(57)【要約】【課題】インプリントマスクの寿命低下を抑制すること。【解決手段】実施形態にかかるテンプレートは、半導体ウエハに押印することでパターンを転写するインプリントのテンプレートであって、前記パターンが形成されたインプリントマスクと、前記インプリントマスクが設けられたフォトマスク基材と、前記フォトマスク基材における前記インプリントマスクの外周部に設けられ、前記フォトマスク基材を変形させる複数の変形制御部と、を備えてもよい。【選択図】図４
2017059717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに押印することでパターンを転写するインプリントのテンプレートであって、
前記パターンが形成されたインプリントマスクと、
前記インプリントマスクが設けられたマスク基材と、
前記マスク基材における前記インプリントマスクの外周部に設けられ、前記マスク基材を変形させる複数の変形制御部と、
を備えるテンプレート。
【請求項２】
前記インプリントマスクは、前記マスク基材の第１面に設けられ、
各変形制御部は、前記マスク基材における前記第１面とは反対側の第２面に設けられ、膨張または収縮することで前記フスク基材を変形させる第１変形部材を含む
請求項１に記載のテンプレート。
【請求項３】
各変形制御部は、前記マスク基材の前記第１面における前記インプリントマスクの外周部に前記第１変形部材と対をなすように設けられ、膨張または収縮することで前記マスク基材を変形させる第２変形部材をさらに含む請求項２に記載のテンプレート。
【請求項４】
各変形制御部は、
板状の変形基材と、
前記変形基材の第１面に設けられた第１変形部材と、
前記変形基材における前記第１面とは反対側の第２面に設けられた第２変形部材と、
を含み、前記第２変形部材の前記変形基材と接触する第３面とは反対側の第４面が前記マスク基材に固着されることで前記マスク基材に固着される、
請求項１に記載のテンプレート。
【請求項５】
前記変形基材の断面構成は、各変形制御部が設けられた部位における前記マスク基材の断面剛性と同等である、請求項４に記載のテンプレート。
【請求項６】
前記マスク基材は、中央部をザグリ構造とすることで肉薄化された肉薄部と、前記肉薄部の外周に位置する肉厚部とを含み、
前記複数の変形制御部は、前記インプリントマスクの外周部であって前記肉薄部に設けられる
請求項１に記載のテンプレート。
【請求項７】
各変形部材は、圧電薄膜を含む請求項１に記載のテンプレート。
【請求項８】
前記複数の変形制御部は、前記マスク基材の前記外周部に、剥離可能な接着材料で固定されている請求項１に記載のテンプレート。
【請求項９】
請求項１に記載のテンプレートと、
前記マスク基材の外周部を吸着することで前記テンプレートを保持する円筒形状の真空チャックと、
前記複数の変形制御部を制御する制御部と、
を備えたインプリント装置であって、
前記テンプレートは、前記マスク基材における前記複数の変形制御部の外周部に設けられ、前記複数の変形制御部のいずれかと電気的に接続された複数の端子と、
前記真空チャックの前記円筒形状の内側に設けられ、前記真空チャックが前記マスク基材に当接した際に前記複数の端子それぞれと接触し、前記制御部と電気的に接続された複数の接続部と、
を備えるインプリント装置。
【請求項１０】
前記インプリントマスクは、前記マスク基材の第１面に設けられ、
各変形制御部は、
前記マスク基材における前記第１面とは反対側の第２面に設けられ、膨張または収縮することで前記フスク基材を変形させる第１変形部材と、
前記マスク基材の前記第１面における前記インプリントマスクの外周部に前記第１変形部材と対をなすように設けられ、膨張または収縮することで前記マスク基材を変形させる第２変形部材と、
を含み、
前記制御部は、前記インプリントマスクを囲むように前記マスク基材の前記第１面および前記第２面に配置されている前記第１変形部材および前記第２変形部材のうち、前記マスク基材を挟んで対をなしている第１および第２変形部材同士それぞれに同程度の膨張または収縮を与えることで前記マスク基材に反りを生じさせずに部分的な伸張または収縮の変形を与える
請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記制御部は、第１の対をなしている前記第１および第２変形部材に対して前記インプリントマスクを挟んで配置されている第２の対をなす前記第１および第２変形部材に対し、前記第１の対をなす前記第１および第２変形部材よりも大きな膨張または収縮を与えることで前記マスク基材に反り変形させずに前記部分的な伸張または収縮の変形を与える
