JP2005286062A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モールドに降下したレジストが付着することを防止することによって、重ね合わせ精度、微細加工及び経済性に優れた加工装置を提供する。
【解決手段】 凹凸のパターンを形成したモールドを、基板上のレジストに接触することによって前記レジストにパターンを転写する加工装置であって、前記レジストを前記基板と前記モールドとの間に供給する手段と、前記モールドを介して紫外線を前記レジストに照射して当該レジストを硬化させるための照明光学系とを有することを特徴とする加工装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、加工装置に係り、特に、原版となるモールドのパターンをウェハ等の基板へ転写する加工装置に関する。本発明は、特に、半導体やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）などを製造する微細加工のために、ナノインプリント技術を利用する加工装置に好適である。

紫外線やＸ線、あるいは、電子ビームによるフォトリソグラフィーを用いた半導体デバイスへの微細パターンの形成方法に代わる技術としてナノインプリントがある。ナノインプリントとは、電子ビーム露光等によって、微細なパターンを形成した雛型（モールド）を、樹脂材料（レジスト）を塗布したウェハ等の基板に押し付ける（押印する）ことによって、レジスト上にパターンを転写するものである（例えば、非特許文献１参照。）。既に１０ｎｍ程度の微細な形状の転写が可能であることが示されており、特に、磁気記録媒体の微細な周期構造の作成手段として注目されており、各地で盛んに研究開発が行われている。

ナノインプリントは、モールドと基板との間に気泡が入り込まないように、環境を真空にする場合もある。押印時のレジストの流動が容易になるように、レジストとして使用されるポリマーガラス転移温度以上に加熱して転写する方法（熱サイクル法）や、紫外線硬化型の樹脂をレジストとして使用し、透明なモールドで押印した状態で感光、硬化させてからモールドを剥離する方法（光硬化法）などが提案されている。

半導体集積回路の作成には、基板に既に描画されている回路パターン上に、高精度に位置合わせして次のパターンを転写する重ね合わせが必須である。熱サイクル法ではレジストを加熱するために、基板とモールドは温度上昇によって熱膨張してしまい、重ね合わせ精度を維持することは非常に困難である。そこで、ナノインプリントを半導体集積回路製造に適用する場合は、温度制御が比較的容易な光硬化法が適している。

半導体集積回路パターンは最小線幅が１００ｎｍ以下であり、モールドの微細な構造に確実にレジストが入り込むためには低粘度のレジスト材を使用する必要がある。また、ナノインプリント装置は、通常、ステップアンドリピート方式でウェハ面に逐次パターンを転写する。ここで、「ステップアンドリピート方式」は、ウェハのショットの一括転写ごとにウェハをステップ移動して、次のショットの転写領域に移動する方法である。この際、レジストの粘度が低いことから露光装置のように基板にレジストを予め塗布して搬送、装着することは困難である。このため、各ショットへの転写時に、モールドを押印する毎に適量を滴下する方法が提案されている（特許文献１）。
米国特許第６，３３４，９６０号明細書 Ｓ． Ｙ． Ｃｈｏｕ，ｅｔ．ａｌ．， Ｓｃｉｅｎｃｅ， ｖｏｌ． ２７２， ｐ．８５−８７， ５ Ａｐｒｉｌ １９９６

モールドは、複数のチップ用の複数のパターンを含んでおり、一般には矩形形状である。一方、ウェハは円形形状である。このため、ウェハ上にマトリックス状にモールドパターンを転写する場合、ウェハ周辺の、モールドサイズよりも小さいショット（以下、「周辺ショット」という場合がある。）にはモールドがはみ出てモールドパターンが部分的にしか転写されないことになる。しかし、たとえモールドパターンが部分的に転写されないとしてもモールドに含まれる複数のチップパターンのうちの幾つかは転写されるため、周辺領域に部分的に転写することは経済的であり、好ましい。

ところが、周辺ショットではウェハの外側にあるレジストが硬化するとモールドの離型時にモールドに付着してモールドパターンを塞ぎ、次のショットに転写する際の欠陥となり歩留まりが低下する。あるいは、モールドから硬化したレジストを除去する工程が必要となり、作業性やスループットが悪化する。一方、周辺ショットにモールドパターンを転写しないとすると経済性や生産性が悪化する。

