(57)【要約】【課題】テンプレートの長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うことができるインプリント方法を提供すること。【解決手段】実施形態のインプリント方法では、基板上の被加工膜上にレジスト層を成膜する。そして、テンプレートを前記基板に押し当てる際にテンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する。その後、前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の途中深さまで刺し込み、その後、前記レジスト層を硬化させる。【選択図】図２
2013069921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の被加工膜上にレジスト層を成膜するレジスト成膜ステップと、
テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する滴下ステップと、
前記レジスト層を所定の硬さまで半硬化させる半硬化ステップ
前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を半硬化したレジスト層内の途中深さまで刺し込む刺し込みステップと、
前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる硬化ステップと、
を含み、
前記距離は、前記レジスト液滴の液滴量および前記レジスト液滴の滴下位置を制御することによって調整され、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てる際には前記テンプレートにかけられる押し当て圧力に基づいて、前記距離まで前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層内に刺し込まれ、
前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の前記途中深さまで刺し込む処理が前記基板上でインプリントショット毎に繰り返され、その後、複数のインプリントショットに対して前記レジスト層をまとめて硬化させることを特徴とするインプリント方法。
【請求項２】
基板上の被加工膜上にレジスト層を成膜するレジスト成膜ステップと、
テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する滴下ステップと、
前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の途中深さまで刺し込む刺し込みステップと、
前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる硬化ステップと、
を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項３】
前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てる前に、前記レジスト層を所定の硬さまで半硬化させる半硬化ステップをさらに含み、
前記刺し込みステップでは、
前記テンプレートパターンの凸部を、半硬化したレジスト層内の前記途中深さまで刺し込むことを特徴とする請求項２に記載のインプリント方法。
【請求項４】
前記距離は、前記レジスト液滴の液滴量および前記レジスト液滴の滴下位置を制御することによって調整されることを特徴とする請求項２または３に記載のインプリント方法。
【請求項５】
前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の前記途中深さまで刺し込む処理が前記基板上でインプリントショット毎に繰り返され、その後、複数のインプリントショットに対して前記レジスト層をまとめて硬化させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のインプリント方法。
【請求項６】
前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の前記途中深さまで刺し込んだ状態で前記レジスト層を硬化させる処理が前記基板上でインプリントショット毎に繰り返されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のインプリント方法。
【請求項７】
前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てる際に前記テンプレートにかけられる押し当て圧力に基づいて、前記距離まで前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層内に刺し込まれることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載のインプリント方法。
【請求項８】
前記レジスト層は、紫外線硬化樹脂であり、
