JP2010278041A - インプリント用テンプレートの形成方法およびこのテンプレートを用いたインプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能なインプリント用テンプレートの形成方法および、この方法により形成されたテンプレートを用いたインプリント方法を提供すること。
【解決手段】基板にパターンを形成することによりテンプレート１３を形成する工程と、テンプレート１３のパターンの位置ずれを評価する工程と、この評価の結果に基づいて、テンプレート１３の側面に、パターンの位置ずれに対応した凹凸を形成する工程と、によって、テンプレート１３を形成する。このように形成されたテンプレート１３の側面１７を、インプリント装置のクランプピン１６によってクランプすることにより、パターンの位置ずれが補正されるようにテンプレート１３を歪ませてインプリントする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント用テンプレートの形成方法およびインプリント方法に関する。

一般に、半導体デバイスの製造においては、ウエハ表面に微細な回路パターンが形成されるが、このような回路パターンは、ウエハ上に塗布されたレジストに対してフォトリソグラフィによってマスクに形成された回路パターンを転写することにより形成される。

このようなフォトリソグラフィ工程において使用される露光装置は、装置自身のコストが指数関数的に増大していることに加え、使用光波長と同程度の解像度を得るためのマスクの価格が急騰している等の理由により、コストの上昇が問題となっている。この問題を解決するパターン形成技術として、インプリント法が知られている。

一般に、インプリント法とは、形成すべきパターンが形成されたテンプレートを、ウエハ上に形成された樹脂層からなるパターン転写層に押し当てることにより、パターンを転写する方法である。すなわち、インプリント法は、１対１の転写技術である。なお、テンプレートに形成されるパターンは、一般に、基板をＥＢ描画及びエッチングすることにより形成される。

上述したインプリント法は、熱インプリント法と、光インプリント法とに大別される。このうち、熱インプリント法とは、転写層となる樹脂層を熱により融解させ、この樹脂層にテンプレートを押し当てた後、樹脂層を冷却して硬化させることにより、テンプレートのパターンを樹脂層に転写する方法である。また、光インプリント法とは、光硬化性樹脂からなる樹脂層に、ガラス等からなる透明なテンプレートを押し当てた後、樹脂層に紫外線を照射して硬化させることにより、テンプレートのパターンを樹脂層に転写する方法である。

上述したインプリント法では、ウエハ上にパターンを積層する際に、テンプレートに形成されたパターンが１対１でウエハ表面に既に形成されたパターン（以下、ウエハ表面の回路パターンと称す）に対して転写される為に、テンプレート上に形成されたパターンの位置誤差がそのまま重ね合わせ誤差となり、重ね合わせ精度が悪いという問題がある。

例えば、ウエハ表面の第１の回路パターンが、この第１の回路パターン上の絶縁膜に設けられたビアホールを介して絶縁膜上の第２の回路パターンと電気的に接続されて形成される多層配線層を有する半導体装置を製造する場合において、パターンの重ね合わせ精度とは、例えば第１の回路パターンの配線とビアホールとの重ね合わせ精度のことである。重ね合わせ精度が悪い場合、第１の回路パターンの配線上から外れた箇所にビアホールが形成されるといった不都合が生じる。

このような問題に対して、テンプレートを圧縮してテンプレートに形成されたパターンの大きさを補正することにより、テンプレートに形成されたパターンをウエハ表面のパターンの大きさに一致させて樹脂層に転写するインプリント方法が知られている（特許文献１参照）。このインプリント方法によれば、ウエハ表面のパターンと、樹脂層に転写されるパターンとの大きさが一致するため、重ね合わせ精度を向上させることが可能である。

しかし、テンプレート上のパターン形成に用いられるＥＢ描画装置に起因する位置ずれにより、インプリント方法において使用されるテンプレートには、位置ずれを有するパターンが形成される。一方で、ウエハ表面のパターンは、マスク原版をウエハに転写する露光装置により形成される。露光装置の収差によるパターン転写位置誤差や、マスク原版の持つパターン位置精度誤差の理由により、ウエハ表面のパターンは位置ずれを有する。従って、単にテンプレートの圧縮によるパターンの縮小及び、テンプレートのｘ方向、ｙ方向への位置の補正のみでは、ウエハ表面のパターンと樹脂層に形成されるパターンとの重ね合わせ精度を向上させることは困難であるという問題がある。

特開２００５−５２８４号公報

本発明は、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能なインプリント用テンプレート、このテンプレートの形成方法および、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能なインプリント方法を提供することにある。

本発明のインプリント用テンプレートの形成方法は、基板にパターンを形成することによりテンプレートを形成する工程と、前記パターンの基準位置に対する、前記テンプレートに形成されたパターンの位置ずれを検出する工程と、この検出結果に基づいて、前記テンプレートの面内または周縁部に、前記位置ずれに対応した凹凸を形成する工程と、を具備することを特徴とする方法である。

また、本発明のインプリント用テンプレートの形成方法は、基板にパターンを形成することによりテンプレートを形成する工程と、前記テンプレートが載置されるウエハ表面に形成されたパターンを基準位置として、この基準位置に対する、前記テンプレートに形成されたパターン若しくは、前記テンプレートによって形成されたパターンの位置ずれを検出する工程と、この検出結果に基づいて、前記テンプレートの面内または周縁部に、前記位置ずれに対応した凹凸を形成する工程と、を具備することを特徴とするものである。

また、本発明のインプリント方法は、上述のいずれかのインプリント用テンプレートの形成方法により形成されたテンプレートの側面に圧力を加えることにより、前記テンプレートに形成された前記パターンの位置ずれを補正する工程と、この補正する工程により前記位置ずれが補正された前記テンプレートを用いて、前記ウエハ上に形成された樹脂層にインプリントする工程と、を具備することを特徴とする方法である。

