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微细加工方法及微细加工装置

阅读:288发布:2020-05-11

专利汇可以提供微细加工方法及微细加工装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供 微细加工 方法及微细加工装置。根据一个实施方式,提供利用抗蚀剂的微细加工方法。按图案形成面的第一区域决定所需的抗蚀剂量。决定图案形成面整个区域的抗蚀剂总量。抗蚀剂总量除以抗蚀剂滴的容量。决定抗蚀剂滴的总数,对于该总数个抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴,决定在图案形成面中的临时 位置 。按最接近的抗蚀剂滴分配各个第一区域。按第二区域重新划分图案形成面,该第二区域按抗蚀剂滴分配。按第二区域,决定一个抗蚀剂滴的容量除以对属于第二区域内的第一区域中的每个第一区域决定的需要的抗蚀剂量的总计而得到的值。在除法运算得到的值在图案形成面内的分布处于设为目标的范围内时,确定全部抗蚀剂滴的位置。,下面是微细加工方法及微细加工装置专利的具体信息内容。

1.一种微细加工方法,在图案形成面上二维状地配置多个抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴,从所述抗蚀剂滴的上方按压形成有凹凸的模板,从而在所述图案形成面上形成抗蚀剂图案,其特征在于,包括:
将所述图案形成面划分成多个比所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴所占的面积小的第一区域,决定所述第一区域中的每个第一区域所需的抗蚀剂量的步骤;
根据所述抗蚀剂量,决定所述图案形成面整个区域所需的抗蚀剂总量;
所述抗蚀剂总量除以所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的容量,决定在所述图案形成面上配置的所述抗蚀剂滴的总数的步骤;
将所述总数个所述抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴配置在所述图案形成面上的临时位置决定为第一位置的步骤;
将所述第一区域的所述每个第一区域分配到所述第一区域中的所述每个第一区域最接近的所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴,将分配到所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述第一区域的集团设为多个第二区域中的一个第二区域,将所述图案形成面重新划分成所述第二区域;
对于所述第二区域中的每个第二区域,决定所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述容量除以对属于所述第二区域中的所述每个第二区域的所述第一区域中的所述每个第一区域所需的所述抗蚀剂量的总计而得到的值;以及
在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布处于设为目标的范围内时,将所述抗蚀剂滴的所述每个抗蚀剂滴的确定位置确定为第二位置,
在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布未处于设为所述目标的范围内时,重复执行变更所述抗蚀剂滴中的至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置的步骤、所述划分的步骤、决定所述除法运算得到的值的处理,直到所述分布收敛于设为所述目标的范围内为止。
2.根据权利要求1所述的微细加工方法,其特征在于:
在决定所述第一位置的步骤中,
使所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴位于多个矩形区域中的每一个矩形区域,所述多个矩形区域由将所述图案形成面在第一方向不等间隔地划分的第一线和将所述图案形成面在垂直于所述第一方向的第二方向上不等间隔地划分的第二线包围。
3.根据权利要求2所述的微细加工方法,其特征在于:
所述矩形区域中的所述每个矩形区域的面积越大,所述图案形成面的图案覆盖率越低。
4.根据权利要求3所述的微细加工方法,其特征在于:
将所述矩形区域中的所述每个矩形区域的所述图案覆盖率变换成第一重量,决定所述第一重量均衡的第一重心
5.根据权利要求4所述的微细加工方法,其特征在于:
将所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴配置在所述第一重心。
6.根据权利要求1所述的微细加工方法,其特征在于:
在重复执行变更所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置、所述划分和决定所述除法运算得到的值的这一流程中,所述抗蚀剂总量不变。
7.根据权利要求1所述的微细加工方法,其特征在于:
在变更所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置的处理中,选择与作为变更对象的所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴最接近的两个以上的其他抗蚀剂滴,
将在所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴所属的所述第二区域中的一个第二区域中决定的所述除法运算得到的值换算成第二重量,将在所述其他抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴所属的所述第二区域中的其他一个第二区域中决定的所述除法运算得到的值换算成第三重量,根据所述第二重量及所述第三重量,决定所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴与所述其他抗蚀剂滴的第二重心,
将所述第二重心设为形心,形成多边形,该多边形的顶点包括所述其他抗蚀剂滴中的所述各个抗蚀剂滴的位置,
使所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴,向除了所述其他抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴的所述顶点以外的所述多边形的其他顶点移动。
8.根据权利要求1所述的微细加工方法,其特征在于:
在确定了所述第二位置之后,在所述图案形成面上二维状地配置所述抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴,从所述抗蚀剂滴的上方按压所述模板。
9.一种微细加工装置,在图案形成面上二维状地配置多个抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴,从所述抗蚀剂滴的上方按压形成有凹凸的模板从而在所述图案形成面上形成抗蚀剂图案,在上述这样的微细加工中,决定所述多个抗蚀剂滴在所述图案形成面上的位置,其特征在于,
包括:运算部、存储部和涂敷部,
所述运算部具有:
第一决定单元,将所述图案形成面划分成多个比所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴所占的面积小的第一区域,决定所述第一区域中的每个第一区域所需的抗蚀剂量;
第二决定单元,根据所述抗蚀剂量,决定所述图案形成面整个区域所需的抗蚀剂总量;
第三决定单元,所述抗蚀剂总量除以所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的容量,决定要配置在所述图案形成面上的所述抗蚀剂滴的总数;
第四决定单元,将所述总数个所述抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴配置在所述图案形成面上的临时位置决定为第一位置;
划分单元,将所述第一区域中的所述每个第一区域分配到所述第一区域中的所述每个第一区域最接近的所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴,将分配到所述抗蚀剂滴中所述一个抗蚀剂滴的所述第一区域的集团设为多个第二区域中的一个第二区域,将所述图案形成面重新划分成所述第二区域;
第五决定单元,对于所述第二区域中的每个第二区域,决定所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述容量除以属于所述第二区域中的所述每个第二区域的所述第一区域中的所述每个第一区域所需的所述抗蚀剂量的总计而得到的值;以及
重复单元,在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布处于设为目标的范围内时,将所述抗蚀剂滴的所述每个抗蚀剂滴的确定位置确定为第二位置,在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布未处于设为所述目标的范围内时,重复执行变更所述抗蚀剂滴中的至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置、所述划分单元的动作、和所述第五决定单元的动作,直到所述分布收敛于设为所述目标的范围内为止;
所述涂敷部在确定了所述第二位置之后,在所述图案形成面上二维状地涂敷所述多个抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴。
10.根据权利要求9所述的微细加工装置,其特征在于:
决定所述第一位置的所述决定单元,使所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴位于多个矩形区域中的每一个矩形区域,所述多个矩形区域由将所述图案形成面在第一方向不等间隔地划分的第一线和将所述图案形成面在垂直于所述第一方向的第二方向上不等间隔地划分的第二线包围。
11.根据权利要求10所述的微细加工装置,其特征在于:
所述矩形区域中的每个矩形区域的面积越大,所述图案形成面的图案覆盖率越低。
12.根据权利要求11所述的微细加工装置,其特征在于:
将所述矩形区域中的所述每个矩形区域的所述图案覆盖率变换成第一重量,在所述矩形区域中的每个矩形区域,决定所述第一重量均衡的第一重心。
13.根据权利要求12所述的微细加工装置,其特征在于:
将所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴配置在所述第一重心。
14.根据权利要求9所述的微细加工装置,其特征在于:
在执行所述重复单元的动作时,所述抗蚀剂总量不变。
15.根据权利要求9所述的微细加工装置,其特征在于:
所述运算部通过下述方式变更所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置:
选择与作为变更对象的所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴最接近的两个以上的其他抗蚀剂滴,
将在所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴所属的所述第二区域中的另一个第二区域中决定的所述除法运算得到的值换算成第二重量,将在所述其他抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴所属的所述第二区域中的再另一个第二区域中决定的所述除法运算得到的值换算成第三重量,根据所述第二重量及第三重量,决定所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴与所述其他抗蚀剂滴的第二重心,
将所述第二重心设为形心,形成多边形,该多边形的顶点包括所述其他抗蚀剂滴中的所述各个抗蚀剂滴的位置,
使所述抗蚀剂滴中的所述至少一个抗蚀剂滴,向除了所述其他抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴的所述顶点以外的所述多边形的其他顶点移动。

说明书全文

微细加工方法及微细加工装置

[0001] 本申请基于2010年9月24日提交的在先日本专利申请第2010-214422号的优先权利益并享受其优先权,并且,后者的全部内容以引用的方式包含于此。

技术领域

[0002] 本实施方式涉及微细加工方法及微细加工装置。

背景技术

[0003] 伴随着半导体装置的微细化及高集成化,要求光刻装置的高精度化。但是,为了实现数十纳米以下的微细加工,在光刻技术中,产生析像度极限。因此,作为下一代微细加工之一,纳米压印受到关注。
[0004] 在纳米压印中,例如,在基底上滴上液滴状的抗蚀剂(以下称为抗蚀剂滴(resist drop)),将具有凹凸图案的模板(template)按压在抗蚀剂滴上,从而在模板与基底之间形成具有凹凸图案的抗蚀剂层。
[0005] 但是,模板的图案密度通常不是一致的。而且,抗蚀剂通常是有机材料,因此具有挥发性。因此,在基底上存在产生局部性的抗蚀剂滴的过与不足或者在抗蚀剂的残膜厚上产生斑的地方。因此,需要根据模板的图案形状、抗蚀剂的挥发量的程度进行控制,以便不产生抗蚀剂滴的过与不足。
[0006] 因此,在进行纳米压印之前,如何将抗蚀剂滴恰当地配置在基底上成为问题。通过恰当地配置抗蚀剂滴,能够实现高精度的微细加工。发明内容
[0007] 本发明要解决的课题是提供能够恰当地配置抗蚀剂滴从而能够进行高精度的微细加工的微细加工方法、微细加工装置及存储有微细加工程序的存储介质。
[0008] 通过一个实施方式,提供一种微细加工方法,在图案形成面上二维状地配置多个抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴,从所述抗蚀剂滴的上方按压形成有凹凸的模板,从而在所述图案形成面上形成抗蚀剂图案。
[0009] 该微细加工方法将所述图案形成面划分成多个比所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴所占的面积小的第一区域,决定所述第一区域中的每个第一区域所需的抗蚀剂量。该微细加工方法根据所述抗蚀剂量决定所述图案形成面整个区域所需的抗蚀剂总量。该微细加工方法,所述抗蚀剂总量除以所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的容量,决定在所述图案形成面上配置的所述抗蚀剂滴的总数。该微细加工方法将所述总数个所述抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴配置在所述图案形成面上的临时位置决定为第一位置。该微细加工方法将所述第一区域的所述每个第一区域分配到所述第一区域中的所述每个第一区域最接近的所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴,将分配到所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述第一区域的集团设为多个第二区域中的一个第二区域,将所述图案形成面重新划分成所述第二区域。该微细加工方法对于所述第二区域中的每个第二区域,决定所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述容量除以对属于所述第二区域中的所述每个第二区域的所述第一区域中的所述每个第一区域所需的所述抗蚀剂量的总计而得到的值。