(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英板からなり、上面の一部に複数の凹部が形成されており、前記石英板における前記凹部間の部分には不純物が含有され、前記石英板の厚さ方向において、前記凹部間の部分及びその直下域における前記不純物の濃度プロファイルは、前記凹部間の部分内にピークを持つことを特徴とするインプリントマスク。
【請求項２】
前記石英板における前記凹部の直下域に相当する部分にも、前記不純物が含有されていることを特徴とする請求項１記載のインプリントマスク。
【請求項３】
前記石英板の前記凹部の直下域に相当する部分における前記不純物の含有量は、前記凹部間の部分及びその直下域に相当する部分における前記不純物の含有量よりも少ないことを特徴とする請求項１記載のインプリントマスク。
【請求項４】
前記凹部間の部分には前記不純物の他に金属が含有されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のインプリントマスク。
【請求項５】
前記金属は、クロム、タンタル及びルテニウムからなる群から選択された１種以上の金属であることを特徴とする請求項４記載のインプリントマスク。
【請求項６】
前記不純物は、ガリウム、キセノン、アンチモン、アルゴン、シリコン、窒素及び鉛からなる群から選択された１種の元素であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のインプリントマスク。
【請求項７】
前記石英板の上面の他の一部には複数の他の凹部が形成されており、前記石英板における前記上面の他の一部の直下域に相当する部分には前記不純物が含有されていないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のインプリントマスク。
【請求項８】
前記凹部間の部分の側面を含む部分における前記不純物の濃度は、上方から見た前記凹部間の部分の中央部分における前記不純物の濃度よりも高いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のインプリントマスク。
【請求項９】
石英板上に金属からなるパターンを形成する工程と、
前記パターンをマスクとして前記石英板をエッチングする工程と、
前記石英板における前記エッチングされた領域の少なくとも一部に不純物を導入する工程と、
を備え、
前記不純物の導入深さを、前記エッチングの深さよりも浅くすることを特徴とするインプリントマスクの製造方法。
【請求項１０】
石英板上に金属からなるパターンを形成する工程と、
前記パターンをマスクとして、前記石英板の少なくとも一部に不純物を導入する工程と、
前記パターンをマスクとして、前記石英板における少なくとも前記不純物が導入された領域をエッチングする工程と、
を備え、
前記エッチングの深さを、前記不純物の導入深さよりも深くすることを特徴とするインプリントマスクの製造方法。
【請求項１１】
前記パターンを除去する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項９または１０に記載のインプリントマスクの製造方法。
【請求項１２】
前記金属を、クロム、タンタル及びルテニウムからなる群から選択された１種以上の金属とすることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のインプリントマスクの製造方法。
【請求項１３】
前記不純物を、ガリウム、キセノン、アンチモン、アルゴン、シリコン、窒素及び鉛からなる群から選択された１種の元素とすることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載のインプリントマスクの製造方法。
【請求項１４】
基板上にレジスト材料を配置する工程と、
下面にデバイスパターン及びアライメントマークが形成されたインプリントマスクを、前記アライメントマークを用いて前記基板に対して位置合わせしながら、前記レジスト材料に押し付ける工程と、
前記インプリントマスクを押し付けた状態で、前記レジスト材料を硬化させることにより、前記レジスト材料からなるレジストパターンを形成する工程と、
前記インプリントマスクを前記レジストパターンから離隔させる工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記基板に対して処理を施す工程と、
を備え、
前記インプリントマスクは石英板からなり、前記アライメントマークは複数の凹部によって形成されており、前記凹部間の部分には不純物が含有され、前記石英板の厚さ方向において、前記凹部間の部分及びその直下域における前記不純物の濃度プロファイルは、前記凹部間の部分内にピークを持つことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インプリントマスク、その製造方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造には、フォトリソグラフィ法が用いられてきた。しかしながら、半導体装置の微細化に伴い、フォトリソグラフィ法では解像力が不足し、パターンの形成が困難になりつつある。そこで、近年、フォトリソグラフィ法に代わり、ナノインプリント法が用いられるようになってきている。
【０００３】
ナノインプリント法においては、石英基板の表面を選択的に除去することにより凹凸を形成し、形成したいレジストパターンを反転させたパターン（デバイスパターン）と、位置合わせ用のアライメントマークを形成して、インプリントマスクを作製する。そして、加工対象となる基板上に紫外線硬化型のレジスト材料を塗布し、このレジスト材料にインプリントマスクを押し付ける。次に、インプリントマスクを押し付けたまま、インプリントマスクを通してレジスト材料に紫外線を照射し、レジスト材料を硬化させる。このようにして、インプリントマスクに形成されているデバイスパターンを、レジスト材料に転写して、レジストパターンを形成する。ナノインプリント法では、従来のフォトリソグラフィ法で問題となっていた焦点深度、収差及び露光量等の変動要因が少ないため、１枚のインプリントマスクを作製すれば、これを用いて、極めて簡便にかつ精度よく、多数のレジストパターンを形成することができる。
【０００４】
ところで、半導体装置の製造には、予めパターンが形成された基板の上に新たなパターンを形成する工程が含まれる。このような工程にナノインプリント法を用いる場合には、インプリントマスクを基板に対して高い精度で位置合わせ（アライメント）する必要がある。この位置合わせは、インプリントマスクに形成されたアライメントマークを、基板上に形成されたアライメントマークに重ね合わせて、可視光により観察しながら行う。
【０００５】