本発明によれば、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能なインプリント用テンプレートの形成方法および、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能なインプリント方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態のインプリント方法を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインプリント方法に係るテンプレートの形成方法を説明するための説明図であり、加工前のテンプレートを示す。 図１に示すインプリント方法に係るテンプレートの形成方法を説明するための説明図であり、テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップである。 図１に示すインプリント方法に係るテンプレートの形成方法を説明するための説明図であり、補正式の各項の係数と各係数に対応した位置ずれ量との関係を示す。 図１に示すインプリント方法に係るテンプレートの形成方法を説明するための説明図であり、加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートを加工する方法を説明するための説明図であり、テンプレート上に保護膜が塗布された様子を示す。 図３Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である。 テンプレートを加工する方法を説明するための説明図であり、テンプレートの側面が研削された様子を示す。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、図３Ｃに示されたテンプレートがクランプされる様子を示す。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、クランプされることにより歪んだ場合のテンプレートの外形を示す。 図４Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、テンプレートがレジストに押し付けられた様子を示す。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、テンプレートの位置を補正する様子を示す。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、レジストにパターンが転写された様子を示す。 本発明の第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するための説明図であり、ショット位置とテンプレートが押し付けられた位置との相対位置ずれの評価を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るインプリント方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係るインプリント方法を説明するためのフローチャートである。 表面が加工されたテンプレートを示す。 図７Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である。 裏面が加工されたテンプレートを示す。 図８Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である。 テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップの他の形態を示す。 図９Ａのベクトルマップに対応して側面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図９Ａのベクトルマップに対応して表面が加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップの他の形態を示す。 図１０Ａのベクトルマップに対応して側面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１０Ａのベクトルマップに対応して表面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１０Ａのベクトルマップに対応して裏面が加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップの他の形態を示す。 図１１Ａのベクトルマップに対応して側面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１１Ａのベクトルマップに対応して表面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１１Ａのベクトルマップに対応して裏面が加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップの他の形態を示す。 図１２Ａのベクトルマップに対応して側面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１２Ａのベクトルマップに対応して表面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１２Ａのベクトルマップに対応して裏面が加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートのパターン位置精度を示すベクトルマップの他の形態を示す。 図１３Ａのベクトルマップに対応して側面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１３Ａのベクトルマップに対応して表面が加工されたテンプレートの外形を示す。 図１３Ａのベクトルマップに対応して裏面が加工されたテンプレートの外形を示す。 テンプレートのパターンを拡大して転写する場合のテンプレートの外形を示す。

以下に、本発明の実施の形態に係るインプリント方法について、詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態のインプリント方法について、図１を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係るインプリント方法を説明するためのフローチャートである。図１に示されるインプリント方法は、インプリント用テンプレートを所望の外形形状に形成し（Ｓ１０１乃至Ｓ１０４）、この形成されたテンプレートを用いてインプリントする方法（Ｓ１０５乃至Ｓ１０９）である。そこで、初めにＳ１０１乃至Ｓ１０４に示されるインプリント用テンプレートの形成方法について、図１、図２Ａ乃至図２Ｄおよび図３Ａ乃至図３Ｃを参照して説明し、次に、Ｓ１０５乃至Ｓ１０９に示されるインプリント方法について、図１および図４Ａ乃至図４Ｇを参照して説明する。

まず、図２Ａに示すように、ＥＢ描画及びエッチングにより、テンプレートとなる基板であるガラス基板１１の中央部１２に、パターンを形成することにより、テンプレート１３を形成する。そして、この形成されたテンプレート１３のパターン位置精度を、インプリント装置とは別の絶対位置計測装置を用いて評価する（Ｓ１０１）。

ガラス基板１１の中央部１２に形成されるパターンは、例えば回路パターン等の所望のパターンと、位置評価用マーク１５とを含む。このうち、位置評価用マーク１５は、例えばダイシングラインに対応する領域などの回路パターンが形成されない箇所に、例えば格子状に複数形成されたＬ字状のパターンである。なお、テンプレート１３には、図４Ｅおよび図４Ｇにそれぞれ示されるように、第２の基準マーク２６−２および、第２のボックス状のマーク２７−２も形成されるが、図４Ｅ、図４Ｇの説明以外においては、省略する。

ここでパターン位置精度とは、テンプレート１３に形成されたパターン若しくは位置評価用マーク１５の絶対位置のずれである。すなわち、テンプレート１３に形成されたパターン若しくは位置評価用マーク１５の基準位置に対する位置ずれである。具体的には、例えば図２Ａに示されるように格子状に孤立パターン１４および位置評価用マーク１５が形成されたテンプレート１３におけるパターン位置精度とは、形成された各孤立パターン１４の基準位置１４ａに対する位置ずれ、若しくは形成された位置評価用マーク１５の基準位置１５ａに対する位置ずれである。

次に、テンプレート１３のパターン位置精度の評価結果からパターン位置精度を算出することにより、テンプレート１３のパターン位置精度を検出し、検出されたパターン位置精度を補正するパターン位置誤差補正係数を算出する（Ｓ１０２）。

パターン位置精度は、以下のようにして算出される。
例えばＳ１０１の工程において、位置評価用マーク１５のパターン位置精度を評価した場合において、実際の位置評価用マーク１５の座標系における位置を（ｘ´、ｙ´）、位置評価用マーク１５の座標系における基準位置を（ｘ、ｙ）とすれば、位置評価用マーク１５のパターン位置精度は、（ｘ´−ｘ、ｙ´−ｙ）により算出される。ここで座標系は、例えばテンプレート１３上において、パターンが形成された中央部１２の左下を原点とした、ｘ軸とｙ軸とによって張られる座標系とする。

