JP4773729B2 - 転写装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターンが形成されたモールドを樹脂材料等の被転写物に接触させることによって、該パターンを転写するいわゆるナノインプリントリソグラフィ装置に関する。

ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子、ＭＥＭＳ(Micro Electro-Mechanical Systems)などの微細パターンを有する各種デバイスを製造するための技術として、いわゆるナノインプリントリソグラフィ技術が提案されている。

ナノインプリントリソグラフィとは、微細なパターンが形成されたモールド（原版、テンプレート等ともいう）を、樹脂材料（レジスト）を塗布したウエハに押し付けることによって、レジスト上にパターンを転写するものである。

また、ナノインプリントリソグラフィの方法としては、転写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をガラス転移温度以上に加熱して流動性を高めて転写する方法（熱サイクル法）や、紫外線硬化性の樹脂（ＵＶ硬化樹脂）をレジストとして使用し、透明なモールドを接触させた状態でレジストに光を照射し、硬化させて転写する方法（光硬化法もしくはＵＶ硬化型という）などが提案されている。このうち半導体デバイスの製造には、光硬化法が用いられることが多い。

ここで、光硬化法の転写工程を図１５に示す。

第１の工程（１）は、押印工程である。紫外線を透過する材質（例えば、石英）で形成されたモールドＭを、基板（ウエハ）Ｗに上に塗布されたＵＶ硬化樹脂としてのレジストＵＶＲに押し付ける。これにより、モールドに形成されたパターンに沿ってＵＶ硬化樹脂が流動する。

第２の工程（２）は、硬化工程である。モールドＭを基板Ｗ上のレジストＵＶＲに押し付けた状態で、紫外線ＵＶを照射する。その結果、モールドのパターンと同じ形にレジストが硬化する。

第３の工程（３）は、離型工程である。モールドＭを硬化したレジストＵＶＲから引き離す工程である。離型することより、基板Ｗ側にレジストＵＶＲがパターンの形を保って残ることになり、基板上にパターンが転写される。

ここで、半導体デバイスの製造においては、一般に１枚の基板に対して上記の転写工程を繰り返し、基板の全体に複数のパターンを転写する。

転写された樹脂（レジスト）パターンは、パターンの下地をRIE処理によって取り去ると従来の光露光装置での転写されたレジストパターンと同等なものとなる。以降のプロセスは、従来のＬＳＩ製造プロセスと同様である。

押印工程は機械的な動作を高速に行うことで、硬化工程は照度の高い照明光を照射することによって、それぞれ高速化が容易である。しかし、離型工程は、モールドと硬化したレジストとの摩擦によって微細なパターンが破損するおそれがあるため、単に機械的な動作を早くすることによる高速化は困難である。そこで、モールドに離型コーティング処理を施し、離型性を向上させている（特許文献１参照）。
米国特許６，３０９，５８０号明細書 S. Y. Chou, et.al., Science, vol.272,p.85-87, 5 April 1996

しかしながら、レジストはデバイス製造の都合によって必ずしも離型に対して有利なものが使われるとは限らない。すなわち、モールドに一般的な離型コーティング処理が施されていても、レジストの種類によっては十分に離型性を向上させることができない場合がある。

本発明は、離型に有利な転写装置を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一つの側面としての転写装置は、型を接触させることにより基板上の被転写物にパターンを転写する転写装置であって、前記基板を保持する基板ステージと、前記型を保持する型ステージと、前記基板ステージと前記型ステージとの相対的な位置決めを行う駆動手段と、制御手段と、を有し、前記型ステージは、前記型のパターン領域の外側にある前記型の所定領域が該パターン領域に対して反って前記被転写物からの離型が開始する開始領域となるように前記被転写物に接触している前記型の前記所定領域に力を加えるアクチュエータを含み、前記駆動手段は、前記被転写物に対する前記型の接触および離型のために前記基板ステージと前記型ステージとを一方向において相対的に移動させ、前記制御手段は、前記型ステージに前記型を保持させつつ、前記アクチュエータにより前記開始領域で前記離型が開始され、その状態から前記駆動手段により前記離型が行われるように、前記型ステージ、前記アクチュエータおよび前記駆動手段を制御する、ことを特徴とする。

