JP2018152478A - テンプレートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント処理中の帯電を抑制し、またテンプレートの洗浄後も位置合わせ時に所望のアライメント信号の強度を得ることができるテンプレートを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、テンプレート基板１１と、テンプレート基板１１の同一面に設けられるデバイス形成パターン２２およびアライメントマークと、を備えるテンプレートが提供される。アライメントマークは、テンプレート基板１１に設けられた第１凹パターンの底部に設けられる屈折層５４と、屈折層５４が設けられた第１凹パターンを埋め込む絶縁層５６と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、テンプレートおよびその製造方法に関する。

インプリント方法は、基板上に滴下されたレジストにテンプレートを直接接触させるパターン形成方法である。テンプレートには、基板との間の位置合わせを行うためのアライメントマークが設けられる。テンプレートの屈折率に近いレジストがアライメントマークに充填されても位置合わせが可能なように、アライメントマークを構成する凹パターンの底部には、テンプレートとは屈折率の異なるＣｒ膜が設けられる。

このような構造では、帯電、放電によるアライメントマークの破壊、パーティクルによるテンプレートの破損、洗浄が原因の位置合せ精度の低下等の対策がなされている。

特開２０１３−１６８６０４号公報

本発明の一つの実施形態は、インプリント処理中の帯電を抑制し、またテンプレートの洗浄後も位置合わせ時に所望のアライメント信号の強度を得ることができるテンプレートおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、テンプレート基板と、前記テンプレート基板の同一面に設けられるデバイス形成パターンおよびアライメントマークと、を備えるテンプレートが提供される。前記アライメントマークは、前記テンプレート基板に設けられた第１凹パターンの底部に設けられる屈折層と、前記屈折層が設けられた前記第１凹パターンを埋め込む絶縁層と、を有する。

図１は、テンプレートの構造の一例を示す上面図である。 図２は、テンプレートの構造の一例を示す断面図である。 図３は、第１の実施形態によるテンプレートのアライメントマークを含む領域の一例を示す一部上面図である。 図４は、第１の実施形態によるテンプレートのデバイスパターンとアライメントマークの一例を示す断面図である。 図５は、シミュレーションに用いたモデルを示す図である。 図６は、第１の実施形態によるテンプレートを用いて位置合わせを行った場合の１次回折光強度の計算結果を示す図である。 図７は、第１の実施形態の場合の屈折層と絶縁層を最適化した場合の１次回折光強度と、比較例の１次回折光強度と、のシミュレーション結果を示す図である。 図８は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１）。 図９は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その２）。 図１０は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その３）。 図１１は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その４）。 図１２は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その５）。 図１３は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その６）。 図１４は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その７）。 図１５は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その８）。 図１６は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その９）。 図１７は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１０）。 図１８は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１１）。 図１９は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１２）。 図２０は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１３）。 図２１は、第２の実施形態によるアライメントマークの一例を示す断面図である。 図２２は、第２の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。 図２３は、第３の実施形態によるテンプレートの構成の一例を示す図である。 図２４は、第３の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１）。 図２５は、第３の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その２）。 図２６は、第３の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その３）。 図２７は、第３の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その４）。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるテンプレートおよびその製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で用いられるテンプレートの断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、テンプレートの構造の一例を示す上面図であり、図２は、テンプレートの構造の一例を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図を示している。図３は、第１の実施形態によるテンプレートのアライメントマークを含む領域の一例を示す一部上面図である。図４は、第１の実施形態によるテンプレートのデバイスパターンとアライメントマークの一例を示す断面図であり、（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は図３のＤ−Ｄ断面図であり、（ｄ）は図３のＥ−Ｅ断面図である。

テンプレート１０は、矩形状のテンプレート基板１１が加工されたものである。テンプレート基板１１の上面側の中央付近には、凹凸パターンが設けられるメサ部１２と、それ以外の領域であるオフメサ部１３と、を有する。メサ部１２はオフメサ部１３に対して突出したメサ構造を有する。このメサ部１２が、インプリント処理時に、図示しない基板上のレジストと接触する。また、テンプレート基板１１の下面には、凹部（空洞）１４が形成される。この凹部１４は、上面側のメサ部１２に対応する領域を含むように設けられる。テンプレート基板１１は、紫外線を透過する材料で構成されることが望ましい。テンプレート基板１１は、たとえば石英からなる。

メサ部１２には、基板上にデバイスパターンを形成するデバイス形成パターン２２を配置するデバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dと、基板との間の位置合わせを行うアライメントマーク２１を配置するアライメントマーク配置領域Ｒ_Aと、が含まれる。デバイス形成パターン２２は、たとえば延在した凹パターン３３が延在方向に交差する方向に所定の間隔で配置されるラインアンドスペース状のパターンなどを含む。

