JP2009266841A - ナノインプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被転写基板上に形成される欠陥の発生を抑制できるナノインプリント方法を提供すること。
【解決手段】 ナノインプリント方法は、パターンを含むテンプレート１４に付着したパーティクル１５を除去する工程と、テンプレート１４を被転写基板１１ｄ，１２に押し付け、テンプレート１４の前記パターンを被転写基板１１ｄ，１２に転写する工程とを含むナノインプリント方法であって、パーティクル１５を除去する工程は、被転写基板１１ｄ，１２の表面よりもテンプレート１５に対する密着性が高い密着性部材１２にテンプレート１４を押し付ける工程と、密着性部材１２からテンプレート１４を離す工程とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子、光素子、バイオ製品等のデバイスの製造に使用されるナノインプリント方法に関する。

半導体素子の製造工程において、１００ｎｍ以下の微細パターンの形成と、量産性とを両立させる技術の一つとして、被転写基板にテンプレート（原版）の方を転写するナノインプリント技術が注目されている。

ナノインプリント技術の一つとして、光（ＵＶ）ナノインプリントがある。光ナノインプリントは、被転写基板上に光硬化性樹脂を塗布する工程と、被転写基板とテンプレートとを位置合わせする工程（アライメント）と、光硬化性樹脂にテンプレートを直接押し付ける工程（インプリント）と、光照射により光硬化性樹脂を硬化する工程と、光硬化性樹脂からテンプレートを離す工程（離型）とを含む（特許文献１）。

しかし、テンプレートにパーティクルが付着した状態で、光硬化性樹脂にテンプレートを直接押し付ける工程を行うと、光硬化性樹脂からテンプレートを離す工程において、パーティクルの残留のため、パターン欠陥が発生する。
特開２０００−１９４１４２号公報

本発明の目的は、被転写基板上に形成される欠陥の発生を抑制できるナノインプリント方法を提供することにある。

本発明の一態様によるナノインプリント方法は、パターンを含むテンプレートに付着したパーティクルを除去する工程と、前記テンプレートを被転写基板に押し付け、前記テンプレートの前記パターンを前記被転写基板に転写する工程とを含むナノインプリント方法であって、前記パーティクルを除去する工程は、前記被転写基板よりも前記テンプレートに対する密着性が高い密着性部材に前記テンプレートを押し付ける工程と、前記密着性部材から前記テンプレートを離す工程とを含むことを特徴とする。

本発明の一態様によるナノインプリント方法は、被転写基板の上方にパターンを含むテンプレートを配置する工程と、前記テンプレートを被転写基板に押し付け、前記テンプレートの前記パターンを前記転写基板に転写する工程とを含むナノインプリント方法であって、前記テンプレートの前記パターンを前記転写基板に転写する工程を、前記テンプレートと前記被転写基板との間に空気が無い状態で行うために、前記テンプレートの前記パターンを前記転写基板に転写する工程の前に、前記テンプレートと前記被転写基板との間の空気を選択的に排する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、被転写基板上に形成される欠陥の発生を抑制できるナノインプリント方法を実現できるようになる。

先ず、本発明者等が見出した従来のナノインプリント方法の問題点について説明する。

図１９（ａ）に示すように、パーティクル９１は、光硬化性樹脂９２により固められた状態で、テンプレート９３に付着したまま残留することがある。一方、被転写基板９０上においては、本来、パターンとして残るべき部分の光硬化性樹脂９２が欠損することになるので、欠陥（パターン欠陥）が発生することになる。

また、図１９（ｂ）に示すように、パーティクル９１が残留しているテンプレート９３を用いて微細パターンの形成を継続すると、欠陥がさらに大きくなる場合もある。

このようなパーティクルの問題の解決策として、テンプレートの洗浄がある。この種の洗浄としては、パーティクルと有機材料を溶液で除去するウェット洗浄が一般的である。しかし、ウェット洗浄は比較的長時間を要し、洗浄頻度によっては装置稼働率、スループットを低下させるという問題がある。また、ウェット洗浄中において、あるいは、洗浄後のテンプレート保管中において、新たなパーティクルが付着する可能性も否定できない。

