(57)【要約】【課題】インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法均一性を向上させる。【解決手段】インプリントパターン６をマスクとして絶縁層３をエッチングし、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を参照することにより、インプリント材４のドロップレシピを変更し、エッチングパターン３´の幅のばらつきが低減するようにインプリントパターン６の残膜厚を補正する。【選択図】図１
2018121004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントパターンの残膜厚と、前記インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて、前記インプリントパターンの残膜厚を補正し、
前記残膜厚が補正されたインプリントパターンをマスクとして用いることで寸法が補正されたエッチングパターンを形成するパターン形成方法。
【請求項２】
前記インプリントパターンの残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度を算出し、
前記算出したドロップ密度に基づいてエッチング材上に前記インプリント材を滴下し、
前記滴下されたインプリント材にテンプレートを押し当てることで前記残膜厚を有するインプリントパターンを前記エッチング材上に形成し、
前記インプリントパターンをマスクとして前記エッチング材をエッチングすることで前記エッチングパターンを形成する請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記インプリントパターンの残膜厚に対する前記エッチングパターンの寸法の変化率を算出し、
前記エッチングパターンの寸法のばらつきが低減するように前記変化率に従って前記インプリントパターンの残膜厚を補正し、
前記補正された残膜厚が得られるようにインプリント材のドロップ密度を算出する請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
ウェハを保持するステージと、
前記ウェハ上にインプリント材を滴下する滴下部と、
前記ウェハ上に滴下された前記インプリント材にテンプレートを押し当てる押当部と、
前記インプリント材の滴下位置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記インプリント材に前記テンプレートを押し当てた後に形成されるインプリントパターンの残膜厚と、前記インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて補正された前記残膜厚に対応した前記インプリント材のドロップ密度に応じて、前記インプリント材の滴下位置を制御するインプリント装置。
【請求項５】
インプリントパターンの残膜厚と、前記インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて、前記インプリントパターンの残膜厚を補正し、
前記インプリントパターンの残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度を算出することをコンピュータに実行させるドロップレシピ調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法、インプリント装置およびドロップレシピ調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化に伴って、フォトリソグラフィよりも低コスト化が容易なインプリントリソグラフィが用いられることがある。インプリントリソグラフィでは、インプリント材を滴下した後、インプリント材にテンプレートを押し当てることで、テンプレートパターンがインプリント材に転写される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５３９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態は、インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法均一性を向上させることが可能なパターン形成方法、インプリント装置およびドロップレシピ調整プログラム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】
【０００５】
本発明の一つの実施形態によれば、インプリントパターンの残膜厚と、前記インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて、前記インプリントパターンの残膜厚を補正し、前記残膜厚が補正されたインプリントパターンをマスクとして用いることで寸法が補正されたエッチングパターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のドロップ密度分布の一例を示す断面図、図１（ｂ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚の一例を示す断面図、図１（ｃ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のドロップ密度分布の一例を示す断面図、図１（ｄ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚の一例を示す断面図である。
【図２】図２（ａ１）から図２（ａ５）は、図１（ｂ）の周辺領域Ｒ２におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図、図２（ｂ１）から図２（ｂ５）は、図１（ｂ）のセル領域Ｒ３におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図である。
【図３】図３（ａ１）から図３（ａ５）は、図１（ｄ）の周辺領域Ｒ２におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図、図３（ｂ１）から図３（ｂ５）は、図１（ｄ）のセル領域Ｒ３におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のドロップ密度分布のその他の例を示す断面図、図４（ｂ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚のその他の例を示す断面図、図４（ｃ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のドロップ密度分布のその他の例を示す断面図、図４（ｄ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚のその他の例を示す断面図である。
【図５】図５（ａ１）から図５（ａ５）は、図４（ｂ）のインプリントパターン６のパターン幅がＡ１の部分におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図、図５（ｂ１）から図５（ｂ５）は、図４（ｂ）のインプリントパターン６のパターン幅がＡ２の部分におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ１）から図６（ａ５）は、図４（ｄ）のインプリントパターン６´のパターン幅がＡ１の部分におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図、図６（ｂ１）から図６（ｂ５）は、図４（ｄ）のインプリントパターン６´のパターン幅がＡ２の部分におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図である。
【図７】図７は、インプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、ドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の関係からレジスト残膜厚を修正する方法を示す図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のレジスト残膜厚の修正に対応したドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係るパターン形成システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更前のドロップ密度分布の一例を示す平面図、図１０（ｂ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更後のドロップ密度分布の一例を示す平面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更前のドロップ密度分布のその他の例を示す平面図、図１１（ｂ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更後のドロップ密度分布のその他の例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第４実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第５実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第６実施形態に係るナノインプリント装置の概略構成を示す側面図である。