该微细加工方法在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布处于设为目标的范围内时,将所述抗蚀剂滴的所述每个抗蚀剂滴的确定位置确定为第二位置。并且,该微细加工方法在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布未处于设为所述目标的范围内时,重复执行变更所述抗蚀剂滴中的至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置的步骤、所述划分的步骤、决定所述除法运算得到的值的处理,直到所述分布收敛于设为所述目标的范围内为止。根据一个实施方式,提供如以上的微细加工方法。
[0010] 若利用上述结构的微细加工方法,能够恰当地配置抗蚀剂滴,能够进行高精度的微细加工。
[0011] 根据另一个实施方式,提供一种微细加工装置,在图案形成面上二维状地配置多个抗蚀剂滴中的每个抗蚀剂滴,从所述抗蚀剂滴的上方按压形成有凹凸的模板从而在所述图案形成面上形成抗蚀剂图案,在上述这样的微细加工中,决定所述多个抗蚀剂滴在所述图案形成面上的位置。
[0012] 该微细加工装置具有第一决定单元、第二决定单元、第三决定单元、第四决定单元、划分单元、第五决定单元以及重复单元。第一决定单元将所述图案形成面划分成多个比所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴所占的面积小的第一区域,决定所述第一区域中的每个第一区域所需的抗蚀剂量。第二决定单元根据所述抗蚀剂量,决定所述图案形成面整个区域所需的抗蚀剂总量。第三决定单元,所述抗蚀剂总量除以所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的容量,决定要配置在所述图案形成面上的所述抗蚀剂滴的总数。第四决定单元将所述总数个所述抗蚀剂滴中的所述每个抗蚀剂滴配置在所述图案形成面上的临时位置决定为第一位置。划分单元将所述第一区域中的所述每个第一区域分配到所述第一区域中的所述每个第一区域最接近的所述抗蚀剂滴中的一个抗蚀剂滴,将分配到所述抗蚀剂滴中所述一个抗蚀剂滴的所述第一区域的集团设为多个第二区域中的一个第二区域,将所述图案形成面重新划分成所述第二区域。第五决定单元对于所述第二区域中的每个第二区域,决定所述抗蚀剂滴中的所述一个抗蚀剂滴的所述容量除以属于所述第二区域中的所述每个第二区域的所述第一区域中的所述每个第一区域所需的所述抗蚀剂量的总计而得到的值。重复单元在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布处于设为目标的范围内时,将所述抗蚀剂滴的所述每个抗蚀剂滴的确定位置确定为第二位置,在所述除法运算得到的值在所述图案形成面内的分布未处于设为所述目标的范围内时,重复执行变更所述抗蚀剂滴中的至少一个抗蚀剂滴的所述临时位置、所述划分单元、决定所述除法运算得到的值的决定单元,直到所述分布收敛于设为所述目标的范围内为止。根据一个实施方式,提供如以上的微细加工装置。
[0013] 若利用上述结构的微细加工装置,能够恰当地配置抗蚀剂滴,能够进行高精度的微细加工。附图说明
[0014] 图1是说明本实施方式的微细加工方法的概要的流程图
[0015] 图2A~2C是说明本实施方式的微细加工过程的主要部分的剖视示意图。
[0016] 图3A~3C是说明本实施方式的微细加工过程的主要部分的剖视示意图。
[0017] 图4A~4B是说明图案的俯视形状的图。
[0018] 图5A~5B是说明抗蚀剂滴的挥发量分布的立体图。
[0019] 图6是表示抗蚀剂滴的输入值与供应量的换算的图。
[0020] 图7是示意性地说明决定抗蚀剂总量的流程的图。
[0021] 图8A~8B是说明抗蚀剂滴的初始配置的图,A是形成不等间隔的矩形区域的图,B是在不等间隔的第一区域配置抗蚀剂滴的图。
[0022] 图9是用于说明与各抗蚀剂滴最接近的区域的分配的图。
[0023] 图10是说明抗蚀剂滴的配置更新的流程的流程图。
[0024] 图11是抗蚀剂滴的配置更新的概略图。
[0025] 图12是微细加工装置的结构框图

具体实施方式

[0026] 以下,参照附图对实施方式进行说明。
[0027] 本实施方式涉及通过例如纳米压印进行的抗蚀剂滴的微细加工。
[0028] 图1是说明本实施方式的微细加工方法的概要的流程图。图1主要示出了抗蚀剂滴配置的适当化方法的概要。
[0029] 在本实施方式的纳米压印中,在基板等基底上利用例如喷射法使多个液滴状的抗蚀剂滴配置成二维状之后,从各个抗蚀剂滴的上方按压形成有凹凸的模板,从而在基底上形成纳米级的掩膜图案。
[0030] 抗蚀剂滴的供应量是考虑电子器件的图案设计等来决定的。
[0031] 首先,将图案形成面划分成多个第一区域,决定每个第一区域所需的抗蚀剂量,该第一区域是指,面积小于一个抗蚀剂滴所占的面积的区域,(步骤S10)。
[0032] 接着,将各个第一区域的抗蚀剂量相加,决定图案形成面整个区域所需的抗蚀剂总量(步骤S20)。