アライメントマーク配置領域Ｒ_Aは、たとえばメサ部１２の角部（四隅）付近に配置される。アライメントマーク２１は、基板との位置合わせで使用される回折格子パターン２１１と、回折格子パターン２１１に接して設けられる追加パターン２１２と、を有する。回折格子パターン２１１は、たとえば複数の延在するパターン２１１ａが延在方向に交差する方向に所定の間隔で互いに並行に配置される、いわゆるラインアンドスペース状のパターンである。また、図３の例では、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aには、回折格子パターン２１１の延在方向が直交する２つのアライメントマーク２１が配置されている。

回折格子パターン２１１は、テンプレート基板１１に形成された延在する凹パターン３１の上部に絶縁層５６が設けられた構造を有する。絶縁層５６は、凹パターン３１内を完全に埋め込まず、凹パターン３１の絶縁層５６の下部に屈折層５４を有する。つまり、凹パターン３１の下部は空洞になっており、その上部が絶縁層５６によって蓋をされている。絶縁層５６は、酸化シリコンなどからなり、テンプレート基板１１と同じ材料によって構成されることが望ましい。屈折層５４内は、テンプレート基板１１の屈折率とは異なる屈折率を有する、空気、酸素または窒素などの気体が満たされていてもよいし、真空になっていてもよい。

追加パターン２１２は、回折格子パターン２１１を構成する複数の凹パターン３１の延在方向の端部間を接続するように設けられる凹パターン３２で、凹パターン３１との接続領域を絶縁層５６で覆った構造を有する。すなわち、回折格子パターン２１１の凹パターン３１の底部には、屈折層５４が形成されるが、この屈折層５４が外部と遮断されるように、凹パターン３２と屈折層５４との境界部分が、絶縁層５６で覆われている。なお、凹パターン３１と接続されていない凹パターン３２の側壁には、ＳＯＣ膜などの炭素を含有する有機膜５２が設けられ、この有機膜５２を覆うように絶縁層５６が設けられる。また、凹パターン３２の底部も絶縁層５６によって覆われている。

このように、第１の実施形態では、アライメントマーク２１のパターン２１１ａの底部の屈折層５４を回折格子として用いて位置合わせを行う。以下では、回折格子にＣｒ膜を用いたときと同等の１次回折光強度が得られる屈折層５４と絶縁層５６の厚さについて、シミュレーションを行った結果に基づいて説明する。

図５は、シミュレーションに用いたモデルを示す図であり、（ａ）は回折格子がＣｒ膜で構成される比較例の場合であり、（ｂ）は回折格子が絶縁層でカバーされた屈折層で構成される第１の実施形態の場合である。図５（ａ）に示されるように、比較例のテンプレート１０Ｒでは、アライメントマークの回折格子パターン２１１の凹パターン３１の底部に厚さＨｎｍのＣｒ膜８１が設けられる。なお、Ｃｒ膜８１の下部には、第１の実施形態のように蓋が設けられていない。このテンプレート１０Ｒを、基板１００上に滴下したレジスト１１０に接触させ、回折格子パターン２１１に５５０〜７５０ｎｍの波長の光を照射した場合の１次回折光強度をシミュレーションによって計算した。なお、テンプレート基板１１の厚さを１１００ｎｍとし、Ｃｒ膜８１の厚さＨを通常使用される範囲の厚さである８ｎｍおよび１５ｎｍとした場合とについて計算を行った。また、比較例の場合には、凹パターン３１内にレジスト１１０が充填されるので、図５（ａ）のテンプレート基板１１の下面からＣｒ膜８１の下面までの距離をＤｎｍとして計算を行った。

一方、図５（ｂ）に示されるように、第１の実施形態のテンプレート１０では、テンプレート基板１１の厚さを１１００ｎｍとし、アライメントマークの回折格子パターン２１１の屈折層５４の厚さをＨｎｍとし、絶縁層５６の厚さをＤｎｍとして、比較例の場合と同様に計算を行った。絶縁層５６の厚さＤを１０ｎｍ〜２００ｎｍの間で変化させ、各厚さＤにおいて屈折層５４の厚さＨを１０ｎｍ〜７００ｎｍの間で変化させた場合の１次回折光強度をシミュレーションによって計算した。なお、第１の実施形態の場合には、レジスト１１０は、アライメントマークの凹パターン３１内には入りこまない。

図６は、第１の実施形態によるテンプレートを用いて位置合わせを行った場合の１次回折光強度の計算結果を示す図である。また、図７は、第１の実施形態の場合の屈折層と絶縁層を最適化した場合の１次回折光強度と、比較例の１次回折光強度と、のシミュレーション結果を示す図である。図７では、屈折層５４と絶縁層５６の厚さの最適化を行った第１の実施形態の場合と比較例の場合のそれぞれについて、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍおよび７５０ｎｍの各波長での１次回折光強度と、その平均値と、を示している。

