JP2013069789A - パターン形成装置、パターン形成方法及びパターン形成用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】歩留まりよくパターンを形成することができるパターン形成装置、パターン形成方法及びパターン形成用プログラムを提供する。
【解決手段】実施形態に係るパターン形成装置は、凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、凹凸部の形状が転写されたパターンを形成する装置である。パターン形成装置は、計算部と、調整部と、転写部と、を備える。計算部は、パターンの設計情報を用いてテンプレートをパターンから離型する際にパターンに加わる力の分布を計算する。調整部は、計算部で計算した力の分布を均一化するための形成条件及びパターンの設計情報の少なくともいずれかを調整する。転写部は、調整部で調整した形成条件及び設計情報の少なくともいずれかにより凹凸部の形状を被転写物に転写する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、パターン形成装置、パターン形成方法及びパターン形成用プログラムに関する。

凹凸パターンが形成されたテンプレートを用いてパターンを転写する、いわゆるインプリント法では、基板上に滴下した樹脂にテンプレートを接触させ、この状態で樹脂に紫外線光等を照射して硬化させる。その後、テンプレートを離型することによって、テンプレートの凹凸パターンの形状を樹脂に転写している。

テンプレートを用いたパターンの形成においては、同じテンプレートを繰り返し利用することによって、製造工程の簡素化及び製造コストの低減を図る。
このようなテンプレートを用いたパターンの形成においては、さらなる歩留まりの向上が望まれている。

特開２００８−２０１０２０号公報

本発明の実施形態は、歩留まりよくパターンを形成することができるパターン形成装置、パターン形成方法及びパターン形成用プログラムを提供する。

実施形態に係るパターン形成装置は、凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、凹凸部の形状が転写されたパターンを形成する装置である。
パターン形成装置は、計算部と、調整部と、転写部と、を備える。
計算部は、被転写物に押印したテンプレートを被転写物から離型する際にパターンに加わる力の分布をパターンの設計情報を用いて計算する。
調整部は、計算部で計算した力の分布を均一に近づけるためのパターンの形成条件の調整を実行する。
転写部は、調整部で調整したパターンの形成条件によりテンプレートの凹凸部の形状を被転写物に転写する。

第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示するブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は、パターン形成の手順の概要を例示する模式図である。 実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）は、力の分布の計算から調整について説明する模式図である。 第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示するブロック図である。 実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。 実施形態に係るパターン形成方法の他の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、パターンブロックの位置を変更する例を示す模式図である。 （ａ）〜（ｆ）は、パターンの修正例について例示する模式的平面図である。 第４の実施形態に係るパターン形成方法を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｂ）は、実施形態に係るプログラムが実行されるコンピュータを説明する図である。 実施形態に係るプログラムの処理の流れを例示するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示するブロック図である。
図２（ａ）〜（ｄ）は、パターン形成の手順の概要を例示する模式図である。
図１に表したように、実施形態に係るパターン形成装置１１０は、計算部１０と、調整部２０と、転写部３０と、を備える。

パターン形成装置１１０の転写部３０は、図２（ａ）〜（ｄ）に表した手順によってパターン３１０を形成する。
先ず、図２（ａ）に表したように、基板Ｗ上に被転写物の一例である樹脂３２０を塗布する。樹脂３２０は、紫外線光等の光を照射することで硬化する光硬化型樹脂である。樹脂３２０は、硬化前の状態で塗布される。樹脂３２０は、例えばノズルＮＺによって基板Ｗ上に吐出される。

次に、図２（ｂ）に表したように、テンプレート２００の凹凸部２１０の形状を樹脂３２０に転写する。テンプレート２００は、目的のパターンを形成するための版（印）である。テンプレート２００には、例えば石英ガラスが用いられる。テンプレート２００の凹凸部２１０は、目的のパターンの形状が反転した形状を有する。凹凸部２１０の表面には、離型層２１０ａが設けられていてもよい。このテンプレート２００の凹凸部２１０を、樹脂３２０に押印する。
ここで、押印とは、テンプレート２００を基板Ｗに押し付けることのほか、テンプレート２００を樹脂３２０に接触させることを含む。

次に、図２（ｃ）に表したように、テンプレート２００の凹凸部２１０を樹脂３２０に押印した状態で、例えばテンプレート２００を介して紫外線光ＵＶを樹脂３２０に照射する。紫外線光ＵＶの照射によって樹脂３２０は硬化する。

図２（ｄ）に表したように、樹脂３２０が硬化した後、テンプレート２００をパターン３１０から離型する。これにより、基板Ｗ上に、凹凸部２１０の形状が反転した樹脂３２０のパターン３１０が形成される。

なお、樹脂３２０には、光照射によって硬化する光硬化型樹脂のほか、加熱によって硬化する熱硬化型樹脂を用いてもよい。この場合には、テンプレート２００を樹脂３２０に押印した状態で、所定の温度に加熱することで樹脂３２０を硬化させ、硬化後にテンプレート２００を離型する。これにより、樹脂３２０に凹凸部２１０の形状が転写されたパターン３１０が形成される。