以上のような状況により、欠陥を低減するために、テンプレートに付着したパーティクルを簡便に除去する方法が切望されているが、その方法は未だ提案されていない。

一方、欠陥には、上述したパーティクル起因のものの他に、光硬化性樹脂中に泡が混入することで生じる欠陥もある。

この問題の解決策の一つとして、真空中でインプリントを行う方法がある。しかし、真空中でインプリントを行うための装置は大きく、コストがかさむ、インプリント材（光硬化性樹脂）の蒸発、被転写基板の搬送が遅いなどの問題がある。

他の解決策として、被転写基板とテンプレートとの間にヘリウムを流して、泡の原因となる空気をヘリウムと置換する方法がある。しかし、この方法は、高価なガスであるヘリウムを大量に流すにもかかわらず、流したヘリウムを回収しないので、ランニングコストがかかるという問題がある。

以上のような状況により、欠陥を低減するために、光硬化性樹脂中に混入する泡を簡便に抑制する方法が切望されているが、その方法は未だ提案されていない。

以下、以上述べたような問題を解決できる実施形態を図面を参照ながら説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２は、第１の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図である。

被転写基板上にインプリントしていて、繰り返し欠陥（共通欠陥）を検出した場合、被転写基板をナノインプリント装置からアンロードし、ダミー基板をナノインプリント装置内にロードする。

ここで、繰り返し欠陥（共通欠陥）とは、図１９（ａ）に示したようなパターン欠陥が２回以上繰り返して生じること、または、図１９（ａ）に示したようなパターン欠陥の後に図１９（ｂ）に示したようなパターン欠陥が生じることである。繰り返し欠陥（共通欠陥）の検出は、周知の欠陥検査方法により行う。

また、被転写基板は、例えば、石英基板（透明基板）、シリコン基板（半導体基板）、ＳＯＩ基板（半導体基板）である。被転写基板は、多層構造のものであっても構わない。例えば、上記透明基板もしくは上記半導体基板と、その上に設けられた絶縁膜とで構成されたもの（多層構造の被転写基板）であっても構わない。上記絶縁膜は、例えば、ハードマスクとなるシリコン窒化膜やシリコン酸化膜である。上記絶縁膜は、多層の絶縁膜であっても構わない。絶縁膜の代わりに、半導体膜または金属膜が設けられていても構わない。さらに、絶縁膜、半導体膜および金属膜の少なくとも二つ以上の膜で構成された多層膜構造であっても構わない。

また、本実施形態では、ダミー基板として、図１（ａ）に示すように、Ｓｉウェハ１１ｄと、このウェハ１１ｄの表面上に形成されたパーティクル除去膜１２とを含むダミーウェハを用いる。

パーティクル除去膜１２は、インプリント用有機材料との密着性が高い材料で構成されており、通常のインプリントレシピにおいて使用される被転写基板の表面よりも、テンプレートに対する密着性が高い膜である。あるいは、パーティクル除去膜１２は、被転写基板の表面よりも、光硬化性樹脂１３に対する密着性が高いものでも構わないし、さらに、パーティクル除去膜１２は、テンプレートおよび光硬化性樹脂１３に対して密着性が高いものでも構わない。本実施形態では、パーティクル除去膜１２として、厚さ９００ｎｍの下層反射防止膜を用いる。下層反射防止膜は、通常の光露光のフォトマスクで使用されている反射防止膜であり、その一例は、ＢＡＲＣ（Bottom Anti Reflective Coating）と呼ばれている反射防止膜である。パーティクル除去膜１２の厚さは、９００ｎｍに限定されるものではなく、パーティクル除去膜１２とＳｉウェハ１１ｄとの間の密着性が確保される厚さであればよい。

次に、図１（ｂ）に示すように、ダミーウェハ（パーティクル除去膜１２）上に光硬化性樹脂１３（インプリント材）を塗布する。

本実施形態では、硬化後の光硬化性樹脂１３の残膜が１６０ｎｍとなるように、光硬化性樹脂１３を塗布した。硬化後の光硬化性樹脂１３の厚さは、１６０ｎｍに限定されるものではなく、パーティクル除去膜１２と光硬化性樹脂１３との間の密着性が確保される厚さであればよい。一般には、光硬化性樹脂１３は、通常のインプリントレシピにおいて、ウェハ上に塗布される光硬化性樹脂よりも厚く設定される。これは、パーティクルを除去しやくするためである。

