特許 6470153 インプリント方法およびインプリント装置

(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】6470153

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】インプリント方法およびインプリント装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20190204BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20190204BHJP

   G11B 5/84 20060101ALI20190204BHJP

   B81C 1/00 20060101ALI20190204BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 502D

   B29C59/02 Z

   G11B5/84 Z

   B81C1/00

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-180178(P2015-180178)

(22)【出願日】2015年9月11日

(65)【公開番号】特開2017-55090(P2017-55090A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2017年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】東芝メモリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 理人

(72)【発明者】

【氏名】河村 嘉久

(72)【発明者】

【氏名】米田 郁男

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２２１３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３７０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６２０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テンプレートのおもて面側に形成されたテンプレートパターンと、基板に配置されたレジストとを、接触させる接触ステップと、
前記テンプレートパターンを前記レジストに接触させつつ前記テンプレートパターンと前記基板との間の位置合わせを行う位置合わせステップと、
前記位置合わせの完了後に前記テンプレートパターン内に前記レジストを充填させる充填ステップと、
を含み、
前記位置合わせステップでは、第１の力で前記テンプレートを前記レジストに押し当て、
前記充填ステップでは、前記第１の力よりも強い第２の力で前記テンプレートを前記レジストに押し当てる、
前記テンプレートパターンと前記レジストとを接触させる際には、前記第２の力よりも強い第３の力で前記接触を開始する、
ことを特徴とするインプリント方法。

【請求項2】

前記第１および第２の力は、前記テンプレートの裏面側の圧力が調整されることによって調整される、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント方法。

【請求項3】

前記接触ステップは、
前記テンプレートを反らせる第１のステップと、
前記テンプレートパターンの中心領域を前記レジストに接触させる第２のステップと、
前記テンプレートと前記基板とが平行になるよう前記テンプレートを前記レジストに押し当てる第３のステップと、
を有し、
前記第３のステップでは、
前記第２の力よりも強く前記第３の力よりも弱い第４の力で前記テンプレートを前記レジストに押し当て、
前記位置合わせステップでは、前記第４の力を前記第１の力まで弱めて前記位置合わせを行う、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント方法。

【請求項4】

前記位置合わせステップでは、前記テンプレートパターン内に前記レジストを充填させながら位置合わせを行う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のインプリント方法。

【請求項5】

テンプレートのおもて面側に形成されたテンプレートパターンと、基板に配置されたレジストとを、接触させる接触処理と、前記テンプレートパターンを前記レジストに接触させつつ前記テンプレートパターンと前記基板との間の位置合わせを行う位置合わせ処理と、前記位置合わせの完了後に前記テンプレートパターン内に前記レジストを充填させる充填処理と、を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記位置合わせ処理の際に、第１の力で前記テンプレートを前記レジストに押し当てさせ、
前記充填処理の際に、前記第１の力よりも強い第２の力で前記テンプレートを前記レジストに押し当てさせ、
前記テンプレートパターンと前記レジストとを接触させる際に、前記第２の力よりも強い第３の力で前記接触を開始する、
ことを特徴とするインプリント装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、インプリント方法およびインプリント装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置を製造する際の工程の１つとして、インプリント法を用いた工程がある。このインプリント法では、原版の型（テンプレート）が基板上のレジストに押し当てられることによって、テンプレートパターンがレジストに転写される。

【0003】

テンプレートは、概略板状をなしており、おもて面にテンプレートパターンが形成されている。そして、テンプレートをレジストに押し当てる際には、テンプレートの裏面側が所定の力（押印力）で押される。

