JP2016048762A - パターンデータ作成方法、テンプレートおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テンプレートがレジストに押し当てられた場合のテンプレートにかかる応力を均一化することができるパターンデータ作成方法を提供すること。【解決手段】実施形態のパターンデータ作成方法は、算出ステップと、判定ステップと、修正ステップと、を含んでいる。前記算出ステップでは、テンプレートパターンを有したテンプレートをレジストに押し当てた場合の前記テンプレートにかかる応力の応力分布が算出される。また、前記判定ステップでは、前記テンプレートパターンの中で閾値よりも大きな応力値を示す応力集中箇所があるか否かが判定される。また、前記修正ステップでは、前記応力集中箇所がある場合には、前記応力集中箇所での応力値が前記閾値以下の応力値となるよう前記テンプレートパターンのパターンデータが修正される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、パターンデータ作成方法、テンプレートおよび半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体装置を形成する際に用いられるプロセスの１つとしてインプリント法が注目されている。このインプリント法では、原版の型であるテンプレートが、基板上に塗布されている光硬化性有機材料（レジスト）に押し当てられる。この状態で、レジストが硬化させられ、硬化したレジストからテンプレートが離型される。これにより、基板上にレジストパターンが形成される。

しかしながら、インプリント法では、テンプレートのレジストへの押し当て時に、テンプレートの所定エリアに応力が集中する。このため、テンプレートの寿命が短くなる場合があった。このようなインプリント法においては、テンプレートがレジストに押し当てられた際のテンプレートにかかる応力を均一化することが望まれている。

特開２０１３−１３１７４５号公報

本発明が解決しようとする課題は、テンプレートがレジストに押し当てられた場合のテンプレートにかかる応力を均一化することができるパターンデータ作成方法、テンプレートおよび半導体装置の製造方法を提供することである。

実施形態によれば、パターンデータ作成方法が提供される。前記パターンデータ作成方法は、算出ステップと、判定ステップと、修正ステップと、を含んでいる。前記算出ステップでは、テンプレートパターンを有したテンプレートをレジストに押し当てた場合の前記テンプレートにかかる応力の応力分布が算出される。また、前記判定ステップでは、前記テンプレートパターンの中で閾値よりも大きな応力値を示す応力集中箇所があるか否かが判定される。また、前記修正ステップでは、前記応力集中箇所がある場合には、前記応力集中箇所での応力値が前記閾値以下の応力値となるよう前記テンプレートパターンのパターンデータが修正される。

図１は、実施形態に係るパターンデータ作成方法の概念を説明するための図である。 図２は、インプリント装置の構成を示す図である。 図３は、インプリント工程の処理手順を説明するための図である。 図４は、実施形態に係るパターンデータ作成装置の構成を示す図である。 図５は、実施形態に係るパターンデータ作成処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、応力集中箇所を説明するための図である。 図７は、補助パターンの配置例を示す図である。 図８は、補助パターンの形状例を示す図である。 図９は、テンプレートパターンのレイアウト変更処理を説明するための図である。 図１０は、テンプレートパターンの修正による応力分布の変化を説明するための図である。 図１１は、転写補助パターンの除去処理手順を説明するための図である。 図１２は、パターンデータ作成装置のハードウェア構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態に係るパターンデータ作成方法、テンプレートおよび半導体装置の製造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。

（実施形態）
図１は、実施形態に係るパターンデータ作成方法の概念を説明するための図である。図１の（ａ）は、テンプレート２０の構成を示す斜視図である。図１の（ｂ）は、テンプレート２０のレジストへの押し当てた場合のテンプレート２０にかかる応力分布を示す図である。図１の（ｂ）では、ハッチングの濃い位置ほど大きな応力値を示している。

なお、以下では、修正前のテンプレートをテンプレート２０といい、修正後のテンプレートをテンプレート２０Ｘという。また、テンプレート２０のパターンデータをテンプレートパターンデータＤといい、テンプレート２０ＸのパターンデータをテンプレートパターンデータＤｘという。したがって、テンプレート２０は、テンプレートパターンデータＤを用いて形成されたテンプレートであり、テンプレート２０Ｘは、テンプレートパターンデータＤｘを用いて形成されたテンプレートである。

テンプレート２０，２０Ｘには、凹凸パターンであるテンプレートパターンが配置されている。そして、インプリント処理の際には、テンプレート２０がレジストに押し当てられ、これによりテンプレート２０，２０Ｘに応力がかかる。

