JP2014011254A - Alignment mark, template with the mark, and manufacturing method of the template - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な凹凸形状の転写パターンを、被転写基板上に形成された樹脂に転写するナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレートの位置合わせマーク、該マークを備えたテンプレート、および、該テンプレートの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a template alignment mark used in nanoimprint lithography for transferring a fine concavo-convex-shaped transfer pattern onto a resin formed on a transfer substrate, a template provided with the mark, and a method for manufacturing the template It is about.
半導体デバイス製造においては、従来から、フォトマスクを使うフォトリソグラフィの技術が用いられており、近年では、より解像度を向上させる技術として、位相シフトマスクを用いたフォトリソグラフィによって、超LSI等の微細なパターンを製造している。
しかしながら、さらなる微細化に対応するためには、露光波長の問題や製造コストの問題などから上記のフォトリソグラフィによる方式の限界が指摘されており、次世代のリソグラフィ技術として、反射型マスクを使うEUV(Extreme Ultra Violet)リソグラフィや、テンプレートを使うナノインプリントリソグラフィ(NIL:Nano Imprint Lithography)が提案されている。
特に、ナノインプリントリソグラフィは、フォトリソグラフィのような高額な露光装置(ステッパー)を用いないため、経済的にも有利であることから、注目を集めている。
In semiconductor device manufacturing, photolithography technology using a photomask has been used in the past, and in recent years, as a technology for further improving the resolution, photolithography using a phase shift mask has been used to make fine devices such as VLSI. The pattern is manufactured.
However, in order to cope with further miniaturization, the limitations of the above-described photolithography method have been pointed out due to the problem of exposure wavelength and the problem of manufacturing cost, and EUV using a reflective mask as the next generation lithography technology. (Extreme Ultra Violet) lithography and nanoimprint lithography (NIL) using a template have been proposed.
In particular, nanoimprint lithography is attracting attention because it is economically advantageous because it does not use an expensive exposure apparatus (stepper) such as photolithography.
上記のナノインプリントリソグラフィは、表面に微細な凹凸形状の転写パターンを形成したテンプレート(モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる)を、半導体ウェハなどの被転写基板の上に形成された樹脂に接触させ、前記樹脂の表面の形状を、前記テンプレートの転写パターンの凹凸形状に成型した後に前記テンプレートを離型し、次いで、ドライエッチング等により余分な樹脂部分(残膜部分)を除去することで、前記被転写基板の上の樹脂に前記テンプレートの転写パターンの凹凸形状(より詳しくは、凹凸反転形状)を転写させる技術である(例えば、特許文献1、2)。
In the nanoimprint lithography, a template (also referred to as a mold, a stamper, or a mold) in which a fine uneven transfer pattern is formed on a surface is brought into contact with a resin formed on a transfer substrate such as a semiconductor wafer, After the shape of the surface of the resin is molded into the concavo-convex shape of the transfer pattern of the template, the template is released, and then the excess resin portion (residual film portion) is removed by dry etching or the like, whereby the transferred object This is a technique for transferring the concave / convex shape (more specifically, the concave / convex inverted shape) of the template transfer pattern to a resin on the substrate (for example,
ここで、上述のようなナノインプリントリソグラフィを用いて所望の転写パターンを被転写基板に転写する際には、テンプレートと被転写基板との位置合わせを精密に行う必要がある。一般的には、テンプレートに設けられている位置合わせマークと、被転写基板に設けられている位置合わせマークとを、テンプレート側から光学的に検出することにより位置合わせを行う。 Here, when a desired transfer pattern is transferred to the transfer substrate using the nanoimprint lithography as described above, it is necessary to precisely align the template and the transfer substrate. In general, alignment is performed by optically detecting an alignment mark provided on the template and an alignment mark provided on the transferred substrate from the template side.
図3は、従来のテンプレートの一例を示す説明図であり、(a)はテンプレート全体の模式的断面図を示し、(b)は位置合わせマークの模式的拡大断面図を示す。
例えば、図3(a)に示すように、テンプレート110は、石英等の光透過性基材102から構成されており、前記光透過性基材102の主面に、凹凸形状の転写パターンが形成された転写パターン領域111と位置合わせマーク101を備えている。
そして、前記位置合わせマーク101は、前記転写パターンとの相対的な位置精度を保持するために、通常、前記転写パターンと同一工程で形成され、例えば、図3(b)に示すように、その断面は、転写パターンと同程度の深さを有する凹部を備えた凹凸形状の段差構造になっている。
この位置合わせマーク101は、例えば、被転写基板側に形成された位置合わせマークと重ね合わせることでモアレ縞等を生じさせる周期構造を有しており、その平面形状としては、前記周期構造がXまたはY方向に配列された矩形状のものや、前記周期構造がXおよびY方向に配列されたL字型、十字型等がある。
3A and 3B are explanatory views showing an example of a conventional template. FIG. 3A is a schematic sectional view of the entire template, and FIG. 3B is a schematic enlarged sectional view of an alignment mark.
For example, as shown in FIG. 3A, the
The
The
次に、ナノインプリントリソグラフィによる樹脂パターン形成方法について説明する。
図4は、ナノインプリントリソグラフィによる樹脂パターン形成方法の一例を示す模式的工程図である。
Next, a resin pattern forming method by nanoimprint lithography will be described.
FIG. 4 is a schematic process diagram showing an example of a resin pattern forming method by nanoimprint lithography.
