インプリント・リソグラフィを使用した段階的構造体の形成方法
本発明は、基板上に配置された段階的構造体の反転形状を基板に転写することを特徴形状とする、段階的構造体を基板上に形成するための方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の分野は、一般に構造体の微細加工に関する。より詳細には、本発明はダマシン処理で使用されるのに好適な、パターン化された基板の形成に関する。
【背景技術】
【0002】
微細加工は、例えば、ミクロン又はこれより小さなオーダーの特徴形状を有する、極めて小さな構造体の作製を含む。微細加工がかなりの影響力を有していた1つの領域は集積回路の加工である。半導体加工産業が引き続き大きな生産収量を求め、同時に基板に形成される単位面積当たりの回路が増大しているため、微細加工はますます重要になってきている。微細加工はより優れた工程管理を可能とし、同時に、形成された構造体の最小特徴形状(フィーチャ)の縮小を向上させることができる。
【0003】
集積回路を製造する間に使用される共通の工程は、金属導電ラインと接点の加工を含んでいる。接点で、絶縁層によって分離された隣接する導電ラインと相互接続される。導電ラインと接点は、基板内で段付き構造体を形成することによって作製される場合が多い。その段付き構造体はバイアとトレンチと呼ばれている。バイア−トレンチの段付き構造体を形成するための共通の手段は、ダマシン処理として知られる。
【0004】
ダマシンは、絶縁層内に溝を形成し、アルミニウム、銅、その他の同様の物などの導電性材料で該溝を充填することを含む。このようにして導電ラインが溝内に形成される。接点と導電ラインを形成するためには、通常デュアルダマシン処理を使用して、溝が形成される絶縁層領域内にバイアを形成する。
【0005】
例示的なデュアルダマシン処理は、絶縁層上にバイアのイメージパターンを形成する。このためには、絶縁層は、フォトレジストで被覆され、適切なマスクにより露出され、次にバイアのイメージパターンを形成するために露出される。パターンは、絶縁層の上部分で異方性エッチングされる。次にフォトレジストは、バイアを取り囲むように第1のマスクパターンと自己整合後に、溝のイメージパターンで第2のマスクを介して露出される。絶縁材料の上部に導電ラインの溝を異方性エッチングすることにより、絶縁層の上部に既に存在し、同時にエッチングされて絶縁材料の下部に複製されるバイアが得られる。エッチングの終了後、バイアと溝は両方とも導電性材料金属で充填される。溝とバイアの両方を導電性材料で同時に充填すると、単なるダマシン処理よりも改善される。しかしながら、デュアルダマシン処理には、2つの異なるマスク間での位置合わせが必要になるなどの欠点が伴う。更に、2つのマスク段階によって必要となる処理時間やコストが増大し、溝をバイアに対して正確に位置付けるために位置合わせが重要になる。
【0006】
従って、集積回路の加工を促進するために、段付き構造体を形成する処理の改善を行う必要性がある。
【0007】
【特許文献1】米国特許第5,772,905号
【非特許文献1】Chou他による「シリコンにおけるナノ構造体の超高速ダイレクトインプリンティング」、2002年6月のNature、Col.417、835−837ページ
【非特許文献2】Bender他による、「MULTIPLE IMPRINTING IN UV−BASED NANOIMPRINT LITHOGRAPHY: RELATED MATERIAL ISSUES(UVベースのナノインプリント・リソグラフィにおける複数インプリントと関連材料の問題点)」、Microelectronic Engineering、61−62ページ(2002年)
【発明の開示】
【0008】
本発明は、基板上の段付き構造体と、基板内に多段構造体の反転形状を転写する特徴形状とを形成するための方法を提供する。1つの実施態様では、多段構造体は突出部と肩部とを有する二層の突起部を含む。突出部は最上面を有し、肩部は最上面と基板から離して形状を定める。本発明の例示的な用途は、自己整合トレンチ−バイア構造体の形成である。そのためには、バイア部の寸法は突出部の寸法に応じて設定される。トレンチ部の寸法は、肩部の寸法に応じて設定される。別の実施態様では、多段構造体は基板上に形成されるアイランドである。本明細書にはこれら及び他の実施態様が記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図1は、本発明の実施形態によるリソグラフィシステム10を示し、間に延びるブリッジ14とステージサポート16とを有する1組の離間したブリッジサポート12を含む。ブリッジ14とステージサポート16は離間して配置されている。ブリッジ14からステージサポート16に向かって延びるインプリントヘッド18がブリッジ14に結合されている。動作ステージ20がインプリントヘッド18に面するようにステージサポート16上に配置されている。動作ステージ20は、X−軸とY−軸に沿ってステージサポート16と相対的に動くように構成されている。放射源22は、動作ステージ20に化学線を当てるようにシステム10に結合されている。図示のように、放射源22は、ブリッジ14に結合され、放射源22に接続された発電機23を含む。
【0010】
図1と図2の両方を参照すると、パターン化された型27を有する基板26がインプリントヘッド18に接続されている。パターン化された型27は、パターンが形成された表面27aを含む。パターンは、離間した複数の凹部28と隆起部29によって形成されている。凹部28は、溝部分29aが段付け部分29bを両側に有する階段状形状を有する。各凹部28が組み合わされた幅「WC」は、溝部分29aとの幅「W1」と2W2の合計であり、ここでW2は段付け部分29bの1つの幅である。隆起部29の幅は「W3」である。幅W1、W2、W3の各々は、Z軸を横切って延びる方向で測定される。原パターンは、動作ステージ20上に位置付けられた基板31に転写されるものである。基板31は通常、シリコンなどの適切な材料で作られたウェハ31aで構成されている。また、基板31を、材料の1つ又はそれ以上の層が配置されたウェハ31aで構成してもよい。この例では、基板31は、組成がSiWCXOYHZである有機ケイ酸塩ガラス(OSG)などの誘電体材料の複数の層31c、31eを含むように示されている。OSGの隣接層31c、31eは、窒化チタン(TiN)などの何らかの適切な材料からなるエッチングバリア31dによって分離されている。誘電層31cとウェハ31aとの間に追加のエッチングバリア層31bが配置されている。
【0011】
図2と図3の両方を参照すると、パターン化インプリント層34などの流動性領域が、実質的に平滑なプロファイルを示す表面32の一部の上に配置される。流動性領域は、全体が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第5,772,905号で開示されたホットエンボス加工、又はChou他による「シリコンにおけるナノ構造体の超高速ダイレクトインプリンティング」、2002年6月のNature、Col.417、835−837ページで記載された型式のレーザ利用のダイレクトインプリンティング(LADI)加工などの何らかの既知の技術を使用して形成することができる。しかしながら、本実施形態では、流動性領域は、材料36aの複数の離間した離散的ビーズ36として基板31上に堆積されたパターン化インプリント層34から成り、以下に更に十分に説明される。パターン化インプリント層34は、実質的にシリコンを含まない材料36aで形成される。該材料は、そこに原パターンを記録するよう選択的に重合して架橋され、記録パターンを決める。材料36aは、ポイント36bで架橋され、架橋重合材料36cを形成するるものとして図4に示されている。材料36aの例示的な実施形態は、イリノイ州ナイルズ所在のPolyscience Companyから入手可能なモノマーであるアクリル酸シクロヘキシルの重量比約48%と、ミズーリ州セントルイス所在のSigma−Aldrich Corporationから入手可能な架橋剤であるエチレングリコールジアクリレートの重量比約48%と、ニューヨーク州タリータウン所在のCibaから商標Darocur(登録商標)で販売され入手可能な、遊離基ジェネレータが重量比約4%からなる化合物で生成される。
【0012】
図2、3、5を参照すると、パターン化インプリント層34に記録されたパターンは、部分的にはパターン化された型27との機械的な接触によって生成される。そのため、図1に示されたインプリントヘッド18は、Z−軸に沿って動き、パターン化された型27と基板31との間の距離「d」を変えることができるようになっている。このようにして、パターン化された型27はビーズ36を拡げ、表面32にわたる材料36aの連続形成によりパターン化インプリント層34を形成する。代替として、又はインプリントヘッド18と共に、動作ステージ20は基板26をZ−軸に沿って動かして、ビーズ36とパターン化された型27との間で機械的接触させることができる。1つの実施形態では、パターン化インプリント層34の下位部分34cを凹部28に進入させるように、距離「d」が減少させられる。これにより、パターン化された型27上の原パターンを基板31の流動性領域に容易にインプリントすることができる。
【0013】
凹部28の充填を容易にするためには、材料36aは、表面32を材料36aの連続形成で覆う間に、凹部28を完全に充填するために必要な特性を備えている。本実施形態では、隆起部29と重なり合うパターン化インプリント層34の下位部分34cは、所望の、通常は最短の距離「d」が達成された後に、厚さt1の突出部34a、厚さt2の肩部34b、厚さt3の下位部分34cを残す。突出部34aと肩部34bは基板31の表面32上に二層の突起部となっている。下位部分34cは残留層と呼ばれ、厚さt3は残留厚さと呼ばれる。厚さ「t1」、「t2」、「t3」は、用途に応じてどのような所望の厚さにもすることができる。
【0014】
図2、3、4を参照すると、所望の距離「d」が達成された後に、架橋ポリマー材料36aを形成する放射源22が、材料36aを重合して架橋する化学線を発生する。その結果、パターン化インプリント層34の組成が、材料36aから固体である材料36cに変わる。具体的には、材料36cは固化されて、図5により明確に示されるように、パターン化インプリント層34の側34dを、パターン化された型27の表面27aの形状に一致する形状とする。このようにして、複数の固化された二層の突起部34eが基板31上に形成される。パターン化インプリント層34が図4に示される材料36cからなるように変質された後、図1に示されるインプリントヘッド18が動いて距離「d」が長くなり、その結果、パターン化された型27とパターン化インプリント層34とが離れる。
【0015】
二層の突起部34eの反転形状が基板31に転写されて、バイア部(図示せず)とトレンチ部(図示せず)が形成される。このようにして、バイア部(図示せず)の寸法が突出部34aに応じて設定され、トレンチ部(図示せず)の寸法が肩部34bに応じて設定される。そのためには、固化された二層の突起部34eが形成された後に、図6に示されたエッチング選択層40がパターン化インプリント層34に隣接して配置される。基板31、パターン化インプリント層34、二層の突起部34が多層構造体38を定める。
【0016】
