(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写されるパターンを有する原版であって、
前記原版は、負の実効ポアソン比を有するオーセティック構造を含む、
ことを特徴とする原版。
【請求項２】
転写されるパターンを有する原版であって、
前記原版は、負の実効ポアソン比を有するクリストバライトを含む、
ことを特徴とする原版。
【請求項３】
前記原版は、表面側に前記パターンを有し、
側面側に外部からの力を受けて、変形する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の原版。
【請求項４】
基部と、該基部から突出していて前記パターンを含むメサ部と、を有し、
前記基部の少なくとも一部は、負のポアソン比を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の原版。
【請求項５】
前記基部は、前記メサ部と対向する領域に、負のポアソン比を有する部分を含み、
前記部分の厚さは、前記メサ部の厚さの２倍以上である、
ことを特徴とする請求項４に記載の原版。
【請求項６】
前記部分の厚さは、前記部分を含まない前記基部の厚さより小さい、
ことを特徴とする請求項５に記載の原版。
【請求項７】
転写されるパターンを有する光透過性の原版であって、
前記原版は、石英板の実効ポアソン比より小さい実効ポアソン比を有するオーセティック構造を含む、
ことを特徴とする原版。
【請求項８】
転写されるパターンを有する光透過性の原版であって、
前記原版は、石英板の実効ポアソン比より小さい実効ポアソン比を有するクリストバライトを含む、
ことを特徴とする原版。
【請求項９】
前記原版は、前記パターンを接触させて物体にインプリントを行うためのモールドである、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の原版。
【請求項１０】
前記原版は、前記パターンを介して物体に露光を行うためのマスクである、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の原版。
【請求項１１】
目標形状に従って変形させた請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の原版を用いて物体にパターンを転写する工程と、
前記パターンが転写された前記物体を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版（例えば、インプリント装置で使用される型や露光装置で使用されるマスク）と、それを用いた物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加え、モールド（原版）と基板上の未硬化樹脂とを互いに押し付けて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応する樹脂のパターンを基板上に形成する微細加工技術が存在する。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の一つとして、光硬化法がある。この光硬化法は、まず、基板上のショット領域（インプリント領域）に紫外線硬化樹脂（インプリント樹脂、光硬化樹脂）を塗布する。次に、この樹脂（未硬化樹脂）とモールドとを互いに押し付ける。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させたうえで離型することにより、樹脂のパターンが基板上に形成される。
【０００３】
上記技術を採用したインプリント装置では、基板上のパターンの形状に応じて形状補正機構によりモールド（型）の形状を補正する。このとき、形状の補正は、単純な倍率の補正のみならず、平行四辺形や台形のような形状に変形させる補正も含む。一般に、形状補正機構は、モールドの外周部周辺の複数箇所に設けられ、この外周部から外力を加えることでモールド自体の形状を変形させて、モールドに形成されたパターン形状を補正する。このパターン形状は、パターン同士の重ね合わせ精度に影響する。特に、形状補正機構によるパターン形状の補正については、近年のパターンの微細化に対応するために、各種形状への補正を対象として数ｎｍ以下の高精度な補正が必要である。この形状補正機構のようなパターンの形状を補正する装置として、特許文献１は、モールドの側面に圧縮力を加えて倍率補正を行う装置を開示している。