しかしながら、インプリントマスクの材料である石英の可視光に対する屈折率は、紫外線硬化型のレジスト材料の可視光に対する屈折率とほぼ等しいため、インプリントマスクがレジスト材料に押し付けられ、アライメントマークの凹部内にレジスト材料が進入すると、アライメントマークが見えなくなってしまう。このため、十分な精度で位置合わせができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２００５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、精度よく位置合わせを行うことができるインプリントマスク、その製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るインプリントマスクは、石英板からなり、上面の一部に複数の凹部が形成されており、前記石英板における前記凹部間の部分には不純物が含有されている。前記石英板の厚さ方向において、前記凹部間の部分及びその直下域における前記不純物の濃度プロファイルは、前記凹部間の部分内にピークを持つ。
【００１０】
本発明の更に他の一態様に係るインプリントマスクの製造方法は、石英板上に金属からなるパターンを形成する工程と、前記パターンをマスクとして前記石英板をエッチングする工程と、前記石英板における前記エッチングされた領域の少なくとも一部に不純物を導入する工程と、を備える。そして、前記不純物の導入深さを、前記エッチングの深さよりも浅くする。
【００１１】
本発明の更に他の一態様に係るインプリントマスクの製造方法は、石英板上に金属からなるパターンを形成する工程と、前記パターンをマスクとして、前記石英板の少なくとも一部に不純物を導入する工程と、前記パターンをマスクとして、前記石英板における少なくとも前記不純物が導入された領域をエッチングする工程と、を備える。そして、前記エッチングの深さを、前記不純物の導入深さよりも深くする。
【００１２】
本発明の更に他の一態様に係る半導体装置の製造方法は、基板上にレジスト材料を配置する工程と、下面にデバイスパターン及びアライメントマークが形成されたインプリントマスクを、前記アライメントマークを用いて前記基板に対して位置合わせしながら、前記レジスト材料に押し付ける工程と、前記インプリントマスクを押し付けた状態で、前記レジスト材料を硬化させることにより、前記レジスト材料からなるレジストパターンを形成する工程と、前記インプリントマスクを前記レジストパターンから離隔させる工程と、前記レジストパターンをマスクとして、前記基板に対して処理を施す工程と、を備える。そして、前記インプリントマスクは石英板からなり、前記アライメントマークは複数の凹部によって形成されており、前記凹部間の部分には不純物が含有されている。前記石英板の厚さ方向において、前記凹部間の部分及びその直下域における前記不純物の濃度プロファイルは、前記凹部間の部分内にピークを持つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るインプリントマスクを例示する平面図である。
【図２】図１に示すアライメントマーク領域を例示する平面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図８】横軸にガリウムイオンのドーズ量をとり、縦軸に可視光の屈折率及び紫外線の透過率をとって、ガリウムの導入量と石英板の光学的特性との関係を例示するグラフ図である。
【図９】横軸にイオンの加速電圧をとり、縦軸にイオンの注入深さをとって、イオンの加速電圧と石英中の注入深さの関係を例示するグラフ図である。
【図１０】第２の実施形態に係るインプリントマスクのアライメントマーク領域を例示する断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図１２】（ａ）は、第２の実施形態の試験例のサンプルを例示する断面図であり、（ｂ）は、横軸にクロム膜の上面からの深さをとり、縦軸にガリウム濃度をとって、（ａ）に示す直線Ｂに沿ったガリウム濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
【図１３】第３の実施形態に係るインプリントマスクのアライメントマーク領域を例示する断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図１５】（ａ）は、第３の実施形態の試験例のサンプルを例示する断面図であり、（ｂ）は、横軸にクロム膜の上面からの深さをとり、縦軸に原子濃度比をとって、（ａ）に示す直線Ｃに沿った組成のプロファイルを例示するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るインプリントマスクを例示する平面図であり、
図２は、図１に示すアライメントマーク領域を例示する平面図であり、
図３は、図２に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
なお、図２においては、図示の便宜上、凹部にハッチングを付して示している。また、これらの図は模式的なものであり、各部の寸法の比率は実際の製品とは必ずしも一致していない。後述する他の図についても同様である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係るインプリントマスク１は石英板１０からなる。石英板１０は二酸化珪素（ＳｉＯ２）の単結晶からなり、その形状は板状であり、例えば、正方形の板状である。なお、石英の可視光に対する屈折率は約１．４である。インプリントマスク１の中央部には、矩形のデバイス領域Ｒｄが設定されており、デバイス領域Ｒｄの周囲は枠状の周辺領域Ｒｓとなっている。また、周辺領域Ｒｓには、１ヶ所以上、例えば４ヶ所のアライメントマーク領域Ｒａが設定されている。アライメントマーク領域Ｒａの形状は、例えば正方形である。一例では、石英板１０の厚さは数ｍｍであり、一辺の長さは１５２ｍｍであり、デバイス領域Ｒｄの一辺の長さは２６ｍｍであり、他辺の長さは３３ｍｍであり、アライメントマーク領域Ｒａの一辺の長さは０．５ｍｍ（５００μｍ）である。
【００１６】
図２及び図３に示すように、アライメントマーク領域Ｒａにおいては、石英板１０の上面に複数の凹部１１が形成されており、石英板１０における凹部１１間の部分が凸部１２となっている。上方、すなわち、石英板１０の上面に対して垂直な方向から見て、凹部１１及び凸部１２の形状は例えば正方形であり、市松模様状に配置されている。すなわち、凹部１１及び凸部１２は、相互に直交する２方向に沿って交互に配列されている。また、凹部１１及び凸部１２の一辺の長さは例えば２μｍである。更に、凹部１１の深さ、すなわち、凸部１２の高さ、すなわち、凸部１２の上面１２ａと凹部１１の底面１１ａとの間の距離は、例えば５０ｎｍである。凹部１１及び凸部１２により、アライメントマーク１３が構成されている。
