複数のフィールド及びアライメント・マークを有する基板を同時にパターニングする方法
テンプレートによって第1フィールド及び第2フィールドを備える基板をパターニングする方法において、テンプレートは、モールドと、複数のアライメント形成領域と、複数のテンプレート・アライメント・マークとを有する、方法であって、基板の第1フィールド、ならびに、第1及び第2フィールドの外側にある基板の複数の領域上に材料を分配すること、モールドと基板を分配することであって、それにより、基板の第1フィールド上の材料内にパターンを画定し、一方、同時に、テンプレートの複数のアライメント形成領域に重なった基板の複数の領域内の材料を用いて複数の基板アライメント・マークを画定するために、モールドと基板の第1フィールドとの間の所望の空間関係が得られる、分配すること、基板の第2フィールド上に材料を分配すること、及び、複数のテンプレート・アライメント・マークと複数の基板アライメント・マークとの間の所望の空間関係を得るためにモールドと基板を分配することであって、それにより、基板の第2フィールド上の材料内にパターンを画定するために、モールドと基板の第2フィールドとの間の所望の空間関係が得られる、分配することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
ナノファブリケーションは、例えば、およそナノメートル以下のフィーチャを有する非常に小さな構造の作製を含む。ナノファブリケーションが大きな影響を及ぼす1つの領域は、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当たりの回路を増加させる一方、より大きな生産収率を求めて努力し続けているため、ナノファブリケーションは益々重要になる。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をより低減させ、より大きなプロセス・コントロールを提供する。ナノファブリケーションが使用されてきた他の開発領域はバイオテクノロジ、光学技術、機械システムなどを含む。
【0002】
例示的なナノファブリケーション技法は、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、その全てが、本発明の譲受人に譲渡される、「Method and a Mold to Arranage 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公報第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公報第2004/0065252号、「Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,936,194号などの多数の出版物で詳細に記載される。
【0003】
上述の米国特許出願出版物や米国特許のそれぞれに開示されるインプリント・リソグラフィ技法は、重合性の層内でレリーフ・パターンを形成し、及び、レリーフ・パターンに相当するパターンを下の基板内へ転写することを含む。基板は、基板のパターニングを容易にするための所望の位置を得るために、ステージ上に配置される。その結果、モールドと基板との間に形成可能な液体が存在する状態で、モールドが基板から離間して使用される。液体は、固化して、液体に接触したモールドの表面の形状に一致するパターンが内部に記録されているパターン化層が形成される。モールドは、その後、モールドと基板が離間するように、パターン化層から分離される。基板とパターン化層は、その後、パターン化層内のパターンに相当するレリーフ・イメージを基板内へ転写するためのプロセスを受ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【0004】
本発明の実施形態は、ここで、図面を参照して述べられる。
【0005】
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システム10が示されている。基板12は、基板チャック14に結合されている。基板チャック14は、限定はしないが、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号に記載される、真空式、ピン・タイプ、溝タイプ、又は電磁式を含む任意のチャックであってよい。さらなる実施形態では、基板チャック14は、共に参照により本明細書に組み込まれる、「Chucking System for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,982,783号及び「Method for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,980,282号に記載されるチャックであってよい。基板12と基板チャック14は、ステージ16上に支持される。さらに、ステージ16、基板12、基板チャック14は、ベース(図示せず)上に配置される。ステージ16はx軸とy軸に関して移動することができる。
【0006】
基板12からモールド20を有するテンプレート18が離れている。モールドは基板20の方へ延びておりパターニング面22を有する。さらに、メサ20がモールド20と呼ばれることもある。メサ20はまた、ナノインプリント・モールド20と呼ばれることもある。さらなる実施形態では、テンプレート18は、実質的にモールド20が存在しなくてもよい。テンプレート18及び/又はモールド20は、限定はしないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマ、シロキサン・ポリマ、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン・ポリマ、金属、硬質サファイアを含む材料から形成される。図示するように、パターニング面22は、複数の離間した凹所24と突出部26からなるフィーチャを備える。しかし、さらなる実施形態では、パターニング面22は、実質的に平滑である、及び/又は、平坦であってよい。パターニング面20は、基板12に形成されるパターンの基礎となるオリジナル・パターンが形成されている。
【0007】
テンプレート18は、テンプレート・チャック28に結合され、テンプレート・チャック28は、限定はしないが、「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号に記載される、真空式、ピン・タイプ、溝タイプ、又は電磁式を含む任意のチャックである。さらなる実施形態では、基板チャック14は、「Chucking System for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,982,783号、「Method for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,980,282号に記載されるチャックである。テンプレート・チャック28は、テンプレート18とモールド20の移動を容易にするために、インプリント・ヘッド30に結合されている。
【0008】
システム10は、さらに、流体分配システム32を備える。流体分配システム32は、ポリマ材料34を基板12上に堆積させるために、基板12に流体連通される。システム10は、任意の数の流体分配器を備えてもよく、流体分配システム32は、流体分配システム32内に複数の分配ユニットを備えてもよい。ポリマ材料34は、任意の知られている技法、例えば、液滴分配、スピンコーティング、ディップ・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基板12上に分配される。図示するように、ポリマ材料34は、複数の離間した小滴36として基板12上に堆積される。通常、ポリマ材料34は、モールド20と基板12との間に所望の容積が形成される前に、基板12上に堆積される。しかし、ポリマ材料34は、所望の容積が得られた後に、容積を充填してもよい。
【0009】
図1、図2を参照すると、システム10は、さらに、エネルギー40を経路42に沿って送るために結合されたエネルギー40の供給源38を備える。インプリント・ヘッド30とステージ16は、モールド20と基板12を、経路42内で重なり、かつ、配設されるように、構成される。モールド20がポリマ材料34に接触し、かつ、所望の容積がポリマ材料34によって充填されるように、インプリント・ヘッド30又はステージ16のいずれか、又はその両方が、モールド20と基板12との間の距離を変えて、その間に所望の容積を形成する。より具体的には、小滴36のポリマ材料34は、モールド20の凹所24に侵入し、凹所24を充填する。所望の容積がポリマ材料34で充填された後、供給源38は、エネルギー40、例えば、広帯域紫外放射を生成する。広帯域紫外放射は、ポリマ材料34を、基板12の面44の形状とパターニング面22に一致させて、固化し、及び/又は、架橋結合するようにし、基板12上にパターン化層46を形成させる。パターン化層46は、残留層48を備え、かつ突出部50と凹所52として示される複数のフィーチャを備える。
【0010】
システム10は、さらに、モールド20と基板12との間の、アライメントとオーバレイ位置合わせを容易にするために、テンプレート18/モールド20を囲むアクチュエーション・システム58を備える。アクチュエーション・システム58は、テンプレート18/モールド20を選択的に変形させることによってアライメントとオーバレイ位置合わせを容易にする。これは、パターン形状の種々のパラメータ、すなわち、倍率特性、スキュー/直交性特性、台形特性を補正するのを容易にする。アクチュエーション・システム58の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Systems for Magnification and Distortion Correction for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第7,150,622号、「Apparatus to Vary Dimensions of a Substrate During Nano−Scale Manufacturing」という名称の米国特許第7,170,589号、「Method of Varying Template Dimensions to Achieve Alignment During Imprint Lithography」という名称の米国特許第6,916,585号に記載される。
