JP2017034164A

JP2017034164A - インプリント用テンプレートおよびその製造方法、および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2017034164A
Application number: JP2015154403A
Authority: JP
Inventors: 伸良佐藤; Nobuyoshi Sato
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09
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Abstract

【課題】インプリント用テンプレートの側面にレジストが付着しないようにする。【解決手段】凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、パターン形成部の側面上に形成された、パターン形成部の材料よりもレジスト材料に対する接触角の高い保護層と、を有するインプリント用テンプレートを備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、インプリント用テンプレートおよびその製造方法、および半導体装置の製造方法に関する。

微細パターンを形成する手法として、インプリント法が注目されている。インプリント法では、凹凸パターンが形成されたインプリント用テンプレートを、下地基板上に塗布したレジストに接触させる。レジストが硬化した後、テンプレートをレジストから離型することにより、下地基板上にレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンをマスクとして下地基板を加工することで、下地基板に微細パターンが形成される。

インプリント法では、テンプレートをウエハ上で移動させながら、ウエハ上にレジストパターンを形成する処理を繰り返すことを想定している。

テンプレートは、石英ガラスを加工して形成されるのが一般的である。より具体的には、石英ガラスに凸形状のメサ部を形成し、メサ部の上面に微細な凹凸パターンを形成する。この凹凸パターンがレジストに押しつけられることになる。ところが、テンプレートのメサ部の上面をレジストに押しつけた時点では、レジストは柔軟性を持っているため、レジストがメサ部からはみ出してメサ部の側面に這い上がるおそれがある。テンプレートは、レジストが硬化した段階でウエハ上のレジストから引き離されるが、メサ部の側面に這い上がったレジストは、側面に付着したままになる。このため、テンプレートをレジストに押しつける処理を繰り返すと、メサ部の側面に付着するレジストの量が次第に増えて、やがて、このレジストは意図せぬタイミングでウエハ上に落下し、ウエハ上に大きな欠陥を引き起こしてしまう。

特開２０１４−１７７０７２号公報

本発明の実施形態は、インプリント用テンプレートの側面にレジストが付着しないようにしたインプリント用テンプレートおよびその製造方法、および半導体装置の製造方法を提供するものである。

本実施形態では、凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、前記パターン形成部の側面上に形成された、前記パターン形成部の材料よりもレジスト材料に対する接触角の高い保護層と、を有するインプリント用テンプレートが提供される。

第１の実施形態によるインプリント用テンプレートの断面図。図１のテンプレートの製造方法を説明する図。第２の実施形態によるインプリント用テンプレートの製造方法を説明する工程断面図。図３Ａに続く工程断面図。図３Ｂに続く工程断面図。第３の実施形態によるインプリント用テンプレートの製造方法を説明する工程断面図。図４Ａに続く工程断面図。図４Ｂに続く工程断面図。図４Ｃに続く工程断面図。図４Ｄに続く工程断面図。図４Ｅに続く工程断面図。図４Ｆに続く工程断面図。第４の実施形態によるインプリント用テンプレートの製造方法を説明する工程断面図。図５Ａに続く工程断面図。図５Ｂに続く工程断面図。図５Ｃに続く工程断面図。図５Ｄに続く工程断面図。図５Ｅに続く工程断面図。第３および第４の実施形態によるインプリント用テンプレートの製造を実現する半導体製造装置２０の概略構成を示すブロック図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下では、インプリント工程で用いられるインプリント用テンプレートおよびその製造方法、および半導体装置の製造方法について説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態によるインプリント用テンプレート１の断面図、図２は図１のテンプレート１の製造方法を説明する図である。本実施形態は、テンプレート１をウエハ２上のレジスト３に押しつけたときに、レジスト３がテンプレート１の側面に這い上がらないように、テンプレート１の側面に保護層４を形成する処理を行う。保護層４は、保護層４が形成されるテンプレートの表面材料、例えば石英よりもレジスト３との接触角が高い膜（撥レジスト層）といえる。

