(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料からなる基板の表面を掘り込んだ凹凸で形成される転写パターンと、
前記転写パターンと異なる箇所の前記表面を掘り込んだ凹凸で形成されるアライメントマークと、を有し、
前記アライメントマークを形成する凹凸が周期性を有し、最大周期がマスクの欠陥検査時のアライメント用光学系の解像度未満であることを特徴とするインプリント・リソグラフィ用マスク。
【請求項２】
前記転写パターンの凹凸の凹部深さと、前記アライメントマークの凹凸の凹部深さが等しいことを特徴とする請求項１記載のインプリント・リソグラフィ用マスク。
【請求項３】
前記アライメントマークを形成する凹凸が周期性を有し、最大周期が１８９ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のインプリント・リソグラフィ用マスク。
【請求項４】
前記アライメントマークを形成する凹凸の凹部深さが、４６ｎｍ以上６６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のインプリント・リソグラフィ用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント・リソグラフィ用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パターンの微細化は著しく進んでいる。半導体は、一般的にマスクに描画されたパターンをウェハに縮小投影する形で製造される。そのため、半導体の微細加工には縮小投影光学系における回折の影響による限界がある。
【０００３】
縮小投影光学系が対応できる最小パターンサイズは使用する光の波長に比例する。このため、半導体露光装置の光源の短波長化は１９３ｎｍまで進んでいる。しかし、これ以上の短波長化は、対応できる硝材がほとんどなくなる。したがって、次世代露光装置では真空中の反射光学系で構成される極紫外線（ＥＵＶ光）を使ったものまで一気に進むと考えられている。
【０００４】
もっとも、極紫外線を使った装置は解決すべき課題も多く、また非常にコスト高である。このため、その代案の１つとしてインプリント・リソグラフィが検討されている。
【０００５】
インプリント・リソグラフィの原理は、半導体パターンと同サイズの転写パターンが彫られたガラスマスクをインプリント・レジストに押し付け、紫外線をガラスマスクを通して照射し、レジストを紫外線硬化させた後マスクを剥がす、いわば判子の原理である。そのため、インプリント・リソグラフィ用のマスクは、特許文献１にあるように、パターン領域が周辺の非パターン領域より突出した凸形状を持っている。
【０００６】
特許文献２にはアライメントマークが、観察用レンズの解像度よりも小さい大きさの平面形状を有する凹凸部で形成される半導体基板の位置検出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２３１１３号公報
【特許文献２】特開平９−２２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、容易に製造可能なアライメントマークを備えたインプリント・リソグラフィ用マスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のインプリント・リソグラフィ用マスクは、透明材料からなる基板の表面を掘り込んだ凹凸で形成される転写パターンと、この転写パターンと異なる箇所の表面を掘り込んだ凹凸で形成されるアライメントマークと、を有し、前記アライメントマークを形成する凹凸が周期性を有し、最大周期がマスクの欠陥検査時のアライメント用光学系の解像度未満であることを特徴とする。
【００１０】
上記態様のインプリント・リソグラフィ用マスクにおいて、転写パターンの凹凸の凹部深さと、アライメントマークの凹凸の凹部深さが等しいことが望ましい。
【００１１】
上記態様のインプリント・リソグラフィ用マスクにおいて、アライメントマークを形成する凹凸が周期性を有し、最大周期が１８９ｎｍ未満であることが望ましい。
【００１３】
上記態様のインプリント・リソグラフィ用マスクにおいて、アライメントマークを形成する凹凸の凹部深さが、４６ｎｍ以上６６ｎｍ以下であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容易に製造可能なアライメントマークを備えたインプリント・リソグラフィ用マスクを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスクの模式図である。
【図２】第１の実施の形態のアライメントマークの模式図である。
【図３】第２の実施の形態のアライメントマークの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
