JP2011103362A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法を提供する。
【解決手段】凹凸１２が設けられた転写面１０ａを有する型１０の転写面を、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０に転写するパターン形成方法であって、転写面と転写材との間、及び、被処理基板と転写材との間、の少なくともいずれかに、光の照射によって形状が変化する光変形層４０を介在させた状態で、凹凸の凹部に転写材を充填させる充填工程と、凹部に転写材を充填させた状態で転写材を硬化させる硬化工程と、転写面に平行な平面内で強度が変化する光を光変形層に照射して、光変形層を変形させ、転写面と、硬化した転写材と、を離型させる離型工程と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、パターン形成方法に関する。

半導体装置やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電気機械システム）装置などの微細構造を有する電子デバイスの製造において、微細パターンを高生産性で形成する技術として、基板に原版の型を転写するナノインプリント法が注目されている。

ナノインプリント法においては、転写すべき凹凸パターンを有する原版の型（テンプレート）を、基板上の樹脂に接触させ、樹脂が型の凹凸パターンの形状に沿った状態で、樹脂を硬化させることにより、基板上の樹脂に凹凸パターンが転写される。

ナノインプリント法において、型を樹脂から外す離型時に、樹脂の一部に応力が集中し、樹脂の転写パターンが破壊され欠陥が生じることがある。

これに対し、特許文献１では、良好な離型性を得るために、用いるモールドの凹凸の表面、または凹凸全体を、フッ素含有ダイヤモンドライクカーボン膜で形成する技術が開示されている。しかしながら、この場合も離型時における樹脂の転写パターンの破壊の抑制は不十分であり、改良の余地がある。

特開２００７−３２０１４２号公報

本発明は、離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法を提供する。

本発明の一態様によれば、凹凸が設けられた転写面を有する型の前記転写面を、被処理基板の主面に設けられた転写材に転写するパターン形成方法であって、前記転写面と前記転写材との間、及び、前記被処理基板と前記転写材との間、の少なくともいずれかに、光の照射によって形状が変化する光変形層を介在させた状態で、前記凹凸の凹部に前記転写材を充填させる充填工程と、前記凹部に前記転写材を充填させた状態で前記転写材を硬化させる硬化工程と、前記転写面に平行な平面内で強度が変化する光を前記光変形層に照射して、前記光変形層を変形させ、前記転写面と、前記硬化した前記転写材と、を離型させる離型工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法が提供される。

本発明によれば、離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法が提供される。

実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 実施形態に係るパターン形成方法を例示する工程順模式的断面図である。 実施形態に係るパターン形成方法で用いられる光変形層の特性を例示する模式図である。 第１の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第１の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第２の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第２の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第３の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第３の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第４の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第４の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 実施例の変形例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第５の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第５の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第５の実施例に係るパターン形成方法において用いられる光の照射パターンを例示する模式的平面である。 第６の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第６の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。 第７の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 第７の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
図２は、本発明の実施形態に係るパターン形成方法を例示する工程順模式的断面図である。
図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に表したように、本発明の実施形態に係るパターン形成方法は、凹凸１２が設けられた転写面１０ａを有する型１０の転写面１０ａを、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０に転写するパターン形成方法である。

本パターン形成方法は、転写面１０ａと転写材３０との間、及び、被処理基板２０と転写材３０との間、の少なくともいずれかの間に、光の照射によって形状が変化する光変形層４０を介在させた状態で、凹凸１２の凹部に転写材３０を充填させる充填工程と、凹部に転写材３０を充填させた状態で転写材３０を硬化させる硬化工程と、転写面１０ａに平行な平面内で強度が変化する光を光変形層４０に照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０と、を離型させる離型工程と、を備える。

すなわち、本実施形態に係るパターン形成方法においては、例えば、図２（ａ）に表したように、凹凸１２が設けられた転写面１０ａを有する型１０の転写面１０ａを、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０に対向させ、図２（ｂ）に表したように、転写面１０ａを転写材３０に近接させ、または、接触させて、凹凸１２の凹部１２ａに転写材３０を充填させる（ステップＳ１０）。

そして、凹部１２ａに転写材３０を充填させた状態で転写材３０を硬化させる（ステップＳ２０）。転写材３０の硬化の手法は任意である。これにより、凹凸１２のパターンが転写され、転写材３０が硬化した転写硬化層３１が形成される。

そして、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型させる（ステップＳ３０）。

この際、本実施形態に係るパターン形成方法においては、上記の充填工程は、転写面１０ａと転写材３０との間、及び、被処理基板２０と転写材３０との間、の少なくともいずれかに、光の照射によって形状が変化する光変形層４０を介在させた状態で実施される。

図２（ａ）及び（ｂ）に示した具体例では、被処理基板２０と転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で、転写面１０ａと転写材３０との接触が実施され、充填が実施されている。

そして、図２（ｃ）に表したように、光変形層４０に光４０Ｌを照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型（リリース）させる（ステップＳ３０）。この例では、光４０Ｌの照射は、転写材３０の硬化の後に実施されている。
この時、光変形層４０に照射する光は、転写面１０ａに平行な平面内で強度が変化する光である。

光変形層４０には、例えば、ポリウレタン系などの主鎖に、アゾベンゼン系の側鎖が設けられたアゾベンゼン含有ポリマーなどを用いる。このようなアゾベンゼン含有ポリマーにおいては、光の照射によって、アゾベンゼンにおけるシスとトランスとの間の転移が起こり、例えば光が照射された領域と照射されなかった領域とで、アゾベンゼン含有ポリマーの表面に微細な凹凸（図２（ｃ）に例示した凹部４１及び凸部４２）が形成される。この光照射による光変形層４０における微細な凹凸により、転写面１０ａと、転写材３０が硬化した転写硬化層３１と、の間の離型が行われ、離型の際の欠陥が抑制できる。

すなわち、転写硬化層３１と型１０との間に空間が形成され、転写硬化層３１と型１０との接触面積を減らし、転写硬化層３１と型１０との間の空間に、空気、または転写材３０のガス、が入り込み、離型時に、外部と、転写硬化層３１と型１０との間の空間と、の気圧の差異が抑制される。これにより、離型が容易になる。
これにより、離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法が提供できる。

また、離型が容易になるため、高密度のパターンの形成においても、型１０を取り外す際に大きな外部からの力を必要とせず、高密度のパターンにも対応できるパターン形成方法が提供できる。

なお、光変形層４０に用いる材料は上記に限らず、照射される光の強度に従って、表面の凹凸が変化する（例えば、体積が部分的に変化する）材料であれば任意である。

ここで、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を導入する。
すなわち、型１０の転写面１０ａに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。そして、Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。そして、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

