JP2010171338A - パターン生成方法及びパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリントリソグラフィにおいて、パターンの充填不良欠陥を減少させ、かつ、スループットの低下を抑制する。
【解決手段】テンプレートの凹凸パターンにレジスト材料を充填するパターン形成方法に用いられる凹凸パターンの生成方法であって、凹凸パターンの寸法又は形状とレジスト材料の充填時間の関係に基づいて、テンプレートに形成する凹凸パターンの深さを調整する、又は、凹凸パターンを分割する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、インプリントリソグラフィを用いたパターン生成方法及びパターン形成方法、特にデバイス開発・製造に利用するインプリントリソグラフィのテンプレートのパターン生成方法及びインプリントリソグラフィを利用したパターン形成方法に関する。

半導体素子の製造工程において、微細パターンの形成と量産性とを両立させる技術として、被転写基板に原版の型を転写するインプリントリソグラフィが注目されている。

インプリントリソグラフィは、転写すべきパターンを形成した原版の型（テンプレート）を、基板上に塗布されている光硬化性有機材料層に押し付け、これに光照射を行なって有機材料層を硬化させることにより、有機材料層にパターンを転写する方法である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

インプリントリソグラフィにおいて、テンプレートに形成されたパターンへの有機材料の充填不良に起因する欠陥を無くすためには、テンプレートを有機材料に接触させてから光照射を行うまでの保持時間を長くして、有機材料がテンプレートのパターンに完全に充填されるようにする必要がある。しかしながら、保持時間を必要以上に長くすると、スループットが低下するなどの問題が生じる。

特開２００１−０６８４１１号公報 特開２０００−１９４１４２号公報

本発明は、インプリントリソグラフィにおいて、テンプレートに形成されたパターンへの充填不良欠陥を減少させ、かつ、スループットの低下を抑制するパターン生成方法及びパターン形成方法を提供する。

本発明の第１の態様によるパターン生成方法は、テンプレートの凹凸パターンにレジスト材料を充填するパターン形成方法に用いられる前記凹凸パターンの生成方法であって、前記凹凸パターンの寸法又は形状と前記レジスト材料の充填時間の関係に基づいて、テンプレートに形成する凹凸パターンの深さを調整する、又は、凹凸パターンを分割する。

本発明の第２の態様によるパターン形成方法は、前記第１の態様によるパターン生成方法により生成した凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板上に塗布されたレジストに接触させる工程と、前記レジストを前記凹凸パターンに充填させる工程と、前記テンプレートを前記レジストから離す工程と、を具備する。

本発明によれば、インプリントリソグラフィにおいて、テンプレートに形成されたパターンへの充填不良欠陥を減少させ、かつ、スループットの低下を抑制するパターン生成方法及びパターン形成方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係わるインプリントリソグラフィに用いられるインプリント装置を示す概略図。 本発明の一実施形態に係るインプリントによる微細パターン形成方法のフロー。 本発明の一実施形態に係るパターン転写方法の各工程図。 本発明の一実施形態に係る充填時間のパターンサイズ／凹深さ依存性を示す図。 本発明の一実施形態に係る充填時間のパターンサイズ／凹深さ依存性を示す図。 本発明の一実施形態に係るパターンサイズによる充填不良欠陥数と充填時間との関係を示す図。 本発明の一実施形態に係るパターン形成方法例１の概要を説明するための図。 パターン形成方法例１に関するパターン寸法と充填時間の関係に基づいた凹深さの調整を説明するための図。 本発明の一実施形態に係るパターン形成方法例２に関するパターン形状と充填時間の関係に基づいた凹深さの調整を説明するための図。 パターン形成方法例２の概要を説明するための図。 本発明の一実施形態に係るパターン形成方法例３に関する必要残膜を考慮したパターン分割を説明するための図。 パターン形成方法例３の概要を説明するための図。 本発明の一実施形態に係るパターン生成方法のフロー。 本発明の一実施形態に係るパターン生成方法のフロー。 本発明の一実施形態に係る描画データの分割方法例１の概要を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る描画データの分割方法例１の作製工程図。 本発明の一実施形態に係る描画データの分割方法例２の概要を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る描画データの分割方法例２の作製工程図。

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

［１］インプリント装置
図１は、本発明の一実施形態に係るインプリントリソグラフィに用いられるインプリント装置の概略的な構成図を示す。以下に、インプリント装置の概略的な構成について説明する。

