JP6083135B2 - ナノインプリント用テンプレート及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ナノインプリント用テンプレートに関する。また、当該テンプレートをもとにパターンを形成する方法に関する。

近年、磁気記録媒体において記録密度を向上させるために、１ビットあたりの記録領域の微細化、すなわちメディア内の、単位面積あたりのビット数を高密度化させることが求められている。特にディスクリートトラック（ＤＴＲ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）といった次世代の磁気記録媒体では、記録密度の高いメディアの作成のために数十ｎｍピッチでの記録ビット形成が求められ、超微細パターンを形成するためにナノインプリント技術が応用されている（例えば、特許文献１）。

また、半導体装置の製造においても、製造プロセスに用いられているフォトリソグラフィ工程での課題が顕著になりつつある。すなわち、現時点における最先端の半導体装置の設計ルールは、ハーフピッチ（ｈｐ）で数十ｎｍ程度にまで微細化してきており、従来の光を用いた縮小パターン転写によるリソグラフィでは解像力が不足し、パターン形成が困難な状況になっている。そこで、近年では、微細構造の形成方法としてナノインプリント技術が提案されている。

ナノインプリント技術は、基材の表面に微細な凹凸パターンを形成した型部材（テンプレートと呼ぶ）を用い、凹凸パターンを被加工物に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。上記のようなｈｐで数十ｎｍ程度の微細なパターンを形成する場合、レジスト材料等の被転写材料をインクジェット法により微小な液滴として転写基材側に供給し、この被転写材料にテンプレートを接触させて被転写材料を展開することがある（例えば、特許文献２）。

特開２００９−７０４８３号公報 特表２０１０−５３０６４１号公報 特開２００８−９１７８２号公報 特表２０１２−５０６６１８号公報

インプリント後の被転写材料の残膜厚を考慮して、被転写材料の滴下量や滴下位置などが決定され、被転写材料が被転写基材上に供給される。しかし、テンプレートを接触させたときに被転写材料の展開が不十分であると、被転写材料の膜に空隙が生じたりする虞がある。また、被転写材料をスピンコート法などにより供給する場合にも、例えば、コート後の膜厚にバラツキがあると被転写材料が均一に展開されない虞がある。この空隙が転写すべきパターンに生じてしまうと欠陥につながり、結果、製造不良となる。欠陥低減は、ナノインプリント技術において希求の課題である。

ところで、従来、主となるパターンに加えて、ダミーのパターン（以下、ダミーパターンとよぶ）を配設したテンプレートが提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４など）。特許文献３では、複数のチップに対応するパターンが隣接して配設されたテンプレートにおいて、隣接するチップへ余剰な樹脂が漏出することを防止する目的で、ダミー溝が形成されているテンプレートが開示されている。しかしながら、ダミー溝は余剰な樹脂を吸収することはできるが、樹脂の展開を促進するものではない。また、特許文献４では、テンプレートを樹脂から引離す離型時に発生する応力を低減することを目的で、ダミーパターンが形成されているテンプレートが開示されている。しかしながら、主となるパターンとダミーパターンとの関係については言及されていない。さらにダミーパターンはテンプレートと硬化後の樹脂の分離線の伝送速度を制御することはできるが、硬化前の樹脂の展開を促進するものではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、転写基材上に供給された被転写材料にテンプレートと接触させて被転写材料を展開する際に、被転写材料の展開不良による欠陥を低減する技術を提供することを主目的とする。

本発明者らは、上記課題に対して被転写材料の液滴の広がり挙動に着目して鋭意検討を行った。例えば、パターンの有無によって液滴の広がり挙動は異なり、主となるパターンの周囲に何もパターンがない場合を考えてみると、主となるパターンから樹脂が漏出したところで液滴の広がり挙動が変化して、被転写材料がそれ以前の挙動の規則性を失うことが分かる。主となるパターンとそれ以外の箇所とで液滴の広がり挙動に極力差が生じないように、主となるパターンの周囲にダミーパターンを配置することを検討した。しかし、従来のダミーパターンでは、主となるパターンにおける液滴の広がり挙動を考慮して設計されていないため、被転写材料の展開不良が低減されなかった。そこで、主となるパターンの特徴を模したダミーパターンを配置することで上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は、以下の発明を包含する。