ナノインプリントリソグラフィによって所望の樹脂パターンを被転写基板上に形成するには、例えば、図4(a)に示すように、まず、テンプレート110を準備し、被転写基板120上に紫外線硬化性樹脂からなる樹脂層130を形成する。
次に、図4(b)に示すように、テンプレート110を被転写基板120上の樹脂層130に接触させ、前記樹脂層130の表面形状を前記テンプレート110の転写パターンの形状に成型する。また、この際に、テンプレート110の位置合わせマーク101と被転写基板側位置合わせマーク121の位置ずれを、検出器141からの検出光142で検出し、位置ずれがある場合にはテンプレート110と被転写基板120を相対的に移動させてその位置ずれを補正することにより、テンプレート110と被転写基板120との位置合わせを行う。
次いで、図4(c)に示すように、紫外線151を照射することにより、被転写基板120上の樹脂を硬化させ、その後、図4(d)に示すように、テンプレート110を離型して、所望の樹脂パターン131を得る。
In order to form a desired resin pattern on the transfer substrate by nanoimprint lithography, for example, as shown in FIG. 4A, first, a
Next, as shown in FIG. 4B, the
Next, as shown in FIG. 4 (c), the resin on the
ここで、図5を用いて、上記のテンプレート110と被転写基板120との位置決め方法について、より詳しく説明する。
図5は、従来の位置合わせマークを用いた位置決め方法を示す説明図である。ここで、図5(a)は、上記の図4(b)の工程におけるテンプレート110、樹脂層130、および、被転写基板120の状態を示し、図5(b)は位置合わせマーク101の凸部と凹部における検出光142a、142bの光路を示す。
Here, the positioning method of the
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positioning method using a conventional alignment mark. Here, FIG. 5A shows the state of the
図5(a)に示すように、被転写基板側位置合わせマーク121は被転写基板120の内部(表面近傍)に被転写基板側マーク材料123を有する構造を備えており、この被転写基板側マーク材料123と被転写基板120を構成する材料とは光学特性が異なるため、被転写基板側位置合わせマーク121は検出光142で光学的に識別可能になっている。
As shown in FIG. 5A, the transferred substrate
一方、図5(b)に示すように、従来のテンプレート110の位置合わせマーク101においては、その凸部と凹部における検出光142a、142bの光路長の差を利用して、位置合わせマーク101を光学的に識別している。ここで、例えば、図5(b)において、テンプレート110と被転写基板120の隙間にある物質が、樹脂層130ではなく、空気の場合には位置合わせマーク101を十分に識別可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the
しかしながら、テンプレート110を被転写基板120上の樹脂層130に接触させることにより、図5(b)に示すように、テンプレート110の位置合わせマーク101の凹部が樹脂層130を構成する樹脂によって充満された状態になると、テンプレート110の位置合わせマーク101を構成する材料(すなわち、光透過性基材102を構成する材料)の屈折率と、樹脂層130を構成する樹脂の屈折率とがほとんど同じ値であることから、テンプレート110の位置合わせマーク101を光学的に識別することは困難になってしまうという問題が生じる。
However, when the
上記の問題について、より詳しく説明する。
例えば、図5(b)に示すように、テンプレート110の位置合わせマーク101の凸部と凹部に、テンプレート110の裏面側(図5(b)において上側)から入射し、樹脂層130を通過して被転写基板120の表面で反射する検出光142a、142bの光路長の差は、テンプレート110を構成する材料の屈折率をn1、樹脂層130を構成する樹脂の屈折率をn2、テンプレート110の位置合わせマーク101の凸部と凹部の段差をTとすると、2×T×|n2−n1|になる。
The above problem will be described in more detail.
For example, as shown in FIG. 5B, the light enters the convex portion and the concave portion of the
ここで、検出光142a、142bには、樹脂層130を構成する樹脂が硬化しない波長域の光が用いられ、一般的には可視光域の波長(380nm〜750nm)が用いられる。
そして、一般的なテンプレートの材料(すなわち、光透過性基材102を構成する材料)である石英(SiO2)の波長633nmの光における屈折率は1.45であり、また、ナノインプリントリソグラフィに用いられる樹脂の屈折率も、一般的には1.5程度である。
Here, as the
Further, quartz (SiO 2 ), which is a general template material (that is, a material constituting the light-transmitting base material 102), has a refractive index of 1.45 at a wavelength of 633 nm, and is used for nanoimprint lithography. The refractive index of the obtained resin is generally about 1.5.
そこで、例えば、検出光142a、142bに633nmの単波長を用いる場合を仮定し、テンプレート110の位置合わせマーク101の凸部と凹部の段差Tを100nm、テンプレート110を構成する材料の屈折率n1を1.45、樹脂層130を構成する樹脂の屈折率n2を1.50として、上式を計算すると、得られる光路長の差は10nmになり、この値は波長633nmの1/60程の違いしかないため、位置合わせマーク101の凸部と凹部を良好に識別することは困難になってしまう。
Therefore, for example, assuming that a single wavelength of 633 nm is used for the
なお、上述のように、テンプレート110を被転写基板120上の樹脂層130に接触させた状態で位置合わせを行う理由は、テンプレート110が樹脂層130から離れた状態で位置合わせを行った後にテンプレート110を樹脂層130に接触させる方法では、テンプレート110を樹脂層130に接触させる過程で位置ずれ(いわゆるロックズレ)が生じてしまうからである。
As described above, the reason for performing the alignment while the
そこで、位置合わせマーク101を構成する材料(すなわち、光透過性基材102を構成する材料)とは異なる第2の材料を、位置合わせマーク101の凸部の上面、凹部の底面、凸部の側面、若しくは、位置合わせマーク101の内部に形成して、位置合わせマーク101を光学的に識別可能にする方法が提案されている(例えば、特許文献3〜5)。
Therefore, a second material different from the material constituting the alignment mark 101 (that is, the material constituting the light transmissive substrate 102) is used as the top surface of the convex portion, the bottom surface of the concave portion, the convex portion of the convex portion. Methods have been proposed in which the
例えば、第2の材料103aを凸部の上面に有する構成の位置合わせマーク101a(図6(a))や、第2の材料103bを凹部の底面に有する構成の位置合わせマーク101b(図6(b))や、第2の材料103cを凸部の側面に有する構成の位置合わせマーク101c(図7(a))などが提案されている。
また、図7(b)に示すように、第2の材料104をイオン注入することによって、前記第2の材料104を凸部の内部に有する構成の位置合わせマーク101dなどが提案されている。
For example, the alignment mark 101a (FIG. 6 (a)) having the
Further, as shown in FIG. 7B, an
ここで、ナノインプリントリソグラフィは、上述のように、テンプレートを樹脂に接触させることによってテンプレートの転写パターンを樹脂に転写する技術であるため、テンプレートが樹脂で汚染されることは避けられず、テンプレートには洗浄耐性が求められる。そして、一般に、テンプレートを構成する光透過性基材は石英からなり、樹脂等の有機物洗浄に対し優れた洗浄耐性を有している。 Here, since nanoimprint lithography is a technique for transferring a template transfer pattern onto a resin by bringing the template into contact with the resin as described above, it is inevitable that the template is contaminated with the resin. Cleaning resistance is required. In general, the light-transmitting substrate constituting the template is made of quartz, and has excellent cleaning resistance against cleaning organic substances such as resin.
