JP5002695B2 - 微細加工方法、微細加工装置、および微細加工プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、微細加工方法、微細加工装置、および微細加工プログラムに関する。

半導体装置の微細化及び高集積化に伴い、フォトリソグラフィ装置の高精度化が要求されている。しかし、数１０ナノメートル以下の微細加工を実現するにおいては、フォトリソグラフィ技術では解像度限界が生じている。このため、次世代の微細加工の１つとして、ナノインプリントが注目されている。

ナノインプリントでは、例えば、下地上に液滴状のレジスト（以下、レジストドロップ）を滴下し、凹凸パターンを有するテンプレートを、レジストドロップに押し付け、テンプレートと下地とのあいだに凹凸パターンを有するレジスト層を形成する。

ただし、テンプレートのパターン密度は一般的には一様ではない。また、レジストは通常、有機材料であるため揮発性を有する。このため、下地上においては局所的なレジストドロップの過不足が生じたり、レジストの残膜厚に斑が生じたりする場所が存在してしまう。このため、テンプレートのパターン形状、レジストの揮発量の程度に応じて、レジストドロップに過不足が生じないように制御することが必要である。

従って、ナノインプリントを行う前に、下地上にレジストドロップを如何に適正に配置するかが問題になる。レジストドロップが適正に配置されることにより、高精度の微細加工が実現し得る。

特開２００７−３２００９８号公報 米国特許出願公開第２００９／０１１５１１０号明細書

本発明の実施形態は、高精度の微細加工方法、微細加工装置、および微細加工プログラムを提供する。

実施形態の微細加工方法は、パターン形成面に複数のレジストドロップを２次元状に配置し、凹凸が形成されたテンプレートをそれぞれの前記レジストドロップの上から押し付けて前記パターン形成面にレジストパターンを形成する微細加工方法である。実施形態の微細加工方法は、１つの前記レジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域に前記パターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定するステップと、それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定するステップと、前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定するステップと、前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定するステップと、それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けするステップと、前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定するステップと、を備える。実施形態の微細加工方法は、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更するステップと、前記区分けするステップと、前記除算した値を決定するステップと、を繰り返す。

実施形態の微細加工装置は、パターン形成面に複数のレジストドロップを２次元状に配置し、凹凸が形成されたテンプレートをそれぞれの前記レジストドロップの上から押し付けて前記パターン形成面にレジストパターンを形成する微細加工において前記パターン形成面における前記複数のレジストドロップの位置を決定する微細加工装置である。実施形態の微細加工装置は、１つの前記レジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域に前記パターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定する決定手段と、それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定する決定手段と、前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定する決定手段と、前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定する決定手段と、それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けする区分け手段と、前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定する決定手段と、を備える。実施形態の微細加工装置は、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更する変更し、前記区分け手段と、前記除算した値を決定する決定手段と、を繰り返す繰り返し手段と、を備える。

実施形態の微細加工プログラムは、コンピュータに、１つのレジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域にパターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定するステップと、それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定するステップと、前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定するステップと、前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定するステップと、それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けするステップと、 前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定するステップと、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更するステップと、前記区分けするステップと、前記除算した値を決定するステップと、を繰り返すことを実行させる。

本実施の形態に係る微細加工方法の概要を説明するフローチャート図である。 本実施の形態に係る微細加工過程を説明する要部断面模式図である。 本実施の形態に係る微細加工過程を説明する要部断面模式図である。 パターンの平面形状を説明する図である。 レジストドロップの揮発量分布を説明する立体図である。 レジストドロップの入力値と供給量との換算を示す図である。 レジスト総量を決定するフローを模式的に説明する図である。 レジストドロップの初期配置を説明する図であり、（ａ）は、不等間隔の矩形領域を形成する図、（ｂ）は、不等間隔の第１領域にレジストドロップを配置する図である。 各レジストドロップに最近接する領域の振り分けを説明するための図である。 レジストドロップの配置更新のフローを説明するフローチャート図である。 レジストドロップの配置更新の概略図である。 微細加工装置のブロック構成図である。

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。本実施の形態は、例えばナノインプリントによるレジストドロップの微細加工に関するものである。

図１は、本実施の形態に係る微細加工方法の概要を説明するフローチャート図である。図１には、主にレジストドロップ配置の適正化法の概要が示されている。
本実施の形態に係るナノインプリントにおいては、基板等の下地の上に、例えば、インクジェット法で液滴状のレジストドロップを２次元状に複数配置した後、それぞれのレジストドロップの上から、凹凸が形成されたテンプレートを押しつけて、下地上にナノメートルオーダのマスクパターンを形成する。レジストドロップの供給量は、電子デバイスのパターン設計等を考慮して決定される。