また、他の側面としてのデバイス製造方法は、上記の転写装置を用いて基板上の被転写物にパターンを転写するステップ、を有することを特徴とする。

本発明によれば、離型に有利な転写装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である転写装置としてのＵＶ硬化型ナノインプリントリソグラフィ装置（以下、単にナノインプリント装置という）を示している。このナノインプリント装置は、半導体デバイスのチップの１つ分若しくは複数個分の回路パターンが形成されたモールドを、ウエハ上に塗布されたＵＶ硬化樹脂であるレジストに逐次転写するステップアンドリピート方式の装置である。

図１において、１０１は、紫外光を透過する材質、例えば石英で作られたモールド（原版、テンプレート等ともいう）である。該モールド１０１の底面部には、上記回路パターンに対応したパターンが３次元的に形成されている。以下、このモールド１０１におけるパターンが形成された領域をパターン領域又はパターン面という。

１０２は、被加工基板であるウエハであり、その表面には、不図示のレジストが塗布されている。

２００は、モールド１０１をナノインプリント装置上に保持するためのモールドチャックである。該モールドチャック２００はその中央部に開口を有し、レジストを硬化させるための紫外線を通過させることが可能となっている。モールドチャック２００の詳細については後述する。

３０１はモールドステージであり、モールド１０１の姿勢を制御する。モールド１０１の底面とウエハ１０２の表面とを平行に合わせるために、モールド１０１の姿勢を制御する。さらに、モールド１０１をウエハ１０２に押し付けた時に両者が平行を維持するための機構も備えている。

３０２は、モールド１０１をウエハ１０２に押し付けるためのモールド駆動部（スライダ）であり、上下方向に可動である。３０３はＺガイドであり、モールド駆動部３０２の駆動方向の案内をする。３０４は照明光学系であり、紫外線を発生する光源とレンズ群とを有し、モールド面（ウエハ面）に略均一な強度分布を持った紫外線を照射する。４０１はウエハチャックであり、ウエハ１０２を保持する。

４０２はウエハステージであり、ウエハ１０２の全面にパターン転写を行うために、ウエハ１０２をその面内方向に移動させる機能と、ウエハ１０２の姿勢を制御する機能とを有している。

４０３は定盤であり、ウエハステージ４０２およびフレーム４０４を保持している。４０５は第１の干渉計ビームであり、モールド１０１の位置および姿勢を計測するため、モールド１０１に対して照射される。４０６は第２の干渉計ビームであり、ウエハ１０２の位置および姿勢を計測するためにウエハ１０２に照射される。このようにしてモールド１０１とウエハ１０２の位置および姿勢を上記第１および第２の干渉計ビーム４０５，４０６を用いてレーザ干渉計で計測することで、両者の相対的な位置決めを高精度に行うことができる。

４０７は除振台であり、該装置が設置された床からの外乱振動によって、装置が振動し、位置決め精度が低下することを防止する。

４０８はアライメントスコープであり、パターン転写を行う際にウエハ１０２上に設けられたアライメントマークを計測して、ウエハ１０２とモールド１０１との位置合せを行うためのものである。

以上のように構成されたナノインプリント装置では、図２に示す工程によってパターン転写を行う。

まず不図示のモールド搬送系によって、モールド１０１を装置内へ搬入し、モールドチャック２００に装着する（図ではＳと略す）１）。その後、不図示の計測系によって、モールド１０１のパターン面の姿勢を計測し、モールドステージ３０１を駆動することによって、モールド１０１の姿勢を装置基準に合わせる（ステップ１）。

次に、ウエハ１０２にレジストを塗布し、装置内へ不図示のウエハ搬送系によって搬入する（ステップ２）。

そして、アライメントスコープ４０８によってウエハ１０２上のアライメントマークを計測し、その計測結果に基づいてウエハ１０２の位置決めを行う（ステップ３）。

次に、モールド１０１のパターン領域がウエハ１０２上での第１ショット位置に合致するようにウエハステージ４０２を駆動する（ステップ４）。そして、モールド駆動部３０２を駆動してモールド１０１のパターン領域をウエハ１０２上のレジストに押し付ける。これにより、レジストがモールド１０１のパターンに沿うように流動する。

