JP6324318B2 - インプリントリソグラフィー用のシームレスな大面積マスターテンプレートの製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１２月１９日に出願された米国特許出願第６１／５７７１３５号の優先権を主張するものである。

ナノファブリケーションは、１００ｎｍ以下のオーダーのフィーチャー（特徴）がある非常に小さな構造を製造することを伴う。ナノファブリケーションに関連して相当に大きいインパクトがあった１つの利用として、集積回路の製造がある。半導体プロセス産業は、基板上に形成された単位面積当たりの回路を増加させながら、より大きな生産歩留まりを求めて努力し続けている。したがって、ナノファブリケーションはますます重要になる。ナノファブリケーションは、形成された構造の最小のフィーチャーの寸法を縮小しつづけながら、プロセス制御を改善させている。ナノファブリケーションが使用される他の開発分野として、バイオ技術、光技術、機械システムなどがある。

今日使用されているナノファブリケーション技術は一般に、インプリントリソグラフィーと呼ばれる。例示的なインプリントリソグラフィープロセスは、米国特許出願第２００４／００６５９７６号公報、米国特許出願第２００４／００６５２５２号公報及び米国特許公報６９３６１９４号公報のような多くの刊行物において詳細に説明されている。

前記米国特許出願公報及び米国特許公報それぞれにおいて開示されたインプリントリソグラフィー技術は、成形性（重合可能な）の層にレリーフパターンを形成し、下の基板へとレリーフパターンに対応するパターンを転写することを伴う。パターニングプロセスを促進するために、所望のポジショニングを得るために、基板は移動ステージにつながれていてもよい。このパターニングプロセスは、基板とは離れて配置されたテンプレートと、及びテンプレートと基板の間に塗布される成形性液体を使用する。成形性液体は固体化して、この成形性液体と接触するテンプレートの表面の形に適合するパターンを有する硬質層を形成する。固体化の後、テンプレートと基板が離れるように、テンプレートは硬質層から分離される。その後、固体化層におけるパターンに対応する基板へレリーフ画像を転写するように、基板と固体化層は追加の工程を経る。

添付図面に示された実施形態を参照しながら本発明の実施形態のより詳細な説明を読むことにより、本発明の特徴及び利点が詳細に理解されるであろう。なお、添付した図面は本発明の典型的な実施形態を示すのみであり、よって、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるものではなく、本発明は他の同等に有効な実施形態も発明の実施例と考えることが出来る。

基板とは離れた位置にテンプレートと型を有するリソグラフィーシステムの単純化された側面図を示す。

上にパターン化層を有する、図１で示した基板の単純化された図を示す。

基板上に大面積のシームレスパターンをプリントする例示的な方法を示す。

本発明の一実施形態に従って大面積のシームレスパターンを形成するのに有用なパターン化されたフィールドを示す。

図４のパターン化されたフィールドから形成された大面積のシームレスパターンを示す。

本発明の一実施形態に従ってマスターテンプレートを形成する例示的な方法を示す。

大面積のシームレスパターンをプリントするのに有用な例示的な暗視野マスクを示す。

大面積パターニングのための隣接フィールド接合の例を示す。

大面積パターニングのための隣接フィールド接合の別の例を示す。

大面積パターニングのための隣接フィールド接合の別の例をさらに示す。

本発明の一実施形態に従ってマスターテンプレートを形成する例示的な方法と、得られるプリントされたパターンとを示す。

大面積パターニングのための隣接フィールド接合の例をさらに示す。

本発明の一実施形態に従ってマスターテンプレートを形成する別の例示的な方法を示す。

本発明の一実施形態に従ってマスターテンプレートを形成する別の例示的な方法をさらに示す。

図面、特に図１を参照する。これは、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用されるリソグラフィーシステム１０を示す。基板１２は基板チャック１４につながれていてもよい。図示するように、基板チャック１４は真空チャックである。しかし、基板チャック１４は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁気及び／又は同様なもののいずれのチャックであってもよい（これらに限定されない）。例示的なチャックが、米国特許第６８７３０８７号公報に記載されている。

基板１２及び基板チャック１４は、ステージ１６によってさらに支持されていてもよい。ステージ１６は、ｘ、ｙ及びｚ軸に沿った平行移動及び／又は回転運動を提供してもよい。ステージ１６、基板１２及び基板チャック１４も基礎（図示せず）上に置かれていてもよい。