請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
各変形制御部は、
板状の変形基材と、
前記変形基材の第１面に設けられた第１変形部材と、
前記変形基材における前記第１面とは反対側の第２面に設けられた第２変形部材と、
を含み、前記第２変形部材の前記変形基材と接触する第３面とは反対側の第４面が前記マスク基材に固着されることで前記マスク基材に固着され、
前記制御部は、前記第１変形部材７のひずみが前記第２変形部材のひずみよりも大きくなる変形を各変形制御部に与えることで前記マスク基材に反りの変形を与える
請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
各変形制御部は、
板状の変形基材と、
前記変形基材の第１面に設けられた第１変形部材と、
前記変形基材における前記第１面とは反対側の第２面に設けられた第２変形部材と、
を含み、前記第２変形部材の前記変形基材と接触する第３面とは反対側の第４面が前記マスク基材に固着されることで前記マスク基材に固着され、
前記制御部は、前記第２変形部材のひずみが前記第１変形部材のひずみよりも大きくなる変形を各変形制御部に与えることで前記マスク基材に反りを生じさせずに部分的な伸張または収縮の変形を与える
請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のテンプレートの変形を制御するための制御方法であって、
前記変形制御部に与えた電圧の電圧値と、前記電圧を与えた際の前記テンプレートの変形量との対応関係を特定し、
特定された前記対応関係に基づいて前記テンプレートの変形を制御する
ことを含む制御方法。
【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、インプリント装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の微細化の進行に伴ってパターン幅が細線化することにより、光によるパターン転写では解像力が不足するようになり始めている。そこで近年では、光によるパターン転写の代用としてインプリント技術が用いられるようになってきている。
【０００３】
インプリント技術は、凹凸パターンが描かれたインプリントマスクをウエハ基板上に塗布されたインプリント材に押し付けた状態でインプリント材を固化させることで、インプリントマスクの凹凸パターンをウエハ基板上に転写してパターンを形成する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１９２３０号公報
【特許文献２】特開２０１３−９８２９１号公報
【特許文献３】特開２０１５−２９０７０号公報
【特許文献４】特表２００９−５３６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下で例示する実施形態は、インプリントマスクの寿命低下を抑制することが可能なテンプレート、インプリント装置および制御方法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】
【０００６】
実施形態にかかるテンプレートは、半導体ウエハに押印することでパターンを転写するインプリントのテンプレートであって、前記パターンが形成されたインプリントマスクと、前記インプリントマスクが設けられたマスク基材と、前記マスク基材における前記インプリントマスクの外周部に設けられ、前記マスク基材を変形させる複数の変形制御部と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、従来技術にかかるテンプレートの概略構成例を示す模式断面図である。
【図２】図２は、テンプレートをウエハに押印する際の動作を説明するための模式図である。
【図３】図３は、１回の押印工程によって形成される完全押印領域と部分押印領域とを説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態１にかかるテンプレートの概略構成例を示す上視図である。
【図５】図５は、図４に示すＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は、実施形態１にかかるテンプレートを凸変形させた際のインプリントマスクの中心と変形の頂点Ｐとの位置関係を示す図である。
【図７】図７は、実施形態１にかかる変形の頂点Ｐをシフトさせた際のインプリントマスクの中心と変形の頂点Ｐとの位置関係を示す図である。
