空間位相フィーチャ・ロケーション
基板上のアラインメント・マークを突き止める方法を説明する。一般に、基板は、基板アラインメント・マークに隣接する１つまたは複数のロケータ・マークを含む。ロケータ・マークは、減らされた大きさの相対変位を伴ってリソグラフィ・システム内で基板をテンプレートと位置合わせするのに基板アラインメント・マークを使用できるように、基板アラインメント・マークの相対ロケーションを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、その両方が参照によって本明細書に組み込まれている、２００７年１２月５日に出願した米国仮出願第６０／９９２４１６号の、米国特許法第１１９（ｅ）（１）条の下での利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、１００ナノメートル以下程度のフィーチャを有する非常に小さい構造の製造を含む。ナノファブリケーションがかなり大きい影響を有してきた１つの応用例が、集積回路の処理である。半導体処理産業は、基板上に形成される単位面積あたりの回路を増やしながら、より高い製造歩留まりを求めて努力し続けており、したがって、ナノファブリケーションは、ますます重要になっている。ナノファブリケーションは、形成される構造の最小フィーチャ寸法の相次ぐ縮小を可能にしながら、より高いプロセス制御をもたらす。ナノファブリケーションが使用されてきた開発の他の領域は、バイオテクノロジ、光テクノロジ、機械システム、および類似物を含む。
【０００３】
現在使用されている例示的なナノファブリケーション技法を、一般に、インプリント・リソグラフィと称する。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許公開第２００４／００６５９７６号、米国特許公開第２００４／００６５２５２号、および米国特許第６９３６１９４号など、多数の刊行物で詳細に説明されている。
【０００４】
前述の２つの米国特許公開および米国特許のそれぞれで開示されるインプリント・リソグラフィ技法は、形成可能層（重合可能）内でのレリーフ・パターンの形成および基礎になる基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写を含む。基板を移動ステージに結合して、パターニング・プロセスを容易にするための所望の位置決めを得ることができる。パターニング・プロセスは、基板から離隔されたテンプレートおよびテンプレートと基板との間に適用される形成可能な液体を使用する。形成可能な液体は、固体化されて、形成可能な液体と接触するテンプレートの表面の形状に適合するパターンを有する堅固な層を形成する。固体化の後に、テンプレートは、堅固な層から分離され、テンプレートおよび基板が離隔される。基板および固体化された層は、その後、固体化された層内のパターンに対応するレリーフ・イメージを基板に転写するために、追加プロセスを受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００４／００６５９７６号
【特許文献２】米国特許公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６９３６１９４号
【特許文献４】米国特許第６８７３０８７号
【特許文献５】米国特許第７１５７０３６号
【特許文献６】米国特許公開第２００５／０１８７３３９
【特許文献７】米国特許第６９３２９３４号
【特許文献８】米国特許公開第２００４／０１２４５６６号
【特許文献９】米国特許公開第２００４／０１８８３８１号
【特許文献１０】米国特許公開第２００４／０２１１７５４号
【特許文献１１】米国特許第７１３６１５０号
【特許文献１２】米国特許第７０７０４０５号
【特許文献１３】米国特許第６９１６５８４号
【特許文献１４】米国特許公開第２００４／０１８９９９６号
【０００６】
本発明をより詳細に理解できるようにするために、本発明の実施形態の説明を、添付図面に示された実施形態を参照して行う。添付図面は、本発明の通常の実施形態のみを示し、したがって、範囲について限定的と考えられてはならないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ・システムを示す単純化された側面図である。
【図２】その上にパターニングされた層を配置された図１に示された基板を示す単純化された側面図である。
【０００８】
【図３Ａ】一方向に沿ったミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す単純化された立面図である。
【０００９】
【図３Ｂ】２つの横方向に沿ったミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す上面図である。
【００１０】
【図３Ｃ】角度ミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す上面図である。
【００１１】
【図４Ａ】フィールドの周りの複数のアラインメント測定ユニットを有する例示的なアラインメント・システムを示す単純化された上面図である。
【００１２】
【図４Ｂ】基板を示す単純化された上面図である。
【００１３】
【図５Ａ】テンプレート・アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【００１４】
【図５Ｂ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【図５Ｃ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【図５Ｄ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【００１５】
【図６】イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを識別する例示的な方法を示す流れ図である。
【００１６】
【図７】イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを識別するもう１つの例示的な方法を示す流れ図である。
【００１７】
【図８】ロケータ・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせする例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面、具体的には図１を参照すると、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するのに使用されるリソグラフィ・システム１０が示されている。基板１２を、基板チャック１４に結合することができる。図示されているように、基板チャック１４は、真空チャックである。しかし、基板チャック１４を、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁、および／または類似物を含むがこれらに限定はされない任意のチャックとすることができる。例示的なチャックは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６８７３０８７号に記載されている。
【００１９】
基板１２および基板チャック１４を、さらに、ステージ１６によって支持することができる。ステージ１６は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った移動を実現することができる。ステージ１６、基板１２、および基板チャック１４を、ベース（図示せず）上で位置決めすることもできる。
【００２０】
基板１２から離隔されているのが、テンプレート１８である。テンプレート１８は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０を含むことができ、メサ２０は、その上にパターニング表面２２を有する。さらに、メサ２０を、モールド２０と称する場合がある。その代わりに、テンプレート１８を、メサ２０なしで形成することができる。
【００２１】
テンプレート１８および／またはモールド２０は、溶融石英、石英、珪素、有機重合体、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン重合体、金属、硬化サファイヤ、および／または類似物を含むがこれらに限定されない材料から形成することができる。図示されているように、パターニング表面２２は、複数の離隔された凹窩２４および／または突起２６によって画定されるフィーチャを含むが、本発明の実施形態は、そのような構成に限定されない。パターニング表面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成する任意のオリジナル・パターンを画定することができる。
【００２２】
テンプレート１８をチャック２８に結合することができる。チャック２８は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁、および／または他の類似するチャック・タイプとして構成することができるが、これらに限定はされない。例示的なチャックは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６８７３０８７号にさらに記載されている。さらに、チャック２８をインプリント・ヘッド３０に結合することができ、チャック２８および／またはインプリント・ヘッド３０を、テンプレート１８の移動を容易にするように構成することができる。
【００２３】