このように算出されたパターン位置精度は、例えば図２Ｂに示すように、ベクトルマップとして表示されてもよい。ここで、図２Ｂに示すベクトルマップは、各位置評価用マーク１５のパターン位置精度（ｘｉ´−ｘｉ、ｙｉ´−ｙｉ）（但し、ｉは、それぞれの位置評価用マーク１５に対応する）を、ベクトルを用いて表示したものである。すなわち、このベクトルが長いほど、パターン位置精度、すなわち、基準位置１５ａに対する位置評価用マーク１５の位置ずれが大きいことを示す。

なお、上述したベクトルマップは、本実施形態および、第２、第３の実施形態においては、必ずしも表示しなければならないものではない。

また、パターン位置精度を補正するパターン位置誤差補正係数は、以下のようにして算出される。
後述する補正式により補正された後の位置評価用マーク１５の位置を（ｄｘｉ´、ｄｙｉ´）、位置評価用マーク１５のパターン位置精度を（ｄｘｉ、ｄｙｉ）とすると（ただし、ｉは各位置評価用マーク１５の評価点を表す。ｉ＝０…ｍ）、補正した後の各評価点での誤差、すなわち、補正された位置とパターン位置精度との誤差の自乗和Ｅは（１）式のように表現される。

ただし、ｍは、位置精度が評価されたテンプレート１３に形成された位置評価用マーク１５の数である。

ここで、各位置評価用マーク１５の基準位置（設計上の位置）（ｘｉ、ｙｉ）および後述する補正係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７、ｋ１１、ｋ１２、ｋ１３、ｋ１９から求められる位置評価用マーク１５の位置が補正された後の位置（ｄｘｉ´、ｄｙｉ´）は、例えば（２）式に示される補正式によって表現される。

（２）式において、各項の補正係数は、各位置ずれ成分を示す。ここで、ｋ１、ｋ２は、それぞれｘ方向、ｙ方向の位置ずれ成分、ｋ３、ｋ４は、それぞれｘ方向、ｙ方向のスケール成分、ｋ５、ｋ６の項は、それぞれ回転ずれ成分を示す。これらの項の係数は、１次成分（線形成分）の補正パラメータであり、ステージの移動によって補正することができる。これに対して、ｋ７は、偏心倍率成分、ｋ１１、ｋ１２は、それぞれｙ軸弓なり成分、ｘ軸弓なり成分、ｋ１３、ｋ１９はそれぞれ３次倍率成分を示す。これらの各項の補正係数は、高次成分（非線形成分）の補正パラメータであり、ステージの移動のみによって補正することはできない位置ずれ成分を示す。

パターン位置誤差補正係数は、数２式の補正式を数１式に代入することにより得られた式の自乗和Ｅを最小にする場合の各項の係数であり、以下の（３）式に示す正規方程式を解くことにより算出される。

（３）式に示された正規方程式の解法は、例えばＬＵ分解法や、掃き出し法である。

図２Ｂに示されたパターン位置精度に対して、上述の（３）式によりパターン位置誤差補正係数を算出した場合、各補正係数は、図２Ｃに示すように算出される。図２Ｃは、横軸に補正式の各補正係数（ｋパラメータ）示し、縦軸に各ｋパラメータに対応した位置ずれ量を示す。図２Ｃに示す結果が算出された場合、パターン位置精度の主要因は、ｋ１１成分の位置ずれ、すなわち、ｙ軸弓なり成分の位置ずれであることがわかる。従って、このｋ１１成分であるｙ軸弓なり成分の位置ずれを補正することにより、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度を小さくすることができる。

なお、ｋ１１以外の高次成分（非線形成分）の位置ずれ成分を示すｋパラメータと、これに対応したベクトルマップとの関係は、後述の図９Ａ乃至図１３Ａにそれぞれ示し、以下の説明においては、パターン位置精度の主要因がｋ１１成分、すなわち、最大の補正係数に対応する位置ずれ成分をパターン位置精度の主要因として、この主要因を補正する場合について説明する。しかし、最大の補正係数のみに限らず、予め定めた値以上の複数の補正係数に対応する各位置ずれ成分をパターン位置精度の主要因としてもよい。

次に、算出されたパターン位置誤差補正係数を基にテンプレート１３の外形を決定し、テンプレート外形補正量を算出する（Ｓ１０３）。テンプレート１３の外形は、パターン位置精度の主要因となる成分が、後に図４Ａを参照して説明するように、インプリント装置のクランプピン１６によりテンプレート１３がクランプされる際に、パターン位置精度の主要因を相殺する方向に応力が加わるような形状に決定される。

例えば、図２Ｃに示されるように、パターン位置精度の主要因がｋ１１成分であることがわかった場合、テンプレート１３の外形は、図２Ｄに示すように、テンプレート１３の四方の側面１７のうち、図２Ｂに示されるベクトルとは反対方向に直交する側面１７ａおよび、側面１７ａに対向する側面１７ｂにそれぞれ凹凸を有する形状に決定される。より具体的には、側面１７ａの中央部に凹部１８ａを有し、側面１７ｂの中央部には凸部１８ｂを有する形状に決定される。

また、テンプレート１３の外形補正量の算出においては、決定されたテンプレート１３の形状、テンプレート１３の材料および、クランプピン１６により加えられる圧力の大きさに基づいて、パターン位置精度の主要因を相殺する大きさの応力が加わるような値が算出される。

例えば、ｋ１１＝０．０５（ＰＰＭ）なるパターン位置誤差補正係数が算出された場合、図２Ｄに示すようなテンプレート１３の外形形状が決定され、この形状と、テンプレート１３の材料とクランプピン１６により加えられる圧力の大きさとに基づいて、凹部１８ａの深さｈａおよび、凸部１８ｂの高さｈｂが、共に５００μｍであると算出される。