図6を参照すると、化学気相蒸着法(CVD)、物理蒸着法(PVD)、スパッタリング、スピンオン手法を含む何らかの既知のプロセスを使用して、エッチング選択層40を形成する。エッチング選択層40のスピンオン蒸着は、単位面積当たり多くの特徴形状を有するパターン、すなわち稠密な特徴形状のパターンを記録するときに有利である。この例においては、エッチング選択層40は、パターン化インプリント層34の堆積に関して上で検討されたような、インプリント・リソグラフィ加工を使用して堆積される。そのためには、エッチング選択層40が形成される材料がシリコンを含むこと、すなわちシリコン含有重合可能材料であること以外は、図3、図4に関連して上述ののと同等の重合可能な材料でエッチング選択層40を形成することができる。エッチング選択層40として使用するための例示的な化合物は、ペンシルバニア州モリスビル所在のGelest,Inc.から入手可能な製品コードSIA 0210で販売されているシリルアクリレートの重量比約48%と、ミズーリ州セントルイスに所在のSigma−Aldrich Corporationから入手可能なブチルアクリレートモノマーの重量比約24%と、ペンシルバニア州モリスビルに所在のGelest,Incから製品コードSIB 1402で販売されているシリルジメタクリレートの重量比約24%と、ニューヨーク州タリータウンに所在のCibaから入手可能な商標名Darocurで販売されている遊離基ジェネレータの重量比約4%とから生成される。エッチング選択層40は、第1と第2の向き合う両側を含む。第1の側40bは、パターン化インプリント層34に面し、パターン化インプリント層34のプロファイルと相補的なプロファイルを有する。第2の側は、パターン化インプリント層34から見て外側を向き、正規化面40aを形成する。正規化面40aは、突出部34aの各々の最上面34fと正規化面40aとの間の距離が実質的に同じであり、更に肩部34bの各々と正規化面40aとの間の距離が実質的に同じであり、図5に示される下位部分34cの各々の天底面と正規化面40aとの間の距離が同じであるように確保することによって、実質的に正規化されたプロファイルを備えている。
【0017】
正規化プロファイルを使用して正規化面40aを提供する1つの方法は、エッチング選択層40と接触するようになる平滑な面、すなわち特徴形状のない面127aの型127の使用を含む。上述のように、これは図1に示されたインプリントヘッド18をZ−軸に沿って移動させること、又は動作ステージ20をZ−軸に沿って移動させること、或いはその両方によって達成することができる。その後、型127はエッチング選択層40から分離され、化学線をエッチング選択層40に入射させて、重合させ、従ってこれを固化する。
【0018】
図6と図7を参照すると、ブランケットエッチングを使用してエッチング選択層40の一部分を除去し、歯冠表面38aを備えた多層構造体38とする。例示的なエッチング処理は、エッチングガスの主成分がCF4から成るCF4プラズマエッチングを使用する。例示的なエッチングの化学的特性は、2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催された、SPIE Microlithography学会で頒布された白書における「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」の中で、Johnson他によって考察されている。クラウン面38aは、ブランケットエッチング後にエッチング選択層40上に残存する、突出部34aの各々の露出した最上面30fと部分40cの上面とによって定められる。
【0019】
図7と図8を参照すると、クラウン面38aは異方性エッチングを受ける。異方性エッチングのエッチング化学特性は、突出部34aと、図6に示すパターン化インプリント層34の突出部に重なった部分とのエッチングを最大にすると同時に、部分40cのエッチングを最小にするように選択される。この例では、パターン化インプリント層34とエッチング選択層40とのシリコン含有量の差異が利用された。具体的には、酸素が主要なガスであるプラズマエッチングを使用すると、クラウン面38aに最も近い部分40cの領域にインサイチューに硬化マスク42が生成されることが明らかになった。例示的なエッチング化学特性は、2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催されたSPIE Microlithography学会で頒布された白書の「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」においてJohnsonらによって考察されている。これは酸素ベースのプラズマによるシリコン含有重合可能材料の相互作用により生じる。硬化マスク42とエッチング処理の異方性の結果として、突出部34aと重なった基板31上の領域44が露出される。この例では、領域44は図2に示されたエッチングバリア31bの露出領域である。領域44の幅Uは最適には図2に示された幅W2と等しい。
【0020】
図8を参照すると、領域44の露出後に、フッ素ベースのプラズマ(2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催されたSPIE Microlithography学会で頒布された白書の「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」においてJohnsonらによって考察されたCF4ガスを使用するタイプなど)を使用して、図7に示された硬化マスク42と重なった多層構造体38の領域を除去し、各々が最適にはW2に等しい幅U’の図9に示された領域45a、45bを露出させる。領域45a、45bは、溝部46と、領域45a、45bから領域44まで延びてバイア部となる貫通路48とを定める。溝部46はトレンチ部となり、貫通路48はバイア部となる。引き続きエッチング処理が行われ、層34、40の残存部を除去する。その後、バイア部とトレンチ部はアルミニウム、銅、タングステン、チタン、チタンータングステン、又はこれらの組み合わせなどの導電性材料で同時に充填され、図10に示される接点50と導電ライン52とを形成する。
【0021】
図2、7、8を参照すると、この処理には種々の利点がある。例えば、部分40cと露出された最上面30fとの間の相対的なエッチング速度は、硬化マスク42が存在することによって、約1.5対1から約100対1の範囲に及ぶ。結果として、自己整合バイアとトレンチを基板31に形成すると同時に、これらの寸法を精密に管理することができる。これにより、図5に示された二層の突起部34eの反転形状上のパターンの基板31中への転写歪みが低減される。
【0022】
図5と図9を参照すると、更に、幅UとU’の寸法の管理は残存厚さt3とは比較的無関係になる。重合可能な流体がパターン化された型27上のパターンを充填する速度は、残存厚さt3の3乗に反比例する。従って、残存厚さt3は、転写歪みを実質的に増加させることなく、スループットを最大にするように選定することができる。最終的には、特にパターン化された型27が溶融シリカで形成される場合が多いことを考慮すると、実質的にシリコンを含有しない重合流体によるパターン化インプリント層34の形成は、パターン化された型27のクリーニング処理が容易になる。
【0023】
図2と図11を参照すると、本発明の別の利点は、エッチングバリア層31d、31bを使用する必要性を排除できることである。周知のように、エッチングバリア層31d、31bの使用を排除することによって、基板31の全体の誘電定数を低減させることができるので、この処理は、高速集積回路の製造を促進させるためバイアとトレンチ製造に好適なものになる。このためには、エッチング条件は、領域140cで示されるエッチング選択層と誘電層131cとが化学特性に対して実質的に不活性であるように設定される材料を用いて、パターン化インプリント層34が形成される材料を除去するように設定される。この例では、領域140cと誘電層131cが形成される材料は、酸素プラズマエッチングに対して比較的不活性である。
【0024】
図11と図12を参照すると、図7のクラウン面38aに関連して上述のような方法で形成されたクラウン面138aは、酸素プラズマエッチングを受ける。前述のエッチング選択性の差異の結果として、最上面130fは、m1として示される突出部134aの全体の範囲、すなわちインプリント材料層134においてこれにより重ねられる全ての材料と共に除去される。このようにして、バイア部の第1の部分148aが形成される。
【0025】
上述のようにフッ素ベースの化学特性を使用して引き続きブランケットプラズマエッチングが行われる。ブランケットエッチングは、図11に示される硬化マスク142と領域140cとを除去して、図13に示される肩部134bを露出させる。肩部134bを露出すると同時に、バイア部(図示せず)の第2の部分148bが、m2として示される誘電層131cの材料を除去することによって形成される。
【0026】
図13と図14を参照すると、異方性の酸素ベースのプラズマエッチングが行われ、硬化された肩部134bとそれに重なったインプリント材料層134の材料を除去して、誘電層131cの領域145a、145bを露出させ、これによりトレンチ部146を形成する。領域145a、145bを露出させると同時に、バイア部の第3の部分148cが、m3で示される誘電層131cの材料を除去することによって形成される。バイア部分148a、148b、148cの長さを合算することにより、トレンチ部146と自己整合バイア部148が形成される。このようにして、自己整合でバイアとトレンチを作製することができる。
【0027】
図5と図15を参照すると、本発明を自己整合バイアとトレンチの形成に関して説明してきたが、本発明は種々の多段構造体を形成するために使用することができる。例えば図5に示されるように、各突出部34eに関連付けられるのは、高さh1で最上面34fから等間隔に配置された一対の離間した肩部34bと、そこから突出した突出部34aとすることができる。代替として、突出部34eは、図16に示される最上面134fの周りに同心状の単一の肩部134bを含むこともできる。
【0028】
図17を参照すると、更に、各突出部234eは、最上面234fからそれぞれ異なる高さh1、h2、h3、h4で離間して配置された、複数の肩部234a、234b、234c、234dを含むことができる。肩部234a、234b、234c、234dの4セットが示されているが、実際には0からn(nは整数)個までの任意の数を含むことができる。そのためには、型(図示せず)は、その表面に形成され、突出部234eの形状に相補的な1つ又はそれ以上の凹部を有することになる。更に、肩部234a、234b、234c、234dは、図18に示されるように最上面234fの両側に並んでいる。或いは、肩部234a、234b、234c、234dは、図19に示されるように最上面234fの周りに同心円状に配置することができる。突出部234eを使用すると、基板231を、図20の250で示される突出部234eの形状に相補的な凹部を有するように形成することができる。基板231は、均質な材料(例えばシリコン)からなるものとして示されるが、基板231上に材料の幾つかの層(図示せず)を含んでもよく、凹部250は、上述の層の1つ又はそれ以上及び/又は基板231内に形成することができる。更に、この層は半導体加工に好適などのような材料からなるものであってもよい。
【0029】
