KR20180086819A - 임프린트 패턴 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하고, 레지스트층에 앵커링 영역(anchoring)들을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 형성하고, 전사 패턴(transferring pattern)들 및 앵커 패턴(anchor pattern)들을 가지는 템플레이트(template)를 이용하여, 앵커 패턴들이 앵커링 영역들에 묻히도록 임프린트(imprint)하고, 레지스트층에 대한 템플레이트의 위치 에러(error)를 보상하는 얼라인먼트(alignment)를 수행하는 패턴 형성 방법을 제시한다.

Description

임프린트 패턴 형성 방법{Method of forming imprinted patterns}
본 출원은 미세 패턴(fine patterns) 형성 방법에 관한 것으로, 특히, 나노임프린트 리소그래피(NIL: NanoImprint Lithography) 방법을 이용한 임프린트 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서 보다 높은 소자 밀도를 갖는 집적 회로를 구현하기 위해서, 미세한 크기의 패턴들을 웨이퍼(wafer) 상에 전사(transferring)하는 기술을 개발하기 위해 많은 시도들이 이루어지고 있다. 나노임프린트 리소그래피(NIL) 기술은 경제적이고도 효과적으로 나노 구조물을 제작할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 나노 구조물(nanostructure)이 각인된 스탬프(stamp) 또는 템플레이트(template), 몰드(mold)를, 기판(substrate) 또는 웨이퍼(wafer) 상에 스핀 코팅(spin coating) 또는 디스펜싱(dispensing)된 레지스트(resist)의 표면에 눌러 나노 구조물을 전사하는 기술이 나노임프린트 리소그래피 기술로 알려져 있다. 나노임프린트 리소그래피 기술로서 가열에 의한 레지스트의 큐어링(curing)을 유도하는 가열식 NIL 기술과 자외선(UV) 큐어링을 이용한 UV-NIL 기술들이 시도되고 있다.
나노 구조물이 각인된 템플레이트가 레지스트를 눌러 나노 구조물의 패턴 형상이 전사될 때, 레지스트 물질이 템플레이트 측면으로 유출(extrusion)되거나 유동(flow)되어 흘러나오는 현상이 유발될 수 있다. 레지스트 물질의 유출이나 유동은 나노 구조물의 패턴이 전사된 레지스트층의 잔여층(residual layer)의 두께 불균일성을 유발할 수 있고 잔여층의 표면에 원하지는 않은 돌출 구조(extruded structure)를 유발할 수 있다. 잔여층의 두께 불균일성이나 돌출 구조는 패턴 불량을 야기하는 주요 원인이 될 수 있다.
나노 구조물이 각인된 템플레이트가 레지스트를 눌러 나노 구조물의 패턴 형상이 레지스트층에 전사될 때, 레지스트층에 전사된 패턴들의 위치가 레지스트층의 아래 하층에 위치하는 다른 패턴과 어긋나는 오버레이 에러(overlay error)가 유발되는 것이 관측되고 있다. 이에 따라, 나노 임프린트 과정을 수행할 때 오버레이 에러를 억제할 수 있는 방법을 개발하고자 노력하고 있다.
본 출원은 나노 구조물의 패턴 전사가 이루어진 레지스트의 잔여층에 원하지 않은 돌출 구조가 생성되는 것을 억제하고, 레지스트층에 전사된 패턴들의 오버레이 에러를 억제할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법을 이용한 패턴 형성 방법을 제시하고자 한다.
본 출원의 일 관점은, 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계; 상기 레지스트층 상에 필드 영역(field region)들에 모여 배치된 전사 패턴(transferring pattern)들, 및 상기 필드 영역들을 설정하는 필드 설정 영역에 배치된 앵커 패턴(anchor pattern)들을 제공하는 템플레이트(template)를 도입하는 단계; 상기 템플레이트가 도입되기 이전에 상기 필드 영역에 대응되는 패턴 전사 영역 및 상기 앵커 패턴들이 임프린트(imprint)될 앵커링 영역(anchoring region)을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 상기 레지스트층에 형성하는 단계; 상기 템플레이트의 상기 전사 패턴들 및 상기 앵커 패턴들이 상기 레지스트층에 묻히도록 상기 템플레이트를 프레스(press)하는 임프린트(imprint) 단계; 및 상기 레지스트층에 대한 상기 템플레이트의 위치 에러(error)를 보상하는 얼라인먼트(alignment)를 수행하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법을 제시한다.
본 출원의 일 관점은 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계; 상기 레지스트층에 패턴 전사 영역들 및 상기 패턴 전사 영역들을 에워싸도록 배치된 다수의 앵커링 영역(anchoring)들을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 큐어링(curing)하는 단계; 상기 레지스트층 상에 전사 패턴(transferring pattern)들 및 앵커 패턴(anchor pattern)들을 가지는 템플레이트(template)를 도입하는 단계; 및 상기 전사 패턴들이 상기 패턴 전사 영역들에 묻히고 상기 앵커 패턴들이 상기 앵커링 영역들에 묻히도록 상기 템플레이트를 프레스(press)하는 임프린트(imprint) 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법을 제시한다.
본 출원의 일 관점은, 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계; 상기 레지스트층의 일부 부분에 앵커링 영역(anchoring)들을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 큐어링(curing)하는 단계; 상기 레지스트층 상에 전사 패턴(transferring pattern)들 및 앵커 패턴(anchor pattern)들을 가지는 템플레이트(template)를 도입하는 단계; 상기 템플레이트를 프레스(press)하여 상기 앵커 패턴들이 상기 앵커링 영역들에 묻히도록 상기 전사 패턴들을 상기 레지스트층에 패턴 전사하는 임프린트(imprint) 단계; 및 상기 레지스트층에 대한 상기 템플레이트의 위치 에러(error)를 보상하는 얼라인먼트(alignment)를 수행하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법을 제시한다.
본 출원의 실시예들에 따르면, 레지스트층에 나노 구조물의 패턴 전사가 수행될 때, 레지스트 물질의 유출을 억제하여 레지스트 물질의 유출에 의한 레지스트의 잔여층에 원하지 않은 돌출 구조이 발생되는 것을 억제할 수 있는 나노임프린트 리소그래피 방법을 이용한 패턴 형성 방법을 제시할 수 있다.
본 출원의 실시예들에 따르면, 레지스트층에 전사된 패턴들의 오버레이 에러를 감소시킬 수 있는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 패턴 형성 방법을 제시할 수 있다.
도 1 내지 도 6은 일 예에 따른 임프린트 템플레이트(template for imprinting) 및 배리어 포토마스크(photomask for barrier)를 설명하기 위해서 제시한 도면들이다.
