窒化ケイ素、炭化ケイ素、または酸窒化ケイ素膜を有するテンプレート
インプリント・リソグラフィ・テンプレートは、特に、本体であって、それに関連する第1の厚さを有する本体と、パターニング層であって、それに関連する第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、これら複数のフィーチャがそれらに関連する第3の厚さを有するパターニング層とを含み、前記第2の厚さが、C1×d<t<a/C2によって定義され、ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、C1は20よりも大きい値を有し、C2は350よりも大きい値を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ナノ加工に関する。
【背景技術】
【0002】
ナノ加工は、例えば、ナノメートル以下の程度のフィーチャを有する非常に小さい構造体の製作を含む。ナノ加工がかなり大きい影響を及ぼしてきた一分野は集積回路の処理である。半導体処理産業は、基板に形成される単位面積当たりの回路を増加させながら、より高い製造歩留りに向けて努力し続けているので、ナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工は、形成される構造体の最小フィーチャ寸法の一層の低減を可能にしながら、より優れたプロセス制御を実現する。ナノ加工が利用されている他の開発領域には、生物工学、光学技術、機械システムなどが含まれる。
【0003】
例示的なナノ加工技法は、一般に、インプリント・リソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、「Method and a Mold to Arrange Features on a Substrate to Replicate Features having Minimal Dimensional Variability」という名称の米国特許出願第10/264,960号として出願された米国特許出願公開第2004/0065976号、「Method of Forming a Layer on a Substrate to Facilitate Fabrication of Metrology Standards」という名称の米国特許出願第10/264,926号として出願された米国特許出願公開第2004/0065252号、および「Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,936,194号などの多数の公報に詳細に説明されており、それらのすべてが本発明の譲受人に譲渡されている。
【0004】
前述の米国特許出願公開および米国特許の各々に開示されているインプリント・リソグラフィ技法には、重合可能な層へのレリーフ・パターンの形成、および下にあ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が含まれる。基板のパターニングを容易にするために所望の位置を得るように基板をステージ上に配置することができる。そのために、パターニング・デバイスが基板から間隔を置いて使用され、成形可能な液体がパターニング・デバイスと基板との間に存在する。液体は固化されてパターン化層を形成し、パターン化層はその中に記録されたパターンを有し、パターンは液体と接触したパターニング・デバイスの表面の形状に一致する。次に、パターニング・デバイスはパターン化層から分離され、その結果、パターニング・デバイスと基板は隔てられる。次に、基板およびパターン化層は、パターン化層内のパターンに対応するレリーフ像を基板に転写するプロセスにかけられる。
【0005】
基板とパターニング・デバイスとの間で適切な配置方向を得ることができるように、パターニング・デバイスを基板に適切に位置合わせすることが望ましいことがある。そのために、パターニング・デバイスおよび基板は共にアライメント・マークを含むことができる。パターニング・デバイスと基板との間のアライメントを容易にする従来の方法は、パターニング・デバイスと異なる屈折率をもつ空気(またはガス)の間隙を生成するためにアライメント・マークのまわりに堀(モウト)を配置することを含み、堀は光学技法で感知することができるインターフェイスをもたらす。しかし、堀は望ましくないことがある。より具体的には、堀のあるアライメント・マークは基板上のパターンに転写されず、堀は大きい面積を消費することがあり、堀は流体流れに影響を与え、したがって、堀をパターン化区域内に任意に配置することができず、可撓性パターニング・デバイスでは形成可能な液体との重ね合わせの際に堀はパターニング・デバイスのアライメント・マーク領域を効果的に保持せず、その結果、パターンひずみが引き起こされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許出願公開第2004/0065976号
【特許文献2】米国特許出願公開第2004/0065252号
【特許文献3】米国特許第6,936,194号
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】基板から間隔を置いて配置されたパターニング・デバイスを有するリソグラフィ・システムの略示側面図である。
【図2】図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図3】図1にすべて示されている、基板上に配置された重合体材料に接触するパターニング・デバイスの側面図である。
【図4】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスの略示正面図であり、一方向に沿ったミスアライメントを示す。
【図5】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスのトップダウン図であり、2つの横方向に沿ったミスアライメントを示す。