転写部３０は、上記図２（ａ）〜（ｄ）に表した処理を、基板Ｗ上の位置をずらして繰り返し行う。

テンプレート２００を用いたパターン転写においては、１回の処理（図２（ａ）〜（ｄ）の１サイクル）で凹凸部２１０の領域に応じた基板Ｗ上の範囲に目的のパターン３１０が形成される。例えば、テンプレート２００の凹凸部２１０には、半導体装置の１チップ分、または複数チップ分のパターンに対応した凹凸形状が設けられている。これにより、１回の処理で、１チップ分、または複数チップ分に対応したパターン３１０が形成される。

実施形態に係るパターン形成装置１１０は、上記のようなテンプレート２００を用いて、凹凸部２１０の形状を被転写物の一例である樹脂３２０に転写し、目的のパターン３１０を形成する。

図１に表したように、パターン形成装置１１０の計算部１０は、パターン３１０の設計情報を用いて被転写物に押印したテンプレート２００をパターン３１０から離型する際に、パターン３１０に加わる力の分布を計算する。すなわち、計算部１０は、転写部３０によってパターン転写を行う前に、テンプレート２００の離型時にパターン３１０に加わる力の分布を予め計算する。

テンプレート２００の離型時にパターン３１０に加わる力の分布は、離型時にパターン３１０に加わる応力及び離型時にパターン３１０とテンプレート２００との間に生じる摩擦力の少なくともいずれかの分布である。実施形態では、これら応力及び摩擦力を総称して、単に「力」ということにする。

計算部１０は、例えば、テンプレート２００の凹凸部２１０が接する被転写物の領域を複数のブロックに分割し、この複数のブロックごと力を計算する。例えば、複数のブロックは、凹凸部２１０が接する被転写物の領域についてマトリクス状に設けられている。複数のブロックの大きさは、同じでも、相違していてもよい。

計算部１０は、力の計算を行う際、パターン３１０の設計情報に加え、凹凸部２１０の設計情報を用いてもよい。

計算部１０は、パターン３１０の設計情報から把握されるパターン３１０の密度、パターン３１０の周囲長、パターン３１０の延在する方向にみた断面のアスペクト比、パターン３１０の形状、パターン３１０の延在方向などの情報の少なくとも１つをパラメータとして複数のブロックごとの応力や摩擦力を計算する。

また、計算部１０は、上記パラメータに加え、凹凸部２１０の凹部の深さ（凸部の高さ）、テンプレート２００の平坦度などの情報の少なくとも１つをパラメータとして複数のブロックごとの応力や摩擦力を計算してもよい。

調整部２０は、計算部１０で計算した力の分布を均一に近づけるためのパターン３１０の形成条件の調整を実行する。

調整部２０は、パターン３１０の形成条件として、例えば、被転写物（例えば、樹脂３２０）の組成、被転写物の基板Ｗ上への形成条件（例えば、ノズルＮＺによる樹脂３２０の塗布量、塗布領域、塗布位置）、被転写物の硬化条件（例えば、紫外線露光量、照明形状、ＮＡ（開口数）、偏光状態、動的フォーカス設定、収差、現像条件、温度、ＰＥＢ(Post Exposure Bake））のうち少なくとも１つを調整する。

調整部２０は、計算部１０において複数のブロックごとに力の計算が行われた場合、複数のブロックごとに、パターン３１０の形成条件の調整を実行してもよい。

転写部３０は、調整部２０で調整したパターン３１０の形成条件を用いて凹凸部２１０の形状を被転写物（例えば、樹脂３２０）に転写する。

実施形態に係るパターン形成装置１１０では、予め力の分布を予測して、力の分布に影響するパラメータを調整しているため、実際にテンプレート２００をパターン３１０から離型する際には、パターン３１０に加わる力の分布が均一に近づくことになる。このため、テンプレート２００の離型時に生じやすいパターン３１０の剥がれや倒れが抑制される。したがって、パターン形成装置１１０を用いることで、テンプレート２００を用いたパターン形成の歩留まりが向上する。

ここで、テンプレート２００の押印を用いたパターン形成法においては、プロセスステップ毎に種々の歩留り低下の要因が観測または予測される。歩留まりの低下に関しては、種々の要因が考えられる。例を挙げると、樹脂３２０を塗布する際のむら、テンプレート２００を作成する際の寸法ばらつき、テンプレート２００の洗浄不足、凹凸部２１０の欠け、が挙げられる。

また、他の要因としては、例えば、テンプレート２００を押印するステップにおける、樹脂３２０の未充填、凹凸部２１０と樹脂３２０との間の気泡、テンプレート２００の滑りずれなどである。さらに他の例を挙げると、紫外線光の照射による樹脂３２０の硬化のステップにおける、紫外線光の照射むら、樹脂３２０の硬化むら、樹脂３２０の膨張／収縮の不均一などである。これら種々の要因によって、テンプレート２００を離型する際には、パターン剥れやパターン倒れなどが発生し、歩留まりを低下させる。