【0004】

このときの押印力が大きい場合には、テンプレートパターンの基板への位置合わせ精度が悪くなる。一方、押印力が弱い場合には、レジストの充填不良が発生する。従来、レジストの充填不良を抑制しつつ、良好な位置合わせ精度でテンプレートパターンをレジストに転写することは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２６４３６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、レジストの充填不良を抑制しつつ、良好な位置合わせ精度で容易にテンプレートパターンをレジストに転写することができるインプリント方法およびインプリント装置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、インプリント方法が提供される。前記インプリント方法は、接触ステップと、位置合わせステップと、充填ステップと、を含んでいる。前記接触ステップでは、テンプレートのおもて面側に形成されたテンプレートパターンと、基板に配置されたレジストとが、接触させられる。また、前記位置合わせステップでは、前記テンプレートパターンを前記レジストに接触させつつ前記テンプレートパターンと前記基板との間の位置合わせが行なわれる。また、前記充填ステップでは、前記位置合わせの完了後に、前記テンプレートパターン内に前記レジストの充填が行われる。そして、前記位置合わせステップでは、第１の力で前記テンプレートが前記レジストに押し当てられる。また、前記充填ステップでは、前記第１の力よりも強い第２の力で前記テンプレートが前記レジストに押し当てられる。また、テンプレートパターンとレジストとを接触させる際には、第２の力よりも強い第３の力で接触を開始する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

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

【図3】図３は、位置合わせの際の押印力の調整処理を説明するための図である。

【図4】図４は、位置合わせが完了した後の押印力の調整処理を説明するための図である。

【図5】図５は、テンプレート１０の裏面側圧力の変化を示す図である。

【図6】図６は、ウエハ面内の転写パターンの位置ずれ量を示す図である。

【図7】図７は、レジストの充填不良を説明するための図である。

【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、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0010】

（実施形態）
図１は、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１は、ウエハＷａなどの被転写基板に、モールド基板であるテンプレート１０のテンプレートパターンを等倍転写する装置である。インプリント装置１は、光ナノインプリントリソグラフィ法などのインプリント法を用いてウエハＷａ上にパターンを形成する。

【0011】

本実施形態のインプリント装置１は、テンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせを行う際には、第１の力でテンプレート１０の裏面を押す。また、インプリント装置１は、テンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせが完了した後は、第１の力よりも大きな第２の力でテンプレート１０の裏面を押す。これにより、インプリント装置１は、位置合わせ時には、弱い力でテンプレート１０の裏面を押し、位置合わせが完了した後の充填処理時には、強い力でテンプレート１０の裏面を押す。インプリント装置１は、例えば、テンプレート１０の裏面側圧力（背面側の雰囲気）を調整することによって、テンプレート１０の裏面を押す力を調整する。

【0012】

テンプレート１０は、原版の型である。テンプレートパターンは、ウエハＷａに転写される回路パターンなどの転写パターンであり、テンプレート１０のおもて面側に形成されている。テンプレート１０は、概略平板状の石英ガラス基板などを掘り込むことによって形成されている。

【0013】

テンプレート１０は、裏面が薄く削られることによって、裏面側にざぐり（キャビティ）が形成されている。テンプレート１０では、おもて面に配置された台座部（メサ３０）にテンプレートパターンが形成されている。

【0014】

メサ３０は、テンプレート１０のおもて面側の中央領域に形成されている。そして、メサ３０は、テンプレート１０のおもて面側の外周領域よりも所定の厚さだけ高くなっている。

【0015】

本実施形態のテンプレート１０は、凹凸パターンであるテンプレートパターンの裏面に段差が設けられている（コア・アウトされている）。なお、テンプレート１０は、テンプレートパターンの裏面に段差が設けられていない（コア・アウトされていない）、Rigidテンプレートであってもよい。

【0016】

インプリント装置１は、インプリントショットごとにレジスト４０Ｘの滴下処理と、テンプレート１０のレジスト４０Ｘへの押印処理と、テンプレート１０のレジスト４０Ｘからの離型処理とを繰り返す。

【0017】

インプリント装置１は、加工機構２０Ａと、制御装置２１とを備えている。加工機構２０Ａは、制御装置２１からの指示に従って、ウエハＷａにテンプレートパターンを転写する。

【0018】

加工機構２０Ａは、原版ステージ２、ステージ定盤３、基板チャック４、試料ステージ５、基準マーク６、アライメントセンサ７、光源８、ステージベース９、液滴下装置１１を備えている。また、加工機構２０Ａは、押当力調整機構１４、背面カバー１８を備えている。