図１に示すように、本実施形態によるインプリント用テンプレート１は、メサ部（凸状のパターン形成部）１ａを有し、メサ部１ａの上面には微細な凹凸パターン１ｂが形成されている。この凹凸パターン１ｂをウエハ２上のレジスト３に押しつけることで、レジスト３に凹凸パターン１ｂが転写されて、レジストパターン３ａが形成される。テンプレート１の凹凸パターン１ｂをレジスト３に押しつけたときに、レジスト３がはみ出して、テンプレート１の側面に這い上がって付着することを防止するために、テンプレート１の側面には、炭素とフッ素からなる撥レジスト層４を形成している。この撥レジスト層４は、メサ部１ａの側面だけでなく、メサ部１ａを支持するベース部１ｃの側面にも形成されている。なお、撥レジスト層を、メサ部１ａ側面に形成するだけでも効果が得られるが、ベース部に形成してもよい。より詳細には、ベース部１ｃは、メサ部１ａの側面に接続されてメサ部１ａの側面１ｄから交差する方向に延びる第１面１ｅと、この第１面１ｅに接続されて第１面１ｅから交差する方向に延びる第２面１ｆとを有するが、第１面１ｅと第２面１ｆの双方ともに撥レジスト層４が形成されている。このように、撥レジスト層４は、テンプレート１の側面全体に形成されている。

テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する際に、凹凸パターン１ｂの表面に撥レジスト層が形成されないようにする必要がある。凹凸パターン１ｂに撥レジスト層が形成されると、凹凸パターン１ｂがレジスト３をはじいてしまい、レジストパターン３ａの形状が変形するおそれがあるためである。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する際には、凹凸パターン１ｂが形成された面（凹凸パターン面）を遮蔽板５で保護する。遮蔽板５は、凹凸パターン１ｂに対して離隔して対向配置されている。凹凸パターン１ｂと遮蔽板５との距離は、例えば３０μｍ程度に設定される。この距離が離れすぎると、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する際に用いる、後述するガスや溶剤がテンプレート１の凹凸パターン１ｂにも入り込み、凹凸パターン１ｂがレジストをはじくような表面処理（撥レジスト化）が施されるおそれがある。逆に、凹凸パターン１ｂと遮蔽板５との距離を縮めすぎると、場合によっては、凹凸パターン１ｂに遮蔽板５が接触して、凹凸パターン１ｂが破壊されてしまうおそれがある。

遮蔽板５の材質は特に問わないが、例えば、石英板が用いられる。また、テンプレート１の母材の材質も特に問わないが、例えば石英ガラスが用いられる。

テンプレート１と遮蔽板５は、チャンバ内に収納されて、所定の真空度および所定の温度下で、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス（例えば、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、ＣＨＦなど）６を供給して、プラズマ励起または熱励起させる。これにより、テンプレート１の側面に均一な膜厚の撥レジスト層４が形成される。この撥レジスト層４は、炭素およびフッ素を含有するフロロカーボン層である。

あるいは、チャンバ内に、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系溶剤を導入して、ベーパ化することで、テンプレート１の側面にフロロカーボン層からなる撥レジスト層４を形成してもよい。

上記の手法により形成されたテンプレート１を用いて、インプリント工程を繰り返し行うと、やがてはテンプレート１の側面から撥レジスト層４が剥離しまうおそれがある。ただし、撥レジスト層４が剥離したとしても、上述した手法により、再び撥レジスト層４をテンプレート１の側面に形成できるため、結果として、テンプレート１の耐久性を向上させることができる。

このように、第１の実施形態では、テンプレート１の凹凸パターン１ｂに近接して遮蔽板５を配置した状態で、ＣＦ系ガス６やＣＦ系溶剤を用いて、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成するため、テンプレート１をレジスト３に押しつけても、テンプレート１の側面にレジスト３が付着しにくくなる。本テンプレートを用いたインプリント法により半導体基板上にパターンを形成して半導体装置を製造することにより、半導体製造における欠陥発生頻度を低減することが可能である。なお、撥レジスト層４として、本実施形態ではフロロカーボン層を適用したが、これに限らずテンプレートのメサ部側面の材料、例えば石英よりもレジストとの接触角が高い膜であればよい。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、テンプレート１の凹凸パターン１ｂと遮蔽板５との間に隙間があるため、この隙間を通ってＣＦ系ガス６やＣＦ系溶剤が凹凸パターン１ｂの周囲に入り込み、凹凸パターン１ｂの少なくとも一部が撥レジスト化してしまうおそれがある。そこで、以下に説明する第２の実施形態は、凹凸パターン１ｂを破壊させずに、凹凸パターン１ｂとマスク材とを密着させるものである。