図３は、本発明の実施形態に係るパターン形成方法で用いられる光変形層の特性を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、光変形層４０への光４０Ｌの照射の際に用いられるフィルタ７０の構成を例示する模式的斜視図である。同図（ｂ）は、光変形層４０をＡＦＭ（原子力間顕微鏡）で観察したときの像を例示している。同図（ｃ）は、光変形層４０への光４０Ｌの照射前の光変形層４０の形状を例示する模式的断面図である。同図（ｄ）は、光変形層４０への光４０Ｌの照射後の光変形層４０の形状を例示する模式的断面図である。

図３（ａ）に表したように、例えば、光変形層４０への光４０Ｌの照射の際に、透光部７１と遮光部７２とを有するフィルタ７０を用いる。例えば、複数の帯状の透光部７１どうしのそれぞれの間に、帯状の遮光部７２が配置される。フィルタ７０は、例えば石英であり、フィルタ７０の主面に例えばＣｒ膜を成膜し、Ｃｒ膜を帯状にパターニングすることで、このような構成が得られる。フィルタ７０は、透光部７１と遮光部７２とによって回折格子して機能する。このようなフィルタ７０を通過することで光４０Ｌにおいて、光の強度が強い帯状領域と、光の強度が弱い帯状領域とが交互に並ぶ構成が得られる。

図３（ｂ）に表したように、このような光４０Ｌを光変形層４０の照射することで、光変形層４０の表面には、帯状の凸部４２と、帯状の凹部４１と、が形成される。

すなわち、図３（ｃ）に表したように、例えば、光４０Ｌの照射前においては、光変形層４０の表面は平坦である。

そして、図３（ｄ）に表したように、光変形層４０に光４０Ｌを局所的に照射すると、光４０Ｌが照射された光照射領域４０Ｒにおいては、光変形層４０が凹状に凹み、凹部４１が形成される。そして、光照射領域４０Ｒに隣接した隣接領域４０Ｓでは、光変形層４０が凸状に膨らみ、凸部４２が形成される。すなわち、例えば、光照射領域４０Ｒの光変形材料が、隣接領域４０Ｓに向けて移動し、光照射領域４０Ｒが凹状になり、隣接領域４０Ｓが凸状になる。また、例えば、光照射領域４０Ｒの光変形材料が収縮し光照射領域４０Ｒが凹状になり、隣接領域４０Ｓが膨張し、凸状になる。なお、光変形材料によってはこの逆の特性となる。以下では、光照射領域４０Ｒに凹部４１が形成され、隣接領域４０Ｓに凸部４２が形成される場合として説明する。

光４０Ｌは、光変形層４０において吸収される波長を有する光であり、光４０Ｌのピーク波長は、例えば３００ｎｍ（ナノメートル）〜５００ｎｍである。光照射によるこのような凹部４１と凸部４２の高さの差（頂部と底部との距離）は、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍである。光変形層４０の変形のための光４０Ｌの強度は、光変形層４０に用いる材料等にも依存するが、例えば５ｍＷ／ｃｍ^２〜１００ｍＷ／ｃｍ^２である。また、光変形層４０の変形（凹部４１及び凸部４２の形成）に要する時間は、光変形層４０に用いる材料や光４０Ｌの照射条件等、各種の特性に依存するが、数秒〜数分である。

このように、Ｘ−Ｙ平面（転写面１０ａに平行な平面）内で強度が変化する光４０Ｌによって、光変形層４０に凹凸（凹部４１及び凸部４２）が形成される。そして、例えば、光変形層４０の全面に光を照射すると、この凹凸は消え、光変形層４０の表面は元の平坦な状態（例えば、図３（ｃ）に例示した状態）に戻る。また、光変形層４０を加熱することでも、この凹凸は消え、光変形層４０の表面は元の平坦な状態に戻る。

本具体例においては、型１０には、表面（転写面１０ａ）に凹凸１２が設けられた例えば石英などの基板が用いられる。この凹凸１２は、被処理基板２０の転写材３０に転写されるべき形状のパターン形状を有する。
被処理基板２０には、例えば半導体ウェーハや、半導体層、導電層及び絶縁層の少なくともいずれかが設けられた基板などが用いられる。
転写材３０には、例えば種々の樹脂が用いられ、本具体例においては、光硬化型の樹脂が用いられる。なお、転写材３０には、熱硬化型の樹脂を用いても良い。

以下、本発明の実施形態に係る実施例について説明する。

（第１の実施例）
本実施形態に係る第１の実施例のパターン形成方法においては、被処理基板２０と転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で、転写面１０ａと転写材３０とが接触され、型１０の凹部１２ｂへの転写材３０の充填（ステップＳ１０）が行われる。

図４は、第１の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
図５は、第１の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図５（ａ）〜（ｇ）は工程順模式的断面図であり、図５（ｈ）は、図５（ｆ）の部分ＡＰを拡大した模式的断面図である。

図４及び図５（ａ）に表したように、被処理基板２０の主面２０ａ上に光変形層４０を形成する（ステップＳ１１０）。光変形層４０には、例えばアゾベンゼン含有ポリマーが用いられ、光変形層４０の厚さは、例えば２０ｎｍ程度である。このアゾベンゼン含有ポリマーの吸収波長は、例えば４００ｎｍ前後である。例えば、４００ｎｍ程度のピーク波長を有する光を、８０ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度で、このアゾベンゼン含有ポリマーに照射すると、３分程度の時間で、高さの差が３０ｎｍ程度の凹凸が形成される。

なお、被処理基板２０上への光変形層４０の形成は、被処理基板２０上に光変形層４０となる光変形材料（例えばアゾベンゼン含有ポリマーなど）を塗布することで行われる。光変形材料の塗布は、例えばスピンコート法によって行われる。ただし、本発明の実施形態において、光変形材料の被処理基板２０への塗布方法は任意であり、インクジェット法を含む印刷法などを用いても良い。

この後、図４及び図５（ｂ）に表したように、被処理基板２０の光変形層４０の上に、転写材３０が配置される（ステップＳ１２０）。転写材３０には、例えばアクリル系やエポキシ系などの光硬化性の樹脂材料が用いられる。転写材３０の配置は、例えばインクジェット法が用いられる。インクジェット法を用いることで、被処理基板２０の主面２０ａ内において、所望の場所に転写材３０を選択的に配置することができる。これにより、型１０の転写面１０ａを被処理基板２０の主面２０ａ内において順次転写させるときに、転写材３０を配置してから転写（近接または接触）を行うまでの時間のばらつきを抑制することができ、工程を安定化させることができる。また、転写材３０の材料利用効率が向上する。ただし、本発明の実施形態において、転写材３０の被処理基板２０上（光変形層４０上）への塗布方法は任意である。なお、転写材３０は塗布時には液状であり、例えば光を照射することによって固状となる。