しかしながら、上述のように、光透過性基材を構成する材料とは異なる第2の材料がテンプレートに形成され、前記第2の材料が位置合わせマークの凸部の上面、凹部の底面、または、凸部の側面のいずれかにおいて露出するような場合には、前記テンプレートの洗浄工程において、前記第2の材料の一部、若しくは全てが消失して、位置合わせマークとしての機能が果たせなくなるというおそれがある。
また、前記第2の材料の一部、若しくは全てが離脱することにより、異物不良や金属汚染等が生じるおそれもある。
However, as described above, a second material different from the material constituting the light-transmitting substrate is formed on the template, and the second material is the upper surface of the convex portion of the alignment mark, the bottom surface of the concave portion, or In the case where the surface is exposed on any one of the side surfaces of the convex portion, part or all of the second material may disappear in the template cleaning step, and the function as the alignment mark may not be performed. There is.
Further, when a part or all of the second material is detached, there is a possibility that a foreign matter defect or metal contamination may occur.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光学的な識別を容易にすることができつつ、洗浄耐性に優れ、異物不良や金属汚染等の発生も防止可能な位置合わせマーク、該マークを備えたテンプレート、および、該テンプレートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an alignment mark that can facilitate optical identification, has excellent cleaning resistance, and can prevent occurrence of foreign matter defects, metal contamination, and the like. It is an object of the present invention to provide a template having a mark and a method for manufacturing the template.
本発明者は、種々研究した結果、テンプレートの位置合わせマークを、光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とで構成し、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面を原子層堆積膜で被覆することにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。 As a result of various studies, the present inventor has determined that the alignment mark of the template is a second portion having a different optical characteristic from the portion made of the first material constituting the light-transmitting substrate. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by covering the surface of the second material exposed from the first material with an atomic layer deposition film. Is.
すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、光透過性基材の主面に凹凸形状の転写パターンを有するテンプレートの位置合わせマークであって、前記光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しており、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面が原子層堆積膜で被覆されていることを特徴とするテンプレートの位置合わせマークである。
That is, the invention according to
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記位置合わせマークが凹部と凸部を有しており、前記凸部の上面、前記凹部の底面、または、前記凸部の側面のいずれかにおいて、前記第2の材料が前記第1の材料から露出することを特徴とする請求項1に記載のテンプレートの位置合わせマークである。
In the invention according to
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記第1の材料および前記原子層堆積膜がシリコンを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のテンプレートの位置合わせマークである。
The invention according to claim 3 of the present invention is the template alignment mark according to
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記第2の材料が、クロム、タンタル、ルテニウム、アルミニウム、または、モリブデンシリサイドのいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のテンプレートの位置合わせマークである。
In the invention according to
また、本発明の請求項5に係る発明は、前記第2の材料が、アンチモン、ガリウム、キセノン、アルゴン、窒素、または、鉛のいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のテンプレートの位置合わせマークである。
The invention according to
また、本発明の請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の位置合わせマークを備えたことを特徴とするテンプレートである。
An invention according to claim 6 of the present invention is a template including the alignment mark according to any one of
また、本発明の請求項7に係る発明は、光透過性基材の主面に凹凸形状の転写パターンと位置合わせマークを有するテンプレートの製造方法であって、前記位置合わせマークとなる領域に、前記光透過性基材を構成する第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分を形成する工程と、シリコンを含むガスと、酸素、窒素、または、フッ素のいずれか一種を含むガスとを、交互に供給して、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面を被覆する原子層堆積膜を形成する工程と、を順に備えることを特徴とするテンプレートの製造方法である。 Further, the invention according to claim 7 of the present invention is a method for manufacturing a template having a concavo-convex shaped transfer pattern and an alignment mark on the main surface of a light-transmitting substrate, and in the region to be the alignment mark, A step of forming a portion composed of a second material having optical properties different from that of the first material constituting the light-transmitting substrate, a gas containing silicon, and oxygen, nitrogen, or fluorine And a step of forming an atomic layer deposition film covering the surface of the second material exposed from the first material by alternately supplying a gas containing one kind of the template. It is a manufacturing method.
本発明によれば、テンプレートの位置合わせマークが、光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しているため、前記第1の材料と前記第2の材料の光学特性の違いから前記位置合わせマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高い位置精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板上の樹脂に転写することができる。
また、本発明によれば、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面は原子層堆積膜で被覆されているため、洗浄耐性に優れ、異物不良や金属汚染等の発生も防止することが可能となる。
According to the present invention, the alignment mark of the template is composed of a portion composed of the first material constituting the light-transmitting substrate and a second material having optical properties different from those of the first material. Therefore, the alignment mark can be optically identified from the difference in optical characteristics between the first material and the second material. Therefore, the template and the transferred substrate can be aligned with high positional accuracy, and the transfer pattern of the template can be transferred to the resin on the transferred substrate with high positional accuracy.
