JP2010260272A

JP2010260272A - パターン形成方法

Info

Publication number: JP2010260272A
Application number: JP2009113083A
Authority: JP
Inventors: Nobushi Sakai; 信支坂井; Tamano Hirasawa; 玉乃平澤
Original assignee: Toyo Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyo Gosei Co Ltd
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】残膜の厚さを容易に制御することができるインプリントリソグラフィによるパターン形成方法の提供。
【解決手段】基板１上に薄膜部２と該薄膜部から突出した突出部３とからなるパターンを形成するパターン形成方法において、前記基板１と凹凸パターンが形成されたモールド４とで被転写材層７を挟みこんで前記モールド４の凹凸パターンに前記被転写材層７を充填して成形する成形工程と、該被転写材層７から前記モールド４を離型してパターンを形成する離型工程とを具備し、前記成形工程の前に、前記モールド４の凹凸パターンの凸部の前記薄膜部２を形成する薄膜部形成面５、及び、前記基板１の前記薄膜部形成面５に対向する領域の少なくとも一方にスペーサー部６を設けるスペーサー部形成工程を有す。
【選択図】図１

Description

本発明はインプリントリソグラフィによるパターン形成方法に関するものであり、特に、半導体集積回路、光学素子等の微細なパターンの製造に適したパターン形成方法に関する。

半導体集積回路の高密度化、高速化に伴い、集積回路のパターン線幅が縮小されているため微細なパターンを製造できる技術が求められている。微細なパターンの形成方法として、ナノインプリントリソグラフィが注目されている。ナノインプリントリソグラフィとは、微細な凹凸パターンを有するモールドを基板上等に設けられたレジスト等の被転写材に押圧することによって被転写材をモールドのパターンに充填して成形した後、モールドを被転写材から離型することにより、被転写材にパターンを形成するものである（例えば特許文献１等参照）。

このようなナノインプリントリソグラフィでは、モールドの凹凸パターンの凸部と基板との間に形成される薄膜部、すなわちいわゆる残膜が生じるが、残膜の厚さを制御するためにはモールドの押圧力や押圧時間を厳密に規定する必要があり、残膜の厚さを所望の値に制御することは困難であった。また、基板の表面は通常完全には平坦ではない場合が多く、その基板上に形成されるパターンの残膜の厚さが均一になるように制御することは困難であった。被転写材が低粘度のものである場合には、特に上記問題が顕著であった。なお、このような問題は、ナノインプリントリソグラフィに限定されず、ナノインプリントリソグラフィよりもパターンサイズの大きい場合においても存在する。

米国特許５７７２９０５号明細書

本発明は、このような事情に鑑み、残膜の厚さを容易に制御することができるインプリントリソグラフィによるパターン形成方法を提供することを課題とする。

本発明者等は、上記課題を解決するために種々検討した結果、インプリントリソグラフィにおいて基板と凹凸パターンが形成されたモールドとで被転写材層を挟み込む前にあらかじめスペーサー部を設け該スペーサー部により残膜の厚さを規定することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明に到達した。

かかる本発明の第１の態様は、基板上に薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを形成するパターン形成方法において、前記基板と凹凸パターンが形成されたモールドとで被転写材層を挟みこんで前記モールドの凹凸パターンに前記被転写材層を充填して成形する成形工程と、該被転写材層から前記モールドを離型してパターンを形成する離型工程とを具備し、前記成形工程の前に、前記モールドの凹凸パターンの凸部の前記薄膜部を形成する薄膜部形成面、及び、前記基板の前記薄膜部形成面に対向する領域の少なくとも一方にスペーサー部を設けるスペーサー部形成工程を有し、前記成形工程では、前記薄膜部形成面と前記基板とを前記スペーサー部を介して対向させて前記基板に対して前記モールドを押圧することにより、前記モールドの凹凸パターンに前記被転写材層を充填すると共に、前記薄膜部形成面と前記基板との間に前記スペーサー部を有する薄膜部であって該スペーサー部により厚さが規定された前記薄膜部を形成することを特徴とするパターン形成方法にある。

本発明の第２の態様は、前記スペーサー部をフォトリソグラフィーにより形成することを特徴とする第１の態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第３の態様は、前記スペーサー部をインプリントにより形成することを特徴とする第１の態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第４の態様は、前記スペーサー部を前記薄膜部形成面、及び、前記基板の前記薄膜部形成面に対向する領域に粒子を載置することにより形成することを特徴とする第１の態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第５の態様は、前記薄膜部の厚さが２０ｎｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする第１〜４のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第６の態様は、前記離型工程後の前記被転写材層と前記スペーサー部との屈折率の差が０．０３以下であることを特徴とする第１〜５のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第７の態様は、前記離型工程後の前記被転写材層の前記スペーサー部に対するドライエッチングレートの比率が０．８〜１．２であることを特徴とする第１〜６のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第８の態様は、前記離型工程後の前記被転写材層と前記スペーサー部との比誘電率の差が０．５以下であることを特徴とする第１〜７のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明の第９の態様は、前記被転写材層を構成する被転写材が光硬化性組成物であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のパターン形成方法にある。

本発明の第１０の態様は、前記被転写材層の２５℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法にある。

本発明によれば、薄膜部形成面を基板との間に予めスペーサー部を設けることにより、押圧力や押圧時間に依らず薄膜部の厚さをスペーサー部により規定でき、容易に残膜の厚さを制御することができるという効果を奏する。

本発明のパターン形成方法の概略を示す断面図である。本発明のパターン形成方法の概略を示す断面図である。本発明のパターン形成方法の概略を示す拡大断面図である。従来技術にかかるパターン形成方法の概略を示す拡大断面図である。