その後、図５（ｃ）に表したように、型１０の転写面１０ａを、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０に対向させる。この型１０の転写面１０ａには凹凸１２が設けられている。凹凸１２は、凹部１２ａと凸部１２ｂとを有する。本具体例では、凸部１２ｂには、遮光膜１３が設けられている。この遮光膜１３には例えばＣｒ膜が用いられている。すなわち、型１０となる基材（例えば石英基板）の主面にＣｒ膜が設けられ、例えば電子線描画により凹凸１２のパターンがＣｒ膜に形成され、このＣｒ膜をマスクにして基材をドライエッチングすることで、凹凸１２が形成される。遮光膜１３には、このドライエッチングの際のマスクに使用されたＣｒ膜が用いられている。

なお、このように、凸部１２ｂに遮光膜１３が設けられる場合には、型１０において、転写される凹凸の深さ（Ｚ軸方向に沿った長さ）は、凹部１２ａの深さに遮光膜１３の厚みを加えた深さになり、型１０における実質的な凹凸は、凹部１２ａの底面と、遮光膜１３の表面（凸部１２ｂとは反対の側の面）と、の段差となる。従って、凸部１２ｂに遮光膜１３が設けられる場合には、遮光膜１３は、型１０に含まれると見なされ、型１０の転写面１０ａは、遮光膜１３の表面を含むと見なされることができる。

そして、図４及び図５（ｄ）に表したように、転写面１０ａを転写材３０に近接させる、または、接触させる（ステップＳ１３０）。本実施例では、転写面１０ａを転写材３０に接触させる。これにより、凹凸１２の凹部１２ａに転写材３０を充填させる（ステップＳ１０）。この充填は、被処理基板２０と転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で実施されている。

そして、図４及び図５（ｅ）に表したように、凹部１２ａに転写材３０が充填させられた状態で転写材３０を硬化させる（ステップＳ１４１、ステップＳ２０）。すなわち、転写材３０が硬化する例えば３００ｎｍ程度のピーク波長を有する光３５を、例えば２００ｍＪ／ｃｍ^２程度のエネルギーで、転写材３０に照射する。この光３５を照射することで、転写材３０は硬化し、転写硬化層３１が形成される。
これにより、凹凸１２のパターンが転写され、転写材３０が硬化した転写硬化層３１が形成される。

すなわち、型１０の凹部１２ａに充填された転写材３０に光３５が照射され、転写硬化層３１が形成される。この時、型１０の凸部１２ｂに接触している転写材３０においては、遮光膜１３によって光３５が遮光されるため、この部分の転写材３０には光３５が照射されず、転写材３０は元の転写材３０（液状）のままである。

そして、図４及び図５（ｆ）に表したように、転写材３０が硬化し、転写硬化層３１が形成された後、光変形層４０に光４５を照射する。この光４５は、光変形層４０が変形する波長とエネルギーを持った光である。光４５は、例えば、４００ｎｍ程度のピーク波長と、８０ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度と、を有する。そして、この光４５は、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光である。本具体例では、光４５は、型１０の凸部１２ｂの遮光膜１３によって遮光され、凹部１２ａでは光４５は透光され、これにより光４５の強度はＸ−Ｙ平面内で変化する。

このように、本実施例においては、転写材３０は光硬化性樹脂であり、転写材３０の硬化は転写材３０への光の照射によって行われ、転写材３０の硬化工程において転写材３０へ照射される光３５と、光変形層４０の変形工程において光変形層４０に照射される光４５と、は互いに異なる波長成分を有する。すなわち、光３５の波長特性と、光４５の波長特性と、は互いに異なる。例えば、光３５のピーク波長と、光４５のピーク波長と、は互いに異なる。また、例えば、光３５のピーク波長と、光４５のピーク波長と、が互いに同じ場合であっても、それぞれの光に含まれるスペクトラムが異なり、それぞれの光において、強度の波長分布特性が異なる。

光４５の照射によって、図５（ｈ）に表したように、光変形層４０に凹部４１と凸部４２とが形成される。すなわち、型１０の転写面１０ａにおいて、遮光膜１３が設けられていない凹部１２ａにおいては、光４５の強度が強く、例えば、凹部１２ａに対向する部分の光変形層４０は凹み、凹部４１が形成される。そして、型１０の凹部１２ａに隣接する凸部１２ｂに対向する部分の光変形層４０は膨らみ、凸部４２が形成される。

この光変形層４０の凸部４２の上面により、型１０の転写面１０ａが上方向（被処理基板２０から型１０に向かう方向）に押し上げられる。本具体例では、光変形層４０の凸部４２が転写材３０を介して、型１０の転写面の遮光膜１３を上方向に押し上げる。そして、光変形層４０の凹部４１により、型１０の凹部１２ａの内部の転写硬化層３１は下方向（型１０から被処理基板２０に向かう方向）引き下げられる。

これにより、型１０と転写硬化層３１（転写材３０）とは、外から機械的な力を与えなくても、互いに密着した状態から、互いに離れる。すなわち、型１０の凹部１２ａと、転写硬化層３１と、が互いに離れ、型１０の凸部１２ｂと、硬化した転写材３０とが互いに離れる。このように、光変形層４０に光４５を照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型させる（ステップＳ３０）。

なお、本具体例では、型１０の凸部１２ｂに接触している転写材３０は、遮光膜１３により光３５が照射されておらず、液状のままである。このため、型１０と転写硬化層３１との離型の際に、型１０と転写硬化層３１との間に形成される空間が、液状または、転写材３０が気化した転写材ガス３０ｇにより充填される。このため、離型の際にこの空間の気圧が外部に比べて低くなって離型がし難くなることを抑制でき、離型がさらに容易に実施される。

また、型１０の凹凸１２のパターン形状（Ｘ−Ｙ平面内の形状）に沿って、光変形層４０が変形して凹部４１と凸部４２とが形成されるため、型１０と転写硬化層３１との離型の際に、凹凸１２のそれぞれに均一な離型力が働き、型１０の転写面の全体に渡って、離型がさらに容易に実施される。

そして、図４及び図５（ｇ）に表したように、型１０を取り外す（ステップＳ１５０）。この時、型１０と転写硬化層３１とは、光変形層４０の変形によって互いに離れているので、大きな機械的な力を外から与えなくても型１０を取り外すことができる。このため、型１０の取り外しのときに、転写硬化層３１が破壊されることが抑制され、欠陥の発生が抑制される。すなわち、光変形層４０の変形により、型１０のパターンエッジ（凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界）で、型１０を押し上げる力、すなわち、離型力が発生し、離型が促進されているので、型１０を取り外す時の力が低減し、欠陥の発生が抑制される。

なお、ステップＳ３０（光変形層４０に光４０Ｌを照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０とを離型させる工程）は、ステップＳ１４２（光変形層４０の変形によって、型１０と転写硬化層３１とを離間させる工程）の他に、ステップＳ１５０（外からの機械的な力によって、凹凸１２の深さよりも離れた距離で、型１０と被処理基板２０とを離間させる工程）を含むものとしても良い。

