JP5377053B2 - テンプレート及びその製造方法、並びにパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント用テンプレート及びその製造方法、並びに前記テンプレートを用いたパターン形成方法に関する。

半導体装置の製造工程において、例えば１００ｎｍ以下の微細パターンの加工性と量産性とを両立させる技術として、パターニングされたテンプレート（モールド又はスタンパーとも呼ばれる。）とウェーハ等の被加工基板上に塗布されたインプリントレジストとを接触させてパターン転写を行う、インプリントリソグラフィー技術が注目されている。

このインプリントリソグラフィーは、転写すべき所定のパターンが片側の表面に形成された原版の型であるテンプレートを、被加工基板上に塗布されている有機材料（以下、インプリントレジストという。）に接触させ、このインプリントレジストを硬化させることによりパターンを転写する技術である。

このインプリントリソグラフィーを行う方法には、インプリントレジストとして熱可塑性レジストを用いる熱インプリント法（例えば特許文献１、特許文献２）や、インプリントレジストとして光硬化性レジストを用いる光インプリント法（例えば特許文献３、特許分権４）などが知られている。このうち、光インプリント法によるパターン転写の概略フローについて述べる。

この光インプリント法は以下の工程を備えている。
（１）被加工基板上に光硬化性レジストを塗布する（塗布工程）。
（２）被加工基板とテンプレートとの位置合わせをする（アライメント工程）。
（３）テンプレートを光硬化性レジストに接触させる（プレス工程）。
（４）ＵＶ光を照射することにより光硬化性レジストを硬化させる（転写工程）。
（５）硬化した光硬化性レジストからテンプレートを離す（離型工程）。

被加工基板に塗布されたインプリントレジストを、テンプレートで一度プレスすることを１ショットという。上記一連の工程により、１ショットで形成されたレジストパターン（以下、インプリントレジストパターンという。）が得られる。この一連の工程をステップアンドリピートすることにより、被加工基板上に規則的に並んだインプリントレジストパターンが形成される。その後、光硬化性レジストの残膜を除去する残膜除去工程を行った後、このインプリントレジストパターンをマスクにして被加工基板をエッチングする。

上記のような光インプリント法はＳＦＩＬ（Step and Flash Imprint Lithography）法と呼ばれ、半導体装置の微細パターンを形成する方法として注目されている。このＳＦＩＬ法では、インプリントレジストはショットごとに被加工基板上に塗布される。

インプリントレジストの塗布方法には、スピンコート方式とインクジェット方式とがある。インクジェット方式の場合、液滴状のインプリントレジストが被加工基板上に散布される。この際、インプリントするパターンの密度なども考慮して、被加工基板と対向するテンプレートの表面に形成された所定のパターン（以下、インプリント用パターンという。）の内部にインプリントレジストが行き渡るように、散布量が制御される。それゆえ、従来、隣接するインプリントレジストパターン間の領域（以下、隙間領域という。）は、インプリントレジストにより覆われていない状態となっていた。

この隙間領域の幅は、数十μｍ程度（例えば３０μｍ）である。この隙間領域には、素子のパターンは形成されず、通常、ダイシングラインが配置され、下地パターンが形成される。この下地パターンとしては、アライメント工程で使用する位置合わせ用のマークのほか、各種モニタパターンなどがある。このモニタパターンには様々なものがあるが、例えば、寸法を計測するためのモニタパターンや、多層構造の半導体装置を製造する際に用いられる、重ね合わせ（オーバーレイ）の精度を計測するためのモニタパターンがある。

前述のように隙間領域はインプリントレジストで覆われないため、被加工基板をエッチングする際、プラズマ等により下地パターンが損傷する。その結果、その後の位置合わせ等の作業に支障をきたし、歩留まりの低下を招くという問題があった。

さらに、次のような問題があった。即ち、多層構造を有する半導体装置を製造する際、インプリント法を行うたびに隙間領域の被加工基板がエッチングされていき、隙間領域に深い溝が形成される。このような溝が形成されると、レジストをムラ無く均一に被加工基板上に塗布することができなくなるため、スピンコート法を用いることができないという問題があった。このため、例えば層間絶縁膜を形成できない場合があった。