【0011】
システム10は、ステージ16と、インプリント・ヘッド30と、流体分配システム32と、供給源38と、アクチュエーション・システム58とデータ通信し、メモリ56に記憶されたコンピュータ読み取り可能プログラムに基づいて動作する、プロセッサ54によって調節されてもよい。
【0012】
図3を参照すると、テンプレート18の平面図が示される。より具体的には、テンプレート18のモールド20が、ダイ60a〜60dとして示す複数のダイ60を備えるように示されている。しかし、さらなる実施形態では、モールド20は、任意の数のダイ、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のダイを備えてもよい。さらに、ダイ60a〜60dはそれぞれ、内部に形成された実質的に同じレリーフ構造61を有してもよい。そのために、モールド20のダイ60の形成が、電子ビーム・リソグラフィを使用して行われてもよい。しかし、電子ビーム・リソグラフィを使用することは、とりわけ、好ましくない場合がある、テンプレート18の形成時間の増加をもたらす可能性があるためである。その結果、モールド20のダイ60の形成時間を最小にする方法が、以下で述べられる。
【0013】
図3〜5を参照すると、第1の実施形態では、モールド20のダイ60を形成する方法が示される。より具体的には、ステップ100にて、マスタ・テンプレート62が、電子ビーム・リソグラフィを使用して形成される。マスタ・テンプレート62は、セクション64a〜64dとして示す複数のセクション64を備える。しかし、さらなる実施形態では、マスタ・テンプレート62は、任意の数のセクション64、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のセクションを備えてもよい。セクション64の各セクションは、ストリート66によってセクション64の隣接するセクションから分離されている。さらに、セクション64はそれぞれは、ストリート70によってマスタ・テンプレート62の外周68から分離されている。
【0014】
セクション64のうちのあるセクションは、内部に形成されたレリーフ・パターン74を有するメサ72を備えている。図示するように、メサ72は、セクション64aに配置されている。しかし、さらなる実施形態では、メサ72は、セクション64のうちの任意のセクションに配置されてもよい。メサ72は、側面76a、76b、76c、76dを有し、側面76aは側面76cに対向して配置され、側面76bは側面76dに対向して配置される。ある例では、マスタ・テンプレート62は、4mm以上の厚さを有してもよい。
【0015】
マスタ・テンプレート62は、さらに、複数のアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80を備えいる。アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80は、ストリート66、70内に配置される。さらなる実施形態では、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80は、複数のメサ上に配置されてもよい。なお、さらなる実施形態では、アライメント形成領域78は、チェッカボード形成アライメント・マークからなり、テンプレート・アライメント・マーク80は、グレーティング・アライメント・マークからなる。なおさらなる実施形態では、テンプレート・アライメント・マーク80は、実質的に平坦である。
【0016】
第1パターン82aである、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第1部分集合がメサ72に隣接して配置されている。図示するように、側面76a、76b、76c、76dのそれぞれのすぐ近くに、2個のアライメント形成領域78と2個のテンプレート・アライメント・マーク80が配置されている。しかし、他の実施形態では、任意の数のアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80が、側面76a、76b、76c、76dのすぐ近くに配置されてもよい。
【0017】
マスタ・テンプレート62は、さらに、マスタ・テンプレート62の残りのセクション64のすぐ近くでストリート66と70内に配置されたアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80を備える。より具体的には、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第2、第3、第4の部分集合が、それぞれ、セクション64b、64c、64dのすぐ近くでストリート66、70内に配置されており、それぞれ、第2パターン82b、第3パターン82c、第4パターン82dとされる。第1パターン82aは、第3パターン82cに実質的に同じで、第2パターン82bは、第4パターン82dに実質的に同じである。一方、第1と第3パターン82a、82cは、第2と第4パターン82b、82dと異なっている。
【0018】
図4〜6を参照すると、ステップ102にて、ポリマ材料34は、液滴分配、スピンコーティング、ディップ・コーティング、化学気相堆積(CVD)、物理気相堆積(PVD)、薄膜堆積、厚膜堆積などによって、中間基板84上に分配される。より具体的には、中間基板84は、フィールド86a〜86dとして示される複数のフィールド86を備えている。しかし、さらなる実施形態では、中間基板84は、任意の数のフィールド86、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のフィールドを備えてもよい。本例では、中間基板84のフィールド86の数は、マスタ・テンプレート62のセクション64の数と実質的に同じである。その結果、ポリマ材料34は、フィールド86a上に分配される。さらに、ポリマ材料34は、フィールド86a〜86dの外側にある複数の領域88上に分配されてもよい。ある例では、中間基板84は、0.05mm〜3mmの範囲の厚さを有している。
【0019】
ステップ104にて、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間、より具体的には、フィールド86aとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。さらに、ステップ104にて、フィールド86aのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86aとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填し、また、領域88のポリマ材料34は、基板の領域88とマスタ・テンプレート62のアライメント形成領域78との間の所望の容積を充填する。
【0020】
ステップ106にて、中間基板84のフィールド86aと領域88上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、フィールド86a上に分配されたポリマ材料34から分離され、パターン化層90aが形成され、また、領域88上に分配されたポリマ材料34から分離され、基板アライメント・マークが形成される。中間基板84が、実質的にマスタ・テンプレート62の厚さ未満の厚さを有する結果として、分離力が最小になり、それが望ましい。
【0021】
図7を参照すると、さらなる実施形態では、基板アライメント・マーク92はそれぞれ、さらに、像配置計量マーク94を備えている。像配置計量マーク94は、知られている像配置システム又は像位置合わせシステム、例えば、イリノイ州バノックバーン(Bannockburn, Illinois)のLeica Microsystemsから入手可能なLMS IPROを使用して測定される。
【0022】
図4、5、8を参照すると、ステップ108にて、ポリマ材料34は、図6及びステップ102に関して先に述べた方法のうちの任意の方法において、フィールド86b上に分配される。
【0023】
ステップ110にて、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と中間基板84の基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係が得られ、それにより、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間に、より具体的には、本例では、フィールド86bとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間の所望の空間関係は、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92が重なってもよい。しかし、他の実施形態では、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92は、所望の量だけ、x−y平面内でずれて、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第1、第2、第3、第4のパターン82a、82b、82c、82dの間の変動を補償する。
【0024】
テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間のアライメントは、参照により本明細書に組み込まれる、「Interferometric Analysis for the Manufacture of Nano−Scale Devices」という名称の米国特許出願第11/000,331号に記載されるアライメント・システムを使用して決定されてもよい。さらに、ステップ110にて、フィールド86bのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86bとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填する。
【0025】
ステップ112にて、中間基板84のフィールド86b上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、中間基板84上に分配されたポリマ材料34から分離され、フィールド86b上にパターン化層90bが形成される。
【0026】
図4、5、9を参照すると、ステップ114にて、ポリマ材料34は、図6及びステップ102に関して先に述べた方法のうちの任意の方法において、フィールド86c上に分配される。
【0027】
ステップ116にて、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と中間基板84の基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係が得られ、それにより、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間に、より具体的には、本例では、フィールド86cとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。その結果、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係を得るために、マスタ・テンプレート62は、z軸を中心に回転する、より具体的には、中間基板84に対して180°回転する。結果として、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間に、所望の空間関係が得られる。さらに、ステップ116にて、フィールド86cのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86cとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填する。さらなる実施形態では、マスタ・テンプレート62は、中間基板84のフィールド86c上にポリマ材料34を分配する前に、回転する。
【0028】
ステップ118にて、中間基板84のフィールド86c上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、フィールド86a上に分配されたポリマ材料34から分離され、パターン化層90cが形成される。
【0029】
図4、5を参照すると、ステップ120にて、ステップ108、110、112が、中間基板84のフィールド86dに対して繰り返され、フィールド86d上にパターン化層90dが形成される。さらなる実施形態では、ステップ108、110、112は、中間基板84の任意の数のフィールド86について、繰り返される。
【0030】
図4、5、10を参照すると、フィールド86a、86b、86c、86d上に、それぞれ、パターン化層90a、90b、90c、90dを形成した後、中間基板84を使用して、最終基板96内にパターンを形成する。より具体的には、ステップ122にて、ポリマ材料34が、ステップ102及び図6に関して先に述べた方法のうちの任意の方法を使用して、最終基板96上に分配される。最終基板96は、フィールド98a〜98dとして示す複数のフィールド98を備えている。しかし、さらなる実施形態では、最終基板96は、任意の数のフィールド98、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のフィールドを備えてもよい。本実施形態では、最終基板96のフィールド98の数は、中間基板84のフィールド86の数と実質的に同じである。その結果、ポリマ材料34は、最終基板96のフィールド98上に分配される。ある例では、最終基板96は、4mm以上の厚さを有している。
【0031】
ステップ124にて、中間基板84と最終基板96との間で所望の空間関係が得られ、それにより、最終基板96上のポリマ材料34は、中間基板84と最終基板96との間の所望の容積を充填する。
【0032】
ステップ126にて、最終基板96上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、中間基板84は、最終基板96上に分配されたポリマ材料34から分離され、フィールド98のそれぞれにおいて複数のパターン化層99が形成され、このとき、パターン化層99はそれぞれ、モールド20のダイ60と実質的に同じであり、したがって、最終基板96は、テンプレート18と実質的に同じである。
【0033】
図4〜6を参照すると、第2の実施形態では、単一パターニング・ステップで、マスタ・テンプレート62からテンプレート18を形成することが望ましい場合がある。その結果、中間基板84のフィールド86上に設けられたパターン化層99はそれぞれ、モールド20のダイ60と実質的に同じであり、したがって、中間基板84は、テンプレート18と実質的に同じである。本例では、マスタ・テンプレート62は約2.29mmの厚さを有し、中間基板84は6.35mmの厚さを有する。
【0034】
図11を参照すると、なおさらなる実施形態では、基板アライメント・マーク92は、別個のステップにおいて、中間基板84上に形成される。より具体的には、基板アライメント・マーク92は、中間基板84上にパターン化層90を形成する前に、中間基板84上に形成される。その結果、基板アライメント・マーク92は、参照により本明細書に組み込まれる、a)オランダのASMLから入手可能な913nmスキャナ・リソグラフィ・ツールなどの、正確なグローバル干渉法を用いる光学リソグラフィ・ツール、又は、b)http://www.sciencedaily.com/releases/2004/02/040203233840.htmに記載されるNanorulerなどのエクセル干渉法を用いる光学リソグラフィ・ツールを使用して形成される。結果として、中間基板84のフィールド86の間のアライメント、すなわち、フィールド−フィールド・アライメントが得られる。
【0035】
その結果、図3、5、6を参照すると、上述したように、モールド20は、モールド20に関連する4個のダイを有している。しかし、先に述べたように、モールド20は、モールド20に関連する任意の数のダイを有してもよく、したがって、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、相応してスケーリングされる。図12に示すように、マスタ・テンプレート62は、マスタ・テンプレート62に関連する9個のセクション64を有してもよい。その結果、マスタ・テンプレート62のセクション64はそれぞれ、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80のパターンを有し、より具体的は、セクション64のそれぞれのセクションは、セクション64の周囲のセクションのアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80のパターンと異なるアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80のパターンを有してもよい。より具体的には、セクション64a、64c、64e、64g、64iは、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80の第5パターンを有し、セクション64b、64d、64f、64hは、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80の第6パターンを有し、このとき、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第5パターンは、図5に関して先に述べた第1パターンと実質的に同じであり、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第6パターンは、図5に関して先に述べた第3パターンと実質的に同じである。さらに、セクション64e、64g、64iはそれぞれ、セクション64cのパターニングと類似の上述した方法でパターン化され、セクション64fと64hはそれぞれ、セクション64bと64dのパターニングと類似の上述した方法でパターン化される。
【0036】
さらに、上述した方法のうちの任意の方法において形成されるテンプレート18に存在する機械的歪を最小にすることが望ましい。そのために、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、実質的に平坦である。より具体的には、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、パターニング領域にわたって、100nm以下の、好ましくは50nm以下の、好ましくは20nm以下の、さらに好ましくは10nm以下の平坦度を有している。上述した機械的歪をさらに最小にするため、とりわけ、像配置誤差を最小にするため、中間基板84は、マスタ・テンプレート62に一致する。そのために、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、図1に関して上述した基板チャック14と類似のチャック上に配置される。マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96の形状は、参照により本明細書に組み込まれる、XYステージ(図示せず)に結合した空気圧力計システム(図示せず)、XYステージ(図示せず)に結合したレーザ距離センサ・システム(図示せず)、又は、http://www.zygo.com/?/products/metrology.htmに記載されるフル・フィールド3Dプロファイラ(図示せず)を使用して決定されてもよい。さらに、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96はそれぞれ、実質的に同じ材料から形成されてもよく、材料は、溶融シリカ及び超低膨張ガラスを含むが、それに限定されない。さらに、マスタ・テンプレート62と、中間基板84と、最終基板96との間の温度差は、0.05℃未満、好ましくは0.01℃未満、さらに好ましくは0.001℃未満である。