【図８】図８は、実施形態１にかかるパターン転写時の動作例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態１にかかるインプリントマスクのゆがみを高次に補正する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態２にかかるテンプレートの概略構成例を示す模式断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２にかかるテンプレートに高次のゆがみを与えた際の概略構成例を示す模式断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態３にかかるテンプレートの概略構成例の一部を抜粋して示す模式断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態３にかかる第１モードを説明するための図である。
【図１４】図１４は、実施形態３にかかる第２モードを説明するための図である。
【図１５】図１５は、実施形態４におけるインプリント装置の概略構成例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、実施形態４におけるインプリント装置の他の概略構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、例示する実施形態にかかるテンプレート、インプリント装置および制御方法を、図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
一般的なインプリントリソグラフィーによるパターンのウエハ上への転写では、図１に示すような、フォトマスク基材１と、フォトマスク基材１の第１面（これを下面とする）の中央に配置された１ショット分のマスクパターンが形成されたインプリントマスク２とを備えるテンプレート９００が用いられる。フォトマスク基材１の第２面（これを上面とする）の中央は、ザグリ構造となるよう、たとえば円形に薄く加工されている。したがって、フォトマスク基材１は、外周部の肉厚部１ａと、中央部の肉薄部１ｂとから構成されている。肉薄部１ｂのサイズはインプリントマスク２よりもひと回り大きく、インプリントマスク２は、この肉薄部１ｂの下面中央に、肉薄部１ｂからはみ出さないように配置される。
【００１０】
パターンの転写時には、図２に示すように、肉厚部１ａの上面が円筒状の真空チャック３で吸着されることで、テンプレート９００が保持される。テンプレート９００と真空チャック３とで形成された空間内部は加圧される。それにより、肉薄部１ｂが下面方向に変形してインプリントマスク２に凸状の反りが生じる。このように凸変形した状態のインプリントマスク２をレジスト液５が塗布されたウエハ６上に押し付けることで、インプリントマスク２の凹凸による隙間に気泡を生じさせることなくレジスト液５が行き渡る。この状態で光硬化型のレジスト液５に光を照射することでレジスト液５を硬化させ、その後、テンプレート９００を上方に動かすことでテンプレート９００をウエハ６から離型する。これにより、インプリントマスク２のパターンがウエハ６へ転写される。以下の説明では、ウエハへのインプリントマスクの押し付けから露光を経てインプリントマスクをウエハから離型するまでの工程を押印工程という。
【００１１】
押印工程では、複数のパターン領域が形成されたパターン形成領域を備えるウエハ６に対してパターンの転写が行われるが、一回の押印工程によって全てのパターン領域にパターンが転写されない場合が存在する。その場合、図３に示すように、ウエハ６上には、１回の押印工程で全体にパターンが転写されたパターン領域（以降、完全押印領域という）５０と、１回の押印工程では全体にパターンが転写されなかったパターン領域（以後、部分押印領域と称する）５１とが形成される。部分押印領域５１は、通常、ウエハ６の周辺部付近に位置している。
【００１２】
部分押印領域５１に対しては、たとえばウエハ６とテンプレート９００との位置関係を調整して再度の押印工程を実行することでパターンが転写される。ただし、上述したようにウエハ６への押印時に圧力負荷によってテンプレート９００を凸変形させる場合、変形の頂点がインプリントマスク２の略中心に位置する。そのため、部分押印領域５１に対する押印工程では、位置関係の調整の結果、変形の頂点がウエハ６のパターン形成領域上から外れている場合がある。そのような場合、インプリントマスク２をウエハ６に押し付けると、インプリントマスク２が変形の頂点以外の部分からウエハ６に接触してしまい、それにより、ウエハ６の端部にある段差やウエハ６の角等がインプリントマスク２に局所的に接触することによってインプリントマスク２にキズなどが生じてしまう可能性がある。このように生じたインプリントマスク２の損傷はテンプレート９００の寿命を低下させるものであるため、回避することが望まれている。
