(57)【要約】  高コントラスト材料の位置合わせマークを有するテンプレートを形成するためのシステム及び方法を説明する。高コントラスト材料は、位置合わせマークの凹部内に位置することができる。【選択図】      図３Ｉ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントナノリソグラフィ基板のパターニング方法であって、
（ａ）基板の位置合わせ領域及び特徴部領域上に複数の凸部及び凹部を形成するステップと、
（ｂ）前記位置合わせ領域上に高コントラスト材料を堆積させるステップと、
（ｃ）前記位置合わせ領域及び特徴部領域上に層を形成するステップと、
（ｄ）前記位置合わせ領域から前記形成層の一部を除去して、前記形成層の残存部分を前記位置合わせ領域の前記凹部内にのみ残存させるステップと、
（ｅ）前記位置合わせ領域から前記高コントラスト材料の一部を除去して、前記高コントラスト材料の残存部分を前記位置合わせ領域の前記凹部内にのみ残存させるステップと、
（ｇ）前記位置合わせ領域の前記凹部内の前記形成層の前記残存部分を除去して、前記位置合わせ領域の前記凹部内に残存する前記高コントラスト材料を露出させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記特徴部領域上に高コントラスト材料を堆積させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特徴部領域から前記形成層を除去するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記形成層は、前記位置合わせ領域上の第１の厚み及び前記特徴部領域上の第２の厚みを有し、前記第１の厚みの方が前記第２の厚みよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記特徴部領域から前記高コントラスト材料を除去するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記形成層は、前記基板上に重合性材料を分注し、前記重合性材料をインプリントテンプレートに接触させ、前記重合性材料を固化させることによって形成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記形成層は、スピンオン工程によって形成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記形成層はパターニングされる、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記形成層は、エッチング速度が異なる少なくとも２つの異なる層をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記異なる層の一方は平坦化層であり、前記２つの異なる層のもう一方はパターン化層である、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記異なる層の少なくとも２つの間に配置されたハードマスクをさらに含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記異なる層の一方は平坦化層であり、前記２つの異なる層のもう一方はパターン化層である、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
インプリントナノリソグラフィ基板のパターニング方法であって、
（ａ）基板の位置合わせ領域及び特徴部領域上に複数の凸部及び凹部を形成するステップと、
（ｂ）前記位置合わせ領域上に高コントラスト材料を堆積させるステップと、
（ｃ）前記基板上に重合性材料を分注し、前記位置合わせ領域及び前記特徴部領域と重なり合い、前記位置合わせ領域と重なり合う領域において透明であり前記特徴部領域と重なり合う領域において実質的に不透明であるインプリントテンプレートに前記重合性材料を接触させ、前記重合性材料を照射して前記位置合わせ領域上で前記重合性材料を固化させることにより、前記位置合わせ領域上に層を形成するステップと、
（ｄ）前記位置合わせ領域から前記形成層の一部を除去して、前記形成層の残存部分を前記位置合わせ領域の前記凹部内にのみ残存させるステップと、
（ｅ）前記位置合わせ領域から前記高コントラスト材料の一部を除去して、前記高コントラスト材料の残存部分を前記位置合わせ領域の前記凹部内にのみ残存させるステップと、
（ｇ）前記位置合わせ領域の前記凹部内の前記形成層の前記残存部分を除去して、前記位置合わせ領域の前記凹部内に残存する前記高コントラスト材料を露出させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記特徴部領域上に高コントラスト材料を堆積させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記特徴部領域から前記形成層を除去するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記形成層は、エッチング速度が異なる少なくとも２つの異なる層をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記異なる層の少なくとも２つの間にハードマスクを追加するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板上に配置された成形可能材料をパターニングするインプリントテンプレートであって、