なお、本明細書中、「周期」、「深さ」等の値は、該当する複数の箇所について測定した場合の平均値を意味するものとする。
【００１８】
また、本明細書中、「転写パターン」とは、レジスト等に転写されるパターンのうち、回路パターンのように素子構造の製造のために用いられるパターンを意味する。例えば、仮にアライメントマークのパターンが、レジスト等に転写されるとしても、このパターンは転写パターンと称しないものとする。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスクは、透明材料からなる基板の表面を掘り込んだ凹凸で形成される転写パターンと、転写パターンと異なる箇所の表面を掘り込んだ凹凸で形成されるアライメントマークと、を有する。
【００２０】
図１は、本実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスクの模式図である。図１（ａ）が上面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡＡ断面図、図１（ｃ）が図１（ｂ）の破線円部の拡大図である。
【００２１】
インプリント・リソグラフィ用マスク１０には、透明材料からなる基板１２が用いられる。基板１２は、例えば、石英ガラスである。
【００２２】
インプリント・リソグラフィ用マスク１０の上面には、パターン領域１４と非パターン領域１６が存在する。図１（ｂ）に示すように、パターン領域１４は、非パターン領域１６から、数十ミクロンから数百ミクロン出っ張って形成されている。このため、ウェハ等へのスタンピング時には、ウェハ上に塗布されたレジストに接触するのはパターン領域１４のみであり、非パターン領域１６は接触しない。
【００２３】
また、パターン領域１４には、半導体ウェハ等へ転写される回路パターン等の転写パターンが形成されたパターン部１８と、マスク１０の欠陥検査の際に、マスク１０を欠陥検査装置に対してアライメント（位置合わせ）するために用いられるアライメントマーク２０が設けられている。アライメントは、マスクの欠陥検査に先立ち、欠陥検査装置に対するマスクの位置ずれや傾きなどを補正するために行われる。
【００２４】
アライメントマーク２０は、パターン領域１４の４隅に設けられている。転写パターンとアライメントマーク２０は、同一の平面上に存在する。
【００２５】
パターン部１８の転写パターンは、図１（ｃ）に示すように、基板１２の表面の透明材料を掘り込んだ凹凸で形成される。この転写パターンは、例えば、周期ｐ１と凹部深さｄ１を備えている。
【００２６】
アライメントマーク２０は、パターン部１８の転写パターンと異なる箇所の表面の透明材料を掘り込んだ凹凸で形成される。図２は、本実施の形態のアライメントマークの模式図である。図２（ａ）が上面図、図２（ｂ）が図２（ａ）の破線円部の拡大断面図である。
【００２７】
アライメントマーク２０は、周期性を有する矩形のすだれ状パターンが４つ配置された第１のマーク２０ａと、第１のマーク２０ａの中央部に配置され周期性のない十字状パターンの第２のマーク２０ｂで構成される。この第１のマーク２０ａは、例えば、周期ｐ２と凹部深さｄ２を備えている。また、十字状パターンの第２のマーク２０ｂは、例えば、交差する２本の直線状の凹部で形成される。
【００２８】
本実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスク１０では、アライメントマーク２０もパターン部１８と同様、基板１２の表面の透明材料を掘り込んだ凹凸で形成される。したがって、アライメントマーク２０のために、例えば、透明材料上に別種の膜を設けるなど付加的な構造・製造プロセスを採用する必要がない。したがって、低コストで容易にインプリント・リソグラフィ用マスクを製造することが可能となる。
【００２９】
また、パターン部１８の転写パターンの凹凸の凹部深さｄ１と、アライメントマーク２０の凹凸の凹部深さｄ２が等しいことが望ましい。マスク１０を製造する際に、パターン部１８の転写パターンとアライメントマーク２０の同時形成が容易となるからである。
【００３０】
次に、本実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスク１０を用いたマスク欠陥検査装置におけるマスクのアライメント方法の一例について簡単に説明する。
【００３１】
マスク欠陥検査装置では、最初に可視光を用いた低倍率の第１のアライメント用光学系により、ラフな第１のアライメントを行う。この際には、第１のマーク２０ａを用いてアライメントを行う。このアライメントにより、第１のマーク２０ａのおおよその中央の位置を割り出す。すなわち、第２のマーク２０ｂが、次の第２のアライメントでの視野におさまる精度でアライメントマーク２０ａの位置を特定する。
【００３２】