次に、決定されたテンプレート１３の形状および、算出されたテンプレート外形補正量に基づいて、テンプレート１３の側面１７が所望の凹凸形状になるように加工することにより、テンプレート１３を形成する（Ｓ１０４）。このようなテンプレート１３は、以下のように加工される。

まず、図３Ａおよび、図３Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である図３Ｂに示すように、テンプレート１３の表面に、保護膜５０を全面塗布する。

次に、図３Ｃに示すように、表面に保護膜５０が塗布された状態で、図２Ｄに示すテンプレート１３の形状になるように、テンプレート１３の側面１７ａ、１７ｂを研削する。

最後に、保護膜５０を除去した後、テンプレート１３の表面を硫酸過水液でリンスし、さらに純水でリンスする。
以上のようにテンプレート１３は加工される。

以上に示すＳ１０１乃至Ｓ１０４の工程により、インプリント用テンプレートが形成される。

次に、上述したインプリント用テンプレートの形成方法によって形成されたテンプレート１３を用いたインプリント方法について、図１のフローチャート及び図４Ａ乃至図４Ｇを参照して説明する。

まず、図４Ａに示すように、Ｓ１０１乃至Ｓ１０４の工程によって形成されたテンプレート１３を、インプリント装置に設けられたクランプピン１６により四方の側面１７にそれぞれ圧力を加えることによりクランプする（Ｓ１０５）。このとき、クランプピン１６がテンプレート１３に加えようとする圧力が全て等しく制御された場合であっても、テンプレート１３の側面１７ａの凹部１８ａ以外の箇所および、側面１７ｂに形成された凸部１８ｂには、それぞれ他の箇所よりも大きな圧力がかかる。なお、テンプレート１３の側面１７ａの凹部１８ａおよび、側面１７ｂの凸部１８以外の箇所にも、クランプピン１６は接触する。しかし、テンプレート１３の側面１７ａの凹部１８ａおよび、側面１７ｂの凸部１８以外の箇所に加わる圧力は、テンプレート１３の側面１７ａの凹部１８ａ以外の箇所および、側面１７ｂに形成された凸部１８ｂに加えられる圧力に比べて小さいため、図４Ｂに示されるように弓状に歪み、パターン位置精度の主要因が補正される。

なお、テンプレート１３が安定してクランプされれば、テンプレート１３の側面１７ａの凹部１８ａおよび、側面１７ｂの凸部１８以外の箇所には、クランプピン１６は接触しなくともよい。

なお、テンプレート１３がクランプされる際には、図４Ａの破線Ｘ−Ｘ´に沿った断面図である図４Ｃに示されるように、クランプピン１６によるテンプレート１３のクランプと同時に、インプリント装置内の窓２９の側部に備えられた吸引管３０によってテンプレート１３が吸引されることにより、インプリント装置内に装着される。

次に、図４Ｄに示すように、ウエハ２１に既に形成されたウエハ表面のパターン２２（下地パターン２２）上に酸化膜２３を介して、テンプレート１３に形成されたパターンが転写される樹脂層であるレジスト２４を塗布し、このレジスト２４に、パターン位置精度の主要因が補正されたテンプレート１３を押し当てる。そして、この状態にてテンプレート１３のｘ方向、ｙ方向の位置を、インプリント装置内のウエハ２１が載置されたステージ２５を移動させることにより補正する（Ｓ１０６）。

テンプレート１３の位置の補正は、図４Ｅに示すように、ウエハ２１上の各ショット位置（テンプレート１３を押し当てる位置）毎に４隅に形成されたテンプレート１３の基準位置を示す第１の基準マーク２６−１と、テンプレート１３の４隅に形成された第２の基準マーク２６−２とが重なるようにステージ２５を図中の矢印の方向に移動させることにより行われる。

次に、レジスト２４に紫外線を照射することによりレジスト２４を硬化させる（Ｓ１０７）。

次に、図４Ｆに示すように、硬化されたレジスト２４からテンプレート１３を取り外すことにより、レジスト２４にパターン位置精度の主要因が補正されたパターン２８が形成される（Ｓ１０８）。

最後に、レジスト２４にパターン２８が形成された状態で、合わせ精度検査装置を用いて、ショット位置の合わせ精度を検査することにより、レジスト２４に形成されたパターン２８の下地パターン２２に対する相対位置ずれを評価する。（Ｓ１０９）。

ここで、合わせ精度とは、実際のショット位置と、基準のショット位置との相対位置ずれを意味する。この相対位置ずれの評価は、図４Ｇに示すように、予めウエハ２１上に形成された第１のボックス状のマーク２７−１と、テンプレート１３によりレジスト２４に対してインプリントされた第２のボックス状のマーク２７−２とを用いて行われる。

具体的には、第１のボックス状のマークの左辺部２７−１ａと第２のボックス状のマークの左辺部２７−２ａとの位置ずれをＬ１、第１のボックス状のマークの右辺部２７−１ｂと第２のボックス状のマークの左辺部２７−２ｂとの位置ずれをＬ２、第１のボックス状のマークの下辺部２７−１ｃと第２のボックス状のマークの下辺部２７−２ｃとの位置ずれをＲ１、第１のボックス状のマークの上辺部２７−１ｄと第２のボックス状のマークの上辺部２７−２ｄとの位置ずれをＲ２として、合わせ精度（Δｘ、Δｙ）を、（４）式により検査する。