【0019】

ステージ定盤３は、水平方向の主面を有しており、この主面の上を試料ステージ５が移動する。試料ステージ５は、ウエハＷａを載置するとともに、載置したウエハＷａと平行な平面内（水平面内）を移動する。また、試料ステージ５は、ウエハＷａに転写材としてのレジスト４０Ｘを滴下する際には、ウエハＷａを液滴下装置１１の下方側に移動させる。また、試料ステージ５は、ウエハＷａへの押印処理を行う際には、ウエハＷａをテンプレート１０の下方側に移動させる。

【0020】

また、試料ステージ５上には、基板チャック４が設けられている。基板チャック４は、ウエハＷａを試料ステージ５上の所定位置に固定する。また、試料ステージ５上には、基準マーク６が設けられている。基準マーク６は、試料ステージ５の位置を検出するためのマークであり、ウエハＷａを試料ステージ５上にロードする際の位置合わせに用いられる。

【0021】

ステージベース９の底面側であるウエハＷａ側には、原版ステージ２が設けられている。原版ステージ２は、テンプレート１０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１０を真空吸着などによって所定位置に固定する。

【0022】

ステージベース９は、原版ステージ２によってテンプレート１０を支持するとともに、テンプレート１０のテンプレートパターンをウエハＷａ上のレジスト４０Ｘに押し当てる。ステージベース９は、鉛直方向に移動することにより、テンプレート１０のレジスト４０Ｘへの押し当てと、テンプレート１０のレジスト４０Ｘからの引き剥がし（離型）と、を行う。

【0023】

また、ステージベース９の上方側には、アライメントセンサ７が設けられている。アライメントセンサ７は、ウエハＷａの位置検出やテンプレート１０の位置検出を行うセンサである。インプリント装置１は、アライメントセンサ７を用いて、テンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせを行う。テンプレート１０には、予め第１の位置合わせマークを形成しておく。また、ウエハＷａには、予め第２の位置合わせマークを形成しておく。そして、アライメントセンサ７が、第１および第２の位置合わせマークを検出し、これらの検出位置に基づいて、位置合わせが行われる。

【0024】

液滴下装置１１は、インクジェット法によってウエハＷａ上にレジスト４０Ｘを滴下する装置である。液滴下装置１１が備えるインクジェットヘッド（図示せず）は、レジスト４０Ｘの液滴を噴出する複数の微細孔を有している。レジスト４０Ｘは、光硬化性樹脂材料などのインプリント材料である。レジスト４０Ｘには、low-k（低誘電率）膜や有機材料などが用いられる。

【0025】

光源８は、レジスト４０Ｘを硬化させることができる波長（例えば、３００〜３８０ｎｍ）の光を含んだ光（ＵＶ光など）を照射する光源である。光源８は、ステージベース９の上方に設けられている。光源８は、テンプレートパターン内にレジスト４０Ｘが充填された後、テンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し当てられた状態で、テンプレート１０上からＵＶ光を照射する。

【0026】

押当力調整機構１４は、テンプレート１０の裏面側への押当力を調整する装置である。本実施形態では、押当力調整機構１４が、テンプレート１０の裏面側の雰囲気圧力である裏面側圧力を調整する場合について説明する。したがって、本実施形態の押当力調整機構１４は、裏面側圧力調整機構（圧力調整部）として動作する。押当力調整機構１４は、背面カバー１８とテンプレート１０の裏面と原版ステージ２の側面とで囲まれた空間１９の圧力を調整する。押当力調整機構１４は、空間１９を減圧する機能と加圧する機能とを有している。

【0027】

押当力調整機構１４は、テンプレート１０をウエハＷａ上のレジスト４０Ｘに接触させた後、テンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせ（アライメント）を行う間は、空間１９の圧力を所定値よりも小さい圧力（後述する、低圧力Ｐ２）に調整する。換言すると、位置合わせの際には、第１の力でテンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し当てられる。