図３Ａ〜図３Ｃは第２の実施形態によるインプリント用テンプレート１の製造方法を説明する工程断面図である。まず、図３Ａに示すように、テンプレート１の凹凸パターン１ｂの上面に、所定の緩衝部材７を接触させ、その上にマスク材８を配置する。すなわち、緩衝部材７の第１主面を凹凸パターン１ｂの上面に接触させ、緩衝部材７の第１主面の反対側の第２主面をマスク材８に接触させる。マスク材８は、例えば石英板である。

ここで、緩衝部材７とは、水、アルコール、シンナーなどの液体やゲル状部材である。緩衝部材７は、例えば、周囲の圧力を下げるにつれて徐々に消失する部材や、特定のガスを供給すると、そのガス供給量に応じて消失する部材などである。また、時間の経過とともに、徐々に消失する揮発性の部材でもよいし、温度の上昇度合に応じて徐々に蒸発する部材でもよい。

このように、緩衝部材７の具体的な材料は特に問わないが、温度調整、圧力調整、時間の経過などにより、緩衝部材７は徐々に消失していく。よって、凹凸パターン１ｂとマスク材８との距離は、緩衝部材７の消失度合が増えるに応じて、徐々に接近し、最終的に、すべての緩衝部材７がなくなった段階で、図３Ｂに示すように、凹凸パターン１ｂにマスク材８が密着する。

緩衝部材７は徐々に消失するため、凹凸パターン１ｂがマスク材８に密着する際に衝撃は生じない。よって、マスク材８が凹凸パターン１ｂに密着しても、凹凸パターン１ｂが壊れることはない。

凹凸パターン１ｂにマスク材８が密着すると、次に、第１の実施形態と同様に、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６やＣＦ系溶剤を用いて、テンプレート１の側面に撥レジスト層４が形成される。

第２の実施形態の場合、ＣＦ系ガス６やＣＦ系溶剤をテンプレート１の周辺に供給する際、凹凸パターン１ｂは完全にマスク材８で保護されているため、ＣＦ系ガス６やＣＦ溶剤が凹凸パターン１ｂに触れるおそれがなくなり、凹凸パターン１ｂの撥水化は確実に防止できる。よって、第２の実施形態は、凹凸パターン１ｂの撥レジスト化を有効に防止しつつ、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成できる。

このように、第２の実施形態では、凹凸パターン１ｂとマスク材８との間に緩衝部材７を配置し、温度や圧力調整などにより、緩衝部材７を徐々に消失させて、凹凸パターン１ｂとマスク材８との距離を徐々に狭めて、最終的に両者を接触させる。これにより、凹凸パターン１ｂを破壊させずに、凹凸パターン１ｂにマスク材８を密着させることができる。よって、その後に、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する処理を行う際に、凹凸パターン１ｂが撥レジスト化されるおそれがなくなる。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、第２の実施形態とは別の手法により、凹凸パターン１ｂを保護してテンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成するものである。

図４Ａ〜図４Ｇは第３の実施形態によるインプリント用テンプレート１の製造方法を説明する工程断面図である。まず、図４Ａに示すように、所定の表面自由エネルギを持つ第１部材１１が付着された第１基板１２を用意する。第１部材１１は、例えば表面自由エネルギが３０〜４５ｍＮ／ｍのレジストである。第１基板１２は、例えば、シリコン基板１３上にテフロン（登録商標）膜１４を積層したものである。テフロン膜１４の表面自由エネルギはレジストより低くする必要があり、例えば２５ｍＮ／ｍ以下である。

次に、図４Ｂに示すように、テンプレート１を第１基板１２に押しつける。これにより、テンプレート１の凹凸パターン１ｂが第１部材１１に接触し、凹凸パターン１ｂの凹部内に第１部材１１が入り込み、凹部内の隙間はほとんどなくなる。テフロン膜１４の表面自由エネルギは２５ｍＮ／ｍ以下と小さいため、テンプレート１を第１基板１２から引き離すと、図４Ｃに示すように、第１部材１１は第１基板１２から剥離されて、テンプレート１の凹凸パターン１ｂに付着したままになる。これにより、凹凸パターン１ｂは、第１部材１１により、保護された状態になる。

次に、図４Ｄに示すように、凹凸パターン１ｂに第１部材１１が付着したままの状態で、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する。ここでは、第１および第２の実施形態と同様に、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起または熱励起させて、撥レジスト層４を形成する。あるいは、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系溶剤をベーパ化して、撥レジスト層４を形成してもよい。凹凸パターン１ｂは第１部材１１で保護されているため、凹凸パターン１ｂが撥レジスト化されるおそれはない。