【図6】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスのトップダウン図であり、角度ミスアライメントを示す。
【図7】パターン化層をその上に有する図1に示された基板の略示側面図である。
【図8】薄膜を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図9】厚膜を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図10a−10b】歪みプロットの第1の例のプロットである。
【図11a−11b】歪みプロットの第2の例のプロットである。
【図12】その上に配置された層を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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ためのシステム10が示される。基板12を基板チャック14に結合することができる。基板チャック14は、参照により本明細書に組み込まれる、「High−Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,873,087号に説明されているような、限定はしないが、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、または電磁気式を含む任意のチャックとすることができる。基板12および基板チャック14をステージ16上に支持することができる。さらに、ステージ16、基板12、および基板チャック14を基部(図示せず)上に配置することができる。ステージ16はx軸およびy軸に関して動きを与えることができる。
【0009】
図1および2を参照すると、パターニング・デバイス18は基板12から隔てられる。パターニング・デバイス18は本体20およびパターニング層22を含むことができる。パターニング層22はその中に画定された複数のフィーチャ24を恐らく有し、フィーチャ24は突起26および凹所28を含む。さらなる実施形態では、パターニング層22は実質的に平滑および/または平坦とすることができる。パターニング層22は、基板12上に形成されるべきパターンの基礎を形成する元のパターンを画定することができ、以下でさらに説明される。本体20は溶融石英を含むことができるが、しかし、さらなる実施形態では、本体20は、限定はしないが、石英、ケイ素、有機重合体、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、過フッ化炭化水素重合体、金属、および硬化サファイアを含むそのような材料から形成することができる。パターニング層22は、限定はしないが、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素を含むそのような材料から形成することができる。本体20は厚さt1を有することができ、パターニング層22は厚さt2を有することができ、フィーチャ24は厚さt3を有することができる。
【0010】
図1を参照すると、パターニング・デバイス18をチャック30に結合することができ、チャック30は、「High−Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,873,087号に説明されているような、限定はしないが、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、または電磁気式を含む任意のチャックとすることができる。さらに、パターニング・デバイス18の移動を容易にするために、チャック30をインプリント・ヘッド32に結合することができる。
【0011】
システム10は流体分配システム34をさらに含む。流体分配システム34は、基板12上に重合体材料36を堆積させるように基板12と流体連通することができる。システム10は任意の数の流体分配器を含むことができ、流体分配システム34はその中に複数の分配ユニットを含むことができる。任意の既知の技法、例えば、滴下分配、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積(CVD)、物理気相堆積(PVD)、薄膜堆積、厚膜堆積などを使用して重合体材料36を基板12上に配置することができる。典型的には、重合体材料36は、所望の容積がパターニング・デバイス18と基板12との間に画定される前に基板12上に配置される。しかし、重合体材料36は、所望の容積が得られた後に容積を満たすことができる。
【0012】
システム10は、経路42に沿ってエネルギー40を誘導するように結合されるエネルギー40の供給源38をさらに含む。供給源38は紫外線エネルギーを生成することができる。しかし、熱、電磁気、可視光などのような他のエネルギー供給源を使用することができる。重合体材料36の重合を開始するために使用されるエネルギーの選択は当業者には既知であり、一般に、所望の特定の用途によって決まる。重ね合わせられ、経路42内に配置されるようにパターニング・デバイス18および基板12をそれぞれ配列するようにインプリント・ヘッド30およびステージ16は構成される。図3に示されるように、インプリント・ヘッド30、ステージ16、または両方がパターニング・デバイス18と基板12との間の距離を変更し、それらの間に重合体材料36によって充填される所望の容積を画定する。さらに、パターニング・デバイス18と基板12との間のアライメントが望まれることがある。パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントを確認すると、パターニング・デバイス18と基板12との間のパターン転写が容易になる。
【0013】
