(57)【要約】      （修正有）【課題】ナノ構造のインプリントで使用される金属製スタンプの製造方法を提供する。【解決手段】電解析出されたニッケルスタンプは、導電性マスタ、例えば、パターンが形成されたフォトレジストマスタの代わりのチタン金属製マスタから複製される。導電層２は、後で行われるニッケル金属の電解析出において作用電極として機能する。電気めっき後、ニッケルスタンプは、金属製マスタの導電層２からニッケル金属シートを剥離することで得られる。金属製マスタとニッケルスタンプとの間の弱い接着は、欠陥を生じることなく、ニッケルスタンプを剥離することを可能にする。【選択図】図３
2010274650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製スタンプの製造のためのインプリントリソグラフィで使用されるプロセスであって、
キャリアとしてベース基板を提供するステップと、
前記キャリアの上に導電層を提供するステップと、
前記導電層の外表面にナノ構造を提供して導電性又は金属製マスタを得るステップと、
前記導電性又は金属製マスタの導電層の外表面の上の前記ナノ構造が金属製スタンプに転写されるように、前記導電性又は金属製マスタに電気めっきを施すことで金属製スタンプを複製するステップと、
前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離して金属製スタンプを得るステップと、
を有することを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記導電層は、単一の導電層を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記導電層は、第１（内側）の導電層と第２（外側）の導電層との間に挟まれたエッチング停止層を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記単一の導電層又は前記第２の導電層は、その上に構成すべき前記ナノ構造の所望の高さに対応する厚さを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のプロセス。
【請求項５】
キャリアとしてベース基板を提供する前記ステップは、前記ベース基板として非導電性基板を提供することを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記導電層は、金属を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離する前記ステップは、前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを剥離することを含むことを特徴とする請求項１又は６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記導電性又は金属製スタンプを用いて金属製スタンプを複製する前記ステップは、電気めっきプロセスを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記導電性又は金属製マスタの外側の導電層の上にナノ構造を提供する前記ステップは、電子ビームレコーダ又は電子ビームリソグラフィに続く反応性イオンエッチングを用いることを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記導電性又は金属製マスタの外側の導電層の上にナノ構造を提供する前記ステップは、ナノインプリントリソグラフィを用いることを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記導電性又は金属製マスタの外側の導電層の上にナノ構造を提供する前記ステップは、ナノインプリントリソグラフィに続く反応性イオンエッチングを用いることを有することを特徴とする請求項１及び１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記導電層は、少なくとも、チタン、プラチナ、シリコンカーバイド、金、銀又はダイヤモンドカーボンを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記導電層は、導電性高分子を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、チタンを有し、
