JP2011029538A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写パターンの欠陥を抑制する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、テンプレート２に形成された主要パターン部２０と被加工膜４上に配置されたレジスト材５とを接触させる工程と、主要パターン部２０とレジスト材５との接触状態において、被加工膜４の表面と主要パターン部２０の被加工膜４に対向する表面との距離が所望の距離となるように距離を調整する工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

従来の技術として、複数の凹部からなるパターンが形成された原版と、表面にレジストが塗布された被転写基板と、位置合わせのために原版と被転写基板に形成されたアライメントマークと、アライメントマークに基づいて原版と被転写基板との位置ずれを計測するアライメント計測手段と、原版と被転写基板との間隙を計測するアライメントスコープと、を備えたインプリント法を用いた微細加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この微細加工装置によると、アライメントスコープによって間隙を測定し、原版のアライメントマークがレジストに接触する前に、アライメント計測手段によって位置ずれを計測するので、アライメントマークに被転写基板上のレジストなどが付着せず、高精度なアライメント計測が可能となり、原版と被転写基板の重ね合わせ精度が向上するとしている。

しかし、近年、重ね合わせを精度良く行うだけでは解決し難い、パターンの凹部にレジストが充填されないことによる転写パターンの欠陥やパターンの凹部とレジストの密着不良による転写パターンの欠陥等が知られ、課題となっている。

特開２００５−１０８９７５号公報

本発明の目的は、転写パターンの欠陥を抑制する半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様は、テンプレートに形成された転写用のパターン部と被加工材上に配置された流動性材料とを接触させる工程と、前記転写用のパターン部と前記流動性材料との接触状態において、前記被加工材の表面と前記転写用のパターン部の前記被加工材に対向する表面との距離が所望の距離となるように前記距離を調整する工程と、を含む半導体装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、転写パターンの欠陥を抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の概略図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の機能ブロック図である。 図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの接触面の概略図であり、（ｂ）は、加工装置にセットされた半導体基板とテンプレートの要部断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る転写パターンの欠陥に関する評価値とギャップ及び圧力との関係の一例を示す表である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る相対位置ずれＸと光強度ΔＩの関係を示すグラフである。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る式（７）におけるＺとΔＩの関係を示すグラフである。 図７（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係るテンプレートと半導体基板の要部断面図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るマークパターン部と基板側マークパターン部が重なり合って形成する領域の概略図である。

[第１の実施の形態]
以下に、本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、半導体装置の製造方法の１つであるインプリント処理に使用する加工装置及びテンプレートの構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の概略図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の機能ブロック図である。なお、図１において、ａ、ｂ、ｃは、互いに直交する方向を示す。なお、以下に説明する加工装置１は、テンプレート２を半導体基板３の方向に移動させるものであるが、半導体基板３をテンプレート２の方向に移動させるもの、両者を移動させるものでも良い。

この加工装置１は、図１に示すように、ベース定盤１０１と天板１０３とを支柱１０２によって連結した構造を有する。ベース定盤１０１上には、ａｂステージ１０４が配置され、ａｂステージ１０４上には、半導体基板３を静電吸着又は真空吸着等によって固定するチャック１０５が配置されている。

天板１０３には、上部ステージ１０６を複数のガイドバー１０７によってｃ軸方向に昇降させる複数のアクチュエータ１０８が取り付けられている。ガイドバー１０７の上端部は、ガイドプレート１０９によって連結されている。ａｂステージ１０４は、チャック１０５をａ軸方向及びｂ軸方向に移動させる。

天板１０３の上には、例えば、圧力センサ１１８が設置されている。この圧力センサ１１８は、例えば、天板１０３と略平行方向に設けられたガイドバー１０７の凸部と天板１０３との間に設けられ、この２点間に発生する圧力を測定した圧力信号を後述する制御部１１７に出力する。制御部１１７は、この圧力信号をテンプレート２とレジスト材５との間に発生する圧力に変換するように構成されている。なお、圧力センサ１１８は、上記の例に限定されず、圧力が測定可能であるならば、その設置場所及び種類等を問わず使用することができる。