本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートは、基材の一方の面に、第１のパターンを有する第１領域と、前記第１領域の周囲に所定の間隔を隔てて配置され、第２のパターンを有する第２領域とを備え、前記第２領域の周囲に第３のパターンを有する第３領域をさらに有し、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、線状のパターンを有し、前記第１のパターンが伸びる第１の方向と、前記第２のパターンが伸びる第２の方向とが実質的に一致し、前記第２のパターンの平面視における前記第２の方向に直交する寸法ｄ２は、前記第１のパターンの平面視における前記第１の方向に直交する寸法ｄ１と、ｄ１＜ｄ２≦３ｄ１の関係であり、前記第１のパターンの高さと前記第２のパターンの高さとは実質的に同一であり、前記第３のパターンの平面視における寸法は、前記第２のパターンの平面視における寸法よりも大きいことを特徴とする。

他の態様として、前記第１のパターンの高さと前記第２のパターンの高さとは実質的に同一であってもよい。

他の態様として、前記第３のパターンの平面視における寸法は、前記第１領域から離れるにつれて段階的に大きくなっていてもよい。

他の態様として、転写基材側に点在して供給される被転写材料に接触させて用いられるナノインプリント用テンプレートであって、前記第１領域と前記第２領域との間の最小間隔は、被転写材料間の最小間隔よりも小さくなっていてもよい。

他の態様として、前記基材の一方の面と被転写材料の液滴とを接触させたとき、前記第１領域における液滴の広がり挙動と、前記第２領域における液滴の広がり挙動とが実質的に同一であってもよい。

本発明の一実施形態に係るパターン形成方法は、上記のナノインプリント用テンプレートを準備し、転写基材を準備し、前記転写基材の一方の面上に被転写材料を供給し、前記ナノインプリント用テンプレートと前記転写基材とを対向させて配置し、前記ナノインプリント用テンプレートと前記転写基材との間隔を縮めて前記ナノインプリント用テンプレートの一方の面と前記被転写材料を接触させ、前記被転写材料を前記ナノインプリント用テンプレートの一方の面と前記転写基材の一方の面との間に展開してなることを特徴とする。

他の態様として、前記転写基材上に前記被転写材料よりなる複数の液滴を点在するように供給し、前記複数の液滴の最小間隔を、前記第１領域と前記第２領域との間の間隔よりも大きくしてもよい。

本発明によれば、転写基材上に供給された被転写材料にテンプレートと接触させて被転写材料を展開する際に、被転写材料の展開不良による欠陥を低減することができる。

本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの概略平面図である。 本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの概略平面図である。 本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの単位領域を説明する概略平面図である。 本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの断面図である。 被転写材料の挙動を説明する模式図である。 被転写材料の挙動を説明する模式図である。 第１のパターンと第２のパターンの関係を説明する模式図である。 第１のパターンと第２のパターンの関係を説明する模式図である。 第１のパターンと第２のパターンの関係を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの単位領域を説明する概略平面図である。 第１〜第３のパターンの関係を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係るパターン形成方法を説明する工程断面図である。 本発明の一実施形態に係るレプリカテンプレートの製造方法を説明する工程断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する模式図である。

以下、図面を参照して本発明を説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略することがある。また、説明の便宜上、実際に比べて縮尺などを変更して説明を実施していることに注意されたい。

＜ナノインプリント用テンプレート＞
本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートは、基材の一方の面に、第１のパターンを有する第１領域と、前記第１領域の周囲に所定の間隔を隔てて配置され、第２のパターンを有する第２領域とを備え、前記第２のパターンの形状は、前記第１のパターンの形状に類似することを特徴とする。

（第１の実施形態）
図１〜４を参照して、第１の実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの概要について説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの概略平面図である。図１に示すようにテンプレート１００は、凹凸構造を包摂するパターン領域Ｘと、このパターン領域Ｘの周囲に存在する非パターン領域Ｙとを有する。図では、テンプレート１００の外形は矩形であるが、これに限定されるものではなく、円形などの任意の形状であってもよい。図２に示すようにパターン領域Ｘは、少なくとも１つの単位領域Ｘｎ（図ではＸ１〜Ｘ４の４つの単位領域が例示されている）を有する。