前記エッチング停止層は、金を有することを特徴とする請求項３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記キャリアは、シリコンを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記ナノ構造は、１０００ｎｍ未満のサイズ、１００ｎｍ未満のサイズ、又は、５０ｎｍ未満のサイズを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記金属製スタンプは、ニッケルで構成されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
複数の前記金属製スタンプを得るステップであって、
前記導電性又は金属製マスタの前記導電層の前記外表面の上の前記ナノ構造が金属製スタンプに転写されるように、前記導電性又は金属製マスタに電気めっきを施すことによって金属製スタンプを複製するステップと、
前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離して、同じ導電性又は金属製マスタを用いて複数の金属製スタンプを得るステップと、
を繰り返すことを更に有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント技術に関し、特に、ナノ構造のインプリントで使用される金属製スタンプの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去十年間の急速な進歩は、ナノ構造の製造の全ての面で実現されている。技術の要件は、連続的に増加し、産業からの高度な解決を要求する。単純化された製造工程、及び、実行可能なマイクロ及びナノパターンコンポーネントのコスト効率のよい大量生産は、実需である。これは、処理時間の減少の要求を含む一方、製造品の長寿命サイクルや再現性の要求も含む。
【０００３】
ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は、指定された必須の要求の多くを満たす。この技術は、ナノスケールのパターンを製造する新規、且つ、高度な方法の１つである。ＮＩＬは、低コスト、高スループット及び高解像度を備えた単純なリソグラフィ工程である。
【０００４】
ナノインプリントリソグラフィは、ナノサイズのパターンを得るための有望な技術であり、低コスト及び高スループットにおける高パターニング解像のコンビネーションのため、学際的なナノスケール生産物にとって重要である。重要なステップのうちの１つは、ナノサイズのパターンを含む安価なインプリントスタンプの形成である。ナノスケールでパターンが作られた、このようなスタンプを生産する製造工程及び技術は、特徴サイズによる制限を有し、時間を消費してコストが高くなる。
【０００５】
安価なニッケルスタンプは、ＮＩＬを用いたナノ構造の複製（ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）に使用することができる。電子ビームレコーダ（ＥＢＲ）／電子ビームリソグラフィ（ＥＢＬ）によって準備されたレジストパターンからニッケルスタンプを複製することができることが知られている。しかしながら、この技術は、いくつかの制限を有する。例えば、電子ビームリソグラフィの後の蒸着によるシード層の適用は、ナノ精度を備えたより小さなパターンを製造するための能力を制限する。他の制約は、レジストが最初のニッケル電気めっき工程の後に破壊される構造層として使用されるため、ＥＢＲ／ＥＢＬによって描画されたレジストパターンが再使用可能でないことである。これは、各スタンプの製造コストを非常に高くしてしまう。
【０００６】
チタンドライエッチングに関する大多数の先行技術は、堆積した薄膜の上で行われ、フッ素及び／又は塩素系の化学的性質を利用する。チタンエッチングに適しているとして報告されたガスは、Ｏ２、Ｃｌ２／ＢＣｌ３、Ｃｌ２／Ｎ２、ＣＦ４、ＣＦ４Ｏ２、ＳｉＣｌ４、ＳｉＣｌ４／ＣＦ４及びＣＨＦ３の混合物を備えたＣＣｌ４／ＣＣｌ２Ｆ２のガスを含むフッ素を追加したＣＣｌ４／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、及び、ＳＦ６を含む。
【０００７】
Ｐａｒｋｅｒ等は、高アスペクト比を備えたＭＥＭＳ適用のためのバルクチタンの誘電結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングを公開する。ＩＣＰにおけるバルクチタンエッチングレート及びＴｉＯ２マスクの選択性は、様々なプロセスパラメータの機能として公開され、最適化された条件は、２マイクロメートル／分を越えるエッチングレートで滑らかな側壁（ｓｉｄｅｗａｌｌｓ）を備えた高アスペクト比の構造の生産を可能とするチタンＩＣＰディープエッチング（ＴＩＤＥ）プロセスを開発するために使用される。「Ｐａｒｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ，  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １５２  （１０）  ｃ６７５−ｃ６８３，  （２００５）」参照。
