(57)【要約】      （修正有）【課題】テンプレートの凹凸パターンの位置ずれを考慮したパターン形成を行うことができるパターン形成装置、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】パターン形成装置２００は、主面に対して平行な照射面内で強度分布を持つ光を照射可能な光照射部２１０であって、前記光を前記照射面内の複数の領域に分割する分割部と、前記複数の領域ごとに前記光の強度を調整する調整部と、を含む光照射部２１０と、凹凸パターンの基準に対するずれの量及び方向と、前記強度分布の時間に対する変化と、の関係に関するデータＤを入力する入力部２３０と、データＤによって光照射部２１０を制御して一定の時間で前記光の総照射量が前記照射面内で均一になるように前記強度分布を時間に応じて変化させる制御部２２０と、を備える。【選択図】図１
2015173271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の主面上に凹凸パターンが設けられたテンプレートを用い、前記テンプレートを被転
写物に押印した状態で前記被転写物に光を照射し、前記被転写物を硬化させて前記凹凸パ
ターンの形状を前記被転写物に転写するパターン形成装置であって、
前記主面に対して平行な照射面内で強度分布を持つ前記光を照射可能な光照射部であって
、前記光を前記照射面内の複数の領域に分割する分割部と、前記複数の領域ごとに前記光
の強度を調整する調整部と、を含む光照射部と、
前記凹凸パターンの基準に対するずれの量及び方向と、前記強度分布の時間に対する変化
と、の関係に関するデータを入力する入力部と、
前記データによって前記光照射部を制御して一定の時間で前記光の総照射量が前記照射面
内で均一になるように前記強度分布を時間に応じて変化させる制御部と、
を備えたパターン形成装置。
【請求項２】
基材の主面上に凹凸パターンが設けられたテンプレートを用い、前記テンプレートを被転
写物に押印した状態で前記被転写物に光を照射し、前記被転写物を硬化させて前記凹凸パ
ターンの形状を前記被転写物に転写するパターン形成装置であって、
前記主面に対して平行な照射面内で強度分布を持つ前記光を照射可能な光照射部と、
前記凹凸パターンの基準に対するずれの量及び方向と、前記強度分布の時間に対する変化
と、の関係に関するデータを入力する入力部と、
前記データによって前記光照射部を制御して前記強度分布を時間に応じて変化させる制御
部と、
を備えたパターン形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、一定の時間で前記光の総照射量が前記照射面内で均一になるように前記強
度分布を変化させる請求項２に記載のパターン形成装置。
【請求項４】
前記光照射部は、
前記光を前記照射面内の前記複数の領域に分割する分割部と、
前記複数の領域ごとに前記光の強度を調整する調整部と、
を含む請求項２又は３に記載のパターン形成装置。
【請求項５】
前記光照射部は、
前記照射面内において前記光の照射位置を順次移動する走査部と、
前記走査部で移動する前記照射位置と前記強度分布とを調整し、前記光の強度を調整する
調整部と、
を含む請求項２〜４のいずれか１つに記載のパターン形成装置。
【請求項６】
基材の主面上に凹凸パターンが設けられたテンプレートを用い、前記テンプレートを被転
写物に押印する工程と、
前記テンプレートを前記被転写物に押印した状態で前記被転写物に光を照射し、前記被転
写物を硬化させる工程と、
前記テンプレートを前記被転写物から離型する工程と、
を備え、
前記被転写物を硬化させる工程は、前記主面に対して平行な照射面内で強度分布を持つ前
記光を前記被転写物に照射すること、前記凹凸パターンの基準に対するずれの量及び方向
と、前記強度分布の時間に対する変化と、の関係に関するデータを入力し、前記データに
よって前記被転写物に照射する前記光の強度を制御し、及び前記光の強度分布を時間に応
じて変化させることを含むパターン形成方法。
【請求項７】
前記被転写物を硬化させる工程は、一定の時間で前記光の総照射量が前記照射面内で均一
になるように前記強度分布を変化させることを含む請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記被転写物を硬化させる工程は、前記光を前記照射面内の複数の領域に分割し、前記複