図３は、単位領域を説明する概略平面図であり、ある単位領域を拡大して示した図である。図３に示すように各単位領域には、第１のパターンを有する第１領域１１０と、第１領域１１０の周囲に中間領域１５０を介して配置された第２のパターンを有する第２領域１２０とが存在する。第１領域１１０とこれに対向する部位の第２領域１２０とは所定の間隔を隔てて離間している。図３（Ａ）では、第１領域１１０の全周を囲むように連続した第２領域１２０が存在している態様を示している。図３（Ｂ）では、第１領域１１０を囲むように分断された複数の第２領域１２０が存在している態様を示している。また、複数の第２領域同士が一部で連結するような領域を有していてもよい。なお、第２領域は、必ずしも第１領域の全周にわたって配置されているものに限定されず、第１領域の周囲の一部に配置されるものであってもよい。各単位領域は、パターン領域Ｘを構成する領域であり、各単位領域が同じ機能をもった領域であってもよいし、異なる機能をもった領域であってもよい。

図４は、本発明の一実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの断面図であり、図１のＩ−Ｉにおける断面図である。図４（Ａ）は、テンプレートの一実施形態を示す図であり、テンプレート１００は、基材１０１の片側に第１のパターン１１１、第２のパターン１２１が形成されている。第１のパターン１１１が形成された領域が第１領域１１０であり、第２のパターン１２１が形成された領域が第２領域１２０である。第１領域１１０と第２領域１２０との間には中間領域１５０が存在する。図４（Ｂ）は、テンプレートの一実施形態を示す図であり、図４（Ａ）に比べて基材１０１の形態が異なる。基材１０１は、基部１０１ａと、この基部１０１ａの片面から突出した凸構造部１０１ｂを有するものであり、いわゆるメサ構造と呼ばれるものである。第１のパターン１１１、第２のパターン１２１は、凸構造部１０１ｂ上に位置する。図４（Ｂ）では、凸構造部１０１ｂによる段差が１段である例を示したが、段数は複数であってもよい。

基材１０１の材質は、例えば、石英やソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、金属基板、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合材料基板であってよい。テンプレートを光インプリント法に用いる場合には、基材は光透過性を有する材質からなり、典型的には石英を用いることができる。基材の厚みは凹凸構造の形状、材料強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍの範囲で適宜設定することができる。

第１領域１１０に包摂される第１のパターン１１１は、主に転写すべきパターンである。第２領域１２０に包摂される第２のパターン１２１は、第１のパターン１１１に類似し、第１のパターン１１１における被転写材料の広がり挙動を再現するためのパターンである。第２のパターン１２１は、第１のパターン１１１と独立した転写すべきパターンであってもよいし、ダミーパターンであってもよい。中間領域１５０は、第１領域１１０と第２領域１２０を隔離し、第１のパターン１１１と第２のパターン１２１との機能分離をする領域である。中間領域１５０によって第１領域１１０と第２領域１２０が隔てられる間隔に制限はない。例えば、第１領域１１０と第２領域１２０が隔てられる間隔は、被転写材料を供給する装置の構成が実現可能な液滴の大きさや、搬送ステージの最小送りピッチなどを考慮して設定してもよい。転写基材側に点在して供給される被転写材料と接触して用いられる場合には、上記間隔の最小値が被転写材料間の最小間隔よりも小さいことが好ましい。間隔が被転写材料間の最小間隔よりも小さいことで、被転写材料の広がりに対して中間領域１５０が略無視できる程度の領域とみなすことができ、広がり挙動に影響を及ぼす可能性が低くなるからである。例えば、インクジェット法により供給される被転写材料間の最小間隔が３０μｍ〜１００μｍである場合には、間隔を１００ｎｍ〜７００ｎｍ、より好ましくは２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で設定するとよい。当該テンプレート１００は、第１領域１１０の周囲に中間領域１５０を介して、第１領域１１０と同一であるか又は第１領域１１０に類似する第２領域１２０を有するものである。

第２領域１２０の面積は、第１のパターン１１１、第２のパターン１２１の形状、寸法、高さ、基材の表面状態、使用する被転写材料等の種々の条件を考慮して適宜設定すればよい。