【００１３】
インプリントマスク２の損傷を回避する方法としては、テンプレート９００を傾けながらウエハ６に押印する方法が考えられる。しかしながら、この場合でもテンプレート９００の角等がウエハ６に接触する可能性があることから、テンプレート９００を傾ける際の回転角に制限が設けられる。それにより、すべての部分押印領域５１に対して有効に機能しない場合が生じてしまうという課題がある。
【００１４】
また、インプリント技術を用いた半導体装置の製造では、予めウエハ６上に形成されたパターン上にさらに同一または異なる新たなパターンを形成することが必要になる場合がある。そのような一連のパターン形成工程では、それぞれのパターン同士で高い位置合わせ精度が要求される。しかしながら、テンプレート９００に設けられたインプリントマスク２に設計上の位置からのずれが含まれている上、ウエハ６上に形成されたパターンにもウエハ６の変形によって生じた設計上の位置からのずれが存在しているため、パターン同士を高い精度で位置合わせすることは困難である。
【００１５】
パターン同士の間に生じた位置ずれのうち１次成分のずれは、たとえば図２に示すように、フォトマスク基材１の側面を複数の方向からアクチュエータ６０等で付勢することにより補正することが可能である。しかしながら、このような方法では線形補正のような低次のゆがみ補正は可能であるものの、インプリントマスク２に高次の変形を生じさせることが困難であるため、高次のゆがみ補正はできないという課題がある。
【００１６】
そこで以下では、インプリントマスク２の寿命低下を抑制することや、インプリントマスク２の高次のゆがみ補正が可能なテンプレート、インプリント装置および制御方法について、いくつかの実施形態を挙げて説明する。
【００１７】
実施形態１
まず、実施形態１にかかるテンプレート、インプリント装置および制御方法を、図面を用いて詳細に説明する。実施形態１にかかるテンプレートは、インプリントマスク周囲のフォトマスク基材を変形させる構造を有する。それを備えたインプリント装置およびその制御方法では、フォトマスク基材を変形させる構造体の膨張量もしくは収縮量を制御することで凸変形したインプリントマスクの頂点の位置を制御する。それにより、押印時にテンプレートがウエハに最初に接触する箇所を移動させることが可能となるため、部分押印領域に対する押印工程においてウエハ端部の角部が局所的にインプリントマスクに接触することを回避できる。その結果、インプリントマスクが損傷することを防止でき、結果的にテンプレートの寿命低下を抑制することが可能となる。
【００１８】
図４は、実施形態１にかかるテンプレートの概略構成例を示す上視図である。図５は、図４に示すＡ−Ａ断面図である。図４および図５に示すように、テンプレート１００は、図１に示したテンプレート９００と同様のフォトマスク基材１およびインプリントマスク２に加え、フォトマスク基材１を変形させる変形制御部としての複数の変形部材７を備える。
【００１９】
フォトマスク基材１は、たとえばガラスや合成石英などからなり、上述したように、板状透明基板の中央部にザグリ構造が設けられた構成を有する。インプリントマスク２は、このフォトマスク基材１における肉薄部１ｂの下面中央に、肉薄部１ｂからはみ出さないように配置されている。
【００２０】
各変形部材７は、薄膜状の圧電素子（以下、圧電薄膜という）など、膨張もしくは収縮を制御できる部材で構成されている。これらの変形部材７は、比較的変形し易い肉薄部１ｂに設けられている。その際、各変形部材７は、露光時の光を遮断しないよう、インプリントマスク２の外周部にインプリントマスク２を囲むように設けられている。図５では、複数の変形部材７が肉薄部１ｂの上面に設けられているが、肉薄部１ｂの下面に設けられてもよい。ただし、複数の変形部材７を肉薄部１ｂの下面、すなわちインプリントマスク２と同じ面に設ける場合には、各変形部材７の厚さはインプリントマスク２の厚さよりも薄いことが好ましい。また、図４に示すように、複数の変形部材７は、肉薄部１ｂの上面上の点であってインプリントマスク２の中心と対応する点Ｏまたはこの点Ｏを通り且つ肉薄部１ｂの上面と平行な線を軸として点対称または線対称となるように配置されている。
【００２１】