【0028】

また、押当力調整機構１４は、テンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせが完了した後は、空間１９の圧力を所定値以上の圧力（後述する、高圧力Ｐ３）に調整する。換言すると、位置合わせの完了後は、第１の力よりも強い第２の力でテンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し当てられる。

【0029】

背面カバー１８は、原版ステージ２の上部側に設けられた板状部材のカバーである。背面カバー１８は、原版ステージ２の上部側およびテンプレート１０の裏面側を板状部材でカバーしている。背面カバー１８とテンプレート１０の裏面側との間には、所定の空間１９が設けられており、この空間１９内の圧力（テンプレート１０の裏面側圧力）が、押当力調整機構１４によって調整される。押当力調整機構１４は、空間１９内に送り込むＣＤＡ（Clean Dry Air）の量を調整することによって、空間１９内の圧力を調整する。

【0030】

制御装置２１は、加工機構２０Ａの各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。本実施形態の制御装置２１は、テンプレートパターン内にレジスト４０Ｘを充填させる際に、空間１９の圧力を調整する指示を押当力調整機構１４に送る。

【0031】

ウエハＷａへのインプリントを行う際には、試料ステージ５に載せられたウエハＷａが液滴下装置１１の直下まで移動させられる。そして、ウエハＷａの所定ショット領域内にレジスト４０Ｘが滴下される。

【0032】

ウエハＷａ上にレジスト４０Ｘが滴下された後、試料ステージ５上のウエハＷａがテンプレート１０の直下に移動させられる。そして、テンプレート１０がウエハＷａ上のレジスト４０Ｘに押し当てられる。

【0033】

テンプレート１０とレジスト４０Ｘとを所定時間だけ接触させた後、この状態でＵＶ光がレジスト４０Ｘに照射されるとレジスト４０Ｘが硬化する。これにより、テンプレートパターンに対応する転写パターンがウエハＷａ上のレジスト４０Ｘにパターニングされる。この後、次のショットへのインプリント処理が行われる。

【0034】

なお、インプリント装置１は、テンプレートパターンをレジスト４０Ｘに押し当てる代わりに、レジスト４０Ｘをテンプレートパターンに押し当ててもよい。この場合、試料ステージ５がウエハＷａ上のレジスト４０Ｘをテンプレートパターンに押し当てる。このように、テンプレートパターンと、レジスト４０Ｘの配置されたウエハＷａとの間の距離を所定の距離に近づける処理は、試料ステージ５またはステージベース９によって行われる。

【0035】

図２は、実施形態に係るインプリント工程の処理手順を示すフローチャートである。また、図３は、位置合わせの際の押印力の調整処理を説明するための図である。また、図４は、位置合わせが完了した後の押印力の調整処理を説明するための図である。図３および図４では、インプリント工程におけるウエハＷａやテンプレート１０などの断面図を示している。

【0036】

実施形態に係るインプリント工程では、テンプレート１０がインプリント装置１に搬入される。そして、テンプレート１０が加工機構２０Ａ内の所定位置に配置される（ステップＳ１０）。具体的には、テンプレート１０が原版ステージ２によって固定される。このとき、原版ステージ２は、テンプレート１０の裏面のうちの一部の領域（外周領域）を、静電チャックまたは真空チャックを用いて吸着する。

【0037】

また、ウエハＷａがインプリント装置１に搬入される。そして、ウエハＷａが加工機構２０Ａ内の所定位置に配置される（ステップＳ２０）。具体的には、ウエハＷａが基板チャック４によって固定される。

【0038】

この後、ウエハＷａは、試料ステージ５によって液滴下装置１１の下方側に移動させられる（ステップＳ３０）。そして、図３の（ａ）に示すように、ウエハＷａ上にレジスト４０Ｘが滴下される（ステップＳ４０）。その後、ウエハＷａは、試料ステージ５によってテンプレート１０の下方側に移動させられる。