第１の面及び第２の面を有するボディと、
第１のパターンを定める特徴部領域を有するパターン化表面を有し、前記ボディの第１の面上に位置するモールドと、
パターン化表面内の前記特徴部領域の外側に形成された位置合わせマークと、
を備え、前記位置合わせマークが、複数の凸部及び凹部で形成されるとともに、前記位置合わせマークの前記凹部内にのみ存在する高コントラスト材料を有する、
ことを特徴とするテンプレート。
【請求項１９】
前記高コントラスト材料は、前記テンプレートボディの屈折率とは異なる屈折率を有する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のテンプレート。
【請求項２０】
前記凹部内の前記高コントラスト材料上に位置する保護層をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載のテンプレート。
【請求項２１】
前記保護層は、ＳｉＯ２、非晶質Ｓｉ、ＳｉＮ２、ＡＬＯ３、及びＳｉＣで構成される群から形成される、
ことを特徴とする請求項２０に記載のテンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１０年２月５日に出願された米国仮特許出願第６１／３０１，８９５号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工は、約１００ナノメートル又はそれ以下の特徴部を有する極小構造の加工を含む。ナノ加工がかなりの影響を与えてきた１つの用途に、集積回路の処理におけるものがある。半導体処理産業は、より高い生産収率を追求し続ける一方で、基板上に形成される単位面積当たりの回路は増加しているため、ナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工では、より優れたプロセス制御を行う一方で、形成される構造物の最小特徴部の寸法を継続的に縮小することができる。ナノ加工が利用されてきたその他の開発分野として、バイオテクノロジー、光学技術、機械系などが挙げられる。
【０００３】
今日使用されている例示的なナノ加工技術は、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が、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、及び米国特許第６，９３６，１９４号などの数多くの公報に詳細に記載されており、これらは全て本願の先行技術である。
【０００４】
上述の米国特許出願公開及び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術は、成形可能な（重合可能な）層内にレリーフパターンを形成すること、及びこのレリーフパターンに対応するパターンを下部の基板に転写することを含む。基板をモーションステージに結合して、パターニング処理を容易にするのに望ましい位置調整を行うことができる。パターニング処理では、基板から間隔を空けたテンプレート、及びテンプレートと基板の間に適用される成形可能な液体を使用する。この成形可能な液体を固化して、成形可能な液体と接するテンプレートの表面形状に従うパターンを有する剛体層を形成する。固化後、テンプレートを剛体層から分離して、テンプレートと基板が間隔を空けるようにする。その後、基板及び固化層に、固化層内のパターンと一致するレリーフ像を基板内に転写するための追加処理を施す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号明細書
【特許文献５】米国特許第７，１５７，０３６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，９３２，９３４号明細書
【特許文献８】米国特許第７，０７７，９９２号明細書
【特許文献９】米国特許第７，１７９，３９６号明細書
【特許文献１０】米国特許第７，３９６，４７５号明細書
【特許文献１１】米国特許第７，８３７，９０７号明細書
【特許文献１２】米国特許第７，７８０，８９３号明細書
【特許文献１３】米国特許第７，２８１，９２１号明細書
【特許文献１４】米国特許出願１１／３７３，５３３明細書
【特許文献１５】米国特許第７，１３６，１５０号明細書
【特許文献１６】米国特許第７，０７０，４０５号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，９１６，５８４号明細書
【特許文献１８】米国特許第７，３０９，２２５号明細書
【特許文献１９】米国特許出願公開第２０１０／００９２５９９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書では、高コントラスト材料を含む位置合わせマークを有するテンプレート及び基板、並びにこのようなテンプレートをパターニングして使用する方法及びシステムを開示する。
【０００７】