도 7 내지 도 11은 일 예에 따른 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 형성하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 12 내지 도 23은 일 예에 따른 템플레이트로부터 레지스트층(resist layer)으로 패턴 전사하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 24 및 도 25는 일 예에 따른 유출 제한 패턴들을 보여주는 도면들이다.
본 출원의 예의 기재에서 사용하는 용어들은 제시된 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 기술 분야에서의 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 사용된 용어의 의미는 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우 정의된 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석될 수 있다. 본 출원의 예의 기재에서 "제1" 및 "제2", "상부(top)"및 "하부(bottom or lower)"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니고, 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이지 그 부재에 직접 접촉하거나 또는 사이 계면에 다른 부재가 더 도입되는 특정한 경우를 한정하는 것은 아니다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들에서도 마찬가지의 해석이 적용될 수 있다.
본 출원의 실시예들은 DRAM 소자나, PcRAM 소자나 ReRAM 소자와 같은 집적 회로들을 구현하는 데 적용될 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들은 SRAM, FLASH, MRAM 또는 FeRAM과 같은 메모리 소자나, 논리 집적회로가 집적된 로직(logic) 소자에도 적용될 수 있다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 일 예에 따른 임프린트(imprint)를 위한 템플레이트(template: 100) 및 포토마스크(photomask: 300)를 보여주는 단면도이다. 도 2는 도 1의 템플레이트(100)의 패턴면(patterned surface: 111)을 보여주는 평면도이다. 도 3 및 도 4는 도 2의 템플레이트(100)의 패턴면(111)에 형성된 앵커 패턴(anchor pattern: 150)들의 배치를 보여주는 확대 평면도들이다. 도 5는 도 1의 포토마스크(300)의 표면을 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 2의 앵커 패턴(150)과 도 5의 포토마스크(300)의 차광 패턴(335)의 대응 관계를 보여주는 평면도이다. 도 1은 도 2의 A-A' 절단선을 따르는 템플레이트(100)의 단면 형상 및 도 5의 B-B' 절단선을 따르는 포토마스크(300)의 단면 형상을 함께 보여준다.
도 1을 참조하면, 나노임프린트를 위한 레플리카 템플레이트(replica template: 100)는 실질적으로 평탄한 패턴면(111)에 전사 패턴(patterns for transferring: 120)들을 구비할 수 있다. 전사 패턴(120)들은 기판이나 웨이퍼(wafer) 상에 위치하는 레지스트층(resist layer)에 패턴 전사(pattern transferring)될 또는 복제될 나노 구조물로 패턴면(111)에 구비할 수 있다. 레지스트층에 전사 패턴(120)들을 전사하는 과정은 이후에 다시 설명한다.
템플레이트(100)는 전사 패턴(120)들이 형성된 패턴면(111)을 제공하는 메사부(mesa potion: 110)와 돌출된 메사부(110)를 지지하는 템플레이트 몸체부(130)를 포함할 수 있다. 템플레이트 몸체부(130)는 메사부(110)의 후면에 오목한 캐비티(cavity: 119)를 유도하도록, 메사부(110)와 단차를 가지며 연장된 부분으로 구성될 수 있다. 메사부(110)의 후면에 구비된 오목한 캐비티(119) 형상은 메사부(110)의 변형이 용이하게 이루도록 유도하여, 메사부(110)의 패턴면(111)이 레지스트층에 접촉하거나 또는 레지스트층으로부터 이탈될 때 레지스트층을 향해 패턴면이 볼록한 형상으로 휘어질 수 있도록 유도 할 수 있다. 즉, 패턴면(111)의 센터(center) 부분이 레지스트층 표면에 먼저 접촉하고 이후에, 패턴면(111)이 스프레드(spread)되며 나머지 패턴면(111) 부분들이 레지스트층 표면에 접촉할 수 있다.
메사부(110)의 패턴면(111)이 바라보는 방향과 동일한 방향으로 바라보고 있는 템플레이트 몸체부(130)의 표면(131)에는 템플레이트 차광층(135)이 구비될 수 있다. 템플레이트 차광층(135)은 레지스트층을 큐어링하는 광, 예컨대, 자외선 광을 차단하도록 구비될 수 있다. 메사부(110)는 템플레이트 몸체부(130)의 표면(131)으로부터 돌출된 형상으로 구비될 수 있고, 패턴면(111)은 템플레이트 몸체부(130)의 표면(131)에 대해 단차를 가지는 표면으로 구비될 수 있다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 템플레이트 메사부(110)의 패턴면(111)은 사각형의 외주 형상을 가질 수 있다. 패턴면(111) 내의 전체 영역은 한 번의 나노 임프린트 스텝(step)이 이루어지는 임프린트 샷 영역(imprinting shot region: 210)을 제공할 수 있다. 임프린트 샷 영역(210) 내에 전사 패턴(120)들이 모여 배열된 영역일 수 있는 필드 영역(field region: 220)이 필드 영역(patterned region)으로 배치될 수 있다.
필드 영역(220)은 전사 패턴(120)들이 배치된 영역으로 DRAM과 같은 메모리 반도체 소자의 셀 영역(cell region)에 해당되는 영역일 수 있다. 전사 패턴(120)들이 그룹(group)을 이뤄 배치된 필드 영역(220)들이 임프린트 샷 영역(210) 내에 다수 배치되고, 경계 영역(boundary region: 230)이 이들 다수의 필드 영역(220)들을 둘러싸는 테두리 부분 또는 프레임(frame) 부분을 이루도록 설정 배치될 수 있다. 경계 영역(230)은 필드 영역(220)들의 외측 바깥 쪽 영역으로 필드 영역(220)들을 에워싸는 영역일 수 있다. 하나의 필드 영역(220)과 이웃하는 다른 또 하나의 필드 영역(220) 사이에는, 필드 영역(220)들 사이를 이격시키는 중간 영역(inter region: 240)이 설정될 수 있다. 중간 영역(240)과 경계 영역(230)으로 달리 표기하지만, 중간 영역(240)이나 경계 영역(230)은 셀 영역인 필드 영역(220)들을 설정하는 스크라이브 레인 영역(scribe lane region)을 포함하는 필드 설정 영역일 수 있다.
중간 영역(240)과 경계 영역(230)을 포함하는 필드 설정 영역은 임프린트 샷 영역(210) 내에 격자 형상으로 배치될 수 있다. 격자 형상의 창(window) 부분에 각각의 필드 영역(220)들이 배치된 형상으로 템플레이트 메사부(110)의 패턴면(111)이 구성될 수 있다. 필드 영역(220) 내에 배치된 전사 패턴(120)들은 요철 형상(concavo-convex shape)으로 구비될 수 있다. 전사 패턴(120)은 라인 및 스페이스(line & space) 형상을 구현하는 패턴으로 도 2에 묘사되고 있지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형상의 패턴들로 구비될 수 있다. 전사 패턴(120)들은 사각형 또는 원형 패턴들과 같은 다양한 평면 형상들을 가질 수 있다.