以下、本発明のパターン形成方法の一例を示す断面図である図１を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明のパターン形成方法は、インプリントリソグラフィにより基板１上に薄膜部２と該薄膜部２から突出した突出部３からなるパターンを形成するものであり、モールド４の凹凸パターンの凸部の薄膜部２を形成する薄膜部形成面５、及び、基板１の薄膜部形成面５に対向する領域の少なくとも一方にスペーサー部６を設けるスペーサー部形成工程と、スペーサー部形成工程の後に薄膜部形成面５と基板１とを前記スペーサー部６を介して対向させると共に基板１とモールド４とで被転写材層７を挟みこんで基板１に対してモールド４を押圧することにより、モールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填すると共に、薄膜部形成面５と基板１との間にスペーサー部６を有する薄膜部２であって該スペーサー部６により厚さが規定された薄膜部２を形成する成形工程と、該被転写材層７からモールド４を離型する離型工程とを具備する。なお、図１（ｅ）に示すように、薄膜部２とは、基板１上にインプリントリソグラフィにより形成されたパターンにおいて、モールド４の凹凸パターンの凸部が被転写材層７と接触して形成された面を上面とする部分をいい、この薄膜部２から突出した部分を突出部３という。また、モールド４の凹凸パターンの凸部において、被転写材層７と接触して薄膜部２を形成する面を薄膜部形成面５という。

具体的には、例えば、図１（ａ）に示すように、まず基板１上の薄膜部形成面５に対向する領域に、スペーサー部６を設ける。なお、このスペーサー部６と詳しくは後述する被転写材層７とで、薄膜部２と突出部３からなるパターンが形成される。図１では基板１上にスペーサー部６を設けたが、後述する図２に示すように、スペーサー部６はモールド４の薄膜部形成面５に設けてもよい。

基板１としては、スペーサー部６や被転写材層７を設けることができるものであればよく、例えば、通常のインプリントリソグラフィによるパターンの形成方法において用いられている基板でよい。具体例としては、シリコンウェハー等の半導体基板、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ等の化合物半導体、ガラス、石英、サファイア等の透明無機基板、セラミック基板、ポリカーボネート、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、トリアセチルセルロース等の合成樹脂基板、金属又は金属酸化物等が挙げられる。また、光インプリントリソグラフィでパターンを形成する場合は、基板１又はモールド４の少なくとも一方が透明である必要があるが、透明な基板１としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、透明合成樹脂基板等が挙げられる。そして、基板１の表面は、スペーサー部６や被転写材層７との接着性の向上や被転写材層７の塗布状態改良等のために、前処理が施されていてもよい。前処理の具体例としては、湿式の表面洗浄やプラズマ、オゾン洗浄等による表面改質、シランカップリング剤のような接着性向上剤による処理等が挙げられる。

モールド４は、表面に所望の凹凸のパターンが形成されていればよい。モールド４の材質の例としては、石英ガラス、合成樹脂等の透明なものの他、シリコン、シリコンカーバイド、酸化シリコン、ニッケル等の金属や金属酸化物等の光を透過しないものも挙げられる。モールド４の外観は、通常のインプリントリソグラフィにおいて用いられているモールド４の外観と同様のものでよく、例えば外観が直方体状又はロール状であってよい。

また、モールド４表面に形成されている凹凸のパターンは、通常のインプリントリソグラフィにおいて用いられているモールド４の表面に形成されている凹凸のパターンと同様のものであってよいが、それに限定されるものでない。例えば、モールドの材料の表面に窪みを形成することにより凹部を形成したモールド４としてもよく、この場合、相対的に表面側に突出した部分が凸部となる。また、モールド４の材料の表面に突起を設けることにより凸部を形成したモールド４としてもよく、この場合、相対的に内側に窪んだ部分が凹部となる。さらに、原盤の材料の表面に窪みまたは突起を設けることにより形成した凹凸パターンを有する原盤を用い、この原盤を鋳型として形成したモールド４としてもよい。凹凸のパターンの各凹部の断面の形状は、正方形、長方形、半月形、またはそれら形状に類似した形状等でもよく、各凹部は、例えば、深さが１ｎｍ〜１００μｍ程度、開口部の幅が１ｎｍ〜１００μｍ程度のものであってよい。

また、後段の離型工程でモールド４と被転写材層７との離型性を良好にするために、モールド４の表面に、離型処理が施されていてもよい。離型処理は気相法や液相法等により、パーフルオロ系又は炭化水素系の高分子化合物、アルコキシシラン化合物又はトリクロロシラン化合物、ダイヤモンドライクカーボン等に例示される公知の離型処理剤を用いて行うことができる。

スペーサー部６とは、後段の成形工程で、基板１とモールド４とで被転写材層７を挟み込む際に、基板１とモールド４の凹凸パターンの凸部との間に挟み込むことで、基板１とモールド４の凹凸パターンの凸部の薄膜部形成面５との間に一定の間隔を設け、薄膜部（残膜）２の厚さを規定するための部材である。なお、スペーサー部６は、後段の離型工程後も少なくとも一部が薄膜部２に包含される、すなわち、薄膜部２の一部を構成するものである。

スペーサー部６を形成する領域は、後段の成形工程で、基板１の薄膜部形成面５に対向する領域である。図１では、スペーサー部６の全部を基板１の薄膜部形成面５に対向する領域に設けたものを示したが、スペーサー部６は少なくとも一部が基板１の薄膜部形成面５に対向する領域に形成されていればよく、スペーサー部６の一部は基板１の薄膜部形成面５に対向していない領域に設けられていてもよい。

スペーサー部６の材質は、成形工程において基板１とモールド４の薄膜部形成面５との間に一定の間隔を保持できる程度の強度があるものであればよく、圧力によりある程度変形するものでもよい。成形工程におけるスペーサー部６の破壊を防ぐため、スペーサー部６の弾性率は成形工程における被転写材層７の弾性率の１．５倍以上、好ましくは１０倍以上である。同様の理由で、被転写材層７が熱可塑性材料の場合には、スペーサー部６のＴｇが成形工程における被転写材層７のＴｇよりも高い方が好ましい。スペーサー部６の材質は無機物でも有機物でもよく、例えば後述するフォトリソグラフィー用のレジストや光硬化性組成物の光硬化物、無機又は有機微粒子等が挙げられる。またスペーサー部６の材質は被転写材層７又は被転写材層形成用組成物に含有される有機溶剤等の成分に侵されないものであることが好ましい。