次に、図１（ｃ）に示すように、ダミーウェハと光ナノインプリント用テンプレート（以下、テンプレートという。）１４との位置合わせ（アライメント）を行う。テンプレート１４にはパーティクル１５が付着している。

次に、図１（ｄ）に示すように、光硬化性樹脂１３にテンプレート１４を直接押し付け（インプリント）、その後、光硬化性樹脂１１ｄに光（ＵＶ〜ＥＵＶを含む）１６を照射することにより、光硬化性樹脂１３の硬化を行う。

このとき、テンプレート１４の光硬化性樹脂１３への接触・保持時間、光１６の照射時間を通常のインプリントレシピと異なるようにした。本実施形態では、接触・保持時間を１２０秒、光照射時間を６０秒とする。すなわち、接触・保持時間、光照射時間は、通常のインプリントレシピよりも長くし、硬化後の光硬化性樹脂１３の機械的強度を通常よりも高くし、パーティクルを除去しやくする。また、光硬化性樹脂１３−テンプレート１４間の接着力は、光硬化性樹脂１３−パーティクル除去膜1２間やパーティクル除去膜１２−テンプレート１１間の接着力より弱くなっている。

次に、図１（ｅ）に示すように、硬化した光硬化性樹脂１３からテンプレート１４を離す（離型）。このとき、上記の通りの密着性を有するパーティクル除去膜１２によって、光硬化性樹脂１３はパーティクル１５を取り込むように硬化するので、パーティクル１５はテンプレート１４から容易に引き離される。また、硬化後の光硬化性樹脂１３は機械的強度が高いので、硬化後の光硬化性樹脂１３が新たなパーティクルの発生源となることも抑制される。このようにして本実施形態によれば、テンプレート１４に付着していたパーティクル１５を簡便に除去することができるようになる。

次に、上記ダミーショットの後、ダミーウェハをアンロードし、被転写基板をロードした。その後、通常通りに、図２（ｆ）−図２（ｉ）に示すように、被転写基板へのインプリントを再開する。以下、図２（ｆ）−図２（ｉ）の周知の工程について簡単に説明する。

まず、図２（ｆ）に示すように、被転写基板１１上に光硬化性樹脂１３を塗布する。

次に、図２（ｇ）に示すように、被転写基板１１とテンプレート１４との位置合わせ（アライメント）を行う。

次に、図２（ｈ）に示すように、光硬化性樹脂１３にテンプレート１４を直接押し付け（インプリント）、その後、光硬化性樹脂１３に光（ＵＶ〜ＥＵＶを含む）１５を照射することにより、光硬化性樹脂１３の硬化を行う。

次に、図２（ｉ）に示すように、光硬化性樹脂１３からテンプレート１４を離す（離型）。

この後は、光硬化性樹脂１３をマスクに用いて、被転写基板１１をエッチングして、被転写基板１１上にパターンを形成する工程、光硬化性樹脂１３を除去する工程などの周知の工程が続く。

本実施形態のパーティクル除去方法は、インプリントプロセスに使用されていない、新規に作成したテンプレートにも適用できる。インプリントプロセスに使用されていなくても、テンプレートの作成途中や保管中においてパーティクルの付着は起こりえるので、初めてするインプリントの際においても、本実施形態のパーティクル除去方法を実施することは、パターン欠陥の発生を防止する上で十分に効果がある。

また、本実施形態のパーティクル除去方法は、ウェット洗浄されたテンプレートを使用し始める場合にも適用可能である。なお、背景技術では、ウェット洗浄は新たなパーティクルの付着を引き起こす可能性がある旨の述べたが、メモリ等のデバイスは、パーティクル付着に対する制限がロジック等のデバイスに比べて緩いので、メモリ等のデバイスにおいては、洗浄後に、本実施形態のパーティクル除去方法を行っても構わない。

なお、本実施形態では、ナノインプリントが行われるウェハとは別のウェハであるダミーウェハを用いてパーティクルの除去を行ったが、ナノインプリントが行われるウェハの一部の領域をダミーウェハとして利用してパーティクルの除去を行っても構わない。