本実施形態では、テンプレート２０にかかる応力分布に基づいて、テンプレート２０ＸのテンプレートパターンデータＤｘが作成される。このとき、予め作成されたテンプレートパターンデータＤに修正を加えることによって、応力が緩和されたテンプレートパターンデータＤｘが作成される。テンプレートパターンデータＤ，Ｄｘは、テンプレート２０，２０Ｘを上面（パターン面）から見た場合のテンプレートパターンの形状を示す設計データなどである。

テンプレートパターンデータＤｘが作成される際には、修正前のテンプレートパターンデータＤを用いた押印シミュレーションによって、テンプレート２０での応力分布が算出される。算出される応力分布は、テンプレート２０がレジストに押し当てられた場合の、テンプレート２０にかかる応力の分布である。

これにより、テンプレート２０上で所定値（閾値）よりも大きな応力が発生する箇所（以下、応力集中箇所１００という）が予測される。そして、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２５が配置される。補助パターン２５は、レジストへの押し当てられた場合にテンプレート２０にかかる応力が均一化される位置に配置される。換言すると、応力集中箇所１００での応力値が閾値以下の応力値となるようテンプレートパターンのパターンデータが修正される。

補助パターン２５は、例えば、インプリント後のプロセスによって除去される。なお、補助パターン２５は、インプリント後のプロセスによって除去されなくてもよい。また、テンプレート２０に補助パターン２５を配置する代わりに、テンプレート２０のテンプレートパターン（設計レイアウト）を変更してもよい。

本実施形態では、修正前のテンプレートパターンデータＤに対応するテンプレートパターンに、補助パターン２５の配置などが行われる。そして、補助パターン２５の配置などが行われたテンプレートパターンデータＤｘを用いて、実際のテンプレート２０Ｘが形成される。この後、テンプレート２０Ｘを用いて、ウエハＷａなどの被転写基板に、インプリント処理が行われる。

テンプレート２０，２０Ｘのレジストへの押し当ては、テンプレート２０，２０Ｘがレジストに接触してからレジストから引き離されるまでである。具体的には、テンプレート２０，２０Ｘがレジストに接触し、レジストがテンプレートパターンに充填され、レジストが硬化され、硬化したレジストからテンプレート２０，２０Ｘが引き離されるまでが、レジストへの押し当てである。

図２は、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２０Ｘのテンプレートパターンを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。テンプレート２０Ｘは、原版の型であり、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である。テンプレート２０Ｘは、石英ガラス基板などを用いて形成されている。

インプリント装置１は、原版ステージ２、制御部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、ＵＶ光源８、ステージベース９、液滴下装置１５を備えている。

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１３Ａを滴下する際には、ウエハＷａを液滴下装置１５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２０Ｘの下方側に移動させる。

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。

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２０Ｘ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２０Ｘを真空吸着などによって所定位置に固定する。

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２０Ｘを支持するとともに、テンプレート２０ＸのテンプレートパターンをウエハＷａ上のレジスト１３Ａ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２０Ｘのレジスト１３Ａへの押し当てと、テンプレート２０Ｘのレジスト１３Ａからの引き離しである離型と、を行う。また、ステージベース９上には、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２０Ｘの位置検出を行うセンサである。

液滴下装置１５は、インクジェット法によってウエハＷａ上にレジスト１３Ａを滴下する装置である。液滴下装置１５が備えるインクジェットヘッド（図示せず）は、レジスト１３Ａの液滴を噴出する複数の微細孔を有している。

ＵＶ光源８は、ＵＶ光を照射する光源であり、ステージベース９の上方に設けられている。ＵＶ光源８は、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられた状態で、テンプレート２０Ｘ上からＵＶ光を照射する。

制御部３は、インプリント装置１の各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。図２では、制御部３が、液滴下装置１５、ステージベース９に接続されているところを図示しており、他の構成要素との接続は図示省略している。

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１５の直下まで移動させられる。そして、ウエハＷａの所定ショット位置にレジスト１３Ａが滴下される。

ウエハＷａ上にレジスト１３Ａ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２０Ｘの直下に移動させられる。そして、テンプレート２０ＸがウエハＷａ上のレジスト１３Ａに押し当てられる。

