(57)【要約】【課題】ウェハとテンプレートとの位置合わせの精度を向上する。【解決手段】本実施形態のテンプレートは、基板１０上に設けられ、ウェハに転写されるパターンに対応するパターン部１１と、基板１０上に設けられ、ウェハとの位置合わせに用いられ、基板１０の屈折率より高い屈折率を有するアライメントマーク部１１と、を含む。【選択図】図１
2012099729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられ、ウェハに転写されるパターンに対応するパターン部と、
前記基板上に設けられ、前記ウェハとの位置合わせに用いられ、前記基板の屈折率より高い屈折率を有するアライメントマーク部と、
を具備することを特徴とするテンプレート。
【請求項２】
前記アライメントマーク部の材料は、金属酸化物粒子を含む材料からなり、
前記パターン部の材料は、前記アライメントマーク部と異なる材料からなり、
前記パターン部と前記アライメントマーク部との間の前記基板上に、前記パターン部の材料と前記アライメント部の材料とが相溶した相溶部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項３】
前記パターン部の屈折率は、前記アライメントマーク部の屈折率と前記基板の屈折率との間の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項４】
第１のアライメントマーク部と第１のパターン部とを有する第１のテンプレート上に、不純物粒子を含む第１の材料を供給し、前記第１のパターン部に第２の材料を供給する工程と、
前記第１及び第２の材料が供給された前記第１のテンプレートに、基板を張り合わせる工程と、
前記第１及び第２の材料を硬化させた後、前記基板を前記第１のテンプレートから離型し、第２のパターン部と前記基板の屈折率より高い屈折率を有する第２のアライメントマーク部とを有する第２のテンプレートを形成する工程と、
を具備することを特徴とするテンプレートの形成方法。
【請求項５】
ウェハに転写されるパターンに対応するパターン部と第１の屈折率を有する第１のアライメントマーク部とを含むテンプレートと、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有するインプリント剤が供給された第２のアライメントマークを有するウェハとを、前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとを用いて位置合わせする工程と、
前記パターン部のパターンを、前記ウェハ上の前記インプリント剤に転写する工程と、
を具備する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、テンプレート、テンプレートの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】
半導体デバイスは、その高集積化のため、配線及び素子のパターンの微細化が求められている。そのため、ウェハ上に転写するための微細なパターンを有するマスク又はテンプレートが、形成される。
【０００３】
一般的に、マスクやテンプレートの形成には、電子ビームリソグラフィが用いられてきた。しかし、電子ビームリソグラフィは、パターンの形成に時間がかかり、製造コストも高い。
【０００４】
そこで、微細パターンを形成可能とされるインプリント技術により、第１のテンプレートを用いて第２のテンプレートを作製する技術が、検討されている。
【０００５】
半導体デバイスの製造方法において、パターンが形成されたテンプレートとそのパターンが転写される基板（例えば、半導体ウェハ）との位置合わせの精度が、製造歩留まりの向上のため重要となる。そのため、光の透過可能なテンプレートに位置参照用のアライメントマークが設けられるとともに、ウェハ側にもテンプレートのアライメントマークに対応したマークが形成される。これらのアライメントマークを用いて、テンプレートとウェハとの位置合わせが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−８００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウェハとの位置合わせの精度を向上するテンプレートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態のテンプレートは基板上に設けられ、ウェハに転写されるパターンに対応するパターン部と、前記基板上に設けられ、前記ウェハとの位置合わせに用いられ、前記基板の屈折率より高い屈折率を有するアライメントマーク部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のテンプレートの構造を模式的に示す断面図。
【図２】第１の実施形態のテンプレートの構造を模式的に示す平面図。
【図３】第１の実施形態のテンプレートの形成方法を説明するため模式図。
【図４】第１の実施形態のテンプレートの形成方法を説明するため模式図。
【図５】第１の実施形態のテンプレートの形成方法を説明するため模式図。
【図６】第１の実施形態のテンプレートの形成方法を説明するため模式図。
【図７】半導体装置の製造方法を説明するため模式図。
【図８】半導体装置の製造方法を説明するため模式図。
【図９】第２の実施形態のテンプレートの構造を模式的に示す断面図。
【図１０】第３の実施形態のテンプレートの構造を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態］  