図4を参照すると、パターニング・デバイス18と基板12との上述のアライメントを容易にするために、パターニング・デバイス18はアライメント・マーク44を含むことができ、基板12はアライメント・マーク46を含むことができる。本例では、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントは、アライメント・マーク44がアライメント・マーク46と重なり合う時に生じると仮定される。図4に示されるように、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントが行われておらず、それは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。さらに、オフセットOは一方向の直線的オフセットであるとして示されているが、オフセットは、図5に示されるように、O1およびO2として示される2方向に沿った直線的となる場合があることが理解されるべきである。一方向または2方向の前述の直線的オフセットに加えてまたはそれの代わりに、パターニング・デバイス18と基板12との間のオフセットは、さらに、角度Θとして図6に示される角度オフセットからなることもある。多数のアライメント・マスクは、さらに、組み合わせた他のオフセット(例えば、拡大歪み、斜行歪み、および台形歪み)を有することもある。
【0014】
図1および7を参照すると、所望の容積が重合体材料36で充填され、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントが得られた後、供給源38はエネルギー40、例えば広帯域紫外線放射を生成し、それが重合体材料36を固化および/または架橋させ、基板12の表面48およびパターニング・デバイス18の形状が一致し、基板12上にパターン化層50が画定される。パターン化層50は残差層52ならびに突起54および凹所56を含むことができる。さらなる実施形態では、パターン化層50を形成した後、パターン化層50のパターンを基板12内にまたは下にある層(図示せず)に転写するか、または機能材料として使用することができる。
【0015】
ステージ16、インプリント・ヘッド30、流体分配システム34、および供給源38とデータ通信しており、メモリ60に記憶されたコンピュータ読取り可能プログラム上で動作するプロセッサ58によってシステム10を調整することができる。
【0016】
図1および2を参照すると、そのために、上述のように、基板12とパターニング・デバイス18との間のアライメントが望まれることがある。アライメントを容易にするために、パターニング・デバイス18と基板12上に配置された重合体材料36との間のコントラストを向上させることが望まれることがあり、その結果、基板12とパターニング・デバイス18との間の液中アライメントが実現されることがある。パターニング・デバイス18と重合体材料36との間のコントラストを向上させるために、パターニング・デバイス18のパターニング層22は、限定はしないが、上述のように窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素を含むそのような材料から形成することができる。しかし、以下でさらに説明されるように、支障がなければ、パターニング層22内の歪みを最小にするようにパターニング層22の厚さt2を選択することができる。
【0017】
図8を参照すると、パターニング層22の厚さt2の大きさがパターニング層22の薄膜歪みをもたらすことがある。より具体的には、パターニング層22の形成中に、パターニング層22は、その中にフィーチャ24を画定するためにその一部を除去するためのエッチング・プロセスにさらされることがある。しかし、パターニング層22の厚さt2がフィーチャ24の厚さt3の20未満の範囲内の大きさを有する場合、応力緩和がパターニング層22内に引き起こされ、その結果、パターニング層22の薄膜応力歪みがもたらされることがあり、それは望ましくない。これは、パターニング層22の厚さt2と比較してかなりのサイズ(すなわちフィーチャ24の厚さt3)を有するフィーチャ24を画定するためにエッチング中にパターニング層22の一部を除去することの結果である。さらに、本体20の厚さt1がパターニング層22の厚さt2よりも実質的に大きい結果として、熱歪みを小さくすることができる。
【0018】
図9を参照すると、さらに、パターニング層22の厚さt2の大きさがパターニング層22の熱歪みをもたらすことがある。より具体的には、パターニング層22の厚さt2が本体20の厚さt1の1/350を超える範囲内の大きさを有する場合、パターニング・デバイス18の遠視野歪みが、本体20およびパターニング層22を構成する材料の熱膨張差の結果として生じることがある。前述の熱歪みは、本体20およびパターニング層22のインターフェイスにおいて、フィーチャ24に対して非線形分布を伴い、パターン化層22の周辺61で最大歪みを伴う引張りまたは圧縮効果を引き起こすことがある。さらに、前述の熱歪みはパターニング・デバイス18の面外方向曲げ効果を引き起こすことがあり、この面外方向曲げ効果は、パターニング・デバイス18が例えば近接アライメント中に基板12上の重合体材料36と完全に接触する前に、面内歪みをさらに増大させることがある。しかし、パターニング層22の厚さt2がフィーチャ24の厚さt3よりも実質的に大きい結果として、パターンをエッチングすることからの局所的な歪みを小さくすることができる。
【0019】
図2を参照すると、そのために、パターニング層22の厚さt2は、支障がなければ、上述のパターニング層22の薄膜歪みおよび熱歪みを共に最小にするような厚さまたは層厚の範囲を有することが望ましいことがある。より具体的には、パターニング層22の厚さt2は、
c1×t3<t2<t1/c2 (1)
ように定義することができ、
【0020】
