JP2013033907A - テンプレート用基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係るテンプレート用基板の製造方法は、上面の中央部に周囲よりも突出したメサ領域が形成された基板について、前記基板に形成しようとするアライメントマークの情報に基づいて、前記アライメントマークが形成される予定の領域を含む不純物注入領域を設定する工程と、前記メサ領域の角部、前記メサ領域の隣り合う2つの端縁、又は前記メサ領域の外部に形成された基準パターンを基準として、前記基板における前記不純物注入領域の位置を特定し、前記特定された不純物注入領域に不純物を注入する工程と、前記基板の上面上にマスク膜を形成する工程と、を備える。
【選択図】図4
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1(a)は本実施形態に係るテンプレート用基板を例示する平面図であり、(b)はその断面図であり、
図2は、本実施形態に係るテンプレート用基板のメサ領域を例示する平面図であり、
図3(a)は、本実施形態に係るテンプレート用基板のメサ領域を例示する断面図であり、(b)は、縦軸に基板表面からの距離をとり、横軸に不純物濃度をとって、(a)に示す直線Aに沿った不純物濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図2においては、マスク膜12は図示を省略している。
また、図3(b)においては、不純物濃度プロファイルと溝16aとの位置関係を示すために、溝16aも併記している。
更に、これらの図面は模式的なものであり、各部の寸法比及び縦横比は実際のテンプレート用基板とは必ずしも一致していない。後述する他の図面についても同様である。
図4は、本実施形態に係るテンプレート用基板の製造方法を例示するフローチャート図であり、
図5(a)は石英基板を例示する平面図であり、(b)はその断面図であり、
図6(a)及び(b)は、アライメントマークに関する情報を表す図であり、(a)はテンプレートの中心を原点とした直交座標系を用いて表し、(b)はメサ領域の角部を原点とした直交座標系を用いて表し、
図7は、本実施形態におけるアライメントマーク領域と不純物注入領域との関係を例示する平面図であり、
図8は、本実施形態において使用する成形アパーチャーを例示する平面図であり、
図9は、本実施形態におけるイオン注入方法を例示する図であり、
図10(a)及び(b)は、本実施形態に係るテンプレート用基板の製造方法を例示する断面図である。
以下、イオン注入装置100の構成について、簡単に説明する。
イオン注入装置100においては、位置合わせが可能なXYステージ101が設けられている。XYステージ101には、試料ホルダー(図示せず)を介して石英基板21が装着される。
先ず、観察光源106に観察光を出射させる。この観察光は、ハーフミラー107を透過し、成形アパーチャー22の観察用窓22bを通過して、石英基板21又はXYステージ101に到達する。そして、石英基板21又はXYステージ101において反射された観察光は、再び観察用窓22bを通過して、ハーフミラー107において反射され、CCDカメラ108に入射する。これにより、CCDカメラ108によって、石英基板21又はXYステージ101を観察することができる。そして、観察領域に石英基板21のメサ領域13の角部又は隣り合う2つの端縁が位置するように、XYステージ101を操作して、石英基板21の位置を調整する。
次に、図4のステップS9及び図10(b)に示すように、例えばスパッタ法により、基板11の上面上に窒化クロムを例えば5〜10nmの厚さに堆積させて、マスク膜12を形成する。このようにして、図1〜図3に示すテンプレート用基板1が製造される。
図11は、本実施形態におけるレプリカテンプレートの製造方法を例示するフローチャート図であり、
図12(a)〜(g)は、本実施形態におけるレプリカテンプレートの製造方法を例示する工程断面図である。
次に、図11のステップS62及び図12(b)に示すように、テンプレート用基板1の上面の全面に、紫外線硬化型のレジスト膜61を塗布する。
次に、図11のステップS65及び図12(e)に示すように、レジストパターン62を除去する。
本実施形態に係るレプリカテンプレート70においては、石英からなる基板11に不純物注入領域15が形成されており、この不純物注入領域15を貫通するように、溝16aが形成されている。従って、基板11における溝16a間の部分には不純物、例えばガリウムが注入されている。このため、アライメントマーク領域16において、石英からなる基板11の可視光に対する屈折率が、不純物が含有されていない場合よりも高くなる。また、可視光に対する透過率も変化する。この結果、レプリカテンプレート70における溝16a間の部分の屈折率と紫外線硬化型のレジスト材料の屈折率との差が大きくなる。一方、溝16aは不純物注入領域15を突き抜けているため、溝16aの底面には不純物が注入されていない。このため、アライメントマークがレジスト材料に接触した後においても、アライメントマークを光学的に容易に検出することができる。この結果、レプリカテンプレート70を半導体基板に対して精度よく位置決めすることができる。