중간 영역(240)과 경계 영역(230)을 포함하는 필드 설정 영역 내의 템플레이트(100)의 패턴면(111) 부분에, 앵커 패턴(anchor pattern: 150)들이 구비될 수 있다. 앵커 패턴(150)들은 더미 패턴(dummy pattern)으로서 구비될 수 있다. 앵커 패턴(150)들은 나노 임프린트 리소그래피에 의해서 레지스트층에 패턴 전사하고자 설계된 전사 패턴(120)들이 아닌 보조 패턴으로 구비될 수 있다. 템플레이트(100)가 레지스트층의 일정 위치에 보다 빠른 시간 내에 고정되도록 도움을 주기 위한 앵커링 시스템(anchoring system)의 일부 요소로 앵커 패턴(150)들이 구비될 수 있다. 앵커 패턴(150)들의 동작 기능에 대해서는 이후에 다시 설명한다.
도 3을 도 2 및 도 1과 함께 참조하면, 템플레이트(100)의 패턴면(111)의 중간 영역(240) 내에 앵커 패턴(150)이 배치될 수 있다. 앵커 패턴(150)은 제1필드 영역(220-1)과 제2필드 영역(220-2) 사이에 배치될 수 있다. 앵커 패턴(150)들은 다수 개가 필드 영역(220) 외곽을 따라 배치될 수 있다. 즉, 앵커 패턴(150)은 중간 영역(240) 곳곳에 분산되도록 배치될 수 있다. 둘 이상의 앵커 패턴(150)들이 그룹(group)으로 모여 배치되고, 이들 앵커 패턴(150)들의 그룹들이 중간 영역(240) 곳곳에 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 도 2에 제시된 바와 같이, 앵커 패턴(150)들의 그룹들은 앵커 패턴(150)들 사이의 이격 간격 보다 넓은 이격 간격을 가지며 상호 이격될 수 있다. 앵커 패턴(150)들 또는 앵커 패턴(150)들의 그룹들은 필드 영역(220)을 에워싸도록 배치될 수 있다.
앵커 패턴(150)들은, 도 4에 묘사된 바와 같이, 템플레이트(100)의 패턴면(111)의 경계 영역(230) 내에 앵커 패턴(150)이 배치될 수 있다. 앵커 패턴(150)은 임프린트 샷 영역(210)의 에지(211)와 에지에 인근하는 제3필드 영역(220-3) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 도 2에 제시된 바와 같이 앵커 패턴(150)들은 경계 영역(240) 및 중간 영역(230)들 내에 곳곳에 분산되어 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4에 묘사된 것과 같이 앵커 패턴(150)들은 사각형 평면 형상을 가지는 돌출 부분, 예컨대, 사각 기둥 형상을 가질 수 있지만, 평면에서 볼 때 라인 형상이나 원형 형상 등을 가지도록 설정될 수도 있다.
도 5를 도 1과 함께 참조하면, 나노 구조물의 전사 패턴(120)들이 임프린트될 레지스트층에 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 형성할 수 있다. 레지스트층에 유출 제한 패턴을 형성하는 과정은 레지스트층을 선택적으로 노광하는 과정을 포함할 수 있다. 선택적 노광 과정은 레지스트층의 일부 선택된 영역에 노광 광을 조사하는 과정으로 수행될 수 있다. 선택적 노광 과정에 배리어 포토마스크(barrier photomask: 300)가 노광 광이 선택된 레지스트 영역에만 입사되도록 유도하기 위해서 사용될 수 있다. 포토마스크(300)의 사용없이 노광 광의 빔 스팟(beam spot)을 유출 제한 패턴의 영역으로 선택된 레지스트 영역을 스캔(scan)하도록 노광 광의 조사를 직접적으로 제어함으로써, 빔 스팟의 스캔에 의해 유출 제한 필드 영역을 큐어링(curing)할 수도 있다. 노광 광의 직접적인 스캔 과정은 디지털 마이크로미러 장치(Digital Micromirror Device)를 사용하여 수행될 수 있다.
배리어 포토마스크(300)는, 템플레이트 메사부(110)의 패턴면(111)을 기준으로 하여 설계될 수 있다. 유출 제한 패턴을 형성하는 과정은 이후에 다시 설명한다. 배리어 포토마스크(300)는 필드 설정 영역(도 2의 230, 240)에 대응하는 투광 영역(313, 314)들을 차광 패턴(330)이 제공하도록 구비될 수 있다. 차광 패턴(330)은 템플레이트 메사부(110)의 패턴면(111)에 설정된 필드 영역(도 2의 220)에 대응되는 영역에 위치하는 필드 차광 패턴(333)들과 포토마스크(300)의 테두리 부분을 차광하는 프레임 차광 패턴(frame opaque region: 331), 앵커 패턴(150)들이 포함하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 앵커 차광 패턴(335)들을 포함할 수 있다. 필드 차광 패턴(333)들 사이의 제2투광 영역(314)은 중간 영역(240)에 대응되도록 설정되고, 프레임 차광 패턴(331)과 필드 차광 패턴(333) 사이의 제1투광 영역(313)은 경계 영역(230)에 대응되도록 설정될 수 있다. 앵커 차광 패턴(335)은, 도 6에 묘사된 것과 같이, 제1투광 영역(313)과 제2투광 영역(333) 내에 일정 범위 영역, 즉, 앵커 패턴(150)들과 앵커 패턴(150)들 사이 및 주위의 일정 범위의 영역(155)을 차광하도록 설정될 수 있다.
배리어 포토마스크(300)는 석영과 같은 투광 기판(310) 상에 크롬(Cr)으로 이루어진 차광 패턴(330)으로 구비될 수 있다. 도 1 및 도 5에서 포토마스크(300)는 바이너리 마스크(binary mask) 구조로 묘사되고 있으나, 반사형(reflective type) 또는 위상반전형(phase shift type)과 같은 다른 형태의 포토마스크 구조로도 구현될 수 있다. 도 1에서는 포토마스크(300)의 영역들(313, 314)이 템플레이트(100)의 패턴면(111)의 영역들(230, 240)에 1: 1 대응되도록 설계된 경우를 예시하고 있지만, 노광 과정이 4: 1 축소 노광으로 수행될 경우, 포토마스크(300)의 영역들(313, 314)은 템플레이트(100)의 패턴면(111)의 영역들(230, 240)에 비해 4배 더 큰 영역들로 배치 설계될 수 있다.