【0037】
上述した方法のうちの任意の方法において形成される誤差を、防止できない場合、最小にするために、上述した第1の実施形態では、マスタ・テンプレート62は、図1に関して上述したアクチュエーション・システム58と類似の、マスタ・テンプレート62に結合したアクチュエーション・システムを有する。上述した第2の実施形態では、最終基板96は、図1に関して上述したアクチュエーション・システム58と類似の、最終基板96に結合したアクチュエーション・システムを有する。
【0038】
上述した方法は、フォトリソグラフィ用のフォトマスクの形成時に同様に使用できる。フォトマスクは、通常、4×である(フォトマスクのレリーフ・パターンは、基板上に形成される所望のフィーチャのサイズの5倍である)。KrF(248nm)レーザ及びArF(193nm)レーザを用いるフォトリソグラフィで使用される最新のフォトマスクは、さらに、主要なフィーチャより小さいサブ解像度フィーチャを有している。これらのサブ解像度はまた、光近接効果補正フィーチャ又はレチクル増強フィーチャとして知られている。サブ解像度フィーチャは印刷されない。サブ解像度フィーチャは、主要なフィーチャの品質を増強するように設計される。上述したように、主要なフィーチャは4×である。例えば、ウェハ上で50nmのサイズのフィーチャの場合、主要なフォトマスク・フィーチャは200nmである。サブ解像度フィーチャは、1×以下と同程度に小さいか、又は、4×に近い程度に大きくてもよい。通常、小さなサブ解像度フィーチャは、約1.5×であり、50nmウェハ・フィーチャの場合、これは、フォトマスク上で75nmに変換される。4×のフォトマスクは、例えば、25mm×35mmウェハ・フィールド・サイズの場合、サイズ100mm×100mmであり、26mm×33mmウェハ・フィールド・サイズの場合、サイズ104mm×132mmである。これらのフィールドは、通常、フィールド内に、2個の、4個の、6個の、又はそれ以上のダイを有し、ダイはそれぞれ、実質的に同じパターン要件を有する。こうして、上述した方法は、フォトリソグラフィ用のフォトマスクの形成時に同様に使用される。
【0039】
上述した本発明の実施形態が例示的である。本発明の範囲内に留まったままで、先に引用した開示に対して、多くの変更及び修正が行われてもよい。したがって、本発明の範囲は、先の説明によって制限されるべきではなく、代わりに、添付特許請求の範囲の等価物の全範囲と一緒に、添付特許請求の範囲を参照して決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】基板から離間したテンプレートを有するリソグラフィ・システムの略側面図である。
【図2】パターン化層が上に分配された図1に示す基板の略側面図である。
【図3】図1に示すテンプレートの平面図である。
【図4】図1に示すテンプレートを形成する方法のフロー・チャートである。
【図5】電子ビーム・リソグラフィから形成されたマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートは図1に示すテンプレートを形成するために使用される。
【図6】図1に示すマスタ・テンプレートから形成された中間基板の平面図であり、中間基板は、第1フィールドが形成され、複数の基板アライメント・マークを有する。
【図7】図6に示す基板アライメント・マークの平面図である。
【図8】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第2フィールドに重なる。
【図9】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第3フィールドに重なる。
【図10】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第4フィールドに重なる。
【図11】図6に示す中間基板の平面図であり、中間基板をパターニングする前に、複数のアライメント・マークが、中間基板上に形成される。
【図12】マスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートは、マスタ・テンプレートに関連する9個のフィールドを有する。
【背景技術】
【0001】
ナノファブリケーションは、例えば、およそナノメートル以下のフィーチャを有する非常に小さな構造の作製を含む。ナノファブリケーションが大きな影響を及ぼす1つの領域は、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当たりの回路を増加させる一方、より大きな生産収率を求めて努力し続けているため、ナノファブリケーションは益々重要になる。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をより低減させ、より大きなプロセス・コントロールを提供する。ナノファブリケーションが使用されてきた他の開発領域はバイオテクノロジ、光学技術、機械システムなどを含む。
【0002】
例示的なナノファブリケーション技法は、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、その全てが、本発明の譲受人に譲渡される、「Method and a Mold to Arranage 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公報第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公報第2004/0065252号、「Functional Patterning Material for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第6,936,194号などの多数の出版物で詳細に記載される。
【0003】
上述の米国特許出願出版物や米国特許のそれぞれに開示されるインプリント・リソグラフィ技法は、重合性の層内でレリーフ・パターンを形成し、及び、レリーフ・パターンに相当するパターンを下の基板内へ転写することを含む。基板は、基板のパターニングを容易にするための所望の位置を得るために、ステージ上に配置される。その結果、モールドと基板との間に形成可能な液体が存在する状態で、モールドが基板から離間して使用される。液体は、固化して、液体に接触したモールドの表面の形状に一致するパターンが内部に記録されているパターン化層が形成される。モールドは、その後、モールドと基板が離間するように、パターン化層から分離される。基板とパターン化層は、その後、パターン化層内のパターンに相当するレリーフ・イメージを基板内へ転写するためのプロセスを受ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【0004】
本発明の実施形態は、ここで、図面を参照して述べられる。
【0005】
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システム10が示されている。基板12は、基板チャック14に結合されている。基板チャック14は、限定はしないが、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号に記載される、真空式、ピン・タイプ、溝タイプ、又は電磁式を含む任意のチャックであってよい。さらなる実施形態では、基板チャック14は、共に参照により本明細書に組み込まれる、「Chucking System for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,982,783号及び「Method for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,980,282号に記載されるチャックであってよい。基板12と基板チャック14は、ステージ16上に支持される。さらに、ステージ16、基板12、基板チャック14は、ベース(図示せず)上に配置される。ステージ16はx軸とy軸に関して移動することができる。
【0006】
基板12からモールド20を有するテンプレート18が離れている。モールドは基板20の方へ延びておりパターニング面22を有する。さらに、メサ20がモールド20と呼ばれることもある。メサ20はまた、ナノインプリント・モールド20と呼ばれることもある。さらなる実施形態では、テンプレート18は、実質的にモールド20が存在しなくてもよい。テンプレート18及び/又はモールド20は、限定はしないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマ、シロキサン・ポリマ、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン・ポリマ、金属、硬質サファイアを含む材料から形成される。図示するように、パターニング面22は、複数の離間した凹所24と突出部26からなるフィーチャを備える。しかし、さらなる実施形態では、パターニング面22は、実質的に平滑である、及び/又は、平坦であってよい。パターニング面20は、基板12に形成されるパターンの基礎となるオリジナル・パターンが形成されている。
【0007】
