模板、被加工构件及对准方法与流程

模板、被加工构件及对准方法
相关申请本技术以由2021年3月23日提交的在先的第2021-049180号日本发明专利申请所产生的优先权之利益为基础，且请求其利益，其全部内容通过援引而包含于本技术。
技术领域
1.本发明的实施方式涉及模板、被加工构件及对准方法。


背景技术：

2.半导体装置的制造工序中，使用在晶圆等被加工构件上形成细小的图案的压印法。在压印法中，进行将形成有图案的模板与被加工构件之间的位置对准的对准处理。在对准处理中，使用分别设置于模板和被加工构件的对准标记。如果向对准标记照射检查光，则有可能在对准标记的端部产生散射光导致的噪声。为了使对准的精度提高，需要抑制在对准标记的端部产生的噪声导致的影响。


技术实现要素：

3.本发明的实施方式提供能够抑制对准标记的端部处的噪声的模板、被加工构件及对准方法。
4.根据本发明的一个实施方式，提供一种模板。模板具备对准标记。对准标记包括第1主图案和第1辅助图案。第1主图案由第1部分和第2部分以规定的重复图案配置而成。第1辅助图案在第1主图案的端部外侧的区域以与重复图案相反的图案构成。
5.根据上述构成，能够提供能抑制对准标记的端部处的噪声的模板、被加工构件及对准方法。
附图说明
6.图1是表示第1实施方式所涉及的模板的构成的一个例子的俯视图。图2是表示第1实施方式所涉及的模板的对准标记区域的构成的一个例子的局部放大俯视图。图3是表示第1实施方式所涉及的晶圆的构成的一个例子的俯视图。图4是表示第1实施方式所涉及的晶圆的对准区域的构成的一个例子的局部放大俯视图。图5是表示第1实施方式所涉及的对准装置的构成的一个例子的图。图6是表示第1实施方式所涉及的对准方法的一个例子的流程图。图7是表示第1实施方式所涉及的第1ls图案和第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图8是表示第1实施方式所涉及的第2ls图案和第2ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。
图9是表示第1实施方式所涉及的第1ls辅助图案的辅助膜的构成的一个例子的局部放大俯视图。图10是表示第1实施方式所涉及的第1ls辅助图案的辅助膜的作用效果的一个例子的示意图。图11是表示第1实施方式所涉及的棋盘格图案及棋盘格辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图12是表示第2实施方式所涉及的第1ls图案及第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图13是表示第3实施方式所涉及的第1ls图案及第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图14是表示第4实施方式所涉及的第1ls图案及第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图15是表示第5实施方式所涉及的第1ls图案及第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图16是表示第6实施方式所涉及的第1ls图案及第1ls辅助图案的构成的一个例子的局部放大俯视图。图17是表示第7实施方式所涉及的模板的对准区域的构成的一个例子的局部放大俯视图。图18是表示第7实施方式所涉及的晶圆的对准区域的构成的一个例子的局部放大俯视图。
具体实施方式
7.以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不由实施方式限定。另外，实施方式中的构成要素包括本领域技术人员容易想到的要素或实质性相同的要素。
8.[第1实施方式]＜模板＞图1是表示第1实施方式所涉及的模板1的构成的一个例子的俯视图。图中，x轴对应水平面的左右方向，y轴对应水平面的前后方向，z轴对应与水平面垂直的垂直(上下)方向。
[0009]
模板1是使可见光线及紫外线透射的透明材料，是例如以石英作为主要成分的材料构成的板状的构件。这里所例示的模板1为矩形，例如为边长150mm左右的正方形。
[0010]