【０００８】
Ｄ’Ａｇｏｓｔｉｎｏ等は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔｉｎ、Ｗ及び有機ケイ素前駆体からなる薄膜の堆積を含む、いくつかの金属用プラズマによってアシストされたドライエッチングを記述する。チタンはＴｉＯ２などの化学量論の層（ｌａｙｅｒ  ｏｆ  ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）を形成するため、最も反応的な表面の１つはチタンである。酸化物表面層がエッチングされ、Ｔｉがプラズマを含むフッ素に露出される場合、エッチングは、空気汚染がなく、塩素分子の存在する状態において生じる。「Ｄ’Ａｇｏｓｔｉｎｏ  ｅｔ  ａｌ，  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｖｏｌ．６６，  ｎｏ．６，  Ｐｐ１１８５−１１９４，  （１９９４）」参照。
【０００９】
シュウ酸、過酸化物、フルオロホウ酸及びホウ酸を含む水溶性金属エッチング合成物（ａｑｕｅｏｕｓ  ｍｅｔａｌ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、誘電体及び／又は半導体基板を攻撃することなく、ニッケル、コバルト、チタン、タングステン及び／又はシリサイド形成後のそれらの合金の除去に特に有効である。「Ｂｅｒｎａｒｄ  ｅｔ  ａｌ，  国際公開第２００６／１３８２３５号パンフレット」参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／１３８２３５号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】パーカー等（Ｐａｒｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ）著，「マイクロケミカル  ソサエティ（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）」，  １５２  （１０）  ｃ６７５−ｃ６８３，  （２００５）
【非特許文献２】ディアゴスティーノ等（Ｄ’Ａｇｏｓｔｉｎｏ  ｅｔ  ａｌ）著，  「ピュア  アンド  アプライド  ケミストリー（Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」  ｖｏｌ．６６，  ｎｏ．６，  Ｐｐ１１８５−１１９４，  （１９９４）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、ニッケルスタンプの複製用の導電性（単層又は多層）マスタ（金属製マスタ）を作成するための方法及び製造プロセスを説明する。
【００１３】
６インチのサイズを有する導電性金属製マスタは、電子ビームレコーダ（ＥＢＲ）、電子ビームリソグラフィ（ＥＢＬ）及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて製造及びナノ構成される。導電性金属製マスタ用の材料は、例えば、チタン、プラチナ、シリコンカーバイド、金、銀又はダイヤモンドライクカーボンから選択することができる。
【００１４】
その結果、導電性マスタは、すり減らずに、数回の電気めっきされたニッケルスタンプの複製サイクルに耐えることができるため、より長いサービス寿命を有する。より長いサービス寿命は、導電性マスタを使用したスタンプの製造を経済的に実現可能にする。
【００１５】
この発明は、金属製マスタからナノインプリント金属製スタンプを作成する方法及びプロセスを公開する。更に、この本発明は、高性能スタンプに焦点を合わせた方法及びプロセスを記述し、端間の高度なエッチング（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｅｔｃｈｉｎｇ）技術及び電気めっき技術を用いた、維持及び信頼できる高性能スタンプの複製を含む。
【００１６】
このように、本発明の一側面は、金属製スタンプの製造のためのインプリントリソグラフィで使用されるプロセスに関し、以下のステップを有する。
【００１７】
−ベース基板として、シリコンで構成される非導電性基板を提供するステップ
−前記非導電性のキャリアの上に導電層を提供するステップ
−前記導電層の外表面にナノ構造を提供して導電性又は金属製マスタを得るステップ
−前記導電性又は金属製マスタの導電層の外表面の上の前記ナノ構造が金属製スタンプに転写されるように、前記導電性又は金属製マスタに電気めっきを施すことによって金属製スタンプを複製するステップ
