特許 5813603 インプリント装置およびインプリント方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5813603

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】インプリント装置およびインプリント方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20151029BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 502D

   B29C59/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-194544(P2012-194544)

(22)【出願日】2012年9月4日

(65)【公開番号】特開2014-53333(P2014-53333A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2014年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】小柴 健

(72)【発明者】

【氏名】小峰 信洋

【審査官】 新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５１０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６９７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００９７５９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３０９５４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テンプレートに形成されている回路パターンが転写される被転写基板を保持するとともに基板面内方向に前記被転写基板を移動させるステージと、
前記被転写基板上にレジストを滴下する滴下部と、
前記テンプレートを保持するとともに前記被転写基板上のレジストに前記テンプレートの回路パターンを押し当てる押印部と、
前記被転写基板に形成されているパターンであって前記回路パターンを転写する際の位置合わせ対象である下地パターンの位置を検出する下地位置検出部と、
前記下地パターンの位置に基づいて前記レジストの滴下位置を補正する補正部と、
補正された滴下位置に基づいて前記ステージの位置および前記滴下部の位置の少なくとも一方を制御することにより、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させる滴下位置制御部と、
前記下地パターンの位置に基づいて、前記回路パターンと前記下地パターンとの間の位置ずれ量を補正するためのアライメント補正値を算出する算出部と、
前記アライメント補正値に基づいて、前記レジストの滴下レシピを作成するレシピ作成部と、
前記アライメント補正値に基づいて前記回路パターンの設計データを補正することにより、前記レジストが滴下される領域の形状である滴下フィールド形状を再設定する形状設定部と、
を備え、
前記レシピ作成部は、前記滴下フィールド形状を用いて前記滴下レシピを作成し、
前記補正部は、前記レジストの滴下位置として、前記レジストの滴下を開始する位置と、前記被転写基板に対する前記滴下部の移動経路と、をインプリントショット毎に補正することにより前記滴下レシピを補正し、
前記滴下位置制御部は、補正後の滴下レシピを用いて、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させることを特徴とするインプリント装置。

【請求項2】

テンプレートに形成されている回路パターンが転写される被転写基板を保持するとともに基板面内方向に前記被転写基板を移動させるステージと、
前記被転写基板上にレジストを滴下する滴下部と、
前記テンプレートを保持するとともに前記被転写基板上のレジストに前記テンプレートの回路パターンを押し当てる押印部と、
前記被転写基板に形成されているパターンであって前記回路パターンを転写する際の位置合わせ対象である下地パターンの位置を検出する下地位置検出部と、
前記下地パターンの位置に基づいて前記レジストの滴下位置を補正する補正部と、
補正された滴下位置に基づいて前記ステージの位置および前記滴下部の位置の少なくとも一方を制御することにより、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させる滴下位置制御部と、
前記下地パターンの位置に基づいて、前記回路パターンと前記下地パターンとの間の位置ずれ量を補正するためのアライメント補正値を算出する算出部と、
前記アライメント補正値に基づいて、前記レジストの滴下レシピを作成するレシピ作成部と、
前記アライメント補正値に基づいて前記回路パターンの設計データを補正することにより、前記レジストが滴下される領域の形状である滴下フィールド形状を再設定する形状設定部と、
を備え、
前記レシピ作成部は、前記滴下フィールド形状を用いて前記滴下レシピを作成し、
前記補正部は、前記アライメント補正値を用いて前記レジストの滴下位置を補正することにより前記滴下レシピを補正し、
前記滴下位置制御部は、補正後の滴下レシピを用いて、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させることを特徴とするインプリント装置。

【請求項3】

テンプレートに形成されている回路パターンが転写される被転写基板をステージ上に載置する載置ステップと、
前記被転写基板に形成されているパターンであって前記回路パターンを転写する際の位置合わせ対象である下地パターンの位置を検出する下地位置検出ステップと、
前記下地パターンの位置に基づいて、前記回路パターンと前記下地パターンとの間の位置ずれ量を補正するためのアライメント補正値を算出する算出ステップと、
前記アライメント補正値に基づいて前記回路パターンの設計データを補正することにより、前記レジストが滴下される領域の形状である滴下フィールド形状を再設定する形状設定ステップと、
前記アライメント補正値に基づいて、前記レジストの滴下レシピを作成するレシピ作成ステップと、
前記下地パターンの位置に基づいて前記レジストの滴下位置を補正する補正ステップと、
前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下する滴下ステップと、
補正された滴下位置に基づいて前記ステージの位置および前記滴下部の位置の少なくとも一方を制御することにより、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させる滴下位置制御ステップと、
前記被転写基板上のレジストに前記テンプレートの回路パターンを押し当てる押印ステップと、
を含み、
前記レシピ作成ステップでは、前記滴下フィールド形状を用いて前記滴下レシピを作成し、
前記補正ステップでは、前記アライメント補正値を用いて前記レジストの滴下位置を補正することにより前記滴下レシピを補正し、
前記滴下位置制御ステップでは、補正後の滴下レシピを用いて、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させることを特徴とするインプリント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、インプリント装置およびインプリント方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ウエハなどの基板にテンプレートパターンを転写するインプリント法が注目されている。インプリント法では、テンプレートパターンを形成したテンプレートを、基板上に塗布されているレジストに押し付けるとともに、押し付けた状態でレジストに光照射を行なう。そして、光照射によってレジストを硬化させることにより、レジストにテンプレートパターンを転写する。