在模板1的中央部形成有向下方凸出的台状的台面(mesa)部10。台面部10的下表面形成有装置图案区域11及对准区域12。此外，图1例示了在平面观察(俯视或仰视)时为圆形的台面部10，但台面部10也可以平面视图为矩形。装置图案区域11形成有压印到被加工构件的图案(凹部或凸部)。
[0011]
对准区域12形成有在进行模板1与被加工构件的位置对准的对准处理中使用的对准标记。此外，对准区域12也可以形成于装置图案区域11内。
[0012]
图2是表示第1实施方式所涉及的模板1的对准区域12的构成的一个例子的局部放大俯视图。对准区域12中形成有第1对准标记22及第2对准标记23。
[0013]
第1对准标记22是用于检测模板1与被加工构件之间的x轴方向的位置偏移的标记，包含第1ls图案22a(第1主图案)及第1ls辅助图案22b(第1辅助图案)。
[0014]
第1ls图案22a是反射检查光的多个线状的反射膜和透射检查光的线状的透射区域以与y轴平行的方式交替配置而成的图案、即与y轴平行的线和间隔(line and space)状的图案。反射膜含有例如铬等反光性材料作为主成分。
[0015]
第1ls辅助图案22b形成于第1ls图案22a的y轴的端部，是实现抑制在该端部附近产生的噪声的作用的图案。
[0016]
第2对准标记23是用于检测模板1与被加工构件之间的y轴方向的位置偏移的标记，包含第2ls图案23a(第1主图案)及第2ls辅助图案23b(第1辅助图案)。
[0017]
第2ls图案23a是反射检查光的多个线状的反射膜和透射检查光的线状的透射区域以与x轴平行的方式交替配置而成的图案、即与x轴平行的线和间隔(line and space)状的图案。
[0018]
第2ls辅助图案23b形成于第2ls图案23a的x轴的端部，是实现抑制在该端部附近产生的噪声的作用的图案。
[0019]
＜被加工构件＞图3是表示第1实施方式所涉及的晶圆51的构成的一个例子的俯视图。晶圆51是通过利用模板1的压印处理而被加工的被加工构件的一个例子。晶圆51例如可以是包括由硅等构成的基板、形成于基板上的基底图案、形成于基底图案上的被加工层等的构件。被加工层例如可以是绝缘膜、金属膜(导电膜)、半导体膜等。
[0020]
如图3所示，本实施方式所涉及的晶圆51的上表面(被加工面)形成有多个装置区域61及多个对准区域62。
[0021]
装置区域61是形成规定的装置构造(例如三维nand等)的区域。在装置区域61处，规定的层(保护层、抗蚀层等)成膜后，进行利用模板1的压印。在多个装置区域61分别形成规定的装置构造后，切割各装置区域61而单片化，从而制造半导体装置。
[0022]
对准区域62形成有在进行晶圆51与模板1之间的位置对准的对准处理中使用的对准标记。此外，对准区域62也可以形成于装置区域61内。
[0023]
图4是表示第1实施方式所涉及的晶圆51的对准区域62的构成的一个例子的局部放大俯视图。对准区域62中形成有对准标记71。
[0024]
晶圆51中形成的对准标记71包含棋盘格图案71a(第2主图案)及棋盘格辅助图案71b(第2辅助图案)。棋盘格图案71a是将反射检查光的多个矩形的反射膜和透射检查光的多个矩形的透射区域以棋盘格花纹状配置的图案。棋盘格辅助图案71b配置于棋盘格图案71a的y轴和x轴的端部，是实现抑制在该端部附近产生的噪声的作用的图案。
[0025]
＜对准装置＞图5是表示第1实施方式所涉及的对准装置200的构成的一个例子的图。对准装置200是进行晶圆51与模板1之间位置对准的装置，具备显微镜201、照明202、模板保持部203、晶圆保持部204及位移机构205。
[0026]
晶圆保持部204保持晶圆51。模板保持部203在晶圆51的上方保持模板1。位移机构205使晶圆保持部204和模板保持部203中的至少其中一者位移，使晶圆51与模板1之间的相对位置变化。照明202配置于模板保持部203的上方，朝向模板1的对准区域12照射检查光。
检查光例如是具有可见光区域(360nm左右～830nm左右)的波长的光。4个照明202中的2个沿x轴配置，剩余的2个沿y轴配置。显微镜201配置于模板保持部203的上方，是能够观察从照明202照射的检查光被对准区域12、62反射后的反射光的影像(暗场像)的构件。基于显微镜201的观察结果，能够获取由模板1的对准标记22、23与晶圆51的对准标记71的重叠而产生的莫尔条纹的相关信息。