In addition, according to the present invention, the surface of the second material exposed from the first material is covered with an atomic layer deposition film, so that it has excellent cleaning resistance and prevents occurrence of foreign matter defects, metal contamination, and the like. It becomes possible to do.
[位置合わせマーク]
まず、本発明に係るテンプレートの位置合わせマークについて説明する。
図1および図2は、本発明に係るテンプレートの位置合わせマークの例を示す模式的断面図である。
本発明に係るテンプレートの位置合わせマークは、光透過性基材の主面に凹凸形状の転写パターンを有するテンプレートの位置合わせマークであって、前記光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しており、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面が原子層堆積膜で被覆されていることを特徴とする。
[Alignment mark]
First, a template alignment mark according to the present invention will be described.
1 and 2 are schematic cross-sectional views showing examples of template alignment marks according to the present invention.
The template alignment mark according to the present invention is a template alignment mark having a concavo-convex shaped transfer pattern on the main surface of the light transmissive substrate, and is made of the first material constituting the light transmissive substrate. A portion composed of a second material having optical properties different from that of the first material, and the surface of the second material exposed from the first material is an atom. It is characterized by being covered with a layer deposited film.
本発明に係るテンプレートの位置合わせマークの形態としては、例えば、第1の実施形態として、図1(a)に示すように、クロム(Cr)等で構成される第2の材料3aが、光透過性基材2を構成する材料である第1の材料から構成される位置合わせマーク1aの凸部の上面に形成されており、位置合わせマーク1aを構成する前記第1の材料および前記第2の材料3aを被覆するように原子層堆積膜5が形成された形態を挙げることができる。
As the form of the alignment mark of the template according to the present invention, for example, as shown in FIG. 1A, the
また、第2の実施形態として、図1(b)に示すように、クロム(Cr)等で構成される第2の材料3bが、前記第1の材料から構成される位置合わせマーク1bの凹部の底面に形成されており、位置合わせマーク1bを構成する前記第1の材料および前記第2の材料3bを被覆するように原子層堆積膜5が形成された形態を挙げることができる。
Further, as a second embodiment, as shown in FIG. 1B, the
また、第3の実施形態として、図2(a)に示すように、クロム(Cr)等で構成される第2の材料3cが、前記第1の材料から構成される位置合わせマーク1cの凸部の側面に形成されており、位置合わせマーク1cを構成する前記第1の材料および前記第2の材料3cを被覆するように原子層堆積膜5が形成された形態を挙げることができる。
Moreover, as 3rd Embodiment, as shown to Fig.2 (a), the
また、第4の実施形態として、図2(b)に示すように、アンチモン(Sb)等で構成される第2の材料104が、前記第1の材料から構成される位置合わせマーク1dの凸部の内部に形成されていて、かつ、前記第2の材料104が前記凸部の側面から露出しており、位置合わせマーク1dを構成する前記第1の材料および前記第2の材料104を被覆するように原子層堆積膜5が形成された形態を挙げることができる。
Further, as a fourth embodiment, as shown in FIG. 2 (b), the
ここで、原子層堆積膜とは、原子層堆積法(ALD法:Atomic Layer Deposition法)によって形成された膜のことであり、高い膜厚均一性、緻密性に加えて高い形状追従性(段差被覆性、ステップカバレッジとも言う)を有するものである。
前記原子層堆積法は、金属あるいはシリコンを含む原料ガスと酸素やフッ素等を含む反応ガスの2種類のガスを交互に用いて、基板上に原子層単位で薄膜を形成する技術であり、金属あるいはシリコンを含むガスの供給、余剰ガスの排除、酸素等を含むガスの供給、余剰ガスの排除、の4工程を1サイクルとして、これを複数回繰り返して所望の厚さの膜を形成する成膜技術である。
Here, the atomic layer deposition film is a film formed by an atomic layer deposition method (ALD method: Atomic Layer Deposition method), and has a high shape following property (step difference) in addition to high film thickness uniformity and denseness. It is also known as coverage and step coverage.
The atomic layer deposition method is a technique for forming a thin film in units of atomic layers on a substrate by alternately using two kinds of gases, ie, a source gas containing metal or silicon and a reactive gas containing oxygen, fluorine, or the like. Alternatively, a process of forming a film having a desired thickness is formed by repeating a plurality of steps of four steps of supplying a gas containing silicon, removing excess gas, supplying gas containing oxygen, etc., and removing excess gas, multiple times. It is a membrane technology.
例えば、基板上にSiO2膜を形成する場合には、シリコンを含む原料ガスと、酸素を含む反応ガスが交互に用いられる。同様に、シリコンを含む原料ガスと窒素を含む反応ガスを用いて、基板上にSiN膜を形成することもできる。
また、反応ガスには複数種の元素を含むガスを用いても良い。例えば、シリコンを含む原料ガスと、酸素および窒素を含む反応ガスを用いて、基板上にSiON膜を形成することや、シリコンを含む原料ガスと、酸素およびフッ素を含む反応ガスを用いて、基板上にSiOF膜を形成することもできる。
前記原子層堆積膜の厚さは、例えば、数nm〜10nm程度の範囲である。
For example, when forming a SiO 2 film on a substrate, a source gas containing silicon and a reaction gas containing oxygen are used alternately. Similarly, a SiN film can be formed on a substrate using a source gas containing silicon and a reaction gas containing nitrogen.
Further, a gas containing a plurality of elements may be used as the reaction gas. For example, a SiON film is formed on the substrate using a source gas containing silicon and a reaction gas containing oxygen and nitrogen, or a substrate using a source gas containing silicon and a reaction gas containing oxygen and fluorine, A SiOF film can also be formed thereon.
The atomic layer deposition film has a thickness in the range of, for example, several nm to 10 nm.
