JP5419634B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
以下、本実施形態において使用するテンプレートについて説明する。
図1は、本実施形態において使用するテンプレートを例示する下面図であり、
図2は、図1に示すA−A’線による断面図である。
図3(a)〜(d)は、本実施形態のテンプレートの作製方法を例示する工程断面図である。
先ず、図3(a)に示すように、石英からなる基板20を用意する。基板20の形状は四角形の板状である。また、基板20には、パターン形成領域Rp及び周辺領域Rcが設定されている。
次に、図3(d)に示すように、レジスト膜23をマスクとしてウェットエッチングを施し、周辺領域Rcにおける凹部21以外の部分を掘り込む。このときの掘込深さは、溝12及び凹部21の深さよりも深くする。これにより、基板20の下面における周辺領域Rcに位置する領域Scは、溝12の底面12a及び凹部21の底面21aよりも上方に位置し、底面21aは領域Scに対して相対的に下方に向けて突出する。この結果、凹部21が形成されていた位置に凸部15が形成され、凹部21の底面21aが凸部15の下面15aとなる。その後、レジスト膜23を除去する。
次に、上下方向における突出部13の下面13aと凸部15の下面15aとの間の距離Xaを計測する。これにより、テンプレート1が作製される。
図4(a)及び(b)、図5、図6(a)〜(c)は、本実施形態に係るパターン形成方法を例示する工程断面図である。
先ず、図4(a)に示すように、被処理基板30を用意する。被処理基板30は、例えば、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハであってもよく、半導体ウェーハ上にポリシリコン膜等の導電膜が成膜されたものであってもよく、半導体ウェーハ上に層間絶縁膜が成膜されたものであってもよい。
次に、図4(b)に示すように、移動手段101がテンプレート1を保持して被処理基板30の直上域に配置し、テンプレート1を樹脂材料31の液滴に接触するまで降下させる。
次に、図6(b)に示すように、移動手段101がテンプレート1を上方に移動させて、樹脂パターン33から離隔させる。
本実施形態においては、テンプレート1に凸部15を設け、予め上下方向における凸部15の下面15aと突出部13の下面13aとの距離Xaを測定しておき、図5に示すテンプレート1を樹脂材料31に押し付ける工程において、凸部15の下面15aと被処理基板30の上面30aとの間の距離Xbを測定している。これにより、上記数式(1)により残膜厚さRLTを求めることができる。そして、算出された残膜厚さRLTの値を移動手段101にフィードバックすることにより、残膜厚さRLTを制御することができる。この結果、残膜厚さRLTの変動を抑えることができ、図6(c)に示す工程において、エッチング等の処理の条件の変動を抑えることができる。これにより、被処理基板30に対して高精度な処理を施すことができ、微細な半導体装置を安定して製造することができる。
図7は、本実施形態において使用するテンプレートを例示する断面図である。
図7に示すように、本実施形態におけるテンプレート2においては、テンプレート1(図2参照)と比較して、凸部15の代わりに凸部25が設けられている。凸部25は凸部15よりも突出量が大きく、凸部25の下面25aは、溝12の底面12aよりも下方であって、突出部13の下面13aよりも上方に位置している。このようなテンプレート2は、図3(b)に示す工程において、溝12と凹部21とを別のエッチング工程によって形成することにより、作製することができる。本実施形態によれば、前述の第1の実施形態と比較して、凸部25の下面25aの位置が低く、高さ方向における下面25aと下面13aとの間の距離Xaが小さいため、距離Xbをより精度良く測定することができる。この結果、残膜厚さRLTをより高精度に求めることができる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図8は、本実施形態において使用するテンプレートを例示する下面図である。