図１に示すように、インプリント装置は、原版（テンプレート）１、原版ステージ２、被転写基板３、チャック４、試料ステージ５、基準マーク台６、アライメントセンサ７、アライメントステージ８、ベース９、ＵＶ光源１０、ステージ定盤１１、合わせズレ検査機構１２を備えている。尚、原版１及び被転写基板３は、インプリント装置を用いてパターンを転写する際に装置に取り付けられ、インプリント時以外においては装置から取り外されている。

原版１は、凹凸からなる転写パターンが形成されている。この原版１は、転写パターンを被転写基板３に向けて原版ステージ２に保持されている。原版１は、石英や蛍石などの紫外線（ＵＶ光）を透過する材質とする。

原版ステージ２は、原版１の位置を微調整する補正駆動手段を含んでいる。原版ステージ２がパターン転写時に原版１の姿勢を制御することによって、良好なパターン形成を実施することができる。尚、原版１を被転写基板３に押し付ける加圧部は、原版ステージ２と別の機構であるが、原版１の位置を微調整する補正駆動手段と同様、図１では簡略化して一体として示す。

チャック４は、試料ステージ５に固定され、被転写基板３を保持している。試料ステージ５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と、これら各軸まわりの合計６軸に駆動できることが好ましい。基準マーク台６は、試料ステージ５上に固定され、インプリント装置の基準位置となる。基準マーク台６上に設置された基準マークを用いて、アライメントセンサ７の校正、原版１の姿勢制御及び調整が行われる。

アライメントセンサ７は、アライメントステージ８上に固定されている。アライメントセンサ７は、原版１と被転写基板３との位置合わせを行う際、この位置合わせの基準となる被転写基板３に形成されているアライメントマーク（図示せず）と、原版１の対向する位置に形成されている原版アライメントマーク（図示せず）とを検出する。尚、図１では、アライメントセンサ７は、左右の２組のみが図示されているが、好ましくは４組以上あるものとする。

このアライメントセンサ７を用いた計測方法は、被転写基板３に形成されたアライメントマークを回折格子とし、原版１及び被転写基板３に形成されたアライメントマークを同時に検出可能な位置へ、試料ステージ５を移動させる。アライメントマークへ向かって光を照射し、回折、反射してアライメントセンサ７に戻ってきた光の重心位置から相対的な位置ずれを計測する方法が有効である。検出された原版１と被転写基板３のアライメントマーク位置の相対位置を用いて、原版１の姿勢を補正駆動手段によって制御することで、高精度のパターン転写を行うことができる。

ＵＶ光源１０は、本体定盤（図示せず）に固定されている。このＵＶ光源１０は、被転写基板３上の転写位置へ塗布した感光性樹脂（図示せず）を、原版１越しに紫外線で感光する。尚、図１では、ＵＶ光源１０は、原版１の直上に設置されているが、この配置に限定されるものではない。

合わせズレ検査機構１２は、インプリント装置のベース９に設置されている。合わせズレ検査機構１２は、被転写基板３に形成されているパターンと被転写基板３上に塗布した感光性樹脂にパターニングした原版１の転写パターンとの相対位置のずれ量を測定する。

［２］インプリント処理のフロー
図２は、本発明の一実施形態に係るインプリントによる微細パターン形成方法のフローを示す。以下に、インプリント処理のフローについて説明する。

まず、テンプレート上に形成されたパターンの粗密を考慮したレジスト塗布レシピを作成する。そして、このレシピに対してインプリントレジスト材料のプロセス中の揮発量（例えば、基板への塗布後からテンプレートの凹凸パターンが転写されるまでに発生するレジストの揮発量）の補償を行い、最適なレジスト分布量を算出する（Ｓ１）。

次に、Ｓ１で制御されたレジストを、レシピに従って必要な分量だけ被転写基板に塗布する（Ｓ２）。一般的なインプリントリソグラフプロセスにおいては、１ショット毎に必要な量のレジストをインクジェット方式のノズルで一定の間隔で滴下するレジスト塗布方式をとっており、レジスト量の局所最適化は、滴下するレジスト量の分布によって制御される。

次に、Ｓ２で被転写基板上にレジストが適量塗布された後、テンプレートをレジストに接触させて待機することにより、ドロップ状のレジストがテンプレートパターンの凹凸に充填していく。一般的に、凹凸の充填のための待機時間は、微細パターンほど早く、ダミーパターンやマークのような大パターンの方が長く要する。十分充填させた後に、テンプレート基板直上よりＵＶ光を所望の時間照射することにより、レジストの樹脂を硬化させて、テンプレートをレジストから引き剥がす。このようなインプリント処理により、パターンが形成される（Ｓ３）。