また、前記原子層堆積法は、一般的なCVD(Chemical Vapor Deposition)法に比べて、低温(例えば室温)で成膜することも可能である。 In addition, the atomic layer deposition method can form a film at a lower temperature (for example, room temperature) than a general CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
上記のように、原子層堆積法は原子層単位で薄膜を形成することができるため、この方法により形成された原子層堆積膜は、高い膜厚均一性、緻密性に加えて高い形状追従性を有している。 As described above, since the atomic layer deposition method can form a thin film in units of atomic layers, the atomic layer deposition film formed by this method has high shape following property in addition to high film thickness uniformity and denseness. have.
それゆえ、本発明に係る位置合わせマークは、前記光透過性基材を構成する第1の材料とは異なる第2の材料が前記第1の材料から露出するような形態を有していても、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面は前記原子層堆積膜で被覆されているため、洗浄耐性に優れたものとなり、異物不良や金属汚染等の発生も防止することが可能となる。 Therefore, the alignment mark according to the present invention may have a form in which a second material different from the first material constituting the light-transmitting substrate is exposed from the first material. Since the surface of the second material exposed from the first material is coated with the atomic layer deposition film, it has excellent cleaning resistance and can prevent foreign matter defects and metal contamination. It becomes possible.
そして、本発明に係る位置合わせマークは、前記第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しているため、前記第1の材料と前記第2の材料の光学特性の違いから前記位置合わせマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高い位置精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板上の樹脂に転写することができる。 Since the alignment mark according to the present invention has a portion made of the first material and a portion made of a second material having optical characteristics different from those of the first material. The alignment mark can be optically identified from the difference in optical characteristics between the first material and the second material. Therefore, the template and the transferred substrate can be aligned with high positional accuracy, and the transfer pattern of the template can be transferred to the resin on the transferred substrate with high positional accuracy.
なお、本発明において、前記第2の材料は前記原子層堆積膜で被覆されているが、前記原子層堆積膜は、通常薄膜であり、かつ、膜厚制御も原子層単位ででき、さらには、光透過性を有する材料(例えばSiO2)で構成することもできることから、例え、前記第2の材料が前記原子層堆積膜で被覆されていても、光学的に識別することは十分可能である。 In the present invention, the second material is coated with the atomic layer deposition film. However, the atomic layer deposition film is usually a thin film, and the film thickness can be controlled in units of atomic layers. Since it can be made of a light-transmitting material (for example, SiO 2 ), even if the second material is covered with the atomic layer deposition film, it is sufficiently possible to discriminate optically. is there.
さらに、上記のように、前記位置合わせマークは洗浄耐性に優れることから、テンプレートの洗浄を繰り返しても、前記第2の材料の一部、若しくは全てが消失して位置合わせマークとしての機能が果たせなくなるということを抑制することができる。すなわち、本発明によれば、テンプレートの使用回数を増やすこと(ロングライフ化)も可能となる。 Furthermore, as described above, since the alignment mark is excellent in cleaning resistance, even if the template cleaning is repeated, a part or all of the second material disappears and the function as the alignment mark can be performed. It can be suppressed from disappearing. That is, according to the present invention, the number of times the template is used can be increased (long life).
ここで、本発明における原子層堆積膜に替えて、前記第2の材料の被覆膜として従来の蒸着膜やスパッタ膜を用いた場合の問題点について説明する。
例えば、本発明に係る位置合わせマークのように、成膜する対象に凹凸形状等の段差がある場合、前記蒸着膜や前記スパッタ膜では、平坦部や凸部の角部には膜が形成され易いのに対し、凹部の角部には膜が形成され難いという傾向がある。
それゆえ、例えば、前記第2の材料が凹部の底面や凸部の側面に露出するような形態においては、前記蒸着膜や前記スパッタ膜では、前記第2の材料を均一に被覆することができず、その結果、前記テンプレートの洗浄工程において、前記第2の材料の一部、若しくは全てが消失して、位置合わせマークとしての機能が果たせなくなるという問題が生じる。また、前記第2の材料の一部、若しくは全てが離脱することにより、異物不良や金属汚染等が生じるおそれもある。
Here, the problem in the case of using a conventional deposited film or sputtered film as the coating film of the second material instead of the atomic layer deposited film in the present invention will be described.
For example, as in the alignment mark according to the present invention, when there is a step such as a concavo-convex shape on the object to be deposited, a film is formed at the corner of the flat portion or the convex portion in the deposited film or the sputtered film. While it is easy, there is a tendency that a film is hardly formed at the corners of the recesses.
Therefore, for example, in a form in which the second material is exposed on the bottom surface of the concave portion or the side surface of the convex portion, the vapor deposition film or the sputtered film can uniformly cover the second material. As a result, in the template cleaning process, a part or all of the second material disappears, and the function as the alignment mark cannot be performed. Further, when a part or all of the second material is detached, there is a possibility that a foreign matter defect or metal contamination may occur.
一方、上述のように、本発明においては、前記第2の材料の被覆膜として原子層堆積膜を用いているため、例え、前記第2の材料が凹部の底面や凸部の側面に露出するような形態であっても、前記第2の材料を高い形状追従性で均一に被覆することができ、前記テンプレートの洗浄から前記第2の材料を保護することができる。 On the other hand, as described above, in the present invention, since the atomic layer deposition film is used as the coating film of the second material, for example, the second material is exposed on the bottom surface of the concave portion or the side surface of the convex portion. Even in such a form, the second material can be uniformly coated with high shape followability, and the second material can be protected from the cleaning of the template.