도 7 내지 도 11은 레지스트층(500)에 유출 제한 패턴(510)을 형성하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 웨이퍼 또는 반도체 기판, 또는 기판(400) 상에 레지스트층(500)을 형성한다. 레지스트층(500)은 템플레이트(도 1의 100)의 나노 구조물의 전사 패턴(120)들이 전사될 임프린팅이 가능한 매질(imprintable medium)로 형성될 수 있다. 레지스트층(500)은 자외선(UV)과 같은 노광 광에 의해서 큐어링(curing)이 가능한 큐어러블 코팅층(curable coating layer)으로 형성될 수 있다. 레지스트층(500)은 감광성 요소(photosensitizer)들을 포함하는 레진(resin), 예컨대, 감광성 레진 또는 포토레지스트 물질로 형성될 수 있다. 레지스트층(500)은 포토레지스트 물질을 스핀 코팅(spin coating)하여 기판(400) 상에 형성될 수 있다.
레지스트층(500)의 일부 영역을 큐어링하여 유출 제한 패턴(510)을 형성한다. 배리어 포토마스크(도 1 및 도 5의 300)을 이용하여 레지스트층(500)의 일부 영역에만 선택적으로 노광 광, 예컨대, 자외선 광이 조사되도록 할 수 있다. 자외선 광에 의한 큐어링을 유도하는 제한 노광 과정을 수행할 수 있다. 배리어 포토마스크(300)의 투광 영역(도 3의 313, 314)이 레지스트층(500)의 일부 영역, 즉, 유출 제한 패턴(510)이 형성될 부분에 정렬되도록, 배리어 포토마스크(300)를 레지스트층(500) 상에 도입하고, 노광을 수행하여 노광 광이 투광 영역(도 5의 313, 314)을 통해 유출 제한 패턴(510)이 형성될 부분에 조사되도록 제한 노광(confining exposure)을 수행할 수 있다.
제한 노광 과정은 유출 제한 패턴(510)을 레지스트층(500)에 형성하는 큐어링 과정일 수 있다. 자외선에 의해 큐어링된 레지스트층 부분이 유출 제한 패턴(510)으로 형성될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)을 이루는 큐어링된 레지스트층 부분은, 큐어링되지 않은 제1부분(520)에 비해 유동성 또는 흐름성이 훨씬 낮은 상태로 경화된 상태일 수 있다. 이에 따라, 큐어링되지 않은 제1부분(520)이 그 영역 바깥으로 흘러나가 유출되는 움직임을 제한하고 방지하여 막는 역할, 예컨대 댐(dam) 또는 배리어(barrier)와 같은 역할을 유출 제한 패턴(510)이 할 수 있다. 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제1부분(520)은 템플레이트(도 1의 100)의 필드 영역(도 1의 220)에 대응되는 부분으로 임프린트가 가능한 유동성을 유지하고 있는 영역일 수 있다. 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제1부분(520)은 템플레이트(도 1의 100)의 필드 영역(도 1의 220)의 전사 패턴(도 1의 120)들이 전사될 패턴 전사 영역(pattern transferring region: 520)으로 설정될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)은 큐어링되어 경화된 레지스트 부분으로 이루어지므로 패턴 전사가 이루어지지 않는 패턴 전사 금지 영역일 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 9는 도 8의 "E" 부분을 확대 도시한 도면이다. 제1제한 노광은 유출 제한 패턴 제1부분(513) 내에 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)이 노광되지 않도록 수행될 수 있다. 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)은 앵커 차광 패턴(335)에 의해서 노광 광의 조사가 차단된 영역으로, 큐어링된 유출 제한 패턴(510)의 제3부분(513-1)과 이웃하는 유출 제한 패턴의 제4부분(513-3)에 의해 설정된 영역일 수 있다.
배리어 포토마스크(도 1의 300)을 이용한 노광 과정은 레지스트층(500)의 노광 샷 영역(exposure shot region: 도 7의 530)에 대해 수행될 수 있다. 도 8에 묘사된 것과 같이, 제1노광 샷 영역(531) 상에 배리어 포토마스크(300)를 정렬하고, 노광 광을 조사하여 제1제한 노광을 수행할 수 있다. 도 10에 제시된 바와 같이, 제1노광 샷 영역(531)에 이웃하는 제2노광 샷 영역(533) 상에 배리어 포토마스크(300)를 이동하고 정렬하고 노광 광을 조사하여, 제2제한 노광을 순차적으로 수행할 수 있다.
노광 샷 영역(530)은 템플레이트(도 1의 100)의 임프린트 샷 영역(210)에 대응되는 영역일 수 있다. 유출 제한 패턴(510)은 템플레이트(도 1의 100)의 필드 설정 영역(230, 240)에 대응되는 영역으로 형성될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)은 템플레이트(도 1의 100)의 경계 영역(도 1의 230)에 해당되는 유출 제한 패턴 제1부분(513)과, 템플레이트(도 1의 100)의 중간 영역(도 1의 240)에 해당되는 유출 제한 패턴 제2부분(514)을 포함할 수 있다. 제2노광 샷 영역(533) 상에 배리어 포토마스크(300)는 제1노광 샷 영역(531)의 유출 제한 패턴 제1부분(513)에 제1투광 영역(313)이 중첩되도록 정렬될 수 있다. 이에 따라, 유출 제한 패턴 제1부분(513)이 제1노광 샷 영역(531)과 제2노광 샷 영역(533) 사이의 경계 부분에 위치하도록 할 수 있다.
도 11은 노광 샷 영역(도 7의 530)들에 대해서 순차적으로 제한 노광 과정들을 수행하여, 기판(400) 상의 전체 레지스트층(500)에 유출 제한 패턴(510)을 형성한 평면 형상을 보여준다. 유출 제한 패턴 제2부분(514) 및 유출 제한 패턴 제1부분(513)을 포함하는 유출 제한 패턴(510)은 포토마스크(300)를 이용하여 레지스트층(500) 부분을 선택적으로 노광하여 과정으로 형성될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)은 레지스트층(500)의 패턴 전사 영역(520)을 창(window)로 설정하는 격자 형상으로 형성될 수 있다. 노광 샷 영역(530) 내에 다수의 패턴 전사 영역(520)들이 유출 제한 패턴 제2부분(514)에 의해 상호 이격되도록 배치되고, 유출 제한 패턴 제1부분(513)이 패턴 전사 영역(520)들을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)의 제3부분(513-1)과 이웃하는 유출 제한 패턴(510)의 제4부분(513-3)으로 둘러싸인 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)들이 유출 제한 패턴(510) 내에 분산 배치될 수 있다. 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)는 앵커 패턴(150)들이 임프린트될 앵커링 영역으로, 필드 영역(520)의 외곽을 따라 다수 개가 배치될 수 있다.