１つの実施形態では、インプリントナノリソグラフィ基板をパターニングする。基板の位置合わせ領域及び特徴部領域上に凸部及び凹部を形成し、少なくとも位置合わせ領域上に高コントラスト材料を堆積させる。次に、位置合わせ領域及び特徴部領域上に層を形成する。次に、位置合わせ領域から形成層の一部を除去し、形成層の残存部分が位置合わせ領域の凹部内にのみ残存するようにする。同様に、位置合わせ領域から高コントラスト材料の一部を除去し、高コントラスト材料の残存部分が位置合わせ領域の凹部内にのみ残存するようにする。その後、位置合わせ領域の凹部内の形成層の残存部分を除去して、位置合わせ領域の凹部内に残存する高コントラスト材料を露出させる。
【０００８】
他の態様では、特徴部領域上に高コントラスト材料を堆積させることができ、及び／又は形成層又は高コントラスト材料を特徴部領域から除去することができる。別の実施形態では、形成層が、位置合わせ領域上の第１の厚み及び特徴部領域上の第２の厚みを有することができ、第１の厚みは第２の厚みよりも大きい。
【０００９】
さらなる態様では、基板上に重合性材料を分注し、この重合性材料をインプリントテンプレートに接触させ、重合性材料を固化させることにより、形成層を形成することができる。他の態様では、インプリントテンプレートを、テンプレートの位置合わせ領域と重なり合う領域では透明にし、特徴部領域と重なり合う領域では実質的に不透明にして、重合性材料を照射すると位置合わせ領域上では重合性材料が固化するが、位置合わせ領域では重合性材料が重合せず、又は一部のみが重合するようにして、これを後で容易に除去できるようにする。さらに他の態様では、スピンオン工程を使用して形成層を形成することができる。
【００１０】
他の態様では、形成層をパターニングする。さらに他の態様では、エッチング速度が異なる少なくとも２つの異なる層で形成層を作成することができる。他の態様では、これらの層の一方が平坦化層であり、もう一方の層がパターン化層である。さらなる態様では、この異なる層間にハードマスクを配置することができる。
【００１１】
さらなる態様では、ボディと、このボディの片面上に存在するパターン化表面を含むモールドとを有するインプリントテンプレートを提供する。モールドは、特徴部領域と位置合わせマークを含むパターン化表面を有し、位置合わせマークは特徴部領域の外側に存在する。位置合わせマークは、複数の凸部及び凹部を含み、凹部内にのみ高コントラスト材料が存在する。
【００１２】
１つの態様では、テンプレートの高コントラスト材料が、テンプレートボディの屈折率とは異なる屈折率を有する。他の態様では、凹部内の高コントラスト材料上に保護層が位置する。
【００１３】
本明細書で説明する態様及び実施構成を、上述した以外の方法で組み合わせることもできる。以下の詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から、他の態様、特徴、及び利点が明らかになるであろう。
【００１４】
本発明の特徴及び利点を詳細に理解できるように、添付図面に示す実施形態を参照することにより、本発明の実施形態のより詳細な説明を行うことができる。しかしながら、添付図面は、本発明の代表的な実施形態のみを示すものであり、従って本発明は他の同等に有効な実施形態を認めることもできるので、この添付図面が本発明の範囲を限定するとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リソグラフィシステムの簡略化した側面図である。
【図２】上部にパターン化層を有する図１に示す基板の簡略化した側面図である。
【図３Ａ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｂ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｃ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｄ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｅ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｆ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｇ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｈ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｉ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ａ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図４Ｂ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図５Ａ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図５Ｂ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図５Ｃ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