JP5404140B2

JP5404140B2 - テンプレート及び半導体装置の製造方法

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Publication number: JP5404140B2
Application number: JP2009088884A
Authority: JP
Inventors: 良市稲浪; 信二三上; 拓也河野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: US20100252188A1; JP2010245094A; US8647106B2

Description

本発明は、テンプレート及び半導体装置に関する。

従来の技術として、インプリント用のテンプレートと半導体基板にそれぞれ形成されたアライメントマークによって位置合わせを行うインプリントリソグラフィの位置合わせ方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このテンプレートには、マスクとなるパターンを半導体基板上に形成するためのパターン領域が形成され、そのパターン領域とアライメントマークの間には、アライメントマークにレジスト材が充填されないようにする溝が形成されている。
このため、テンプレートパターンの転写時においてレジストがテンプレートの溝に吸収されることにより、レジストに覆われない半導体基板領域が存在することになる。その後、レジストパターンをマスクに半導体基板をエッチング加工する際等において、レジストパターンの疎密の影響等により、所望の寸法のパターンが得られない場合がある。

また、他の従来技術として、基板上のマークパターン形成領域上にもレジストを塗布してインプリントを行う技術が知られている。この技術では、複数の第１の凹部により構成される第１のパターン領域と、複数の第２の凹部により構成され、アライメントマークとして利用するための第２のパターン領域と、を有するインプリント用モールドであって、第１及び第２のパターン領域の最表面の高さは互いに等しく、第１及び第２の凹部は、互いに深さが異なり、且つ第１及び第２のパターン領域の周期は互いに等しいことを特徴とするインプリント用モールドを用いる（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、このインプリントモールドを用いてレジストパターンを形成する際、既に形成した下層のパターンやマークに対して位置を合わせる必要があるが、テンプレートのアライメント部のパターン全体にレジストが充填されてしまうため、高精度のアライメントを実施することができない場合がある。

米国特許第６９１６５８４号明細書特開２００７−２３０２２９号公報

本発明の目的は、インプリント用のテンプレートと半導体基板との位置合わせの精度を向上させ、所望寸法のパターンを形成できるテンプレート及び半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様は、光透過性の材料から形成され、マスク材料に接触する接触面と、前記接触面に形成され、前記マスク材料が充填されて硬化後にマスク部分を形成するマスク用凹部と、前記接触面に形成され、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる位置合わせ用凹部と、を備え、前記位置合わせ用凹部は、前記マスク用凹部が前記マスク材料によって充填されたとき、未充填領域が形成されるように、開口の面積が底部の面積よりも広い形状、又は前記マスク用凹部の深さよりも深い形状を有するテンプレートを提供する。

本発明の他の一態様は、光透過性の材料から形成され、マスク材料に接触する接触面と、前記接触面に形成され、前記マスク材料が充填されて硬化後にマスク部分を形成するマスク用凹部と、前記接触面に形成され、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる位置合わせ用凹部と、を備え、前記位置合わせ用凹部は、底部側に第１の幅寸法を有する第１の凹部と、開口側に前記第１の凹部に連通するように前記第１の幅寸法よりも大きい第２の幅寸法を有する第２の凹部と、から形成されたテンプレートを提供する。

本発明の他の一態様は、マスク用凹部と位置合わせ用凹部を備えたテンプレートと被加工材の相対移動によって、前記被加工材上に配置されたマスク材料と前記テンプレートを接触させ、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる前記位置合わせ用凹部に充填領域及び未充填領域が形成されるように、前記マスク用凹部に前記マスク材料を充填する工程と、を含む半導体装置の製造方法を提供する。

本発明の他の一態様は、マスク材料が充填されて硬化後にマスク部分を形成するテンプレートのマスク用凹部に対応する被加工材上の第１の領域に、第１の量のマスク材を配置する工程と、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる前記テンプレートの位置合わせ用凹部に対応する前記被加工材上の第２の領域に、前記第１の量よりも少ない第２の量の前記マスク材を配置する工程と、を含む半導体装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、インプリント用のテンプレートと半導体基板との位置合わせの精度を向上させ、所望寸法のパターンを形成できるテンプレート及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの接触面の概略図であり、（ｂ）は、加工装置にセットされた半導体基板とテンプレートの要部断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の概略の構成を示し、（ａ）は加工前の状態を示す全体図、（ｂ）は加工中の状態を示す要部断面図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの製造工程を示す要部断面図である。図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係るテンプレートの製造工程を示す要部断面図である。図６（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の変形例に係るマークパターン部の形状に関する変形例である。