【００１７】
そして、凸部１２、すなわち、凹部１１間の部分には、不純物としてガリウム（Ｇａ）が含有されている。このガリウムは、上方からイオン注入されて導入されたものである。これにより、凸部１２内には、ガリウム拡散層１６が形成されている。ガリウム拡散層１６は石英を母材とし、ガリウムが含有された層である。石英板１０の厚さ方向において、凸部１２及びその直下域におけるガリウムの濃度は正規分布しており、その濃度プロファイルのピークは凸部１２内に位置している。例えば、このピークは、厚さ方向における凸部１２の側面の中心と同じ高さに位置している。例えば、凸部１２の高さが５０ｎｍである場合、ガリウムの濃度プロファイルのピークは、凸部１２の上面１２ａから２５ｎｍ下方に位置している。
【００１８】
また、石英板１０における凹部１１の直下域に相当する部分にも、ガリウムが含有されており、ガリウム拡散層１７が形成されている。ガリウム拡散層１７も、ガリウム拡散層１６と同様に、石英を母材とし、ガリウムが含有された層である。ガリウム拡散層１７におけるガリウムの濃度分布は、ガリウム拡散層１６におけるガリウムの濃度分布と同様である。すなわち、ガリウム拡散層１７のガリウム濃度は厚さ方向に関して正規分布しており、凸部１２の高さが５０ｎｍである場合、ガリウム拡散層１７のガリウム濃度のプロファイルのピークは、凹部１１の底面１１ａから２５ｎｍ下方に位置している。ガリウム拡散層１６及び１７は石英板１０の一部であり、石英板１０におけるガリウム拡散層１６及び１７以外の部分と一体的に形成されている。
【００１９】
一方、インプリントマスク１のデバイス領域Ｒｄにおいては、石英板１０の上面にデバイスパターン１５（図６参照）が形成されている。デバイスパターンも石英板１０の上面に形成された凹部によって構成されているが、デバイスパターンを構成する凹部はアライメントマークを構成する凹部１１よりも微細で、その幅は１５〜２０ｎｍ程度である。なお、デバイスパターンの凹部の深さはアライメントマークの凹部１１の深さと等しく、例えば５０ｎｍである。
【００２０】
石英板が不純物を含有していると、含有していない場合と比較して、光の屈折率が異なる。石英板がガリウムを含有している場合は、可視光に対する屈折率が大きくなる。このため、インプリントマスク１においては、アライメントマーク領域Ｒａにおける光の屈折率は、デバイス領域Ｒｄにおける光の屈折率よりも高い。また、石英板がガリウムを含有していると、含有していない場合と比較して、可視光及び紫外線の透過率が低くなる。このため、インプリントマスク１においては、石英板１０の厚さ方向に関して、アライメントマーク領域Ｒａにおける光の透過率は、デバイス領域Ｒｄにおける光の透過率よりも低い。
【００２１】
次に、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
なお、図４及び図５においては、アライメントマーク領域の一部のみを示している。後述する図１１及び図１４においても同様である。
【００２２】
先ず、図４（ａ）に示すように、石英板１０を用意する。そして、石英板１０の上面上に、膜厚が数ｎｍ程度のクロム膜２１を例えばスパッタ法によって成膜する。次に、クロム膜２１上に、電子ビーム用レジスト膜２２を例えば塗布法によって成膜する。次に、電子ビーム用レジスト膜２２に対して選択的に電子ビームＥＢを照射して電子ビーム描画を行い、デバイスパターン及びアライメントマークを描画する。
【００２３】
次に、図４（ｂ）に示すように、電子ビーム用レジスト膜２２を現像する。これにより、電子ビーム用レジスト膜２２における電子ビームが照射された部分が除去され、電子ビーム用レジスト膜２２がパターニングされる。
【００２４】
次に、図４（ｃ）に示すように、パターニングされた電子ビーム用レジスト膜２２をマスクとし、例えば塩素ガス（Ｃｌ２）及び酸素ガス（Ｏ２）をエッチングガスとして、ドライエッチングを行い、クロム膜２１を選択的に除去する。これにより、クロム膜２１が電子ビーム用レジスト膜２２と同じパターンにパターニングされる。
次に、図４（ｄ）に示すように、電子ビーム用レジスト膜２２を除去する。
【００２５】
次に、図５（ａ）に示すように、パターニングされたクロム膜２１をマスクとし、例えば四フッ化メタンガス（ＣＦ４）等のフッ素系のガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを行い、石英板１０をエッチングする。これにより、石英板１０が選択的に除去され、石英板１０の上面に深さが例えば５０ｎｍの凹部が形成される。この結果、石英板１０の上面にデバイスパターン及びアライメントマークが形成される。なお、このとき、アライメントマーク領域Ｒａにおいては、石英板１０における凹部１１間の部分が凸部１２となる。その後、デバイスパターン及びアライメントマークの検査及び修正を行う。
次に、図５（ｂ）に示すように、クロム膜２１を除去する。
【００２６】
次に、図５（ｃ）に示すように、上方から、石英板１０のアライメントマーク領域Ｒａ（図１参照）に対して、ガリウムイオンを注入する。このとき、ガリウムの注入深さを、図５（ａ）に示した石英板１０に対するエッチングの深さよりも浅くする。これにより、凸部１２内にガリウムが導入されてガリウム拡散層１６が形成されると共に、凹部１１の直下域にもガリウムが導入されてガリウム拡散層１７が形成される。ガリウムイオンを注入する際の加速電圧は例えば３０ｋＶとし、ドーズ量は例えば２×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２とする。このイオン注入は、例えば、ＳＩＩ−ＮＴ社製収束イオンビーム装置を用いて行うことができるが、これに限らず、イオン照射が可能な装置であれば、例えばイオン顕微鏡又は試料切出し用の加工装置を使用してもよい。また、このとき、デバイス領域Ｒｄにはガリウムイオンを注入しない。これにより、本実施形態に係るインプリントマスク１が製造される。
【００２７】
次に、本実施形態に係るインプリントマスク１の使用方法、すなわち、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
なお、図６及び図７においては、図示の便宜上、アライメントマーク領域Ｒａを１ヶ所のみ示している。
【００２８】
先ず、図６（ａ）に示すように、加工対象となる基板１０１を用意する。基板１０１は、例えば、シリコンウェーハでもよく、シリコンウェーハ上に絶縁膜、半導体膜又は導電膜が成膜されたものでもよい。また、基板１０１には既に何らかの処理が施されていてもよい。基板１０１の上面の一部には、アライメントマーク１０３が形成されている。基板１０１のアライメントマーク１０３は、インプリントマスク１のアライメントマーク１３と同様なパターンであり、例えば、凹部と凸部が市松模様状に配置されたパターンであるが、凹部の配列周期がアライメントマーク１３における配列周期と少し異なっている。次に、基板１０１上の全面にレジスト材料１０２を塗布する。レジスト材料１０２は紫外線硬化型のレジスト材料であり、可視光に対する屈折率は例えば１．４である。また、この段階では、レジスト材料１０２は液体状又は半液体状である。