（第２の実施形態）
図３（ａ）−図３（ｄ）は、第２の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図である。なお、以下の図において、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

被転写基板上にインプリントしていて、繰り返し欠陥が見つかった場合、図３（ａ）に示すように、Ｓｉウェハ１１ｄと、このＳｉウェハ１１ｄ上に塗布（ショット）された光硬化性樹脂１３ｄとで構成されたダミー基板を用意する。

光硬化性樹脂１３ｄは、通常のインプリントレシピにおいて使用される被転写基板の表面よりもテンプレートに対する密着性が高い光硬化性樹脂である。本実施形態では、光硬化性樹脂１３ｄとして、通常のインプリントレシピにおいて使用される光硬化性樹脂（被転写基板の表面）よりも硬化後の収縮率が大きく、かつ、機械強度が高い光硬化性樹脂を用いる。

次に、図３（ｂ）に示すように、被転写基板１１ｄとテンプレート１４との位置合わせ（アライメント）を行う。

次に、図３（ｃ）に示すように、光硬化性樹脂１３ｄにテンプレート１４を直接押し付け（インプリント）、その後、光硬化性樹脂１３ｄに光（ＵＶ〜ＥＵＶを含む）１６を照射することにより、光硬化性樹脂１３ｄの硬化を行う。このとき、光硬化性樹脂１３ｄ−テンプレート１４間の接着力は、パーティクル１５−被処理基板１１ｄ間の接着力より弱くなっている。

次に、図３（ｄ）に示すように、硬化した光硬化性樹脂１３ｄからテンプレート１４を離す（離型）。このとき、光硬化性樹脂１３ｄの材料（除去材料）は硬化後の収縮率が大きく、機械強度が高い有機材料なので、新たなパーティクルを発生させずに、テンプレート１４からパーティクル１５が引き離される。すなわち、離型後は、パーティクル１５は光硬化性樹脂１３ｄに取り込まれる。このようにして本実施形態によれば、テンプレート１４に付着していたパーティクル１５を簡便に除去することができるようになる。

この後は、第１の実施形態と同様に、図２（ｆ）−図２（ｉ）の周知の工程が続く。

また、本実施形態のパーティクル除去方法も、第１の実施形態の場合と同様に、新規に作成したテンプレートや、洗浄後のテンプレートにも適用可能であり、また、ナノインプリントが行われるウェハの一部の領域をダミーウェハとして利用しても構わない。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図である。

本実施形態のナノインプリント装置は、被転写基板１１を載置するためのステージ２１１と、ステージ２１の上方に設けられ、凹凸からなるパターン（転写パターン）を含むテンプレート１４を保持するためのテンプレート保持具２２と、テンプレート１４と被転写基板１１との間を真空状態に保持するための真空装置２３と、各ユニット２１，２２，２３を制御するための制御装置２４とを備えている。

真空装置２３は、排気管２５と、この排気管２５に繋がった真空ポンプ２６とを備えている。図５に示すように、排気管２５は、第１の排気管２５₁ と、第２の排気管２５₂ とを含む。第１の排気管２５₁ の吸引口２７₁ はテンプレート１４側にあり、第２の排気管２５₂ の吸引口２７₂ はテンプレート１４の外側にある。第１の排気管２５₁ はテンプレート側を高真空領域とするためのものであり、第２の排気管２５₂ はテンプレート１４の外側を低真空領域とするためのものである。すなわち、吸引装置２３は、差動排気方式により、テンプレート１４と被転写基板１１との間を選択的に真空にするためのものである。

テンプレート保持具２２には、テンプレート１４と被転写基板１１との位置合わせに必要な補正機構や、テンプレート１４を被転写基板１１にプレスするための加圧部などが設けられている。また、テンプレート保持具２２には図示しない開口部が設けられており、この開口部を通って図示しない光源から出射した光（例えばＵＶ光）がテンプレート１４を透過して光硬化性樹脂１３に照射されるようになっている。すなわち、テンプレート保持具２２は周知のものであり、特別なものである必要はない。

本実施形態のナノインプリント装置を用いてインプリントプロセスを行えば、テンプレート１４と被転写基板１１との間を真空とすることができるので、被転写基板１１上の光硬化性樹脂１３中に泡が混入することを防止でき、泡起因のパターン欠陥の発生を抑制できるようになる。

