JP2012234901A - Operation method for imprint apparatus and operation method for imprint template management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体装置の製造に関する。 Embodiments described herein relate generally to the manufacture of a semiconductor device.
光インプリントリソグラフィ技術は、基板表面に凹凸を形成したテンプレート（インプリント・マスク） を、処理基板上に塗布された硬化していない光硬化性樹脂（レジスト剤）に接触させ、その状態で光 （紫外（ＵＶ） 光など） を照射することにより、光硬化性樹脂を硬化し、テンプレートを光硬化性樹脂から離すことにより、テンプレートに形成されたパターンの凹凸を反転した形状を有するパターンを処理基板上に形成する方法である。 In optical imprint lithography technology, a template (imprint mask) with irregularities formed on the surface of a substrate is brought into contact with an uncured photocurable resin (resist agent) applied on a processed substrate. By irradiating (ultraviolet (UV) light, etc.), the photocurable resin is cured, and by separating the template from the photocurable resin, a pattern having a shape in which the irregularities of the pattern formed on the template are reversed is processed. It is a method of forming on a substrate.
光インプリントリソグラフィ技術を、半導体装置の製造に適用するにあたり、同一パターンを有する複数のテンプレートを使用する。同一製品の同一レイヤのパターンを形成するための同一パターンを有するテンプレートは、テンプレートの寿命と半導体デバイスの生産量とを考えると、多数必要となる。 In applying the optical imprint lithography technique to the manufacture of a semiconductor device, a plurality of templates having the same pattern are used. Many templates having the same pattern for forming the pattern of the same layer of the same product are required in consideration of the lifetime of the template and the production amount of the semiconductor device.
このようなテンプレートは、レプリカテンプレートと呼ばれ、原盤となるマザーテンプレートに基づいて作製される。まず、電子ビーム描画を用いて石英基板上にパターンを形成して、マザーテンプレートを形成する。そして、このマザーテンプレートを用いてインプリントリソグラフィ技術によりレプリカテンプレートを複数作製する。 Such a template is called a replica template and is produced based on a mother template serving as a master. First, a mother template is formed by forming a pattern on a quartz substrate using electron beam drawing. Then, a plurality of replica templates are produced by imprint lithography using this mother template.
本発明は、高精度で、且つ、低コストで半導体装置を製造することができるインプリント装置の動作方法及びインプリント用テンプレートの管理装置の動作方法を提供する。 The present invention provides an operation method of an imprint apparatus and an operation method of an imprint template management apparatus capable of manufacturing a semiconductor device with high accuracy and low cost.
本発明の実施形態によれば、表面に凹凸形状のパターンを有するテンプレートを、被処理基板上に塗布された硬化性樹脂に押し当て、前記硬化性樹脂にパターンを転写するインプリント装置の動作方法であって、前記インプリント装置は、データ記憶手段と、制御手段と、転写手段とを備え、前記制御手段が、前記テンプレート毎に、前記データ記憶手段に記憶された、前記テンプレートの作製履歴データと、前記テンプレートの表面に形成されたパターンのパターンデータと、前記テンプレートを用いて硬化性樹脂に転写して得られたパターンの転写パターンデータと、の少なくとも１つを読み出し、読み出されたデータに基づいて、あらかじめ準備した複数のグループの中から、前記テンプレートが紐付けられるべき１つのグループを選択し、あらかじめ準備した複数のインプリント条件の中から、選択された前記グループに一対一対応する前記インプリント条件を選択し、前記転写手段により、選択された前記インプリント条件に従って、前記テンプレートを用いて転写する。 According to the embodiment of the present invention, an imprint apparatus operating method for pressing a template having a concavo-convex pattern on a surface against a curable resin applied on a substrate to be processed, and transferring the pattern to the curable resin. The imprint apparatus includes data storage means, control means, and transfer means, and the control means stores the template production history data stored in the data storage means for each template. And at least one of the pattern data of the pattern formed on the surface of the template and the transfer pattern data of the pattern obtained by transferring to the curable resin using the template. Based on the above, a group to which the template should be linked is selected from a plurality of groups prepared in advance. Then, the imprint condition corresponding to the selected group is selected from a plurality of imprint conditions prepared in advance, and the template is used according to the selected imprint condition by the transfer unit. And transcribe.
以下、図１から図７を参照して、実施形態を説明する。ただし、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。なお、全図面にわたり共通する部分には、共通する符号を付す。また、以下においては、２８ｎｍ以下もしくは１８ｎｍ以下といった非常に微細なパターン幅を持つような半導体装置を製造するための、光インプリントリソグラフィ用のレプリカテンプレートに対して用いた例を説明するが、本実施形態は、このようなレプリカテンプレートに限定されるものではなく、例えば、マザーテンプレートに対してでも、あるいは、加熱により熱硬化性樹脂を硬化させて行う熱インプリントリソグラフィ用のレプリカテンプレートでも、用いることができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 7. However, the present invention is not limited to this embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common throughout all the drawings. Also, in the following, an example used for a replica template for optical imprint lithography for manufacturing a semiconductor device having a very fine pattern width of 28 nm or less or 18 nm or less will be described. The embodiment is not limited to such a replica template. For example, it is used for a mother template or a replica template for thermal imprint lithography performed by curing a thermosetting resin by heating. be able to.