도 12 내지 도 23는 레지스트층(500)에 나노임프린트로 패턴 전사하는 과정을 보여준다. 도 12 및 도 13은 템플레이트(100)의 하강 동작을 보여주는 단면도들이다. 도 14 내지 도 16은 일 예에 따른 앵커 패턴(150)들이 임프린트되는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 17 내지 도 19는 템플레이트(100)와 기판(400) 간의 얼라인먼트(alignment) 동작을 보여주는 도면들이다. 도 20 및 도 21은 레지스트층(500)을 큐어링(curing)하는 단계를 보여주고, 도 21은 도 20의 "F" 부분을 확대 도시한 도면이다. 도 22 및 도 23은 레지스트층(500)에 제2임프린트 샷을 진행하는 과정을 보여준다.
도 12를 참조하면, 유출 제한 패턴(510)이 형성된 레지스트층(500) 상에 템플레이트(100)를 도입한다. 템플레이트(100)의 패턴면(111)이 임프린트가 가능한 매질층으로 코팅된 레지스트층(500)에 대향되도록 템플레이트(100)를 반도체 물질의 기판(400) 상에 정렬시킨다. 템플레이트(100)의 메사부(110)의 에지(edge)의 측면(113)이 유출 제한 패턴 제1부분(513)의 에지 부분, 즉, 유출 제한 패턴의 제3부분(513-1)들에 정렬되도록 템플레이트(100)를 정렬시킬 수 있다. 템플레이트(100)의 패턴면(111)에서 전사 패턴(120)들이 그룹으로 묶인 필드 영역(220)이 레지스트층(500)의 패턴 전사 영역(520)에 정렬되도록 템플레이트(100)가 레지스트층(500) 상에 정렬될 수 있다. 템플레이트(100)의 앵커 패턴(150)들은 유출 제한 패턴의 제3부분(513-1)과 제4부분(513-3) 사이와 유출 제한 패턴의 제2부분(514)을 이루는 제5부분(514-1)과 제6부분(514-3) 사이의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)에 정렬될 수 있다.
도 13을 참조하면, 레지스트층(500)의 패턴 전사 영역(520)에 템플레이트(100)의 필드 영역(220)에 구비된 전사 패턴(120)들이 접촉하도록 템플레이트(100)를 하강시킨 후, 템플레이트(100)를 가압 또는 프레스(press)하여 전사 패턴(120)들 사이를 패턴 전사 영역(520)의 레지스트 물질이 모두 채워 전사 패턴(120)들이 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제1부분인 패턴 전사 영역(520)에 묻히도록 하는 임프린트(imprint) 단계를 수행한다. 앵커 패턴(150)들 또한 전사 패턴(120)들과 마찬가지로 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)에 접촉하고, 앵커 패턴(150)들 사이 부분을 레지스트 물질이 채워 앵커 패턴(150)들이 레지스트층(500)에 묻힐 수 있다. 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)은 앵커 패턴(150)들이 패턴 전사 또는 임프린트될 앵커링 영역일 수 있다.
템플레이트(100)의 앵커 패턴(150)들이 임프린트되는 세부 과정들은 도 14 내지 도 16의 단면도들에서 묘사될 수 있다. 도 14 내지 도 16의 앵커 패턴(150)들이 임프린트되는 과정과 마찬가지로 템플레이트(100)의 전사 패턴(120)들 또한 실질적으로 동시에 임프린트될 수 있다. 도 14를 참조하면, 템플레이트(100)가 하강하여 앵커 패턴(150)들이 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)의 표면에 끝단부가 접촉할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 템플레이트(100)의 전사 패턴(120)들 또한 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제1부분(520)의 표면에 끝단부가 접촉할 수 있다.
도 15를 참조하면, 템플레이트(100)의 앵커 패턴(150)들 또는 전사 패턴(120)들이 레지스트층(500)에 접촉한 상태에서, 템플레이트(100)를 추가 하강 또는 가압 또는 프레스(press)하여 앵커 패턴(150)들 또는 전사 패턴(120)들 사이를 레지스트 물질이 채워지도록 할 수 있다. 도 15에 묘사된 바와 같이 앵커 패턴(150)의 일부가 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2) 내로 함침되며, 즉, 앵커 패턴(150)들 사이 부분으로 레지스트 물질이 채워지며, 레지스트 물질의 일부 부분(513E1)이 유출 제한 패턴(510)의 제3부분(513-1) 및 제4부분(513-3) 상측으로 밀려나와 유출될 수 있다. 유출되는 부분(513E1)의 두께 T1은 템플레이트(100)와 레지스트층(500)의 사이 갭 G1과 같을 수 있다. 마찬가지로, 전사 패턴(120)들이 패턴 전사 영역(520)에 임프린트되며, 패턴 전사 영역(520) 내에 위치하고 있던 레지스트 물질들이 유동되어 레지스트 물질의 일부 부분이 패턴 전사 영역(520) 바깥의 유출 제한 패턴(510)의 상면(511) 위의 공간(도 13의 521)으로 유출될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 유출 제한 패턴(510)이 레지스트 물질의 유동을 제한하고 유효하게 댐으로 역할하고 있어, 유출되는 부분(도 15의 513E1)이 유출 또는 이동 연장될 수 있는 거리 및 양은 유출 제한 패턴(510)에 의해 제한될 수 있다.
도 16를 참조하면, 앵커 패턴(150)들이 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2) 내로 실질적으로 완전히(fully) 함침되도록, 즉, 앵커 패턴(150)들 사이 부분을 레지스트 물질이 실질적으로 완전히 채우도록, 템플레이트(100)가 더 하강하거나 더 프레스되면서, 유출되는 부분(513E2)이 더 확장될 수 있다. 이때, 유출되는 부분(513E2)의 두께는 더 얇아질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 유출 제한 패턴(510)이 레지스트 물질의 유동을 제한하고 있어, 유출되는 부분(513E2)이 확장되는 거리는 제한되며, 이에 따라, 유출되는 부분(513E2)이 템플레이트(100)의 메사부(110)이 측면(도 13의 113)에 도달하는 것이 억제될 수 있다.