前記レジスト層を半硬化させる際および前記レジスト層を硬化させる際には、前記レジスト層に紫外線が照射されることを特徴とする請求項３に記載のインプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インプリント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  System：微小電気機械システム）装置や磁気記録装置などの微細構造を有する電子デバイスまたは磁気記録媒体の製造において、微細パターンを高生産性で形成する技術として、基板に原版の型を転写するインプリント法が注目されている。
【０００３】
インプリント法においては、転写すべきパターンが形成されたテンプレートと、転写材が滴下されている基板と、を接触させることにより、テンプレートの凹部に転写材を充填している。そして、この状態で転写材を硬化させることにより、基板上の転写材にテンプレートパターンを転写している。
【０００４】
従来のインプリント法では、テンプレートの凹部へ転写材を欠陥なく充填するには長い時間を要しており、生産性向上の妨げになっている。特に、コンタクホールを転写する場合、テンプレートパターンがピラー状となるので、テンプレートの凹部が広くなる。このため、転写材を充填する際に、泡噛みしやすくなる。その結果、欠陥が多くなるとともにスループットが低くなるという問題があった。また、ピラー状のテンプレートパターンは、折れやすく寿命が短いので、生産性が低くなるという問題があった。このため、テンプレートの長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うことが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１２４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、テンプレートの長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うことができるインプリント方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、インプリント方法が提供される。インプリント方法では、基板上の被加工膜上にレジスト層を成膜する。そして、テンプレートパターンとしての凹凸構造を有したテンプレートを前記基板に押し当てる際に前記テンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくる前記基板上の位置に、レジスト液滴を滴下する。その後、前記レジスト層に前記テンプレートを近づけていき、前記レジスト液滴に前記パターン外側領域を押し当てるとともに、前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層とが接触することなく前記テンプレートパターンの凹部と前記レジスト層との間の間隙が所定の距離となるまで前記テンプレートパターンの凸部を前記レジスト層内の途中深さまで刺し込む。そして、前記テンプレートパターンの凸部が前記レジスト層に刺し込まれた後に前記レジスト層を硬化させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
【図６】図６は、第４の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
【図７】図７は、第５の実施形態に係るテンプレートの構成を示す図である。
【図８】図８は、レジスト液滴の配置位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るインプリント方法を詳細に説明する。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。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。インプリント装置１０１Ａは、ウエハＷなどの被転写基板（被加工基板）に、テンプレート（原版）Ｔ１のテンプレートパターン（回路パターンなど）を転写する装置である。
【００１１】
本実施形態のインプリント装置１０１Ａは、テンプレートＴ１に形成されているテンプレートパターンの凹部（凹部の底面）に転写材としての第１のレジスト（後述するレジスト層３３Ｂ）を接触させないよう、テンプレートパターンの凸部をウエハＷ上のレジスト層３３Ｂ（パターン形成層）の途中深さまで刺し込み、これにより、レジスト層３３Ｂにテンプレートパターンを転写する。このため、インプリント装置１０１Ａは、レジスト３３層Ｂで覆われているウエハＷ上のうちパターン形成領域以外の領域（例えば、周辺領域）に所定の粘性を有した第２のレジストの液滴（後述するレジスト液滴４０）を滴下しておく。前記周辺領域は、凹部の底面と同じ高さである。テンプレートとウエハＷ上の液滴が接触し広がる事によって周辺領域とレジスト層３３Ｂの上面との間に隙間が設けられ、これにより、テンプレートパターンの凹部（底面）と、レジスト層３３Ｂの上面との間に隙間を設けられる。この結果、テンプレートパターンの凸部は、レジスト層３３Ｂの途中深さまで刺されることとなる。
【００１２】
インプリント装置１０１Ａは、制御装置１Ａ、原版ステージ２、基板チャック４、試料ステージ５、基準マーク６、アライメントセンサ７、液滴下装置８、ステージベース９、ＵＶ光源１０、ステージ常盤１１、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラ１２、原版搬送アーム１３を備えている。
【００１３】
