(57)【要約】【課題】近隣チップへの余剰インプリント材料の漏出を防ぐことが出来るパターン形成用テンプレートを提供すること。【解決手段】パターン形成用テンプレート20は、被加工基板の上に塗布された光硬化性を有する液体からなるインプリント材料層に凹凸を有するパターン24が形成された面を接触させた状態で、前記パターン24が形成されていない面の上から光を照射して前記インプリント材料層を硬化することにより前記パターン24を前記インプリント材料層に転写するナノインプリント法におけるパターン形成用テンプレート20であって、前記パターン24とは別に余剰な前記液体を吸収するためのダミー溝21が形成されている。【選択図】      図２
2008091782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工基板の上に塗布された光硬化性を有する液体からなるインプリント材料層に凹凸を有するパターンが形成された面を接触させた状態で、前記パターンが形成されていない面の上から光を照射して前記インプリント材料層を硬化することにより前記パターンを前記インプリント材料層に転写するナノインプリント法におけるパターン形成用テンプレートであって、
前記パターンとは別に余剰な前記液体を吸収するためのダミー溝が形成されている
ことを特徴とするパターン形成用テンプレート。
【請求項２】
前記パターンが形成されていない面に前記ダミー溝を覆うように遮光膜又は半透明膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のパターン形成用テンプレート。
【請求項３】
ＵＶ光吸収性を有する官能基を備えＵＶ光照射による重合後には前記官能基が側鎖に結合する有機材料の液体を、被加工基板の上に塗布する工程と、
塗布された前記液体に、凹凸を有するパターンが形成されたテンプレートを接触させる工程と、
前記テンプレートの前記パターンが形成されていない面の上からＵＶ光を照射して前記液体を樹脂へと硬化させることにより前記パターンを前記樹脂に転写する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
被加工基板の上に塗布されたＵＶ光吸収性を有する官能基を備えＵＶ光照射による重合後には前記官能基が側鎖に結合する有機材料の液体からなるインプリント材料層に凹凸を有するパターンが形成された面を接触させた状態で、前記パターンが形成されていない面の上からＵＶ光を照射して前記インプリント材料層を樹脂へと硬化することにより前記パターンを前記インプリント材料層に転写するナノインプリント法におけるパターン形成用テンプレートであって、
前記パターンの溝の断面の形状が溝の開口部から底面に近づくにつれて先太りとなる逆テーパー形状となっている
ことを特徴とするパターン形成用テンプレート。
【請求項５】
被加工基板を収容するチャンバーと、
前記被加工基板の上に光硬化性を有する液体からなるインプリント材料を塗布する手段と、
前記被加工基板の上に塗布された前記インプリント材料に、凹凸を有するパターンが形成されたテンプレートを接触させる手段と、
前記テンプレートが前記インプリント材料に接触した状態で、前記テンプレートの前記パターンが形成されていない面の上から光を照射する手段と、
前記チャンバーの内部の圧力を制御する加圧手段と
を具備し、
前記塗布時、前記接触時、前記照射時においては、前記チャンバーの内部の圧力が前記加圧手段によって大気圧より高く設定されている
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程における微細加工のために、パターニングされたテンプレートとウェハ等被転写基板とを接触もしくはその間隔を近づけてパターン転写を行うナノインプリントリソグラフィ方法における、パターン形成用テンプレート、パターン形成方法、及びナノインプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程において、１００nm以下の微細パターンの形成と、量産性とを両立させる技術として、被転写基板に原版の型を転写するナノインプリント露光法が注目されている。
【０００３】
ナノインプリント法は、転写すべきパターンを形成した原版の型（テンプレート）を、基板上に塗布されているインプリント材料からなるレジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることにより、レジスト層にパターンを転写する方法である。ナノインプリント法としては、主に熱可塑性レジストを用いる熱インプリント法や光硬化性レジストを用いた光インプリントが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