なお、図４に表したように、この後、転写後の転写硬化層３１（及び光変形層４０）の膜厚を減少させて被処理基板２０の主面２０ａの一部を露出させる後処理（ステップＳ２１０）を行うことができる。
すなわち、転写の際には、型１０の凸部１２ｂと被処理基板２０とは、互いに完全には接触せず、凸部１２ｂと被処理基板２０との間に、転写材３０（転写硬化層３１）及び光変形層４０が存在する。このため、図５（ｇ）に例示した状態においては、型１０の凸部１２ｂに対応する領域に、転写材３０（転写硬化層３１）及び光変形層４０が残膜として残る。この残膜を除去するために、被処理基板２０の主面２０ａの一部を露出させる後処理を行う。この後処理には、例えば各種の異方性のドライエッチングや、紫外光の照射等を用いることができる。

また、図５（ｇ）に例示した状態では、光変形層４０の変形によって、光変形層４０及び転写材３０の表面には凹凸が形成されているが、上記の後処理によって、転写硬化層３１に覆われていない光変形層４０と、転写材３０と、は除去され、実用的には問題がない。

（比較例）
比較例のパターン形成方法においては、光変形層４０を設けない。これ以外は、第１の実施例に係るパターン形成方法と同じである。
比較例の場合は、光変形層４０が設けられていないため、図５（ｅ）に例示した転写材３０を硬化して、転写硬化層３１を形成した後には、型１０の凹部１２ａに充填されている転写硬化層３１と凹部１２ａとの間には空隙が形成されておらず、両者は密着している。このため、離型時には、型１０と被処理基板２０とを、外部からの機械的な力により引き離す。

この時、型１０の変形や、型１０の転写面１０ａに対して平行な面内における離型速度の変動により、転写硬化層３１において応力が集中する部分が発生する。これにより、例えば、転写硬化層３１が破壊され、転写硬化層３１の例えば一部が、型１０の凹部１２ａに取り残される等の欠陥が発生する。また、高密度のパターンを形成する場合には、型１０の凹凸１２の密度が高まり、その結果、例えば凹部１２ａと転写硬化層３１との間の接触面積が拡大し、離型時に非常に大きな外部からの機械的な力が必要となり、離型が困難になる。

これに対し、本発明の実施形態（例えば第１の実施例）に係るパターン形成方法によれば、光変形層４０を用いることで、光変形層４０を変形させて凹部４１と凸部４２とを形成することで、型１０が転写硬化層３１から押し上げられ、型１０の凹部１２ａと転写硬化層３１との間に空間を形成する。これにより離型が促進され、離型時の欠陥が抑制できる。さらに、光変形層４０の変形を用いて離型を促進させるため、高密度のパターンの形成においても、型１０を取り外す際に大きな外部からの力を必要とせず、高密度のパターンにも対応できる。

また、既に説明したように、離型の際に、遮光膜１３の下の転写材３０が気化し、型１０と転写硬化層３１との間の空間を満たす作用により、型１０と被処理基板２０とが自動的に離型し、さらに離型がし易くなる。

なお、本実施例に関して説明した各種のステップは、技術的に可能な範囲で相互に入れ換えが可能であり、また、複数のステップを同時に実施しても良い。

（第２の実施例）
本実施形態に係る第２の実施例のパターン形成方法においては、転写材３０を硬化させるための光と、光変形層４０を変形させるための光と、に同じ波長の光が用いられる。

図６は、第２の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
図７は、第２の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図７（ａ）及び（ｂ）は工程順模式的断面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の部分ＢＰを拡大した模式的断面図である。

図６に表したように、第２の実施例に係るパターン形成方法においては、被処理基板２０への光変形層４０形成（ステップＳ１１０）、転写材の配置（ステップＳ１２０）、及び、転写面１０ａと転写材３０との接触と充填（ステップＳ１３０、ステップＳ１０）は、図５（ａ）〜（ｄ）に例示した第１の実施例と同様なので説明を省略する。

なお、第２の実施例においては、転写材３０には、吸収波長が３００ｎｍ前後であり、２００ｍＪ／ｃｍ^２の照射エネルギーで硬化する材料が用いられる。一方、光変形層４０には、吸収波長が４００ｎｍ前後であり、２００ｍＪ／ｃｍ^２の照射エネルギーで変形する材料が用いられる。

図６及び図７（ａ）に表したように、第２の実施例のパターン形成方法においては、転写面１０ａと転写材３０とが接触し、凹部１２ａに転写材３０が充填させられた状態で、転写材３０に光４４を照射して、転写材３０を硬化させると共に、光変形層４０に光４４を照射する（ステップＳ１４３）。

この時の光４４のピーク波長は、例えば３００ｎｍ程度であり、光３５の像面強度は、２００ｍＷ／ｃｍ^２である。この光３５の照射により、転写材３０は１秒程度で硬化し、転写硬化層３１となる（ステップＳ２０）。一方、この光３５の照射により、光変形層４０は１分程度で変形する。

すなわち、図７（ｃ）に表したように、光変形層４０に、凹部４１と凸部４２とが形成される。これにより、型１０と転写硬化層３１とは、外から機械的な力を与えなくても互いに離れる。すなわち、型１０の凹部１２ａと、転写硬化層３１と、が互いに離れ、型１０の凸部１２ｂと転写材３０とが互いに離れる。このように、光変形層４０に光４５を照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型させる（ステップＳ３０）。

そして、図６及び図７（ｂ）に表したように、型１０を取り外す（ステップＳ１５０）。型１０と転写硬化層３１（転写材３０）とは、光変形層４０の変形により、互いに離れているので、外から大きな機械的な力を与えなくても互いに離れる。型１０の取り外しのときに、転写硬化層３１が破壊されることがなく、欠陥の発生が抑制される。
なお、必要に応じて、後処理（ステップＳ２１０）を行う。

本具体例においては、転写材３０を硬化させるステップＳ２０と、光変形層４０への光４４を照射するステップＳ３０とが同時に開始され、ステップＳ２０が先に終了し、ステップＳ３０がステップＳ２０の終了の後も継続される。そして、光変形層４０への光４４の照射が行われて、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、が離型されて、ステップＳ３０が終了する。または、その後の型の取り外し（ステップＳ１５０）が終了してステップＳ３０が終了する。

第２の実施例に係るパターン形成方法においても、光変形層４０を用い、光変形層４０において凹部４１と凸部４２とを形成することで、型１０の凹部１２ａと転写硬化層３１との間に空間を形成し、離型が促進され、離型時の欠陥が抑制できる。さらに、型１０を取り外す際に大きな外部からの機械的な力を必要とせず、高密度のパターンにも適用できる。また、離型の際に、遮光膜１３の下の転写材３０の気化によって、型１０と被処理基板２０とが自動的に離型し、さらに離型がし易くなる。