図2と図21に関して、上記では、複数の凹部が形成された型27を使用して基板31上に凹部を形成することを検討してきた。しかしながら、上記と同じ処理を使用して、基板331上にアイランド335を形成することもできる。そのためには、図22に示された型327は、突起部328bと表面328a、さらに突起部328bの間で突起部328bから離間した肩部328cとを有する、表面328aから延びる1つ又はそれ以上の突出部328を含む。インプリント材料の層は、基板331上に配置されて広がり、上述のようなパターン化層334を形成する。このように、パターン化層334は型327上のパターンに相補的なパターンを含む。この例においては、これにより、1つ又はそれ以上の凹部334aがパターン化層334内に形成されることになる。
【0030】
図22と図23を参照すると、この後で、パターン化層334とクラウン面340a上にエッチング選択層340が配置され、上述のように形成された多層構造体338を形成する。このやり方では、クラウン面340aの形成により凹部334aが充填された後、エッチング選択層340の部分だけが残る。凹部334aに重なっていないパターン化層334の部分に選択性の高い酸素エッチングの化学特性にクラウン面340aが曝されて除去され、図24に示す基板331の領域334を露出させる。これは、上述のように主として酸素ガスから構成される化学特性を使用するプラズマエッチングに曝されたときに、エッチング選択層340の残りの部分に存在するシリコンによって形成された硬化マスク342によって部分的に実現される。
【0031】
図21と図24を参照すると、領域344の露出後、上述のタイプのフッ素ベースのプラズマエッチングを行い、図23に示す多層構造体338の領域を硬化マスク342と重ねて除去し、領域345を露出させる。詳細には、領域344と硬化マスク342との間のエッチング速度の差により、アイランド335の形成が生じる。しかしながら、上述の段階的形状はいずれも、図22に示す型327のパターンに基づいて、このような方法で形成することができる点は理解されたい。更に、基板331は、均質な材料(例えばシリコン)からなるものとして示されているが、基板331上には材料の幾つかの層(図示せず)を含むことができ、アイランド335は、上述の層の1つ又はそれ以上及び/又は基板231に含めることができる。更に、この層は、半導体加工に適したどのような材料からなるものであってもよい。
【0032】
図1と図2の両方を参照すると、例示的な放射源22は紫外線を発生する。熱、電磁気などの他の放射源を使用してもよい。パターン化インプリント層34において材料の重合化を開始するのに使用される放射線の選択は、当業者には公知であり、通常は、目的とする特定用途に依存する。放射源22は、パターン化された型27が放射源22と基板31との間に位置付けられるように配置される。結果として、基板31及び/又はパターン化層27は、放射源22が発生する放射線が実質的に透過できる材料で作製する。例示的な材料には、溶融シリカ、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂、金属、さらにこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【0033】
システム10の構成部品は、例えば、ほぼ室温(約25℃)で熱膨張係数が約10ppm/℃よりも小さい、熱的に安定的な材料で製造することが望ましい。幾つかの実施形態では、構成材料の熱膨張係数は、約10ppm/℃又は1ppm/℃よりも小さい場合がある。このためには、ブリッジサポート12、ブリッジ14、及び/又はステージサポート16は、以下の材料、すなわち炭化ケイ素、又は商標名INVAR(登録商標)又は商標名SUPER INVAR(商標)で入手可能な鉄合金、或いは、限定ではないがZERODUR(登録商標)セラミックを含むセラミックなどの1つ又はそれ以上から作製することができる。更に、テーブル24は、システム10の他の構成部品を周囲環境の振動から絶縁するよう構成することができる。例示的なテーブル24は、カリフォルニア州アーヴィン所在のNewport Corporationから入手することができる。
【0034】
図1、図2、図3を参照すると、使用される独自の堆積処理を考慮に入れて基板31を効率的にパターン化するために、材料36aの特性は重要である。上述のように、材料36aは、複数の離散的な離間して配置されたビーズ36として基板31上に堆積される。ビーズ36の合計の容積は、パターン化インプリント層34が形成されることになる表面32の領域にわたって、材料36aが適切に広がるようにされる。結果として、パターン化インプリント層34は、広がって同時にパターン化され、該パターンは紫外線放射などの放射線に露出されることによって引き続き固定される。堆積処理の結果として、材料36aは表面32にわたってビーズ36内で材料36aの迅速で均一に容易に広がる特定の特性を有し、その結果、全厚t1が実質的に均一で、且つ残りの全厚t2が実質的に均一となることが望ましい。
【0035】
上述の組成を材料36aに使用する図3と図25を参照すると、インプリント・リソグラフィを容易にするために、プライマ層456が基板431上に含まれる。プライマ層456はとりわけ、パターン化インプリント層34との標準的な境界を形成するように機能し、これにより基板431が形成される材料に対する各処理をカスタマイズする必要性が低減される。更にプライマ層456は、パターン化インプリント層434と同じエッチング特性を有する有機材料で形成することができる。プライマ層456は、パターン化インプリント層434に対して優れた接着性を示し、連続する平滑な比較的欠陥のない表面を有するような方法で形成される。
【0036】
更に、パターン化インプリント層434がパターン化された型27に確実に接着されないように、低表面エネルギーコーティング剤458を使用して表面27aを処理してもよい。その結果、パターン化インプリント層434は、パターン化された型27が基板431と接触するときに、プライマ層456とコーティング剤458との間に配置される。コーティング剤458は、どのような既知の処理を用いて施工してもよい。例えば、この処理手法は、化学気相堆積法、物理気相堆積法、原子層堆積、又は他の種々の手法、ロウ付け、その他同様のものを含むことができる。同様の方法で、図6に示された低エネルギー表面コーティング剤を型127に施すことができる。或いは、同一物が作られる材料に界面活性剤と呼ばれる表面エネルギーが低い化合物を生成する材料を含めることによって、パターン化インプリント層34又はエッチング選択層40のいずれかの剥離特性を改善させることができる。公知の手法を使用して、化合物を層の表面に移行させ、これによりそれぞれ図2と図6に示す型27及び/又は127と境界付けるようにする。通常、界面活性剤は、これに伴い、層内の重合材料の表面エネルギーよりも小さな表面エネルギーを有する。前述の界面活性剤を形成する例示的な材料や処理は、Bender他による、「MULTIPLE IMPRINTING IN UV−BASED NANOIMPRINT LITHOGRAPHY: RELATED MATERIAL ISSUES(UVベースのナノインプリント・リソグラフィにおける複数インプリントと関連材料の問題点)」、Microelectronic Engineering、61−62ページ(2002年)において検討されている。界面活性剤の低表面エネルギーは望ましい剥離特性を与え、それぞれ図2と図6に示された型27及び/又は127に対してインプリント層34又はエッチング選択層40のいずれかの接着力を低下させる。界面活性剤は、図25に示された低表面エネルギーコーティング剤と共に、又はその代わりに使用することができる点は理解されたい。
【0037】
上述の本発明の実施形態は例示的なものである。本発明の範囲内に留まりながら、上述の開示に対し多くの変更及び修正を行うことができる。従って、本発明の範囲は、上の説明に関連して明らかにされるものではなく、添付の請求項と共にこの均等物の全範囲に関して明らかにされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明によるリソグラフィシステムの斜視図である。
【図2】本発明によるパターン化インプリント層を生成するために使用される、図1に示されたリソグラフィシステムの概略立面図である。
【図3】本発明に従って重合され架橋される前に、図2に示されたパターン化インプリント層が構成される材料の概略図である。
【図4】本発明に従って照射を受けた後に、図3に示された材料が変質される架橋重合材料の概略図である。
【図5】本発明に従ってパターン化された後に、図1に示されたパターン化インプリント層から離間したインプリント装置の概略断面図である。
【図6】本発明の1つの実施形態に従って、多層構造体に隣接するエッチング選択層の堆積による該多層構造体の形成後に、図5に示されたパターン化インプリント層の概略断面図である。
【図7】本発明の1つの実施形態に従ってクラウン面を形成するために、図6に示された多層構造体のブランケットエッチング後の概略断面図である。
【図8】本発明の1つの実施形態に従って、基板内にバイア部を形成するためにクラウン面がエッチングを受けた後の、図7に示された多層構造体の概略断面図である。
【図9】本発明の1つの実施形態に従って、バイア部と自己整合トレンチ部を形成するために、クラウン面が異方性エッチングを受けた後の、図8に示された多層構造体の概略断面図である。
【図10】本発明の1つの実施形態に従って、バイア部とトレンチ部への導電性材料の堆積の後に、図9に示された多層構造体の概略断面図である。
【図11】本発明の第1の別の実施形態に従って、クラウン面を形成するための図6に示された多層構造体のブランケットエッチングの後の概略断面図である。
【図12】基板内にバイア部の第1の部分を形成するために、クラウン面が異方性エッチングを受けた後の図11に示された多層構造体の概略断面図である。
【図13】パターン化インプリント層の領域を露出してバイア部の第2の部分を形成するために、クラウン面がブランケットエッチングを受けた後の図12に示された多層構造体の概略断面図である。
【図14】トレンチ部とバイア部の第3の部分とを形成するために、異方性のフッ素エッチングを受ける図13に示された多層構造体の概略断面図である。
【図15】本発明の第2の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の平面図である。
【図16】本発明の第3の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の平面図である。
【図17】本発明の第4の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の断面図である。
【図18】本発明の第5の別の実施形態に従って、図17に示された突起部の平面図である。
【図19】本発明の第6の別の実施形態に従って、図17に示された突起部の平面図である。
【図20】図17に示された突起部の反転形状である凹部が形成された基板の図である。
【図21】本発明の第7の別の実施形態に従って、アイランドが形成された基板の断面図である。
【図22】図21に示された突起部を形成するために使用される、型と該型と相補的な形状のパターン化層とを示す概略断面図である。
【図23】図22に示されたパターン化層上に堆積された、エッチング選択層のエッチング後に形成されたクラウン面を示す断面図である。