ナノインプリント法においては、テンプレートに形成された３次元構造のパターンを転写することが可能であるので、例えば、階段構造、レンズ形状等のパターンを転写することも可能である。
【０００５】
ナノインプリント法の一例である光ナノインプリント法によるパターン転写のフローは、１．被加工基板へのインプリント材料である光硬化性樹脂の塗布、２．基板とテンプレートとのアライメント及びプレス（接触）、３．光照射による樹脂硬化、４．離型＆リンス、５．主に酸素プラズマによる異方性エッチングを用いた残膜除去、の各工程からなっている。
【０００６】
インプリント材料のウェハへの塗布方法としては、スピンコート法とインクジェット法がある。スピンコート法はスループットを向上することが可能であるが、光照射までの間インプリント材料は液体であるので扱いに注意を要する。またインプリント材料の利用効率が悪いなどの課題もある。
【０００７】
一方、インクジェット法は、インプリントに必要十分な量のインプリント材料を塗布するために、利用効率が高い。またインプリント装置内部でインプリント前の１ショット（テンプレートによる１回のプレス）分のみインプリント材料を塗布するためにスピンコート法とは異なり、“液体”のインプリント材料が盛られたウェハが装置間を移動することは無い。
【０００８】
しかしながらインクジェット方式によるインプリント材料塗布にはピコリットルオーダーの塗布量制御が求められる。即ち、インプリント装置においては、インプリントするパターンの密度をＧＤＳ（マスクパターン）データから読み取り、吐出量をコントロールしている。
【０００９】
しかしそれでも、吐出量に誤差が生じて塗布量にばらつきを生じることがあり、近隣のショットとの境界部（ダイシング領域）に余剰分のインプリント材料がはみ出すおそれがある。或いは逆にインプリント材料の吐出量が不足した場合は、テンプレートとウェハの間の“クッション”が無くなり、両者が干渉し、ダスト、欠陥の原因となりうる。
【００１０】
従って、インプリント材料の塗布に対してロバストな、テンプレート、インプリント装置、或いはインプリント材料の塗布方法が求められていた。
【００１１】
また、光照射前のインプリント材料はいわゆるポリマーでは無く、揮発性が比較的大きいという問題がある。インクジェットによるインプリント材料の塗布には有限の時間がかかり、最初に塗布された領域と最後に塗布された領域とでは、ウェハ面内、ショット面内でインプリント材料の揮発量に差が生じてしまうことになる。この状態で、インプリントを行うと、残膜量にばらつきが生じてしまう。インプリントの後、残膜エッチング処理が行われるので、残膜量のばらつきは寸法のばらつきなどに影響を及ぼす。
【００１２】
また、半導体リソグラフィーに於いては、レジストパターン形成後の下地の加工（エッチング）に対する要求から、必要なレジストパターンの高さが規定されている。
【００１３】
例えば光リソグラフィーなどでは、主に塗布したレジストの膜厚によって現像後のレジストパターンの高さを決めることが出来る。この場合、現像・乾燥時の表面張力などによるレジストのパターン倒れなど考慮する必要があるものの、概ね下地加工の要求に沿うことは可能である。
【００１４】
ところが、ナノインプリント法においては、上述した４．の離型工程において、固化したパターンとテンプレートを剥離する必要がある。この時、パターンとテンプレートの間には両者の密着面積に応じた摩擦力が働く。パターンを構成する樹脂の引っ張り強度はパターン幅が細くなるにつれて弱くなるので、パターンの幅が細く、膜厚が高い場合、即ちアスペクト比の高いパターンでは、離型時にパターンが途中で千切れたり、下地から剥れるなどの欠陥を生じるおそれがある。
【００１５】
この問題を解決するためには、離型時の摩擦を小さくする必要があり、テンプレートに形成するパターンの溝の形状を順テーパー（先細り）形状にしたり、光硬化樹脂の固化時に樹脂パターン全体に収縮を生じさせてテンプレートとの間の摩擦を減らすことが考えられる。
【００１６】
しかし、溝を順テーパー形状にする方法では離型初期時に必要な引っ張り力耐性は軽減されない上、ナノインプリントの残膜、及び下地のエッチング時に、パターン形状劣化、寸法（ＣＤ:Critical Dimension)変化を生じる。
【００１７】
また、樹脂パターン全体を収縮させる方法では離型時に必要な引っ張り力耐性は軽減されるが、寸法変化が大きいため、テンプレート作成時に予め寸法変化分を見込んでテンプレート作成をする必要があるなどの問題がある。
【００１８】
従って、ナノインプリント材料の改善、テンプレート構造などの手法で、高アスペクトパターンに対してもロバストで、形状劣化、寸法変化の少ないナノインプリント方法、テンプレートを提案する必要があった。