この装置は、アクチュエーター及びリンク機構等により構成され、モールドの外周部を取り囲むように複数箇所に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５０４１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す装置では、モールドの外周部から力を加えた際、例えば、パターンを台形状に補正する場合、補正誤差が大きく発生する。ここで、ポアソン比が正の石英でモールドが形成されている場合を考える。このとき、特許文献１に示す装置は、一方の底辺を短くするために圧縮力を、かつ、他方の底辺を長くするために引張力を印加する。この場合、モールドは、ポアソン比の効果により、短くなった底辺は、内側に湾曲し、長くなった底辺は、外側に湾曲する。よって、台形への補正に伴う補正誤差が新たに発生する。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、目標とする形状に変形させるのに有利な原版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、転写されるパターンを有する原版であって、原版は、負の実効ポアソン比を有するオーセティック構造を含むことを特徴とする。また、本発明の第２の態様は、転写されるパターンを有する原版であって、原版は、負の実効ポアソン比を有するクリストバライトを含むことを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明の第３の態様は、転写されるパターンを有する光透過性の原版であって、原版は、石英板の実効ポアソン比より小さい実効ポアソン比を有するオーセティック構造を含むことを特徴とする。また、本発明の第４の態様は、転写されるパターンを有する光透過性の原版であって、原版は、石英板の実効ポアソン比より小さい実効ポアソン比を有するクリストバライトを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、目標とする形状に変形させるのに有利な原版を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係るモールドの形状を示す概略図である。
【図３】パターンの台形成分の補正を説明する模式図である。
【図４】第２実施形態に係るモールドの形状を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１２】
（インプリント装置）
まず、本発明の実施形態に係るインプリント装置の構成について説明する。図１は、インプリント装置の構成を示す概略図である。本実施形態におけるインプリント装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハ上（基板上）に対してモールドのパターンを転写する加工装置であり、インプリント技術の中でも光硬化法を採用した装置である。なお、以下の各図において、モールドに対する紫外線の照射軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で後述のモールドベースに対してウエハが移動する方向にＸ軸を取り、該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸を取って説明する。本発明のインプリント装置１は、照明系ユニット２と、モールド３を保持するモールド保持装置４と、ウエハ５を保持するウエハステージ６と、塗布装置７と、モールド搬送装置８と、制御装置９とを備える。
【００１３】
照明系ユニット２は、インプリント処理の際に、モールド３に対して紫外線１０を照射する照明手段である。照明系ユニット２は、光源と、該光源から射出された紫外線をインプリントに適切な光に調整するための複数の光学素子から構成される。モールド保持装置４は、モールド３を保持、及び固定するための保持装置である。モールド保持装置４は、モールド３に圧縮力を加えることにより、モールド３に形成されたパターンを所望の形状に補正する形状補正機構１１と、吸着力や静電力によりモールド３を引きつけて保持するモールドベース１２とを備える。形状補正機構１１は、モールド３の４方側面（外周部側面）の領域に対してそれぞれ対向するように設置された複数の駆動機構からなる。この形状補正機構１１が対象とするパターンの補正成分は、倍率成分、平行四辺形成分、台形成分、樽型成分、及び糸巻き型成分等である。なお、形状補正機構１１の構成は、これに限定されず、例えば、モールド３に対して引張力を加える構成としてもよいし、又は、モールドベース１２自体を駆動させることで、モールド３とモールドベース１２との接触面にせん断力を与える構成としてもよい。
【００１４】