以下、図面を参照しながら、本実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複する説明は必要に応じて行う。
【００１１】
（１）  第１の実施形態  
図１乃至図８を用いて、第１の実施形態のテンプレート、テンプレートの形成方法、及び、本実施形態のテンプレートを用いた半導体装置の製造方法について、説明する。
【００１２】
（ａ）  構造  
図１を用いて、本実施形態のテンプレートの構造について、説明する。
【００１３】
本実施形態のテンプレート１は、半導体デバイスのパターンを形成するためのテンプレートである。
【００１４】
本実施形態のテンプレート１は、パターン部１２とアライメントマーク部１１とを基板１０上に有する。基板１０には、例えば、石英基板（ＳｉＯ２基板）が用いられる。
【００１５】
パターン部１２は、微細な凹凸パターンを有する。パターン部１２は、基板表面に対して垂直方向において、基板上面から突起した複数の突起部を含む。基板表面に対して水平方向において、突起部の幅方向の寸法は、例えば、１００ｎｍ以下である。本実施形態において、パターン部のことを、微細パターンともよび、突起部のことを微細構造ともよぶ。パターン部１２の凹凸パターンは、半導体基板（以下、ウェハとよぶ）上に形成される配線などのパターン或いは配線を形成するためのマスクパターンに対応するレイアウトを有する。
【００１６】
アライメントマーク部１１は、例えば、所定の間隔を有して、微細パターン部１２に隣接するように、基板１０（テンプレート１）の端部に設けられている。尚、微細パターン部１２とアライメントマーク部１１との間に、他のパターンが設けられてもよい。
【００１７】
アライメントマーク部１１は、テンプレート２の微細パターン部１２をウェハ表面に転写する（インプリントする）際に、ウェハ（被転写基板）とテンプレート２との位置合わせを行うための基準パターンとして用いられる。ウェハ上の所定の位置に、テンプレート２のアライメントマーク部１１と対応するマークが設けられている。
【００１８】
例えば、図２の（ａ）に示されるように、アライメントマーク部１１は、基板１０の四隅に設けられる。或いは、図２の（ｂ）に示されるように、アライメントマーク部１１は、パターン１２部の周囲を取り囲むリング状の平面形状を有して、基板１０上に設けられる。但し、テンプレートとウェハとの位置合わせが可能であれば、基板１０上におけるアライメントマーク部１１の形成位置及び形状は、限定されない。
【００１９】
本実施形態において、アライメントマーク部１１の材料は、テンプレート１の基板１０と異なる材料からなり、アライメントマーク部１１の屈折率は、テンプレート１の基板１０の屈折率と異なる。また、本実施形態において、アライメントマーク部１１の材料は、パターン部１２の材料と異なる。そして、アライメントマーク部１１の屈折率は、パターン部１２の屈折率と異なる。
【００２０】
アライメントマーク部１１は、例えば、金属ナノ粒子を含むシリコン化合物（例えば、ＳｉＯ２）からなる。例えば、アライメントマーク部１１は、金属酸化物粒子（金属酸化物ナノ粒子ともよぶ）を含むガラス（色ガラスともよぶ）からなる。アライメントマーク部１１は、ポリシラン及びシリコーン化合物及び金属酸化物ナノ粒子及び溶媒からなる材料溶液（以下では、高屈折率材料溶液とよぶ）を用いて形成される。このアライメントマーク部１１を形成するための溶液は、例えば、添加剤として、分散剤、増感剤、表面調整剤などを含む場合もある。また、金属酸化物ナノ粒子の代わりに、顔料、セラミック粉末、金属粉末等が用いられてもよい。金属酸化物ナノ粒子、顔料、セラミック粉末、金属粉末等のことを、不純物粒子ともよぶ。
【００２１】
微細パターン部１２は、例えば、金属酸化物ナノ粒子を含まずに、シリコン系化合物（例えば、ＳｉＯ２）からなる。微細パターン部の微細構造は、ポリシラン及びシリコーン化合物及び溶媒からなる材料溶液（以下では、パターン材料又はガラス形成溶液とよぶ）を用いて、形成される。例えば、微細パターン部１２を形成するための溶液は、添加剤として、分散剤、増感剤、表面調整剤などを含む場合もある。
【００２２】
アライメントマーク部１１を形成するための材料は、金属酸化物ナノ粒子、顔料、セラミック粉末、金属粉末等が混合されるため、それらの材料が微細パターンを形成するために用いられると、形成されるパターンに欠陥等が発生しやすくなる。そのため、微細パターン部１２は、金属酸化物ナノ粒子などを含まないガラス溶液によって形成されることが望ましい。
【００２３】
アライメントマーク部１１が金属ナノ粒子を含むシリコン化合物（ガラス）からなり、基板１０が石英からなる場合、アライメントマーク部１１の屈折率は、基板１０の屈折率より高くなる。また、アライメントマーク部１１が金属ナノ粒子を含むシリコン化合物からなり、微細パターン部１２が金属ナノ粒子を含まないシリコン化合物からなる場合、アライメントマーク部１２の屈折率は、微細パターン部１２の屈折率よりも高くなる。
【００２４】
アライメントマーク部の屈折率は、例えば、１．６から１．８程度である。尚、基板（例えば、石英）１０及び微細パターン部１１の屈折率は１，４５程度、インプリント剤（樹脂）の屈折率は、１．５程度である。
【００２５】
アライメントマーク部１１は、例えば、金属酸化物ナノ粒子がシリコン化合物（材料溶液）中に添加されることによって、着色されている。アライメントマーク部１１の色彩は、添加されている金属酸化物ナノ粒子などの不純物の種類に依存して、変化する。