【図24】基板の領域を露出するために、クラウン面がエッチングを受けた後の図23に示された多層構造体の断面図である。
【図25】本発明の第8の別の実施形態に従って、図5に示された基板とインプリント装置の概略断面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明の分野は、一般に構造体の微細加工に関する。より詳細には、本発明はダマシン処理で使用されるのに好適な、パターン化された基板の形成に関する。
【背景技術】
【0002】
微細加工は、例えば、ミクロン又はこれより小さなオーダーの特徴形状を有する、極めて小さな構造体の作製を含む。微細加工がかなりの影響力を有していた1つの領域は集積回路の加工である。半導体加工産業が引き続き大きな生産収量を求め、同時に基板に形成される単位面積当たりの回路が増大しているため、微細加工はますます重要になってきている。微細加工はより優れた工程管理を可能とし、同時に、形成された構造体の最小特徴形状(フィーチャ)の縮小を向上させることができる。
【0003】
集積回路を製造する間に使用される共通の工程は、金属導電ラインと接点の加工を含んでいる。接点で、絶縁層によって分離された隣接する導電ラインと相互接続される。導電ラインと接点は、基板内で段付き構造体を形成することによって作製される場合が多い。その段付き構造体はバイアとトレンチと呼ばれている。バイア−トレンチの段付き構造体を形成するための共通の手段は、ダマシン処理として知られる。
【0004】
ダマシンは、絶縁層内に溝を形成し、アルミニウム、銅、その他の同様の物などの導電性材料で該溝を充填することを含む。このようにして導電ラインが溝内に形成される。接点と導電ラインを形成するためには、通常デュアルダマシン処理を使用して、溝が形成される絶縁層領域内にバイアを形成する。
【0005】
例示的なデュアルダマシン処理は、絶縁層上にバイアのイメージパターンを形成する。このためには、絶縁層は、フォトレジストで被覆され、適切なマスクにより露出され、次にバイアのイメージパターンを形成するために露出される。パターンは、絶縁層の上部分で異方性エッチングされる。次にフォトレジストは、バイアを取り囲むように第1のマスクパターンと自己整合後に、溝のイメージパターンで第2のマスクを介して露出される。絶縁材料の上部に導電ラインの溝を異方性エッチングすることにより、絶縁層の上部に既に存在し、同時にエッチングされて絶縁材料の下部に複製されるバイアが得られる。エッチングの終了後、バイアと溝は両方とも導電性材料金属で充填される。溝とバイアの両方を導電性材料で同時に充填すると、単なるダマシン処理よりも改善される。しかしながら、デュアルダマシン処理には、2つの異なるマスク間での位置合わせが必要になるなどの欠点が伴う。更に、2つのマスク段階によって必要となる処理時間やコストが増大し、溝をバイアに対して正確に位置付けるために位置合わせが重要になる。
【0006】
従って、集積回路の加工を促進するために、段付き構造体を形成する処理の改善を行う必要性がある。
【0007】
【特許文献1】米国特許第5,772,905号
【非特許文献1】Chou他による「シリコンにおけるナノ構造体の超高速ダイレクトインプリンティング」、2002年6月のNature、Col.417、835−837ページ
【非特許文献2】Bender他による、「MULTIPLE IMPRINTING IN UV−BASED NANOIMPRINT LITHOGRAPHY: RELATED MATERIAL ISSUES(UVベースのナノインプリント・リソグラフィにおける複数インプリントと関連材料の問題点)」、Microelectronic Engineering、61−62ページ(2002年)
【発明の開示】
【0008】
本発明は、基板上の段付き構造体と、基板内に多段構造体の反転形状を転写する特徴形状とを形成するための方法を提供する。1つの実施態様では、多段構造体は突出部と肩部とを有する二層の突起部を含む。突出部は最上面を有し、肩部は最上面と基板から離して形状を定める。本発明の例示的な用途は、自己整合トレンチ−バイア構造体の形成である。そのためには、バイア部の寸法は突出部の寸法に応じて設定される。トレンチ部の寸法は、肩部の寸法に応じて設定される。別の実施態様では、多段構造体は基板上に形成されるアイランドである。本明細書にはこれら及び他の実施態様が記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図1は、本発明の実施形態によるリソグラフィシステム10を示し、間に延びるブリッジ14とステージサポート16とを有する1組の離間したブリッジサポート12を含む。ブリッジ14とステージサポート16は離間して配置されている。ブリッジ14からステージサポート16に向かって延びるインプリントヘッド18がブリッジ14に結合されている。動作ステージ20がインプリントヘッド18に面するようにステージサポート16上に配置されている。動作ステージ20は、X−軸とY−軸に沿ってステージサポート16と相対的に動くように構成されている。放射源22は、動作ステージ20に化学線を当てるようにシステム10に結合されている。図示のように、放射源22は、ブリッジ14に結合され、放射源22に接続された発電機23を含む。
【0010】
図1と図2の両方を参照すると、パターン化された型27を有する基板26がインプリントヘッド18に接続されている。パターン化された型27は、パターンが形成された表面27aを含む。パターンは、離間した複数の凹部28と隆起部29によって形成されている。凹部28は、溝部分29aが段付け部分29bを両側に有する階段状形状を有する。各凹部28が組み合わされた幅「WC」は、溝部分29aとの幅「W1」と2W2の合計であり、ここでW2は段付け部分29bの1つの幅である。隆起部29の幅は「W3」である。幅W1、W2、W3の各々は、Z軸を横切って延びる方向で測定される。原パターンは、動作ステージ20上に位置付けられた基板31に転写されるものである。基板31は通常、シリコンなどの適切な材料で作られたウェハ31aで構成されている。また、基板31を、材料の1つ又はそれ以上の層が配置されたウェハ31aで構成してもよい。この例では、基板31は、組成がSiWCXOYHZである有機ケイ酸塩ガラス(OSG)などの誘電体材料の複数の層31c、31eを含むように示されている。OSGの隣接層31c、31eは、窒化チタン(TiN)などの何らかの適切な材料からなるエッチングバリア31dによって分離されている。誘電層31cとウェハ31aとの間に追加のエッチングバリア層31bが配置されている。
【0011】
図2と図3の両方を参照すると、パターン化インプリント層34などの流動性領域が、実質的に平滑なプロファイルを示す表面32の一部の上に配置される。流動性領域は、全体が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第5,772,905号で開示されたホットエンボス加工、又はChou他による「シリコンにおけるナノ構造体の超高速ダイレクトインプリンティング」、2002年6月のNature、Col.417、835−837ページで記載された型式のレーザ利用のダイレクトインプリンティング(LADI)加工などの何らかの既知の技術を使用して形成することができる。しかしながら、本実施形態では、流動性領域は、材料36aの複数の離間した離散的ビーズ36として基板31上に堆積されたパターン化インプリント層34から成り、以下に更に十分に説明される。パターン化インプリント層34は、実質的にシリコンを含まない材料36aで形成される。該材料は、そこに原パターンを記録するよう選択的に重合して架橋され、記録パターンを決める。材料36aは、ポイント36bで架橋され、架橋重合材料36cを形成するるものとして図4に示されている。材料36aの例示的な実施形態は、イリノイ州ナイルズ所在のPolyscience Companyから入手可能なモノマーであるアクリル酸シクロヘキシルの重量比約48%と、ミズーリ州セントルイス所在のSigma−Aldrich Corporationから入手可能な架橋剤であるエチレングリコールジアクリレートの重量比約48%と、ニューヨーク州タリータウン所在のCibaから商標Darocur(登録商標)で販売され入手可能な、遊離基ジェネレータが重量比約4%からなる化合物で生成される。
【0012】
図2、3、5を参照すると、パターン化インプリント層34に記録されたパターンは、部分的にはパターン化された型27との機械的な接触によって生成される。そのため、図1に示されたインプリントヘッド18は、Z−軸に沿って動き、パターン化された型27と基板31との間の距離「d」を変えることができるようになっている。このようにして、パターン化された型27はビーズ36を拡げ、表面32にわたる材料36aの連続形成によりパターン化インプリント層34を形成する。代替として、又はインプリントヘッド18と共に、動作ステージ20は基板26をZ−軸に沿って動かして、ビーズ36とパターン化された型27との間で機械的接触させることができる。1つの実施形態では、パターン化インプリント層34の下位部分34cを凹部28に進入させるように、距離「d」が減少させられる。これにより、パターン化された型27上の原パターンを基板31の流動性領域に容易にインプリントすることができる。
【0013】
凹部28の充填を容易にするためには、材料36aは、表面32を材料36aの連続形成で覆う間に、凹部28を完全に充填するために必要な特性を備えている。本実施形態では、隆起部29と重なり合うパターン化インプリント層34の下位部分34cは、所望の、通常は最短の距離「d」が達成された後に、厚さt1の突出部34a、厚さt2の肩部34b、厚さt3の下位部分34cを残す。突出部34aと肩部34bは基板31の表面32上に二層の突起部となっている。下位部分34cは残留層と呼ばれ、厚さt3は残留厚さと呼ばれる。厚さ「t1」、「t2」、「t3」は、用途に応じてどのような所望の厚さにもすることができる。
【0014】
図2、3、4を参照すると、所望の距離「d」が達成された後に、架橋ポリマー材料36aを形成する放射源22が、材料36aを重合して架橋する化学線を発生する。その結果、パターン化インプリント層34の組成が、材料36aから固体である材料36cに変わる。具体的には、材料36cは固化されて、図5により明確に示されるように、パターン化インプリント層34の側34dを、パターン化された型27の表面27aの形状に一致する形状とする。このようにして、複数の固化された二層の突起部34eが基板31上に形成される。パターン化インプリント層34が図4に示される材料36cからなるように変質された後、図1に示されるインプリントヘッド18が動いて距離「d」が長くなり、その結果、パターン化された型27とパターン化インプリント層34とが離れる。
【0015】
二層の突起部34eの反転形状が基板31に転写されて、バイア部(図示せず)とトレンチ部(図示せず)が形成される。このようにして、バイア部(図示せず)の寸法が突出部34aに応じて設定され、トレンチ部(図示せず)の寸法が肩部34bに応じて設定される。そのためには、固化された二層の突起部34eが形成された後に、図6に示されたエッチング選択層40がパターン化インプリント層34に隣接して配置される。基板31、パターン化インプリント層34、二層の突起部34が多層構造体38を定める。
【0016】