以上に示したように、合わせ精度を検査することにより、レジスト２４に形成されたパターン２８の下地パターン２２に対する相対位置ずれが評価される。この相対位置ずれを評価した結果、相対位置ずれが規定の範囲内であれば、インプリント工程を終了する。反対に、規定の範囲外であれば、上述の相対位置ずれを検出して、これを補正する補正係数（以降、アライメント誤差補正係数と称す）を算出し、これを基にＳ１０３乃至Ｓ１０９の各工程を、合わせ精度が規定の範囲内に収まるまで繰り返す。

以上のＳ１０１乃至Ｓ１０９の工程により、テンプレート１３のパターン位置精度が補正された状態で、レジスト２４に所望のパターンが形成される。

なお、Ｓ１０５乃至Ｓ１０９の工程におけるインプリント工程は、上述のように実際にパターンが形成されるウエハ２１を用いてもよいし、このウエハ２１と同様のウエハ表面のパターン２２が形成された試験用ウエハを用いてもよい。

上述したように、第１の実施形態に係るインプリント方法によれば、Ｓ１０１乃至Ｓ１０４に示すインプリント用テンプレートの形成方法によって、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が、クランプされる際に補正されるようにテンプレート１３が形成される。従って、Ｓ１０５乃至Ｓ１０９に示すインプリント工程において、テンプレート１３をクランプする際に、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が補正される。これにより、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のインプリント方法について説明する。

図５は、第２の実施形態に係るインプリント方法を説明するためのフローチャートである。図５に示されるインプリント方法も、インプリント用テンプレートを所望の外形形状に加工し（Ｓ２０１乃至Ｓ２０５）、この加工されたテンプレートを用いてインプリントする方法（Ｓ２０６乃至Ｓ２１０）である。ここで、第２の実施形態のインプリント方法の説明については、主に第１の実施形態のインプリント方法と比較して、テンプレートの形成方法（Ｓ２０１乃至Ｓ２０５）が異なるため、これについて説明する。なお、Ｓ２０６乃至Ｓ２１０に示す第２の実施形態のインプリント方法は、第１の実施形態のインプリント方法と同様であるため、説明を省略する。

第２の実施形態に係るテンプレートの形成方法は、まず、ＥＢ描画及びエッチングによりガラス基板１１の中央部１２に、位置評価用マーク１５を含むパターンを形成することによりテンプレート１３を形成し、このテンプレート１３を用いて、第１の実施形態におけるインプリント工程（Ｓ１０５乃至Ｓ１０８）と同様のインプリント工程を実行する（Ｓ２０１）。

なお、このＳ２０１の工程においても、第１の実施形態において説明したように、実際にパターンが形成されるウエハ２１を用いてもよいし、このウエハ２１と同様のウエハ表面のパターン２２が形成された試験用ウエハを用いてもよい。

次に、Ｓ２０１の工程において形成されたレジスト２４のパターン２８の、ウエハ表面のパターン２２（下地パターン２２）に対する相対的な位置ずれを評価する（Ｓ２０２）。これは、第１の実施形態におけるＳ１０９と同様に行えばよい。すなわち、下地パターン２２の位置をレジスト２４に形成されたパターン２８の基準位置として、第１の実施形態におけるＳ１０９と同様の評価を行う。

このように相対的な位置ずれを評価した後は、第１の実施形態において説明したＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様に、相対的な位置ずれの評価結果に基づいて位置ずれを算出することにより相対的な位置ずれを検出して、アライメント誤差補正係数を算出し（Ｓ２０３）、算出されたアライメント誤差補正係数をもとにテンプレート１３の外形を決定して、テンプレート外形補正量を算出し（Ｓ２０４）、この外形補正量に基づいてテンプレート１３の外形を加工する（Ｓ２０５）。

以上のＳ２０１乃至Ｓ２０５の工程により、インプリント用テンプレートが形成される。

なお、図５のＳ２０６乃至Ｓ２１０に示すインプリント工程は、第１の実施形態において説明したＳ１０５乃至Ｓ１０９の工程と同様であるため、説明を省略する。

上述したように、第２の実施形態に係るインプリント方法によっても、Ｓ２０１乃至Ｓ２０５に示すインプリント用テンプレートの形成方法によって、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が、クランプされる際に補正されるようにテンプレート１３が形成される。従って、Ｓ２０６乃至Ｓ２１０に示すインプリント工程において、テンプレート１３をクランプする際に、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が補正される。これにより、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態のインプリント方法について説明する。

図６は、第３の実施形態に係るインプリント方法を説明するためのフローチャートである。図６に示されるインプリント方法も、インプリント用テンプレートを所望の外形形状に加工し（Ｓ３０１乃至Ｓ３０５）、この加工されたテンプレートを用いてインプリントする方法（Ｓ３０６乃至Ｓ３１１）である。ここで、第３の実施形態のインプリント方法の説明については、主に上述した第１、第２の実施形態のインプリント方法と比較して、テンプレートの形成方法（Ｓ３０１乃至Ｓ３０５）が異なるため、これについて説明する。なお、Ｓ３０６乃至Ｓ３１１に示す第３の実施形態のインプリント方法は、第１、第２の実施形態のインプリント方法とほぼ同様であるため、説明を省略する。

第３の実施形態に係るテンプレートの形成方法は、まず、第１、第２の実施形態において使用されるテンプレート１３と同様のテンプレート１３のパターン位置精度を、例えば、第１の実施形態の工程Ｓ１０１と同様に、インプリント装置とは別の絶対位置計測装置を用いて評価する（Ｓ３０１）。

次に、絶対位置計測装置において、ウエハ表面のパターン２２（下地パターン２２）のパターン位置精度を評価する（Ｓ３０２）。この下地パターン２２のパターン位置精度の評価は、Ｓ３０１と同様の評価方法により行われる。