ここで、c1およびc2はパターニング層22のエッチング・ベースの応力緩和歪みおよび熱歪みに対してより優れた安定性をもたらすように定義され、c1は20よりも大きくすることができ、c2は350よりも大きくすることができる。パターニング・デバイス18の一例では、700μmの厚さt1を有する本体20および100nmの厚さt3を有するフィーチャ24の場合、パターニング層22の厚さt2は2μmとすることができる。パターニング・デバイス18のさらなる例では、0.7mmから6.35mmの厚さt1を有する本体20および100nmの厚さt3を有するフィーチャ24の場合、パターニング層102の厚さt2は、パターニング層22の堆積中の薄膜応力、および本体20の組成と比較したパターニング層22の特定の組成の相対熱膨脹係数に応じて、100nm〜5μmの範囲を有することができる。
【0021】
2μmの厚さt2および窒化ケイ素の組成を有するパターニング層22に関する例示的なx方向歪みプロットが図10a、10b、11a、および11bに示される。図10aおよび10bは、1℃、EFilm=300GPa、およびCTEFilm=3.5ppm/℃の場合の、厚さt1が6.35mmである本体20上の2ミクロン膜の歪みであり、図10aは自由に曲がることができ、δx max=0.23nmであり、図10bは平坦に保持されており、δx max=0.11nmである。図11aおよび11bは、1℃、EFilm=300GPa、およびCTEFilm=3.5ppm/℃の場合の、厚さt1が0.700ミクロンである本体20上の2ミクロン膜の歪みであり、図6aは自由に曲がることができ、δx max=1.1nmであり、図6bは平坦に保持されており、δx max=0.39nmである。
【0022】
図12を参照すると、さらなる実施形態において、層62をパターン化層22上に配置することができる。層62は、重合体材料36からの分離および/または重合体材料36の濡れを容易にすることができる。さらなる実施形態では、層62は酸化物を含むことができる。
【0023】
上述の本発明の実施形態は例示的である。本発明の範囲内にとどまりながら、多くの変更および変形を上述で記載された開示に行うことができる。したがって、本発明の範囲は上述の説明によって限定されるべきでなく、代わりに、添付の特許請求の範囲をそれの等価物の全範囲と共に参照しながら決定されるべきである。
【符号の説明】
【0024】
10 システム; 12 基板; 14 基板チャック; 16 ステージ;
18 パターニング・デバイス; 20 本体; 22 パターニング層;
24 フィーチャ; 26 突起; 28 凹所; 30 チャック;
32 インプリント・ヘッド; 34 流体分配システム; 38 供給源;
58 プロセッサ; 60 メモリ。
【技術分野】
【0001】
ナノ加工に関する。
【背景技術】
【0002】
ナノ加工は、例えば、ナノメートル以下の程度のフィーチャを有する非常に小さい構造体の製作を含む。ナノ加工がかなり大きい影響を及ぼしてきた一分野は集積回路の処理である。半導体処理産業は、基板に形成される単位面積当たりの回路を増加させながら、より高い製造歩留りに向けて努力し続けているので、ナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工は、形成される構造体の最小フィーチャ寸法の一層の低減を可能にしながら、より優れたプロセス制御を実現する。ナノ加工が利用されている他の開発領域には、生物工学、光学技術、機械システムなどが含まれる。
【0003】
例示的なナノ加工技法は、一般に、インプリント・リソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、「Method and a Mold to Arrange Features on a Substrate to Replicate Features having Minimal Dimensional Variability」という名称の米国特許出願第10/264,960号として出願された米国特許出願公開第2004/0065976号、「Method of Forming a Layer on a Substrate to Facilitate Fabrication of Metrology Standards」という名称の米国特許出願第10/264,926号として出願された米国特許出願公開第2004/0065252号、および「Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,936,194号などの多数の公報に詳細に説明されており、それらのすべてが本発明の譲受人に譲渡されている。
【0004】
前述の米国特許出願公開および米国特許の各々に開示されているインプリント・リソグラフィ技法には、重合可能な層へのレリーフ・パターンの形成、および下にあ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が含まれる。基板のパターニングを容易にするために所望の位置を得るように基板をステージ上に配置することができる。そのために、パターニング・デバイスが基板から間隔を置いて使用され、成形可能な液体がパターニング・デバイスと基板との間に存在する。液体は固化されてパターン化層を形成し、パターン化層はその中に記録されたパターンを有し、パターンは液体と接触したパターニング・デバイスの表面の形状に一致する。次に、パターニング・デバイスはパターン化層から分離され、その結果、パターニング・デバイスと基板は隔てられる。次に、基板およびパターン化層は、パターン化層内のパターンに対応するレリーフ像を基板に転写するプロセスにかけられる。
【0005】
基板とパターニング・デバイスとの間で適切な配置方向を得ることができるように、パターニング・デバイスを基板に適切に位置合わせすることが望ましいことがある。そのために、パターニング・デバイスおよび基板は共にアライメント・マークを含むことができる。パターニング・デバイスと基板との間のアライメントを容易にする従来の方法は、パターニング・デバイスと異なる屈折率をもつ空気(またはガス)の間隙を生成するためにアライメント・マークのまわりに堀(モウト)を配置することを含み、堀は光学技法で感知することができるインターフェイスをもたらす。しかし、堀は望ましくないことがある。より具体的には、堀のあるアライメント・マークは基板上のパターンに転写されず、堀は大きい面積を消費することがあり、堀は流体流れに影響を与え、したがって、堀をパターン化区域内に任意に配置することができず、可撓性パターニング・デバイスでは形成可能な液体との重ね合わせの際に堀はパターニング・デバイスのアライメント・マーク領域を効果的に保持せず、その結果、パターンひずみが引き起こされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許出願公開第2004/0065976号