これらの歩留り低下の要因に関しては、種々のプロセスのチューニングによる対策が考えられる。例えば、テンプレート２００の材質の工夫や、樹脂３２０の材料の調整、またテンプレート２００の洗浄方法の工夫である。

パターン３１０の形状やパターン３１０の配置に依存する欠陥は、パターン３１０の微細化に伴い増加することが予想される。一例を挙げると、パターン３１０の配置やパターン３１０の密度によってテンプレート２００の押印時や離型時の応力分布が異なる。このため、応力の急変する箇所でパターン形成に不具合をきたすことが考えられる。

実施形態に係るパターン形成装置１１０では、パターン３１０の形状に依存する歩留り低下の要因を精度よく予測し、パターン３１０に応じたプロセスの調整が柔軟に行われる。このため、パターニングにおける欠陥密度が低下し、歩留りの向上につながる。

図３は、実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係るパターン形成方法は、力の分布の計算（ステップＳ１０１）、調整（ステップＳ１０２）、パターン転写（ステップＳ１０３）を備える。これらのステップに示す処理は、例えばパターン形成装置１１０によって行われる。なお、各ステップに示す処理は、単一の装置で行われる場合のほか、少なくとも２つの装置で行われる場合もある。

図４（ａ）〜（ｅ）は、力の分布の計算から調整について説明する模式図である。
図４（ａ）では、チップレイアウトの一例を示している。チップレイアウトＣＬは、テンプレート２００によって形成されるパターン３１０の設計レイアウトである。図３のステップＳ１０１に表した工程では、図４（ａ）に表したチップレイアウトＣＬを複数のブロックＢＫに分割して、各ブロックＢＫでの力を計算する。なお、図４（ａ）に表したブロックＢＫは説明の便宜上の大きさであり、実際にはさらに細かい領域に分割される。また、ブロックＢＫは矩形に限定されず、また各ブロックＢＫの大きさは同じでも、相違していてもよい。

ステップＳ１０１に表した工程では、チップレイアウトＣＬからパターン配置に関する特徴量の分布を各ブロックＢＫごとに計算する。特徴量は、例えばパターンの密度、パターンの周囲長、パターンの延在する方向にみた断面のアスペクト比、パターンの形状、パターンの延在方法の少なくとも１つである。図４（ｂ）では、ブロックＢＫごとの特徴量をマッピングした分布ＤＩＳ１を模式的に表している。例えば、図４（ｂ）に示す同じ濃度のドット領域は、同じ力の領域であることを表している。

ステップＳ１０１に表した工程では、さらに、この特徴量の分布から、テンプレート２００の離型時の力の分布を計算する。力は各ブロックＢＫごとに計算され、チップレイアウトＣＬに対応した力の分布となる。図４（ｃ）では、テンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ２を模式的に表している。

次に、図３のステップＳ１０２に表した工程では、テンプレート２００の離型時にかかる力を調節するための項目に関する調整量をマッピングする。すなわち、ステップＳ１０２に表した工程では、ステップＳ１０１で計算した力の分布を均一に近づけるためのパターンの形成条件の調整を実行する。この調整は、各ブロックごとに行われる。

調整量は、例えば、被転写物（例えば、樹脂３２０）の組成、被転写物の基板Ｗ上への形成条件（例えば、ノズルＮＺによる樹脂３２０の塗布量、塗布領域、塗布位置）、被転写物の硬化条件（例えば、紫外線露光量、照明形状、ＮＡ、偏光状態、動的フォーカス設定、収差、現像条件、温度、ＰＥＢ）のうち少なくとも１つである。

調整量は、ブロックＢＫごとに計算された力を弱める、または強める量になっている。これにより、テンプレート２００が被転写物に接触する領域の全体において、テンプレート２００の離型時の力が均一に近づく。

図４（ｄ）では、ブロックＢＫごとの調整量をマッピングした分布ＤＩＳ３を模式的に表している。分布ＤＩＳ３は、各調整量に応じたマップ形式になっている。

次に、図３のステップＳ１０３に表した工程では、ステップＳ１０２で求めた調整量によってテンプレート２００を用いたパターンの転写を行う。図４（ｅ）では、調整後のテンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ４を表している。図４（ｅ）に表した分布ＤＩＳ４では、図４（ｂ）に表した分布ＤＩＳ１に比べて力が均一に近づいている。

ここで、ステップＳ１０２において行う調節の項目について説明する。
先ず、パターン３１０の形成条件を調整するための項目の例について説明する。
樹脂３２０へ照射する紫外線光等の露光量の調整では、ブロックＢＫごとの紫外線光等の露光量マップに基づいて、樹脂３２０に光を照射する。これにより、露光量の調整を行う。露光量の調整を行うには、例えばブロックＢＫごと露光量を調整可能なアレイ光源を用いるようにすればよい。

温度の調整では、温度調整マップ（温度の調整量による分布ＤＩＳ３）に基づいて樹脂３２０照射する紫外線光または赤外線光の露光量を調節する。または、温度調整マップに基づいてヒータを用いて温度を調整する。温度の調整を行うには、例えば基板Ｗを搭載するステージとして、ブロックＢＫごとに温度調整可能なヒータが組み込まれたステージを用いるようにすればよい。