テンプレート18は、テンプレート・チャック28に結合され、テンプレート・チャック28は、限定はしないが、「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号に記載される、真空式、ピン・タイプ、溝タイプ、又は電磁式を含む任意のチャックである。さらなる実施形態では、基板チャック14は、「Chucking System for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,982,783号、「Method for Modulating Shapes of Substrates」という名称の米国特許第6,980,282号に記載されるチャックである。テンプレート・チャック28は、テンプレート18とモールド20の移動を容易にするために、インプリント・ヘッド30に結合されている。
【0008】
システム10は、さらに、流体分配システム32を備える。流体分配システム32は、ポリマ材料34を基板12上に堆積させるために、基板12に流体連通される。システム10は、任意の数の流体分配器を備えてもよく、流体分配システム32は、流体分配システム32内に複数の分配ユニットを備えてもよい。ポリマ材料34は、任意の知られている技法、例えば、液滴分配、スピンコーティング、ディップ・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基板12上に分配される。図示するように、ポリマ材料34は、複数の離間した小滴36として基板12上に堆積される。通常、ポリマ材料34は、モールド20と基板12との間に所望の容積が形成される前に、基板12上に堆積される。しかし、ポリマ材料34は、所望の容積が得られた後に、容積を充填してもよい。
【0009】
図1、図2を参照すると、システム10は、さらに、エネルギー40を経路42に沿って送るために結合されたエネルギー40の供給源38を備える。インプリント・ヘッド30とステージ16は、モールド20と基板12を、経路42内で重なり、かつ、配設されるように、構成される。モールド20がポリマ材料34に接触し、かつ、所望の容積がポリマ材料34によって充填されるように、インプリント・ヘッド30又はステージ16のいずれか、又はその両方が、モールド20と基板12との間の距離を変えて、その間に所望の容積を形成する。より具体的には、小滴36のポリマ材料34は、モールド20の凹所24に侵入し、凹所24を充填する。所望の容積がポリマ材料34で充填された後、供給源38は、エネルギー40、例えば、広帯域紫外放射を生成する。広帯域紫外放射は、ポリマ材料34を、基板12の面44の形状とパターニング面22に一致させて、固化し、及び/又は、架橋結合するようにし、基板12上にパターン化層46を形成させる。パターン化層46は、残留層48を備え、かつ突出部50と凹所52として示される複数のフィーチャを備える。
【0010】
システム10は、さらに、モールド20と基板12との間の、アライメントとオーバレイ位置合わせを容易にするために、テンプレート18/モールド20を囲むアクチュエーション・システム58を備える。アクチュエーション・システム58は、テンプレート18/モールド20を選択的に変形させることによってアライメントとオーバレイ位置合わせを容易にする。これは、パターン形状の種々のパラメータ、すなわち、倍率特性、スキュー/直交性特性、台形特性を補正するのを容易にする。アクチュエーション・システム58の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Systems for Magnification and Distortion Correction for Imprint Lithography Processes」という名称の米国特許第7,150,622号、「Apparatus to Vary Dimensions of a Substrate During Nano−Scale Manufacturing」という名称の米国特許第7,170,589号、「Method of Varying Template Dimensions to Achieve Alignment During Imprint Lithography」という名称の米国特許第6,916,585号に記載される。
【0011】
システム10は、ステージ16と、インプリント・ヘッド30と、流体分配システム32と、供給源38と、アクチュエーション・システム58とデータ通信し、メモリ56に記憶されたコンピュータ読み取り可能プログラムに基づいて動作する、プロセッサ54によって調節されてもよい。
【0012】
図3を参照すると、テンプレート18の平面図が示される。より具体的には、テンプレート18のモールド20が、ダイ60a〜60dとして示す複数のダイ60を備えるように示されている。しかし、さらなる実施形態では、モールド20は、任意の数のダイ、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のダイを備えてもよい。さらに、ダイ60a〜60dはそれぞれ、内部に形成された実質的に同じレリーフ構造61を有してもよい。そのために、モールド20のダイ60の形成が、電子ビーム・リソグラフィを使用して行われてもよい。しかし、電子ビーム・リソグラフィを使用することは、とりわけ、好ましくない場合がある、テンプレート18の形成時間の増加をもたらす可能性があるためである。その結果、モールド20のダイ60の形成時間を最小にする方法が、以下で述べられる。
【0013】
図3〜5を参照すると、第1の実施形態では、モールド20のダイ60を形成する方法が示される。より具体的には、ステップ100にて、マスタ・テンプレート62が、電子ビーム・リソグラフィを使用して形成される。マスタ・テンプレート62は、セクション64a〜64dとして示す複数のセクション64を備える。しかし、さらなる実施形態では、マスタ・テンプレート62は、任意の数のセクション64、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のセクションを備えてもよい。セクション64の各セクションは、ストリート66によってセクション64の隣接するセクションから分離されている。さらに、セクション64はそれぞれは、ストリート70によってマスタ・テンプレート62の外周68から分離されている。
【0014】
セクション64のうちのあるセクションは、内部に形成されたレリーフ・パターン74を有するメサ72を備えている。図示するように、メサ72は、セクション64aに配置されている。しかし、さらなる実施形態では、メサ72は、セクション64のうちの任意のセクションに配置されてもよい。メサ72は、側面76a、76b、76c、76dを有し、側面76aは側面76cに対向して配置され、側面76bは側面76dに対向して配置される。ある例では、マスタ・テンプレート62は、4mm以上の厚さを有してもよい。
【0015】
マスタ・テンプレート62は、さらに、複数のアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80を備えいる。アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80は、ストリート66、70内に配置される。さらなる実施形態では、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80は、複数のメサ上に配置されてもよい。なお、さらなる実施形態では、アライメント形成領域78は、チェッカボード形成アライメント・マークからなり、テンプレート・アライメント・マーク80は、グレーティング・アライメント・マークからなる。なおさらなる実施形態では、テンプレート・アライメント・マーク80は、実質的に平坦である。
【0016】
第1パターン82aである、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第1部分集合がメサ72に隣接して配置されている。図示するように、側面76a、76b、76c、76dのそれぞれのすぐ近くに、2個のアライメント形成領域78と2個のテンプレート・アライメント・マーク80が配置されている。しかし、他の実施形態では、任意の数のアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80が、側面76a、76b、76c、76dのすぐ近くに配置されてもよい。
【0017】
マスタ・テンプレート62は、さらに、マスタ・テンプレート62の残りのセクション64のすぐ近くでストリート66と70内に配置されたアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80を備える。より具体的には、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第2、第3、第4の部分集合が、それぞれ、セクション64b、64c、64dのすぐ近くでストリート66、70内に配置されており、それぞれ、第2パターン82b、第3パターン82c、第4パターン82dとされる。第1パターン82aは、第3パターン82cに実質的に同じで、第2パターン82bは、第4パターン82dに実質的に同じである。一方、第1と第3パターン82a、82cは、第2と第4パターン82b、82dと異なっている。
【0018】
図4〜6を参照すると、ステップ102にて、ポリマ材料34は、液滴分配、スピンコーティング、ディップ・コーティング、化学気相堆積(CVD)、物理気相堆積(PVD)、薄膜堆積、厚膜堆積などによって、中間基板84上に分配される。より具体的には、中間基板84は、フィールド86a〜86dとして示される複数のフィールド86を備えている。しかし、さらなる実施形態では、中間基板84は、任意の数のフィールド86、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のフィールドを備えてもよい。本例では、中間基板84のフィールド86の数は、マスタ・テンプレート62のセクション64の数と実質的に同じである。その結果、ポリマ材料34は、フィールド86a上に分配される。さらに、ポリマ材料34は、フィールド86a〜86dの外側にある複数の領域88上に分配されてもよい。ある例では、中間基板84は、0.05mm〜3mmの範囲の厚さを有している。