【００２６】
以下では、アライメントマーク部を形成するための材料のことを、高屈折率材料ともよぶ。
【００２７】
尚、アライメントマーク部１１及微細パターン部１２を形成するための材料の詳細については、後述する。
【００２８】
本実施形態のテンプレート１は、アライメントマーク部１１が基板１０及び微細パターン部１２と異なる材料からなり、例えば、アライメントマーク部１１の屈折率が、基板１０及び微細パターン部１２の屈折率より高くなっている。
【００２９】
それゆえ、半導体装置の製造工程において、インプリント剤を供給した状態におけるテンプレート１とウェハとの位置合わせ時に、インプリント剤とアライメントマーク部との屈折率の違いにより、インプリント剤とテンプレート１のアライメントマーク部１１との境界が鮮明になる。
【００３０】
それゆえ、テンプレート１のアライメントマーク部１１の位置を判別でき、テンプレート１とウェハとの位置合わせの精度が向上する。
【００３１】
また、本実施形態のテンプレート１は、アライメントマーク部１１のみが、不純物（例えば、金属酸化物ナノ粒子）を含むガラスから形成され、基板１０及び微細パターン部１１は、不純物の少ないガラス（例えば、ＳｉＯ２）から形成される。  
それゆえ、ウェハに対してテンプレート１のパターンを転写している（インプリントしている）時に、テンプレート全体が不純物を含むガラスによって形成される場合と比較して、本実施形態のテンプレート１では、ウェハのパターン形成領域に対するテンプレート１に起因する不純物の拡散が、低減される。この結果として、半導体装置の製造歩留まりが向上する。
【００３２】
以上のように、本実施形態のテンプレートによれば、ウェハとの位置合わせが容易なテンプレートを、提供できる。
【００３３】
（ｂ）  材料例  
以下、本実施形態のテンプレート１に用いられる材料について、説明する。
【００３４】
本実施形態において、テンプレートの構成部材を形成するための材料溶液の例としては、各種ガラス溶液、樹脂溶液などを用いることができる。ガラス溶液及び樹脂溶液に含まれる成分の例としては、鉛ガラス、ビスマスガラス、スズガラス、リン酸ガラス、シリカガラス、シロキサン成分とこれを溶解するアルコールなどの有機溶媒からなるガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどがあげられる。これらの溶液に、添加剤（ガラス質形成剤、有機バインダー、顔料、セラミック粉末、金属粉末等）をさらに添加して、形成される部材の屈折率を調整してもよい。
【００３５】
以下では、より具体的に、テンプレートの形成するための材料について、説明する。
【００３６】
アライメントマーク部を形成するための材料（第１の材料、高屈折率材料）及び材料溶液（第１の材料溶液）は、ポリシランとシリコーン化合物と不純物粒子（例えば、金属酸化物ナノ粒子）と溶媒からなる。その材料溶液には、例えば、添加剤として、分散剤、増感剤、表面調整剤等をさらに含む。
【００３７】
ポリシランは、主鎖がケイ素原子（Ｓｉ）のみからなる高分子である。ポリシランは、直鎖型でも分岐型でもよい。但し、分岐型のポリシランは、溶媒やシリコーン化合物に対する溶解性および相溶性に優れ、さらに、成膜性にも優れる。それゆえ、本実施形態において、直鎖型のポリシランを用いることよりも、分岐型のポリシランを用いることが好ましい。ポリシランの重量平均分子量は、５０００〜５００００であり、更に好ましくは１００００〜２００００である。ポリシランは、必要に応じて、シランオリゴマーを含んでいてもよい。シランオリゴマーの含有量は５重量％（5wt%）から２５重量％（5wt%）である。
【００３８】
シリコーン化合物としては、ポリシラン及び有機溶媒と相溶するシリコーン化合物が用いられる。シリコーン化合物の重量平均分子量は、１００〜１００００であり、さらに好ましくは１００〜５０００である。シリコーン化合物は、必要に応じて、二重結合含有シリコーン化合物を含む。シリコーン化合物の総量に対して二重結合含有シリコーン化合物の含有量は、２０重量％（20wt%）から１００重量％（100wt%）、さらに好ましくは５０重量％（50wt%）から１００重量％（100wt%）である。二重結合含有シリコーン化合物において、二重結合を形成する化学基は、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基であることが好ましい。例えば、一般に、シランカップリング剤とよばれているシリコーン化合物の中で二重結合を有するものを、二重結合含有シリコーン化合物として用いることができる。
【００３９】
尚、ポリシランとシリコーン化合物との重量比は、８０：２０〜１０：９０の割合、更には、７０：３０〜４０：６０の割合であることが、好ましい。このような重量比によって、シリコーン化合物を材料溶液中に含有させることにより、溶液を硬化させるときに十分に材料溶液が硬化し、クラックが非常に少ないガラス膜（アライメントマーク部又はパターン部）が形成される。
【００４０】
高屈折率材料溶液（アライメントマーク部）に添加される金属酸化物ナノ粒子としては、リチウム、銅、亜鉛、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、イットリウム、インジウム、セリウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、スズ、ニオブ、アンチモン、タンタル、ビスマス、クロム、タングステン、マンガン、鉄、ニッケル、ルテニウム、及び、これらの合金等の酸化物が挙げられる。金属酸化物における酸素の組成は、金属の価数に応じて決定される。金属酸化物として、酸化ジルコン、酸化チタン、酸化亜鉛が用いられることが好ましい。これらを用いることで所望の屈折率（高屈折率）を有し、透明性に優れたガラス膜を得ることができる。