システム１０は、さらに、流体ディスペンス・システム（ｆｌｕｉｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅ ｓｙｓｔｅｍ）３２を含むことができる。流体ディスペンス・システム３２を使用して、基板１２上に重合可能材料３４を堆積することができる。重合可能材料３４は、ドロップ・ディスペンス（ｄｒｏｐ ｄｉｓｐｅｎｓｅ）、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜析出、厚膜溶着、および／または類似物などの技法を使用して基板１２上に配置することができる。重合可能材料３４を、設計考慮事項に依存して、所望の体積がモールド２０と基板１２との間で画定される前および／または後に、基板１２に配置することができる。重合可能材料３４は、いずれもが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第７１５７０３６号および米国特許公開第２００５／０１８７３３９に記載されているように単量体混合物を含むことができる。
【００２４】
図１および２を参照すると、システム１０は、さらに、経路４２に沿ってエネルギ４０を向けるように結合されたエネルギ源３８を含むことができる。インプリント・ヘッド３０およびステージ１６を、経路４２に重ね合わせてテンプレート１８および基板１２を位置決めするように構成することができる。システム１０を、ステージ１６、インプリント・ヘッド３０、流体ディスペンス・システム３２、および／または源３８と通信するプロセッサ５４によって調整することができ、システム１０は、メモリ５６に格納されたコンピュータ可読プログラム上で動作することができる。
【００２５】
インプリント・ヘッド３０またはステージ１６のいずれかあるいはその両方が、重合可能材料３４によって充てんされる、モールド２０と基板１２との間の所望の体積を画定するために、その間の距離を変更することができる。たとえば、インプリント・ヘッド３０は、モールド２０が重合可能材料３４と接触するように、テンプレート１８に力を印加することができる。所望の体積が重合可能材料３４によって充てんされた後に、源３８は、エネルギ４０、たとえば紫外線放射を作り、重合可能材料３４に固体化させ、かつ／または架橋させ、基板１２上でパターニングされた層４６を画定する、基板１２の表面４４およびパターニング表面２２の形状に適合される。パターニングされた層４６は、残留層４８ならびに突起５０および凹窩５２として図示された複数のフィーチャを含むことができ、突起５０は、厚さｔ1を有し、残留層は、厚さｔ2を有する。
【００２６】
上で述べたシステムおよびプロセスを、さらに、それぞれが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６９３２９３４号、米国特許公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許公開第２００４／０１８８３８１号、および米国特許公開第２００４／０２１１７５４号で言及されたインプリント・リソグラフィのプロセスおよびシステムで使用することができる。
【００２７】
テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントを確かめることは、テンプレート１８と基板１２との間のパターン転写を容易にするのを助けることができる。図３Ａを参照すると、テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントは、テンプレート１８のアラインメント・マーク７４が基板１２のアラインメント・マーク７２と重ね合わされる時に発生すると仮定される。たとえば、図３Ａでは、テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントは、この２つのマークが距離Ｏだけオフセットされていることによって示されているように、発生していない。さらに、オフセットＯは、一方向の線形オフセットとして示されているが、オフセットを、図３Ｂに示されたＯ1およびＯ2として示された２つの方向に沿って広げることができることを理解されたい。一方向または二方向の前述の線形オフセットに加えてまたはその代わりに、テンプレート１８と基板１２との間のオフセットを、図３Ｃで角度Θとして示されている、角度オフセットからなるものとすることもできる。複数のアラインメント・マークは、テンプレート１８および基板１２に追加される時に、組合せ（たとえば、倍率、スキュー、台形ひずみ、および類似物）で他のミスアラインメント項をも示すことができる。
【００２８】
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、アラインメントを容易にするために、テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４および基板１２上のアラインメント・マーク７２を利用するアラインメント・システム６０を使用することができる。図４Ａに、複数のアラインメント測定ユニット６２（たとえば、顕微鏡）を有するアラインメント・システム６０の単純化された図を示す。インプリント・リソグラフィ処理で使用されるアラインメント・マーク７４および／または７２ならびにアラインメント・システム６０の例が、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第７１３６１５０号、米国特許第７０７０４０５号、米国特許第６９１６５８４号、および米国特許公開第２００７／０２３１４２１号に詳細に記載されている。
【００２９】
アラインメント・システム６０を、フィールドごとのアラインメント・プロセスに使用することができる。図１、４Ａ〜４Ｂ、５Ａ〜Ｃに示されているように、インプリント中に、ステージ１６およびインプリント・ヘッド３０を、テンプレート１８がメモリ５６に格納された座標に基づいて基板１２の所望のフィールド７０上で方位を定められるように移動することができる。基板１２の各フィールド７０は、テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４に対応する複数のアラインメント・マーク７２を含むことができる。テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４を、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許公開第２００４／０１８９９９６号に記載されているモアレ・パターンの評価によって、基板１２上にインプリントされる特定のフィールド７０のアラインメント・マーク７２と位置合わせすることができる。フィールド７０がインプリントされた後に、ステージ１６を移動して、基板１２の別のフィールド７０上でテンプレート１８の方位を定めることができる。したがって、アラインメントを、基板１２の個々のフィールド７０内で行うことができる。
【００３０】
一般に、当技術分野では、モアレじまに関する関心領域の最適ロケーションは、手動で決定される。さらに、単一座標系の欠如は、一般に、あるカメラ・システムの座標系を別のカメラ・システムの座標系に位置合わせするために複数のオフセットが必要なので、アラインメントを複雑にする。さらに、これらのオフセットは、機械的ドリフト（たとえば、熱ドリフト）に敏感である可能性がある。
【００３１】
モアレじまに関する関心領域の適切なロケーションをもたらすために、それぞれ基板１２およびテンプレート１８上のアラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションを、１つまたは複数のロケータ・マーク７６によって決定することができる。たとえば、アラインメント・マーク７２および／または７４に隣接するロケータ・マーク７６の空間位相ロケーションを提供することによって、アラインメント・マーク７２および／または７４の相対ロケーションを決定することができる。一般に、ロケータ・マーク７６のロケーションは、基準イメージを使用せずに決定することができ、機器にテンプレート１８および／または基板１２に関して移動させる可能性がある機械的振動に対して、より頑健である可能性がある。さらに、テンプレート１８上のロケータ・マーク７６を識別することによって、気体（たとえば、ヘリウム）がテンプレート１８および基板１２の環境内の屈折率を変更する時に見られる、誘導イメージ雑音干渉を減らすことができる。
【００３２】
ロケータ・マーク７６は、アラインメント・マーク７２および／または７４に実質的に類似する材料から、これに実質的に類似する形で形成することができる。ロケータ・マーク７６は、全般的に、アラインメント・マーク７２および７４に隣接して配置され、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションのレジストレーションを提供することができ、さらに、その場で、実質的にリアルタイムでアラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションのレジストレーションをはかどらせることができる。たとえば、モアレじまは、一般に、リソグラフィ・システム１０内にロードされた、基板１２ではなくテンプレート１８のみを用いて決定することができない。しかし、テンプレート１８上のロケータ・マーク７６のロケーションを、リソグラフィ・システム１０内に基板１２をロードせずに決定することができる。したがって、ロケータ・マーク７６は、基板１２のローディングの前にモアレじまがある可能性がある相対ロケーションを提供できる可能性がある。
【００３３】
