パターン形成方法、半導体装置の製造方法およびテンプレートの製造方法
【課題】パターン形成不良を防止しつつ基板上に多くのショットパターンを形成する。
【解決手段】実施形態によれば、パターン形成方法が提供される。前記パターン形成方法では、インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する。そして、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する。そして、前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する。
【解決手段】実施形態によれば、パターン形成方法が提供される。前記パターン形成方法では、インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する。そして、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する。そして、前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法、半導体装置の製造方法およびテンプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリントに用いるレジスト（インプリント材料）のウエハへの塗布方法の１つに、インクジェット法がある。この方法では、テンプレートのパターンに基づいて、インプリントに必要十分な量のレジストを塗布することで、レジストの充填効率を上げている。また、インプリント装置は、１ショット分ずつレジストを塗布するので、レジストが盛られたウエハがインプリント装置内を移動することはない。
【０００３】
しかしながら、インクジェット法によるレジストの塗布にはピコリットルオーダーの塗布量制御が求められる。この塗布量にばらつきが生じると、近隣のショットとの境界部に余剰分のレジストがはみ出す場合がある。そして、レジストがはみ出すと近隣のショットでパターン形成不良が発生する。
【０００４】
そこで従来は、ショット間におけるレジストのはみ出しを防止するための隙間領域（ストーリート）をテンプレートに設けていた。ところが、この隙間領域が原因で、１枚のウエハから製造可能なチップ数が少なくなる。このため、パターン形成不良を防止しつつ１枚のウエハから多くのチップを製造する方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パターン形成不良を防止しつつ基板上に多くのショットパターンを形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、パターン形成方法が提供される。前記パターン形成方法では、インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する。そして、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する。そして、前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法の概念を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、テンプレートの構成例を示す図である。
【図４】図４は、フォトマスクの構成例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ショット外周パターンにアライメントマークを形成する場合のフォトマスクとテンプレートの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、テンプレートの他の構成例を示す図である。
【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、実施形態に係るパターン形成方法、半導体装置の製造方法およびテンプレートの製造方法を詳細に説明する。なお、こ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の実施形態に係るパターン形成方法の概念を説明するための図である。図１の（ａ）、（ｃ）では、基板Ｗ１の断面図を示している。また、図１の（ｂ）では、後述するショット外周パターン１Ｂの斜視図を示している。基板Ｗ１は、半導体装置（半導体集積回路）が形成されるウエハなどである。
【００１１】
本実施形態では、インプリント材料（インプリントレジスト）を基板Ｗ１上に塗布する前に、フォトリソグラフィなどによって基板Ｗ１上にレジストパターンを形成しておく。このレジストパターンは、インプリントの際の各ショット領域（インプリントショット）を包囲する壁面パターン（以下、ショット外周パターン１Ｂという）である。ショット外周パターン１Ｂは、各インプリントショットの外側（インプリントショット間）に配置される。換言すると、ショット外周パターン１Ｂは、基板Ｗ１上でインプリントショットとなる領域の周囲をインプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンである。
【００１２】
図１の（ａ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂは、所定の高さを有している。また、ショット外周パターン１Ｂを上面から見た場合、ショット外周パターン１Ｂは、例えば外枠および内枠が矩形の環状をなしている。
【００１３】
図１の（ｂ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂは、柱状構造の内側がくり抜かれ、上面および底面をなくした構造を有している。換言すると、ショット外周パターン１Ｂは、上面および底面のない筒状をなしている。そして、ショット外周パターン１Ｂの底面側の領域が基板Ｗ１の表面となっている。
【００１４】
基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成された後、図１の（ｃ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂの内側にインプリントレジスト２Ａが塗布（滴下）される。インプリントレジスト２Ａは、例えば光硬化性のレジスト（充填材）である。
【００１５】
インプリントレジスト２Ａが塗布された後、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられる。これにより、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘと基板Ｗ１の間に挟まれるとともに、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターン（溝）の中に充填される。さらに、余分なインプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘからはみ出す。このはみ出したインプリントレジスト２Ａ（流出液）は、ショット外周パターン１Ｂに遮られる。
【００１６】
このように、本実施形態では、インプリントによって基板Ｗ１に回路パターンを形成する前の処理として、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂ（壁パターン）を形成しておく。したがって、インプリントの際にはみ出したインプリントレジスト２Ａが、隣接するインプリントショットに進入することを防止できる。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。ショット外周パターン１Ｂを形成するためのフォトマスクが作成される（ステップＳ１００）。このフォトマスクには、ショット外周パターン１Ｂに対応するマスクパターンが形成されている。この後、レジスト塗布装置などによって、基板Ｗ１上にフォトレジストが塗布される（ステップＳ１１０）。
【００１８】
また、ステッパーなどの露光装置にフォトマスクが搬入される。露光装置では、フォトマスクを用いて基板面に、ショット外周パターン１Ｂをｎ（ｎは自然数）箇所露光する。これにより、基板Ｗ１上にｎショット分の露光処理が行われる（ステップＳ１２０）。この後、現像装置などによって基板Ｗ１の現像処理が行われる。これにより、ショット外周パターン１Ｂとしてのレジストパターンが基板Ｗ１上にｎショット分形成される（ステップＳ１３０）。