また、本実施形態では、テンプレート１４と被転写基板１１との間を選択的に真空にするので（真空工程）、ナノインプリント装置の全体を真空下の状態にする従来技術の問題は解決される。

上述したように、インプリントプロセスは、一般には、インプリント材塗布工程、位置合わせ工程（アライメント）、インプリント工程（プレス）、離型工程（リリース）を含むが、より詳細には、図６に示すように、さらに、被転写基板１１が載置されたステージ２１をテンプレート１４の直下に移動させる工程（ステージ移動工程）Ｓ２を含む。ステージ移動工程Ｓ２は、インプリント材塗布工程Ｓ１と位置合わせ工程Ｓ３の間に行われる。

図７−図１０に、本実施形態のインプリントプロセスのフローの例を示す。本実施形態の場合、真空工程Ｓａがあるので、テンプレート１４と被転写基板１１との間の真空引きを停止し、被転写基板１１が晒されている雰囲気を大気圧に戻す工程（大気化工程）Ｓｂも含む。この大気化工程Ｓｂは、離型工程Ｓ５の後、または、インプリント工程Ｓ４と離型工程Ｓ５との間に行われる。図７のフローの場合について、インプリント材塗布工程Ｓ１の完了時のナノインプリント装置の状態を図１１（ａ）に、真空工程Ｓａ時のナノインプリント装置の状態を図１１（ｂ）にそれぞれ模式的に示す。図７−図１０のフローに示された順で各工程が行われるように、制御装置２４は各ユニット２１，２２，２３を制御する。

（第４の実施形態）
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、第４の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図である。

本実施形態が第３の実施形態と異なる点は、排気管２５（２５₁ ，２５₂ ）の外側に設けられた遮蔽板２８をさらに備えていることにある。

このような構成であれば、図１２（ａ）に示すように、遮蔽板２８でテンプレート１４の周囲を非接触で囲むことで、図１２（ｂ）に示すように、テンプレート１４（もしくはステージ２１）を移動させている最中においても、テンプレート１４と被転写基板１１との間の空間を真空引きすることが可能となる。これにより、泡起因のパターン欠陥の発生をより効果的に抑制できるようになる。

（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図である。

本実施形態のナノインプリント装置は、被転写基板１１を載置するためのステージ２１１と、ステージ２１の上方に設けられ、凹凸からなるパターン（転写パターン）を含むテンプレート１４を保持するためのテンプレート保持具２２と、供給口３１がテンプレート１４側にあるヘリウム供給管３２と、このヘリウム供給管３２に純度の高いヘリウムガスを供給するためのヘリウム供給装置３３と、吸引口３４が供給口３１の外側にあるヘリウム吸引管３５と、このヘリウム吸引管３５に繋がった吸引ポンプ３６と、この吸引ポンプ３６で吸引されて回収されたヘリウムを蓄えるところのヘリウム回収容器３７と、各ユニット２１，２２，３６（供給装置、回収装置は？）を制御するための制御装置３８とを備えている。

ヘリウム供給管３２とヘリウム供給装置３３は、被転写基板１１とテンプレート１４との間の空気をヘリウムガスと置換する空気／ヘリウム置換装置を構成している。ヘリウム吸引管３５と吸引ポンプ３６とヘリウム回収容器３７は、大気中に流れ出そうとするヘリウムガスを回収するためのヘリウム回収装置を構成している。図１４に、ヘリウム供給管３２とヘリウム吸引管３５の構成をより具体的に示す。ヘリウム供給管３２の供給口３１はテンプレート１４側を向いている。同様に、ヘリウム吸引管３５の吸引口３４もテンプレート１４側を向いている。ヘリウム吸引管３５の吸引口３４の向き・形状・大きさ・位置は、大気中に流れ出そうとするヘリウムガスを効率的に回収できるように適宜設計される。

本実施形態によれば、上記空気／ヘリウム置換装置により、被転写基板１１とテンプレート１４との間にヘリウムガスを供給し、泡の原因となる空気をヘリウムガスと置換することで（空気／ヘリウム置換工程）、パターン欠陥の発生を抑制できるとともに、上記ヘリウム回収装置により、供給したヘリウムガスを回収することで、高価なガスであるヘリウムガスの再利用が可能となるため、ランニングコストの増加を抑制できるようになる。