次に、図４Ｅに示すように、第２部材１５が付着され、かつ第２部材１５よりも大きい表面自由エネルギを持つ第２基板１６を用意する。例えば、第１部材１１と第２部材１５は同等の表面自由エネルギ３０〜４５ｍＮ／ｍを有するレジストである。第２基板１６は、例えば、シリコン基板１７上に表面自由エネルギが５５ｍＮ／ｍ以上を有するＳＯＧ（Spin On Glass）膜１８を積層したものである。このように、ＳＯＧ膜１８の表面自由エネルギは、その上に付着される第２部材１５の表面自由エネルギよりも大きくする必要がある。

次に、図４Ｆに示すように、テンプレート１を第２基板１６に押しつける。これにより、テンプレート１の凹凸パターン１ｂが第２部材１５に接触し、第２部材１５が凹凸パターン１ｂに付着している第１部材１１に接触する。この状態で、テンプレート１の凹凸パターン１ｂの形成面とは反対側の面に対してＵＶ（Ultra Violet）光を照射すると、凹凸パターン１ｂに付着している第１部材１１の表面に離型層が形成される。また、ＵＶ光の照射により、第１部材１１が収縮する。これにより、図４Ｇに示すように、テンプレート１から第１部材１１が剥離され、第１部材１１は第２部材１５に一体に接合した状態で、第２基板１６上にレジストパターン３ａが形成される。

図４Ｇで第１部材１１が剥離された後のテンプレート１は、その側面に撥レジスト層４が形成されており、再利用することができる。通常、インプリント工程では、ウエハ２上でテンプレート１の位置をずらしながら、テンプレート１の凹凸パターン１ｂをウエハ２上のレジスト３に転写する処理を繰り返す。初回の転写処理の際にテンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成した場合は、その撥レジスト層４が剥離されない限り、同じテンプレート１を用いて、転写処理を繰り返すことができる。すでに側面に撥レジスト層４が形成されたテンプレート１を用いて転写処理を行う場合は、少なくとも図４Ｄの工程を省略すればよい。あるいは、図４Ａ〜図４Ｄの工程を省略し、図４Ｅ〜図４Ｇの工程のみを行っておよい。

このように、第３の実施形態では、第１基板１２の上に形成された第１基板１２の表面自由エネルギよりも大きい表面エネルギを有する第１部材１１をテンプレート１の凹凸パターン１ｂに付着させた状態で、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する処理を行う。次に、第２基板１６の上に付着された第２基板１６の表面自由エネルギよりも小さく、かつ第１部材１１とほぼ同等の表面エネルギを有する第２部材１５にテンプレート１の凹凸パターン１ｂを押しつけて、凹凸パターン１ｂに付着された第１部材１１を凹凸パターン１ｂから引き離して、第１部材１１を第２部材１５に一体的に接合させてレジストパターン３ａを形成する。これにより、凹凸パターン１ｂを撥レジスト化させることなく、テンプレート１の側面の撥レジスト処理が可能となり、テンプレート１の側面にレジスト３が這い上がる不具合を防止できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、ＵＶ光を照射しなくても、凹凸パターン１ｂに付着している第１部材１１を凹凸パターン１ｂから容易に分離できるようにしたものである。

図５Ａ〜図５Ｆは第４の実施形態によるインプリント用テンプレート１の製造工程を示す工程断面図である。第４の実施形態の工程順序は、基本的には第３の実施形態と同じであるため、以下では、相違点を中心に説明する。

第３の実施形態では、テンプレート１を第１基板１２に押しつけたときに、凹凸パターン１ｂの凹部内にほとんど隙間ができないように、凹部内に第１部材１１が入り込んでいたが、第４の実施形態では、図５Ｂに示すように、凹部内の一部のみに第１部材１１が入り込んでおり、凹部内には第１部材１１が存在しない隙間が生じている。このようにする理由は、凹凸パターン１ｂから第１部材１１を剥離しやすくするためである。すなわち、図５Ｅに示すように、テンプレート１を第２基板１６に押しつけたときに、凹凸パターン１ｂ内の各凹部には隙間があるため、第１部材１１は比較的容易に凹凸パターン１ｂから剥離されて、第２部材１５に一体的に接合される。よって、第４の実施形態の場合、凹凸パターン１ｂから第１部材１１を剥離するために、ＵＶ光を照射する必要がなくなる。テンプレート１にＵＶ光を照射すると、場合によっては、テンプレート１の側面に付着している撥レジスト層４の剥離を早めるおそれがある。本実施形態のように、ＵＶ光の照射なしで凹凸パターン１ｂから第１部材１１を剥離すれば、テンプレート１の側面に形成されている撥レジスト層４の耐久性を向上できる。