【特許文献１】特開２００１−６８４１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９４１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、近隣チップへの余剰インプリント材料の漏出を防ぐことが出来るパターン形成用テンプレート、高精度で膜厚の厚いレジストパターンを形成可能なパターン形成方法、インプリント材料の揮発の抑制が可能なナノインプリント装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明の第１の態様に係るパターン形成用テンプレートは、被加工基板の上に塗布された光硬化性を有する液体からなるインプリント材料層に凹凸を有するパターンが形成された面を接触させた状態で、前記パターンが形成されていない面の上から光を照射して前記インプリント材料層を硬化することにより前記パターンを前記インプリント材料層に転写するナノインプリント法におけるパターン形成用テンプレートであって、前記パターンとは別に余剰な前記液体を吸収するためのダミー溝が形成されている。
【００２１】
この発明の第２の態様に係るパターン形成方法は、ＵＶ光吸収性を有する官能基を備えＵＶ光照射による重合後には前記官能基が側鎖に結合する有機材料の液体を、被加工基板の上に塗布する工程と、塗布された前記液体に、凹凸を有するパターンが形成されたテンプレートを接触させる工程と、前記テンプレートの前記パターンが形成されていない面の上からＵＶ光を照射して前記液体を樹脂へと硬化させることにより前記パターンを前記樹脂に転写する工程とを含む。
【００２２】
この発明の第３の態様に係るパターン形成用テンプレートは、被加工基板の上に塗布されたＵＶ光吸収性を有する官能基を備えＵＶ光照射による重合後には前記官能基が側鎖に結合する有機材料の液体からなるインプリント材料層に凹凸を有するパターンが形成された面を接触させた状態で、前記パターンが形成されていない面の上からＵＶ光を照射して前記インプリント材料層を樹脂へと硬化することにより前記パターンを前記インプリント材料層に転写するナノインプリント法におけるパターン形成用テンプレートであって、前記パターンの溝の断面の形状が溝の開口部から底面に近づくにつれて先太りとなる逆テーパー形状となっている。
【００２３】
この発明の第４の態様に係るナノインプリント装置は、被加工基板を収容するチャンバーと、前記被加工基板の上に光硬化性を有する液体からなるインプリント材料を塗布する手段と、前記被加工基板の上に塗布された前記インプリント材料に、凹凸を有するパターンが形成されたテンプレートを接触させる手段と、前記テンプレートが前記インプリント材料に接触した状態で、前記テンプレートの前記パターンが形成されていない面の上から光を照射する手段と、前記チャンバーの内部の圧力を制御する加圧手段とを具備し、前記塗布時、前記接触時、前記照射時においては、前記チャンバーの内部の圧力が前記加圧手段によって大気圧より高く設定されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、近隣チップへの余剰インプリント材料の漏出を防ぐことが出来るパターン形成用テンプレート、高精度で膜厚の厚いレジストパターンを形成可能なパターン形成方法、インプリント材料の揮発の抑制が可能なナノインプリント装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
(第１の実施形態)
本発明の第１の実施形態に係わる光ナノインプリント法によるパターン形成方法を図１乃至図４、図６乃至図８を用いて以下に説明する。
【００２７】
まず、図１の断面図に示すように、液体の光硬化性樹脂材料であるナノインプリント材料１１をインクジェット方式によって１ショット分塗布した被加工基板１０を用意する。
【００２８】
被加工基板１０としては、シリコン基板そのものであってもよいし、シリコン基板上にシリコン酸化膜、low-k（低誘電率）膜等の層間絶縁膜、或いは有機膜からなるマスク、等が形成されたものであってもかまわない。
【００２９】
次に、ナノインプリント用のテンプレート２０を用意する。テンプレート２０は、例えば、一般のフォトマスクに用いる全透明な石英基板にプラズマエッチングで凹凸のパターンを形成したものである。図２にテンプレート２０の転写すべきパターンを形成した面のパターン配置の様子を示す。
【００３０】