米国特許第５７７２９０５号明細書 特開２００３−７７８０７号公報 特開２００１−６８４１１号公報 特開２０００−１９４１４２号公報

本発明は、被加工基板の隙間領域を、インプリントレジストで覆うことが可能なテンプレート及びその製造方法、並びにパターン形成方法を提供する。

本発明の一態様によれば、光インプリント法に用いるテンプレートの製造方法であって、基板上のインプリント用パターンの形成されるパターン形成領域に第１のレジスト膜を形成し、前記第１のレジスト膜をマスクにして、異方性エッチングにより前記基板を所定の深さまで除去することにより、前記パターン形成領域の外側に配置され、前記パターン形成領域より下方の第１の段部と、前記パターン形成領域と前記第１の段部を繋ぐ第１の側面部とを形成し、前記パターン形成領域および前記パターン形成領域を囲う外周部に第２のレジスト膜を形成し、前記第２のレジスト膜をマスクにして、ウェットエッチングにより前記基板を所定の深さまで除去することにより、前記第１の段部の外側に配置され、前記第１の段部より下方の第２の段部と、前記第１の段部と前記第２の段部を繋ぎ、前記第１の側面部よりも大きな表面ラフネスを有する第２の側面部とを形成する、ことを特徴とするテンプレートの製造方法が提供される。

本発明の別態様によれば、光インプリント法に用いるテンプレートであって、基板と、前記基板上の領域であって、インプリント用パターンを有する、パターン形成領域と、前記パターン形成領域の外側に配置され、前記パターン形成領域より下方の第１の段部と、前記パターン形成領域と前記第１の段部を繋ぐ、第１の側面部と、前記第１の段部の外側に配置され、前記第１の段部より下方の第２の段部と、前記第１の段部と前記第２の段部を繋ぎ、前記第１の側面部よりも大きな表面ラフネスを有する、第２の側面部と、を備えることを特徴とするテンプレートが提供される。

本発明によれば、被加工基板の隙間領域を、インプリントレジストで覆うことができる。

第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図１Ａに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図１Ｂに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図１Ｃに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図１Ｄに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図１Ｅに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 第1の実施形態に係るテンプレートの下面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 図３Ａに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 図３Ｂに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 図３Ｃに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 図３Ｄに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 図３Ｅに続く、第１の実施形態に係るテンプレートの製造工程の変形例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための図である。 図４Ａに続く、第１の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための図である。 図４Ｂに続く、第１の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための図である。 図４Ｃに続く、第１の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための図である。 図４Ｄに続く、第１の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための図である。 第１の実施形態に係るテンプレートを用いて形成されたインプリントレジストパターンを示す図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの変形例の断面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの別の変形例の下面図である。 第２の実施形態に係るテンプレートの断面図である。 第２の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための断面図である。 図８Ａに続く、第２の実施形態に係るテンプレートを用いた光インプリント法を説明するための断面図である。 比較例に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図９Ａに続く、比較例に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図９Ｂに続く、比較例に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 図９Ｃに続く、比較例に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。 比較例に係るテンプレートの下面図である。 比較例に係るテンプレートを用いて形成されたインプリントレジストパターンを示す図である。

本発明に係る実施形態を説明する前に、本発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。

前述のように、従来のインプリント法を用いた場合、隙間領域にインプリントレジストが塗布されず、そのため、被加工基板をエッチングする際、隙間領域の下地パターンが損傷する問題や隙間領域に溝が形成される問題があった。

そこで、本発明者らはまず、インプリントレジストの散布方法を変更することにより、プレス工程時のインプリントレジストのはみ出しを利用して隙間領域をインプリントレジストで覆う方法を考えた。

即ち、塗布工程においてインプリントレジストの散布量を増加させ、さらに、アライメント工程において隙間領域の幅が数十ｎｍ程度になるように位置合わせを行う。

インプリントレジストの散布量を増加させることで、プレス工程においてインプリントレジストは、本来インプリントレジストパターンが形成されることになる被加工基板上の領域（以下、インプリントレジストパターン形成領域という。）から、インプリントレジストパターン形成領域間の隙間領域にはみ出る。このはみ出たインプリントレジストは、隣接するインプリントレジストパターンの端部と接触し、表面張力により自己整合的に隙間領域を覆う。インプリントレジストのはみ出し量については、例えば、インプリントレジストがインプリントレジストパターン形成領域から隙間領域の幅の半分程度はみ出すようにする。このようにすることで、隙間領域を覆うことができる。

しかし、上記の方法では次のような問題があることを本発明者らは独自に見いだした。後述のように従来のテンプレートでは、パターン形成領域のエッジ部のラフネスは数μｍ程度である。ここでいうパターン形成領域は、テンプレートの基板上の領域であってインプリント用パターンを形成するための領域である。