【0019】
ステップ104にて、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間、より具体的には、フィールド86aとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。さらに、ステップ104にて、フィールド86aのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86aとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填し、また、領域88のポリマ材料34は、基板の領域88とマスタ・テンプレート62のアライメント形成領域78との間の所望の容積を充填する。
【0020】
ステップ106にて、中間基板84のフィールド86aと領域88上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、フィールド86a上に分配されたポリマ材料34から分離され、パターン化層90aが形成され、また、領域88上に分配されたポリマ材料34から分離され、基板アライメント・マークが形成される。中間基板84が、実質的にマスタ・テンプレート62の厚さ未満の厚さを有する結果として、分離力が最小になり、それが望ましい。
【0021】
図7を参照すると、さらなる実施形態では、基板アライメント・マーク92はそれぞれ、さらに、像配置計量マーク94を備えている。像配置計量マーク94は、知られている像配置システム又は像位置合わせシステム、例えば、イリノイ州バノックバーン(Bannockburn, Illinois)のLeica Microsystemsから入手可能なLMS IPROを使用して測定される。
【0022】
図4、5、8を参照すると、ステップ108にて、ポリマ材料34は、図6及びステップ102に関して先に述べた方法のうちの任意の方法において、フィールド86b上に分配される。
【0023】
ステップ110にて、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と中間基板84の基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係が得られ、それにより、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間に、より具体的には、本例では、フィールド86bとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間の所望の空間関係は、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92が重なってもよい。しかし、他の実施形態では、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92は、所望の量だけ、x−y平面内でずれて、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第1、第2、第3、第4のパターン82a、82b、82c、82dの間の変動を補償する。
【0024】
テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間のアライメントは、参照により本明細書に組み込まれる、「Interferometric Analysis for the Manufacture of Nano−Scale Devices」という名称の米国特許出願第11/000,331号に記載されるアライメント・システムを使用して決定されてもよい。さらに、ステップ110にて、フィールド86bのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86bとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填する。
【0025】
ステップ112にて、中間基板84のフィールド86b上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、中間基板84上に分配されたポリマ材料34から分離され、フィールド86b上にパターン化層90bが形成される。
【0026】
図4、5、9を参照すると、ステップ114にて、ポリマ材料34は、図6及びステップ102に関して先に述べた方法のうちの任意の方法において、フィールド86c上に分配される。
【0027】
ステップ116にて、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と中間基板84の基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係が得られ、それにより、マスタ・テンプレート62と中間基板84との間に、より具体的には、本例では、フィールド86cとメサ72との間に、所望の空間関係が得られる。その結果、マスタ・テンプレート62のテンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間で所望の空間関係を得るために、マスタ・テンプレート62は、z軸を中心に回転する、より具体的には、中間基板84に対して180°回転する。結果として、テンプレート・アライメント・マーク80と基板アライメント・マーク92との間に、所望の空間関係が得られる。さらに、ステップ116にて、フィールド86cのポリマ材料34は、中間基板84のフィールド86cとマスタ・テンプレート62のメサ72との間の所望の容積を充填する。さらなる実施形態では、マスタ・テンプレート62は、中間基板84のフィールド86c上にポリマ材料34を分配する前に、回転する。
【0028】
ステップ118にて、中間基板84のフィールド86c上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、マスタ・テンプレート62のメサ72は、フィールド86a上に分配されたポリマ材料34から分離され、パターン化層90cが形成される。
【0029】
図4、5を参照すると、ステップ120にて、ステップ108、110、112が、中間基板84のフィールド86dに対して繰り返され、フィールド86d上にパターン化層90dが形成される。さらなる実施形態では、ステップ108、110、112は、中間基板84の任意の数のフィールド86について、繰り返される。
【0030】
図4、5、10を参照すると、フィールド86a、86b、86c、86d上に、それぞれ、パターン化層90a、90b、90c、90dを形成した後、中間基板84を使用して、最終基板96内にパターンを形成する。より具体的には、ステップ122にて、ポリマ材料34が、ステップ102及び図6に関して先に述べた方法のうちの任意の方法を使用して、最終基板96上に分配される。最終基板96は、フィールド98a〜98dとして示す複数のフィールド98を備えている。しかし、さらなる実施形態では、最終基板96は、任意の数のフィールド98、すなわち、2個の、4個の、6個の、8個の、又は9個のフィールドを備えてもよい。本実施形態では、最終基板96のフィールド98の数は、中間基板84のフィールド86の数と実質的に同じである。その結果、ポリマ材料34は、最終基板96のフィールド98上に分配される。ある例では、最終基板96は、4mm以上の厚さを有している。
【0031】
ステップ124にて、中間基板84と最終基板96との間で所望の空間関係が得られ、それにより、最終基板96上のポリマ材料34は、中間基板84と最終基板96との間の所望の容積を充填する。
【0032】
ステップ126にて、最終基板96上に分配されたポリマ材料34は、固化し、及び/又は、架橋結合し、中間基板84は、最終基板96上に分配されたポリマ材料34から分離され、フィールド98のそれぞれにおいて複数のパターン化層99が形成され、このとき、パターン化層99はそれぞれ、モールド20のダイ60と実質的に同じであり、したがって、最終基板96は、テンプレート18と実質的に同じである。
【0033】
図4〜6を参照すると、第2の実施形態では、単一パターニング・ステップで、マスタ・テンプレート62からテンプレート18を形成することが望ましい場合がある。その結果、中間基板84のフィールド86上に設けられたパターン化層99はそれぞれ、モールド20のダイ60と実質的に同じであり、したがって、中間基板84は、テンプレート18と実質的に同じである。本例では、マスタ・テンプレート62は約2.29mmの厚さを有し、中間基板84は6.35mmの厚さを有する。
【0034】
図11を参照すると、なおさらなる実施形態では、基板アライメント・マーク92は、別個のステップにおいて、中間基板84上に形成される。より具体的には、基板アライメント・マーク92は、中間基板84上にパターン化層90を形成する前に、中間基板84上に形成される。その結果、基板アライメント・マーク92は、参照により本明細書に組み込まれる、a)オランダのASMLから入手可能な913nmスキャナ・リソグラフィ・ツールなどの、正確なグローバル干渉法を用いる光学リソグラフィ・ツール、又は、b)http://www.sciencedaily.com/releases/2004/02/040203233840.htmに記載されるNanorulerなどのエクセル干渉法を用いる光学リソグラフィ・ツールを使用して形成される。結果として、中間基板84のフィールド86の間のアライメント、すなわち、フィールド−フィールド・アライメントが得られる。
【0035】