基板１２から離れた位置にテンプレート１８がある。テンプレート１８は、第１の側面及び第２の側面を有する本体を有しており、一方の側面は、基板１２の方へ延びるメサ２０を有する。メサ２０は、その上にパターニング表面２２を有する。また、メサ２０は型２０とも呼ばれる。あるいは、テンプレート１８は、メサ２０なしで形成されていてもよい。

テンプレート１８及び／又は型２０は、融解石英、石英、ケイ素、有機高分子、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フッ化炭素高分子、金属、硬化サファイア、及び／又は同様なもの（これらに限定されない）の材料から形成されていてもよい。図示したように、パターニング表面２２は、複数の離間する凹部２４及び／又は突出２６によって定められるフィーチャーを有する。ただし、本発明の実施形態は、かかる構成（例、平坦な表面）に限定されない。パターニング表面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するあらゆるオリジナルのパターンを定めてもよい。

テンプレート１８はチャック２８につながっていてもよい。チャック２８は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気、電磁気、及び／又は他の同様なチャックのタイプとして構成される（これらに限定されない）。例示的なチャックは、米国特許第６８７３０８７号公報にさらに記載されている。また、チャック２８及び／又はインプリントヘッド３０がテンプレート１８の移動を促進するように構成されるように、チャック２８はインプリントヘッド３０につながっていてもよい。

システム１０は、流体提供システム３２をさらに有していてもよい。流体提供システム３２は、基板１２上に成形性材料３４（例、重合性材料）を堆積させるために使用されていてもよい。成形性材料３４は、落下提供、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、及び／又は同様なもののような技術を用いて基板１２に配置させてもよい。成形性材料３４は、設計上の考慮事項に依存して、所望の体積が型２２と基板１２の間に定められる前に及び／又は後に、基板１２上に配置されてもよい。成形性材料３４は、バイオ領域、太陽電池産業、電池産業、及び／又は機能的なナノ粒子を必要とする他の産業において用いられている機能的なナノ粒子とすることができる。例えば、成形性材料３４は、米国特許第７１５７０３６号公報及び米国特許出願第２００５／０１８７３３９号公報に記載されているようなモノマー混合物を含んでいてもよい。あるいは、成形性材料３４は、バイオ素材（例、ＰＥＧ）、太陽電池材料（例、Ｎ型、Ｐ型の材料）、及び／又は同様なものを含んでいてもよい（これらに限定されない）。

図１及び２を参照する。システム１０は、パス４２に沿ってエネルギー４０を向かわせるためにつながれたエネルギー源３８をさらに有していてもよい。インプリントヘッド３０及びステージ１６は、テンプレート１８及び基板１２をパス４２に重複するように配置するように構成されていてもよい。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体提供システム３２及び／又は線源３８との通信にてプロセッサー５４によって統制されていてもよく、メモリー５６に格納されたコンピューターが読取り可能なプログラムで動作してもよい。

インプリントヘッド３０とステージ１６の一方又は両方は、型２０と基板１２の間の距離を変え、これによって、成形性材料３４によって充填される型２０と基板１２の間の所望の空間が定められる。例えば、型２０が成形性材料３４と接触するように、インプリントヘッド３０がテンプレート１８に力を加えてもよい。所望の体積が成形性材料３４で充填された後、線源３８はエネルギー４０（例、紫外線）を発生させる。その結果、成形性材料３４が固体化及び／又は架橋して、基板１２の表面４４及びパターニング表面２２の形と同じになり、基板１２上のパターン化層４６を定める。パターン化層４６は、残余の層４８と、及び突出５０及び凹部５２として示されている複数のフィーチャーとを含んでいてもよく、突出５０が厚みｔ₁を有し、残余の層が厚みｔ₂を有する。

前記システム及びプロセスは、米国特許第６９３２９３４号公報、米国特許第７０７７９９２号公報、米国特許第７１７９３９６号公報、及び米国特許第７３９６４７５号公報に記載のインプリントリソグラフィープロセス及びシステムでさらに用いられている。