【0003】

従来、レジストの塗布モジュール（ディスペンサ）が、インクジェット方式によってレジストを吐出する際には、レジストの吐出量および滴下位置が、テンプレートパターンの設計データに対して高精度に制御されていた。

【0004】

しかしながら、下地パターン自体が歪んでいる場合、下地パターンとレジストの滴下位置との間に位置ずれが生じる。このような場合、ショット外周部で大規模な未充填不良やレジストのはみ出し不良が発生する可能性がある。そして、これらの不良が発生すると、半導体装置を製造するうえで致命的な欠陥になる場合がある。このため、下地パターンに対して適切な位置にレジストを滴下することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−６９７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、下地パターンに対して適切な位置にレジストを滴下することができるインプリント装置およびインプリント方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態によれば、インプリント装置が提供される。前記インプリント装置は、ステージと、滴下部と、押印部と、下地位置検出部と、補正部と、滴下位置制御部と、を備えている。前記ステージは、テンプレートに形成されている回路パターンが転写される被転写基板を保持するとともに基板面内方向に前記被転写基板を移動させる。前記滴下部は、前記被転写基板上にレジストを滴下する。前記押印部は、前記テンプレートを保持するとともに前記被転写基板上のレジストに前記テンプレートの回路パターンを押し当てる。前記下地位置検出部は、前記被転写基板に形成されているパターンであって前記回路パターンを転写する際の位置合わせ対象である下地パターンの位置を検出する。前記補正部は、前記下地パターンの位置に基づいて前記レジストの滴下位置を補正する。前記滴下位置制御部は、補正された滴下位置に基づいて前記ステージの位置および前記滴下部の位置の少なくとも一方を制御することにより、前記レジストを前記被転写基板上の補正後の滴下位置に滴下させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るインプリント方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】図３は、アライメントマークの位置が検出されるショットを説明するための図である。

【図4】図４は、レジストの滴下開始位置を説明するための図である。

【図5】図５は、第２の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係るインプリント方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、滴下フィールド形状と滴下位置を説明するための図である。

【図8】図８は、制御機構のハードウェア構成を示す図である。

【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、実施形態に係るインプリント装置およびインプリント方法を詳細に説明する。なお、これら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の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。インプリント装置１Ａは、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）などのインプリントリソグラフィ法（例えば、光ナノインプリント法）を行なう装置である。インプリント装置１Ａは、モールド基板であるテンプレート（原版の型）Ｔ１を用いて、ウエハＷ１などの被転写基板（被加工基板）上にレジストパターンを形成する。

【0011】

本実施形態のインプリント装置１Ａは、ウエハＷ１上に滴下するレジスト（光硬化性有機材料）（光硬化樹脂）２の滴下位置（配置位置）を、ウエハＷ１の下地パターンの歪みに基づいて設定する。換言すると、インプリント装置１Ａは、レジストパターンの位置合わせ対象である下地パターンの歪み量（位置ずれ量）に基づいて、ウエハＷ１上の所定位置にレジスト２の配置位置を設定する。

【0012】

インプリント装置１Ａは、設定した滴下位置にレジスト２を滴下し、回路パターンなどが形成されたテンプレートＴ１を用いてウエハＷ１上にテンプレートパターン（回路パターンなど）の転写を行なう。

【0013】

インプリント装置１Ａは、制御機構と、インプリント処理機構と、を備えている。制御機構は、滴下制御回路１０と、メイン制御部２０Ａと、位置制御回路２１と、位置検出回路２２と、テンプレート姿勢制御部２３と、を有している。

【0014】

インプリント処理機構は、光源３９と、アライメントスコープ（アライメントセンサ）６と、光源照射部４０と、ロードセル（押印部）３１と、テンプレート保持部３２と、基板保持部（基板チャック）３６と、ステージ３７と、基準マーク台３８と、液滴下装置としてのノズル（ディスペンサ）５と、を有している。

【0015】

ステージ３７上には、基板保持部３６が設けられている。ステージ３７は、基板保持部３６によってウエハＷ１を保持するとともに、ウエハＷ１と平行な平面内（水平面内）を移動することによってウエハＷ１の面内方向にウエハＷ１を移動させる。

【0016】

ステージ３７は、ウエハＷ１上にレジスト２を滴下する際にはウエハＷ１をノズル５の下方側に移動させる。ステージ３７は、ウエハＷ１への押印処理を行う際には、テンプレートＴ１とウエハＷ１とが対向するよう、ウエハＷ１をテンプレートＴ１の下方側に移動させる。

【0017】

また、ステージ３７上には、基準マーク台３８が設けられており、基準マーク台３８上には基準マークが設けられている。基準マークは、ステージ３７の位置を検出するためのマークであり、ウエハＷ１をステージ３７上にロードする際のアライメントに用いられる。ステージ３７は、６軸（ｘ，ｙ，ｚ，θ，α，β）の可動方向を有しており、ステージ定盤上を移動する。

【0018】

ロードセル３１は、テンプレート保持部３２を駆動することにより、テンプレートＴ１の位置や姿勢などを制御する。テンプレート保持部３２は、テンプレートＴ１の裏面側（テンプレートパターンの形成されていない側の面）からテンプレートＴ１を固定する。