そこで、モールドに降下したレジストが付着することを防止することによって、重ね合わせ精度、微細加工及び経済性に優れた加工装置を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としての加工装置は、凹凸のパターンを形成したモールドを、基板上のレジストに接触することによって前記レジストにパターンを転写する加工装置であって、前記レジストを前記基板と前記モールドとの間に供給する手段と、前記モールドを介して紫外線を前記レジストに照射して当該レジストを硬化させるための照明光学系とを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての加工装置は、凹凸のパターンを形成したモールドを、基板上のレジストに接触することによって前記レジストにパターンを転写する加工装置であって、前記レジストを前記基板と前記モールドとの間に供給する手段と、前記供給手段による前記レジストの供給量を制御する制御部とを有し、前記基板は、それぞれに前記パターンが転写される複数のショットを有し、前記複数のショットは、前記基板の中央部と周辺部では形状が異なり、前記制御部は、前記供給手段が前記ショットの面積に対応したレジストを供給するように前記供給量を制御することを特徴とする。

また、本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の加工装置を用いてパターンを基板上のレジストに転写するステップと、前記基板にエッチングを行うステップとを有することを特徴とする。上述の加工装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、モールドに降下したレジストが付着することを防止することによって、重ね合わせ精度、微細加工及び経済性に優れた加工装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の第１の実施例としての加工装置としての光硬化法のナノインプリント装置１００について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、ナノインプリント装置１００の概略断面図である。

ナノインプリント装置１００は、光硬化手段と、モールドＭと、モールド駆動部と、ウェハ（基板）Ｗと、ウェハ駆動部と、レジスト供給手段と、アライメント機構１７０と、その他の機構とを有する。

光硬化手段は、モールドＭを介してレジストＲに紫外線を照射してレジストＲを硬化する手段であり、光源部１１０と、照明光学系１２０とを有する。光源部１１０は、紫外光を発生するハロゲンランプなどから構成される。例えば、光源部１１０は、図２に示す光源１１２と鏡面１１４、あるいは、図３に示す光源１１２Ａと楕円鏡１１４Ａとを有する。光源１１２及び１１２Ａは共に（ｉ線、ｇ線などの）ランプであり、鏡面１１４又は楕円鏡１１４Ａで一旦集光され光学像を形成する。ここで、図２は、図１に示す光源部１１０と照明光学系１２０の具体的構成を示し、図３は、図１に示す光源部１１０と照明光学系１２０に適用可能な別の実施例としての光源部１１０Ａと照明光学系１２０Ａを示している。

照明光学系１２０は、レジストＲを露光し、硬化させるための照明光を整えてレジスト面に照射するためのレンズ、アパーチャなどを含む。照明光学系１２０は、例えば、図２に示すように、レンズ１２３、結像光学系１２４及び１２６、画角制御アパーチャ１３２、画角制御アパーチャ駆動部１３４、外周遮光制御アパーチャ１３６及び外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８とを有する。あるいは、照明光学系１２０は、例えば、図３に示すように、コンデンサーレンズ１２１、オプティカルインテグレータ１２２、コンデンサーレンズ１２３、結像光学系１２４及び１２６、画角制御アパーチャ１３２、画角制御アパーチャ駆動部１３４、外周遮光制御アパーチャ１３６及び外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８とを有する。

コンデンサーレンズ１２１は、光源部１１０Ａからの光をオプティカルインテグレータ１２２の入射面若しくはその近傍に集光する。オプティカルインテグレータ１２２は、ハエの目レンズやシリンドリカルレンズを複数枚組み合わせたものなどから構成され、レジストＲを均一に照明するために設けられる。ハエの目レンズは、図３に示したように、複数の棒状のレンズ素子を持つものであり、その入射面と射出面は互いに光学的にフーリエ変換の関係となるように設計されている。レジストＲの硬化は、照射量（照度と照射時間の積）によって決定され、不均一な照度で照明すればレジストＲはある部分では早く硬化するが別の部分では時間がかかることになり、全体のスループットが低下する。従って、図３に示すようなオプティカルインテグレータ１２２を使用した均一な照度による照明は好ましい。但し、スループットの低下が無視できる範囲内であれば照度の不均一な部分が存在してもよい。光源１１２Ａからの光は、そのハエの目レンズのそれぞれの素子に入射し、その射出面近傍に集光され、いわゆる二次光源を形成する。ハエの目レンズのそれぞれの素子により形成された二次光源からの光は、コンデンサーレンズ１２３により集光され、画角制御アパーチャ１３２の開口面上に重畳される。ここで、ハエの目レンズの射出面と画角制御アパーチャ１３２の開口面とは互いに光学的にフーリエ変換の関係に配置されている。