樹脂３２０の厚さの調整では、樹脂３２０の基板Ｗ上への吐出の量を各ブロックＢＫごとに調節する。

樹脂３２０の材料成分の調整では、樹脂材料の成分の調整マップ（材料成分の調整量による分布ＤＩＳ３）に基づいて、樹脂３２０の吐出後に、添加剤を添加する。または、樹脂材料の成分の調整マップに基づいて、樹脂３２０の吐出ごとに成分を調整してもよい。

このようなパターン形成方法により、テンプレート２００の離型時にパターン３１０に加わる力が均一に近づき、パターン３１０の剥がれや倒れが抑制される。したがって、テンプレート２００を用いたパターン形成の歩留まりが向上する。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成を例示するブロック図である。
図５に表したように、実施形態に係るパターン形成装置１２０は、計算部１０と、調整部２０と、転写部３０と、判断部４０と、を備える。
すなわち、パターン形成装置１２０は、図１に表したパターン形成装置１１０の構成に判断部４０をさらに備える。

判断部４０は、計算部１０で計算した力の分布が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する。
調整部２０は、判断部４０で力の分布が許容範囲に入ると判断された場合、先に説明したパターン３１０の形成情報の調整を行わない。一方、判断部４０で力の分布が許容範囲に入らないと判断された場合、調整部２０は、パターン３１０の形成情報の調整を実行する。

図６は、実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係るパターン形成方法は、力の分布の計算（ステップＳ２０１）、許容範囲内か否かの判断（ステップＳ２０２）、調整（ステップＳ２０３）、パターン転写（ステップＳ２０４）を備える。これらのステップに示す処理は、例えばパターン形成装置１２０によって行われる。なお、各ステップに示す処理は、単一の装置で行われる場合のほか、少なくとも２つの装置で行われる場合もある。

ステップＳ２０１に表した工程では、図４（ａ）〜（ｃ）に表した例と同様に、チップレイアウトＣＬからテンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ２を計算する。

ステップＳ２０２に表した工程では、力の分布ＤＩＳ２が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する。

ステップＳ２０２で、許容範囲に入ると判断された場合、ステップＳ２０４へ進み、パターン３１０の形成条件を調整せず、テンプレート２００によるパターンの転写を行う。

一方、ステップＳ２０２で、許容範囲に入らないと判断された場合、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３に表した工程では、パターン３１０の形成条件の調整を実行する。ステップＳ２０３の工程は、図３のステップＳ１０２に表した工程と同様である。

ステップＳ２０３の工程で調整を行った後、ステップＳ２０１へ戻り、力の分布の計算を再度行う。力の分布が許容範囲に入っていない場合には、ステップＳ２０３、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２を繰り返す。力の分布が許容範囲に入っている場合はステップＳ２０４へ進み、調整した形成条件によって、テンプレート２００によるパターンの転写を行う。

このようなパターン形成方法によって、力の分布が、予め設定された許容範囲に入らない場合のみ、パターン３１０の形成条件の調整を実行するため、不要な調整を行わずに済む。また、必要な場合には調整を行ったのち、テンプレート２００によるパターン転写を行う。これにより、形成されたパターン３１０は、予め設定された許容範囲に入ることになる。

図７は、実施形態に係るパターン形成方法の他の例を示すフローチャートである。
実施形態に係るパターン形成方法の他の例（その１）は、力の分布の計算（ステップＳ３０１）、許容範囲内か否かの判断（ステップＳ３０２）、警告（ステップＳ３０３）、調整するか否かの判断（ステップＳ３０４）、形成条件または設計情報の調整（ステップＳ３０５）、パターン転写（ステップＳ３０６）を備える。これらのステップに示す処理は、例えばパターン形成装置１２０によって行われる。なお、各ステップに示す処理は、単一の装置で行われる場合のほか、少なくとも２つの装置で行われる場合もある。

ステップＳ３０１に表した工程では、図４（ａ）〜（ｃ）に表した例と同様に、チップレイアウトＣＬからテンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ２を計算する。

ステップＳ３０２に表した工程では、力の分布が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する。力の分布が許容範囲に入ると判断された場合、ステップＳ３０６へ進む。一方、力の分布が許容範囲に入らないと判断された場合、ステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３に表した工程では、警告を行う。警告は、例えばステップＳ３０２の処理を行った装置（例えば、パターン形成装置１２０）が行う。

次に、ステップＳ３０４に表した工程では、調整を行うか否かを判断する。例えば、パターン形成装置１２０の使用者が調整を行う旨の指示をパターン形成装置１２０に与えた場合、この指示を受けた場合には調整を行うとしてステップＳ３０５へ進む。一方、調整を行わない旨の指示を受けた場合、または警告後、所定時間を経過しても指示を受け付けなかった場合、処理を終了する。