テンプレート２０Ｘとレジスト１３Ａとが所定時間だけ接触させられた後、この状態でＵＶ光源８がＵＶ光をレジスト１３Ａに照射させる。これにより、レジスト１３Ａが硬化し、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１３Ａ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。

つぎに、インプリント工程の処理手順について説明する。図３は、インプリント工程の処理手順を説明するための図である。図３では、インプリント工程におけるウエハＷａ、テンプレート２０ＸおよびウエハＷａの断面図を示している。

図３の（ａ）に示すように、ウエハＷａの上面にはレジスト１３Ａが滴下される。これにより、ウエハＷａに滴下されたレジスト１３Ａの各液滴はウエハＷａ面内に広がる。そして、図３の（ｂ）に示すように、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａ側に移動させられ、図３の（ｃ）に示すように、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられる。このように、石英基板等を掘り込んで作ったテンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに接触させられると、毛細管現象によりテンプレート２０Ｘのテンプレートパターン内にレジスト１３Ａが流入する。

予め設定しておいた時間だけ、レジスト１３Ａをテンプレート２０Ｘに充填させた後、ＵＶ光が照射される。これにより、レジスト１３Ａが硬化する。そして、図３の（ｄ）に示すように、テンプレート２０Ｘが硬化したレジストパターン１３Ｂ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１３ＢがウエハＷａ上に形成される。

図４は、実施形態に係るパターンデータ作成装置の構成を示す図である。パターンデータ作成装置３０は、テンプレートパターンデータＤｘを作成するコンピュータなどである。パターンデータ作成装置３０は、修正前のテンプレートパターンデータＤに対して補助パターン２５のパターンデータを付加することによって、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。なお、パターンデータ作成装置３０は、テンプレートパターンデータＤｘに対してさらに補助パターン２５のパターンデータを付加してもよい。

パターンデータ作成装置３０は、入力部３１、応力算出部３２、判定部３３、パターン修正部３４、出力部３５を備えている。入力部３１へは、修正前のテンプレートパターンデータＤが入力される。また、入力部３１へは、パターン修正指示、応力許容値、パターン修正条件（許容範囲）などが入力される。

入力部３１へ入力されるパターン修正指示は、修正前のテンプレートパターンデータＤやテンプレートパターンデータＤｘの修正を指示する情報である。また、入力部３１に入力される応力許容値は、テンプレート２０，２０Ｘに許容される上限の応力値（閾値）である。また、入力部３１に入力される修正条件は、修正前のテンプレートパターンデータＤやテンプレートパターンデータＤｘを修正する際に用いられる条件である。

パターン修正条件は、例えば、補助パターン２５に対する制約条件である。補助パターン２５に対する制約条件は、補助パターン２５を配置してもよい位置、配置してもよい補助パターン２５の大きさ、形状などである。

補助パターン２５を配置してもよい位置は、例えば、テンプレートパターンと補助パターン２５との間の距離（許容範囲）などによって規定されている。これにより、テンプレートパターン（凸パターン）から所定の距離以上離れた位置であって、且つ応力集中箇所１００から所定距離内の位置に補助パターン２５が配置される。

補助パターン２５を配置してもよい位置は、例えば、補助パターン２５が他のテンプレートパターンに影響を及ぼさず、且つ応力集中箇所１００の応力値を閾値以下に低下させることができる位置である。テンプレートパターンと補助パターン２５との間の距離は、補助パターン２５を露光処理などの後のプロセスで除去可能な距離であってもよい。

また、配置してもよい補助パターン２５の形状は、例えば、補助パターン２５を上面側から見た場合のアスペクト比である。アスペクト比は、補助パターン２５を上面側（Ｚ軸方向）から見た場合の縦寸法（Ｘ方向）と横寸法（Ｙ方向）との比である。

修正条件は、例えば、応力集中箇所１００における応力値の大きさ毎に設定されている。例えば、応力値が第１の応力値である場合には、第１の修正条件が適用され、応力値が第Ｎ（Ｎは自然数）の応力値である場合には、第Ｎの修正条件が適用される。

修正条件は、例えば、応力値と補助パターン２５との対応付けしたテーブルデータであってもよい。この場合、テーブルデータの補助パターン２５には、形状と配置位置（許容範囲）などが設定されている。