【0039】

そして、図３の（ｂ）に示すように、テンプレート１０の裏面側圧力（空間１９内の圧力）が圧力Ｐ０に加圧されると、テンプレート１０が歪む（反り返る）。この状態で、テンプレート１０がレジスト４０Ｘ側に下降させられる。そして、テンプレート１０とウエハＷａとの間の距離が所定の距離に近づけられると、テンプレートパターンがレジスト４０Ｘに接触する（ステップＳ５０）。このとき、メサ３０の中心（テンプレートパターンの中心領域）がレジスト４０Ｘに接触させられる。

【0040】

そして、テンプレート１０の外周方向に向けてメサ３０とウエハＷａとが平行になるよう、テンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し当てられる。これにより、押印中にテンプレートパターン内に空気が挟み込まれることを防止する。

【0041】

テンプレート１０がレジスト４０Ｘに接触すると、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が開始される（ステップＳ６０）。具体的には、毛細管現象によるテンプレートパターン内へのレジスト４０Ｘの流入が始まる。

【0042】

テンプレート１０がレジスト４０Ｘに接触した後、図３の（ｃ）に示すように、メサ３０とウエハＷａが完全に平行になってから、低圧力Ｐ２に調整される（ステップＳ７０）。そして、低圧力Ｐ２でテンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせが行われる（ステップＳ７５）。

【0043】

具体的には、制御装置２１は、テンプレート１０の裏面側圧力を低圧力Ｐ２に調整する指示を押当力調整機構１４に送る。これにより、押当力調整機構１４は、空間１９を低圧力Ｐ２に調整する。インプリント装置１では、この状態で、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が行われるとともに、テンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせが行われる。位置合わせは、例えば、試料ステージ５をテンプレート１０に対し動かすこと、およびテンプレート１０の側面をアクチュエーターで押してテンプレート１０を変形させることで行なわれる。

【0044】

テンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせが完了した後、図４の（ａ）に示すように、テンプレート１０の裏面側は、高圧力Ｐ３に調整される（ステップＳ８０）。

【0045】

具体的には、制御装置２１は、テンプレート１０の裏面側圧力を高圧力Ｐ３に調整する指示を押当力調整機構１４に送る。これにより、押当力調整機構１４は、空間１９を高圧力Ｐ３に調整する。インプリント装置１では、この状態で、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が継続される。この後、所定時間が経過すると、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が完了する（ステップＳ９０）。

【0046】

この後、図４の（ｂ）に示すように、光源８が、透明なテンプレート１０を介してレジスト４０ＸにＵＶ光を照射する（ステップＳ１００）。これにより、レジスト４０Ｘが露光されて硬化する。

【0047】

レジスト４０Ｘが硬化した後、図４の（ｃ）に示すように、テンプレート１０が、硬化したレジスト４０Ｘ（レジストパターン）から離型されることにより、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Ｗａ上に形成される。

【0048】

この後、制御装置２１は、ウエハＷａ上の指定エリア（所望領域）へのインプリントが全て完了したかを確認する（ステップＳ１１０）。換言すると、ウエハＷａ上の全てのインプリントショットに対して、ステップＳ３０〜Ｓ１００の処理が実行されたか否かが確認される。

【0049】

ウエハＷａ上の指定エリアへのインプリントが完了していなければ（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、インプリント装置１は、次のショットにウエハＷａを移動させて、ステップＳ３０〜Ｓ１１０までの処理を繰り返す。インプリント装置１は、ウエハＷａ上の指定エリア（例えば、全面）へのインプリントが全て完了するまで、ステップＳ３０〜Ｓ１１０までの処理を繰り返す。

【0050】

ウエハＷａ上の指定エリアへのインプリントが全て完了すると（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、ウエハＷａがインプリント装置１の外部に搬出される（ステップＳ１２０）。

【0051】

ここで、テンプレート１０の裏面側圧力（空間１９内の圧力）の変化について説明する。図５は、テンプレート１０の裏面側圧力の変化を示す図である。図５に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は圧力（テンプレート１０の裏面側圧力）である。

【0052】

テンプレート１０の裏面側圧力が圧力Ｐ０に加圧された状態で、テンプレート１０とウエハＷａとの間の距離が所定の距離に近づけられる。そして、所定のタイミング（時間Ｔ１）で、テンプレートパターンがレジスト４０Ｘに接触する。