【００１９】
ショット外周パターン１Ｂで囲まれたｉ（ｉ＝１〜ｎ）ショット目の開口部に、インプリントレジスト２Ａが塗布される（ステップＳ１４０）。ｉショット目の開口部に塗布されたインプリントレジスト２Ａ上にテンプレートＴｘが押印される（ステップＳ１５０）。そして、所定時間に渡って、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられた状態を維持する。これにより、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターンの中にインプリントレジスト２Ａが充填される。
【００２０】
この後、テンプレートＴｘをインプリントレジスト２Ａに押し当てた状態で、テンプレートＴｘ上から光照射が行われる。この光照射によってｉショット目にテンプレートパターンが転写される（ステップＳ１６０）。転写されたテンプレートパターンが、後述するインプリントレジスト２Ｂに対応する。
【００２１】
テンプレートパターンの転写されたインプリントショットがｎショット目であったか否かが確認される（ステップＳ１７０）。テンプレートパターンの転写されたインプリントショットがｎショット目でなければ（ステップＳ１７０、Ｎｏ）、ステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理が繰り返される。そして、１ショット目〜ｎショット目まで基板Ｗ１上にテンプレートパターンが転写されると（ステップＳ１７０、Ｙｅｓ）、基板Ｗ１へのインプリント処理を完了する。
【００２２】
ここで、テンプレートＴｘの構成例について説明する。図３は、テンプレートの構成例を示す図である。図３の（ａ）では、テンプレートＴｘの一例であるテンプレートＴ１の底面図を示し、図３の（ｂ）では、テンプレートＴ１の断面図を示している。
【００２３】
テンプレートＴ１は、光を透過するような材料（例えば石英ガラス）などによって構成されている。図３の（ａ）に示すように、テンプレートＴ１は、矩形状の主面を有している。そして、テンプレートＴ１の底面には、略中心部に矩形状のパターン形成領域２１が配置されている。パターン形成領域２１は、テンプレートＴ１の転写パターン（テンプレートパターン）が彫りこまれた凹凸面を有している。
【００２４】
テンプレートＴ１の底面のうち、パターン形成領域２１以外の領域である外周領域（矩形状の環状領域）が非転写領域（オフアクティブ領域）２４Ａである。非転写領域２４Ａには、テンプレートパターンなどのパターンは形成されない。
【００２５】
また、図３の（ｂ）に示すように、非転写領域２４Ａとパターン形成領域２１との間には、所定の段差２３が設けられている。テンプレートＴ１は、インプリント処理の際に、パターン形成領域２１がインプリントレジスト２Ａに接触し、かつ非転写領域２４Ａがインプリントレジスト２Ａやショット外周パターン１Ｂに接触しないよう構成されている。換言すると、テンプレートＴ１は、非転写領域２４Ａよりもパターン形成領域２１の方が段差２３の分だけ厚く構成されている。
【００２６】
つぎに、フォトマスクの構成例について説明する。図４は、フォトマスクの構成例を示す図である。図４では、フォトマスクＭＡ，ＭＢの上面図を示している。フォトマスクＭＡは、光を透過するような材料（例えば石英ガラス）などによって形成されている。
【００２７】
図４の（ａ）に示すように、フォトマスクＭＡには、マスク面内に光透過部３１Ａと遮光部３２Ａが配置されている。光透過部３１Ａは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を透過させる領域（パターンが形成されていない領域）である。遮光部３２Ａは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を遮断させる領域（パターン形成部）である。遮光部３２Ａは、例えばクロムなどで形成されている。遮光部３２Ａがショット外周パターン１Ｂに対応したパターンである。フォトマスクＭＡは、フォトレジスト１Ａがポジレジストである場合に用いられる。
【００２８】
遮光部３２Ａ（ショット外周パターン１Ｂ）は、パターン形成領域２１よりも大きな開口部を有している。遮光部３２Ａの有する開口部の大きさは、インプリント装置のショット合わせ精度に基づいて設定される。
【００２９】
一方、フォトレジスト１Ａがネガレジストである場合、図４の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡの光透過部３１Ａと遮光部３２Ａとを反転させたフォトマスクＭＢが用いられる。フォトマスクＭＢには、マスク面内に光透過部３２Ｂと遮光部３１Ｂが配置されている。光透過部３２Ｂは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を透過させる領域である。遮光部３１Ｂは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を遮断させる領域である。なお、以下の説明では、フォトレジスト１Ａがポジレジストであり、フォトマスクとしてフォトマスクＭＡを用いる場合について説明する。
【００３０】
図５は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。図５の（ａ）〜（ｆ）では、基板Ｗ１の断面図を示している。被加工膜（図示せず）を形成した基板Ｗ１上へは、図５の（ａ）に示すように、フォトレジスト１Ａが塗布される。フォトレジスト１Ａは、ポジ型のフォトレジストであり、塗布される膜厚は、図３の（ｂ）で示したパターン形成領域２１（アクティブエリア）と非転写領域２４Ａ（オフアクティブエリア）との間の段差２３の値以下の高さである。
【００３１】
このあと、図５の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡを用いて、基板Ｗ１上のフォトレジスト１Ａが露光される。例えば、スキャン型露光装置により、フォトレジスト１Ａをパターニングするショット数分だけ基板Ｗ１上でフォトレジスト１Ａを感光させる。このとき、スキャナのステップピッチ間隔（スキャンするショットとショットの間の間隔）がショット外周パターン１Ｂ（インプリントショット領域３の外周）の壁面の幅（上面側から見た厚み）となる。換言すると、スキャナのステップピッチ間隔は、遮光部３２Ａの一方の最外周部（例えば右端）から他方の最外周部（例えば左端）までの距離である。
【００３２】
フォトレジスト１Ａが露光された後、基板Ｗ１の現像処理が行われる。これにより、露光されなかった領域（各ショットの外周の格子状領域とウエハ周辺領域）のみにフォトレジスト１Ａを残す。この結果、フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターンが形成される。ここでのレジストパターンがショット外周パターン１Ｂとなる。これにより、図５の（ｃ）に示すように、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成される。このショット外周パターン１Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域（転写領域）３となる。
【００３３】
この後、図５の（ｄ）に示すようにインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ａが塗布される。インプリントレジスト２Ａは、液状の光硬化性有機材料であり、例えばアクリルモノマーである。
【００３４】
インプリントレジスト２Ａが塗布された後、図５の（ｅ）に示すように、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられる。これにより、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターンの中に充填される。換言すると、テンプレートＴｘをインプリントレジスト２Ａに接触させることにより、液状のインプリントレジスト２ＡがテンプレートＴｘの凹凸パターンに従って流動して入り込む。その際、インプリントショット領域３の外周となるショット外周パターン１Ｂの壁が隣接転写領域にインプリントレジスト２Ａがはみ出すのを防ぐ。