ステージ常盤１１は、水平方向の主面を有しており、この主面の上を試料ステージ５が移動する。試料ステージ５は、ウエハＷを載置するとともに、載置したウエハＷと平行な平面内（水平面内）を移動する。試料ステージ５は、ウエハＷに転写材としてのレジスト液滴４０を滴下する際にはウエハＷを液滴下装置８の下方側に移動させ、ウエハＷへの押印処理を行う際には、ウエハＷをテンプレートＴ１の下方側に移動させる。
【００１４】
また、試料ステージ５上には、基板チャック４が設けられている。基板チャック４は、ウエハＷを試料ステージ５上の所定位置に固定する。また、試料ステージ５上には、基準マーク６が設けられている。基準マーク６は、試料ステージ５の位置を検出するためのマークであり、ウエハＷを試料ステージ５上にロードする際に用いられる。
【００１５】
ステージベース９は、テンプレートＴ１などを支持するとともに、テンプレートＴ１のテンプレートパターンをウエハＷ上のレジスト層３３Ｂに押し当てる。ステージベース９は、上下方向（鉛直方向）に移動することにより、テンプレートＴ１のレジスト層３３Ｂへの押し当てと、テンプレートＴ１のレジスト層３３Ｂからの引き離し（離型）を行う。
【００１６】
ステージベース９の底面側（ウエハＷ側）には、原版ステージ２が設けられている。原版ステージ２は、テンプレートＴ１の裏面側（テンプレートパターンの形成されていない側の面）からテンプレートＴ１を真空吸着などによって所定位置に固定する。また、ステージベース９上には、アライメントセンサ７が設けられている。アライメントセンサ７は、ウエハＷの位置検出やテンプレートＴ１の位置検出を行うセンサである。
【００１７】
液滴下装置８は、ウエハＷ上にレジスト液滴４０を滴下する装置である。液滴下装置８は、例えばインクジェット方式のレジスト滴下装置である。ＵＶ光源１０は、ＵＶ光を照射する光源であり、ステージベース９の上方に設けられている。ＵＶ光源１０は、例えば、テンプレートＴ１がレジスト液滴４０に押し当てられた状態で、テンプレートＴ１上からＵＶ光を照射する。
【００１８】
ＣＣＤカメラ１２は、テンプレートパターンが刺し込まれている最中のレジスト層３３Ｂを、略透明のテンプレートＴ１を介して撮像するカメラである。ＣＣＤカメラ１２は、ステージベース９の上方に設けられている。
【００１９】
原版搬送アーム１３は、インプリント装置１０１Ａ内でテンプレートＴ１を搬送するアームである。原版搬送アーム１３は、インプリント装置１０１Ａの外部から搬入されてきたテンプレートＴ１を、原版ステージ２の位置に搬送する。
【００２０】
制御装置１Ａは、原版ステージ２、基板チャック４、試料ステージ５、アライメントセンサ７、液滴下装置８、ステージベース９、ＵＶ光源１０、ステージ常盤１１、ＣＣＤカメラ１２、原版搬送アーム１３を制御する。
【００２１】
また、本実施形態の制御装置１Ａは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう、液滴下装置８からウエハＷ上に滴下するレジスト液滴４０の滴下量、滴下位置、テンプレートＴ１の押印時間などを制御する。なお、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴４０の粘度、レジスト液滴４０近傍の温度や湿度を予め調整しておいてもよい。また、レジスト液滴４０近傍の温度に限らず、テンプレートＴ１やレジスト層３３Ｂの温度を調整しておいてもよい。レジスト液滴４０の滴下量、滴下位置、粘度、温度、湿度や周辺環境などを調整しておくことにより、所定時間だけテンプレートＴ１を押印すれば、所望の深さ（途中位置）までテンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに刺し込むことが可能となる。
【００２２】
ウエハＷへのインプリントを行う際には、予めウエハＷ上にレジスト層３３Ｂを設けておく。この後、ウエハＷ上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などにレジスト液滴４０が滴下される。その後、ウエハＷがテンプレートＴ１の直下に移動させられる。そして、テンプレートパターンの周辺領域がウエハＷ上のレジスト液滴４０に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂに刺し込まれる。
【００２３】
テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂの所定の深さまで刺し込まれた後、テンプレートＴ１は、レジスト層３３Ｂから引き離される（離型）。その後、テンプレートパターンの凸部によって穴が開けられたレジスト層（後述するインプリントパターン３４）を硬化させることにより、テンプレートパターンに対応する転写パターンがウエハＷ上にパターニングされる。
【００２４】
つぎに、インプリント装置１０１Ａによるインプリントパターンの詳細な形成処理手順について説明する。図２は、第１の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。
【００２５】
図２の（ａ）に示すように、ウエハＷへは、予め基板３１上に被加工膜（絶縁層、金属層、半導体層など）３２を形成し、被加工膜３２上にレジスト層３３Ａを塗布（成膜）しておく。レジスト層３３Ａは、例えば、レジスト塗布装置（コーター）などによってウエハＷ上にスピン塗布される。レジスト層３３Ａは、例えば、ＵＶ硬化樹脂などである。