まず、１つのレジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域にパターン形成面を区分けし、第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定する（ステップＳ１０）。

次に、それぞれの第１領域のレジスト量を足し合わせ、パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定する（ステップＳ２０）。

次に、レジスト総量をレジストドロップの容量で除算し、パターン形成面に配置するレジストドロップの総数を決定する（ステップＳ３０）。

次に、上記総数のレジストドロップのそれぞれについて、パターン形成面における暫定的な位置を決定する（ステップＳ４０）。

ここで、それぞれのレジストドロップに関し、最初の暫定的位置を決めることを、本実施の形態では、レジストドロップの「初期配置」と呼称する。

この初期配置では、それぞれのレジストドロップの位置が所定の距離を隔てて決定される。例えば、各レジストドロップを等間隔で配置してもよく、最終配置に近い状態で配置してもよい。

次に、それぞれの第１領域を最も近接するレジストドロップに振り分け、レジストドロップごとに振り分けられた第１領域の集団（第１領域の集まり）をそれぞれ第２領域とし、第２領域ごとにパターン形成面を改めて区分けする（ステップＳ５０）。

次に、第２領域ごとに、ひとつのレジストドロップの容量を、第２領域内に属する第１領域のそれぞれについて決定された必要とされるレジスト量の合計で除算した値（評価値）を決定する（ステップＳ６０）。この除算した値を本実施の形態では、「評価値」と呼称する。

次に、パターン形成面内における除算した値（評価値）の分布が目標とする範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ７０）。

すなわち、第２領域ごとに、レジストドロップの容量が不足しているか、過多であるかの判断を行う。この判断を本実施の形態では、「危険点評価」と呼称する。

例えば、レジストドロップの容量が不足している第２領域では、テンプレートのパターン凹部にレジストドロップの未充填が生じる可能性がある。逆に、レジストドロップの容量が過多の場合は、レジストの残膜厚（定義については、後述する。）が厚くなる可能性がある。除算した値（評価値）の分布が目標とする範囲内に収まっているか否かの指標として、例えば、評価値の最大値と最小値との差、評価値と「１」との差の絶対値の最大値、標準偏差等を用いる。

次に、除算した値（評価値）のパターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべてのレジストドロップの位置を確定させる（ステップＳ８０）。これにより、本フローが終了する。

除算した値（評価値）のパターン形成面内における分布が目標とする範囲内にないときは、その分布が目標とする範囲内に収まるまで、レジストドロップの少なくともいずれかの位置を変更する（ステップＳ９０）。

この位置の変更をレジストドロップの「配置更新」と呼称する。配置更新では、各レジストドロップの少なくともいずれかの位置が変更される。そして、区分けするステップ（ステップＳ５０）に戻り、区分けするステップ（ステップＳ５０）と、除算した値（評価値）を決定するステップ（ステップＳ６０）と、を繰り返す。

すなわち、ステップＳ５０→ステップＳ６０→ステップＳ７０→ステップＳ９０のルーチンが目標の範囲に収まるまで繰り返される。
このルーチン中、パターン形成面と、テンプレートとのあいだの全レジストドロップの総量については、例えば、不変とする。すなわち、ルーチン中では、それぞれのレジストドロップの位置のみが変更される。

ルーチンの動作中、パターン形成面内における評価値の分布が目標の範囲内に収まったときは、全てのレジストドロップの位置が確定する（ステップＳ８０）。
このようなフローによって、それぞれのレジストドロップがパターン形成面の上に適正に配置される。

ステップＳ８０によって、それぞれのレジストドロップ２０ｄの位置が確定された後には、次に説明するパターン加工が施される。レジストドロップがパターン加工される過程について以下に説明する。

図２および図３は、本実施の形態に係る微細加工過程を説明する要部断面模式図である。 まず、図２（ａ）に示すように、半導体層表面、半導体ウェーハ表面等の下地１０の上に、それぞれのレジストドロップ２０ｄが例えばインクジェット法によって配置される。１個のレジストドロップ２０ｄの容量は、例えば、１ｐｌ（ピコリットル）〜６ｐｌの範囲に設定されている。この段階でのレジストドロップ２０ｄは、液滴状である。レジストドロップ２０ｄは、例えば、アクリル系の光硬化性樹脂であり、ＵＶ光を照射すると硬化する。レジストドロップ２０ｄは、１回のショットによって下地１０の上に滴下してもよく、１回以上のショットによって下地１０の上に滴下してもよい。