【図１６】図１６は、第７実施形態に係るドロップレシピ調整プログラムが実行されるハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第８実施形態に係るパターン形成方法が適用される半導体記憶装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るパターン形成方法およびインプリント装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のドロップ密度分布の一例を示す断面図、図１（ｂ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚の一例を示す断面図、図１（ｃ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のドロップ密度分布の一例を示す断面図、図１（ｄ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚の一例を示す断面図である。
【０００９】
図１（ａ）において、半導体層１上には絶縁層２、３が順次積層されている。なお、半導体層１には、カーフ領域Ｒ１、周辺領域Ｒ２およびセル領域Ｒ３を設けることができる。セル領域Ｒ３には、メモリセルを配置することができる。周辺領域Ｒ２には、メモリセルを動作させるロウデコーダやセンスアンプなどを設けることができる。カーフ領域Ｒ１には、アライメントマークやＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐｅ）などを設けることができる。カーフ領域Ｒ１は、半導体層１をチップ状に切断するスクライブ領域として用いることができる。カーフ領域Ｒ１と周辺領域Ｒ２との間には段差Ｄ１を設けることができる。周辺領域Ｒ２とセル領域Ｒ３との間には段差Ｄ２を設けることができる。半導体層１の材料は、例えば、アモルファスシリコンを用いることができる。絶縁層２の材料は、例えば、ＳＯＣ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ）を用いることができる。絶縁層３の材料は、例えば、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）を用いることができる。
【００１０】
そして、インプリント材４を絶縁層３上に滴下する。インプリント材４の滴下では、インクジェット法によりインプリント材４を絶縁層３上に吐出させるようにしてもよい。この時、インプリント材４はドロップ状に離散的に絶縁層３上に配置することができる。すなわち、インプリント材４のドロップは上下に重ならないように２次元的に配置することができる。また、インプリント材４の各ドロップの径は互いに等しくすることができる。このため、絶縁層３上のインプリント材４のドロップ密度を変化させる場合、絶縁層３上のインプリント材４のドロップ間隔を変化させることができる。
【００１１】
インプリント材４の材料は、例えば、レジスト材を用いることができる。このレジスト材は、例えば、紫外線硬化樹脂を用いることができる。インプリント材４としてレジスト材を用いた場合、絶縁層２、３はハードマスク材として用いることができる。
【００１２】
図１（ｂ）において、テンプレート５には、凹部５Ａが設けられている。凹部５Ａの幅はＡ１に設定することができる。幅Ａ１はナノオーダに設定することができる。テンプレート５の材料は、例えば、石英を用いることができる。
次に、テンプレート５をインプリント材４に押し当てる。そして、テンプレート５をインプリント材４に押し当てたまま、インプリント材４に紫外線を照射することで、インプリント材４を硬化させることができる。そして、インプリント材４が硬化された後、テンプレート５をインプリント材４から離間させることで、絶縁層３上にインプリントパターン６を形成することができる。この時、インプリントパターン６には、凹部５Ａの形状に対応した凸部６Ａを形成することができる。凸部６Ａの幅はＡ１に設定することができる。また、インプリントパターン６には、残膜６Ｂが形成される。この時、残膜６Ｂの残膜厚は、段差Ｄ１、Ｄ２に応じてばらつく。例えば、周辺領域Ｒ２では、残膜６Ｂの残膜厚はａ、セル領域Ｒ３では、残膜６Ｂの残膜厚はｂ（ｂ＜ａ）となる。なお、インプリント材４としてレジストが用いられる場合、この残膜厚はＲＬＴ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）と呼ばれることがある。
【００１３】
図２（ａ１）から図２（ａ５）は、図１（ｂ）の周辺領域Ｒ２におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図、図２（ｂ１）から図２（ｂ５）は、図１（ｂ）のセル領域Ｒ３におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図である。なお、図２（ａ１）は、図１（ｂ）の周辺領域Ｒ２の絶縁層２、３およびインプリントパターン６を切り出し、図２（ｂ１）は、図１（ｂ）のセル領域Ｒ３の絶縁層２、３およびインプリントパターン６を切り出した。
【００１４】
図２（ａ１）および図２（ｂ１）において、周辺領域Ｒ２では、残膜６Ｂの残膜厚はａ、セル領域Ｒ３では、残膜６Ｂの残膜厚はｂとなっている。
【００１５】
次に、図２（ａ１）から図２（ａ４）および図２（ｂ１）から図２（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´を形成する。なお、エッチングパターン３´の形状は、凹凸、ライン＆スペース、ホールまたはピラーなどを挙げることができ、特に限定されない。
この時、図２（ａ１）および図２（ｂ１）に示すように、周辺領域Ｒ２の残膜厚ａはセル領域Ｒ３の残膜厚ｂより厚い。このため、図２（ａ２）および図２（ｂ２）に示すように、セル領域Ｒ３の絶縁層３上の残膜６Ｂが消失した時に、周辺領域Ｒ２の残膜６Ｂは絶縁層３上に残っている。
【００１６】
この結果、セル領域Ｒ３の絶縁層３のエッチングＥ１は、周辺領域Ｒ２の絶縁層３のエッチングＥ１よりも先に開始される。従って、図２（ａ３）および図２（ｂ３）に示すように、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´が貫通する前に、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´が貫通する。
【００１７】
そして、図２（ａ４）および図２（ｂ４）に示すように、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´が貫通した時には、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´のサイドエッチングＥ２が進行する。このため、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´の幅がＡ１であるとすると、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅はＢ１（Ｂ１＜Ａ１）となる。このため、周辺領域Ｒ２とセル領域Ｒ３とでエッチングＥ１を同時に行った場合においても、周辺領域Ｒ２とセル領域Ｒ３とでエッチングパターン３´の幅にばらつきが発生する。
【００１８】
次に、図２（ａ５）および図２（ｂ５）に示すように、エッチングＥ１後にエッチングパターン３´上に残存するインプリントパターン６を除去する。
【００１９】