また、本発明のパターン形成方法で形成したパターンを光学部品等として用いる場合には透過率の低下等を防ぐため、離型工程後において、スペーサー部６と被転写材層７との屈折率の差が０．０３以下であることが望ましい。本発明のパターン形成方法で形成したパターンの薄膜部２を後にドライエッチングにより除去する場合には均一にエッチングするため、離型工程後において、スペーサー部６の被転写材層７に対するドライエッチングレートの比率が０．８〜１．２であることが望ましい。また、本発明のパターン形成方法で形成したパターンを電気的特性が必要とされる層間絶縁膜等に用いる場合には、一定の電気的特性を得るため、離型工程後において、スペーサー部６と被転写材層７との比誘電率の差が０．５以下であることが望ましい。なお、この場合、両者の比誘電率は同一の測定条件で測定する。そして、スペーサー部６は、基板１側からも露光できるようにするためには、露光光を透過するものであることが好ましい。

スペーサー部６の量は、薄膜部２の厚さを一定にできる量であればよく、例えば、薄膜部形成面５の総面積の１〜８０％を占めていればよい。

スペーサー部６の形状は、基板１とモールド４の薄膜部形成面５との間に一定の間隔を保持できる形状であればよく、例えば、柱状体、球状体、半球、ライン、格子などが挙げられる。各スペーサー部６の幅はモールド４の大きさや形状によって異なるが、例えば２０ｎｍ〜１００μｍの範囲である。またモールド４の凸部の幅以下であることが好ましい。

スペーサー部６は薄膜部２の厚さを規定するために設けているので、スペーサー部形成工程で形成するスペーサー部６の高さｈは、薄膜部２の厚さと同程度の高さであることが好ましい。例えばスペーサー部６の高さｈが１００ｎｍ未満の場合、薄膜部２の厚さはｈの±２５％、ｈが１００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の場合、薄膜部２の厚さはｈの±２０％、ｈが５００ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の場合、薄膜部２の厚さはｈの±１５％、ｈが１０００ｎｍ以上の場合、薄膜部２の厚さはｈの±１０％の範囲にそれぞれ規定されることが好ましい。なお、スペーサー部６の高さｈとは、基板１からの高さ方向の距離が最も長い部分をいい、図１ではスペーサー部６の高さｈと薄膜部２の厚さが同一のものを示した。また、複数のスペーサー部６を設けた場合、薄膜部２の厚さを一定にするために、スペーサー部６の高さｈは図１に示すように均一であることが好ましいが、各スペーサー部６で異なっていてもよい。

スペーサー部６を形成する方法に限定はないが、例えばフォトリソグラフィーや、熱、光又は室温インプリントにより形成することができる。なお、ここでいうフォトリソグラフィーには、Ｘ線、極端紫外線（ＥＵＶ）、電子線、紫外線、可視光等の光源を用いるリソグラフィーを含む。

また、無機物、有機物または有機−無機ハイブリッド材料からなる粒子等を基板１の薄膜部形成面５に対向する領域に載置することにより、スペーサー部６を形成することもできる。粒子には表面処理が施されていてもよい。粒子の形状に限定はないが、薄膜部２の厚さを均一にするために球状またはそれに近い形状の微細な固体が好ましい。また、粒径が揃っているものが好ましい。

粒子を載置することによりスペーサー部６を形成する方法は、該粒子同士が被転写材層７の厚さ方向に重ならないように載置できる方法であればよく、例えば、粒子の分散液を塗布することにより、粒子からなるスペーサー部６を形成することができる。そして、必要に応じて、粒子を一時的または恒久的に固定するようにしてもよい。固定する方法は、静電引力等を利用した物理的方法でも、光硬化性組成物や接着剤による固定や接着能を有する粒子を用いる等の化学的方法でもよい。

次に、成形工程を行う。成形工程としては、まず、図１（ｂ）に示すように、基板１上に被転写材層７を形成する（被転写材層形成工程）。図１（ｂ）では基板１上に被転写材層７を形成したものを記載したが、被転写材層７はモールド４上に設けてもよく、また、基板１とモールド４との両方に設けてもよい。

光インプリントリソグラフィでは、被転写材層７を構成する被転写材は、液状又は流動性のある光硬化性組成物である。光硬化性組成物としては、桂皮酸エステル系樹脂等の光二量性基を有する光二量化型、環化ゴム系レジスト等の光架橋剤を含有する光架橋型、エン/チオール型、ラジカル、カチオン等の光重合型等があるが、汎用性等の面から光重合型が最も好ましい。

光重合型の光硬化性組成物は、光重合性基を有する化合物及び光重合開始剤を含有する。光重合性基を有する化合物とは、ラジカル重合性基又はカチオン重合性基を有する化合物をいう。ラジカル重合性基の例としては、アクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。カチオン重合性基の例としては、エポキシ基、ビニルエーテル基、オキセタニル基等が挙げられる。光重合性基を有する化合物は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよく、ラジカル重合性基を有する化合物とカチオン重合性基を有する化合物とを併用してもよい。また、光重合性基を有する化合物として光重合性基を有するイオン性液体を光硬化性組成物中に含有させることにより、離型工程における離型性及び帯電防止性の向上を図るようにしてもよい。

光重合開始剤とは、光の照射により、上記光重合性基を有する化合物の重合を開始させることができるラジカル、カチオン等の活性種を発生する化合物をいう。光重合開始剤は、ラジカル重合開始剤とカチオン重合開始剤とに分類できる。ラジカル重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、アシルフォスフィンオキサイド類、チタノセン類及びオキシムエステル類、トリハロメチルトリアジン類、その他トリハロメチル基を有する化合物等が挙げられる。カチオン重合開始剤の例としては、芳香族スルホニウム塩及び芳香族ヨードニウム塩等が挙げられる。重合開始剤は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよく、また、ラジカル重合開始剤とカチオン重合開始剤とを併用してもよい。さらに、光重合開始剤と共に増感剤を用いてもよい。