なお、テンプレート１の凹凸パターン１ｂの凹部内の一部のみに第１部材１１を収納し、凹部内に隙間を形成するには、複数の手法が考えられる。例えば、テンプレート１を第１基板１２に押しつける押圧力を調整することで、凹凸パターン１ｂの凹部内に入り込む第１部材１１の量を調整できる。あるいは、第１部材１１や第１基板１２の表面自由エネルギを調整してもよい。あるいは、材料の選択により第１部材１１の硬度を調整してもよい。

このように、第４の実施形態では、テンプレート１を第１基板１２に押しつける際に、テンプレート１の凹凸パターン１ｂ内の凹部に隙間ができるように、凹凸パターン１ｂに第１部材１１を付着させる。これにより、テンプレート１を第２基板１６に押しつけたときに、凹凸パターン１ｂから第１部材１１を分離しやすくなり、ＵＶ光の照射も不要となることから、テンプレート１の側面に形成された撥レジスト層４の耐久性を向上できる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、上述した第３および第４の実施形態によるインプリント用テンプレート１を製造し、製造したテンプレートを用いて半導体装置を製造するための半導体製造装置の構成に特徴があるものである。

図６は第３および第４の実施形態によるインプリント用テンプレート１の製造を含む半導体製造装置２０の概略構成を示すブロック図である。図６では、テンプレート１の製造に関連する構成部分のみを図示しており、それ以外の構成部分は省略している。

図６の半導体製造装置２０は、インプリント室２１と、第１収納部２２と、第２収納部２３と、プラズマ処理部２４とを備えている。インプリント室２１は、インプリント工程を実施する場所であり、インプリント室２１には、インプリント用テンプレート１と、転写対象のウエハ２とが導入されている。

第１収納部２２は、第１部材１１が付着された第１基板１２を複数収納し、収納している第１基板１２を順にインプリント室２１に搬送する。また、第１収納部２２は、インプリント室２１で第１部材１１を除去した第１基板１２を回収し、回収した第１基板１２に再度第１部材１１を付着させて、収納する。

第２収納部２３は、第２部材１５が付着された第２基板１６を複数収納し、収納している第２基板１６を順にインプリント室２１に搬送する。また、第２収納部２３は、インプリント室２１で第２部材１５に第１部材１１を接合してレジストパターン３ａを形成した第２基板１６を回収する。

インプリント室２１は、第３および第４の実施形態で説明したように、テンプレート１の凹凸パターン１ｂに第１部材１１を付着させると、第１部材１１を付着させたままのテンプレート１をプラズマ処理部２４まで搬送する。プラズマ処理部２４は、ＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する。その後、プラズマ処理部２４は、撥レジスト層４が側面に形成されたテンプレート１をインプリント室２１に搬送する。なお、ＣＦ系溶剤をベーパ化して、テンプレート１の側面に撥レジスト層４を形成する場合は、プラズマ処理部２４の代わりに、ベーパ処理部（不図示）を設ければよい。

このように、第５の実施形態では、第１部材１１が付着された第１基板１２を第１収納部２２に複数個収納し、同様に、第２部材１５が付着された第２基板１６を第２収納部２３に複数個収納しておく。これにより、流れ作業的に、複数のウエハ２に対してインプリント工程を行うことができ、スループットの向上が図れる。

（第１実施例）
インプリント用テンプレート１として、凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、石英板からなるマスク材８とを用意した。マスク材８を構成する石英板の一主面はテフロン膜でコーティングされ、このテフロン膜を凹凸パターン面に対向配置させた。石英ガラスの凹凸パターン面を水で濡らし、その上にマスク材８を配置した。この場合、水が緩衝部材７となる。そして、マスク材８のテフロン膜とは反対側の面から凹凸パターン面方向に弱い押圧力で押圧した。これにより、水が凹凸パターン面とマスク材８との隙間から周囲に徐々に流出し、それに伴って、凹凸パターン面とマスク材８との隙間が徐々に縮まり、最終的に、凹凸パターン面にマスク材８が接触した。接触時には、衝撃は起きなかった。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。フッ素表面処理では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を石英ガラスの表面に形成した。