周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´の幅Ａ１とセル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅Ｂ１との差分が規定範囲内にない場合、図１（ｃ）に示すように、インプリント材４のドロップレシピを変更することができる。ここで、このドロップレシピの変更では、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´の幅Ａ１とセル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅Ｂ１との差分を小さくすることができる。周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´の幅Ａ１とセル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅Ｂ１との差分を小さくするには、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅をＢ１よりも大きくすればよい。セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´の幅をＢ１よりも大きくするには、セル領域Ｒ３の残膜６Ｂの残膜厚をｂよりも大きくすればよい。セル領域Ｒ３の残膜６Ｂの残膜厚をｂよりも大きくするには、セル領域Ｒ３のインプリント材４のドロップ密度を大きくすればよい。セル領域Ｒ３のインプリント材４のドロップ密度を大きくするために、図１（ｃ）では図１（ａ）に比べて、セル領域Ｒ３のインプリント材４のドロップ間隔が小さくなっている。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示すように、テンプレート５をインプリント材４に押し当てる。そして、テンプレート５をインプリント材４に押し当てたまま、インプリント材４に紫外線を照射することで、インプリント材４を硬化させることができる。そして、インプリント材４が硬化された後、テンプレート５をインプリント材４から離間させることで、絶縁層３上にインプリントパターン６´を形成することができる。この時、インプリントパターン６´には、凹部５Ａの形状に対応した凸部６Ａ´を形成することができる。凸部６Ａ´の幅はＡ１に設定することができる。また、インプリントパターン６´には、残膜６Ｂ´が形成される。この時、周辺領域Ｒ２では、残膜６Ｂ´の残膜厚はａ、セル領域Ｒ３では、残膜６Ｂの残膜厚はｂ´（ｂ＜ｂ´）とすることができる。
【００２１】
ここで、ドロップレシピを変更するために、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を参照することができる。この時、インプリントパターン６の凸部６Ａの幅は一定であるという条件を付けることができる。インプリントパターン６の残膜厚は複数の異なる値に設定することができる。そして、この残膜厚の複数の異なる値にそれぞれ対応するエッチングパターン３´の幅を求めることができる。この残膜厚の複数の異なる値と、それらの値にそれぞれ対応するエッチングパターン３´の幅との関係から、インプリントパターン６の残膜厚に対するエッチングパターン３´の幅の変化率を算出することができる。この時、インプリントパターン６の残膜厚に対するエッチングパターン３´の幅の変化率が一定であるとみなして、この変化率を直線で表現してもよい。そして、エッチングパターン３´の幅のばらつきが低減するように、その変化率に従ってインプリントパターン６の残膜厚を補正することができる。インプリントパターン６の残膜厚を補正するには、インプリントパターン６の残膜厚に対応したインプリント材４のドロップ密度を算出する。そして、その算出したドロップ密度に基づいて絶縁層３上にインプリント材４を滴下することができる。
【００２２】
インプリントパターン６の残膜厚およびエッチングパターン３´の幅は実測により求めることができる。インプリントパターン６の残膜厚を実測により求める場合、エリプソメータまたはスキャトロメトリなどを用いることができる。エッチングパターン３´の幅を実測により求める場合、測長ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）などを用いることができる。なお、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係は、シミュレーションで求めるようにしてもよい。
【００２３】
インプリントパターン６の残膜厚の複数の異なる値と、それらの値にそれぞれ対応するエッチングパターン３´の幅との関係を求めるために、インプリントパターン６の残膜厚の異なるエリアごとにエッチングパターン３´の幅を求めることができる。この時、必要に応じて、インプリントパターン６の残膜厚を振った複数のサンプルを用意してもよい。あるいは、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を求めるＴＥＧをカーフ領域Ｒ１に設け、このＴＥＧにおいてインプリントパターン６の残膜厚を振るようにしてもよい。
【００２４】
また、ドロップレシピの変更は、インプリントパターン６の残膜厚の異なるエリアごとに行ってもよいし、エッチングパターン３´の幅が目標値と異なるパターン位置ごとに行ってもよいし、インプリント時のショットごとに行ってもよいし、ウェハ間で行ってもよいし、ロット間で行ってもよい。
【００２５】
図３（ａ１）から図３（ａ５）は、図１（ｄ）の周辺領域Ｒ２におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図、図３（ｂ１）から図３（ｂ５）は、図１（ｄ）のセル領域Ｒ３におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図である。なお、図３（ａ１）は、図１（ｄ）の周辺領域Ｒ２の絶縁層２、３およびインプリントパターン６´を切り出し、図３（ｂ１）は、図１（ｄ）のセル領域Ｒ３の絶縁層２、３およびインプリントパターン６´を切り出した。
【００２６】
図３（ａ１）および図３（ｂ１）において、周辺領域Ｒ２では、残膜６Ｂ´の残膜厚はａ、セル領域Ｒ３では、残膜６Ｂ´の残膜厚はｂ´となっている。
【００２７】
次に、図３（ａ１）から図３（ａ４）および図３（ｂ１）から図３（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６´をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´´を形成する。
この時、図３（ａ１）および図３（ｂ１）に示すように、周辺領域Ｒ２の残膜厚ａはセル領域Ｒ３の残膜厚ｂ´と等しくすることができる。このため、図３（ａ２）および図３（ｂ２）に示すように、セル領域Ｒ３の絶縁層３上の残膜６Ｂ´が残っている時に、周辺領域Ｒ２の残膜６Ｂ´を絶縁層３上に残すことができる。
【００２８】
この結果、セル領域Ｒ３の絶縁層３のエッチングＥ１は、周辺領域Ｒ２の絶縁層３のエッチングＥ１と同時に開始させることができる。従って、図３（ａ３）および図３（ｂ３）に示すように、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´´の深さと、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´´の深さとを等しく維持しつつ、絶縁層３のエッチングＥ１を進めることができる。
【００２９】
そして、図３（ａ４）および図３（ｂ４）に示すように、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´´が貫通した時には、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´´を貫通させることができる。このため、周辺領域Ｒ２のエッチングパターン３´´の幅がＡ１であるとすると、セル領域Ｒ３のエッチングパターン３´´の幅はＡ１とすることができる。このため、周辺領域Ｒ２とセル領域Ｒ３とでエッチングＥ１を同時に行った場合においても、周辺領域Ｒ２とセル領域Ｒ３とでエッチングパターン３´´の幅にばらつきが発生するのを防止することができる。
【００３０】
次に、図３（ａ５）および図３（ｂ５）に示すように、エッチングＥ１後にエッチングパターン３´´上に残存するインプリントパターン６´を除去する。
【００３１】
図４（ａ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のドロップ密度分布のその他の例を示す断面図、図４（ｂ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚のその他の例を示す断面図、図４（ｃ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のドロップ密度分布のその他の例を示す断面図、図４（ｄ）は、第１実施形態に係るドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚のその他の例を示す断面図である。