次に、Ｓ３でパターン形成された被転写基板を、欠陥検査装置に入れて、欠陥検査する。このとき、欠陥検査装置を用いて、Die-to-DieもしくはCell-Array方式のパターン欠陥検査を実施し、インプリントの固有の欠陥を検出する（Ｓ４）。当然、パーティクル・ダストなどのインプリントプロセス要因以外の欠陥も検出されることとなるが、ここでは主にNon-Fillと呼ばれるインプリント特有の未充填不良を重点的に検出・抽出するようにする。未充填不良は、レジスト材料が局所的に不足している場所があるときや、充填時間が不足している場合などに共有欠陥として発生することが多い。しかし、ウェハにおいては、下地の凹凸などが存在するため、ウェハ面内傾向をもって未充填不良が発生することもある。いずれの場合も、未充填不良は大規模欠陥もしくは大サイズ欠陥となるケースが多く、分類も容易にすることができるため、ＳＥＭ−Reviewして分類しても良い。尚、ここでは、光学式欠陥検査装置を用いたインプリント固有欠陥の検出を例として示したが、本実施形態は、これに限定されず、ＥＢ方式の欠陥検査装置などでも同様の検査が可能である。

次に、Ｓ４で検出された欠陥情報を、レジストの塗布量分布にフィードバックして補正する（Ｓ５）。ここでは、検出された欠陥のうち、インプリント固有の欠陥のみ、特に未充填不良欠陥のみの情報を用いることが多い。使用する情報は、欠陥の位置座標とこの欠陥サイズである。これらの情報を基に、局所的に不足しているレジスト塗布量を算出し、ドロップ量を調整・制御することにより、新たなレジスト塗布量分布を持ったドロップレシピを作成する。ドロップ量の調整・制御は、一回あたりのドロップ量を増減させたり、ドロップの密度・間隔を増減させたりすることにより実行できる。

次に、Ｓ５で作成されたドロップレシピを用いて、レジストをレシピに従って必要な分量だけ塗布し、Ｓ３と同様のインプリント動作を行う（Ｓ６）。ここで、レジストの塗布処理を、既に被転写基板に形成されたレジストパターンを一旦除去した後、同一の基板に対して実行するか、或いは、レジストパターンが形成された基板と別の被転写基板を用意し、用意された被転写基板に対して実行することができる。

これまで述べたＳ１〜Ｓ６のステップを未充填不良が消滅するまで継続することによって、さらに精密なプロセス最適化されたレジスト塗布レシピを作成することが可能である。これにより、インプリントリソグラフィを実際のプロセス基板に対して適用することが可能となり、インプリントリソグラフィを用いて欠陥のない高精度なパターン転写を実現することができる。

［３］パターン転写方法
図３（ａ）乃至（ｇ）は、本発明の一実施形態に係るパターン転写方法の各工程図を示す。以下に、インプリントリソグラフィによるパターン転写方法について説明する。尚、このパターン転写方法は、図１のインプリント装置を用いて実現でき、図２のＳ３のインプリント処理工程において実施される。

まず、図３（ａ）に示すように、基板（被転写基板）２１上に１ショット分の光硬化性の有機材料（レジスト）２２が塗布される。尚、有機材料２２の塗布はインクジェット方式の有機材料液滴の散布によるが、本図はこのうち１つの液滴部分の拡大図を示している。

次に、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、１ショット分のパターンが形成された石英製のテンプレート２３を有機材料２２に接触させる。この後、図３（ｄ）に示すように、テンプレート２３をウェハにさらに近接させる。この状態で、テンプレート２３の微細パターンに有機材料２２が浸透するまでテンプレート２３を保持する。図３（ｄ）に示すように、はじめは有機材料２２の充填が不十分で、パターンの隅に充填欠陥が生じるが、保持時間を長くすることで、図３（ｅ）に示すように、有機材料２２がパターンの隅々まで行き渡り、充填欠陥が減少する。この状態で、光（ＵＶ）を照射し、有機材料２２を硬化させる。

その後、図３（ｆ）に示すように、テンプレート２３を有機材料２２から離型する。これにより、図３（ｇ）に示すように、有機材料２２にテンプレート２３の凹凸パターン２４が転写される。

