や有機溶媒と全く反応しない優れた化学的安定性を有しており、８０度の王水でもコーティングの損傷が全く生じない。
ダイヤモンド状カーボン薄膜の最も著しい電気的特徴は、高い比抵抗である。比抵抗値は合成条件により１０１４乃至１０４オーム（Ω）に達する広い範囲の値を有している。
ダイヤモンド状カーボン薄膜の最も著しい電気的特徴は、高い比抵抗である。比抵抗値は合成条件により１０１４乃至１０４オーム（Ω）に達する広い範囲の値を有している。
一方、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の疏水性を強化するため、フッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングにより、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。ダイヤモンド状カーボン薄膜１５を蒸着する時、フッ素基（Ｆ）を含有するガス、例えばＣ４Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６等を適切に調節して入れると、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５内にフッ素基（Ｆ）が固まるように位置する。また、前記固体基板にはフッ化炭素系樹脂（フッ素炭化物系樹脂）、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ社商標）等のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をターゲットとして使用できる。
次に、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５の上にレジスト１８を塗布する（Ｓ１２）。このレジスト１８としてフォトレジストを使用できる。
次に、前記レジスト１８をパターニングする（Ｓ１３）。前記レジスト１８は電子ビームリソグラフィ工程またはイオンビームリソグラフィ工程でパターニングできる。
電子ビームリソグラフィ工程によると、電子ビームに露出すると化学的変化を起こすフォトレジストに所望のパターンに従って電子ビームを放射して、直接描いた後、現像を通して電子ビームに露出した部分を選択的に除去したり選択的に残すことによって、レジスト１８をパターニングする。
イオンビームリソグラフィ工程によると、電子ビームの代わりにイオンビームを利用して、前記電子ビームリソグラフィ工程のようにレジスト１８をパターニングできる。
電子ビームリソグラフィ工程によると、電子ビームに露出すると化学的変化を起こすフォトレジストに所望のパターンに従って電子ビームを放射して、直接描いた後、現像を通して電子ビームに露出した部分を選択的に除去したり選択的に残すことによって、レジスト１８をパターニングする。
イオンビームリソグラフィ工程によると、電子ビームの代わりにイオンビームを利用して、前記電子ビームリソグラフィ工程のようにレジスト１８をパターニングできる。
次に、前記パターニングされたレジスト１８を保護膜として前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５をエッチングする（Ｓ１４）。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５を、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含むプラズマエッチング工程でエッチングする。
前記反応性イオンエッチング工程によると、エッチングによく耐えられるエッチングマスクを利用することにより、選択比が高いガスを利用して異方性エッチングを行う。
まず、エッチングしようするダイヤモンド状カーボン薄膜１５の部分にプラズマを形成させ、外部で電位を形成してスパッタリングさせることで開始する。プラズマ内での放電は注入されたガスから化学的な反応物を作り出す。エッチング用ガスはエッチングされる材料のダイヤモンド状カーボンと化学的反応を起こして、揮発性の副産物を作り出せるガスが選択される。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜１５を、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含むプラズマエッチング工程でエッチングする。
前記反応性イオンエッチング工程によると、エッチングによく耐えられるエッチングマスクを利用することにより、選択比が高いガスを利用して異方性エッチングを行う。
まず、エッチングしようするダイヤモンド状カーボン薄膜１５の部分にプラズマを形成させ、外部で電位を形成してスパッタリングさせることで開始する。プラズマ内での放電は注入されたガスから化学的な反応物を作り出す。エッチング用ガスはエッチングされる材料のダイヤモンド状カーボンと化学的反応を起こして、揮発性の副産物を作り出せるガスが選択される。
次に、前記レジスト１８を除去する（Ｓ１５）。
前記パターニングされたダイヤモンド状カーボン薄膜１５を覆っているレジスト１８を除去することによって、本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。従って、前記スタンプにおける微細構造物はダイヤモンド状カーボン薄膜１５で構成される。このように製造されたスタンプは、ＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく、加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
前記パターニングされたダイヤモンド状カーボン薄膜１５を覆っているレジスト１８を除去することによって、本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。従って、前記スタンプにおける微細構造物はダイヤモンド状カーボン薄膜１５で構成される。このように製造されたスタンプは、ＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく、加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
図３は本発明の第２実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示したフローチャートであり、図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示した工程図である。
本実施例によってスタンプを製造するためには、まず、基板１０の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５を蒸着する（Ｓ２１）。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の蒸着は、イオンプレーティング法、ＤＣ、ＡＣまたはＲＦを利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ、ＤＣ、ＡＣ、ＲＦまたはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中から選択される工程を通して行われる。
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の蒸着は、イオンプレーティング法、ＤＣ、ＡＣまたはＲＦを利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ、ＤＣ、ＡＣ、ＲＦまたはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中から選択される工程を通して行われる。
前記基板１０は、光透過性材料で構成され、例えば、石英、ガラス、ダイヤモンド、透明な高分子、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明半導体のうちの何れか一つの材料で構成できる。特にＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程でスタンプを通して、紫外線を透過させるためには、スタンプの一部を構成する基板１０が紫外光透過性材料で構成されることが望ましい。加熱方式のインプリントのための前記基板１０は前記材料を含む不透明なウェハー、半導体化合物、高分子及びセラミック材料で構成できる。