図４は、画角制御アパーチャ１３２、画角制御アパーチャ駆動部１３４及びウェハＷとの関係を示す概略平面図である。各画角制御アパーチャ１３２は、対応する画角制御アパーチャ駆動部１３４によって図４に示すＸＹ方向に駆動される。本実施例では、４枚の画角制御アパーチャ１３２が設けられ、各画角制御アパーチャ１３２は同一の矩形形状（図４においては正方形形状）を有する遮光板である。

これら４枚の画角制御アパーチャ１３２は一の開口部（アパーチャ）を形成し、かかる開口部はショットＳ１を規定する。４枚の画角制御アパーチャの位置に拘らず開口部は同一形状になる。コンデンサーレンズ１２３の集光作用により、図４においては、紫外光は開口部近傍を照明し、その結果、ショットＳ１のみに照明される。ショットＳ１はウェハＷの中央部のショットであり、矩形形状を有する。ショットＳ１は、図８を参照して後述されるように、周辺ショットＳ２以外のショットをいう。また、以下に説明するように、４枚の画角制御アパーチャ１３２は外周遮光制御アパーチャ１３６と協同して周辺ショットＳ２も規定する。画角制御アパーチャ駆動部１３４は、例えば、リニアモータから構成され、画角制御アパーチャ１３２をＸＹ方向に駆動する。

画角制御アパーチャ１３２により、ウェハＷの露光領域と相似な形状に切り出された光は、結像系１２４により、外周遮光制御アパーチャ１３６へと結像される。

図５は、外周遮光制御アパーチャ１３６、外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８及びウェハＷとの関係を示す概略平面図である。各外周遮光制御アパーチャ１３６は、対応する外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８によって図５に示すＸＹ方向に駆動される。本実施例では、４つの外周遮光制御アパーチャ１３６が設けられ、各外周遮光制限アパーチャ１３６は紫外光がウェハＷの外形を超えて照射されることを制限する。各外周遮光制御アパーチャ１３６は、円形形状のウェハＷの４分の１に対応する円弧部分を有する。全ての外周遮光制御アパーチャ１３６がウェハＷに最も近づくとウェハＷの外形を越えて光は透過する部分はなくなる。

外周遮光制御アパーチャ１３６は、周辺ショットＳ２と共に使用される。図５においては、周辺ショットＳ２は、ウェハＷ内の２本の実線（Ｘ方向とＹ方向）と外周遮光制御アパーチャ１３６によって規定されている。上述のように、Ｘ方向とＹ方向の２本の実線は２つの画角制御アパーチャ１３２によって規定される。より詳細には、外周遮光制御アパーチャ１３６は、左斜め上の外周遮光制御アパーチャ１３６のようにウェハＷの外周に重なる位置と、右斜め上の外周遮光制御アパーチャ１３６のようにウェハＷから離れた位置のどちらかの位置に配置される。外周遮光アパーチャ駆動部１３６は、例えば、リニアモータから構成され、外周遮光アパーチャ１３４を図５に示す±４５度方向に駆動する。

外周遮光制御アパーチャ１３６によって遮光されなかった光は、結像系１２６とモールドＭを介してレジストＲへと導かれる。ここで、画角制御アパーチャ１３２の開口面と外周遮光制御アパーチャ１３６の開口面とは光学的に共役な関係の位置に配置されるように構成されており、それらとレジストＲも光学的に共役な関係の位置に配置されている。

なお、以上の実施例においては画角制御アパーチャ１３２と外周遮光制御アパーチャ１３６との間に結像系１２４を配置したが、照明系のコンパクト化のために、レジストＲと共役な位置に画角制御アパーチャ１３２の開口面を配置し、結像系１２４は配置せず、画角制御アパーチャ１３２の近傍（直上若しくは直下）に外周遮光制御アパーチャ１３６を配置する構成としてもよい。また、画角制御アパーチャ１３２の開口面は、レジストＲの存在する面（レジストＲとモールドＭの接触面と、レジストＲ表面との間）と共役であることが好ましく、その中でも、レジストＲとモールドＭの接触面と共役であることがより好ましい。