【００２９】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板１０１の上方に、インプリントマスク１を、デバイスパターン１５及びアライメントマーク１３が下方に向くように配置する。そして、インプリントマスク１を基板１０１に向けて移動させる。このとき、インプリントマスク１の上方から可視光ＶＳを照射し、インプリントマスク１のアライメントマーク１３と基板１０１のアライメントマーク１０３を重ねて検出し、その検出結果に基づいて、インプリントマスク１を基板１０１に対して位置決めする。具体的には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）カメラ等の光学的検出手段により、アライメントマーク１３における凹部１１の配列周期とアライメントマーク１０３における凹部の配列周期との差によって生じるモアレを検出して、インプリントマスク１を数ｎｍ以内の誤差で位置決めする。なお、アライメントマーク１３がレジスト材料１０２に接触する前であれば、石英板と空気との界面は光学的に明瞭に検出できるため、アライメントマーク１３を精度よく検出することができる。一方、アライメントマーク１０３は、例えばシリコンウェーハである基板１０１に形成されたものであるため、明瞭に検出することができる。
【００３０】
そして、図６（ｃ）に示すように、インプリントマスク１を基板１０１に近づけていくと、やがてインプリントマスク１がレジスト材料１０２に接触する。その後も引き続き、インプリントマスク１の上方から可視光ＶＳを照射し、アライメントマーク１３とアライメントマーク１０３とを重ねて検出することにより、インプリントマスク１を基板１０１に対して位置決めしつつ、インプリントマスク１をレジスト材料１０２に押し付ける。これにより、レジスト材料１０２は基板１０１とインプリントマスク１との間に充填される。その後、インプリントマスク１を基板１０１に対して静止させる。
【００３１】
このとき、仮に、インプリントマスク１にガリウム拡散層１６及び１７（図３参照）が形成されていないと、インプリントマスク１の材料である石英の屈折率はレジスト材料１０２の屈折率とほぼ等しいため、アライメントマーク１３がレジスト材料１０２に接触した後は、石英板１０とレジスト材料１０２との界面を光学的に検出しにくくなり、アライメントマーク１３の検出が困難になる。このため、アライメントが困難になる。
【００３２】
しかしながら、本実施形態においては、アライメントマーク領域Ｒａにおいて、凸部１２内にガリウム拡散層１６が形成されており、凹部１１の直下域にガリウム拡散層１７が形成されている。ガリウム拡散層１６及び１７における可視光に対する屈折率は、石英の屈折率よりも高く、また、少なくともガリウム拡散層１６は凸部１２の側面に露出している。このため、少なくとも凸部１２の側面とレジスト材料１０２との界面は、屈折率が大きく異なる２種類の材料の界面となるため、検出が容易である。従って、アライメントマーク１３の検出が容易である。この結果、本実施形態においては、アライメントマーク１３がレジスト材料１０２に接触した後も、精度よくアライメントをすることができる。
【００３３】
次に、図７（ａ）に示すように、インプリントマスク１をレジスト材料１０２に押し付けた状態で、上方から、インプリントマスク１を介して、レジスト材料１０２に対して紫外線ＵＶを照射する。これにより、レジスト材料１０２が硬化し、固化する。この結果、レジスト材料１０２にインプリントマスク１のデバイスパターン１５が転写されて、レジスト材料１０２からなるレジストパターン１０４が形成される。
次に、図７（ｂ）に示すように、インプリントマスク１を上方に移動させて、レジストパターン１０４から離隔させる。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、レジストパターン１０４をマスクとして、基板１０１に対して処理を施す。この処理は、例えば、エッチングであってもよく、不純物の注入であってもよい。例えば、基板１０１がシリコンウェーハである場合には、レジストパターン１０４をマスクとしてドライエッチングを施すことにより、基板１０１の上層部分を選択的に除去し、溝を形成する。若しくは、レジストパターン１０４をマスクとして不純物を選択的に注入することにより、基板１０１の上層部分に不純物拡散層を形成する。又は、基板１０１がシリコンウェーハ上に絶縁膜及び導電膜が形成されたものである場合には、レジストパターン１０４をマスクとしてドライエッチングを施すことにより、絶縁膜に溝又はホールを形成したり、導電膜を配線に加工したりする。このようにして、半導体装置が製造される。
【００３５】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係るインプリントマスク１においては、アライメントマーク領域Ｒａの凸部１２にガリウムが含有されている。また、石英板１０における凹部１１の直下域に相当する部分にもガリウムが含有されている。これにより、アライメントマーク領域Ｒａにおいて、石英板１０の可視光に対する屈折率が、ガリウムが含有されていない場合よりも高くなり、レジスト材料１０２の屈折率との差が大きくなる。この結果、図６（ｃ）に示すように、アライメントマーク１３がレジスト材料１０２に接触した後においても、アライメントマーク１３を光学的に容易に検出することができ、インプリントマスク１のアライメントが容易になる。この結果、インプリントマスク１を基板１０１に対して精度よく位置決めすることができる。
【００３６】
これに対して、アライメントマーク領域にガリウムが含有されていないインプリントマスクを用いると、石英の屈折率とレジスト材料の屈折率とがほぼ等しいため、アライメントマークがレジスト材料に接触した後はアライメントが困難になる。このため、インプリントマスクをレジスト材料に押し付ける工程においては、インプリントマスクがレジスト材料に接触する前にアライメントを終了させておき、その後は、なるべく位置がずれないようにインプリントマスクをレジスト材料に押し付ける必要がある。しかし、押し付ける過程でインプリントマスクを上下に動かすため、不可避的に位置ずれが生じてしまう。このため、インプリントマスクの押し付けが終了した時点において、十分なアライメント精度を得ることが難しく、半導体装置の製造歩留まりを低下させる原因となる。一例では、ガリウムが含有されていないインプリントマスクを用いた場合、アライメント精度は８〜１０ｎｍであるが、本実施形態によれば、６ｎｍのアライメント精度を実現することができる。なお、ハーフピッチが２２ｎｍのパターンを形成する場合、許容されるアライメント精度は７ｎｍ程度である。