【００２６】
レジスト層３３Ａが塗布されたウエハＷは、試料ステージ５上に載置され、ＵＶ光源１０の下方に搬送される。そして、図２の（ｂ）に示すように、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面にＵＶ光を照射することによってレジスト層３３Ａを所定の固さまで半硬化させ、これによりレジスト層３３Ａをレジスト層３３Ｂに変化させる。ウエハＷに照射するＵＶ光は、レジスト層３３Ａ（ＵＶ硬化樹脂）を硬化させることができる波長（例えば３１０ｎｍ）を含む光である。これにより、レジスト層３３Ｂは、完全に硬化していない状態（半硬化）となり、テンプレートパターンの凸部を突き刺すことができる固さとなる。
【００２７】
この後、試料ステージ５に載せられたウエハＷが液滴下装置８の直下まで移動させられる。そして、図２の（ｃ）に示すように、液滴下装置８によってレジスト液滴４０が滴下される。レジスト液滴４０が滴下される位置は、ウエハＷ上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などである。換言すると、テンプレートＴ１をウエハＷに押し当てる際にテンプレートパターンよりも外側の領域であるパターン外側領域が近接してくるウエハＷ上の位置に、レジスト液滴４０が滴下される。
【００２８】
その後、試料ステージ５上のウエハＷがテンプレートＴ１の直下に移動させられる。そして、図２の（ｄ）に示すように、テンプレートパターンの周辺領域（パターン外側領域）がウエハＷ上のレジスト液滴４０に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂに刺し込まれる。そして、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとが接触せず、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の距離が所望の間隙になるとテンプレートパターンの凸部の刺し込み（押印）を停止する。このように、レジスト液滴４０は、所定の粘度を有しているので、テンプレートパターンの凹部を、レジスト層３３Ｂに接触させることなく、テンプレートパターンの凸部を所望の深さまでレジスト層３３Ｂに刺し込むことができる。制御装置１Ａは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴４０の滴下量、滴下位置、テンプレートＴ１の押印時間などを制御しておく。
【００２９】
テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂの所定の深さまで刺し込まれた後、図２の（ｅ）に示すように、テンプレートＴ１は、レジスト層３３Ｂから引き離される（離型）。これにより、レジスト層３３Ｂにインプリントパターン３４が転写される。この後、レジスト液滴４０は、揮発する。
【００３０】
その後、ＵＶ光源１０からインプリントパターン３４にＵＶ光を照射することによって、図２の（ｆ）に示すように、インプリントパターン３４（１ショット分）を完全に硬化させる。インプリントパターン３４（１ショット分）にＵＶ光を照射するため、例えばインプリント装置１０１Ａが備える遮光帯５０を介してＵＶ光源１０からインプリントパターン３４にＵＶ光が照射される。遮光帯５０は、ＵＶ光を遮光する部材を用いて作製されている。遮光帯５０は、インプリントパターン３４の１ショット分に対応する領域に開口部が設けられたリング状をなしている。
【００３１】
インプリントパターン３４に照射するＵＶ光は、インプリントパターン３４を硬化させることができる波長（例えば３１０ｎｍ）を含む光である。このように、テンプレートパターンの凸部によって穴が開けられたインプリントパターン３４を硬化させることにより、テンプレートパターンに対応する転写パターン３５がウエハＷ上のレジスト層３３Ｂに形成される。
【００３２】
さらに、図２の（ｃ）〜（ｆ）の処理がショット毎に繰り返される。これにより、図２の（ｇ）に示すようなステップ＆リピート方式で、ウエハＷの全ショットに転写パターン３５が形成される。換言すると、本実施形態では、テンプレートＴ１の押印処理がショット毎に行われるとともに、押印後のインプリントパターン３４の硬化処理がショット毎に行われる。
【００３３】
なお、本実施形態では、離型した後、インプリントパターン３４にＵＶ光を照射する場合について説明したが、テンプレートパターンの凸部をレジスト層３３Ｂの所定の深さまで刺し込んだ状態で、ＵＶ光を照射してもよい。この場合、ＵＶ光を照射することによってインプリントパターン３４を硬化させ、これにより転写パターン３５を形成した後に離型が行われる。
【００３４】
また、本実施形態では、レジスト塗布装置によってウエハＷ上にレジスト層３３Ａをスピン塗布する場合について説明したが、インクジェット方式のレジスト滴下装置を用いてレジスト層３３Ａを形成してもよい。レジスト層３３Ａの形成に用いるインクジェット方式のレジスト滴下装置は、液滴下装置８であってもよいし、液滴下装置８以外の装置であってもよい。
【００３５】