また、モールド保持装置４は、モールドベース１２を駆動する不図示のベース駆動機構を備える。ベース駆動機構は、具体的には、ウエハ５上に形成された紫外線硬化樹脂にモールド３を押し付けるために、モールドベース１２をＺ軸方向に駆動する駆動系である。駆動機構に採用するアクチュエーターは、少なくともＺ軸方向で駆動するものであれば、特に限定するものではなく、リニアモーターやエアシリンダー等が採用可能である。若しくは、紫外線硬化樹脂からモールド３を引き離す離型動作の際に、硬化した紫外線硬化樹脂が破壊しないように高精度に離型動作を行うために、粗動作及び微動作を分割して実施するアクチュエーターであっても良い。なお、この押印動作、及び離型動作は、上記のように、一方のモールド３をＺ方向に駆動することで実現しても良いが、例えば、他方のウエハステージ６（ウエハ５）をＺ方向に駆動することで実現しても良い。
【００１５】
ウエハ５は、例えば、単結晶シリコンからなる被処理基板であり、被処理面には、成形部となる紫外線硬化樹脂（以下、単に「樹脂」と表記する）が塗布される。また、ウエハステージ６は、ウエハ５を真空吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を自由に移動可能な基板保持手段である。ウエハステージ６を駆動するためのアクチュエーターとしては、リニアモーターが採用可能であるが、特に限定するものではない。また、塗布装置（ディスペンサー）７は、ウエハ５上に未硬化の樹脂を塗布する塗布手段である。樹脂は、紫外線を受光することにより硬化する性質を有する光硬化樹脂であって、製造する半導体デバイスの種類により適宜選択される。更に、モールド搬送装置８は、モールド３を搬送し、モールドベース１２に対してモールド３を設置する搬送手段である。
【００１６】
制御装置９は、インプリント装置１の各構成要素の動作、及び調整等を制御する制御部である。制御装置９は、不図示であるが、インプリント装置１の各構成要素に回線により接続された、磁気記憶媒体等の記憶手段を有するコンピュータ、又はシーケンサ等で構成され、プログラム又はシーケンスにより各構成要素の制御を実行する。なお、制御装置９は、インプリント装置１と一体で構成しても良いし、若しくは、インプリント装置１とは別の場所に設置し、遠隔で制御する構成としても良い。
【００１７】
次に、インプリント装置１によるインプリント処理について説明する。まず、制御装置９は、ウエハステージ６にウエハ５を載置及び固定させた後、ウエハステージ６を塗布装置７の塗布位置へ移動させる。その後、塗布装置７は、ウエハ５の所定のショット（被処理領域）に樹脂（未硬化樹脂）を塗布する。次に、制御装置９は、ウエハ５上の塗布面がモールド３の直下に位置するように、ウエハステージ６を移動させる。次に、制御装置９は、モールド３の押印面とウエハ５上の塗布面との位置合わせ、及び形状補正機構１１によるモールド３の形状補正を実施した後、ベース駆動機構を駆動させ、ウエハ５上の樹脂にモールド３を押印する。このとき、樹脂は、モールド３の押印によりモールド３に形成されたパターンに沿って流動する。この状態で、照明系ユニット２は、モールド３の背面（上面）から紫外線１０を照射し、モールド３を透過した紫外線１０により樹脂が硬化する。そして、樹脂が硬化した後、制御装置９は、ベース駆動機構を再駆動させ、モールド３をウエハ５から離型させる。これにより、ウエハ５上のショットの表面には、モールド３のパターンに倣った３次元形状の樹脂の層が形成される。
【００１８】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係るモールド３の形状を示す概略図である。特に、図２（ａ）は、モールド３をウエハ５側（表面側）から見た斜視図であり、また、図２（ｂ）は、モールド３をウエハ５側に相対するモールドベース１２側（裏面側）から見た斜視図である。モールド３は、外周部が矩形であり、ウエハ５に向かう面に所定のパターン（例えば、回路パターン等の凹凸パターン）が３次元状に形成された原版（型）である。パターンの表面は、ウエハ５の表面との密着性を保つために、高平面度に加工されている。また、モールド３を構成する物質は、石英（ポアソン比：０．１６）等、紫外線を透過させることが可能な材料である。
【００１９】