本実施形態の空気／ヘリウム置換工程を含むインプリントプロセスのフローの例は、図７−図１０のフローに示された真空工程を空気／ヘリウム置換工程に置き換えたものとなる。図７のフローの場合について、インプリント材塗布工程Ｓ１の完了時のナノインプリント装置の状態を図１５（ａ）に、空気／ヘリウム置換工程Ｓｃ時のナノインプリント装置の状態を図１５（ｂ）にそれぞれ模式的に示す。図７−図１０のフローに示された順で各工程が行われるように、制御装置２４は各ユニット２１，３３，３６を制御する。

さらに、第４の実施形態と同様に、遮蔽板２８でテンプレート１４の周囲を非接触で囲んでも構わない。これにより、大気中に流れ出そうとするヘリウムガスをより効率的に回収できるようになる。また、ヘリウムガス以外の不活性ガスを用いても構わない。

（第６の実施形態）
従来のナノインプリント方法の場合、図１６（ａ）に示すように、被転写基板１１（Ｓｉ基板１１ａ＋下地層１１ｂ）の表面に段差がある場合（平坦で無い場合）、図１６（ｂ）に示すように、インプリント工程（プレス）において、テンプレート１４が傾いたまま被転写基板１１にプレスされ、残膜１３ｂの厚さにばらつきが生じる。

図１６（ａ）に示したように、テンプレート１４が傾く理由としては、段差のある面Ｐ１，Ｐ２に塗布される光硬化性樹脂材１３の量（インプリント材塗布量）が場所によらず一定であること、被転写基板１１の表面の段差の高さが低い面Ｐ１の上に位置するテンプレート１４にはパターンが形成されていないこと（平坦であること）、そして、段差のある面Ｐ１，Ｐ２にテンプレート１４がプレスされることによって、段差の高さが低い面Ｐ１においてテンプレート１４が下に沈むような歪みが生じるからである。

上記残膜１３ｂは、異方性エッチングによって除去するが、その際に、残膜１３ｂの厚さにばらつきがあると、厚い残膜１３ｂは除去しきれずに残り、一方、薄い膜１３ｂは除去されるが、その下の下地層１１ｂもエッチングされる。その結果、下地層１１ｂに転写されるパターンに寸法ばらつきが生じ、デバイスの歩留まりが低下するという問題が起こる。

次に、上記の問題を解決することができる、本実施形態のナノインプリント方法について説明する。図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、本実施形態のナノインプリント方法を説明するための断面図である。

まず、図１７（ａ）に示すように、被転写基板１１（Ｓｉ基板１１ａ＋下地層１１ｂ）の表面上に、光硬化性樹脂材（インプリント材）１３を塗布する。光硬化性樹脂材１３の塗布はインクジョット方式の塗布法により行う。

ここで、本実施形態の場合、段差のある面Ｐ１，Ｐ２における光硬化性樹脂材１３の塗布量分布は、従来と異なり、一様ではない。すなわち、段差の高さが低い面Ｐ１における光硬化性樹脂材１３の塗布量は、段差の高さが高い面Ｐ２のそれよりも多い。この点については後でさらに説明する。

次に、図１７（ｂ）に示すように、被転写基板１１とテンプレート１４との位置合わせ（アライメント）を行い、光硬化性樹脂材１３にテンプレート１４を直接押し付け（インプリント）、その後、光硬化性樹脂材１３に光を照射することにより、光硬化性樹脂材１２の硬化を行う。

このとき、段差の高さが低い面Ｐ１における光硬化性樹脂材１３の塗布分量は、段差の高さが高い面Ｐ２のそれよりも多いので、段差の高さが低い面Ｐ１においてテンプレート１４が下に沈むような歪みは十分に小さくなる。これにより、残膜１３ｂの厚さにばらつきが生じることを抑制できるようになるので、上述した図１６の従来のナノインプリント方法の問題を解決できる。