図５Ａに、アラインメント・マーク７２のコーナー領域に隣接する６つの別々のロケータ・マーク７６の使用を示す。各ロケータ・マーク７６を、幅ｗおよび高さｈによって定義することができる。類似する形で、図５Ｂに、アラインメント・マーク７４のコーナー領域に隣接する６つの別々のロケータ・マーク７６の使用を示す。図５Ｃに、各ロケータ・マーク７６がアラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面に隣接する、２つのロケータ・マーク７６の使用を示す。図５Ｄに、アラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面に隣接する少なくとも１つのロケータ・マーク７６を有し、周期性を示す、もう１つの例示的実施形態を示す。
【００３４】
基板１２および／またはテンプレート１８上の１つまたは複数のロケータ・マーク７６を使用して、基板１２および／またはテンプレート１８上の任意の関心領域を識別することができ、したがって、ロケータ・マーク７６が、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションおよびレジストレーションへの使用に限定されない可能性があることに留意されたい。しかし、説明を単純にするために、アラインメント・マーク７２に関するロケータ・マーク７６の使用を、下でさらに詳細に説明する。
【００３５】
一般に、ロケータ・マーク７６をアラインメント・システム６０と共に使用して、ロケータ信号（たとえば、正弦波）を供給することができる。たとえば、ロケータ信号は、アラインメント・システム６０によって処理される時に、４Ｈｚ正弦波を供給することができる。ロケータ・マーク７６によって供給されるロケータ信号の周波数、位相、および／または振幅は、事前に決定されるものとすることができる。事前に決定されたロケータ信号を使用して、ロケータ・マーク７６の位置を、イメージ・フレーム内で識別することができる。一般に、イメージ・フレームを検索して、ロケータ信号を識別し、したがって、ロケータ・マーク７６のロケーションを提供することができる。
【００３６】
図６に、イメージ・フレーム内のロケータ・マーク７６のピクセル・ロケーションを識別する例示的な方法１００の流れ図を示す。次のステップの一部を、ＭＡＴＬＡＢまたは他の類似するコンピューティング環境内で提供できることに留意されたい。ステップ１０２で、ロケータ・マーク７６の特性およびロケータ信号の特性を決定することができる。たとえば、周期の個数、ロケータ・マーク７６の幅ｗ、および／またはロケータ・マーク７６の高さｈを決定することができる。ステップ１０４で、ロケータ・マーク７６を有する基板１２の関心領域のイメージ・フレームを獲得することができる。このイメージ・フレームは、幅Ｗおよび高さＨによって定義することができる。たとえば、このイメージ・フレームを、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さとすることができる。ステップ１０６で、基板１２のイメージ・フレームを、２次元イメージから１次元ベクトルにつぶすことができる。たとえば、イメージ・フレームを、
ｓｔｒｉｐ＝ａｖｇ（ｒ：ｒ＋ｗ，ｃ：ｃ＋ｈ） （式１）
を提供することによってつぶすことができ、ここで、イメージ・フレームが、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さであり、ロケータ・マーク７６が、ｗピクセル幅およびｈピクセル高さなので、
ｃ＝１からＷ−ｗまで （式２）
ｒ＝１からＨ−ｈまで （式３）
である。ステップ１０８で、第Ｎ離散フーリエ変換（ｄｆｔ）を、
ｆｃ＝ｄｆｔ（ｓｔｒｉｐ，Ｎ） （式４）
によって決定することができる。ステップ１１０で、フーリエ係数の大きさを
ｍ（ｒ，ｃ）＝ａｂｓ（ｆｃ） （式５）
によって決定することができる。一般に、フーリエ係数の大きさの最大値ｍmaxは、当初は０である。ステップ１１２で、この値を、ｍ（ｒ，ｃ）がｍmaxより大きいかどうかを決定することによって継続的に更新することができる。ｍ（ｒ，ｃ）がｍmaxより大きい場合には、ｍmax＝ｍ（ｒ，ｃ）である。ステップ１１４で、フーリエ係数の位相を、
ｐ（ｒ，ｃ）＝ａｎｇｌｅ（ｆｃ） （式６）
によって決定する。ステップ１１６で、大きさ（たとえば、ｃ＝１からＷ−ｗまで、ｒ＝１からＨ−ｈまで、およびｍ（ｒ，ｃ））を、０と１との間に正規化することができる。ステップ１１８で、位相値（たとえば、ｃ＝１からＷ−ｗまで、ｒ＝１からＨ−ｈまで、ｐ（ｒ，ｃ））を、０と１との間に正規化することができる。ステップ１２０で、目的関数を使用して、正規化された大きさおよび位相値に基づいてロケータ・マーク７６を識別することができる。たとえば、ロケータ・マーク７６を、ピクセル・ロケーション（ｍｒ，ｍｃ）が一般にロケータ・マーク７６のロケーションであり、ｍｒ＝ｒかつｍｃ＝ｃになるように、
（ｍ（ｒ，ｃ）＋ｐ（ｒ，ｃ））＞ｍmax （式７）
を決定することによって識別することができる。
【００３７】
図６に示された方法１００は、この手順の多数の変形を使用できるので、ロケータ・マーク７６のロケーションの識別の１つの例にすぎない。たとえば、行ストライドおよび列ストライドを調整して、ロケータ・マーク７６を粗く突き止めることができる。さらに、目的関数を変更して、０．０以外の位相について最適化するようにバイアスをかけ、空間的に異なるコンポーネントを含むロケータ・マーク７６の位置を突き止め、かつ／または他の類似する変更を行うことができる。
【００３８】
図７は、イメージ・フレーム内のロケータ・マーク７６のピクセル・ロケーションを識別するもう１つの方法２００の流れ図である。一般に、ロケータ・マーク７６のｄｆｔは、周期性の方向に沿ったロケータ・マーク７６のロケーションを決定するのに使用することができる。たとえば、図５Ｄに示されているように、ロケータ・マーク７６は、垂直方向および／または水平方向に沿った周期性を示す場合がある。図５Ｄでは、ロケータ・マーク７６は、垂直方向に沿った周期性を示す（たとえば、約５周期）。ｄｆｔの大きさを、この周期性で最大化することができる。したがって、各ロケータ・マーク７６の水平ロケーションのロケーションを、所与のイメージ・フレームについて決定することができる。さらに、ロケータ・マーク７６のロケーションを、ロケータ・マーク７６とその１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大化することによって決定することができる。たとえば、相互相関関数を使用して、各ロケータ・マーク７６の垂直位置（たとえば、Ｙ位置）を突き止めることができる。一般に、ロケータ・マーク７６は、アラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面にまたがる（たとえば、図５Ｂおよび５Ｄに示されたロケータ・マーク７６）。
【００３９】
ステップ２０２で、ロケータ・マーク７６の特性およびロケータ信号の特性を決定することができる。たとえば、周期の個数、ロケータ・マーク７６の幅ｗ、および／またはロケータ・マーク７６の高さｈを決定することができる。ステップ２０４で、ロケータ・マーク７６を有する基板１２の関心領域のイメージ・フレームを獲得することができる。このイメージ・フレームは、幅Ｗおよび高さＨによって定義することができる。たとえば、イメージ・フレームは、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さとすることができる。ステップ２０６で、列ｃを、イメージ・フレームから識別することができる。ステップ２０８で、列ｃの第ｍ ｄｆｔ係数を
ｃｏｌ＝イメージからの列ｃ （式８）
ｆｃ＝ｄｆｔ（ｃｏｌ，ｍ） （式９）
ｓｔｒｉｐ（ｃ）＋＝ａｂｓ（ｆｃ） （式１０）
によって決定することができ、ここで、
ｂｉｎＭａｘ＝ｒｏｕｎｄ（Ｈ／Ｎｐ）＋１ （式１１）
ｓｔｒｉｐ（１：Ｗ）＝０ （式１２）
ｆｏｒ ｍ＝ｂｉｎＭａｘ−４からｂｉｎＭａｘ＋４まで
であり、Ｎｐは、その周期性の方向（たとえば、図５Ｄの垂直方向）に沿ったロケータ・マーク７６のピクセル周期の個数である。
【００４０】
ステップ２１０で、ストリップ・データをフィルタリングすることができる。たとえば、ストリップ・データを、均一の単位重みおよび長さを有する移動平均ウィンドウによってフィルタリングすることができる。ステップ２１２で、フィルタリングされたストリップ・データの最大値（ｍｖ）および対応するインデックス（ｃｍａｘ）を決定することができる。ステップ２１４で、ロケータ・マーク７６の水平位置を、
ｍｃ＝ｃｍａｘ （式１３）
として決定することができる。
【００４１】
ステップ２１６で、ロケータ・マーク７６のジオメトリを使用して、周期性の方向に沿ってロケータ・マーク７６の類似する強度マップを有するベクトルＴ（１：Ｈ）を作成することができる。ステップ２１８で、関心領域内の列を、１次元ベクトルにつぶすことができる。ステップ２２０で、強度マップとつぶされた列との間の１次元正規化相互相関を決定することができる。ステップ２２２で、相互相関の最大値および対応するインデックスを決定することができる。ステップ２２４で、ロケータ・マーク７６の垂直位置を、最大値オカレンス・インデックスから決定することができる。
【００４２】