【００３２】
図４（ａ）において、セル領域Ｒ３の半導体層１には段差がないものとする。そして、インプリント材４をセル領域Ｒ３の絶縁層３上に滴下する。
次に、図４（ｂ）に示すように、テンプレート５をインプリント材４に押し当てる。ここで、テンプレート５の凹部５Ａの幅にはばらつきがあるものとする。例えば、テンプレート５の凹部５Ａの幅の設計値がＡ１に設定されている時に、テンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ１の部分と、Ａ２（Ａ２＜Ａ１）の部分があるものとする。ただし、Ａ２は、テンプレート５の寸法誤差をＡ１から引いた値である。テンプレート５の寸法誤差の原因として、テンプレート５の製造誤差、テンプレート５にかかる応力およびテンプレート５の摩耗などの経時変化を挙げることができる。
【００３３】
そして、テンプレート５をインプリント材４に押し当てたまま、インプリント材４に紫外線を照射することで、インプリント材４を硬化させることができる。そして、インプリント材４が硬化された後、テンプレート５をインプリント材４から離間させることで、絶縁層３上にインプリントパターン６を形成することができる。この時、インプリントパターン６には、凹部５Ａの形状に対応した凸部６Ａを形成することができる。テンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ１の部分では、凸部６Ａの幅はＡ１に設定することができる。テンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ２の部分では、凸部６Ａの幅はＡ２に設定することができる。また、インプリントパターン６には、残膜６Ｂが形成される。セル領域Ｒ３において、残膜６Ｂの残膜厚はｂとすることができる。この時、セル領域Ｒ３の残膜６Ｂの残膜厚ｂにばらつきが発生しないようにすることができる。
【００３４】
図５（ａ１）から図５（ａ５）は、図４（ｂ）のインプリントパターン６のパターン幅がＡ１の部分におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図、図５（ｂ１）から図５（ｂ５）は、図４（ｂ）のインプリントパターン６のパターン幅がＡ２の部分におけるエッチングパターン３´の形成方法を示す断面図である。なお、図５（ａ１）は、図４（ｂ）のセル領域Ｒ３においてテンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ１の部分に対応した絶縁層２、３およびインプリントパターン６を切り出した。図５（ｂ１）は、図４（ｂ）のセル領域Ｒ３においてテンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ２の部分に対応した絶縁層２、３およびインプリントパターン６を切り出した。
【００３５】
図５（ａ１）および図５（ｂ１）において、セル領域Ｒ３では、インプリントパターン６には、凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分がある。
【００３６】
次に、図５（ａ１）から図５（ａ４）および図５（ｂ１）から図５（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´を形成する。
ここで、図５（ａ１）および図５（ｂ１）に示すように、セル領域Ｒ３において凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とで残膜厚ｂは一定であるとする。この時、図５（ａ２）および図５（ｂ２）に示すように、セル領域Ｒ３において凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とで残膜６Ｂが同時に消失する。
【００３７】
この結果、セル領域Ｒ３において凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とで絶縁層３のエッチングＥ１が同時に開始される。従って、図５（ａ３）および図５（ｂ３）に示すように、セル領域Ｒ３において凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とでエッチングパターン３´が同時に貫通される。この時、凸部６Ａの幅がＡ１の部分ではエッチングパターン３´の幅がＡ１、凸部６Ａの幅がＡ２の部分ではエッチングパターン３´の幅がＡ２となる。
【００３８】
次に、図５（ａ４）および図５（ｂ４）に示すように、エッチングパターン３´のオーバーエッチングを行うことにより、エッチングパターン３´のサイドエッチングＥ２が進行する。このため、凸部６Ａの幅がＡ１の部分ではエッチングパターン３´の幅がＢ１（Ｂ１＜Ａ１）、凸部６Ａの幅がＡ２の部分ではエッチングパターン３´の幅がＢ２（Ｂ２＜Ａ２）となる。この時、凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とでサイドエッチングＥ２のエッチング量が等しくなる。このため、Ａ２＜Ａ１の場合、Ｂ２＜Ｂ１となる。この結果、凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とでエッチングＥ１を同時に行った場合、エッチングパターン３´の幅にばらつきが発生する。すなわち、凸部６Ａの幅がＡ１の部分とＡ２の部分とで残膜厚ｂが一定の場合、凸部６Ａの幅のばらつきに起因してエッチングパターン３´の幅にばらつきが発生する。
【００３９】
次に、図５（ａ５）および図５（ｂ５）に示すように、エッチングＥ１後にエッチングパターン３´上に残存するインプリントパターン６を除去する。
【００４０】
エッチングパターン３´の幅Ｂ１と幅Ｂ２との差分が規定範囲内にない場合、図４（ｃ）に示すように、インプリント材４のドロップレシピを変更することができる。ここで、このドロップレシピの変更では、エッチングパターン３´の幅Ｂ１と幅Ｂ２との差分を小さくすることができる。エッチングパターン３´の幅Ｂ１と幅Ｂ２との差分を小さくするには、エッチングパターン３´の幅がＢ２のエリアの残膜６Ｂの残膜厚をｂよりも大きくすればよい。エッチングパターン３´の幅がＢ２のエリアの残膜６Ｂの残膜厚をｂよりも大きくするには、エッチングパターン３´の幅がＢ２のエリアのインプリント材４のドロップ密度を大きくすればよい。エッチングパターン３´の幅がＢ２のエリアのインプリント材４のドロップ密度を大きくするために、図４（ｃ）では図４（ａ）に比べて、エッチングパターン３´の幅がＢ２のエリアのインプリント材４のドロップ間隔が小さくなっている。
【００４１】
ここで、インプリント材４のドロップ密度分布の精度を向上させるために、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を参照することができる。この時、インプリントパターン６の凸部６Ａの幅は一定であるという条件を付けることができる。
【００４２】
次に、図４（ｄ）に示すように、テンプレート５をインプリント材４に押し当てる。そして、テンプレート５をインプリント材４に押し当てたまま、インプリント材４に紫外線を照射することで、インプリント材４を硬化させることができる。そして、インプリント材４が硬化された後、テンプレート５をインプリント材４から離間させることで、絶縁層３上にインプリントパターン６´を形成することができる。この時、インプリントパターン６´には、凹部５Ａの形状に対応した凸部６Ａ´を形成することができる。テンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ１の部分では、凸部６Ａ´の幅はＡ１に設定することができる。テンプレート５の凹部５Ａの幅がＡ２の部分では、凸部６Ａ´の幅はＡ２に設定することができる。また、インプリントパターン６´には、残膜６Ｂ´が形成される。この時、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアでは、残膜６Ｂ´の残膜厚はｂ、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアでは、残膜６Ｂ´の残膜厚はｂ´´（ｂ＜ｂ´´）とすることができる。
【００４３】
図６（ａ１）から図６（ａ５）は、図４（ｄ）のインプリントパターン６´のパターン幅がＡ１の部分におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図、図６（ｂ１）から図６（ｂ５）は、図４（ｄ）のインプリントパターン６´のパターン幅がＡ２の部分におけるエッチングパターン３´´の形成方法を示す断面図である。なお、図６（ａ１）は、図４（ｄ）の凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアの絶縁層２、３およびインプリントパターン６´を切り出した。図６（ｂ１）は、図４（ｄ）の凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのセル領域Ｒ３の絶縁層２、３およびインプリントパターン６´を切り出した。