図７に示されるように、厚さ８ｎｍのＣｒ膜８１を用いた場合の５５０〜７５０ｎｍの各波長における１次回折光強度の平均値は０．１３であり、厚さ１５ｎｍのＣｒ膜８１を用いた場合の５５０〜７５０ｎｍの各波長における１次回折光強度の平均値は０．１７である。また、厚さ８ｎｍのＣｒ膜８１を用いた場合の６００ｎｍの波長における１次回折光強度は、０．１０である。そのため、第１の実施形態の構造において、比較例と同等の効果が得られるのは、１次回折光強度が０．１以上となるような屈折層５４の厚さＨと絶縁層の厚さＤとの組み合わせであると考えられる。

図６を参照すると、１次回折光強度が０．１以上となるのは、つぎの（１）〜（５）のいずれかの絶縁層５６の厚さＤと屈折層５４の厚さＨとの間の関係を有するときである。
１０ｎｍ≦Ｄ＜２０ｎｍの場合、１６０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（１）
２０ｎｍ≦Ｄ＜３０ｎｍの場合、１５０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（２）
３０ｎｍ≦Ｄ＜４０ｎｍの場合、１４０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（３）
４０ｎｍ≦Ｄ＜５０ｎｍの場合、１２０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（４）
５０ｎｍ≦Ｄ≦２００ｎｍの場合、１００ｎｍ≦Ｈ≦６００ｎｍ ・・・（５）

屈折層５４の厚さＨと絶縁層５６の厚さＤとの関係が、（１）〜（５）のいずれかに該当すれば、第１の実施形態によるアライメントマーク２１を用いても位置合わせを行うことが可能となる。なお、絶縁層５６の厚さＤが８０ｎｍ以上の場合には、屈折層５４の厚さＨが３００ｎｍ以上のデータがないが、それぞれの絶縁層５６の厚さＤにおいて、絶縁層５６の厚さＤが１０ｎｍ〜７０ｎｍの場合と同様の傾向を示した。

つぎに、第１の実施形態によるテンプレート１０の製造方法について説明する。図８〜図２０は、第１の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。各図において、（ａ）はデバイス形成パターン配置領域の断面図であり、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図に相当し、（ｃ）は図３のＤ−Ｄ断面図に相当し、（ｄ）は図３のＥ−Ｅ断面図に相当している。

まず、図８に示されるように、テンプレート基板１１を用意し、テンプレート基板１１の上面にハードマスク膜５１を形成する。テンプレート基板１１として、たとえば合成石英基板などを用いることができる。また、ハードマスク膜５１として、たとえばＣｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕなどの金属膜、ＴｉＮ，ＴａＮなどの金属窒化膜、ＴａＯなどの金属酸化膜、あるいはＳｉＮ膜などを用いることができる。

ついで、ハードマスク膜５１上に図示しないレジストを塗布し、ＥＢ（Electron Beam）描画技術および現像技術を用いて、レジストをパターニングする。ここでは、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dには、デバイスパターンは形成されず、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aにのみアライメントマークを形成するためのパターンが形成される。具体的には、回折格子パターン２１１および追加パターン２１２を形成するためのパターンが形成される。

その後、パターニングされたレジストをマスクとして、ハードマスク膜５１をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法などの異方性エッチングで加工する。さらに、パターニングされたハードマスク膜５１をマスクとして、テンプレート基板１１をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。これによって、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aに、回折格子パターン２１１を構成する延在した凹パターン３１と、追加パターン２１２を構成する凹パターン３２と、が形成される。凹パターン３２は、所定の方向に配列された複数の凹パターン３１の端部間を接続するように構成される。また、凹パターン３１の深さは、所望の屈折層５４の厚さＨと絶縁層５６の厚さＤとの和となるように、ハードマスク膜５１の厚さとエッチング時間とが制御される。その後、レジスト剥離技術（アッシャ）を用いてレジストを剥離する。

ついで、図９に示されるように、凹パターン３１，３２を形成したテンプレート基板１１上に有機膜５２を塗布する。有機膜５２として、ＳＯＣ（Spin on Carbon）膜などを用いることができる。有機膜５２の塗布では、密なパターンの上の有機膜５２の膜厚は、疎なパターンの上の有機膜５２の膜厚よりも厚くなる。第１の実施形態では、この有機膜５２の塗布時の特性を利用して、凹パターン３１が配置される領域とその他の領域とで有機膜５２に膜厚差を生じさせている。すなわち、凹パターン３１の配置領域上の有機膜５２の膜厚は、他の領域上の有機膜５２の膜厚よりも厚くなる。なお、有機膜５２は、凹パターン３１，３２内にも形成される。

その後、図１０に示されるように、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dでハードマスク膜５１の表面が露出するまで有機膜５２をエッチバックする。上記したように、有機膜５２は、凹パターン３１の配置領域上で厚く、その他の領域上で薄くなっているので、その他の領域上の有機膜５２が除去された時点で、凹パターン３１内に埋め込まれた有機膜５２は、エッチングされず残る。また、凹パターン３２の側壁にも有機膜５２が残る。なお、凹パターン３２内に残る有機膜５２は、後に除去され屈折層５４となる。そのため、所望の厚さＨの屈折層５４を得たい場合には、厚さＨと同じ有機膜５２が凹パターン３１内に残るように、有機膜５２の厚さおよびエッチング時間が制御される。