入力部３１は、修正前のテンプレートパターンデータＤが入力されると、修正前のテンプレートパターンデータＤを応力算出部３２およびパターン修正部３４に送る。また、入力部３１は、パターン修正指示が入力されると、パターン修正指示を応力算出部３２に送る。また、入力部３１は、応力許容値が入力されると、応力許容値を判定部３３に送る。また、入力部３１は、パターン修正条件が入力されると、パターン修正条件をパターン修正部３４に送る。

応力算出部３２は、修正前のテンプレートパターンデータＤに基づいて、テンプレート２０がレジスト１３Ａに押し当てられた場合の、テンプレート２０（テンプレートパターン）にかかる応力の分布を算出する。

また、応力算出部３２は、テンプレートパターンデータＤｘがパターン修正部３４から送られてきた場合には、テンプレート２０の応力分布を算出する。このとき、応力算出部３２は、テンプレートパターンデータＤｘに基づいて、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられた場合の、テンプレート２０Ｘ（テンプレートパターン）にかかる応力の分布を算出する。

応力算出部３２は、例えば、押印シミュレーションによって、テンプレート２０やテンプレート２０Ｘでの応力分布を算出する。応力算出部３２は、算出した応力分布を判定部３３に送る。

判定部３３は、応力許容値と、応力算出部３２で算出された応力分布と、に基づいて、テンプレート２０やテンプレート２０Ｘでの応力が許容範囲内であるか否かを判定する。判定部３３は、応力算出部３２で算出された応力分布内に応力許容値よりも大きな応力値（不適切な応力値）が含まれている場合、この不適切な応力値を抽出する。また、判定部３３は、不適切な応力値となっている位置を応力集中箇所１００に設定する。

判定部３３は、不適切な応力値と、応力集中箇所１００とを対応付けし、対応付けした情報を異常情報としてパターン修正部３４に送る。また、判定部３３は、不適切な応力値が含まれていない場合、テンプレートパターンデータＤｘを出力部３５に送る。

パターン修正部３４は、修正前のテンプレートパターンデータＤを修正することによって、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。また、パターン修正部３４は、テンプレートパターンデータＤｘをさらに修正することによって、新たなテンプレートパターンデータＤｘを作成してもよい。

パターン修正部３４は、異常情報と、パターン修正条件とに基づいて、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。パターン修正部３４は、修正前のテンプレートパターンデータＤが送られてきた場合には、修正前のテンプレートパターンデータＤを修正する。また、パターン修正部３４は、テンプレートパターンデータＤｘが送られてきた場合には、テンプレートパターンデータＤｘを修正する。

パターン修正部３４は、補助パターン２５の配置処理を実行することによって、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。パターン修正部３４は、例えば、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２５を配置する。

なお、パターン修正部３４は、補助パターン２５の配置の代わりにテンプレートパターンのレイアウト変更処理を実行してもよい。この場合、パターン修正部３４は、異常情報と、パターン修正条件と、テンプレートパターンのデザインルールとに基づいて、テンプレートパターンのレイアウトを変更する。

パターン修正部３４は、作成したテンプレートパターンデータＤｘを応力算出部３２に送る。出力部３５は、判定部３３から送られてきたテンプレートパターンデータＤｘを外部装置などに出力する。

なお、ここではパターンデータ作成装置３０が、応力算出部３２、判定部３３を備える構成としたが、パターンデータ作成装置３０と応力算出部３２とを別構成としてもよい。また、パターンデータ作成装置３０と判定部３３とを別構成としてもよい。

つぎに、実施形態に係るパターンデータ作成処理の処理手順について説明する。図５は、実施形態に係るパターンデータ作成処理の処理手順を示すフローチャートである。パターンデータ作成装置３０の入力部３１へは、修正前のテンプレートパターンデータＤ、パターン修正指示、応力許容値、パターン修正条件などが入力される。

応力算出部３２は、修正前のテンプレートパターンデータＤに基づいて、テンプレート２０がレジスト１３Ａに押し当てられた場合のテンプレート２０にかかる応力の分布を算出する（ステップＳ１０）。応力算出部３２は、例えば、押印シミュレーションによって、テンプレート２０での応力分布を算出する。応力算出部３２は、算出した応力分布を判定部３３に送る。

判定部３３は、応力許容値と、応力算出部３２で算出された応力分布と、に基づいて、テンプレート２０での応力値が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。換言すると、判定部３３は、テンプレート２０での応力値のうち閾値から外れたものがあるか否かを判定する。具体的には、判定部３３は、応力算出部３２で算出された応力分布内に応力許容値よりも大きな応力値（不適切な応力値）が含まれているか否かを判定する。