テンプレート２０の中心部には、例えば、ラインアンドスペースのデバイスパターンであるメインパターン２４の凹凸が形成されている。さらに、チップの切り代の部分となる周辺部のダイシング領域２３には、位置合わせのためのアライメントマーク２２の他に、ダミーの溝であるダミーパターン２１が形成されている。
【００３１】
ダミーパターン２１としては、例えば図３の（ａ）〜（ｄ）に示したようなパターンが考えられる。図３の（ａ）〜（ｄ）の黒い部分が溝、即ち凹部になっており、インプリント材料１１を吸収するバッファー（液溜め）領域となっている。
【００３２】
そして、図１に示した被加工基板１０と図２に示したテンプレート２０を用いて、図４の断面図に示すようにアライメント及びプレス（接触）を実行する。図４において、図２に示したテンプレート２０のパターンを形成した面は下を向いていて、インプリント材料１１と接触している。
【００３３】
図４で示されるように、インプリント材料１１はメインパターン２４の溝を満たすが、余剰なインプリント材料１１はダイシング領域２３に設けられたダミーパターン２１に吸収される。それゆえ、被加工基板１０上の近隣のショット領域には余剰なインプリント材料１１は漏出しない。
【００３４】
ここで比較のため、従来のようにダミーパターン２１を備えていない通常のテンプレート５０を用いてインプリントした場合の様子を図５に示す。図５に示すように、特にショットの端部でのインプリント材料１１のディスペンス量が過剰であると、テンプレート５０の端部まで余剰インプリント材料１１−１がはみ出してしまう。これが近接ショットに影響を及ぼし、歩留まりを低下させる。
【００３５】
しかしながら、本実施形態においては、ダミーパターン２１が余剰なインプリント材料１１を吸収してしまうので、図４のように、余剰なインプリント材料１１の漏出を防ぐことが可能となる。ダミーパターン２１は、余剰なインプリント材料１１を吸収しうるダミーパターンであれば図３の（ａ）〜（ｄ）に示したようなパターンに限らず様々なパターンを用いることが出来る。
【００３６】
なお、この後の工程を経て被加工基板１０のダイシング領域上にダミーパターン２１に対応するパターンが残る可能性があるが、ダイシング領域上のパターンは最終的には除去されることになるのでデバイスには影響しない。
【００３７】
また、ダミーパターン２１は必ずしもダイシング領域２３に形成されなくてもよい。例えば、デバイスパターンであるメインパターン２４が形成されている領域に余っている領域がある場合は、そこにダミーパターン２１を形成して、余剰なインプリント材料１１を吸収できるようにしてもよい。
【００３８】
図４のプレス工程の後、図６に示すように、ｉ線等のＵＶ光を照射してインプリント材料１１を光硬化させる。その後、図７に示すように離型を行い、リンス及び残膜除去の工程へと進む（図示せず）。
【００３９】
ここで図８に示すように、クロム（Ｃｒ）等からなる遮光膜又は半透明膜８０を、テンプレート２０のダミーパターン２１を覆うように、テンプレート２０のパターン形成面とは反対側の面に形成しておいてもよい。このようにすると、図６のＵＶ光の照射工程において、ダミーパターン２１に吸収されたインプリント材料１１へのＵＶ光照射を遮断或いは低減することができるので固化を回避できる。即ち、図７に示した樹脂パターン７１の形成を回避できる。
【００４０】
遮光膜又は半透明膜８０を設けずに、樹脂パターン７１が形成されてしまうと、離型時にダミーパターン２１に樹脂パターン７１の一部が残存して詰まってしまう可能性が生ずる。この場合、図２に示したテンプレート２０を繰り返して使用すると、ダミーパターン２１の液溜め量が減っていくおそれがある。従って、遮光膜又は半透明膜８０を設けることによってこの問題を防ぐことができる。
【００４１】
なお、一般にインプリント材料１１を被加工基板１０にインクジェット方式で塗布する際に、ナノインプリント装置は予めテンプレートのパターン情報から必要なインプリント材料の量を算出して塗布を行う。しかし、本実施形態においては、メインパターン２４以外のダミーパターン２１の近傍を塗布する時にはダミーパターン２１を除外して必要な塗布量を算出する機構をナノインプリント装置が備えていることが望ましい。
【００４２】
即ち、インクジェット塗布時に塗布量を見積もるために用いるダイシング領域２３付近のＧＤＳパターンの密度は、ダミーパターン２１を配置しない場合のパターン密度を用いる。これにより、余剰分のインプリント材料１１を適切にダミーパターン２１に吸収させることが可能となる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態においては、テンプレート２０のダイシング領域２３に余分なインプリント材料１１を吸収しうるダミーパターン２１（溝）を配置して、さらにインクジェット塗布時にダミーパターン２１を除外して塗布量を見積もる。