【特許文献2】米国特許出願公開第2004/0065252号
【特許文献3】米国特許第6,936,194号
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】基板から間隔を置いて配置されたパターニング・デバイスを有するリソグラフィ・システムの略示側面図である。
【図2】図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図3】図1にすべて示されている、基板上に配置された重合体材料に接触するパターニング・デバイスの側面図である。
【図4】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスの略示正面図であり、一方向に沿ったミスアライメントを示す。
【図5】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスのトップダウン図であり、2つの横方向に沿ったミスアライメントを示す。
【図6】図1に両方とも示されている、基板との重ね合わせの際のパターニング・デバイスのトップダウン図であり、角度ミスアライメントを示す。
【図7】パターン化層をその上に有する図1に示された基板の略示側面図である。
【図8】薄膜を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図9】厚膜を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【図10a−10b】歪みプロットの第1の例のプロットである。
【図11a−11b】歪みプロットの第2の例のプロットである。
【図12】その上に配置された層を有する図1に示されたパターニング・デバイスの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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ためのシステム10が示される。基板12を基板チャック14に結合することができる。基板チャック14は、参照により本明細書に組み込まれる、「High−Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,873,087号に説明されているような、限定はしないが、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、または電磁気式を含む任意のチャックとすることができる。基板12および基板チャック14をステージ16上に支持することができる。さらに、ステージ16、基板12、および基板チャック14を基部(図示せず)上に配置することができる。ステージ16はx軸およびy軸に関して動きを与えることができる。
【0009】
図1および2を参照すると、パターニング・デバイス18は基板12から隔てられる。パターニング・デバイス18は本体20およびパターニング層22を含むことができる。パターニング層22はその中に画定された複数のフィーチャ24を恐らく有し、フィーチャ24は突起26および凹所28を含む。さらなる実施形態では、パターニング層22は実質的に平滑および/または平坦とすることができる。パターニング層22は、基板12上に形成されるべきパターンの基礎を形成する元のパターンを画定することができ、以下でさらに説明される。本体20は溶融石英を含むことができるが、しかし、さらなる実施形態では、本体20は、限定はしないが、石英、ケイ素、有機重合体、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、過フッ化炭化水素重合体、金属、および硬化サファイアを含むそのような材料から形成することができる。パターニング層22は、限定はしないが、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素を含むそのような材料から形成することができる。本体20は厚さt1を有することができ、パターニング層22は厚さt2を有することができ、フィーチャ24は厚さt3を有することができる。
【0010】
図1を参照すると、パターニング・デバイス18をチャック30に結合することができ、チャック30は、「High−Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,873,087号に説明されているような、限定はしないが、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、または電磁気式を含む任意のチャックとすることができる。さらに、パターニング・デバイス18の移動を容易にするために、チャック30をインプリント・ヘッド32に結合することができる。
【0011】
システム10は流体分配システム34をさらに含む。流体分配システム34は、基板12上に重合体材料36を堆積させるように基板12と流体連通することができる。システム10は任意の数の流体分配器を含むことができ、流体分配システム34はその中に複数の分配ユニットを含むことができる。任意の既知の技法、例えば、滴下分配、スピン・コーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積(CVD)、物理気相堆積(PVD)、薄膜堆積、厚膜堆積などを使用して重合体材料36を基板12上に配置することができる。典型的には、重合体材料36は、所望の容積がパターニング・デバイス18と基板12との間に画定される前に基板12上に配置される。しかし、重合体材料36は、所望の容積が得られた後に容積を満たすことができる。