【００４４】
図６（ａ１）および図６（ｂ１）において、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアでは、残膜６Ｂ´の残膜厚はｂ、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアでは、残膜６Ｂ´の残膜厚はｂ´´となっている。
【００４５】
次に、図６（ａ１）から図６（ａ４）および図６（ｂ１）から図６（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６´をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´´を形成する。
この時、図６（ａ１）および図６（ｂ１）に示すように、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアの残膜厚ｂ´´は、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアの残膜厚ｂより厚い。このため、図６（ａ２）および図６（ｂ２）に示すように、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアの絶縁層３上の残膜６Ｂ´が消失した時に、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアの残膜６Ｂ´は絶縁層３上に残っている。
【００４６】
この結果、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングＥ１は、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアの絶縁層３のエッチングＥ１よりも先に開始される。従って、図６（ａ３）および図６（ｂ３）に示すように、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´が貫通する前に、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングパターン３´´が貫通する。
【００４７】
そして、図６（ａ４）および図６（ｂ４）に示すように、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´が貫通した時には、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ２が進行する。その後、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ２が進行している時に、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´が貫通すると、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ３が進行する。このため、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ３のエッチング量は、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ２のエッチング量より小さくすることができる。このため、凸部６Ａ´の幅がＡ２＜Ａ１である場合においても、凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ３後のエッチングパターン３´´の幅Ｂ１を、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアのエッチングパターン３´´のサイドエッチングＥ２後のエッチングパターン３´´の幅Ｂ１に等しくすることができる。このため、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアと凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアとでエッチングＥ１を同時に行った場合においても、凸部６Ａ´の幅がＡ１のエリアと凸部６Ａ´の幅がＡ２のエリアとでエッチングパターン３´´の幅にばらつきが発生するのを防止することができる。
【００４８】
次に、図６（ａ５）および図６（ｂ５）に示すように、エッチングＥ１後にエッチングパターン３´´上に残存するインプリントパターン６´を除去する。
【００４９】
ここで、エッチングパターン３´の寸法のばらつきに応じてインプリント材４のドロップレシピを変更することにより、エッチングパターン３´´の幅の均一性を向上させることができる。インプリント材４のドロップレシピを変更するために、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を参照することができる。これにより、エッチングパターン３´の寸法のばらつきが、残膜６Ｂの残膜厚のばらつきおよびテンプレート５の寸法のばらつきなどに複合的に依存する場合においても、エッチングパターン３´´の幅の均一性を向上させることができる。
【００５０】
図７は、インプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図である。
図７において、インプリントパターンの残膜厚が異なる値を持つエリアごとにエッチングパターンの幅を測定する。エッチングパターンは、インプリントパターンをマスクとしたエッチングにより形成することができる。インプリントパターンの残膜厚の測定値をＸ座標、エッチングパターンの幅の測定値をＹ座標とした時の点ＰＴの分布を最も良く近似する直線Ｂの傾きを求める。この直線Ｂの傾きは、インプリントパターンの残膜厚に対するエッチングパターンの幅の変化率ΔＣＤ／ΔＲＬＴに対応する。ただし、ΔＣＤはエッチングパターンの幅の変化分、ΔＲＬＴはインプリントパターンの残膜厚の変化分である。直線Ｂは、最小二乗法などで求めることができる。
【００５１】
図８（ａ）は、ドロップレシピ変更前のインプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の関係からレジスト残膜厚を修正する方法を示す図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のレジスト残膜厚の修正に対応したドロップレシピ変更後のインプリントパターンのレジスト残膜厚とエッチングパターン幅との関係を示す図である。
図８（ａ）において、レジスト残膜厚には設定値ＳＬが与えられ、エッチングパターン幅には目標値ＣＴが与えられるものとする。目標値ＣＴは、例えば、１０〜４０ｎｍ程度に設定することができる。そして、レジスト残膜厚のばらつきＤＲに応じてエッチングパターン幅のばらつきＤＣが発生する。この時、これらのレジスト残膜厚およびエッチングパターン幅を測定することで点Ｐ１〜Ｐ６を得ることができる。各点Ｐ１〜Ｐ６のレジスト残膜厚の測定値はＴ１〜Ｔ６で与えることができる。各点Ｐ１〜Ｐ６のエッチングパターン幅の測定値はＤ１、Ｄ２、ＣＴ、Ｄ４、ＣＴ、Ｄ６で与えることができる。そして、点Ｐ１〜Ｐ６の分布を最も良く近似する直線Ｂ０の傾きを求める。
【００５２】
次に、図８（ｂ）に示すように、直線Ｂ０と傾きが等しい補正カーブＢ１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６を求める。補正カーブＢ１は点Ｐ１を通る。補正カーブＢ２は点Ｐ２を通る。補正カーブＢ４は点Ｐ４を通る。補正カーブＢ６は点Ｐ６を通る。なお、点Ｐ３、Ｐ５のエッチングパターン幅の測定値は目標値ＣＴに等しいので、点Ｐ３、Ｐ５のレジスト残膜厚は変更しなくてよい。
【００５３】