（第１の実施形態）
以下に第１の実施形態を図１から図４を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described below with reference to FIGS.
光インプリントリソグラフィプロセスで用いられるレプリカテンプレートは、使用による劣化が早いため、その寿命は短い。従って、製造する半導体装置によっては、同じレイヤのパターンを形成するための同一パターンを有するレプリカテンプレートを、数十から数百個以上必要とする場合がある。しかしながら、まったくの同じ形状のレプリカテンプレートを作製したはずが、レプリカテンプレート作製装置の状態や作製条件などにより、レプリカテンプレートに形成されたパターン寸法や形状、溝の深さなどが若干異なることとなる。従って、このような違いにより、レプリカテンプレートを用いて行うインプリントリソグラフィプロセスのための最適なプロセス条件は、同じ形状であるはずのレプリカテンプレートであっても、レプリカテンプレート毎に異なることとなる。ここで、インプリントリソグラフィプロセスのプロセス条件とは、基板上に塗布する光硬化性樹脂の量、光硬化性樹脂の温度、レプリカテンプレートの押し付け力、光の照射時間及び照射強度、レプリカテンプレートを光硬化性樹脂から離す際の速度等のことである。 The replica template used in the optical imprint lithography process has a short lifetime because it deteriorates quickly due to use. Therefore, depending on the semiconductor device to be manufactured, there may be a case where several tens to several hundreds of replica templates having the same pattern for forming a pattern of the same layer are required. However, although a replica template having exactly the same shape should be produced, the pattern size and shape formed on the replica template, the depth of the groove, and the like are slightly different depending on the state and production conditions of the replica template production apparatus. Therefore, due to such a difference, the optimum process condition for the imprint lithography process performed using the replica template is different for each replica template even if the replica template should have the same shape. Here, the process conditions of the imprint lithography process are the amount of photo-curing resin applied on the substrate, the temperature of the photo-curing resin, the pressing force of the replica template, the light irradiation time and intensity, and the light intensity of the replica template. It is the speed when separating from the curable resin.
そこで、本実施形態においては、図１に示すように、インプリント装置を用いて、以下に説明する情報のうちから選択された１つの情報もしくは複数の情報に基づいて、同じ形状を有する複数のレプリカテンプレートを、グループに分ける。詳細には、以下に説明する情報を数値化してインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力し、入力された１つの又は複数の情報をインプリント装置の有する制御手段に処理させることにより、レプリカテンプレートのグループ分けを行うことができる。制御手段は、インプリント装置の有する制御手段でなくても良く、後で説明するようなテンプレート管理装置でも良い。なお、これは第２の実施形態でも同様である。各グループには最適なインプリント条件があらかじめ一対一対応付けられていることから、制御手段は、各レプリカテンプレートの属するグループに対応する最適なインプリント条件を選択する。そして、インプリント装置の有する転写手段により、各レプリカテンプレートを用いて、それに対応する選択されたインプリント条件に従って転写を行う。さらに、各グループに一対一対応付けられたインプリント条件は、グループに属する複数のレプリカテンプレートから、１つのレプリカテンプレートを選択し、そのレプリカテンプレートを用いて、プロセス条件の決定（条件出し）を行うことにより、あらかじめ定められたものである。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, using an imprint apparatus, a plurality of pieces having the same shape are selected based on one information or a plurality of pieces of information selected from the information described below. Divide replica templates into groups. Specifically, the replica template is obtained by digitizing the information described below and inputting it to the data storage means included in the imprint apparatus, and causing the control means included in the imprint apparatus to process one or more pieces of input information. Can be grouped. The control means may not be the control means of the imprint apparatus, and may be a template management apparatus as will be described later. This also applies to the second embodiment. Since the optimum imprint condition is associated with each group in advance in a one-to-one correspondence, the control unit selects the optimum imprint condition corresponding to the group to which each replica template belongs. Then, transfer is performed according to the selected imprint condition corresponding to each replica template by the transfer means of the imprint apparatus. Furthermore, the imprint condition associated with each group in one-to-one correspondence selects one replica template from a plurality of replica templates belonging to the group, and determines the process conditions (conditions) using the replica template. It is predetermined.
(1)レプリカテンプレートの作製に関する情報
レプリカテンプレートの作製にかかわる以下の様々な情報のうちから選択された１つの情報もしくは複数の情報に基づいて、複数のレプリカテンプレートのグループ分けを行う。例えば、このような情報とは、レプリカテンプレートのメーカー、レプリカテンプレートの作製装置（装置機種別、装置シリアルナンバー別）、レプリカテンプレートの作製日、レプリカテンプレートを製造する際に用いたマザーテンプレート、レプリカテンプレートの作製条件等である。具体的には、例えば、レプリカテンプレートを作製したレプリカテンプレート製造装置が、装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃと３つあった場合には、各レプリカテンプレートを製造した装置名をインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力し、その装置名をインプリント装置の有する制御手段に処理させることにより、レプリカテンプレートを３つのグループに分ける。
(1) Information related to replica template creation Based on one or more pieces of information selected from the following various information related to replica template creation, a plurality of replica templates are grouped. For example, such information includes the manufacturer of the replica template, the replica template production device (by device type and device serial number), the date of creation of the replica template, the mother template used when the replica template was produced, and the replica template. And the like. Specifically, for example, when there are three replica template manufacturing apparatuses that manufacture replica templates, apparatus A, apparatus B, and apparatus C, the data that the imprint apparatus has the name of the apparatus that manufactured each replica template. The replica template is divided into three groups by inputting the name into the storage means and causing the control means of the imprint apparatus to process the device name.