モールド（又はテンプレート）Ｍは、転写すべき微細構造が形成されており、レジストＲを硬化するための紫外光を透過するため、透明な部材で作られている。

モールド駆動部１４０は、モールドＭを装置１００に保持するためのモールドチャックと、モールドＭを図１の下方向に押印すると共に上方向に離型する駆動部としてのインプリント機構部とを含む。インプリント機構部は、上下動作をさせるだけでなくモールド転写面とウェハＷとが密着するように姿勢のかわし機構や姿勢制御、回転方法の位置合わせ機能も有する。

ウェハＷは、モールドＭに形成されているパターンが転写され、後の工程を経て半導体集積回路が形成される対象であり、従来の半導体プロセスに用いられているものと同様である。

ウェハ駆動部は、ウェハＷを保持するウェハチャック１６２と、ウェハチャック１６２の位置、姿勢調整するためのウェハステージ１６４とを含む。ウェハステージ１６４は、ｘｙ方向に移動可能であり、ウェハＷ全面を転写可能としている。ウェハステージ１６４は、高精密な位置決めも可能であり、微細なパターンの重ね合せを達成している。また、ウェハステージ１６４は、位置決めだけではなく、ウェハＷの表面の姿勢を調整する手段も有しており、ウェハＷの表面の姿勢を調整する役割を有する。

レジスト供給手段は、紫外線照射前、つまり硬化前のレジストＲを保持する図示しないタンクと、当該タンクに接続され、ウェハＷ面にレジストＲを滴下するためのノズル１５０と、ノズル１５０からレジストＲを滴下するか停止するかを切り替える図示しないバルブを含む。

アライメント機構１７０は、モールドＭとウェハＷのショットとの位置合わせを行い、自動調節スコープ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｓｃｏｐｅ：ＡＡＳ）１７２と、自動調節（ＡＡ）フレーム１７４と、オフアクシススコープ（ＯＡＳ）１７６と、基準マーク１７８とを有する。ＡＡＳ１７２は、ウェハステージ１６４上に構成されたマークとモールドＭ上に構成されたマークの相対位置を検出する。ＡＡフレーム１７４は、ＡＡＳ１７２とＯＡＳ１７６を搭載する。ＯＡＳ１７６は、ウェハステージ１６４上の基準マーク１７８を用いて、モールドＭ越しに基準マーク１７８の位置をＡＡＳ１７２で検出し、ＯＡＳ１７６で基準マーク１７８の位置を検出した結果から、ベースラインを計測する。ベースラインが計測された後は、基準マーク１７８を基準にウェハＷ上のアライメントマークの位置が検出される。基準マーク１７８は、上述のように、ＯＡＳ１７６の座標とウェハステージ１６４の座標、及びモールドＭの座標との位置合わせに使用される。

その他の機構は、定盤１８０、除振器（ダンパ）１８２、フレーム１８４及び１８６を含む。定盤１８０は、装置１００全体を支えると共にウェハステージ１６４の移動の基準平面を形成する。除振器１８２は、床からの振動を除去する機能を有し、定盤１８０を支える。フレーム１８４及び１８６は、ウェハＷより上方に位置する構成部分の光源１１０からモールドＭまでを支持する。

動作において、転写に供されるウェハＷは、不図示のウェハ搬送系によってウェハチャック１６２に載置される。ウェハチャック１６２は真空吸着によってウェハＷを保持する。ウェハステージ１６２によって、ウェハ面上のアライメントマークを順にＯＡＳ１７６によって計測を行い、ウェハＷの位置を高精度に計測を行う。その計測結果から各転写座標を演算する。その結果に基づいて逐次転写（ステップアンドリピート）を行う。全ての転写が完了したら、ウェハＷが搬出され、次のウェハＷが搬入される。