図13は、不純物注入領域の実測領域が設定領域からずれた場合を示す平面図である。
図13においては、不純物注入領域15を、設定領域15aと実測領域15bとに分けて示している。設定領域15aと実測領域15bとの間には、様々な要因によってずれが生じる場合があるが、統計的に、そのずれ量dx及びdyは、誤差Δd以下であると予想される。
図14は、本変形例におけるアライメントマーク領域と不純物注入領域との関係を例示する平面図であり、
図15は、本変形例において使用する成形アパーチャーを例示する平面図である。
本変形例においては、図4のステップS4に示す工程において、不純物注入領域15の外形を、アライメントマーク領域16の外縁にほぼ沿ったL字形とする。また、アライメントマーク枠17の形状も、不純物注入領域15の外縁に沿ったL字形とする。この場合、図15に示すように、図4のステップS5において準備する成形アパーチャーとして、不純物イオン照射用の開口部32aの形状が不純物注入領域15の外形に対応したL字形であるような成形アパーチャー32を使用する。なお、メサ領域13の角部を観察するための観察用窓32bの形状は、第1の実施形態における成形アパーチャー22の観察用窓22b(図8参照)の形状と同じとする。
図16は、本変形例において使用する成形アパーチャーを例示する平面図である。
図16に示すように、本変形例においては、成形アパーチャーとして、種々の形状の開口部42aが形成された汎用の成形アパーチャー42を使用する。そして、1つの開口部42aを使用するか、又は複数の開口部42aを組み合わせて、複数ヶ所の不純物注入領域15に対して1ヶ所ずつ不純物を注入していく。なお、観察用窓42bの形状は、前述の第1の実施形態における観察用窓22b(図8参照)の形状と同じである。
本実施形態に係るテンプレート用基板の構成は、前述の第1の実施形態と同様である。
本実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、不純物を注入した後に、メサ領域13の形成を行う点が異なっている。
図18(a)は石英基板を例示する平面図であり、(b)はその断面図であり、
図19(a)及び(b)は、アライメントマークに関する情報を表す図であり、(a)はテンプレートの中心を原点とした直交座標系を用いて表し、(b)は石英基板の角部を原点とした直交座標系を用いて表し、
図20は、本実施形態において使用する成形アパーチャーを例示する平面図であり、
図21は、本実施形態におけるイオン注入方法を例示する図である。
図19(a)に示すように、通常、マスターテンプレートの設計情報は、テンプレートの中心を原点とした直交座標系により、対象物の位置等が表されている。
先ず、図17のステップS15及び図20に示すように、成形アパーチャー52を準備する。成形アパーチャー52においては、不純物注入領域15に対応した開口部52aは形成されているが、メサ領域の角部を観察するための観察用窓は形成されていない。
イオン注入装置200においては、前述の第1の実施形態において使用したイオン注入装置100(図9参照)と比較して、メサ領域の角部を観察するための観察用光学系が設けられていない。一方、イオン注入装置200においては、成形アパーチャー52及び石英基板51の水平方向における位置を計測するための位置測定用光学系が設けられている。
次に、図17のステップS18に示すように、石英基板51を洗浄する。
次に、図17のステップS21に示すように、基板11の上面上の全体に、スパッタ法により窒化クロムを堆積させる。これにより、マスク膜12が形成される。このようにして、テンプレート用基板1が製造される。
図22(a)は本実施形態に係るテンプレート用基板を例示する平面図であり、(b)はその断面図である。
前述の第1の実施形態においては、メサ領域の角部又は隣り合う2つの端縁を基準として不純物注入領域の位置を特定する例を示し、前述の第2の実施形態においては、石英基板のそれぞれの角部又は隣り合う2つの端縁を基準として不純物注入領域の位置を特定する例を示したが、本発明はこれには限定されない。
Claims (12)
- 上面の中央部に、上方から見て矩形であり周囲よりも突出したメサ領域が形成され、前記メサ領域の各角部であってアライメントマークが形成される予定の領域を含む領域における上層部分に不純物が導入された基板と、