(2)レプリカテンプレートの外観検査の結果
レプリカテンプレートの外観検査の結果にかかわる様々な情報のうちから選択された１つの情報もしくは複数の情報に基づいて、複数のレプリカテンプレートのグループ分けを行う。作製されたレプリカテンプレートが、納品可能なレプリカテンプレート（インプリントリソグラフィプロセスで使用可能なレプリカテンプレート）として認められるためには、レプリカテンプレート上に形成されたパターンの出来栄えが、すなわち、レプリカテンプレート上に形成されたパターンの有する幅、溝の深さ等が、あらかじめ決められた範囲で形成されている必要がある。従って、レプリカテンプレートを用いて、インプリントリソグラフィを行う前に、レプリカテンプレートの検査を行うのである。例えば、この検査においては、レプリカテンプレート上に、同一幅を有するパターンが形成されていた場合、これらのパターンの幅もしくは溝の深さが、あらかじめ決められた値に対してどれだけの誤差を持って形成され、その誤差がどのように分布しているのかを示すパターン寸法分布という指標を得ることができる。このような検査結果の情報に基づいて、複数のレプリカテンプレートのグループ分けを行うことができる。なお、この検査は、顕微鏡等を用いてレプリカテンプレートを光学観察するといった公知の方法により行われる。具体的には、例えば、あらかじめパターン寸法の誤差の分布幅について、狭い幅で分布するもの、中程度の幅で分布するもの、広い幅を持って分布するもの、のような三段階のランクに分けておき、その定義をインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力しておく。そして、各レプリカテンプレートに対して外観検査を行って得られた誤差の分布値をインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力し、その分布値があらかじめデータ記憶手段に入力されたどのランクにあてはまるかをインプリント装置の有する制御手段が判断することにより、各レプリカテンプレートを３つのグループに分ける。
(2) Result of Replica Template Appearance Inspection A plurality of replica templates are grouped based on one or more pieces of information selected from various information related to the result of appearance inspection of the replica template. In order for the produced replica template to be recognized as a replica template that can be delivered (a replica template that can be used in an imprint lithography process), the quality of the pattern formed on the replica template is formed on the replica template. The width, the groove depth, and the like of the formed pattern must be formed within a predetermined range. Therefore, the replica template is inspected before imprint lithography is performed using the replica template. For example, in this inspection, when patterns having the same width are formed on the replica template, how much the width of these patterns or the depth of the groove has an error with respect to a predetermined value. And an index called a pattern dimension distribution indicating how the error is distributed can be obtained. Based on such inspection result information, a plurality of replica templates can be grouped. This inspection is performed by a known method such as optical observation of the replica template using a microscope or the like. Specifically, for example, the distribution width of the pattern dimension error is divided into three ranks such as those distributed in a narrow width, those distributed in a medium width, and those distributed in a wide width. Separately, the definition is input to data storage means of the imprint apparatus. Then, an error distribution value obtained by performing an appearance inspection on each replica template is input to the data storage unit of the imprint apparatus, and to which rank the distribution value is applied in advance to the data storage unit. Is determined by the control means of the imprint apparatus, and each replica template is divided into three groups.
(3)レプリカテンプレートを用いたパターン転写試験検査の結果
レプリカテンプレートを用いてパターン転写（インプリントリソグラフィ）試験検査を行い、その結果に基づいて、レプリカテンプレートのグループ分けを行う。このパターン転写試験検査の結果によりレプリカテンプレートのグループ分けをフローチャートにしたものが、図２である。
(3) Result of pattern transfer test inspection using replica template A pattern transfer (imprint lithography) test inspection is performed using the replica template, and the replica templates are grouped based on the result. FIG. 2 is a flowchart showing grouping of replica templates based on the result of the pattern transfer test inspection.
まず、レプリカテンプレートを用いた、標準の試験プロセス条件によるインプリントリソグラフィ（パターン転写）を行う。 First, imprint lithography (pattern transfer) is performed using a replica template under standard test process conditions.