【００４４】
この結果、近隣チップへの余剰インプリント材料の漏出を防ぐことが出来るようになり、チップの不良率を低減することが可能となる。
【００４５】
(第２の実施形態)
本発明の第２の実施形態に係わる光ナノインプリント法によるパターン形成方法を図９乃至図１２を用いて以下に説明する。
【００４６】
まず、図９に示すように、被加工基板１０に１ショット分の液体の光硬化性樹脂材料であるナノインプリント材料９０をインクジェット方式によって塗布する。
【００４７】
図１０は、本実施形態で用いた光ナノインプリント材料９０を塗布してＵＶ光照射した場合における、表面からの深さに対する、光強度、モノマーからポリマーへの重合度、及び液体から樹脂へと固化したときの収縮率を、光吸収性の高い材料を混ぜていない従来のナノインプリント材料の場合と共に示している。
【００４８】
ナノインプリント材料９０は、ＵＶ光に対する吸収性の高い分子構造を含んでいるので、従来のナノインプリント材料に比べて、表面からの深さが深くなるほど図１０の(イ）に示すように光強度が大幅に低下する。
【００４９】
図１０からもわかるように、与えられた表面からの深さにおける光強度は、その深さにおけるモノマーからポリマーへの重合度を決定し、光強度が強いほど重合度は高まる。重合度は、ナノインプリント材料が液体から樹脂へと固化したときの収縮率を決定し、重合度が大きいほど収縮率が大きくなる。
【００５０】
従って、ナノインプリント材料９０の合成時に含有する光吸収性の高い官能基（分子構造）の量を制御することによって、所望の深さ、例えば図１０のa及びbにおいて所望の収縮率を有するような収縮率分布を実現することが可能となる。即ち、樹脂パターンの上部と底部でＵＶ光硬化による収縮率を変化させることができる。
【００５１】
このように組成を制御されたナノインプリント材料９０を用いて、図１１に示すようにプレス及びＵＶ光照射を行った後、離型処理を行った様子を示した断面図が図１２である。図１２は、テンプレート９１に形成されたパターンの一つの凹型の溝の近傍での様子を示したものであるが、形成された樹脂パターン（ナノインプリント材料が固化したもの）９０の凸型形状部は上部が窄まったテーパー（先細り）状になっている。
【００５２】
なお、硬化後のナノインプリント材料９０においては、ＵＶ光吸収性を有する官能基は、樹脂の側鎖に結合することになる。
【００５３】
図１１において、ＵＶ光はテンプレート９１の上方から平行に照射されている。従って、図１２の樹脂パターン９０の凸パターンの上部（即ち、離型処理前のテンプレート９１の溝の底部）に照射された光強度は、凸パターン底部（即ち、離型処理前のテンプレート９１の溝の開口部）に照射された光強度より大きくなる。その結果、インプリント材料９０の収縮量も凸パターン上部で大きく、凸パターン底部では小さい。具体的には、凸パターンの上部表面から深さa及びｂの位置での収縮率は、図１０の（ハ）で示された値になっている。
【００５４】
従って、図１２からも分かるように、光硬化後、凸パターン上部ではテンプレート９１との間に収縮量に応じたギャップが生じるが、凸パターン底部ではギャップはそれより小さくなる。
【００５５】
一方、従来のナノインプリント材料を用いると、図１０に示されるように、収縮率の表面からの深さ依存性があまりない。即ち、表面近くと表面から深いところで収縮率にあまり差が生じない。従って、アスペクト比の高いレジストパターンを形成した後の離型工程においては、図１３に示すように、離型時にインプリント材料９３が千切れるという欠陥を生じるおそれがあった。
【００５６】
しかしながら、本実施形態のＵＶ光吸収性を有する官能基を備えたインプリント材料９０を用いて、図１２のように離型処理を行なうと、凸パターン上部に形成されるギャップの効果によって離型時の摩擦が小さくなり、欠陥を生じることが無い。従って、アスペクト比の高いパターンを欠陥無く形成することが可能になり、高精度で膜厚の厚いレジストパターンを形成することができるようになる。
【００５７】
(第３の実施形態)
本発明の第３の実施形態に係わる光ナノインプリント法によるパターン形成方法を図１４及び図１５を用いて以下に説明する。
【００５８】
本実施形態においても、第２の実施形態と同じ、図１０で示した特性を有するＵＶ光吸収性を有する官能基を備えたナノインプリント材料を用いる。
【００５９】
本実施形態においては、図１４に示すように、断面が逆テーパー（先太り）形状の溝でパターンが形成されたテンプレート９４を使用する。逆テーパー形状は、例えば、プラズマエッチングにおいて、雰囲気であるフロンガスの圧力を制御したり、バイアス電圧を制御することによって形成することができる。
【００６０】