光硬化性組成物における光重合性基を有する化合物の含有率は、光硬化性組成物の総量１００質量部に対して、５０〜９９．９９質量部が好ましい。５０質量部未満では光重合性基の量が少ないことにより、９９．９９質量部を超えると、光重合性基を有する化合物に対する光重合開始剤の割合が低くなることにより、いずれも光硬化性が低下するためである。さらに、光重合性基を１分子中に２つ以上有する光重合性基を有する化合物を、光硬化性組成物の総量１００質量部に対して５質量部以上、好ましくは２０質量部以上含有するのが望ましい。光架橋により光硬化物の機械的強度を向上させるためである。また、光硬化性組成物における光重合開始剤の含有率は、光重合性基を有する化合物１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部が好ましい。０．０１質量部未満では光重合性基を有する化合物に対する光重合開始剤の割合が低くなり、光硬化性が低下する。また２０質量部を超えると、光硬化性組成物に対する光重合開始剤の溶解性が低下し、実用的でないためである。

また、光硬化性組成物には、その性能に悪影響を及ぼさない範囲で非光硬化性オリゴマーや非光硬化性ポリマー、密着性付与剤（例えば、シランカップリング剤等）、有機溶剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、及び重合禁止剤等の添加物が含有されていてもよい。なお、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。

また、光硬化性組成物は基板１やモールド４への塗膜形成性やモールド４への充填しやすさを良好にする上では、大気圧環境下、室温ないし室温近辺の温度にて液状を呈しているものを用いることが好ましい。具体的には、光硬化性組成物がモールド４の凹凸パターンに充填できる程度の流動性を有することが好ましい。例えば、粘度が２５℃で１０Ｐａ・ｓ以下であればよいが、１００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５０ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましく、２５ｍＰａ・ｓ以下が最も好ましい。粘度の測定方法としては、例えば、ＴＯＫＩＭＥＣ社製のＢ型粘度計を用いて測定する方法が挙げられる。

このような光硬化性組成物からなる被転写材を用いて、基板又はモールドに被転写材層７を形成する方法は特に限定されず、例えば、必要に応じ溶剤等で希釈した被転写材の塗布や滴下、具体的には、スピンコート、ロールコート、ディップコート、グラビアコート、ダイコート、カーテンコート、インクジェット塗布及びディスペンサー塗布等が挙げられる。

また、熱インプリントリソグラフィでは、被転写材層７を構成する被転写材は、スペーサー部６間の空隙を充填することができ、且つ加熱により軟化し、被転写材層７とモールド４とを接触させてモールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填できる性質を有するものであればよい。例えばポリメチルメタクリレート、ポリ乳酸等の熱可塑性樹脂やこれらを含む熱可塑性樹脂組成物等が挙げられる。なお、被転写材中に光重合性基等の反応性基を有していてもよい。また、被転写材中には、その性能に悪影響を及ぼさない範囲で非光硬化性オリゴマーや非光硬化性ポリマー、密着性付与剤（例えば、シランカップリング剤等）、有機溶剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、及び重合禁止剤等の添加物が含有されていてもよい。なお、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。

また、室温インプリントリソグラフィでは、被転写材層７を構成する被転写材は、スペーサー部６間の空隙を充填することができ、且つ室温付近でのプレスによりモールド４の凹凸パターンの形状に充填できるものであればよく、例えば、無機、又は有機物を含有したスピンオングラス材料（ＳＯＧ）などが挙げられる。また、被転写材は熱架橋性基や重合性基等の反応性基を有していてもよく、必要に応じ他のポリマーやモノマー、架橋剤等を含有していてもよい。なお、本明細書において、室温とは、２０〜３０℃程度を意味する。また、被転写材には、その性能に悪影響を及ぼさない範囲で非光硬化性オリゴマーや非光硬化性ポリマー、密着性付与剤（例えば、シランカップリング剤等）、有機溶剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、及び重合禁止剤等の添加物が含有されていてもよい。なお、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。

被転写材層７の厚さは、モールド４に形成された凹凸のパターンの凹部に充填される被転写材層７の量、例えば凹凸のパターンの凹部の深さなどを考慮して設定すればよい。また、モールド４や基板１の全面を覆うように被転写材層７を設けてもよく、一部のみを覆うように設けてもよい。なお、基板１上にスペーサー部６を設けた場合、被転写材層７はスペーサー部６を覆うように設ければよい。

なお、被転写材が低粘度である方が薄膜部の厚さを制御し難いため、本発明は被転写材が低粘度の光硬化性組成物である場合に最も効果を発揮する。

次に、図１（ｃ）に示すように、基板１とモールド４とで被転写材層７を挟みこむ。その際、薄膜部形成面５と基板１とがスペーサー部６を介して対向するようにし基板１に対してモールド４を押圧する。なお、熱インプリントリソグラフィでは、固体の被転写材層７を加熱して加熱前よりも被転写材層７を軟化させた後、基板１に対してモールド４を押圧する。この加熱の温度は被転写材の特性に依るが、被転写材をモールド４の凹凸パターンに充填するのに十分な程度の粘弾性になるまで加熱すればよい。

ここで、基板１をモールド４に押圧しても、モールド４を基板１に押圧してもよく、基板１及びモールド４の両方を押圧してもよい。基板１やモールド４を押圧する力は、例えば、０．０１〜１００ＭＰａ程度とすることができる。また、力をかけず、モールド４や基板１の自重による押圧でもよい。

このように、薄膜部形成面５と基板１とがスペーサー部６を介して対向するようにして基板１に対してモールド４を押圧することにより、図１（ｄ）に示すように、モールド４の凹凸パターンに被転写材層７が充填される。また、押圧の際にモールド４の凸部の薄膜部形成面５とスペーサー部６の間に存在する被転写材がスペーサー部６間の空隙に押し出され、また薄膜部形成面５と基板１との間の距離がスペーサー部６の高さｈと同程度に保たれる。このように、薄膜部形成面５と基板１との間のスペーサー部６により、押圧力や押圧時間に依らず、基板１に対してモールド４を押圧する動きが規制され、スペーサー部６により厚さが規定された薄膜部２が形成される。