その結果、図3、5、6を参照すると、上述したように、モールド20は、モールド20に関連する4個のダイを有している。しかし、先に述べたように、モールド20は、モールド20に関連する任意の数のダイを有してもよく、したがって、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、相応してスケーリングされる。図12に示すように、マスタ・テンプレート62は、マスタ・テンプレート62に関連する9個のセクション64を有してもよい。その結果、マスタ・テンプレート62のセクション64はそれぞれ、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80のパターンを有し、より具体的は、セクション64のそれぞれのセクションは、セクション64の周囲のセクションのアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80のパターンと異なるアライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80のパターンを有してもよい。より具体的には、セクション64a、64c、64e、64g、64iは、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80の第5パターンを有し、セクション64b、64d、64f、64hは、アライメント形成領域78とアライメント形成領域78のすぐ近くのテンプレート・アライメント・マーク80の第6パターンを有し、このとき、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第5パターンは、図5に関して先に述べた第1パターンと実質的に同じであり、アライメント形成領域78とテンプレート・アライメント・マーク80の第6パターンは、図5に関して先に述べた第3パターンと実質的に同じである。さらに、セクション64e、64g、64iはそれぞれ、セクション64cのパターニングと類似の上述した方法でパターン化され、セクション64fと64hはそれぞれ、セクション64bと64dのパターニングと類似の上述した方法でパターン化される。
【0036】
さらに、上述した方法のうちの任意の方法において形成されるテンプレート18に存在する機械的歪を最小にすることが望ましい。そのために、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、実質的に平坦である。より具体的には、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、パターニング領域にわたって、100nm以下の、好ましくは50nm以下の、好ましくは20nm以下の、さらに好ましくは10nm以下の平坦度を有している。上述した機械的歪をさらに最小にするため、とりわけ、像配置誤差を最小にするため、中間基板84は、マスタ・テンプレート62に一致する。そのために、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96は、図1に関して上述した基板チャック14と類似のチャック上に配置される。マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96の形状は、参照により本明細書に組み込まれる、XYステージ(図示せず)に結合した空気圧力計システム(図示せず)、XYステージ(図示せず)に結合したレーザ距離センサ・システム(図示せず)、又は、http://www.zygo.com/?/products/metrology.htmに記載されるフル・フィールド3Dプロファイラ(図示せず)を使用して決定されてもよい。さらに、マスタ・テンプレート62、中間基板84、最終基板96はそれぞれ、実質的に同じ材料から形成されてもよく、材料は、溶融シリカ及び超低膨張ガラスを含むが、それに限定されない。さらに、マスタ・テンプレート62と、中間基板84と、最終基板96との間の温度差は、0.05℃未満、好ましくは0.01℃未満、さらに好ましくは0.001℃未満である。
【0037】
上述した方法のうちの任意の方法において形成される誤差を、防止できない場合、最小にするために、上述した第1の実施形態では、マスタ・テンプレート62は、図1に関して上述したアクチュエーション・システム58と類似の、マスタ・テンプレート62に結合したアクチュエーション・システムを有する。上述した第2の実施形態では、最終基板96は、図1に関して上述したアクチュエーション・システム58と類似の、最終基板96に結合したアクチュエーション・システムを有する。
【0038】
上述した方法は、フォトリソグラフィ用のフォトマスクの形成時に同様に使用できる。フォトマスクは、通常、4×である(フォトマスクのレリーフ・パターンは、基板上に形成される所望のフィーチャのサイズの5倍である)。KrF(248nm)レーザ及びArF(193nm)レーザを用いるフォトリソグラフィで使用される最新のフォトマスクは、さらに、主要なフィーチャより小さいサブ解像度フィーチャを有している。これらのサブ解像度はまた、光近接効果補正フィーチャ又はレチクル増強フィーチャとして知られている。サブ解像度フィーチャは印刷されない。サブ解像度フィーチャは、主要なフィーチャの品質を増強するように設計される。上述したように、主要なフィーチャは4×である。例えば、ウェハ上で50nmのサイズのフィーチャの場合、主要なフォトマスク・フィーチャは200nmである。サブ解像度フィーチャは、1×以下と同程度に小さいか、又は、4×に近い程度に大きくてもよい。通常、小さなサブ解像度フィーチャは、約1.5×であり、50nmウェハ・フィーチャの場合、これは、フォトマスク上で75nmに変換される。4×のフォトマスクは、例えば、25mm×35mmウェハ・フィールド・サイズの場合、サイズ100mm×100mmであり、26mm×33mmウェハ・フィールド・サイズの場合、サイズ104mm×132mmである。これらのフィールドは、通常、フィールド内に、2個の、4個の、6個の、又はそれ以上のダイを有し、ダイはそれぞれ、実質的に同じパターン要件を有する。こうして、上述した方法は、フォトリソグラフィ用のフォトマスクの形成時に同様に使用される。
【0039】
上述した本発明の実施形態が例示的である。本発明の範囲内に留まったままで、先に引用した開示に対して、多くの変更及び修正が行われてもよい。したがって、本発明の範囲は、先の説明によって制限されるべきではなく、代わりに、添付特許請求の範囲の等価物の全範囲と一緒に、添付特許請求の範囲を参照して決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】基板から離間したテンプレートを有するリソグラフィ・システムの略側面図である。
【図2】パターン化層が上に分配された図1に示す基板の略側面図である。
【図3】図1に示すテンプレートの平面図である。
【図4】図1に示すテンプレートを形成する方法のフロー・チャートである。
【図5】電子ビーム・リソグラフィから形成されたマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートは図1に示すテンプレートを形成するために使用される。
【図6】図1に示すマスタ・テンプレートから形成された中間基板の平面図であり、中間基板は、第1フィールドが形成され、複数の基板アライメント・マークを有する。
【図7】図6に示す基板アライメント・マークの平面図である。
【図8】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第2フィールドに重なる。
【図9】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第3フィールドに重なる。
【図10】図6に示す中間基板の一部分に重なる、図1に示すマスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートのメサは中間基板の第4フィールドに重なる。
【図11】図6に示す中間基板の平面図であり、中間基板をパターニングする前に、複数のアライメント・マークが、中間基板上に形成される。
【図12】マスタ・テンプレートの平面図であり、マスタ・テンプレートは、マスタ・テンプレートに関連する9個のフィールドを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モールドと、複数のアライメント形成領域と、複数のテンプレート・アライメント・マークとを有するテンプレートによって、第1フィールドと第2フィールドを備える基板をパターニングする方法において、
前記基板の前記第1フィールド、及び、前記第1と第2フィールドの外側にある前記基板の複数の領域上に材料を分配すること、
前記基板の前記第1フィールド上の前記材料内にパターンを形成し、一方、同時に、前記テンプレートの前記複数のアライメント形成領域に重なった前記基板の前記複数の領域内の前記材料を用いて複数の基板アライメント・マークを形成するために、前記モールドと前記基板の前記第1フィールドとの間の所望の空間関係が得られるように、前記モールドと前記基板とを配置すること、
前記基板の前記第2フィールド上に材料を分配すること、
前記基板の前記第2フィールド上の前記材料内にパターンを形成するように、前記モールドと前記基板の前記第2フィールドとの間の所望の空間関係が得られるように、前記複数のテンプレート・アライメント・マークと前記複数の基板アライメント・マークとの間の所望の空間関係を得るように前記モールドと前記基板とを配置することを含む方法。
【請求項2】