その後、再び凹凸パターン面とマスク材８との間に再び水を導入して、凹凸パターン面とマスク材８との距離を徐々に広げて、凹凸パターン面からマスク材８を取り外した。石英ガラスの凹凸パターン面を欠陥検査器で検査したところ、０．２μｍ以上の異物や傷（スクラッチ）は発生していなかった。

（第２実施例）
インプリント用テンプレート１として、凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、石英板からなるマスク材８とを用意した。凹凸パターン面に対向配置されるマスク材８は石英板であり、石英板の一主面はテフロン膜でコーティングされ、このテフロン膜を凹凸パターン面に対向配置させた。石英ガラスの凹凸パターン面とマスク材８のテフロン膜とを離隔して対向配置し、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間に窒素を導入した。この場合、窒素が緩衝部材７となる。そして、マスク材８のテフロン膜とは反対側の面から凹凸パターン面方向に弱い押圧力で押圧した。これにより、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間から窒素が徐々に排出され、それに伴って、凹凸パターン面とマスク材８との隙間が徐々に縮まり、最終的に、凹凸パターン面にマスク材８が接触した。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。フッ素表面処理では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を石英ガラスの表面に形成した。

その後、再び凹凸パターン面とマスク材８との間に再び窒素を導入して、凹凸パターン面とマスク材８との距離を徐々に広げて、凹凸パターン面からマスク材８を取り外した。石英ガラスの凹凸パターン面を欠陥検査器で検査したところ、０．２μｍ以上の異物や傷（スクラッチ）は発生していなかった。

（第３実施例）
インプリント用テンプレート１として、凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、石英板からなるマスク材８とを用意した。凹凸パターン面に対向配置されるマスク材８は石英板であり、石英板の一主面はテフロン膜でコーティングされ、このテフロン膜を凹凸パターン面に対向配置させた。石英ガラスの凹凸パターン面を水で濡らし、その上にマスク材８を配置した。そして、マスク材８のテフロン膜とは反対側の面から凹凸パターン面方向に弱い押圧力で押圧した。これにより、水が凹凸パターン面とマスク材８との隙間から周囲に徐々に流出し、それに伴って、凹凸パターン面とマスク材８との隙間が徐々に縮まり、最終的に、凹凸パターン面にマスク材８が接触した。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。フッ素表面処理では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を石英ガラスの表面に形成した。

その後、再び凹凸パターン面とマスク材８との間に窒素を導入して、凹凸パターン面とマスク材８との距離を徐々に広げて、凹凸パターン面からマスク材８を取り外した。石英ガラスの凹凸パターン面を欠陥検査器で検査したところ、０．２μｍ以上の異物や傷（スクラッチ）は発生していなかった。

（第４実施例）
インプリント用テンプレート１として、凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、石英板からなるマスク材８とを用意した。凹凸パターン面に対向配置されるマスク材８は石英板であり、石英板の一主面はテフロン膜でコーティングされ、このテフロン膜を凹凸パターン面に対向配置させた。石英ガラスの凹凸パターン面とマスク材８のテフロン膜とを離隔して対向配置し、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間に窒素を導入した。そして、マスク材８のテフロン膜とは反対側の面から凹凸パターン面方向に弱い押圧力で押圧した。これにより、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間から窒素が徐々に排出され、それに伴って、凹凸パターン面とマスク材８との隙間が徐々に縮まり、最終的に、凹凸パターン面にマスク材８が接触した。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。フッ素表面処理では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を石英ガラスの表面に形成した。

（第５実施例）
インプリント用テンプレート１として、凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、石英板からなるマスク材８とを用意した。凹凸パターン面に対向配置されるマスク材８は石英板であり、石英板の一主面はテフロン膜でコーティングされ、このテフロン膜を凹凸パターン面に対向配置させた。石英ガラスの凹凸パターン面とマスク材８のテフロン膜とを離隔して対向配置し、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間にアルコールを導入した。この場合、アルコールが緩衝部材７となる。そして、マスク材８のテフロン膜とは反対側の面から凹凸パターン面方向に弱い押圧力で押圧した。これにより、凹凸パターン面とテフロン膜との隙間からアルコールが徐々に排出され、それに伴って、凹凸パターン面とマスク材８との隙間が徐々に縮まり、最終的に、凹凸パターン面にマスク材８が接触した。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。フッ素表面処理では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガス６をプラズマ励起させて、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を石英ガラスの表面に形成した。