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５は、前記第１実施例で適用されるダイヤモンド状カーボン薄膜１５と同じ特性を有するものに適用でき、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の疏水性特性を強化するために、フッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
次に、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上にレジスト２８を塗布する（Ｓ２２）。このレジスト２８にフォトレジストを用いることができる。
次に、前記レジスト２８をパターニングする（Ｓ２３）。前記レジスト２８は電子ビームリソグラフィ工程またはイオンビームリソグラフィ工程でパターニングできる。
次に、前記レジスト２８をパターニングする（Ｓ２３）。前記レジスト２８は電子ビームリソグラフィ工程またはイオンビームリソグラフィ工程でパターニングできる。
次に、前記パターニングされたレジスト２８の上及び前記パターニングされたレジスト２８の開口部を通して露出された前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９を蒸着する（Ｓ２４）。
つまり、前記レジスト２８をパターニングすることによって開口部と遮蔽部が形成され、レジスト２８の遮蔽部は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５を覆う役割を果たし、前記レジスト２８の開口部は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５を露出させる役割を果たす。この時、前記パターニングされたレジスト２８の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９を蒸着すると、前記レジスト２８の遮蔽部の上だけでなくレジスト２８の開口部を通して露出された第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上にも蒸着される。
前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９の疏水性特性を強化するためにフッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
つまり、前記レジスト２８をパターニングすることによって開口部と遮蔽部が形成され、レジスト２８の遮蔽部は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５を覆う役割を果たし、前記レジスト２８の開口部は前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５を露出させる役割を果たす。この時、前記パターニングされたレジスト２８の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９を蒸着すると、前記レジスト２８の遮蔽部の上だけでなくレジスト２８の開口部を通して露出された第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上にも蒸着される。
前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９の疏水性特性を強化するためにフッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
次に、前記レジスト２８を除去する（Ｓ２５）。
前記レジスト２８を除去する段階で前記レジスト２８の上に蒸着された第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９ｂを一緒に除去する。従って、レジスト２８を除去すると、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上に蒸着された第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９ａだけが残り、微細構造物を形成することによって本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。このように製造されたスタンプはＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
前記レジスト２８を除去する段階で前記レジスト２８の上に蒸着された第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９ｂを一緒に除去する。従って、レジスト２８を除去すると、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜２５の上に蒸着された第２ダイヤモンド状カーボン薄膜２９ａだけが残り、微細構造物を形成することによって本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。このように製造されたスタンプはＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
図５は、本発明の第３実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示したフローチャートであり、図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプ製造方法を示した工程図である。
本実施例によるスタンプを製造するために、まず、基板１０の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５を蒸着する（Ｓ３１）。
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５の蒸着はイオンプレ−ティング法、ＤＣ、ＡＣまたはＲＦを利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ、ＤＣ、ＡＣ、ＲＦまたはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中で選択される工程を通して行われる。
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５の蒸着はイオンプレ−ティング法、ＤＣ、ＡＣまたはＲＦを利用したプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ、ＤＣ、ＡＣ、ＲＦまたはイオンビームを利用したスパッタリング法、レーザー合成法の中で選択される工程を通して行われる。
前記基板１０は光透過性材料で構成され、例えば、石英、ガラス、ダイヤモンド、透明な高分子、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明半導体のうちの何れか一つの材料になることができる。特にＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程でスタンプを通して、紫外線を透過させるためには、スタンプの一部を構成する基板１０は光透過性材料で構成されるのが望ましい。加熱方式のインプリントのための前記基板１０は前記材料を含む不透明なウェハー、半導体化合物、高分子及びセラミック材料で構成できる。
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５は、前記第１実施例で適用されるダイヤモンド状カーボン薄膜１５と同じ特性を有するものに適用でき、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５の疏水性特性を強化するためにフッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
次に、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜３５の上に微細構造物３７を形成する（Ｓ３２）。前記微細構造物３７は樹脂を材料として形成できる。
次に、前記微細構造物３７を包み隠すように第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９を蒸着する（Ｓ３３）。
この時、前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９の疏水性特性を強化するためにフッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