【００３５】
この後、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘが押し付けられた状態で光照射されることによって硬化する。テンプレートＴｘに照射する光は、光硬化性有機材料を硬化させるものであればよく、例えばランプ光などを用いることができる。これにより、図５の（ｆ）に示すようにインプリントレジスト２Ａがパターニングされる。インプリントレジスト２Ａがパターニングされることにより、インプリントレジスト２Ｂとなる。
【００３６】
インプリントレジスト２Ｂが形成された後、基板Ｗ１からテンプレートＴｘが引き離される（離型）。既にこの状態ではインプリントレジスト２Ｂは硬化しているので、テンプレートＴｘが接触していたときの状態（形状）に維持され、これにより、１ショット分のインプリントパターンが形成される。
【００３７】
図５の（ｄ）〜（ｆ）に示す工程が繰り返されることにより、基板Ｗ１上に所望の凹凸パターンが複数ショット分形成される。この後、パターニングされたインプリントレジスト２Ｂをマスクとして基板Ｗ１表面の被加工膜（図示せず）がエッチングされ、これにより被加工膜がパターニングされる。
【００３８】
上述したインプリントレジスト２Ｂの形成処理が、基板Ｗ１内の全面に行われる。これにより、基板Ｗ１の全インプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。
【００３９】
図６は、第１の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。図６では、基板Ｗ１の上面図を示している。図６の（ａ）は、図５の（ｃ）に対応する図であり、図６の（ｂ）は、図５の（ｆ）に対応する図である。
【００４０】
フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターンを基板Ｗ１上に形成することにより、図６の（ａ）に示すように、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成される。そして、ショット外周パターン１Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域３となる。
【００４１】
基板Ｗ１上の各インプリントショット内でインプリントを行うことにより、図６の（ｂ）に示すように、基板Ｗ１上のインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。このとき、インプリントショットとインプリントショットの間には、外周壁としてのショット外周パターン１Ｂが存在するので、基板Ｗ１は露出しない。
【００４２】
なお、図６では、隣接するショット外周パターン１Ｂとショット外周パターン１Ｂとの間に隙間がなく、ショット外周パターン１Ｂが連続して形成されている場合を示している。また、図６では、基板Ｗ１の外周部近傍には、ショット外周パターン１Ｂを形成しない場合を示している。本実施形態では、隣接するショット外周パターン１Ｂとショット外周パターン１Ｂとの間には隙間を空けてもよい。また、基板Ｗ１の外周部近傍にショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。
【００４３】
インプリント処理を行う際にショット外周パターン１Ｂを形成しておく処理は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、基板Ｗ１上に形成されたインプリントレジスト２Ｂの上部側からエッチングされ、これにより基板Ｗ１上の被加工膜がパターニングされる。半導体装置を製造する際には、ショット外周パターン１Ｂの形成処理、インプリントリソグラフィ、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【００４４】
なお、本実施形態では、基板Ｗ１が半導体装置を形成するためのウエハなどである場合について説明したが、基板Ｗ１は、インプリント用のテンプレートであってもよい。この場合、基板Ｗ１として形成されるテンプレートは、テンプレートＴｘの子テンプレートとなる。換言すると、テンプレートＴｘが親テンプレート（マスターテンプレート）であり、基板Ｗ１が子テンプレートである。この場合、子テンプレートを用いたインプリントにより、基板Ｗ１とは異なるウエハなどに半導体装置が形成される。
【００４５】
また、本実施形態では、フォトリソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成する場合について説明したが、ＥＢ（Electron Beam）描画やＤＳＡ（Direct Self Assembly）リソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。また、インプリントリソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。
【００４６】
このように、インプリントで必要とされていたショット間のレジストはみ出し防止用の隙間（ストーリート）を設ける必要がないので、ショットサイズを縮小できる。このため１枚の基板Ｗ１から製造できるチップ数が多くなる。また、はみ出したレジスト上に押印されることで引き起こされるパターン欠陥（基板表面の破損など）の発生を回避できる。
【００４７】
このように第１の実施形態によれば、インプリントレジスト２Ａを基板Ｗ１上に塗布する前に、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂを形成しておくので、隣接ショットへのインプリントレジスト２Ａのはみ出しをショット外周パターン１Ｂによって防止できる。したがって、パターン形成不良を防止できる。
【００４８】
また、狭い面積のショット外周パターン１Ｂによってインプリントレジスト２Ａのはみ出しを防止できる。したがって、１枚の基板Ｗ１に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
つぎに、図７〜図１２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、基板上のハードマスク層を用いてショット外周パターン（後述のショット外周パターン５Ｂ）を形成する。
【００５０】
図７は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態に係るパターン形成処理と同様の処理手順については、その説明を省略する。ここでの基板Ｗ２は、第１の実施形態で説明した基板Ｗ１と同様に半導体装置が形成されるウエハなどである。
【００５１】
ショット外周パターン１Ｂを形成するためのフォトマスクが作成される（ステップＳ２００）。基板Ｗ２にハードマスク層（後述するハードマスク層５Ａ）が形成された後（ステップＳ２１０）、レジスト塗布装置などによって、基板Ｗ２上にフォトレジスト１Ａが塗布される（ステップＳ２２０）。
【００５２】
また、ステッパーなどの露光装置にフォトマスクが搬入される。露光装置では、フォトマスクを用いて基板面に、ショット外周パターン５Ｂをｎ箇所露光する。これにより、基板Ｗ２上にｎショット分の露光処理が行われる（ステップＳ２３０）。この後、現像装置などによって基板Ｗ２の現像処理が行われる。これにより、ショット外周パターン１Ｂと同様のレジストパターン（後述するレジストパターン１Ｃ）が基板Ｗ２上に形成される（ステップＳ２４０）。
【００５３】
この後、レジストパターン１Ｃをマスクにしてレジストパターン１Ｃの下層側（ハードマスク層５Ａ）がエッチングされる（ステップＳ２５０）。これにより、ショット外周パターン５Ｂとしてのハードマスクパターンが基板Ｗ２上に形成される。
【００５４】
以下、第１の実施形態と同様の処理によって、基板Ｗ２へのインプリント処理が行われる。なお、図７におけるステップＳ２６０〜Ｓ２９０の処理が、図２におけるステップＳ１４０〜Ｓ１７０に対応している。
【００５５】