転写においては、転写位置に移動する前に、ノズル１５０から適量のレジストＲを転写位置に滴下する。その後、ウェハステージ１６４がウェハＷを転写位置に移動し、位置決めを行う。位置決め完了後に、インプリント機構部１４０がモールドＭを下降させ、モールドＭをウェハＷに押し付ける。押し付け完了の判断は、インプリント機構部１４０の内部に設置された荷重センサによって行っている。押し付けた後に、照明光を照射し、レジストＲを硬化させる。レジスト硬化が終了した後、モールドＭを引き上げる。そして、次の転写位置（ショット）へ移動する。

次に、ショットＳ１と周辺ショットＳ２に転写を行う時について詳細に説明をする。図８（ａ）は、ウェハＷのショットのレイアウトを示す。Ｓ１は、モールドＭのパターンが転写される領域であり、一回のモールド押し付け、露光光照射で形成できる領域（ショット）である。各ショット内に４つの同様なパターンＣが形成されており、各々が半導体チップ１つに対応する。説明の便宜上、Ｃをチップと表現する。つまり、１ショットで４個分のデバイスパターン（チップＣ）を転写する。図８（ａ）のレイアウトは２１ショットの例である。ショットＳ１にモールドパターンを転写する際には、図４を参照して説明したように、４枚の画角制御アパーチャ１３２がショットＳ１のみを開口するように、画角制御アパーチャ駆動部１３４が画角制御アパーチャ１３２を駆動する。

図８（ａ）のショットレイアウトは、ウェハＷの周辺部に、パターンが完全には転写できない周辺ショットＳ２が存在する。しかし、周辺ショットＳ２のショット内部のチップＣに注目すると、４つの領域のうち、２つの領域は欠けがなく有効に利用できる。周辺ショットＳ２にモールドパターンを転写する際には、図５に示すように、外周遮光アパーチャ１３８が外周遮光制御アパーチャ１３６を駆動して周辺ショットＳ２のうちウェハＷの外形によって切れている部分を遮光する。周辺ショットＳ２のうちウェハＷ内にある領域は、図４を参照して上述したように、画角制御アパーチャ１３２が規定する。

周辺ショットＳ２を転写する際に、画角制御アパーチャ１３２のみを使用すれば図５に示す点線とウェハＷの外形で囲まれた領域にも紫外光が照射され、レジストＲを硬化してしまう。この様子を図１１に示す。ここで、図１１は、ショットＳ１及びＳ２に画角制御アパーチャ１３２のみを使用してモールドパターンを転写する様子を示しており、図１１（ａ）乃至（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）は概略断面図、図１１（ｄ）は概略平面図である。図１１（ｄ）に示すショットＳ１に対して図１１（ｂ）に示すように紫外線を照射した後で図１１（ｃ）に示すようにモールドＭを離型する場合には問題が生じない。これに対して、図１１（ｄ）に示す周辺ショットＳ２に対して図１１（ｅ）に示すように紫外線を照射した後で図１１（ｆ）に示すようにモールドＭを離型する場合にはレジストＲはウェハＷと接触していない領域では離型後もモールドＭに残り、モールドＭから分離せずにモールドパターンを塞いでしまう。この結果、モールドＭから硬化したレジストＲを除去しない限りモールドＭを次の転写に使用することはできなくなる。若しくは、硬化したレジストが異物となって次のパターン転写に欠陥を生じさせ、歩留まりが低下する。このため、従来は周辺ショットＳ２にモールドパターンを転写することは困難となる。

これに対して、本実施例では、レジストＲはウェハＷと接触していない領域において紫外線が照射されずに硬化せず、離型後にモールドＭに残ったとしてもモールドパターンは塞がれていない。従って、次にモールドＭが硬化前のレジストＲに押印されると（モールドＭにレジストＲが残る結果、レジスト量が所期の量よりも幾分多くなるかもしれないが）モールドパターンをレジストＲに完全に転写することができる。モールドＭのダメージを避けるために、周辺ショットＳ２を転写しない場合（図８（ｂ））と比べると、有効な半導体チップ数は、ウェハＷ一枚当たり１６個も増える。ここで、図８（ｂ）のレイアウトは周辺ショットを含まないウェハのショットレイアウトである。図８（ｂ）のレイアウトは、１３ショットの例である。

ナノインプリント装置１００は、図６に示すように、供給量制御部１５２を更に有することが好ましい。もっとも、供給量制御部１５２を設ける代わりに照明光学系１２０から外周遮光制御アパーチャ１３６と外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８を除去してもよい。但し、モールドＭを硬化したレジストＲから確実に保護するためには外周遮光制御アパーチャ１３６と外周遮光制御アパーチャ駆動部１３８を備えることが好ましい。