次に、図８（ｃ）に示すように、各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６を補正カーブＢ１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６にそれぞれ沿ってエッチングパターン幅が目標値ＣＴに一致する点Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ４´、Ｐ６´に移動する。この時、各点Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ４´、Ｐ６´のレジスト残膜厚がＴ１´、Ｔ２´、Ｔ４´、Ｔ６´に変化したものとすると、各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６のレジスト残膜厚がＴ１´、Ｔ２´、Ｔ４´、Ｔ６´になるようにドロップレシピを変更することができる。これにより、ドロップレシピ変更前にエッチングパターン幅のばらつきＤＣがある場合においても、ドロップレシピ変更後には各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６のエッチングパターン幅を目標値ＣＴに一致させることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係るパターン形成システムの概略構成を示すブロック図である。
図９において、パターン形成システムには、ナノインプリント装置１１、膜厚計測部１２、エッチャー１３、測長ＳＥＭ１４およびドロップレシピ調整部１５が設けられている。膜厚計測部１２は、例えば、エリプソメータまたはスキャトロメトリなどを用いることができる。ナノインプリント装置１１には、ドロップ分布制御部１１Ａが設けられている。ドロップレシピ調整部１５には、データサーバ１６および計算機１７が設けられている。計算機１７には、補正係数算出部１７Ａ、残膜厚補正部１７Ｂおよびドロップ密度分布算出部１７Ｃが設けられている。
【００５５】
ドロップ密度分布制御部１１Ａは、インプリントパターンの残膜厚と、インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて補正された残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度に応じて、インプリント材の滴下位置を制御することができる。補正係数算出部１７Ａは、インプリントパターンの残膜厚に対するエッチングパターンの寸法の変化率を算出することができる。残膜厚補正部１７Ｂは、補正係数算出部１７Ａで算出された変化率に従ってインプリントパターンの残膜厚を補正することができる。この残膜厚を補正することで、エッチングパターンの寸法のばらつきを低減させることができる。ドロップ密度分布算出部１７Ｃは、残膜厚補正部１７Ｂで補正されたインプリントパターンの残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度を算出することができる。
【００５６】
以下、図１（ａ）〜図１（ｄ）、図２（ａ１）〜図２（ａ５）、図２（ｂ１）〜図２（ｂ５）、図３（ａ１）〜図３（ａ５）および図３（ｂ１）〜図３（ｂ５）の状態に対応させつつ、図９のパターン形成システムの動作例を説明する。
図１（ａ）の半導体層１および絶縁層２、３が形成された今回のウェハはナノインプリント装置１１に搬送される。ナノインプリント装置１１において、図１（ａ）に示すように、インプリント材４が絶縁層３上に滴下される。その後、ナノインプリント装置１１において、図１（ｂ）に示すように、テンプレート５がインプリント材４に押し当てられ、インプリント材４に紫外線が照射されることで、絶縁層３上にインプリントパターン６が形成される。
【００５７】
インプリントパターン６が形成された今回のウェハは膜厚計測部１２に搬送される。膜厚計測部１２において、図１（ｂ）のインプリントパターン６の残膜６Ｂの残膜厚が計測される。残膜６Ｂの残膜厚は、残膜厚が異なるエリアごとに計測することができる。膜厚計測部１２にて計測された残膜厚はＲＬＴデータＤＡとしてデータサーバ１６に記憶される。
【００５８】
インプリントパターン６の残膜厚が計測された今回のウェハはエッチャー１３に搬送される。エッチャー１３において、図２（ａ１）〜図２（ａ４）および図２（ｂ１）〜図２（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´が形成される。
【００５９】
エッチングパターン３´が形成された今回のウェハは測長ＳＥＭ１４に搬送される。測長ＳＥＭ１４において、図２（ａ５）および図２（ｂ５）のエッチングパターン３´の幅が計測される。エッチングパターン３´の幅は、残膜６Ｂの残膜厚が異なるエリアごとに計測することができる。測長ＳＥＭ１４にて計測されたエッチングパターン３´の幅はＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）データＤＢとしてデータサーバ１６に記憶される。
【００６０】
データサーバ１６に記憶されたＲＬＴデータＤＡおよびＣＤデータＤＢは計算機１７に送られる。そして、補正係数算出部１７Ａにおいて、ＲＬＴデータＤＡおよびＣＤデータＤＢが参照されることにより、インプリントパターン６の残膜厚に対するエッチングパターン３´の幅の変化率が算出される。この変化率はＣＤ補正係数として用いることができる。次に、残膜厚補正部１７Ｂにおいて、補正係数算出部１７Ａで算出されたＣＤ補正係数に従ってインプリントパターン３´の残膜厚が補正される。この時、エッチングパターン３´の幅が目標値に一致するようにインプリントパターン３´の残膜厚を補正することができる。次に、ドロップ密度分布算出部１７Ｃにおいて、残膜厚補正部１７Ｂで補正されたインプリントパターン３´の残膜厚に対応したインプリント材４のドロップ密度がエリアごとに算出される。
【００６１】
ドロップ密度分布算出部１７Ｃで算出されたエリアごとのドロップ密度はナノインプリント装置１１に送られる。また、図１（ｃ）の半導体層１および絶縁層２、３が形成された次回のウェハはナノインプリント装置１１に搬送される。ナノインプリント装置１１において、図１（ｃ）に示すように、インプリント材４が絶縁層３上に滴下される。この時、ドロップ密度分布制御部１１Ａにおいて、ドロップ密度分布算出部１７Ｃで算出されたエリアごとのドロップ密度に基づいて、インプリント材４の滴下位置が制御される。その後、ナノインプリント装置１１において、図１（ｄ）に示すように、テンプレート５がインプリント材４に押し当てられ、インプリント材４に紫外線が照射されることで、絶縁層３上にインプリントパターン６´が形成される。
【００６２】
インプリントパターン６´が形成された次回のウェハは膜厚計測部１２に搬送される。膜厚計測部１２において、図１（ｄ）のインプリントパターン６´の残膜６Ｂ´の残膜厚が計測される。残膜６Ｂ´の残膜厚は、残膜厚が異なるエリアごとに計測することができる。膜厚計測部１２にて計測された残膜厚はＲＬＴデータＤＡとしてデータサーバ１６に記憶される。
【００６３】
インプリントパターン６´の残膜厚が計測された次回のウェハはエッチャー１３に搬送される。エッチャー１３において、図３（ａ１）〜図３（ａ４）および図３（ｂ１）〜図３（ｂ４）に示すように、インプリントパターン６´をマスクとした絶縁層３のエッチングＥ１により、絶縁層２上にエッチングパターン３´´が形成される。
【００６４】
エッチングパターン３´´が形成された次回のウェハは測長ＳＥＭ１４に搬送される。測長ＳＥＭ１４において、図３（ａ５）および図３（ｂ５）のエッチングパターン３´´の幅が計測される。エッチングパターン３´´の幅は、残膜６Ｂ´の残膜厚が異なるエリアごとに計測することができる。測長ＳＥＭ１４にて計測されたエッチングパターン３´´の幅はＣＤデータＤＢとしてデータサーバ１６に記憶される。そして、ＣＤデータＤＢに基づいてエッチングパターン３´´の幅がスペック内にあるかどうかが判定される。
【００６５】
ここで、インプリント材４のドロップレシピを変更するために、インプリントパターン６の残膜厚とエッチングパターン３´の幅との関係を参照することにより、残膜厚の補正量の目安となる値の精度を向上させることができる。このため、エッチングパターン３の幅のばらつきを解消するためのドロップレシピ変更時の精度を向上させることができ、ドロップレシピを何度も作成し直す必要がなくなる。
【００６６】
図１０（ａ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更前のドロップ密度分布の一例を示す平面図、図１０（ｂ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更後のドロップ密度分布の一例を示す平面図である。
図１０（ａ）において、ショット領域ＳＨには、チップ領域ＲＡおよびカーフ領域ＲＢが設けられている。図１０（ａ）では、１ショット内に１２チップ分設けられている例を示した。ドロップレシピ変更前では、チップ領域ＲＡおよびカーフ領域ＲＢごとにインプリントパターン６の残膜厚が一定に設定されている。図１０（ａ）では、カーフ領域ＲＢの方がチップ領域ＲＡよりも残膜厚が薄い場合を示した。
【００６７】
ドロップレシピ変更後では、図１０（ｂ）に示すように、チップ領域ＲＡ内において残膜厚が変化するとともに、カーフ領域ＲＢ内において残膜厚が変化するように設定されている。この時、チップ領域ＲＡおよびカーフ領域ＲＢの残膜厚には、ショット領域ＳＨにおけるテンプレート５の寸法ばらつきの傾向、ショット領域ＳＨにおけるエッチング量のばらつきの傾向などを反映させることができる。
