[发明专利]模具制作用坯料及模具的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制作能够在纳米压印技术领域使用的模具的坯料以及利用该坯料的模具的制造方法。

背景技术

纳米压印技术作为不需要使用昂贵的曝光装置的光刻方法受到期待，并且作为用于制造半导体集成电路的微细加工或用于制作下一代光盘的新型微细加工方法受到注目。

利用纳米压印形成微细图案有以下方法：在被加工衬底上，按压作为三维图案模板的模具，对可遇热塑化的树脂进行成形后，冷却得到三维树脂图案的方法；和在被加工衬底上涂布光固化树脂溶液，在按压模具的状态下进行光照射，得到光固化后的三维树脂图案的方法。在上述任意一种方法中，作为原版的模具的加工精度都是重要的，这与光刻中的光掩模所要求的加工精度的情况一样。

作为用于制作模具的衬底，可以使用石英衬底、形成有氧化硅膜的硅衬底、硅衬底、碳化硅衬底等，特别是，石英衬底在光压印和热压印中均可以有效地使用。

另一方面，作为高精度地加工石英衬底的技术，已经在制作利文森型掩模时使用光刻技术，在制作该掩模的情况下，将作为遮光膜使用且对氟类干蚀刻具有高蚀刻耐性的铬系膜作为硬掩模膜，利用氟类干蚀刻加工石英衬底。

该加工技术基本能够直接应用于模具的制造方法，例如，日本特开2011-207163号公报(专利文献1)提出了具有在光掩模中用作遮光膜材料的碳氮化氧化铬膜作为硬掩模膜的模具制作用衬底。另外，还提出了具有在表面侧具备铬材料层、在衬底侧具备钽材料层的硬掩模膜的模具制作用衬底(日本特开2009-206338号公报：专利文献2)。

专利文献1：日本特开2011-207163号公报

专利文献2：日本特开2009-206338号公报

专利文献3：日本特开2007-241060号公报

专利文献4：日本特开2007-33470号公报

伴随着半导体集成电路或光学器件的图案尺寸的微细化，模具制作时的图案尺寸也要求进一步微细化。因此，这样的微细化要求光刻时抗蚀剂膜的薄膜化。这是由于，如果抗蚀剂膜相对于图案线宽过厚，则会引起抗蚀剂图案的形状不适当或者产生剥落的问题。

因此，为了制作形成有微细图案的模具，需要与以往相比能够利用薄膜的抗蚀剂进行图案加工的模具用坯料。

对于如专利文献1、2公开的那种用于衬底加工的硬掩模膜，要求在用于加工衬底的蚀刻条件下具有高蚀刻耐性。作为这样的材料，已知铬系材料，并且作为用于以高精度对能够通过氟类干蚀刻加工的石英等衬底进行加工的硬掩模材料有用。

但是，还已知如下现象会成为问题：在铬系材料膜上进行图案形成时，作为蚀刻掩模的光致抗蚀剂膜对氯类干蚀刻的蚀刻耐性不充分，在氯类干蚀刻中会产生偏差(例如参考专利文献3)。因此，需要更容易地对铬系材料膜进行图案形成的技术。

另外，在日本特开2007-33470号公报(专利文献4)中公开了通过降低铬系材料膜中的铬含量来提高氯类干蚀刻的蚀刻速度的方法。但是，降低铬系材料中的铬含量时，对氟类干蚀刻的蚀刻耐性存在降低的倾向。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够在确保由铬系材料构成的硬掩模膜的硬掩模功能的同时通过提高该硬掩模膜的干蚀刻速度来提高蚀刻加工性的新技术。

为了解决上述问题，本发明的模具制作用坯料在能够进行氟类干蚀刻的衬底上具备由含有锡的铬系材料构成的硬掩模膜。

优选上述含有锡的铬系材料中锡的含量相对于铬的含量以原子比计为0.01倍以上且2倍以下。

另外，优选上述含有锡的铬系材料为锡-铬金属、锡-氧化铬、锡-氮化铬、锡-碳化铬、锡-氮氧化铬、锡-碳氧化铬、锡-碳氮化铬、锡-碳氮化氧化铬中的任意一种。

例如，上述能够进行氟类干蚀刻的衬底为硅系材料的衬底。

优选上述能够进行氟类干蚀刻的衬底为石英衬底。

本发明的模具制造方法是使用上述坯料的模具的制造方法，其具备：通过氯类干蚀刻对由上述含有锡的铬系材料构成的硬掩模膜进行蚀刻加工而形成硬掩模图案的工序；以及将上述硬掩模图案作为掩模，通过氟类干蚀刻对上述衬底进行蚀刻加工的工序。

发明效果

本发明中，使硬掩模膜为由含有锡的铬系材料构成的膜。这种铬系材料膜既能够对氟类干蚀刻显示出高耐性，又能够在氯类干蚀刻中得到高蚀刻速度。