［４］パターンサイズと充填時間との関係
インプリントリソグラフィにおいて、有機材料がテンプレートの溝に完全に充填されるまでの時間は、パターンサイズと凹部の深さに関係する。

図４（ａ）にレジストが充填される際のテンプレートの凹凸パターン面の平面図、図４（ｂ）にレジストが充填される際のテンプレートの断面図を示す。例えば、図４（ａ）に示すように、パターンサイズが小さい程、短時間で有機材料２２がテンプレート２３の溝に充填される。また、図４（ｂ）に示すように、パターンの凹部が浅い程、短時間で有機材料２２がテンプレート２３の溝に充填される。このようなパターンサイズ及び凹部の深さに対する充填時間の依存性をまとめると、図５に示すように、同じ凹部の深さであれば、パターンサイズが小さい程充填時間が短くなり、同じパターンサイズであれば、凹部の深さが浅い程充填時間が短くなる。

図６は、有機材料が充填されるときの保持時間に対する充填不良欠陥密度のプロットである。図６によれば、小パターンでは、大パターンよりも短時間で充填終了レベルに達することが分かる。

以上のように、インプリント用の有機材料は毛細管現象によってテンプレートの微細パターンに充填されるので、パターン寸法が大きい程、またパターン凹部が深い程、凹部の有機材料の充填時間は長く、光照射までの待機時間が短いと充填不良による欠陥を生じることが分かる。この充填不良欠陥を防止するためには、待機時間を十分長くすれば良いが、その反面、スループットが低下してしまう。

そこで、本発明の一実施形態では、パターン寸法などに着目し、凹部の深さを調整したテンプレートを用いたパターン形成方法を提案する。

［５］パターン形成方法
［５−１］パターン形成方法例１
図７（ａ）及び（ｂ）、図８を用いて、パターン形成方法例１について説明する。パターン形成方法例１は、パターン寸法（サイズ）に着目し、テンプレートの凹部の深さを調整する例である。尚、図７（ａ）及び（ｂ）における各パターンの形状は全て同じ（例えばライン形状）に設定してある。

図７（ａ）に示すように、凹深さがＡ＞Ｂ＞Ｃの関係において、パターン寸法が小さい程、また凹深さが浅い程、有機材料の充填時間は短くなる。ここで、例えば、凹深さＡは１００ｎｍ、凹深さＢは８０ｎｍ、凹深さＣは５０ｎｍである。このような関係の下、パターン形成方法例１では、目標時間内に充填が完了する範囲（閾値Ｘ）内でパターン寸法をグループ分けし、各グループの凹深さを調整する。

具体的には、閾値Ｘと凹深さＡ、Ｂ、Ｃの直線との交点をａ、ｂ、ｃとする。そして、ａ未満のパターン寸法は凹深さをＡ以下、ａ以上ｂ未満のパターン寸法は凹深さＢ以下、ｂ以上ｃ以下のパターン寸法は凹深さをＣとする（図７（ｂ））。このように、パターン寸法が大きな場合も目標時間内に有機材料の充填が完了するように、テンプレートの凹深さを３つの水準に分ける。尚、テンプレートの凹深さの分け方は、３つの水準に限定されない。

以上のように、パターン形成方法例１は、図８に示すように、同一テンプレート２３面内に小パターンと大パターンが混在する場合、大パターンの凹部を小パターンの凹部より浅く加工したテンプレート２３を用いることにより、目標時間内に全てのパターン凹部に有機材料２２を充填させることが可能となる。

尚、本例において、充填時間を考慮するためにテンプレートの大パターンを浅くする場合において、テンプレートの小パターンを、大パターン同様に浅くする必要は無い。インプリントによるパターン転写後、レジストパターンの残膜をエッチング加工する際において、レジストパターンのエッチング耐性を確保するために、レジストパターンの膜厚を一定以上にする必要がある。このため、テンプレートの小パターンの深さを、大パターン以上にしておくことが好ましい。

一方、テンプレートの大パターンに対応するレジストパターンの膜厚が薄くなることにより、エッチング工程において、レジストパターンのエッジ部が削られてパターン寸法が変動する場合があるが、パターン全体における寸法変動の割合が小さいため大きな問題は生じない。また、大パターンは、ダミーパターンやアライメントマーク等を形成するためのものであるため、高度な寸法精度が要求されないことが多く、大きな問題とならない。