[0033] 接着,用抗蚀剂总量除以抗蚀剂滴的容量,决定在图案形成面上配置的抗蚀剂滴的总数(步骤S30)。
[0034] 接着,对于上述总数的抗蚀剂滴中的每一滴,决定在图案形成面上的临时位置(步骤S40)。
[0035] 这里,在本实施方式中,对于各个抗蚀剂滴,将最初的临时位置称为抗蚀剂滴的“初始配置”。
[0036] 在该初始配置中,各个抗蚀剂滴的位置隔开规定距离来决定。例如,可以以等间隔配置各抗蚀剂滴,也可以以接近于最终配置的状态配置。
[0037] 接着,将各个第一区域分配到最接近的抗蚀剂滴,将按抗蚀剂滴分配的第一区域的集团(第一区域的集合)分别作为第二区域,按第二区域重新划分图案形成面(步骤S50)。
[0038] 接着,按第二区域,决定一个抗蚀剂滴的容量除以对属于第二区域内的每个第一区域决定的需要的抗蚀剂量的总计而得到的值(评价值)(步骤S60)。在本实施方式中,将该除法运算得到的值称为“评价值”。
[0039] 接着,判断图案形成面内的除法运算得到的值(评价值)的分布是否收敛于设为目标的范围内(步骤S70)。
[0040] 即,按第二区域,进行抗蚀剂滴的容量是不足还是过多的判断。在本实施方式中,将该判断称为“危险点评价”。
[0041] 例如,在抗蚀剂滴的容量不足的第二区域中,可能发生在模板的图案凹部未充填抗蚀剂滴。反之,在抗蚀剂滴的容量过多情况下,抗蚀剂的残膜厚(关于定义将在后面阐述)可能变厚。作为除法运算得到的值(评价值)的分布是否处于设为目标的范围内的指标,例如使用评价值的最大值与最小值之差、评价值与“1”之差的绝对值的最大值、标准偏差等。
[0042] 接着,在除法运算得到的值(评价值)在图案形成面内的分布收敛于设为目标的范围内时,确定全部抗蚀剂滴的位置(步骤S80)。由此,本流程结束。
[0043] 在除法运算得到的值(评价值)在图案形成面内的分布未处于设为目标的范围内时,变更抗蚀剂滴中的至少一个的位置,直到上述分布收敛于设为目标的范围内为止(步骤S90)。
[0044] 将该位置的变更称为抗蚀剂滴的“配置更新”。在配置更新中,变更各抗蚀剂滴中的至少一个抗蚀剂滴的位置。然后,返回划分的步骤(步骤S50),重复执行划分的步骤(步骤S50)和决定除法运算得到的值(评价值)的步骤(步骤S60)。
[0045] 即,重复执行步骤S50→步骤S60→步骤S70→步骤S90的过程,直到处于目标范围为止。
[0046] 该过程中,对于图案形成面与模板之间的全部抗蚀剂滴的总量,例如设为不变。即,在过程中,仅仅变更各个抗蚀剂滴的位置。
[0047] 过程的动作中,图案形成面内的评价值的分布收敛于目标范围内,全部抗蚀剂滴的位置确定(步骤S80)。
[0048] 通过这种过程,各个抗蚀剂滴被恰当地配置在图案形成面之上。
[0049] 通过步骤S80,各个抗蚀剂滴20d的位置被确定之后,实施接着说明的图案加工。以下,对抗蚀剂滴被图案加工的过程进行说明。
[0050] 图2A~2C及图3A~3C是说明本实施方式的微细加工过程的主要部分的剖视示意图。首先,如图2A所示,通过例如喷射法,在半导体层表面、半导体晶片(wafer)表面等基底10上配置各个抗蚀剂滴20d。一个抗蚀剂滴20d的容量例如被设定为1pl(微微升)~6pl的范围。该阶段的抗蚀剂滴20d为液滴状。抗蚀剂滴20d例如是丙烯酸系的光固化树脂,照射UV光后就固化。抗蚀剂滴20d可以通过一次注射(shot)滴在基底10之上,也可以通过一次以上的注射滴在基底10之上。
[0051] 接着,如图2B所示,使基底10的主面与模板30相对。在与基底10相对的模板面上形成有包含凸部30t及凹部30C的图案。将从凹部30C的底面30B到凸部30t的高度定义为“图案高度”。图案高度例如为60nm。模板30的材质例如为石英(SiO2)。
[0052] 接着,如图2C所示,使模板30下降到基底10一侧,对各个抗蚀剂滴20d按压出模板30的凹凸图案。
[0053] 经模板30按压后的各抗蚀剂滴20d,在基底10上变形为三维,模板30的图案被转印到基底10上。图3A示出了该状态。
[0054] 在模板30与基底10之间,形成有表面凹凸状变形的抗蚀剂层20。UV光隔着模板30照射到抗蚀剂层20上。由此,抗蚀剂层20发生光固化。
[0055] 接着,如图3B所示,将模板30从抗蚀剂层20剥离。由此,抗蚀剂层20的表面露出。在抗蚀剂层20上形成有凸部20t及凹部20C。
[0056] 抗蚀剂层20的凹部20C的底面20B到凸部20t的高度与“图案高度”相对应。另外,将抗蚀剂层20的底面20B与基底10的表面之间的抗蚀剂层20的厚度定义为“残膜厚”。残膜厚例如为15nm。
[0057] 接着,如图3B所示,对经刻画图案后的抗蚀剂层20实施干法蚀刻处理。由此,产生抗蚀剂层20的凸部20t的膜损耗(膜減り)。另一方面,在凹部20C,底面20B被蚀刻加工。其结果,在基底10之上形成行间隔(line space)状的掩膜图案20p。通过这样的过程,对抗蚀剂实施纳米压印。
[0058] 此外,如以上那样根据纳米压印技术形成的抗蚀剂图案可以在进行半导体装置等电子器件的制造的过程中使用。例如,对于如前所述那样形成的抗蚀剂图案,之后,将该抗蚀剂图案作为掩膜,利用干法蚀刻(dry etching)技术等规定的方法,可以对位于该抗蚀剂图案的下层的材料等被加工膜(所谓的基底层)进行加工(例如,图案的形成等)。在本实施方式中,例如,该被加工膜可以与前述的图案形成面相对应。
