為降低大面積納米壓印模具價(jià)格，佳能采用KrF二次圖形曝光

佳能在200mm晶圓的整個(gè)表面上形成了最小半間距（hp）為45nm的無(wú)縫線寬和線間距等的納米壓印用石英模具，并在“nano tech 2010（2月17～19日）”上展出。由于采用了KrF曝光設(shè)備，價(jià)格低于采用電子束光刻設(shè)備制造的普通模具。采用此次的技術(shù)制造轉(zhuǎn)印面積為24mm見(jiàn)方的標(biāo)準(zhǔn)模具的售價(jià)為60萬(wàn)日元。而通常這種模具的售價(jià)為數(shù)百萬(wàn)日元。

此次的模具由經(jīng)營(yíng)編碼器等產(chǎn)品的宇都宮事業(yè)所內(nèi)的光學(xué)設(shè)備事業(yè)所制造，該部門(mén)擁有實(shí)現(xiàn)石英晶圓整體表面蝕刻（Etching）均勻性的技術(shù)訣竅。據(jù)稱(chēng)，除了蝕刻以外，其他技術(shù)均可應(yīng)用到300mm晶圓上。

納米壓印技術(shù)要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化，模具制作是一大問(wèn)題。目前可在較大面積上高速形成無(wú)縫納米級(jí)圖案的技術(shù)尚未確立。

納米壓印用模具一般采用可高精度形成數(shù)十nm尺寸圖案的電子束光刻設(shè)備制造。但處理速度較慢，要制作數(shù)mm見(jiàn)方的模具，需要花費(fèi)一周以上的時(shí)間。因此，數(shù)mm見(jiàn)方的模具制作成本有時(shí)會(huì)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)日元。并且，由于光刻面積較小，針對(duì)200mm等大面積晶圓，很難形成無(wú)縫圖案。

該公司的技術(shù)可以說(shuō)是對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題提出了一個(gè)解決方案。尤其是在應(yīng)用基于硅或石英晶圓的光學(xué)部件時(shí)，這種技術(shù)非常有效。

此次的模具是由4mm見(jiàn)方的圖案拼接而成的。拼接精度為±10nm以下。形成圖案時(shí)，使用了該公司現(xiàn)有的KrF曝光設(shè)備。因模具上形成的圖案尺寸不同，需要采用兩種不同的方法。

hp 75nm的線寬和線間距、最大250nm間距的三角結(jié)構(gòu)網(wǎng)點(diǎn)形狀，可通過(guò)一次圖形曝光制作。采用光刻技術(shù)在石英晶圓的光刻膠上形成圖案，并將其用于掩模，然后對(duì)石英晶圓進(jìn)行蝕刻。

形成更小尺寸的圖案時(shí)，需要進(jìn)行二次圖形曝光（Double Patterning）。也就是說(shuō)，在進(jìn)行第一次光刻和蝕刻之后，需要錯(cuò)開(kāi)一半間距進(jìn)行第二次光刻和蝕刻。采用這種方法，可形成最小hp為45nm的線寬和線間距。如果是網(wǎng)點(diǎn)形狀，通過(guò)采用與二次圖形曝光相似的技術(shù)，可以形成最大160nm間距的四角形狀。

二次圖形曝光存在的課題在于石英晶圓的蝕刻。主要是第一次形成的圖案和第二次形成的圖案深度不同。

關(guān)于深度變化控制技術(shù)，除表示采用了制作編碼器等精密光學(xué)部件時(shí)積累的蝕刻技術(shù)外，該公司未透露更多信息。

避免這一問(wèn)題的方法，有蝕刻掩模使用硬掩模而非光刻膠。該公司稱(chēng)，采用這種方法時(shí)，雖然可以控制二次圖形曝光過(guò)程中的深度變化，但很難確保蝕刻時(shí)的面內(nèi)均勻性。（記者：加藤 伸一）