ここで、インプリントリソグラフィでは、通常モールド４の凹凸パターンの凸部と基板１との間に薄膜部２、すなわちいわゆる残膜が生じる。そして、残膜の厚さを制御するためには、基板１やモールド４を押圧する力や押圧時間を厳格に管理する必要があり、従来残膜の厚さを所望の値に制御することは困難であった。特に、いわゆるナノインプリントリソグラフィのように、薄膜部２の厚さが薄くなる場合には、厚さを所望の値に規定することが困難であった。

また、基板１の表面は完全には平坦ではない場合が多く、特に微細なパターンを有するモールド４を用いるナノインプリントリソグラフィでは、基板１の表面が平坦ではないことに起因して、その基板１上に形成されるパターンの残膜の厚さを均一になるように制御することは困難であった。詳述すると、従来技術にかかるパターン形成方法の概略を示す断面図である図４に示すように、表面が完全には平坦でなくうねりのある基板１（図４（ａ））に被転写材層７を形成し（図４（ｂ））た後、モールド４を押圧して（図４（ｃ））モールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填すると（図４（ｄ））、図４（ｄ）矢印で示すように、基板１のうねりに起因して、薄膜部２の厚さは不均一になることが多い。よって、従来のパターン形成方法では、所望のパターンを有する被転写材層７を基板１上に形成できないという問題が生じやすかった。

しかしながら、本発明においては、薄膜部形成面５と基板との間に予めスペーサー部６を設けることにより、押圧力や押圧時間に依らず、基板１に対してモールド４を押圧する動きが規制される。したがって、薄膜部２の厚さをスペーサー部６により所望の値に規定できる。また、平坦性が低い基板を用いても、図３に示すように、薄膜部２の厚さを均一にすることができる。詳述すると、表面が完全には平坦でなくうねりのある基板１にスペーサー部６を設けた（図３（ａ））後、被転写材層７を形成し（図３（ｂ））、その後モールド４を押圧して（図３（ｃ））モールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填すると（図３（ｄ））、基板１に対してモールド４を押圧する動きが規制されるので、図３（ｄ）矢印で示すように、薄膜部２の厚さをほぼ均一にできる。なお、本発明のパターン形成方法を用いると、薄膜部２の厚さを通常の方法では制御しにくい２０ｎｍ〜１０μｍの範囲にある場合でも、容易に一定の厚さに制御することができる。

このように、薄膜部形成面５と基板１との間に予めスペーサー部６を設けるという容易な操作により、容易に残膜の厚さを所望の値で均一になるように制御することができる。なお、図１においては、スペーサー部６とモールド４とが接触し薄膜部２の厚さがスペーサー部６の厚さｈと同一になっているものを示したが、例えば被転写材の粘度が高い場合等は、スペーサー部６とモールド４との間に被転写材層７を介しており、薄膜部２の厚さがスペーサー部６の厚さｈよりも大きくなる場合がある。

被転写材層７とモールド４とを共に水平に保って被転写材層７とモールド４とを接触させることが好ましいが、得られるパターンに支障が生じなければ、水平に保つことに限定する必要はない。なお、従来の光インプリントリソグラフィ、熱インプリントリソグラフィや室温インプリントリソグラフィにおける装置を用いることができる。

次いで、光インプリントリソグラフィの場合は、モールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填すると共に薄膜部形成面５と基板１との間にスペーサー部６により厚さが規定された薄膜部２を形成した状態で被転写材層７を露光し、硬化させて光硬化層とする（光硬化工程）。露光に用いる光源は、光硬化性組成物が硬化する波長の光を照射できるものであればよい。光源の例としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク、水銀キセノンランプ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦやＡｒＦ等のエキシマーレーザ、紫外あるいは可視光レーザー、及び紫外あるいは可視光ＬＥＤ等が挙げられる。光の照射量は、被転写材層７を硬化させることができる量であればよい。本発明を工業的に実施する際には、通常、１０Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内で照射量を選定するとよい。なお、基板１及びモールド４のうち、照射する光に対して実質的に透明である部材の側から被転写材層７に光を照射する。

また、熱インプリントリソグラフィの場合は、モールド４の凹凸パターンに被転写材層７を充填すると共に薄膜部形成面５と基板１との間にスペーサー部６により厚さが規定された薄膜部２を形成した状態で、被転写材層７を室温付近まで冷却して被転写材層７を成型する。

その後、図１（ｅ）に示すように、被転写材層７からモールド４を離型することにより、モールド４の凹凸パターンが転写され、また、薄膜部２の厚さがスペーサー部６により規定された被転写材層７からなるパターンを基板１上に形成することができる（離型工程）。なお、スペーサー部６は薄膜部２に少なくとも一部が含まれている。また、離型する際には、基板１とモールド４とを共に水平に保って離型することが好ましいが、水平に保つことに限定する必要はない。

なお、被転写材が光により硬化する成分や熱により硬化する成分を含有する場合は、成型物の強度を向上させるために、離型工程の後に、光または熱により被転写材層７を硬化する工程をさらに有していてもよい。

上述した図１では、基板１上にスペーサー部６を形成したパターン形成方法を示したが、図２に示すように、スペーサー部６はモールド４の薄膜部形成面５に形成してもよい。なお、図２は、スペーサー部６を薄膜部形成面５に設けたパターン形成方法を示す断面図であり、図１と同一の部材には同一の番号を付し、重複する説明は省略してある。

まず、図２（ａ）に示すように、モールド４の凹凸パターンの凸部の薄膜部形成面５にスペーサー部６を設ける。

次に、成形工程を行う。成形工程としては、まず、図２（ｂ）に示すように、基板１上に被転写材層７を形成する（被転写材層形成工程）。図２（ｂ）では基板１上に被転写材層７を形成したものを記載したが、被転写材層７はモールド４上に設けてもよく、また、基板１とモールド４との両方に設けてもよい。