【0019】

ロードセル３１は、テンプレートＴ１のテンプレートパターンをウエハＷ１上のレジスト２に押し当てる。ロードセル３１は、上下方向（鉛直方向）に移動することにより、テンプレートＴ１のレジスト２への押し当てと、テンプレートＴ１のレジスト２からの引き離し（離型）と、を行う。

【0020】

ロードセル３１の上部側には、アライメントスコープ６が設けられている。アライメントスコープ６は、ウエハＷ１とテンプレートＴ１との間の位置関係を検出するセンサである。アライメントスコープ６は、例えば、光源とレンズ系とＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラと用いて構成されている。

【0021】

本実施形態のアライメントスコープ６は、レジスト２の滴下位置を設定する際に、ウエハＷ１に形成されているアライメントマークの位置を検出する。アライメントスコープ６によって位置検出されるアライメントマークは、これから形成するレジストパターン（上地パターン）が位置合わせを行うためのマークであり、下地パターンを用いて形成されている。

【0022】

なお、図１では、アライメントスコープ６が、テンプレートＴ１越しにアライメントマークの位置を検出する場合の構成を示しているが、アライメントスコープ６の構成は、他の構成であってもよい。

【0023】

光源３９は、ロードセル３１の上方に設けられており、レジスト２を硬化させる波長の光（例えばＵＶ（Ultra-Violet-rays）光）を出力する。光源３９は、例えば、３６５ｎｍ付近の波長を持つ高圧水銀ランプを用いて構成されている。光源照射部４０は、透明部材のテンプレートＴ１がレジスト２に押し当てられた状態で、テンプレートＴ１上から光を照射する。

【0024】

インプリントに用いるレジスト２は、特定の波長の光を照射することで硬化することができる光硬化樹脂である。レジスト２は、例えば、３６５ｎｍ付近の波長が照射されると硬化するＵＶ硬化樹脂である。なお、レジスト２は熱硬化性などの他の性質を有した樹脂であってもよい。

【0025】

テンプレートＴ１は、凹凸パターン（回路パターン）を有する透明体である。テンプレートＴ１の材質としては、石英、サファイア、蛍石、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等が用いられる。なお、テンプレートＴ１の凹凸パターン面（ウエハＷ１に押し当てられる側の表面）にはフッ素系シランカップリング剤等を用いた離型用の処理を施しておいてもよい。

【0026】

ノズル５は、インクジェット方式によってウエハＷ１上の任意の位置にレジスト２を滴下する装置（有機材料の塗布モジュール）である。ノズル５が備えるインクジェットヘッドは、レジスト２の液滴を噴出する複数の微細孔を有している。ノズル５の複数の微細孔が同時に制御されることによって、ウエハＷ１上の所望位置にレジスト２を塗布（滴下）することができる。ノズル５は、滴下制御回路１０からの指示に従って、ウエハＷ１上の所定の滴下位置にレジスト２を滴下する。

【0027】

メイン制御回路２０Ａは、滴下制御回路１０、位置制御回路２１、位置検出回路２２、テンプレート姿勢制御部２３を制御する。メイン制御回路２０Ａは、滴下制御回路１０、位置制御回路２１、位置検出回路２２、テンプレート姿勢制御部２３のそれぞれから出力データを受け取るとともに、それぞれに指示を送る。

【0028】

位置制御回路２１は、ステージ３７の位置を制御する回路である。位置制御回路２１は、ステージ３７の位置を制御することによって、ノズル５に対するウエハＷ１の位置や、テンプレートＴ１に対するウエハＷ１の位置を制御する。なお、位置制御回路２１は、ステージ３７の代わりにテンプレートＴ１の位置やノズル５の位置を制御してもよい。

【0029】

位置検出回路２２は、アライメントスコープ６から送られてくる画像（ウエハＷ１やテンプレートＴ１の位置に関する情報）の画像処理を行うことによって、ウエハＷ１とテンプレートＴ１との間の位置情報（下地パターンの歪み量など）を算出する。位置検出回路２２が生成する位置情報は、テンプレートＴ１に対するウエハＷ１（下地パターン）の位置情報である。位置検出回路２２は、生成した位置情報をメイン制御回路２０Ａに送る。

【0030】

本実施形態のメイン制御回路２０Ａは、アライメント補正値算出部７を具備している。アライメント補正値算出部７は、ウエハＷ１に形成済みの下地パターンの歪み量に基づいて、ウエハＷ１に対するテンプレートＴ１のアライメント補正値を算出する。アライメント補正値は、ウエハＷ１面内における各インプリントショットの位置ずれ（ウエハＷ１面内の歪み）、各インプリントショット内でのパターンの位置ずれ（インプリントショット内の歪み）を補正するための情報である。アライメント補正値は、インプリントショット毎に算出される。

【0031】

アライメント補正値算出部７は、位置検出回路２２から送られてくる下地パターンの位置情報に基づいて、アライメント補正値を算出し、算出したアライメント補正値を、滴下制御回路１０とテンプレート姿勢制御部２３に送る。