詳細には、インプリントリソグラフィは、図３（ａ）から図３（ｄ）に示されるような方法で行われる。すなわち、図３（ａ）に示されるように、検査用基板１の上に硬化していない光硬化性樹脂２を塗布する。次に、図３（ｂ）に示されるように、硬化していない光硬化性樹脂２の上にレプリカテンプレート３を押し当て、次いで、光４を、光透過性を有するレプリカレンプレート３を介して光硬化性樹脂２に照射する。このようにして、光硬化性樹脂２を硬化させる。そして、図３（ｃ）に示されるように、レプリカテンプレート３を硬化した光硬化性樹脂２から離す。このようにして、図３（ｄ）に示されるように、検査用基板１上の硬化した光硬化性樹脂２には、パターン５が転写される。このパターン５は、レプリカテンプレート３上に形成されたパターンを反転させた形状を持つ。なお、検査用基板１は、例えば、シリコン基板やＳＯＩ基板等である。 Specifically, the imprint lithography is performed by a method as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d). That is, as shown in FIG. 3A, an uncured photocurable resin 2 is applied on the inspection substrate 1. Next, as shown in FIG. 3 (b), the replica template 3 is pressed onto the uncured photocurable resin 2, and then the light 4 is passed through the replica lent plate 3 having optical transparency. Then, the photocurable resin 2 is irradiated. In this way, the photocurable resin 2 is cured. Then, as shown in FIG. 3C, the replica template 3 is separated from the cured photocurable resin 2. In this way, as shown in FIG. 3D, the pattern 5 is transferred to the cured photocurable resin 2 on the inspection substrate 1. The pattern 5 has a shape obtained by inverting the pattern formed on the replica template 3. The inspection substrate 1 is, for example, a silicon substrate or an SOI substrate.
次に、この硬化した光硬化性樹脂に、欠陥が生じていないかどうかを検査する。なお、検査は、光や電子線等を光硬化性樹脂の表面に照射し、反射した光や電子線等を用いて行う。 Next, the cured photo-curing resin is inspected for defects. The inspection is performed by irradiating the surface of the photocurable resin with light, an electron beam, or the like, and using the reflected light, electron beam, or the like.
ここで、欠陥とは、以下のものを指す。
・ 検査用基板上の光硬化性樹脂へレプリカテンプレートを押し当てた際に、光硬化性樹脂がレプリカテンプレート上に形成されたパターン溝へ十分に充填されないことから、検査用基板上の光硬化性樹脂に所望の形状とは異なる形状を持ったパターンが形成される充填不良欠陥
・ レプリカテンプレートを硬化した光硬化性樹脂から離す際に、光硬化性樹脂の一部がレプリカテンプレート上に形成されたパターン溝に詰まったまま、検査用基板上の光硬化性樹脂に形成されたパターンから剥がれる離型欠陥
・ 検査用基板上の光硬化性樹脂に転写されたパターンが、所望の形状及び寸法でない場合（検査用基板上の光硬化性樹脂に転写されたパターンが、許容された範囲の形状及び寸法でない場合）
・ 検査用基板の上に形成された許容範囲以上の量の光硬化性樹脂残膜
Here, the defect refers to the following.
-When the replica template is pressed against the photocurable resin on the inspection substrate, the photocurable resin on the inspection substrate is not sufficiently filled into the pattern grooves formed on the replica template. Poor filling defect in which a pattern with a shape different from the desired shape is formed on the resin ・ A part of the photocurable resin was formed on the replica template when the replica template was separated from the cured photocurable resin. A mold release defect that peels off from the pattern formed on the photocurable resin on the inspection substrate while clogging the pattern groove ・ When the pattern transferred to the photocurable resin on the inspection substrate does not have the desired shape and dimensions (If the pattern transferred to the photo-curing resin on the inspection substrate is not in the allowable shape and dimensions)
・ Residual film of photo-curing resin on the substrate for inspection exceeding the allowable range
次に、検査用基板の上にこのような欠陥が存在するかを検査する。そして、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すような検査結果（検査画像）６を得ることとなる。この図４（ａ）及び図４（ｂ）は、検査用基板の上に生じた欠陥の位置を模式的に表わした検査結果の一例である。詳細には、図４（ａ）及び図４（ｂ）においては、検査結果６上の欠陥表示７が配置されている位置は、欠陥表示７に対応する欠陥が発生した検査用基板上の位置に対応しており、欠陥表示７の形状、大きさは、実際に発生した欠陥の形状、大きさに対応するものである。なお、検査結果６に、欠陥の種類を反映させるように表示してもよい。 Next, it is inspected whether such a defect exists on the inspection substrate. Then, for example, an inspection result (inspection image) 6 as shown in FIGS. 4A and 4B is obtained. FIG. 4A and FIG. 4B are examples of inspection results that schematically represent the positions of defects generated on the inspection substrate. Specifically, in FIGS. 4A and 4B, the position where the defect display 7 on the inspection result 6 is arranged is the position on the inspection substrate where the defect corresponding to the defect display 7 has occurred. The shape and size of the defect display 7 correspond to the shape and size of the actually generated defect. The inspection result 6 may be displayed so as to reflect the type of defect.
同じプロセス条件を用いて、検査用基板上に、インプリントリソグラフィ（パターン転写）を行った場合、発生する欠陥の種類、位置、形状及び大きさは、レプリカテンプレートの出来栄えに依存するものである。従って、上記のような検査結果を比較することによって、レプリカテンプレートのグループ分けを行うことができる。 When imprint lithography (pattern transfer) is performed on an inspection substrate using the same process conditions, the type, position, shape, and size of the generated defect depend on the quality of the replica template. Therefore, the replica templates can be grouped by comparing the inspection results as described above.