−前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離して金属製スタンプを得るステップ
導電層は、単一の導電層又は第１（内側）の導電層と第２（外側）の導電層との間に挟まれたエッチング停止層（例えば、金）を有し、前記導電層は、チタン、プラチナ、シリコンカーバイド、金、銀、ダイヤモンドライクカーボン又は導電性高分子を有し、前記単一の導電層又は前記第２の導電層は、前記外層の上に構成すべき前記ナノ構造の所望の高さに対応する厚さを有する。前記単一の導電層又は前記第２（外側）の導電層の厚さは、実質的に、３００ｎｍである。
【００１８】
導電性スタンプは、金属を有し、前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離するステップは、前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを剥離すること（ｐｅｅｌｉｎｇ  ｏｆｆ）を有する。
【００１９】
前記導電性又は金属製マスタの外側の導電層の上にナノ構造を提供することは、電子ビームレコーダ又は電子ビームリソグラフィに続く反応性イオンエッチングを用いることを有し、或いは、前記導電性又は金属製マスタの外側の導電層の上にナノ構造を提供することは、ナノインプリントリソグラフィに続く反応性イオンエッチングを用いることを有し、前記ナノ構造は、１０００ｎｍ未満のサイズ、好ましくは、１００ｎｍ未満のサイズ、又は、更に好ましくは、５０ｎｍ未満のサイズを有する。
【００２０】
上述した金属製スタンプは、ニッケルで構成するとよい。複数の金属製スタンプは、以下のステップを繰り返すことで得ることができる。
【００２１】
−前記導電性又は金属製マスタの外表面の上の前記ナノ構造が金属製スタンプに転写されるように、前記導電性又は金属製マスタに電気めっきを施すことによって金属製スタンプを複製するステップ
−前記導電性又は金属製マスタから前記金属製スタンプを分離し、同じ導電性又は金属製マスタを用いて複数の金属製スタンプを得るステップ
我々は、ニッケルスタンプを生産するための複製プロセスを開発し、かかるプロセスは、導電ベース層におけるリソグラフィ、エッチング及び電解めっきを用いる。導電性マスタは、例えば、チタン、プラチナ、シリコンカーバイド、金、銀、ダイヤモンドライクカーボン又は導電性高分子で構成され、電気めっきを介してニッケルスタンプを複製するために数回使用することができる。複製されたスタンプ（ニッケルファーザースタンプ（Ｎｉｃｋｅｌ  ｆａｔｈｅｒ  ｓｔａｍｐ））のそれぞれは、第二世代のニッケルスタンプ（ニッケルマザースタンプ（Ｎｉｃｋｅｌ  ｍｏｔｈｅｒ  ｓｔａｍｐ））を生産するファミリーめっきプロセス（ｆａｍｉｌｙ  ｐｌａｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）において順に使用することができる。本方法は、例えば、金属及び／又はナノサイズの導電性マスタの製造のための導電性高分子などの導電層の上のコスト効率のよいパターニング及びそれらの複製を示唆する。実験例は、プロセスの実現性を評価するために示される。
【００２２】
このプロセスは、１０００ｎｍ未満、好ましくは、１００ｎｍ未満、更に好ましくは、５０ｎｍ未満のサイズのクリティカルディメンション（ＣＤ）を備えた構造に対して有効である。このプロセスは、最小で２：１のアスペクト比（高さ／ＣＤ）を備えた高密度パターン（１．５×ＣＤ）により適している。
【００２３】
電子ビームリソグラフィ（ＥＢＬ）プロセス及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスは、Ｓｉ／Ｔｉ基板の上で最適化及び特徴づけされ、様々なレジストは、Ｔｉエッチングマスクとしてテストされる。更に、多層金属は、エッチング停止層（４）として機能する層を用いて、パターン深さ均一性を保証するためにも使用される。Ｓｉ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ多層基板が評価された場合、Ａｕ層（４）は、エッチング停止層として機能する。
【００２４】
我々は、ＺＥＰ５２０レジストをエッチングマスクとして用いて、バーティカルエッチングプロファイル及び１：２よりもよいエッチング選択性を得た。Ｔｉ金属製マスタは、優れた放出特性（ｒｅｌｅａｓｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）及び転写精度を提供する。ニッケル電気めっきプロセスによって単一のＴｉマスタ（図４）から複数のニッケルスタンプ（１００）を生産する成功したプロセスが説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】導電層と、レジスト層とを備えた基板ベースを示す図である。