このため、このテンプレートを用いて形成されたインプリントレジストパターンのラインエッジラフネス（ＬＥＲ）は、パターン形成領域のエッジ部のラフネスの大きさを反映して、隙間領域の幅（数十ｎｍ）に比べて非常に大きくなる。ここでいうラインエッジラフネスは、インプリントレジストパターンのエッジの直線からの揺らぎ（凹凸の大きさ）である。その結果、従来のテンプレートを使用した上記の方法では、隙間領域をムラ無く、すき間無く、インプリントレジストで覆うことが困難という問題があった。

以下、上記についてさらに詳細に説明する。

まず、比較例に係る従来のテンプレートの製造方法を述べ、パターン形成領域のエッジ部のラフネスが大きくなる理由を説明する。

以下、比較例に係るテンプレートの製造方法を示す工程断面図である図９Ａ〜図９Ｄに沿って説明する。

（１）まず、図９Ａからわかるように、石英からなる基板１００の表面における所定の領域（パターン形成領域１０４）にインプリント用パターンを形成する。なお、このインプリント用パターンの溝の深さは、例えば６０ｎｍ〜７０ｎｍである。パターン形成領域１０４の大きさは、例えば３３ｍｍ×２６ｍｍである。

（２）次に、図９Ｂからわかるように、フォトリソグラフィを用いてパターン形成領域１０４にレジスト膜１０１を形成する。

（３）次に、図９Ｃからわかるように、レジスト膜１０１をマスクにしてエッチング速度の速いウェットエッチングを行うことにより、基板１００を所定の深さまで除去する。このエッチングにより、図９Ｃに示すように、側面部１０３ａ及び段部１０３ｂが形成される。この側面部１０３ａは、段部１０３ｂとパターン形成領域１０４を繋いでおり、基板１００がサイドエッチングされて形成されたために湾曲している。

なお、エッチングの深さは、プレス工程の際にテンプレートと被加工基板（ウェーハ）が干渉しないように決められる。基板１００は、例えば１５μｍ〜３０μｍ程度エッチングされる。

（４）次に、レジスト膜１０１を除去する。

上記の工程により、図９Ｄに示す比較例に係るテンプレート１０３が得られる。図１０は、このテンプレート１０３の下面図を示している。この図１０からわかるように、パターン形成領域１０４のエッジ部１０５を拡大すると、数μｍ程度のラフネスが見られる。このラフネスは、基板１００をウェットエッチングする工程で形成されたものである。

次に、比較例に係るテンプレート１０３を用いて、光インプリント法を行った場合について説明する。この中で、塗布工程においてインプリントレジストの散布量を増やし、アライメント工程において隙間領域の幅が数十ｎｍ程度になるように位置調整を行った。

図１１は、被加工基板１０７上に形成されたインプリントレジストパターン１０８，１０８，・・・を示している。

テンプレート１０３のエッジ部１０５のラフネスを反映して、インプリントレジストパターン１０８のラインエッジラフネスは数μｍ程度であり、隙間領域１０９の幅に比べてはるかに大きい。このため、図１１の隙間領域１０９付近の拡大図からわかるように、隙間領域１０９には、図中上側のインプリントレジストパターン１０８と下側のインプリントレジストパターン１０８とで二重に覆われている領域や、逆にどちらのインプリントレジストパターンにも覆われていない領域が存在する。

上記のように、比較例に係るテンプレート１０３を用いた場合、インプリントレジストの散布量を変更してインプリントレジストをはみ出させても、隙間領域１０９を均一に覆うことはできない。このため、上述の隙間領域１０９がエッチングされる問題は解決されない。また、隙間領域１０９にインプリントレジストパターンで二重に覆われた領域が存在する場合、インプリントレジストパターンを除去する工程（アッシング）の後も、インプリントレジストが残存するおそれがある。インプリントレジストが残存しないように長時間のアッシングを行った場合、酸素プラズマによってインプリント用パターンが損傷するおそれがある。

さらに、比較例に係るテンプレート１０３を用いた場合、パターン形成領域１０４からはみ出したインプリントレジストの一部がテンプレート１０３のエッジ部１０５に残存する。このため、インプリントを繰り返す際、インプリントレジストのはみ出し量を制御することが困難になるという問題もあった。

本発明は、上記の本発明者ら独自の技術的認識に基づきなされたものであり、下記の各実施形態において述べるように、被加工基板の隙間領域を、インプリントレジストで覆うことが可能なテンプレート及びその製造方法、並びにパターン形成方法を提供するものである。