図５Ｄ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図６Ａ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図６Ｂ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図６Ｃ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図６Ｄ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図６Ｅ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図７】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための、パターン化層の少なくとも一部のエッチング速度を変更する方法を示す図である。
【図８】図３〜図７の方法に従って形成したテンプレートの例示的な使用法を示す図である。
【図９Ａ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【図９Ｂ】高コントラスト位置合わせマークを有するテンプレートを形成するための別の例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図、特に図１には、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用するリソグラフィシステム１０を示している。基板１２は、基板チャック１４に結合することができる。図示のように、基板チャック１４は真空チャックである。しかしながら、基板チャック１４は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電式、電磁型、及び／又は同様のものを含むいずれのチャックであってもよい。例示的なチャックが、米国特許第６，８７３，０８７号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。
【００１７】
基板１２及び基板チャック１４を、ステージ１６によってさらに支持することができる。ステージ１６は、ｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った並進移動及び／又は回転移動を行うことができる。ステージ１６、基板１２、及び基板チャック１４を基台（図示せず）上に配置することもできる。
【００１８】
基板１２から間隔を空けてテンプレート１８が存在する。テンプレート１８は、第１の面及び第２の面を有するボディを含むことができ、一方の面には、ここから基板１２へ向かって延びるメサ２０が存在する。メサ２０は、上部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と呼ぶこともできる。或いは、メサ２０を使用せずにテンプレート１８を形成することもできる。
【００１９】
テンプレート１８及び／又はモールド２０は、以下に限定されるわけではないが、石英ガラス、石英、シリコン、有機ポリマー、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、硬化サファイア、及び／又は同様のものを含む材料で形成することができる。図示のように、パターン面２２は、複数の間隔を空けた凹部２４及び／又は凸部２６により定められる特徴部を備えるが、本発明の実施形態はこのような構成（例えば平面）に限定されるものではない。パターン面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を成すあらゆる原パターンを定めることができる。
【００２０】
テンプレート１８は、チャック２８に結合することができる。チャック２８は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電型、電磁型、及び／又はその他の同様のチャック型として構成することができる。例示的なチャックが米国特許第６，８７３，０８７号にさらに記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。さらに、チャック２８をインプリントヘッド３０に結合して、チャック２８及び／又はインプリントヘッド３０を、テンプレート１８の動きを容易にするように構成することができる。
【００２１】
システム１０は、流体分注システム３２をさらに備えることができる。流体分注システム３２を使用して、基板１２上に（重合性材料などの）成形可能材料３４を堆積させることができる。液滴分注、回転被覆、浸漬被覆、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、及び／又は同様のものなどの技術を使用して、基板１２上に成形可能材料３４を配置することができる。設計配慮に応じ、モールド２２と基板１２の間に所望の体積が定められる前及び／又は後に、基板１２上に成形可能材料３４を配置することができる。成形可能材料３４は、バイオ分野、太陽電池産業、電池産業、及び／又は機能性ナノ粒子を必要とするその他の産業で使用される機能性ナノ粒子とすることができる。例えば、米国特許第７，１５７，０３６号及び米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号に記載されるように、成形可能材料３４は単量体混合物を含むことができ、これらの両特許は引用により本明細書に組み入れられる。或いは、成形可能材料３４は、以下に限定されるわけではないが、（ＰＥＧなどの）生体材料、（Ｎ型、Ｐ型材料などの）太陽電池材料、及び／又は同様のものを含むことができる。