【００４１】
金属酸化物ナノ粒子の平均粒径は、１ｎｍ〜１００ｎｍ、さらには、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましい。
【００４２】
金属酸化物ナノ粒子は、ポリシランの１００重量部に対して５０重量部〜５００重量部、更に好ましくは、１００重量部〜３００重量部の割合で含有される。このような範囲で、金属酸化物ナノ粒子がポリシランに含有されることにより、所望の屈折率を有し、透明性に優れたガラス膜（アライメントマーク部）を形成できる。
【００４３】
金属酸化物ナノ粒子は、任意の適切な方法を用いて得ることができる。例えば、湿式法や焼成法等を用いて形成することができる。また、金属酸化物ナノ粒子は、ナノジルコニア分散液などの市販品を用いてもよい。金属酸化物ナノ粒子の代わりに、顔料、セラミック粉末、金属粉末等が用いられてもよい。
【００４４】
溶媒としては、有機溶媒が好ましく、炭素数５〜１２の炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒などが例示される。炭化水素系溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン等の脂肪族系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶媒などがあげられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどがあげられる。エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラハイドロフランなどがあげられる。
【００４５】
溶媒の使用量は、材料溶液中のポリシラン濃度が１０重量％（10wt%）から５０重量％（50wt%）となる範囲が、好ましい。
【００４６】
増感剤の具体例としては、有機過酸化物があげられる。有機過酸化物は、二重結合含有シリコーン化合物の二重結合に作用して、二重結合間同士の付加重合反応を促進する効果を有する。有機過酸化物としては、ポリシランのＳｉ−Ｓｉ結合間に効率よく酸素を挿入できる化合物であれば、任意の適切な化合物を用いればよい。例えば、パーオキシエステル系過酸化物、ベンゾフェノン骨格を有する有機過酸化物があげられる。
【００４７】
増感剤は、ポリシラン及びシリコーン化合物の合計１００重量部に対して、１重量部〜３０重量部、さらに好ましくは、２重量部〜１０重量部の割合で、材料溶液（又は溶媒）中に含有される。このような範囲で、増感剤を用いることにより、非酸化雰囲気下でもポリシランの酸化が促進される。
【００４８】
分散剤の具体例として、金属酸化物ナノ粒子親和性化学基を主鎖又は複数の側鎖に有し、かつ、溶媒親和部分を構成する複数の側鎖を有する櫛形構造の高分子が用いられる。或いは、主鎖中に金属酸化物ナノ粒子親和基を有する高分子、又は、主鎖の片末端に金属酸化物ナノ粒子親和基を有する直鎖状の高分子が、分散剤として用いられる。  
金属酸化物ナノ粒子親和性基とは、金属酸化物ナノ粒子の表面に対して強い吸着力を有する官能基のことであり、例えば、第３級アミノ基、第４級アンモニウム期、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、フェニル基、ラウリル基、ステアリル基、ドデシル基、オレイル基等をあげることができる。分散剤が金属酸化物ナノ粒子親和性基を有することにより、分散剤は、金属酸化物ナノ粒子の保護コロイドとして充分な性能を発揮することができる。
【００４９】
分散剤は、ポリシラン１００重量部に対して、１０重量部〜１００重量部の割合で含有される。分散剤を用いることにより、金属酸化物ナノ粒子を、材料溶液（溶媒）及び溶液から形成されるアライメントマーク部全体に、均一に分散させることができる。
【００５０】
表面調整剤としては、フッ素系の界面活性剤などが例示される。表面調整剤は、ポリシラン及びシリコーン化合物の合計１００重量部に対して、０．０１重量部〜１．０重量部の割合で、含有される。表面調整剤を用いることにより、テンプレート（基板）上での塗布性を向上できる。
【００５１】
微細パターン部とアライメントマーク部とが異なる材料からなる（異なる屈折率を有する）場合、微細パターン部を形成するため材料溶液（第２の材料溶液）は、ポリシラン及びシリコーン化合物及び溶媒を含む溶液からなる。この場合において、微細パターン部を形成するための材料溶液は、金属酸化物ナノ粒子を含まない。材料溶液は、さらに添加剤として、分散剤、増感剤、表面調整剤等を含む。
【００５２】
微細パターン部１２を形成するための材料溶液の組成及び濃度については、微細パターン部１２及びその材料溶液が金属酸化物ナノ粒子を含有しないこと以外、アライメントマーク部１１を形成するための材料溶液と同じである。尚、金属酸化物ナノ粒子を含まないポリシラン及びシリコーン化合物及び溶媒を含む溶液のことを、パターン形成溶液ともよぶ。
【００５３】