供給量制御部１５２は、レジストＲの必要な供給量を算出し、かかる算出結果に基づいてノズル１５０から供給されるレジストＲの供給量を制御する。例えば、供給量制御部１５２は、ウェハステージ１６４の座標位置からモールドＭとウェハＷとが対向している面積を求め、その面積とモールドＭの凹凸の平均高さとウェハＷとの間隙とを掛け合わせて体積を必要な供給量として算出する。これにより、モールドＭとウェハＷが対向している部分にのみレジストＲを供給することができ、紫外線照射によってモールドＭに硬化したレジストＲが付着することを防止することができる。レジストＲの供給量の制御により、不要なレジストＲがウェハＷからこぼれてウェハチャック１６２やウェハステージ１６４を汚染することを防止することができるという効果も有する。

以下、図７を参照して、照明光学系１２０を介した照射量が不十分な場合の措置について説明する。ここで、図７は、モールドＭを離型した後に照射量を補充する構成の要部の概略断面図である。照射量が不十分であるとレジストＲを完全には硬化せず、その後、パターンが崩れたりするなどの問題が発生する。但し、レジストＲは完全に硬化していないので、モールドＭの離型時に硬化したレジストＲが付着するという問題は回避される。

図７に示すように、モールドＭを離型した後にレーザ照射部１９２によって紫外線を更に照射してレジストを硬化する。レーザ照射部１９２から照射されるレーザは不図示の光学系によってウェハＷ上でスポットビームを形成する。レーザ駆動部１９０は、スポットビームをウェハ上の転写領域において走査してレジストを硬化させる。本実施例は、レーザ駆動部１９０がレーザの照射位置を駆動したが、これに限定されず、レーザ照射部１９２に偏光機能を持たせ，レーザを偏光させることによって転写領域の外周を硬化させてもよい。また、レーザ照射部１９２の代わりに紫外線ランプを使用してもよい。この結果、転写領域を完全に硬化したレジストＲから構成することができる。

また、本実施例では、余分なレジストＲをウェハＷから除去している。ウェハＷの外形からはみ出した、硬化したレジストＲは、カッターで除去することが好ましい。カッターは、例えば、レーザ照射部１９２からのレーザの照射量を増加させてレーザカッターとして作用させる方法や研磨による除去を行う。除去したレジストＲはノズル１９４とポンプ１９６からなる真空排気手段によって回収する。なお、図７は、作図の便宜上、配管途中のバルブ、圧力計、及び、圧力調整弁を省略している。

次に、図９及び図１０を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（モールド製作）では、設計した回路パターンに対応するパターンを形成したモールドを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、モールドとウェハを用いてナノインプリント技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図１０は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（転写処理）では、ウェハに感光剤を塗布しつつモールドをウェハに押し付け、紫外線を照射して回路パターンをウェハに転写する。ステップ１６（エッチング）では、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターニングを完了する。ステップ１７（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。デバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を製造する。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本発明のデバイス製造方法によれば、光硬化法を使用するので重ね合わせ精度が高く、低粘度のレジストを使用するので微細なモールドパターンにレジストが容易に入り込み微細加工を実現でき、周辺ショットにもモールドパターンを転写することができるので経済性に優れ、更に、レジストを回収するのでレジストによる装置やウェハの汚染を防止することができ、高品位のデバイスを製造することができる。このように、本発明のナノインプリント技術を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。また、本発明は、かかるデバイス製造方法の中間及び最終結果物であるデバイス自体もカバーする趣旨である。また、かかるデバイスは、例えば、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。

以上、本実施例によれば、周辺ショットＳ２を転写するときウェハＷの外形を越えて照射される紫外線を外周遮光アパーチャ１３２で遮光するか、制御部１５２がレジストＲの供給量を制御してウェハＷとモールドＲとの間にのみレジストＲを供給するため、ウェハＷの外形を越えてレジストＲを硬化させない。そのため、硬化したレジストが異物となってパターン転写に欠陥を生じさせることを抑制することができ、デバイス製造の生産性を向上することができる．
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。