［５−２］パターン形成方法例２
図９（ａ）及び（ｂ）、図１０（ａ）及び（ｂ）を用いて、パターン形成方法例２について説明する。パターン形成方法例２は、パターン形状（ホール形状とライン形状）に着目し、テンプレートの凹部の深さを調整する例である。ホール形状パターン及びライン形状パターンの寸法は、それらの径の寸法とする。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ホール形状はライン形状よりも充填時間が長くなっており、充填時間はパターン形状にも依存することが分かる。そこで、ライン形状のテンプレートの凹深さをＡ、ホール形状のテンプレートの凹深さをＢとし、ライン形状よりホール形状の凹深さを浅くする。ここで、ホール形状、ライン形状の例としては、パッド、ダミーパターン、アライメントマーク、フリンジ（引き出しパッド）などがあげられる。

尚、図９（ａ）及び（ｂ）に示すホール形状の例において、ホール形状（凹深さＡ）とホール形状（凹深さＢ）との２つの違いは、前者は凹深さをライン系と同じにしたもので、後者は凹深さをライン系より浅くしたものである。

また、パターン形成方法例２において、ホール形状とライン形状において充填時間が異なるのは、凹部の容量の差だけに依存するものではない。

また、同じパターンサイズで比較した場合、ライン形状よりもホール形状の凹深さを浅くするとよい。

以上のように、パターン形成方法例２は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、同一テンプレート面内に異なるパターン形状（例えば、ライン形状とホール形状）が混在している場合、充填時間が長いパターン形状（例えばホール形状）の凹部を充填時間が短いパターン形状（例えばライン形状）の凹部よりも浅く加工したテンプレート２３を用いることにより、目標時間内に全てのパターン凹部に有機材料２２を完全に充填させることができる。

［５−３］パターン形成方法例３
図１１（ａ）及び（ｂ）、図１２（ａ）及び（ｂ）を用いて、パターン形成方法例３について説明する。パターン形成方法例３は、上記パターン形成方法例１又は２により調整したテンプレートの凹部の深さが、有機材料の加工に必要な膜厚を確保できていない場合、パターン分割を行う例である。

図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、上記パターン形成方法例１に従って、ａ未満のパターン寸法は凹深さをＡ以下、ａ以上ｂ未満のパターン寸法は凹深さＢ以下、ｂ以上ｃ以下のパターン寸法は凹深さをＣと規定したとする。しかし、加工に必要な膜厚を確保する必要があるため、凹深さの調整には制限がある。例えば、必要残膜Ｔの場合、凹深さＣでは加工に必要な膜厚を確保できていない。そこで、ｂ以上ｃ以下のパターン寸法に対しては、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、パターンを分割し、分割したパターンサイズの充填時間から凹深さを算出する。そして、凹深さが有機材料の加工に必要な膜厚を確保できるまで、パターンを分割する。

以上のように、パターン形成方法例３は、上記パターン形成方法例１又は２により調整したテンプレートの凹部の深さが、有機材料の加工に必要な膜厚を確保できているか否かを判断し、膜厚を確保できていない場合はパターン分割を行うことで、パターン形成後の有機膜厚に加工耐性を持たせることができる。

尚、パターン形成方法例１とパターン形成方法例２とを組み合わせることも可能であり、このように組み合わせた例をパターン形成方法例３に適用することも可能である。

また、パターン形成方法例３は、パターン形成方法例１又は２により調整したテンプレートの凹部の深さを基準として、有機材料の加工に必要な膜厚を確保できているか否かを判断したが、これに限定されない。つまり、パターン形成方法例１又は２によって調整していないテンプレートの凹部の深さを基準として、有機材料の加工に必要な膜厚を確保できているか否かを判断してパターンを分割してもよい。

［６］テンプレートパターン生成方法のフロー
図１３及び図１４は、本発明の一実施形態に係るテンプレートパターン生成方法のフローを示す。

まず、図１３に示すように、半導体装置の設計パターンに対応する多種のパターンサイズや形状のパターンが形成されたテンプレートを作製する（Ｓ１１）。このテンプレートを使用してインプリント時の材料充填時間を計測し（Ｓ１２）、最適な凹深さを算出するためのルールベースを作成する（Ｓ１３）。尚、図１４に示すように、テスト用のテンプレートを形成せずに、シミュレーションによりパターン寸法とレジスト材料の充填時間を算出し、ルールベースを作成してもよい（Ｓ２１）。なお、ルールベース作成ステップ（Ｓ１３，Ｓ２５）を省略することもできる。