数の領域ごとに前記光の強度を調整することを含む請求項７又は８に記載のパターン形成
方法。
【請求項９】
半導体層の上に、請求項６〜８のいずれか１つに記載のパターン形成方法によってパター
ンを形成する工程を備えた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、パターン形成装置、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターンの形成方法においては、形成するパターンの凹凸形状が設けられた原版（テン
プレート）を用いたインプリントが注目されている。インプリントでは、基板上に例えば
光硬化性の有機材料を塗布し、この有機材料の層にテンプレートを接触させて光照射によ
って硬化させる。これにより、有機材料の層にテンプレートの凹凸形状が転写されたパタ
ーンが形成される。
テンプレートを用いたパターンの形成方法では、テンプレートの凹凸パターンの位置ず
れを考慮したパターン形成が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４５０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、テンプレートの凹凸パターンの位置ずれを考慮したパターン形成
を行うことができるパターン形成装置、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法を提
供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るパターン形成装置は、主面に対して平行な照射面内で強度分布を持つ光
を照射可能な光照射部であって、前記光を前記照射面内の複数の領域に分割する分割部と
、前記複数の領域ごとに前記光の強度を調整する調整部と、を含む光照射部と、凹凸パタ
ーンの基準に対するずれの量及び方向と、前記強度分布の時間に対する変化と、の関係に
関するデータを入力する入力部と、前記データによって前記光照射部を制御して一定の時
間で前記光の総照射量が前記照射面内で均一になるように前記強度分布を時間に応じて変
化させる制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るパターン形成装置を例示する模式図である。
【図２】光照射部の構成を例示する模式図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、照射面の領域分割について例示する模式図である。
【図４】光の強度分布の時間による変化を例示する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、照射領域の光の強度分布の変化を例示する模式図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、照射領域内でのパターンの位置ずれについて例示する模式的平面図である。
【図７】光の強度とパターンの硬化時の応力との関係を例示する図である。
【図８】光照射部の他の構成例を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、パターン形成方法の具体例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の
大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場
合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同
一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成装置を例示する模式図である。
図１に表したように、第１の実施形態に係るパターン形成装置２００は、凹凸パターン
２１が設けられたテンプレート１１０を用いて被転写物７０にパターンを形成する装置で
ある。すなわち、パターン形成装置２００は、テンプレート１１０の凹凸パターン２１を
被転写物７０に押印した状態で、被転写物７０に光Ｃを照射し、被転写物７０を硬化させ
て凹凸パターン２１の形状を被転写物７０に転写する。