他のアプリケーションにおいても、ワイヤーグリッド偏光器（ＷＧＰ）のような光学デバイスの製造において、インプリントリソグラフィープロセス及びシステムを有利に使用することができる。ワイヤーグリッド偏光器は、様々な産業及び市場で使用される、光学デバイスを含む様々なデバイスにおいて使用することができる。一例は、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）のフラットパネルモジュールにＷＧＰを組み入れることである。これらのフラットパネルモジュールは、モバイルデバイス（例、電話、タブレット、ノートブックコンピューター）、コンピューターモニター、テレビ等のデバイスのための表示画面の製造に適用することができる。

今まで、ＷＧＰは、プロジェクターのような小さな市場に制限されてきた。その理由は、高い製造コストに加え、ＷＧＰを大面積にスケーリングする際の困難さにある。本明細書にて記載される方法を使用して大きなマスターテンプレートを作成し、その後でさらにインプリントリソグラフィーのような別の技術を使用することによって、ＷＧＰ技術を、より主流となっている大面積表示アプリケーションに利用することが可能になる。マスターマスクとインプリントリソグラフィーを組み合わせることによって、ディスプレーの性能を改善し、ディスプレーの電力消費を低下させて電池寿命を延ばす、コスト効率の良い解決策が可能になる。

しかし、前述のように、本発明はＷＧＰに限定されない。記載したアプローチによって、他の大面積パターンを作ることができ、これは、マスターテンプレートの形成に有用となることがある。例えば、大面積ドットアレー、ホールアレー等は、太陽のデバイス、波長シフト等に有用なプラズモン的なふるまいを可能にすることができる。

大面積ＷＧＰを作る以前の取り組みは部分的に成功したが、隣接フィールドのインタフェースにおいて望ましくない欠損部ないしシームをもたらした。ステッパー又はスキャナーによって、グレーティングの適切な解像度を備えたマスターマスクを定め、その後に、ステップアンドリピートアプローチを用いて、はるかに大きな面積を有するレプリカテンプレート（複製テンプレート）、すなわち、ワーキングテンプレートを作ることができる。すなわち、マスターの小さなフィールドパターンが何度もプリントされ、より大きな面積の繰り返しパターンを作る。しかし、２つのフィールドが互いに隣接して配置される場合に欠損部が生じる場合がある。商業的に適切な大面積ＷＧＰは、見る人にとって認識可能な視覚上の欠陥を偏光器が有していないことを必要とする。大面積表示アプリケーションでは、目はパターン中の１μｍ未満の欠損部を感じることができる。例えば、２×２のフィールドアレーを有する２５ｍｍ×２５ｍｍのパターンの繰り返しにより形成されたＷＧＰである。このデバイスは２５ｍｍ×２５ｍｍ以内のフィールドで良好な性能を発揮するが、フィールドはお互い数十μｍ分離され、お互いシームレスには隣接しない。このように、約１μｍ以上の接合部のエラーについて、欠損部の問題は存在する。

インプリントリソグラフィーを使用するいくつかのアプリケーションでは、大面積（〜＞３０ｍｍ×３０ｍｍ）をカバーしなければならない小さな寸法（２００ｎｍ未満）のパターンを必要とする。より小さなフィールド（面積）においては、小さなフィーチャーのパターン化のために電子ビーム書き込みシステム（e-beam writing system）が許容範囲内であることがある。大面積においては、電子ビームシステムの書き込み時間は許容できないほどに遅い。コンタクト型／近接型のアライナー、ホログラフィープロジェクターのような他のリソグラフィーシステムは、大きなパネルを有するステッパーであり、スキャナーが相当に大きな面積をカバーすることができても必要な解像度がない。