図８に、少なくとも１つのロケータ・マーク７６を使用する基板１２へのテンプレート１８のアラインメントの例示的な方法３００の流れ図を示す。ステップ３０２で、テンプレート１８をリソグラフィ・システム１０にロードすることができる。ステップ３０４で、各アラインメント測定ユニット６２によって提供されるイメージ内の少なくとも１つのアラインメント・マーク７４を提供するために、複数のアラインメント測定ユニット６２を調整することができる。たとえば複数のアラインメント測定ユニット６２を、各アラインメント測定ユニット６２によって提供されるイメージの左上コーナーのテンプレート１８の少なくとも１つのアラインメント・マーク７４を提供するように調整することができる。ステップ３０６で、基板１２をリソグラフィ・システム１０にロードすることができる。ステップ３０８で、基板１２および／またはテンプレート１８を、基板１２に対してテンプレート１８を粗く見当合わせする（たとえば、重ね合わせて置く）ために調整することができる。ステップ３１０で、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションを決定するために、ロケータ・マーク７６を使用して、高分解能レジストレーションを実行することができる。高分解能レジストレーションは、約１０ｎｍ精度でテンプレート１８に対する基板１２の相対変位を提供することができる。ステップ３１２で、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第７１３６１５０号、米国特許第７０７０４０５号、米国特許第６９１６５８４号、および米国特許公開第２００７／０２３１４２１号で詳細に説明されているように、アラインメント・マーク７２および／または７４ならびにアラインメント・システム６０を使用して、基板１２およびテンプレート１８を位置合わせすることができる。ステップ３１４で、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第６９３２９３４号、米国特許公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許公開第２００４／０１８８３８１号、および米国特許公開第２００４／０２１１７５４号に記載されているシステムおよびプロセスを使用して、フィールドを基板１２上にインプリントすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ リソグラフィ・システム； １２ 基板１２； １４ 基板チャック；
１６ ステージ； １８ テンプレート； ２０ モールド；
２２ パターニング表面； ２８ チャック； ３０ インプリント・ヘッド；
３２ 流体ディスペンス・システム； ３４ 重合可能材料３４；
３８ エネルギ源； ４０ エネルギ； ４２ 経路； ４４ 表面；
４６ パターニングされた層； ５０ 突起； ５４ プロセッサ。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、その両方が参照によって本明細書に組み込まれている、２００７年１２月５日に出願した米国仮出願第６０／９９２４１６号の、米国特許法第１１９（ｅ）（１）条の下での利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、１００ナノメートル以下程度のフィーチャを有する非常に小さい構造の製造を含む。ナノファブリケーションがかなり大きい影響を有してきた１つの応用例が、集積回路の処理である。半導体処理産業は、基板上に形成される単位面積あたりの回路を増やしながら、より高い製造歩留まりを求めて努力し続けており、したがって、ナノファブリケーションは、ますます重要になっている。ナノファブリケーションは、形成される構造の最小フィーチャ寸法の相次ぐ縮小を可能にしながら、より高いプロセス制御をもたらす。ナノファブリケーションが使用されてきた開発の他の領域は、バイオテクノロジ、光テクノロジ、機械システム、および類似物を含む。
【０００３】
現在使用されている例示的なナノファブリケーション技法を、一般に、インプリント・リソグラフィと称する。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許公開第２００４／００６５９７６号、米国特許公開第２００４／００６５２５２号、および米国特許第６９３６１９４号など、多数の刊行物で詳細に説明されている。
【０００４】
前述の２つの米国特許公開および米国特許のそれぞれで開示されるインプリント・リソグラフィ技法は、形成可能層（重合可能）内でのレリーフ・パターンの形成および基礎になる基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写を含む。基板を移動ステージに結合して、パターニング・プロセスを容易にするための所望の位置決めを得ることができる。パターニング・プロセスは、基板から離隔されたテンプレートおよびテンプレートと基板との間に適用される形成可能な液体を使用する。形成可能な液体は、固体化されて、形成可能な液体と接触するテンプレートの表面の形状に適合するパターンを有する堅固な層を形成する。固体化の後に、テンプレートは、堅固な層から分離され、テンプレートおよび基板が離隔される。基板および固体化された層は、その後、固体化された層内のパターンに対応するレリーフ・イメージを基板に転写するために、追加プロセスを受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００４／００６５９７６号
【特許文献２】米国特許公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６９３６１９４号
【特許文献４】米国特許第６８７３０８７号
【特許文献５】米国特許第７１５７０３６号
【特許文献６】米国特許公開第２００５／０１８７３３９
【特許文献７】米国特許第６９３２９３４号
【特許文献８】米国特許公開第２００４／０１２４５６６号
【特許文献９】米国特許公開第２００４／０１８８３８１号
【特許文献１０】米国特許公開第２００４／０２１１７５４号
【特許文献１１】米国特許第７１３６１５０号
【特許文献１２】米国特許第７０７０４０５号
【特許文献１３】米国特許第６９１６５８４号
【特許文献１４】米国特許公開第２００４／０１８９９９６号
【０００６】
本発明をより詳細に理解できるようにするために、本発明の実施形態の説明を、添付図面に示された実施形態を参照して行う。添付図面は、本発明の通常の実施形態のみを示し、したがって、範囲について限定的と考えられてはならないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ・システムを示す単純化された側面図である。
【図２】その上にパターニングされた層を配置された図１に示された基板を示す単純化された側面図である。
【０００８】
【図３Ａ】一方向に沿ったミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す単純化された立面図である。
【０００９】
【図３Ｂ】２つの横方向に沿ったミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す上面図である。
【００１０】
【図３Ｃ】角度ミスアラインメントを示す、基板と重ね合わされたテンプレートを示す上面図である。
【００１１】
【図４Ａ】フィールドの周りの複数のアラインメント測定ユニットを有する例示的なアラインメント・システムを示す単純化された上面図である。
【００１２】
【図４Ｂ】基板を示す単純化された上面図である。
【００１３】
【図５Ａ】テンプレート・アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【００１４】
【図５Ｂ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【図５Ｃ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【図５Ｄ】基板アラインメント・マークに隣接する例示的なロケータ・マークを示す図である。
【００１５】
【図６】イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを識別する例示的な方法を示す流れ図である。
【００１６】
【図７】イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを識別するもう１つの例示的な方法を示す流れ図である。
【００１７】
【図８】ロケータ・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせする例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面、具体的には図１を参照すると、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するのに使用されるリソグラフィ・システム１０が示されている。基板１２を、基板チャック１４に結合することができる。図示されているように、基板チャック１４は、真空チャックである。しかし、基板チャック１４を、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁、および／または類似物を含むがこれらに限定はされない任意のチャックとすることができる。例示的なチャックは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６８７３０８７号に記載されている。
【００１９】
基板１２および基板チャック１４を、さらに、ステージ１６によって支持することができる。ステージ１６は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った移動を実現することができる。ステージ１６、基板１２、および基板チャック１４を、ベース（図示せず）上で位置決めすることもできる。
【００２０】