[0027]
通过使照明202点亮，从照明202射出的检查光的一部分通过模板1内而到达形成于对准区域12的第1对准标记22或第2对准标记23后衍射。衍射光中除去0阶光之外的衍射光的一部分向显微镜201入射。另外，检查光的另一部分从模板1透射，到达形成于晶圆51的对准区域62的对准标记71后衍射。该衍射光中除去0阶光之外的衍射光的一部分向显微镜201入射。由此，显微镜201能够获取包含由各对准标记22、23、71的重叠而产生的莫尔条纹的影像的暗场像。位移机构205基于该暗场像(与莫尔条纹相关的信息)进行晶圆51与模板1的位置对准。
[0028]
＜对准方法＞图6是表示第1实施方式所涉及的对准方法的一个例子的流程图。首先，将晶圆51设置于晶圆保持部204，将模板1设置于模板保持部203(s101)。然后，以使得晶圆51和模板1配置于大致适当的位置的方式执行粗略对准处理(s102)。粗略对准处理的具体方法并不特别限定，适当利用公知技术实现即可。粗略对准处理可以利用上述的对准标记22、23、71进行，也可以利用专门设置的适当标记进行。
[0029]
然后，利用显微镜201观察(拍摄)通过从模板1的上表面侧朝向对准区域12照射检查光而出现的莫尔条纹(s103)，基于该莫尔条纹的状态检测晶圆51与模板1之间的位置偏移(s104)。位移机构205调整晶圆51与模板1之间的相对位置，以消除检测到的位置偏移(s105)。
[0030]
在执行上述所示的对准方法时，通过第1ls辅助图案22b、第2ls辅助图案23b及棋盘格辅助图案71b，抑制在第1ls图案22a、第2ls图案23a及棋盘格图案71a的端部产生的噪声。由此，能够高精度地检测位置偏移，能够高精度地执行晶圆51与模板1的位置对准。
[0031]
＜ls辅助图案的构成例＞图7是表示第1实施方式所涉及的第1ls图案22a及第1ls辅助图案22b的构成的一个例子的局部放大俯视图。如图7所示，多个线状的反射膜31(第1部分的一个例子)以与y轴平行的方式配置，从而构成构成第1对准标记22(参照图2)的主要部分的第1ls图案22a。多个反射膜31在x轴方向上以等间隔的间距排列。多个反射膜31之间形成检查光透射的多个线状的透射区域s(第2部分的一个例子)。第1ls图案22a以包含反射膜31及透射区域s的第1周期(也称为重复图案、构造周期)在x轴方向上排列。
[0032]
第1ls辅助图案22b在第1ls图案22a的端部e外侧的区域以与第1ls图案22a的重复图案相反的图案构成。多个辅助膜41(第3部分)分别配置于多个反转区域r1，从而构成本实施方式所涉及的第1ls辅助图案22b。辅助膜41与反射膜31相同地由反射检查光的材料构成，可以由与反射膜31相同的材料构成，也可以由与反射膜31不同的材料构成。多个辅助膜41在x轴方向上以等间隔的间距排列。第1ls辅助图案22b以包含辅助膜41、相邻的辅助膜41之间的区域的第2周期(构造周期)在x轴方向上排列。第2周期可以与第1周期为相同间距。反转区域r1为第1ls图案22a的端部e外侧的区域，是在第1ls图案22a的重复图案(线和间隔
图案)处成为透射区域s的区域，在本实施方式中是将透射区域s延长至第1ls图案22a的端部e外侧的区域。配置于反转区域r1的辅助膜41实现抑制端部e附近产生的散射光导致的噪声的作用。
[0033]
图8是表示第1实施方式所涉及的第2ls图案23a及第2ls辅助图案23b的构成的一个例子的局部放大俯视图。第2ls图案23a及第2ls辅助图案23b与将上述第1ls图案22a及第1ls辅助图案22b在xy平面上旋转90
°
后的构成相同。
[0034]
以下说明第1ls辅助图案22b的构成及作用效果。图9是表示第1实施方式所涉及的第1ls辅助图案22b的辅助膜41的构成的一个例子的局部放大俯视图。在图9中，例示了由反射膜31和透射区域s的重复构成的线和间隔图案中的1个循环c的构成。
[0035]
如图9所示，在辅助膜41的x轴方向(端部e的延伸方向或偏移的检查方向)上的宽度设为w2、反射膜31的x轴方向上的宽度设为w1时，w2＜w1的关系成立。另外，优选0＜w2＜w1/2的关系成立。