図6を参照すると、化学気相蒸着法(CVD)、物理蒸着法(PVD)、スパッタリング、スピンオン手法を含む何らかの既知のプロセスを使用して、エッチング選択層40を形成する。エッチング選択層40のスピンオン蒸着は、単位面積当たり多くの特徴形状を有するパターン、すなわち稠密な特徴形状のパターンを記録するときに有利である。この例においては、エッチング選択層40は、パターン化インプリント層34の堆積に関して上で検討されたような、インプリント・リソグラフィ加工を使用して堆積される。そのためには、エッチング選択層40が形成される材料がシリコンを含むこと、すなわちシリコン含有重合可能材料であること以外は、図3、図4に関連して上述ののと同等の重合可能な材料でエッチング選択層40を形成することができる。エッチング選択層40として使用するための例示的な化合物は、ペンシルバニア州モリスビル所在のGelest,Inc.から入手可能な製品コードSIA 0210で販売されているシリルアクリレートの重量比約48%と、ミズーリ州セントルイスに所在のSigma−Aldrich Corporationから入手可能なブチルアクリレートモノマーの重量比約24%と、ペンシルバニア州モリスビルに所在のGelest,Incから製品コードSIB 1402で販売されているシリルジメタクリレートの重量比約24%と、ニューヨーク州タリータウンに所在のCibaから入手可能な商標名Darocurで販売されている遊離基ジェネレータの重量比約4%とから生成される。エッチング選択層40は、第1と第2の向き合う両側を含む。第1の側40bは、パターン化インプリント層34に面し、パターン化インプリント層34のプロファイルと相補的なプロファイルを有する。第2の側は、パターン化インプリント層34から見て外側を向き、正規化面40aを形成する。正規化面40aは、突出部34aの各々の最上面34fと正規化面40aとの間の距離が実質的に同じであり、更に肩部34bの各々と正規化面40aとの間の距離が実質的に同じであり、図5に示される下位部分34cの各々の天底面と正規化面40aとの間の距離が同じであるように確保することによって、実質的に正規化されたプロファイルを備えている。
【0017】
正規化プロファイルを使用して正規化面40aを提供する1つの方法は、エッチング選択層40と接触するようになる平滑な面、すなわち特徴形状のない面127aの型127の使用を含む。上述のように、これは図1に示されたインプリントヘッド18をZ−軸に沿って移動させること、又は動作ステージ20をZ−軸に沿って移動させること、或いはその両方によって達成することができる。その後、型127はエッチング選択層40から分離され、化学線をエッチング選択層40に入射させて、重合させ、従ってこれを固化する。
【0018】
図6と図7を参照すると、ブランケットエッチングを使用してエッチング選択層40の一部分を除去し、歯冠表面38aを備えた多層構造体38とする。例示的なエッチング処理は、エッチングガスの主成分がCF4から成るCF4プラズマエッチングを使用する。例示的なエッチングの化学的特性は、2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催された、SPIE Microlithography学会で頒布された白書における「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」の中で、Johnson他によって考察されている。クラウン面38aは、ブランケットエッチング後にエッチング選択層40上に残存する、突出部34aの各々の露出した最上面30fと部分40cの上面とによって定められる。
【0019】
図7と図8を参照すると、クラウン面38aは異方性エッチングを受ける。異方性エッチングのエッチング化学特性は、突出部34aと、図6に示すパターン化インプリント層34の突出部に重なった部分とのエッチングを最大にすると同時に、部分40cのエッチングを最小にするように選択される。この例では、パターン化インプリント層34とエッチング選択層40とのシリコン含有量の差異が利用された。具体的には、酸素が主要なガスであるプラズマエッチングを使用すると、クラウン面38aに最も近い部分40cの領域にインサイチューに硬化マスク42が生成されることが明らかになった。例示的なエッチング化学特性は、2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催されたSPIE Microlithography学会で頒布された白書の「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」においてJohnsonらによって考察されている。これは酸素ベースのプラズマによるシリコン含有重合可能材料の相互作用により生じる。硬化マスク42とエッチング処理の異方性の結果として、突出部34aと重なった基板31上の領域44が露出される。この例では、領域44は図2に示されたエッチングバリア31bの露出領域である。領域44の幅Uは最適には図2に示された幅W2と等しい。
【0020】
図8を参照すると、領域44の露出後に、フッ素ベースのプラズマ(2003年2月23日から2月28日にカリフォルニア州サンタクララで開催されたSPIE Microlithography学会で頒布された白書の「ADVANCES IN STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY(段階及びフラッシュインプリント・リソグラフィの進歩)」においてJohnsonらによって考察されたCF4ガスを使用するタイプなど)を使用して、図7に示された硬化マスク42と重なった多層構造体38の領域を除去し、各々が最適にはW2に等しい幅U’の図9に示された領域45a、45bを露出させる。領域45a、45bは、溝部46と、領域45a、45bから領域44まで延びてバイア部となる貫通路48とを定める。溝部46はトレンチ部となり、貫通路48はバイア部となる。引き続きエッチング処理が行われ、層34、40の残存部を除去する。その後、バイア部とトレンチ部はアルミニウム、銅、タングステン、チタン、チタンータングステン、又はこれらの組み合わせなどの導電性材料で同時に充填され、図10に示される接点50と導電ライン52とを形成する。
【0021】
図2、7、8を参照すると、この処理には種々の利点がある。例えば、部分40cと露出された最上面30fとの間の相対的なエッチング速度は、硬化マスク42が存在することによって、約1.5対1から約100対1の範囲に及ぶ。結果として、自己整合バイアとトレンチを基板31に形成すると同時に、これらの寸法を精密に管理することができる。これにより、図5に示された二層の突起部34eの反転形状上のパターンの基板31中への転写歪みが低減される。
【0022】
図5と図9を参照すると、更に、幅UとU’の寸法の管理は残存厚さt3とは比較的無関係になる。重合可能な流体がパターン化された型27上のパターンを充填する速度は、残存厚さt3の3乗に反比例する。従って、残存厚さt3は、転写歪みを実質的に増加させることなく、スループットを最大にするように選定することができる。最終的には、特にパターン化された型27が溶融シリカで形成される場合が多いことを考慮すると、実質的にシリコンを含有しない重合流体によるパターン化インプリント層34の形成は、パターン化された型27のクリーニング処理が容易になる。
【0023】
図2と図11を参照すると、本発明の別の利点は、エッチングバリア層31d、31bを使用する必要性を排除できることである。周知のように、エッチングバリア層31d、31bの使用を排除することによって、基板31の全体の誘電定数を低減させることができるので、この処理は、高速集積回路の製造を促進させるためバイアとトレンチ製造に好適なものになる。このためには、エッチング条件は、領域140cで示されるエッチング選択層と誘電層131cとが化学特性に対して実質的に不活性であるように設定される材料を用いて、パターン化インプリント層34が形成される材料を除去するように設定される。この例では、領域140cと誘電層131cが形成される材料は、酸素プラズマエッチングに対して比較的不活性である。
【0024】
図11と図12を参照すると、図7のクラウン面38aに関連して上述のような方法で形成されたクラウン面138aは、酸素プラズマエッチングを受ける。前述のエッチング選択性の差異の結果として、最上面130fは、m1として示される突出部134aの全体の範囲、すなわちインプリント材料層134においてこれにより重ねられる全ての材料と共に除去される。このようにして、バイア部の第1の部分148aが形成される。
【0025】
上述のようにフッ素ベースの化学特性を使用して引き続きブランケットプラズマエッチングが行われる。ブランケットエッチングは、図11に示される硬化マスク142と領域140cとを除去して、図13に示される肩部134bを露出させる。肩部134bを露出すると同時に、バイア部(図示せず)の第2の部分148bが、m2として示される誘電層131cの材料を除去することによって形成される。
【0026】
図13と図14を参照すると、異方性の酸素ベースのプラズマエッチングが行われ、硬化された肩部134bとそれに重なったインプリント材料層134の材料を除去して、誘電層131cの領域145a、145bを露出させ、これによりトレンチ部146を形成する。領域145a、145bを露出させると同時に、バイア部の第3の部分148cが、m3で示される誘電層131cの材料を除去することによって形成される。バイア部分148a、148b、148cの長さを合算することにより、トレンチ部146と自己整合バイア部148が形成される。このようにして、自己整合でバイアとトレンチを作製することができる。
【0027】
図5と図15を参照すると、本発明を自己整合バイアとトレンチの形成に関して説明してきたが、本発明は種々の多段構造体を形成するために使用することができる。例えば図5に示されるように、各突出部34eに関連付けられるのは、高さh1で最上面34fから等間隔に配置された一対の離間した肩部34bと、そこから突出した突出部34aとすることができる。代替として、突出部34eは、図16に示される最上面134fの周りに同心状の単一の肩部134bを含むこともできる。
【0028】
図17を参照すると、更に、各突出部234eは、最上面234fからそれぞれ異なる高さh1、h2、h3、h4で離間して配置された、複数の肩部234a、234b、234c、234dを含むことができる。肩部234a、234b、234c、234dの4セットが示されているが、実際には0からn(nは整数)個までの任意の数を含むことができる。そのためには、型(図示せず)は、その表面に形成され、突出部234eの形状に相補的な1つ又はそれ以上の凹部を有することになる。更に、肩部234a、234b、234c、234dは、図18に示されるように最上面234fの両側に並んでいる。或いは、肩部234a、234b、234c、234dは、図19に示されるように最上面234fの周りに同心円状に配置することができる。突出部234eを使用すると、基板231を、図20の250で示される突出部234eの形状に相補的な凹部を有するように形成することができる。基板231は、均質な材料(例えばシリコン)からなるものとして示されるが、基板231上に材料の幾つかの層(図示せず)を含んでもよく、凹部250は、上述の層の1つ又はそれ以上及び/又は基板231内に形成することができる。更に、この層は半導体加工に好適などのような材料からなるものであってもよい。
【0029】