ついで、図１１に示されるように、テンプレート基板１１上に絶縁膜５３を形成する。絶縁膜５３は、テンプレート基板１１と同じ組成を有することが望ましく、たとえばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって形成されるシリコン酸化膜である。また、絶縁膜５３は、低温で成膜されることが望ましい。これによって、絶縁膜５３は、凹パターン３１内に埋め込まれる。

その後、図１２に示されるように、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dでハードマスク膜５１の表面が露出するまで絶縁膜５３をエッチバックする。このとき、凹パターン３２の底部に堆積した絶縁膜５３は除去され、テンプレート基板１１が露出する。

ついで、図１３に示されるように、レジスト剥離技術を用いて、凹パターン３１の底部に形成された有機膜５２を除去する。凹パターン３２（追加パターン２１２）の底部では絶縁膜５３が除去され、テンプレート基板１１が露出しているので、凹パターン３１と凹パターン３２との境界面では、凹パターン３１内の有機膜５２が露出した状態にある。そのため、この部分から酸素が凹パターン３１の底部に供給されることによって、凹パターン３１の底部の有機膜５２が灰化され、除去される。その結果、凹パターン３１の底部には、屈折層５４が形成される。

その後、図１４に示されるように、テンプレート基板１１上に絶縁膜５５を形成する。絶縁膜５５は、テンプレート基板１１と同じ組成を有することが望ましく、たとえばプラズマＣＶＤ法によって形成されるシリコン酸化膜である。また、絶縁膜５５は、低温で成膜されることが望ましい。絶縁膜５５は、凹パターン３１の底部が凹パターン３２とつながってしまうことを防ぐために、凹パターン３１と凹パターン３２との境界面を塞ぐ役割を有している。

ついで、図１５に示されるように、絶縁膜５５上にレジスト５７を塗布し、ＥＢ描画技術と現像技術とを用いて、凹パターン３２（追加パターン２１２）の配置領域にレジスト５７が残るようにパターニングする。

その後、図１６に示されるように、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、レジスト５７でマスクされていないデバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dでハードマスク膜５１の表面が露出するまで絶縁膜５５をエッチバックする。凹パターン３１の配置領域でも、凹パターン３１が形成されていない位置でハードマスク膜５１の表面が露出する。なお、凹パターン３２内の一部の位置では、絶縁膜５３と絶縁膜５５とが積層される。以下では、これらの絶縁膜５３と絶縁膜５５とを合わせて、絶縁層５６と表記する。

ついで、図１７に示されるように、レジスト剥離技術を用いて、レジスト５７を剥離する。これによって、絶縁層５６は、凹パターン３２の配置領域にのみ残され、凹パターン３１の底部と凹パターン３２との境界面が、絶縁層５６で蓋をされた構造となる。

その後、図１８に示されるように、テンプレート基板１１上にレジスト５８を塗布し、ＥＢ描画技術と現像技術とを用いて、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dのレジスト５８をパターニングする。デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dには、デバイス形成パターンを形成するためのパターンが配置される。

ついで、図１９に示されるように、パターニングされたレジスト５８をマスクとして、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dのハードマスク膜５１をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。

さらに、図２０に示されるように、パターニングされたレジスト５８とハードマスク膜５１とをマスクとして、テンプレート基板１１をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。これによって、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dに、デバイス形成パターン２２を構成する凹パターン３３が形成される。凹パターン３３の深さは、凹パターン３１，３２の深さよりも浅くなっている。その後、レジスト剥離技術を用いてレジスト５８を剥離する。

そして、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、テンプレート基板１１上で露出したハードマスク膜５１を除去する。これによって、図３に示されるテンプレート１０が得られる。

第１の実施形態では、アライメントマーク２１の凹パターン３１内にＣｒ膜を設けずに中空にして、上部を絶縁層５６で蓋をする構造とした。これによって、凹パターン３１の底部には、テンプレート基板１１とは屈折率の異なる屈折層５４が形成される。アライメントマーク２１にＣｒ膜を使用しないので、インプリント処理中の帯電を抑制するとともに、テンプレートの洗浄後も位置合わせ時に所望のアライメント信号の強度を得ることができるという効果を有する。

また、屈折層５４の厚さＨと絶縁層５６の厚さＤとを、
１０ｎｍ≦Ｄ＜２０ｎｍの場合、１６０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（１）
２０ｎｍ≦Ｄ＜３０ｎｍの場合、１５０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（２）
３０ｎｍ≦Ｄ＜４０ｎｍの場合、１４０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（３）
４０ｎｍ≦Ｄ＜５０ｎｍの場合、１２０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ ・・・（４）
５０ｎｍ≦Ｄ≦２００ｎｍの場合、１００ｎｍ≦Ｈ≦６００ｎｍ ・・・（５）
のいずれかとすることによって、アライメントマーク２１にＣｒ膜を使用したときと同等の１次回折光強度が得られるという効果を有する。また、アライメントマーク２１の凹パターン３１とデバイス形成パターン２２の凹パターン３３とを別々に形成するので、所望の１次回折光強度が得られるように、凹パターン３１の深さを任意の深さにすることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、アライメントマークの回折格子パターンの下部に屈折層を配置し、上部に絶縁層を配置する構成とした。第２の実施形態では、屈折層を有機膜で構成する場合を説明する。