[0059] 接着,对图1例示出的各步骤(step)的具体方法进行说明。
[0060] 最先对步骤S10~步骤S40的具体步骤进行说明。
[0061] 首先,在步骤S10~步骤S20的流程中,图案形成面25整个区域所需的抗蚀剂总量由接着说明的第一输入数据、第二输入数据、第三输入数据及第四输入数据来决定。
[0062] 所谓的第一输入数据,例如是模板30的图案高度及需要的残膜厚。
[0063] 所谓的第二输入数据,例如是通过模板30形成在图案形成面上的图案的疏密分布(或者,图案的覆盖率分布)。图案是疏还是密,通过图案覆盖率的高低来决定。所谓的图案覆盖率,是在图案形成面25的单位面积中,掩膜图案20p覆盖图案形成面25的比例。
[0064] 作为第二输入数据,可以选择模板30的图案的疏密分布。这是因为形成在图案形成面上的图案的疏密分布和模板30的图案的疏密分布实质上是相同的。以下,利用形成在图案形成面上的图案的疏密分布进行说明。
[0065] 例如,图4A~4B是说明图案的俯视形状的图。图4A示出了图案的俯视示意图,图4B示出了图案密度的计算方法。
[0066] 如图4A所示,在图案形成面25内形成有多个掩膜图案20p。图案形成面25的纵横尺寸与模板30的图案形成面的纵横尺寸相对应。在图案形成面25内,越是掩膜图案20p密集的部分,掩膜图案20p的密度越高。
[0067] 具体而言,掩膜图案20p的密度如图4B所示那样进行计算。
[0068] 首先,从图案形成面25的始点26起,沿着与图案形成面25的短边25A平行的第一线25-1求出掩膜图案20p的密度。接着,沿着与第一线25-1相邻的第二线25-2,从图案形成面25的始点26侧的长边25B到与之相对的长边25B为止,求出掩膜图案20p的密度。从始点26起到第X线25-X的终点27为止,执行该重复扫描。由此,求出图案形成面25内的掩膜图案20p的疏密分布(覆盖率分布)。
[0069] 所谓的第三输入数据,例如是抗蚀剂滴的挥发量分布。
[0070] 图5A~5B是说明抗蚀剂滴的挥发量分布的立体图。
[0071] 图5A立体性地示出了分布在图案形成面25内的抗蚀剂滴挥发之后的膜厚分布。
[0072] 在纳米压印中,越是模板30的端部,抗蚀剂滴越容易挥发。因此,在抗蚀剂滴挥发之后,如图5A所示,与中央部相比,端部的抗蚀剂滴的膜厚可能会变薄。
[0073] 图5B立体性地示出了根据图5A的结果对图案形成面25内的抗蚀剂滴分布进行了修正之后的抗蚀剂滴的膜厚分布。如上所述,因为越是模板30的端部,抗蚀剂滴越容易挥发,所以如图5B所示,以图案形成面25的端部的抗蚀剂的容量增多的方式对抗蚀剂总量进行调整。
[0074] 这些第一~第三输入数据是将图案形成面25内的图案数据(GDS)划分成每个例如5μm×5μm的第一区域而计算的。
[0075] 所谓的第四输入数据,例如是抗蚀剂滴的容量的修正量。
[0076] 图6是表示抗蚀剂滴的输入值与供应量之间的换算的图。
[0077] 图6的横轴为抗蚀剂滴20d的输入值(指示值),纵轴为抗蚀剂滴20d被实际供应的供应量。在抗蚀剂滴20d的输入值偏离抗蚀剂滴20d的供应量时,利用图6所示的换算结果来修正抗蚀剂总量。
[0078] 若利用框图来归纳决定抗蚀剂总量的流程,则如图7所示。各框的横向长度例如与图案形成面25的长度方向的长度相对应。
[0079] 框10A-1表示根据第一输入数据(图案高度,残膜厚)、第二输入数据(图案的疏密分布)计算出的抗蚀剂总量。
[0080] 框10A-2表示第三输入数据(抗蚀剂滴的挥发量分布)。
[0081] 框10A-3表示根据第三输入数据(框10A-2)对框10A-1进行修正之后的抗蚀剂总量。即,越是框的端部,抗蚀剂滴量越大。
[0082] 框10A-4表示根据第四输入数据(抗蚀剂滴量的修正量)对框10A-3进行修正之后的抗蚀剂总量。
[0083] 若恰当地决定出抗蚀剂总量,则抗蚀剂总量除以抗蚀剂滴20d的容量(供应量),决定分布在图案形成面25内所需的抗蚀剂滴20d的总数(步骤S30)。
[0084] 接着,计算出需要的抗蚀剂滴20d的数目之后,决定各个抗蚀剂滴20d的临时位置(步骤S40)。
[0085] 这里,对初次决定抗蚀剂滴20d的临时位置的初始配置的方法进行说明。
[0086] 图8A~8B是说明抗蚀剂滴的初始配置的图,8A是形成不等间隔的矩形区域的图,8B是在不等间隔的第一区域配置抗蚀剂滴的图。
[0087] 首先,如图8A所示,在进行抗蚀剂滴20d的初始配置之前,用纵横为不等间隔的矩形区域28划分图案形成面25。
[0088] 例如,在将图案形成面25的长边25B延伸的方向设为X方向(第一方向),将短边25A延伸的方向设为Y方向(第二方向)的情况下,通过在X方向上划分为不等间隔的线及在Y方向上划分为不等间隔的线来分割图案形成面25。由此,形成由各个线包围的矩形区域28。设图案密度比较大的矩形区域28的面积比图案密度比较小的矩形区域28的面积小。即,矩形区域28的面积越大,图案覆盖率越低。