判定部３３は、不適切な応力値が含まれている場合、この不適切な応力値を抽出する。そして、判定部３３は、不適切な応力値となっているテンプレートパターンの位置を応力集中箇所１００に設定する。判定部３３は、不適切な応力値と、応力集中箇所１００とを対応付けし、対応付けした情報を異常情報としてパターン修正部３４に送る。

これにより、応力が許容範囲内でない場合には（ステップＳ２０、Ｎｏ）、修正前のテンプレートパターンデータＤが修正される（ステップＳ３０）。このように、修正前のテンプレートパターンデータＤが修正されることによって、テンプレートパターンデータＤｘが作成される。

具体的には、パターン修正部３４は、異常情報と、パターン修正条件とに基づいて、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。このとき、パターン修正部３４は、補助パターン２５を修正前のテンプレートパターンデータＤに対応するテンプレートパターンに配置することによって、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。パターン修正部３４は、例えば、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２５を配置する。

図６は、応力集中箇所を説明するための図である。図６では、テンプレート２０の断面図を示している。テンプレート２０は、修正前のテンプレートパターンデータＤを用いて作製されたテンプレートである。

レジスト１３Ａ（図６では図示せず）の塗布されたウエハＷａにテンプレート２０が押し当てられると、テンプレート２０には応力がかかる。テンプレート２０のテンプレートパターンのうち、例えば、大きな空隙（凹パターン２１）の近傍で応力が集中する。この応力の集中する箇所が応力集中箇所１００である。

図７は、補助パターンの配置例を示す図である。図７では、テンプレート２０Ｘの断面図を示している。テンプレート２０Ｘは、テンプレートパターンデータＤｘを用いて作製されたテンプレートである。

本実施形態では、応力の集中する凹パターン２１などに補助パターン２５が配置される。補助パターン２５は、例えば、テンプレートパターンのうち所定値よりも大きな凹部領域内に配置される。

補助パターン２５は、例えば、応力集中箇所１００から所定の距離範囲内に配置される。パターンデータ作成装置３０は、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２５が配置されるよう、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。この後、テンプレートパターンデータＤｘを用いてテンプレート２０Ｘが作製される。

補助パターン２５は、テンプレート２０内の他のテンプレートパターン（凸パターン）と略同じ高さを有した凸パターンである。これにより、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられた場合に、他のテンプレートパターンと同様に補助パターン２５にも応力がかかる。この結果、テンプレート２０Ｘにかかる応力が平均化される。

パターンデータ作成装置３０のパターン修正部３４は、補助パターン２５を配置したテンプレートパターンデータＤｘを作成すると、このテンプレートパターンデータＤｘを応力算出部３２に送る。

この後、修正前のテンプレートパターンデータＤと同様の方法によって、テンプレートパターンデータＤｘの判定処理および必要に応じた修正処理が行われる。具体的には、応力算出部３２は、テンプレートパターンデータＤｘに基づいて、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられた場合のテンプレート２０Ｘにかかる応力の分布を算出する（ステップＳ１０）。そして、応力算出部３２は、算出した応力分布を判定部３３に送る。

判定部３３は、応力許容値と、応力算出部３２で算出された応力分布と、に基づいて、テンプレート２０Ｘにかかる応力が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。判定部３３は、不適切な応力値が含まれている場合、不適切な応力値と、応力集中箇所１００とを対応付けた異常情報をパターン修正部３４に送る。

これにより、応力が許容範囲内でない場合には（ステップＳ２０、Ｎｏ）、テンプレートパターンデータＤｘがさらに修正される（ステップＳ３０）。このように、テンプレートパターンデータＤｘが修正されることによって、新たなテンプレートパターンデータＤｘが作成される。

具体的には、パターン修正部３４は、異常情報と、パターン修正条件とに基づいて、新たなテンプレートパターンデータＤｘを作成する。このとき、パターン修正部３４は、補助パターン２５をテンプレートパターンデータＤｘに対応するテンプレートパターンに配置することによって、新たなテンプレートパターンデータＤｘを作成する。

パターンデータ作成装置３０では、テンプレート２０Ｘにかかる応力が許容範囲内となるまで、ステップＳ１０〜Ｓ３０の処理が繰り返される。テンプレート２０Ｘにかかる応力が許容範囲内になると（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）、テンプレートパターンデータＤｘの作成処理が終了する。