[第１の実施の形態]
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの接触面の概略図であり、（ｂ）は、加工装置にセットされた半導体基板とテンプレートの要部断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すI―I線における半導体基板とテンプレートの断面を示している。

このインプリント用テンプレートとしてのテンプレート１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、レジスト材４に接触する接触面１２と、接触面１２に形成され、レジスト材４が充填されて硬化後にマスク部分を形成するマスク用凹部としての主要パターン部１０と、接触面１２に形成され、マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる位置合わせ用凹部としてのマークパターン部１１と、を備えて概略構成されている。

テンプレート１は、紫外線に対して光透過性を有する材料、例えば、石英材料等から形成される。

主要パターン部１０は、例えば、半導体素子の回路パターン等を形成するためのマスクの型となり、図１（ｂ）に示すように、深さａ１が２０〜１００ｎｍ、幅ｂ１が１０〜５０ｎｍ、間隔ｃ１が幅ｂ１とほぼ等しい１０〜５０ｎｍで並ぶ複数の凹部１００を含んで構成されている。本実施の形態では、深さａ１＝５０ｎｍ、幅ｂ１＝２０ｎｍ及び間隔ｃ１＝２０ｎｍとした。

マークパターン部１１は、例えば、主要パターン部１０の周囲に複数形成される。また、マークパターン部１１は、図１（ｂ）に示すように、例えば、接触面１２を上にしたときの底部側に、第１の幅寸法ｂ２が０．８〜１．２μｍである第１の凹部としての凹部１１２を複数有する上部パターン１１０と、凹部１１２の接触面１２側の開口部側に、上部パターン１１０が基板平面方向で連通させる、第１の幅寸法ｂ２よりも大きい第２の幅寸法ｄが１．５〜１５μｍである第２の凹部としてとしての下部パターン１１１と、を備えて概略構成されている。このマークパターン部１１は、例えば、接触面１２側から見て、複数の線が等間隔に並ぶパターンとなっている。本実施の形態では、第１の幅寸法ｂ２＝１μｍ、第２の幅寸法ｄ＝１２μｍとした。

上部パターン１１０の凹部１１２は、図１（ｂ）に示すように、例えば、下部パターン１１１の上部からの深さａ３が２０〜１００ｎｍ、間隔ｃ２が第１の幅寸法ｂ２とほぼ等しい０．８〜１．２μｍとなるように形成される。本実施の形態では、深さａ３＝５０ｎｍ、間隔ｃ２＝１μｍとした。

下部パターン１１１は、図１（ｂ）に示すように、例えば、接触面１２からの深さａ２が２０〜１００ｎｍとなるように形成される。本実施の形態では、この下部パターン１１１の深さａ２は、主要パターン部１０の凹部１００の深さａ１と同一であり、深さａ２＝５０ｎｍとした。

半導体基板２は、例えば、シリコン系材料からなり、複数の基板側マークパターン部２０が形成されている。この基板側マークパターン部２０の凹部の幅や間隔は、例えば、上部パターン１１０の凹部１１２の幅と間隔に略同一である。

被加工材としての被加工膜３は、例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物、及び金属材料等からなり、単膜又は複数の膜からなる。なお、被加工材は、被加工膜３に限定されず、半導体基板２であっても良い。

レジスト材４は、例えば、紫外線硬化型レジストであり、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂からなる。なお、レジスト材４は、紫外線硬化型レジストに限定されず、例えば、熱を加えることによって硬化するレジスト材料や、エネルギー線を照射した後、熱を加えることによって硬化するレジスト材料等のテンプレート１に充填された状態で硬化処理を行うことによって硬化するレジスト材料であれば良い。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る加工装置の概略の構成を示し、（ａ）は加工前の状態を示す全体図、（ｂ）は加工中の状態を示す要部断面図である。なお、図２（ａ）において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する方向を示す。

この加工装置５は、図２（ａ）に示すように、ベース定盤５０１と天板５０３とを支柱５０２によって連結した構造を有する。ベース定盤５０１上には、ＸＹステージ５０４が配置され、ＸＹステージ５０４上には、半導体基板２を静電吸着、真空吸着等によって固定するチャック５０５が配置されている。