[0089] 此外,在X方向上划分出的图案形成面25的各区域的抗蚀剂滴的容量的总计,或者在Y方向上划分出的图案形成面25的各区域的抗蚀剂滴的容量的总计相等。
[0090] 如图8B所示,在各个矩形区域28中,配置例如一个抗蚀剂滴20d。在各个矩形区域28内,具有掩膜图案20p的分布,因此将各个抗蚀剂滴20d配置在各矩形区域28的重心。所谓的矩形区域28的重心,是将矩形区域28的图案覆盖率变换为重量的情况下,其重量均衡的点。由此,抗蚀剂滴20d的初始配置结束。
[0091] 接着,对步骤S50~步骤S70的流程进行具体地说明。
[0092] 图9是用于说明与各抗蚀剂滴最接近的区域的分配的图。
[0093] 图9示出了图案形成面25预先被划分成每个5μm×5μm的第一区域40的状态。并且,示出了在图案形成面25内,多个抗蚀剂滴20d按照初始配置而分布的状态。
[0094] 将各个第一区域40分配到最接近的抗蚀剂滴20d,将按抗蚀剂滴20d分配的第一区域40的集团分别设为第二区域45。
[0095] 即,按第二区域45重新划分图案形成面25(步骤S50)。
[0096] 例如,在第一区域40中,第一区域40-1与箭头A所示的抗蚀剂滴20d-1最接近。因此,设第一区域40-1属于与抗蚀剂滴20d-1最接近的第二区域(最接近区域)45-1。
[0097] 另一方面,第一区域40-2不是与抗蚀剂滴20d-1最接近,而是与箭头B所示的抗蚀剂滴20d-2最接近。因此,设第一区域40-2属于与抗蚀剂滴20d-2最接近的第二区域45-2。另外,第一区域40-3与箭头C所示的抗蚀剂滴20d-3最接近。因此,设第一区域40-3属于与抗蚀剂滴20d-3最接近的第二区域45-3。这样,按第一区域40最接近的抗蚀剂滴
20d,分配各个第一区域40。对图案形成面25内的全部第一区域40进行这种分配。
[0098] 接着,评价分配后的每个第二区域45的抗蚀剂滴的容量。例如,决定每个第二区域45的评价值(步骤S60)。所谓评价值,以下面的(1)式表示。
[0099] 评价值=(一个抗蚀剂滴的容量)/(对属于第二区域45内的各个第一区域40决定的需要的抗蚀剂量的总计)…(1)
[0100] 这里,所谓的“一个抗蚀剂滴的容量”,相当于存在于各第二区域45的各个抗蚀剂滴20d。
[0101] 另外,“对属于第二区域45内的各个第一区域40决定的需要的抗蚀剂量的总计”,是将属于任意第二区域45的各第一区域所需的抗蚀剂量的各个,在该第二区域45内求和之后的值。在本实施方式中,计算各第二区域45的评价值。
[0102] 各第二区域的评价值越是分别与“1”近似,越是所期望的。若评价值大于“1”,则在该第二区域中,抗蚀剂滴的容量过多,残膜厚可能变得比希望值厚。另外,若评价值小于“1”,则在该第二区域中,抗蚀剂滴的容量过少,可能发生在模板30的图案凹部未填充抗蚀剂滴或残膜厚比希望的薄。
[0103] 接着,判断该评价值在图案形成面中的分布是否处于设为目标的范围内(步骤S70)。
[0104] 接下来,评价值在图案形成面中的分布未处于设为目标的范围内时,进行接着说明的蚀剂滴20d的配置更新。
[0105] 特别地,在抗蚀剂滴20d的初始配置刚结束之后,各第二区域的评价值未必与“1”近似。因此,进行抗蚀剂滴20d的配置更新,使各第二区域的评价值与“1”近似。
[0106] 接着,对步骤S90的抗蚀剂滴20d的配置更新进行说明。
[0107] 图10是说明抗蚀剂滴的配置更新的流程的流程图。
[0108] 利用该流程图和以下所示的图,对步骤S90的抗蚀剂滴20d的配置更新进行说明。
[0109] 图11是抗蚀剂滴的配置更新的概略图。
[0110] 首先,从各个抗蚀剂滴20d中选择作为变更的对象的抗蚀剂滴(步骤S90a)。
[0111] 例如,选择图中的抗蚀剂滴20d-1。进一步至少选择一个与抗蚀剂滴20d-1最接近的其他抗蚀剂滴(步骤S90b)。
[0112] 在例如要选择两个与抗蚀剂滴20d-1最接近的抗蚀剂滴的情况下,图中的抗蚀剂滴20d-2和抗蚀剂滴20d-3被选择。对于各个抗蚀剂滴所属的第二区域45-1、第二区域45-2及第二区域45-3,已经决定评价值。
[0113] 接着,分别将第二区域45-1、第二区域45-2及第二区域45-3的评价值换算成例如重量,决定基于换算后的各个重量的重心50(步骤S90c)。
[0114] 所谓重心50,是将各个评价值变换成重量时,各个重量均衡的点。在图中,通过圆柱的高度来显示重量的程度。即,示出了第二区域45-1的评价值最高,第二区域45-3的评价值最低的例子。因此,重心50从将抗蚀剂滴20d-1、20d-2、20d-3的各中心点设为顶点的三形的形心偏离,靠近抗蚀剂滴20d-1一侧。
[0115] 接着,形成将重心50设为形心(图形的中心)的多边形。例如,在将配置更新的对象设为抗蚀剂滴20d-1的情况下,设重心50为形心,决定顶点包括抗蚀剂滴20d-1以外的抗蚀剂滴20d-2、抗蚀剂滴20d-3的各自的位置的多边形(步骤S90d)。
[0116] 在图11中,作为多边形,例示出了三角形。在该三角形中,将抗蚀剂滴20d-2、20d-3的各自的中心点设为两个顶点。剩下的顶点,通过将重心50设为形心,从而决定图中的顶点55。