本実施例においては、転写材３０を硬化させるための光と、光変形層４０を変形させるための光とに、同じ波長の光（光４４）が用いられるため、製造装置が簡略化される利点がある。

（第３の実施例）
本実施形態に係る第３の実施例のパターン形成方法においては、第１の実施例に対して、型１０を取り外した後に、光変形層４０に光を照射して、光変形層４０の凹凸を除去する工程がさらに実施される。

図８は、第３の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
図９は、第３の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図９（ａ）及び（ｂ）は工程順模式的断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）の部分ＣＰを拡大した模式的断面図であり、図９（ｄ）は、図９（ｂ）の部分ＤＰを拡大した模式的断面図である。

図８に表したように、第３の実施例に係るパターン形成方法においては、被処理基板２０への光変形層４０形成（ステップＳ１１０）、転写材の配置（ステップＳ１２０）、転写面１０ａと転写材３０との接触と充填（ステップＳ１３０）、転写材３０の硬化と光変形層４０への光４５の照射（ステップＳ１４２）、及び、型１０の取り外し（ステップＳ１５０）は、第１の実施例と同様なので説明を省略する。

第３の実施例に係るパターン形成方法においては、図８及び図９（ａ）に例示した型１０の取り外し（ステップＳ１５０）の後に、図９（ｂ）に表したように、光変形層４０に光４６を照射する（ステップＳ１６０）。この光４６は、転写硬化層３１または転写材３０を介して、光変形層４０の全面に照射される。光４６は、例えば、４００ｎｍ程度のピーク波長と、５０ｍＷ／ｃｍ^２の強度と、を有する光とされ、例えば、３分間の照射が、光変形層４０の全面に行われる。これにより、ステップＳ１４２で形成された光変形層４０における凹凸（凹部４１及び凸部４２）が除去されて、光変形層４０の変形が回復され、光変形層４０は実質的に平坦になる。そして、硬化せずに残っていた転写材３０も硬化する。

すなわち、図９（ｃ）に例示したように、ステップＳ１５０の後には、光変形層４０には、凹部４１と凸部４２とが設けられたままである。ステップＳ１６０において、光変形層４０に光４６を照射することで、光変形層４０は元の平坦な形状になる。これにより、より転写硬化層３１の精度が向上する。ただし、既に説明したように、ステップＳ１６０は実施されなくても良く、ステップＳ１６０の実施は任意である。

第３の実施例に係るパターン形成方法においても、光変形層４０を用い、光変形層４０の凹部４１と凸部４２とを形成することで、型１０の凹部１２ａと転写硬化層３１との間に空間を形成し、離型が促進され、離型時の欠陥が抑制できる。
なお、この場合も、後処理（ステップＳ２１０）をさらに実施することができる。

（第４の実施例）
本実施形態に係る第４の実施例のパターン形成方法においては、第３の実施例に対して、光変形層４０の変形の回復として、光変形層４０を加熱処理することが異なる。

図１０は、第４の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 図１１は、第４の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図１１（ａ）及び（ｂ）は工程順模式的断面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の部分ＥＰを拡大した模式的断面図であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）の部分ＦＰを拡大した模式的断面図である。

図１０に表したように、第４の実施例に係るパターン形成方法においては、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４１、ステップＳ１４２、及び、ステップＳ１５０は、第３の実施例と同様なので説明を省略する。

図１０及び図１１（ａ）に表したように、第４の実施例に係るパターン形成方法においては、第３の実施例におけるステップＳ１６０（光変形層４０への光４６の照射）の代わりに、光変形層４０を加熱する（ステップＳ１６１）。例えば、型１０が取り外された被処理基板２０をホットプレート５１の上に載置し、加熱する。この加熱は、例えば、１００℃で３０分間とされる。

これにより、ステップＳ１４２で形成された光変形層４０における凹凸（凹部４１及び凸部４２）が除去されて、光変形層４０の変形が回復され、光変形層４０は実質的に平坦になる。なお、この加熱の際に、残っていた転写材３０は気化し、転写材ガス３０ｇとなり、光変形層４０の上から転写材３０は除去される。

すなわち、図１１（ｃ）に例示したように、ステップＳ１５０の後には、光変形層４０には、凹部４１と凸部４２とが設けられたままである。ステップＳ１６１において、光変形層４０を加熱することで、光変形層４０は元の平坦な形状になる。これにより、転写硬化層３１の精度がより向上する。ただし、既に説明したように光変形層４０の凹凸は残っていても良いので、ステップＳ１６１は実施されなくても良く、ステップＳ１６１の実施は任意である。

第４の実施例に係るパターン形成方法においても、光変形層４０を用い、光変形層４０の凹部４１と凸部４２とを形成することで、型１０の凹部１２ａと転写硬化層３１との間に空間を形成し、離型が促進され、離型時の欠陥が抑制できる。
なお、この場合も、後処理（ステップＳ２１０）をさらに実施することができる。

さらに、第４の実施例のパターン形成方法において、ステップＳ１６１（加熱）の後に、ステップＳ１６０（光４６の照射）をさらに実施しても良い。

すなわち、本発明の実施形態に係るパターン形成方法は、離型の後に、光変形層４０への光の照射、及び、光変形層４０の加熱、の少なくともいずれかを実施し、転写面１０ａに平行な平面内で強度が変化する光の照射によって形成された光変形層４０の変形を回復させる回復工程（例えばステップＳ１６０、ステップＳ１６１）をさらに備えることができる。

なお、上記の第１〜第４の実施例は各種の変形が可能である。
図１２は、本発明の実施例の変形例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図１２（ａ）〜（ｃ）は、例えば、図５（ｈ）及び図７（ｃ）に例示された工程に関する変形例を示す模式的断面図である。
図５（ｈ）及び図７（ｃ）に示した例では、光変形層４０の凸部４２は、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界部よりも凸部１２ｂの側において、主に形成されているが、図１２（ａ）に表したように、光変形層４０の凸部４２は、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界部において、または、境界部よりも凹部１２ａの側において、主に形成されても良い。

すなわち、型１０の凹凸１２の凹部１２ａ及び凸部１２ｂのパターン形状や、それぞれの幅や、それぞれの深さ（高さ）や、設けられる遮光膜１３の特性などにより、光変形層４０に照射される光の強度分布は、遮光膜１３のパターン形状に必ずしも一致しない場合がある。例えば、遮光膜１３の形状に対して、近接場による変調を受けた強度分布が形成される場合もある。このため、光変形層４０の凸部４２及び凹部４１のパターン形状（Ｚ軸方向に沿ってみたときの形状）は、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界部のパターン形状（Ｚ軸方向に沿ってみたときに形状）を反映しているものの、光変形層４０の凸部４２及び凹部４１のパターン形状は、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界部に必ずしも一致していなくても良い。