【００２２】
図１及び図２を参照して分かるように、システム１０は、経路４２に沿ってエネルギー４０を導くように結合されたエネルギー源３８をさらに備えることができる。インプリントヘッド３０及びステージ１６を、テンプレート１８及び基板１２を経路４２に重ねて配置するように構成することができる。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体分注システム３２、及び／又はエネルギー源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、またメモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラムに基づいて動作することができる。
【００２３】
インプリントヘッド３０、ステージ１６のいずれか又は両方は、モールド２０と基板１２の間の距離を変化させて、これらの間に、成形可能材料３４によって満たされる所望の体積を定める。例えば、インプリントヘッド３０はテンプレート１８に力を印加して、モールド２０が成形可能材料３４と接触するようにすることができる。所望の体積が成形可能材料３４で満たされた後、エネルギー源３８が、紫外放射線などのエネルギー４０を生成し、これにより成形可能材料３４が基板１２の表面４４及びパターン面２２の形状に従って固化及び／又は架橋し、基板１２上にパターン化層４６を定める。パターン化層４６は、残留層４８、及び凸部５０及び凹部５２として示す複数の特徴部を有することができ、凸部５０は厚みｔ１を有し、残留層は厚みｔ２を有する。
【００２４】
上述のシステム及びプロセスは、米国特許第６，９３２，９３４号、米国特許第７，０７７，９９２号、米国特許第７，１７９，３９６号、及び米国特許第７，３９６，４７５号に記載されるインプリントリソグラフィプロセス及びシステムでさらに使用することができ、これらの特許は全て引用によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【００２５】
位置合わせマークは、基板上の正確な位置へのパターン転写を容易にするために、成形可能材料３４をインプリントする前にテンプレート１８と基板１２を位置合わせするのに役立つことができる。パターン転写を容易にする上で役立つ例示的な位置合わせシステム及びプロセスが、米国特許第７，８３７，９０７号、米国特許第７，７８０，８９３号、米国特許第７，２８１，９２１号、米国特許出願第１１／３７３，５３３、米国特許第７，１３６，１５０号、米国特許第７，０７０，４０５号、及び米国特許第６，９１６，５８４号にさらに記載されており、これらの特許は本明細書の理解に役立つ。一般に、従来技術では、成形可能材料３４と同様の屈折率を有する媒体である溶融石英にこれらの位置合わせマークをエッチングすることができる。従って、位置合わせマークが見えるようにするには、これらを成形可能材料３４から分離したままにしておかなければならない。例えば、米国特許第７，３０９，２２５号にさらに記載されるように、トレンチを使用して位置合わせマークを成形可能材料３４から分離することができ、この特許は特に本明細書の理解に役立つ。しかしながら、一般にトレンチに必要な最小空間量は、典型的な半導体スクライブ領域よりも大きい。例えば、干渉を排除するのに必要な位置合わせマークとエッジの間の最小距離にトレンチの幅を加えると、典型的なスクライブ領域よりも広い空間が必要になる。
【００２６】
また、このようなトレンチを設けると基板１２上の空間が広くなり、化学機械的平坦化（ＣＭＰ）及び／又はエッチング工程などの、均一性及び安定した特徴部密度が重要な特性となり得るいくつかのプロセスに好ましくない影響を及ぼすことがある。トレンチ領域は、最も欠陥が生じ易い場所でもある。
【００２７】
このようなトレンチ又は広い空間の必要性をなくすために、位置合わせマークを高コントラスト材料で形成することができる。位置合わせマークを形成するために使用する高コントラスト材料は、成形可能材料３４とは異なる屈折率を有することができる。従って、成形可能材料３４の存在下でも、位置合わせ過程にわたってこれらの位置合わせマークを見ることができる。
【００２８】
高コントラスト位置合わせマークは、テンプレート１８の主要特徴部と同じステップでパターニングすることができる。同じステップでパターニングすることにより、パターンの配置誤差を最小限に抑えることができる。一般に、これらの位置合わせマークは、基板１２内に形成される主要特徴部と実質的に同じ深さにエッチングされる。
【００２９】