[0036]
图10是表示第1实施方式所涉及的第1ls辅助图案22b的辅助膜41的作用效果的一个例子的示意图。如果向具有上述构成的第1对准标记22照射检查光，则如图10所示，会在构成第1ls图案22a的反射膜31的端部e处产生噪声n1+。另外，会在构成第1ls辅助图案22b的辅助膜41的一端部(反射膜31侧的端部)处产生噪声n2－，在辅助膜41的另一端部(与反射膜31侧的端部相对的一侧的端部)处产生噪声n2+。
[0037]
此时，基于巴比涅原理，辅助膜41的一端部的噪声n2－的相位成为相对于反射膜31的噪声n1+的相位反转180
°
后的相位。由此，反射膜31的噪声n1+和辅助膜41的一端部的噪声n2－彼此相互衰减。另外，辅助膜41的另一端部的噪声n2+的强度小于反射膜31的噪声n1+的强度。由此，能够减弱端部e附近产生的噪声的强度。
[0038]
此外，在上述中针对第1对准标记22的第1ls辅助图案22b的构成及作用效果进行了说明，第2对准标记23的第2ls辅助图案23b也是相同的。
[0039]
另外，在上述中，例示了“第1部分”及“第3部分”为反射检查光的部分(反射膜31及辅助膜41)、“第2部分”为检查光透射的部分(透射区域s)的情况。但实施方式并不限定于此，也可以是“第1部分”及“第3部分”为检查光透射的部分，“第2部分”为反射检查光的部分。
[0040]
＜棋盘格辅助图案的构成例＞图11是表示第1实施方式所涉及的棋盘格图案71a及棋盘格辅助图案71b的构成的一个例子的局部放大俯视图。如图11所示，多个矩形的反射膜81(第4部分的一个例子)配置为棋盘格花纹状，从而构成晶圆51(参照图3)上形成的对准标记71的主要部分的棋盘格图案71a有。多个反射膜81之间形成有检查光透射的多个透射区域s(第5部分的一个例子)。棋盘格图案71a以包含反射膜81及透射区域s的第1周期(也称为重复图案、构造周期)在x轴方向及y轴方向上配置。
[0041]
棋盘格辅助图案71b在棋盘格图案71a的端部e外侧的区域以与棋盘格图案71a的重复图案相反的图案构成。多个辅助膜91(第6部分的一个例子)分别配置于多个反转区域r2，从而构成本实施方式所涉及的棋盘格辅助图案71b。辅助膜91与反射膜81相同地由反射检查光的材料构成，可以由与反射膜81相同的材料构成，也可以由与反射膜81不同的材料构成。反转区域r2为棋盘格图案71a的端部e外侧的区域，为在棋盘格图案71a的重复图案
(棋盘格花纹图案)处成为透射区域s的区域，在本实施方式中为将配置有反射膜81的区域延长至端部e外侧的区域。配置于反转区域r2的辅助膜91实现抑制端部e附近产生的散射光导致的噪声的作用。棋盘格辅助图案71b以包含辅助膜91、相邻的辅助膜91之间的区域的第2周期(构造周期)在x轴方向上排列。x轴方向上的第2周期可以与第1周期为相同间距。
[0042]
如上所示，根据本实施方式，利用通过在本来应配置透射区域s的反转区域r1、r2处配置辅助膜41、91而构成的辅助图案22b、23b、71b，能够抑制对准标记22、23、71的端部e附近产生的噪声。由此，能够使对准的精度提高。
[0043]
以下，参照附图说明其它实施方式，对于与第1实施方式相同或一样的部分，标注相同的标号而省略其说明。
[0044]
[第2实施方式]图12是表示第2实施方式所涉及的第1ls图案22a及第1ls辅助图案102b的构成的一个例子的局部放大俯视图。本实施方式所涉及的第1ls辅助图案102b在1个反转区域r1配置多个(在本例子中为2个)辅助膜41a、41b而构成。
[0045]
辅助膜41a具有与第1实施方式所涉及的辅助膜41相同的构成。辅助膜41b配置于从辅助膜41a沿着y轴方向分离规定距离的位置处。另外，辅助膜41b的在平面观察时的面积小于辅助膜41a。辅助膜41b实现抑制在辅助膜41a的与反射膜31侧的端部相对的一侧的端部处产生的散射光导致的噪声的作用。
[0046]
通过上述构成，相比于第1实施方式能够进一步抑制端部e附近产生的噪声。
[0047]