図８は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。図８の（ａ）〜（ｄ）では、基板Ｗ２の断面図を示している。基板Ｗ２上に被加工膜（図示せず）が形成された後、図８の（ａ）に示すように、基板Ｗ２上にハードマスク層５Ａが積層される。ハードマスク層５Ａは、パターン転写用のスタックであり、例えばアモルファスシリコンである。
【００５６】
この後、ハードマスク層５Ａ上にフォトレジスト１Ａが塗布される。そして、図８の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡなどを用いて、基板Ｗ２上のフォトレジスト１Ａが露光される。そして、基板Ｗ２の現像処理が行われる。これにより、図８の（ｃ）に示すように、フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターン１Ｃが形成される。
【００５７】
そして、レジストパターン１Ｃをマスクとしてハードマスク層５Ａがエッチングされる。この後、レジストパターン１Ｃを剥離すると、図８の（ｄ）に示すように、基板Ｗ２上にショット外周パターン５Ｂが形成される。これにより、ショット外周パターン５Ｂは、各ショットの外周の格子状領域とウエハ周辺領域に形成される。ショット外周パターン５Ｂは、ショット外周パターン１Ｂと同様の開口部を有しており、このショット外周パターン５Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域３となる。この後、図５の（ｄ）〜（ｆ）と同様の処理によって、基板Ｗ２上にインプリントパターンが複数ショット分形成される。
【００５８】
図９は、第２の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。図９では、基板Ｗ２の上面図を示している。なお、図９では、隣接するショット外周パターン５Ｂとショット外周パターン５Ｂとの間に隙間がなく、ショット外周パターン５Ｂが連続して形成されている場合を示している。
【００５９】
基板Ｗ２上の各インプリントショット内でインプリントを行うことにより、図９に示すように、基板Ｗ２上のインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。このとき、インプリントショットとインプリントショットの間には、外周壁としてのショット外周パターン５Ｂが存在するので基板Ｗ２は露出しない。
【００６０】
なお、隣接するショット外周パターン５Ｂとショット外周パターン５Ｂとの間には隙間を空けてもよい。また、基板Ｗ２の外周部近傍にショット外周パターン５Ｂを形成してもよい。
【００６１】
ところで、ショット外周パターン１Ｂ内やショット外周パターン５Ｂ内にインプリント時に用いる位置決め用のパターン（アライメントマーク）を形成してもよい。ここでは、ショット外周パターン５Ｂ内にアライメントマークを形成する場合について説明する。
【００６２】
図１０は、ショット外周パターンにアライメントマークを形成する場合のフォトマスクとテンプレートの構成例を示す図である。図１０の（ａ）では、フォトマスクＭＣの上面図を示している。フォトマスクＭＣには、マスク面内に光透過部３１Ａと遮光部３２Ｃが配置されている。遮光部３２Ｃは、遮光部３２Ａにアライメントマーク３３を形成することによって構成されている。
【００６３】
このフォトマスクＭＣを用いて基板Ｗ２上にショット外周パターン１Ｂを形成することにより、ショット外周パターン５Ｂにもアライメントマーク３３に対応するアライメントパターンが形成される。ショット外周パターン５Ｂは、ショット外周パターン１Ｂのように所定の高さを有した壁パターンであるので、アライメントパターンは穴形状（筒状の側壁面）となる。
【００６４】
図１０の（ｂ）では、テンプレートＴ２の上面図を示している。テンプレートＴ２では、インプリントの押印時に重ね合わせ用のマークとして用いられる位置合わせマーク３４が形成されている。位置合わせマーク３４は、非転写領域２４Ｂ内であって、且つアライメントマーク３３（アライメントパターン）と同じ位置に形成しておく。これにより、インプリントの押印時には、基板Ｗ２上に形成されるアライメントパターンと、位置合わせマーク３４と、が同じ位置になるよう、位置合わせされる。アライメントマーク３３のパターン形状を変化させることで押印時の合わせ尤度の調整が可能となる。
【００６５】
なお、位置合わせマーク３４は、テンプレートＴ２の上面側に形成してもよいし、底面側（パターン形成領域２１側）に形成してもよい。また、位置合わせマーク３４は、テンプレートＴ２の内部に形成してもよい。
【００６６】
フォトマスクＭＣは、フォトレジスト１Ａがポジレジストである場合に用いられる。なお、アライメントマーク３３を形成したフォトマスクをネガレジストに対して用いる場合は、フォトマスクＭＣの光透過部３１Ａと遮光部３２Ｃとを反転させたフォトマスクを用いる。また、アライメントマーク３３をフォトマスクＭＢに設けてもよい。
【００６７】
なお、本実施形態では、パターン形成領域２１と非転写領域２４Ａ（非転写領域２４Ｂ）との間に隙間を設けない場合について説明したが、パターン形成領域２１と非転写領域２４Ａ（非転写領域２４Ｂ）との間に隙間を設けてもよい。
【００６８】
ここで、テンプレートＴｘの他の構成例について説明する。図１１は、テンプレートの他の構成例を示す図である。図１１の（ａ）では、テンプレートＴｘの一例であるテンプレートＴ３の底面図を示し、図１１の（ｂ）では、テンプレートＴ３の断面図を示している。
【００６９】
テンプレートＴ３は、テンプレートＴ１から非転写領域２４Ａを取り除いた構成となっている。換言すると、テンプレートＴ３は、その底面の略全面が矩形状のパターン形成領域２１となっている。
【００７０】
このように第２の実施形態によれば、インプリントレジスト２Ａを基板Ｗ２上に塗布する前に、基板Ｗ２上にショット外周パターン５Ｂを形成しておくので、隣接ショットへのインプリントレジスト２Ａのはみ出しをショット外周パターン５Ｂによって防止できる。したがって、パターン形成不良を防止できる。
【００７１】
また、狭い面積のショット外周パターン５Ｂによってインプリントレジスト２Ａのはみ出しを防止できる。したがって、１枚の基板Ｗ２に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００７２】
このように第１および第２の実施形態によれば、パターン形成不良を防止しつつ１枚の基板Ｗ１，Ｗ２に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００７３】
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】
【００７４】
１Ａ…フォトレジスト、１Ｂ，５Ｂ…ショット外周パターン、２Ａ，２Ｂ…インプリントレジスト、３…インプリントショット領域、５Ａ…ハードマスク層、２１…パターン形成領域、２４Ａ…非転写領域、３３…アライメントマーク、３４…位置合わせマーク、ＭＡ〜ＭＣ…フォトマスク、Ｔ１〜Ｔ３，Ｔｘ…テンプレート、Ｗ１，Ｗ２…基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法、半導体装置の製造方法およびテンプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリントに用いるレジスト（インプリント材料）のウエハへの塗布方法の１つに、インクジェット法がある。この方法では、テンプレートのパターンに基づいて、インプリントに必要十分な量のレジストを塗布することで、レジストの充填効率を上げている。また、インプリント装置は、１ショット分ずつレジストを塗布するので、レジストが盛られたウエハがインプリント装置内を移動することはない。
【０００３】
しかしながら、インクジェット法によるレジストの塗布にはピコリットルオーダーの塗布量制御が求められる。この塗布量にばらつきが生じると、近隣のショットとの境界部に余剰分のレジストがはみ出す場合がある。そして、レジストがはみ出すと近隣のショットでパターン形成不良が発生する。
【０００４】