ここで、本発明においては、前記原子層堆積膜がシリコン(Si)を含む構成を有していることが好ましい。例えば、シリコン(Si)を含む原子層堆積膜の例として、SiO2膜、SiN膜、SiON膜、SiOF膜等を挙げることができる。中でも、前記原子層堆積膜がSiO2膜で構成されていることが好ましい。
テンプレートを構成する光透過性基材は一般に石英から構成されているため、前記原子層堆積膜が上記の構成を有していれば、前記光透過性基材と同等の洗浄耐性を有することになるからである。
なお、テンプレートの洗浄方法としては、SPM洗浄(硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄)等のウェット洗浄や、酸素ガス、オゾンガス等を用いるドライ洗浄等がある。
Here, in the present invention, it is preferable that the atomic layer deposition film has a configuration including silicon (Si). For example, examples of the atomic layer deposition film containing silicon (Si) include a SiO 2 film, a SiN film, a SiON film, and a SiOF film. In particular, it is preferable that the atomic layer deposition film is composed of a SiO 2 film.
Since the light-transmitting substrate constituting the template is generally composed of quartz, if the atomic layer deposition film has the above-described configuration, it has cleaning resistance equivalent to that of the light-transmitting substrate. Because it becomes.
As a template cleaning method, there are wet cleaning such as SPM cleaning (cleaning with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution), dry cleaning using oxygen gas, ozone gas, or the like.
次に、前記第2の材料について説明する。
本発明において前記第2の材料は、前記光透過性基材を構成する第1の材料とは光学特性(例えば、透過率、屈折率等)が異なるものである。
例えば、本発明の第1の実施形態(図1(a))、第2の実施形態(図1(b))、第3の実施形態(図2(a))においては、前記第2の材料から構成される部分をスパッタ法で形成することができ、前記第2の材料をクロム、タンタル、ルテニウム、アルミニウム、または、モリブデンシリサイドのいずれか1種を含むものとすることができる。前記第2の材料から構成される部分の厚さは、例えば、5nm〜30nm程度の範囲である。
Next, the second material will be described.
In the present invention, the second material is different in optical characteristics (for example, transmittance, refractive index, etc.) from the first material constituting the light-transmitting substrate.
For example, in the first embodiment (FIG. 1A), the second embodiment (FIG. 1B), and the third embodiment (FIG. 2A) of the present invention, the second A portion made of a material can be formed by a sputtering method, and the second material can contain any one of chromium, tantalum, ruthenium, aluminum, or molybdenum silicide. The thickness of the portion made of the second material is, for example, in the range of about 5 nm to 30 nm.
また、例えば、本発明の第4の実施形態(図2(b))においては、前記第2の材料から構成される部分をイオン注入法で形成することができ、前記第2の材料をアンチモン、ガリウム、キセノン、アルゴン、窒素、または、鉛のいずれか1種を含むものとすることができる。 Further, for example, in the fourth embodiment (FIG. 2B) of the present invention, the portion composed of the second material can be formed by ion implantation, and the second material is antimony. , Gallium, xenon, argon, nitrogen, or lead.
なお、上記の図1(a)、(b)、および図2(a)においては、前記第2の材料から構成される部分が、それぞれ、前記位置合わせマークの凸部の上面、凹部の底面、凸部の側面に形成されている形態を示したが、これらは例示であって、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
本発明においては、前記位置合わせマークが光学的に識別可能となるように、前記第1の材料から構成される部分と、前記第2の材料から構成される部分を有していればよく、例えば、前記第2の材料から構成される部分が、前記位置合わせマークの凸部の上面と側面の両方に形成されている形態であっても良い。同様に、前記第2の材料から構成される部分が、前記位置合わせマークの凹部の底面と凸部の側面の両方に形成されている形態であっても良い。
1A, 1B, and 2A, the portions made of the second material are the upper surface of the convex portion of the alignment mark and the bottom surface of the concave portion, respectively. Although the form formed in the side surface of the convex part was shown, these are illustrations, Comprising: This invention is not limited to the said embodiment.
In the present invention, it is sufficient that the alignment mark has a portion composed of the first material and a portion composed of the second material so that the alignment mark can be optically identified. For example, the form comprised from the said 2nd material may be the form currently formed in both the upper surface and side surface of the convex part of the said alignment mark. Similarly, the portion formed of the second material may be formed on both the bottom surface of the concave portion and the side surface of the convex portion of the alignment mark.
また、同様に、上記の図2(b)においては、前記第2の材料から構成される部分が、前記位置合わせマークの凸部の内部にのみ形成されている形態を示したが、これらは例示であって、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明においては、前記第2の材料から構成される部分が、前記位置合わせマークの凸部のみならず、前記位置合わせマークの凹部の下にも形成されていてもよい。ただし、この場合には、前記第2の材料から構成される部分の厚みが、前記位置合わせマークの凸部と凹部で異なるようにする。
例えば、本発明においては、前記位置合わせマークを形成する前の光透過性基材に前記第2の材料をイオン注入して、層状の一定の厚みを有する前記第2の材料から構成される部分を形成しておき、その後、前記位置合わせマークの凹部を形成することにより、前記凹部の底面の位置よりも表面側に存在していた前記第2の材料から構成される部分を除去することで、前記第2の材料から構成される部分の厚みを、前記位置合わせマークの凸部と凹部で異なるようにすることができる。
Similarly, in FIG. 2 (b), the portion made of the second material is formed only inside the convex portion of the alignment mark. It is an illustration and the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the present invention, the portion made of the second material may be formed not only on the convex portion of the alignment mark but also on the concave portion of the alignment mark. However, in this case, the thickness of the portion made of the second material is made different between the convex portion and the concave portion of the alignment mark.
For example, in the present invention, the portion made of the second material having a certain layer thickness by ion-implanting the second material into the light-transmitting substrate before forming the alignment mark. And then forming a concave portion of the alignment mark to remove a portion made of the second material that was present on the surface side of the bottom surface of the concave portion. The thickness of the portion made of the second material can be made different between the convex portion and the concave portion of the alignment mark.
