説明

ナノインプリント法

【課題】インプリント時の合わせずれについて精度の高い補正を可能とするナノインプリント法を提供すること。
【解決手段】実施の形態に係るナノインプリント法は、テンプレートを用いてインプリントし、第1の被転写基板上にパターンを形成する工程と、前記パターンの前記第1の被転写基板に対する合わせずれを計測する工程と、計測した前記合わせずれに基づいて合わせずれの補正を行ない、前記テンプレートから本番用テンプレートを作製する工程と、前記本番用テンプレートを用いてインプリントし、第2の被転写基板上にパターンを形成する工程とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、ナノインプリント法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造方法において、100nm以下の微細パターンの形成と量産性を両立させる技術として、被転写基板に原版の型(テンプレート)を転写するナノインプリント法が注目されている。
【0003】
ナノインプリント法は、パターニングされたテンプレートを、被転写基板上に塗布されているインプリント材料からなるレジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることによりレジスト層にパターンを転写する方法である。
【0004】
ナノインプリント法としては、熱インプリント法や光インプリント法がある。例えば、光ナノインプリント法は、下記(1)〜(6)の工程を含む方法が知られている。
(1)被転写基板へインプリント材料である光硬化性レジストを塗布する工程
(2)被転写基板とテンプレートとのアライメント(位置合わせ)を行なう工程
(3)レジストにテンプレートをプレスする(接触させる)工程
(4)光照射によりレジストを硬化させる工程
(5)テンプレートを離し(離型)、被転写基板とレジストをリンスする工程
(6)異方性エッチング等により被転写基板上の不要なレジスト(残膜)を除去する工程
【0005】
上記光ナノインプリント法で用いるテンプレートは、例えば、一般のフォトマスクに用いる全透明な石英基板にプラズマエッチングにより凹凸のパターンを形成したものである。メモリデバイスのパターン配置を例に取ると、各チップの中央部にラインアンドスペースからなるメモリセルパターンが形成され、その外側に周辺回路のパターンが形成される。更に外周には、チップの切り代の部分となるダイシング領域が配置され、このダイシング領域には位置合わせのためのアライメントマークが形成されている。
【0006】
ナノインプリント法においては、上記アライメントマークを利用して、転写したパターンと被転写基板に形成されているパターンとの合わせずれを検査する。合わせずれ量がスペック値以内である場合には次の加工工程に進むが、合わせずれ量がスペック値をオーバーしている場合には転写パターンが形成されたレジスト層を剥離して、再度転写プロセスを経ることが一般的である。スペック値をオーバーした場合は、合わせずれ検査工程で計測された合わせずれ量を転写工程にフィードバックして、合わせずれを低減するための歪み補正が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2009−88264号公報
【特許文献2】US2005/0271955 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、インプリント時の合わせずれについて精度の高い補正を可能とするナノインプリント法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施の形態は、以下の工程を有するナノインプリント法を提供する。
(1)テンプレートを用いてインプリントし、第1の被転写基板上にパターンを形成する工程
(2)前記パターンの前記第1の被転写基板に対する合わせずれを計測する工程
(3)計測した前記合わせずれに基づいて合わせずれの補正を行ない、前記テンプレートから本番用テンプレートを作製する工程
(4)前記本番用テンプレートを用いてインプリントし、第2の被転写基板上にパターンを形成する工程
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を示すフロー図である。
【図2】第1の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を説明するための図である。
【図3】パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【図4】パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【図5】パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【図6】パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【図7】パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【図8】第2の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を示すフロー図である。
【図9】第2の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を示すフロー図である。また、図2は、第1の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を説明するための図である。