以上のような構造を備えるテンプレート１００において、個々の変形部材７の膨張または収縮の大きさがインプリントマスク２の中心に対応する点Ｏに対して対称を成すように変形部材７を制御すると、図６に示すように、インプリントマスク２の中心が頂点Ｐとなる変形を生じさせることができる。
【００２２】
一方、個々の変形部材７の膨張または収縮の大きさが点Ｏに対して非対称となるように変形部材７を制御すると、図７に示すように、変形の頂点Ｐをインプリントマスク２の中心とは異なる位置に生じさせることが可能となる。そこで実施形態１では、部分押印領域５１に対する押印時に、変形の頂点Ｐがウエハ６のパターン形成領域上から外れないように変形部材７を制御して頂点Ｐの位置を調整する。これにより、パターン形成領域における頂点Ｐが接触する部分から順次、パターンを押印することが可能となる。また、押印した状態で各変形部材７を個別に制御することで、インプリントマスク２のゆがみを高次に補正することも可能となる。
【００２３】
つづいて、実施形態１にかかるパターン転写時の動作を、図面を用いて詳細に説明する。図８は、実施形態１にかかるパターン転写時の動作例を示すフローチャートである。なお、図８では、実施形態１にかかるテンプレート１００を搭載したインプリントリソグラフィー装置を制御する制御部の動作を示す。
【００２４】
図８に示すように、本動作では、まず、制御部は、ウエハ６を所定のステージ上にロードする（ステップＳ１０１）。つぎに制御部は、パターン転写対象のパターン領域が部分押印領域５１であるか否かを判断し（ステップＳ１０２）、対象領域が部分押印領域５１でない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）はステップＳ１０３へ進み、対象領域が部分押印領域５１である場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）はステップＳ１０５へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０３では、制御部は、インプリントマスク２の中心がウエハ６におけるパターン形成領域の中央上方に位置するように、ウエハ６が載置されたステージを移動する。つづいて制御部は、変形の頂点Ｐがインプリントマスク２の中心と一致するように変形部材７を制御し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０７へ進む。
【００２６】
一方、ステップＳ１０５では、対象である部分押印領域のウエハ６上の位置に応じてウエハ６とインプリントマスク２との位置が調整されるように、ステージを移動する。つづいて制御部は、変形の頂点Ｐがウエハ６におけるパターン形成領域の上方に位置するように変形部材７を制御し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０７へ進む。
【００２７】
つぎに制御部は、テンプレート１００をウエハ６へ向けて下降することでインプリントマスク２をウエハ６上に押し付け（ステップＳ１０７）、この状態でウエハ６上のレジスト液５に光を照射することでレジスト液５を硬化させる（ステップＳ１０８）。その後、制御部は、テンプレート１００を上昇させることで、テンプレート１００をウエハ６から離型する（ステップＳ１０９）。
【００２８】
つぎに制御部は、ウエハ６上のパターン形成領域における全てのパターン領域に対してパターン転写（押印）が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。全てのパターン領域に対してパターン転写（押印）が完了している場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、制御部は、ステージ上のウエハ６をアンロードし（ステップＳ１１１）、本動作を終了する。一方、全てのパターン領域に対するパターン転写（押印）が完了していない場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、制御部は、ステップＳ１０２へリターンし、以降の動作を再度実行する。
【００２９】
つづいて、図８に示したパターン転写時の動作に、インプリントマスク２のゆがみを高次に補正する動作を含めた場合を、図面を用いて詳細に説明する。図９は、実施形態１にかかるインプリントマスクのゆがみを高次に補正する動作の一例を示すフローチャートである。なお、図９では、図８と同様に、制御部の動作を示す。
【００３０】