図１７（ｂ）の工程の後は、光硬化性樹脂材１３からテンプレート１４を離す（離型）等の周知の工程が続く。

次に、図１８のフローチャートを用いて、光硬化性樹脂材１３の塗布量分布の決め方について説明する。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示したような段差の場合には、基本的には、光硬化性樹脂材１３にテンプレート１４を直接押し付けた時（インプリント時）に、テンプレート１４が被転写基板１１に対して傾かないように、段差の高さが低い面Ｐ１の上に塗布する光硬化性樹脂材１３の量を従来よりも多くする。より一般的には以下のようになる。

まず、光硬化性樹脂材１３が新たに塗布される、被転写基板１１の表面（当該レイヤー）に、どの程度の大きさの段差がどの領域にあるか（段差分布）を算出する（ステップＳ１１）。

上記段差分布は、当該レイヤーの一つ前の工程のレイヤー（前工程レイヤー）で形成されたパターンに係る情報（パターン情報）と、該パターンの形成に使用されたプロセスに係る情報（プロセス情報）とに基づいて算出する。

上記パターン情報は、当該レイヤーに形成するべきパターンの形状、パターンの寸法（縦寸法、横寸法、高さ寸法）およびパターンの配置位置などの設計上のパターン情報を含む。

上記プロセス情報は、当該レイヤーに形成するべきパターンを形成する時に使用される成膜方法、エッチング方法などの加工方法に関する情報、および、当該レイヤーに形成するべきパターンの材料に関する情報を含む。同じパタ―ンであっても、例えば、溝を埋める絶縁膜パターンの場合、絶縁膜の成膜方法の違いによって、例えば、スピンコーティング法で形成するか、または、ＣＶＤ法で形成するかによって、表面上に生じる段差の大きさは異なることもあり、また、絶縁膜の成膜方法が同じであっても、絶縁膜の材料が異なると、粘度等の特性が変わるので、表面上に生じる段差の大きさは異なることもある。

このように本実施形態では、設計上のパターンに係る情報と実際に使用されるプロセスの情報とに基づいて、実際に生じうる段差の大きさおよびその分布を見積もる。

一方、従来と同様に、テンプレート１４に係る情報（テンプレート情報）に基づいて、被転写基板１１上に塗布する光硬化性樹脂材１３の塗布量分布を算出する（ステップＳ１２）。テンプレート情報は、テンプレート１４に形成されたパターンの形状、パターンの寸法（縦寸法、横寸法、高さ寸法）およびパターンの配置位置、テンプレート１４を用いた場合の残膜の厚さなどの情報を含む。

次に、ステップＳ１１で算出した段差分布に基づいて、ステップＳ１２で算出した塗布量分布を補正し、被転写基板１１上に実際に塗布する光硬化性樹脂材１３の塗布量分布（最終塗布量分布）を決定する（ステップＳ１３）。

具体的には、ステップＳ１１で算出した段差分布から段差のある箇所を抽出し、その段差のある箇所に対応するテンプレートの箇所にパターンがない場合には、その段差の高さの低い面に塗布する光硬化性樹脂材１３の塗布量を多くする。このとき、ステップＳ１１で算出した段差分布から上記の段差の大きさを抽出し、その大きさに応じて塗布量の増加量を決める。この増加量は予め用意したテーブルや計算式などに基づいて決める。

なお、本実施形態の方法は、システムとしても実施できる。例えば、図１７のステップＳ１１−Ｓ１３の処理を実施するためのハードウェハを含むユニットと、図１７の記憶データ（段差分布、塗布量分布、最終塗布量分布）を記憶するための記憶憶手段（例えば、ハードディスク、半導体メモリ）に置き換えることで、本実施形態の方法を実施するシステムを構築することができる。

上記の記憶手段は、段差分布を記憶するための第１の記憶手段と、塗布量分布を記憶するための第２の記憶手段と、最終塗布量分布を記憶するための第３の記憶手段との三つの記憶手段で構築しても構わないし、あるいは、段差分布を記憶するための第１の記憶手段と、塗布量分布および最終塗布量分布を記憶するための第２の記憶手段との二つの記憶手段で構築しても構わない。さらに、段差分布、塗布量分布および最終塗布量分布を一つの記憶手段に記憶させても構わない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光（ＵＶ）ナノインプリントを例にあげて説明したが、本発明は、熱ナノインプリント、室温ナノインプリント等の他の方式のナノインプリントにも適用できる。