上部ステージ１０６には、テンプレート２を静電吸着、真空吸着等によって固定するテンプレートチャック１１０が取り付けられている。また、天板１０３の下面には、半導体基板３上に形成されたレジスト材５に上部ステージ１０６、テンプレートチャック１１０及びテンプレート２を介して紫外線を照射する照射部１１１が配置されている。上部ステージ１０６及びテンプレートチャック１１０には、照射部１１１から照射された紫外線を透過させるための開口が形成されている。

また、照射部１１１は、紫外線の他に、主要パターン部２０の光学的な位置合わせに用いられるレーザー光６を出射する。このレーザー光６は、例えば、波長６３３ｎｍのＨｅレーザー光である。

アクチュエータ１１２は、ａｂステージ１０４に取り付けられ、テンプレート２と半導体基板３の光学的な位置合わせの際、ａｂステージ１０４をａ軸方向及びｂ軸方向に移動させることができる。

なお、テンプレート２の裏面を流体（液体又は気体）を介して半導体基板３側に押し付けてもよい。これにより、テンプレート２の裏面の平坦度の影響を少なくすることができる。

また、加工装置１は、テンプレート２のマークパターン部２１と半導体基板３の基板側マークパターン部３０が重なり合って形成する１次元格子形状の領域から反射したレーザー光６の回折光を測定する測定部１１４及び１１５を有する。この測定部１１４及び１１５は、例えば、入射した回折光を、第１の信号（Ｉ_＋１）と第２の信号（Ｉ_−１）として算出部１１６に出力する。

さらに、加工装置１は、図２に示すように、算出部１１６と、制御部１１７と、記憶部１１９と、を備えている。

算出部１１６は、測定部１１４及び１１５から出力される第１の信号（Ｉ_＋１）と第２の信号（Ｉ_−１）に基づいて後述する光強度ΔＩを算出し、算出した光強度ΔＩに基づく光強度信号を制御部１１７に出力する。

制御部１１７は、記憶部１１９に記憶された工程情報１２０に基づいて照射部１１１、アクチュエータ１０８、１１２等を制御して半導体装置の製造工程を制御する。

記憶部１１９は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）からなり、工程情報１２０とテーブル１２１を記憶する。工程情報１２０は、半導体装置の製造方法に関する工程、及び各工程のパラメータ等の情報である。テーブル１２１については、後述する。

図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの接触面の概略図であり、（ｂ）は、加工装置にセットされた半導体基板とテンプレートの要部断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すIII―III線における半導体基板とテンプレートの断面を示している。

このテンプレート２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、レジスト材５に接触する側である接触面２２と、接触面２２に形成され、レジスト材５が充填されて硬化後にマスク部分を形成する主要パターン部２０と、接触面２２に形成され、マスク部分の光学的な位置合わせに用いられるマークパターン部２１と、を備えて概略構成されている。

テンプレート２は、紫外線に対して光透過性を有する材料、例えば、石英材料等から形成される。

転写用のパターン部としての主要パターン部２０は、例えば、半導体素子の回路パターン等を形成するためのマスクの型となり、図３（ｂ）に示すように、複数の凹部２００及び凸部２０１から構成されている。

光学的な位置合わせ用の第１のパターン部としてのマークパターン部２１は、例えば、主要パターン部２０の周囲に向きを変えて複数形成される。このマークパターン部２１は、例えば、接触面２２側から見て、複数の凹部２１０及び凸部２１１が等間隔で並ぶことで、複数の線が等間隔に並ぶパターンを有する。また、テンプレート２と半導体基板３の位置ずれの測定は、１つのマークパターン部２１からは、線が並ぶ方向に垂直な方向の位置ずれしか測定できないが、９０度異なる角度のマークパターン部２１を配置することによって、ａ軸方向及びｂ軸方向の位置ずれを測定することができる。なお、主要パターン部２０のパターンを光学的な位置合わせ用のパターンとして用いても良い。