以下、本発明に係る２つの実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態は、パターン形成領域のエッジ部のラフネスを大幅に低減したテンプレートの製造方法などについて説明する。第２の実施形態は、光触媒膜をパターン形成領域に形成したテンプレートの製造方法などについて説明する。

なお、同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。また、各図において、各構成要素の縮尺比率は、図面上で認識可能な程度の大きさとするため、適宜に変えている。

（第１の実施形態）
第1の実施形態に係るテンプレートの製造方法を、図１Ａ〜図１Ｆを用いて説明する。図１Ａ〜図１Ｆは本実施形態に係るテンプレートの製造工程を示す断面図である。

（１）まず、図１Ａからわかるように、露光光に対して透明な基板１０の表面における所定の領域（パターン形成領域１４）にインプリント用パターンを形成する。このインプリント用パターンは、例えばインプリント法もしくは電子ビーム（ＥＢ：Electron Beam）露光、及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）を用いて形成される。なお、このインプリント用パターンの溝の深さは、例えば６０ｎｍ〜７０ｎｍである。基板１０は例えば石英からなる。

（２）次に、図１Ｂからわかるように、パターン形成領域１４にレジスト膜１１を形成する。このレジスト膜１１のラインエッジラフネスは、後述の隙間領域１９の幅以下である。なお、このレジスト膜１１の形成には、フォトリソグラフィのほか、電子ビーム露光又はＥＵＶ露光を用いてもよい。

（３）次に、図１Ｃからわかるように、レジスト膜１１をマスクにして異方性エッチング（例えばＲＩＥ）を行うことにより、基板１０を所定の深さまで除去する。このエッチングにより、図１Ｃに示すように、第１の側面部１３ａ及び第１の段部１３ｂが形成される。この第１の側面部１３ａは、第１の段部１３ｂとパターン形成領域１４を繋ぐものであり、パターン形成領域１４の面に対してほぼ垂直である。

なお、このエッチングの深さは、プレス工程時にパターン形成領域１４からはみ出したインプリントレジストが第１の段部１３ｂに付着しないように決められる。例えば５μｍであり、１μｍ以上であることが好ましい。

（４）次に、図１Ｄからわかるように、レジスト膜１１を除去した後、例えばフォトリソグラフィを用いて、パターン形成領域１４及びパターン形成領域１４を囲う外周部１４ｂ（第１の段部１３ｂの一部）にレジスト膜１２を形成する。なお、このレジスト膜１２により覆われる外周部１４ｂの面積は後述のウェットエッチングの条件に依存する。

（５）次に、図１Ｅからわかるように、レジスト膜１２をマスクにしてウェットエッチングを行うことにより、基板１０を所定の深さまで除去する。このエッチングにより、図１Ｅに示すように、第２の側面部１３ｃ及び第２の段部１３ｄが形成される。この第２の側面部１３ｃは第２の段部１３ｄと第１の段部１３ｂを繋ぐものである。この第２の側面部１３ｃはウェットエッチングにより形成されたため、第1の側面部１３ａに比べて表面ラフネスが大きい。また、図１Ｅに示すように、この第２の側面部１３ｃは基板１０がサイドエッチングされて形成されたために湾曲している。

なお、エッチングの深さは、プレス工程の際にテンプレートと被加工基板（ウェーハ）が干渉しないように決められる。前述の異方性エッチング工程によるエッチングの深さと、本ウェットエッチング工程によるエッチングの深さとの和が、例えば１５μｍ〜３０μｍになるまでエッチングを行う。つまり、前述の異方性エッチング工程で基板１０を５μｍエッチングした場合、本工程では１０μｍ〜２５μｍだけエッチングする。

（６）次に、レジスト膜１２を除去する。

上記の工程により、図１Ｆに示す本実施形態に係るテンプレート１３が得られる。図２は、このテンプレート１３の下面図を示している。上記のように、第１の側面部１３ａは、ラインエッジラフネスの極めて小さいレジスト膜１１をマスクにして、異方性エッチングを用いて形成された。このため、図２のエッジ部１５付近の拡大図からもわかるように、パターン形成領域１４のエッジ部１５のラフネスは極めて小さく、隙間領域１９の幅以下である。

本実施形態に係るテンプレートの製造方法では、ラフネスは大きいがエッチング速度の速いウェットエッチングと、ラフネスは小さいがエッチング速度の遅い異方性エッチングとを組み合わせることで、テンプレートの製造時間の短縮化も図られている。

なお、インプリント用パターンは、異方性エッチングをしてレジスト膜１１を除去した後、又はウェットエッチングをしてレジスト膜１２を除去した後に形成するようにしてもよい。