次に、図２（ｃ）に示すように、基板１とモールド４とで被転写材層７を挟みこむ。その際、薄膜部形成面５と基板１とがスペーサー部６を介して対向するようにし基板１に対してモールド４を押圧する。このように、薄膜部形成面５と基板１とがスペーサー部６を介して対向するようにして基板１に対してモールド４を押圧することにより、図２（ｄ）に示すように、モールド４の凹凸パターンに被転写材層７が充填される。また、薄膜部形成面５と基板１との間に、スペーサー部６により厚さが規定された薄膜部２が形成される。

次いで、光インプリントリソグラフィや熱インプリントリソグラフィの場合は、被転写材層７を硬化した後、図２（ｅ）に示すように、被転写材層７からモールド４を離型することにより、モールド４の凹凸パターンが転写され、また、薄膜部２の厚さがスペーサー部６により規定された被転写材層７からなるパターンを基板１上に形成することができる（離型工程）。なお、スペーサー部６は薄膜部２に少なくとも一部が含まれている。

以下、実施例を示しながら本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（スペーサー部形成用光硬化性組成物Ａの調製）
＜アルカリ可溶性樹脂の合成＞
還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管及び攪拌装置を取り付けた５つ口フラスコに、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート２８５質量部を仕込み、８０℃で１時間窒素を導入した。ここにベンジルメタクリレート７０質量部、メタクリル酸２８質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート２質量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを１．６質量部添加して攪拌・混合した溶液を４時間かけて滴下し、８０℃で加熱攪拌した。滴下終了後さらに８０℃で４時間加熱攪拌してアルカリ可溶性樹脂溶液を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂は酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、質量平均分子量Ｍｗが２８，０００であった。
＜スペーサー部形成用光硬化性組成物Ａの調製＞
上記アルカリ可溶性樹脂溶液２００質量部と、光重合性化合物としてトリエチレングリコールジメタクリレート５質量部、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２０質量部と、光重合開始剤として２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン５質量部とを室温で撹拌・混合してスペーサー部形成用光硬化性組成物Ａを得た。

（被転写材層形成用光硬化性組成物Ｂの調製）
光重合性化合物としてベンジルアクリレート６５質量部、エチレンオキシド変性ビスフェノールＡジアクリレート（商品名：ライトアクリレートＢＰ−４ＥＡ、共栄社化学（株）製）２０質量部、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを１０質量部と、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール５質量部とを配合し、ベンジルジメチルケタールが溶解するまで室温で攪拌して液状の光硬化性組成物Ｂを調製した。光硬化性組成物Ｂの２５℃における粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。

（モールドの離型処理）
高さ２５０ｎｍ、幅２μｍでラインアンドスペースが１：１のラインパターンを有する１インチ角の石英モールドを純水で洗浄後、ＵＶオゾンクリーナーで３０分間処理した。これを１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシランの１質量％ハイドロフルオロエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３）溶液に浸漬し、引き上げた後、室温、常圧で一昼夜放置し乾燥させた。これをハイドロフルオロエーテルに浸漬して余分な１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシランを除き、表面に離型処理を施した石英モールドを得た。

（フォトリソグラフィーによるスペーサー部形成工程）
上記スペーサー部形成用光硬化性組成物Ａをプロピレングリコールメチルエーテルアセテートで希釈してガラス基板上にスピンコートし、８０℃で２分ベークして基板上に塗膜を形成した。フォトマスクを通して、不活性ガス中で超高圧水銀ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ^２露光し、０．０５質量％のＫＯＨ水溶液で６０秒間現像後、純水で３０秒間リンスして、光硬化性組成物Ａからなる幅２μｍ、ラインアンドスペースが１：２のラインパターン（スペーサー部）をガラス基板上に形成した。形成したスペーサー部をさらに１６０℃で３０分熱硬化させた。スペーサー部の高さを表面粗さ計（東京精密（株）製、ＳＵＲＦＣＯＭ９２０Ｂ）で測定した。結果を表１に示す。

（パターン形成方法）
調製した上記被転写材層形成用光硬化性組成物Ｂを、基板上に形成した上記スペーサー部の上に滴下した。ここに上記の離型処理済石英モールドの薄膜部形成面と上記ガラス基板とを上記スペーサー部を介して対向させて被転写材層形成用光硬化性組成物Ｂを挟み込み、インプリント装置（商品名；ＳＴ−０２、東芝機械（株）製）を用いて０．３ＭＰａの圧力で押圧して、モールドの凹凸パターンに光硬化性組成物Ｂを充填した。その後、超高圧水銀ランプを用いて１Ｊ／ｃｍ^２露光して光硬化性組成物Ｂを硬化させた後、モールドを離型し、モールドの凹凸形状が転写された薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを得た。得られたパターンの薄膜部の厚さを表面粗さ計で５箇所測定して平均値及び標準偏差を求めた。結果を表１に示す。スペーサー部の高さに対する該薄膜部の厚さの差は８．０％であった。また、薄膜部の厚さは面内のばらつきが少なくほぼ一定になることがわかった。

（実施例２〜５）
スペーサー部形成用光硬化性組成物Ａを、膜厚を変化させるためにプロピレングリコールメチルエーテルアセテートで希釈してスピンコートした他は、実施例１と同様の方法でパターン形成を行った。結果を表１に示す。

（実施例６）
実施例１と同様の方法でガラス基板上にスペーサー部を形成した後、被転写材としてポリメチルメタクリレート（質量平均分子量Ｍｗ２０，０００）のプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶液をスペーサー部の上にスピンコートし、８０℃で２分間ベークしてポリメチルメタクリレートからなる熱可塑性の被転写材層を形成した。次に、被転写材層を形成したガラス基板を１５０℃に加熱して上記被転写材層を軟化させた。ここに高さ２５０ｎｍ、幅２μｍでラインアンドスペースが１：１のラインパターンを有するニッケル製のモールド（離型処理なし）を、モールドの薄膜部形成面とガラス基板とをスペーサー部を介して対向させて被転写材層を挟み込み、１０ＭＰａの圧力で５分間加圧してモールドの凹凸パターンに被転写材を充填した。室温付近まで冷却した後、モールドを離型し、モールドの凹凸形状が転写された薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを得た。得られたパターンの薄膜部の厚さを表面粗さ計で５箇所測定して平均値及び標準偏差を求めた。結果を表１に示す。