[テンプレート]
次に、本発明に係るテンプレートについて説明する。
本発明に係るテンプレートは、上述の本発明に係る位置合わせマークを備えたことを特徴とするものである。その他の構成は、従来のテンプレートと同じであってよい。
また、本発明に係るテンプレートにおける前記位置合わせマークの数や配置は、従来のテンプレートの位置合わせマークの数や配置と同じにすることができる。
[template]
Next, the template according to the present invention will be described.
The template according to the present invention is characterized by including the alignment mark according to the present invention described above. Other configurations may be the same as the conventional template.
Further, the number and arrangement of the alignment marks in the template according to the present invention can be the same as the number and arrangement of the alignment marks of the conventional template.
本発明に係るテンプレートにおいては、前記位置合わせマークが、光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しているため、前記第1の材料と前記第2の材料の光学特性の違いから前記位置合わせマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高い位置精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板上の樹脂に転写することができる。
また、本発明に係るテンプレートにおいては、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面は原子層堆積膜で被覆されているため、洗浄耐性に優れ、異物不良や金属汚染等の発生も防止することが可能となる。
In the template according to the present invention, the alignment mark is composed of a portion made of the first material constituting the light-transmitting substrate and a second material having optical properties different from those of the first material. Therefore, the alignment mark can be optically identified from the difference in optical characteristics between the first material and the second material. Therefore, the template and the transferred substrate can be aligned with high positional accuracy, and the transfer pattern of the template can be transferred to the resin on the transferred substrate with high positional accuracy.
Further, in the template according to the present invention, the surface of the second material exposed from the first material is covered with an atomic layer deposition film, so that it has excellent cleaning resistance, and foreign matter defects, metal contamination, etc. occur. Can also be prevented.
[テンプレートの製造方法]
次に、本発明に係るテンプレートの製造方法について説明する。
本発明に係るテンプレートの製造方法は、光透過性基材の主面に凹凸形状の転写パターンと位置合わせマークを有するテンプレートの製造方法であって、前記位置合わせマークとなる領域に、前記光透過性基材を構成する第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分を形成する工程と、シリコンを含むガスと、酸素、窒素、または、フッ素のいずれか一種を含むガスとを、交互に供給して、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面を被覆する原子層堆積膜を形成する工程と、を順に備えることを特徴とする。
[Template manufacturing method]
Next, a method for manufacturing a template according to the present invention will be described.
The template manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a template having a concavo-convex shaped transfer pattern and an alignment mark on a main surface of a light-transmitting substrate, wherein the light transmission region is formed in an area to be the alignment mark. Including a step of forming a portion made of a second material having optical properties different from those of the first material constituting the conductive substrate, a gas containing silicon, and any one of oxygen, nitrogen, or fluorine And alternately supplying a gas to form an atomic layer deposition film covering the surface of the second material exposed from the first material, in order.
本発明に係るテンプレートの製造方法において、前記第2の材料から構成される部分を形成する工程については、例えば、上述のスパッタ法やイオン注入法を用いることができる。
より具体的には、例えば、前記第2の材料としてクロム、タンタル、ルテニウム、アルミニウム、または、モリブデンシリサイドのいずれか1種を用いて、前記テンプレートの位置合わせマークとなる領域に前記第2の材料をスパッタ法で成膜し、その後、レジスト製版等の手法を用いて前記第2の材料からなるスパッタ膜をパターニングして、所望の部分にのみ前記第2の材料から構成される部分を形成することができる。
また、例えば、前記第2の材料としてアンチモン、ガリウム、キセノン、アルゴン、窒素、または、鉛のいずれか1種を用いて、前記テンプレートの位置合わせマークとなる領域に前記第2の材料をイオン注入し、その後、位置合わせマークとなる領域の光透過性基材を凹凸形状にエッチング加工し、その凹部の深さを、前記第2の材料からなるイオン注入層が形成された位置よりも深く形成することで、位置合わせマークの凸部の内部にのみ前記第2の材料から構成される部分を形成することができる。
In the template manufacturing method according to the present invention, for example, the above-described sputtering method or ion implantation method can be used for the step of forming the portion made of the second material.
More specifically, for example, any one of chromium, tantalum, ruthenium, aluminum, or molybdenum silicide is used as the second material, and the second material is formed in a region to be an alignment mark of the template. Is then formed by sputtering, followed by patterning the sputtered film made of the second material using a technique such as resist plate-making to form a portion composed of the second material only in a desired portion. be able to.
Further, for example, any one of antimony, gallium, xenon, argon, nitrogen, or lead is used as the second material, and the second material is ion-implanted into a region to be an alignment mark of the template. Thereafter, the light-transmitting substrate in the region to be the alignment mark is etched into a concavo-convex shape, and the depth of the concave portion is formed deeper than the position where the ion implantation layer made of the second material is formed. As a result, a portion made of the second material can be formed only inside the convex portion of the alignment mark.
また、本発明に係るテンプレートの製造方法において、前記原子層堆積膜を形成する工程については、シリコンを含むガスと、酸素、窒素、または、フッ素のいずれか一種を含むガスとを交互に供給する原子層堆積法を用いることができる。
より具体的には、例えば、前記第2の材料から構成される部分を形成した光透過性基材を成膜装置内に設置し、シリコンを含むガスの供給、余剰ガスの排除、酸素等を含むガスの供給、余剰ガスの排除、の4工程を1サイクルとして、これを複数回繰り返すことにより、所望の厚さの原子層堆積膜を前記第2の材料の表面に形成する。
In the template manufacturing method according to the present invention, for the step of forming the atomic layer deposition film, a gas containing silicon and a gas containing any one of oxygen, nitrogen, and fluorine are alternately supplied. Atomic layer deposition methods can be used.