前記テンプレート・アライメント・マークは、グレーティング・アライメント・マークを備え、前記基板アライメント・マークは、チェッカボード・アライメント・マークを備える請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記テンプレートの前記複数のアライメント形成領域は、前記テンプレートの上の複数のメサ上に配置される請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記テンプレートは、第1面と、前記第1面に対向して配置された第2面を備え、前記モールドは、前記第2面から第1距離だけ延び、前記複数のメサの部分集合が、前記第2面から第2距離だけ延び、前記第1距離は、前記第2距離に実質的に等しい請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記テンプレートの前記複数のテンプレート・アライメント・マークは、前記テンプレート上の複数のメサ上に配置される請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記テンプレートは、第1面と前記第1面に対向して配置された第2面を備え、前記モールドは、前記第2面から第1距離だけ延び、前記複数のメサの部分集合は、前記第2面から第2距離だけ延び、前記第1距離は前記第2距離より大きい請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記テンプレートは、複数の非パターン化メサをさらに備え、前記材料を分配することは、前記複数の非パターン化メサと重なった前記基板の領域内に材料を分配することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記基板は、0.05mm〜8mmの範囲の厚さを有する請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記基板は、100nm未満の平坦度を有する請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記基板と前記テンプレートは、実質的に同じ成分を含み、前記成分は、溶融シリカと超低膨張ガラスからなる一組の成分から選択される請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記基板と前記テンプレートとの温度差は2℃未満である請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記第1領域と前記モールドとの間の前記所望の空間関係を得ることは、前記モールドが前記基板の前記第1領域に重なるように、前記モールドと前記基板を配置することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記第2領域と前記モールドとの間の前記所望の空間関係を得ることは、前記モールドが前記基板の前記第2領域に重なるように、前記モールドと前記基板を配置することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記テンプレートを形状調節チャックに結合することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記基板を形状調節チャックに結合することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記テンプレートの形状を、前記テンプレートに結合したアクチュエーション・システムによって変更することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記基板の形状を、前記基板に結合したアクチュエーション・システムによって変更することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記基板は、複数のフィールドをさらに備える請求項1に記載の方法。
【請求項1】
モールドと、複数のアライメント形成領域と、複数のテンプレート・アライメント・マークとを有するテンプレートによって、第1フィールドと第2フィールドを備える基板をパターニングする方法において、
前記基板の前記第1フィールド、及び、前記第1と第2フィールドの外側にある前記基板の複数の領域上に材料を分配すること、
前記基板の前記第1フィールド上の前記材料内にパターンを形成し、一方、同時に、前記テンプレートの前記複数のアライメント形成領域に重なった前記基板の前記複数の領域内の前記材料を用いて複数の基板アライメント・マークを形成するために、前記モールドと前記基板の前記第1フィールドとの間の所望の空間関係が得られるように、前記モールドと前記基板とを配置すること、
前記基板の前記第2フィールド上に材料を分配すること、
前記基板の前記第2フィールド上の前記材料内にパターンを形成するように、前記モールドと前記基板の前記第2フィールドとの間の所望の空間関係が得られるように、前記複数のテンプレート・アライメント・マークと前記複数の基板アライメント・マークとの間の所望の空間関係を得るように前記モールドと前記基板とを配置することを含む方法。
【請求項2】
前記テンプレート・アライメント・マークは、グレーティング・アライメント・マークを備え、前記基板アライメント・マークは、チェッカボード・アライメント・マークを備える請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記テンプレートの前記複数のアライメント形成領域は、前記テンプレートの上の複数のメサ上に配置される請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記テンプレートは、第1面と、前記第1面に対向して配置された第2面を備え、前記モールドは、前記第2面から第1距離だけ延び、前記複数のメサの部分集合が、前記第2面から第2距離だけ延び、前記第1距離は、前記第2距離に実質的に等しい請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記テンプレートの前記複数のテンプレート・アライメント・マークは、前記テンプレート上の複数のメサ上に配置される請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記テンプレートは、第1面と前記第1面に対向して配置された第2面を備え、前記モールドは、前記第2面から第1距離だけ延び、前記複数のメサの部分集合は、前記第2面から第2距離だけ延び、前記第1距離は前記第2距離より大きい請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記テンプレートは、複数の非パターン化メサをさらに備え、前記材料を分配することは、前記複数の非パターン化メサと重なった前記基板の領域内に材料を分配することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記基板は、0.05mm〜8mmの範囲の厚さを有する請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記基板は、100nm未満の平坦度を有する請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記基板と前記テンプレートは、実質的に同じ成分を含み、前記成分は、溶融シリカと超低膨張ガラスからなる一組の成分から選択される請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記基板と前記テンプレートとの温度差は2℃未満である請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記第1領域と前記モールドとの間の前記所望の空間関係を得ることは、前記モールドが前記基板の前記第1領域に重なるように、前記モールドと前記基板を配置することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記第2領域と前記モールドとの間の前記所望の空間関係を得ることは、前記モールドが前記基板の前記第2領域に重なるように、前記モールドと前記基板を配置することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記テンプレートを形状調節チャックに結合することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記基板を形状調節チャックに結合することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記テンプレートの形状を、前記テンプレートに結合したアクチュエーション・システムによって変更することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記基板の形状を、前記基板に結合したアクチュエーション・システムによって変更することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記基板は、複数のフィールドをさらに備える請求項1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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2009−532909(P2009−532909A)
【公表日】平成21年9月10日(2009.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−504287(P2009−504287)
【出願日】平成19年4月3日(2007.4.3)
【国際出願番号】PCT/US2007/008434
【国際公開番号】WO2007/117524
【国際公開日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【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21年9月10日(2009.9.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年4月3日(2007.4.3)
【国際出願番号】PCT/US2007/008434
【国際公開番号】WO2007/117524
【国際公開日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【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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