その後、再び凹凸パターン面とマスク材８との間に再びアルコールを導入して、凹凸パターン面とマスク材８との距離を徐々に広げて、凹凸パターン面からマスク材８を取り外した。石英ガラスの凹凸パターン面を欠陥検査器で検査したところ、０．２μｍ以上の異物や傷（スクラッチ）は発生していなかった。

（第１比較例）
凹凸パターン面を有する１５ｃｍ角の石英ガラスと、テフロン製のマスク材８とを用意し、凹凸パターン面にマスク材８を直接接触させた。その後、凹凸パターン面を除く石英ガラスの表面に対してフッ素表面処理を行った。石英ガラスの凹凸パターン面を欠陥検査器で検査したところ、０．２μｍ以上の異物が５００個、傷は４８箇所検出された。

（第６実施例）
表面自由エネルギが１６ｍＮ／ｍのテフロン基板を第１基板１２として、表面自由エネルギが６０ｍＮ／ｍの石英板を第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、テンプレート１の側面の表面処理を行った。より具体的には、ＣＦ系溶媒をベーパ化して、テンプレート１の側面に炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層４を形成した。第２基板１６上のレジスト３（第２部材１５）の塗布は、スピンコートにより行った。レジスト３が転写された凹凸パターン１ｂを第２基板１６に押しつけると、凹凸パターン１ｂに接触していたレジスト３が第２基板１６上のレジスト３に一体的に接合して、凹凸パターン１ｂからレジスト３が分離された。また、第２基板１６上のレジスト３塗布を、レジスト３のドロップショットでも行ったが、同様に、凹凸パターン１ｂに接触していたレジスト３が第２基板１６上のレジスト３に一体的に接合し、凹凸パターン１ｂからレジスト３が分離された。また、テンプレート１の凹凸パターン１ｂにレジスト３が残存する不具合も生じなかった。

（第７実施例）
表面自由エネルギが２５ｍＮ／ｍのカーボン基板を第１基板１２として、表面自由エネルギが６０ｍＮ／ｍの石英板を第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行った。第２基板１６へのレジスト３（第２部材１５）の塗布は、第６実施例と同様の手法で行った。これにより、第６実施例と同様に良好な転写処理が行えた。

（第８実施例）
表面自由エネルギが１６ｍＮ／ｍのテフロン基板を第１基板１２として、表面自由エネルギが６０ｍＮ／ｍのシリコンウエハ２を第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行った。第２基板１６へのレジスト３（第２部材１５）の塗布は、第６実施例と同様の手法で行った。これにより、第６実施例と同様に良好な転写処理が行えた。

（第９実施例）
表面自由エネルギが２５ｍＮ／ｍのカーボン基板を第１基板１２として、表面自由エネルギが６５ｍＮ／ｍのシリコンウエハ２を第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行った。第２基板１６へのレジスト３（第２部材１５）の塗布は、第６実施例と同様の手法で行った。これにより、第６実施例と同様に良好な転写処理が行えた。

（第１０実施例）
ＣＦ系溶媒のベーパ化により形成された表面自由エネルギが２５ｍＮ／ｍの膜でコーティングされたシリコンウエハ２を第１基板１２として、表面自由エネルギが６５ｍＮ／ｍの酸化膜を有するシリコンウエハ２を第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行った。第２基板１６へのレジスト３（第２部材１５）の塗布は、第６実施例と同様の手法で行った。これにより、第６実施例と同様に良好な転写処理が行えた。

（第２比較例）
表面自由エネルギが１６ｍＮ／ｍのテフロン基板を第１基板１２および第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写した状態で、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行った。第２基板１６へのレジスト３（第２部材１５）の塗布は、第６実施例と同様の手法で行った。テンプレート１の凹凸パターン面に転写されたレジスト３の一部は、第２基板１６上のレジスト３には接合せず、凹凸パターン面にレジスト３が残存した。

