ITOベースのナノインプリントモールド作製手法

出典: BeansCM

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プロセス・インテグレーション プロセス リソグラフィ 電子ビームリソ
プロセス・インテグレーション 精度・形状+寸法 加工精度 10nm〜100nm
プロセス・インテグレーション 精度・形状+寸法 加工面積 100nm〜1μm
プロセス・インテグレーション 精度・形状+寸法 膜厚 10nm〜100nm
プロセス・インテグレーション 精度・形状+寸法 膜厚 100nm〜1μm
プロセス・インテグレーション 精度・形状+寸法 2次元(ライン状) 10nm〜100nm
プロセス・インテグレーション 材料 有機 レジスト
プロセス・インテグレーション 材料 無機 ガラス
プロセス・インテグレーション 分類 トップダウン
プロセス・インテグレーション 応用 金型(ナノインプリントモールド、ソフトリソ、スタンプなど)
機能・製作用要素 製作用要素 モールド


目次

項目の説明 【必須】

Indium tin oxide(ITO)ベースのナノインプリントモールド作製手法を紹介する。

初期のナノインプリントモールドはフォトマスク基板が用いられ、これは石英基板上にあるCrパターンをベースとしたものであった。しかし、ここ最近石英基板上に成膜したITO膜が注目されている。ITOは導電性があるため電子ビームリソグラフィやSEM観察を行う際に帯電の影響を抑えることができる。また、SiO2マスクを用いた場合のITOドライエッチング時の高い選択比によって、マイクロローディング効果が抑えられ都合が良い。本手法では、石英ガラス上に60nmITO膜を、さらにその上に100nmのSiO2膜を成膜し基板としている。レジストには180nm膜厚のZEP520Aを用いて、Leica VB-6 HRにより100keVにてパターニングを行った。

図1にITO膜の抵抗率と焼成温度の関係を示す。温度を上げていくと230 ℃超えたところで急激に低下し、アモルファスから結晶化する過程において少し上昇するが最終的にまた低下する。XRD解析によると300℃において完全結晶化されていた。そこで、実験を行う際の焼成温度は350 ℃とした。図2は焼成後のITO膜の厚さと光透過特性を示している。60 nm 膜厚のITOでは、i線365 nm波長の光を77%透過した。この値はUV硬化樹脂の感度(20mJ/cm^2)を満たすのに多少の露光時間上昇をもたらすが、問題ない範囲であると筆者らは述べている。さらに、成膜後のITO表面粗さはPeak-tovalleyで3.5 nm、RMSで0.4 nmと非常に平坦な面がえられた。図3は作製したITO膜モールドによってインプリントされた20 nm/ 150 nmのラインアンドスペースパターンと、20 nmの孤立線パターンである。低LERなラインエッジが実現できていることがわかる。

図1 焼成温度とITO膜の導電率


図2 ITO膜厚と光透過率の関係


図3 作製したITO膜モールドによるインプリント結果

対象材料

基板:Indium tin oxide-based (ITO) 電子ビームレジスト:日本ゼオン ZEP520A,180nm

装置

電子ビーム描画装置:Leica VB-6 HR,100keV X-ray diffraction (XRD):Siemens D5000 光透過率計測:Perkin Elmer Lambda 18 UV/Vis spectrometer 表面粗さ計測:AFM、Digital Instruments DM3000

文献情報,参考文献

"Characterization of and imprint results using indium tin oxide-based step and flash imprint lithography templates",W. J. Dauksher, K. J. Nordquist, D. P. Mancini, D. J. Resnick, J. H. Baker, A. E. Hooper, and A. A. Talin,T. C. Bailey, A. M. Lemonds, S. V. Sreenivasan, J. G. Ekerdt, and C. G. Willson, J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 20, No. 6, (2002)

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