図２１は、第２の実施形態によるアライメントマークの一例を示す断面図であり、（ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図に対応し、（ｂ）は図３のＤ−Ｄ断面図に対応し、（ｄ）は図３のＥ−Ｅ断面図に対応している。図２１（ａ）に示されるように、回折格子パターン２１１を構成する凹パターン３１において、下部にテンプレート基板１１の屈折率とは異なる屈折率を有する有機膜５２が埋め込まれ、有機膜５２の上部に絶縁膜５３が埋め込まれた構造を有する。有機膜５２は、たとえばＳＯＣなどである。また、絶縁膜５３の上面は、テンプレート基板１１の上面と同じ高さとなっている。

さらに、追加パターン２１２は、第１の実施形態と同様の構成を有するが、凹パターン３２の側壁部分に設けられた有機膜５２と凹パターン３２の底部とを、絶縁層５６ではなく絶縁膜５３が覆う構造となっている。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。

つぎに、第２の実施形態によるテンプレート１０の製造方法について説明する。図２２は、第２の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。この図において、（ａ）はデバイス形成パターン配置領域の断面図であり、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図に相当し、（ｃ）は図３のＤ−Ｄ断面図に相当し、（ｄ）は図３のＥ−Ｅ断面図に相当している。なお、ここでは、第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。

第１の実施形態の図１１の後に、図２２に示されるように、絶縁膜５３上にレジスト５９を塗布し、ＥＢ描画技術と現像技術とを用いて、凹パターン３２（追加パターン２１２）の配置領域にレジスト５９が残るようにパターニングする。この絶縁膜５３が、凹パターン３１と凹パターン３２との境界部分を塞ぐ役目をする。インプリント処理で使用されるテンプレート１０は、レジスト剥離技術でパターン間に付着したレジストを灰化し、さらにＮＣ２（New Clean 2）で洗浄される。絶縁膜５３は、この洗浄時に、凹パターン３１の底部の有機膜５２が除去されてしまうことを防ぐ。なお、ＮＣ２は、トリメチル−２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイドと過酸化水素水の混合液であり、アルカリ性である。

その後は、第１の実施形態の図１６以降と同様の処理となる。ただし、第１の実施形態の絶縁膜５５または絶縁層５６が、第２の実施形態の絶縁膜５３に置き換わる。

第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、アライメントマークの凹パターンの深さが、デバイスパターンの深さと異なる場合を示した。第３の実施形態では、アライメントマークの凹パターンの深さとデバイスパターンの深さとを同じにすることができる場合を説明する。

図２３は、第３の実施形態によるテンプレートの構成の一例を示す図であり、（ａ）はテンプレートのアライメントマークを含む領域の一例を示す一部上面図であり、（ｂ）はテンプレートのアライメントマークを含む領域の一例を示す一部断面図であり、（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。第３の実施形態では、アライメントマーク２１は、基板との位置合わせで使用される回折格子パターン２１１を有する。回折格子パターン２１１は、たとえば延在するパターン２１１ａが延在方向に交差する方向に所定の間隔で配置されるラインアンドスペース状のパターンである。また、図２３（ａ）の例では、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aには、回折格子パターン２１１の延在方向が直交する２つのアライメントマーク２１が配置されている。

回折格子パターン２１１は、テンプレート基板１１に形成された延在する凹パターン３１の底部に設けられる屈折層７２と、屈折層７２上に設けられる絶縁層７６と、を有する。つまり、屈折層７２が、外部と接触しないように絶縁層７６によって、凹パターン３１の底部に閉じ込められた構造を有する。絶縁層７６は、酸化シリコンなどからなり、テンプレート基板１１と同じ材料によって構成されることが望ましい。屈折層７２として、テンプレート基板１１との間で屈折率の差がある材料であればよく、Ｃｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕなどの金属膜、ＴｉＮ，ＴａＮなどの金属窒化膜、ＴａＯなどの金属酸化膜、もしくはＳｉＮ膜など、あるいはこれらの材料を組み合わせたものなどを例示することができる。

第３の実施形態では、回折格子パターン２１１の凹パターン３１の深さと、デバイス形成パターン２２の凹パターン３３の深さとは同じである。また、第３の実施形態では、アライメントマーク２１に追加パターン２１２は設けられない。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。

つぎに、第３の実施形態によるテンプレート１０の製造方法について説明する。図２４〜図２７は、第３の実施形態によるテンプレートの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。各図は、図２３（ａ）のＦ−Ｆ断面図に相当する。