例えば、図４（ａ）は、グループＡを代表する検査結果を示し、図４（ｂ）は、グループＢを代表する検査結果を示すものとする。このような各グループを代表する検査結果パターンを、すなわち、欠陥表示７の位置、欠陥の大きさ、欠陥の種類等を数値化してあらかじめインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力しておく。そして、各レプリカテンプレートを用いて標準のプロセス条件の下で得た検査結果を、同様に数値化してインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力する。インプリント装置の有する制御手段により、入力された検査結果を、各グループを代表する検査結果パターンと比較し、グループＡ又はＢを代表する検査結果に近いか否かに応じて、各レプリカテンプレートが、グループＡ又はグループＢもしくはその他のグループに属するものかを判定する。 For example, FIG. 4A shows an inspection result representing group A, and FIG. 4B shows an inspection result representing group B. Such an inspection result pattern representing each group, that is, the position of the defect display 7, the size of the defect, the type of the defect, and the like are digitized and input in advance to the data storage means of the imprint apparatus. Then, the inspection results obtained under the standard process conditions using each replica template are similarly digitized and input to the data storage means of the imprint apparatus. The control means of the imprint apparatus compares the input inspection result with the inspection result pattern representing each group, and each replica template is determined according to whether it is close to the inspection result representing group A or B. , Whether it belongs to group A or group B or another group.
または、例えば、あらかじめ、図４（ｃ）に示されるようにレプリカテンプレート上に格子８を作ることにより、複数の区画９を仮想的に作る。次に、グループＤを代表する検査結果（図４（ｄ）に示す）においてどの区画９に欠陥表示７が出現しているかを、グループＥを代表する検査結果（図４（ｅ）に示す）においてどの区画９に欠陥表示７が出現しているかを、数値化してあらかじめインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力しておく。そして、レプリカテンプレートを用いて標準のプロセス条件の下で得た検査結果（図４（ｆ）に示す）において、どの区画９に欠陥表示７が出現しているかを、同様に、データ記憶手段に入力する。そして、インプリント装置の有する制御手段により、同じ区画９に欠陥表示７が生じているグループの結果を探し出すことにより、各レプリカテンプレートが、例えば、グループＤ又はグループＥもしくはその他のグループに属するものかを判定する。例えば、図４（ｆ）に示される検査結果の場合は、同じ区画９に欠陥表示７があることから、図４（ｅ）に示されるグループＥに属するものとして判断されることとなる。 Alternatively, for example, as shown in FIG. 4C, a plurality of sections 9 are virtually created by creating a lattice 8 on a replica template in advance. Next, in the inspection result representing group D (shown in FIG. 4D), in which section 9 the defect display 7 appears, the inspection result representing group E (shown in FIG. 4E) In which section 9 the defect display 7 appears, it is digitized and input in advance to the data storage means of the imprint apparatus. Similarly, in the data storage means, the defect display 7 appears in which section 9 in the inspection result (shown in FIG. 4 (f)) obtained under the standard process conditions using the replica template. input. Whether or not each replica template belongs to, for example, the group D, the group E, or another group by searching for the result of the group in which the defect display 7 is generated in the same section 9 by the control means of the imprint apparatus. Determine. For example, in the case of the inspection result shown in FIG. 4 (f), since the defect display 7 is in the same section 9, it is determined that it belongs to the group E shown in FIG. 4 (e).
なお、ここでは、標準のプロセス条件を用いて検査用基板上の光硬化性樹脂にパターン転写を行った場合について説明したが、この際に使用するプロセス条件は必ずしも標準のプロセス条件（標準ドロップレシピ）である必要はなく、例えば、欠陥が生じやすくなるようなプロセス条件を使用してもよく、また、加速（劣化）試験的な状態となるようなプロセス条件を使用してもよい。 Although the case where pattern transfer is performed on the photocurable resin on the inspection substrate using standard process conditions has been described here, the process conditions used at this time are not necessarily standard process conditions (standard drop recipes). For example, process conditions that are likely to cause defects may be used, or process conditions that result in an accelerated (deterioration) test state may be used.
(4)使用後のレプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果
使用後のレプリカテンプレートを用いてパターン転写（インプリントリソグラフィ）試験検査を行い、その結果に基づいて、レプリカテンプレートのグループ分けを行う。このグループ分けの方法は、新しく納品されたレプリカテンプレートではなく、使用されたレプリカテンプレートに対して行うこと以外は、先に説明した「レプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」と同様である。
(4) Result of pattern transfer inspection using replica template after use Pattern transfer (imprint lithography) test inspection is performed using the replica template after use, and the replica templates are grouped based on the result. This grouping method is the same as the “result of pattern transfer inspection using the replica template” described above, except that it is performed not on the newly delivered replica template but on the used replica template.
レプリカテンプレートにおいては、その使用や使用後の洗浄により、レプリカテンプレートの構成材料の磨耗や微細なパターンの損傷などによるパターン寸法や形状の変化、溝の深さの変化等が起こり得る。従って、以前に最適とされたプロセス条件を用いてパターン転写（インプリントリソグラフィ）を行なうと、以前には欠陥が発生することはなかったにもかかわらず、新たに欠陥が発生することがある。つまり、使用されるに従い、各レプリカテンプレート上のパターンは経時変化し、それにより、各レプリカテンプレートに対応する最適なプロセス条件も変化する。従って、本実施形態においては、使用後のレプリカテンプレートに対してもパターン転写（インプリントリソグラフィ）検査を行い、レプリカテンプレートのグループ分けを行うことにより、レプリカテンプレートの経時変化にも対応することができる。 In a replica template, a change in pattern size or shape due to wear of constituent materials of the replica template or damage of a fine pattern, a change in groove depth, or the like may occur due to use or cleaning after use. Therefore, when pattern transfer (imprint lithography) is performed using process conditions that have been optimized in the past, new defects may occur even though defects have not occurred before. That is, as it is used, the pattern on each replica template changes with time, thereby changing the optimum process conditions corresponding to each replica template. Therefore, in the present embodiment, pattern transfer (imprint lithography) inspection is also performed on the used replica template, and the replica template is grouped, so that it is possible to cope with the temporal change of the replica template. .