そして、モールド１０１のパターン領域をレジストに押し付けた状態で照明光学系３０４から紫外線を照射（ショット）し、レジストを硬化させる（ステップ５）。

レジストが硬化した後、再びモールド駆動部３０２を駆動し、モールド１０１をレジストから引き離す離型を行う（ステップ６）。離型動作については、後に詳しく説明する。こうしてウエハ１０２上には、モールド１０１から転写されたパターンを有するレジストが残る。

次に、先のステップ５でのショットが最終ショットか否かを判別し、最終ショットでなければ、ステップ４に戻り、モールド１０１に対してウエハ１０２上の次のショット位置が対向するようにウエハステージ４０２を駆動して、ステップ５，６を繰り返す。ここで、先にパターン転写されたショット位置とこれに隣接するショット位置との間には、後述するスクライブラインが形成される。

一方、最終ショットであれば、ウエハ１０２へのパターン転写を終了する。そして、ウエハ１０２をウエハ搬送系により回収する。以上の動作制御および処理は、不図示の制御系によって行われる。なお、本フローチャートによって示されるパターン転写処理は、後述する他の実施例でも同じである。

次に、上述したモールドチャック２００について図３を用いて説明する。図３には、本実施例のナノインプリント装置の一部を示しており、モールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を表している。

モールドチャック２００は、モールドステージ３０１に取り付け部２０４を介して固定されている。モールドチャック２００の下面は、真空吸着面となっており、不図示の真空系に接続された真空吸着路２０３を介して真空引きをすることで、モールド１０１を固定している。

２０２は、モールドチャック２００に形成された切込みである。２０１は圧電素子アクチュエータであり、圧電素子に不図示の制御系から電圧を与えることによって、圧電素子が図中の矢印方向に伸び、その結果、真空吸着面が図中に点線で示したように、上側に反るようにモールドチャック２００全体がたわむ構成となっている。

図４には、モールドチャック２００のより詳しい構成を示している。モールドチャック２００の上面は、モールドステージ側の面であり、取り付け部２０４が３箇所設けられている。モールドチャック２００の下面は、モールド１０１を保持する真空吸着面であり、真空吸着路２０３を通して真空系と接続された吸着用の溝（図示せず）が設けられている。２０２は、真空吸着面を上述したように変形させるために設けられた溝であり、圧電素子アクチュエータ２０１が伸びることで真空吸着面が反るように変形する。

このようなモールドチャック２００によるモールド変形動作を用いた離型工程（ステップ６）について、図５のフローチャートを併せ用いて説明する。

モールド１０１をウエハ１０２上の硬化前のレジストに押し付ける際（図２のステップ２）には、モールドチャック２００の真空吸着面は平面状態に維持されている。このため、モールド１０１のパターン面も平面状態でレジストに押し付けられる。

レジストが硬化した後、不図示の制御系は、レジストの硬化が終了したか否かを判定し（ステップ６１）、終了したと判定するとステップ６２に進み、圧電素子２０１を駆動する。これにより、図３に点線で示すように、真空吸着面の一端側の部分が上に反り、モールド１０１が、そのパターン領域に隣接した部分がレジストから離れるように変形する。これにより、レジストとモールドの界面のうちパターン領域に隣接した微小領域が、微小量剥がれる。この微小領域が離型開始点となる。

この状態から、モールド駆動部３０２をＺ方向に上昇させる（ステップ６３）。先のステップで離型開始点が意図的に作られることにより、その後のＺ方向への離型をスムーズに行うことができる。その結果、レジストに転写されたパターンを壊すことなく、高速で離型を行うことができる。

ここで、上述した離型開始点は、ウエハ（レジスト）１０２上のスクライブライン上に作られる。図６に示すように、スクライブライン１０２ｂは、１枚のウエハ１０２上に同じパターン１０２ａをステップアンドリピート方式で複数転写し、複数のデバイスを製造する際に、デバイスごとに切り出すための切りしろとなる部分で、パターンが転写されない非転写領域である。このように、スクライブライン１０２ｂ上に離型開始点を作ることで、モールド変形による転写パターンの破損を防止することができる。

図７には、本発明の実施例２であるナノインプリント装置におけるモールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を示している。本実施例において、実施例１と同じ機能を有するものに関しては、実施例１と同符号を付して説明を省略する。