도 13을 다시 참조하면, 유출 제한 패턴 제2부분(514)을 이루는 제5부분(514-1) 및 제6부분(514-3)들은 임프린트 과정이 진행될 때, 메사부(110)의 패턴면(111)을 지지하는 지지부(supporter)로 작용할 수 있다. 유출 제한 패턴 제2부분(514)들에 의해서, 메사부(110)가 휘어지지 않도록 지지되므로, 메사부(110)의 전사 패턴(120)들이 접촉하고 있는 패턴 전사 영역(520)의 레지스트 물질에 과다한 압력이 인가되는 것이 억제되거나 방지될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)들은 템플레이트(100)의 메사부(110)가 압력에 의해 휘어져 낮아지는 현상(lowering) 또는 보우잉(bowing) 현상을 억제하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 레지스트 물질이 유출되는 현상이 억제하거나 방지될 수 있다. 이에 따라, 레지스트층(500)의 잔여층(residual layer)의 두께 균일성을 개선할 수 있다. 레지스트층(500)의 잔여층의 두께 균일성을 개선되므로, 레지스트층(500)에 보다 정교하고 정확한 형상의 패턴들이 임프린트될 수 있다.
템플레이트(100)의 앵커 패턴(150)들 및 전사 패턴(120)들 사이가 레지스트 물질로 실질적으로 완전히 채워지는 채움 과정(filling step)을 수행하며, 템플레이트(100)와 기판(400) 사이의 얼라인먼트(alignment)를 진행할 수 있다.
도 17은 얼라인머트 동작을 보여주고 있고, 도 18은 얼라인먼트 위치 에러(alignment position error)의 감쇄 현상을 보여주는 도면이다. 도 17을 참조하면, 얼라인먼트 검출기(60)를 이용하여, 템플레이트(100)의 메사부(110)에 위치하는 제2얼라인먼트 키(alignment key: 84)와 기판(400)에 위치하는 제1얼라인먼트 키(82) 사이의 얼라인먼트 위치를 계측 모니터링(monitoring)할 수 있다. 얼라인먼트 검출기(60)는 제1얼라인먼트 키(82)와 제2얼라인먼트 키(84) 각각을 조사하는 검출 조명계와 제1얼라인먼트 키(82)와 제2얼라인먼트 키(84)의 화상 또는 간섭 패턴을 수광하는 수광 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 얼라인먼트 검출기(60)는 제1얼라인먼트 키(82)와 제2얼라인먼트 키(84)의 상대적인 위치 차이 또는 중첩 차이를 검출하여 얼라인먼트 위치 에러 또는 오버레이 에러(overlay error)의 파라미터(parameter)로 검출하도록 동작할 수 있다. 템플레이트(100)와 기판(400) 사이에 얼라인먼트 에러가 검출될 경우, 기판(400)을 얼라인먼트 에러에 의해서 패턴이 시프트(shift)된 방향에 반대되는 방향으로 이동시켜 에러를 보상시키는 얼라인먼트 동작을 수행할 수 있다. 이러한 얼라인먼트의 계측과 보상 동작을 반복하여 템플레이트(100)의 얼라인먼트을 수행할 수 있다.
도 18은 얼라인먼트 동작이 수행되며 얼라인먼트 위치 에러를 계측 모니터링한 결과를 보여주고 있다. P1의 타임(time) 위치는 도 14에 묘사된 것과 같이 앵커 패턴(150) 또는 전사 패턴(120)이 레지스트층(500) 표면에 접촉하기 시작한 지점에서의 모니터링된 얼라인먼트 위치 에러를 보여준다. P2의 타임 위치는 도 15에 묘사된 것과 같이 앵커 패턴(150) 또는 전사 패턴(120)이 레지스트층(500)에 함침되기 시작하는 지점, 즉, 레지스트 물질의 채움 과정이 시작되는 지점에서의 모니터링된 얼라인먼트 위치 에러를 보여준다. P3의 타임 위치는 레지스트 물질의 채움 과정이 시작되는 지점에서의 모니터링된 얼라인먼트 위치 에러를 보여준다.
레지스트 물질의 채움 과정이 시작되는 지점 P2와 레지스트 물질의 채움 과정이 종료되는 지점 P3 사이 타임 기간에서, 앵커 패턴(150)과 유출 제한 패턴(510) 내의 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2), 유출 제한 패턴(510)을 포함하는 앵커링 시스템에 의해서, 얼라인먼트 위치 에러는 시간이 지나며 점차 감쇄될 수 있다. 앵커링 시스템은 레지스트층(500) 상에서의 템플레이트(100)의 위치 변동(variation)을 제한시켜 고정 또는 앵커링을 유도하는 역할을 할 수 있다. 도 19를 참조하면, 얼라인먼트를 진행할 때, 기판(400)의 상대적인 이동 또는 템플레이트(100)의 상대적인 이동은 진동을 수반할 수 있다. 템플레이트(100)와 기판(100) 사이에 위치하는 레지스트층(500)은 상대적으로 낮은 수준의 점성을 가져 유동성을 가지고 있다. 이에 따라, 레지스트층(500)은 템플레이트(100)와 기판(400) 사이에서 윤활제(lubricant)로 작동할 수 있다. 이에 따라, 약간의 기계적인 진동(vibration)에도 기판(400)이나 템플레이트(100)가 움직여 상대적인 위치가 서로 어긋날 수 있다. 이러한 진동에 의한 얼라인먼트 위치 에러 성분은 얼라인먼트의 정확도를 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
이러한 레지스트층(500)의 유동에 의한 기판(400) 또는 템플레이트(100)의 움직임은 얼라인먼트의 진행에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 얼라인먼트를 진행함에도 불구하고, 레지스트층(500)의 유동성에 의해, 미소한 진동에도 기판(400)이 레지스트층(500)에 대해 미끄러져 움직이거나 또는 템플레이트(100)가 레지스트층(500)에 대해 미끄러져 움직여, 진동에 의한 얼라인먼트 에러 성분이 유발될 수 있다. 앵커 패턴(150)은 레지스트층의 큐어링되지 않은 제2부분(513-2) 내에 함침되며, 레지스트 물질이 유출 제한 패턴(510)의 제3부분(513-1) 및 제4부분(513-3) 상측으로 유출되는 부분(513E2')을 유도할 수 있다.
레지스트 물질의 유출된 부분(513E2')은 레지스트층(500)의 두께 또는 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)의 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 얼라인먼트 에러를 보상하기 위한 얼라인먼트 동작, 즉, 기판(400)의 보상 이동 움직임에 의해서 레지스트 물질의 유출된 부분(513E2')에 쉬어 스트레스(shear stress)에 의한 결정화가 국부적으로 집중 또는 증강될 수 있다. 레지스트 물질의 결정화에 의해 레지스트 물질의 점도는 상대적으로 높아지고, 이에 따라 레지스트 물질의 유출된 부분(513E2')은 템플레이트(100)에 대한 기판(400)의 이동 움직임을 막는 앵커링 작용을 야기할 수 있다. 레지스트 물질의 유출된 부분(513E2')에 의해서, 템플레이트(100)에 대한 기판(400)의 이동 움직임 또는 진동 정도가 점차 작아지므로, 도 18에 묘사된 것과 같이 얼라인먼트가 진행되며 얼라인먼트 위치 에러가 점차 작아질 수 있다. 이에 따라, 얼라인먼트가 종료되는 시간을 줄일 수 있다.