まず、図２４（ａ）に示されるように、テンプレート基板１１を用意し、テンプレート基板１１の上面にハードマスク膜７１を形成する。テンプレート基板１１として、たとえば合成石英基板などを用いることができる。また、ハードマスク膜７１として、たとえばＣｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕなどの金属膜、ＴｉＮ，ＴａＮなどの金属窒化膜、ＴａＯなどの金属酸化膜、あるいはＳｉＮ膜などを用いることができる。

ついで、ハードマスク膜７１上に図示しないレジストを塗布し、ＥＢ描画技術および現像技術を用いて、レジストをパターニングする。ここでは、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dおよびアライメントマーク配置領域Ｒ_Aにパターンが形成される。デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dには、デバイス形成パターン２２を形成するためのパターンが形成され、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aには、回折格子パターン２１１を形成するためのパターンが形成される。

その後、パターニングされたレジストをマスクとして、ハードマスク膜７１をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。また、パターニングされたレジストとハードマスク膜７１とをマスクとして、テンプレート基板１１をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。これによって、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの回折格子パターン２１１を構成する凹パターン３１と、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dの凹パターン３３と、が同時に形成される。その後、レジスト剥離技術を用いてレジストを剥離する。

さらに、テンプレート基板１１の上面に屈折層７２を形成する。この屈折層７２は、凹パターン３１，３３の底部にも形成される。屈折層７２として、Ｃｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕなどの金属膜、ＴｉＮ，ＴａＮなどの金属窒化膜、ＴａＯなどの金属酸化膜、もしくはＳｉＮ膜など、あるいはこれらの材料を組み合わせたものなどを例示することができる。

ついで、図２４（ｂ）に示されるように、凹パターン３１，３３を形成したテンプレート基板１１上に平坦化膜７３および平坦化膜７４を順に形成する。平坦化膜７３として、たとえばＳＯＣ膜を用いることができ、平坦化膜７４として、反射防止機能を備えるＳＯＧ（Spin On Glass）膜を用いることができる。また、平坦化膜７４上に、レジスト７５を塗布し、ＥＢ描画技術と現像技術とを用いて、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aにレジスト７５が残るようにパターニングする。

その後、図２５（ａ）に示されるように、パターニングされたレジスト７５をマスクとして、平坦化膜７４をＲＩＥ法などの異方性エッチングで加工する。続いて、平坦化膜７４をマスクとして、平坦化膜７３、屈折層７２およびハードマスク膜７１をＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて除去する。さらに、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの凹パターン３１内に平坦化膜７３が残存するように、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの平坦化膜７４、平坦化膜７３、屈折層７２およびハードマスク膜７１を除去する。これによって、デバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dの凹パターン３３では、底部の屈折層７２が除去され、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの凹パターン３１では、底部の屈折層７２とその上部の平坦化膜７３とが残される。

ついで、図２５（ｂ）に示されるように、レジスト剥離技術を用いて、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの凹パターン３１内の平坦化膜７３を除去する。

その後、図２６（ａ）に示されるように、凹パターン３１，３３が形成されたテンプレート基板１１上に絶縁層７６を形成する。絶縁層７６は、凹パターン３１，３３内を埋め込み、上面がテンプレート基板１１の上面よりも高くなるように形成される。絶縁層７６は、テンプレート基板１１と同じ組成を有することが望ましく、たとえばプラズマＣＶＤ法によって形成されるシリコン酸化膜である。

ついで、図２６（ｂ）に示されるように、絶縁層７６上にレジスト７７を塗布し、ＥＢ描画技術と現像技術とを用いて、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aにレジスト７７が残るようにパターニングする。

その後、図２７に示されるように、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、レジスト７５でマスクされていないデバイス形成パターン配置領域Ｒ_Dでテンプレート基板１１の上面および凹パターン３３内の絶縁層７６を除去する。その後、レジスト剥離技術を用いて、レジスト７７を剥離する。

そして、ＲＩＥ法などの異方性エッチングを用いて、アライメントマーク配置領域Ｒ_A上の絶縁層７６を除去する。これによって、図２３に示されるテンプレート１０が得られる。

第３の実施形態では、アライメントマーク配置領域Ｒ_Aの凹パターン３１の底部に屈折層７２を配置し、その上部に絶縁層７６を埋め込んだ。すなわち、屈折層７２が絶縁層７６で保護されているため、インプリント処理中のテンプレート１０の帯電が抑制される。その結果、テンプレート１０を離型する時の放電の発生が抑えられる。また、テンプレートの洗浄には、アルカリ溶液によるウェット処理が含まれるが、この処理によって屈折層７２が薄くなることも抑制される。その結果、インプリント処理の位置合わせ時に、アライメント信号の強度が低下してしまうことを抑制することができるという効果も有する。