インプリントリソグラフィープロセスによってこのような大面積ＷＧＰを製造するためには、対応する寸法を有するマスターテンプレートの製造を必要とする。これらのタイプのマスターテンプレートは、大面積ＷＧＰだけでなく、性能が大面積すべてにわたって一定でなければならない平均化デバイスの生成に本質的に依存する他の大面積光学デバイスをもインプリントするのに有用である。本明細書では、フィールド間で「シームレス」のように見えるパターンを有するウェハー基板上に大面積インプリントテンプレートを作る方法が提供される。このような方法には、ステッパー又はスキャナー及び／又はインプリントリソグラフィープロセス及びツールの使用を伴う。特定の実施形態において、隣接し合うフィールドが「シームレス」にプリントすることを確実にするために、光学近接効果の戦略及びフィールドオフセットの戦略が用いられる。本明細書において提供される方法を使用して、ステッピングフィールド間にシームがほとんどないかまったくないように、大面積パターンを作ることができる。このようなパターンは、本明細書で提供される方法を用いることの他、ハイエンドの光ステッパー及びスキャナーのステージ精度の有利さを享受して、理想的な配置の１０ｎｍ以下の範囲内にフィールドを配置することによって作ることができる。１９３ｎｍの浸漬スキャナー（immersion scanner）のような、今日のハイエンドの光リダクションステッパー及びスキャナーツールは、４０ｎｍもの小さなフィーチャーを解像することができ、１０ｎｍ未満のステージ精度を有する。本明細書で提供される方法を用いることの他、パターン拡大にまつわる問題をいずれも考慮することによって、３００ｍｍウェハー上にほぼシームレスな大面積パターンを作ることが可能である。

図３Ａ〜３Ｄに移る。ここでは、３００ｍｍウェハー上の大面積にわたってシームレスなパターンを形成する本発明の一実施形態に従う各ステップを示してある。図３Ａは、パターンがないウェハー６２を示す。図３Ｂは、ウェハー６２上の個々のステッパー又はスキャナーのフィールド６４のプリントの開始時を示す。図３Ｃは、フィールド６４で完全に占められたウェハー６２を示す。図３Ｄは、３００ｍｍウェハー（約１１．６インチ）で作ることができる最大の１６：９比の大面積パターン１６６を示す。なお、４５０ｍｍウェハーへ移行することが今後ありうるので、このプロセスによってさらに大きい面積パターン（及びこれによって発生するマスクやテンプレート）を定めることができるであろう。

例示的なアプリケーションにおいて、ワイヤーグリッド偏光器（ＷＧＰ）を形成するために、図４に示すように、ステッパー又はスキャナーのフィールド６４ａを、一連の平行線６８を有するように構成することができる。これらは、線形のグレーティングパターンを発生させることができる。本明細書にさらに記載するように、このパターン化されたフィールドは、シームレスに「接合」して、より大きな面積のグレーティング６６ａを作ることができる。なお、１９３ｎｍのスキャナーで今日作ることができる最も小さなハーフピッチのフィーチャーは、約４０ｎｍであるが、このことは、本明細書に記載された方法に従って形成されたパターン化されたフィーチャーの限界を定めないことを理解できるであろう。例えば、堆積及びエッチバックの工程を伴う技術である、スペーサーダブルパターニング技術を使用して、２０ｎｍへとピッチを半分にすることができる。３倍又は４倍のスペーサーパターニングによって、さらに小さな寸法を実現することができる。ＷＧＰにおいては、５０ｎｍのハーフピッチによって十分な性能を与えることができる。

また、本明細書に記載された方法が線とスペースのパターンに限定されないことも理解できるであろう。例えば、ドット又は孔パターンを作るためにスキャナーも使用することができる。また、様々な長さ及び幅を有する組織された線分を必要とするパターンに対して同じプロセスを適用することができる。一例として、大面積の長方形アレーが約２０ｎｍ×５０ｎｍの寸法を必要とする場合、２０ｎｍハーフピッチの線及びスペースをハードマスクに作るために、スペーサーダブルパターニング技術を用いることができる。そして、２０ｎｍの線と直角に５０ｎｍの線をパターン化することができる。一旦ハードマスクへとエッチングされれば、一連の２０ｎｍ×５０ｎｍの線分が形成される。