図2と図21に関して、上記では、複数の凹部が形成された型27を使用して基板31上に凹部を形成することを検討してきた。しかしながら、上記と同じ処理を使用して、基板331上にアイランド335を形成することもできる。そのためには、図22に示された型327は、突起部328bと表面328a、さらに突起部328bの間で突起部328bから離間した肩部328cとを有する、表面328aから延びる1つ又はそれ以上の突出部328を含む。インプリント材料の層は、基板331上に配置されて広がり、上述のようなパターン化層334を形成する。このように、パターン化層334は型327上のパターンに相補的なパターンを含む。この例においては、これにより、1つ又はそれ以上の凹部334aがパターン化層334内に形成されることになる。
【0030】
図22と図23を参照すると、この後で、パターン化層334とクラウン面340a上にエッチング選択層340が配置され、上述のように形成された多層構造体338を形成する。このやり方では、クラウン面340aの形成により凹部334aが充填された後、エッチング選択層340の部分だけが残る。凹部334aに重なっていないパターン化層334の部分に選択性の高い酸素エッチングの化学特性にクラウン面340aが曝されて除去され、図24に示す基板331の領域334を露出させる。これは、上述のように主として酸素ガスから構成される化学特性を使用するプラズマエッチングに曝されたときに、エッチング選択層340の残りの部分に存在するシリコンによって形成された硬化マスク342によって部分的に実現される。
【0031】
図21と図24を参照すると、領域344の露出後、上述のタイプのフッ素ベースのプラズマエッチングを行い、図23に示す多層構造体338の領域を硬化マスク342と重ねて除去し、領域345を露出させる。詳細には、領域344と硬化マスク342との間のエッチング速度の差により、アイランド335の形成が生じる。しかしながら、上述の段階的形状はいずれも、図22に示す型327のパターンに基づいて、このような方法で形成することができる点は理解されたい。更に、基板331は、均質な材料(例えばシリコン)からなるものとして示されているが、基板331上には材料の幾つかの層(図示せず)を含むことができ、アイランド335は、上述の層の1つ又はそれ以上及び/又は基板231に含めることができる。更に、この層は、半導体加工に適したどのような材料からなるものであってもよい。
【0032】
図1と図2の両方を参照すると、例示的な放射源22は紫外線を発生する。熱、電磁気などの他の放射源を使用してもよい。パターン化インプリント層34において材料の重合化を開始するのに使用される放射線の選択は、当業者には公知であり、通常は、目的とする特定用途に依存する。放射源22は、パターン化された型27が放射源22と基板31との間に位置付けられるように配置される。結果として、基板31及び/又はパターン化層27は、放射源22が発生する放射線が実質的に透過できる材料で作製する。例示的な材料には、溶融シリカ、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂、金属、さらにこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【0033】
システム10の構成部品は、例えば、ほぼ室温(約25℃)で熱膨張係数が約10ppm/℃よりも小さい、熱的に安定的な材料で製造することが望ましい。幾つかの実施形態では、構成材料の熱膨張係数は、約10ppm/℃又は1ppm/℃よりも小さい場合がある。このためには、ブリッジサポート12、ブリッジ14、及び/又はステージサポート16は、以下の材料、すなわち炭化ケイ素、又は商標名INVAR(登録商標)又は商標名SUPER INVAR(商標)で入手可能な鉄合金、或いは、限定ではないがZERODUR(登録商標)セラミックを含むセラミックなどの1つ又はそれ以上から作製することができる。更に、テーブル24は、システム10の他の構成部品を周囲環境の振動から絶縁するよう構成することができる。例示的なテーブル24は、カリフォルニア州アーヴィン所在のNewport Corporationから入手することができる。
【0034】
図1、図2、図3を参照すると、使用される独自の堆積処理を考慮に入れて基板31を効率的にパターン化するために、材料36aの特性は重要である。上述のように、材料36aは、複数の離散的な離間して配置されたビーズ36として基板31上に堆積される。ビーズ36の合計の容積は、パターン化インプリント層34が形成されることになる表面32の領域にわたって、材料36aが適切に広がるようにされる。結果として、パターン化インプリント層34は、広がって同時にパターン化され、該パターンは紫外線放射などの放射線に露出されることによって引き続き固定される。堆積処理の結果として、材料36aは表面32にわたってビーズ36内で材料36aの迅速で均一に容易に広がる特定の特性を有し、その結果、全厚t1が実質的に均一で、且つ残りの全厚t2が実質的に均一となることが望ましい。
【0035】
上述の組成を材料36aに使用する図3と図25を参照すると、インプリント・リソグラフィを容易にするために、プライマ層456が基板431上に含まれる。プライマ層456はとりわけ、パターン化インプリント層34との標準的な境界を形成するように機能し、これにより基板431が形成される材料に対する各処理をカスタマイズする必要性が低減される。更にプライマ層456は、パターン化インプリント層434と同じエッチング特性を有する有機材料で形成することができる。プライマ層456は、パターン化インプリント層434に対して優れた接着性を示し、連続する平滑な比較的欠陥のない表面を有するような方法で形成される。
【0036】
更に、パターン化インプリント層434がパターン化された型27に確実に接着されないように、低表面エネルギーコーティング剤458を使用して表面27aを処理してもよい。その結果、パターン化インプリント層434は、パターン化された型27が基板431と接触するときに、プライマ層456とコーティング剤458との間に配置される。コーティング剤458は、どのような既知の処理を用いて施工してもよい。例えば、この処理手法は、化学気相堆積法、物理気相堆積法、原子層堆積、又は他の種々の手法、ロウ付け、その他同様のものを含むことができる。同様の方法で、図6に示された低エネルギー表面コーティング剤を型127に施すことができる。或いは、同一物が作られる材料に界面活性剤と呼ばれる表面エネルギーが低い化合物を生成する材料を含めることによって、パターン化インプリント層34又はエッチング選択層40のいずれかの剥離特性を改善させることができる。公知の手法を使用して、化合物を層の表面に移行させ、これによりそれぞれ図2と図6に示す型27及び/又は127と境界付けるようにする。通常、界面活性剤は、これに伴い、層内の重合材料の表面エネルギーよりも小さな表面エネルギーを有する。前述の界面活性剤を形成する例示的な材料や処理は、Bender他による、「MULTIPLE IMPRINTING IN UV−BASED NANOIMPRINT LITHOGRAPHY: RELATED MATERIAL ISSUES(UVベースのナノインプリント・リソグラフィにおける複数インプリントと関連材料の問題点)」、Microelectronic Engineering、61−62ページ(2002年)において検討されている。界面活性剤の低表面エネルギーは望ましい剥離特性を与え、それぞれ図2と図6に示された型27及び/又は127に対してインプリント層34又はエッチング選択層40のいずれかの接着力を低下させる。界面活性剤は、図25に示された低表面エネルギーコーティング剤と共に、又はその代わりに使用することができる点は理解されたい。
【0037】
上述の本発明の実施形態は例示的なものである。本発明の範囲内に留まりながら、上述の開示に対し多くの変更及び修正を行うことができる。従って、本発明の範囲は、上の説明に関連して明らかにされるものではなく、添付の請求項と共にこの均等物の全範囲に関して明らかにされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明によるリソグラフィシステムの斜視図である。
【図2】本発明によるパターン化インプリント層を生成するために使用される、図1に示されたリソグラフィシステムの概略立面図である。
【図3】本発明に従って重合され架橋される前に、図2に示されたパターン化インプリント層が構成される材料の概略図である。
【図4】本発明に従って照射を受けた後に、図3に示された材料が変質される架橋重合材料の概略図である。
【図5】本発明に従ってパターン化された後に、図1に示されたパターン化インプリント層から離間したインプリント装置の概略断面図である。
【図6】本発明の1つの実施形態に従って、多層構造体に隣接するエッチング選択層の堆積による該多層構造体の形成後に、図5に示されたパターン化インプリント層の概略断面図である。
【図7】本発明の1つの実施形態に従ってクラウン面を形成するために、図6に示された多層構造体のブランケットエッチング後の概略断面図である。
【図8】本発明の1つの実施形態に従って、基板内にバイア部を形成するためにクラウン面がエッチングを受けた後の、図7に示された多層構造体の概略断面図である。
【図9】本発明の1つの実施形態に従って、バイア部と自己整合トレンチ部を形成するために、クラウン面が異方性エッチングを受けた後の、図8に示された多層構造体の概略断面図である。
【図10】本発明の1つの実施形態に従って、バイア部とトレンチ部への導電性材料の堆積の後に、図9に示された多層構造体の概略断面図である。
【図11】本発明の第1の別の実施形態に従って、クラウン面を形成するための図6に示された多層構造体のブランケットエッチングの後の概略断面図である。
【図12】基板内にバイア部の第1の部分を形成するために、クラウン面が異方性エッチングを受けた後の図11に示された多層構造体の概略断面図である。
【図13】パターン化インプリント層の領域を露出してバイア部の第2の部分を形成するために、クラウン面がブランケットエッチングを受けた後の図12に示された多層構造体の概略断面図である。
【図14】トレンチ部とバイア部の第3の部分とを形成するために、異方性のフッ素エッチングを受ける図13に示された多層構造体の概略断面図である。
【図15】本発明の第2の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の平面図である。
【図16】本発明の第3の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の平面図である。
【図17】本発明の第4の別の実施形態に従って、図5に示された突起部の断面図である。
【図18】本発明の第5の別の実施形態に従って、図17に示された突起部の平面図である。
【図19】本発明の第6の別の実施形態に従って、図17に示された突起部の平面図である。
【図20】図17に示された突起部の反転形状である凹部が形成された基板の図である。
【図21】本発明の第7の別の実施形態に従って、アイランドが形成された基板の断面図である。
【図22】図21に示された突起部を形成するために使用される、型と該型と相補的な形状のパターン化層とを示す概略断面図である。
【図23】図22に示されたパターン化層上に堆積された、エッチング選択層のエッチング後に形成されたクラウン面を示す断面図である。