半導体基板３は、例えば、シリコン系材料からなり、テンプレート２のマークパターン部２１に対応して複数の基板側マークパターン部３０が形成されている。この基板側マークパターン部３０の凹凸の幅や間隔は、例えば、マークパターン部２１の凹部２１０及び凸部２１１の幅と間隔に略同一である。

被加工材としての被加工膜４は、例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物、及び金属材料等からなり、単膜又は複数の膜からなる。なお、被加工材は、被加工膜４に限定されず、半導体基板３であっても良い。

流動性材料としてのレジスト材５は、例えば、紫外線硬化型レジストであり、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂からなる。なお、レジスト材５は、紫外線硬化型レジストに限定されず、例えば、熱を加えることによって硬化するレジスト材料や、エネルギー線を照射した後、熱を加えることによって硬化するレジスト材料等のテンプレート２に充填された状態で硬化処理を行うことによって硬化するレジスト材料であれば良い。

ここで、図３（ｂ）に示すギャップｚ、相対位置差ｄ及びピッチＰについて説明する。ギャップｚは、被加工膜４の表面とマークパターン部２１の被加工膜４に対向する表面との距離であるが、マークパターン部２１と主要パターン部２０との表面と被加工膜４までの距離が同じであることから、被加工膜４の表面と主要パターン部２０の表面との距離でもある。相対位置差ｄは、テンプレート２のマークパターン部２１と半導体基板３の基板側マークパターン部３０との位置ずれ量である。ピッチＰは、マークパターン部２１の凹部２１０間の距離である。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る転写パターンの欠陥に関する評価値とギャップ及び圧力との関係の一例を示す表である。転写パターンの欠陥に関する評価値とは、例えば、欠陥の個数、欠陥の割合、転写パターンと欠陥との面積比等である。この図４におけるギャップとは、主要パターン部２０と被加工膜４の表面までの距離である。

このギャップは、例えば、図４に示すように、小さいほど評価値が高く、大きいほど評価値が低い傾向にある。これは、例えば、ギャップが小さい方が、主要パターン部２０の凹部２００にレジスト材５が隙間無く充填される傾向があり、大きい方が、凹部２００とレジスト材５との間に隙間が発生し、欠陥が発生し易い傾向がある。また、例えば、圧力が大きい方が、凹部２００にレジスト材５が隙間無く、また密着性が高く充填される傾向があり、小さい方が、隙間の発生や密着性が低く、欠陥が発生し易い傾向がある。図４に記載の○、△及び×は、○は欠陥小で最適な条件であることを、△は欠陥中で適した条件であることを、×は欠陥大で不適切な条件であることをそれぞれ示している。

テーブル１２１は、例えば、図４に示すような、ギャップと圧力の情報を格納するものである。制御部１１７は、このテーブル１２１に基づいて転写パターンの欠陥が少なくなる組み合わせに基づいてギャップｚ及び圧力を調整する。制御部１１７は、例えば、テーブル１２１に基づいて転写したパターンの欠陥が少ない組み合わせである「ギャップ小」、「圧力大」が実行可能な組み合わせであれば、「ギャップ小」、「圧力大」を実行するためのギャップ及び圧力の値に基づいてアクチュエータ１０８等を制御する。このテーブル１２１は、例えば、実験又はシミュレーションによって各値が取得される。

以下に、所望の距離としてのギャップｚの算出方法の一例について説明する。この算出方法を用いることによって、被加工膜４側からの回折光を測定することで、ギャップｚを容易に測定することができる。なお、算出方法は、「内田憲男、石橋頼幸、平野亮一、菊入信孝、田畑光雄：「二重回折格子による間隔変化に敏感なマスクとウエハの位置合わせ法」、精密工学会誌、第５４巻、第１０号、p１２３−１２８、１９８８年)」を参考にした。なお、主要パターン部２０とマークパターン部２１の表面と被加工膜４までの距離が同一であるとして説明するが、両者の距離が異なる場合については、後述する。