本発明の第１の実施例としての加工装置（ナノインプリント装置）の概略断面図である。 図１に示す加工装置に適用可能な照明装置の概略断面図である。 図１に示す加工装置に適用可能な別の照明装置の概略断面図である。 図２及び図３に示す画角制御アパーチャの概略断面図である。 図２及び図３に示す外周遮光アパーチャの概略平面図である。 図１に示す加工装置（ナノインプリント装置）の好ましい実施例を示す概略断面図である。 加工装置（ナノインプリント装置）の一実施例を示す概略断面図である。 露光すべき周辺ショットが存在する場合としない場合の図１に示すウェハの平面図である。 図１に示す加工装置を使用してデバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図９に示すステップ４の詳細なフローチャートである。 外周遮光アパーチャを用いず、画角制御アパーチャのみで中央及び周辺ショットにパターンを転写する場合の問題点を説明するための概略断面図及び概略平面図である。

符号の説明

１００ 加工装置（ナノインプリント装置）
１２０ 照明光学系
１５０ レジスト供給ノズル
１５２ 供給量制御部

Claims (17)

1. 凹凸のパターンを形成したモールドを、基板上のレジストに接触することによって前記レジストにパターンを転写する加工装置であって、
   前記レジストを前記基板と前記モールドとの間に供給する手段と、
   前記モールドを介して紫外線を前記レジストに照射して当該レジストを硬化させるための照明光学系とを有することを特徴とする加工装置。
2. 前記照明光学系は、前記基板の外形を超えた前記紫外線の照射を制限する遮光部を有する請求項１記載の加工装置。
3. 前記基板は、それぞれに前記パターンが転写される複数のショットを有し、
   前記複数のショットは、前記基板の中央部と周辺部では形状が異なり、
   前記照明光学系は、前記基板の周辺部のショットに対応した照射領域を規定する遮光部を有することを特徴とする請求項１記載の加工装置。
4. 前記中央部の前記ショットは矩形形状を有し、前記周辺部のショットは前記矩形形状と前記基板の外形とが重なった形状を有し、
   前記遮光部は、
   前記矩形形状を規定し、画角を制限する第１のアパーチャと、
   前記基板の外形を超えた前記紫外線の照射を制限する第２のアパーチャとを有することを特徴とする請求項３記載の加工装置。
5. 前記第１のアパーチャと前記第２のアパーチャは実質的に共役に配置されていることを特徴とする請求項４記載の加工装置。
6. 前記第１のアパーチャと、前記モールドと前記レジストとの接触面とは実質的に共役に配置されていることを特徴とする請求項４記載の加工装置。
7. 前記紫外線が照射されるべき前記基板上のショットに基づいて、前記遮光部を駆動する駆動部を更に有することを特徴とする請求項３記載の加工装置。
8. 前記照明光学系は、前記紫外線で前記レジストを均一に照明するためのオプティカルインテグレータを含むことを特徴とする請求項１記載の加工装置。
9. 前記照明光学系は、前記ショットの外周を走査する手段を有することを特徴とする請求項３記載の加工装置。
10. 前記ショットと前記モールドとを位置合わせするためのアライメント機構を更に有することを特徴とする請求項３記載の加工装置。
11. 硬化した前記レジストが前記モールドに付着することを防止する手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の加工装置。
12. 前記レジストを局所的に硬化させる手段を更に有する請求項１記載の加工装置。
13. 凹凸のパターンを形成したモールドを、基板上のレジストに接触することによって前記レジストにパターンを転写する加工装置であって、
    前記レジストを前記基板と前記モールドとの間に供給する手段と、
    前記供給手段による前記レジストの供給量を制御する制御部とを有し、
    前記基板は、それぞれに前記パターンが転写される複数のショットを有し、
    前記複数のショットは、前記基板の中央部と周辺部では形状が異なり、
    前記制御部は、前記供給手段が前記ショットの面積に対応したレジストを供給するように前記供給量を制御することを特徴とする加工装置。
14. 前記基板上の不要なレジストを除去する除去手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の加工装置。
15. 前記除去手段は、カッターを含むことを特徴とする請求項１４記載の加工装置。
16. 前記除去手段は、真空排気手段を含むことを特徴とする請求項１４記載の加工装置。
17. 請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の加工装置を用いてパターンを基板上のレジストに転写するステップと、
    前記基板にエッチングを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。