２００Ａは、ナノインプリント装置のモールドチャックであり、モールド１０１を保持するだけでなく、後述するように、離型時に離型開始点を作る役割も有する。モールド１０１では、パターン面とは反対側の面（すなわち、上面）が位置決め基準平面となっている。

モールド１０１は、モールドチャック２００Ａにおけるモールド１０１の上面に対向する３箇所に設けられた突き当て部２０８に該上面が当接し、かつ各側面に当接した圧子によって挟み込まれることでモールドチャック２００Ａにより保持（把持）される。各圧子は圧子固定部２０７に保持されたアクチュエータ２０６によって把持力が与えられる。

図中の左側と右側にはそれぞれ、モールド１０１の左側面に当接する圧子２０５Ｌと右側面に当接する圧子２０５Ｒを示している。図中には、圧子２０５Ｌ、圧子２０５Ｒをそれぞれ１個のみ示しているが、複数個設置してよい。圧子２０５Ｌがモールド１０１の左側面に当接する位置は、該左側面の上下方向中央よりも上側であり、圧子２０５Ｒがモールド１０１の右側面に当接する位置は、該右側面の上下方向略中央である。

このため、圧子２０５Ｌの把持力を強めると、図中の点線に示したように、モールド１０１の左端側の部分を上側に反るようにたわませることができる。圧子２０５Ｌの把持力を強めると同時に圧子２０５Ｒの把持力を強めると、モールド１０１全体の位置がずれることなくたわませることが可能となる。

このようなモールドチャック２００Ａによるモールド変形動作を用いた離型工程（図２のステップ６）について、図５のフローチャートを併せ用いて説明する。

モールド１０１をウエハ１０２上の硬化前のレジストに押し付ける際（図２のステップ２）には、アクチュエータ２０６が発生する把持力はモールド１０１が落下しないで保持できる程度に小さく抑えられており、その結果、モールド１０１のパターン面は平面を保っている。このため、モールド１０１のパターン面は平面状態でレジストに押し付けられる。

レジストが硬化した後、不図示の制御系は、レジストの硬化が終了したか否かを判定し（ステップ６１）、終了したと判定するとステップ６２に進み、アクチュエータ２０６を駆動する。これにより、アクチュエータ２０６による把持力が増加し、図７に点線で示すように、モールド１０１が、そのパターン領域に隣接した部分がレジストから離れるように変形する。これにより、レジストとモールドの界面のうちパターン領域に隣接した微小領域が、微小量剥がれる。この微小領域が離型開始点となる。

この状態から、モールド駆動部３０２をＺ方向に上昇させる（ステップ６３）。先のステップで離型開始点が意図的に作られることにより、その後のＺ方向への離型をスムーズに行うことができる。その結果、レジストに転写されたパターンを壊すことなく、高速で離型を行うことができる。

ここで、本実施例においても、離型開始点はウエハ（レジスト）１０２上のスクライブライン上に作られる。そして、スクライブライン１０２ｂ上に離型開始点を作ることで、モールド変形による転写パターンの破損を防止できる。

図８には、本発明の実施例３であるナノインプリント装置におけるモールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を示している。本実施例において、実施例１と同じ機能を有するものに関しては、実施例１と同符号を付して説明を省略する。

２００Ｂはモールドチャックである。モールド１０１は、Ｚ方向においてモールドチャック２００Ｂに設けられた突き当て部５０７に上面を突き当て、ＸＹ方向において右側面を突き当て部５０５に突き当てることで、所定の位置および姿勢にて装置に対して位置決めされる。

また、モールド１０１は、モールドチャック２００Ｂに設けられたモールド固定部５０６によって該モールド１０１の左右両端部を下側から押えられることにより、モールドチャック２００Ｂによって保持される。

５０１は赤外線光源であり、モールドチャック２００Ｂに固定されている。５０２は該赤外線光源５０１から射出された赤外線ビーム５０４をモールド１０１側に反射するミラーであり、モールドチャック２００Ｂにより回転可能に保持されている。５０３はミラー駆動部であり、ミラー５０２の回転角度を制御する。