次に、紫外光を用いた第２のアライメント用光学系により、さらに精度を上げた第２のアライメントを行う。この際には、第１のマーク２０ａの中央にある第２のマーク２０ｂを用いてアライメントを行う。すなわち十字状パターンの交点部を用いてアライメントを行う。
【００３３】
第２のアライメント用光学系では、第１のアライメント用光学系に比較して、高倍率で観察が可能となっている。第２のアライメント用光学系は、例えば、欠陥検査に用いる欠陥検査光学系と共通である。
【００３４】
このように、可視光を用い低倍率でアライメントを行うための第１のアライメント用光学系と、紫外光を用い高倍率でアライメントを行うための第２のアライメント用光学系のそれぞれに適した２種のアライメントマークを有することで、より高精度のマスクアライメントを実現することが可能となる。
【００３５】
ここで、アライメントマークの最大周期がマスクの欠陥検査時のアライメント用光学系の解像度未満であることが望ましい。ここで、最大周期とは、アライメントマークのパターンに複数の周期がある場合には、最も周期の大きなものを意味する。図２の第１のマーク２０ａの場合のように、単一の周期の場合は、最大周期とはその単一の周期を意味する。
【００３６】
また、解像度は、アライメント用光学系のアライメント光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとした場合に、
解像度＝λ／（２ＮＡ）・・・（式１）
で表わされるものとする。
【００３７】
第１のマーク２０ａの最大周期がマスクの欠陥検査時の第１のアライメント用光学系の解像度未満とすることで、撮像される第１のマーク２０ａが解像されず、４つの矩形の暗いベタ領域として認識される。いいかえれば、最大周期が解像度未満のため、第１のマーク２０ａは解像されないが、周囲よりも一様に暗い領域として観察される。したがって、画像処理が容易になり、マーク位置検出精度も向上する。よって、安定して第２のマーク２０ｂを、第２のアライメント光学系の視野にガイドすることが可能となる。
【００３８】
例えば、第１のアライメント用光学系のアライメント光が波長４００ｎｍの可視光であり、対物レンズの開口数が０．７０である場合、（式１）より解像度は２８６ｎｍとなる。第１のアライメント用光学系のアライメント光には、装置構成上、可視光のうちでも短波長の４００ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の波長を用いることが好適である。
【００３９】
また、アライメントマークを形成する凹凸の凹部深さｄ２が、マスクの欠陥検査時のアライメント光の波長の２０％以上３０％以下であることが望ましい。これは、アライメント光の波長をλとすると、凹部の深さを波長λの２５％、すなわちλ／４とすることで、凸部の表面で反射する光と、凹部の底面で反射する光の位相差がλ／２となり高いコントラストが得られるためである。２０％以上３０％以下とするのは加工ばらつき等を考慮するためである。また、±５％の範囲にあれば、高いコントラストが実現できるためである。
【００４０】
例えば、第１のアライメント用光学系のアライメント光が波長４００ｎｍの可視光であり、第２のアライメント用光学系のアライメント光が波長１９３ｎｍの紫外光であれば、第１のマークの凹部深さは、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることが望ましい。また、第２のマークの凹部深さは、３９ｎｍ以上５８ｎｍ以下であることが望ましい。
【００４１】
特に、高倍率でアライメントを行う際の、コントラストを大きくすることが、アライメント精度を向上させる上で重要である。この観点から欠陥検査光学系を用いて行うアライメントにおいてアライメントマークのコントラストを向上させることが望ましい。
【００４２】
欠陥検査光学系で用いられることが想定される光の波長は、１８５ｎｍ以上２６５ｎｍ以下の紫外光である。この範囲を下回ると、適当な光源や対応できる硝材がほとんどなくなる。また、この範囲を上回ると検査精度が低下する。したがって、アライメントマークを形成する凹凸の凹部深さが、波長１８５ｎｍ以上２６５ｎｍ以下のλ／４に相当する深さ、すなわち、４６ｎｍ以上６６ｎｍ以下であることが望ましい。
【００４３】
（第２の実施の形態）
本実施の形態のインプリント用リソグラフィ用マスクは、アライメントマークに十字状パターンのマークがないこと以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００４４】
図３は、本実施の形態のアライメントマークの模式図である。図３（ａ）が上面図、図３（ｂ）が図３（ａ）の破線円部の拡大断面図である。
【００４５】