アライメントマーク部１１を形成するための材料溶液と微細パターン部１２を形成するための材料溶液とが相溶しない、つまり、互いに不溶性の材料溶液であると、アライメントマーク部と微細パターン部とが隣接している場合、その境界部で材料が混合し、不均一な膜が形成される。それゆえ、微細パターン部１２を形成するための材料溶液は、アライメントマーク部１１を形成するための高屈折率材料溶液と相溶する材料が好ましい。このように互いに相溶性の材料溶液が用いられることによって、アライメントマーク部と微細パターン部が隣接している場合に、それらの材料が混合しても均一な膜を基板上に形成できる。
【００５４】
テンプレート１を形成するための基板１０は、例えば、石英基板（合成ＳｉＯ２基板、ガラス基板）がである。テンプレート１の基板１０に石英を用いることによって、基板１０のＳｉ原子とアライメントマーク部１１の材料溶液との間においても、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が形成される。これによって、基板１０とアライメントマーク部／パターン部１１，１２との間に、非常に強固な密着を実現することができる。但し、基板の材料は特に限定されず、石英以外の材料が用いられてもよい。基板とアライメントマーク部／パターン部との密着性を改善するために、基板に表面処理が施されることが好ましい。密着性の改善のための表面処理方法は、特に限定されない。
【００５５】
（ｃ）  テンプレートの形成方法  
（ｃ−１）  第１の形成方法  
図３乃至図５を用いて、本実施形態のテンプレートの形成方法について、説明する。図３乃至図５は、本実施形態のテンプレートの形成方法における各製造工程の断面工程図を、それぞれ示している。
【００５６】
本実施形態のテンプレート１は、２つのテンプレートを用いたインプリント技術によって形成される。この技術では、第１のテンプレートのパターンが基板上にインプリントされることによって、第２のテンプレートが形成される。
【００５７】
図３に示されるように、アライメントマーク部２１と微細パターン部２２を有する第一のテンプレート２が、形成される。
【００５８】
第１のテンプレート２は、本実施形態のテンプレートを形成するための原版となる。以下では、原版となるテンプレート２のことを、マスターテンプレート２とよぶ。マスターテンプレート２には、転写（インプリント）されるテンプレートのアライメントマーク部の形状に対応するアライメントマーク部２１と、転写されるテンプレートの微細パターン部の形状に対応する微細パターン部２２とが形成されている。マスターテンプレート２のアライメントマーク部２１のことを、マスターアライメントマーク部２１とよび、マスターテンプレートの微細パターン部２２のことをマスターパターン部２２とよぶ。マスターアライメントマーク部２１及びマスターパターン部２２は基板２０上に形成されている。
【００５９】
マスターテンプレート２のパターンは、インプリント技術によってマスターテンプレート２を用いて転写されるテンプレートのパターンに対して反転したパターンである。マスターテンプレートのパターン２１，２２と形成されるテンプレートのパターンとは、ネガとポジの関係を有する。
【００６０】
マスターテンプレート２は、例えば、石英などから形成されている。但し、マスターテンプレート２は、表面に微細な凹凸パターンが形成されたテンプレートであればよく、その材料が限定されるものではない。
【００６１】
マスターテンプレート２に供給された材料溶液から形成される部材がマスターテンプレートから剥離される際の離型性を改善するために、離型剤などによる表面処理をマスターテンプレート２に対して行うことが望ましい。但し、その表面処理方法については、特に限定されない。
【００６２】
図３に示されるように、例えば、インクジェット法を用いて、マスターテンプレート２のマスターアライメントマーク部２１とマスターパターン部２２に、材料溶液８０，８１が、供給口７０，７１から所定のパターン部にそれぞれ選択的に供給される。材料溶液８０，８１は、インプリント技術により形成されるテンプレートのアライメントマーク部及び微細パターン部を形成するための材料溶液である。インクジェット法が、材料溶液の供給に用いられた場合、２種類の材料溶液１１Ａ，１２Ａは、実質的に同時に、マスターテンプレート２上に供給される。
【００６３】
マスターアライメントマーク部２１には、金属酸化物ナノ粒子を含む材料溶液（不純物粒子溶液又は高屈折材料溶液）８０が供給される。マスターパターン部２２には、例えば、金属酸化物ナノ粒子を含まない材料溶液（パターン形成溶液）２２が供給される。
【００６４】
材料溶液をテンプレート２に供給する方法としては、インクジェット法に限定されず、他の方法を用いて、材料溶液８０，８１をマスターテンプレート２上に供給してもよい。
【００６５】
これによって、図４に示されるように、本実施形態において、マスターテンプレート２のマスターアライメント部２１に、高屈折率材料溶液１１Ａが選択的に供給され、マスターパターン部２２には、高屈折材料溶液とは異なる材料溶液１２Ａが供給される。
【００６６】
材料溶液がマスターテンプレート２上に供給された後、図５に示されるように、第２のテンプレートを形成するための基板１０が、材料溶液１１Ａ，１２Ａが供給されたマスターテンプレート２に密着される。この時、基板１０のアライメントマーク部が形成される領域（以下、アライメントマーク形成領域とよぶ）１１０が、マスターテンプレート２のアライメントマーク部２１に対向し、基板１０の微細パターン部が形成される領域（微細パターン形成領域とよぶ）１２０に対向するように、基板１０とマスターテンプレート２が密着される。
【００６７】