なお、赤外線光源５０１、ミラー５０２およびミラー駆動部５０３は、レジスト硬化のためのＵＶ光を遮ることがない位置に配置されている。

このようなモールドチャック２００Ｂによるモールド変形動作を用いた離型工程（図２のステップ６）について、図５のフローチャートを併せ用いて説明する。

モールド１０１をウエハ１０２上の硬化前のレジストに押し付ける際（図２のステップ２）には、赤外線光源５０１からは赤外線が射出されず、モールド１０１はパターン面が平面を保った状態で保持されている。このため、モールド１０１のパターン面は平面状態でレジストに押し付けられる。

レジストが硬化した後、不図示の制御系は、レジストの硬化が終了したか否かを判定し（ステップ６１）、終了したと判定するとステップ６２に進み、赤外線光源５０１から赤外線ビーム５０４を射出させる。赤外線光源５０１から射出した赤外線ビーム５０４は、ミラー５０２により反射され、モールド１０１の内部を通過してパターン領域に隣接した微小領域に照射される。

赤外線の照射領域は、ミラー駆動部５０３によるミラー５０２の回転角度制御によって調節することができる。このため、パターン領域の大きさや位置が異なるモールドに対しても、所望の位置、例えばスクライブライン上に赤外線を照射することができる。

このように赤外線ビーム５０４が局所的に照射されると、その照射領域でモールド１０１の温度が上昇し、該モールド１０１の局所的な熱変形が生じる。これと同時に、照射領域にあるレジストも熱変形するが、モールド１０１とレジストとの熱膨張率の差によって、モールド１０１とレジストとの界面に微小なずれが発生する。このずれた領域が離型開始点となる。

この状態で、Ｚ方向にモールド１０１を引き上げると（ステップ６３）、離型開始点からスムーズに離型が行われる。したがって、高速で離型を行っても、転写パターンの破損を防止できる。

赤外線の照射領域をスクライブライン上に設定することにより、赤外線照射によるモールドの局所的な熱変形によって転写パターンが破損することはない。

図９には、本発明の実施例４であるナノインプリント装置におけるモールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を示している。本実施例において、実施例１と同じ機能を有するものに関しては、実施例１と同符号を付す。

本実施例も、実施例３と同様に、モールドに局所的な温度変化を与えることによって、モールドとレジストとの界面に微小なずれを発生させ、ここを離型開始点とすることで、スムーズな離型を可能とするものである。

２００Ｃはモールドチャックであり、取り付け部２０４を介してモールドステージ３０１に取り付けられている。モールドチャック２００Ｃの下面は真空吸着面となっており、該下面には真空溝６０１が形成されている。６０２はモールドチャック２００Ｃの内部に形成された真空配管である。この真空配管６０２は、不図示の真空排気系に接続されており、モールドチャック２００Ｃの下面での真空吸着を可能としている。

６０５は真空吸着面（下面）に形成されたチャック側電極であり、後述するヒータ６０３に電力を供給するために設けられたものである。このチャック側電極は、不図示の制御系に接続されている。

モールド１０１の底面部におけるパターン領域に隣接した領域には、変形手段としてのヒータ６０３が設けられている。さらに、該ヒータ６０３へ電力を供給するための配線６０４がモールド１０１内に配されている。６０６はモールド側電極であり、モールド１０１の上面である被吸着面に設けられている。モールド１０１をモールドチャック２００Ｂによって吸着保持した場合に、チャック側電極６０５とモールド側電極６０６とが電気的に接続され、ヒータ６０３への電力供給が可能となる。

このようなモールドチャック２００Ｃによるモールド変形動作を用いた離型工程（図２のステップ６）について、図５のフローチャートを併せ用いて説明する。

モールド１０１をウエハ１０２上の硬化前のレジストに押し付ける際（図２のステップ２）には、ヒータ６０３に対する通電はなされず、モールド１０１はパターン面が平面を保った状態で保持される。このため、モールド１０１のパターン面は平面状態でレジストに押し付けられる。

レジストが硬化した後、不図示の制御系は、レジストの硬化が終了したか否かを判定し（ステップ６１）、終了したと判定するとステップ６２に進み、ヒータ６０３への通電を行う。通電されたヒータ６０３は熱を発生し、モールド１０１において該熱により温度が上昇した領域は局所的に熱変形する。これと同時に、照射領域にあるレジストも熱変形するが、モールド１０１とレジストとの熱膨張率の差によって、モールド１０１とレジストとの界面に微小なずれが発生する。このずれた領域が離型開始点となる。