【0012】
システム10は、経路42に沿ってエネルギー40を誘導するように結合されるエネルギー40の供給源38をさらに含む。供給源38は紫外線エネルギーを生成することができる。しかし、熱、電磁気、可視光などのような他のエネルギー供給源を使用することができる。重合体材料36の重合を開始するために使用されるエネルギーの選択は当業者には既知であり、一般に、所望の特定の用途によって決まる。重ね合わせられ、経路42内に配置されるようにパターニング・デバイス18および基板12をそれぞれ配列するようにインプリント・ヘッド30およびステージ16は構成される。図3に示されるように、インプリント・ヘッド30、ステージ16、または両方がパターニング・デバイス18と基板12との間の距離を変更し、それらの間に重合体材料36によって充填される所望の容積を画定する。さらに、パターニング・デバイス18と基板12との間のアライメントが望まれることがある。パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントを確認すると、パターニング・デバイス18と基板12との間のパターン転写が容易になる。
【0013】
図4を参照すると、パターニング・デバイス18と基板12との上述のアライメントを容易にするために、パターニング・デバイス18はアライメント・マーク44を含むことができ、基板12はアライメント・マーク46を含むことができる。本例では、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントは、アライメント・マーク44がアライメント・マーク46と重なり合う時に生じると仮定される。図4に示されるように、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントが行われておらず、それは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。さらに、オフセットOは一方向の直線的オフセットであるとして示されているが、オフセットは、図5に示されるように、O1およびO2として示される2方向に沿った直線的となる場合があることが理解されるべきである。一方向または2方向の前述の直線的オフセットに加えてまたはそれの代わりに、パターニング・デバイス18と基板12との間のオフセットは、さらに、角度Θとして図6に示される角度オフセットからなることもある。多数のアライメント・マスクは、さらに、組み合わせた他のオフセット(例えば、拡大歪み、斜行歪み、および台形歪み)を有することもある。
【0014】
図1および7を参照すると、所望の容積が重合体材料36で充填され、パターニング・デバイス18と基板12との間の所望のアライメントが得られた後、供給源38はエネルギー40、例えば広帯域紫外線放射を生成し、それが重合体材料36を固化および/または架橋させ、基板12の表面48およびパターニング・デバイス18の形状が一致し、基板12上にパターン化層50が画定される。パターン化層50は残差層52ならびに突起54および凹所56を含むことができる。さらなる実施形態では、パターン化層50を形成した後、パターン化層50のパターンを基板12内にまたは下にある層(図示せず)に転写するか、または機能材料として使用することができる。
【0015】
ステージ16、インプリント・ヘッド30、流体分配システム34、および供給源38とデータ通信しており、メモリ60に記憶されたコンピュータ読取り可能プログラム上で動作するプロセッサ58によってシステム10を調整することができる。
【0016】
図1および2を参照すると、そのために、上述のように、基板12とパターニング・デバイス18との間のアライメントが望まれることがある。アライメントを容易にするために、パターニング・デバイス18と基板12上に配置された重合体材料36との間のコントラストを向上させることが望まれることがあり、その結果、基板12とパターニング・デバイス18との間の液中アライメントが実現されることがある。パターニング・デバイス18と重合体材料36との間のコントラストを向上させるために、パターニング・デバイス18のパターニング層22は、限定はしないが、上述のように窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素を含むそのような材料から形成することができる。しかし、以下でさらに説明されるように、支障がなければ、パターニング層22内の歪みを最小にするようにパターニング層22の厚さt2を選択することができる。
【0017】
図8を参照すると、パターニング層22の厚さt2の大きさがパターニング層22の薄膜歪みをもたらすことがある。より具体的には、パターニング層22の形成中に、パターニング層22は、その中にフィーチャ24を画定するためにその一部を除去するためのエッチング・プロセスにさらされることがある。しかし、パターニング層22の厚さt2がフィーチャ24の厚さt3の20未満の範囲内の大きさを有する場合、応力緩和がパターニング層22内に引き起こされ、その結果、パターニング層22の薄膜応力歪みがもたらされることがあり、それは望ましくない。これは、パターニング層22の厚さt2と比較してかなりのサイズ(すなわちフィーチャ24の厚さt3)を有するフィーチャ24を画定するためにエッチング中にパターニング層22の一部を除去することの結果である。さらに、本体20の厚さt1がパターニング層22の厚さt2よりも実質的に大きい結果として、熱歪みを小さくすることができる。
【0018】