次に、図２（ｂ）に示すように、下地１０の主面に、テンプレート３０を対向させる。下地１０に対向するテンプレート面には、凸部３０ｔおよび凹部３０ｃを含むパターンが形成されている。凹部３０ｃの底面３０ｂからの凸部３０ｔの高さを「パターン高さ」と定義する。パターン高さは、例えば、６０ｎｍである。テンプレート３０の材質は、例えば、石英（ＳｉＯ_２）である。

次に、図２（ｃ）に示すように、テンプレート３０を下地１０側に降下し、それぞれのレジストドロップ２０ｄにテンプレート３０の凹凸パターンを押し付ける。
テンプレート３０によって押し付けられた各レジストドロップ２０ｄは、下地１０上で３次元的に変形し、下地１０上にテンプレート３０のパターンが転写される。この状態を、図３（ａ）に示す。

テンプレート３０と下地１０とのあいだに、表面が凹凸状に変形したレジスト層２０が形成される。レジスト層２０には、テンプレート３０を介してＵＶ光が照射される。これにより、レジスト層２０は、光硬化する。

次に、図３（ｂ）に示すように、テンプレート３０をレジスト層２０から離す。これにより、レジスト層２０の表面が露出する。レジスト層２０には、凸部２０ｔおよび凹部２０ｃが形成されている。

レジスト層２０の凹部２０ｃの底面２０ｂからの凸部２０ｔの高さは、「パターン高さ」に対応している。また、レジスト層２０の底面２０ｂと、下地１０の表面とのあいだのレジスト層２０の厚みを「残膜厚」と定義する。残膜厚は、例えば、１５ｎｍである。

次に、図３（ｂ）に示すように、パターニングされたレジスト層２０にドライエッチング処理を施す。これにより、レジスト層２０の凸部２０ｔの膜減りが生じる。一方、凹部２０ｃにおいては、底面２０ｂがエッチング加工される。その結果、ライン・スペース状のマスクパターン２０ｐが下地１０の上に形成される。このような過程によって、レジストにナノインプリントが施される。
なお、以上のようにナノインプリント技術に基づいて形成されたレジストパターンは、半導体装置等、電子デバイスの製造を行う過程で用いることができる。例えば、前述のようにして形成されたレジストパターンについては、その後、そのレジストパターンをマスクにして、ドライエッチング技術等の所定の方法を用い、そのレジストパターンの下層に位置するシリコン材料等の被加工膜（所謂、下地層）を加工（例えば、パターンの形成等）することができる。本実施の形態では、例えば、その被加工膜は、前述のパターン形成面に対応させることができる。

次に、図１に例示した各ステップの具体的手段について説明する。
最初に、ステップＳ１０〜ステップＳ４０に係る具体的な手順について説明する。
まず、ステップＳ１０〜ステップＳ２０のフローにおいて、パターン形成面２５全域に必要とされるレジスト総量は、次に説明する第１入力データ、第２入力データ、第３入力データ、および第４入力データから決定される。

第１入力データとは、例えば、テンプレート３０のパターン高さ、および必要な残膜厚である。

第２入力データとは、例えば、テンプレート３０によってパターン形成面に形成されるパターンの疎密分布（または、パターンの被覆率分布）である。パターンが疎であるか密であるかは、パターン被覆率の高低よって決定される。パターン被覆率とは、パターン形成面２５の単位面積において、マスクパターン２０ｐがパターン形成面２５を被覆する割合である。

第２入力データとしては、テンプレート３０のパターンの疎密分布を選択してもよい。パターン形成面に形成されるパターンの疎密分布と、テンプレート３０のパターンの疎密分布とは、実質的に同じだからである。以下では、パターン形成面に形成されるパターンの疎密分布を用いて説明する。

例えば、図４は、パターンの平面形状を説明する図である。図４（ａ）には、パターンの平面模式図が示され、図４（ｂ）には、パターン密度の算出方法が示されている。

図４（ａ）に示すように、パターン形成面２５内には、マスクパターン２０ｐが複数形成される。パターン形成面２５の縦横寸法は、テンプレート３０のパターン形成面の縦横寸法に対応している。パターン形成面２５内において、マスクパターン２０ｐが密集している部分ほど、マスクパターン２０ｐの密度は高くなる。