例えば、熱インプリント又光インプリント法により、材料溶液１１Ａ，１２Ａが基板１０とマスターテンプレート２とが密着された状態で硬化される。インプリント法によってマスターテンプレートからテンプレートを形成する場合、光インプリント法又は熱インプリント法などが、材料溶液１１Ａ，１２Ａを硬化させるために用いられる。光インプリント法は、光（例えば、紫外線）の照射によって材料溶液を硬化させる。熱インプリント法、加熱によって材料溶液を硬化させる。但し、材料溶液を硬化できるのであれば、光又熱インプリント法に限定されない。
【００６８】
熱の印加又は光の照射によって、材料溶液１１Ａ，１２Ａが含むポリシランのＳｉ−Ｓｉ結合がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に変化し、２種類の材料溶液１１Ａ，１２Ａが、液体からガラス質へと硬化（ガラス化）する。硬化した材料溶液（ガラス）１１Ａ，１２Ａは、基板１０に接合する。
【００６９】
材料溶液を硬化させた後、基板１０からマスターテンプレートを離型する。マスターテンプレート２に対する離型性の改善のための表面処理により、材料溶液とテンプレート２との接合力は、材料溶液と基板１０との接合力より弱くなっている。それゆえ、硬化したガラスがマスターテンプレート２から剥離しやすくなっている。
【００７０】
これによって、図１に示すように、マスターテンプレート２のパターンが反転したパターンが基板１０にインプリントされ、基板１０上に位置合わせ用のアライメントマーク部１１と微細パターン部１２が形成される。これによって、本実施形態のテンプレート１が形成される。
【００７１】
上記のように、アライメントマーク部１１は、基板１０及び微細パターン部１２とは異なる材料から形成されるため、アライメントマーク部１１は、基板１０及び微細パターン１２と異なる屈折率を有する。
【００７２】
微細パターン部１２は、金属酸化物ナノ粒子を含まないシリコン化合物（ガラス）からなり、微細パターン部１２の屈折率は、例えば、基板１０の屈折率と同程度である。
【００７３】
一方、アライメントマーク部１１は、金属酸化物ナノ粒子を含むシリコン化合物（高屈折率ガラス）からなり、アライメントマーク部の屈折率（１．６〜１．８程度）は、テンプレートの基板１０及び微細パターン部１２の屈折率（１．４５〜１．５程度）よりも高くなっている。
【００７４】
このように、微細パターン部１２が形成される基板１０と同じ基板上に、材料及び屈折率が異なるアライメントマーク部１１が形成される。
【００７５】
尚、パターン１１，１２が硬化された後に、基板１０及びテンプレート１に対して加熱処理が施されてもよい。加熱処理により、ポリシランの酸化反応がさらに促進され、材料溶液から形成されたマーク／パターン１１，１２が、さらに硬質にされる。
【００７６】
以上の形成工程によって、基板１０又は微細パターン部１２の屈折率より屈折率が高いアライメントマーク部１１を有するテンプレート１が、インプリント技術によって形成される。
【００７７】
それゆえ、インプリント剤が供給された状態におけるウェハとテンプレートとの位置合わせ時、たとえ、インプリント剤の屈折率（１．５程度）とテンプレート１の基板１０の屈折率（１．４５程度）との差が小さくとも、インプリント剤の屈折率とテンプレート１のアライメントマーク部１１の屈折率とが異なるので、インプリント剤とそのアライメントマーク部１１との境界が、容易に判別できる。
【００７８】
したがって、ウェハとテンプレート１との位置合わせの精度を向上できる。
【００７９】
以上のように、本実施形態のテンプレートの第１の形成方法によれば、ウェハとの位置合わせが容易なテンプレートを、提供できる。
【００８０】
（ｃ−２）  第２の形成方法  
図６を用いて、本実施形態のテンプレートの第２の形成方法について、説明する。ここでは、第２の形成方法と第１の形成方法との相違点について、述べる。
【００８１】
第１の形成方法において、図３及び図４に示されるように、マスターテンプレート２のアライメントマーク部及び微細パターン部に材料溶液を供給した後、テンプレートの基板が、材料溶液が供給されたマスターテンプレートに密着された。  
しかし、図６に示されるように、材料溶液１１Ａ，１１Ｂが供給された基板１０に、マスターテンプレート１が密着されてもよい。
【００８２】
例えば、インクジェット法によって、基板１０内のアライメントマーク部が形成される領域（アライメントマーク形成領域とよぶ）１１０に、高屈折率材料溶液１１Ａが供給される。これとほぼ同時に、基板１０内の微細パターン部が形成される領域（微細パターン形成領域とよぶ）１２０内には、高屈折材料溶液１１Ａとは異なる材料溶液１２Ａが供給される。
【００８３】
そして、マスターテンプレート２が、材料溶液１０Ａ，１１Ａが供給された基板１０に密着された後、材料溶液１１Ａ，１２Ａが、光インプリント法又は熱インプリント法によって硬化される。この後、マスターテンプレート２が、基板１０から離型される。基板１０上に、アライメントマーク部１１及び微細パターン部１２が残存し、本実施形態のテンプレート１が形成される。
【００８４】
以上のように、基板１０のアライメントマーク形成領域１１０に、高屈折率材料溶液１１Ａを供給することによって、微細パターン部１１又は基板１０より屈折率の高いアライメントマーク部１２を基板１０上に形成できる。
【００８５】
したがって、本実施形態のテンプレートの第２の形成方法においても、本実施形態のテンプレートの第１の形成方法と同様に、ウェハとの位置合わせが容易なテンプレートを、提供できる。