また、本実施形態のナノインプリント方法は、半導体デバイス（例えばＣＭＯＳロジックを構成するＭＯＳトランジスタ）、マイクロレンズアレイ（光素子）、ＤＮＡチップ（バイオ製品）を構成するＳｉウェハ上に形成されるパターンなど、種々のデバイスの製造方法に適用可能である。

さらに、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。

第１の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図。 図１に続く第１の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図。 第２の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図。 第３の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図。 図４のナノインプリント装置の排気管を模式的に示す図。 従来のインプリントプロセスのフローを示す図。 第３の実施形態に係るインプリントプロセスのフローを示す図。 第３の実施形態に係る他のインプリントプロセスのフローを示す図。 第３の実施形態に係る他のインプリントプロセスのフローを示す図。 第３の実施形態に係る他のインプリントプロセスのフローを示す図。 図７のフローのインプリント材塗布工程の完了時および真空工程時のナノインプリント装置の状態を模式的に示す図。 第４の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図。 第５の実施形態に係るナノインプリント装置を模式的に示す図。 図１３のナノインプリント装置のヘリウム供給管とヘリウム吸引管の構成を示す図。 図７のフローのインプリント材塗布工程完了時および空気／ヘリウム置換工程時のナノインプリント装置の状態を模式的に示す図。 従来のナノインプリント方法の問題点を説明するための断面図。 第６の実施形態に係るナノインプリント方法を説明するための断面図。 第６の実施形態に係るナノインプリント方法における光硬化性樹脂材の塗布量分布の決め方を説明するためのフローチャート。 従来のナノインプリント方法の問題点を説明するための断面図。

符号の説明

１１ｄ…Ｓｉウェハ、１２…パーティクル除去膜、１３…光硬化性樹脂、１３ｂ…残膜、１３ｄ…光硬化性樹脂、１４…テンプレート、１５…パーティクル、１６…光、２１…ステージ、２２…テンプレート保持具、２３…真空装置、２４…制御装置、２５…排気管、２５₁ …第１の排気管、２５₂ …第２の排気管、２６…真空ポン、２７₁ ，２７₂ …吸引口、２８…遮蔽板、３１…供給口、３２…ヘリウム供給管、３３…ヘリウム供給装置、３４…吸引口、３５…ヘリウム吸引管、３６…吸引ポンプ、３７…ヘリウム回収容器、３８…制御装置、Ｐ１…段差の高さが低い面、Ｐ２…段差の高さが高い面。

Claims (5)

1. パターンを含むテンプレートに付着したパーティクルを除去する工程と、
   前記テンプレートを被転写基板に押し付け、前記テンプレートの前記パターンを前記被転写基板に転写する工程とを含むナノインプリント方法であって、
   前記パーティクルを除去する工程は、前記被転写基板の表面よりも前記テンプレートに対する密着性が高い密着性部材に前記テンプレートを押し付ける工程と、前記密着性部材から前記テンプレートを離す工程とを含むことを特徴とするナノインプリント方法。
2. 前記密着性部材は、前記被転写基板とは別の基板であることを特徴とする請求項１に記載のナノインプリント方法。
3. 前記被転写基板は、半導体基板と、前記半導体基板上に塗布された硬化性樹脂とを含み、
   前記被転写基板とは別の前記基板は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、前記パーティクルを除去するためのパーティクル除去膜と、前記パーティクル除去膜上に塗布された硬化性樹脂とを含むものであることを特徴とする請求項２に記載のナノインプリント方法
4. 前記被転写基板は、半導体基板と、前記半導体基板上に塗布された硬化性樹脂とを含み、
   前記被転写基板とは別の前記基板は、半導体基板と、前記半導体基板上に塗布され、前記被転写基板の前記硬化性樹脂よりも硬化後の収縮率が高い硬化性樹脂とを含むものであることを特徴とする請求項２に記載のナノインプリント方法。
5. 前記テンプレートの前記パターンを前記被転写基板に転写する工程を、前記テンプレートと前記被転写基板との間に空気が無い状態で行うために、前記テンプレートの前記パターンを前記被転写基板に転写する工程の前に、前記テンプレートと前記被転写基板との間の空気を選択的に排する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のナノインプリント方法。

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