【０００９】
ここで、テンプレート１１０は、基材１０と、基材１０の主面１０ａ上に設けられた凹
凸パターン２１と、を有する。テンプレート１１０は、例えば原版になるマスターを用い
て形成される。基材１０には、例えば石英が用いられる。凹凸パターン２１には、例えば
光硬化性有機材料が用いられる。マスターからテンプレート１１０を形成する場合には、
基材１０の上に光硬化性有機材料を塗布し、マスターの凹凸パターンを光硬化性有機材料
に転写する。光硬化性有機材料が硬化することで凹凸パターン２１が形成される。
【００１０】
パターン形成装置２００は、光照射部２１０と、制御部２２０と、を備える。
光照射部２１０は、テンプレート１１０の基材１０の主面１０ａと平行な照射面Ｒ内で
強度分布を持つ光Ｃを照射する。ここで、照射面Ｒとは、被転写物７０の光Ｃが照射され
る領域のうち主面１０ａと平行な面のことをいう。また、光の強度とは、光のエネルギー
密度のことをいう。光照射部２１０は、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布を変更できる機構
を備える。
制御部２２０は、光照射部２１０を制御して、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布を時間に
応じて変化させる。
【００１１】
本実施形態に係るパターン形成装置２００では、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布を時間
に応じて変化させることにより、被転写物７０の光Ｃによる硬化で発生する歪みを制御す
る。すなわち、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布を時間に応じて変化させると、被転写物７
０の光Ｃによる硬化で発生する収縮歪みの照射面Ｒ内でのバランスが調整される。これに
より、被転写物７０が硬化することで形成されるパターンの照射面Ｒ内での位置が調整さ
れる。したがって、テンプレート１１０の凹凸パターン２１に、基準に対する位置ずれが
あった場合でも、被転写物７０に形成されるパターンにその位置ずれが反映されることを
抑制する。
【００１２】
パターン形成装置２００には、入力部２３０が設けられていてもよい。入力部２３０は
、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布の時間に応じた変化を示すデータＤを入力する部分であ
る。入力部２３０には、キーボードやポインティングデバイスなどの各種の入力デバイス
のほか、不揮発性メモリの入力インタフェース、ネットワークとのインタフェースを含む
。すなわち、データＤは、入力デバイスによって入力されたり、不揮発性メモリから入力
されたり、ネットワークを介して外部の装置（コンピュータ、データベース等）から入力
される。
【００１３】
ここで、データＤは、テンプレート１１０の凹凸パターン２１の基準に対するずれ量及
び方向と、照射面Ｒ内での光Ｃの強度分布の時間に対する変化と、の関係を表すものを含
む。凹凸パターン２１の基準には、凹凸パターン２１の設計値や下地パターンの位置など
が含まれる。
【００１４】
パターン形成装置２００は、テンプレート１１０を保持する保持部２４０と、基板６０
を載置するステージ２５０と、を備える。保持部２４０は、テンプレート１１０の基材１
０の凹凸パターン２１とは反対側を例えば吸着保持する。
ステージ２５０は、基板６０を決められた位置に固定する。基板６０の上には被転写物
７０が設けられる。
【００１５】
制御部２２０は、保持部２４０と、ステージ２５０と、の間隔を制御する。すなわち、
保持部２４０及びステージ２５０の少なくとも一方には移動機構（図示せず）が設けられ
ている。制御部２２０はこの移動機構を制御して、保持部２４０と、ステージ２５０と、
の間隔を制御する。これにより、テンプレート１１０の凹凸パターン２１の被転写物７０
への接触、及びテンプレート１１０の被転写物７０からの離型が行われる。
【００１６】
図２は、光照射部の構成を例示する模式図である。
図２には、パターン形成装置２００の構成のうち、光照射部２１０、保持部２４及びス
テージ２５０の部分が表されている。
【００１７】
光照射部２１０は、分割部２１１と、調整部２１５と、を含む。