【００３７】
また、本実施形態においては、石英板１０の厚さ方向において、ガリウムの濃度プロファイルは、凸部１２内にピークを持っている。これにより、石英板１０内に導入したガリウムを効率的に凸部１２内に配置することができ、少量のガリウムで大きな効果を得ることができる。
【００３８】
更に、本実施形態においては、石英板１０上からクロム膜２１を除去しており、インプリントマスク１を石英板１０のみによって構成している。これにより、インプリントマスク１を繰り返し洗浄しても、インプリントマスク１の構成が変化することがなく、耐洗浄性が優れている。これに対して、石英板にクロム膜等の他の材料を被着させてインプリントマスクを構成すると、インプリントマスクを洗浄する度に被着材料が消失していき、製造直後のインプリントマスクの特性を保持することが困難である。
【００３９】
本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法においては、図５（ｃ）に示す工程において、ガリウムをイオン注入することにより、石英板１０のアライメントマーク領域Ｒａに導入している。このとき、ガリウムの注入深さを、図５（ａ）に示すエッチングの深さよりも浅くしている。これにより、凸部１２の上面１２ａに注入したガリウムの大部分を、凸部１２内に留まらせることができ、凸部１２内にガリウム拡散層１６を効率的に形成することができる。また、ガリウム拡散層１６は凸部１２の側面において露出するため、アライメントマーク１３がレジスト材料１０２と接触したときに、凸部１２の側面を明瞭に検出することができ、アライメントの精度が向上する。
【００４０】
また、本実施形態においては、ガリウムをアライメントマーク領域Ｒａのみに注入し、デバイス領域Ｒｄには注入していない。これにより、少量のガリウムを効率的に使用して、上述の効果を得ることができる。この結果、ガリウムのイオン注入に要するコスト及び時間を抑制することができる。また、デバイス領域Ｒｄにおいて、紫外線の透過率が低下することを回避できる。
【００４１】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、上述の如く、インプリントマスク１のアライメント精度を高めることができるため、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。この結果、半導体装置の製造コストを低減することが可能となる。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、例えば、半導体装置のクリティカルレイヤー、すなわち、加工寸法が最も微細な層の加工に適用することができる。一例を挙げると、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのアクティブエリアの形成に適用することができる。
【００４２】
次に、本実施形態の試験例について説明する。
本試験例においては、ガリウムイオンの注入条件を、以下の手順で決定した。
図８は、横軸にガリウムイオンのドーズ量をとり、縦軸に可視光の屈折率及び紫外線の透過率をとって、ガリウムの導入量と石英板の光学的特性との関係を例示するグラフ図であり、
図９は、横軸にイオンの加速電圧をとり、縦軸にイオンの注入深さをとって、イオンの加速電圧と石英中の注入深さの関係を例示するグラフ図である。
なお、図８の縦軸に示す可視光の屈折率及び紫外線の透過率は、ガリウムを導入していない場合を１とする相対値によって表している。
【００４３】
図８に示すように、ガリウムのドーズ量が増加すると、ガリウムが導入された石英の可視光に対する屈折率は増加し、紫外線に対する透過率は減少する。すなわち、石英の屈折率を増加させてレジスト材料の屈折率との差を大きくし、アライメントマークを認識しやすくするためには、ガリウムのドーズ量は多い方が好ましいが、レジスト材料を硬化させるために紫外線の照射量を確保するためには、ガリウムのドーズ量は少ない方が好ましい。そこで、ガリウムのドーズ量は、可視光に対する屈折率と紫外線に対する透過率の双方の要求を満たす範囲の値とする必要がある。
【００４４】
本試験例においては、実用的な条件でレジスト材料を硬化させるために必要な石英板１０の紫外線の透過率を、ガリウムを導入していない石英板の８０％とした。この場合、ガリウムイオンのドーズ量は２×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２である。また、図８に示すように、このドーズ量により、石英の可視光に対する屈折率は、ガリウムを導入していない石英の屈折率の１２８％まで増加するため、アライメントに際して十分な屈折率を得ることができる。従って、ガリウムイオンのドーズ量は２×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２とした。
【００４５】
また、図９に示すように、イオンの加速電圧が増加すると、それにほぼ比例して、注入深さが増加する。注入された不純物は、この注入深さに相当する位置を中心として、石英板の厚さ方向に沿ってほぼ正規分布する。このため、不純物を凸部１２内に効率的に注入するためには、注入深さを凹部１１のエッチング深さよりも浅くすることが好ましい。特に、不純物の注入深さをエッチング深さの半分とすれば、厚さ方向における凸部１２の中心に不純物プロファイルのピークを位置させることができるため、不純物を凸部１２内により効果的に導入することができる。
【００４６】
本試験例においては、エッチング深さ、すなわち、凹部１１の深さを５０ｎｍとした。従って、ガリウムの注入深さは２５ｎｍとすることが好ましい。図９より、ガリウムの注入深さを２５ｎｍとするためには、加速電圧は３０ｋＶ程度とする必要がある。従って、ガリウムの加速電圧は３０ｋＶとした。
【００４７】
次に、第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係るインプリントマスクのアライメントマーク領域を例示する断面図である。
図１０に示すように、本実施形態に係るインプリントマスク２は、前述の第１の実施形態に係るインプリントマスク１（図３参照）と比較して、石英板１０における凸部１２内にはガリウム拡散層１８が形成されているが、凹部１１の直下域に相当する部分にはガリウム拡散層が形成されていない点が異なっている。ガリウム拡散層１８は、前述の第１の実施形態におけるガリウム拡散層１６及び１７（図３参照）と同様に、石英を母材とし、ガリウムが含有された層であり、石英板１０における他の部分と一体的に形成されている。インプリントマスク２における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態に係るインプリントマスク１と同様である。