なお、本実施形態において対象となる使用後のレプリカテンプレートは、インプリントリソグラフィプロセスで用いられた後、表面を洗浄したものであって、使用及び洗浄の回数は、１回に限られるものではない。 In addition, the replica template after use used in this embodiment is a surface that is cleaned after being used in an imprint lithography process, and the number of times of use and cleaning is not limited to one. .
また、本実施形態においては、パターン転写試験検査の結果だけではなく、レプリカテンプレートの使用回数（製造したウエハ枚数）、レプリカテンプレートを洗浄した回数等の情報をも用いて、レプリカテンプレートのグループ分けを行っても良い。 In this embodiment, the replica template grouping is performed using not only the result of the pattern transfer test inspection but also information such as the number of times the replica template is used (the number of wafers manufactured) and the number of times the replica template is cleaned. You can go.
なお、上記のレプリカテンプレートのグループ分けにおいて、グループ分けされるレプリカテンプレートが、既存のどのグループにも対応しないと判断される場合は、新たなグループを作ることとなる。新たなグループに属するレプリカテンプレートに対しては、そのレプリカテンプレートを用いて新たにプロセス条件を決定し、新たなグループのプロセス条件とする。従って、新たなグループのためのプロセス条件の決定（条件出し）を行うことを省略することはできないが、新たなグループに属するレプリカテンプレートのうちの１つに対してプロセス条件の決定を行なえばよい。 In the above-described replica template grouping, when it is determined that the replica template to be grouped does not correspond to any existing group, a new group is created. For a replica template belonging to a new group, a new process condition is determined using the replica template, and the process condition is set to a new group. Accordingly, although it is not possible to omit the process condition determination (condition setting) for the new group, the process condition may be determined for one of the replica templates belonging to the new group. .
また、以上に説明した各レプリカテンプレートの各情報をテンプレート管理装置の有するデータ記憶手段に入力し、入力された１つの又は複数の情報をテンプレート管理装置の有する制御手段に処理させることにより、レプリカテンプレートのグループ分けを行うこともできる。そして、この制御手段により、グループに一対一対応付けられたインプリント条件を選択し、テンプレート管理装置の有する表示手段により、選択されたインプリント条件を表示させることができる。例えば、レプリカテンプレートを半導体装置の製造ラインに納入する際、テンプレート管理装置を用いて選択した対応するインプリント条件を、紙等に記載したデータとして、記録媒体等に収納した電子データとして、もしくは通信回線等を介して配布する電子データとしてレプリカテンプレートとあわせて納入することもできる。 In addition, each information of each replica template described above is input to a data storage unit included in the template management apparatus, and one or a plurality of input information is processed by a control unit included in the template management apparatus, thereby replica template Can also be grouped. Then, the control means can select an imprint condition that is associated with the group one-on-one, and the selected imprint condition can be displayed by the display means of the template management apparatus. For example, when a replica template is delivered to a semiconductor device production line, the corresponding imprint conditions selected using the template management device are used as data written on paper, electronic data stored in a recording medium, etc. It can also be delivered along with the replica template as electronic data distributed via a line.
さらに、各情報を用いて処理手段がグループ分けを行う際には、以上に説明した情報のうちの１つを用いてグループ分けを行ってもよい。さらに、複数の情報を用いる際には、まず１つの情報を用いて、第１段階のグループ分けを行い、さらに、他の１つの情報を用いて、第１段階のグループ分けがなされたテンプレートに対して、細分化するように第２段階のグループ分けを行うといった、段階的なグループ分けを行うこともできる。さらに、重要な情報については重み付けを行って処理することもできる。 Further, when the processing means performs grouping using each information, the grouping may be performed using one of the information described above. Furthermore, when using a plurality of pieces of information, the first stage of grouping is first performed using one piece of information, and then the first stage of grouping is performed using another piece of information. On the other hand, stepwise grouping, such as grouping in the second step so as to be subdivided, can also be performed. Further, important information can be processed by weighting.
このように、本実施形態によれば、各レプリカテンプレートに応じた最適なプロセス条件を用いて半導体装置を製造することができるため、精度良く所望の形状・寸法のパターンの半導体装置を形成することができる。従って、半導体装置の製造歩留まりを悪化させることもなく、半導体装置の生産量の減少と生産コストの上昇とを避けることができる。さらに、すべてのレプリカテンプレートに対して、それぞれ１つずつ最適なプロセス条件を決定するのではなく、グループ毎に、プロセス条件を決定するため、プロセス条件の決定のためにかかる時間を短くすることができる。従って、半導体装置を生産するためにかかる時間を短くすることができることから、半導体装置の生産量を低減させてしまうことを避けることができる。 As described above, according to the present embodiment, a semiconductor device can be manufactured using an optimum process condition according to each replica template, so that a semiconductor device having a desired shape and dimension can be formed with high accuracy. Can do. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the production amount of the semiconductor device and an increase in the production cost without deteriorating the manufacturing yield of the semiconductor device. Furthermore, instead of determining the optimum process condition for each replica template one by one, the process condition is determined for each group, so that the time required for determining the process condition can be shortened. it can. Accordingly, it is possible to reduce the time taken to produce the semiconductor device, and thus it is possible to avoid reducing the production amount of the semiconductor device.