まず、図２における系において、照射部１１１から出射するレーザー光６（波長λ）が、テンプレート２に垂直に入射すると仮定すると、マークパターン部２１、及び基板側マークパターン部３０の重なり合った１次元格子状となる領域から反射する回折光のｎ次元の光強度Ｉ_ｎは、以下の式（１）で表すことができる。

ここで、各変数は以下の通りである。
Ａ：定数
ｄ：相対位置差
Ｐ：ピッチ
ｚ：ギャップ
Ｃ_ｊ及びＣ_ｎ−ｋ：テンプレート２側のフーリェ係数
Ｃ_ｋ−ｊ：半導体基板３側のフーリェ係数
また、以下の式(２)及び(３)を用いた。
Ｘ＝ｄ／Ｐ・・・（２）
Ｚ＝λｚ／２Ｐ^２・・・（３）

次に、例えば、測定部１１４、１１５から出力された＋１次の回折光に基づく第１の信号（Ｉ_＋１）、及び−１次の回折光に基づく第２の信号（Ｉ_−１）から以下の式（４）を算出する。
ΔＩ＝Ｉ_＋１−Ｉ_−１・・・（４）
この式（４）から、回折次数が０次及び±１次の項だけを考慮した以下の式に基づいて回折光の光強度ΔＩを算出することができる。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る相対位置ずれＸと光強度ΔＩの関係を示すグラフである。図５は、一例として、上記の式（５）にＺ＝０．２を代入した場合のＸとΔＩの関係を示している。式（５）は、sin２πＸの係数をα、sin４πＸの係数をβとして以下の式（６）で表すことができる。
ΔＩ∝αsin２πＸ＋βsin４πＸ・・・（６）
式（６）より、光強度ΔＩは、Ｘ＝０．２５のとき、極大値を取ることが分かる。そこで、Ｘ＝０．２５を式（５）に代入すると、以下の式（７）を得る。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る式（７）におけるＺとΔＩの関係を示すグラフである。光強度ΔＩは、図６に示すように、Ｚ＝０．０６のとき、極大値を取る。例えば、加工装置１による半導体装置の製造方法で用いられる、ギャップｚ＝１５ｎｍ、Ｈｅレーザー光の波長６３３ｎｍの各値を、式（３）に代入すると、ピッチＰ＝２８０ｎｍと算出される。つまり、ピッチＰ＝２８０ｎｍのとき、相対位置ずれＸ＝０．２５を満たす相対位置差ｄ＝７０ｎｍの位置にテンプレート２と半導体基板３を移動させ、さらに光強度ΔＩが最大となるようにテンプレート２のｃ軸方向の位置を調整することで、テンプレート２をギャップｚ＝１５ｎｍの位置に移動させることができる。なお、例えば、テンプレート２と半導体基板３に、複数のギャップｚに対応する複数のピッチを有するパターンを形成し、各パターンの光強度ΔＩを測定することで、複数のギャップｚを測定することができる。

以下に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。

（半導体装置の製造方法）
図７（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。以下では、レーザー光６として波長６３３ｎｍのＨｅレーザー光を用い、ピッチＰを２８０ｎｍとする。

まず、チャック１０５に固定された半導体基板３に形成された被加工膜４上に、例えば、液滴状のレジスト材５を配置する。このレジスト材５は、例えば、それぞれの液滴が、同じ量となるように、被加工膜４上の主要パターン部２０に対応する場所に配置される。

次に、加工装置１のテンプレートチャック１１０に、テンプレート２の主要パターン部２０及びマークパターン部２１が形成された接触面２２が、ＸＹステージ１０４側となるように固定する。続いて、テンプレート２の接触面２２と半導体基板３を対向させる。