【図２】２つの導電層と、エッチング停止層として機能する第３の導電層と、レジスト層とを備えた基板ベースを示す図である。
【図３】金属製マスタの製造のプロセスを示す図である。
【図４】金属製マスタの複製を提供するために使用されるマスタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明は、導電層において所望のナノサイズのパターンを生産する方法及びプロセスを記述している。この導電層は、ニッケルスタンプを生産する、後で行われる電気めっきプロセスにおいてシード層として機能する。一般的に、導電層は、ニッケル電気めっきプロセスに適した導電性高分子又は金属である。
【００２７】
図１は、導電層２と、レジスト層１０とを備えた基板ベース１を示し、図２は、２つの導電層２及び３と、エッチング停止層として機能する第３の導電層４と、レジスト層１０とを備えた基板ベース１を示す。
【００２８】
図３は、単一及び複数の導電層の金属製マスタの製造のプロセスを示す。単一の導電層について、Ａ−１は、導電、例えば、チタン層２の上のパターンが形成されたレジスト層１０を示し、Ｂ−１は、レジスト１０をエッチングマスクとして用いて、導電層、例えば、チタン２におけるエッチングされた構造２０を示し、Ｃ−１は、レジストを除去した後の、複数の導電層のための導電性マスタを示す。
【００２９】
Ａ−２は、２つの導電層、例えば、チタン２及び３、及び、その間の第３の導電層、例えば、金４を用いて、パターンが形成されたレジスト層１０を示す。
【００３０】
また、Ｂ−２は、レジスト１０をエッチングマスクとして用いて、エッチング停止層４に制限された、導電層、例えば、チタン２におけるエッチングされた構造２０を示し、Ｂ−３は、レジストを除去した後の多層導電性マスタを示す。
【００３１】
図４は、金属製スタンプの複製を提供するために使用される金属製マスタを示す。Ａは、単層の場合はマスタ１、２の上、多層の場合は１、３、４、２の上のニッケルファーザー（Ｎｉｃｋｅｌ  ｆａｔｈｅｒ）１００に電気めっきを施すプロセスであり、Ｂは、マスタからの分離後のニッケルファーザースタンプ１００であり、Ｃは、ニッケルファーザースタンプ１００の上の電気めっきが施されたニッケルマザー（Ｎｉｃｋｅｌ  ｍｏｔｈｅｒ）２００であり、Ｄは、ニッケルファーザースタンプの分離後の電気めっきが施されたニッケルマザースタンプ２００である。
【００３２】
ここでは、エッチングモデルは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて、導電層にパターンを転写するために開発される。エッチングは非常に複雑な技術であるため、いくつかのパラメータによって影響される。そこで、異なるポリマー及び金属のエッチングに主眼を置き、その量的な作用は装置ごとに常に固有である。特に、インプリントプロセスでのインプリントレジストの熱及びＵＶトリートメントだけではなく、ポリマーの劣化もポリマーエッチングに主に影響する。一方、金属エッチングは、特に、圧力、パワー、ガスフロー及びプレート温度を含むＲＩＥ装置のプロセス制御パラメータに影響される。また、金属エッチングは、エッチングパラメータのいくつかを変更することによるエッチングレート及びエッチングされた金属表面の粗さの設定にも影響される。
【００３３】
図４に示す導電性金属製マスタの成功した製造に不可欠となる非常にクリティカルなプロセスがある。
【００３４】
第１のプロセスは、高品質及び均一な導電層の堆積であり、第２のプロセスは、特徴のパターニングである。これは、特徴のクリティカルディメンション制御が重要な異なる種類のリソグラフィを介して作成することができる。第３のクリティカルなプロセスは、構造の側壁角度（例えば、約８５度）と同等な目標エッチング深さに到達するための、リソグラフィステップの後の導電層における特徴のエッチングである。
【００３５】
電子ビーム蒸着又はスパッタリング技術は、導電下地層２として、金属薄膜２、３、４（例えば、３００ｎｍ、Ｔｉ）を形成するために用いられる。ナノ特徴は、例えば、電子ビームリソグラフィ（ＥＢＬ）に続く適切な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスによって、図３における下地層２に転写される。この導電下地層２、例えば、Ｔｉは、機械的及び化学的に安定した３次元構造を含む。導電下地層２、例えば、Ｔｉは、後で行われるＮｉ金属の電解析出（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）において、作用電極として機能する。電気めっきの後、ニッケルインプリントスタンプ（ニッケルファーザースタンプ）１００は、金属製ＴｉマスタからＮｉ金属膜を剥離することで得られる。ＴｉとＮｉとの間の非常に弱い接着は、欠陥を生じることなく、ＴｉマスタからＮｉスタンプを剥離することを可能にする。最初のテストは、チタン薄膜２が、この金属がこのアプリケーションに対してよい候補だとする再現可能な結果を伴ういくつかのニッケル電気めっきサイクルから残存したことを示す。