図１４は、プレス後のＵＶ光照射を行ったときのテンプレート９４に形成されたパターンの一つの凹型の溝の近傍での様子を示す断面図である。
【００６１】
図１４において、ＵＶ光はテンプレート９４の上方から平行に照射されるため、第２の実施形態と同様に、インプリント材料９５の凸パターンの上部に照射される光強度は、凸パターン底部に照射される光強度より大きくなる。
【００６２】
従って、図１４の破線で表した光硬化後インプリント材料９５の形状が示すように、インプリント材料９５のＵＶ光照射による収縮量も凸パターン上部で大きく、凸パターン底部では小さい。即ち、逆テーパー形状の先端がより収縮する。具体的には、凸パターンの上部表面から深さa及びｂの位置での収縮率は、図１０の（ハ）で示された値になっている。
【００６３】
本実施形態においては、光硬化によってインプリント材料９５の凸部がテーパー形状へと変化する特性を予め定量的に測定し、その特性と相殺するように、テンプレート９４の溝を逆テーパー形状に設計・作成しておく。
【００６４】
従って、離型工程を示す図１５のように、テンプレート９４との間にギャップを生じつつ樹脂パターン（ナノインプリント材料が固化したもの）９５の形状をほぼ矩形状又は僅かな順テーパー形状にすることが可能となる。
【００６５】
インプリント材料９５の凸パターン底部での収縮率は、図１０に示されるように従来のインプリント材料より大幅に低減されている。従って、テンプレート９４に形成したパターンの溝の開口幅に比べた寸法（ＣＤ)変化を最小限に抑えたレジストパターンを形成することができる。
【００６６】
第２の実施形態同様、本実施形態によっても、凸パターン上部に形成されるギャップの効果によって離型時の摩擦が小さくなり、図１３で示したような欠陥を生じることが無い。従って、アスペクト比の高いパターンを欠陥無く形成することが可能になり、高精度で膜厚の厚いレジストパターンを形成することができるようになる。
【００６７】
なお上記の説明においては、ＵＶ光吸収性を有する官能基を備えることにより表面深さ方向に対して特定の光吸収特性、重合度特性、及び収縮率特性を有するナノインプリント材料９５に対して、その特性と相殺するような逆テーパー形状にテンプレート９４のパターンの溝を設計・作成するとしたが、逆のアプローチもあり得る。
【００６８】
即ち、特定の逆テーパー形状の溝でパターンが形成されたテンプレート９４が与えられた場合に、その形状と相殺するような特性になるように、ＵＶ光吸収性を有する官能基の含有量を調節したナノインプリント材料９５を作成して使用しても本実施形態と同様な効果が得られる。
【００６９】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係わる光ナノインプリント法によるパターン形成方法を図１６を用いて以下に説明する。
【００７０】
図１６は、本実施形態に係るナノインプリント装置１６０の概略図である。
【００７１】
本発明のナノインプリント装置１６０においては、ウェハ４０を保持するウェハチャック１６５、ウェハチャック１６５を載置する可動式のウェハステージ１６６、テンプレート１６１、テンプレート保持機構１６９、インプリント材料塗布手段１６３、加圧装置１６４、ＵＶ光源１６７、などが同一チャンバー１６２内に配置されている。さらに、チャンバー１６２をステージ定盤１６８及び除振台１７０が支えている。
【００７２】
ナノインプリント装置１６０を用いて、テンプレート１６１上の凹凸を有するパターンをウェハ４０上に転写する手順を以下に説明する。
【００７３】
まず、ウェハ４０をチャンバー１６２内のウェハチャック１６５上に載置する。
【００７４】
その後、加圧装置１６４によりチャンバー１６２内の圧力を大気圧よりも高い気圧に上げた。本実施形態においては、例えば１．５atmとした。
【００７５】
その後、ウェハステージ１６６が動くことにより、ウェハ４０をインプリント材料塗布手段１６３の下に移動する。そこで、インプリント材料をインクジェット方式でウェハ４０上に塗布する(図示せず）。ナノインプリント装置１６０のインプリント機構はステップ＆リピート方式、即ち、１ショット分インプリントするとウェハ４０を移動させる方式であるので、１ショット分のインプリント材料を塗布する。
【００７６】
このインクジェット方式によるインプリント材料の塗布は、例えば、複数の塗布ノズルが一列に並んだノズル部が塗布エリアを走査するようにして実行される。従って、最初に塗布された領域と最後に塗布された領域では塗布後の引き置き時間、即ちＵＶ光照射によって硬化されるまでの時間に差が生じる。
【００７７】
従来のナノインプリント装置においては、この時間の差がインプリント材料の揮発量の差となり、インプリント後のウェハ面内、ショット面内のレジストパターンの膜厚にばらつきを生じさせる原因となっていた。