次に、図７（ａ）に示すように、テンプレート２に形成された主要パターン部２０と被加工膜４上に配置されたレジスト材５とを接触させる。

具体的には、制御部１１７は、アクチュエータ１０８を介してテンプレート２を下降させながら、圧力センサ１１８から出力される圧力信号に基づいてテンプレート２とレジスト材５との接触状態を判定し、接触状態と判定した後、テンプレート２の下降を停止する。続いて、制御部１１７は、光強度ΔＩ＝０となる位置から、Ｘ＝０．２５となる相対位置差ｄ＝７０ｎｍの位置まで半導体基板３を移動させるため、まず、ｄ＝０となる位置まで、アクチュエータ１１２を介して半導体基板３をａ軸及びｂ軸方向に移動させる。続いて、制御部１１７は、Ｘ＝０となる位置から、Ｘ＝０．２５となる相対位置差ｄ＝７０ｎｍの位置まで、アクチュエータ１１２を介して半導体基板３をａ軸及びｂ軸方向に移動させる。なお、半導体基板３の移動量は、例えば、アクチュエータ１１２の変位量から算出しても良いし、レーザー干渉計によってａｂステージ１０４の移動量を測定しても良い。また、上記では、半導体基板３側を移動させたが、テンプレート２側を移動させても良いし、両者を移動させても良い。

次に、図７（ｂ）に示すように、主要パターン部２０とレジスト材５との接触状態において、被加工膜４の表面と主要パターン部２０の被加工膜４に対向する表面とのギャップｚが所望のギャップであるｚ＝１５ｎｍとなるようにギャップを調整する。この距離を調整する工程は、テンプレート２に形成されたマークパターン部２１と、被加工膜４側、すなわち半導体基板３に形成された基板側マークパターン部３０とを重ね合わせた領域に、上部ステージ１０６、テンプレートチャック１１０及びテンプレート２を介してレーザー光６を照射して領域から発生する回折光の光強度ΔＩを測定し、測定した光強度に基づいて行う。

具体的には、照射部１１１は、マークパターン部２１と基板側マークパターン部３０とを重なり合うことで形成される１次元格子状の領域にレーザー光６を照射する。続いて、測定部１１４、１１５は、レーザー光６の照射によって１次元格子状の領域から発生する回折光を測定し、第１及び第２の信号を算出部１１６に出力する。続いて、算出部１１６は、測定部１１４、１１５から出力される第１及び第２の信号に基づいて上記の式（４）から光強度ΔＩを算出し、算出した光強度ΔＩに基づいて光強度信号を制御部１１７に出力する。続いて、制御部１１７は、算出部１１６から出力される光強度信号に基づいて、光強度ΔＩが最大となる位置まで、アクチュエータ１０８を介してテンプレート２をｃ軸方向に移動させる。このとき、制御部１１７は、テーブル１２１に基づいてギャップと共に圧力を制御しながら光強度ΔＩが最大となるようにテンプレート２を移動させる。所望のギャップｚに到達した後、図７（ｃ）に示すように、主要パターン部２０の凹部２００にレジスト材５が充填される。

このとき、テンプレート２と半導体基板３の間、及び凹部２００に充填されたレジスト材５によってレジスト材膜５ａが形成される。

次に、図７（ｄ）に示すように、照射部１１１から半導体基板３に、上部ステージ１０６、テンプレートチャック１１０及びテンプレート２を介してレーザー光６を照射し、テンプレート２と半導体基板３の位置合わせを行う。

具体的には、例えば、レーザー光６を照射することによって、マークパターン部２１と基板側マークパターン部３０が重なり合うことで形成される１次元格子状の領域で発生する回折光によって形成される干渉縞を、測定部１１４、１１５で測定し、干渉縞が等間隔になるように、アクチュエータ１１２を駆動してａｂステージ１０４を移動させ、半導体基板３の位置を調整する。なお、テンプレート２と半導体基板３の位置合わせは、テンプレート２側を移動させて行っても良く、また、テンプレート２又は半導体基板３を傾けたり、圧力を付加して歪ませたりすること等によって調整しても良い。