米国特許出願公開第２０１０／００９２５９９号に記載されるように、高コントラストマークのいくつかの製作方法は単層又は多層を利用し、これらを主パターンと実質的に同じステップ中にパターニングしなければならない。主パターンは、５〜３２ｎｍの範囲の特徴部を含むことがあり、これらを高コントラスト位置合わせマークに必要な膜にパターン転写することは非常に困難である。さらに、高コントラスト位置合わせマークを形成するのに最適なハードマスクの組成及び厚みは、主要特徴部を形成するのに必要なハードマスクの組成及び厚みと異なる場合がある。
【００３０】
図３Ａ〜図３Ｉに、高コントラスト材料を含む位置合わせマークを有するテンプレートを形成する例示的な方法を示す。図示の方法は、高コントラスト材料を含む位置合わせマークを基板１２上に形成することを示すものであるが、当業者には、形成された基板自体が、その後テンプレートとして有用となることが明らかであろう。基板５８上の、位置合わせマーク６０のパターニングと特徴部２４ａ及び２４ｂのパターニングは、単一のステップで行うことができる。しかしながら、高コントラスト材料（ＨＣＭ）を別個の層６２として提供することもできる。こうすれば、パターン化層の材料又は組成の制限又は要件によってＨＣＭ層が制約される必要がないので有利である。ＨＣＭ層６２は、特徴部２４ａ及び２４ｂの主要パターン上の共形堆積として提供することができる。位置合わせマーク６０は、第２のリソグラフィステップによって遮蔽することができる。この第２のリソグラフィステップでは、位置合わせマーク６０を選択的に被覆して、除去プロセス後に位置合わせマーク６０の凹部のみがＨＣＭを含むようにすることができる。
【００３１】
図３Ａを参照して分かるように、基板５８の上部には、薄いハードマスク６８及び第１のパターン化層４６ａを形成することができる。第１のパターン化層４６ａは、第１のリソグラフィプロセスで形成された特徴部２４ａ及び２６ａ並びに位置合わせマーク６０を含むことができる。このリソグラフィプロセスは、以下に限定されるわけではないが、電子ビームインプリンティング、光リソグラフィ、レーザリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィなどを含むあらゆるパターニング方法を利用することができる。例えば、図１及び図２に関連して説明したシステム１０及びプロセスを使用することができる。位置合わせマーク６０と特徴部２４ａ及び２６ａは、同じ厚みｔ１を有することができる。
【００３２】
特徴部２４ａ及び２６ａと位置合わせマーク６０を形成することで、基板５８の部分を、位置合わせマーク６０を含む位置合わせ領域６４と、主要パターンの特徴部２４ａ及び２６ａを含む主要特徴部領域６６とに分けることができる。図３Ｂを参照して分かるように、特徴部２４ａ及び２６ａと位置合わせマーク６０を基板５８にエッチングすることができる。特徴部２４ａ及び２６ａと位置合わせマーク６０のエッチングは、当業で周知の様々なドライエッチング工程を使用して行うことができる。
【００３３】
図３Ｃから明らかなように、位置合わせ領域６４の少なくとも一部及び／又は主要特徴部領域６６の少なくとも一部の上にＨＣＭ層６２を堆積することができる。ＨＣＭ層６２は、以下に限定されるわけではないが、タンタル、タングステン、炭化ケイ素、非晶質シリコン、クロム、窒化クロム、モリブデン、ケイ化モリブデンなどを含む材料で形成することができる。ＨＣＭ層６２は、約２ｎｍ〜５０ｎｍの厚みを有することができる。
【００３４】
ＨＣＭ層６２の堆積は、共形又は指向性とすることができる。例えば、１つの実施形態では、図３Ｃに示すように、ＨＣＭ層６２を位置合わせマーク６０の凹部内に指向的に堆積することができる。別の実施形態では、図４Ｃに示すように、ＨＣＭ層６２を位置合わせ領域６４全体及び主要特徴部領域６６全体の上に共形に堆積することができる。
【００３５】
１つの実施形態では、主要特徴部領域６６を含むパターン化領域全体上にＨＣＭ層６２を堆積させ、以降のステップで選択的に除去することができる。このような選択的除去を、主要特徴部領域６６内の特徴部の寸法に実質的に影響を与えずに行うことができる。選択性の高いエッチング工程を使用することもできる。例えば、溶融石英に事実上変化を与えずに溶融石英表面からａ−Ｓｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＭｏＳｉ、ＭＯ、及びＷを除去するのに有効であるという理由でＸｅＦ２ガスを使用することができる。また、溶融石英表面からＣｒ、ＣｒＮ、及びＣｒＯを除去する場合に良好な選択性を示したことがあるという理由でＲＩＥ  Ｃｌ２又はＯ２ベースのドライエッチングを使用することもできる。また、Ｃｒ７ｓクロム剥離剤などのウェットエッチング工程を使用して、溶融石英からＨＣＭを選択的に除去することもできる。
【００３６】
図３Ｄ〜図３Ｉに、位置合わせ領域６４全体及び主要特徴部領域６６全体上にＨＣＭ層６２を共形堆積することに関するプロセスをさらに示す。このプロセスは、図４Ｃに示すような、位置合わせ領域６４上に指向的に堆積されて主要特徴部領域には堆積されないＨＣＭ層にも適応できることが理解されよう。
【００３７】