分割部２１１は、主面１０ａと平行な照射面Ｒ内において、光Ｃの照射領域を複数の領
域に分割する。分割部２１１には、例えば複数の光ファイバが用いられる。この場合、分
割部２１１は、光源２１７から放出された光を、複数の光ファイバによって分岐して、照
射面Ｒ内の複数の領域のそれぞれに照射する。光源２１７には、例えば高圧水銀ランプが
用いられる。光源２１７から放出される光は、例えば波長３１０ナノメートル（ｎｍ）程
度の紫外線光である。
【００１８】
分割部２１１には、複数の反射鏡を用いてもよい。この場合、光源２１７から放出され
た光は、複数の反射鏡によって照射面Ｒ内の複数の領域のそれぞれに照射される。
【００１９】
調整部２１５は、分割部２１１で分割された複数の領域ごとの光Ｃの強度を、強度分布
に応じて調整する。調整部２１５には、例えば液晶素子が用いられる。分割部２１１とし
て光ファイバが用いられる場合、複数の光ファイバのそれぞれに液晶素子を設けておく。
調整部２１５は、各液晶素子の光の透過率を調整する。これにより、各光ファイバから照
射面Ｒ内の複数の領域ごとに照射される光Ｃの強度が調整される。調整部２１５は、制御
部２２０からの指示に従い、強度分布に応じて照射面Ｒ内の複数の領域ごとの光Ｃの強度
を調整する。
【００２０】
分割部２１１及び調整部２１５の具体的な構成は、上記以外であってもよい。例えば、
分割部２１１として、複数の領域ごとに独立した複数の光源２１７を用いてもよい。この
場合、調整部２１５は、独立した複数の光源２１７の光量をそれぞれ調整することによっ
て、照射面Ｒ内の複数の領域ごとに照射される光Ｃの強度が調整される。
【００２１】
図３（ａ）及び（ｂ）は、照射面の領域分割について例示する模式図である。
図３（ａ）は、照射面Ｒを例示する模式的平面図、図３（ｂ）は、照射面Ｒ内における
光Ｃの強度分布について例示する模式的平面図である。
【００２２】
図３（ａ）に表したように、照射面Ｒに照射される光Ｃは、分割部２１１によって複数
の領域ｒ１、ｒ２、…、ｒｎ−１、ｒｎに分割される。図３（ａ）に表した例では、照射
面Ｒの面内を縦横それぞれ複数の領域に分割しているが、例えば縦横いずれかの方向に分
割してもよい。
図２に表した調整部２１５は、図３（ａ）に表した複数の領域ｒ１、ｒ２、…、ｒｎ−
１、ｒｎのそれぞれについて光Ｃの照射の強度を調整する。
【００２３】
このように、光照射部２１０によって照射面Ｒの複数の領域ｒ１、ｒ２、…、ｒｎ−１
、ｒｎについて光Ｃの強度を調整すると、例えば図３（ｂ）に表したように、照射面Ｒ内
で光Ｃの強度分布を設定することができる。図３（ｂ）では、ドットの濃い部分ほど光Ｃ
の強度が高いことを表している。
【００２４】
図３（ｂ）に表した強度分布の例では、例えば、照射面Ｒを左側の領域ＲＬと、右側の
領域ＲＲと、に区分けした場合、左側の領域ＲＬの部分である領域Ａ１の光Ｃの強度が高
く、右側の領域ＲＲの部分である領域Ｂ１の光Ｃの強度が低くなっている。また、この領
域Ａ１を中心とした周辺の領域Ａ２、領域Ａ３の順に光Ｃの強度が低くなり、領域Ｂ１を
中心とした周辺の領域Ｂ２、領域Ｂ３の順に光Ｃの強度が高くなっている。
【００２５】
光照射部２１０は、照射面Ｒの面内における光Ｃの強度を複数の領域ｒ１、ｒ２、…、
ｒｎ−１、ｒｎごとに調整し、例えば図３（ｂ）に表したような強度分布を持たせる。ま
た、光照射部２１０は、制御部２２０からの指示に応じてこの強度分布を時間に応じて変
化させる。
【００２６】
図４は、光の強度分布の時間による変化を例示する図である。
図４の横軸は時間を示し、縦軸は光強度を示している。図４では、図３（ｂ）に表した
領域Ａ１及び領域Ｂ１における光強度の変化を表している。
図４に表した例では、領域Ａ１の光強度は、光Ｃの照射開始の時刻ｔｓから時刻ｔ１に
かけて急激に増加し、時刻ｔ１から時刻ｔ２、ｔ３にかけて徐々に弱くなる。一方、領域
Ｂ１の光強度は、光Ｃの照射開始の時刻ｔｓから時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３にかけて徐々に
増加し、時刻ｔ３から照射終了の時刻ｔｅにかけて急激に減少する。
【００２７】
図４では、領域Ａ１及び領域Ｂ１の光強度の変化を表しているが、照射面Ｒの他の領域
についても、それぞれの領域について光強度を時間に応じて変化させる。