（第２の実施形態）
以下に第２の実施形態を、図５を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIG.
第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に、インプリント装置もしくはテンプレート管理装置を用いて、同じパターンを有する複数のレプリカテンプレートをグループに分けるものである。しかしながら、第２の実施形態は、第１の実施形態と比べて、「レプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」及び「使用後のレプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」に基づいて行う際のレプリカテンプレートのグループ分けにおける方法が異なる。従って、ここでは第１の実施形態と異なるところのみ説明する。 Similarly to the first embodiment, the second embodiment also divides a plurality of replica templates having the same pattern into groups using an imprint apparatus or a template management apparatus. However, the second embodiment is performed based on the “result of pattern transfer inspection using a replica template” and the “result of pattern transfer inspection using a replica template after use” as compared with the first embodiment. The method for grouping replica templates is different. Accordingly, only the differences from the first embodiment will be described here.
詳細には、第１の実施形態の「レプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」に基づくレプリカテンプレートのグループ分けにおいては、標準プロセス条件（標準ドロップレシピ）といった１つのプロセス条件を用いて、検査用基板の上にパターン転写を行っていた。この第２の実施形態においては、検査用基板の上に欠陥が生じることがなくなるまで、仮プロセス条件を少しずつ変えながら、言い換えると、あらかじめインプリント装置の有するデータ記憶手段に入力された複数のプロセス条件を用いて、パターン転写（インプリントリソグラフィ）を繰り返し行うのである。そして、ある仮プロセス条件を用いた際に欠陥が生じなかった場合、又は欠陥が許容範囲内だった場合には、インプリント装置の有する制御手段により、その際の仮プロセス条件に対応するグループにレプリカテンプレートはグループ分けされる。なお、この欠陥が生じない仮プロセス条件とは、まさに最適なプロセス条件であるか、あるいは、最適なプロセス条件と同じではないが、最適なプロセス条件に近いプロセス条件である。 Specifically, in the grouping of replica templates based on the “result of pattern transfer inspection using a replica template” in the first embodiment, an inspection is performed using one process condition such as a standard process condition (standard drop recipe). The pattern was transferred onto the substrate. In the second embodiment, the temporary process conditions are changed little by little until no defect is generated on the inspection substrate, in other words, a plurality of data inputted in advance to the data storage means of the imprint apparatus. Pattern transfer (imprint lithography) is repeatedly performed using process conditions. And when a defect does not occur when a certain temporary process condition is used, or when the defect is within an allowable range, the control means of the imprint apparatus assigns it to a group corresponding to the temporary process condition at that time. Replica templates are grouped. The provisional process conditions that do not cause defects are exactly the optimum process conditions or process conditions that are not the same as the optimum process conditions but are close to the optimum process conditions.
図５は、このような第２の実施形態の「レプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」に基づくレプリカテンプレートのグループ分けのフローを示すものである。このようにすることで、より精度良くレプリカテンプレートのグループ分けを行うことができる。また、本実施形態における「使用後のレプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」に基づくレプリカテンプレートのグループ分けにおいても、同様に、図５に示されるように、複数のプロセス条件を用いてパターン転写することによって行う。 FIG. 5 shows a flow of grouping replica templates based on the “result of pattern transfer inspection using a replica template” of the second embodiment. By doing so, it is possible to group replica templates with higher accuracy. Similarly, in the grouping of replica templates based on the “result of pattern transfer inspection using a used replica template” in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a pattern using a plurality of process conditions is used. This is done by transcription.
また、この実施形態の変形例として、例えば、「レプリカテンプレートを用いたパターン転写検査の結果」に基づくレプリカテンプレートのグループ分けにおいて、図６に示すように、一枚の検査用基板上に、１つのレプリカテンプレートを用いて、検査用基板上の位置をずらしながら、異なるプロセス条件でパターン転写を行うことができる。すなわち、図７に示すようなレプリカテンプレートのグループ分けのフローのように、一枚の検査用基板上に、１つのレプリカテンプレートを用いて、検査用基板上の位置をずらしながら、異なるプロセス条件で、パターン転写を行い、検査用基板の各位置を検査し、欠陥が発生するか否か、あるいは、欠陥の発生状態が許容範囲内であるか否かを検査し、その検査結果に基づいて所属するグループを決定する。 Further, as a modification of this embodiment, for example, in the grouping of replica templates based on “result of pattern transfer inspection using replica templates”, as shown in FIG. Using one replica template, pattern transfer can be performed under different process conditions while shifting the position on the inspection substrate. That is, as shown in the flow of grouping replica templates as shown in FIG. 7, using one replica template on one inspection substrate and shifting the position on the inspection substrate with different process conditions. , Perform pattern transfer, inspect each position of the substrate for inspection, inspect whether or not a defect occurs or whether or not the occurrence state of the defect is within an allowable range, and belong based on the inspection result Decide which group to use.