基板１２から離隔されているのが、テンプレート１８である。テンプレート１８は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０を含むことができ、メサ２０は、その上にパターニング表面２２を有する。さらに、メサ２０を、モールド２０と称する場合がある。その代わりに、テンプレート１８を、メサ２０なしで形成することができる。
【００２１】
テンプレート１８および／またはモールド２０は、溶融石英、石英、珪素、有機重合体、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン重合体、金属、硬化サファイヤ、および／または類似物を含むがこれらに限定されない材料から形成することができる。図示されているように、パターニング表面２２は、複数の離隔された凹窩２４および／または突起２６によって画定されるフィーチャを含むが、本発明の実施形態は、そのような構成に限定されない。パターニング表面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成する任意のオリジナル・パターンを画定することができる。
【００２２】
テンプレート１８をチャック２８に結合することができる。チャック２８は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁、および／または他の類似するチャック・タイプとして構成することができるが、これらに限定はされない。例示的なチャックは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６８７３０８７号にさらに記載されている。さらに、チャック２８をインプリント・ヘッド３０に結合することができ、チャック２８および／またはインプリント・ヘッド３０を、テンプレート１８の移動を容易にするように構成することができる。
【００２３】
システム１０は、さらに、流体ディスペンス・システム（ｆｌｕｉｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅ ｓｙｓｔｅｍ）３２を含むことができる。流体ディスペンス・システム３２を使用して、基板１２上に重合可能材料３４を堆積することができる。重合可能材料３４は、ドロップ・ディスペンス（ｄｒｏｐ ｄｉｓｐｅｎｓｅ）、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜析出、厚膜溶着、および／または類似物などの技法を使用して基板１２上に配置することができる。重合可能材料３４を、設計考慮事項に依存して、所望の体積がモールド２０と基板１２との間で画定される前および／または後に、基板１２に配置することができる。重合可能材料３４は、いずれもが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第７１５７０３６号および米国特許公開第２００５／０１８７３３９に記載されているように単量体混合物を含むことができる。
【００２４】
図１および２を参照すると、システム１０は、さらに、経路４２に沿ってエネルギ４０を向けるように結合されたエネルギ源３８を含むことができる。インプリント・ヘッド３０およびステージ１６を、経路４２に重ね合わせてテンプレート１８および基板１２を位置決めするように構成することができる。システム１０を、ステージ１６、インプリント・ヘッド３０、流体ディスペンス・システム３２、および／または源３８と通信するプロセッサ５４によって調整することができ、システム１０は、メモリ５６に格納されたコンピュータ可読プログラム上で動作することができる。
【００２５】
インプリント・ヘッド３０またはステージ１６のいずれかあるいはその両方が、重合可能材料３４によって充てんされる、モールド２０と基板１２との間の所望の体積を画定するために、その間の距離を変更することができる。たとえば、インプリント・ヘッド３０は、モールド２０が重合可能材料３４と接触するように、テンプレート１８に力を印加することができる。所望の体積が重合可能材料３４によって充てんされた後に、源３８は、エネルギ４０、たとえば紫外線放射を作り、重合可能材料３４に固体化させ、かつ／または架橋させ、基板１２上でパターニングされた層４６を画定する、基板１２の表面４４およびパターニング表面２２の形状に適合される。パターニングされた層４６は、残留層４８ならびに突起５０および凹窩５２として図示された複数のフィーチャを含むことができ、突起５０は、厚さｔ1を有し、残留層は、厚さｔ2を有する。
【００２６】
上で述べたシステムおよびプロセスを、さらに、それぞれが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６９３２９３４号、米国特許公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許公開第２００４／０１８８３８１号、および米国特許公開第２００４／０２１１７５４号で言及されたインプリント・リソグラフィのプロセスおよびシステムで使用することができる。
【００２７】
テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントを確かめることは、テンプレート１８と基板１２との間のパターン転写を容易にするのを助けることができる。図３Ａを参照すると、テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントは、テンプレート１８のアラインメント・マーク７４が基板１２のアラインメント・マーク７２と重ね合わされる時に発生すると仮定される。たとえば、図３Ａでは、テンプレート１８と基板１２との間の所望のアラインメントは、この２つのマークが距離Ｏだけオフセットされていることによって示されているように、発生していない。さらに、オフセットＯは、一方向の線形オフセットとして示されているが、オフセットを、図３Ｂに示されたＯ1およびＯ2として示された２つの方向に沿って広げることができることを理解されたい。一方向または二方向の前述の線形オフセットに加えてまたはその代わりに、テンプレート１８と基板１２との間のオフセットを、図３Ｃで角度Θとして示されている、角度オフセットからなるものとすることもできる。複数のアラインメント・マークは、テンプレート１８および基板１２に追加される時に、組合せ（たとえば、倍率、スキュー、台形ひずみ、および類似物）で他のミスアラインメント項をも示すことができる。
【００２８】
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、アラインメントを容易にするために、テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４および基板１２上のアラインメント・マーク７２を利用するアラインメント・システム６０を使用することができる。図４Ａに、複数のアラインメント測定ユニット６２（たとえば、顕微鏡）を有するアラインメント・システム６０の単純化された図を示す。インプリント・リソグラフィ処理で使用されるアラインメント・マーク７４および／または７２ならびにアラインメント・システム６０の例が、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第７１３６１５０号、米国特許第７０７０４０５号、米国特許第６９１６５８４号、および米国特許公開第２００７／０２３１４２１号に詳細に記載されている。
【００２９】
アラインメント・システム６０を、フィールドごとのアラインメント・プロセスに使用することができる。図１、４Ａ〜４Ｂ、５Ａ〜Ｃに示されているように、インプリント中に、ステージ１６およびインプリント・ヘッド３０を、テンプレート１８がメモリ５６に格納された座標に基づいて基板１２の所望のフィールド７０上で方位を定められるように移動することができる。基板１２の各フィールド７０は、テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４に対応する複数のアラインメント・マーク７２を含むことができる。テンプレート１８上のアラインメント・マーク７４を、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許公開第２００４／０１８９９９６号に記載されているモアレ・パターンの評価によって、基板１２上にインプリントされる特定のフィールド７０のアラインメント・マーク７２と位置合わせすることができる。フィールド７０がインプリントされた後に、ステージ１６を移動して、基板１２の別のフィールド７０上でテンプレート１８の方位を定めることができる。したがって、アラインメントを、基板１２の個々のフィールド７０内で行うことができる。
【００３０】
一般に、当技術分野では、モアレじまに関する関心領域の最適ロケーションは、手動で決定される。さらに、単一座標系の欠如は、一般に、あるカメラ・システムの座標系を別のカメラ・システムの座標系に位置合わせするために複数のオフセットが必要なので、アラインメントを複雑にする。さらに、これらのオフセットは、機械的ドリフト（たとえば、熱ドリフト）に敏感である可能性がある。
【００３１】
モアレじまに関する関心領域の適切なロケーションをもたらすために、それぞれ基板１２およびテンプレート１８上のアラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションを、１つまたは複数のロケータ・マーク７６によって決定することができる。たとえば、アラインメント・マーク７２および／または７４に隣接するロケータ・マーク７６の空間位相ロケーションを提供することによって、アラインメント・マーク７２および／または７４の相対ロケーションを決定することができる。一般に、ロケータ・マーク７６のロケーションは、基準イメージを使用せずに決定することができ、機器にテンプレート１８および／または基板１２に関して移動させる可能性がある機械的振動に対して、より頑健である可能性がある。さらに、テンプレート１８上のロケータ・マーク７６を識別することによって、気体（たとえば、ヘリウム）がテンプレート１８および基板１２の環境内の屈折率を変更する時に見られる、誘導イメージ雑音干渉を減らすことができる。