【００７８】
しかしながら、本実施形態のナノインプリント装置においてはチャンバー内の圧力を大気圧より高く設定することにより、インプリント材料の揮発を抑制することができ、膜厚のばらつきを回避することが可能となる。
【００７９】
１ショット分のインプリント材料を塗布後、ウェハ４０をテンプレート１６１に下に移動させて、テンプレート１６１をウェハ４０上のインプリント材料に接触させ、その状態でＵＶ光源１６７がＵＶ光を照射する。このときの照射量は例えば、２０mJ/cm２であった。
【００８０】
その後、テンプレート１６１をウェハ４０から剥がして（離型処理）、インプリント材料上に転写されたパターンを得た。
【００８１】
引き続き、次のチップに対して上述の工程（次のショット）を繰り返した。
【００８２】
なお、インプリント材料をスピンコート方式で塗布する場合などは、インプリント材料塗布手段１６３をチャンバー内に配置しなくてもよい。
【００８３】
光照射前のインプリント材料はいわゆるポリマーでは無く、揮発性が比較的大きいという問題がある。しかし、本実施形態においては、インプリント材料の塗布、テンプレートとの接触、ＵＶ光の照射という、インプリント材料が光硬化する前の揮発可能な状態にあるときの処理工程を全て、大気圧より高い気圧の雰囲気下、即ち陽圧環境下で実行する。
【００８４】
これによって、インプリント材料の揮発量を低く抑えることができるようになる。この結果、インプリント材料の残膜均一性が向上し、ショット内、ウェハ面内の寸法均一性を高くすることが可能となる。
【００８５】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態で使用するテンプレートの転写すべきパターンを形成した面のパターン配置の様子を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態で使用するテンプレートのダミーパターンの形状を示す図。
【図４】図１に続く第１の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図５】従来のテンプレートを用いたパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図６】図４に続く第１の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続く第１の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図８】第１の実施形態で使用する別のテンプレートの遮光膜又は半透明膜の配置の様子を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法で用いる光ナノインプリント材料の、表面からの深さに対する、光強度、重合度、及び収縮率を示す図。
【図１１】図９に続く第２の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図１２】図１１に続く第２の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す拡大断面図。
【図１３】従来のナノインプリント材料を用いた場合の離型時の様子を示す断面図。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図１５】図１４に続く第３の実施形態に係るパターン形成方法の一製造工程を示す断面図。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係るナノインプリント装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００８７】
１０…被加工基板、１１、９０、９３、９５…インプリント材料、
１１−１…余剰インプリント材料、２０、５０、９１、９４、１６１…テンプレート、
２１…ダミーパターン、２２…アライメントマーク、２３…ダイシング領域、
２４、５４…メインパターン、４０…ウェハ、７１…樹脂パターン、
８０…遮光膜又は半透明膜、１６０…ナノインプリント装置、１６２…チャンバー、
１６３…インプリント材料塗布手段、１６４…加圧装置、１６５…ウェハチャック、
１６６…ウェハステージ、１６７…ＵＶ光源、１６８…ステージ定盤、
１６９…テンプレート保持機構、１７０…除振台。
【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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