[第3实施方式]图13是表示第3实施方式所涉及的第1ls图案22a及第1ls辅助图案112b的构成的一个例子的局部放大俯视图。本实施方式所涉及的第1ls辅助图案112b是在各反转区域r1中配置辅助膜41c而构成，该辅助膜41c越是远离反射膜31，其x轴方向(偏移的检查方向)的宽度(图9中的w2)就越小。
[0048]
通过上述构成，能够抑制在辅助膜41c的与反射膜31侧的端部相对的一侧的端部处的散射光的产生，相比于第1实施方式能够进一步抑制在端部e附近产生的噪声。
[0049]
[第4实施方式]图14是表示第4实施方式所涉及的第1ls图案22a及第1ls辅助图案122b的构成的一个例子的局部放大俯视图。本实施方式所涉及的第1ls辅助图案122b是在各反转区域r1配置3个辅助膜41d、41e、41f而构成。
[0050]
辅助膜41d越是远离反射膜31，其x轴方向(偏移的检查方向)的宽度(图9中的w2)就越小。辅助膜41e配置于从辅助膜41d沿着y轴方向分离规定距离的位置处。辅助膜41f配置于从辅助膜41e沿着y轴方向分离规定距离的位置处。辅助膜41e、41f的在平面观察时的面积小于辅助膜41d。
[0051]
根据上述的构成，也能够抑制辅助膜41d的与反射膜31侧的端部相对的一侧的端部处的散射光的产生，相比于第1实施方式能够进一步抑制端部e附近产生的噪声。
[0052]
[第5实施方式]图15是表示第5实施方式所涉及的第1ls图案22a及第1ls辅助图案132b的构成的一个例子的局部放大俯视图。在各反转区域r1配置辅助膜41g，在各反转区域r1之间的区域配置辅助膜41h，从而构成本实施方式所涉及的第1ls辅助图案132b。
[0053]
辅助膜41g的越是远离反射膜31的部分，其x轴方向(偏移的检查方向)的宽度(图9中的w2)就越小。辅助膜41h配置于在xy平面上从辅助膜41g分离规定距离的位置处。辅助膜41h的平面观察时的面积小于辅助膜41g。辅助膜41h在y轴方向上位于与反射膜31相同的位置，形成相对于辅助膜41g的相反的图案。
[0054]
根据上述的构成，也能够通过辅助膜41h进一步抑制辅助膜41g的与反射膜31侧的端部相对的一侧的端部处的散射光的产生，相比于第1实施方式能够进一步抑制端部e附近产生的噪声。
[0055]
[第6实施方式]图16是表示第6实施方式所涉及的第1ls图案152a及第1ls辅助图案152b的构成的一个例子的局部放大俯视图。本实施方式所涉及的第1ls图案152a的反射膜31包含与y轴平行的多个(在本例子中为3个)线状的膜155。另外，本实施方式所涉及的第1ls辅助图案152b的辅助膜41i包含与y轴平行的多个(在本例子中为3个)线状的膜156。此外，构成该辅助膜41i的多个膜156也可以分别为上述第2～第5实施方式(图12～图15)所示的构成。
[0056]
根据上述构成，能够通过配置于反转区域r1的辅助膜41i的作用而抑制在端部e附近产生的噪声。
[0057]
[第7实施方式]图17是表示第7实施方式所涉及的模板1的对准区域12的构成的一个例子的局部放大俯视图。图18是表示第7实施方式所涉及的晶圆51的对准区域62的构成的一个例子的局部放大俯视图。
[0058]
如图17所示，在本实施方式所涉及的模板1的对准区域12，形成有包含棋盘格图案71a和棋盘格辅助图案71b的对准标记71。另外，如图18所示，在本实施方式所涉及的晶圆51的对准区域62，形成有包含第1ls图案22a和第1ls辅助图案22b的第1对准标记22、以及包含第2ls图案23a和第2ls辅助图案23b的第2对准标记23。
[0059]
在第1实施方式中，例示了模板1的对准区域12中形成线和间隔状的对准标记22、23，晶圆51的对准区域62中形成棋盘格花纹状的对准标记71的构成。但也可以如本实施方式所示，在模板1的对准区域12中形成棋盘格花纹状的对准标记71，在晶圆51的对准区域62中形成线和间隔状的对准标记22、23。
[0060]
以上对本发明的若干实施方式进行了说明，这些实施方式是作为示例而呈现的，其意不在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他的各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，且包含在专利权利要求书所记载的发明和其等同的范围内。