도 20 및 도 21을 함께 참조하면, 템플레이트(100)의 메사부(110)의 전사 패턴(120)들 및 앵커 패턴(150)들이 레지스트층(500)을 이루는 레지스트 물질로 채워진 상태에서, 레지스트층(500)의 큐어링되지 않은 제1부분인 패턴 전사 영역(520) 및 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)을 큐어링(curing)한다. 템플레이트(100)의 메사부(110)의 전사 패턴(120)들 및 앵커 패턴(150)들이 레지스트층(500)을 이루는 레지스트 물질로 채워진 상태에서, 노광 광, 예컨대, 자외선 광을 메사부(110)을 투과하여 레지스트층(500)에 조사한다. 자외선 광의 조사에 의해서 패턴 전사 영역(520)이 큐어링되어 경화되고, 큐어링된 패턴 전사 영역(522) 표면 부분에서 전사 패턴(120)들을 채우는 레지스트 물질 부분은 레지스트 제1패턴(529)들로 경화될 수 있다. 큐어링된 제2부분(513-2U)의 표면에는 앵커 패턴(150)들에 의한 레지스트 제2패턴들이 경화될 수 있다. 이에 따라, 전사 패턴(120)들의 형상이 전사된 레지스트 패턴(529)들이 패터닝 또는 임프린트된다.
도 21에 묘사된 것과 같이, 큐어링된 제2부분(513-2U)으로부터 연장된 유출된 부분(513E2)은 유출 제한 패턴(510)에 의해 유동 유출되는 정도가 제한될 수 있다. 이에 따라, 유출된 부분(513E2)가 템플레이트(100)의 메사부(110)의 측면(113)을 덮도록 연장되는 것이 유효하게 방지될 수 있다. 유출된 부분(513E2)를 확장을 제한할 수 있으므로, 레지스트 유출에 의한 레지스트층의 잔여층(residual layer)의 두께가 얇아지는 두께 불균일성 및 이에 따른 패턴 불량 현상을 유효하게 억제할 수 있다.
도 22을 참조하면, 제1임프린트 샷 영역(517)의 레지스트층(500) 부분의 큐어링된 제2부분(513-2U)의 표면에는 레지스트 제2패턴(513-D)들이 형성되어 있고, 큐어링된 패턴 전사 영역(522) 표면 부분에는 레지스트 패턴(529)들이 형성되어 있다. 레지스트층(500)의 제1임프린트 샷 영역(571)에 레지스트 패턴(529)들을 임프린트한 후에, 템플레이트(100)를 이탈시키고, 이웃하는 제2임프린트 샷 영역(572)으로 템플레이트(100)를 이동 및 정렬하여 다음 차례의 임프린트 과정을 수행할 수 있다. 템플레이트(100)를 사용하여 반복적으로 임프린트를 수행하는 스텝 앤 리피트(step and repeat) 과정을 수행하여 대면적의 기판(400)의 전체 영역에 대한 임프린트 과정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 도 23에 제시된 바와 같이, 기판(400) 전체 영역에서 레지스트층(500)에 레지스트 패턴(529)들이 임프린트될 수 있다.
도 11을 다시 참조하면, 유출 제한 패턴(510)은 필드 영역(220)에 대응되는 큐어링되지 안은 제1부분(520)을 에워싸는 격자 형태로 형성되고, 유출 제한 패턴(510) 내에 앵커 패턴(150)들이 임프린트될 큐어링되지 않은 제2부분(513-2)들이 분산될 수 있지만, 유출 제한 패턴(510)은 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 유출 제한 패턴(510)은 도 24에 묘사된 바와 같이, 평면에서 볼 때 링(ring) 형상 또는 도넛 패턴(donut: 514-5)들의 배열로 변형될 수 있다. 도넛 패턴(514-5)는 내측에 큐어링되지 않은 제3부분(513-5)을 설정하도록 형성되고, 도넛 패턴(514-5)들 사이 부분에 큐어링되지 않은 제4부분(513-7)들을 설정하도록 형성될 수 있다. 도 25에 묘사된 것과 같이, 유출 제한 패턴의 도넛 패턴(514-5) 내측의 큐어링되지 않은 제3부분(513-5)에는 앵커 패턴(150)들이 임프린트될 수 있다. 도 24에 큐어링된 도넛 패턴(514-5)들이 유출 제한 패턴을 이루는 경우를 예시하지고 있지만, 유출 제한 패턴(510)은 평면에서 볼 때 사각형 형상 또는 라인 형상, 바(bar) 형상들이 배열된 형태로 구비될 수도 있다.
본 출원에 따르면, 대면적의 기판 상에 나노 스케일 크기의 구조물 또는 나노 구조체를 형성하는 공정에 적용될 수 있다. 나노 구조체는, 선격자를 포함하는 편광판의 제조, 반사형 액정표시장치의 반사 렌즈의 형성 등에 이용할 수 있다. 나노 구조체는 독립적인 편광판의 제조에 사용될 뿐만 아니라, 표시 패널과 일체형인 편광부의 형성에도 이용할 수 있다. 예컨대, 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이(array) 기판이나, 컬러필터 기판 상에 직접적으로 편광부를 형성하는 공정에 이용할 수 있다. 나노 구조체는 나노 와이어 트랜지스터, 메모리의 제작을 위한 주형, 나노 스케일의 도선 패터닝을 위한 나노 구조물과 같은 전기 전자 부품의 주형, 태양 전지와 연료 전지의 촉매 제작을 위한 주형, 식각 마스크와 유기 다이오드(OLED) 셀 제작을 위한 주형 및 가스 센서 제작을 위한 주형에 이용할 수 있다.
상술한 본 출원에 따른 방법 및 구조체들은 집적 회로 칩(integrated circuit chip) 제조에 사용될 수 있다. 결과의 집적 회로 칩은 웨이퍼 형태(raw wafer form)나 베어 다이(bare die) 또는 패키지 형태(package form)으로 제조자에 의해 배포될 수 있다. 칩은 단일 칩 패키지(single chip package)나 멀티칩 패키지 chip package) 형태로 제공될 수 있다. 또한, 하나의 칩은 다른 집적 회로 칩에 집적되거나 별도의 회로 요소(discrete circuit element)에 집적될 수 있다. 하나의 칩은 마더보드(mother board)와 같은 중간 제품(intermediate product)이나 최종 제제품(end product) 형태의 한 부품으로 다른 신호 프로세싱 소자(signal processing device)를 이루도록 집적될 수 있다. 최종 제품은 집적 회로 칩을 포함하는 어떠한 제품일 수 있으며, 장난감이나 저성능 적용 제품(application)으로부터 고성능 컴퓨터 제품일 수 있으며, 표시장치(display)나 키보드(keyboard) 또는 다른 입력 수단(input device) 및 중앙연산장치(central processor)를 포함하는 제품일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 출원의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 출원에서 제시한 기술적 사상이 반영되는 한 다양한 다른 변형예들이 가능할 것이다.