具体的には、マスクパターン２０ｐの密度は、図４（ｂ）に示すように算出される。
まず、パターン形成面２５の始点２６から、始点２６に対向するパターン形成面２５の短辺２５ａにまで、パターン形成面２５の短辺２５ａに平行な第１ライン２５−１に沿ってマスクパターン２０ｐの密度を求める。次に、第１ライン２５−１に隣接する第２ライン２５−２に沿って、パターン形成面２５の始点２６が属される短辺２５ａから、対向する長辺２５ｂにまで、マスクパターン２０ｐの密度を求める。この繰り返し走査を、始点２６から第Ｘライン２５−Ｘの終点２７まで実行する。これにより、パターン形成面２５内のマスクパターン２０ｐの疎密分布（被覆率分布）が求められる。

第３入力データとは、例えば、レジストドロップの揮発量分布である。
図５は、レジストドロップの揮発量分布を説明する立体図である。
図５（ａ）には、パターン形成面２５内に分布されたレジストドロップが揮発した後の膜厚分布が立体的に示されている。
ナノインプリント中には、テンプレート３０の端ほどレジストドロップが揮発し易い。従って、レジストドロップが揮発した後においては、図５（ａ）に示すように、中央部よりも端のほうがレジストドロップの膜厚が薄くなる可能性がある。

図５（ｂ）には、図５（ａ）の結果に基づき、パターン形成面２５内のレジストドロップ分布を補正したレジストドロップの膜厚分布が立体的に示されている。上述したように、テンプレート３０の端ほどレジストドロップが揮発し易いので、図５（ｂ）に示すように、パターン形成面２５の端ほどレジストの容量が多くなるようにレジスト総量を調整する。

これら第１〜第３入データは、パターン形成面２５内のパターンデータ（ＧＤＳ）を例えば、５μｍ×５μｍの第１領域毎に区切って算出する。

第４入力データとは、例えば、レジストドロップの容量の補正量である。
図６は、レジストドロップの入力値と供給量との換算を示す図である。

図６の横軸は、レジストドロップ２０ｄの入力値（指示値）であり、縦軸は、レジストドロップ２０ｄが実際に供給される供給量である。レジストドロップ２０ｄの入力値と、レジストドロップ２０ｄの供給量とがずれている場合は、図６に示す換算結果を用いてレジスト総量を補正する。

レジスト総量を決定するフローをブロック図を用いてまとめると、図７のようになる。各ブロックの横の長さは、例えば、パターン形成面２５の長手方向の長さに対応している。

ブロック１０ａ−１は、第１入力データ（パターン高さ、残膜厚）、第２入力データ（パターンの疎密分布）から算出されたレジスト総量を表している。

ブロック１０ａ−２は、第３入力データ（レジストドロップの揮発量分布）を表している。

ブロック１０ａ−３は、ブロック１０ａ−１を、第３入力データ（ブロック１０ａ−２）によって補正したレジスト総量を表している。すなわち、ブロックの端ほど、レジストドロップ量が大きくなる。

ブロック１０ａ−４は、ブロック１０ａ−３を、第４入力データ（レジストドロップ量の補正量）によって補正したレジスト総量を表している。

レジスト総量が適正に決定されたら、レジスト総量をレジストドロップ２０ｄの容量（供給量）で除算し、パターン形成面２５内に分布させるに必要なレジストドロップ２０ｄの総数を決定する（ステップＳ３０）。

次に、必要なレジストドロップ２０ｄの数が算出された後、それぞれのレジストドロップ２０ｄの暫定的な位置を決定する（ステップＳ４０）。

ここで、レジストドロップ２０ｄの暫定的な位置を初めて決定する初期配置の方法について説明する。
図８は、レジストドロップの初期配置を説明する図であり、（ａ）は、不等間隔の矩形領域を形成する図、（ｂ）は、不等間隔の第１領域にレジストドロップを配置する図である。

まず、図８（ａ）に示すように、レジストドロップ２０ｄの初期配置を行う前に、パターン形成面２５を縦横が不等間隔の矩形領域２８で区分する。

例えば、パターン形成面２５の長辺２５ｂが延びる方向をＸ方向（第１の方向）、短辺２５ａが延びる方向をＹ方向（第２の方向）とした場合、パターン形成面２５をＸ方向に不等間隔に区分けする線、およびＹ方向に不等間隔に区分けする線によって分割する。これにより、それぞれの線によって囲まれた矩形領域２８が形成する。比較的パターン密度が大きい矩形領域２８の面積は、比較的パターン密度が小さい矩形領域２８の面積よりも小さくする。すなわち、矩形領域２８の面積が大きくなるほど、パターン被覆率は低くなる。