【００２８】
光Ｃの強度分布を時間に応じて変化させると、被転写物７０が硬化する際に生じる収縮
の量が変化する。例えば、領域Ａ１の光強度のように、照射開始の時刻ｔｓから短時間で
光強度を増加させると、被転写物７０が軟らかい状態から急激に硬化する。このため、被
転写物７０の硬化に伴う収縮量は大きくなる。一方、領域Ｂ１の光強度のように、照射開
始の時刻ｔｓからゆっくりと光強度を増加させると、被転写物７０が軟らかい状態から徐
々に硬化する。このため、被転写物７０の硬化に伴う収縮量は小さくなる。
【００２９】
このように、照射面Ｒ内で光Ｃの強度分布を持たせ、この強度分布を時間に応じて変化
させることにより、被転写物７０の照射面Ｒでの収縮量が調整される。これにより、被転
写物７０に転写されるパターンの硬化後の位置の調整が行われる。
【００３０】
図５（ａ）〜（ｃ）は、照射面の光の強度分布の変化を例示する模式図である。
図５（ａ）には、図４に示す時刻ｔ１での強度分布、図５（ｂ）には、図４に示す時刻
ｔ２での強度分布、図５（ｃ）には、図４に示す時刻ｔ３での強度分布の例が表されてい
る。
【００３１】
時刻ｔ１では、図５（ａ）に表したように、照射面Ｒの左側の領域ＲＬにおいては、領
域Ａ１の光Ｃの強度が高く、その周辺の領域Ａ２及びＡ３にかけて光Ｃの強度が低くなっ
ている。また、照射面Ｒの右側の領域ＲＲにおいては、領域Ｂ１の光Ｃの強度が低く、そ
の周辺の領域Ｂ２及びＢ３にかけて光Ｃの強度が高くなっている。
【００３２】
時刻ｔ１から時刻ｔ２になると、図５（ｂ）に表したように、照射面Ｒの左側の領域Ｒ
Ｌにおいて領域Ａ１及び領域Ａ２の光Ｃの強度が低くなり、照射面Ｒの右側の領域ＲＲに
おいて領域Ｂ１及び領域Ｂ２の光Ｃの強度が高くなる。これにより、照射面Ｒの左側の領
域ＲＬの光Ｃの強度分布は、照射面Ｒの右側の領域ＲＲの光Ｃの強度分布とほぼ等しくな
る。
【００３３】
さらに時刻ｔ２から時刻ｔ３になると、図５（ｃ）に表したように、照射面Ｒの左側の
領域ＲＬにおいては、領域Ａ１の光Ｃの強度が低く、その周辺の領域Ａ２及びＡ３にかけ
て光Ｃの強度が高くなっている。また、照射面Ｒの右側の領域ＲＲにおいては、領域Ｂ１
の光Ｃの強度が高く、その周辺の領域Ｂ２及びＢ３にかけて光Ｃの強度が低くなっている
。
【００３４】
すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）に表したように、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３にかけて、照
射面Ｒの左側の領域ＲＬと、右側の領域ＲＲと、における光Ｃの強度分布が互いに逆にな
る。このような強度分布の時間による変化によって、照射面Ｒの面内での光Ｃの総照射量
はほぼ等しくなる。すなわち、それぞれの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３ご
とに光Ｃの強度を時間によって変化させても、照射面Ｒにおける光Ｃの総照射量は均一に
なる。被転写物７０にパターンを転写する場合、光Ｃの照射量はパターンの寸法に影響す
る。したがって、照射面Ｒにおける光Ｃの総照射量を均一にすると、被転写物７０に転写
したパターンの硬化後の寸法が設計値通りになる。
【００３５】
図６（ａ）及び（ｂ）は、照射領域内でのパターンの位置ずれについて例示する模式的
平面図である。
図６（ａ）は、一様な強度で光を照射してパターンを形成した場合の位置ずれを表し、
図６（ｂ）は、強度分布を変化させてパターンを形成した場合の位置ずれを表している。
いずれの図においても、矢印の長さがパターンの位置ずれの量を表し、矢印の向きがパタ
ーンの位置ずれの方向を表している。パターンの位置ずれは、例えば下地パターンを基準
にした位置ずれである。
【００３６】
図６（ａ）に表したように、照射面Ｒに一様な強度で光を照射し、被転写物７０を硬化
させた場合、テンプレート１１０の凹凸パターン２１の位置ずれを十分に修正しきれない
。テンプレート１１０の凹凸パターン２１に位置ずれがある場合、例えばテンプレート１
１０を保持部２４０に保持する際に回転したり、基材１０の端部を押圧することで倍率の
補正（縮小）や直交度の補正が行われる。このような補正を行っても、凹凸パターン２１