なお、Ｓ３０１の工程とＳ３０２の工程とは、必ずしもこの順で行われる必要はなく、逆の順序で行われてもよい。

次に、テンプレート１３のパターン位置精度の評価と、下地パターン２２のパターン位置精度の評価とによってそれぞれ得られたデータから、テンプレート１３に形成された位置評価用マーク１５のウエハ表面の位置評価用マークに対する相対的な位置ずれ、若しくは、テンプレート１３に形成されたパターンのウエハ表面のパターン２２に対する相対的な位置ずれを評価する（Ｓ３０３）。すなわち、下地パターン２２の位置を基準位置として、この基準位置に対するテンプレート１３に形成されたパターンの相対的な位置ずれを評価する。

このように相対的な位置ずれを評価した後は、第１の実施形態において説明したＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様に、相対的な位置ずれの評価結果に基づいて位置ずれを算出することにより相対的な位置ずれを検出して、アライメント誤差補正係数を算出し（Ｓ３０４）、算出されたアライメント位置誤差補正係数をもとにテンプレート１３の外形を決定して、テンプレート外形補正量を算出し（Ｓ３０５）、この外形補正量に基づいてテンプレート１３の外形を加工する（Ｓ３０６）。

以上のＳ３０１乃至Ｓ３０６の工程により、インプリント用テンプレートが形成される。

なお、図６のＳ３０７乃至Ｓ３１１に示すインプリント工程は、第１の実施形態において説明したＳ１０５乃至Ｓ１０９の工程と同様である。

上述したように、第３の実施形態に係るインプリント方法によっても、Ｓ３０１乃至Ｓ３０６に示すインプリント用テンプレートの形成方法によって、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が、クランプされる際に補正されるようにテンプレート１３が形成される。従って、Ｓ３０７乃至Ｓ３１１に示すインプリント工程において、テンプレート１３をクランプする際に、テンプレート１３に形成されたパターンのパターン位置精度が補正される。これにより、パターンの重ね合わせ精度を向上させることが可能となる。

以上に本発明の実施形態について説明した。上述の各実施形態の説明においては、図２Ｂのベクトルマップに示されるベクトルと反対方向にテンプレート１３を歪ませるために、テンプレート１３の側面１７ａ、１７ｂに適切な凹凸を形成するように加工した。しかし、凹凸の形成箇所は、側面１７に限るものではなく、テンプレート１３の面内又は周縁部（表面内、裏面内または四方の側面１７）のいずれかに凹凸を形成することによっても、同様にテンプレート１３を歪ませることができる。

例えば、図２Ｂに示されるベクトルマップが算出された場合、図７Ａに示すように、テンプレート１３の表面から裏面方向に向かって、左上部、左下部及び、右中央部にそれぞれ溝４１を形成すればよい。このように溝４１が形成されたテンプレート１３がクランプされると、図７ＡのＸ−Ｘ´方向に沿った断面図である図７Ｂに示されるように、矢印の方向にテンプレート１３が歪む。従って、テンプレート１３のパターンのパターン位置精度を補正することができる。

また、図８Ａに示すように、テンプレート１３の裏面から表面方向に向かって、右上部、右下部及び、左中央部にそれぞれ溝４１を形成してもよい。このように溝４１が形成されたテンプレート１３がクランプされると、図８ＡのＸ−Ｘ´方向に沿った断面図である図８Ｂに示されるように、矢印の方向にテンプレート１３が歪む。従って、パターン位置精度を補正することができる。

以上に示されるように、本発明の実施形態においては、テンプレート１３の側面１７、表面、裏面のいずれかに、適切な凹凸を形成するように加工することにより、テンプレート１３のパターンのパターン位置精度を補正することができる。

なお、本発明のテンプレートの形成方法およびインプリント方法は、パターン位置精度を示すベクトルマップが、図２Ｂ以外であっても、適宜テンプレート１３の形状を加工することにより、パターン位置精度を補正することができる。以下に、パターン位置精度を示す他のベクトルマップと、これに対応してパターン位置精度を補正することができるテンプレート１３の形状について説明する。

図９Ａ乃至図１３Ａは、それぞれ、パターン位置精度を示すベクトルマップを示す。また、図９Ｂ乃至図１３Ｂは、それぞれのベクトルマップに対応して、側面１７を加工することにより、パターン位置精度を補正することができるテンプレート１３の外形を示す。さらに、図９Ｃ乃至図１３Ｃには、それぞれのベクトルマップに対応して、表面を加工することにより、パターン位置精度を補正することができるテンプレート１３の外形を示す。また、図１０Ａ乃至図１３Ａに示されるようにベクトルマップが算出された場合には、テンプレート１３の裏面を加工することによりパターン位置精度を補正することができるため、これらをそれぞれ図１０Ｄ乃至図１３Ｄに示す。なお、図９Ｂ乃至図１３Ｂ、図９Ｃ乃至図１３Ｃ、図１０Ｄ乃至図１３Ｄにおいては、テンプレート１３の外形のみを示している。

図９Ａは、ウエハ表面のパターン２２に対してテンプレート１３のパターンが大きい場合のベクトルマップを示す。この場合、補正係数のうち、ｋ２およびｋ３の値が最も大きく算出される。この場合は、図９Ｂに示すように、テンプレート１３の側面１７を加工する必要はなく、テンプレート１３をクランプする際に、テンプレート１３が所望の大きさになるように圧縮すればよい。また、図９Ｃに示すように、テンプレート１３の周に沿って表面に溝４１を形成してもよい。

なお、図９Ａに示されるベクトルマップが算出された場合においては、テンプレート１３の裏面を加工しても、パターン位置精度を補正することはできない。

上述のようにテンプレート１３の表面に溝４１を形成する場合は、ドライエッチングによって形成してもよいし、ウエットエッチングによって形成してもよい。以下に示すテンプレート１３に形成される溝４１についても同様に形成される。