また、上記においては、型１０の凸部１２ｂに遮光膜１３が設けられる場合について説明したが、この遮光膜１３は必要に応じて設けられれば良い。すなわち、型１０の凸部１２ｂに遮光膜１３が設けられない場合においても、凹部１２ａと凸部１２ｂとの厚さの差異により、型１０を透過する光の特性が異なる。また、型１０の凹部１２ａの壁面（凸部１２ｂの壁面でもある）において、光４５の反射が発生し、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの境界部においては、透過する光４５の特性が凹部１２ａ及び凸部１２ｂとは異なる状態になる。

例えば、凹部１２ａと凸部１２ｂとの周期構造によって回折現象が発生し、光４５の強度が、転写面１０ａに平行な面（Ｘ−Ｙ平面）内で変化する。これにより、光変形層４０に、転写面１０ａに平行な面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光４５が照射され、光変形層４０に凹部４１と凸部４２とが形成される。この場合も、型１０の凹部１２ａと転写硬化層３１との間に空間を形成し、離型が促進され、離型時の欠陥が抑制できる。

また、第１〜第４の実施例においては、光照射領域４０Ｒに凹部４１が形成され、隣接領域４０Ｓに凸部４２が形成される場合について説明したが、光変形材料として、この特性とは逆の特性を有する材料を用いても良い。

すなわち、図１２（ｃ）に表したように、遮光膜１３が設けられていない凹部１２ａに対応する光変形層４０が凸部４２となり、遮光膜１３が設けられている凸部１２ｂに対応する光変形層４０が凹部４１となっても良い。凹部４１と凸部４２とが形成されることで、型１０の凸部１２ｂと転写材３０とが離間し、型１０の凹部１２ａの側面と、凹部１２ａ内の転写硬化層３１と、が互いに動き、離型が促進される。

また、このような特性を有する光変形材料を用いつつ、遮光膜１３を設けない構成としても良い。この場合には、型１０の凹凸１２に基づいた光４５の強度の変調により、光変形層４０に凹部４１と凸部４２とが形成され、これにより、型１０と転写硬化層３１との離型が促進される。

このように、本実施形態に係るパターン形成方法に用いられる光変形層４０は、照射される光の強度によって、表面の凹凸の状態が変化する材料であれば良く、転写面１０ａに平行な平面内で強度が変化する光４５を光変形層４０に照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、の離型（ステップＳ３０）が実施されれば良い。

なお、第３及び第４の実施例においては、転写材３０の硬化に光３５を用い、光変形層４０の変形に光４５を用い、転写材３０の硬化と、光変形層４０の変形と、に異なる波長（波長特性）の光を用いたが、第３及び第４の実施例において、第２の実施例のように、転写材３０の硬化と、光変形層４０の変形と、に同じ波長（同じ波長特性）の光４４を用いても良い。

（第５の実施例）
本実施形態に係る第５の実施例のパターン形成方法においては、光変形層４０が型１０の転写面１０ａに設けられる。すなわち、充填が、転写面１０ａと転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で実施される。

図１３は、第５の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 図１４は、第５の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図１４（ａ）〜（ｇ）は工程順模式的断面図であり、図１４（ｈ）は、図１４（ｆ）の部分ＧＰを拡大した模式的断面図である。
図１５は、第５の実施例に係るパターン形成方法において用いられる光の照射パターンを例示する模式的平面図である。

図１３及び図１４（ａ）に表したように、第５の実施例に係るパターン形成方法においては、型１０の転写面１０ａに光変形層４０を形成する（ステップＳ１１０ａ）。光変形層４０は、型１０の凹部１２ａの内側の面、及び、凸部１２ｂの面の全体に渡って形成される。転写面１０ａに光変形層４０が設けられた型１０が既に用意されている場合には、このステップＳ１１０は省略しても良い。

図１３及び図１４（ｂ）に表したように、被処理基板２０の主面２０ａに、転写材３０が配置される（ステップＳ１２０）。

その後、図１３及び図１４（ｃ）に表したように、型１０の転写面１０ａを、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０に対向させる。

そして、図１３及び図１４（ｄ）に表したように、転写面１０ａを転写材３０に近接させる、または、接触させる（ステップＳ１３０）。本具体例では、光変形層４０を介して、転写面１０ａを転写材３０に近接させる。これにより、凹凸１２の凹部１２ａに転写材３０を充填させる（ステップＳ１０）。この充填は、型１０の転写面１０ａと転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で実施されている。

そして、図１３及び図１４（ｅ）に表したように、凹部１２ａに転写材３０が充填させられた状態で転写材３０を硬化させる（ステップＳ１４１）。すなわち、転写材３０が硬化する例えば３００ｎｍ程度のピーク波長と、２００ｍＪ／ｃｍ^２程度の強度と、を有する光３５を転写材３０に照射する。この光３５を、照射することで転写材３０は硬化し、転写硬化層３１が形成される。
これにより、凹凸１２のパターンが転写され、転写材３０が硬化した転写硬化層３１が形成される。

そして、図１３及び図１４（ｆ）に表したように、光変形層４０に光４７を照射する（ステップＳ１４２）。この光４７は、光変形層４０が変形するための波長とエネルギーを持つ。光４７は、例えば、４００ｎｍ程度のピーク波長と、８０ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度と、を有する。そして、この光４７は、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光である。

例えば、光４５は、図３（ａ）に例示したような、透光部７１と遮光部７２とを有するフィルタ７０を介して光変形層４０に照射される。これにより、光４７の強度は、Ｘ−Ｙ平面内で変化する。

また、例えば、図１５に表したように、型１０の凹凸１２のパターンに応じたパターンの透光部７１及び遮光部７２がフィルタ７０ａに設けられても良い。なお、フィルタ７０ａは、図３に例示したフィルタ７０の変形例の１つである。
本具体例では、型１０の凹凸１２のパターンは、例えばＹ軸方向に延在する帯状パターン８１と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において分断された島状パターン８２と、を有する。そして、フィルタ７０ａの透光部７１及び遮光部７２のパターンは、Ｘ軸方向に沿った帯状である。すなわち、例えば、型１０の凹凸１２の帯状パターン８１の延在方向（Ｙ軸方向）と、交互に並んだ複数の帯状の透光部７１及び遮光部７２の延在方向と、が直交（非平行）である。また、本具体例では、型１０の凹凸１２の島状パターンのＹ軸方向における両縁部に遮光部７２が設けられ、中央部に透光部７１が設けられている。