の位置ずれについては十分に補正しきれず、転写によって形成されるパターンの位置ずれ
につながる。
【００３７】
例えば、図６（ａ）に表した例では、照射面Ｒの左側の領域ＲＬにおいて、中央部から
周辺部に向けてパターンの位置ずれが発生している。また、照射面Ｒの右側の領域ＲＲに
おいて、周辺部から中央部に向けてパターンの位置ずれが発生している。
【００３８】
図６（ｂ）に表したように、照射面Ｒに光Ｃの強度分布を持たせ、この強度分布を時間
に応じて変化させた場合、テンプレート１１０の凹凸パターン２１の位置ずれが十分に修
正される。この場合、凹凸パターン２１によって形成されるパターンの形成領域の全体的
な補正ではなく、細かい領域で形成されるパターンの位置ずれが補正される。
【００３９】
図６（ｂ）に表した例では、照射面Ｒの光Ｃの強度分布を、図５（ａ）〜（ｃ）に例示
したように時間に応じて変化させて被転写物７０にパターンを形成している。このような
光Ｃの強度分布の変化によって、照射面Ｒの左側の領域ＲＬでは、パターンの位置が周辺
部から中央部に向けて移動し、照射面Ｒの右側の領域ＲＲでは、パターンの位置が中央部
から周辺部に向けて移動することになる。このため、図６（ａ）に表した位置ずれを相殺
する方向にパターンの形成位置が移動して、図６（ｂ）に表したように、パターンの位置
ずれを十分に修正できることになる。すなわち、基材１０の端部を押圧することで行われ
る補正では修正しきれないパターンの位置ずれが補正される。
【００４０】
図７は、光の強度とパターンの硬化時の応力との関係を例示する図である。
図７の横軸は被転写物７０に照射される光Ｃの強度、縦軸はパターンの硬化時の応力を
表している。また、図７では、光Ｃの強度の変化率（単位時間当たりの強度の増加量）を
パラメータとして、光Ｃの強度とパターンの硬化時の応力との関係を表している。ここで
、光Ｃの強度の変化率は、ＣＲ１からＣＲ４の順に高くなっている。
【００４１】
図７に表したように、光Ｃの強度の変化率が高いほどパターンの硬化時の応力が大きく
なる。本実施形態に係るパターン形成装置２００は、図７に表した関係を利用して、照射
面Ｒにおける光Ｃの強度分布を調整する。
【００４２】
例えば、照射面Ｒの面内を分割した複数の領域のうち、隣り合う２つの領域（第１領域
ｒ１及び第２領域ｒ２）に所定の光強度Ｌ１で照射を行う場合、第１領域ｒ１に照射する
光Ｃの強度の変化率を第１の変化率ＣＲ１とし、第２領域ｒ２に照射する光Ｃの強度の変
化率を第４の変化率ＣＲ４とする。図７に表した関係から、光強度Ｌ１において変化率Ｃ
Ｒ１及び変化率ＣＲ４において、パターンの硬化時の応力はそれぞれＳＲ１及びＳＲ４に
なる。この応力の差（ＳＲ４−ＳＲ１）によって、第１領域ｒ１のパターンは、応力の大
きい第２領域ｒ２の方向に、応力の差（ＳＲ４−ＳＲ１）の大きさに応じた量で、移動す
ることになる。
【００４３】
本実施形態に係るパターン形成装置２００では、テンプレート１１０の凹凸パターン２
１の基準（例えば、下地パターン）に対する位置ずれの量及び方向と、照射面Ｒに照射す
る光Ｃの強度分布の時間に対する変化と、の関係を表すデータＤに基づいて被転写物７０
への光Ｃの照射を制御する。
【００４４】
このデータＤは、制御部２２０で計算によって求めても、入力部２３０によって外部か
ら入力するものであってもよい。
【００４５】
本実施形態に係るパターン形成装置２００によって、テンプレート１１０の凹凸パター
ンの位置ずれがあっても、被転写物７０へ転写して硬化する際にその位置ずれが修正され
る。これによって、テンプレート１１０を用いたインプリントで、基準（例えば、下地パ
ターン）に対して正確な位置にパターンが形成される。
【００４６】
図８は、光照射部の他の構成例を示す模式図である。
図８には、パターン形成装置２００の構成のうち、光照射部２１０Ａ、保持部２４及び
ステージ２５０の部分が表されている。
【００４７】
この光照射部２１０Ａは、走査部２１２と、調整部２１５と、を含む。
走査部２１２は、テンプレート１１０の基材１０の主面１０ａと平行な照射面内におい
て、光Ｃの照射位置を順次移動させる部分である。走査部２１２には、光源２１７から放
出された光Ｃの進行方向を変化させる例えば可動式のミラーが設けられる。
【００４８】
調整部２１５は、走査部２１２で走査された光Ｃの強度を、制御部２２０の指示に応じ