【００６８】
図１１（ａ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更前のドロップ密度分布のその他の例を示す平面図、図１１（ｂ）は、図９のパターン形成システムで算出可能なドロップレシピ変更後のドロップ密度分布のその他の例を示す平面図である。
図１１（ａ）において、ウェハＷには、ショット領域ＳＨが設けられている。ドロップレシピ変更前では、ウェハＷ全体でショット領域ＳＨ間のインプリントパターン６の残膜厚が一定に設定されている。
【００６９】
ドロップレシピ変更後では、図１１（ｂ）に示すように、ショット領域ＳＨ間で残膜厚が変化するように設定されている。この時、ショット領域ＳＨの残膜厚には、ウェハＷの反りの傾向、ウェハＷにおけるエッチング量のばらつきの傾向、ウェハＷにおけるエッチング材の膜厚のばらつきの傾向などを反映させることができる。
【００７０】
図１２は、第３実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
図１２において、リファレンスＮＩＬ（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）処理を行う（Ｓ１）。リファレンスＮＩＬ処理は、インプリントパターンとして用いられるレジストパターンの残膜厚と、そのレジストパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの幅との関係を得るための予備的なＮＩＬ処理である。この時、必要に応じてＲＬＴを振った複数のサンプルを用意してもよい。この処理は、図９のナノインプリント装置１１を用いることができる。
【００７１】
次に、レジストパターンのＲＬＴ分布を測定する（Ｓ２）。この測定は、図９の膜厚計測部１２を用いることができる。
【００７２】
次に、ＲＬＴ制御係数を算出する（Ｓ３）。ＲＬＴ制御係数は、レジスト材のドロップ密度に対するレジストパターンの残膜厚の変化率ΔＲＬＴ／Δドロップ密度に対応する。ただし、Δドロップ密度はドロップ密度の変化である。この算出は、図９のドロップレシピ調整部１５を用いることができる。
【００７３】
次に、レジストパターンをマスクとしてエッチング材のＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）処理を行う（Ｓ４）。この処理は、図９のエッチャー１３を用いることができる。
【００７４】
次に、エッチングパターンのＣＤ分布を測定する（Ｓ５）。この測定は、図９の測長ＳＥＭ１４を用いることができる。
【００７５】
次に、Ｓ２で測定されたＲＬＴ分布およびＳ５で測定されたＣＤ分布に基づいてＣＤ補正係数（ΔＣＤ／ΔＲＬＴ）を算出する（Ｓ６）。この算出は、図９のドロップレシピ調整部１５を用いることができる。
【００７６】
次に、Ｓ３で算出されたＲＬＴ制御係数およびＳ６で算出されたＣＤ補正係数に基づいてレジスト材のドロップ密度をエリアごとに算出することで、ドロップレシピを補正する（Ｓ７）。この補正は、図９のドロップレシピ調整部１５を用いることができる。
【００７７】
次に、ＮＩＬ処理を行う（Ｓ９）。この時、Ｓ７で補正されたドロップレシピに基づいてレジスト材をエッチング材上に滴下することができる。この処理は、図９のナノインプリント装置１１を用いることができる。
【００７８】
次に、レジストパターンのＲＬＴ分布を測定する（Ｓ１０）。この測定は、図９の膜厚計測部１２を用いることができる。
【００７９】
次に、レジストパターンをマスクとしてエッチング材のＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）処理を行う（Ｓ１１）。この処理は、図９のエッチャー１３を用いることができる。
【００８０】
次に、エッチングパターンのＣＤ分布を測定する（Ｓ１２）。この測定は、図９の測長ＳＥＭ１４を用いることができる。
【００８１】
次に、エッチングパターンの幅がスペック内かどうかを判定する（Ｓ１３）。そして、エッチングパターンの幅がスペック内の場合、ＮＩＬ処理を終了する。
【００８２】
一方、エッチングパターンの幅がスペック外の場合、ＣＤ調整不足に対する追加分のΔＲＬＴを算出し、Ｓ７に進む（Ｓ８）。この算出は、図９のドロップレシピ調整部１５を用いることができる。そして、Ｓ８で算出されたΔＲＬＴが追加されるようにドロップレシピを補正する（Ｓ７）。
【００８３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第４実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）の処理では、図１２の処理にＳ１４の処理が追加されている。それ以外のＳ１〜Ｓ１３の処理は図１２の処理と同様である。
ただし、図１２の処理では、ＲＬＴ制御係数の算出（Ｓ３）、ＣＤ補正係数の算出（Ｓ６）、ドロップレシピの補正（Ｓ７）および追加分のΔＲＬＴの算出（Ｓ８）は、図９の計算機１７が実行する。
【００８４】
これに対して、図１３（ａ）および図１３（ｂ）の処理では、ＲＬＴ制御係数の算出（Ｓ３）およびＣＤ補正係数の算出（Ｓ６）は、図９の計算機１７が実行する。ドロップレシピの補正（Ｓ７）および追加分のΔＲＬＴの算出（Ｓ８）は、図９の計算機１７とは別の計算機が実行する。この別の計算機は、ドロップレシピの補正を行うために、図９の計算機１７が算出したＲＬＴ制御係数およびＣＤ補正係数を読み込む（Ｓ１４）。
【００８５】
ここで、ドロップレシピの補正（Ｓ７）および追加分のΔＲＬＴの算出（Ｓ８）は、図９の計算機１７とは別の計算機が実行することにより、図９の計算機１７の負荷を低減することができる。
【００８６】
図１４は、第５実施形態に係るドロップレシピ調整方法を示すフローチャートである。
図１４の処理が開始される前は、図１２または図１３（ａ）および図１３（ｂ）の処理を行うことができる。図１２または図１３（ａ）および図１３（ｂ）の処理は、エッチングパターンの寸法ばらつきがスペック内に入ってない時にエッチングパターンの寸法ばらつきをスペック内に入れるために用いることができる。エッチングパターンの寸法ばらつきが一旦スペック内に入ったら、テンプレートまたはウェハロットが同一の場合は、エッチングパターンの寸法ばらつきに対して同一のドロップレシピを使用することができる。
【００８７】
一方、テンプレートの交換またはウェハロットの変更があった場合、若干ではあるが、エッチングパターンの寸法ばらつきに変動がある場合がある。このような場合、図１４の処理を実行することができる。
図１４において、今回のＮＩＬ後のインプリントパターンの寸法またはエッチング後のエッチングパターンの寸法を測定し、インプリントパターンの寸法またはエッチングパターンの寸法をＣＤデータとして読み込む（Ｓ２１）。
【００８８】
次に、今回のＣＤデータと以前に処理したＣＤデータとの差分を算出する（Ｓ２２）。このＣＤデータは、インプリントパターンの寸法およびエッチングパターンの寸法のどちらを用いてもよい。その後は、図１３（ｂ）の処理と同様の処理を行うことができる（Ｓ１４、Ｓ７〜Ｓ１３）。ただし、図１４のドロップレシピ補正（Ｓ７）では、Ｓ２２で算出した差分をなくすためのＲＬＴ補正分をＣＤ補正係数を用いて算出し、そのＲＬＴ補正分に対応したドロップ密度補正分をＲＬＴ制御係数を用いて算出することができる。
【００８９】
これにより、テンプレートの交換またはウェハロットの変更があった場合には、ドロップレシピを補正するために、その都度ＣＤ補正係数およびＲＬＴ制御係数を算出する必要がなくなり、工数を削減することができる。
【００９０】
図１５は、第６実施形態に係るナノインプリント装置の概略構成を示す側面図である。
図１５において、ナノインプリント装置には、装置全体を支持する基台２１、ウェハＷを載せるステージ２２、ステージ２２を水平方向に駆動する水平駆動部２３、テンプレート５を垂直方向に駆動する垂直駆動部２４、垂直駆動部２４下でテンプレート５を支持する支持部２５、ウェハＷにインプリント材を滴下する滴下部２６、紫外光をウェハＷ上に照射する照射部２７、垂直駆動部２４および滴下部２６をウェハＷ上で支持する支持部２８、照射部２７をテンプレート５上で支持する支持部２９、支持部２８をウェハＷ上で支持する支持部３０が設けられている。
【００９１】