ここで、第１領域１１０及び第２領域１２０でインプリントされる被転写材料の広がり挙動について説明する。始めに第１のパターン１１１及び第２のパターン１２１が線状のパターンである場合について説明する。図５は、被転写材料の挙動を説明する模式図である。上記のナノインプリント用テンプレートを被転写材料に接触させたときに、第１のパターン１１１で起きる被転写材料の挙動と、第２のパターン１２１で起きる被転写材料の挙動とを模式的に示している。図５（Ａ）は、第１のパターン１１１、第２のパターン１２１に被転写材料Ｍが接触した状態を示す。各パターンに接触した被転写材料Ｍは、パターンによって画定されたテンプレート側の流路を通じて、主に線状のパターンの長手方向（紙面上方及び下方）へ移動することが促される、あるいは移動が阻害されないものと考えられる。

図５（Ｂ）は、第１のパターン１１１、第２のパターン１２１に被転写材料Ｍが接触してから一定時間経過した後の状態を示す。第１のパターン１１１と第２のパターンの形状が同一の線状であり、かつ、第１の方向と第２の方向が実質的に同一であるので被転写材料Ｍの広がり挙動が実質的に同一となる。したがって、第１領域から第２領域への被転写材料の移動、又は第２領域から第１領域への被転写材料の移動が、第１領域と第２領域の境界部分で停留することなく、また両領域に滴下された被転写材料を相補に分かち合うことも可能となるため、目的とする第１領域に被転写材料を均一性高く展開することが可能となるものと考えられる。被転写材料Ｍの広がり挙動を表す指標としては、被転写材料の液滴を微視的に捉える場合には広がり速度などを用い、被転写材料の液滴を巨視的に捉える場合には所定時間経過後の液滴の平面視の縦横比から導かれる広がり分布などを用いることができる。いずれかの指標において実質的に同一であれば、第１領域の被転写材料の挙動と第２領域の挙動とが実質的に同一であるとすることができる。

次に第１のパターン１１１及び第２のパターン１２１が円形のドット状のパターンである場合について説明する。図６は、被転写材料の挙動を説明する模式図である。上記のナノインプリント用テンプレートを被転写材料に接触させたときに、第１のパターン１１１で起きる被転写材料の挙動と、第２のパターン１２１で起きる被転写材料の挙動とを模式的に示している。図６（Ａ）は、第１のパターン１１１、第２のパターン１２１に被転写材料Ｍが接触した状態を示す。図６（Ａ）は、第１のパターン１１１、第２のパターン１２１に被転写材料Ｍが接触した状態を示す。各パターンに接触した被転写材料Ｍは、パターンによって画定された流路を通じて、主に各パターンの間を沿うように略等方的に移動することが促される。図６（Ｂ）第１のパターン１１１、第２のパターン１２１に被転写材料Ｍが接触してから一定時間経過した後の状態を示す。第１のパターン１１１と第２のパターンの形状が円形の同一のドットパターンであるので被転写材料Ｍの広がり挙動（例えば、広がり速度）が実質的に同一となる。

以上のように、第１のパターン１１１と第２のパターン１２１の平面視の形状が同一であるので、被転写材料の広がり挙動（例えば、広がり速度）が第１領域と第２領域とで実質的に同一となる。その結果、点在するように供給された被転写材料にテンプレートと接触させて被転写材料を展開する際に、被転写材料の展開不良による欠陥を低減することができる。

ここからは、図７〜図９を参照して、第１のパターンと第２のパターンの関係についてより具体的に説明をする。図７〜図９は、第１のパターンと第２のパターンの関係を説明する模式図であり、パターンの一部を拡大して図示している。第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似している。

図７では、第１のパターンが図７（Ａ）に示すような線状のパターンであるときに、これに類似する第２のパターンの各種態様を図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示している。図７（Ａ）では、第１のパターン１１１は直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ１のラインとスペースが１：１の比で並んでいる。図７（Ｂ）では、第２のパターン１２１は、直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ２（この場合、ｄ２＝ｄ１）のラインとスペースが１：１の比で並んでいる。つまり、第２のパターン１２１は第１のパターン１１１と平面視の形状及び幅が同一である。なお、パターンが線状である場合には、平面視における寸法は、幅の値のことをいう。

