[发明专利]压印方法和使用压印方法的基板的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及压印方法和使用压印方法的基板的树脂材料。具体地， 本发明涉及用于将模具(mold)的图案压印到基板上的树脂材料上的 压印方法和使用压印方法的基板的处理方法。

背景技术

近年来，用于将模具上的微细结构转印(transfer)到诸如树脂材 料、金属材料等的要处理的构件上的微细处理技术已被开发和受到关 注(Stephan Y.Chou等，Appl.Phys.Lett.，Vol.，67，Issue 21，pp. 3114-3116(1995))。该技术被称为纳米压印或纳米压纹，并提供几 纳米量级的分辨率。由于这个原因，日益期望该技术取代诸如步进机 (stepper)、扫描仪等的曝光装置而被应用于下一代半导体制造技术。 此外，该技术能够在晶片级上集体地处理三维结构，使得期望该技术 被应用于广泛的各种领域，诸如用于光学装置(诸如光子晶体)和生 物芯片(诸如μ-TAS(微全分析系统))的制造技术。

在将这种处理技术应用于半导体制造技术的情况下，以下面的方 式来执行该处理技术。

加工件(工件)和其上形成有所希望的压印(凸起/凹陷)图案的 模具被彼此相对地设置，所述加工件(工件)包含基板(例如，半导 体晶片)和设置在基板上的可光致固化(photocurable)树脂材料层， 并且，在加工件和模具之间填充树脂材料，然后进行紫外(UV)光的 照射以使树脂材料固化。

这样，上述图案被转印到树脂材料层上，然后，通过将树脂材料 层用作掩模来实现蚀刻等，使得执行基板上的图案形成。

在使用(纳米)压印作为用于半导体制造技术的平版印刷术 (lithography)的情况下，取决于要制造的芯片来制备模具并将模具 上的图案重复转印到基板上的步进重复(step-and-repeat)方法是适 当的。这是因为，可以通过减少由于晶片尺寸增大而导致的对准和模 具图案本身的整体误差(integral error)来改善精度，并且可以减少 由晶片尺寸增大而增加的模具的制造成本。

在被转印到基板上的树脂材料层中，作为图案的在下面的 (underlying)部分，存在一般被称为残留膜的厚的部分。通过去除 残留膜，完成用于处理基板的模具层。这里，将该模具层称为“蚀刻 阻挡层(barrier)”。

作为常规的压印方法，日本公开专利申请2000-194142提出如下 方法(工艺)：通过使用单层的UV可固化树脂材料并蚀刻该层的整 个表面，来形成蚀刻阻挡层。这里，将这种工艺称为“单层工艺”。 此外，这里，将通过蚀刻整个表面来均匀地减小厚度的这种工艺称为 “回蚀(etch back)”。

美国专利申请公布No.2006/0060557提出了如下方法(工艺)： 通过使用树脂材料层和能够保证与树脂材料层的蚀刻选择比的材料， 来形成反转(inverse)图案。在该方法中，将能够保证与树脂材料层 的蚀刻选择比的材料的反转层涂敷到树脂材料层上，然后执行回蚀， 直到露出树脂材料层的凸起。最后，通过将嵌入在树脂材料层的凹陷 中的反转层用作掩模，来蚀刻树脂材料层。这里，将这种工艺称为“反 转工艺”。在反转工艺中，所得到的蚀刻阻挡层具有移动垂直的处理 形状，并且其尺寸精度也被提高。

在通过上述常规压印方法在基板上形成图案的情况下，可出现以 下问题。

即，如图8所示，当执行一次冲击(shot)的压印时，树脂材料 可被压出至冲击区域之外，以形成沿模具1251的边缘在基板1253上 延伸的外侧区域(挤出区域)1254。在许多情况下，该外侧区域1254 中的树脂材料层具有比处理区域1255中的树脂材料层的厚度大的厚 度。例如，处理区域1255中的树脂材料层的厚度或者压印图案的凸起 或凹陷的高度或深度为几十纳米到几百纳米，而外侧区域1254中的树 脂材料层的厚度可为几微米。

在将压印用于半导体平版印刷术的情况下，如上所述，步进重复 方法是适当的。但是，当通过步进重复方法来重复地进行到基板上的 图案转印时，对于每次冲击形成外侧区域1254。