この状態で、Ｚ方向にモールド１０１を引き上げると（ステップ６３）、離型開始点からスムーズに離型が行われる。したがって、高速で離型を行っても、転写パターンの破損を防止できる。

また、ヒータ６０３による加熱領域をスクライブライン上に設定することにより、モールド１０１の局所的な熱変形によって転写パターンが破損することはない。

なお、ヒータ６０３に電流を流す時間は、モールド１０１の温度が局所的に上昇し、モールドとレジストとの界面に微小なずれが発生するまでの短時間でよく、離型工程のはじめの短い時間だけ電流が流される。

ところで、本実施例においては、ヒータ６０３によって局所的に温度の上昇を発生させることで離型開始点を作り出す場合について説明したが、図９においてモールド１０１のうちヒータ６０３が配置された位置に、冷却媒体（例えば、水）のための流路を形成し、離型時に該流路に冷却媒体を流すことにより、局所的な温度低下を発生させるようにしてもよい。

図１０には、本発明の実施例５であるナノインプリント装置におけるモールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を示している。本実施例において、実施例１，３と同じ機能を有するものに関しては、実施例１，３と同符号を付す。

実施例１から実施例４は、離型開始点を作るためにモールド１０１を変形させる場合の例であったが、本実施例では別の方法により離型開始点を作る。

２００Ｄはモールドチャックであり、取り付け部２０４を介してモールドステージ３０１に固定されている。モールドチャック２００Ｄは、図８で説明した実施例３と同様な方法によりモールド１０１を保持している。

７０１はＵＶ硬化樹脂を硬化させるための紫外線である照明光を表している。この図では、簡単のために照明光７０１を平行光束として表しているが、パターン面でほぼ均一な照射強度が得られれば、どのような方法で照明光を照射してもよい。

７０２は、ＵＶ硬化樹脂を硬化させるための照明光７０１と同じ光源から、別の経路で紫外線（ＵＶビーム）７０３を導くＵＶ導光系である。ＵＶビーム７０３は、該ＵＶ導光系７０２から射出してＵＶミラー７０４で反射され、モールド１０１を透過してレジスト上（ウエハ面）にスポットを結ぶ。

７０５はＵＶミラー駆動部であり、ＵＶミラー７０４の回転角度を制御する。ＵＶミラー７０４の回転角度を変えることによって、ウエハ面上でのＵＶビーム照射領域の位置を変えることができる。

このようなナノインプリント装置では、モールド１０１がウエハ１０２上のレジストに押し付けられた後、ＵＶ硬化樹脂を硬化させるための照明光７０１をレジストに照射すると同時に、ＵＶ導光系７０２およびＵＶミラー７０４を介してＵＶビーム７０３もレジストに照射する。ＵＶビーム７０３のスポット照射領域は、該ＵＶビーム７０３と照明光７０１とが重なることにより、他の領域と比べて露光量が大きくなる。

一般に、ＵＶ硬化樹脂は、硬化する時に体積収縮することが知られている。さらに、強いＵＶ光が照射されて硬化した場合には、弱いＵＶ光が長時間照射されて硬化する場合よりも体積収縮率が大きいことが知られている。

このため、本実施例の場合、ＵＶビーム７０３がスポット照射される領域は、照明光７０１のみが照射される他の領域と比べて照射強度が大きいので、レジストにおける該スポットが形成される部分は、他の部分に比べて体積収縮が大きくなる。

図１１（ａ），（ｂ）にレジストの体積収縮の様子を示した。図１１（ａ）は、レジストに対して硬化のための照明光７０１が照射されている状態を示している。８０１はウエハ１０２の表面に塗布されたレジストである。ＵＶビーム７０３は、パターン転写領域８０１ａに隣接したスクライブライン領域８０１ｂにスポットを結ぶように照射される。

図１１（ｂ）には、硬化工程が終了した状態を示す。スクライブライン領域８０１ｂにおけるＵＶビーム７０３が照射された部分は、パターン転写領域８０１ａに比べて体積収縮が大きいため、この部分とモールド１０１との間には隙間ができる。この隙間が、離型開始点となる。