【0032】

テンプレート姿勢制御部２３は、テンプレートＴ１の位置や姿勢（歪み）を制御する回路である。テンプレート姿勢制御部２３は、ロードセル３１で検出された検出信号およびウエハＷ１上の被加工部の面積からテンプレートＴ１とウエハＷ１との間にかかる圧力を算出する。テンプレート姿勢制御部２３は、算出した圧力およびアライメント補正値算出部７で算出されたアライメント補正値に基づいて、テンプレートＴ１がウエハＷ１の下地パターンのショット形状に合致するようテンプレートＴ１を歪ませる。テンプレート姿勢制御部２３は、テンプレート保持部３２にある複数のアクチュエータを駆動させることにより、テンプレートＴ１を所望の形状に歪ませる。

【0033】

滴下制御回路１０は、滴下レシピ記憶部１１、吐出特性記憶部１２、吐出量算出部１３、アライメント補正値記憶部３、滴下位置補正部４、ノズル制御部１６を具備している。

【0034】

滴下レシピ記憶部１１は、滴下レシピを記憶するメモリなどである。滴下レシピには、レジスト２を滴下（噴出）するタイミングや滴下位置などが含まれている。滴下レシピは、例えば、レジストパターン（テンプレートパターン）に対応する設計データ（レイアウトパターンデータ）に基づいて生成される。滴下レシピは、インプリント装置１Ａが生成してもよいし、インプリント装置１Ａ以外の装置が生成してもよい。

【0035】

吐出特性記憶部１２は、ノズル５がレジスト２を吐出する際のノズル５の吐出特性を記憶するメモリなどである。ノズル５の吐出特性には、インクジェットヘッドに設けられている微細孔の数や微細孔からの吐出スピードなどが含まれている。インプリント装置１Ａが複数のノズル５を備えている場合、吐出特性記憶部１２は、ノズル５毎に吐出特性を記憶しておく。ノズル５の吐出特性は、例えば、インプリント装置１Ａから吐出特性記憶部１２に入力してもよいし、インプリント装置１Ａ以外の装置から吐出特性記憶部１２に入力してもよい。

【0036】

吐出量算出部１３は、滴下レシピ記憶部１１が記憶している滴下レシピおよび吐出特性記憶部１２が記憶しているノズル５の吐出特性に基づいて、ノズル５から吐出するレジスト５の吐出量を算出する。吐出量算出部１３は、レジストパターンの形成に必要なレジスト２の量を、レジスト５の吐出量（最適吐出量）として算出する。吐出量算出部１３は、算出した吐出量と、滴下レシピと、を滴下位置補正部４に送る。アライメント補正値記憶部３は、アライメント補正値算出部７から送られてくるアライメント補正値を記憶するメモリなどである。

【0037】

滴下位置補正部４は、吐出量算出部１３が算出した吐出量と、アライメント補正値記憶部３が記憶しているアライメント補正値と、に基づいて、滴下レシピに設定されているレジスト２の滴下位置を補正する。滴下位置補正部４は、吐出量算出部１３が算出したレジスト５の吐出量を維持しつつ、アライメント補正値に対応する位置にレジスト２が滴下されるよう、レジスト２の滴下位置を補正する。滴下位置補正部４は、レジスト２の滴下位置を補正した滴下レシピをノズル制御部１６に送る。

【0038】

このように、本実施形態のインプリント装置１Ａは、下地パターンのショット歪みに応じた滴下位置にレジスト２を滴下するために、レジスト２の滴下位置を補正するための滴下位置補正部４とアライメント補正値記憶部３と、を滴下制御回路１０内に具備している。

【0039】

ノズル制御部１６は、滴下位置補正部４が補正した滴下レシピを用いてノズル５の移動位置や駆動姿勢などを制御する。滴下レシピは、ウエハＷ１の下地パターンの歪みに基づいて補正されているので、ノズル５は、ウエハＷ１の下地パターンの歪みを補正するよう、下地パターンの歪みに応じた動作を行う。このように、ノズル５は、下地パターンに対してレジスト２が適切な位置に配置されるよう制御される。

【0040】

図２は、第１の実施形態に係るインプリント方法の処理手順を示すフローチャートである。第１の実施形態に係るインプリント方法は、下地パターンの位置情報を用いて、レジスト２の滴下位置を補正する処理を行う。

【0041】

ウエハＷ１へは、予め下地パターンを形成しておく。ウエハＷ１の下地パターンは、例えば、インプリント装置１Ａを用いて形成される。ウエハＷ１の下地パターン上にレジストパターン（上地パターン）を形成する際には、ウエハＷ１がインプリント装置１Ａ内に搬入される。

【0042】

インプリント装置１Ａは、ウエハＷ１をステージ３７上に載置して、基板保持部３６によって保持する。そして、インプリント装置１Ａは、基準マーク台３８上の基準マークとアライメントスコープ６を用いてウエハＷ１のアライメントを行う。

【0043】

さらに、インプリント装置１Ａは、アライメントスコープ６を用いて、ウエハＷ１とテンプレートＴ１との間の位置合わせを行う。具体的には、アライメントスコープ６が、ウエハＷ１に形成されているアライメントマークの位置を検出する。

【0044】

図３は、アライメントマークの位置が検出されるショットを説明するための図である。ウエハＷ１内には複数のインプリントショット５０が配置されており、各インプリントショット５０内には複数のアライメントマーク６１が形成されている。なお、図３では、説明の便宜上、アライメントマーク６１は全インプリントショット５０に配置されていないように記載しているが、実際には全てのインプリントショット５０に対して同じようにアライメントマーク６１が配置されている。