ステップＳ３０６に表した工程では、パターン３１０の形成条件の調整を実行する。ステップＳ３０６の工程で調整を行った後、ステップＳ３０１へ戻り、力の分布の計算を再度行う。力の分布が許容範囲に入っていない場合には、ステップＳ３０３、ステップＳ３０４、ステップＳ３０５、ステップＳ３０１、ステップＳ３０２を繰り返す。力の分布が許容範囲に入っている場合はステップＳ３０６へ進み、調整した形成条件によって、テンプレート２００によるパターンの転写を行う。

このようなパターン形成方法によって、力の分布が、予め設定された許容範囲に入らない場合には警告が行われ、調整を行う指示を受けた場合のみ、パターン３１０の形成条件の調整を行う。これにより、不要な調整を行わずに済む。また、必要な場合には調整を行ったのち、テンプレート２００によるパターン転写を行う。この方法によって形成されたパターン３１０は、予め設定された許容範囲に入ることになる。

なお、図７のフローチャートに表したパターン形成方法では、ステップＳ３０３の警告を行った後、ステップＳ３０４で調整をするか否かの判断を行っているが、警告を行って処理を終了するようにしてもよい。
以上、力の分布に基づいた判断の手法について述べたが、形成されるパターンの、所望パターンからの剥離量や変形量に基づいて同様に判断してもよい。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係るパターン形成方法は、力の分布の計算（ステップＳ４０１）、許容範囲内か否かの判断（ステップＳ４０２）、レイアウト修正（ステップＳ４０３）を備える。

ステップＳ４０１に表した工程では、図４（ａ）〜（ｃ）に表した例と同様に、チップレイアウトＣＬからテンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ２を計算する。

ステップＳ４０２に表したように工程では、力の分布ＤＩＳ２が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する。

ステップＳ４０２で、許容範囲に入ると判断された場合、力の分布の計算を行ったテンプレート２００によるパターン３１０の形成へ進む。

一方、ステップＳ４０２で、許容範囲に入らないと判断された場合、ステップＳ４０３へ進む。ステップＳ４０３に表した工程では、パターン３１０の設計情報を変更する。すなわち、パターン３１０のレイアウトを変更する。

ここで、パターン３１０の設計情報を調整するための項目の例について説明する。
図９（ａ）〜（ｄ）は、パターンブロックの位置を変更する例を示す模式図である。
パターンブロックとは、所定の機能を有するパターンの集合領域である。
図９（ａ）では、チップレイアウトＣＬ１が例示されている。設計情報の調整にあたり、先ず、このチップレイアウトＣＬ１の中で、回路の重要性などの観点から高い成形精度が要求されるパターンブロックＰＢ１の位置を認識する。

次いで、図９（ｂ）に表した力の分布ＤＩＳ２から、力の急変する箇所ＣＰ１を認識する。設計情報の調整では、パターンブロックＰＢ１の位置が、力の急変する箇所ＣＰ１の近傍にある場合に、パターンブロックＰＢ１を力の急変する箇所ＣＰ１から離すようにレイアウトを変更する。

図９（ｃ）では、パターンブロックＰＢ１のレイアウトを変更した後のチップレイアウトＣＬ２を例示している。チップレイアウトＣＬ２では、図９（ｄ）に表した力の分布ＤＩＳ２の中で、力の急変しない箇所ＣＰ２にパターンブロックＰＢ１を移動している。

このチップレイアウトＣＬ２によれば、例えば重要性の高い回路を有するパターンブロックＰＢ１が、テンプレート２００の離型時に力の均一性の高い位置にレイアウトされるため、パターンブロックＰＢ１が精度良く形成される。

例えば、図９（ａ）に表したように、パターンブロックＰＢ１が、力の分布ＤＩＳ２における力の急変する箇所ＣＰ１の近傍に配置されている場合、このチップレイアウトＣＬ１のままでテンプレート２００を用いたパターン形成を行った際のパターンの変形度合いを予測する。さらに、デバイスの性能に及ぼす影響を予測してもよい。
そして、ステップＳ２０２に表した工程では、パターンの変形度合いや、デバイスの性能に及ぼす影響が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する。

この許容範囲に入るか否かの判断基準には、次のようなものが挙げられる。
（１）メモリデバイスにおける周辺回路やヒューズ回路など、冗長性回路（リダンダンシ（redundancy）回路）による救済ができない領域において、欠陥確率が所定の値以上になる場合、許容範囲に入らないと判断する。
（２）メモリデバイスにおいて、冗長性回路による救済を上回る欠陥確率となる場合、許容範囲に入らないと判断する。
（３）メモリデバイスにおけるメモリセルアレイなど、寸法ばらつきが回路動作に多大な影響を及ぼす回路において、寸法ばらつきが所定の範囲を上回る場合、許容範囲に入らないと判断する。
（４）ロジックデバイスにおけるクリティカルパスなど、回路の特性上、厳格な寸法精度が必要な箇所において、寸法ばらつきが所定の範囲以上になる場合、許容範囲に入らないと判断する。
なお、上記（１）〜（４）は一例であり、これら以外の判断基準を適用してもよい。