上記の２つの実施形態においてはすべてのレプリカテンプレートに対して、それぞれ最適なプロセス条件を決定（条件出し）するのではなく、グループ毎に、最適なプロセス条件を決定するため、プロセス条件を決定するためにかかる時間を短くすることができる。従って、半導体装置を生産するためにかかる時間が長期化することを避けることができ、半導体装置の生産量を減少させてしまうことがない。さらに、各レプリカテンプレートに応じた最適なプロセス条件を用いて半導体装置を製造することができるため、精度良く所望の形状・寸法のパターンの半導体装置を形成することができる。従って、半導体装置の製造歩留まりを悪化させることもなく、半導体装置の生産量の現象と生産コストの上昇とを避けることができる。 In the above two embodiments, the optimum process condition is not determined (conditions are determined) for all replica templates, but the optimum process condition is determined for each group, so that the process condition is determined. Therefore, it is possible to shorten the time required for this. Therefore, it can be avoided that the time required for producing the semiconductor device is prolonged, and the production amount of the semiconductor device is not reduced. Furthermore, since the semiconductor device can be manufactured using the optimum process conditions according to each replica template, a semiconductor device having a desired shape / dimension pattern can be formed with high accuracy. Therefore, it is possible to avoid the phenomenon of the production amount of the semiconductor device and the increase of the production cost without deteriorating the manufacturing yield of the semiconductor device.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、これら以外の各種の形態を採ることができる。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Various forms other than these can be taken. That is, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
１ 検査用基板
２ 光硬化性樹脂
３ レプリカテンプレート
４ 光
５ パターン
６ 検査結果（検査画像）
７ 欠陥表示
８ 格子
９ 区画
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection board | substrate 2 Photocurable resin 3 Replica template 4 Light 5 Pattern 6 Inspection result (inspection image)
7 Defect display 8 Grid 9 Section
Claims (4)
前記制御手段が、
前記テンプレート毎に、
前記データ記憶手段に記憶された、前記テンプレートの作製履歴データと、前記テンプレートの表面に形成されたパターンのパターンデータと、前記テンプレートを用いて硬化性樹脂に転写して得られたパターンの転写パターンデータと、の少なくとも１つを読み出し、
読み出されたデータに基づいて、あらかじめ準備した複数のグループの中から、前記テンプレートが紐付けられる１つのグループを選択し、
あらかじめ準備した複数のインプリント条件の中から、選択された前記グループに一対一対応する前記インプリント条件を選択し、
前記転写手段により、選択された前記インプリント条件に従って、前記テンプレートを用いて転写する、
インプリント装置の動作方法。 A method of operating an imprint apparatus in which a template having a concavo-convex pattern on a surface is pressed against a curable resin applied on a substrate to be processed, and the pattern is transferred to the curable resin. A data storage means, a control means, and a transfer means,
The control means is
For each template,
The template production history data stored in the data storage means, the pattern data of the pattern formed on the surface of the template, and the pattern transfer pattern obtained by transferring to the curable resin using the template And at least one of the data,
Based on the read data, select one group to which the template is linked from a plurality of groups prepared in advance,
From the plurality of imprint conditions prepared in advance, select the imprint condition one-to-one corresponding to the selected group,
Transferring using the template according to the imprint conditions selected by the transfer means,
Operation method of imprint apparatus.
前記各グループに紐付けられた前記複数のテンプレートの中から、１つの前記テンプレートを選択し、
選択された前記１つのテンプレートを用いて転写を行うことにより定められる、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置の動作方法。 The imprint conditions corresponding to each of the groups are as follows.
One template is selected from the plurality of templates associated with each group,
Determined by performing a transfer using the selected one template;
The operation method of the imprint apparatus according to claim 1.
前記制御手段が、
前記テンプレートごとに、
前記データ記憶手段に記憶された、前記テンプレートの作製履歴データと、前記テンプレートの表面に形成されたパターンのパターンデータと、前記テンプレートを用いて硬化性樹脂に転写して得られたパターンの転写パターンデータと、の少なくとも１つを読み出し、
読み出されたデータに基づいて、あらかじめ準備した複数のグループの中から、前記テンプレートが紐付けられる１つのグループを選択し、
あらかじめ準備した複数のインプリント条件の中から、選択された前記グループに一対一対応する前記インプリント条件を選択し、
前記表示手段により、選択された前記インプリント条件を表示する、
テンプレート管理装置の動作方法。 An operation method of a template management device comprising a data storage means, a control means, and a display means for managing an imprint template having the same uneven pattern on the surface,
The control means is
For each template,
The template production history data stored in the data storage means, the pattern data of the pattern formed on the surface of the template, and the pattern transfer pattern obtained by transferring to the curable resin using the template And at least one of the data,
Based on the read data, select one group to which the template is linked from a plurality of groups prepared in advance,
From the plurality of imprint conditions prepared in advance, select the imprint condition one-to-one corresponding to the selected group,
Displaying the selected imprint condition by the display means;
An operation method of the template management apparatus.
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