そこで従来は、ショット間におけるレジストのはみ出しを防止するための隙間領域（ストーリート）をテンプレートに設けていた。ところが、この隙間領域が原因で、１枚のウエハから製造可能なチップ数が少なくなる。このため、パターン形成不良を防止しつつ１枚のウエハから多くのチップを製造する方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パターン形成不良を防止しつつ基板上に多くのショットパターンを形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、パターン形成方法が提供される。前記パターン形成方法では、インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する。そして、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する。そして、前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法の概念を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、テンプレートの構成例を示す図である。
【図４】図４は、フォトマスクの構成例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ショット外周パターンにアライメントマークを形成する場合のフォトマスクとテンプレートの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、テンプレートの他の構成例を示す図である。
【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、実施形態に係るパターン形成方法、半導体装置の製造方法およびテンプレートの製造方法を詳細に説明する。なお、こ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の実施形態に係るパターン形成方法の概念を説明するための図である。図１の（ａ）、（ｃ）では、基板Ｗ１の断面図を示している。また、図１の（ｂ）では、後述するショット外周パターン１Ｂの斜視図を示している。基板Ｗ１は、半導体装置（半導体集積回路）が形成されるウエハなどである。
【００１１】
本実施形態では、インプリント材料（インプリントレジスト）を基板Ｗ１上に塗布する前に、フォトリソグラフィなどによって基板Ｗ１上にレジストパターンを形成しておく。このレジストパターンは、インプリントの際の各ショット領域（インプリントショット）を包囲する壁面パターン（以下、ショット外周パターン１Ｂという）である。ショット外周パターン１Ｂは、各インプリントショットの外側（インプリントショット間）に配置される。換言すると、ショット外周パターン１Ｂは、基板Ｗ１上でインプリントショットとなる領域の周囲をインプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンである。
【００１２】
図１の（ａ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂは、所定の高さを有している。また、ショット外周パターン１Ｂを上面から見た場合、ショット外周パターン１Ｂは、例えば外枠および内枠が矩形の環状をなしている。
【００１３】
図１の（ｂ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂは、柱状構造の内側がくり抜かれ、上面および底面をなくした構造を有している。換言すると、ショット外周パターン１Ｂは、上面および底面のない筒状をなしている。そして、ショット外周パターン１Ｂの底面側の領域が基板Ｗ１の表面となっている。
【００１４】
基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成された後、図１の（ｃ）に示すように、ショット外周パターン１Ｂの内側にインプリントレジスト２Ａが塗布（滴下）される。インプリントレジスト２Ａは、例えば光硬化性のレジスト（充填材）である。
【００１５】
インプリントレジスト２Ａが塗布された後、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられる。これにより、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘと基板Ｗ１の間に挟まれるとともに、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターン（溝）の中に充填される。さらに、余分なインプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘからはみ出す。このはみ出したインプリントレジスト２Ａ（流出液）は、ショット外周パターン１Ｂに遮られる。
【００１６】
このように、本実施形態では、インプリントによって基板Ｗ１に回路パターンを形成する前の処理として、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂ（壁パターン）を形成しておく。したがって、インプリントの際にはみ出したインプリントレジスト２Ａが、隣接するインプリントショットに進入することを防止できる。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。ショット外周パターン１Ｂを形成するためのフォトマスクが作成される（ステップＳ１００）。このフォトマスクには、ショット外周パターン１Ｂに対応するマスクパターンが形成されている。この後、レジスト塗布装置などによって、基板Ｗ１上にフォトレジストが塗布される（ステップＳ１１０）。
【００１８】
また、ステッパーなどの露光装置にフォトマスクが搬入される。露光装置では、フォトマスクを用いて基板面に、ショット外周パターン１Ｂをｎ（ｎは自然数）箇所露光する。これにより、基板Ｗ１上にｎショット分の露光処理が行われる（ステップＳ１２０）。この後、現像装置などによって基板Ｗ１の現像処理が行われる。これにより、ショット外周パターン１Ｂとしてのレジストパターンが基板Ｗ１上にｎショット分形成される（ステップＳ１３０）。
【００１９】
ショット外周パターン１Ｂで囲まれたｉ（ｉ＝１〜ｎ）ショット目の開口部に、インプリントレジスト２Ａが塗布される（ステップＳ１４０）。ｉショット目の開口部に塗布されたインプリントレジスト２Ａ上にテンプレートＴｘが押印される（ステップＳ１５０）。そして、所定時間に渡って、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられた状態を維持する。これにより、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターンの中にインプリントレジスト２Ａが充填される。
【００２０】
この後、テンプレートＴｘをインプリントレジスト２Ａに押し当てた状態で、テンプレートＴｘ上から光照射が行われる。この光照射によってｉショット目にテンプレートパターンが転写される（ステップＳ１６０）。転写されたテンプレートパターンが、後述するインプリントレジスト２Ｂに対応する。
【００２１】
テンプレートパターンの転写されたインプリントショットがｎショット目であったか否かが確認される（ステップＳ１７０）。テンプレートパターンの転写されたインプリントショットがｎショット目でなければ（ステップＳ１７０、Ｎｏ）、ステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理が繰り返される。そして、１ショット目〜ｎショット目まで基板Ｗ１上にテンプレートパターンが転写されると（ステップＳ１７０、Ｙｅｓ）、基板Ｗ１へのインプリント処理を完了する。
【００２２】
ここで、テンプレートＴｘの構成例について説明する。図３は、テンプレートの構成例を示す図である。図３の（ａ）では、テンプレートＴｘの一例であるテンプレートＴ１の底面図を示し、図３の（ｂ）では、テンプレートＴ１の断面図を示している。
【００２３】
テンプレートＴ１は、光を透過するような材料（例えば石英ガラス）などによって構成されている。図３の（ａ）に示すように、テンプレートＴ１は、矩形状の主面を有している。そして、テンプレートＴ１の底面には、略中心部に矩形状のパターン形成領域２１が配置されている。パターン形成領域２１は、テンプレートＴ１の転写パターン（テンプレートパターン）が彫りこまれた凹凸面を有している。