図１０（ａ）〜（ｆ）は、パターンの修正例について例示する模式的平面図である。
図１０（ａ）は、変更前のパターン３１０Ａを例示している。一例として、パターン３１０Ａは、ラインＬ及びスペースＳを有する。パターン３１０ＡのラインＬの幅はｄ１、スペースＳの幅はｄ２、ラインＬのピッチはｐ１である。

パターン３１０Ａの設計情報の変更では、力の分布を均一化させるための変更、及びテンプレート２００の離型時に加わる力への対抗力を増すための変更、のいずれかを目的とする。
図１０（ｂ）に表したパターン３１０Ｂでは、ラインＬの幅ｄ１’が、図１０（ａ）に表したパターン３１０ＡのラインＬの幅ｄ１よりも太い。
一般に、ラインＬの幅が太くなると、テンプレート２００の解像度は向上する一方、紫外線光ＵＶの照射による樹脂３２０の硬化収縮における歪みや変形が大きくなる。

図１０（ｃ）に表したパターン３１０Ｃでは、ラインＬのピッチｐ１’が、図１０（ａ）に表したパターン３１０ＡのラインＬのピッチｐ１よりも広い。ラインＬの幅ｄ１は同じである。
一般に、ラインＬのピッチが広くなると、テンプレート２００を離型する際の力が緩和される。

図１０（ｄ）に表したパターン３１０Ｄでは、ラインＬの幅ｄ１０とスペースＳの幅ｄ２０との比率が、図１０（ａ）に表したパターン３１０ＡのラインＬの幅ｄ１とスペースＳの幅ｄ２との比率と相違している。
一般に、スペースＳの幅に対するラインＬの幅の割合に依存して、パターン３１０Ｄの解像性や樹脂３２０の未充填欠陥の発生率、または紫外線光ＵＶの照射による樹脂３２０の硬化収縮におけるラインＬの歪みや変形量が変化する。

図１０（ｅ）に表したパターン３１０Ｅでは、ラインＬ’の周囲長が、図１０（ａ）に表したパターン３１０ＡのラインＬの周囲長よりも長い。
一般に、ラインＬ’の周囲長が長いほど、テンプレート２００とパターンＬ’との間の摩擦が大きくなり、テンプレート２００の離型時に加わる力への対抗力が増す。

図１０（ｆ）に表したパターン３１０Ｆでは、ラインＬ及びスペースＳの伸びる方向が、図１０（ａ）に表したパターン３１０ＡのラインＬ及びスペースＳの伸びる方向と相違する。
テンプレート２００を離型する際、テンプレート２００と被転写物との分離位置が一定の方向（離型方向）に進む場合がある。
一般に、離型方向とパターン３１０Ｆの伸びる方向、パターン３１０Ｆの形状及び大きさに依存して、テンプレート２００を離型する際の応力のかかる方向が変化する。

このように、パターン３１０Ａの設計情報を調整することによって、力の分布を均一化させるための変更、及びテンプレート２００の離型時に加わる力への対抗力を増すための変更、のいずれかを行う。これにより、設計変更後のパターン３１０に対応した新たなテンプレート２００を作成して、このテンプレート２００によるパターン形成を行う。これにより、テンプレート２００の離型時に発生しやすいパターン３１０の欠けや倒れが抑制され、パターン形成の歩留まりが向上する。

図１１は、第４の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係るパターン形成方法は、力の分布の計算（ステップＳ５０１）、第１の許容範囲内か否かの判断（ステップＳ５０２）、設計情報の調整（ステップＳ５０３）、第２の許容範囲内か否かの判断（ステップＳ５０４）、形成条件の調整（ステップＳ５０５）、テンプレートの作成（ステップＳ５０６）、パターン転写（ステップＳ５０７）を備える。これらのステップに示す処理は、例えばパターン形成装置１２０によって行われる。

ステップＳ５０１に表した工程では、図４（ａ）〜（ｃ）に表した例と同様に、チップレイアウトＣＬからテンプレート２００の離型時の力の分布ＤＩＳ２を計算する。

ステップＳ５０２に表した工程では、力の分布が、予め設定された第１の許容範囲に入るか否かを判断する。力の分布が第１の許容範囲に入ると判断された場合、ステップＳ５０４へ進む。一方、力の分布が第１の許容範囲に入らないと判断された場合、ステップＳ５０３へ進む。ステップＳ５０３に表した工程では、パターン３１０の設計情報を調整する。

ステップＳ５０３の工程で調整を行った後、ステップＳ５０１へ戻り、力の分布の計算を再度行う。力の分布が第１の許容範囲に入っていない場合には、ステップＳ５０３、ステップＳ５０１、ステップＳ５０２を繰り返す。力の分布が第１の許容範囲に入っている場合はステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４に表した工程では、力の分布が、予め設定された第２の許容範囲に入るか否かを判断する。力の分布が第２の許容範囲に入ると判断された場合、ステップＳ５０７へ進む。一方、力の分布が第２の許容範囲に入らないと判断された場合、ステップＳ５０５へ進む。ステップＳ５０５に表した工程では、パターン３１０の形成条件を調整する。