【００４８】
次に、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法について説明する。
図１１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【００４９】
先ず、前述の図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程を実施し、石英板１０上にパターニングされたクロム膜２１を形成する。
次に、図１１（ａ）に示すように、上方から、石英板１０のアライメントマーク領域Ｒａ（図１参照）に対して、ガリウムイオンを注入する。このとき、ガリウムイオンの加速電圧は、ガリウムイオンの少なくとも一部がクロム膜２１を貫通して石英板１０に到達するような値とする。これにより、クロム膜２１が残留している領域においては、ガリウムイオンがクロム膜２１を貫通して石英板１０内に注入される。一方、クロム膜２１が除去された領域においては、ガリウムイオンが石英板１０内に直接注入される。
【００５０】
この結果、図１１（ｂ）に示すように、クロム膜２１が残留している領域においては、石英板１０の最上層にガリウム拡散層１８が形成される。一方、クロム膜２１が除去された領域においては、ガリウム拡散層１８よりも深い位置にガリウム拡散層１９が形成される。これは、クロム膜２１を通過したガリウムイオンはエネルギーを失い、クロム膜２１を通過していないガリウムイオンと比較して、石英板１０の浅い部分にしか到達できないからである。
【００５１】
次に、図１１（ｃ）に示すように、クロム膜２１をマスクとしてドライエッチングを施し、石英板１０をエッチングする。これにより、クロム膜２１が除去された領域において石英板が選択的に除去されて、石英板１０の上面に凹部が形成される。この結果、デバイスパターン１５及びアライメントマーク１３が形成される。このとき、ドライエッチングの深さを、図１１（ａ）に示す工程におけるガリウムイオンの導入深さ、すなわち、ガリウム拡散層１９の形成深さよりも深くする。これにより、ガリウム拡散層１９は、ドライエッチングによって石英と共に除去される。一方、ガリウム拡散層１８は、クロム膜２１の直下域に形成されているため、除去されない。この結果、アライメントマーク領域Ｒａにおいて、凸部１２内にはガリウム拡散層１８が形成され、凹部１１の直下域にはガリウム拡散層が形成されない。その後、デバイスパターン及びアライメントマークの検査及び修正を行う。
【００５２】
なお、石英板１０に導入されたガリウムは、石英板１０の厚さ方向において連続的に分布するため、ドライエッチングの深さをガリウムイオンの導入深さより深くしても、凹部１１の直下域に導入されたガリウムが完全には除去されない場合もある。この場合においても、石英板１０における凹部１１の直下域に相当する部分におけるガリウムの含有量は、石英板１０における凸部１２及びその直下域に相当する部分におけるガリウムの含有量よりも少なくなる。
【００５３】
次に、図１１（ｄ）に示すように、クロム膜２１を除去する。このようにして、本実施形態に係るインプリントマスク２が製造される。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、インプリントマスク２を使用すること以外は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５４】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係るインプリントマスク２においては、アライメントマーク領域Ｒａにおいて、凸部１２にはガリウムが含有されているが、凹部１１の直下域にはガリウムが含有されていない。上述の如く、石英に不純物が導入されると光の透過率が変化し、例えば、ガリウムが導入された場合には、可視光の透過率が低下する。このため、石英板１０の厚さ方向における可視光の透過率は、凹部１１に相当する領域よりも凸部１２に相当する領域の方が低い。これにより、図６（ｂ）及び（ｃ）に示す工程において、基板１０１によって反射される可視光によってアライメントマーク１３を観察したときに、凹部１１と凸部１２との間にコントラストが形成される。この結果、アライメントマーク１３の検出がより一層容易になる。
【００５５】
すなわち、前述の第１の実施形態においては、アライメントマーク領域Ｒａにおける石英板１０の屈折率をレジスト材料１０２の屈折率と異ならせて、石英板１０とレジスト材料１０２との界面を検出しやすくした上で、アライメントマーク１３とアライメントマーク１０３との間の位相変調を利用して、基板１０１に対するインプリントマスク１の位置を検出した。これに対して、本実施形態においては、この第１の実施形態の効果に加えて、凹部１１と凸部１２との間で光の透過率を異ならせることによりアライメントマーク１３を強度変調格子として用いることができるため、アライメントの精度がより一層向上する。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５６】
次に、本実施形態の試験例について説明する。
本試験例においては、ガリウムイオンの注入条件を、以下の手順で決定した。
図１２（ａ）は、本試験例のサンプルを例示する断面図であり、（ｂ）は、横軸にクロム膜の上面からの深さをとり、縦軸にガリウム濃度をとって、（ａ）に示す直線Ｂに沿ったガリウム濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
【００５７】
図１１（ｂ）に示すように、クロム膜２１が除去された領域、すなわち、石英板１０が露出している領域においては、ガリウムイオンの注入深さは、図１１（ｃ）に示す工程において石英板１０をエッチングする予定の深さを超えないことが必要である。ガリウムイオンの注入深さがエッチングされる予定の深さを超えると、ガリウム拡散層の大部分がエッチングによって除去されなくなるからである。このため、ガリウムイオンの加速電圧の上限は、エッチング深さによって決定される。一方、クロム膜２１が残留している領域においては、ガリウムイオンの少なくとも一部がクロム膜２１を貫通して石英板１０に到達する必要がある。このため、ガリウムイオンの加速電圧の下限は、クロム膜２１の膜厚によって決定される。
【００５８】