【0045】

アライメントスコープ６は、例えば、ウエハＷ１内の所定のショットに対してアライメントマークの位置検出を行う。換言すると、アライメントスコープ６は、全ショットのアライメントマークに対して位置検出を行うわけではなく、所定のショットに限定して位置検出を行う。

【0046】

なお、アライメントスコープ６は、全ショットのアライメントマークに対して位置検出を行ってもよい。また、各ショット内に形成するアライメントマークは、４つに限らず、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。

【0047】

位置検出回路２２は、アライメントスコープ６から送られてくる画像の画像処理を行うことによって、ウエハＷ１とテンプレートＴ１との間の位置情報（下地パターンの位置情報）を算出する。位置検出回路２２は、生成した位置情報をアライメント補正値算出部７に送る。これにより、アライメント補正値算出部７は、下地パターンの位置情報を取得する（ステップＳ１）。

【0048】

アライメント補正値算出部７は、位置検出回路２２から送られてくる下地パターンの位置情報に基づいて、アライメント補正値を算出する（ステップＳ２）。アライメント補正値算出部７は、所定のショットから検出された下地パターンの位置情報に対して、最小二乗法等で最適化された多項式を用いて、下地パターンのショット歪みに関する情報（アライメント補正値）を近似的に算出する。

【0049】

この算出方法では、ウエハＷ１内でのショット配置（グリッド）とショット形状（ショット歪み）を、それぞれの座標情報を導く多項式の形で表現しておく。これにより、ウエハＷ１上の各ショット座標は、前記多項式によって表される。

【0050】

アライメント補正値を算出する際には、下地パターンの位置情報から、上述したアライメント補正値もしくはウエハＷ１上のショット座標を示す多項式を算出する。本実施形態では、以下の式（１）〜（４）で示す多項式の係数を求めることによって、アライメント補正値を算出する。

【0051】

【数1】

【数2】

【0052】

【数3】

【数4】

【0053】

ここでの（ＤＸ，ＤＹ）は、ショット位置のずれ量を算出するための多項式であり、（ＤＸ，ＤＹ）の多項式中における（Ｘ，Ｙ）は，ウエハＷ１面上のショット位置初期座標を示している。ショット位置初期座標は、各ショットの初期位置（最初にレジスト２を滴下する位置）である。

【0054】

また、（ｄｘ，ｄｙ）は、ショット内の各点の位置ずれ量を示しており、（ｄｘ，ｄｙ）の多項式中における（ｘ、ｙ）は、ショット内の理想座標を示している。上述した式（１）〜（４）の係数Ｋと係数ｋを求めることは、ショット位置ならびにショット形状の補正値を求めていることと等価である。なお、半導体製造プロセスにおけるアライメントおよび重ね合わせ補正値の算出には既に多くの手法が知られているので、ここでは詳述しない。

【0055】

また、ここでの式（１）〜（４）は、それぞれ３次成分まで含んでいるが、線形成分のみをアライメントマークの検出によって算出し、高次成分に関しては別途予め実施しておいた重ね合わせ計測結果よりフィードバックされた係数を用いてもよい。また、線形成分のみを用いてアライメント補正値を算出してもよい。さらに、重ね合わせ計測結果のフィードバック等の手法を用いれば、更に高次の多項式を用いてグリッドおよびショット形状を補正することが可能となる。

【0056】

アライメント補正値算出部７は、算出したアライメント補正値を、滴下制御回路１０とテンプレート姿勢制御部２３に送る。テンプレート姿勢制御部２３は、テンプレートＴ１とウエハＷ１との間にかかる圧力と、アライメント補正値と、に基づいて、テンプレートＴ１を歪ませる。滴下制御回路１０は、アライメント補正値記憶部３で、アライメント補正値算出部７から送られてくるアライメント補正値を記憶する。

【0057】

滴下位置補正部４は、吐出量算出部１３が算出したレジスト２の吐出量と、アライメント補正値記憶部３が記憶しているアライメント補正値と、に基づいて、滴下レシピに設定されているレジスト２の滴下位置を補正する。

【0058】

具体的には、滴下位置補正部４は、アライメント補正値を用いて、各ショットのウエハＷ１面内での位置座標を補正する。これにより、ノズル５（ディスペンサ）の駆動開始位置（滴下開始位置）が予め設定された開始位置から補正される（ステップＳ３）。

【0059】

図４は、レジストの滴下開始位置を説明するための図である。図４の（ａ）と（ｂ）では、ウエハＷ１に設定されるインプリントショットの配置位置を示している。図４の（ａ）は、下地パターンに対してアライメント補正する前のインプリントショット５１の配置位置を示し、図４の（ｂ）は、下地パターンに対してアライメント補正した後のインプリントショット５２の配置位置を示している。

【0060】

下地パターンに対してアライメント補正する前は、Ｘ方向およびＹ方向に規則正しく等間隔で各インプリントショット５１が配置されている。具体的には、各インプリントショットの横方向に延びる辺はＸ方向に平行となり、縦方向に延びる辺はＹ方向に平行となるよう、各インプリントショットが格子状に配置されている。