次に、図７（ｅ）に示すように、テンプレート２と半導体基板３との位置合わせが終了した後、照射部１１１からレジスト材膜５ａに、上部ステージ１０６、テンプレートチャック１１０及びテンプレート２を介して紫外線７を照射する。

次に、図７（ｆ）に示すように、レジスト材膜５ａを硬化させた後、アクチュエータ１０８を駆動して上部ステージ１０６を上昇させると、被加工膜４上に、テンプレート２に形成された主要パターン部２０が転写された転写パターンであるレジストパターン５ｂが形成される。最適なギャップｚ及び圧力に基づいてインプリント処理が行われたとき、主要パターン部２０の凹部２００にレジスト材５が充填されないことによる転写パターンの欠陥や凹部２００とレジスト材５の密着不良による転写パターンの欠陥等を防ぐことができる。

続いて、このレジストパターン５ｂを、エッチバックして被加工膜４の一部を露出させた後、残存するレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う工程等を経て所望の半導体装置を得る。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）ギャップｚを回折光の光強度ΔＩによって測定することができるので、ギャップｚを測定するためのセンサ等が必要なく、半導体装置の製造コストを抑えることができる。
（２）光強度ΔＩが最も大きくなるときのギャップｚが、所望のギャップとなるので、正確にギャップｚを調整することができる。
（３）複数のギャップｚに対応するマークパターン部２１及び基板側マークパターン部３０をテンプレート２及び半導体基板３に形成することによって、複数のギャップｚを測定することができる。
（４）所望のギャップ、及び照射するレーザー光６の波長から、マークパターン部２１及び基板側マークパターン部３０に最適なピッチｐを算出することができる。
（５）テンプレート２をレジスト材５に接触させた後のギャップｚを調整することができるので、例えば、レジスト材５が凹部２００に十分充填されないことに起因するレジストパターン５ｂの欠陥や、充填されたレジスト材５と凹部２００の表面との密着状態に起因するレジストパターン５ｂの欠陥を抑えることができる。
（６）さらに、テンプレート２をレジスト材５に接触させた後の圧力を調整することができるので、レジストパターン５ｂの欠陥を抑えることができる。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るテンプレートと半導体基板の要部断面図である。本実施の形態は、主要パターン部２０及びマークパターン部２１の凸部２０１及び２１１がテンプレート２の接触面２２から突出して形成され、さらに、凸部２０１及び２１１の高さが異なる点で、第１の実施の形態と異なっている。以下に、第１の実施の形態と同様の構成及び機能を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略する。

主要パターン部２０は、凸部２０１と被加工膜４の表面までのギャップがｚ１であり、また、マークパターン部２１の凸部２１１と主要パターン部２０の凸部２０１の長さの差は、ｚ２であるので、マークパターン部２１の凸部２１１と被加工膜４の表面までのギャップｚはｚ１＋ｚ２である。よって、所望のギャップ、すなわち、主要パターン部２０の凸部２０１と被加工膜４とのギャップｚ１の位置にテンプレート２があるときに光強度ΔＩが大きくなるように、ｚ１＋ｚ２を上記の式（３）のギャップｚに代入し、ピッチＰを算出する。加工装置１は、算出されたギャップｚ等に基づいてインプリント処理を行う。

第２の実施の形態によれば、主要パターン部２０及びマークパターン部２１の凸部２０１及び２１１がテンプレート２の接触面２２から突出して形成されたテンプレート２において、マークパターン部２１と基板側マークパターン部３０が重なり合うことで形成される１次元格子状の領域からの回折光を測定することで、ギャップｚを測定することができる。

［第３の実施の形態］
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るマークパターン部と基板側マークパターン部が重なり合って形成する領域の概略図である。図９（ａ）は、２次元格子であり、（ｂ）は、市松格子である。本実施の形態は、格子状の領域が、２次元格子及び市松格子である点において、上記の各実施の形態と異なっている。なお、図９（ａ）及び（ｂ）における斜線部分は、マークパターン部２１及び基板側マークパターン部３０に形成された凹部が重なった様子を示している。