て調整する。調整部２１５は、例えば、光源２１７を直接制御して光源２１７から放出さ
れる光Ｃの強度を調整する。調整部２１５は、液晶素子等の調光デバイスを介して光源２
１７から放出される光の量を調整するようにしてもよい。調整部２１５は、走査部２１２
によって走査される光Ｃの照射位置に合わせて光Ｃの強度を調整する。これにより、照射
面Ｒの面内において、所定の強度分布が得られる。
【００４９】
走査部２１２は、照射面Ｒにおける光Ｃの走査を繰り返す。調整部２１５は、照射面Ｒ
における少なくとも１回の光Ｃの走査で１つの強度分布が得られるように光量の調整を行
う。調整部２１５は、走査部２１２によって照射面Ｒにおける光Ｃの走査の繰り返しに合
わせて強度分布が変化するように光量の調整を行う。照射面Ｒに対する複数回の走査によ
って強度分布の時間に応じた変化を発生させる。
【００５０】
このような光Ｃの走査によって強度分布を得る場合でも、照射面Ｒにおける光Ｃの総照
射量（複数回の走査による累積の照射量）が均一になるように、光Ｃの強度が調整される
。
【００５１】
走査部２１２による光Ｃの走査では、照射面Ｒについてより細かい領域での光量の調整
や、走査方向に連続的な光量の調整が行われる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
本実施形態に係るパターン形成方法は、凹凸パターン２１を有するテンプレート１１０
を用い、この凹凸パターン２１を被転写物７０に転写するインプリント法である。
本実施形態に係るパターン形成方法で用いられるテンプレート１１０は、主面１０ａを
有する基材１０と、基材１０の主面１０ａ上に設けられた凹凸パターン２１と、を備える
。
図９は、このテンプレート１１０を用いたパターンの形成方法を順に表している。
【００５３】
先ず、ステップＳ１０１に表したように、基板６０の上に被転写物７０を塗布する。被
転写物７０は、感光性材料である。感光性材料には、光硬化性有機材料が用いられる。
【００５４】
次に、ステップＳ１０２に表したように、テンプレート１１０を被転写物７０に接触さ
せる。これにより、テンプレート１１０の凹パターン２１ｂ内に被転写物７０が入り込む
。
【００５５】
次に、ステップＳ１０３に表したように、テンプレート１１０を被転写物７０に接触さ
せた状態で、被転写物７０を硬化させる。本実施形態では光硬化性有機材料を用いている
ため、被転写物７０に光（例えば、紫外線光）Ｃを照射して硬化させる。
【００５６】
次に、ステップＳ１０４に表したように、被転写物７０が硬化したのち、テンプレート
１１０を離型する。これにより、被転写物７０にテンプレート１１０の凹凸パターン２１
が転写される。被転写物７０には、凹凸パターン２１の凹凸形状が反転した転写パターン
７０ａが形成される。
【００５７】
本実施形態に係るパターン形成方法では、上記のステップＳ１０３に示す被転写物７０
の硬化を行う工程において、主面１０ａと平行な照射面Ｒの面内での光Ｃの強度分布を時
間に応じて変化させる。
【００５８】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、パターン形成方法の具体例を示す模式的断面図である。
図１０（ａ）〜（ｃ）では、本実施形態に係るパターン形成方法によって半導体装置３
００を製造する例を表している。
【００５９】
先ず、図１０（ａ）に表したように、基板６０の上に、被転写物７０を設ける。半導体
装置３００の製造方法では、例えば基板６０に半導体層６０Ｓが含まれる。半導体層６０
Ｓには、トランジスタ等の素子が形成されていてもよい。
【００６０】
被転写物７０としては、例えば、光硬化性有機材料が用いられる。被転写物７０は、例
えば、ノズルＮからインクジェット法によって基板６０の上に滴下される。なお、被転写
物７０は、スピンコート等によって一様に設けられてもよい。
【００６１】
次に、図１０（ｂ）に表したように、テンプレート１１０を用意する。本実施形態に係
るパターン形成方法で用いられるテンプレート１１０は、基材１０の主面１０ａ上に設け
られた凹凸パターン２１を備える。
【００６２】
そして、このテンプレート１１０の凹凸パターン２１を、被転写物７０に接触させる。
被転写物７０は、毛細管現象により、凹凸パターン２１の凹パターン２１ｂの中に侵入し