上記によって、ウェハー等の上にマスターマスク（又はテンプレート）を作るための大面積パターニングについて大まかに解決したが、付加的な加工ステップが必要である。図６Ａ〜６Ｄは、このような例の１つを示す。図示するように、技術（熱酸化、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、スパッタリング）をいくらか使用して、シリコンウェハー又は基板１１２上に、二酸化ケイ素膜１１４が堆積される。レジストパターン１４６を酸化物層１１４上に形成することができる。代わりに、図６Ａに示すように、まず、抗反射（ＡＲ）コーティング又は膜１１６を酸化物層１１４上に形成する。これは、ＡＲ膜１１６上にレジストパターン１４６を形成する前である。このようにして、ＡＲ膜１１６がレジストと酸化物の間に存在する。マスターテンプレートを作るために、まず、レジストパターン１４６がＡＲ膜１１６に転写され（図６Ｂに示したように）、その後で、酸化物層１１４上に転写され（図６Ｃに示したように）、シリコン基板１１２上で止まる。残ったレジスト（及び存在すれば残ったＡＲ膜も）が少しでもあれば、剥がされ、最終的なパターン化マスク又はテンプレート１２８を形成する（図６Ｄ）。

シームレス又はほぼシームレスなパターンを作るためにフィールドをお互い結合することができる方法がいくつかある。例えば、フィールドサイズをセットするために、スキャナー又はステッパーの開口ブレードを使用することができる。ブレードからの軽度のフレアー（flair）によって、パターンの縁部分における照射量がばらつく。これを修正する１つの方法は、パターンの究極の縁部分においてフィーチャーの照射量を減少させることである。

パターンを結合する第２の方法は、図７に示したマスク１６０のような暗視野マスクを使用する方法である。マスク１６０は、クロム化合物のような不透明な材料１６２を有し、これは、線１６４が定められる領域以外の全領域に堆積される。パターン領域外に位置する不透明な材料（例、クロム化合物）は、対象フィールドのリソグラフィー工程時に、いかなる迷光であっても隣接フィールドに当たることを防ぐ。

ワイヤーグリッド偏光器は、フラットパネルディスプレー及びスマートウィンドウを含む多様な市場に適用することができる。これらの技術には、視覚上の欠陥のない大面積用偏光器を必要とする。偏光器をインプリントするために必要とされるマスターテンプレートを製造する最も適当な方法として、大面積用偏光器を作るためにより小さなフィールドの偏光器が何度もプリントされる「ステップアンドリピート」の戦略を採用するものがある。本発明では、隣接フィールドが「シームレス」にプリントされることを確実にするために光学近接効果の戦略及びフィールドオフセットの戦略を採用する。

現在ハイエンドであるスキャナー及びステッパーツールは、１０ｎｍより良好な精度で隣接フィールドを配置することができるが、ｘとｙの両方の方向におけるフィールドの縁部分におけるフィーチャーのプリントは、露光系の物理的特性の結果である光学的作用の影響を大きく受ける（特に、３００ｎｍ未満のフィーチャーサイズの場合）。図８は、試みの結果が、約６５ｎｍの寸法を有するグレーティング線６８がプリントされた隣接フィールド６４ｂ及び６４ｃを当てる試みの結果を示す。図８において、フィールド６４ｂ及び６４ｃが正しく配置されているにもかかわらず、プリントされた線６８はｙ方向にて間にギャップｇ１があって接合していない。小さな寸法だけ線を短くすることは、通常、線端短縮と呼ばれる。図８は、ｘ方向における光学的作用の問題を示す。見ればわかるように、結果として得られる端の線６９ａの空間的な像は、グレーティングの内側線６８とは異なる。具体的には、端の線６９ａは、さらに大きなギャップ線端短縮の作用を有し、これは内側線６８よりも短く、端の線６９ａの間のギャップｇ２はさらに大きい。また、線６９ａは、内側線６８よりも狭い。他の光学的作用によって、フィーチャーが小さく見えたり、完全に解像せずに見えるようなことをもたらす。

上記光学的作用は、フィールドの境界におけるプリントされたフィーチャーのサイジングを修正するために光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することによって克服することができる。光近接効果補正（ＯＰＣ）は、当分野において既知のリソグラフィー拡張技術であり、回折等の光学的作用に起因する像エラーを補正するのに一般的に使用されている。具体的には、線幅狭まり及び／又は線端短縮のような不規則性に対して、イメージングに使用されるマスク上のパターンを変更することによって補正を行うことが特に適している。ＯＰＣによってこれらのエラーを修正することができる。例えば、マスクに書き込まれた線パターンに縁部分を移動させる。これは、線フィーチャー（ルールベースのＯＰＣとして知られる）間の幅及びスペーシングに基づいた、予め計算されたルックアップ表によって、又は最終パターンを動的にシミュレーションし、これによって、通常、区分に分けられた縁部分の移動を駆動させるようにコンパクトなモデルを用いることによって行われ、最良の解決策（モデルベースのＯＰＣ）がわかる。現在、ＯＰＣ技術は、半導体デバイス用途に主として使用されている。しかし、このような技術は、フィールドの究極の端まで高い信頼性でプリントされたフィーチャーを必要とする状況では用いられていない。