また、異方性エッチングのみを用いてテンプレートを製造してもよい。この場合、レジスト膜１１をマスクにして基板１０をエッチングする工程において、所望の深さ（例えば１５μｍ〜３０μｍ）が得られるまで異方性エッチングを行う。但し、異方性エッチングとしてＲＩＥを用いる場合、ウェットエッチングに比べて格段に時間を要するので、テンプレートの製造時間は大幅に長くなる。

また、上記の説明では基板１０を異方性エッチングした後にウェットエッチングを行ったが、これとは逆に、ウェットエッチングを行った後に異方性エッチングを行ってテンプレートを作製してもよい。この製造方法について図３Ａ〜図３Ｆを用いて説明する。

（１）まず、図３Ａからわかるように、基板１０のパターン形成領域１４にインプリント用パターンを形成する。

（２）次に、図３Ｂからわかるように、例えばフォトリソグラフィを用いてパターン形成領域１４、及びパターン形成領域１４を囲う外周部１４ｂにレジスト膜１２を形成する。

（３）次に、図３Ｃからわかるように、レジスト膜１２をマスクにしてウェットエッチングを行うことにより、基板１０を所定の深さまで除去する。

（４）次に、図３Ｄからわかるように、レジスト膜１２を除去した後、パターン形成領域１４にレジスト膜１１を形成する。

（５）次に、図３Ｅからわかるように、レジスト膜１１をマスクにして異方性エッチング（例えばＲＩＥ）を行うことにより、基板１０を所定の深さまで除去する。このエッチングにより、図３Ｅに示すように、第１の側面部１３ａ、第１の段部１３ｂ、第２の側面部１３ｃ及び第２の段部１３ｄが形成される。

（６）次に、レジスト膜１１を除去する。

これにより、図３Ｆに示す本実施形態に係るテンプレート１３’が得られる。

次に、本実施形態に係るテンプレート１３（１３’）を用いて、光インプリント法を行った場合について、図４Ａ〜図４Ｆを用いて説明する。図４Ａ及び図４Ｃは、被加工基板１７上のインプリントレジストパターン形成領域１８ａに光硬化性レジスト３１が散布された状態を示す平面図である。図４Ｂ及び図４Ｄは、プレス工程における被加工基板１７及びテンプレート１３の断面図である。図４Ｅは、離型工程後の被加工基板１７及びインプリントレジストパターン１８の断面図である。図４Ｆは、被加工基板１７上に形成された複数のインプリントレジストパターン１８を示す上面図である。

（１）まず、被加工基板１７上のインプリントレジストパターン形成領域１８ａに、液滴状の光硬化性レジスト３１を散布する。この際、図４Ａからわかるように、インプリントレジストパターン形成領域１８ａの内部に光硬化性レジスト３１（図中の黒丸で示される）を散布する。それに加えて、インプリントレジストパターン形成領域１８ａの境界近傍にも光硬化性レジスト３１（図中の白丸で示される）を散布する。

（２）次に、被加工基板１７とテンプレート１３との位置合わせを行う。この位置合わせは、被加工基板１７上のアライメントマーク（図示せず）を用いて行う。ここでは、テンプレート１３のパターン形成領域１４がインプリントレジストパターン形成領域１８ａに合うように位置調整する。

（３）次に、テンプレート１３を被加工基板１７上の光硬化性レジスト３１に接触させる。テンプレート１３と被加工基板１７間の距離は、例えば１５ｎｍに保たれる。本工程において、液滴状の光硬化性レジスト３１，３１，・・・は合体して一体の光硬化性レジストとなり、この一体化した光硬化性レジスト３１はテンプレート１３のエッジ部１５の凹凸（ＬＥＲ）に沿ってパターン形成領域１４からはみ出す。

これにより、一体化した光硬化性レジスト３１は、図４Ｂに示すように、インプリントレジストパターン形成領域１８ａからはみ出し、隙間領域１９の一部を覆う。

（４）次に、ＵＶ光を照射して光硬化性レジスト３１を硬化させる転写工程、およびテンプレート１３を硬化した光硬化性レジスト３１から離す離型工程を行うことにより、インプリントレジストパターン１８を形成する。

図４Ｃからわかるように、図中左側に形成されたインプリントレジストパターン１８は、インプリントレジストパターン形成領域１８ａからはみ出しており、隙間領域１９を半分ほど覆っている。