ステップＳ５０５の工程で調整を行った後、ステップＳ５０１へ戻り、力の分布の計算を再度行う。力の分布が第１の許容範囲に入っていない場合には、ステップＳ５０３、ステップＳ５０１、ステップＳ５０２を繰り返す。力の分布が第２の許容範囲に入っていない場合には、ステップＳ５０５、ステップＳ５０１、ステップＳ５０４を繰り返す。力の分布が第１の許容範囲及び第２の許容範囲の両方に入っている場合はステップＳ５０６へ進む。

ステップＳ５０６の工程では、ステップＳ５０３で調整したパターン３１０の設計情報に基づき、調整後のパターン３１０に対応したテンプレート２００を作成する。次に、ステップＳ５０７に表した工程では、ステップＳ５０６で作成したテンプレート２００を用い、ステップＳ５０５で調整した形成条件によって、テンプレート２００によるパターンの転写を行う。

このようなパターン形成方法によって、力の分布が、予め設定された第１の許容範囲及び第２の許容範囲に入るように、パターン３１０の設計情報及びパターン３１０の形成条件が調整される。この形成方法により、パターン３１０の設計情報及びパターン３１０の形成条件の調整によって、精度の高いパターン３１０が歩留まり良く形成される。

（第５の実施形態）
次に、実施形態に係るパターン形成用プログラムの例を説明する。
図１２（ａ）〜（ｂ）は、実施形態に係るプログラムが実行されるコンピュータを説明する図である。
図１２（ａ）は、コンピュータの構成例を示すブロック図である。
図１２（ｂ）は、実施形態に係るテンプレートの製造プログラムの機能を説明するブロック図である。
図１３は、実施形態に係るプログラムの処理の流れを例示するフローチャートである。

図１２（ａ）に表したように、コンピュータ８００は、中央演算部８０１、記憶部８０２、入力部８０３及び出力部８０４を備える。中央演算部８０１は、実施形態に係るパターン形成用プログラムを実行する部分である。記憶部８０２は、実行するパターン形成用プログラム等の情報を一時格納するＲＡＭ（Random Access Memory）のほか、ＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＨＤＤ（Hard disk drive）、半導体メモリドライブ等の記憶装置を含む。

入力部８０３は、キーボード、ポインティングデバイスのほか、ネットワーク等を介した外部の機器から情報を入力するインタフェースを含む。出力部８０４は、ディスプレイのほか、外部の機器へ情報を出力するインタフェースを含む。

図１２（ｂ）に表したように、実施形態に係るパターン形成用プログラム９００は、コンピュータ８００（図１２（ａ）参照）を、計算手段９０１、調整手段９０２及び出力手段９０３として機能させるものである。パターン形成用プログラム９００が実行されるコンピュータ８００は、例えばパターン設計支援システムとして機能する。

計算手段９０１は、テンプレート２００を被転写物から離型する際にパターン３１０に加わる力の分布を計算する処理を行う（図１３のステップＳ６０１）。具体的には、計算手段９０１は、コンピュータ８００の入力部８０３を用いて力の分布の計算に必要なパラメータＤ１を取得し、中央演算部８０１によって、取得したパラメータＤ１を用いた力の分布の計算を行う。

調整手段９０２は、計算手段９０１で計算した力の分布を均一に近づけるためのパターン３１０の形成条件及びパターン３１０の設計情報の少なくともいずれかを調整する処理を行う（図１３のステップＳ６０２）。具体的には、調整手段９０２は、コンピュータ８００の中央演算部８０１を用いて、パターン３１０の形成条件及びパターン３１０の設計情報の少なくともいずれかを調整する。

出力手段９０３は、調整手段９０２で調整した後のパターン３１０の形成条件及びパターン３１０の設計情報の少なくともいずれか（情報Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、…）を外部に出力する処理を行う（図１３のステップＳ６０３）。具体的には、出力手段９０３は、コンピュータ８００の中央演算部８０１で調整したパターン３１０の形成条件（情報Ｄ２ａ）及びパターン３１０の設計情報（Ｄ２ｂ）の少なくともいずれかを、コンピュータ８００の出力部８０４から外部の装置（パターン形成装置ＭＣ１、テンプレート形成装置ＭＣ２、データベース、その他の装置）へ出力する。

例えば、パターン形成装置ＭＣ１は、コンピュータ８００から出力されたパターン３１０の形成条件（情報Ｄ２ａ）によって、テンプレート２００を用いたパターン転写を行う。パターン形成装置ＭＣ１には、樹脂３２０を塗布する装置、テンプレート２００を押印する装置など、インプリント法によってパターンを形成するための各種の装置や、これらの少なくとも１つを含む装置が含まれる。

また、テンプレート形成装置ＭＣ２は、コンピュータ８００から出力されたパターン３１０の設計情報（情報Ｄ２ｂ）によって、テンプレート２００を作成する。テンプレート形成装置ＭＣ２には、電子ビーム描画装置、エッチング装置など、テンプレート２００を形成するための各種の装置や、これらの少なくとも１つを含む装置が含まれる。このテンプレート２００によるパターンの形成を行うことで、歩留まりが向上する。