図９に示す動作は、たとえば図８におけるステップＳ１０７に続いて実行される。すなわち、テンプレート１００を下降してインプリントマスク２をウエハ６に押印すると、つぎに制御部は、ウエハ６に予め設けられている位置合わせ用のアライメントマークとテンプレート１００に予め設けられている位置合わせ用のアライメントマークとをＣＣＤカメラ等を用いて計測し（ステップＳ２０１）、計測されたアライメントトマークの位置からそれぞれの部位での位置ずれの量（位置ずれ量）を特定する（ステップＳ２０２）。なお、アライメントマークは、ウエハ６の各パターン領域とインプリントマスク２とのそれぞれに、所定の配列やピッチで予め設定されているものである。このアライメントマークには、溝や凸形状などの特定の形状が用いられてよい。また、ウエハ６側のアライメントマークとしては、所定形状の配線パターンなどが用いられてもよい。
【００３１】
つぎに制御部は、特定したアライメントマークの位置ずれ量が予め定められた許容範囲内か否かを判断する（ステップＳ２０３）。位置ずれ量が許容範囲内である場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、制御部は、図８に示す動作へリターンし、ステップＳ１０８以降の工程を実行する。一方、位置ずれ量が許容範囲内でない場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、制御部は、位置ずれ量を許容範囲内とするための補正に必要な各変形部材７の変形量を算出し（ステップＳ２０４）、算出した変形量を用いてテンプレート１００を変形制御する（ステップＳ２０５）。その後、制御部は、ステップＳ２０１へリターンし、以降の動作を再度実行する。
【００３２】
以上のように、実施形態１によれば、変形部材７を制御して凸変形時のインプリントマスク２の頂点Ｐの位置を制御することができる。それにより、部分押印領域５１に対する押印工程においてウエハ６の端部の角部が局所的にインプリントマスクに接触することを回避でき、その結果、テンプレートの寿命低下を抑制することが可能となる。
【００３３】
また、実施形態１によれば、インプリントマスク２をウエハ６に押印した状態で各変形部材７を個別に制御することで、インプリントマスク２とウエハ６におけるパターン領域との位置ずれを高次に補正することが可能となる。
【００３４】
実施形態２
つづいて、実施形態２にかかるテンプレート、インプリント装置および制御方法を、図面を用いて詳細に説明する。実施形態１では、フォトマスク基材１における肉薄部１ｂの上下面のうち一方の面に変形部材７を設けた場合を例示したが、実施形態２では、肉薄部１ｂの上下面の両方に変形部材を設けた場合を例示する。
【００３５】
図１０は、実施形態２にかかるテンプレートの概略構成例を示す模式断面図である。図１０に示す断面は、図４に示すテンプレート１００のＡ−Ａ断面と対応する断面である。実施形態２にかかるテンプレートの上視図は、図４に示すテンプレート１００の上視図と同様であってよいため、ここではそれを引用する。
【００３６】
図１０に示すように、テンプレート２００は、実施形態１にかかるテンプレート１００と同様の構成に加え、複数の変形部材７それぞれと対をなしてフォトマスク基材１を変形させるための変形制御部を構成する複数の変形部材８が、肉薄部１ｂにおける変形部材７とは反対側の面（図１０では下面）に設けられた構成を有する。
【００３７】
各変形部材８は、変形部材７と同様に、圧電薄膜など、膨張もしくは収縮を制御できる部材で構成されている。したがって、肉薄部１ｂを挟んで対をなしている変形部材７および８同士に同等の膨張もしくは収縮を与えることで、テンプレート１００に反り変形を生じさせることなく、インプリントマスク２のゆがみ補正を高次に行うことができる。たとえば図１１に示すように、インプリントマスク２を囲むように肉薄部１ｂの上下面に配置されている変形部材７および７’に対して、肉薄部１ｂを挟んで対をなしている１組の変形部材８および８’が配置され、インプリントマスク２を挟んで反対側に位置している１組の変形部材７および８に同程度の膨張もしくは収縮を与える。同様に変形部材７’および８’に対しても同程度の膨張もしくは収縮を与える。これにより、テンプレート１００を反り変形させずに部分的な伸張または収縮の変形を与えることができ、変形部材７および８の組と変形部材７’および８’の組とに異なる大きさの膨張もしくは収縮を与えることで、インプリントマスク２を部分的にシフトさせる応力を発生することが可能となる。なお、図１１に示す比較的大きい膨張が与えられる１組の変形部材７および８に対してインプリントマスク２を挟んで反対側に位置している１組の変形部材７’および８’に比較的小さい膨張を与えることは必須ではなく、収縮を与えてもよいし、膨張および収縮の両方を与えなくてもよい。