ただし、上記は一例であり、本実施形態はこれに限らない。透光部７１と遮光部７２のパターン形状は任意である。また、型１０の凹凸１２の島状パターンのＹ軸方向における両縁部に透光部７１が設けられ、中央部に遮光部７２が設けられても良い。

このようなフィルタ７０ａ（または、図３に例示したフィルタ７０）を用いることで、光４７の強度は、Ｘ−Ｙ平面内で変化する。これにより、図１４（ｈ）に表したように、光４７の強度の変化に基づいて、光変形層４０に凹部４１と凸部４２とが形成される。
なお、図１４（ｈ）は模式的に描かれており、図１４（ｈ）において、型１０の凹部１２ａ及び凸部１２ｂの配置や延在方向と、光変形層４０の凹部４１及び凸部４２の配置や延在方向と、は必ずしも実際と同じではない。

この光変形層４０の凸部４２の下面により、例えば、転写硬化層３１の上面が下方向（型１０から被処理基板２０に向かう方向）に相対的に押し下げられる。

これにより、型１０と転写硬化層３１とは、外から機械的な力を与えなくても互いに離れる。このように、光変形層４０に光４５を照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型させる（ステップＳ３０）。

そして、図１３及び図１４（ｇ）に表したように、型１０を取り外す（ステップＳ１５０）。この時、型１０と転写硬化層３１とは、光変形層４０の変形により、互いに離れているので、外から機械的な力を与えなくても互いに離れる。このため、型１０の取り外しのときに、転写硬化層３１が破壊されることがなく、欠陥の発生が抑制される。

このように、第５の実施例に係るパターン形成方法によっても、離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法が提供できる。

なお、この場合も図１３に表したように、転写後の転写硬化層３１の膜厚を減少させて被処理基板２０の主面２０ａの一部を露出させる後処理（ステップＳ２１０）を行うことができる。

（第６の実施例）
本実施形態に係る第６の実施例のパターン形成方法においては、型１０を取り外した後に、光変形層４０に光を照射して、光変形層４０の変形を回復させる。

図１６は、第６の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 図１７は、第６の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
図１６に表したように、第６の実施例のパターン形成方法においては、第５の実施例における型１０の取り外し（ステップＳ１５０）の後に、型１０に設けられた光変形層４０に光を照射して、光変形層４０の変形を回復させる（ステップＳ１７０）。

なお、図１６において、ステップＳ２１０は省略可能であり、また、ステップＳ２１０を実施する場合において、ステップＳ２１０とステップＳ１７０との順序は任意である。

すなわち、図１７（ａ）に表したように、取り外した型１０の光変形層４０に光４８を照射する。この照射は、例えば、光変形層４０の全面に実施される。

これにより、図１７（ｂ）に表したように、光変形層４０に形成された凹凸（凹部４１及び凸部４２）が除去され、光変形層４０の変形が回復される。このように、変形が回復された型１０は、ステップＳ１３０に用いることができ、複数回の転写において、繰り返して使用できる。

本実施例において、型１０に設けられた光変形層４０に光を照射して、光変形層４０の変形を回復させるステップＳ１７０の代わりに、型１０を加熱して、光変形層４０の変形を回復させても良い。

（第７の実施例）
本実施形態に係る第７の実施例のパターン形成方法においては、光変形層４０が被処理基板２０の転写材３０の上面（型１０の転写面１０ａに対向する側の面）に設けられる。

図１８は、第７の実施例に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。 図１９は、第７の実施例に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
すなわち、図１９（ａ）〜（ｇ）は工程順模式的断面図であり、図１９（ｈ）は、図１９（ｅ）の部分ＧＰを拡大した模式的断面図である。

図１８及び図１９（ａ）に表したように、第７の実施例に係るパターン形成方法においては、被処理基板２０の主面２０ａに、転写材３０を配置する（ステップＳ１２０ｂ）と共に、転写材３０の上に光変形層４０を形成する（ステップＳ１１０ｂ）。すなわち、ステップＳ１１０ｂとステップＳ１２０ｂとが同時に実施される。

例えば、転写材３０となる光硬化性樹脂液３０ｌと、光変形層４０となる光変形材料液４０ｌと、を混合した混合液を、被処理基板２０の主面２０ａの上に、例えばディスペンサ３７により塗布する。上記の光硬化性樹脂液３０ｌ及び上記の光変形材料液４０ｌの、例えば相溶性及び表面張力などを含む特性を適切に調整することで、混合液を被処理基板２０に塗布した後に、光硬化性樹脂液３０ｌと光変形材料液４０ｌとが分離し、図１９（ａ）に例示したように、光硬化性樹脂液３０ｌが被処理基板２０の側に配置され、光変形材料液４０ｌが被処理基板２０とは反対の側に配置される。これにより、被処理基板２０の主面２０ａ上に転写材３０が配置され、転写材３０の上に光変形層４０が形成される。

その後、図１８及び図１９（ｂ）に表したように、型１０の転写面１０ａを、被処理基板２０の主面２０ａに設けられた転写材３０（及び光変形層４０）に対向させる。

そして、図１８及び図１９（ｃ）に表したように、転写面１０ａを転写材３０に近接させる、または、接触させる（ステップＳ１３０）。本具体例では、光変形層４０を介して、転写面１０ａを転写材３０に近接させる。これにより、凹凸１２の凹部１２ａに転写材３０を充填させる（ステップＳ１０）。この充填は、型１０の転写面１０ａと転写材３０との間に光変形層４０を介在させた状態で実施されている。

そして、図１８及び図１９（ｄ）に表したように、凹部１２ａに転写材３０が充填させられた状態で、転写材３０を硬化させる（ステップＳ１４１）。すなわち、転写材３０が硬化する例えば３００ｎｍ程度のピーク波長と、２００ｍＪ／ｃｍ^２程度の強度と、を有する光３５を転写材３０に照射する。この光３５を照射することで転写材３０は硬化し、転写硬化層３１が形成される。
これにより、凹凸１２のパターンが転写され、転写材３０が硬化した転写硬化層３１が形成される。

そして、図１８及び図１９（ｅ）に表したように、光変形層４０に光４７を照射する（ステップＳ１４２）。この光４７は、光変形層４０が変形するための波長とエネルギーを持った光である。光４７は、例えば、４００ｎｍ程度のピーク波長と、８０ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度と、を有する。そして、この光４７は、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光である。例えば、図１５に例示したフィルタ７０ａ（または、図３に例示したフィルタ７０）を介して光変形層４０に照射される。これにより、光４７の強度は、Ｘ−Ｙ平面内で変化する。

これにより、図１９（ｈ）に表したように、光４７の強度の変化に基づいて、光変形層４０に凹部４１と凸部４２とが形成される。

この光変形層４０の凸部４２の上面により、型１０の下面が上方向（被処理基板２０から型１０に向かう方向）に相対的に押し上げられる。

これにより、型１０と転写硬化層３１とは、外から機械的な力を与えなくても互いに離れる。このように、光変形層４０に光４５を照射して、光変形層４０を変形させ、転写面１０ａと、硬化した転写材３０（転写硬化層３１）と、を離型させる（ステップＳ３０）。