本試験例においては、エッチング深さ、すなわち、凹部１１の深さを５０ｎｍとした。この場合、ガリウムイオンの加速電圧の上限は、４０ｋＶ程度となる。一方、加速電圧の下限値については、以下のように見積もることができる。図１２（ａ）に示すように、クロム膜２１の膜厚を１０ｎｍとしたサンプル５１に対して、加速電圧を１５ｋＶとし、ドーズ量を６×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２としてガリウムイオンを注入した場合を想定し、サンプル５１内のガリウム濃度をシミュレーションにより算出した。結果を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）の縦軸は、サンプル５１を厚さが１ｎｍの複数の層に分けた場合に、各層内に存在するガリウムの原子数を示している。
【００５９】
図１２（ｂ）に示すように、ガリウム濃度プロファイルのピークは、深さが約６ｎｍの位置にあり、この位置はクロム膜２１の内部に相当する。すなわち、このサンプルにおいては、ガリウム原子の大部分はクロム膜２１内に留まっており、ガリウム原子が石英板１０内に効率的に注入されたとは言えない。この場合は、クロム膜２１の膜厚を６ｎｍ未満、例えば５ｎｍ以下とすると、ガリウム濃度プロファイルのピークが石英板１０内に位置し、ガリウムが効率的に石英板１０内に注入されることになる。逆に、クロム膜２１の厚さを５ｎｍとした場合、加速電圧の下限値は約１５ｋＶである。以上の結果より、エッチング深さを５０ｎｍ以上とし、クロム膜２１の厚さを５ｎｍ以下とし、ガリウムイオンの加速電圧を１５〜４０ｋＶとすれば、第２の実施形態に係るインプリントマスクを製造することができる。
【００６０】
また、ガリウムイオンのドーズ量は、以下の手順で決定することができる。
図１１（ａ）に示すガリウム注入工程において、ガリウムイオンのドーズ量が少なすぎると、凸部１２の屈折率及び透過率をアライメントに必要な程度に変化させることができなくなる。従って、ガリウムイオンのドーズ量の下限は、凸部１２に要求される屈折率及び透過率から決定される。一方、ガリウムイオンのドーズ量が多すぎると、クロム膜２１がスパッタリングされて薄くなり、図１１（ｃ）に示すエッチング工程において、クロム膜２１をマスクとして使用することができなくなる。従って、ガリウムイオンのドーズ量の上限は、クロム膜２１の初期膜厚及びガリウムイオンの加速電圧によって決定される。このように、ガリウムイオンのドーズ量の最適値は、アライメント時に要求される凸部１２の光学的特性とドライエッチング時に要求される耐性とのバランスを考慮して決定する必要がある。
【００６１】
本試験例においては、ガリウムイオンの加速電圧を３０ｋＶとし、ドーズ量を１×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２としたときに、このイオン注入に伴って、クロム膜２１の膜厚は約２ｎｍ減少した。従って、この条件でガリウムイオンを注入する場合には、クロム膜２１の初期膜厚を、エッチングのマスクとして必要な膜厚に２ｎｍを加えた膜厚以上とすればよい。
【００６２】
次に、第３の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係るインプリントマスクのアライメントマーク領域を例示する断面図である。
図１３に示すように、本実施形態に係るインプリントマスク３は、前述の第２の実施形態に係るインプリントマスク２（図１０参照）と比較して、石英板１０における凸部１２の最上層に、ミキシング層２０が形成されている点が異なっている。ミキシング層２０には、クロム、シリコン、酸素及びガリウムが含有されている。ミキシング層２０内においては、厚さ方向において組成が傾斜しており、ミキシング層２０の組成におけるガリウム濃度を除いた部分においては、クロム濃度は上方にいくほど高く、シリコン濃度及び酸素濃度は下方にいくほど高い。凸部１２におけるミキシング層２０の下方にはガリウム拡散層１８が設けられており、ミキシング層２０はガリウム拡散層１８に接している。インプリントマスク３における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態に係るインプリントマスク２と同様である。
【００６３】
次に、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法について説明する。
図１４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るインプリントマスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【００６４】
先ず、前述の図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程を実施し、石英板１０上にパターニングされたクロム膜２１を形成する。但し、クロム膜２１の膜厚は前述の第２の実施形態よりも薄くし、例えば５ｎｍ以下とする。
【００６５】
次に、図１４（ａ）に示すように、上方から、石英板１０のアライメントマーク領域Ｒａ（図１参照）に対して、ガリウムイオンを注入する。このとき、ガリウムイオンの加速電圧は、前述の第２の実施形態よりも高くし、例えば４０ｋＶとする。これにより、クロム膜２１と石英板１０との間でミキシング現象が発生する。このミキシング現象は、ガリウムイオンを打ち込むことにより、クロム膜２１と石英板１０との界面において、クロム膜２１を構成するクロム原子が石英板１０内に押し出されると共に、石英板１０を構成するシリコン原子及び酸素原子がクロム膜２１内に跳ね返るために生じる現象である。
【００６６】
これにより、図１４（ｂ）に示すように、クロム膜２１が残留している領域においては、石英板１０の最上層にミキシング層２０が形成され、その直下域にガリウム拡散層１８が形成される。すなわち、クロム膜２１が残留している領域においては、上方から下方に向けて、クロム膜２１、ミキシング層２０及びガリウム拡散層１８がこの順に配列される。本実施形態においては、ミキシング層２０は、少なくともクロム、シリコン及び酸素を含有する層と定義する。逆に、クロム膜２１にはシリコン及び酸素は実質的に含有されていないものとし、ガリウム拡散層１８にはクロムは実質的に含有されていないものとする。また、クロム膜２１及びミキシング層２０には、ガリウムが含有されていてもよい。
【００６７】
一方、クロム膜２１が除去された領域においては、ガリウム拡散層１８よりも深い位置にガリウム拡散層１９が形成される。また、この領域にはクロム膜２１が残留していないため、ミキシング層は形成されない。
【００６８】
次に、図１４（ｃ）に示すように、クロム膜２１をマスクとし、四フッ化メタンガス（ＣＦ４）等のフッ素系のガスをエッチングガスとしてドライエッチングを施し、石英板１０をエッチングする。これにより、クロム膜２１が除去された領域において石英板が選択的に除去されて、石英板１０の上面に凹部が形成される。このとき、ドライエッチングの深さを、図１４（ａ）に示す工程におけるガリウムイオンの導入深さよりも深くする。これにより、ガリウム拡散層１９は、ドライエッチングによって石英と共に除去される。