【0053】

この後、テンプレート１０がさらにレジスト４０Ｘに押し当てられて、予め設定しておいた距離までテンプレート１０がウエハＷａに近づけられる。テンプレート１０がレジスト４０Ｘに接触してから、予め設定しておいた距離までテンプレート１０がウエハＷａに近づけられるまでの間、テンプレート１０の裏面側圧力は、圧力Ｐ０から少しずつ下がる。

【0054】

そして、予め設定しておいた距離までテンプレート１０がウエハＷａに近づけられると（時間Ｔ２）、テンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせが開始される。このとき、テンプレート１０の裏面側圧力は、圧力Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ０）から低圧力Ｐ２に調整される。低圧力Ｐ２は、例えば０．５Ｎ〜３．５Ｎである。低圧力Ｐ２の値は、例えば、許容される位置ずれ量に基づいて決定される。許容される位置ずれ量が少ないほど、小さな低圧力Ｐ２が設定される。

【0055】

テンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせが完了した後（時間Ｔ３）、テンプレート１０の裏面側圧力は、高圧力Ｐ３（Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ１）に調整される。高圧力Ｐ３は、例えば４．５Ｎである。高圧力Ｐ３の値は、例えば、ＲＬＴ（Resist Layer Thickness）に基づいて決定される。ＲＬＴは、テンプレートパターンの凸部とウエハＷａとの間のレジスト４０Ｘの厚みである。なお、図３や図４では、ＲＬＴが０である場合を図示している。

【0056】

インプリント装置１では、高圧力Ｐ３に調整された状態で、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が継続される。この後、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填が完了すると（時間Ｔ４）、レジスト４０Ｘの硬化処理が行われる。

【0057】

このように、本実施形態では、位置合わせ中には、所定値よりも弱い力でテンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し付けられ、位置合わせが完了した後、所定値以上の力でテンプレート１０がレジスト４０Ｘに押し付けられる。換言すると、アライメント中は、テンプレートパターンの全面にレジスト４０Ｘが充填される際よりも弱い力で押印処理が行われる。そして、アライメント完了後には、アライメント中よりも強い力でテンプレートパターンの全面にレジスト４０Ｘが充填される。

【0058】

図６は、ウエハ面内の転写パターンの位置ずれ量を示す図である。図６では、ウエハＷａを上面から見た場合の転写パターンの位置ずれ量を示している。図６の（ａ）は、位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が低圧力Ｐ２である場合の、転写パターンの位置ずれ量を示している。また、図６の（ｂ）は、位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が低圧力Ｐ２よりも大きい場合の、転写パターンの位置ずれ量を示している。ここでの、転写パターンの位置ずれ量は、レジストパターンの所望位置からのずれ量であり、テンプレート１０とウエハＷａとの間の位置ずれ量に対応している。

【0059】

転写パターンの位置ずれ量は、レジストパターンの転写位置が、重ね合わせ検査装置で検査されることによって検出される。図６に示す矢印の長さは、転写パターンの位置ずれ量を示している。具体的には、転写パターンは、矢印の長さに応じた距離だけ位置ずれが発生していることを示している。

【0060】

位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が低圧力Ｐ２である場合、転写パターンの位置ずれ量は少ない。このように、位置合わせの際の押印力が所定値よりも小さい場合には、ウエハＷａ面内における位置合わせ精度が向上する。

【0061】

一方、位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が低圧力Ｐ２よりも大きい場合、転写パターンの位置ずれ量は多い。このように、位置合わせの際の押印力が所定値以上の大きい場合には、ウエハＷａ面内における位置合わせ精度が悪化する。

【0062】

ところで、位置合わせの際のテンプレートの裏面側圧力が小さすぎると、テンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填不良が発生する。図７は、レジストの充填不良を説明するための図である。図７では、ウエハＷａ内のショット５０の上面図を示している。