【００３８】
また、肉薄部１ｂ挟んで対をなしている変形部材７および８同士に異なる膨張もしくは収縮を与えることで、実施形態１と同様に、凸変形時のインプリントマスク２の頂点Ｐの位置を制御することもできる。それにより、部分押印領域５１に対する押印工程においてウエハ６の端部の角部が局所的にインプリントマスクに接触することを回避でき、その結果、テンプレートの寿命低下を抑制することが可能となる。
【００３９】
その他の構成、動作および効果は、他の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４０】
実施形態３
つづいて、テンプレートに反り変形を生じさせることなくインプリントマスクのゆがみ補正を高次に行うことを可能にする他の構成について、以下に実施形態３として図面を用いて詳細に説明する。
【００４１】
図１２は、実施形態３にかかるテンプレートの概略構成例の一部を抜粋して示す模式断面図である。図１２は、図４に示すテンプレート１００のＡ−Ａ断面と対応する断面の構造であって、両端の肉厚部１ａにおける片側付近の構造に着目した図である。実施形態３にかかるテンプレートの上視図は、図４に示すテンプレート１００の上視図と同様であってよいため、ここではそれを引用する。
【００４２】
図１２に示すように、テンプレート３００は、実施形態１にかかるテンプレート１００と同様の構成において、複数の変形部材７が複数の変形制御部３０７に置き換えられた構成を有する。各変形制御部３０７は、フォトマスク基材１とは分離した変形基材９の上下面にそれぞれ膨張もしくは収縮を制御できる変形部材７および８が設けられた構成を備える。各変形制御部３０７は、たとえば図４を用いて例示した配置レイアウトとなるよう、フォトマスク基材１における肉薄部１ｂに、たとえば剥離可能な接着剤や粘着シート等の接着材料を用いて固着される。
【００４３】
個々の変形制御部３０７は、変形基材９に設けられた変形部材７および８それぞれに生じる応力のバランスを調整することで、図１３に示すような、フォトマスク基材１の肉薄部１ｂに反り変形を生じさせる第１モードと、図１４に示すような、反りを生じさせない第２モードとの、２つの変形モードを選択的に実行することができる。
【００４４】
図１３に示す第１モードは、たとえば凸変形時のインプリントマスク２の頂点Ｐの位置を制御する目的で実行される。この第１モードでは、変形制御部３０７における肉薄部１ｂに接しない変形部材７に、肉薄部１ｂに接する変形部材８よりも大きな膨張を与えることで、肉薄部１ｂに反りの変形を与えるような変形を変形制御部３０７に生じさせる。言い換えれば、第１モードでは、変形部材７のひずみが変形部材８のひずみよりも大きくなるような変形を変形制御部３０７に与えることで、肉薄部１ｂに反りの変形を与えるような変形を変形制御部３０７に生じさせる。その際、インプリントマスク２を挟むように配置された複数の変形制御部３０７が発生する変形力のバランスを調整することで、インプリントマスク２の頂点Ｐの位置を制御することができる。なお、第１モードでは、肉薄部１ｂに接する側の変形部材８を膨張させることは必須ではなく、収縮を与えてもよいし、膨張および収縮の両方を与えなくてもよい。
【００４５】
一方、図１４に示す第２モードは、たとえばテンプレート１００に反り変形を生じさせることなくインプリントマスク２のゆがみ補正を高次に行う目的で実行される。この第２モードでは、変形制御部３０７における肉薄部１ｂに接する変形部材８に、肉薄部１ｂに接しない変形部材７よりも大きな膨張を与えることで、肉薄部１ｂに反りを生じさせずに部分的な伸張または収縮の変形を与えるような応力を変形制御部３０７に生じさせる。言い換えれば、第２モードでは、変形部材８のひずみが変形部材７のひずみよりも大きくなるような変形を変形制御部３０７に与えることで、肉薄部１ｂに反りを生じさせずに部分的な伸張または収縮の変形を与えるような応力を変形制御部３０７に生じさせる。その際、インプリントマスク２を囲むように配置されている複数の変形制御部３０７が発生する膨張力または収縮力のバランスを調整することで、テンプレート１００を反り変形させずにインプリントマスク２のゆがみを高次に補正することが可能となる。なお、第２モードでは、肉薄部１ｂに接しない変形部材７を膨張させることは必須ではなく、収縮を与えてもよいし、膨張および収縮の両方を与えなくてもよい。
【００４６】