【００３２】
ロケータ・マーク７６は、アラインメント・マーク７２および／または７４に実質的に類似する材料から、これに実質的に類似する形で形成することができる。ロケータ・マーク７６は、全般的に、アラインメント・マーク７２および７４に隣接して配置され、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションのレジストレーションを提供することができ、さらに、その場で、実質的にリアルタイムでアラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションのレジストレーションをはかどらせることができる。たとえば、モアレじまは、一般に、リソグラフィ・システム１０内にロードされた、基板１２ではなくテンプレート１８のみを用いて決定することができない。しかし、テンプレート１８上のロケータ・マーク７６のロケーションを、リソグラフィ・システム１０内に基板１２をロードせずに決定することができる。したがって、ロケータ・マーク７６は、基板１２のローディングの前にモアレじまがある可能性がある相対ロケーションを提供できる可能性がある。
【００３３】
図５Ａに、アラインメント・マーク７２のコーナー領域に隣接する６つの別々のロケータ・マーク７６の使用を示す。各ロケータ・マーク７６を、幅ｗおよび高さｈによって定義することができる。類似する形で、図５Ｂに、アラインメント・マーク７４のコーナー領域に隣接する６つの別々のロケータ・マーク７６の使用を示す。図５Ｃに、各ロケータ・マーク７６がアラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面に隣接する、２つのロケータ・マーク７６の使用を示す。図５Ｄに、アラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面に隣接する少なくとも１つのロケータ・マーク７６を有し、周期性を示す、もう１つの例示的実施形態を示す。
【００３４】
基板１２および／またはテンプレート１８上の１つまたは複数のロケータ・マーク７６を使用して、基板１２および／またはテンプレート１８上の任意の関心領域を識別することができ、したがって、ロケータ・マーク７６が、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションおよびレジストレーションへの使用に限定されない可能性があることに留意されたい。しかし、説明を単純にするために、アラインメント・マーク７２に関するロケータ・マーク７６の使用を、下でさらに詳細に説明する。
【００３５】
一般に、ロケータ・マーク７６をアラインメント・システム６０と共に使用して、ロケータ信号（たとえば、正弦波）を供給することができる。たとえば、ロケータ信号は、アラインメント・システム６０によって処理される時に、４Ｈｚ正弦波を供給することができる。ロケータ・マーク７６によって供給されるロケータ信号の周波数、位相、および／または振幅は、事前に決定されるものとすることができる。事前に決定されたロケータ信号を使用して、ロケータ・マーク７６の位置を、イメージ・フレーム内で識別することができる。一般に、イメージ・フレームを検索して、ロケータ信号を識別し、したがって、ロケータ・マーク７６のロケーションを提供することができる。
【００３６】
図６に、イメージ・フレーム内のロケータ・マーク７６のピクセル・ロケーションを識別する例示的な方法１００の流れ図を示す。次のステップの一部を、ＭＡＴＬＡＢまたは他の類似するコンピューティング環境内で提供できることに留意されたい。ステップ１０２で、ロケータ・マーク７６の特性およびロケータ信号の特性を決定することができる。たとえば、周期の個数、ロケータ・マーク７６の幅ｗ、および／またはロケータ・マーク７６の高さｈを決定することができる。ステップ１０４で、ロケータ・マーク７６を有する基板１２の関心領域のイメージ・フレームを獲得することができる。このイメージ・フレームは、幅Ｗおよび高さＨによって定義することができる。たとえば、このイメージ・フレームを、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さとすることができる。ステップ１０６で、基板１２のイメージ・フレームを、２次元イメージから１次元ベクトルにつぶすことができる。たとえば、イメージ・フレームを、
ｓｔｒｉｐ＝ａｖｇ（ｒ：ｒ＋ｗ，ｃ：ｃ＋ｈ） （式１）
を提供することによってつぶすことができ、ここで、イメージ・フレームが、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さであり、ロケータ・マーク７６が、ｗピクセル幅およびｈピクセル高さなので、
ｃ＝１からＷ−ｗまで （式２）
ｒ＝１からＨ−ｈまで （式３）
である。ステップ１０８で、第Ｎ離散フーリエ変換（ｄｆｔ）を、
ｆｃ＝ｄｆｔ（ｓｔｒｉｐ，Ｎ） （式４）
によって決定することができる。ステップ１１０で、フーリエ係数の大きさを
ｍ（ｒ，ｃ）＝ａｂｓ（ｆｃ） （式５）
によって決定することができる。一般に、フーリエ係数の大きさの最大値ｍmaxは、当初は０である。ステップ１１２で、この値を、ｍ（ｒ，ｃ）がｍmaxより大きいかどうかを決定することによって継続的に更新することができる。ｍ（ｒ，ｃ）がｍmaxより大きい場合には、ｍmax＝ｍ（ｒ，ｃ）である。ステップ１１４で、フーリエ係数の位相を、
ｐ（ｒ，ｃ）＝ａｎｇｌｅ（ｆｃ） （式６）
によって決定する。ステップ１１６で、大きさ（たとえば、ｃ＝１からＷ−ｗまで、ｒ＝１からＨ−ｈまで、およびｍ（ｒ，ｃ））を、０と１との間に正規化することができる。ステップ１１８で、位相値（たとえば、ｃ＝１からＷ−ｗまで、ｒ＝１からＨ−ｈまで、ｐ（ｒ，ｃ））を、０と１との間に正規化することができる。ステップ１２０で、目的関数を使用して、正規化された大きさおよび位相値に基づいてロケータ・マーク７６を識別することができる。たとえば、ロケータ・マーク７６を、ピクセル・ロケーション（ｍｒ，ｍｃ）が一般にロケータ・マーク７６のロケーションであり、ｍｒ＝ｒかつｍｃ＝ｃになるように、
（ｍ（ｒ，ｃ）＋ｐ（ｒ，ｃ））＞ｍmax （式７）
を決定することによって識別することができる。
【００３７】
図６に示された方法１００は、この手順の多数の変形を使用できるので、ロケータ・マーク７６のロケーションの識別の１つの例にすぎない。たとえば、行ストライドおよび列ストライドを調整して、ロケータ・マーク７６を粗く突き止めることができる。さらに、目的関数を変更して、０．０以外の位相について最適化するようにバイアスをかけ、空間的に異なるコンポーネントを含むロケータ・マーク７６の位置を突き止め、かつ／または他の類似する変更を行うことができる。
【００３８】
図７は、イメージ・フレーム内のロケータ・マーク７６のピクセル・ロケーションを識別するもう１つの方法２００の流れ図である。一般に、ロケータ・マーク７６のｄｆｔは、周期性の方向に沿ったロケータ・マーク７６のロケーションを決定するのに使用することができる。たとえば、図５Ｄに示されているように、ロケータ・マーク７６は、垂直方向および／または水平方向に沿った周期性を示す場合がある。図５Ｄでは、ロケータ・マーク７６は、垂直方向に沿った周期性を示す（たとえば、約５周期）。ｄｆｔの大きさを、この周期性で最大化することができる。したがって、各ロケータ・マーク７６の水平ロケーションのロケーションを、所与のイメージ・フレームについて決定することができる。さらに、ロケータ・マーク７６のロケーションを、ロケータ・マーク７６とその１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大化することによって決定することができる。たとえば、相互相関関数を使用して、各ロケータ・マーク７６の垂直位置（たとえば、Ｙ位置）を突き止めることができる。一般に、ロケータ・マーク７６は、アラインメント・マーク７２の少なくとも１つの側面にまたがる（たとえば、図５Ｂおよび５Ｄに示されたロケータ・マーク７６）。
【００３９】
ステップ２０２で、ロケータ・マーク７６の特性およびロケータ信号の特性を決定することができる。たとえば、周期の個数、ロケータ・マーク７６の幅ｗ、および／またはロケータ・マーク７６の高さｈを決定することができる。ステップ２０４で、ロケータ・マーク７６を有する基板１２の関心領域のイメージ・フレームを獲得することができる。このイメージ・フレームは、幅Ｗおよび高さＨによって定義することができる。たとえば、イメージ・フレームは、Ｗピクセル幅およびＨピクセル高さとすることができる。ステップ２０６で、列ｃを、イメージ・フレームから識別することができる。ステップ２０８で、列ｃの第ｍ ｄｆｔ係数を
ｃｏｌ＝イメージからの列ｃ （式８）
ｆｃ＝ｄｆｔ（ｃｏｌ，ｍ） （式９）
ｓｔｒｉｐ（ｃ）＋＝ａｂｓ（ｆｃ） （式１０）
によって決定することができ、ここで、
ｂｉｎＭａｘ＝ｒｏｕｎｄ（Ｈ／Ｎｐ）＋１ （式１１）
ｓｔｒｉｐ（１：Ｗ）＝０ （式１２）
ｆｏｒ ｍ＝ｂｉｎＭａｘ−４からｂｉｎＭａｘ＋４まで
であり、Ｎｐは、その周期性の方向（たとえば、図５Ｄの垂直方向）に沿ったロケータ・マーク７６のピクセル周期の個数である。
【００４０】