図１０Ａは、テンプレート１３に形成されたパターンのうち、図面上方に向かうほど−ｘ方向に位置ずれが生じ、図面下方に向かうほどｘ方向に位置ずれが生じている場合のベクトルマップを示す。なお、図１０Ａの場合は、図面上方と図面下方の位置ずれの割合が実質的に等しい場合である。この場合、補正係数のうち、ｋ６−ｋ５の値が最も大きく算出される。この場合は、図１０Ｂに示すように、テンプレート１３の側面１７のうち、ｘ軸に直交する側面１７ａ、１７ｂを加工すればよい。具体的には、−ｘ方向の位置ずれを補正するために、側面１７ａにおける図面上方に凸部４２ａを形成し、ｘ方向の位置ずれを補正するために、側面１７ｂにおける図面下方に凸部４２ｂを形成すればよい。ここで、凸部４２ａの高さｈａと凸部４２ｂの高さｈｂとは、実質的に等しい高さに形成される。また、図１０Ｃに示すように、テンプレート１３の表面から裏面方向に向かって、図面左上および図面右下に溝４１を形成してもよい。さらに、図１０Ｄに示すように、テンプレート１３の裏面から表面方向に向かって、図面右上および図面左下に溝４１を形成してもよい。ここで、図１０Ｃの左上と右下にそれぞれ示される溝４１の深さは、実質的に等しい深さに形成される。図１０Ｄにおいても同様である。

図１１Ａは、テンプレート１３に形成されたパターンのうち、図面上方に向かうほどｘ方向に位置ずれが生じ、図面下方に向かうほど−ｘ方向に位置ずれが生じている場合のベクトルマップを示す。なお、図１１Ａの場合は、ｘ方向の位置ずれが、−ｘ方向の位置ずれよりも大きい場合である。この場合、補正係数のうち、ｋ１９の値が最も大きく算出される。この場合は、図１１Ｂに示すように、テンプレート１３の側面１７のうち、ｘ軸に直交する側面１７ａ、１７ｂを加工すればよい。具体的には、ｘ方向の位置ずれを補正するために、側面１７ｂにおける図面上方に凸部４２ｂを形成し、−ｘ方向の位置ずれを補正するために、側面１７ａにおける図面下方に凸部４２ａを形成すればよい。ここで、凸部４２ｂの高さｈｂは、凸部４２ａの高さｈａよりも高く形成される。また、図１１Ｃに示すように、テンプレート１３の表面から裏面方向に向かって、図面右上および図面左下に溝４１を形成してもよい。さらに、図１０Ｄに示すように、テンプレート１３の裏面から表面方向に向かって、図面左上および図面右下に溝４１を形成してもよい。ここで、図１１Ｃにおいて、右上に形成される溝４１の深さは、左下にそれぞれ示される溝４１の深さよりも深く形成される。図１０Ｄにおいては、左上に形成される溝４１の深さは、右下にそれぞれ示される溝４１の深さよりも深く形成される。

図１２Ａは、テンプレート１３に形成されたパターンのうち、図面右側に向かうほど、また、図面左側に向かうほど、ｙ方向に位置ずれが生じている場合のベクトルマップを示す。この場合、補正係数のうち、ｋ１２の値が最も大きく算出される。この場合は、図１２Ｂに示すように、テンプレート１３の側面１７のうち、ｙ軸に直交する側面１７ｃ、１７ｄを加工すればよい。具体的には、側面１７ｃにおいては中央部に凹部４３ｃを形成し、側面１７ｂにおいては中央部に凸部４２ｄを形成すればよい。また、図１２Ｃに示すように、テンプレート１３の表面から裏面方向に向かって、図面右上、図面左上および図面下中央に溝４１を形成してもよい。さらに、図１２Ｄに示すように、テンプレート１３の裏面から表面方向に向かって、図面左下、図面右下および図面上中央に溝４１を形成してもよい。

図１３Ａは、テンプレート１３に形成されたパターンのうち、図面上方においては、図面左側に向かうほど−ｙ方向に、図面右側に向かうほどｙ方向に位置ずれが生じ、図面下方においては、図面左側に向かうほどｙ方向に、図面右側に向かうほど−ｙ方向に位置ずれが生じている場合のベクトルマップを示す。この場合、補正係数のうち、ｋ１０の値が最も大きく算出される。この場合は、図１３Ｂに示すように、テンプレート１３の側面１７のうち、ｙ軸に直交する側面１７ｃ、１７ｄを加工すればよい。具体的には、側面１７ｃ、側面１７ｄにおいて、それぞれ図面右側にそれぞれ凸部４２ｃ、４２ｄを形成すればよい。また、図１３Ｃに示すように、テンプレート１３の表面から裏面方向に向かって、図面右上、図面右下に溝４１を形成してもよい。さらに、図１３Ｄに示すように、テンプレート１３の裏面から表面方向に向かって、図面左上、図面左下に溝４１を形成してもよい。

以上に、パターンの位置ずれを示すベクトルマップの例と、それぞれに対応してパターン位置精度を補正することができるテンプレート１３の外形の例を示した。図９Ａ乃至図１３Ａには示されていないが、本発明においては、ウエハ表面のパターン２２に対してテンプレート１３のパターンが小さい場合のベクトルマップが算出された場合であっても、パターン位置精度を補正することが可能である。すなわち、図１４に示すように、テンプレート１３の周に沿って裏面に溝４１を形成することにより、テンプレート１３のパターンを拡大してインプリントすることも可能である。

以上は、テンプレート１３に形成されたパターンの位置ずれを検出し、この位置ずれから、数１式乃至数３式を用いて位置ずれを補正する補正係数を算出し、この算出された補正係数から、パターンの位置ずれが補正されるように適宜テンプレート１３の外形形状を加工する方法であった。