、凹パターン２１ｂ内に充填される。
【００６３】
次に、テンプレート１１０の凹凸パターン２１を被転写物７０に接触させた状態で、テ
ンプレート１１０の基材１０側から光Ｃを照射する。光Ｃは、例えば、紫外線光である。
光Ｃは、基材１０及び凹凸パターン２１を透過して、被転写物７０に照射される。光硬化
性有機材料による被転写物７０は、光Ｃが照射されることで硬化する。
【００６４】
この光Ｃの照射においては、先に説明したように、主面１０ａと平行な照射面Ｒの面内
での光Ｃの強度分布を時間に応じて変化させる。これにより、被転写物７０の硬化の際の
収縮による応力が調整される。
【００６５】
次に、図１０（ｃ）に表したように、テンプレート１１０を、被転写物７０から離型す
る。これにより、被転写物７０にはテンプレート１１０の凹凸パターン２１の凹凸形状が
転写された転写パターン７０ａが形成される。
【００６６】
なお、テンプレート１１０を被転写物７０に接触させる際、凹凸パターン２１の凸パタ
ーン２１ａと、基板６０の表面と、が完全に接触しない場合もある。この時、凸パターン
２１ａと、基板６０の表面と、の間に被転写物７０が介在し、テンプレート１１０を離型
したあと、転写パターン７０ａの凹部の底に残ることになる。
【００６７】
また、さらに、転写パターン７０ａをマスクとして基板６０を加工する場合には、例え
ば異方性のＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などよって基板６０をエッチングする。エッ
チング後は、転写パターン７０ａを除去する。これにより、基板６０に転写パターン７０
ａに対応したパターンが形成される。半導体層６０Ｓを含む基板６０の上にパターンが形
成されることで、半導体装置３００が完成する。
【００６８】
インプリント法においては、同じテンプレート１１０を用いて別な被転写物７０に図１
０（ａ）〜（ｃ）で表した各工程を繰り返し行う。これにより、１つのテンプレート１１
０を用いて同じパターンが繰り返し形成される。したがって、半導体装置３００の生産性
が向上する。
【００６９】
このようなパターン形成方法を適用した半導体装置３００の製造方法では、テンプレー
ト１１０の凹凸パターン２１の基準（例えば、半導体層６０Ｓに形成された素子や下地パ
ターンの位置）に対する位置ずれが修正された転写パターン７０ａ等のパターンが形成さ
れる。下地パターンの上に転写パターン７０ａ等のパターンを形成する場合には、下地パ
ターンに対する位置合わせが正確に行われる。これにより、上下パターンの合わせ精度の
高い半導体装置３００が提供される。
【００７０】
以上説明したように、実施形態に係るパターン形成装置、パターン形成方法及び半導体
装置の製造方法によれば、テンプレートの凹凸パターンの位置ずれを考慮したパターン形
成を行うことができる。
【００７１】
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない
。例えば、上記説明した光Ｃの強度分布は一例であり、凹凸パターン２１の基準に対する
ずれの量及びずれの方向に応じて適宜設定される。また、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、設計変更を行ったものや、各実施の形態の特徴を適
宜組み合わせたものも、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。
【００７２】
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】
【００７３】
１０…基材、１０ａ…主面、２１…凹凸パターン、２４…保持部、６０…基板、６０Ｓ
…半導体層、７０…被転写物、７０ａ…転写パターン、１１０…テンプレート、２００…
パターン形成装置、２１０，２１０Ａ…光照射部、２１１…分割部、２１２…走査部、２
１５…調整部、２１７…光源、２２０…制御部、２３０…入力部、２４０…保持部、２５
０…ステージ、３００…半導体装置、Ｃ…光、Ｄ…データ、Ｒ…照射面
【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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