本実施の形態は、以下の工程を有するナノインプリント法である。
(1)テンプレートを用いてインプリントし、第1の被転写基板(一例としてウェハー)上にパターンを形成する工程(図1及び図2の(a))
(2)前記パターンの前記第1の被転写基板に対する合わせずれを計測する工程(図1及び図2の(b))
(3)計測した前記合わせずれに基づいて合わせずれの補正を行ない、前記テンプレートから本番用テンプレートを作製する工程(図1及び図2の(c))
(4)前記本番用テンプレートを用いてインプリントし、第2の被転写基板(一例としてウェハー)上にパターンを形成する工程(図1及び図2の(d))
【0012】
以下、(1)〜(4)の工程を順に説明する。
〔(1)ウェハー上にパターンを形成する工程〕
親テンプレート1をウェハー2にナノインプリントして、ウェハー2上にパターン3Aを形成する。親テンプレート1は、例えば、全透明な石英基板にプラズマエッチングにより凹凸のパターンを形成したものである。
【0013】
ここで、ナノインプリントする際に、親テンプレート1に歪み補正11を加えることが好ましい。歪み補正11は、例えば特許文献2に記載の公知の方法により行なうことができる。具体的には、ウェハー2に予め形成されたアライメントマークと、親テンプレート1に予め形成されたアライメントマークとの位置関係を計測し、計測結果をもとに親テンプレート1に対して補正(歪み補正11)を行なう。
【0014】
〔(2)パターンの合わせずれを計測する工程〕
次に、ウェハー2上に形成されたパターン3Aについて、パターン3Aと理想パターン4との合わせずれ12を計測する。以下に合わせずれを計測する方法の一例を具体的に説明する。
【0015】
図3〜7は、パターンの合わせずれを計測する工程を説明するための図である。
【0016】
図3に示されるように、ウェハー2のインプリントされる領域20に予め、ウェハー2のインプリントパターンに対する相対的な位置を決める位置決めパターン30を多数形成しておく。
【0017】
また、図4(a)に示されるように、親テンプレート1にも位置決めパターン30と逆に、インプリントパターンのウェハー2に対する相対的な位置を決める位置決めパターン40を加工しておく。位置決めパターン40の中心位置41と位置決めパターン30の中心位置31が同位置になるようにする(図4(b))。図では、位置決めパターン40は位置決めパターン30の外部になるように配置しているが、位置決めパターン40を位置決めパターン30の内部になるように配置してもよい。
【0018】
位置決めパターン40が加工されているウェハー2に、位置決めパターン30が加工されている親テンプレート1を用いてインプリントした結果が図4(c)である。位置決めパターン30と位置決めパターン40により、オーバーレイマーク50が構成される。
【0019】
オーバーレイマーク50は、ウェハー2とインプリントパターンの合わせずれを計測するために用いられる。
オーバーレイマーク50を光学像60で取得し、光学像60について図5の矢印方向に画像処理を行ない、ウェハー2に形成されている位置決めパターン30の中心位置31とインプリントパターンの中心位置51を求めて、合わせずれを計測する(図6)。図5の矢印方向と垂直方向に対しても同様に合わせずれを計測する。
【0020】
インプリントされる領域内の多数の位置でのオーバーレイマーク50(光学像60)からインプリントされる領域内の多数の位置での合わせずれ12を計測する(図7)。
【0021】
〔(3)合わせずれの補正を行ない本番用テンプレートを作製する工程〕
次に、計測した合わせずれ12に基づいて、合わせずれを最小化する補正値を求め、合わせずれの補正を行ない、親テンプレート1から本番用テンプレートである子テンプレート5を作製する。
【0022】
具体的には、上記のインプリントされる領域内の多数の位置での合わせずれ12が、インプリントする際にずれる合わせずれであるので、その量だけずれるものと仮定してテンプレートのパターン位置を補正し、親テンプレート1からナノインプリントすることにより子テンプレート5(本番用テンプレート)を作製する。子テンプレート5は、例えば、石英からなる。
【0023】
ここで、ナノインプリントする際に、親テンプレート1に前述の歪み補正11を加えることが好ましい。
【0024】
〔(4)本番用テンプレートを用いてインプリントし、ウェハー上にパターンを形成する工程〕
次に、子テンプレート5をウェハー2にインプリントして、理想パターン4と同等、若しくは極めて近いパターン3Bを得る。
【0025】
その他の工程は、公知のナノインプリント法と同様に行なうことができる。
【0026】
<第2の実施の形態>
図8は、第2の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を示すフロー図である。また、図9は、第2の実施の形態に係るナノインプリント法の工程を説明するための図である。
本実施の形態は、以下の工程を有するナノインプリント法である。
(1)第1のテンプレートから第2のテンプレートを作製し、当該第2のテンプレートを用いてインプリントし、ウェハー上にパターンを形成する工程(図8及び図9の(a)及び(b))
(2)前記パターンの合わせずれを計測する工程(図8及び図9の(c))
(3)計測した前記合わせずれに基づいて合わせずれの補正を行ない、前記第2のテンプレート又は第1のテンプレートから本番用テンプレートを作製する工程(図8及び図9の(d))