そして、図１８及び図１９（ｆ）に表したように、型１０を取り外す（ステップＳ１５０）。この時、型１０と転写硬化層３１とは、光変形層４０の変形により、互いに離れているので、外から機械的な力を与えなくても互いに離れる。このため、型１０の取り外しのときに、転写硬化層３１が破壊されることがなく、欠陥の発生が抑制される。

このように、第７の実施例に係るパターン形成方法によっても、離型時の欠陥を抑制したナノインプリント方式のパターン形成方法が提供できる。

なお、型１０を取り外した後の転写硬化層３１の上の光変形層４０には、凹凸（凹部４１及び凸部４２）が形成されている。この光変形層４０の凹凸を回復させるために、図１７及び図１８（ｇ）に表したように、光変形層４０に光４９を照射しても良い。すなわち、型１０を取り外した後、光変形層４０に光４９を照射して、上記の光４７の照射によって形成された光変形層の変形（例えば凹部４１及び凸部４２）を回復させる回復工程（ステップＳ１８０）をさらに実施しても良い。

また、本実施例において、上記のステップＳ１８０の代わりに、光変形層４０を加熱して、光変形層４０の変形を回復する回復工程を実施しても良い。

ただし、この凹凸を有する光変形層４０は、例えば、後処理（ステップＳ２１０）を行うことで、実質的に除去され得る。従って、型１０を取り外した後の光変形層４０が凹凸を有していたままでも良い。このため、上記の回復工程の実施は、必要に応じて実施されることができ、省略可能である。

そして、上記のステップＳ１５０の後、または、ステップＳ１５０の後にステップＳ１８０を実施した後に、転写後の転写硬化層３１の膜厚を減少させて被処理基板２０の主面２０ａの一部を露出させる後処理（ステップＳ２１０）をさらに行うことができる。

本実施例においては、既に説明したように、ステップＳ１１０ｂとステップＳ１２０ｂとが同時に実施されている。このように、本実施形態に係る全ての実施例において、実施される複数のステップのそれぞれは、技術的に可能な範囲で相互に入れ換えが可能であり、また、複数のステップのうちの複数を同時に実施しても良い。

なお、第５〜第７の実施例においては、転写材３０の硬化のために光３５を照射し、光変形層４０の変形のために光４７を照射したが、光３５の波長（波長特性）と光４７の波長（波長特性）とは実質的に同じでも良い。

第５〜第７の実施例においては、光変形層４０の変形のために、フィルタ７０ａまたはフィルタ７０を介して光４７を照射したが、このようなフィルタを用いず、例えば、光４７を型１０に照射することで、型１０の凹凸１２による回折などの効果により、光４７が転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光となれば良い。このとき、型１０の凸部１２ｂに遮光膜１３を設けなくても良く、また、場合によっては遮光膜１３を設けても良い。

第１〜第４の実施例においては、光変形層４０が、被処理基板２０と転写材３０との間に設けられ、第５及び第６の実施例においては、光変形層４０が、型１０の転写面１０ａ上に設けられ、第７の実施例においては、光変形層４０が、被処理基板２０の転写材３０上に設けられたが、本実施形態において、光変形層４０は、被処理基板２０と転写材３０との間、型１０の転写面１０ａ上、及び、被処理基板２０の転写材３０上、の少なくともいずれかに設けられれば良く、これらの複数の箇所に複数の光変形層４０が設けられても良い。

また、第１〜第４の実施例においては、型１０の凸部１２ｂに遮光膜１３を設け、または、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとにおける特性の差異を利用して、または、型１０の凹部１２ａと凸部１２ｂとの間の境界部とそれ以外の部分とにおける特性の差異を利用して、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光を光変形層４０に照射し、また、第５〜第７の実施例においては、フィルタ７０及びフィルタ７０ａを用いることで、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光を光変形層４０に照射しているが、これらの手法のうちの複数の手法を組み合わせて、転写面１０ａに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で強度が変化する光を光変形層４０に照射しても良い。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。

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。例えば、パターン形成方法に用いられる型、被処理基板、転写材及び光変形層等、各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したパターン形成方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのパターン形成方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

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。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１０…型、 １０ａ…転写面、 １２…凹凸、 １２ａ…凹部、 １２ｂ…凸部、 １３…遮光膜、 ２０…被処理基板、 ２０ａ…主面、 ３０…転写材、 ３０ｇ…転写材ガス、 ３０ｌ…光硬化性樹脂液、 ３１…転写硬化層、 ３５…光、 ３７…ディスペンサ、 ４０…光変形層、 ４０Ｌ…光、 ４０Ｒ…光照射領域、 ４０Ｓ…隣接領域、 ４０ｌ…光変形材料液、 ４１…凹部、 ４２…凸部、 ４４〜４９…光、 ５１…ホットプレート、 ７０、７０ａ…フィルタ、 ７１…透光部、 ７２…遮光部、 ８１…帯状パターン、 ８２…島状パターン、 ＡＰ、ＢＰ、ＣＰ、ＤＰ、ＥＰ、ＦＰ、ＧＰ…部分

Claims (5)

1. 凹凸が設けられた転写面を有する型の前記転写面を、被処理基板の主面に設けられた転写材に転写するパターン形成方法であって、
   前記転写面と前記転写材との間、及び、前記被処理基板と前記転写材との間、の少なくともいずれかに、光の照射によって形状が変化する光変形層を介在させた状態で、前記凹凸の凹部に前記転写材を充填させる充填工程と、
   前記凹部に前記転写材を充填させた状態で前記転写材を硬化させる硬化工程と、
   前記転写面に平行な平面内で強度が変化する光を前記光変形層に照射して、前記光変形層を変形させ、前記転写面と、前記硬化した前記転写材と、を離型させる離型工程と、
   を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記離型工程において前記光変形層に照射される前記光の前記強度は、前記凹凸に基づく回折により変化させられることを特徴とする請求請１記載のパターン形成方法。
3. 前記凹凸の凸部は、前記離型工程において前記光変形層に照射される前記光の強度を減衰させる遮光膜を有することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン形成方法。
4. 前記転写材は光硬化性樹脂であり、前記硬化は前記転写材への光の照射によって行われ、前記硬化工程において前記転写材へ照射される光の波長と、前記離型工程において前記光変形層に照射される前記光の波長と、は互いに異なる波長成分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
5. 前記離型の後に、前記光変形層への光の照射、及び、前記光変形層の加熱、の少なくともいずれかを実施し、前記離型工程において形成された前記光変形層の前記変形を回復させる回復工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法。

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