天板５０３には、上部ステージ５０６を複数のガイドバー５０７によってＺ方向に昇降させる複数のアクチュエータ５０８が取り付けられている。ガイドバー５０７の上端部は、ガイドプレート５０９によって連結されている。ＸＹステージ５０４は、チャック５０５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。

上部ステージ５０６には、テンプレート１を静電吸着、真空吸着等によって固定するテンプレートチャック５１０が取り付けられている。また、天板５０３の下面には、半導体基板２上に形成されたレジスト材４にハーフミラー５１３、上部ステージ５０６、テンプレートチャック５１０及びテンプレート１を介して紫外線７を照射する照射部５１１が配置されている。上部ステージ５０６及びテンプレートチャック５１０には、図２（ｂ）に示すように、照射部５１１から照射された紫外線７を透過させるための開口５０６ａ、５１０ａが形成されている。

また、照射部５１１は、紫外線７の他に、主要パターン部１０の光学的な位置合わせに用いられる後述するアライメント光を出射する。このアライメント光は、例えば、可視光領域の光である。

アクチュエータ５１２は、ＸＹステージ５０４に取り付けられ、テンプレート１と半導体基板２の光学的な位置合わせの際、ＸＹステージ５０４をＸ方向及びＹ方向に移動させることができる。

なお、テンプレート１の裏面を流体（液体又は気体）を介して半導体基板２側に押し付けてもよい。これにより、テンプレート１の裏面の平坦度の影響を少なくすることができる。

また、加工装置５は、照射部５１１と上部ステージ５０６の間にハーフミラー５１３を有する。このハーフミラー５１３は、半導体基板２、被加工膜３、レジスト材４及びテンプレート１から反射したアライメント光を測定装置６に導く。この測定装置６は、例えば、測定装置６に入射するアライメント光によって形成される干渉縞を測定する。

マークパターン部１１は、図２（ｂ）に示すように、主要パターン部１０がレジスト材４によって充填されたとき、未充填領域１１２ａが形成されるように、下部パターン１１１によって接触面１２に形成された開口の面積が、上部パターン１１０の凹部１１２の底部の面積よりも広い形状、又は主要パターン部１０の深さよりも深い形状を有するものである。

以下に、本実施の形態に係るテンプレートの製造方法の一例について説明する。

（テンプレートの製造方法）
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るテンプレートの製造工程を示す要部断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、テンプレート１の接触面１２上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィ法によって主要パターン部１０を形成するための主要パターン領域４１、及び下部パターン部１１１を形成するためのマークパターン領域４２ａを有するレジストパターン４０を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン４０をマスクとしたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法等によるエッチングによって、主要パターン部１０及び下部パターン１１１を形成し、レジストパターン４０を除去する。

次に、図３（ｃ）に示すように、テンプレート１上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィ法によって下部パターン１１１に上部パターン１１０を形成するためのマークパターン領域４２ｂを有するレジストパターン４３を形成する。

次に、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン４３をマスクとしたＲＩＥ法等のエッチングによって、上部パターン１１０を形成し、レジストパターン４３を除去して、主要パターン部１０及びマークパターン部１１が接触面１２に形成されたテンプレート１を得る。

以下に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。

（半導体装置の製造方法）
図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。

まず、チャック５０５に固定された半導体基板２に形成された被加工膜３上に、例えば、液滴状のレジスト材４を配置する。このレジスト材４は、例えば、それぞれの液滴が、同じ量となるように、被加工膜３上に配置される。

次に、加工装置５のテンプレートチャック５１０に、テンプレート１の主要パターン部１０及びマークパターン部１１が形成された接触面１２が、ＸＹステージ５０４側となるように固定する。続いて、図４（ａ）に示すように、テンプレート１の接触面１２と半導体基板２を対向させる。

次に、図４（ｂ）に示すように、アクチュエータ５０８によって上部ステージ５０６を下降させ、液滴状のレジスト材４にテンプレート１を押し付ける。レジスト材４とテンプレート１が押し付けられることによって、図４（ｃ）に示すように、毛細管現象に基づいて、主に、主要パターン部１０の凹部１００、及びマークパターン部１１の下部パターン１１１にレジスト材４が充填される。なお、レジスト材４の硬化前の状態によっては、テンプレート１をレジスト材４に接触させる程度でも良い。