具体的には、判定部３３は、不適切な応力値が含まれていないと判断すると、テンプレートパターンデータＤｘを出力部３５に送る。そして、出力部３５は、テンプレートパターンデータＤｘを外部装置などに出力する。

つぎに、補助パターン２５の形状について説明する。図８は、補助パターンの形状例を示す図である。図８では、テンプレートパターンの上面図を示している。図８においては、ハッチングの付している箇所がテンプレートパターン（凸パターン）であり、ハッチングの付していない箇所がスペースパターン（凹部領域）である。

図８の（ａ）では、テンプレート２０の一例であるテンプレート２０Ａを示している。テンプレート２０Ａには、補助パターン２５の一例である補助パターン２５Ａが配置されている。補助パターン２５Ａは、１つのパターンである。補助パターン２５Ａは、各応力集中箇所１００の近傍にある凹パターン２１に対して１つずつ配置されている。

補助パターン２５Ａは、例えば、テンプレートパターンのうちのラインパターンに対して平行となるよう配置される。換言すると、ラインパターンの長手方向と、補助パターン２５Ａの長手方向とが平行となるよう補助パターン２５Ａが配置される。

図８の（ｂ）では、テンプレート２０の一例であるテンプレート２０Ｂを示している。テンプレート２０Ｂには、補助パターン２５の一例である補助パターン２５Ｂが配置されている。

補助パターン２５Ｂは、所定サイズよりも小さな複数のパターンである。このため、補助パターン２５ＢがウエハＷａに転写された後に、ウエハＷａ上から補助パターン２５Ｂに対応する転写パターンを容易に除去することが可能となる。補助パターン２５Ｂは、各応力集中箇所１００の近傍にある凹パターン２１に対して複数個ずつ配置されている。

図８の（ｃ）では、テンプレート２０の一例であるテンプレート２０Ｃを示している。テンプレート２０Ｃには、補助パターン２５の一例である補助パターン２５Ｃが配置されている。補助パターン２５Ｃは、テンプレートパターンの空隙（凹部領域）を分割するよう配置された凸パターンである。補助パターン２５Ｃは、ラインパターンを有している。補助パターン２５Ｃは、各応力集中箇所１００の近傍にある凹パターン２１に対して１〜複数本ずつ配置されている。

図８の（ｄ）では、テンプレート２０の一例であるテンプレート２０Ｄを示している。テンプレート２０Ｄには、補助パターン２５の一例である補助パターン２５Ｄが配置されている。補助パターン２５Ｄは、スペースパターン（凹パターン）である。補助パターン２５Ｄは、各応力集中箇所１００の近傍にある凸パターン領域に対して１〜複数個ずつ配置されている。

パターン修正部３４は、上述した補助パターン２５Ａ〜２５Ｄに対応するパターンデータをテンプレートパターンデータＤに付加することによって、テンプレートパターンデータＤｘを作成する。

なお、テンプレート２０Ａ〜２０Ｄは、ハッチングの付している箇所がスペースパターン（凹部領域）であってもよい。この場合、テンプレート２０Ａ〜２０Ｄは、ハッチングの付していない箇所がテンプレートパターン（凸パターン）である。この場合、テンプレート２０Ａ〜２０Ｃでは、凸パターン領域内に、凹パターンとしての補助パターン２５Ａ〜２５Ｃが配置される。また、テンプレート２０Ｄでは、凹パターン領域内に、凸パターンとしての補助パターン２５Ｄが配置される。

また、パターン修正部３４は、修正前のテンプレートパターンデータＤまたはテンプレートパターンデータＤｘに対してテンプレートパターンのレイアウト変更処理を実行してもよい。

図９は、テンプレートパターンのレイアウト変更処理を説明するための図である。図９においては、ハッチングの付している箇所がテンプレートパターンであり、ハッチングの付していない箇所がスペースパターンである。

図９では、テンプレート２０の一例であるテンプレート２０Ｅを示している。テンプレート２０Ｅでは、各応力集中箇所１００の近傍にあるテンプレートパターン２６が太くなるようレイアウト変更されている。これにより、テンプレート２０Ｅにかかる応力が平均化される。なお、テンプレートパターンのレイアウト変更処理は、テンプレートパターンを太くする処理に限らず、何れの処理によってテンプレートパターンのレイアウトを変更してもよい。