（５）次に、図４Ｃからわかるように、先程と同様にして、図中中央のインプリントレジストパターン形成領域１８ａに光硬化性レジスト３１を散布する。なお、インプリントレジストパターン形成領域１８ａ間の距離（隙間領域の幅）は数十ｎｍ程度である。

（６）次に、先程と同様にして、被加工基板１７とテンプレート１３との位置合わせを行う。

（７）次に、先程と同様にして、被加工基板１７上に散布された光硬化性レジスト３１にテンプレート１３を接触させる。

これにより、光硬化性レジスト３１は、図４Ｄに示すように、光硬化性レジスト３１は、インプリントレジストパターン形成領域１８ａからはみ出し、表面張力により自己整合的に、隣接するインプリントレジストパターン１８と接触する。その結果、隙間領域１９は完全にインプリントレジストパターン１８，１８（インプリントレジスト）に覆われる。

（８）次に、転写工程及び離型工程を行うことにより、インプリントレジストパターン１８を形成する。図４Ｅは、離型工程後の隙間領域１９付近のインプリントレジストパターン１８，１８の断面図を示している。この図４Ｅからわかるように、隙間領域１９はインプリントレジストパターン１８，１８（インプリントレジスト）により完全に覆われている。

図４Ｆは、被加工基板１７上に形成された複数のインプリントレジストパターン１８，１８，・・・の上面図である。この図４Ｆに示すように、インプリントレジストパターン１８，１８，・・・は規則的に並んでおり、すき間無く接している。

また、図４Ｆのインプリントレジストパターンの境界付近の拡大図からわかるように、図中上下のインプリントレジストパターン１８，１８は隙間領域の幅のほぼ半分程度はみ出して互いに接しており、これにより、隙間領域１９（図４Ｆの拡大図中の破線で挟まれた領域）はムラ無く、すき間無く、インプリントレジストパターン１８（インプリントレジスト）で覆われる。

インプリントレジストパターン１８のラインエッジラフネスは、テンプレート１３（１３’）のエッジ部１５のラフネスを反映して決まる。上述したように、エッジ部１５のラフネスは隙間領域１９の幅以下に形成されているため、インプリントレジストパターン１８のラインエッジラフネスを隙間領域１９の幅以下にすることができる。このため、本実施形態に係るテンプレートを用いて上記のように光インプリント法を行うと、図４Ｆからわかるように、隙間領域１９をムラ無く、すき間無く、インプリントレジストで覆うことができる。

次に、本実施形態に係るテンプレートの変形例として、テンプレート１３（１３’）に防汚処理を施したテンプレート２３について図５を用いて説明する。図５はテンプレート２３の断面図である。

図５からわかるように、このテンプレート２３はテンプレート１３（１３’）の第１の側面部１３ａに防汚処理を施したものである。具体的には、撥水性又は撥油性を有する材料からなる被膜１６を、第１の側面部１３ａに形成する。この被膜１６は、基板１０の材料よりも高い撥水性又は撥油性を有する材料である。例えば、石英からなる基板１０に対してはフロロカーボンなどのフッ素系の材料が用いられる。

この防汚処理は、本実施形態で説明したテンプレートの製造方法において、例えば、テンプレート１３（１３’）が完成した後、又は異方性エッチングを行った後に行われる。

なお、この防汚処理は第１の側面部１３ａの全面にわたって施すことは必須ではなく、プレス工程時にはみ出したインプリントレジストが付着する領域に施されていればよい。

上記のテンプレート２３を用いてインプリント法を行えば、パターン形成領域１４の第１の側面部１３ａに防汚処理が施されているので、はみ出したインプリントレジストがこの第１の側面部１３ａに残存することがない。このため、インプリント（ショット）を繰り返しても、インプリントレジストのはみ出し量を高精度に制御することが可能である。その結果、隙間領域を再現性良くインプリントレジストで覆うことが可能となる。

なお、パターン形成領域１４の少なくとも一端に防汚処理を施してもよい。これにより、防汚処理された辺からのインプリントレジストのはみ出しを抑制することができる。このことを図６に示すテンプレートの一例を用いて説明する。図６はテンプレート３３の下面図である。図６からわかるように、このテンプレート３３においては、パターン形成領域１４の左辺および下辺に被膜１６を形成している。これにより、パターン形成領域１４の右辺及び上辺からのみインプリントレジストをはみ出させることができる。