実施形態に係るパターン形成用プログラムは、上記のようにコンピュータで実行される態様により実施可能である。その他、実施形態に係るパターン形成用プログラムは、所定の記憶媒体に記憶される態様でも実施可能である。また、実施形態に係るパターン形成用プログラムは、ネットワークを介して配信される態様でも実施可能である。

以上説明したように、実施形態によれば、歩留まりよくパターンを形成することができるパターン形成装置、パターン形成方法及びパターン形成用プログラムを提供することができる。

なお、上記に本実施の形態およびその変形例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施の形態またはその変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施の形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

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。

１０…計算部、２０…調整部、３０…転写部、４０…判断部、１１０，１２０…パターン形成装置、２００…テンプレート、２１０…凹凸部、３１０，３１０Ａ〜３１０Ｆ…パターン、３２０…樹脂、８００…コンピュータ、８０１…中央演算部、８０２…記憶部、８０３…入力部、８０４…出力部、９００…製造プログラム、９０１…計算手段、９０２…調整手段、９０３…出力手段、ＢＫ…ブロック、ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２…チップレイアウト、ＣＰ１…箇所、ＣＰ２…箇所、Ｄ１…パラメータ、Ｄ２…情報、ＤＩＳ１…分布
ＤＩＳ２…分布、ＤＩＳ３…分布、ＤＩＳ４…分布、Ｌ…ライン、ＮＺ…ノズル、ＰＢ１…パターンブロック、Ｓ…スペース、Ｗ…基板

Claims (11)

1. 凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、前記凹凸部の形状が転写されたパターンを形成するパターン形成装置であって、
   前記被転写物に押印した前記テンプレートを前記被転写物から離型する際に前記パターンに加わる力の分布を前記パターンの設計情報を用いて計算する計算部と、
   前記計算部で計算した前記力の分布を均一に近づけるための前記パターンの形成条件の調整を実行する調整部と、
   前記調整部で調整した前記形成条件により前記凹凸部の形状を前記被転写物に転写する転写部と、
   を備えたパターン形成装置。
2. 前記計算部は、前記パターンに加わる応力及び前記パターンと前記テンプレートとの間の摩擦力のうち少なくともいずれかの分布を計算する請求項１記載のパターン形成装置。
3. 前記計算部は、前記凹凸部が接する前記被転写物の領域を複数のブロックに分割して、前記複数のブロックごとに前記力を計算し、
   前記調整部は、前記複数のブロックごとに前記形成条件の調整を実行する請求項１または２に記載のパターン形成装置。
4. 前記計算部は、前記パターンの設計情報に加え、前記凹凸部の設計情報により前記力の分布を計算する請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン形成装置。
5. 前記計算部で計算した前記力の分布が、予め設定された許容範囲に入るか否かを判断する判断部をさらに備え、
   前記判断部で前記許容範囲に入ると判断された場合、前記調整部は前記調整を行わず、前記判断部で前記許容範囲内に入らないと判断された場合、前記調整部は前記調整を行う請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成装置。
6. 凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、前記凹凸部の形状が転写されたパターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記被転写物に押印した前記テンプレートを前記被転写物から離型する際に前記パターンに加わる力の分布を前記パターンの設計情報を用いて計算する工程と、
   前記力の分布を均一に近づけるための前記パターンの形成条件の調整を実行する工程と、
   前記調整した後の前記形成条件により前記凹凸部の形状を前記被転写物に転写する工程と、
   を備えたパターン形成方法。
7. 凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、前記凹凸部の形状が転写されたパターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記被転写物に押印した前記テンプレートを前記被転写物から離型する際に前記パターンに加わる力の分布を前記パターンの設計情報を用いて計算する工程と、
   前記力の分布に応じて前記設計情報を変更する工程と、
   変更した前記設計情報により前記凹凸部の形状を前記被転写物に転写する工程と、
   を備えたパターン形成方法。
8. 前記力の分布を計算する工程では、前記パターンに加わる応力及び前記パターンと前記テンプレートとの間の摩擦力のうち少なくともいずれかの分布を計算する請求項６または７に記載のパターン形成方法。
9. 前記力の分布を形成する工程では、前記凹凸部が接する前記被転写物の領域を複数のブロックに分割して、前記複数のブロックごとに前記力を計算し、
   前記形成条件の調整を実行する工程では、前記複数のブロックごとに前記形成条件の調整を実行する請求項６記載のパターン形成方法。
10. 前記力の分布を計算する工程では、前記パターンの設計情報に加え、前記凹凸部の設計情報により前記力の分布を計算する請求項６〜９のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
11. 凹凸部を有するテンプレートを被転写物に押印し、前記凹凸部の形状が転写されたパターンを形成するためのパターン形成用プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記被転写物に押印した前記テンプレートを前記被転写物から離型する際に前記パターンに加わる力の分布を前記パターンの設計情報を用いて計算する計算手段、
    前記力の分布を均一に近づけるための前記パターンの形成条件の調整を実行する調整手段、
    前記調整した後の前記形成条件を出力する出力手段、
    として機能させるパターン形成用プログラム。

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