【００２４】
テンプレートＴ１の底面のうち、パターン形成領域２１以外の領域である外周領域（矩形状の環状領域）が非転写領域（オフアクティブ領域）２４Ａである。非転写領域２４Ａには、テンプレートパターンなどのパターンは形成されない。
【００２５】
また、図３の（ｂ）に示すように、非転写領域２４Ａとパターン形成領域２１との間には、所定の段差２３が設けられている。テンプレートＴ１は、インプリント処理の際に、パターン形成領域２１がインプリントレジスト２Ａに接触し、かつ非転写領域２４Ａがインプリントレジスト２Ａやショット外周パターン１Ｂに接触しないよう構成されている。換言すると、テンプレートＴ１は、非転写領域２４Ａよりもパターン形成領域２１の方が段差２３の分だけ厚く構成されている。
【００２６】
つぎに、フォトマスクの構成例について説明する。図４は、フォトマスクの構成例を示す図である。図４では、フォトマスクＭＡ，ＭＢの上面図を示している。フォトマスクＭＡは、光を透過するような材料（例えば石英ガラス）などによって形成されている。
【００２７】
図４の（ａ）に示すように、フォトマスクＭＡには、マスク面内に光透過部３１Ａと遮光部３２Ａが配置されている。光透過部３１Ａは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を透過させる領域（パターンが形成されていない領域）である。遮光部３２Ａは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を遮断させる領域（パターン形成部）である。遮光部３２Ａは、例えばクロムなどで形成されている。遮光部３２Ａがショット外周パターン１Ｂに対応したパターンである。フォトマスクＭＡは、フォトレジスト１Ａがポジレジストである場合に用いられる。
【００２８】
遮光部３２Ａ（ショット外周パターン１Ｂ）は、パターン形成領域２１よりも大きな開口部を有している。遮光部３２Ａの有する開口部の大きさは、インプリント装置のショット合わせ精度に基づいて設定される。
【００２９】
一方、フォトレジスト１Ａがネガレジストである場合、図４の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡの光透過部３１Ａと遮光部３２Ａとを反転させたフォトマスクＭＢが用いられる。フォトマスクＭＢには、マスク面内に光透過部３２Ｂと遮光部３１Ｂが配置されている。光透過部３２Ｂは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を透過させる領域である。遮光部３１Ｂは、基板Ｗ１への露光の際に露光光源から送られてくる露光光を遮断させる領域である。なお、以下の説明では、フォトレジスト１Ａがポジレジストであり、フォトマスクとしてフォトマスクＭＡを用いる場合について説明する。
【００３０】
図５は、第１の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。図５の（ａ）〜（ｆ）では、基板Ｗ１の断面図を示している。被加工膜（図示せず）を形成した基板Ｗ１上へは、図５の（ａ）に示すように、フォトレジスト１Ａが塗布される。フォトレジスト１Ａは、ポジ型のフォトレジストであり、塗布される膜厚は、図３の（ｂ）で示したパターン形成領域２１（アクティブエリア）と非転写領域２４Ａ（オフアクティブエリア）との間の段差２３の値以下の高さである。
【００３１】
このあと、図５の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡを用いて、基板Ｗ１上のフォトレジスト１Ａが露光される。例えば、スキャン型露光装置により、フォトレジスト１Ａをパターニングするショット数分だけ基板Ｗ１上でフォトレジスト１Ａを感光させる。このとき、スキャナのステップピッチ間隔（スキャンするショットとショットの間の間隔）がショット外周パターン１Ｂ（インプリントショット領域３の外周）の壁面の幅（上面側から見た厚み）となる。換言すると、スキャナのステップピッチ間隔は、遮光部３２Ａの一方の最外周部（例えば右端）から他方の最外周部（例えば左端）までの距離である。
【００３２】
フォトレジスト１Ａが露光された後、基板Ｗ１の現像処理が行われる。これにより、露光されなかった領域（各ショットの外周の格子状領域とウエハ周辺領域）のみにフォトレジスト１Ａを残す。この結果、フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターンが形成される。ここでのレジストパターンがショット外周パターン１Ｂとなる。これにより、図５の（ｃ）に示すように、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成される。このショット外周パターン１Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域（転写領域）３となる。
【００３３】
この後、図５の（ｄ）に示すようにインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ａが塗布される。インプリントレジスト２Ａは、液状の光硬化性有機材料であり、例えばアクリルモノマーである。
【００３４】
インプリントレジスト２Ａが塗布された後、図５の（ｅ）に示すように、テンプレートＴｘがインプリントレジスト２Ａに押し当てられる。これにより、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘに形成されているテンプレートパターンの中に充填される。換言すると、テンプレートＴｘをインプリントレジスト２Ａに接触させることにより、液状のインプリントレジスト２ＡがテンプレートＴｘの凹凸パターンに従って流動して入り込む。その際、インプリントショット領域３の外周となるショット外周パターン１Ｂの壁が隣接転写領域にインプリントレジスト２Ａがはみ出すのを防ぐ。
【００３５】
この後、インプリントレジスト２Ａは、テンプレートＴｘが押し付けられた状態で光照射されることによって硬化する。テンプレートＴｘに照射する光は、光硬化性有機材料を硬化させるものであればよく、例えばランプ光などを用いることができる。これにより、図５の（ｆ）に示すようにインプリントレジスト２Ａがパターニングされる。インプリントレジスト２Ａがパターニングされることにより、インプリントレジスト２Ｂとなる。
【００３６】
インプリントレジスト２Ｂが形成された後、基板Ｗ１からテンプレートＴｘが引き離される（離型）。既にこの状態ではインプリントレジスト２Ｂは硬化しているので、テンプレートＴｘが接触していたときの状態（形状）に維持され、これにより、１ショット分のインプリントパターンが形成される。
【００３７】
図５の（ｄ）〜（ｆ）に示す工程が繰り返されることにより、基板Ｗ１上に所望の凹凸パターンが複数ショット分形成される。この後、パターニングされたインプリントレジスト２Ｂをマスクとして基板Ｗ１表面の被加工膜（図示せず）がエッチングされ、これにより被加工膜がパターニングされる。
【００３８】
上述したインプリントレジスト２Ｂの形成処理が、基板Ｗ１内の全面に行われる。これにより、基板Ｗ１の全インプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。
【００３９】
図６は、第１の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。図６では、基板Ｗ１の上面図を示している。図６の（ａ）は、図５の（ｃ）に対応する図であり、図６の（ｂ）は、図５の（ｆ）に対応する図である。
【００４０】
フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターンを基板Ｗ１上に形成することにより、図６の（ａ）に示すように、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂが形成される。そして、ショット外周パターン１Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域３となる。
【００４１】