また、ナノインプリント装置には、ナノインプリント動作を制御する制御部３１およびナノインプリント装置の操作画面や操作状況などを表示する表示部３２が設けられている。制御部３１には、ドロップ密度分布制御部３１Ａが設けられている。ドロップ密度分布制御部３１Ａは、インプリントパターンの残膜厚と、インプリントパターンをマスクとして形成されたエッチングパターンの寸法との関係に基づいて補正された残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度に応じて、インプリント材の滴下位置を制御することができる。
【００９２】
そして、ウェハＷがステージ２２上に搬送されると、ステージ２２が水平方向に駆動され、ウェハＷのショット領域が滴下部２６下に移動される。そして、インクジェット法などを用いることにより、滴下部２６からインプリント材がウェハＷ上に滴下される。この時、ドロップ密度分布制御部３１Ａにおいて、ドロップレシピで指定されるエリアごとのドロップ密度に基づいて、ドロップの滴下時のステージ２２の位置が制御されることで、インプリント材の滴下位置が制御される。１ショット分のインプリント材が滴下されると、テンプレート５が下降されることでインプリント材に押し当てられる。その状態でテンプレート５を介して照射部２７からインプリント材に紫外線が照射されることでインプリント材が硬化され、テンプレート５の凹凸パターンがインプリント材に転写されたインプリントパターンが形成される。
【００９３】
ここで、ドロップ密度分布制御部３１Ａにてインプリント材の滴下位置を制御することにより、インプリントパターンをマスクとしてエッチングにより形成されるエッチングパターンの寸法均一性を向上させることができる。
【００９４】
図１６は、第７実施形態に係るドロップレシピ調整プログラムが実行されるハードウェア構成を示すブロック図である。
図１６における図９のハードウェア構成は図９に示す計算機１７に対応する。この計算機１７には、ＣＰＵなどを含むプロセッサ４１、固定的なデータを記憶するＲＯＭ４２、プロセッサ４１に対してワークエリアなどを提供するＲＡＭ４３、人間とコンピュータとの間の仲介を行うヒューマンインターフェース４４、外部との通信手段を提供する通信インターフェース４５、プロセッサ４１を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する外部記憶装置４６を設けることができ、プロセッサ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ヒューマンインターフェース４４、通信インターフェース４５および外部記憶装置４６は、バス４７を介して接続されている。
【００９５】
なお、外部記憶装置４６としては、例えば、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、ＳＳＤなどの不揮発性半導体記憶装置、ＵＳＢメモリやメモリカードなどの可搬性半導体記憶装置などを用いることができる。また、ヒューマンインターフェース４４としては、例えば、入力インターフェースとしてキーボードやマウスやタッチパネル、出力インターフェースとしてディスプレイやプリンタなどを用いることができる。また、通信インターフェース４５としては、例えば、インターネットやＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮカードやモデムやルータなどを用いることができる。ここで、外部記憶装置４６には、ドロップレシピ調整プログラム４６ａがインストールされている。ドロップレシピ調整プログラム４６ａは、図９の補正係数算出部１７Ａ、残膜厚補正部１７Ｂおよびドロップ密度分布算出部１７Ｃの機能を実現することができる。
【００９６】
そして、ドロップレシピ調整プログラム４６ａがプロセッサ４１にて実行されると、図９のＲＬＴデータＤＡおよびＣＤデータＤＢが参照されることにより、インプリントパターンの残膜厚に対するエッチングパターンの幅の変化率が算出される。この変化率はＣＤ補正係数として用いることができる。次に、ＣＤ補正係数に従って補正されたインプリントパターンの残膜厚に対応したインプリント材のドロップ密度がエリアごとに算出される。
【００９７】
なお、プロセッサ４１に実行させるドロップレシピ調整プログラム４６ａは、外部記憶装置４６に格納しておき、プログラムの実行時にＲＡＭ４３に読み込むようにしてもよいし、ドロップレシピ調整プログラム４６ａをＲＯＭ４２に予め格納しておくようにしてもよいし、通信インターフェース４５を介してドロップレシピ調整プログラム４６ａを取得するようにしてもよい。また、ドロップレシピ調整プログラム４６ａは、スタンドアロンコンピュータに実行させてもよいし、クラウドコンピュータに実行させてもよい。
【００９８】
なお、上述した実施形態では、エッチングパターンの寸法としてエッチングパターンの幅を例にとったが、エッチングパターンの寸法はエッチングパターンの幅に限定されることなく、エッチングパターンの間隔、ホール径またはピラー径などであってもよい。
【００９９】
図１７は、第８実施形態に係るパターン形成方法が適用される半導体記憶装置の一例を示す断面図である。なお、図１７では、メモリセルが３次元的に配置されたＮＡＮＤフラッシュメモリを例にとる。
図１７において、半導体記憶装置には、積層体ＴＡが設けられている。積層体ＴＡは、絶縁層５１と導電層５２が高さ方向ｚに交互に積層されている。絶縁層５１および導電層５２の膜厚は、例えば、数十ｎｍに設定することができる。絶縁層５１および導電層５２の層数は、例えば、数十〜数百程度に設定することができる。なお、例えば、導電層５２のうち上から３層分はセレクトゲート線ＳＧ、セレクトゲート線ＳＧ下の導電層５２はワード線ＷＬとして用いることができる。
【０１００】
積層体ＴＡ上には絶縁層５３〜５６が順次積層されている。積層体ＴＡおよび絶縁層５３〜５４には、メモリホールＭＨが高さ方向ｚに設けられ、積層体ＴＡおよび絶縁層５３〜５５には、スリットＳＬが高さ方向ｚに設けられている。メモリホールＭＨの径は、例えば、数十ｎｍに設定することができる。
【０１０１】
メモリホールＭＨの内周にはメモリ膜６２が設けられ、メモリ膜６２の内側には半導体６１が設けられている。メモリ膜６２は、例えば、ブロック絶縁膜、チャージトラップ膜およびトンネル酸化膜を含む多層構造とすることができる。ここで、１層分の導電層５２および１つのメモリホールＭＨ内のメモリ膜６２および半導体６１で１つのメモリセルＭＣを構成することができる。スリットＳＬには絶縁体７１が埋め込まれている。
【０１０２】
メモリホールＭＨ間において、積層体ＴＡの上部および絶縁層５３〜５５には、絶縁体５７が埋め込まれている。この絶縁体５７にてセレクトゲート線ＳＧがロウ方向ｙに切断されている。絶縁層５６および埋め込み層７２上には、絶縁膜８１、８２、８４が順次積層されている。
【０１０３】
絶縁層５５、５６および絶縁膜８１、８２には、導電体６６が埋め込まれている。導電体６６の先端は、半導体６１に接触している。絶縁膜８２には、配線８３が埋め込まれている。絶縁膜８４には、導電体６７、８９が埋め込まれている。導電体６７は、導電体６６に接続されている。導電体８９は、配線８３に接続されている。
【０１０４】
絶縁膜８４上には、ビット線８５が設けられている。ビット線８５はカラム方向ｘに切断されている。ビット線８５は、導電体６７に接続されている。ビット線８５間には、絶縁層９２が設けられている。ビット線８５の幅および間隔は、例えば、１０〜４０ｎｍの範囲内に設定することができる。
【０１０５】
ビット線８５および絶縁層９２上には、エッチストッパ膜８６が設けられている。エッチストッパ膜８６上には、絶縁層８７が設けられている。エッチストッパ膜８６および絶縁層８７には、導電体９０が埋め込まれている。導電体９０は、ビット線８５に接続されている。絶縁層８７上には、配線８８およびビア９１が設けられている。配線８８は、導電体９０に接続されている。
【０１０６】
ここで、上述したＮＩＬ処理は導電体６７が埋め込まれるホールの形成およびビット線８５の形成などに用いることができる。これにより、フォトリソグラフィを用いる方法に比べてコストダウンを図りつつ、導電体６７が埋め込まれるホールの径のばらつきやビット線８５の線幅のばらつきを低減することができる。
【０１０７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  半導体層、２、３  絶縁層、４  インプリント材、５  テンプレート、６、６´  インプリントパターン
【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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【図１６】
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【図１７】
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