図8に示すように、本実施形態におけるテンプレート3においては、周辺領域Rcの3ヶ所の位置に凸部35a、35b及び35cが設けられている。凸部35a、35b及び35cは、一直線上に配列されないような位置に配置されている。凸部35a、35b及び35cの下面は相互に同じ高さにあり、それぞれ平坦である。すなわち、凸部35a、35b及び35cの下面は、同一の仮想的な平面の一部である。
図9は、本実施形態において使用するテンプレートを例示する下面図である。
図9に示すように、本実施形態におけるテンプレート4においては、周辺領域Rcにおいて、パターン形成領域Rpを囲むように、枠状の凸部45が設けられている。凸部45の下面45aは平坦であり、パターン形成領域Rpの下面に対して平行である。これにより、凸部45の任意の位置において距離Xbを測定することができ、多軸制御が可能になる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図10(a)及び(b)は、本実施形態に係るパターン形成方法を例示する工程断面図である。
図10(a)及び(b)に示すように、本実施形態において使用するテンプレート5においては、凸部15に相当する位置に、テンプレート5を貫通する貫通孔51が形成されている。貫通孔51の下端は凸部15の下面15aにおいて開口しており、貫通孔51の上端はテンプレート5の上面における凸部15の直上域において開口している。
図11(a)及び(b)は、本実施形態に係るパターン形成方法を例示する工程断面図である。
図11(a)及び(b)に示すように、本実施形態においては、前述の第5の実施形態と同様に、貫通孔51が形成されたテンプレート5を使用する。但し、本実施形態においては、前述の第5の実施形態のように貫通孔51を介して上方から下方に向けてヘリウムガスを供給するのではなく、下方から上方に向けて雰囲気ガスを排出する。雰囲気ガスは大気であってもよく、ヘリウムガスであってもよい。そして、貫通孔51を流通するガスの流通抵抗を評価する。例えば、排気圧力を一定とし、貫通孔51内を流通するガスの流通量を測定する。これによっても、前述の第5の実施形態と同様に、ガスの流通抵抗に基づいて距離Xbを見積もることができる。また、樹脂材料31の周囲を減圧して真空雰囲気とすれば、溝12内に気泡が残りにくくなる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第5の実施形態と同様である。
Claims (2)
- 被処理基板上に液体状の樹脂材料を配置する工程と、
パターン形成領域に回路パターン形成用のパターンが形成され、前記パターン形成領域の周囲の周辺領域に凸部が形成されたテンプレートを、前記樹脂材料に押し付け、前記パターンが前記樹脂材料に接触し、前記凸部の下面が前記樹脂材料から離隔した状態で、レーザー光を前記テンプレートの上方から照射し、前記凸部の下面を介して前記被処理基板の上面まで到達させ、前記凸部の下面による反射光と前記被処理基板の上面による反射光との干渉を検出することによって、前記凸部の下面と前記被処理基板の上面との間の距離を測定する工程と、
前記テンプレートが押し付けられた状態のまま前記樹脂材料を硬化させて、樹脂パターンを形成する工程と、
前記テンプレートを前記樹脂パターンから離隔させる工程と、
前記樹脂パターンをマスクとして前記被処理基板に対して処理を施す工程と、
を備え、
前記テンプレートにおいて、前記凸部は、前記周辺領域における一直線上に配列されない3ヶ所以上の位置に形成されているか、又は、前記パターン形成領域を囲むように形成されており、
前記テンプレートの下面において、前記周辺領域は前記パターン形成領域に対して掘り込まれており、前記凸部の下面は前記パターンの突起部の下面よりも上方であって、前記パターンの溝の底面と同じかそれよりも下方に位置しており、
前記凸部の下面と前記被処理基板の上面との間の距離から、上下方向における前記凸部の下面と前記パターンの突起部の下面との間の距離を減じることにより、前記樹脂材料の残膜厚さを求め、
前記被処理基板に対して処理を施す工程において、前記残膜厚さに基づいて前記処理の条件を調整することを特徴とするパターン形成方法。 - 前記樹脂パターンを形成する工程の前に、前記残膜厚さに基づいて前記テンプレートの位置を制御することを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
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