基板Ｗ１上の各インプリントショット内でインプリントを行うことにより、図６の（ｂ）に示すように、基板Ｗ１上のインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。このとき、インプリントショットとインプリントショットの間には、外周壁としてのショット外周パターン１Ｂが存在するので、基板Ｗ１は露出しない。
【００４２】
なお、図６では、隣接するショット外周パターン１Ｂとショット外周パターン１Ｂとの間に隙間がなく、ショット外周パターン１Ｂが連続して形成されている場合を示している。また、図６では、基板Ｗ１の外周部近傍には、ショット外周パターン１Ｂを形成しない場合を示している。本実施形態では、隣接するショット外周パターン１Ｂとショット外周パターン１Ｂとの間には隙間を空けてもよい。また、基板Ｗ１の外周部近傍にショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。
【００４３】
インプリント処理を行う際にショット外周パターン１Ｂを形成しておく処理は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、基板Ｗ１上に形成されたインプリントレジスト２Ｂの上部側からエッチングされ、これにより基板Ｗ１上の被加工膜がパターニングされる。半導体装置を製造する際には、ショット外周パターン１Ｂの形成処理、インプリントリソグラフィ、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【００４４】
なお、本実施形態では、基板Ｗ１が半導体装置を形成するためのウエハなどである場合について説明したが、基板Ｗ１は、インプリント用のテンプレートであってもよい。この場合、基板Ｗ１として形成されるテンプレートは、テンプレートＴｘの子テンプレートとなる。換言すると、テンプレートＴｘが親テンプレート（マスターテンプレート）であり、基板Ｗ１が子テンプレートである。この場合、子テンプレートを用いたインプリントにより、基板Ｗ１とは異なるウエハなどに半導体装置が形成される。
【００４５】
また、本実施形態では、フォトリソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成する場合について説明したが、ＥＢ（Electron Beam）描画やＤＳＡ（Direct Self Assembly）リソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。また、インプリントリソグラフィを用いてショット外周パターン１Ｂを形成してもよい。
【００４６】
このように、インプリントで必要とされていたショット間のレジストはみ出し防止用の隙間（ストーリート）を設ける必要がないので、ショットサイズを縮小できる。このため１枚の基板Ｗ１から製造できるチップ数が多くなる。また、はみ出したレジスト上に押印されることで引き起こされるパターン欠陥（基板表面の破損など）の発生を回避できる。
【００４７】
このように第１の実施形態によれば、インプリントレジスト２Ａを基板Ｗ１上に塗布する前に、基板Ｗ１上にショット外周パターン１Ｂを形成しておくので、隣接ショットへのインプリントレジスト２Ａのはみ出しをショット外周パターン１Ｂによって防止できる。したがって、パターン形成不良を防止できる。
【００４８】
また、狭い面積のショット外周パターン１Ｂによってインプリントレジスト２Ａのはみ出しを防止できる。したがって、１枚の基板Ｗ１に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
つぎに、図７〜図１２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、基板上のハードマスク層を用いてショット外周パターン（後述のショット外周パターン５Ｂ）を形成する。
【００５０】
図７は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態に係るパターン形成処理と同様の処理手順については、その説明を省略する。ここでの基板Ｗ２は、第１の実施形態で説明した基板Ｗ１と同様に半導体装置が形成されるウエハなどである。
【００５１】
ショット外周パターン１Ｂを形成するためのフォトマスクが作成される（ステップＳ２００）。基板Ｗ２にハードマスク層（後述するハードマスク層５Ａ）が形成された後（ステップＳ２１０）、レジスト塗布装置などによって、基板Ｗ２上にフォトレジスト１Ａが塗布される（ステップＳ２２０）。
【００５２】
また、ステッパーなどの露光装置にフォトマスクが搬入される。露光装置では、フォトマスクを用いて基板面に、ショット外周パターン５Ｂをｎ箇所露光する。これにより、基板Ｗ２上にｎショット分の露光処理が行われる（ステップＳ２３０）。この後、現像装置などによって基板Ｗ２の現像処理が行われる。これにより、ショット外周パターン１Ｂと同様のレジストパターン（後述するレジストパターン１Ｃ）が基板Ｗ２上に形成される（ステップＳ２４０）。
【００５３】
この後、レジストパターン１Ｃをマスクにしてレジストパターン１Ｃの下層側（ハードマスク層５Ａ）がエッチングされる（ステップＳ２５０）。これにより、ショット外周パターン５Ｂとしてのハードマスクパターンが基板Ｗ２上に形成される。
【００５４】
以下、第１の実施形態と同様の処理によって、基板Ｗ２へのインプリント処理が行われる。なお、図７におけるステップＳ２６０〜Ｓ２９０の処理が、図２におけるステップＳ１４０〜Ｓ１７０に対応している。
【００５５】
図８は、第２の実施形態に係るパターン形成処理の処理手順を説明するための図である。図８の（ａ）〜（ｄ）では、基板Ｗ２の断面図を示している。基板Ｗ２上に被加工膜（図示せず）が形成された後、図８の（ａ）に示すように、基板Ｗ２上にハードマスク層５Ａが積層される。ハードマスク層５Ａは、パターン転写用のスタックであり、例えばアモルファスシリコンである。
【００５６】
この後、ハードマスク層５Ａ上にフォトレジスト１Ａが塗布される。そして、図８の（ｂ）に示すように、フォトマスクＭＡなどを用いて、基板Ｗ２上のフォトレジスト１Ａが露光される。そして、基板Ｗ２の現像処理が行われる。これにより、図８の（ｃ）に示すように、フォトマスクＭＡのマスクパターンに応じたレジストパターン１Ｃが形成される。
【００５７】
そして、レジストパターン１Ｃをマスクとしてハードマスク層５Ａがエッチングされる。この後、レジストパターン１Ｃを剥離すると、図８の（ｄ）に示すように、基板Ｗ２上にショット外周パターン５Ｂが形成される。これにより、ショット外周パターン５Ｂは、各ショットの外周の格子状領域とウエハ周辺領域に形成される。ショット外周パターン５Ｂは、ショット外周パターン１Ｂと同様の開口部を有しており、このショット外周パターン５Ｂで囲まれた領域がインプリントショット領域３となる。この後、図５の（ｄ）〜（ｆ）と同様の処理によって、基板Ｗ２上にインプリントパターンが複数ショット分形成される。
【００５８】
図９は、第２の実施形態に係るショット外周パターンの配置位置を説明するための図である。図９では、基板Ｗ２の上面図を示している。なお、図９では、隣接するショット外周パターン５Ｂとショット外周パターン５Ｂとの間に隙間がなく、ショット外周パターン５Ｂが連続して形成されている場合を示している。
【００５９】
基板Ｗ２上の各インプリントショット内でインプリントを行うことにより、図９に示すように、基板Ｗ２上のインプリントショット領域３にインプリントレジスト２Ｂが形成される。このとき、インプリントショットとインプリントショットの間には、外周壁としてのショット外周パターン５Ｂが存在するので基板Ｗ２は露出しない。
【００６０】
なお、隣接するショット外周パターン５Ｂとショット外周パターン５Ｂとの間には隙間を空けてもよい。また、基板Ｗ２の外周部近傍にショット外周パターン５Ｂを形成してもよい。
【００６１】
ところで、ショット外周パターン１Ｂ内やショット外周パターン５Ｂ内にインプリント時に用いる位置決め用のパターン（アライメントマーク）を形成してもよい。ここでは、ショット外周パターン５Ｂ内にアライメントマークを形成する場合について説明する。
【００６２】