（実施例７）
実施例１と同様の方法でガラス基板上にスペーサー部を形成した後、被転写材としてスピンオングラス（商品名：ＦＯＸ１６、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ社製）をスペーサー部の上にスピンコートし、８０℃で５分間ベークして被転写材層を形成した。ここに高さ２５０ｎｍ、幅２μｍでラインアンドスペースが１：１のラインパターンを有するニッケル製のモールド（離型処理なし）を、モールドの薄膜部形成面とガラス基板とをスペーサー部を介して対向させて被転写材層を挟み込み、３０ＭＰａの圧力で５分間加圧してモールドの凹凸パターンに被転写材を充填した。モールドを離型し、モールドの凹凸形状が転写された薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを得た。得られたパターンの薄膜部の厚さを表面粗さ計で５箇所測定して平均値及び標準偏差を求めた。結果を表１に示す。

（実施例８）
実施例１のスペーサー部形成用光硬化性組成物Ａの替わりにポジ型フォトレジスト（商品名：ＴＳＭＲ−Ｖ９０、東京応化工業（株）製）をプロピレングリコールメチルエーテルアセテートで希釈してガラス基板上にスピンコートし、８０℃で２分間ベークして基板上に塗膜を形成した。フォトマスクを通して超高圧水銀ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ^２露光し、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（商品名：ＮＭＤ−３、東京応化工業（株）製）で６０秒間現像後、純水で３０秒間リンスして、フォトレジストからなる幅２μｍ、ラインアンドスペースが１：２のラインパターン（スペーサー部）をガラス基板上に形成した。形成したスペーサーをさらに１８０℃で３分熱硬化させた。その後は実施例１と同様の方法でパターン形成を行った。結果を表１に示す。

（実施例９）
（光インプリントリソグラフィによるスペーサー部形成工程）
アクリロキシプロピルトリストリメチルシロキシシラン７０質量部、エポキシアクリレート（商品名：エポキシエステル８０ＭＦＡ、共栄社化学（株）製）１５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート１０質量部、及び光重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン５質量部を混合・撹拌してスペーサー部形成用光硬化性組成物Ｃを調製した。これをガラス基板上にスピンコートした後、幅２μｍ、ラインアンドスペースが１：２のラインパターンを有する離型処理済の石英モールドを接触させ、モールドの凹凸パターンに上記光硬化性組成物Ｃを充填した。超高圧水銀ランプを用いて１Ｊ／ｃｍ^２露光して上記スペーサー部形成用光硬化性組成物Ｃを硬化させた後、モールドを離型し、モールドの凹凸形状が転写されたパターン（スペーサー部）をガラス基板上に形成した。
（パターン形成方法）
上記のようにして形成したスペーサー部付きのガラス基板を用いて、実施例１と同様の方法で薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターン形成を行った。結果を表１に示す。

（実施例１０）
（粒子を載置することによるスペーサー部形成工程）
シリカゾル分散液（商品名：ＭＰ−２０４０、日産化学工業（株）製、平均粒子径２００ｎｍ）１００質量部に、エポキシアクリレート（商品名：エポキシエステル８０ＭＦＡ、共栄社化学（株）製）８質量部、４−（２−ヒドロキシエトキシフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン０．５質量部、及びプロピレングリコール５０質量部を添加して混合・撹拌し、スペーサー部形成用組成物Ｄを調製した。これをガラス基板上にスピンコートしてシリカ粒子を載置した後、８０℃で２分間ベークし、超高圧水銀ランプを用いて不活性ガス中で１Ｊ／ｃｍ^２露光して上記組成物Ｄを光硬化させ、シリカ粒子の基板との接触面をガラス基板上に固着させてスペーサー部を形成した。
（パターン形成方法）
上記スペーサー部付きのガラス基板を用いて、実施例１と同様の方法で薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターン形成を行った。結果を表１に示す。

（実施例１１）
（モールド側へのスペーサー部形成工程）
高さ２５０ｎｍ、幅２５０ｎｍでラインアンドスペースが１：１のラインパターンを有するニッケル製のモールド（離型処理なし）の表面に、実施例８に記載の方法でモールドの凹凸パターンの凸部の薄膜部形成面上にスペーサー部を形成した。
（パターン形成方法）
モールド上に実施例１に記載の被転写材である光硬化性組成物Ｂを滴下し、上記のモールドの薄膜部形成面とガラス基板とをフォトレジストからなるスペーサー部を介して対向させて光硬化性組成物Ｂを挟み込み、モールドの凹凸パターンに上記光硬化性組成物Ｂを充填した。超高圧水銀ランプを用いて１Ｊ／ｃｍ^２露光して光硬化性組成物Ｂを硬化させた後、モールドを離型し、モールドの凹凸形状が転写された薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを得た。得られたパターンの薄膜部の厚さを表面粗さ計で５箇所測定して平均値及び標準偏差を求めた。結果を表１に示す。

（比較例１）
スペーサー部を形成しなかったこと以外は実施例１と同様の方法でパターン形成を行った。結果を表１に示す。スペーサー部を形成した場合と比較して薄膜部の厚さのばらつきが大きく、厚さの制御が困難であった。

（屈折率の評価）
実施例１のスペーサー部形成用光硬化性組成物Ａの光硬化物、及び実施例１の被転写材である光硬化性組成物Ｂの光硬化物の波長５８９ｎｍ、２３℃における屈折率の値を表２に示す。また、スペーサー部と被転写材層の屈折率の差を表３に示す。屈折率は多波長アッベ屈折計（型番：ＤＲ−Ｍ２、アタゴ（株）製）を用いて測定した。