図9を参照すると、さらに、パターニング層22の厚さt2の大きさがパターニング層22の熱歪みをもたらすことがある。より具体的には、パターニング層22の厚さt2が本体20の厚さt1の1/350を超える範囲内の大きさを有する場合、パターニング・デバイス18の遠視野歪みが、本体20およびパターニング層22を構成する材料の熱膨張差の結果として生じることがある。前述の熱歪みは、本体20およびパターニング層22のインターフェイスにおいて、フィーチャ24に対して非線形分布を伴い、パターン化層22の周辺61で最大歪みを伴う引張りまたは圧縮効果を引き起こすことがある。さらに、前述の熱歪みはパターニング・デバイス18の面外方向曲げ効果を引き起こすことがあり、この面外方向曲げ効果は、パターニング・デバイス18が例えば近接アライメント中に基板12上の重合体材料36と完全に接触する前に、面内歪みをさらに増大させることがある。しかし、パターニング層22の厚さt2がフィーチャ24の厚さt3よりも実質的に大きい結果として、パターンをエッチングすることからの局所的な歪みを小さくすることができる。
【0019】
図2を参照すると、そのために、パターニング層22の厚さt2は、支障がなければ、上述のパターニング層22の薄膜歪みおよび熱歪みを共に最小にするような厚さまたは層厚の範囲を有することが望ましいことがある。より具体的には、パターニング層22の厚さt2は、
c1×t3<t2<t1/c2 (1)
ように定義することができ、
【0020】
ここで、c1およびc2はパターニング層22のエッチング・ベースの応力緩和歪みおよび熱歪みに対してより優れた安定性をもたらすように定義され、c1は20よりも大きくすることができ、c2は350よりも大きくすることができる。パターニング・デバイス18の一例では、700μmの厚さt1を有する本体20および100nmの厚さt3を有するフィーチャ24の場合、パターニング層22の厚さt2は2μmとすることができる。パターニング・デバイス18のさらなる例では、0.7mmから6.35mmの厚さt1を有する本体20および100nmの厚さt3を有するフィーチャ24の場合、パターニング層102の厚さt2は、パターニング層22の堆積中の薄膜応力、および本体20の組成と比較したパターニング層22の特定の組成の相対熱膨脹係数に応じて、100nm〜5μmの範囲を有することができる。
【0021】
2μmの厚さt2および窒化ケイ素の組成を有するパターニング層22に関する例示的なx方向歪みプロットが図10a、10b、11a、および11bに示される。図10aおよび10bは、1℃、EFilm=300GPa、およびCTEFilm=3.5ppm/℃の場合の、厚さt1が6.35mmである本体20上の2ミクロン膜の歪みであり、図10aは自由に曲がることができ、δx max=0.23nmであり、図10bは平坦に保持されており、δx max=0.11nmである。図11aおよび11bは、1℃、EFilm=300GPa、およびCTEFilm=3.5ppm/℃の場合の、厚さt1が0.700ミクロンである本体20上の2ミクロン膜の歪みであり、図6aは自由に曲がることができ、δx max=1.1nmであり、図6bは平坦に保持されており、δx max=0.39nmである。
【0022】
図12を参照すると、さらなる実施形態において、層62をパターン化層22上に配置することができる。層62は、重合体材料36からの分離および/または重合体材料36の濡れを容易にすることができる。さらなる実施形態では、層62は酸化物を含むことができる。
【0023】
上述の本発明の実施形態は例示的である。本発明の範囲内にとどまりながら、多くの変更および変形を上述で記載された開示に行うことができる。したがって、本発明の範囲は上述の説明によって限定されるべきでなく、代わりに、添付の特許請求の範囲をそれの等価物の全範囲と共に参照しながら決定されるべきである。
【符号の説明】
【0024】
10 システム; 12 基板; 14 基板チャック; 16 ステージ;
18 パターニング・デバイス; 20 本体; 22 パターニング層;
24 フィーチャ; 26 突起; 28 凹所; 30 チャック;
32 インプリント・ヘッド; 34 流体分配システム; 38 供給源;
58 プロセッサ; 60 メモリ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、る第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有すること
を特徴とする、インプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項2】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項3】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項4】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項5】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有し、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素からなる1組の材料から選択された材料を含むこと、
を特徴とするインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項6】
前記第2の厚さは、その応力および熱歪みが最小にされるような大きさを有する、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項7】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項8】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項9】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項10】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有し、前記第2の厚さは、その応力および熱歪みが最小にされるような大きさを有すること