つぎに、テンプレートパターンの修正による応力分布の変化（応力緩和）について説明する。図１０は、テンプレートパターンの修正による応力分布の変化を説明するための図である。図１０では、補助パターンの上面形状と、テンプレート押印時の応力分布との関係を示している。

図１０では、修正無し（修正前）のテンプレートパターン４０、空隙内柱型（凸形状）の補助パターン２７Ａを配置した場合のテンプレートパターン４１、空隙内分割型の補助パターン２７Ｃを配置した場合のテンプレートパターン４２を示している。

空隙内柱型の補助パターン２７Ａは、補助パターン２５Ａと同様に凹パターン（空隙）２２に対して１つずつ配置された柱状のテンプレートパターンである。空隙内分割型の補助パターン２７Ｃは、補助パターン２５Ｃと同様に凹パターン（空隙）２２を分割するように配置されたテンプレートパターンである。

修正無しのテンプレートパターン４０では、応力集中箇所１００が存在している。一方、テンプレートパターン４１では、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２７Ａが配置されることによって、応力集中箇所１００が無くなっている。同様に、テンプレートパターン４２では、応力集中箇所１００の近傍に補助パターン２７Ｃが配置されることによって、応力集中箇所１００が無くなっている。

ここで、補助パターン２５がウエハＷａ上に転写されたもの（以下、転写補助パターン５０という）を除去する方法について説明する。図１１は、転写補助パターンの除去処理手順を説明するための図である。図１１では、ウエハＷａの断面形状を示している。

図１１の（ａ）に示すように、ウエハＷａ上には、補助パターン２５に対応する転写補助パターン５０が形成される。この後、図１１の（ｂ）に示すように、ウエハＷａ上にマスク材６１Ａが配置され、さらにマスク材６１Ａ上にレジスト６２が塗布される。そして、転写補助パターン５０よりも大きな開口パターンを有したフォトマスク６３を用いてレジスト６２への露光が行われる。ここでの開口パターンは、転写補助パターン５０に対応する位置に配置されている。

この後、レジスト６２が現像されることにより、レジスト６２のうち開口パターンに応じた位置のレジストが除去される。これにより、転写補助パターン５０上に開口パターンを有したレジストパターンが形成される。このレジストパターン上からエッチングが行われることによって、マスク材６１Ａのうちレジストパターンの開口位置に対応する位置が開口する。これにより、図１１の（ｃ）に示すように、転写補助パターン５０上に開口パターンを有したマスク材パターン６１Ｂが形成される。

そして、図１１の（ｄ）に示すように、マスク材パターン６１Ｂの開口部に埋め込み材６４が埋め込まれることにより、転写補助パターン５０内に埋め込み材６４Ａが埋め込まれる。

さらに、埋め込み材６４Ａがエッチバックされることによって、図１１の（ｅ）に示すように、転写補助パターン５０内に埋め込み材６４Ｂが残され、その他の埋め込み材は除去される。

そして、ウエハＷａ上からマスク材パターン６１Ｂが除去されることによって、図１１の（ｆ）に示すように、転写補助パターン５０が除去されたウエハ上パターンが形成される。なお、転写補助パターン５０は、図１１で説明した方法以外の方法によってウエハＷａ上から除去されてもよい。

テンプレートパターンデータＤｘの作成処理は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、作成されたテンプレートパターンデータＤｘを用いてテンプレート２０Ｘが作製される。さらに、作製されたテンプレート２０Ｘを用いて半導体装置（半導体集積回路）が製造される。

この後、レジストの塗布されたウエハにテンプレート２０Ｘを用いてインプリント処理が実行される。これにより、ウエハ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上に形成される。半導体装置を製造する際には、テンプレートパターンデータＤｘの作成処理、テンプレート２０Ｘの作製処理、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。

つぎに、パターンデータ作成装置３０のハードウェア構成について説明する。図１２は、パターンデータ作成装置のハードウェア構成を示す図である。パターンデータ作成装置３０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。パターンデータ作成装置３０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。

ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムであるパターンデータ作成プログラム９７を用いてテンプレートパターンデータＤｘを作成する。パターンデータ作成プログラム９７は、コンピュータで実行可能な、テンプレートパターンデータＤｘを作成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（nontransitory computer readable medium）を有するコンピュータプログラムプロダクトである。パターンデータ作成プログラム９７では、前記複数の命令がテンプレートパターンデータＤｘの作成をコンピュータに実行させる。