アライメントマーク３０は、周期性を有する矩形のすだれ状パターンが４つ配置されたマークである。このアライメントマーク３０は、例えば、周期ｐ３と凹部深さｄ３を備えている。そして、アライメントマーク３０を形成する凹凸の最大周期、ここでは周期ｐ３が、第２のアライメントで用いられる欠陥検査用光学系の解像度未満に設定されている。
【００４６】
本実施の形態のインプリント用リソグラフィ用マスクでは、１種のアライメントマークで、可視光によるアライメントと欠陥検査用の紫外光によるアライメントを両立できるよう構成される。
【００４７】
次に、本実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスク３０を用いたマスク欠陥検査装置におけるマスクのアライメント方法の一例について簡単に説明する。
【００４８】
マスク欠陥検査装置では、最初に可視光を用いた第１のアライメント用光学系により、ラフな第１のアライメントを行う。この際には、アライメントマーク３０のおおよその中央の位置を割り出す。この際、凹凸の最大周期が、紫外光を用いる欠陥検査用光学系の解像度未満に設定されることで、アライメントマーク３０が、より波長の長い可視光でも解像されず、４つの矩形の暗いベタ領域として認識される。
【００４９】
次に、紫外光を用いた第２のアライメント用光学系、すなわち欠陥検査用光学系により、さらに精度を上げた第２のアライメントを行う。この際には、アライメントマーク３０の角部を用いてアライメントを行う。この際も、凹凸の最大周期が、紫外光を用いる欠陥検査用光学系の解像度未満に設定されることで、アライメントマークが解像されず、４つの矩形の暗いベタ領域として認識される。
【００５０】
上述のように、欠陥検査光学系で用いられることが想定される光の波長は、１８５ｎｍ以上２６５ｎｍ以下である。また、欠陥検査用光学系で用いられ対物レンズのＮＡは０．７以上であると想定される。
【００５１】
したがって、（式１）を用いて、周期ｐ３が、解像度＝２６５ｎｍ／（２×０．７）未満、すなわち、１８９ｎｍ未満であることが望ましい。また、欠陥検査装置で実現可能なＮＡは０．９以下である。したがって、周期ｐ３が、解像度＝１８５ｎｍ／（２×０．９）未満、すなわち、１０３ｎｍ未満であることがより望ましい。最大周期が上記範囲であれば、可視光による第１のアライメントおよび紫外光による第２のアライメントいずれの場合にも、アライメントマークが解像されず、４つの矩形の暗いベタ領域として認識される。よって、高い精度のマスクアライメントが実現可能となる。
【００５２】
本実施の形態のインプリント用リソグラフィ用マスクでは、第１の実施の形態より簡略化したマークにより、高い精度のマスクアライメントが実現可能となる。
【００５３】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００５４】
例えば、アライメントマークの形状として、すだれ状パターンと十字状パターンを例に説明したが、例えば、格子状パターン、周期性のないランダム状パターン等その他の形状を採用することも可能である。
【００５５】
また、実施の形態においては、アライメントマークをパターン領域の４隅に配置する場合を例に説明したが、必ずしも４隅である必要はなく、例えば、対角線上の２隅に配置しても、パターン部の４辺の中央部に配置するものであってもかまわない。
【００５６】
また、パターン部の転写パターンとアライメントマークの凹部深さが等しい場合を例について主に説明したが、パターン部はパターン転写のために深さを最適化し、アライメントマークはアライメント時のコントラストを得るために深さを最適化し、深さが異なってもかまわない。
【００５７】
また、本実施の形態においては、アライメント方法として、第１および第２のアライメント用光学系を用いる場合を例に説明した。しかしながら、実施の形態のインプリント・リソグラフィ用マスクは、１つのアライメント用光学系、例えば、欠陥検査用光学系のみでアライメントを行う場合であっても有効である。
【００５８】
また、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる構成等を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのインプリント・リソグラフィ用マスクは、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５９】
１０        インプリント・リソグラフィ用マスク
１２        基板
１４        パターン領域
１６        非パターン領域
１８        パターン部
２０        アライメントマーク
２０ａ      第１のマーク
２０ｂ      第２のマーク
３０        アライメントマーク
【図１】
0005662767.tif 000002
【図２】
0005662767.tif 000003
【図３】
0005662767.tif 000004