本発明において使用されるＯＰＣは、４倍リダクションマスクから、マスク、テンプレート又はウェハー上のイメージングレジストへと転写される不完全な空間像を修正するために、４倍リダクションマスクに適用される必要のあるフィーチャー補正について記載する文脈において一般に使用される。例えば、本発明の一態様において、ＯＰＣは、隣接フィールドからのプリントされた線が「接合」又はさらに重複させるように、マスクの線（例、５〜２００ｎｍの範囲）を所望のプリント長さを超えて意図的に延長するために使用される。前述のように、ＷＧＰの場合には、フィーチャーはフィールドの究極の端にプリントする必要があり、ＯＰＣ技術を適用することによって、境界におけるフィーチャーサイズを修正する、より正確な方法が提供される。例えば、プリントによって多数のフィールドを横切る連続的なシームレスな線を発生させることを確実にするために、境界の縁部分の近くの個々の線が修正されるような方法である。

本発明の別の態様では、本質的にはプリントされたフィールドが重複するようにするために、フィールドの配置を意図的にオフセットするようにスキャナー又はステッパーをプログラムすることができる。図９は、フィールド６４ｂ及び６４ｃが約８０ｎｍだけｙ方向に意図的にオフセットされる例を示す。見てわかるように、ギャップｇ₁／ｇ₂がなくなっており、連続的なグレーティング線６８及び６９ａを作っており、これによって、ｙ方向で当たっているフィールドをもはや認識できなくなっている。しかし、このようなオフセットアプローチは、まだ光学的作用が作る狭まった端線を修正できていない。より狭い端線を修正するために、各フィールドはｘ方向にも同様に重複していてもよい。このことは、図１０に示してある。ここに示した補正は、ｘ方向への５０ｎｍのシフトを使用しており、これによって、フィールド６４ｄと６４ｅの間にｘ方向の重複を発生させている。これによって、以前の狭い端の線６９ａが重複することになり、線６９ｂが得られる。描かれた線６９ｂは線６８に比べるとわずかに大きくなっているが、ｘ方向にて端のフィーチャーの大きさを変えるように、重複をずらすこと及び／又はＯＰＣ技術の使用によって、結果として得られる幅をさらに調整することができる。ＯＰＣ技術とフィールドオフセットの組合せを、所望のフィーチャー幅の連続的でシームレスなグレーティングを達成するために使用できることを理解できるであろう。

図１１Ａ〜１１Ｄ及び１２Ａ〜１２Ｂには、上記のＯＰＣ及び／又はオフセット補正の概要図を示す。図１１Ａは、幅ｗ₁×長さｌ₁の同じ寸法の線７０を有するマスク７１を示す。上で議論した光学的作用に起因して、図１１Ｂに示すように、マスク７１は、線端短縮及び線狭幅化の影響を受けたフィールド８４ａをプリントする。具体的には、内側線７２及び端の線７４はすべて長さｌ₂まで短縮しており、端の線７４は幅ｗ₂までさらに狭くなっている。図１１Ｃはマスク７３を示す。これは、同じ幅ｗ₁の内側線７６を有するが長さｌ₃まで伸長され、端の線７８は両方ともに長さｌ₃まで伸長され幅ｗ₃までさらに広げられている。マスク７３は、すべての線８０が同じ所望の長さｌ₁及び幅ｗ₁を有するフィールド８８ａをプリントする。図１２Ａには、マスク７１を用いて隣接フィールド８４ａ〜８４ｄをプリントした結果を示してあり、これには、線短縮作用と、内側線７２の幅と比較して狭まった端線７４の幅とに起因してフィールド間に望まないギャップが発生している。対照的に、図１２Ｂは、マスク７３を用いて隣接フィールド８４ａ〜８４ｄをプリントした結果を示してあり、これにおいては、各々所望の長さ及び幅を有する線８０の所望のシームレスなパターニングが得られている。なお、必要なｘ及びｙ方向のオフセットを行ったマスク７１を使用して重複プリントすることによっても、図１２Ｂの結果を得ることができる。また、ＯＰＣと重複を組み合わせて、図１２Ｂの結果を同様に得ることができる。