【図24】基板の領域を露出するために、クラウン面がエッチングを受けた後の図23に示された多層構造体の断面図である。
【図25】本発明の第8の別の実施形態に従って、図5に示された基板とインプリント装置の概略断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に段付き構造体を形成する方法であって、
前記基板上である形状を有する多段構造体を形成する段階と、
前記形状の反転させたものを前記基板に転写する段階と、
を含む方法。
【請求項2】
前記転写段階が更に、前記形状の反転させたものを前記基板に転写して、バイア部とトレンチ部とを形成する段階を含み、
前記バイア部の寸法が前記多段構造体の第1の下位部分の寸法に応じて設定され、前記トレンチ部の寸法が前記多段構造体の第2の下位部分の寸法に応じて設定されることを特徴形状とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記転写段階が更に、
前記多段構造体をエッチング選択層で覆い、前記基板、前記エッチング選択層、前記多層構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記多層構造体の部分を除去して前記多段構造体の第1の下位部分と重なった前記基板の領域を露出させると共に、前記多段構造体の第2の下位部分と重なった前記エッチング選択層の領域に硬化マスクを形成する段階と、
を含む請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記転写段階が更に、
前記多段構造体を前記エッチング選択層で覆い、前記エッチング選択層、前記基板、前記多段構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記多層構造体から材料の第1と第2のバッチを連続して除去するエッチング処理を前記多層構造体に受けさせる段階と
を含み、
前記材料の第1のバッチが、前記多段構造体の第1の下位部分、これと前記多段構造体の部分とが重なった前記エッチング選択層の第1の部分、及び前記多段構造体の第1の下位部分に重なった前記基板に相当し、
前記材料の第2のバッチが、前記肩部、これと前記多段構造体の第2の部分とが重なった前記エッチング選択層の第2の部分、前記肩部に重なった前記基板に相当することを特徴形状とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記形成段階が更に、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記組成物を前記多段構造体の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と接触させる段階と、
前記組成物を重合させるために前記組成物を化学線に曝す段階と、
を含む請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記多段構造体を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記多段構造体を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上へ重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記基板と前記多段構造体との間にエッチング阻止層を前記基板上に形成する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記バイア部と前記トレンチ部において導電材料を堆積させる段階を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記多段構造体は、段付きの凹部を含む請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記基板をウェハとフィルム層で形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ウェハと前記フィルム層で前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項13に記載の方法。
【請求項16】
前記多段構造体が突出部と肩部を有する二層の突起部を含み、前記突出部が最上面を有し、前記肩部が前記最上面と前記基板から離れて配置されている請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項16に記載の方法。
【請求項19】
基板上に段付き構造体を形成する方法であって、
前記基板上に多段構造体を形成する段階と、
前記多段構造体をエッチング選択層で覆い、前記基板とともに、前記エッチング選択層と前記多段構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記エッチング選択層の除去によって露出された多段構造体の一部に応じて、エッチングされる前記基板の領域を形成する段階と、
を含む方法。
【請求項20】
前記形成する段階が更に、突出部と肩部とを有する前記多段構造体を形成する段階を含み、前記領域を形成する段階が更に、プラズマエッチングに対して前記多層構造体を露出させることによって前記肩部と重なった前記エッチング選択層の領域にハードマスクを形成させながら、突出部と重なった前記基板の領域にバイア部を形成するために、前記多層構造体の一部を同時に除去する段階を含む請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記形成段階が、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記多段構造体の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と前記組成物を接触させる段階と、
前記組成物を重合するために化学線に対して前記組成物を曝す段階と、を含む請求項19に記載の方法。
【請求項22】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記多段構造体を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を更に含む請求項19に記載の方法。
【請求項23】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上への重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項24】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項25】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記多段構造体を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項26】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項27】
前記多層構造体は、ある形状を有する段付きの凹部を含む請求項19に記載の方法。
【請求項28】
前記基板をウェハとフィルム層から形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記ウェハ及び前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項27に記載の方法。
【請求項30】
前記多段構造体が突出部と肩部を有する二層の突起部を含み、前記突出部が最上面を有し、前記肩部が前記最上面と前記基板から離して配置されており、前記二層の突起部が形状を定める請求項19に記載の方法。
【請求項31】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項31に記載の方法。
【請求項33】
基板上に段階的構造体を形成する方法であって、
最上面を有する突出部と前記最上面と前記基板から離間した肩部とを含む二層の突起部を有するパターン化層を前記基板上に形成する段階と、
前記突出部をエッチング選択層で覆う段階と、
前記最上面を露出するために前記エッチング選択層の一部分を除去し、前記二層の突起部の一部分を前記エッチング選択層で覆ったまま残すことによってクラウン面を形成する段階と、
前記二層の突起部の残りの部分の露出を回避しながら、前記最上面とその最上面に重なった前記パターン化層の材料とを除去する段階と、
前記肩部を露出するために、前記二層の突起部の前記の残りの部分と重なった前記エッチング選択層の領域を除去する段階と、
前記肩部とこれに重なった前記パターン化層とを除去する段階と、
を含む方法。
【請求項34】
前記形成段階が更に、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記組成物を前記二層の突起部の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と接触させる段階と、
前記組成物を重合するために前記組成物を化学線に曝す段階と、
を更に含む請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記パターン化層を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項33に記載の方法。
【請求項36】
前記最上面を除去する段階が更に、前記二層の突起部が形成される材料と反応性が高いエッチング化学特性に前記クラウン面を曝す段階を含み、前記エッチング選択層が形成される材料を含む前記クラウン面の領域にハードマスクを形成する請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記覆う段階が更に、前記パターン化層上へ重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項38】
前記覆う段階が更に、前記パターン化層上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項39】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記パターン化層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項40】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項1】
基板上に段付き構造体を形成する方法であって、
前記基板上である形状を有する多段構造体を形成する段階と、
前記形状の反転させたものを前記基板に転写する段階と、
を含む方法。
【請求項2】
前記転写段階が更に、前記形状の反転させたものを前記基板に転写して、バイア部とトレンチ部とを形成する段階を含み、
前記バイア部の寸法が前記多段構造体の第1の下位部分の寸法に応じて設定され、前記トレンチ部の寸法が前記多段構造体の第2の下位部分の寸法に応じて設定されることを特徴形状とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記転写段階が更に、