なお、Ｘ方向に区分けされたパターン形成面２５の各領域のレジストドロップの容量の合計、またはＹ方向に区分けされたパターン形成面２５の各領域のレジストドロップの容量の合計は、等しい。

図８（ｂ）に示すように、それぞれの矩形領域２８には、例えば、１個のレジストドロップ２０ｄが配置される。それぞれの矩形領域２８内においては、マスクパターン２０ｐの分布があるため、それぞれのレジストドロップ２０ｄを各矩形領域２８の重心に配置する。矩形領域２８の重心とは、矩形領域２８のパターン被覆率を重みに変換した場合、その重みが均衡する点である。これにより、レジストドロップ２０ｄの初期配置が終了する。

次に、ステップＳ５０〜ステップＳ７０のフローについて具体的に説明する。
図９は、各レジストドロップに最近接する領域の振り分けを説明するための図である。

図９には、パターン形成面２５が予め、５μｍ×５μｍの第１領域４０毎に区分けされた状態が示されている。そして、パターン形成面２５内に、初期配置によって複数のレジストドロップ２０ｄが分布された状態が示されている。

それぞれの第１領域４０を最も近接するレジストドロップ２０ｄに振り分け、レジストドロップ２０ｄごとに振り分けられた第１領域４０の集団をそれぞれ第２領域４５とする。

すなわち、第２領域４５ごとにパターン形成面２５を改めて区分けする（ステップＳ５０）。

例えば、第１領域４０の中、第１領域４０−１は、矢印Ａで示されたレジストドロップ２０ｄ−１に最近接している。従って、第１領域４０−１は、レジストドロップ２０ｄ−１に最近接する第２領域（最近接領域）４５−１に属すとする。

一方、第１領域４０−２は、レジストドロップ２０ｄ−１ではなく、矢印Ｂで示されたレジストドロップ２０ｄ−２に最近接している。従って、第１領域４０−２は、レジストドロップ２０ｄ−２に最近接する第２領域４５−２に属すとする。また、第１領域４０−３は、矢印Ｃで示されたレジストドロップ２０ｄ−３に最近接している。従って、第１領域４０−３は、レジストドロップ２０ｄ−３に最近接する第２領域４５−３に属すとする。 このように、第１領域４０が最も近接するレジストドロップ２０ｄごとに、それぞれの第１領域４０を振り分ける。パターン形成面２５内の第１領域４０の全てについて、このような振り分けを行う。

次に、振り分けられた第２領域４５ごとのレジストドロップの容量を評価する。例えば、第２領域４５ごとの評価値を決定する（ステップＳ６０）。評価値とは、次の（１）式で表される。

評価値＝（ひとつのレジストドロップの容量）／（第２領域４５内に属する第１領域４０それぞれについて決定された必要とされるレジスト量の合計）・・・（１）

ここで、「ひとつのレジストドロップの容量」とは、各第２領域４０に存在しているそれぞれのレジストドロップ２０ｄに相当する。

また、「第２領域４５内に属する第１領域４０それぞれについて決定された必要とされるレジスト量の合計」は、任意の第２領域４５に属す各第１領域に必要とされるレジスト量のそれぞれを、その第２領域４５において足し合わせた値である。本実施の形態では、各第２領域４５における評価値を算出する。

各第２領域の評価値は、それぞれが「１」に近似するほど望ましい。評価値が「１」より大きいと、その第２領域においては、レジストドロップの容量が過多になり、残膜厚が狙い値よりも厚くなる可能性がある。また、評価値が「１」より小さいと、その第２領域においては、レジストドロップの容量が過少になり、テンプレート３０のパターン凹部にレジストドロップの未充填が生じたり、残膜厚が狙いよりも薄くなる可能性がある。

次に、この評価値のパターン形成面における分布が目標とする範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ７０）。

続いて、評価値のパターン形成面における分布が目標とする範囲内にない場合、次に説明するレジストドロップ２０ｄの配置更新を行う。

特に、レジストドロップ２０ｄの初期配置の直後では、各第２領域の評価値が「１」に近似しているとは限らない。従って、レジストドロップ２０ｄの配置更新を行い、各第２領域の評価値を「１」に近似させる。

次に、ステップＳ９０に係るレジストドロップ２０ｄの配置更新について説明する。
図１０は、レジストドロップの配置更新のフローを説明するフローチャート図である。

このフローチャート図と、以下に示す図とを用いて、ステップＳ９０に係るレジストドロップ２０ｄの配置更新について説明する。

図１１は、レジストドロップの配置更新の概略図である。
先ず、それぞれのレジストドロップ２０ｄの中、変更の対象であるレジストドロップを選択する（ステップＳ９０ａ）。