図１０は、ショット外周パターンにアライメントマークを形成する場合のフォトマスクとテンプレートの構成例を示す図である。図１０の（ａ）では、フォトマスクＭＣの上面図を示している。フォトマスクＭＣには、マスク面内に光透過部３１Ａと遮光部３２Ｃが配置されている。遮光部３２Ｃは、遮光部３２Ａにアライメントマーク３３を形成することによって構成されている。
【００６３】
このフォトマスクＭＣを用いて基板Ｗ２上にショット外周パターン１Ｂを形成することにより、ショット外周パターン５Ｂにもアライメントマーク３３に対応するアライメントパターンが形成される。ショット外周パターン５Ｂは、ショット外周パターン１Ｂのように所定の高さを有した壁パターンであるので、アライメントパターンは穴形状（筒状の側壁面）となる。
【００６４】
図１０の（ｂ）では、テンプレートＴ２の上面図を示している。テンプレートＴ２では、インプリントの押印時に重ね合わせ用のマークとして用いられる位置合わせマーク３４が形成されている。位置合わせマーク３４は、非転写領域２４Ｂ内であって、且つアライメントマーク３３（アライメントパターン）と同じ位置に形成しておく。これにより、インプリントの押印時には、基板Ｗ２上に形成されるアライメントパターンと、位置合わせマーク３４と、が同じ位置になるよう、位置合わせされる。アライメントマーク３３のパターン形状を変化させることで押印時の合わせ尤度の調整が可能となる。
【００６５】
なお、位置合わせマーク３４は、テンプレートＴ２の上面側に形成してもよいし、底面側（パターン形成領域２１側）に形成してもよい。また、位置合わせマーク３４は、テンプレートＴ２の内部に形成してもよい。
【００６６】
フォトマスクＭＣは、フォトレジスト１Ａがポジレジストである場合に用いられる。なお、アライメントマーク３３を形成したフォトマスクをネガレジストに対して用いる場合は、フォトマスクＭＣの光透過部３１Ａと遮光部３２Ｃとを反転させたフォトマスクを用いる。また、アライメントマーク３３をフォトマスクＭＢに設けてもよい。
【００６７】
なお、本実施形態では、パターン形成領域２１と非転写領域２４Ａ（非転写領域２４Ｂ）との間に隙間を設けない場合について説明したが、パターン形成領域２１と非転写領域２４Ａ（非転写領域２４Ｂ）との間に隙間を設けてもよい。
【００６８】
ここで、テンプレートＴｘの他の構成例について説明する。図１１は、テンプレートの他の構成例を示す図である。図１１の（ａ）では、テンプレートＴｘの一例であるテンプレートＴ３の底面図を示し、図１１の（ｂ）では、テンプレートＴ３の断面図を示している。
【００６９】
テンプレートＴ３は、テンプレートＴ１から非転写領域２４Ａを取り除いた構成となっている。換言すると、テンプレートＴ３は、その底面の略全面が矩形状のパターン形成領域２１となっている。
【００７０】
このように第２の実施形態によれば、インプリントレジスト２Ａを基板Ｗ２上に塗布する前に、基板Ｗ２上にショット外周パターン５Ｂを形成しておくので、隣接ショットへのインプリントレジスト２Ａのはみ出しをショット外周パターン５Ｂによって防止できる。したがって、パターン形成不良を防止できる。
【００７１】
また、狭い面積のショット外周パターン５Ｂによってインプリントレジスト２Ａのはみ出しを防止できる。したがって、１枚の基板Ｗ２に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００７２】
このように第１および第２の実施形態によれば、パターン形成不良を防止しつつ１枚の基板Ｗ１，Ｗ２に多くのショットパターンを形成することが可能となる。
【００７３】
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】
【００７４】
１Ａ…フォトレジスト、１Ｂ，５Ｂ…ショット外周パターン、２Ａ，２Ｂ…インプリントレジスト、３…インプリントショット領域、５Ａ…ハードマスク層、２１…パターン形成領域、２４Ａ…非転写領域、３３…アライメントマーク、３４…位置合わせマーク、ＭＡ〜ＭＣ…フォトマスク、Ｔ１〜Ｔ３，Ｔｘ…テンプレート、Ｗ１，Ｗ２…基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記壁パターン形成ステップは、
前記基板上にレジストを塗布するレジスト塗布ステップと、
前記レジストを用いて前記壁パターンとしてのレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記壁パターン形成ステップは、
前記基板上にハードマスク層を成膜する成膜ステップと、
前記ハードマスク層を用いて前記壁パターンとしてのハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれた各インプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含み、
前記回路パターンが形成された基板は、半導体装置が作製される半導体基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
インプリントによって第１の基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記第１の基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれた各インプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材に第１のテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含み、
前記回路パターンが形成された第１の基板は、前記回路パターンをインプリントによって第２の基板上に転写する第２のテンプレートであることを特徴とするテンプレートの製造方法。
【請求項１】
インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記壁パターン形成ステップは、
前記基板上にレジストを塗布するレジスト塗布ステップと、
前記レジストを用いて前記壁パターンとしてのレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記壁パターン形成ステップは、
前記基板上にハードマスク層を成膜する成膜ステップと、
前記ハードマスク層を用いて前記壁パターンとしてのハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
インプリントによって基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれた各インプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材にテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含み、
前記回路パターンが形成された基板は、半導体装置が作製される半導体基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
インプリントによって第１の基板に回路パターンを形成する前の処理として、前記第１の基板上でインプリントショットとなる領域の周囲を所定の高さで前記インプリントショット毎に囲うことによってインプリントショット間を遮断する壁パターンを形成する壁パターン形成ステップと、
前記壁パターンで囲まれた各インプリントショット内に、インプリント材を滴下する滴下ステップと、
前記インプリント材に第１のテンプレートを押し当てることにより、前記壁パターンで囲まれたインプリントショット内に、前記回路パターンを形成する回路パターン形成ステップと、
を含み、
前記回路パターンが形成された第１の基板は、前記回路パターンをインプリントによって第２の基板上に転写する第２のテンプレートであることを特徴とするテンプレートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１２４３９４（Ｐ２０１２−１２４３９４Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５２７９（Ｐ２０１０−２７５２７９）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]