（第３比較例）
表面自由エネルギが６０ｍＮ／ｍのテフロン基板を第１基板１２および第２基板１６として用意した。石英ガラスからなるテンプレート１の凹凸パターン面に第１基板１２上のレジスト３（第１部材１１）を転写させようとしたが、レジスト３の一部は凹凸パターン面に付着されず、凹凸パターン面の一部はレジスト３で覆われなかった。このため、第６実施例と同様の手法でテンプレート１の側面の表面処理を行ったところ、凹凸パターン１ｂの一部にＣＦ系溶剤が混入し、凹凸パターン１ｂの一部が撥レジスト化した。

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。

１インプリント用テンプレート、１ａメサ部、２ウエハ、３レジスト、４撥レジスト層（保護層）、５遮蔽板、６ＣＦ系ガス、７緩衝部材、８マスク材、１１第１部材、１２第１基板、１３シリコン基板、１４テフロン膜、１５第２部材、１６第２基板、１７シリコン基板、１８ＳＯＧ膜、２０半導体製造装置、２１インプリント室、２２第１収納部、２３第２収納部、２４プラズマ処理部

Claims

凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、
前記パターン形成部の側面上に形成された、前記パターン形成部の材料よりもレジスト材料に対する接触角の高い保護層と、
を有するインプリント用テンプレート。
前記パターン形成部の材料は石英であることを特徴とする請求項１記載のインプリント用テンプレート。
凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、
石英を含む前記パターン形成部の側面上に形成された、炭素およびフッ素を含有する保護層と、
を有するインプリント用テンプレート。
ベース部をさらに備え、
前記パターン形成部は凸形状であり、前記ベース部上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のインプリント用テンプレート。
インプリント用テンプレートの凹凸パターン面に対してマスク材を対向配置した状態で、前記テンプレートの側面に、前記テンプレートの材料よりもレジスト材料に対する接触角の高い保護層を形成する工程を備えるインプリント用テンプレートの製造方法。
インプリント用テンプレートの凹凸パターン面に対してマスク材を対向配置した状態で、石英を含む前記テンプレートの側面に炭素およびフッ素を含有する保護層を形成する工程を備えるインプリント用テンプレートの製造方法。
前記テンプレートの前記凹凸パターン面に所定の緩衝部材の第１主面を接触させる工程と、
前記緩衝部材の前記第１主面の反対側の第２主面に前記マスク材を接触させる工程と、
前記緩衝部材を漸次に除去して、前記凹凸パターン面と前記マスク材との離間距離を漸次に狭める工程と、を備え、
前記保護層を形成する工程は、前記凹凸パターン面に前記マスク材が接触した状態で行われる請求項５又は６に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
インプリント用テンプレートの凹凸パターン面に、第１基板の上に付着された前記第１基板の表面自由エネルギよりも小さい表面自由エネルギを有する第１部材を対向配置させて、前記凹凸パターン面を前記第１部材に接触および押圧させて、前記第１基板から前記第１部材を剥離して前記凹凸パターン面に転写する工程と、
前記凹凸パターン面に前記第１部材が転写された状態で、前記テンプレートの側面に、炭素およびフッ素を含有する撥レジスト層を形成する工程と、
前記第１部材が転写された前記凹凸パターン面に、第２基板の上に付着された前記第２基板の表面自由エネルギよりも大きい表面自由エネルギを有する第２部材を対向配置させて、前記凹凸パターン面を前記第２部材に接触および押圧させて、前記第１部材を前記凹凸パターン面から剥離して前記第２部材の上面に転写する工程と、を備えるインプリント用テンプレートの製造方法。
前記保護層を形成する工程では、炭素およびフッ素を含有するＣＦ系ガスのプラズマ励起または熱励起、あるいは炭素およびフッ素を含有するＣＦ系溶剤のベーパ化により、前記保護層を形成する請求項５乃至８のいずれか１項に記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、前記パターン形成部の側面上に形成された、前記パターン形成部の材料よりもレジスト材料に対する接触角の高い保護層と、を有するインプリント用テンプレートを用いて、半導体基板上に凹凸パターンを転写する半導体装置の製造方法。
前記パターン形成部の材料は石英であることを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
凹凸パターンが主面に形成されたパターン形成部と、石英を含む前記パターン形成部の側面上に形成された、炭素およびフッ素を含有する保護層と、を有するインプリント用テンプレートを用いて、半導体基板上に凹凸パターンを転写する半導体装置の製造方法。