【0061】

下地パターンに対してアライメント補正することにより、各インプリントショット５１の位置は、アライメント補正値に応じた位置（インプリントショット５２の位置）に補正される。これにより、ノズル５の駆動開始位置である滴下開始位置が予め設定された開始位置から補正される。

【0062】

さらに、滴下位置補正部４は、アライメント補正値を用いて、レジスト２の滴下位置をショットの歪み形状に合わせるようにノズル５の駆動姿勢および移動経路を補正する（ステップＳ４）。

【0063】

このとき、滴下位置補正部４は、ショット内の歪みを示す線形成分（ｋ３，ｋ４，ｋ５，ｋ６，ｋ９，ｋ１０）の数値からショット内の歪み形状を取得し、その歪み形状に合わせるようにノズル５の各ショット内における駆動姿勢および移動経路を補正する。滴下位置補正部４は、レジスト２の滴下位置を補正した滴下レシピをノズル制御部１６に送る。

【0064】

ノズル制御部１６は、滴下位置補正部４が補正した滴下レシピを用いてノズル５の移動位置や駆動姿勢などを制御する。これにより、ノズル５は、滴下位置が補正された滴下レシピに従って、レジスト２をウエハＷ１上の所望位置に吐出する（ステップＳ５）。ノズル５の駆動姿勢および移動経路が補正されているので、ノズル５から吐出されたレジスト２は、ショット歪みを示す線形成分を再現するように吐出される。

【0065】

この後、インプリント装置１Ａは、テンプレートＴ１をウエハＷ１上のレジスト２に押し当て（押印）、これにより、テンプレートパターンへのレジスト２の充填が行われる。テンプレートパターンを掘り込んで作製されたテンプレートＴ１をレジスト２に接触させると、毛細管現象によりテンプレートパターン内にレジスト２が流入する。そして、テンプレートパターンへのレジスト２の充填が完了すると、光源照射部４０は、テンプレートＴ１上から光を照射する。

【0066】

これにより、レジスト２が硬化する。レジスト２が硬化した後、インプリント装置１Ａは、テンプレートＴ１をレジスト２から離型する。これにより、テンプレートパターンを反転させたレジストパターンがウエハＷ１上に形成（転写）される（ステップＳ６）。この後、インプリント装置１Ａは、ウエハＷ１をアンロードする。

【0067】

インプリント装置１Ａを用いた滴下位置の補正処理およびインプリント処理は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。具体的には、ウエハＷ１上に形成するレジストパターン毎に設計データが作成され、各設計データに応じたテンプレートパターンが作成される。そして、テンプレートパターンを有したテンプレートＴ１が形成される。

【0068】

インプリント装置１Ａは、設計データ毎に滴下位置の補正処理を行う。そして、インプリント装置１Ａは、滴下位置の補正された滴下レシピを用いて、ウエハＷ１上にレジスト２を滴下させる。また、インプリント装置１Ａは、テンプレートＴ１を用いてウエハＷ１上にレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてウエハＷ１の下層側が加工（例えば、エッチング）される。半導体装置（半導体集積回路）を製造する際には、滴下位置の補正処理、インプリント処理、レジストパターン上からの加工処理などが、ウエハプロセスのレイヤ毎に繰り返される。

【0069】

なお、本実施の形態では、ノズル制御部１６がノズル５の位置制御することにより、下地パターンに応じた位置にレジスト２を滴下することとしたが、位置制御回路２１がステージ３７の位置を制御することにより、下地パターンに応じた位置にレジスト２を滴下してもよい。この場合、滴下位置補正部４は、位置制御回路２１にレジスト２の滴下位置に関する情報を送る。また、ノズル制御部１６によるノズル５の位置制御と、位置制御回路２１によるステージ３７の位置制御と、の両方を行うことにより、下地パターンに応じた位置にレジスト２を滴下してもよい。

【0070】

このように、第１の実施形態によれば、ウエハＷ１の下地パターンの歪みに基づいて、レジスト２の滴下位置を補正するので、下地パターンに対して適切な位置にレジストを滴下することが可能となる。これにより、テンプレートＴ１の押印位置とレジスト２の滴下位置との間に発生する位置ずれを防止できるので、インプリント処理における未充填不良やレジスト２のはみ出し不良を防止することが可能となる。

【0071】

（第２の実施形態）
つぎに、図５〜図８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、アライメント補正値を用いてレジスト２の吐出領域形状（後述する滴下フィールド形状）を補正し、補正した滴下フィールド形状に基づいて滴下レシピを作成する。

【0072】

図５は、第２の実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。図５の各構成要素のうち図１に示す第１の実施形態のインプリント装置１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

【0073】

インプリント装置１Ｂは、インプリント装置１Ａと比較して、メイン制御部２０Ａの代わりにメイン制御部２０Ｂを有している。すなわち、インプリント装置１Ｂの制御機構は、滴下制御回路１０と、メイン制御部２０Ｂと、位置制御回路２１と、位置検出回路２２と、テンプレート姿勢制御部２３と、を有している。

【0074】

メイン制御部２０Ｂは、アライメント補正値算出部７と、ショット形状設定部８と、滴下レシピ作成部９と、を具備している。ショット形状設定部８は、アライメント補正値算出部７が算出したアライメント補正値を用いて、レジスト２を吐出する領域（滴下フィールド形状）を再設定する。滴下フィールド形状は、レジスト２を滴下するウエハＷ１上のショット形状であり、アライメント補正値に基づいて、ショット毎に再設定される。