例えば、図中のレジストドロップ２０ｄ−１を選択する。さらに、レジストドロップ２０ｄ−１に最も近接する少なくとも１つの別のレジストドロップを選択する（ステップＳ９０ｂ）。

例えば、レジストドロップ２０ｄ−１に最も近接する２つのレジストドロップを選択する場合は、図中のレジストドロップ２０ｄ−２と、レジストドロップ２０ｄ−３とが選択される。それぞれのレジストドロップが所属する第２領域４５−１、第２領域４５−２、および第２領域４５−３については、既に評価値が決定されている。

次に、第２領域４５−１、第２領域４５−２、および第２領域４５−３のそれぞれの評価値を例えば、重みに換算し、換算されたそれぞれの重みに基づく重心５０を決定する（ステップＳ９０ｃ）。

重心５０とは、それぞれの評価値を重みに変換した場合、それぞれの重みが均衡する点である。図には、重みの程度が円柱の高さによって表示されている。すなわち、第２領域４５−１における評価値が最も高く、第２領域４５−３における評価値が最も低い例が示されている。従って、重心５０は、レジストドロップ２０ｄ−１、２０ｄ−２、２０ｄ−３の各中心点を頂点とする三角形の図心から反れ、レジストドロップ２０ｄ−１側に寄っている。

次に、重心５０を図心（図形の中心）とする多角形を形成する。例えば、配置更新の対象をレジストドロップ２０ｄ−１とする場合は、重心５０を図心として、レジストドロップ２０ｄ−１以外のレジストドロップ２０ｄ−２、レジストドロップ２０ｄ−３のそれぞれの位置を頂点に含む多角形を決定する（ステップＳ９０ｄ）。
図１１では、多角形としては、三角形が例示されている。この三角形では、レジストドロップ２０ｄ−２、２０ｄ−３のそれぞれの中心点を２つの頂点としている。残りの頂点は、重心５０を図心として、図中の頂点５５が決定される。

次に、レジストドロップ２０ｄ−１の中心点から頂点５５にまでベクトル線５６を引く。ついで、ベクトル線５６のｒ(ｒ＜１)倍の移動ベクトル線５７を決定する。そして、レジストドロップ２０ｄ−１を、多角形の頂点５５に向かって移動させる。例えば、移動ベクトル線５７に沿って、レジストドロップ２０ｄ−１を移動させる（ステップＳ９０ｅ）。「ｒ」は、多角形として三角形を描いた場合、１／１０以上、１／２以下である。配置更新については、全てのレジストドロップ２０ｄの少なくとも１つについて実施する。

この後、図１に示すステップＳ５０に戻り、ステップＳ６０に移行した後、パターン形成面２５内における各評価値の分布が目標の範囲にあるか否かの判断を再び行う（ステップＳ７０）。

パターン形成面２５内における各評価値の分布が目標の範囲内に収まったにときは、全てのレジストドロップ２０ｄの位置を確定させる（ステップＳ８０）。
この後、図２および図３で例示したナノインプリントを行えば、テンプレート３０のパターン凹部にレジストドロップ２０ｄの未充填が生じることはなく、均一な厚みの残膜厚が下地１０上に形成される。すなわち、本実施の形態によれば、パターン形成面２５内のレジストドロップ２０ｄの配置が適正化され、高精度の微細加工が実現する。

なお、上述した例では、レジストドロップ２０ｄ−１に最近接するレジストドロップとして、２つのレジストドロップを選択する例を示した。レジストドロップ２０ｄ−１に最近接するレジストドロップの選択数については、１つでもよく、３つ以上でもよい。

次に、本実施の形態に係る微細加工装置について説明する。
図１２は、微細加工装置のブロック構成図である。
微細加工装置１００は、パターン形成面に複数のレジストドロップ２０ｄを２次元状に配置し、凹凸が形成されたテンプレート３０をそれぞれのレジストドロップ２０ｄの上から押し付けてパターン形成面２５にレジストパターンを形成する微細加工においてパターン形成面における前記複数のレジストドロップの位置を決定する微細加工装置である。

微細加工装置１００は、演算部１１０と、記憶部１２０と、塗布部１３０とを備え、図１〜図１１を用いて説明した微細加工方法をコンピュータによって自動的に実施することができる。演算部１１０と、記憶部１２０と、塗布部１３０とは、それぞれがオンラインで接続されている。演算部１１０と、記憶部１２０と、塗布部１３０は、それぞれが独立ではなく、微細加工装置１００のＣＰＵ（Central Processing Unit）により管理されている。