を特徴とする、インプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項11】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項10に記載のテンプレート。
【請求項12】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項10に記載のテンプレート。
【請求項13】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項10に記載のテンプレート。
【請求項1】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、る第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有すること
を特徴とする、インプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項2】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項3】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項4】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項1に記載のテンプレート。
【請求項5】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有し、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および炭化ケイ素からなる1組の材料から選択された材料を含むこと、
を特徴とするインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項6】
前記第2の厚さは、その応力および熱歪みが最小にされるような大きさを有する、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項7】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項8】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項9】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項5に記載のテンプレート。
【請求項10】
インプリント・リソグラフィ・テンプレート本体であって、第1の厚さを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレート本体と、
インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層であって、第2の厚さを有し、複数のフィーチャを含み、前記複数のフィーチャが第3の厚さを有する、インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層と
を含むインプリント・リソグラフィ・テンプレートにおいて、
前記第2の厚さtが、
c1×d<t<a/c2
によって定義され、
ここで、dは前記第1の厚さであり、tは前記第2の厚さであり、aは前記第3の厚さであり、c1は20よりも大きい値を有し、c2は350よりも大きい値を有し、前記第2の厚さは、その応力および熱歪みが最小にされるような大きさを有すること
を特徴とする、インプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項11】
前記複数のフィーチャが複数の突起および凹所を含む、請求項10に記載のテンプレート。
【請求項12】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料からの分離を容易にする、請求項10に記載のテンプレート。
【請求項13】
上塗り層をさらに含み、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレート・パターニング層が前記本体と前記上塗り層との間に配置され、前記上塗り層が前記テンプレートに接触する材料の濡れを容易にする、請求項10に記載のテンプレート。
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図11a】
【図11b】
【図12】
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図11a】
【図11b】
【図12】
【図1】
【公表番号】特表2010−537395(P2010−537395A)
【公表日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−510369(P2010−510369)
【出願日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【国際出願番号】PCT/US2008/006921
【国際公開番号】WO2008/150499
【国際公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【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22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【国際出願番号】PCT/US2008/006921
【国際公開番号】WO2008/150499
【国際公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【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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