【0075】

ショット形状設定部８は、アライメント補正値（下地パターンの歪み）に基づいて、上地パターンの設計データを補正することにより、滴下フィールド形状を再設定する。滴下レシピ作成部９は、下地パターンの歪みに応じた位置にレジスト２を滴下できるよう、滴下フィールド形状を補正することにより、滴下フィールド形状を再設定する。ショット形状設定部８は、補正した滴下フィールド形状を滴下レシピ作成部９に送る。

【0076】

滴下レシピ作成部９は、滴下フィールド形状に基づいて、レジスト２の滴下レシピを作成する。滴下フィールド形状は、例えば、上地パターンの設計データに応じて設定しておくものである。本実施形態では、アライメント補正値に基づいて上地パターンの設計データが補正されるよう滴下フィールド形状を再設定しているので、滴下フィールド形状は、下地パターンの歪みに応じた領域に設定されることとなる。滴下レシピ作成部９は、作成した滴下レシピを、滴下制御回路１０の滴下レシピ記憶部１１に送る。本実施形態の吐出量算出部１３は、滴下レシピ作成部９で作成された滴下レシピを用いてレジスト２の吐出量を算出する。

【0077】

図６は、第２の実施形態に係るインプリント方法の処理手順を示すフローチャートである。第２の実施形態に係るインプリント方法は、下地パターンの位置情報を用いてレジスト２の滴下位置を補正するとともに、下地パターンの位置情報を用いて滴下レシピを作成する。なお、第１の実施形態に係るインプリント方法の処理と同様の処理については、その説明を省略する。

【0078】

ウエハＷ１がインプリント装置１Ｂ内に搬入された後、位置検出回路２２は、アライメントスコープ６から送られてくる画像の画像処理を行うことによって、ウエハＷ１とテンプレートＴ１との間の位置情報（下地パターンの位置情報）を算出する。位置検出回路２２は、生成した位置情報をアライメント補正値算出部７に送る。これにより、アライメント補正値算出部７は、下地パターンの位置情報を取得する（ステップＳ１１）。

【0079】

アライメント補正値算出部７は、位置検出回路２２から送られてくる下地パターンの位置情報に基づいて、アライメント補正値を算出する（ステップＳ１２）。本実施形態のステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、第１の実施形態のステップＳ１，Ｓ２の処理と同様の処理である。

【0080】

アライメント補正値算出部７は、算出したアライメント補正値を、滴下制御回路１０、テンプレート姿勢制御部２３およびショット形状設定部８に送る。ショット形状設定部８は、アライメント補正値に基づいて、滴下フィールド形状を再設定する。換言すると、ショット形状設定部８は、上地パターンの設計データに対して設定されている滴下フィールド形状を、下地パターンの歪みに基づいて補正する。これにより、下地パターンの歪みに応じた滴下フィールド形状が再設定される（ステップＳ１３）。

【0081】

滴下フィールド形状の再設定処理は、ショット（滴下フィールド形状）の歪みを示す係数を用いて、ショット内の各点の座標を歪みに応じた位置に変換することによって行われる。ここで用いる係数は、第１の実施形態で用いた式（１）〜（４）内の各係数であり、再設定の際の座標補正に対しては、必要な次数までの係数を用いることができる。なお、インプリント装置１Ｂでショットの歪みを補正する次数には限界があるので、その次数と再設定の際に用いる次数とを一致させておく方が望ましい。ショット形状設定部８は、補正した滴下フィールド形状を滴下レシピ作成部９に送る。

【0082】

滴下レシピ作成部９は、再設定された滴下フィールド形状に基づいて、滴下フィールド形状に最適な滴下レシピを作成する（ステップＳ１４）。換言すると、滴下レシピ作成部９は、再設定されたショット座標を用いて、滴下レシピを再作成する。具体的には、滴下レシピ作成部９は、テンプレートパターンの設計データの位置座標を再設定された座標系に置き換えて滴下レシピを再作成する。滴下レシピの作成方法については、例えば、特開２０１２−６９８１８号公報や特開２０１２−６９７０１号公報に記載の手法を適用する。これにより、下地パターンの歪みに応じた滴下レシピが作成される。滴下レシピ作成部９は、作成した滴下レシピを、滴下制御回路１０の滴下レシピ記憶部１１に送る。

【0083】

図７は、滴下フィールド形状と滴下位置を説明するための図である。図７の（ａ）は、再設定前の滴下フィールド形状４１を示し、図７の（ｂ）は、再設定された滴下フィールド形状４２を示している。また、図７の（ｃ）は、再設定された滴下フィールド形状４２に設定されるレジスト２の滴下位置を示している。

【0084】

再設定前の滴下フィールド形状４１は、矩形状であり、滴下フィールド形状４１内の座標は等間隔で並んでいる。再設定された滴下フィールド形状４２は、例えば、滴下フィールド形状４１の矩形状を歪ませた形状である。再設定された滴下フィールド形状４２内の座標は、等間隔で並ぶことなく、下地パターンの歪みに応じた座標が設定される。