図３Ｄを参照して分かるように、図１及び図２に関連して説明したシステム及びプロセスを使用して、位置合わせ領域６４及び主要特徴部領域６６全体上に層４６ｂを形成することができる。層４６ｂは、位置合わせ領域６４の特徴部及び主要特徴部領域６４の特徴部を満たすことができる。例えば、層４６ｂは、位置合わせマーク６０の凹部を満たすことができる。層４６ｂは、位置合わせ領域６４上の第１の厚みｔ３、及び主要特徴部領域６６上の第２の厚みｔ４を有することができる。第１の厚みｔ３を第２の厚みｔ４よりも厚く、又は実質的に厚くして、位置合わせマーク６０上に存在する成形可能材料の１又はそれ以上のブロック領域７０を形成することができる。例えば、位置合わせ領域６３内の層４６ｂの厚みｔ３を約５０〜３００ｎｍとし、主要特徴部領域６６内の層４６ｂの厚みｔ４を約０〜１００ｎｍとしてブロック領域７０を形成することができる（図１に示す分注システム３２は位置合わせ領域６４の位置を目標とすることができるので、ｔ４の厚みは実質的にゼロとすることができる）。或いは、他のリソグラフィ方法を使用して、層４６ｂ及びブロック領域７０を形成することもできる。例えば、図４Ａに示すように、層４６ｂを、位置合わせ領域６４及び主要特徴部領域６６上にスピンコーティングすることによって加えられる平坦化レジストとすることができる。図４Ｂに示すように、標準的リソグラフィプロセスによって主要特徴部領域から全体的に層４６ｂを除去することにより、ブロック領域７０を形成することができる。その後、上述したように、位置合わせ領域を覆うレジストをエッチングによって部分的に除去し、位置合わせ領域の凹部を除いて高コントラスト材料（ＨＣＭ）を実質的に除去することができる。
【００３８】
場合によっては、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、より選択的なエッチングプロセスを有する容易に除去可能な材料９０で主要特徴部領域を満たすことが有利となり得る。このことが有利になり得る例として、位置合わせ領域よりも主要特徴部領域内のアスペクト比の方が非常に高いことにより、主要特徴部内の材料を除去するのが困難となる場合が挙げられる。この場合、主要特徴部に材料９０の第１の層を施し、位置合わせ領域を覆うように第２の材料４６ｃをパターニングする。その後、位置合わせ領域上の第２の層が消費される前に主要特徴部から第１の材料を完全に除去する。第１及び第２の材料の除去は、図３Ｈと同様に、位置合わせ領域の凹部のみが保護されるようになるまで継続することができる。
【００３９】
図６Ａ〜図６Ｅに、位置合わせ領域上にさらなる保護を加えることができるさらに別の方法を示す。この場合、位置合わせ領域を、パターン化材料４６ｃ及び一時的ハードマスク１００によって保護する。その後、位置合わせ領域上を十分に保護した状態で、主要特徴部領域を覆う材料９０を完全に除去する。次に一時的ハードマスクを除去しなければならず、位置合わせマークを覆う材料を、図３Ｆ〜図３Ｉと同様に処理することができる。
【００４０】
一般に、図５Ａ及び図５Ｂ、並びに図４Ａ及び図４Ｂに示す方法は、スピンオンレジスト、ベーク、及び成長過程を特徴とすることができる。位置合わせ領域６４及びパターン化領域６６に、実質的に均一な厚みを有する層４６ｃを施すことができる。その後、層４６ｃの一部を除去することにより、ブロック領域７０を形成することができる。なお、ブロック領域７０は、以下に限定されるわけではないが、インプリンティング、密着焼き付け、近接焼き付け、縮小焼き付け、レーザ書き込み、電子ビーム書き込みなどを含むその他の技術によって形成することもできる。
【００４１】
ブロック領域７０は、その後の層４６ｂの一部の除去中に、位置合わせマーク６０をさらに遮蔽することができる。例えば、図３Ｅ〜図３Ｇにおける層４６ｂの段階的除去（ディスカムエッチングなど）に示すように、第２のリソグラフィプロセス中に位置合わせマーク６０を選択的に被覆する。この選択的被覆により、位置合わせマーク６０の凹部内に残留材料層７２を生じることができる。その後、図３Ｈに示すように、ＨＣＭ層６２の残留材料層７２によって阻まれていない部分を剥離することができる。さらに、図３Ｉに示すように、残留材料層７２を除去して、凹部内にのみＨＣＭ層６２が存在する位置合わせマーク６０を形成することができる。位置合わせマーク６０と特徴部２４ａ及び２６ａは、同じ厚みｔ１を有することができる。
【００４２】
図３Ｉの基板５８は、インプリンティング用のテンプレートとして使用することができる。図８に、凹部内にのみＨＣＭ層６２を含む位置合わせマーク６０を有するモールド１８ａを含むテンプレートを使用する例示的なインプリンティングプロセスを示す。このインプリンティングプロセスは、図１及び図２に関連して説明したプロセスに類似することができる。モールド１８ａと基板１２の間の間隙を成形可能材料３４によって満たす。ＨＣＭ層６２は、基板位置合わせマーク８０を使用してテンプレート１８ａを基板１２と位置合わせする上で、位置合わせマーク６０に関して可視性を与える。
【００４３】