次に、ルールベースに２Ｄパターン情報、スループット情報をインプットし、パターンサイズや形状ごとに凹深さを算出する（Ｓ１４、Ｓ２４）。具体的には、上述したパターン形成方法例１やパターン形成方法例２に従って、テンプレートの凹深さを規定する。

次に、上述したパターン形成方法例３のように、算出された凹深さが加工に必要な膜厚を確保できるか否かの判断を行う（Ｓ１５、Ｓ２５）。尚、この判断ステップＳ１５、Ｓ２５は、凹深さ算出ステップＳ１４、Ｓ２４を省略することも可能である。

その結果、膜厚確保が可能の場合は、Ｓ１４、Ｓ２４により算出された凹深さに基づいて、マスク描画データのファイルを分割し（Ｓ１６、Ｓ２６）、テンプレートの作製工程へと進む。

一方、膜厚確保が不可能の場合は、デバイス特性上、パターン分割できるか否かのチェックを行う（Ｓ１７、Ｓ２７）。つまり、ダミーパターンなどのように、分割してもよいパターンであるか否かをチェックする。そして、パターン分割が可能なデバイスの場合、パターンを分割し（Ｓ１８、Ｓ２８）、再度ルールベースに従って凹深さの算出を行い（Ｓ１４、Ｓ２４）、膜厚が確保できる凹深さになるまでパターンを分割する。一方、パターン分割が不可能なデバイスの場合、スループットを変更し（Ｓ１９、Ｓ２９）、変更されたルールベースに従って凹深さの算出を新たに行う（Ｓ１４、Ｓ２４）。

尚、ルールベース作成ステップ（Ｓ１３、Ｓ２５）等を省略する場合、Ｓ１２，Ｓ２２における充填時間の結果が所望のスループットを満たすまで、パターン分割と充填時間の計算を繰り返す。この際、所望のスループットを満たすために、パターンの深さを適宜浅くすることができる。パターンの深さを浅くした場合には、レジストパターンのエッチング時における寸法変動が許容範囲となるよう、十分な膜厚を確保できるか否かを検証する。

尚、上述したパターンデータ生成方法は、コンピュータに実現させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用したりすることも可能である。本装置を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行するものとする。

［７］凹深さの異なる描画データの分割方法例
凹深さの異なるテンプレートを作製するにはエッチングを複数回に分けなければならないため、描画データのファイルを分割する必要がある。そこで、ここでは、例えば、凹深さをＡとするパターンａと凹深さをＢとするパターンｂとを持つテンプレートを作製する場合（凹深さ；Ａ＞Ｂ）について説明する。

［７−１］分割方法例１
分割方法例１は、図１５に示すように、描画データをパターンａとパターンｂとに分割する方法である。この方法について、図１６（ａ）乃至（ｇ）を用いて以下に具体的に説明する。

まず、図１６（ａ）に示すように、テンプレート３１上にマスク３２が形成され、このマスク３２上にレジスト３３が塗布される。そして、レジスト３３がパターンａの形状にパターニングされる。次に、このレジスト３３を用いてマスク３２がパターニングされ、図１６（ｂ）に示すように、開口部３４が形成される。その後、レジスト３３が剥離される。次に、図１６（ｃ）に示すように、マスク３２を用いてテンプレート３１がエッチングされる。この際、パターンａの凹部３５の深さが（Ａ−Ｂ）になるように、エッチングが行われる。次に、図１６（ｄ）に示すように、パターンｂの形状にパターニングされたレジスト３６が形成される。そして、このレジスト３６を用いてマスク３２がパターニングされ、図１６（ｅ）に示すように、開口部３７が形成される。その後、レジスト３６が剥離される。次に、図１６（ｆ）に示すように、マスク３２を用いてテンプレート３１の全パターンがエッチングされ、パターンａ及びパターンｂの凹部３８が形成される。この際、テンプレート３１は、深さＢ分だけエッチングが行われる。その後、マスク３２が除去される。このようにして、図１６（ｆ）に示すように、深さＡの凹部３８を有するパターンａと深さＢの凹部３８を有するパターンｂとを持つテンプレート３１が作製される。

以上のように、分割方法例１の描画データのファイルは、１層目のデータ（レジスト３３）はパターンａのみの形状となり、２層目のデータ（レジスト３６）はパターンｂのみの形状となる（図１５参照）。