また、塗布工程におけるインプリントレジストの塗布方法については、図４Ａ及び図４Ｃに示したように、インプリントレジストパターン形成領域１８ａの四辺の境界近傍に散布してもよい。その他、インプリントレジストパターン１８に隣接する側のインプリントレジストパターン形成領域１８ａの境界近傍にはインプリントレジストを多めに散布し、一方、インプリントレジストパターンに隣接しない側の境界近傍にはインプリントレジストを通常の量もしくは少なめに散布するようにしてもよい。つまり、図４Ｃを例にとると、図中中央のインプリントレジストパターン形成領域１８ａの内部および左辺の境界近傍に、光硬化性レジスト３１を散布するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、パターン形成領域のエッジ部におけるラフネスが極めて小さいテンプレートが得られる。

このテンプレートを用いて光インプリント法を行うことで、隙間領域をインプリントレジストで均一に覆うことができる。これにより、隙間領域に形成された下地パターンの損傷や、隙間領域に溝が形成されることが防止される。このため、光インプリント法によるパターン形成の精度を高めることができ、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。また、層間絶縁膜の形成などのスピンコート法を用いるプロセスを用いることもできる。

さらに、本実施形態によれば、パターン形成領域の側面部に防汚処理が施されたテンプレートが得られる。この防汚処理により、インプリントを繰り返しても、インプリントレジストがパターン形成領域の側面部に残存せず、このため、インプリントレジストのはみ出し量を高精度に制御することができる。これにより、隙間領域を再現性良くインプリントレジストで覆うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態に係るテンプレートのパターン形成領域の少なくとも周辺部（インプリント用パターンの形成されていない余白部）に、光触媒性の物質からなる膜（光触媒膜）を形成する。さらに、インプリントレジストとして、フッ素を含有したものを用いる。

このようなテンプレート及びインプリントレジストを用いて第1の実施形態で説明した光インプリント法を行う。これにより、インプリントレジストパターンの所定の部分に撥水性又は撥油性を持たせ、インプリントレジストがはみ出し過ぎた場合でも隣接するインプリントレジスト同士が重ならないようにすることができる。

以下、本実施形態の詳細について説明する。

図７は、第２の実施形態に係るテンプレート４３の断面図を示している。この図７からわかるように、パターン形成領域１４の周辺部１４ａに例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）からなる光触媒膜２０が形成されている。

この光触媒膜２０は、第1の実施形態で説明したテンプレートの製造方法において、例えば、インプリント用パターンの形成後、テンプレート１３（１３’）の完成後、又は被膜１６の形成後に、パターン形成領域１４の少なくとも周辺部１４ａに形成される。なお、パターン形成領域１４の全面にわたって光触媒膜２０を形成してもよい。

次に、この第２の実施形態に係るテンプレート４３と、フッ素を含有したインプリントレジスト（フッ素含有インプリントレジスト２１）とを用いた光インプリント法について説明する。

（１）第１の実施形態の場合と同様にして、塗布工程を行う。ここで、インプリントレジストとして、フッ素を含有するフッ素含有インプリントレジスト２１を用いる。

（２）次に、第１の実施形態の場合と同様にして、アライメント工程およびプレス工程を行う。

（３）次に、ＵＶ光を照射して光硬化性レジストを硬化させる転写工程を行う。

図８Ａは、この転写工程における、被加工基板１７、フッ素含有インプリントレジスト２１及びテンプレート４３の断面図である。

この図８Ａに示すように図中上方からＵＶ光（λ）を照射すると、フッ素含有インプリントレジスト２１は硬化する。さらに、このＵＶ光の照射により、フッ素含有インプリントレジスト２１中のフッ素含有組成物が光触媒膜２０とフッ素含有インプリントレジスト２１との界面に引き付けられてフッ素含有インプリントレジスト２１の上面に析出し、少なくともフッ素を含むフッ素膜２１ａが形成される。

（４）次に、テンプレート４３をインプリントレジストパターン１８から離型する離型工程を行う。

図８Ｂは、テンプレート４３を離型した後における、被加工基板１７およびインプリントレジストパターン１８の断面図である。この図８Ｂからわかるように、フッ素含有インプリントレジスト２１のうち光触媒膜２０と接していた部分に、撥水性又は撥油性を有するフッ素膜２１ａが形成されている。このようなフッ素膜２１ａが形成されることにより、既に形成されたインプリントレジストパターン１８に隣接する領域に別のインプリントレジストパターンを形成する際、プレス工程においてインプリントレジストがはみ出し過ぎた場合でも、隣接するインプリントレジストパターン１８の上に乗り上げることが防止される。