このように微細構造物３７を前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９でコーティングすることによって、本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。このように製造されたスタンプは、ＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
次に、前記微細構造物３７を包み隠すように第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９を蒸着する（Ｓ３３）。
この時、前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９の疏水性特性を強化するためにフッ素基（Ｆ）を含有するガスを注入するか、またはフッ素基（Ｆ）を含む固体基板のスパッタリングを通して、フッ素基（Ｆ）を含有させることができる。
このように微細構造物３７を前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜３９でコーティングすることによって、本実施例による微細インプリントリソグラフィ用スタンプが完成される。このように製造されたスタンプは、ＵＶ微細インプリントリソグラフィ工程だけでなく加熱式微細インプリントリソグラフィ工程にも適用される。
以上、本発明の望ましい実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付図の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これらも本発明の範囲に属する。
１０ 基板
１５ ダイヤモンド状カーボン薄膜
２５、３５ 第１ダイヤモンド状カーボン薄膜
２９、３９ 第２ダイヤモンド状カーボン薄膜
１８、２８ レジスト
３７ 微細構造物
１５ ダイヤモンド状カーボン薄膜
２５、３５ 第１ダイヤモンド状カーボン薄膜
２９、３９ 第２ダイヤモンド状カーボン薄膜
１８、２８ レジスト
３７ 微細構造物
Claims (19)
- 基板の上にダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、
前記ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階と、
前記レジストをパターニングする段階と、
前記パターニングされたレジストを保護膜として前記ダイヤモンド状カーボン薄膜をエッチングする段階と、
前記レジストを除去する段階と、
を含む微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階は、
イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、レーザー合成法の中から選択される工程で蒸着する請求項１に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、
フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する請求項１に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記フッ素基を含有するガスとして、Ｃ４Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６のうちの少なくとも何れか一つを選択して注入する請求項３に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。
- 前記フッ素基を含む固体基板として、フッ素炭化物系樹脂ターゲットを用いる請求項３に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。
- 前記フッ素炭化物系樹脂は、ＰＴＦＥで構成される請求項５に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。
- 前記ダイヤモンド状カーボン薄膜を、反応性イオンエッチングを含むプラズマエッチング工程でエッチングする請求項１に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。
- 基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上にレジストを塗布する段階と、
前記レジストをパターニングする段階と、
前記パターニングされたレジストの上及び前記パターニングされたレジストの開口部を通して露出された前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上に、第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、
前記レジストを除去する段階と、
を含む微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、
フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する請求項８に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、
フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する請求項８に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記レジストを除去する段階において、
前記レジストの上に蒸着された前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を一緒に除去する請求項８に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、
前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜の上に微細構造物を形成する段階と、
前記微細構造物を包み隠すように第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階と、
を含む微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記微細構造物は樹脂を材料として形成する請求項１２に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。
- 前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、
フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する請求項１２に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する段階において、
フッ素基を含有するガスを注入した状態、またはフッ素基を含む固体基板をスパッタリングした状態で、前記第２ダイヤモンド状カーボン薄膜を蒸着する請求項１２に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法。 - 微細インプリントリソグラフィ工程で用いられるスタンプにおいて、
基板と、
前記基板の上にダイヤモンド状カーボン薄膜で形成される微細構造物と、
を含む微細インプリントリソグラフィ用スタンプ。 - 前記ダイヤモンド状カーボン薄膜で形成される微細構造物は、フッ素基を含有する請求項１６に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプ。
- 前記基板の上に第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層が形成され、
前記微細構造物は、前記第１ダイヤモンド状カーボン薄膜層の上に第２ダイヤモンド状カーボン薄膜層がパターニングされて形成される請求項１６に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプ。 - 前記微細構造物は、樹脂を材料として形成された構造物に前記ダイヤモンド状カーボン薄膜がコーティング形成される請求項１６に記載の微細インプリントリソグラフィ用スタンプ。
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