[0117] 接着,从抗蚀剂滴20d-1的中心点到顶点55为止画出矢量线56。接着,决定矢量线56的r(r<1)倍的移动矢量线57。然后,使抗蚀剂滴20d-1向多边形的顶点55移动。例如,使抗蚀剂滴20d-1沿着移动矢量线57移动(步骤S90e)。在画出三角形作为多边形的情况下,“r”为1/10以上,1/2以下。关于配置更新,对全部抗蚀剂滴20d中的至少一个抗蚀剂滴实施。
[0118] 之后,在返回到图1所示的步骤S50并转移到步骤S60之后,再次进行图案形成面25内的各评价值的分布是否处于目标范围的判断(步骤S70)。
[0119] 在图案形成面25内的各评价值的分布处于目标范围内时,使全部抗蚀剂滴20d的位置确定(步骤S80)。
[0120] 之后,若进行图2及图3所例示的纳米压印,则不会发生在模板30的图案凹部未填充抗蚀剂滴20d,在基底10上形成均等厚度的残膜厚。即,根据本实施方式,恰当地配置图案形成面25内的抗蚀剂滴20d,实现高精度的微细加工。
[0121] 此外,在上述例子中,示出了选择两个抗蚀剂滴作为与抗蚀剂滴20d-1最接近的抗蚀剂滴的例子。关于与抗蚀剂滴20d-1最接近的抗蚀剂滴的选择数目,可以是一个,也可以是三个以上。
[0122] 接着,对本实施方式的微细加工装置进行说明。
[0123] 图12是微细加工装置的结构框图。
[0124] 微细加工装置100是,在图案形成面上二维状地配置多个抗蚀剂滴20d并从各个抗蚀剂滴20d的上方按压形成有凹凸的模板30,从而在图案形成面25上形成抗蚀剂图案的微细加工中,决定所述多个抗蚀剂滴在图案形成面中的位置的微细加工装置。
[0125] 微细加工装置100具有运算部110、存储部120、涂敷部130,通过计算机可以自动实施利用图1~图11说明的微细加工方法。运算部110、存储部120、涂敷部130分别在线连接。运算部110、存储部120、涂敷部130各自不是独立的,受微细加工装置100的CPU(central Processing Unit:中央处理单元)管理。
[0126] 运算部110具有决定单元110a,该决定单元110a,将图案形成面25划分成多个比一个抗蚀剂滴20d所占的面积小的第一区域40,并按第一区域40决定所需的抗蚀剂量。
[0127] 运算部110具有决定单元110b,该决定单元110b,将各个抗蚀剂量相加,决定图案形成面25整个区域所需的抗蚀剂总量。
[0128] 运算部110具有决定单元110c,该决定单元110c,用抗蚀剂总量除以抗蚀剂滴20d的容量,来决定在图案形成面25上配置的抗蚀剂滴20d的总数。
[0129] 运算部110具有决定单元110d,该决定单元110d,对于所述总数个抗蚀剂滴20d中的每个抗蚀剂滴,决定在图案形成面25中的临时位置。
[0130] 运算部110具有划分单元110e,该划分单元110e,将各个第一区域40分配到最接近的抗蚀剂滴20d,将按抗蚀剂滴20d分配的第一区域40的集团分别设为第二区域45,按第二区域45重新划分图案形成面25。
[0131] 运算部110具有决定单元110f,该决定单元110f,对于每个第二区域45,决定用一个抗蚀剂滴的容量除以属于第二区域45内的各个第一区域40所决定的需要的抗蚀剂量的总计得到的值。
[0132] 运算部110具有重复单元110g,该重复单元110g,在除法运算得到的值在图案形成面25内的分布处于设为目标的范围内时,确定全部抗蚀剂滴20d的位置,在除法运算得到的值在图案形成面25内的分布未处于设为目标的范围内时,在该分布收敛于设为目标的范围内之前,重复进行变更抗蚀剂滴20d中的至少一个的位置的变更、划分单元110e和决定除法运算得到的值的决定单元110f。
[0133] 决定临时位置的决定单元110d能够使抗蚀剂滴20d位于由将图案形成面25在X方向(参照图8)上划分成不等间隔的线及将图案形成面25在垂直于X方向的Y方向上划分成不等间隔的线包围的各个矩形区域28内。
[0134] 变更抗蚀剂滴20d的位置的步骤遵照图11所例示的流程。
[0135] 微细加工装置100还具有涂敷单元(涂敷部130),该涂敷单元(涂敷部130),在已确定了抗蚀剂滴20d的位置之后,在图案形成面25上二维状地涂敷多个抗蚀剂滴20d。
[0136] 例如,如图2所示那样,涂敷部130可以从喷嘴(未图示)向基底10上供应抗蚀剂滴20d。
[0137] 存储介质等存储部120中存储有使计算机执行利用图1、图7及图10例示出的流程的微细加工程序。
[0138] 前述的各实施方式具备的各要素在技术上可以尽可能地组合,将这些组合起来的方法和装置只要包括本发明的特征也包含在本发明的范围内。
[0139] 说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式意在作为例子提示,而不是限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形被发明的范围及要旨所包含,并且被权利要求书所记载的发明和其均等的范围包含。
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