また、図２（ｂ）で説明した処理の前に図２（ｃ）で説明した処理を行ってもよい。すなわち、レジスト液滴４０を滴下した後、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面にＵＶ光を照射してレジスト層３３Ａを半硬化状態のレジスト層３３Ｂに変化させてもよい。また、テンプレートパターンは、コンタクトホールパターンであってもよいし、ライン＆スペースパターンであってもよい。
【００３６】
このように、インプリント装置１０１Ａは、テンプレートパターンの凹部をレジスト層３３Ｂに接触させることなく、テンプレートパターンの凸部をレジスト層３３Ｂに刺しているので、レジスト層３３Ｂへの泡噛みを防止できる。また、泡噛みが発生することもなくレジストの充填に毛細管現象を利用する必要もないので、テンプレートＴ１へのレジスト層３３Ｂの充填時間が短くなり、短時間でインプリントパターンを形成することが可能となる。その結果、高スループットで転写パターン３５を形成することが可能となる。
【００３７】
また、テンプレートパターンの凹部をレジスト層３３Ｂに接触させていないので、テンプレートＴ１とレジスト層３３Ｂの接触面積が小さくなる。このため、離型の際にテンプレートＴ１にかかる引きはがし力を低減することが可能となる。したがって、テンプレートパターンのダメージが小さくなってテンプレートＴ１が破損しにくくなり、その結果、テンプレートＴ１を長期に渡って使用することが可能となる。
【００３８】
また、予めレジスト層３３Ａを露光することによってレジスト層３３Ａを所定の固さ有したレジスト層３３Ｂに変化させておくので、液体のレジスト層３３Ａに対してテンプレートパターンの凹部を所定の距離に保つ場合と比べて、凹部とレジスト層３３Ｂとの間隙調整が容易になる。
【００３９】
また、レジスト液滴４０の滴下量、滴下位置、テンプレートＴ１の押印時間などを制御しているので、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の接触を容易に防止することが可能となっている。また、レジスト液滴４０の滴下量でテンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間寸法を制御するので制御性が向上する。
【００４０】
このように第１の実施形態によれば、レジスト液滴４０を用いることによって、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間に隙間を設けてインプリントを行っている。このため、テンプレートＴ１の長寿命化を図りつつ欠陥の少ない高スループットなパターン転写を行うがことが可能となる。
【００４１】
（第２の実施形態）
つぎに、図３を用いてこの発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、レジスト液滴４０と接触するテンプレート上の位置に、凸部（凸形状パターン）を設けておく。
【００４２】
図３は、第２の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図３に示す処理のうち図２で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。
【００４３】
図３の（ａ）〜（ｃ）に示す処理は、図２の（ａ）〜（ｃ）に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハＷの基板３１上には被加工膜３２を形成しておき、被加工膜３２上にレジスト層３３Ａを塗布しておく。そして、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面にＵＶ光を照射することによってレジスト層３３Ａを半硬化状態のレジスト層３３Ｂに変化させる。さらに、ウエハＷ上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などに、レジスト液滴４０が滴下される。
【００４４】
その後、試料ステージ５上のウエハＷが後述するテンプレートＴ２の直下に移動させられる。そして、図３の（ｄ）に示すように、テンプレートＴ２が有するテンプレートパターンの周辺領域に設けられた凸形状パターン４５がウエハＷ上のレジスト液滴４０に押し当てられるとともに、テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂに刺し込まれる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、凸形状パターン４５をレジスト液滴４０に押し当てている。これにより、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の距離を容易に制御することが可能となる。凸形状パターン４５は、例えば、テンプレートパターンの凸部と同じ高さである。なお、凸形状パターン４５は、テンプレートパターンの凸部より低くてもよいし高くてもよい。また、凸形状パターン４５を上面から見た場合の面積は、例えば、レジスト液滴４０を上面から見た場合の面積よりも狭い。なお、凸形状パターン４５を上面から見た場合の面積は、レジスト液滴４０を上面から見た場合の面積以上であってもよい。
【００４６】
テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとが接触せず、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の距離が所望の間隙になると凸形状パターン４５の押し当てを停止する。制御装置１Ａは、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう、レジスト液滴４０の滴下量、滴下位置、テンプレートＴ２の押印時間、レジスト液滴４０を上面から見た場合の面積（レジスト液滴４０の粘度）などを制御する。また、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう、凸形状パターン４５の形状（上面寸法、深さなど）を設計しておく。
【００４７】
テンプレートパターンの凸部がレジスト層３３Ｂの所定の深さまで刺し込まれた状態で、図３の（ｅ）に示すように、ＵＶ光源１０から遮光帯５０を介してテンプレートＴ２上にＵＶ光が照射される。これにより、遮光帯５０の開口部の下側に位置しているレジスト層３３Ｂ（１ショット分）を完全に硬化させる。
【００４８】
この後、図３の（ｆ）に示すように、テンプレートＴ２は、レジスト層３３Ｂから引き離される（離型）。これにより、レジスト層３３Ｂに転写パターン３５が形成される。また、レジスト液滴４０の位置には、凸形状パターン４５に対応する転写パターン３６が形成される。なお、転写パターン３６は、テンプレートパターンの周辺領域に形成されているので、テンプレートパターンには影響を及ぼすことはない。
【００４９】
その後、図２の（ｇ）で説明した処理と同様に、図３の（ｃ）〜（ｆ）の処理がショット毎に繰り返される。これにより、ステップ＆リピート方式で、ウエハＷの全ショットに転写パターン３５が形成される。
【００５０】
なお、本実施形態では、テンプレートパターンの凸部をレジスト層３３Ｂの所定の深さまで刺し込んだ状態で、ＵＶ光を照射する場合について説明したが、離型した後、ＵＶ光を照射してもよい。
【００５１】
このように第２の実施形態によれば、テンプレートＴ２に凸形状パターン４５を設けておき、凸形状パターン４５をレジスト液滴４０に押し当てている。したがって、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間を容易に制御することが可能となる。また、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間に隙間を設けてインプリントを行っているので、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５２】
（第３の実施形態）
つぎに、図４および図５を用いてこの発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに押し当てる圧力に基づいて、所望の深さまでテンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに刺し込む。
【００５３】
図４は、第２の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。なお、図４の各構成要素のうち図１に示す第１の実施形態のインプリント装置１０１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施形態のインプリント装置１０１Ｂは、第１の実施形態で説明したインプリント装置１０１Ａと同様の機能に加えて、圧力測定部２０を備えている。また、インプリント装置１０１Ｂは、制御装置１Ａの代わりに制御装置１Ｂを備えている。
【００５４】
圧力測定部２０は、例えば原版ステージ２の近傍に配置されている。具体的には、圧力測定部２０は、原版ステージ２がテンプレートＴ１を支持した際に、テンプレートＴ１の裏面と接触する位置に配置されている。
【００５５】
圧力測定部２０は、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに押し当てる際にテンプレートＴ１にかけられる押し当て圧力を測定する。圧力測定部２０は、測定した押し当て圧力（測定結果）を制御装置１Ｂに送る。
【００５６】
制御装置１Ｂは、制御装置１Ａと同様の機能に加えて、圧力測定部２０から送られてくる測定結果に基づいた押印制御機能を有している。具体的には、制御装置１Ｂは、圧力測定部２０からの測定結果が所定の閾値を超えるまで、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに刺し込ませる。さらに、制御装置１Ｂは、圧力測定部２０からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂから引き抜かせる。なお、前記閾値は、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になるよう設定された値である。換言すると、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の隙間が所望の距離になった時点における押し当て圧力の値を閾値に設定しておく。
【００５７】
図５は、第３の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図５に示す処理のうち図２，３で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。