しかし、本発明においては、テンプレート１３のクランプ時に、例えば図２Ｂのようなベクトルマップに示されたベクトルの向きと反対方向に圧力が加えられるように適宜テンプレート１３が加工されればよい。従って、このようにテンプレート１３を加工することすることができるような、あらゆる方法を適用することができ、必ずしも数１式乃至数３式を用いる必要はない。

以上に、本発明のインプリント用テンプレートの形成方法および、この方法により形成されたテンプレートを用いたインプリント方法について説明した。しかし、本発明の実施形態は、上述に限定されるものではない。

例えば、テンプレート１３の側面１７、表面、裏面もしくはこれらのうちの複数の面を、クランプピン１６の数を考慮して適宜加工することにより、様々なパターン位置精度を補正することができる。

また、本発明においては、テンプレート１３の側面１７それぞれに対して、複数本のクランプピン１６でクランプする場合のインプリント装置を使用する場合について適用可能であり、一側面に対するクランプピン１６の本数は３本に限定されるものではない。さらに、上述の実施形態においては、クランプピン１６によってテンプレート１３により加えられる圧力は一定であったが、テンプレート１３の外形を加工することに加えて、クランプピン１６によって加えられる圧力をそれぞれ調節することにより、パターン位置精度を補正してもよい。

また、上述したテンプレート１３は、原版を用いてもよいし、テンプレート１３の原版からインプリント方法により複製された複製版を用いてもよい。

なお、上述の各実施形態に係るインプリント方法としては、光インプリントを採用した場合について説明した。しかし、本発明は光インプリントの場合に限定されるものではなく、熱インプリント等の他のインプリント方法においても、適用することができる。

１１・・・ガラス基板
１２・・・ガラス基板の中央部
１３・・・テンプレート
１４・・・孤立パターン
１４ａ・・・孤立パターンの基準位置
１５・・・位置検査用マーク
１５ａ・・・位置検査用マークの基準位置
１６・・・クランプピン
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ・・・テンプレートの側面
１８ａ・・・テンプレート側面の凸部
１８ｂ・・・テンプレート側面の凹部
２１・・・ウエハ
２２・・・ウエハ表面のパターン
２３・・・酸化膜
２４・・・レジスト
２５・・・ステージ
２６−１・・・第１の基準マーク
２６−２・・・第２の基準マーク
２７−１・・・第１のボックス状のマーク
２７−１ａ・・・第１のボックス状のマークの左辺部
２７−１ｂ・・・第１のボックス状のマークの右辺部
２７−１ｃ・・・第１のボックス状のマークの下辺部
２７−１ｄ・・・第１のボックス状のマークの上辺部
２７−２・・・第２のボックス状のマーク
２７−２ａ・・・第２のボックス状のマークの左辺部
２７−２ｂ・・・第２のボックス状のマークの右辺部
２７−２ｃ・・・第２のボックス状のマークの下辺部
２７−２ｄ・・・第２のボックス状のマークの上辺部
２８・・・レジストに形成されたパターン
２９・・・窓
３０・・・吸引管
４１・・・溝
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ・・・凸部
４３ｃ・・・凹部
５０・・・保護膜

Claims (5)

1. 基板にパターンを形成することによりテンプレートを形成する工程と、
   前記パターンを形成すべき基準位置に対する、前記テンプレートに形成されたパターンの位置ずれを検出する工程と、
   この検出結果に基づいて、前記テンプレートの面内または周縁部に、前記位置ずれに対応した凹凸を形成する工程と、
   を具備することを特徴とするテンプレートの形成方法。
2. 基板にパターンを形成することによりテンプレートを形成する工程と、
   前記テンプレートが載置されるウエハ表面に形成されたパターンを基準位置として、この基準位置に対する、前記テンプレートに形成されたパターン若しくは、前記テンプレートによって形成されたパターンの位置ずれを検出する工程と、
   この検出結果に基づいて、前記テンプレートの面内または周縁部に、前記位置ずれに対応した凹凸を形成する工程と、
   を具備することを特徴とするテンプレートの形成方法。
3. 前記凹凸を形成する工程は、前記テンプレートに形成されたパターン若しくは、前記テンプレートによって形成されたパターンの基準位置（ｘｉ、ｙｉ）および、補正係数群ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７、ｋ１１、ｋ１２、ｋ１３、ｋ１９から（１）式
   

   

   によって算出される補正された後の位置（ｄｘｉ´、ｄｙｉ´）と、前記パターンの位置ずれ（ｄｘｉ、ｄｙｉ）との差の自乗和Ｅを求める（２）式
   

   

   を用いて前記自乗和Ｅを最小にするような前記補正係数群を算出し、
   この算出工程により算出された前記補正係数群に基づいて、前記テンプレートの面内又は周縁部に、前記凹凸を形成する工程であることを特徴とする請求項１または２に記載のテンプレートの形成方法
4. 前記請求項１乃至前記請求項３のテンプレートの形成方法によって形成された前記テンプレートの側面に圧力を加えることにより、前記テンプレートに形成された前記パターンの位置ずれを補正する工程と、
   この補正する工程により前記位置ずれが補正された前記テンプレートを用いて、前記ウエハ上に形成された樹脂層にインプリントする工程と、
   を具備することを特徴とするインプリント方法。
5. 前記パターンの位置ずれを補正する工程は、前記テンプレートの少なくとも一側面および、この側面に対向する側面がインプリント装置にクランプされる際に、前記テンプレートに加えられる圧力が、前記テンプレートに形成されたパターンの前記基準位置からの位置ずれを示すベクトルの向きと反対方向に向くように加えられる工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のインプリント方法。

Images