本実施の形態における加工装置１は、４つの測定部を有し、例えば、正方形の各頂点に４つの測定部を配置する。この加工装置１は、図９（ａ）及び（ｂ）の２次元格子及び市松格子からの回折光の光強度ΔＩから、テンプレート２と半導体基板３との位置合わせを、１次元的な位置ずれではなく、２次元的な位置ずれを測定して位置合わせを行うことができる。

第３の実施の形態によれば、光強度ΔＩが大きいギャップにおいて、２次元格子又は市松格子からの回折光を測定するので、光強度を考慮しない場合に比べて、正確に位置ずれを測定することができる。また、１次元格子では、ａ軸及びｂ軸方向の位置合わせを行うためには、互いに直交する２つのパターンをそれぞれ測定する必要があったが、本実施の形態では、パターンを２次元格子及び市松格子とすることで、１つのパターンの測定でａ軸及びｂ軸方向の位置ずれを測定することができる。

［第４の実施の形態］
本実施の形態は、ギャップｚを調整するとき、接触状態にある主要パターン部２０とレジスト材５とのギャップｚが所望の距離となるまでの速度を調整する工程を含む点で上記の各実施の形態と異なっている。

ここで、例えば、速度が大きい方が、主要パターン部２０の凹部２００にレジスト材５が隙間無く、また密着性が高く充填される傾向があり、速度が小さい方が、隙間の発生や密着性が低く、欠陥が発生し易い傾向がある。

制御部１１７は、例えば、アクチュエータ１０８の駆動量と駆動時間からテンプレート２の速度を算出する。制御部１１７は、例えば、実験又はシミュレーションに基づいて、欠陥を少なくする最適な速度を取得し、テーブル１２１に格納する。制御部１１７は、例えば、最適な速度、圧力及びギャップｚに基づいてインプリント処理を制御する。なお、加工装置１にテンプレート２と半導体基板３の距離を測定する装置を取り付け、測定された距離と時間から速度を算出しても良い。また、速度から加速度を算出し、実験又はシミュレーションに基づいて欠陥を少なくする最適な加速度を算出し、テーブル１２１に格納して、インプリント処理の際に利用しても良い。

第４の実施の形態によれば、上記の各実施の形態に比べて、より欠陥を抑制したインプリント処理を行うことができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。

例えば、レジスト材５は、スピンコーター等を用いて、半導体基板３の表面に薄膜状に塗布しても良い。

２…テンプレート、３…半導体基板、４…被加工膜、５…レジスト材、６…レーザー光、２０…主要パターン部、２１…マークパターン部、３０…基板側マークパターン部

Claims (5)

1. テンプレートに形成された転写用のパターン部と被加工材上に配置された流動性材料とを接触させる工程と、
   前記転写用のパターン部と前記流動性材料との接触状態において、前記被加工材の表面と前記転写用のパターン部の前記被加工材に対向する表面との距離が所望の距離となるように前記距離を調整する工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。
2. 前記距離を調整する工程は、前記テンプレートに形成された光学的な位置合わせ用の第１のパターン部と、前記被加工材側に形成された光学的な位置合わせ用の第２のパターン部とを重ね合わせた領域に、前記テンプレートを介して光を照射して前記領域から発生する回折光の光強度を測定し、測定した光強度に基づいて行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記距離を調整する工程は、前記転写用のパターンと前記流動性材料が接触した後の圧力を調整する工程を含む請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記距離を調整する工程は、前記転写用のパターンを前記流動性材料に転写した転写パターンの欠陥に関する評価値と前記距離及び前記圧力との関係に基づいて前記距離及び前記圧力を調整する請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記距離を調整する工程は、前記接触状態にある前記転写用のパターン部と前記流動性材料との前記距離が前記所望の距離となるまでの速度を調整する工程を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

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