【００５８】
図５の（ａ）、（ｂ）に示す処理は、図２の（ａ）、（ｂ）に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハＷの基板３１上には被加工膜３２を形成しておき、被加工膜３２上にレジスト層３３Ａを塗布しておく。そして、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面にＵＶ光を照射することによってレジスト層３３Ａを半硬化状態のレジスト層３３Ｂに変化させる。
【００５９】
その後、試料ステージ５上のウエハＷがテンプレートＴ１の直下に移動させられる。そして、図５の（ｃ）に示すように、テンプレートＴ１がレジスト層３３Ｂに刺し込まれる。テンプレートＴ１がレジスト層３３Ｂに刺し込まれている間、圧力測定部２０は、テンプレートＴ１にかけられる押し当て圧力を測定し、測定結果を制御装置１Ｂに送る。
【００６０】
制御装置１Ｂは、圧力測定部２０からの測定結果が所定の閾値を超えるまで、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに刺し込ませる。そして、制御装置１Ｂは、圧力測定部２０からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂから引き抜かせる。
【００６１】
この後、図２の（ｅ）〜（ｇ）で説明した処理と同様の処理によって、離型、ＵＶ照射、ステップ＆リピート方式による転写パターン３５の形成などが行われる。なお、図３の（ｅ）〜（ｇ）で説明した処理と同様の処理によって、ＵＶ照射、離型、ステップ＆リピート方式による転写パターン３５の形成などを行ってもよい。また、テンプレートＴ１の代わりにテンプレートＴ２を用いてインプリントを行ってもよい。
【００６２】
このように第３の実施形態によれば、圧力測定部２０による押し当て圧力の測定結果に基づいて、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の距離を制御するので、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間の距離を容易に制御することが可能となる。
【００６３】
（第４の実施形態）
つぎに、図６を用いてこの発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、インプリントパターン３４をウエハＷの全面に形成した後、ウエハＷの全面にＵＶ光を一括照射し、全てのインプリントパターン３４を一括で硬化させる。
【００６４】
図６は、第４の実施形態に係るインプリントパターン形成処理手順を説明するための図である。図６に示す処理のうち図５で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。
【００６５】
図６の（ａ）〜（ｃ）に示す処理は、図５の（ａ）〜（ｃ）に示す処理と同様の処理である。すなわち、ウエハＷの基板３１上には被加工膜３２を形成しておき、被加工膜３２上にレジスト層３３Ａを塗布しておく。そして、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面にＵＶ光を照射することによってレジスト層３３Ａを半硬化状態のレジスト層３３Ｂに変化させる。さらに、圧力測定部２０によって、テンプレートＴ１にかけられる押し当て圧力を測定しながら、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂに刺し込む。そして、制御装置１Ｂは、圧力測定部２０からの測定結果が所定の閾値を超えると、テンプレートＴ１をレジスト層３３Ｂから引き抜かせる。これにより、レジスト層３３Ｂにインプリントパターン３４が形成される。
【００６６】
この後、図６の（ｄ）に示すように、次のショット位置にテンプレートパターンが転写されるよう、テンプレートＴ１に対してウエハＷの位置が移動させられる。そして、図６の（ｃ）の処理がショット毎に繰り返される。これにより、ステップ＆リピート方式で、ウエハＷの全ショットにインプリントパターン３４が形成される。
【００６７】
そして、ＵＶ光源１０からウエハＷの全面（全てのインプリントパターン３４）にＵＶ光を照射することによって、図６の（ｅ）に示すように、全てのインプリントパターン３４（ウエハＷの全面）を完全に硬化させる。換言すると、本実施形態では、テンプレートＴ１の押印処理がショット毎に行われるとともに、押印後のインプリントパターン３４の硬化処理が一括で行われる。これにより、ウエハＷの全面に転写パターン３５が一括して形成される。
【００６８】
なお、第１の実施形態や第２の実施形態で説明したように、ウエハＷ上のうちパターン形成領域以外の周辺領域などにレジスト液滴４０を滴下しておいてもよい。また、テンプレートＴ１の代わりにテンプレートＴ２を用いてインプリントを行ってもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、ウエハＷの全面にＵＶ光を一括照射し、全てのインプリントパターン３４を一括で硬化させる場合について説明したが、２回以上に分けてウエハＷの全面にＵＶ光を照射してもよい。この場合、複数のインプリントショットに対してＵＶ光を照射する処理がウエハＷ上で繰り返される。
【００７０】