（実施例１２）
スペーサー部形成用光硬化性組成物及び被転写材として光硬化性組成物Ｂを用い、実施例９に記載の方法でパターン形成を行った。該パターンにおけるスペーサー部と被転写材層との屈折率差が０．０３以下であるため、該パターンは透過率の低下が見られず、光学部材として有用である。

（実施例１３）
被転写材としてパーフルオロオクチルエチルメタクリレート５質量部、トリエチレングリコールジアクリレート８０質量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート５質量部と、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール５質量部とを混合、撹拌して調製した光硬化性組成物Ｅを用いたこと以外は実施例１と同様の方法でパターン形成を行った。波長５８９ｎｍでの屈折率の値を表２に、評価結果を表３に示す。

得られたパターンは薄膜部の厚さの面内のばらつきが少なくほぼ一定になったが、この光硬化性組成物Ｅの光硬化物の波長５８９ｎｍ、２３℃における屈折率は１．４８でありスペーサー部と被転写材層との屈折率差が０．０３を超えるため、形成したパターンの透過率が低下した。

（ドライエッチングレートの評価）
表２に示す光硬化性組成物Ａ，Ｂ，Ｅの膜厚約１μｍの塗布膜をそれぞれシリコンウェハー上に形成し、不活性ガス中で超高圧水銀ランプを用いて１Ｊ／ｃｍ^２露光して光硬化性組成物を硬化させた。次にドライエッチング装置（型番：ＲＩＥ１０１ＩＰＨ、ＳＡＭＣＯ社製）を用いて下記条件で上記硬化物をドライエッチングし、エッチング前後の膜厚差から光硬化性組成物Ａ，Ｂ，Ｅのドライエッチングレートを求めた。結果を表２に示す。また、被転写材層のスペーサー部に対するドライエッチングレートの比率を表３に示す。
＜エッチング条件＞
酸素ガス流量・・・・５ｍＬ／ｍｉｎ
アルゴンガス流量・・０．５ｍＬ／ｍｉｎ
チャンバー圧力・・・１Ｐａ
バイアス電力・・・・５０Ｗ
次に、実施例１２及び１３に記載の方法でパターン形成を行い、上記エッチング条件を用いてドライエッチングし残膜の除去を試みた。結果を表３に示す。実施例１２では被転写材層のスペーサー部に対するドライエッチングレートの比率が０．８〜１．２の範囲内であるため均一なエッチングが可能であった。一方実施例１３では被転写材層のスペーサー部に対するドライエッチングレートの比率が０．８〜１．２の範囲を外れているため、一部局在的なエッチングが見られた。

（電気的特性の評価）
実施例１に記載した光硬化性組成物Ａ，Ｂの膜厚約１μｍの塗布膜をそれぞれ１０ｃｍ角のガラス基板上に形成し、不活性ガス中で超高圧水銀ランプを用いて１Ｊ／ｃｍ^２露光して光硬化性組成物を硬化させた。次に誘電率測定装置（型番：ＣＯＥ−０１及びＴＭＲ−１０Ａ、ＫＥＹＣＯＭ社製）を用いて、２５℃、周波数１０ＧＨｚにおける上記Ａ，Ｂの硬化物の比誘電率を測定した。測定結果を表２に示す。また、スペーサー部と被転写材層との比誘電率の差を表３に示す。表３に示すように、スペーサー部と被転写材層との比誘電率差が０．５以下であるため、実施例１２に記載の方法で形成したパターンの比誘電率は面内均一性が高く、電気的特性は良好であった。

（実施例１４）
ヒドロキシブチルアクリレート１０質量部、エポキシアクリレート（商品名：エポキシエステル８０ＭＦＡ、共栄社化学（株）製）８０質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート５質量部、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール５質量部とを混合、撹拌して調製した被転写材層形成用光硬化性組成物Ｆを用いたこと以外は実施例１と同様の方法でパターン形成を行った。結果を表２及び表３に示す。

得られたパターンは薄膜部の厚さの面内のばらつきが少なくほぼ一定になったが、スペーサー部と被転写材層との比誘電率差が０．５を超えているため、形成したパターンの比誘電率は面内均一性が低く、電気的特性は実施例１２の場合と比較して低下した。

１基板
２薄膜部
３突出部
４モールド
５薄膜部形成面
６スペーサー部
７被転写材層

Claims

基板上に薄膜部と該薄膜部から突出した突出部とからなるパターンを形成するパターン形成方法において、前記基板と凹凸パターンが形成されたモールドとで被転写材層を挟みこんで前記モールドの凹凸パターンに前記被転写材層を充填して成形する成形工程と、該被転写材層から前記モールドを離型してパターンを形成する離型工程とを具備し、
前記成形工程の前に、前記モールドの凹凸パターンの凸部の前記薄膜部を形成する薄膜部形成面、及び、前記基板の前記薄膜部形成面に対向する領域の少なくとも一方にスペーサー部を設けるスペーサー部形成工程を有し、
前記成形工程では、前記薄膜部形成面と前記基板とを前記スペーサー部を介して対向させて前記基板に対して前記モールドを押圧することにより、前記モールドの凹凸パターンに前記被転写材層を充填すると共に、前記薄膜部形成面と前記基板との間に前記スペーサー部を有する薄膜部であって該スペーサー部により厚さが規定された前記薄膜部を形成することを特徴とするパターン形成方法。
前記スペーサー部をフォトリソグラフィーにより形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
前記スペーサー部をインプリントにより形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
前記スペーサー部を前記薄膜部形成面、及び、前記基板の前記薄膜部形成面に対向する領域の少なくとも一方に粒子を載置することにより形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
前記薄膜部の厚さが２０ｎｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
前記離型工程後の前記被転写材層と前記スペーサー部との屈折率の差が０．０３以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
前記離型工程後の前記被転写材層の前記スペーサー部に対するドライエッチングレートの比率が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
前記離型工程後の前記被転写材層と前記スペーサー部との比誘電率の差が０．５以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
前記被転写材層を構成する被転写材が光硬化性組成物であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
前記被転写材層の２５℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のパターン形成方法。