【００３６】
複製プロセスは、ニッケルスタンプ１００、２００を生産するために開発され、導電ベース層におけるリソグラフィ、エッチング及び電解めっきを含む。図４に示す導電性マスタは、例えば、チタン、プラチナ、シリコンカーバイド、金、銀及びダイヤモンドカーボンで構成され、電気めっきを介してＮｉスタンプ１００を複製するために数回使用することができ、複製されたスタンプ（ニッケルファーザースタンプ）１００のそれぞれは、第二世代のニッケルスタンプ（ニッケルマザースタンプ）２００を生産するファミリーめっきプロセスにおいて順に使用することができる。本発明は、例えば、金属及び又はナノサイズの導電性マスタの製造のための導電性高分子などの導電層の上のコスト効率のよいパターニング及びそれらの複製を示唆する。実験例は、プロセスの実現性を評価するために、以下に示される。
＜実験例＞
Ｃｒｙｏｆｏｘ  電子ビーム蒸着システムを用いて、高品質な金属薄膜の製造を行った。実験は、ここでテストされた多くの金属のうちチタン及び金がＳｉへの優れた接着、優れたエッチング選択性及びＮｉへの化学的接着がないことによる優れた例として使用されたことを示している。
【００３７】
ＺＥＰ２５０をレジストとして用いるディスクリートトラックレコーディング（ＤＴＲ）パターン、及び、電子ビームリソグラフィは、チタン層をエッチングするためのエッチングマスクとして使用されるＺＥＰ５２０レジストにパターンを形成するために使用される。
【００３８】
予備結果は、ＴｉとＺＥＰ５２０レジスト１０（図１及び図２）との間の優れた接着を示す。Ｓｉ／Ｔｉ／Ｚｅｐ基板は、上出来なＥＢＲ露光のために準備される。露光後、基板が現像され、パターンがレジストに転写された。テストパターンは、ＤＴＲ、ＬＥＤ及び３０ｎｍと同等な小さなその他のナノ構造である。
＜例１＞
チタン膜は、圧力下で、純粋なＳｉＣｌ４＋Ｃｌ２プラズマを用いてエッチングされる。露出したＴｉがエッチングされれば、残りのフォトレジストは、ウェット（リムーバソリューション）及びドライエッチングのコンビネーションによって取り除かれる。
【００３９】
高品質な薄いＴｉ膜（２００−３００ｎｍ）が６インチのシリコンウエハの上に堆積された。ＡＦＭによって、１．９ｎｍの表面粗さが２．５×１０μｍ２の領域にわたって測定された。
【００４０】
２５０ｎｍの厚いチタン層が６インチのシリコンウエハの上に被覆された。ウエハは、レジストでコーティングする前の優れた接着を保証するために、アセトンで洗浄され、ＤＩＷ／ＩＰＡですすがれ、乾かされ、１６０℃で１０分間プリベークされた。ＺＥＰ５２０の層は、ウエハの上にスピンコートされ、９５℃と６５℃のそれぞれで１分間ポストベークされた。
【００４１】
レジスト層は、電子ビームリソグラフィを用いてパターンが形成された。
【００４２】
残ったＺＥＰ層は、ＲＩＥ及びＯ２プラズマプロセス（Ｏ２＝２０ｓｃｃｍ、５０Ｗｒｆ、３０ｍＴｏｒｒ）を用いて完全に除去された。
【００４３】
構造が１００ｎｍより小さい場合、Ｔｉ膜は、１００Ｗｒｆパワーを備えた６０ｓｃｃｍの純粋なＳｉＣｌ４プラズマ、及び、６５ｍＴｏｒｒの作用圧力（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を用いてエッチングされた。エッチング時間は、バーティカルエッチングプロファイルが得られるように調整された。４０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。Ｔｉにおける構造がエッチングされれば、残りのフォトレジストは、ウェット（リムーバソリューション）及びドライエッチング（Ｏ２プラズマ）のコンビネーションによって取り除かれる。ＺＥＰ５２０は、１：１．２５の選択性を備えたエッチングマスクとして使用された。
【００４４】
別のエッチングプロセスが開発され、ＥＢＲ露光されたパターン、即ち、１００から４００ｎｍの間の構造に適用された。この場合、ＳｉＣｌ４＋Ｃｌ２ガスケミストリー及び異なる条件（ＳｉＣｌ４：１０ｓｃｃｍ；Ｃｌ２：３０ｓｃｃｍ；６５Ｗｒｆ；４ｍＴｏｒｒ；Ｔ：２０Ｃ）を備えたＲＩＥが使用された（図３）。３０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。
【００４５】