演算部１１０は、１つのレジストドロップ２０ｄが占める面積よりも小さい複数の第１領域４０にパターン形成面２５を区分けし、第１領域４０ごとに必要とされるレジスト量を決定する決定手段１１０ａを備える。

演算部１１０は、それぞれのレジスト量を足し合わせ、パターン形成面２５全域に必要とされるレジスト総量を決定する決定手段１１０ｂを備える。

演算部１１０は、レジスト総量をレジストドロップ２０ｄの容量で除算し、パターン形成面２５に配置するレジストドロップ２０ｄの総数を決定する決定手段１１０ｃを備える。

演算部１１０は、前記総数のレジストドロップ２０ｄのそれぞれについてパターン形成面２５における暫定的な位置を決定する決定手段１１０ｄを備える。

演算部１１０は、それぞれの第１領域４０を最も近接するレジストドロップ２０ｄに振り分け、レジストドロップ２０ｄごとに振り分けられた第１領域４０の集団をそれぞれ第２領域４５とし、第２領域４５ごとにパターン形成面２５を改めて区分けする区分け手段１１０ｅを備える。

演算部１１０は、第２領域４５ごとに、ひとつのレジストドロップの容量を、第２領域４５内に属する第１領域４０のそれぞれについて決定された必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定する決定手段１１０ｆを備える。

演算部１１０は、除算した値のパターン形成面２５内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべてのレジストドロップ２０ｄの位置を確定し、除算した値のパターン形成面２５内における分布が目標とする範囲内にないときは、この分布が目標とする範囲内に収まるまで、レジストドロップ２０ｄの少なくともいずれかの位置を変更する変更し、区分け手段１１０ｅと、除算した値を決定する決定手段１１０ｆと、を繰り返す繰り返し手段１１０ｇを備える。

暫定的な位置を決定する決定手段１１０ｄは、パターン形成面２５をＸ方向（図８参照）に不等間隔に区分けする線、およびパターン形成面２５をＸ方向に垂直なＹ方向に不等間隔に区分けする線によって囲まれたそれぞれの矩形領域２８内にレジストドロップ２０ｄを位置させることができる。
レジストドロップ２０ｄの位置を変更する変更する手順は、図１１に例示されたフローに従う。

微細加工装置１００は、レジストドロップ２０ｄの位置が確定されたのち、パターン形成面２５に複数のレジストドロップ２０ｄを２次元状に塗布する塗布手段（塗布部１３０）をさらに備える。

例えば、塗布部１３０は、図２に示したように、ノズル（図示しない）からレジストドロップ２０ｄを下地１０上に供給することができる。

記憶部１２０には、コンピュータに、図１、図７および図１０を用いて例示したフローを実行させる微細加工プログラムが格納されている。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

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。

１０ 下地
１０ａ ブロック
２０ レジスト層
２０ｂ 底面
２０ｃ 凹部
２０ｄ レジストドロップ
２０ｐ マスクパターン
２０ｔ 凸部
２５ パターン形成面
２５ａ 短辺
２５ｂ 長辺
２６ 始点
２７ 終点
２８ 矩形領域
３０ テンプレート
３０ｂ 底面
３０ｃ 凹部
３０ｔ 凸部
４０ 第１領域
４５ 第２領域
５０ 重心
５５ 頂点
５６ ベクトル線
５７ 移動ベクトル線
１００ 微細加工装置
１１０ 演算部
１２０ 記憶部
１３０ 塗布部

Claims (10)