モールド３は、図２（ａ）に示すように、本体部である基部２０と、その表面側の中央部に突出し、不図示のパターンが形成されたメサ部（凸部）２１とから構成される。メサ部２１の外周寸法、及び高さ寸法は、所望のパターン形状により決定される。また、モールド３（基部２０）は、図２（ｂ）に示すように、その裏面側にオーセティック（ａｕｘｅｔｉｃ）構造部２２を有する。このオーセティック構造部２２は、ポアソン比が負となる構造である。ポアソン比には、材質自体が示すポアソン比と、構造（体）が示すポアソン比とがある。ここで、原版に関して「実効ポアソン比」という用語を定義する。原版に関して「実効ポアソン比が負である」とは、基部（例えば、図２に示す基部２０）に対してＸ方向に圧縮力を加えた場合に、転写されるパターンを含む部分（例えば、メサ部２１）がＹ方向に収縮変形する構造をいう。また、基部に対してＸ方向に引張力を加えた場合に、転写されるパターンを含む部分がＹ方向に膨張変形する構造をいう。「実効ポアソン比が正である」や「実効ポアソン比がゼロである」についても同様に定義できる。
【００２０】
ここで、負の実効ポアソン比を有する原版は、例えば、オーセティック構造のようなポアソン比が負となる構造をモールドの少なくとも一部に有することによって実現することができる。また、負の実効ポアソン比を有する原版は、例えば、クリストバライトのようなポアソン比が負の材質をモールドの少なくとも一部に有することによって実現することができる。なお、光インプリント装置において光（紫外線）硬化樹脂にモールドを介して光を照射する構成をとる場合には、その光に対して原版（モールド）が透明であるのが有利である。この場合には、例えば、透明な材質で形成されたポアソン比が負となる構造が有用である。露光装置で用いられる透過型原版（透過型マスク）についても同様である。また、熱インプリント装置で用いられる原版（モールド）や露光装置で用いられる反射型原版（反射型マスク）は、光に対して透明である必要はないため、例えば、クリストバライトのようなポアソン比が負の材質が有用となりうる。なお、以上の説明では、負の実効ポアソン比を有する原版について説明したが、必ずしも負の実効ポアソン比を有する必要はなく、従来の原版の実効ポアソン比より小さな実効ポアソン比を有する原版であってもよい。例えば、光インプリント装置で用いられる原版（光インプリント用の原版）や露光装置で用いられる透過型原版等の光透過性原版に関しては、従来の石英製の原版（石英板）の実効ポアソン比より小さな実効ポアソン比を有する原版であってもよい。そのような原版は、ポアソン比が負となる構造、及びポアソン比が負となる材質の少なくとも一方を光透過性原版が含むことにより実現することができる。
【００２１】
次に、本実施形態に係るオーセティック構造の一例について説明する。図２（ｃ）は、オーセティック構造部２２の平面拡大図である。オーセティック構造部２２は、基部２０の裏面側において、外周部に一定幅の壁部２３（図２（ｂ））を残しつつ、Ｚ方向から一定の厚さ（深さ）で形成された複数の掘り込み部２４を有する。この掘り込み部２４により一定幅で連続したリブ部２５が形成され、実効ポアソン比が負となる構造となる。このとき、実効ポアソン比を小さくするためには、掘り込み部２４の厚さは、メサ部２１の厚さの２倍以上であることが望ましい。なお、本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、形成されるリブ部２５は、Ｚ方向から見て、Ｘ方向に複数の山型のリブ部が連なり、その山型の各頂点部をＹ方向にそれぞれ結ぶような形状としている。但し、本実施形態では、オーセティック構造部２２は、実効ポアソン比が負となる構造であればよく、図２（ｃ）に示すような形状には限定しない。
【００２２】
次に、オーセティック構造部２２を有するモールド３に対して、形状補正機構１１によりパターンの形状補正が行われた際のモールド３の変形について説明する。本実施形態では、基部２０の実効ポアソン比が負であるので、形状補正機構１１がモールド３の外周部側面からＸ方向に圧縮力を加えた場合、基部２０に形成されたメサ部２１は、そのＹ方向が収縮方向に変形する。これに対して、形状補正機構１１がモールド３の外周部側面からＸ方向に引張力を加えた場合、メサ部２１は、そのＹ方向が膨張方向に変形する。即ち、基部２０の実効ポアソン比を負とすることで、パターンの形成されたメサ部２１も実質的にポアソン比が負になる。このように、メサ部２１のポアソン比を負とすることで、パターンの台形成分の補正残差を減少させることができる。
【００２３】
図３は、モールド３の外周部側面からの力のみでパターン（メサ部２１）の台形成分の補正を行う場合におけるＺ方向から見たメサ部２１の変形を示す模式図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）において、破線３０で示す台形は、補正する際の目標となる理想的な台形形状である。これに対して、図３（ａ）に示す実線３１は、メサ部２１のポアソン比が正の場合、図３（ｂ）に示す実線３２は、メサ部２１のポアソン比がゼロの場合、更に、図３（ｃ）に示す実線３３は、メサ部２１のポアソン比が負の場合のそれぞれの補正形状を示す。図３（ａ）〜図３（ｃ）では、各実線３１〜３３の形状が、破線３０の形状に近い程、目標の台形形状に近い、即ち、台形成分の補正誤差が小さいことを意味する。したがって、図３（ｃ）に示すように、ポアソン比が負である実線３３の形状がこの中で一番破線３０の形状に近く、台形成分の補正誤差が小さいことが分かる。