このとき、マークパターン部１１には、レジスト材４が充填した充填領域１１１ａと、レジスト材４が充填されない未充填領域１１２ａと、が形成される。また、テンプレート１と半導体基板２の間、下部パターン１１１、及び凹部１００に充填されたレジスト材４によってレジスト材膜４ａが形成される。

次に、図４（ｄ）に示すように、照射部５１１から半導体基板２に、上部ステージ５０６、テンプレートチャック５１０及びテンプレート１を介してアライメント光８を照射し、テンプレート１と半導体基板２の位置合わせを行う。

具体的には、例えば、アライメント光８を照射することによって、テンプレート１のマークパターン部１１と、主に半導体基板２の基板側マークパターン部２０で反射するアライメント光８によって形成される干渉縞を測定装置６で測定し、干渉縞が等間隔になるように、アクチュエータ５１２を駆動してＸＹステージ５０４を移動させ、半導体基板２の位置を調整する。なお、テンプレート１と半導体基板２の位置合わせは、テンプレート１側を移動させて行っても良く、また、テンプレート１又は半導体基板２を傾けたり、圧力を付加して歪ませたり等によって調整しても良い。

次に、図４（ｅ）に示すように、テンプレート１と半導体基板２との位置合わせが終了した後、照射部５１１からレジスト材膜４ａに、ハーフミラー５１３、上部ステージ５０６、テンプレートチャック５１０及びテンプレート１を介して紫外線７を照射する。

次に、図４（ｆ）に示すように、レジスト材膜４ａを硬化させた後、アクチュエータ５０８を駆動して上部ステージ５０６を上昇させると、被加工膜３上に、テンプレート１に形成された主要パターン部１０及び下部パターン１１１等が転写されたレジストパターン４ｂが形成される。このレジストパターン４ｂは、基板側マークパターン部２０上にも形成されるので、レジストパターンが基板側マークパターン部上に形成されない場合に比べて、加工処理後に形成されたパターンの寸法精度を向上させることができ、また、主要パターン部１０の領域を大きく形成することができる。

続いて、このレジストパターン４ｂを、エッチバックして被加工膜３の一部を露出させた後、残存するレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う工程等を経て所望の半導体装置を得る。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態のインプリント用テンプレート及び半導体装置の製造方法によれば、以下の効果が得られる。
レジストが基板側マークパターン部２０上にも形成されるので、レジストが基板側マークパターン部上に形成されない場合に比べて、加工処理後に形成されたパターンの寸法精度を向上させることができ、また、主要パターン部１０の領域を大きく形成することができる。さらにこれに加えて、既に形成されたパターン等との位置あわせ時において、テンプレートのマークパターン部１１に未充填領域１１２ａが形成されるので、マークパターン部に未充填領域が形成されない場合に比べて、アライメント光に対する屈折率に差が生じ、位置合わせの測定が容易となり、位置合わせの精度が向上する。なお、マークパターン部にレジスト材が充填されないようするモート（堀）等をテンプレートに形成する必要がなく、主要パターン部１０とマークパターン部１１のレイアウトの自由度が向上することで、１枚の半導体基板から製造される半導体チップが増えるので、生産性を向上させることができる。位置合わせの精度や、加工処理後に形成されたパターンの寸法精度が向上するので、製造する半導体装置の歩留まりを向上させることができ、さらに、製造する半導体装置の性能を向上させることができる。

[第２の実施の形態]
第２の実施の形態は、テンプレートの製造方法が異なる点において第１の実施の形態と異なっている。なお、以下の各実施の形態において、同一の機能及び構成を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略する。

（テンプレートの製造方法）
図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係るテンプレートの製造工程を示す要部断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、テンプレート１の接触面１２上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィ法によって主要パターン部１０を形成するための主要パターン領域４１、及び上部パターン１１０となる凹部１１３を形成するためのマークパターン領域４２ｃを有するレジストパターン４４を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、レジストパターン４０をマスクとしたＲＩＥ法等によるエッチングによって、主要パターン部１０に凹部１００、及びマークパターン領域４２ｃに凹部１１３を形成し、レジストパターン４０を除去する。この主要パターン部１０の凹部１００と、マークパターン領域４２ｃの凹部１１３は、接触面１２からの深さが同じとなる。