（付記）
［付記１］
テンプレート基板と、
前記テンプレート基板の同一面に設けられるデバイス形成パターンおよびアライメントマークと、
を備え、
前記アライメントマークは、
前記テンプレート基板に設けられた第１凹パターンの底部に設けられる屈折層と、
前記屈折層が設けられた前記第１凹パターンを埋め込む絶縁層と、
を有することを特徴とするテンプレート。
［付記２］
前記屈折層は、前記テンプレート基板の屈折率とは異なる屈折率を有することを特徴とする付記１に記載のテンプレート。
［付記３］
前記アライメントマークは、複数の延在する前記第１凹パターンが延在方向に交差する方向に配置されていることを特徴とする付記２に記載のテンプレート。
［付記４］
前記屈折層は、空気または有機膜であることを特徴とする付記３に記載のテンプレート。
［付記５］
前記アライメントマークは、前記複数の第１凹パターンの一方の端部間を接続する第２凹パターンをさらに有し、
前記第１凹パターンと前記第２凹パターンとの境界面が前記絶縁層によって覆われていることを特徴とする付記４に記載のテンプレート。
［付記６］
前記屈折層の厚さをＨとし、前記絶縁層の前記第１凹パターン内での厚さをＤとしたときに、前記Ｄおよび前記Ｈは、
１０ｎｍ≦Ｄ＜２０ｎｍの場合、１６０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
２０ｎｍ≦Ｄ＜３０ｎｍの場合、１５０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
３０ｎｍ≦Ｄ＜４０ｎｍの場合、１４０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
４０ｎｍ≦Ｄ＜５０ｎｍの場合、１２０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、または
５０ｎｍ≦Ｄ≦２００ｎｍの場合、１００ｎｍ≦Ｈ≦６００ｎｍ
の関係を満たすことを特徴とする付記５に記載のテンプレート。
［付記７］
テンプレート基板の第１領域に、互いに並行に配置された複数の延在する第１凹パターンを形成する第１凹パターン形成工程と、
前記第１凹パターン内の所定の深さまで有機膜を埋め込む有機膜埋込工程と、
前記第１凹パターンに第１絶縁膜を埋め込む第１絶縁膜埋込工程と、
前記テンプレート基板の前記第１領域以外の第２領域に、第２凹パターンを形成する第２凹パターン形成工程と、
を含むことを特徴とするテンプレートの製造方法。
［付記８］
前記第１絶縁膜埋込工程の後で前記第２凹パターン形成工程の前に、前記有機膜を除去する有機膜除去工程をさらに含むことを特徴とする付記７に記載のテンプレートの製造方法。
［付記９］
前記第１凹パターン形成工程では、前記第１領域に、前記複数の第１凹パターンの一方の端部間を接続する第３凹パターンをさらに形成し、
前記有機膜埋込工程は、
前記第１凹パターンが配置される領域上では厚く、前記第１凹パターンが配置される領域以外の領域上では薄くなる有機膜を前記テンプレート基板上に形成する工程と、
前記第２領域上の前記有機膜が除去されるまで、前記有機膜をエッチバックする工程と、
を含み、
前記第１絶縁膜埋込工程は、
前記テンプレート基板上に、前記第１凹パターンを埋め込むように第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第２領域上の前記第１絶縁膜が除去されるまで、前記第１絶縁膜をエッチバックする工程と、
を含み、
前記有機膜除去工程は、
前記第１凹パターン内の前記有機膜が前記第３凹パターン内で露出した露出部から、前記有機膜を除去する工程と、
前記露出部を第２絶縁膜で覆う工程と、
を含むことを特徴とする付記８に記載のテンプレートの製造方法。
［付記１０］
前記第１凹パターン内に形成される前記有機膜の厚さをＨとし、前記第１凹パターン内に形成される前記第１絶縁膜の厚さをＤとしたときに、前記Ｄおよび前記Ｈは、
１０ｎｍ≦Ｄ＜２０ｎｍの場合、１６０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
２０ｎｍ≦Ｄ＜３０ｎｍの場合、１５０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
３０ｎｍ≦Ｄ＜４０ｎｍの場合、１４０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、
４０ｎｍ≦Ｄ＜５０ｎｍの場合、１２０ｎｍ≦Ｈ≦６２０ｎｍ、または
５０ｎｍ≦Ｄ≦２００ｎｍの場合、１００ｎｍ≦Ｈ≦６００ｎｍ
の関係を満たすことを特徴とする付記９に記載のテンプレートの製造方法。
［付記１１］
前記第１凹パターン形成工程では、前記第１領域に、前記複数の第１凹パターンの一方の端部間を接続する第３凹パターンをさらに形成し、
前記有機膜埋込工程は、
前記第１凹パターンが配置される領域上では厚く、前記第１凹パターンが配置される領域以外の領域上では薄くなる有機膜を前記テンプレート基板上に形成する工程と、
前記第２領域上の前記有機膜が除去されるまで、前記有機膜をエッチバックする工程と、
を含み、
前記第１絶縁膜埋込工程は、
前記テンプレート基板上に、前記第１凹パターンを埋め込むように第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第３凹パターンが配置される領域上にマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、前記第２領域上の前記第１絶縁膜が除去されるまで、前記第１絶縁膜をエッチバックする工程と、
を含むことを特徴とする付記７に記載のテンプレートの製造方法。
［付記１２］
テンプレート基板の第１領域に、互いに並行に配置された複数の延在する第１凹パターンを形成し、前記第１領域以外の第２領域に第２凹パターンを形成する凹パターン形成工程と、
前記第１凹パターンの底部に屈折層を形成する屈折層形成工程と、
前記第１凹パターン内に絶縁層を埋め込む絶縁層埋込工程と、
を含むことを特徴とするテンプレートの製造方法。
［付記１３］
前記屈折層形成工程は、
前記第１凹パターンおよび前記第２凹パターン内に前記屈折層を形成する工程と、
前記第１凹パターン内に第１マスク層を形成する工程と、
前記第１マスク層をマスクとして、前記第２凹パターン内の前記屈折層を除去する工程と、
を含み、
前記絶縁層埋込工程は、
前記第１凹パターンおよび前記第２凹パターン内に前記絶縁層を形成する工程と、
前記第１領域上に第２マスク層を形成する工程と、
前記第２マスク層をマスクとして、前記第２凹パターン内の前記絶縁層を除去する工程と、
前記第１領域で前記テンプレート基板上に形成された前記第２マスク層および前記絶縁層を除去する工程と、
を含むことを特徴とする付記１２に記載のテンプレートの製造方法。
［付記１４］
前記屈折層は、Ｃｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕ，ＴｉＮ，ＴａＯ，ＴａＮおよびＳｉＮの群から選択される少なくとも１つの材料であることを特徴とする付記１２に記載のテンプレートの製造方法。
［付記１５］
前記凹パターン形成工程では、前記第１凹パターンと前記第２凹パターンとを同時に形成することを特徴とする付記１２に記載のテンプレートの製造方法。