この状態でモールド１０１をＺ方向に引き離すと、該離型開始点からスムーズな離型が行われる。離型開始点がスクライブライン上に作られることで、レジストの体積収縮によってパターンが破損することはない。

図１２には、本発明の実施例６であるナノインプリント装置におけるモールドステージ３０１からウエハ１０２までの構成を示している。本実施例において、実施例１と同じ機能を有するものに関しては、実施例１と同符号を付す。

本実施例では、モールド１０１Ａをウエハ面（レジスト）に押し付けることによって弾性変形させ、その後モールド１０１Ａを引き上げる際に、モールド１０１Ａがもとの形状に復元することを利用する例である。

モールド１０１Ａの左右端部の上面は、モールドチャック２００Ｅに設けられた複数の突き当て部９０１に当接している。これら突き当て部９０１の頂点は所定平面上に位置するように設定されている。また、モールド１０１Ａの左右端部の下面は、モールドチャック２００Ｅから下方に延びた支持機構９０３に、突き当て部９０１に対向するように設けられた押え部９０２によって支持されている。これにより、モールド１０１Ａがモールドチャック２００Ｅにより保持されている。

モールド１０１Ａは、ウエハ面に押し付けられる前の状態（第１の状態）では、図中の点線に示すように、パターン面側が凸となる形状で保持されている。次に、モールド１０１ＡをＺ方向に駆動し、パターン面をウエハ１０２上のレジストに押し当てていくと、モールド１０１Ａはウエハ１０２側から受ける反力によって弾性変形し、図中に実線で示すように、パターン面はウエハ面に倣って平面となる。この状態で、紫外線を照射しレジストを硬化させる。

レジストの硬化後、モールド１０１Ａをウエア面から引き上げる。この引き上げに伴って、モールド１０１Ａは徐々に元の形状に戻る。このとき、モールド１０１Ａは、パターン領域の外側の部分からレジストに対して離れていく。つまり、離型開始ラインがパターン領域に隣接するスクライブライン上に作られ、その後、離型ラインがパターン領域の外側から内側に向かって進んでいく。これにより、スムーズな離型が実現される。また、離型開始ラインがスクライブライン上に作られることで、離型開始時のパターン破損を防止できる。

図１３（ａ），（ｂ）には、本発明の実施例７であるナノインプリント装置におけるモールド１０１Ｂからウエハ１０２までの構成を示している。本実施例では、モールド１０１Ｂの底面部のうち、パターン領域に隣接したスクライブライン対応領域１０１ｂに、上下方向の伸長動作する圧電素子やエアシリンダ等のアクチュエータ１０１ｆを備えている。

離型に際しては、まずアクチュエータ１０１ｆを伸長動作させる。アクチュエータ１０１ｆの下端部がウエハ１０２（レジスト８０１がない部分が好ましい）に接した状態で該アクチュエータ１０１ｆが伸長動作することにより、モールド１０１Ｂにおける該アクチュエータ１０１ｆが設けられた部分が上側に反るように変形し、モールド１０１Ｂとレジスト８０１との界面のうちスクライブライン上に離型開始点を作ることができる。

その後、モールド１０１ＢをＺ方向に引き離すと、該離型開始点からスムーズな離型が行われる。離型開始点がスクライブライン上に作られることで、パターンが破損することはない。

次に、先に説明した各実施例のナノインプリントリソグラフィ装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスについて、図１４のフローチャートを用いて説明する。

ステップ１０１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ１０２（モールド作成）ではステップ１０１で設計した回路に基づいて、必要な個数のモールドを作成する。一方、ステップ１０３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。

次のステップ１０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記モールドとウエハを用い、上記各実施例のナノインプリント装置を用いて、ウエハ上に実際の回路を作成する。なお、ステップ１０４は必要に応じてモールドを交換して必要な回数繰り返される。また、この繰り返しの一部に、縮小投影露光装置など、ナノインプリントリソグラフィ方式以外の方式のリソグラフィ装置を使用することもできる。

次のステップ１０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１０４によって処理されたウエハを半導体チップ化する工程である。この後工程は、アセンブリ工程（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）などの組立工程を含む。

次のステップ１０６（検査）では、ステップ１０５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、ステップ１０７でこれを出荷する。