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、修正前のテンプレートパターンデータＤ、テンプレートパターンデータＤｘ、応力許容値、パターン修正条件、応力分布などを表示する。

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（パターンデータの作成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。

パターンデータ作成プログラム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１２では、パターンデータ作成プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。

ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたパターンデータ作成プログラム９７を実行する。具体的には、パターンデータ作成装置３０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内からパターンデータ作成プログラム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。

パターンデータ作成装置３０で実行されるパターンデータ作成プログラム９７は、応力算出部３２、判定部３３、パターン修正部３４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。

なお、パターンデータ作成プログラム９７は、応力算出部３２の機能を有していなくてもよい。この場合、パターンデータ作成プログラム９７とは異なる他のコンピュータプログラムによって応力分布が算出される。

また、パターンデータ作成プログラム９７は、判定部３３の機能を有していなくてもよい。この場合、パターンデータ作成プログラム９７とは異なる他のコンピュータプログラムによってテンプレート２０，２０Ｘでの応力が許容範囲内であるか否かが判定される。

このように実施形態では、テンプレート２０をレジスト１３Ａに押し当てた場合のテンプレート２０Ａにかかる応力の応力分布が算出されている。そして、テンプレートパターンの中で閾値よりも大きな応力値を示す応力集中箇所１００があるか否かが判定されている。さらに、応力集中箇所１００がある場合には、応力集中箇所１００での応力値が閾値以下の応力値となるようテンプレートパターンデータＤが修正されてテンプレートパターンデータＤｘが作成される。したがって、テンプレート２０Ｘがレジスト１３Ａに押し当てられた場合のテンプレート２０Ｘにかかる応力を均一化することが可能となる。

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。

１…インプリント装置、１３Ａ…レジスト、２０，２０Ｘ、２０Ａ〜２０Ｅ…テンプレート、２１…凹パターン、２５，２５Ａ〜２５Ｄ，２７Ａ，２７Ｃ…補助パターン、２６…テンプレートパターン、３０…パターンデータ作成装置、３２…応力算出部、３３…判定部、３４…パターン修正部、４０〜４２…テンプレートパターン、５０…転写補助パターン、６３…フォトマスク、１００…応力集中箇所、Ｗａ…ウエハ。

Claims (5)

1. テンプレートパターンを有したテンプレートをレジストに押し当てた場合の前記テンプレートにかかる応力の応力分布を算出する算出ステップと、
   前記テンプレートパターンの中で閾値よりも大きな応力値を示す応力集中箇所があるか否かを判定する判定ステップと、
   前記応力集中箇所がある場合には、前記応力集中箇所での応力値が前記閾値以下の応力値となるよう前記テンプレートパターンのパターンデータを修正する修正ステップと、
   を含むことを特徴とするパターンデータ作成方法。
2. 前記修正されたパターンデータに対し、
   前記算出および前記判定を再度行い、
   前記応力集中箇所での応力値が前記閾値以下の応力値となるまで、前記算出、前記判定および前記修正を繰り返す、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパターンデータ作成方法。
3. 前記パターンデータを修正する場合には、前記テンプレートパターンに補助パターンを付加する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパターンデータ作成方法。
4. テンプレートパターンと、
   補助パターンと、
   を有し、
   前記補助パターンは、前記テンプレートパターンがレジストに押し当てられた場合の前記テンプレートパターンにかかる応力値が閾値以下の応力値となるよう配置され、かつ前記テンプレートパターンの凸パターンと同じ高さを有している、
   テンプレート。
5. テンプレートパターンを有した第１のテンプレートをレジストに押し当てた場合の前記第１のテンプレートにかかる応力の応力分布を算出する算出ステップと、
   前記テンプレートパターンの中で閾値よりも大きな応力値を示す応力集中箇所があるか否かを判定する判定ステップと、
   前記応力集中箇所がある場合には、前記応力集中箇所での応力値が前記閾値以下の応力値となるよう前記テンプレートパターンのパターンデータを修正する修正ステップと、
   修正後のパターンデータを用いて第２のテンプレートを作製する作製ステップと、
   前記第２のテンプレートを用いて、半導体基板にインプリント処理を行うインプリント処理ステップと、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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