［７−２］分割方法例２
分割方法例２は、図１７に示すように、最初にパターンａ及びパターンｂの両方のパターンを深さＢまでエッチングした後、パターンｂをマスクで覆い、パターンａを深さＡまでエッチングする方法である。この方法について、図１８（ａ）乃至（ｇ）を用いて以下に具体的に説明する。

まず、図１８（ａ）に示すように、テンプレート３１上にマスク３２が形成され、このマスク３２上にレジスト３３が塗布される。そして、レジスト３３がパターンａ及びパターンｂの形状にパターニングされる。次に、このレジスト３３を用いてマスク３２がパターニングされ、図１８（ｂ）に示すように、開口部３４が形成される。その後、レジスト３３が剥離される。次に、図１８（ｃ）に示すように、マスク３２を用いてテンプレート３１がエッチングされる。この際、パターンａ及びパターンｂの凹部３５の深さはＢになるように、エッチングが行われる。次に、図１８（ｄ）に示すように、パターンｂの領域のみを覆うレジスト３６が形成される。そして、図１８（ｅ）に示すように、レジスト３６で覆われていないパターンａの領域のテンプレート３１がさらにエッチングされ、凹部３８が形成される。この際、パターンａの領域の凹部３８は、深さがＡとなるまでエッチングが行われる。その後、図１８（ｆ）に示すように、レジスト３６が剥離される。このようにして、図１８（ｆ）に示すように、深さＡの凹部３８を有するパターンａと深さＢの凹部３５を有するパターンｂを持つテンプレート３１が作製される。

以上のように、分割方法例２の描画データのファイルは、１層目のデータ（レジスト３３）はパターンａ及びパターンｂの両方の形状となり、２層目のデータ（レジスト３６）はパターンａの領域が開口された形状となる（図１７参照）。このため、分割方法例２は、分割方法例１よりも、２層目の描画アライメントがラフでよい。

［８］効果
本発明の一実施形態によれば、インプリントリソグラフィにおいて、パターン寸法やパターン形状に応じて凹深さを調節する。具体的には、パターン寸法の大きなパターン程、テンプレートの凹部を浅くし、ライン形状よりもホール形状のテンプレートの凹部を浅くする。これにより、テンプレートの凹部に有機材料が充填する時間を制御できるため、スループットの低下を抑えつつ、パターンへの充填不良欠陥を減少させることが可能である。

その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…原版、２…原版ステージ、３…、４…チャック、５…試料ステージ、６…基準マーク台、７…アライメントセンサ、８…アライメントステージ、９…ベース、１０…ＵＶ光源、１１…ステージ定盤、１２…合わせズレ検査機構、２１…基板、２２…有機材料、２３、３１…テンプレート、２４…凹凸パターン、３２…マスク、３３、３６…レジスト、３４、３７…開口部、３５、３８…凹部。

Claims (5)

1. テンプレートの凹凸パターンにレジスト材料を充填するパターン形成方法に用いられる前記凹凸パターンの生成方法であって、
   前記凹凸パターンの寸法又は形状と前記レジスト材料の充填時間の関係に基づいて、テンプレートに形成する凹凸パターンの深さを調整する、又は、凹凸パターンを分割するパターン生成方法。
2. 前記凹凸パターンの深さの調整では、調整したテンプレートの凹凸パターンにレジスト材料を充填して形成したレジストパターンの膜厚が所望の厚さ以上となるよう調整することを特徴とする請求項１に記載のパターン生成方法。
3. 前記テンプレートに形成する凹凸パターンはパターン寸法が異なる大パターンと小パターンを有し、前記凹凸パターンの深さを調整することにより、前記小パターンの前記凹部の深さよりも前記大パターンの前記凹部の深さを浅くすることを特徴とする請求項１に記載のパターン生成方法。
4. 前記テンプレートに形成する凹凸パターンはパターン形状が異なるホールパターンとラインパターンとを有し、前記ラインパターンの前記凹部の深さよりも前記ホールパターンの前記凹部の深さを浅くすることを特徴とする請求項１に記載のパターン生成方法。
5. 請求項１記載の方法により生成した凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板上に塗布されたレジストに接触させる工程と、
   前記レジストを前記凹凸パターンに充填させる工程と、
   前記テンプレートを前記レジストから離す工程と、
   を具備するパターン形成方法。

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