【0063】

位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が低圧力Ｐ２よりも小さな圧力である場合、ウエハＷａ上のショット５０内には、レジスト４０Ｘが充填された充填領域５１と、レジスト４０Ｘの充填が不十分な未充填領域５２とが形成される。充填領域５１は、メサ３０の中央領域であり、未充填領域５２は、メサ３０の４隅の領域である。このように、位置合わせの際の押印力が弱すぎると、レジスト４０Ｘの充填不良領域である未充填領域５２が発生する。

【0064】

本実施形態では、位置合わせの際のテンプレート１０の裏面側圧力が適切な低圧力Ｐ２である。これにより、充填不良領域の発生を防止しつつ、ウエハＷａ面内における位置合わせ精度を向上させることが可能となる。

【0065】

なお、テンプレート１０の裏面を押す力の調整は、テンプレート１０の裏面側圧力の調整に限らない。例えば、テンプレートパターンとウエハＷａとの間の距離に基づいて、テンプレート１０の裏面を押す力が調整されてもよい。また、原版ステージ２がテンプレート１０を吸着する力に基づいて、テンプレート１０の裏面を押す力が調整されてもよい。

【0066】

また、本実施形態では、テンプレート１０がレジスト４０Ｘに接触した後、すぐにテンプレートパターンとウエハＷａとの位置合わせを開始したが、所定時間の経過後に位置合わせを開始してもよい。位置合わせは、テンプレートパターン内へのレジスト４０Ｘの充填が完了するまでに終わればよい。

【0067】

半導体装置（半導体集積回路）が製造される際には、本実施形態のインプリント処理が、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Ｗａ上に被加工膜が配置された後、インプリント処理によって被加工膜上にレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンをマスクとしてレジストパターンの下層側（被加工膜）がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハＷａ上に形成される。半導体装置が製造される際には、上述した被加工膜の配置処理、インプリント処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。

【0068】

本実施形態のインプリント処理は、半導体装置が製造される際に限らず、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電気機械システム）装置などの電子デバイス、磁気記録装置、磁気記録媒体などが製造される際に用いてもよい。

【0069】

このように実施形態では、低圧力Ｐ２でテンプレート１０をレジスト４０Ｘに押し当てながらテンプレートパターンとウエハＷａとの間の位置合わせを行っている。また、位置合わせの完了後に、高圧力Ｐ３でテンプレート１０をレジスト４０Ｘに押し当ててテンプレートパターンへのレジスト４０Ｘの充填を行っている。換言すると、第１の力（低圧力Ｐ２）でテンプレート１０をレジスト４０Ｘに押し当てながら位置合わせが行われる。そして、位置合わせの完了後は、第１の力よりも強い第２の力（高圧力Ｐ３）でテンプレート１０をレジスト４０Ｘに押し当ててレジスト４０Ｘの充填が行われる。

【0070】

また、テンプレートパターンとレジストとを接触させる際には、第２の力よりも強い第３の力（圧力Ｐ０）で接触を開始している。さらに、メサ３０とウエハＷａが完全に平行になった状態（第２の力よりも強く第３の力よりも弱い第４の力（圧力Ｐ１）でテンプレート１０をレジスト４０Ｘに押し当てた状態）で、第４の力を第１の力まで弱めて位置合わせを行っている。

【0071】

このように、実施形態によれば、低圧力Ｐ２で位置合わせを行なっているので、位置合わせの際にテンプレート１０に加わる力（せん断力、動摩擦力）を低減することができる。また、位置合わせの完了後に、高圧力Ｐ３で充填を行っているので、充填不良を防止できる。したがって、良好な位置合わせ精度で容易にテンプレートパターンをレジスト４０Ｘに転写することが可能となる。

【0072】

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】

【0073】

１…インプリント装置、２…原版ステージ、７…アライメントセンサ、１０…テンプレート、１４…押当力調整機構、１８…背面カバー、１９…空間、２０Ａ…加工機構、２１…制御装置、４０Ｘ…レジスト、Ｐ０，Ｐ１…圧力、Ｐ２…低圧力、Ｐ３…高圧力、Ｗａ…ウエハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】