ステップ２１０で、ストリップ・データをフィルタリングすることができる。たとえば、ストリップ・データを、均一の単位重みおよび長さを有する移動平均ウィンドウによってフィルタリングすることができる。ステップ２１２で、フィルタリングされたストリップ・データの最大値（ｍｖ）および対応するインデックス（ｃｍａｘ）を決定することができる。ステップ２１４で、ロケータ・マーク７６の水平位置を、
ｍｃ＝ｃｍａｘ （式１３）
として決定することができる。
【００４１】
ステップ２１６で、ロケータ・マーク７６のジオメトリを使用して、周期性の方向に沿ってロケータ・マーク７６の類似する強度マップを有するベクトルＴ（１：Ｈ）を作成することができる。ステップ２１８で、関心領域内の列を、１次元ベクトルにつぶすことができる。ステップ２２０で、強度マップとつぶされた列との間の１次元正規化相互相関を決定することができる。ステップ２２２で、相互相関の最大値および対応するインデックスを決定することができる。ステップ２２４で、ロケータ・マーク７６の垂直位置を、最大値オカレンス・インデックスから決定することができる。
【００４２】
図８に、少なくとも１つのロケータ・マーク７６を使用する基板１２へのテンプレート１８のアラインメントの例示的な方法３００の流れ図を示す。ステップ３０２で、テンプレート１８をリソグラフィ・システム１０にロードすることができる。ステップ３０４で、各アラインメント測定ユニット６２によって提供されるイメージ内の少なくとも１つのアラインメント・マーク７４を提供するために、複数のアラインメント測定ユニット６２を調整することができる。たとえば複数のアラインメント測定ユニット６２を、各アラインメント測定ユニット６２によって提供されるイメージの左上コーナーのテンプレート１８の少なくとも１つのアラインメント・マーク７４を提供するように調整することができる。ステップ３０６で、基板１２をリソグラフィ・システム１０にロードすることができる。ステップ３０８で、基板１２および／またはテンプレート１８を、基板１２に対してテンプレート１８を粗く見当合わせする（たとえば、重ね合わせて置く）ために調整することができる。ステップ３１０で、アラインメント・マーク７２および／または７４のロケーションを決定するために、ロケータ・マーク７６を使用して、高分解能レジストレーションを実行することができる。高分解能レジストレーションは、約１０ｎｍ精度でテンプレート１８に対する基板１２の相対変位を提供することができる。ステップ３１２で、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第７１３６１５０号、米国特許第７０７０４０５号、米国特許第６９１６５８４号、および米国特許公開第２００７／０２３１４２１号で詳細に説明されているように、アラインメント・マーク７２および／または７４ならびにアラインメント・システム６０を使用して、基板１２およびテンプレート１８を位置合わせすることができる。ステップ３１４で、そのすべてが参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第６９３２９３４号、米国特許公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許公開第２００４／０１８８３８１号、および米国特許公開第２００４／０２１１７５４号に記載されているシステムおよびプロセスを使用して、フィールドを基板１２上にインプリントすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ リソグラフィ・システム； １２ 基板１２； １４ 基板チャック；
１６ ステージ； １８ テンプレート； ２０ モールド；
２２ パターニング表面； ２８ チャック； ３０ インプリント・ヘッド；
３２ 流体ディスペンス・システム； ３４ 重合可能材料３４；
３８ エネルギ源； ４０ エネルギ； ４２ 経路； ４４ 表面；
４６ パターニングされた層； ５０ 突起； ５４ プロセッサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド、複数のアラインメント・マーク、および複数のロケータ・マークを有するテンプレートを、リソグラフィ・システム内で基板に位置合わせする方法であって、
前記リソグラフィ・システムには、複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムが含まれ、そのリソグラフィ・システム内でテンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
基板がテンプレートと重ね合わされるように、リソグラフィ・システム内で基板を位置決めすることと、
テンプレート・アラインメント・マークのロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することと、
テンプレート・アラインメント・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせすることと
を含む、方法。
【請求項２】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することは、ロケータ・マークとロケータ・マークから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、
ロケータ・マークの水平位置を識別することと、
ロケータ・マークの垂直位置を識別することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することは、リソグラフィ・システム内に基板を位置決めする前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
テンプレートと基板との間で重合可能材料を位置決めすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
重合可能材料を固体化することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・アラインメント・マークのエッジのロケーションを提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
テンプレート・アラインメント・マークのロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、リソグラフィ・システム内の基板の位置決めの前に発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
テンプレート上のアラインメント・マークを突き止める方法であって、前記テンプレートは、前記アラインメント・マークに隣接する複数のロケータ・マークを有しており、
複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムを含むリソグラフィ・システム内で、テンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび少なくとも１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
テンプレート・アラインメント・マークの相対ロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・ロケータ・マークのピクセル・ロケーションを決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記周期性の方向でテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・ロケータ・マークとテンプレート・ロケータ・マークから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
リソグラフィ・システム内に基板をロードすることであって、テンプレートは、基板に重ね合わされる、ロードすること
をさらに含み、テンプレート・アラインメント・マークの相対ロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、リソグラフィ・システム内の基板のロードの前に予測されたモアレじまの相対ロケーションを提供する
請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記テンプレートは、インプリント・テンプレートである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
リソグラフィ・システム内でテンプレートを基板に位置合わせする方法であって、前記基板は、複数のアラインメント・マークおよび複数のロケータ・マークを有しており、
複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムを含むリソグラフィ・システム内で、テンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
インプリント・テンプレートが基板と重ね合わされるように、リソグラフィ・システム内で基板を位置決めすることであって、前記基板は、複数の基板アラインメント・マークを有する、位置決めすることと、
前記提供されるイメージ・フレーム内のテンプレートのロケータ・マークのロケーションを決定することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを使用して、少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークに対する少なくとも１つの基板アラインメント・マークの相対変位の大きさを決定することと、