100: 템플레이트,
300: 배리어 포토마스크,
500: 레지스트층,
510: 유출 제한 패턴.

Claims (24)

  1. 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계;
    상기 레지스트층 상에 필드 영역(field region)들에 모여 배치된 전사 패턴(transferring pattern)들, 및 상기 필드 영역들을 설정하는 필드 설정 영역에 배치된 앵커 패턴(anchor pattern)들을 제공하는 템플레이트(template)를 도입하는 단계;
    상기 템플레이트가 도입되기 이전에 상기 필드 영역에 대응되는 패턴 전사 영역 및 상기 앵커 패턴들이 임프린트(imprint)될 앵커링 영역(anchoring region)을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 상기 레지스트층에 형성하는 단계;
    상기 템플레이트의 상기 전사 패턴들 및 상기 앵커 패턴들이 상기 레지스트층에 묻히도록 상기 템플레이트를 프레스(press)하는 임프린트(imprint) 단계; 및
    상기 레지스트층에 대한 상기 템플레이트의 위치 에러(error)를 보상하는 얼라인먼트(alignment)를 수행하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴을 형성하는 단계는
    상기 앵커링 영역 및 상기 패턴 전사 영역들을 큐어링(curing)되지 않은 영역들로 설정하도록 상기 레지스트층의 일부 부분을 선택적 노광으로 큐어링(curing)하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 큐어링(curing) 단계는
    투광 영역 및 상기 투광 영역을 제공하는 차광 패턴을 포함하는 포토마스크(photomask)를
    상기 투광 영역이 상기 레지스트층의 일부 부분에 정렬되도록 상기 레지스트층 상에 도입하는 단계; 및
    상기 포토마스크에 노광 광을 조사하여 상기 투광 영역을 통해 상기 레지스트층의 일부 부분에 상기 노광 광이 선택적으로 조사되도록 하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    상기 패턴 전사 영역들을 창(window)들을 설정하는 격자 형상을 가지는 패턴 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 앵커링 영역은
    상기 유출 제한 패턴의 일부 부분들에 에워싸인 영역으로 설정되는 패턴 형성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    큐어링(curing)된 도넛(donut) 형상들의 배열로 형성되는 패턴 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트층은
    상기 기판 상에 레지스트 물질을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성되는 패턴 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 패턴(anchor pattern)들은
    상기 필드 영역의 외곽을 따라 다수 개가 배치된 패턴 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 앵커링 영역(anchoring region)은
    상기 패턴 전사 영역의 외곽을 따라 다수 개가 배치되는 패턴 형성 방법.
  10. 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계;
    상기 레지스트층에 패턴 전사 영역들 및 상기 패턴 전사 영역들을 에워싸도록 배치된 다수의 앵커링 영역(anchoring)들을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 큐어링(curing)하는 단계; 및
    상기 레지스트층 상에 전사 패턴(transferring pattern)들 및 앵커 패턴(anchor pattern)들을 가지는 템플레이트(template)를 도입하는 단계;
    상기 전사 패턴들이 상기 패턴 전사 영역들에 묻히고 상기 앵커 패턴들이 상기 앵커링 영역들에 묻히도록 상기 템플레이트를 프레스(press)하는 임프린트(imprint) 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴을 큐어링하는 단계는
    상기 앵커링 영역들 및 상기 패턴 전사 영역들을 설정하는 상기 레지스트층의 일부 부분을 선택적으로 노광하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선택적으로 노광하는 단계는
    상기 앵커링 영역들 및 상기 패턴 전사 영역들에 대응되는 투광 영역 및 상기 투광 영역을 제공하는 차광 패턴을 포함하는 포토마스크(photomask)를 상기 레지스트층 상에 도입하는 단계; 및
    상기 포토마스크에 노광 광을 조사하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    상기 패턴 전사 영역들을 창(window)들을 설정하는 격자 형상을 가지는 패턴 형성 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 앵커링 영역은
    상기 유출 제한 패턴의 일부 부분들에 에워싸인 영역으로 설정되는 패턴 형성 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    상기 큐어링(curing)된 도넛(donut) 형상들의 배열로 형성되는 패턴 형성 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 레지스트층은
    상기 기판 상에 레지스트 물질을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성되는 패턴 형성 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 앵커 패턴(anchor pattern)들은
    상기 필드 영역의 외곽을 따라 다수 개가 배치된 패턴 형성 방법.
  18. 기판 상에 레지스트층(resist layer)을 형성하는 단계;
    상기 레지스트층의 일부 부분에 앵커링 영역(anchoring)들을 설정하는 유출 제한 패턴(extrusion confining pattern)을 큐어링(curing)하는 단계;
    상기 레지스트층 상에 전사 패턴(transferring pattern)들 및 앵커 패턴(anchor pattern)들을 가지는 템플레이트(template)를 도입하는 단계;
    상기 템플레이트를 프레스(press)하여 상기 앵커 패턴들이 상기 앵커링 영역들에 묻히도록 상기 전사 패턴들을 상기 레지스트층에 패턴 전사하는 임프린트(imprint) 단계; 및
    상기 레지스트층에 대한 상기 템플레이트의 위치 에러(error)를 보상하는 얼라인먼트(alignment)를 수행하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴을 큐어링하는 단계는
    상기 레지스트층의 일부 부분을 선택적으로 노광하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 선택적으로 노광하는 단계는
    상기 유출 제한 패턴에 대응되는 차광 패턴을 가지는 포토마스크(photomask)를 상기 레지스트층 상에 도입하는 단계; 및
    상기 포토마스크에 노광 광을 조사하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    격자 형상을 가지는 패턴 형성 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 앵커링 영역은
    상기 유출 제한 패턴의 일부 부분들에 에워싸인 영역으로 설정되는 패턴 형성 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 유출 제한 패턴은
    상기 큐어링(curing)된 도넛(donut) 형상들의 배열로 형성되는 패턴 형성 방법.
  24. 제10항에 있어서,
    상기 레지스트층은
    상기 기판 상에 레지스트 물질을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성되는 패턴 형성 방법.
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