【００８６】
（ｄ）  適用例  
図７及び図８を用いて、本実施形態のテンプレートの適用例として、第１の実施形態のテンプレートを用いた半導体装置の製造方法について、説明する。
【００８７】
本実施形態のテンプレート１は、例えば、インプリント技術による半導体装置のパターンの転写及び形成のために、用いられる。
【００８８】
ウェハ５０の表面には、アライメントマーク部（以下、ウェハアライメントマーク部とよぶ）５９が、ウェハ５０のデバイス形成領域に隣接して、設けられている。ウェハアライメントマーク部５９は、テンプレート２のアライメントマーク部１１に対応するように、設けられている。
【００８９】
例えば、ウェハ５０上に、絶縁体／導電体を含む積層構造５１が、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法又はスパッタ法によって、堆積されている。例えば、導電体は所定の素子や配線であり、絶縁体は層間絶縁膜である。積層構造５１の上面に、加工の対象となる被加工膜５２が、ＣＶＤ法又はスパッタ法によって、堆積される。被加工膜５２は、導電膜（例えば、金属膜又は半導体膜）でもよいし、絶縁膜でもよい。被加工膜５２がウェハ５０上に直接堆積されていてもよい。尚、図７では、積層構造５１及び被加工膜５２が、ウェハアライメントマーク部５９上方を覆っている例が示されているが、積層構造５１及び被加工膜５２が透過性を有さない場合、積層構造５１及び被加工膜５９は、ウェハアライメントマーク部５９上方から除去されてもよい。
【００９０】
インプリント剤８９が被加工膜５２上に供給され、インプリント剤８９がウェハ５０上に塗布される。インプリント剤は、例えば、光硬化樹脂、又は、熱硬化樹脂が用いられる。インプリント剤の樹脂の屈折率は、１．５程度である。
【００９１】
この後、本実施形態のテンプレート１が、インプリント剤が塗布されたウェハ５０に密着される。この際、テンプレート１の微細パターン部１２のパターンがウェハ５０のデバイス形成領域の所定の位置にインプリントされるように、ウェハアライメントマーク部５９とテンプレート１のアライメントマーク部１１とを用いて、ウェハ５０とテンプレート１との位置合わせが実行される。
【００９２】
ウェハ５０とテンプレート１との位置合わせは、例えば、光源７５からの光８５をアライメントマーク部１１，５９に照射することによって、実行される。例えば、インプリント剤８９が光硬化樹脂である場合、位置合わせのための光源７５からの光８５は、インプリント剤８９を硬化させない波長または光量を有するのはもちろんである。
【００９３】
上述のように、本実施形態のテンプレート１が含むアライメントマーク部１１において、例えば、金属酸化物ナノ粒子がアライメントマーク部（又は、その材料溶液）に添加されることによって、アライメントマーク部１１の屈折率（例えば、１．６〜１．８程度）は、基板やインプリント剤の屈折率よりも高くされている。
【００９４】
それゆえ、インプリント剤８９とアライメントマーク部１１との境界が判別でき、ウェハ５０上にインプリント剤８９が供給された状態であっても、ウェハアライメントマーク部５９とテンプレート１のアライメントマーク部１１との位置を、比較的容易にあわせることができる。
【００９５】
ウェハ５９とテンプレート１との位置合わせが終了した後、熱の印加又は光の照射によって、インプリント剤８９が硬化される。インプリント剤８９が光硬化樹脂である場合、テンプレート１の基板１０及び微細パターン部１１は不純物（例えば、金属酸化物ナノ粒子）をほとんど含まないガラスから形成されている。そのため、基板１０及び微細パターン部１１を透過した光はその透過効率が劣化すること無しに、光源７５からの光８５がインプリント剤８９に照射される。その結果として、硬化時間の短縮など、光硬化樹脂を硬化させるための効率が向上する。
【００９６】
また、本実施形態のテンプレート１は、インプリント剤８９に対する微細パターン部１２の転写精度及び効率が向上し、歪みの少ないインプリントパターンを被加工膜５２上に形成できる。本実施形態のテンプレート１は微細パターン部１１が不純物を含まないので、テンプレートに起因する不純物がウェハ５０のデバイス形成領域に拡散するのを低減できる。
【００９７】
図８に示されるように、インプリント剤８９が硬化された後、テンプレートがウェハ５０から剥離される。これによって、被加工膜５２上に、テンプレート１のインプリントパターン（転写パターン）８９Ａが形成される。
【００９８】
この後、形成されたインプリントパターン８９Ａをマスクとして、被加工膜５２が、例えば、ＲＩＥ法によって、加工される。
【００９９】
このように、本実施形態のテンプレートは、インプリント技術による半導体装置の製造方法に適用できる。
【０１００】
以上のように、本実施形態のテンプレート１によって、ウェハ５０と本実施形態のテンプレート１との位置合わせを、高い精度で実行できる。また、インプリント法による微細なパターンの形成を、高精度で実行できる。
【０１０１】
したがって、本実施形態のテンプレート１を用いて半導体デバイスを製造することによって、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
【０１０２】
（２）  第２の実施形態  
図９を用いて、第２の実施形態のテンプレートについて、説明する。
【０１０３】
ここでは、本実施形態と第１の実施形態との相違点について、主に述べ、共通する事項の説明は、必要に応じて行う。
【０１０４】