前記多段構造体をエッチング選択層で覆い、前記基板、前記エッチング選択層、前記多層構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記多層構造体の部分を除去して前記多段構造体の第1の下位部分と重なった前記基板の領域を露出させると共に、前記多段構造体の第2の下位部分と重なった前記エッチング選択層の領域に硬化マスクを形成する段階と、
を含む請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記転写段階が更に、
前記多段構造体を前記エッチング選択層で覆い、前記エッチング選択層、前記基板、前記多段構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記多層構造体から材料の第1と第2のバッチを連続して除去するエッチング処理を前記多層構造体に受けさせる段階と
を含み、
前記材料の第1のバッチが、前記多段構造体の第1の下位部分、これと前記多段構造体の部分とが重なった前記エッチング選択層の第1の部分、及び前記多段構造体の第1の下位部分に重なった前記基板に相当し、
前記材料の第2のバッチが、前記肩部、これと前記多段構造体の第2の部分とが重なった前記エッチング選択層の第2の部分、前記肩部に重なった前記基板に相当することを特徴形状とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記形成段階が更に、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記組成物を前記多段構造体の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と接触させる段階と、
前記組成物を重合させるために前記組成物を化学線に曝す段階と、
を含む請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記多段構造体を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記多段構造体を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上へ重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記基板と前記多段構造体との間にエッチング阻止層を前記基板上に形成する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記バイア部と前記トレンチ部において導電材料を堆積させる段階を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記多段構造体は、段付きの凹部を含む請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記基板をウェハとフィルム層で形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ウェハと前記フィルム層で前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項13に記載の方法。
【請求項16】
前記多段構造体が突出部と肩部を有する二層の突起部を含み、前記突出部が最上面を有し、前記肩部が前記最上面と前記基板から離れて配置されている請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項16に記載の方法。
【請求項19】
基板上に段付き構造体を形成する方法であって、
前記基板上に多段構造体を形成する段階と、
前記多段構造体をエッチング選択層で覆い、前記基板とともに、前記エッチング選択層と前記多段構造体が多層構造体を形成する段階と、
前記エッチング選択層の除去によって露出された多段構造体の一部に応じて、エッチングされる前記基板の領域を形成する段階と、
を含む方法。
【請求項20】
前記形成する段階が更に、突出部と肩部とを有する前記多段構造体を形成する段階を含み、前記領域を形成する段階が更に、プラズマエッチングに対して前記多層構造体を露出させることによって前記肩部と重なった前記エッチング選択層の領域にハードマスクを形成させながら、突出部と重なった前記基板の領域にバイア部を形成するために、前記多層構造体の一部を同時に除去する段階を含む請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記形成段階が、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記多段構造体の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と前記組成物を接触させる段階と、
前記組成物を重合するために化学線に対して前記組成物を曝す段階と、を含む請求項19に記載の方法。
【請求項22】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記多段構造体を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を更に含む請求項19に記載の方法。
【請求項23】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上への重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項24】
前記覆う段階が更に、前記多段構造体上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項25】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記多段構造体を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項26】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項21に記載の方法。
【請求項27】
前記多層構造体は、ある形状を有する段付きの凹部を含む請求項19に記載の方法。
【請求項28】
前記基板をウェハとフィルム層から形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記ウェハ及び前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項27に記載の方法。
【請求項30】
前記多段構造体が突出部と肩部を有する二層の突起部を含み、前記突出部が最上面を有し、前記肩部が前記最上面と前記基板から離して配置されており、前記二層の突起部が形状を定める請求項19に記載の方法。
【請求項31】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に、前記形状の反転されたものを前記フィルム層へ転写する段階を含む請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記ウェハと前記フィルム層から前記基板を形成する段階を更に含み、前記転写段階が更に前記形状の反転されたものを前記ウェハへ転写する段階を含む請求項31に記載の方法。
【請求項33】
基板上に段階的構造体を形成する方法であって、
最上面を有する突出部と前記最上面と前記基板から離間した肩部とを含む二層の突起部を有するパターン化層を前記基板上に形成する段階と、
前記突出部をエッチング選択層で覆う段階と、
前記最上面を露出するために前記エッチング選択層の一部分を除去し、前記二層の突起部の一部分を前記エッチング選択層で覆ったまま残すことによってクラウン面を形成する段階と、
前記二層の突起部の残りの部分の露出を回避しながら、前記最上面とその最上面に重なった前記パターン化層の材料とを除去する段階と、
前記肩部を露出するために、前記二層の突起部の前記の残りの部分と重なった前記エッチング選択層の領域を除去する段階と、
前記肩部とこれに重なった前記パターン化層とを除去する段階と、
を含む方法。
【請求項34】
前記形成段階が更に、
重合可能な流体組成物を前記基板上に堆積させる段階と、
前記組成物を前記二層の突起部の形状に相補的な形状を含む凹凸構造体を有する型と接触させる段階と、
前記組成物を重合するために前記組成物を化学線に曝す段階と、
を更に含む請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記形成段階が更に、実質的にシリコンを含有しない有機重合可能材料で前記パターン化層を形成する段階を含み、
前記覆う段階が更に、シリコン含有材料で前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項33に記載の方法。
【請求項36】
前記最上面を除去する段階が更に、前記二層の突起部が形成される材料と反応性が高いエッチング化学特性に前記クラウン面を曝す段階を含み、前記エッチング選択層が形成される材料を含む前記クラウン面の領域にハードマスクを形成する請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記覆う段階が更に、前記パターン化層上へ重合可能な流体の組成物を配置し、前記重合可能な流体の組成物を実質的に平滑な平面を有する型と接触させ、前記重合可能な流体組成物を前記重合可能な流体組成物を重合するための条件に曝すことによって前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項38】
前記覆う段階が更に、前記パターン化層上にシリコン含有材料をスピンコーティングすることによって前記エッチング選択層を配置する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項39】
前記形成段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記パターン化層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【請求項40】
前記覆う段階が更に、重合可能な化合物を有する材料と、前記重合可能な化合物よりも小さな表面エネルギーを有する界面活性剤とで前記エッチング選択層を形成する段階を含む請求項35に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【公表番号】特表2006−524919(P2006−524919A)
【公表日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−513194(P2006−513194)
【出願日】平成16年4月21日(2004.4.21)
【国際出願番号】PCT/US2004/012313
【国際公開番号】WO2004/097518
【国際公開日】平成16年11月11日(2004.11.11)
【出願人】(503193362)モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年4月21日(2004.4.21)
【国際出願番号】PCT/US2004/012313
【国際公開番号】WO2004/097518
【国際公開日】平成16年11月11日(2004.11.11)
【出願人】(503193362)モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Fターム(参考)】
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