(4)前記本番用テンプレートを用いてインプリントし、ウェハー上にパターンを形成する工程(図8及び図9の(e))
【0027】
以下、(1)〜(4)の工程を順に説明する。
〔(1)ウェハー上にパターンを形成する工程〕
親テンプレート1(第1のテンプレート)からナノインプリントすることにより子テンプレート5A(第2のテンプレート)を作製し、子テンプレート5Aをウェハー2にナノインプリントして、ウェハー2上にパターン3Cを形成する。親テンプレート1は、例えば、全透明な石英基板にプラズマエッチングにより凹凸のパターンを形成したものであり、子テンプレート5Aは、例えば、石英からなる。
【0028】
ここで、ナノインプリントする際に、親テンプレート1に前述の歪み補正11を加えることが好ましい。或いは、子テンプレート5Aに前述の歪み補正11を加えてもよい。
【0029】
〔(2)パターンの合わせずれを計測する工程〕
次に、ウェハー2上に形成されたパターン3Cについて、パターン3Cと理想パターン4との合わせずれ12を計測する。具体的な計測方法は、第1の実施の形態で説明した通りであるが、親テンプレート1ではなく、子テンプレート5Aを用いている点で相違する。
【0030】
〔(3)合わせずれの補正を行ない本番用テンプレートを作製する工程〕
次に、計測した合わせずれ12に基づいて、合わせずれを最小化する補正値を求め、合わせずれの補正を行ない、子テンプレート5Aから本番用テンプレートである子テンプレート5Bを作製する。子テンプレート5Aに換えて、親テンプレート1を用いてもよい。
【0031】
具体的には、上記のインプリントされる領域内の多数の位置での合わせずれ12が、インプリントする際にずれる合わせずれであるので、その量だけずれるものと仮定してテンプレートのパターン位置を補正し、子テンプレート5A又は親テンプレート1からナノインプリントすることにより子テンプレート5B(本番用テンプレート)を作製する。子テンプレート5Bは、例えば、石英からなる。
【0032】
ここで、ナノインプリントする際に、子テンプレート5A又は親テンプレート1に前述の歪み補正11を加えることが好ましい。
【0033】
〔(4)本番用テンプレートを用いてインプリントし、ウェハー上にパターンを形成する工程〕
次に、子テンプレート5Bをウェハー2にインプリントして、理想パターン4と同等、若しくは極めて近いパターン3Dを得る。
【0034】
その他の工程は、公知のナノインプリント法と同様に行なうことができる。
【0035】
〔実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、インプリント時の合わせずれについて精度の高い補正を可能とするインプリント法を提供することができる。これにより、インプリント時の合わせずれを低減することができる。なお、第1の実施の形態は、第2の実施の形態よりも工程数が少なく、コスト面で有利である。
【0036】
本発明は、本実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
テンプレートを用いてインプリントし、第1の被転写基板上にパターンを形成する工程と、
前記パターンの前記第1の被転写基板に対する合わせずれを計測する工程と、
計測した前記合わせずれに基づいて合わせずれの補正を行ない、前記テンプレートから本番用テンプレートを作製する工程と、
前記本番用テンプレートを用いてインプリントし、第2の被転写基板上にパターンを形成する工程と
を有することを特徴とするナノインプリント法。
【請求項2】
前記テンプレートは、第1のテンプレート又は前記第1のテンプレートから作製した第2のテンプレートであることを特徴とする請求項1記載のナノインプリント法。
【請求項3】
前記合わせずれは、前記テンプレートに加工された第1の位置決めパターンと、前記第1の被転写基板に加工された第2の位置決めパターンからなるオーバーレイマークを利用して計測されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のナノインプリント法。
【請求項4】
前記合わせずれの補正を行なうと共に、アライメントマークを利用して計測した歪補正も行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のナノインプリント法。
【請求項5】
前記テンプレートを用いてインプリントする際に、アライメントマークを利用して計測した歪補正を行なうことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のナノインプリント法。
【請求項6】
前記第1のテンプレートから前記第2のテンプレートをインプリントにより作製する際に、アライメントマークを利用して計測した歪補正を行なうことを特徴とする請求項2に記載のナノインプリント法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate


【公開番号】特開2012−89636(P2012−89636A)
【公開日】平成24年5月10日(2012.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−234195(P2010−234195)
【出願日】平成22年10月19日(2010.10.19)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】