相対変位の大きさを実質的になくすために基板を調整することと、
テンプレート・アラインメント・マークおよび基板アラインメント・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせすることと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することは、ロケータ・マークとロケータ・マップから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
テンプレートと基板との間で重合可能材料を位置決めすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
重合可能材料を固体化することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項１】
モールド、複数のアラインメント・マーク、および複数のロケータ・マークを有するテンプレートを、リソグラフィ・システム内で基板に位置合わせする方法であって、
前記リソグラフィ・システムには、複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムが含まれ、そのリソグラフィ・システム内でテンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
基板がテンプレートと重ね合わされるように、リソグラフィ・システム内で基板を位置決めすることと、
テンプレート・アラインメント・マークのロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することと、
テンプレート・アラインメント・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせすることと
を含む、方法。
【請求項２】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することは、ロケータ・マークとロケータ・マークから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、
ロケータ・マークの水平位置を識別することと、
ロケータ・マークの垂直位置を識別することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、イメージ・フレーム内のロケータ・マークのピクセル・ロケーションを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することは、リソグラフィ・システム内に基板を位置決めする前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
テンプレートと基板との間で重合可能材料を位置決めすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
重合可能材料を固体化することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・アラインメント・マークのエッジのロケーションを提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
テンプレート・アラインメント・マークのロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、リソグラフィ・システム内の基板の位置決めの前に発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
テンプレート上のアラインメント・マークを突き止める方法であって、前記テンプレートは、前記アラインメント・マークに隣接する複数のロケータ・マークを有しており、
複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムを含むリソグラフィ・システム内で、テンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび少なくとも１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
テンプレート・アラインメント・マークの相対ロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・ロケータ・マークのピクセル・ロケーションを決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記周期性の方向でテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、テンプレート・ロケータ・マークとテンプレート・ロケータ・マークから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
リソグラフィ・システム内に基板をロードすることであって、テンプレートは、基板に重ね合わされる、ロードすること
をさらに含み、テンプレート・アラインメント・マークの相対ロケーションを提供するために前記イメージ・フレーム内のテンプレート・ロケータ・マークのロケーションを決定することは、リソグラフィ・システム内の基板のロードの前に予測されたモアレじまの相対ロケーションを提供する
請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記テンプレートは、インプリント・テンプレートである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
リソグラフィ・システム内でテンプレートを基板に位置合わせする方法であって、前記基板は、複数のアラインメント・マークおよび複数のロケータ・マークを有しており、
複数の調整可能なアラインメント測定ユニットを有するアラインメント・システムを含むリソグラフィ・システム内で、テンプレートを位置決めすることと、
少なくとも１つのアラインメント測定ユニットによって、イメージ・フレームを提供することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内で少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークおよび１つのテンプレート・ロケータ・マークを提供するために前記アラインメント測定ユニットを調整することと、
インプリント・テンプレートが基板と重ね合わされるように、リソグラフィ・システム内で基板を位置決めすることであって、前記基板は、複数の基板アラインメント・マークを有する、位置決めすることと、
前記提供されるイメージ・フレーム内のテンプレートのロケータ・マークのロケーションを決定することと、
前記提供されるイメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを使用して、少なくとも１つのテンプレート・アラインメント・マークに対する少なくとも１つの基板アラインメント・マークの相対変位の大きさを決定することと、
相対変位の大きさを実質的になくすために基板を調整することと、
テンプレート・アラインメント・マークおよび基板アラインメント・マークを使用してテンプレートを基板に位置合わせすることと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記イメージ・フレーム内のロケータ・マークのロケーションを決定することは、周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記周期性の方向でロケータ・マークのロケーションを決定することは、ロケータ・マークとロケータ・マップから入手された１次元強度マップとの間の相互相関関数を最大にすることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
テンプレートと基板との間で重合可能材料を位置決めすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
重合可能材料を固体化することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１１−５０９５１６（Ｐ２０１１−５０９５１６Ａ）
【公表日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３６９３３（Ｐ２０１０−５３６９３３）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１３３９５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７３２０６
【国際公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【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２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１３３９５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７３２０６
【国際公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【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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