前記基板の上面上に設けられたマスク膜と、
を備え、
前記不純物が導入された領域における上下方向に沿った前記不純物の濃度プロファイルは、前記アライメントマークの底面となる予定の位置よりも上方の位置で最大値をとることを特徴とするテンプレート用基板。 - 上面の中央部に周囲よりも突出したメサ領域が形成され、前記メサ領域の周辺部の一部の領域における上層部分に不純物が導入された基板と、
前記基板の上面上に設けられたマスク膜と、
を備えたことを特徴とするテンプレート用基板。 - 前記一部の領域は、アライメントマークが形成される予定の領域を含む領域であることを特徴とする請求項2記載のテンプレート用基板。
- 前記一部の領域における上下方向に沿った前記不純物の濃度プロファイルは、前記アライメントマークの底面となる予定の位置よりも上方の位置で最大値をとることを特徴とする請求項3記載のテンプレート用基板。
- 上方から見て、前記メサ領域の形状は矩形であり、
前記一部の領域は、少なくとも前記メサ領域の各角部に配置されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載のテンプレート用基板。 - 上面の中央部に周囲よりも突出したメサ領域が形成された基板について、前記メサ領域の角部を原点とした座標を用い、前記基板に形成しようとするアライメントマークの情報に基づいて、前記アライメントマークが形成される予定の領域を含む不純物注入領域を設定すると共に、前記不純物注入領域の外側にアライメントマーク枠を設定する工程と、
前記メサ領域の角部、前記メサ領域の隣り合う2つの端縁、又は前記メサ領域の外部に形成された基準パターンを基準として、前記基板における前記不純物注入領域の位置を特定し、前記特定された不純物注入領域に不純物を注入する工程と、
前記基板の上面上にマスク膜を形成する工程と、
を備え、
前記設定する工程において、前記不純物注入領域の外縁は、前記アライメントマークが形成される予定の領域の外縁から、前記不純物の注入に際して見込まれる位置ずれ量以上の距離だけ離隔させ、前記アライメントマーク枠は、前記不純物注入領域の外縁から前記位置ずれ量以上の距離だけ離隔させることを特徴とするテンプレート用基板の製造方法。 - 上面の中央部に周囲よりも突出したメサ領域が形成された基板について、前記基板に形成しようとするアライメントマークの情報に基づいて、前記アライメントマークが形成される予定の領域を含む不純物注入領域を設定する工程と、
前記メサ領域の角部、前記メサ領域の隣り合う2つの端縁、又は前記メサ領域の外部に形成された基準パターンを基準として、前記基板における前記不純物注入領域の位置を特定し、前記特定された不純物注入領域に不純物を注入する工程と、
前記基板の上面上にマスク膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするテンプレート用基板の製造方法。 - 前記不純物注入領域を設定する工程において、前記メサ領域の角部又は前記基準パターンの角部を原点とした座標を用いることを特徴とする請求項7記載のテンプレート用基板の製造方法。
- 平板状の基板について、前記基板に形成しようとするアライメントマークの情報に基づいて、前記アライメントマークが形成される予定の領域を含む不純物注入領域を設定する工程と、
前記基板の角部、前記基板の隣り合う2つの端縁、又は基準パターンを基準として、前記基板における前記不純物注入領域の位置を特定し、前記特定された不純物注入領域に不純物を注入する工程と、
前記不純物注入領域を含む領域の周囲の領域において、前記基板の上層部分を除去する工程と、
前記基板の上面上にマスク膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするテンプレート用基板の製造方法。 - 前記不純物注入領域を設定する工程において、前記基板の角部又は前記基準パターンの角部を原点とした座標を用いることを特徴とする請求項9記載のテンプレート用基板の製造方法。
- 前記不純物注入領域を設定する工程において、前記不純物注入領域の外縁を、前記アライメントマークが形成される予定の領域の外縁から、前記不純物の注入に際して見込まれる位置ずれ量以上の距離だけ離隔させることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1つに記載のテンプレート用基板の製造方法。
- 前記不純物注入領域を設定する工程において、前記不純物注入領域の外側に設定され、前記不純物注入領域の外縁から前記位置ずれ量以上の距離だけ離隔したアライメントマーク枠を設定することを特徴とする請求項11記載のテンプレート用基板の製造方法。
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