上述したものと同じプロセスは、ＺＥＰ５２０をレジストとして使用することによりＥＢＲ露光したＤＴＲパターンに成功裡に適用された（図３）。１：２よりもよい選択性及び４０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。
＜例２＞
チタン膜は、圧力下で、圧力下で、純粋なＳｉＣｌ４＋Ｃｌ２プラズマを用いてエッチングされる。露出したＴｉがエッチングされれば、残りのフォトレジストは、ウェット（リムーバソリューション）及びドライエッチングのコンビネーションによって取り除かれる。
【００４６】
高品質な薄いＴｉ膜（２００−３００ｎｍ）が６インチのシリコンウエハの上に堆積された。ＡＦＭによって、１．９ｎｍの表面粗さが２．５×１０μｍ２の領域にわたって測定された。
【００４７】
２５０ｎｍの厚いチタン層が６インチのシリコンウエハの上に被覆された。ウエハは、レジストでコーティングする前の優れた接着を保証するために、アセトンで洗浄され、ＤＩＷ／ＩＰＡですすがれ、乾かされ、１６０℃で１０分間プリベークされた。ＴＵ２の層は、ウエハの上にスピンコートされ、９５℃と６５℃のそれぞれで１分間ポストベークされた。
【００４８】
レジスト層は、ナノインプリントリソグラフィを用いてパターンが形成された。
【００４９】
残ったＴＵ２層は、ＲＩＥ及びＯ２プラズマプロセス（Ｏ２＝２０ｓｃｃｍ、５０Ｗｒｆ、３０ｍＴｏｒｒ）を用いて完全に除去された。
【００５０】
構造が１００ｎｍより小さい場合、Ｔｉ膜は、１００Ｗｒｆパワーを備えた６０ｓｃｃｍの純粋なＳｉＣｌ４プラズマ、及び、６５ｍＴｏｒｒの作用圧力を用いてエッチングされた。エッチング時間は、バーティカルエッチングプロファイルが得られるように調整された。４０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。Ｔｉにおける構造がエッチングされれば、残りのフォトレジストは、ウェット（リムーバソリューション）及びドライエッチング（Ｏ２プラズマ）のコンビネーションによって取り除かれる。ＴＵ２は、１：１．２５の選択性を備えたエッチングマスクとして使用された。
【００５１】
別のエッチングプロセスが開発され、ＥＢＲ露光されたパターン、即ち、１００から４００ｎｍの間の構造に適用された。この場合、ＳｉＣｌ４＋Ｃｌ２ガスケミストリー及び異なる条件（ＳｉＣｌ４：１０ｓｃｃｍ；Ｃｌ２：３０ｓｃｃｍ；６５Ｗｒｆ；４ｍＴｏｒｒ；Ｔ：２０Ｃ）を備えたＲＩＥが使用された（図３）。３０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。
【００５２】
上述したものと同じプロセスは、ＴＵ２をレジストとして使用することによりＥＢＲ露光したＤＴＲパターンに成功裡に適用された（図３）。１：２よりもよい選択性及び４０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。
＜例３＞
Ｔｉエッチングのガスケミストリーを変更して新たな実験を行った。ＨＢｒ＋Ｃｌ２ガスケミストリーを備えたＲＩＥを用いて、適切なプロセス条件（ＨＢｒ：２０ｓｃｃｍ；Ｃｌ２：４０ｓｃｃｍ；８０Ｗｒｆ；５０ｍＴｏｒｒ）で、且つ、ＺＥＰ５２０をエッチングマスクとして、プロセスが実行された。１：１．５の選択性及び１５０ｎｍ／分のエッチングレートが達成された。優れたバーティカル壁プロファイル、低い粗さ及び高エッチングレートは、このプロセスをＴｉエッチングの優れた候補にする。
＜例４＞
エッチング深さの均一性を改善するために、エッチング停止層、１０−５０ｎｍの薄いＡｕ層（４）は、最初の層、Ｓｉ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉに導入された（図２参照）。予備結果は、ＳｉＣｌ４プラズマＲＩＥに関して、ＡｕとＴｉとの間における優れた選択性（１：２０）を示している。Ａｕ膜は、Ｔｉエッチングと比較して、優れたエッチング停止層と見なすことができる。
【００５３】
所望のエッチング特性、深さ及びプロファイルに到達した後、ポリマーマスクは、後で行われるスタンプクリーニングプロセス（アセトン＋ＩＰＡ）に続くウェット（８０Ｃのリムーバ）及びドライエッチング（Ｏ２プラズマ）プロセスの両方を用いて除去される。ナノ構造を備えた金属製マスタは、電気めっきプロセスのために製造及び準備される。
【００５４】
ＴｉマスタからのＮｉ膜の複製後（図４）、構造は、Ｔｉの優れた機械的耐久性及び基板ベースへの強い接着によって、機械的に安定している。この場合、マスクパターンは、再使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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