【００２４】
以上のように、本実施形態のモールド３によれば、その少なくとも一部の構造が負の実効ポアソン比を有するので、形状補正機構１１は、メサ部２１に形成されたパターン形状を、目標とする形状に好適に変形させることができる。結果的に、形状補正機構１１は、パターンの倍率成分や平行四辺形成分等に加え、特に台形成分の補正誤差を小さくすることができる。また、このモールド３によれば、メサ部２１がオーセティック構造を有していない場合でも、基部２０のみがオーセティック構造部２２を有することで、その効果を奏することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るモールドについて説明する。図４は、第１実施形態に係るモールド３の変形例である本実施形態のモールドの形状を示す概略図であり、第１実施形態のモールド３を示す図２（ｂ）に対応した斜視図である。まず、図４（ａ）に示すモールド４０は、オーセティック構造部４２を、上記モールド３では、基部２０の裏面全体に形成したのに対して、基部４１の裏面の中心付近、即ち、基部４１の表面側に形成された不図示のメサ部に対応した場所にのみ備える。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、モールド４０の裏面において、例えば、真空圧や静電圧によりモールド４０を保持するために使用する平坦部の面積を広く取ることができる。なお、図４（ａ）では、オーセティック構造部２２の形成領域を円形としているが、例えば、矩形等の多角形でもよい。
【００２６】
更に、図４（ｂ）に示すモールド５０は、図４（ａ）に示すモールド４０と同様に基部５１の裏面の中心付近で、かつ、高さを周辺の平坦部よりも一段下げたオーセティック構造部５２を備える。これにより、上記モールド４０の効果に加え、基部５１の表面側に形成された不図示のメサ部の変形が容易となり、押印動作時に、メサ部に形成されたパターン内に樹脂を効率良く充填することができる。なお、モールド５０のオーセティック構造部５２を、周辺の平坦部よりも一段下がる下位領域の全域に形成するのではなく、下位領域の一部、即ち、表面側に形成されたメサ部に対応した位置に限定して形成しても、同様の効果を奏する。
【００２７】
（物品の製造方法）
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、目標形状に従って変形させた上述の原版を用いて物体（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを転写する工程を含む。更に、該製造方法は、パターンが形成された物体をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子等の他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりにパターンが形成された物体を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００２９】
上記実施形態では、モールドの実効ポアソン比を負にするために、モールドの裏面側にオーセティック構造部を有するが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、モールドを構成する物質を、上記実施形態のように石英ではなく、ポアソン比が石英よりも小さい物質としてもよい。この場合、モールドの裏面側にオーセティック構造部を形成する必要はない。このようなポアソン比を有する物質としては、例えば、クリストバライトがある。
【００３０】
また、上記実施形態では、本発明の原版をインプリント装置に使用するモールドとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、上記実施形態の原版を、所謂スキャナーやステッパー等の露光装置に使用するマスクとして適用することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
３    モールド
２０  基部
２１  メサ部
２２  オーセティック構造部
【図１】
0005637785.tif 000002
【図２】
0005637785.tif 000003
【図３】
0005637785.tif 000004
【図４】
0005637785.tif 000005