【0085】

再設定された滴下フィールド形状４２に用いる滴下レシピには、レジスト２の滴下位置４４が設定される。滴下位置４４は、滴下フィールド形状４２内の座標に応じた位置となるので、滴下位置４４は、下地パターンの歪みに応じた位置となる。換言すると、滴下位置４４は、ショットの歪み成分が補正される位置である。このように、レジスト２は、下地パターンの歪みに応じた滴下位置に滴下される。

【0086】

吐出量算出部１３は、滴下レシピ作成部９で作成された滴下レシピを用いてレジスト２の吐出量を算出する。さらに、滴下位置補正部４は、レジスト２の吐出量と、アライメント補正値と、に基づいて、滴下レシピに設定されているレジスト２の滴下位置を補正する。

【0087】

具体的には、滴下位置補正部４は、アライメント補正値を用いて、各ショットのウエハＷ１面内での位置座標を補正する。これにより、レジスト２の滴下開始位置が予め設定された開始位置から補正される（ステップＳ１５）。

【0088】

さらに、滴下位置補正部４は、アライメント補正値を用いて、レジスト２の滴下位置をショットの歪み形状に合わせるようにノズル５の駆動姿勢および移動経路を補正する（ステップＳ１６）。滴下位置補正部４は、レジスト２の滴下位置を補正した滴下レシピをノズル制御部１６に送る。

【0089】

これにより、ノズル制御部１６は、滴下レシピ作成部９で作成されて滴下位置補正部４で補正された滴下レシピを用いてノズル５を制御し、レジスト２をウエハＷ１上の所望位置に吐出する（ステップＳ１７）。このとき、ノズル制御部１６は、滴下レシピを用いてノズル５の移動位置や駆動姿勢などを制御する。

【0090】

この後、インプリント装置１Ｂは、テンプレートＴ１をレジスト２に押し当てて、テンプレートパターンにレジスト２を充填する。そして、テンプレートパターンへのレジスト２の充填が完了すると、光源照射部４０は、テンプレートＴ１上から光を照射してレジスト２を硬化させる。

【0091】

レジスト２が硬化した後、インプリント装置１Ｂは、テンプレートＴ１をレジスト２から離型する。これにより、テンプレートパターンを反転させたレジストパターンがウエハＷ１上に転写される（ステップＳ１８）。

【0092】

つぎに、インプリント装置１Ａ，１Ｂが備える制御機構のハードウェア構成について説明する。なお、ここではインプリント装置１Ａが有する制御機構とインプリント装置１Ｂが有する制御機構とは、同様のハードウェア構成を有しているので、インプリント装置１Ｂが有する制御機構のハードウェア構成について説明する。

【0093】

図８は、制御機構のハードウェア構成を示す図である。制御機構は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、表示部９４、入力部９５を有している。制御機構では、これらのＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、表示部９４、入力部９５がバスラインを介して接続されている。

【0094】

ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムである滴下位置補正プログラム９７を用いてレジスト滴下位置の補正を行う。滴下位置補正プログラム９７は、コンピュータで実行可能な、滴下位置を補正するための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトである。滴下位置補正プログラム９７では、前記複数の命令が、滴下位置の補正処理をコンピュータに実行させる。

【0095】

表示部９４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、下地パターンの位置（アライメントマークの座標）、アライメント補正値、滴下フィールド形状、滴下レシピ、吐出特性、吐出量、補正後の滴下位置などを表示する。

【0096】

入力部９５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報（レジスト滴下位置の補正に必要なパラメータ等）を入力する。入力部９５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ９１へ送られる。

【0097】

滴下位置補正プログラム９７は、ＲＯＭ９２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ９３へロードされる。図８では、滴下位置補正プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。

【0098】

ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされた滴下位置補正プログラム９７を実行する。具体的には、制御機構では、使用者による入力部９５からの指示入力に従って、ＣＰＵ９１がＲＯＭ９２内から滴下位置補正プログラム９７を読み出してＲＡＭ９３内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。ＣＰＵ９１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ９３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。

【0099】

制御機構で実行される滴下位置補正プログラム９７は、アライメント補正値算出部７、ショット形状設定部８、滴下レシピ作成部９、吐出量算出部１３、滴下位置補正部４を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。

【0100】

このように、第２の実施形態によれば、ウエハＷ１の下地パターンの歪みに基づいて、滴下レシピを作成するので、下地パターンに対して適切な位置にレジストを滴下することが可能となる。

【0101】

このように第１および第２の実施形態によれば、下地パターンに対して適切な位置にレジストを滴下することが可能となる。

【0102】

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】

【0103】

１Ａ，１Ｂ…インプリント装置、２…レジスト、３…アライメント補正値記憶部、４…滴下位置補正部、５…ノズル、６…アライメントスコープ、７…アライメント補正値算出部、８…ショット形状設定部、９…滴下レシピ作成部、１０…滴下制御回路、１１…滴下レシピ記憶部、１２…吐出特性記憶部、１３…吐出量算出部、１６…ノズル制御部、２０Ａ，２０Ｂ…メイン制御部、２１…位置制御回路、２２…位置検出回路、２３…テンプレート姿勢制御部、３１…ロードセル、３２…テンプレート保持部、３７…ステージ、４１，４２…滴下フィールド形状、４４…滴下位置、５０〜５２…インプリントショット、６１…アライメントマーク、Ｔ１…テンプレート、Ｗ１…ウエハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】