なお、フィーチャーの大きさが小さくなると、上記光学的作用の問題が悪くなることには留意すべきである。図８〜１０に示した例において、６５ｎｍのフィーチャー線がプリントされている。前述のように、６５ｎｍは、浸漬ベースの１９３ｎｍのスキャナーを使用して解像するのがかなり簡単な数字である。しかし、ワイヤーグリッド偏光器は、より短い波長で最良な性能を発揮する。線幅５０ｎｍのＷＧＰは、使用するために良い線サイズであるように思え、ハイエンドの浸漬スキャナーを使えば４０ｎｍも可能である。しかし、４０ｎｍでは、プリントプロセスのプロセス許容度はかなり小さい。また、空間像のいかなる欠陥があっても、隣接したグレーティングフィールドにとってより重大なプリント問題を引き起こし、これによって、上記アプローチをさらに頼ることになる。大面積パターンをシームレスに「接合」する別の方法として、アレー全体における一部を露光する際に、隣接するフィールドの縁部分どうしがいずれのリソグラフィー工程でも同時に露光されることがないようにいくつものリソグラフィー工程が行われるような、インプリントリソグラフィーを行う方法がある。図１３Ａ〜１３Ｅは、このようなプロセスの一例を示す。図１３Ａに示すように、基板２１２に酸化物層２１４及びハードマスク層２１６が提供される。ハードマスク２１６上にレジストパターン層２４６ａが形成される。図示するように、レジストパターン層２４６ａは、パターンフィールドＦ₁及びＦ₃においてパターン化されたフィーチャー２５０ａを含んでいる。一方、フィールドＦ₂はパターン化されていないままである。露光の後、Ｆ₁及びＦ₃のパターンがハードマスク２１６（例、Ｃｒ、高分子、窒化物、カーボン、他の金属）へとエッチングされ、残ったレジスト１４６ａが除去される（図１３Ｂ）。その後、パターン化層１４６ｂがハードマスク２１６上に形成され、パターン化層１４６ｂがパターンフィールドＦ₂にてパターン化されたフィーチャー２５０ｂを含み、フィールドＦ₁及びＦ₃はパターン化されたままである（図１３Ｃ）。再び、露光の後、Ｆ₂パターンがハードマスク２１６へとエッチングされ、残ったレジストが除去される（図１３Ｄ）。フィールドすべてが埋まるまで（ハードマスク２１６へとパターン化されるまで）このプロセスをさらに繰り返すことができる。その後、酸化物層２１４へとパターンがエッチングされ、大面積のパターン化マスク２２８が作られる。この「Litho/Etch-Litho/Etch」（又はＬＥＬＥ）アプローチのために位置合わせ（アライメント）が必要な場合、まず、ウェハーに対して、位置合わせマークをゼロレベルにセットする。例えば、このような位置合わせマークを有効領域の外に配置する。別の例では、まず、位置合わせマークを各フィールドに配置して、次に、ウェハーへとエッチングする。次に、平坦化ステップを用いて、いかなるトポグラフィーをも除去され、これによって、位置合わせマークによっていかなる望まれないパターンも除去される。

本明細書に記載される方法に従って形成されたマスターマスクがメサを有して、パターンがシリコンの高くなった部分の上に存在することが望ましい場合がある。このようなメサは、例えば、図１４Ａ〜１４Ｅに示した方法に従って形成することができる。図１４Ａは、シリコン基板３１２と、及びパターン化されたフィーチャー３５０を有する酸化物層３１４を示す。ここで、パターン化されたフィーチャー３５０は酸化物層３１４に形成されている。一層のリソグラフィー工程は、レジスト層３４６を設け、さらに随意に、酸化物のようなハードマスク層（図示せず）を設けることによってパターンフィーチャー３５０が保護されて、酸化物層３１４がパターンフィーチャー領域の外で露光される（図１４Ｂ）。パターン（図１４Ｃ）の外の領域を選択的にエッチングして取り除くために酸化物エッチングを行い、その後にシリコンエッチングを行い、これによって、基板３１２上にメサ３６０を形成する（図１４Ｄ）。その後、残ったレジスト３４６が除去され、メサ３６０から延びるパターンフィーチャーを有するテンプレート３２８が提供される。酸化物とシリコンをエッチングするために多くの化学物質を用いることができる。酸化物に対しては、例えば、ＣＦ₄やＣＨＦ₃を用いる。シリコンに対しては、塩素や臭化水素を用いることができる。