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。

１０ テンプレート、１１ テンプレート基板、１２ メサ部、１３ オフメサ部、１４ 凹部、２１ アライメントマーク、２２ デバイス形成パターン、３１〜３３ 凹パターン、５１，７１ ハードマスク膜、５２ 有機膜、５３，５５ 絶縁膜、５４，７２ 屈折層、５６，７６ 絶縁層、５７〜５９，７５，７７ レジスト、７３，７４ 平坦化膜、１００ 基板、１１０ レジスト、２１１ 回折格子パターン、２１１ａ パターン、２１２ 追加パターン、Ｒ_A アライメントマーク配置領域、Ｒ_D デバイス形成パターン配置領域。

Claims (7)

1. テンプレート基板と、
   前記テンプレート基板の同一面に設けられるデバイス形成パターンおよびアライメントマークと、
   を備え、
   前記アライメントマークは、
   前記テンプレート基板に設けられた第１凹パターンの底部に設けられる屈折層と、
   前記屈折層が設けられた前記第１凹パターンを埋め込む絶縁層と、
   を有することを特徴とするテンプレート。
2. 前記アライメントマークは、複数の延在する前記第１凹パターンが延在方向に交差する方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
3. 前記屈折層は、空気もしくは有機膜、または、Ｃｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｒｕ，ＴｉＮ，ＴａＯ，ＴａＮおよびＳｉＮの群から選択される少なくとも１つの材料であることを特徴とする請求項２に記載のテンプレート。
4. 前記アライメントマークは、前記複数の第１凹パターンの一方の端部間を接続する第２凹パターンをさらに有し、
   前記第１凹パターンと前記第２凹パターンとの境界面が前記絶縁層によって覆われていることを特徴とする請求項３に記載のテンプレート。
5. 前記第１凹パターンの深さは、前記デバイス形成パターンを構成する第３凹パターンの深さと同じかあるいは前記第３凹パターンよりも深いことを特徴とする請求項４に記載のテンプレート。
6. テンプレート基板の第１領域に、互いに並行に配置された複数の延在する第１凹パターンを形成する第１凹パターン形成工程と、
   前記第１凹パターン内の所定の深さまで有機膜を埋め込む有機膜埋込工程と、
   前記第１凹パターンに第１絶縁膜を埋め込む第１絶縁膜埋込工程と、
   前記テンプレート基板の前記第１領域以外の第２領域に、第２凹パターンを形成する第２凹パターン形成工程と、
   を含むことを特徴とするテンプレートの製造方法。
7. テンプレート基板の第１領域に、互いに並行に配置された複数の延在する第１凹パターンを形成し、前記第１領域以外の第２領域に第２凹パターンを形成する凹パターン形成工程と、
   前記第１凹パターンの底部に屈折層を形成する屈折層形成工程と、
   前記第１凹パターン内に絶縁層を埋め込む絶縁層埋込工程と、
   を含むことを特徴とするテンプレートの製造方法。

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