本実施形態のテンプレート１Ａにおいて、微細パターン部１５は、例えば、基板１０と異なる材料から形成される。例えば、微細パターン部１５は、高屈折材料からなり、微細パターン部１５の屈折率が、基板１０の屈折率よりも高くされる。
【０１０５】
このように、微細パターン部１５の屈折率と基板１０の屈折率が異なることによって、基板１０上における微細パターン部１５の位置が、比較的に容易に判別できる。これによって、微細パターン部１５の欠陥の検出精度を向上できる。
【０１０６】
アライメントマークによる位置合わせに用いられる光学系と、テンプレートの欠陥検査等を行う光学系は共通ではない場合がある。そのため、それぞれの光学系に適した材料が、アライメントマーク部１１及び微細パターン部１５にそれぞれ用いられることが好ましい。
【０１０７】
微細パターン部１５を形成するための材料溶液は、アライメントマーク部１１を形成するための材料溶液と同様に、金属酸化物ナノ粒子を含むガラス溶液が用いられる。但し、上述のように、ウェハのデバイス形成領域に対するテンプレートに起因する不純物の拡散を考慮すると、微細パターン部１５を形成するための材料溶液及び微細パターン部１５に含まれる不純物（金属酸化物ナノ粒子）の濃度は、アライメントマーク部１１を形成するための材料溶液及びアライメントマーク部１１に含まれる不純物の濃度より低いことが好ましい。
【０１０８】
尚、本実施形態のテンプレートの形成方法としては、図３に示されるテンプレートの形成工程において、マスターテンプレート２上に供給される材料が第１の実施形態と異なるのみで、実質的な形成方法は第１の実施形態と同様である。
【０１０９】
したがって、第２の実施形態のテンプレート１Ａによれば、アライメントマーク部１１とともに、微細パターン部１５に高屈折率材料を用いて、微細パターン部１５の屈折率を基板１０の屈折率を高くすることによって、ウェハとテンプレートとの位置合わせを向上できるとともに、テンプレートの欠陥の検査精度も向上できる。
【０１１０】
（３）  第３の実施形態  
図１０を用いて、第３の実施形態のテンプレートについて、説明する。
【０１１１】
ここでは、本実施形態と第１及び第２の実施形態との相違点について、主に述べ、共通する事項の説明は、必要に応じて行う。
【０１１２】
図４又は図６に示されように、材料溶液１１Ａ，１２Ａが供給された状態でマスターテンプレート２と基板１０とが密着されたとき、材料溶液１１Ａ，１２Ａが、アライメントマーク形成領域１１０及びパターン形成領域１２０近傍の基板／テンプレート１の表面、或いは、アライメントマーク形成領域１１０とパターン形成領域１２０との境界領域に、供給される場合がある。
【０１１３】
これによって、アライメントマーク形成領域１１０内の基板１０表面に、アライメントパターン部１１と同じ材料溶液からなるガラス膜１１Ｘが、形成される。これと同様に、微細パターン形成領域１２０内の基板１０表面に、微細パターン部１２と同じ材料溶液からなるガラス膜１２Ｘが、形成される。アライメントマーク形成領域１１０内のガラス膜１１Ｘはアライメントマーク部１１と同じ屈折率を有し、微細パターン形成領域１２０内のガラス膜１２Ｘは微細パターン部１２と同じ屈折率を有する。
【０１１４】
また、アライメントマーク形成領域１１０と微細パターン形成領域１２０との境界領域において、アライメントマーク部１１を形成するための材料溶液１１Ａと微細パターン部１２を形成するための材料溶液１２Ａとが相溶する。
【０１１５】
２種類の材料溶液が２つの形成領域１１０，１２０の境界において相溶する場合、その相溶した材料溶液が硬化されると、その境界領域内に、２つの材料溶液１１Ａ，１１Ｂが相溶したガラス膜（相溶部）１９が形成される。
【０１１６】
相溶部１９が含む金属酸化物ナノ粒子（不純物）の濃度は、アライメントマーク部１１が含む金属酸化物ナノ粒子の濃度より小さい。また、相溶部１９の屈折率は、アライメントマーク部１１の屈折率と微細パターン部１２の屈折率との間の値になる。
【０１１７】
尚、図１０において、テンプレート１Ｂに相溶部１９が形成された場合が示されているが、マスターテンプレート２表面に、相溶部１９やガラス膜１１Ｘ，１２Ｘが残存する場合がある。
【０１１８】
このように、テンプレートの形成工程において、テンプレート１の基板１０表面に材料溶液１１Ａ，１２Ａが供給され、ガラス膜１１Ｘ，１２Ｘや相溶部１９が、基板１０表面に形成される。
【０１１９】
第３の実施形態のテンプレート１Ｂにおいても、第１及び第２の実施形態と同様に、ウェハとテンプレートとの位置合わせを向上できる。
【０１２０】
［その他］
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】
【０１２１】
１：テンプレート、１０：基板、１１：アライメントマーク部、１２：微細パターン部、１１Ａ，１２Ａ：材料溶液、２：マスターテンプレート、５０：ウェハ。
【図１】
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【図２】
2012099729.tif 000004
【図３】
2012099729.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012099729.tif 000009
【図８】
2012099729.tif 000010
【図９】
2012099729.tif 000011
【図１０】
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