変形基材９の材料には、たとえばフォトマスク基材１と同様に、ガラスや合成石英などを用いることができる。その際、変形基材９の断面形状を調整して肉薄部１ｂの断面剛性と変形基材９の断面剛性と実質的に一致させることで、肉薄部１ｂと変形基材９との両方に固着する方の変形部材８で第２モードを実行することが可能である。
【００４７】
また、実施形態３は、変形制御部３０７をフォトマスク基材１に貼り付ける構造であるため、押印回数に応じて寿命を迎えたテンプレート３００から、変形制御部３０７を取り外して別のテンプレート３００に再利用することが可能である。
【００４８】
その他の構成、動作および効果は、他の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
実施形態４
実施形態４では、上述した実施形態における変形部材７および８とこれらを駆動するための外部回路（たとえば制御部）との電気的な接続形態について、例を挙げて説明する。なお、実施形態４では、実施形態３で例示したテンプレート３００を用いて説明するが、他の実施形態にも同様に適用することが可能である。
【００５０】
図１５および図１６は、実施形態４におけるインプリント装置の概略構成例を示す模式図であって、変形部材と制御部との接続構成を説明するための図である。図１５および図１６に示すように、フォトマスク基材１の外周部である肉厚部１ａの上面上には、変形制御部３０７の変形部材７および８と配線を介して電気的に接続された端子１０および１１が配置されている。
【００５１】
フォトマスク基材１の肉厚部１ａに吸着してテンプレート３００を保持する円筒形状の真空チャック３には、円筒形状の内側に突出するアーム１８が設けられている。このアーム１８には、制御部２０と配線を介して電気的に接続された接続部１４および１５が、弾性部材１６および１７を用いて取り付けられている。図１５から図１６に示すように、真空チャック３を肉厚部１ａに押し当てた際には、弾性部材１６および１７が接続部１４および１５を端子１０および１１に付勢することで、これらの間で電気的な接点が形成される。
【００５２】
以上のような構成を備えることで、実施形態４によれば、テンプレート３００に設けた変形部材７および８を容易に制御部２０などの外部回路に接続することが可能となる。その他の構成、動作および効果は、他の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５３】
上述した実施形態において、インプリントマスク２が設けられたフォトマスク基材１の肉薄部１ｂを変形させる変形部材７および８には、上述したように、たとえば圧電薄膜を用いることができる。圧電薄膜は、フォトマスク基材１や変形基材９に対し、たとえば半導体プロセスによる成膜や、インクジェット方式によるパターニングによって形成することができる。また、フィルム形状のバルク状圧電薄膜を変形部材７および８として用いることも可能である。その場合、バルク状圧電薄膜は、フォトマスク基材１や変形基材９に、たとえば剥離可能な接着剤や粘着シート等の接着材料を用いて固着される。
【００５４】
なお、一般的に圧電素子には、膨張および収縮を電気的に制御する際に逆方向の変形で非線形を示すヒステリシスと呼ばれる特性を有する。そのため、圧電薄膜を変形部材７および８に用いた場合、テンプレートの反り変形やゆがみ変形を制御する際には、変形部材７および８のヒステリシスを考慮する必要がある。そこで上述した実施形態では、変形部材７および８に与えた電圧値とその際のテンプレートの変形量（反り変形やゆがみ変形の量）との対応関係を実験やシミュレーション等で特定し、この特定された対応関係に基づいて変形部材７および８に与える電圧値を制御してテンプレートの変形を制御してもよい。その際、特定された対応関係を用いて予め制御用のデータベースもしくは制御則を構築しておいてもよい。
【００５５】
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】
【００５６】
１００，２００，３００…テンプレート、１…フォトマスク基材、１ａ…肉厚部、１ｂ…肉薄部、２…インプリントマスク、３…真空チャック、６…ウエハ、７，８…変形部材、９…変形基材、１０，１１…端子、１４，１５…接続部、１６，１７…弾性部材、１８…アーム、５０…完全押印領域、５１…部分押印領域、３０７…変形制御部
【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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