【００６９】
次に、図１４（ｄ）に示すように、クロム膜２１を除去する。このとき、ミキシング層２０の上部もクロム膜２１と共に除去される場合があるが、少なくともミキシング層２０の下部、すなわち、石英板１０にクロム原子が注入された部分は残留する。このようにして、本実施形態に係るインプリントマスク３が製造される。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、インプリントマスク３を使用すること以外は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７０】
本実施形態によれば、インプリントマスク３のアライメントマーク領域Ｒａにおいて、凸部１２内にガリウム拡散層１８と共にミキシング層２０が形成されている。ミキシング層２０は金属元素であるクロムを含有するため、可視光の透過率が低い。このため、アライメントマーク１３において、より高いコントラストを実現することができる。これにより、インプリント時のアライメント精度がより一層向上する。
【００７１】
なお、前述の第２の実施形態においても、上述のミキシング現象が生じると考えられるが、本実施形態はクロム膜２１の膜厚を薄くし、ガリウムイオンの加速電圧を高くすることによって、ミキシング現象を積極的に利用している。ガリウムイオンの加速電圧を高くすることにより、ガリウムイオンの運動エネルギーが増加し、ミキシングが生じやすくなる。また、クロム膜の初期膜厚を薄くすることにより、ガリウムイオンがクロム膜を通過する際のエネルギーの損失が抑えられ、ミキシングが生じやすくなる。
【００７２】
また、本実施形態においては、クロム膜２１の初期膜厚が薄いため、図１４（ａ）に示すガリウムイオンの注入工程において、スパッタリングによってクロム膜２１の一部が消失することも考えられる。しかし、この場合においても、フッ素系のエッチングガスによってドライエッチングを行えば、クロムを含有するミキシング層２０はほとんどエッチングされない。このため、図１４（ｃ）に示す石英板１０のエッチング工程において、ミキシング層２０をマスクとして使用することができる。
【００７３】
次に、本実施形態の試験例について説明する。
図１５（ａ）は、本試験例のサンプルを例示する断面図であり、（ｂ）は、横軸にクロム膜の上面からの深さをとり、縦軸に原子濃度比をとって、（ａ）に示す直線Ｃに沿った組成のプロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図１５（ｂ）においては、シリコンと酸素の濃度を二酸化珪素（ＳｉＯ２）に換算した値を示している。
【００７４】
図１５（ａ）に示すように、本試験例においては、石英板１０上に膜厚が１０ｎｍのクロム膜２１を形成したサンプル５２について、クロム膜２１の上方から、ガリウムイオンのビームを照射して、ミキシング層２０を形成する場合を想定した。ガリウムイオンの加速電圧は１５ｋＶとした。そして、上方から見て１ｃｍ角の正方形の領域について、深さ１ｎｍ毎に原子数をシミュレーションによって算出し、図１５（ｂ）に示すプロファイルを作成した。
【００７５】
図１５（ｂ）に示すように、サンプル５２の最上層においては、シリコン及び酸素が実質的に含有されていない。そして、シリコン及び酸素の濃度は、深さが６ｎｍの位置から深さが１０ｎｍの位置までは深くなるにつれて単調増加し、深さが１０ｎｍの位置から２１ｎｍの位置までは深くなるにつれて単調減少した。一方、クロム濃度は最上層から深さ２１ｎｍの位置まで、深くなるにつれて単調減少した。これにより、クロム膜２１の膜厚は、ガリウムイオンの注入により、約６ｎｍに減少することがわかる。また、ミキシング層２０は、深さが約６ｎｍの位置から、少なくとも深さが約２１ｎｍの位置までは形成されることがわかる。
【００７６】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【００７７】
例えば、前述の第１の実施形態においては、イオンの注入深さをエッチング深さの半分とする例を示したが、これに限定されず、凸部内にガリウムが導入されればよい。
また、前述の各実施形態においては、石英板に注入する不純物をガリウムとする例を示したが、これに限定されない。石英板に注入する不純物は、石英の組成を変化させるものであればよく、例えば、ガリウム、キセノン、アンチモン、アルゴン、シリコン、窒素及び鉛からなる群から選択された１種の元素としてもよい。この場合、イオン注入の際の加速電圧は、イオン種に応じて適宜選択することができる。
【００７８】
更に、前述の各実施形態においては、石英板をエッチングする際のマスクとしてクロム膜を形成する例を示したが、これに限定されない。このマスクは石英板との間でエッチング選択比がとれる膜であればよく、例えば金属膜が好適である。金属膜としては、例えば、クロム、タンタル及びルテニウムからなる群から選択された１種以上の金属からなる膜を用いることができる。又は、これらの金属の化合物からなる膜であってもよく、これらの金属又は化合物が複合的に含有された膜であってもよい。この場合、前述の第３の実施形態において、ミキシング層にはこれらの金属が含有されることになる。
【００７９】
更にまた、前述の各実施形態においては、アライメントマーク領域全体にガリウムイオンを注入したが、凹部１１と凸部１２との境界部分のみに選択的にガリウムイオンを注入してもよい。この場合、製造後のインプリントマスクにおいては、凸部１２の側面を含む部分のガリウム濃度は、上方から見た凸部１２の中央部分のガリウム濃度よりも高くなる。これにより、より少ない注入量のガリウムにより、アライメントマークの被検出性を向上させることができる。
【００８０】
以上説明した本発明の実施形態によれば、精度よく位置合わせを行うことができるインプリントマスク、その製造方法、及び半導体装置の製造方法を実現することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１、２、３：インプリントマスク、１０：石英板、１１：凹部、１１ａ：底面、１２：凸部、１２ａ：上面、１３：アライメントマーク、１５：デバイスパターン、１６、１７、１８、１９：ガリウム拡散層、２０：ミキシング層、２１：クロム膜、２２：電子ビーム用レジスト膜、５１、５２：サンプル、１０１：基板、１０２：レジスト材料、１０３：アライメントマーク、１０４：レジストパターン、ＥＢ：電子ビーム、Ｒａ：アライメントマーク領域、Ｒｄ：デバイス領域、Ｒｓ：周辺領域、ＵＶ：紫外線、ＶＳ：可視光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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