なお、本明細書に記載されたプロセスを使用する大面積マスターマスクやテンプレートの製造は、１９３ｎｍの浸漬ツールの使用には特に限定されないことが理解されるだろう。例えば、極紫外リソグラフィー（ＥＵＶ）ツールやナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）ツールを使用することができる。また、走査ビーム干渉リソグラフィー（ＳＢＩＬ）、多重電子ビームリソグラフィー、及びステンシルベースの走査電子ビームリソグラフィーのような他のアプローチも、本明細書に記載された方法に従う大面積マスターやワーキングテンプレートの製造に用いることができる。

大面積マスターマスクが作成されれば、インプリントリソグラフィーを使用してサブマスターテンプレート又はレプリカテンプレート（すなわち、ワーキングテンプレート）を形成するために、さらに別の方法を利用可能である。例えば、シリコンウェハーパターンをガラス基板に転写することができる。同様に、シリコンウェハーパターンをフレキシブル膜に転写することができる。フレキシブル膜上のパターンはレプリカテンプレートになり、これは、ロールツーロール（roll-to-roll）又はロールツープレート（roll-to-plate）システムにおいて使用することができる。

最後に、このような転写プロセスは、複数のステップアンドリピート（step-and-repeat）のインプリントを取り入れて、大面積レプリカマスクを埋めることができる。これは、パネルが３ｍ×３ｍよりも大きい寸法を有するようなディスプレー用途において必要とされることがある。

当業者であれば、本説明を読むことによって、様々な態様のさらなる別の変更例及び代替実施形態が明白になるであろう。したがって、本説明は例示的にすぎない。なお、本明細書に示され記載された形態は、実施例として解釈されるべきである。本明細書や図面に記載されたり図示された要素と材料は、置き換わってもよく、部分やプロセスは逆にされていてもよく、特定の特徴を独立して利用してもよい。これらはすべて、本説明がもたらす利益を考慮すると当業者には明白であろう。本発明の精神及び請求の範囲に記載される範囲から逸脱せずに、本明細書に記載された要素に対して変更を行うことができる。

Claims (7)

1. 基板を提供するステップと、
   前記基板上に複数のパターン化されたフィールドを作ることによって、前記基板上に所望の長さ及び幅のグレーティングを有するパターン化層を形成するステップとを含み、
   前記複数のパターン化されたフィールドを作ることは、光学リソグラフィーステップによって各フィールドを作るために、１０ｎｍ未満のフィールド配置精度の光学スキャナーと、暗視野マスクを使用するステップを更に含み、
   前記暗視野マスクは、光学的作用を修正するために、所望の長さ及び幅より大きい長さおよび幅を有する１つ以上のグレーティングを更に含み、隣接するフィールドパターンのインタフェース上の欠損部が１μｍ未満であるように、１つ又は複数の前記パターン化されたフィールドは、光学的作用を修正するために、ｘ及び／またはｙの方向にオフセットされ、
   前記基板上にパターン化されたフィーチャー領域を形成するために、前記基板にパターンを転写し、残ったパターン化層のいずれも除去するステップとを備えることを特徴とするインプリントリソグラフィーテンプレートを形成する方法。
2. 前記光学スキャナーは１９３ｎｍの浸漬スキャナーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記基板は、酸化物層を有し、
   前記パターンは前記酸化物層へ転写されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記基板は、前記酸化物層上に抗反射コーティング層をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記基板は、前記酸化物層上にハードマスクをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記パターン化されたフィーチャー領域が配置されるメサを基板上に設けるステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記パターン化されたフィーチャー領域の上に層を形成し、メサを形成するように酸化物と、及び前記基板の一部とをエッチングして取り除くステップをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の方法。

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