凹部内にＨＣＭ層６２が存在する位置合わせマーク６０は、成形可能材料３４に埋め込まれた場合でも、図１及び図２に関連して説明したインプリンティング中に、位置合わせを行うのに十分な可視性を与えることができる。従って、例えばトレンチ又はその他の大きな開口部などを通じて位置合わせマーク６０を成形可能材料３４から隔離する必要性をなくすことができる。このような流体障壁特徴部を排除することにより、全体的なインプリントのスクライブ幅を実質的に減少させ、既存の半導体加工に組み入れるための自由度を与え、ＣＭＰ及びエッチングの均一性に関する問題点を低減することなどができる。また、ＨＣＭ層は、位置合わせマークの表面の又は凸部上の層として存在するのではなく位置合わせマークの凹部内に存在するので、インプリンティング中にテンプレートと基板の間の所望の空間又は間隙に干渉することがない。これにより、残留層の厚みを最小限に抑えたインプリンティングパターンが可能になる。また、上述したように、ＨＣＭ層を主パターンでパターニングする必要がないので、主パターンの材料に必要とされる性能特性によってＨＣＭの組成を制約する必要がない。
【００４４】
テンプレート１８ａの耐用年数を引き延ばすために、凹部内のＨＣＭ層上に保護層をさらに形成して、テンプレート１８ａをインプリンティングに使用する場合、又はこれをクリーニングする場合などにＨＣＭ層を劣化から保護することもできる。この保護層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ２、又はＡＬＯ３などの酸化物層又は窒化物層で形成することができ、或いは非晶質Ｓｉ又はＳｉＣなどで形成することもできる。図９Ａに示すように、層４６を形成する前にＨＣＭ層６２上に保護層を形成し、その後の処理により部分的に除去して、図９Ｂに示すように位置合わせマークの凹部内にのみ残存保護層が存在するようにすることができる。
【００４５】
図５Ａ〜図５Ｄに、位置合わせマーク６０の凹部内にＨＣＭ層６２を形成する別の方法を示す。一般に、位置合わせ領域６４及び主要特徴部領域６６上には平坦化層９０を配置することができる。平坦化層９０は、インプリントリソグラフィプロセス、スピンオン工程などを使用して配置することができる。平坦化層９０は、第１のエッチング速度を有することができる。平坦化層９０上には、図１〜図３に関連して説明した技術及びシステムを使用してパターン化層４６ｃを配置することができる。パターン化層４６ｃは、第２のエッチング速度を有することができる。平坦化層９０の第１のエッチング速度は、パターン化層４６ｃの第２のエッチング速度よりも速く、従って各材料に選択的エッチングを行うことができる。例えば、（ｍ  ＢＡＲＣ、ＰＢＳレジストなどの）有機材料などを。例えば、エッチング速度が架橋ポリマーよりも２〜１０倍速い材料を使用することができる。
【００４６】
図６Ａ〜図６Ｅに、位置合わせマーク６０の凹部内にＨＣＭ層６２を形成する別の方法を示す。図５Ａ〜図５Ｄと同様に、平坦化層９０は第１のエッチング速度を有することができ、パターン化層４６ｃは第２のエッチング速度を有することができる。平坦化層９０とパターン化層４６ｃの間には、ハードマスク１００を配置することができる。一般に、ハードマスク１００は、パターン化層４６ｃ及び／又は平坦化層９０の除去中に位置合わせ領域６４を遮蔽する。
【００４７】
図７に、選択的エッチング速度を有する層４６ｄを形成する別の例示的な方法を示す。一般に、インプリントマスク１２０を使用して、層４６ｄの一部を部分的に露出させることができる。例えば、インプリントマスク１２０を使用して層４６ｄの主要特徴部領域６６を部分的に露出させ、主要特徴部内の層４６ｄが、位置合わせ領域６４内の層４６ｄよりも高いエッチング速度を示すようにすることができる。インプリントマスク１２０の第１の面は、照明低減層１２２を含むことができ、この照明低減層１２２が存在する箇所ではマスクを実質的に不透明にし、その他の箇所はで透明のままにすることができる。照明低減層１２２は、主要特徴部領域６６の全長にわたることができ、これにより層４６ｄがエネルギーにさらされた場合、照明低減層１２２が主要特徴部領域６６内の層４６ｄの露出を抑え、放射にさらされた場合、層４６ｄが位置合わせマーク６０内では固化するが、実質的には固化しないようになる。このようにして、選択的照明低減により主要特徴部領域６６のエッチング速度を高めることができる。その後、本明細書で説明したような除去技術を使用して、凹部内にＨＣＭ層６２を有する位置合わせマーク６０を実現することができる。
【００４８】
当業者には、本説明に照らして様々な態様のさらなる修正及び代替の実施形態が明らかであろう。従って、本説明は例示にすぎないと解釈すべきである。本明細書で図示し説明した形態は、実施形態例として捉えるべきであると理解されたい。本明細書で図示し説明した要素及び材料は、代わりの要素及び材料と置き換えることができ、部品及びプロセスは逆にすることができ、いくつかの特徴部は独立して利用することができ、これらは全て本説明の恩恵を得た後で当業者に明らかになるであろう。本明細書で説明した要素には、添付の特許請求の範囲に示す思想及び範囲から逸脱することなく変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４９】
１８ａ  モールド
５８  基板
６０  位置合わせマーク
６２  ＨＣＭ層
【図１】
2013519236.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｃ−１】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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