次に、図５（ｃ）に示すように、テンプレート１上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィ法によって下部パターン１１１を形成するためのマークパターン領域４２ｄを有するレジストパターン４５を形成する。

次に、図５（ｄ）に示すように、レジストパターン４５をマスクとしたＲＩＥ法等のエッチングによって、下部パターン１１１を形成し、レジストパターン４５を除去して、主要パターン部１０及びマークパターン部１１が接触面１２に形成されたテンプレート１を得る。

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係るテンプレートによると、下部パターン１１１と同時に主要パターン部１０を形成する場合に比べて、主要パターン部１０と、位置合わせの際に使用される上部パターン部１１０となる部分を同時に形成するので、主要パターン部１０とマークパターン部１１との位置ずれの誤差がなくなり、テンプレート１と半導体基板２の位置合わせの精度を向上させることができるので、半導体装置の歩留まり、及び性能が向上する。

[第３の実施の形態]
第３の実施の形態は、配置されるレジスト材の量が主要パターン部とマークパターン部に対応する半導体基板上で異なる点において上記の実施の形態と異なっている。

（半導体装置の製造方法）
図６（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す要部断面図である。

まず、チャック５０５に固定された半導体基板２に形成された被加工膜３上に、例えば、液滴状のレジスト材４ｃ及び４ｄを配置する。ここで、第１の量で配置されるレジスト材４ｃは、レジスト材４ｄよりも１つの液滴当りの量が多く、第１の領域としての主要パターン部１０に対応する被加工膜３上に配置される。また、第２の量で配置されるレジスト材４ｄは、レジスト材４ｃよりも１つの液滴当りの量が少なく、第２の領域としてのマークパターン部１１に対応する被加工膜３上に配置される。なお、１つの液滴当りの量を同量として、主要パターン部１０とマークパターン部１１に対応する被加工膜３上に配置される間隔等を調整して、配置されるレジスト材の量を調整しても良い。

次に、加工装置５のテンプレートチャック５１０に、テンプレート１の主要パターン部１０及びマークパターン部１１が形成された接触面１２が、ＸＹステージ５０４側となるように固定する。続いて、図６（ａ）に示すように、テンプレート１の接触面１２と半導体基板２を対向させる。

次に、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ５０８によって上部ステージ５０６を下降させ、液滴状のレジスト材４ｃ、４ｄにテンプレート１を押し付ける。レジスト材４ｃ、４ｄとテンプレート１が押し付けられることによって、図６（ｃ）に示すように、毛細管現象に基づいて、主に、主要パターン部１０の凹部１００にレジスト材が充填される。

ここで、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部１１に未充填領域１１２ａが形成される。

次に、図６（ｄ）に示すように、照射部５１１から半導体基板２に、上部ステージ５０６、テンプレートチャック５１０及びテンプレート１を介してアライメント光８を照射し、テンプレート１と半導体基板２の位置合わせを行う。

次に、図６（ｅ）に示すように、テンプレート１と半導体基板２との位置合わせが終了した後、照射部５１１からレジスト材膜４ｅに、ハーフミラー５１３、上部ステージ５０６、テンプレートチャック５１０及びテンプレート１を介して紫外線７を照射する。

次に、図６（ｆ）に示すように、レジスト材膜４ｅを硬化させた後、アクチュエータ５０８を駆動して上部ステージ５０６を上昇させると、被加工膜３上に、テンプレート１に形成された主要パターン部１０等が転写されたレジストパターン４ｆが形成される。続いて、このレジストパターン４ｆを、エッチバックして被加工膜３の一部を露出させた後、残存するレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う工程等を経て所望の半導体装置を得る。

（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、以下の効果が得られる。
１半導体基板上に同じ量のレジスト材を配置する場合と比べて、配置されるレジスト材の量を主要パターン部１０とマークパターン部１１に対応する半導体基板２上で変えることで、マークパターン部１１に未充填領域１１２ａを容易に形成することができる。
２半導体基板上に同じ量のレジスト材を配置する場合と比べて、マスクとなるパターン以外のレジスト材の膜を均一にすることができるので、エッチバックして被加工膜３の一部を露出させた際、被加工膜２の加工を行う部分のみにパターンが形成されるので、パターンの寸法精度が向上し、また、製造する半導体装置の歩留まりを向上させることができ、さらに、製造する半導体装置の性能を向上させることができる。
３配置されるレジスト材の量を変えることで、レジスト材の消費を抑えることができ、半導体装置の製造コストを下げることができる。