このように第４の実施形態によれば、インプリントパターン３４の硬化処理を一括して行うので、容易かつ短時間で転写パターン３５を形成することが可能となる。また、遮光帯５０が不要となるので簡易な装置構成でインプリント処理を行うことが可能となる。
【００７１】
（第５の実施形態）
つぎに、図７および図８を用いてこの発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、インプリント装置１０１Ａに遮光帯５０を設ける代わりに、テンプレートに遮光膜を配置しておく。
【００７２】
図７は、第５の実施形態に係るテンプレートの構成を示す図である。本実施形態のテンプレートＴ３は、外周領域に遮光膜６３が設けられている。図７の（ａ）の上面図に示すように、テンプレートＴ３では、中心部にテンプレートパターン６２が形成され、テンプレートパターン６２の周辺にリング状の周辺領域６１が設けられている。そして、周辺領域６１よりも外側の領域にリング状の遮光膜６３が設けられている。周辺領域６１は、隣接するショット間のテンプレートパターン６２同士が重ならないよう設けておく余裕領域である。周辺領域６１は、例えば、レジスト液滴４０を用いる場合にレジスト液滴４０に押し当てられる領域として用いられる。遮光膜６３は、レジスト層３３Ｂを硬化させる波長の光を透過させない材質（例えば、Ｃｒなどの金属膜）を用いて構成されている。
【００７３】
テンプレートＴ３上で遮光膜６３が配置される領域は、ウエハＷに対して１ショット分の領域をＵＶ光照射し、それ以外の領域にＵＶ光が照射されないような領域である。遮光膜６３を有したテンプレートＴ３を用いることにより、遮光帯５０を用いてＵＶ光を照射する場合と同様の領域にＵＶ光が照射される。
【００７４】
図７の（ｂ）の断面図に示すように、遮光膜６３は、例えばテンプレートＴ３の表面側（テンプレートパターンの形成されている側）に配置される。そして、インプリントの際には、図７の（ｃ）に示すように、テンプレートパターンの凸部を所望の位置までレジスト層３３Ｂに刺し込んだ状態で、テンプレートＴ３の裏面側からＵＶ光が照射される。なお、遮光膜６３をテンプレートＴ３の裏面側に配置してもよい。
【００７５】
つぎに、第１の実施形態や第２の実施形態で説明したレジスト液滴４０の配置位置（滴下位置）について説明する。図８は、レジスト液滴の配置位置を説明するための図である。図８では、ウエハＷ上の一部の領域の上面図を示している。
【００７６】
インプリントショットのショット間領域（テンプレートパターン間のパターン間領域）がスクライブライン（ダイシングライン）７０である。具体的には、周辺領域６１に対応するウエハＷで上の領域７１と、この領域７１に隣接する領域７１との間の領域がスクライブライン７０である。なお、テンプレートパターン６２に対応するウエハＷ上での領域がパターン形成領域７２である。レジスト液滴４０は、領域７１よりも外側の領域であるスクライブライン７０上に配置される。レジスト液滴４０は、各ショットの周辺領域６１を囲うようショット毎に複数の位置に配置される。そして、各レジスト液滴４０は、例えば、ショット毎に点対称となるよう並べられる。また、隣接するショット間でレジスト液滴４０が重ならないよう、レジスト液滴４０は配置される。
【００７７】
半導体装置（半導体集積回路）を作製する際には、第１〜第５の実施形態で説明したインプリント方法の何れかまたはその組み合わせによって、テンプレートパターンに対応するレジストパターン（転写パターン３５）がウエハＷ上に形成される。そして、レジストパターンをマスクとして被加工膜３２がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハＷ上に形成される。半導体装置を製造する際には、上述した被加工膜３２の形成処理、インプリント方法、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【００７８】
このように第５の実施形態によれば、テンプレートＴ３に遮光膜６３を設けているので、インプリント装置１０１Ａやインプリント装置１０１Ｂに遮光帯５０を設ける必要がなくなる。このため、インプリント装置１０１Ａやインプリント装置１０１Ｂが簡易な装置構成となる。
【００７９】
また、レジスト液滴４０は、スクライブライン７０上に配置されるので、テンプレートパターンに対応するレジストパターン（転写パターン３５）に影響を与えることなく、テンプレートパターンの凹部とレジスト層３３Ｂとの間に隙間を設けることが可能となる。
【００８０】
以上のように第１〜第５の実施形態によれば、テンプレートの長寿命化を図りつつ高スループットなパターン転写を行うことが可能となる。
【００８１】
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】
【００８２】
１Ａ，１Ｂ…制御装置、８…液滴下装置、１０…ＵＶ光源、２０…圧力測定部、３３Ａ，３３Ｂ…レジスト層、３５…転写パターン、４０…レジスト液滴、６１…周辺領域、６２…テンプレートパターン、１０１Ａ，１０１Ｂ…インプリント装置、Ｔ１〜Ｔ３…テンプレート、Ｗ…ウエハ。
【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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