以上、本実施形態によれば、第1の実施形態に係るテンプレートのパターン形成領域の少なくとも周辺部に光触媒膜を形成したテンプレートが得られる。

この本実施形態に係るテンプレート、及びフッ素を含有するインプリントレジストを用いて光インプリント法を行うと、ＵＶ光照射によりインプリントレジストパターンの上面のうち光触媒膜に接する部分に撥水性又は撥油性を有するフッ素膜が形成される。これにより、プレス工程においてインプリントレジストがはみ出し過ぎたとしても、このはみ出したインプリントレジストが隣接するインプリントレジストパターンの上に乗り上げることを防止することができる。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１０、１００ 基板
１１、１２、１０１ レジスト膜
１３、１３’、２３、３３、４３、１０３ テンプレート
１３ａ 第１の側面部
１３ｂ 第１の段部
１３ｃ 第２の側面部
１３ｄ 第２の段部
１４、１０４ パターン形成領域
１４ａ 周辺部
１４ｂ 外周部
１５、１０５ エッジ部
１６ 被膜
１７、１０７ 被加工基板
１８、１０８ インプリントレジストパターン
１８ａ インプリントレジストパターン形成領域
１９、１０９ 隙間領域
２０ 光触媒膜
２１ フッ素含有インプリントレジスト
２１ａ フッ素膜
３１ 光硬化性レジスト
１０３ａ 側面部
１０３ｂ 段部

Claims (5)

1. 光インプリント法に用いるテンプレートの製造方法であって、
   基板上のインプリント用パターンの形成されるパターン形成領域に第１のレジスト膜を形成し、
   前記第１のレジスト膜をマスクにして、異方性エッチングにより前記基板を所定の深さまで除去することにより、前記パターン形成領域の外側に配置され、前記パターン形成領域より下方の第１の段部と、前記パターン形成領域と前記第１の段部を繋ぐ第１の側面部とを形成し、
   前記パターン形成領域および前記パターン形成領域を囲う外周部に第２のレジスト膜を形成し、
   前記第２のレジスト膜をマスクにして、ウェットエッチングにより前記基板を所定の深さまで除去することにより、前記第１の段部の外側に配置され、前記第１の段部より下方の第２の段部と、前記第１の段部と前記第２の段部を繋ぎ、前記第１の側面部よりも大きな表面ラフネスを有する第２の側面部とを形成する、
   ことを特徴とするテンプレートの製造方法。
2. 光インプリント法に用いるテンプレートであって、
   基板と、
   前記基板上の領域であって、インプリント用パターンを有する、パターン形成領域と、
   前記パターン形成領域の外側に配置され、前記パターン形成領域より下方の第１の段部と、
   前記パターン形成領域と前記第１の段部を繋ぐ、第１の側面部と、
   前記第１の段部の外側に配置され、前記第１の段部より下方の第２の段部と、
   前記第１の段部と前記第２の段部を繋ぎ、前記第１の側面部よりも大きな表面ラフネスを有する、第２の側面部と、
   を備えることを特徴とするテンプレート。
3. 請求項２に記載のテンプレートであって、
   前記第１の側面部に、前記基板よりも撥水性又は撥油性の高い材料からなる被膜を備えていることを特徴とするテンプレート。
4. 請求項２又は３に記載のテンプレートを用いるパターン形成方法であって、
   被加工基板上のインプリントレジストパターン形成領域の内部及び境界近傍にインプリントレジストを散布し、
   前記被加工基板と前記テンプレートとの位置合わせを行い、
   前記テンプレートを前記インプリントレジストに接触させ、それにより、前記インプリントレジストを前記インプリントレジストパターン形成領域から隙間領域にはみ出させ、 前記インプリントレジストにＵＶ光を照射して前記インプリントレジストを硬化させる、
   ことを特徴とするパターン形成方法。
5. インプリントレジストとして、フッ素を含有するインプリントレジストを用い、
   テンプレートとして、請求項２又は３に記載のテンプレートであって、前記パターン形成領域の少なくとも周辺部に光触媒膜を備えたテンプレートを用いる、光インプリント法によるパターン形成方法であって、
   被加工基板上のインプリントレジストパターン形成領域の内部及び境界近傍にインプリントレジストを散布し、
   前記被加工基板と前記テンプレートとの位置合わせを行い、
   前記テンプレートを前記インプリントレジストに接触させ、それにより、前記インプリントレジストを前記インプリントレジストパターン形成領域から隙間領域にはみ出させ、 前記インプリントレジストにＵＶ光を照射することにより、前記インプリントレジストを硬化させるとともに、前記インプリントレジストのうち前記光触媒膜と接する部分にフッ素膜を形成する、
   ことを特徴とするパターン形成方法。

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