上記ステップ１０４のウエハプロセスでは、以下のステップのいずれかを有する。すなわち、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに光硬化性樹脂を塗布するレジスト処理ステップ、上記ナノインプリントリソグラフィ装置によってレジスト処理ステップ後のウエハに回路パターンを転写する転写ステップ、転写ステップで処理したウエハから転写パターン以外の部分の光硬化性樹脂（レジスト残膜）を除くエッチングステップ、不要となった光硬化性樹脂を除くレジスト剥離ステップのうちいずれかである。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

以上説明したように、上記各実施例によれば、離型に伴う転写パターン形状の破損を回避しつつ、高速で離型を行うことができる。そして、これにより、ステップアンドリピート方式等により高速で繰り返し行われるナノインプリントリソグラフィのスループットを向上させることができ、ひいては半導体やＭＥＭＳなどのデバイスの生産性を向上させることができる。

また，離型開始点をパターン転写領域に隣接するスクライブライン上に形成することで、デバイスの有効面積を大きくすることが可能となり、デバイスの設計自由度をも向上させることができる。

本発明の実施例１であるナノインプリント装置の構成を示す概略図。 実施例１のナノインプリント装置によるパターン転写工程を示すフローチャート。 実施例１のナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 実施例１のナノインプリント装置の一部の構成を示す斜視図 実施例１のナノインプリント装置による離型工程を示すフローチャート。 スクライブラインの説明図。 本発明の実施例２であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 本発明の実施例３であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 本発明の実施例４であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 本発明の実施例５であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 実施例５におけるレジスト硬化の様子を示す説明図。 本発明の実施例６であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 本発明の実施例７であるナノインプリント装置の一部の構成を示す概略図。 各実施例のナノインプリント装置を利用したデバイスの製造方法（実施例８）を説明するフローチャート。 ＵＶ硬化型ナノインプリントの工程を説明する図。

符号の説明

１０１，１０１Ａ モールド
１０２ ウエハ
１０２ｂ スクライブライン
２００，２００Ａ〜２００Ｅ モールドチャック
２０１ 圧電素子アクチュエータ
２０６ アクチュエータ
３０１ モールドステージ
３０４ 照明光学系
４０１ ウエハチャック
４０２ ウエハステージ
５０１ 赤外線光源
６０３ ヒータ
７０２ ＵＶ導光系

Claims (7)

1. 型を接触させることにより基板上の被転写物にパターンを転写する転写装置であって、
   前記基板を保持する基板ステージと、
   前記型を保持する型ステージと、
   前記基板ステージと前記型ステージとの相対的な位置決めを行う駆動手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記型ステージは、前記型のパターン領域の外側にある前記型の所定領域が該パターン領域に対して反って前記被転写物からの離型が開始する開始領域となるように前記被転写物に接触している前記型の前記所定領域に力を加えるアクチュエータを含み、
   前記駆動手段は、前記被転写物に対する前記型の接触および離型のために前記基板ステージと前記型ステージとを一方向において相対的に移動させ、
   前記制御手段は、前記型ステージに前記型を保持させつつ、前記アクチュエータにより前記開始領域で前記離型が開始され、その状態から前記駆動手段により前記離型が行われるように、前記型ステージ、前記アクチュエータおよび前記駆動手段を制御する、
   ことを特徴とする転写装置。
2. 前記型ステージは、前記型を保持する型チャックを有し、前記アクチュエータは、力を加えて前記型チャックを反らせることにより前記型の前記所定領域に力を加える、ことを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記アクチュエータは、圧電素子を含む、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写装置。
4. 前記型チャックは、切込みを有し、前記圧電素子は、前記切込みの中に配置されている、ことを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
5. 前記型ステージは、前記型を保持する型チャックを有し、該型チャックは、前記型の側面に接する突き当て部を有し、前記アクチュエータは、前記突き当て部を介して前記型の前記所定領域に力を加える、ことを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
6. 前記突き当て部は、前記型を介し対向して前記型の側面に接するように２つ設けられ、該２つの突き当て部は、上下方向において互いに異なる位置で前記型の側面に接する、ことを特徴とする請求項５に記載の転写装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の転写装置を用いて基板上の被転写物にパターンを転写するステップ、を有することを特徴とするデバイス製造方法。