More specifically, for example, a light-transmitting base material in which a portion composed of the second material is formed is placed in a film forming apparatus, and a gas containing silicon, supply of excess gas, oxygen, and the like are performed. The four steps of supplying gas and removing excess gas are set as one cycle, and this is repeated a plurality of times to form an atomic layer deposition film having a desired thickness on the surface of the second material.
上述のように、原子層堆積法は原子層単位で薄膜を形成することができるため、この方法により形成された原子層堆積膜は、高い膜厚均一性、緻密性に加えて高い形状追従性を有している。 As described above, since the atomic layer deposition method can form a thin film in units of atomic layers, the atomic layer deposition film formed by this method has a high shape followability in addition to high film thickness uniformity and denseness. have.
それゆえ、本発明によれば、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面は、高い形状追従性を有する前記原子層堆積膜で被覆されるため、本発明に係る製造方法によって得られるテンプレートは、洗浄耐性に優れたものとなる。また、本発明によれば、異物不良や金属汚染等の発生も防止することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, the surface of the second material exposed from the first material is covered with the atomic layer deposition film having a high shape following property. The obtained template has excellent cleaning resistance. In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of foreign matter defects and metal contamination.
特に、本発明においては、シリコンを含むガスと、酸素、窒素、または、フッ素のいずれか一種を含むガスとを交互に供給して前記原子層堆積膜を形成するため、形成される前記原子層堆積膜は、SiO2膜、SiN膜、SiON膜、または、SiOF膜のいずれかになり、前記光透過性基材と同等の高い洗浄耐性を有することになる。 In particular, in the present invention, since the atomic layer deposition film is formed by alternately supplying a gas containing silicon and a gas containing any one of oxygen, nitrogen, and fluorine, the atomic layer formed is formed. The deposited film is any one of a SiO 2 film, a SiN film, a SiON film, or a SiOF film, and has a high cleaning resistance equivalent to that of the light transmissive substrate.
また、本発明によれば、得られるテンプレートの位置合わせマークは、前記第1の材料から構成される部分と、前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しているため、前記第1の材料と前記第2の材料の光学特性の違いから前記位置合わせマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高い位置精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板上の樹脂に転写することができる。 According to the present invention, the alignment mark of the obtained template includes a portion composed of the first material, and a portion composed of a second material having optical characteristics different from the first material. Therefore, the alignment mark can be optically identified from the difference in optical characteristics between the first material and the second material. Therefore, the template and the transferred substrate can be aligned with high positional accuracy, and the transfer pattern of the template can be transferred to the resin on the transferred substrate with high positional accuracy.
さらに、上記のように、前記位置合わせマークは洗浄耐性に優れることから、テンプレートの洗浄を繰り返しても、前記第2の材料の一部、若しくは全てが消失して位置合わせマークとしての機能が果たせなくなるという現象が生じることを抑制することができる。すなわち、本発明によれば、得られるテンプレートの使用回数を増やすこと(ロングライフ化)も可能となる。 Furthermore, as described above, since the alignment mark is excellent in cleaning resistance, even if the template cleaning is repeated, a part or all of the second material disappears and the function as the alignment mark can be performed. Occurrence of the phenomenon of disappearing can be suppressed. That is, according to the present invention, it is possible to increase the number of times the obtained template is used (long life).
以上、本発明に係る位置合わせマーク、該マークを備えたテンプレート、および、該テンプレートの製造方法について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 As mentioned above, although each embodiment was described about the alignment mark which concerns on this invention, the template provided with this mark, and the manufacturing method of this template, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.
1a、1b、1c、1d・・・位置合わせマーク
2・・・光透過性基材
3a、3b、3c、4・・・第2の材料
5・・・原子層堆積膜
101、101a、101b、101c、101d・・・位置合わせマーク
102・・・光透過性基材
103a、103b、103c、104・・・第2の材料
110・・・テンプレート
111・・・転写パターン領域
120・・・被転写基板
121・・・被転写基板側位置合わせマーク
123・・・被転写基板側マーク材料
130・・・樹脂層
131・・・樹脂パターン
141・・・検出器
142、142a、142b・・・検出光
151・・・紫外線
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光透過性基材を構成する第1の材料から構成される部分と、
前記第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分とを有しており、
前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面が原子層堆積膜で被覆されていることを特徴とするテンプレートの位置合わせマーク。 A template alignment mark having a concavo-convex shaped transfer pattern on the main surface of the light transmissive substrate,
A portion composed of a first material constituting the light-transmitting substrate;
The first material has a portion composed of a second material having different optical characteristics;
A template alignment mark, wherein the surface of the second material exposed from the first material is covered with an atomic layer deposition film.
前記凸部の上面、前記凹部の底面、または、前記凸部の側面のいずれかにおいて、
前記第2の材料が前記第1の材料から露出することを特徴とする請求項1に記載のテンプレートの位置合わせマーク。 The alignment mark has a concave portion and a convex portion;
In either the top surface of the convex portion, the bottom surface of the concave portion, or the side surface of the convex portion,
The template alignment mark according to claim 1, wherein the second material is exposed from the first material.
前記位置合わせマークとなる領域に、前記光透過性基材を構成する第1の材料とは光学特性が異なる第2の材料から構成される部分を形成する工程と、
シリコンを含むガスと、酸素、窒素、または、フッ素のいずれか一種を含むガスとを、交互に供給して、前記第1の材料から露出する前記第2の材料の表面を被覆する原子層堆積膜を形成する工程と、
を順に備えることを特徴とするテンプレートの製造方法。
A method for producing a template having a concavo-convex shape transfer pattern and an alignment mark on a main surface of a light-transmitting substrate,
Forming a portion made of a second material having optical characteristics different from that of the first material constituting the light-transmitting substrate in the region to be the alignment mark;
Atomic layer deposition that covers the surface of the second material exposed from the first material by alternately supplying a gas containing silicon and a gas containing any one of oxygen, nitrogen, and fluorine Forming a film;
The template manufacturing method characterized by including these in order.
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