1. パターン形成面に複数のレジストドロップを２次元状に配置し、凹凸が形成されたテンプレートをそれぞれの前記レジストドロップの上から押し付けて前記パターン形成面にレジストパターンを形成する微細加工方法であって、
   １つの前記レジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域に前記パターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定するステップと、
   それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定するステップと、
   前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定するステップと、
   前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定するステップと、
   それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けするステップと、
   前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定するステップと、
   前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、
   前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更するステップと、前記区分けするステップと、前記除算した値を決定するステップと、を繰り返すことを特徴とする微細加工方法。
2. 前記暫定的な位置を決定するステップにおいては、
   前記パターン形成面を第１方向に不等間隔に区分けする線、および前記パターン形成面を前記第１方向に垂直な第２方向に不等間隔に区分けする線によって囲まれたそれぞれの矩形領域内に前記レジストドロップを位置させることを特徴とする請求項１記載の微細加工方法。
3. 前記矩形領域の面積が大きくなるほど、前記パターン形成面のパターン被覆率が低くなることを特徴とする請求項２記載の微細加工方法。
4. 前記位置を変更するステップにおいては、
   変更の対象である前記レジストドロップに最も近接する少なくとも１つの別のレジストドロップを選択し、
   前記レジストドロップが所属する前記第２領域において決定された前記除算した値、および前記別のレジストドロップが所属する前記第２領域において決定された前記除算した値を重みに換算し、換算されたそれぞれの前記重みから、前記レジストドロップと前記別のレジストドロップとの重心を決定し、
   前記重心を図心として、前記別のレジストドロップの位置を頂点に含む多角形を形成し、
   前記レジストドロップを、前記別のレジストドロップの位置を除く前記多角形の頂点に向かって移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の微細加工方法。
5. 前記レジストドロップの位置を確定したのち、前記パターン形成面に複数の前記レジストドロップを２次元状に配置し、前記テンプレートをそれぞれの前記レジストドロップの上からに押し付けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の微細加工方法。
6. パターン形成面に複数のレジストドロップを２次元状に配置し、凹凸が形成されたテンプレートをそれぞれの前記レジストドロップの上から押し付けて前記パターン形成面にレジストパターンを形成する微細加工において前記パターン形成面における前記複数のレジストドロップの位置を決定する微細加工装置であって、
   １つの前記レジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域に前記パターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定する決定手段と、
   それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定する決定手段と、
   前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定する決定手段と、
   前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定する決定手段と、
   それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けする区分け手段と、
   前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定する決定手段と、
   前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、
   前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更する変更し、前記区分け手段と、前記除算した値を決定する決定手段と、を繰り返す繰り返し手段と、
   を備えたことを特徴とする微細加工装置。
7. 前記暫定的な位置を決定する前記決定手段は、前記パターン形成面を第１方向に不等間隔に区分けする線、および前記パターン形成面を前記第１方向に垂直な第２方向に不等間隔に区分けする線によって囲まれたそれぞれの矩形領域内に前記レジストドロップを位置させることを特徴とする請求項６記載の微細加工装置。
8. 前記位置を変更する変更する手順は、
   変更の対象である前記レジストドロップに最も近接する少なくとも１つの別のレジストドロップを選択し、
   前記レジストドロップが所属する前記第２領域において決定された前記除算した値、および前記別のレジストドロップが所属する前記第２領域において決定された前記除算した値を重みに換算し、換算されたそれぞれの前記重みから、前記レジストドロップと前記別のレジストドロップとの重心を決定し、
   前記重心を図心として、前記別のレジストドロップの位置を頂点に含む多角形を形成し、
   前記レジストドロップを、前記別のレジストドロップの位置を除く前記多角形の頂点に向かって移動させることを特徴とする請求項６または７に記載の微細加工装置。
9. 前記レジストドロップの位置を確定したのち、前記パターン形成面に複数の前記レジストドロップを２次元状に塗布する塗布手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の微細加工装置。
10. コンピュータに、
    １つのレジストドロップが占める面積よりも小さい複数の第１領域にパターン形成面を区分けし、前記第１領域ごとに必要とされるレジスト量を決定するステップと、
    それぞれの前記レジスト量を足し合わせ、前記パターン形成面全域に必要とされるレジスト総量を決定するステップと、
    前記レジスト総量を前記レジストドロップの容量で除算し、前記パターン形成面に配置する前記レジストドロップの総数を決定するステップと、
    前記総数のレジストドロップのそれぞれについて前記パターン形成面における暫定的な位置を決定するステップと、
    それぞれの前記第１領域を最も近接する前記レジストドロップに振り分け、前記レジストドロップごとに振り分けられた前記第１領域の集団をそれぞれ第２領域とし、前記第２領域ごとに前記パターン形成面を改めて区分けするステップと、
    前記第２領域ごとに、ひとつの前記レジストドロップの容量を、前記第２領域内に属する前記第１領域のそれぞれについて決定された前記必要とされるレジスト量の合計で除算した値を決定するステップと、
    前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が目標とする範囲内にある場合は、すべての前記レジストドロップの位置を確定し、
    前記除算した値の前記パターン形成面内における分布が前記目標とする範囲内にないときは、前記分布が前記目標とする範囲内に収まるまで、前記レジストドロップの少なくともいずれかの前記位置を変更するステップと、前記区分けするステップと、前記除算した値を決定するステップと、を繰り返すことを実行させることを特徴とする微細加工プログラム。

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