[変形例]
以下に、マークパターン部の形状の変形例について説明する。

図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の変形例に係るマークパターン部の形状に関する変形例である。マークパターン部の断面形状の変形例を以下に示す。

図７（ａ）に示すマークパターン部１１は、例えば、複数の凹部１１４から構成されている。それぞれの凹部１１４は、その上側に第１の幅寸法を有する上部１１５と、接触面１２側に第１の幅寸法よりも大きい第２の幅寸法を有する下部１１６を備えている。このマークパターン部１１は、主要パターン部１０よりも、レジスト材が充填されにくいので、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部１１には、レジスト材の未充填領域が形成される。

また、図７（ｂ）に示すマークパターン部１１は、例えば、第１の幅寸法を有する凹部１１７と、凹部１１７と連続するように形成され、第１の幅寸法よりも大きい第２の幅寸法を有する凹部１１８と、を複数個備えている。このマークパターン部１１は、主要パターン部１０よりも、レジスト材が充填されにくいので、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部１１には、レジスト材の未充填領域が形成される。

また、図７（ｃ）に示すマークパターン部１１は、例えば、主要パターン部１０の凹部１００よりも、幅及び深さが大きい凹部１１９が形成される。このマークパターン部１１は、主要パターン部１０よりも、レジスト材が充填されにくいので、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部１１には、レジスト材の未充填領域が形成される。

また、図７（ｄ）に示すマークパターン部１１は、例えば、図７（ａ）で示す凹部１１４から上部パターン１１０を形成し、さらに、第２の実施の形態におけるテンプレートの製造方法によって下部パターン１１１を形成したものである。このマークパターン部１１は、その上側に第１の幅寸法を有する凹部１１７と、接触面１２側に、第１の幅寸法よりも大きい第２の幅寸法を有する下部パターン１１１を備えている。このマークパターン部１１は、主要パターン部１０よりも、レジスト材が充填されにくいので、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部１１には、レジスト材の未充填領域が形成される。

図７（ａ）〜（ｄ）に示したマークパターン部１１は、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、いずれの場合であっても、マークパターン部１１には、未充填領域が形成されるので、上記した実施の形態の効果を得ることができる。また、マークパターン部の断面形状は、上記した実施の形態及び変形例に限定されず、主要パターン部１０がレジスト材によって充填されたとき、マークパターン部に未充填領域を形成することができる形状であれば良い。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。

例えば、マークパターン部は、テンプレートの接触面側から見て、複数の線が等間隔に並ぶパターンであったが、これに限定されず、円形状のパターンや、矩形状のパターンであっても良い。

１…テンプレート、３…被加工膜、４、４ｃ、４ｄ…レジスト材、１０…主要パターン部、１１…マークパターン部、１２…接触面、１１２ａ…未充填領域

Claims

光透過性の材料から形成され、マスク材料に接触する接触面と、
前記接触面に形成され、前記マスク材料が充填されて硬化後にマスク部分を形成するマスク用凹部と、
前記接触面に形成され、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる位置合わせ用凹部と、
を備え、
前記位置合わせ用凹部は、開口の面積が底部の面積よりも広く、かつ、前記マスク用凹部の深さよりも深い形状を有するテンプレート。
光透過性の材料から形成され、マスク材料に接触する接触面と、
前記接触面に形成され、前記マスク材料が充填されて硬化後にマスク部分を形成するマスク用凹部と、
前記接触面に形成され、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる位置合わせ用凹部と、
を備え、
前記位置合わせ用凹部は、底部側に第１の幅寸法を有する第１の凹部と、開口側に前記第１の凹部に連通するように前記第１の幅寸法よりも大きい第２の幅寸法を有する第２の凹部と、から形成されたテンプレート。
マスク用凹部と位置合わせ用凹部を備えたテンプレートと被加工材の相対移動によって、前記被加工材上に配置されたマスク材料と前記テンプレートを接触させ、前記マスク部分の光学的な位置合わせに用いられる前記位置合わせ用凹部に充填領域及び未充填領域が形成されるように、前記マスク用凹部に前記マスク材料を充填する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
請求項１又は２に記載の前記テンプレートを用いた半導体装置の製造方法。