第２のパターン１２１の幅は必ずしも第１のパターンの幅と同一である必要はない。図７（Ｃ）では、第２のパターン１２１は、直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ２（この場合、ｄ２＞ｄ１）のライン（図の斜線部が凸部）とスペースが１：１の比で並んでいる。つまり、第２のパターン１２１は第１のパターン１１１と平面視の形状が同一である。第１のパターン１１１と第２のパターン１２１が相似関係にあるが幅が相違する場合においても、第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似するものとする。第２のパターン１２１を第１のパターン１１１の寸法よりも大きくすることで、第２のパターン１２１を電子線描画により形成する場合に、単位面積あたりの描画すべき領域、すなわち面積密度を低減することが出来るため、描画時間を短縮することができ、生産性の観点から好ましいといえる。なお、第２のパターン１２１の幅が第１のパターン１１１の幅よりも大きくなりすぎると、第１領域と第２領域での被転写材料の広がり挙動に調和がとれなくなる虞があるので、好ましくは、ｄ１＜ｄ２≦５ｄ１とするとよく、より好ましくはｄ１＜ｄ２≦３ｄ１とするとよい。

また、第２のパターン１２１のピッチは必ずしも第１のパターンのピッチと同一である必要はない。図７（Ｄ）では、第２のパターン１２１は、直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ２（この場合、ｄ２＝ｄ１）のライン（図の斜線部が凸部）とスペースが１：１．５の比で並んでいる。例えば、ラインとスペースのパターンであれば、ラインとスペースの比が１：０．５〜１：３の範囲でパターンのピッチを任意に変更してもよい。第２のパターン１２１のピッチを第１のパターン１１１のピッチよりも大きくすることで、第２のパターンを電子線描画により形成する場合、描画すべき図形数を減らすことができるので、描画時間を短縮することができ、生産性の観点から好ましいといえる。また、第２のパターンは、幅やピッチの値が２種類以上となる線状のパターンを含んでいてもよい。

図７（Ｅ）では、第２のパターン１２１は、直線（ライン）状のパターンであるが、一部に途切れた部位が存在する場合や、一部に隣接するラインと接続している部位が存在する場合を含むものである。第１のパターン１１１と第２のパターン１２１の大部分が相似関係にあるが完全に一致しない場合においても、第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似するものとする。例えば、第１のパターン１１１の画像に第２のパターンの画像を重ね合わせたときに一致する面積が８０％以上であれば、第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似すると判断してもよい。

図８では、第１のパターンが図８（Ａ）に示すような線状のパターンであるときに、これに類似する第２のパターンの態様を図８（Ｂ）に示している。図８（Ａ）では、第１のパターン１１１は直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ１のラインとスペースが１：１の比で第１の方向に沿って並んでいる。図８（Ｂ）では、第２のパターン１２１は、直線（ライン）状のパターンであり、幅ｄ２（この場合、ｄ２＝ｄ１）のラインとスペースが１：１の比で第２の方向に沿って並んでいる。第１の方向と第２の方向は一致せず、角度θで交わる関係にある。第１のパターン１１１と第２のパターン１２１が相似関係にあるが、延伸する方向が異なる場合においても、第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似するといえる。第１の方向と第２の方向が実質的に一致するとは、θが０°≦θ≦１０°の範囲にあることをいう。なお、上記の例ではラインとスペースが１：１の場合について説明したが、これに限られるものではない。

また、第１のパターンの高さと第２のパターンの高さとは実質的に同一であると、第１領域と第２領域とで被転写材料の広がり挙動（例えば、広がり速度）を調和させることができる。なお、第１のパターン１１１の高さ（ｈ１とする）と第２のパターン１２１の高さ（ｈ２とする）とが、実質的に同一であるとは、０．８≦ｈ２／ｈ１≦１．２の範囲であることをいう。なお、パターンの高さは、パターンが凸状であれば周囲の面からパターンの天面までの値をさし、パターンが凹状であれば周囲にある表面からパターンの底面までの値をさす。

第１のパターン１１１と第２のパターン１２１が線状のパターンである場合には、当該パターンを反転させたパターンであっても被転写材料の広がりを促進する又は阻害しない流路が形成されるため、テンプレート１００をマスター（親）として、１次レプリカ（子）、２次レプリカ（孫）…を作成する場合においても、レプリカ作成工程における被転写材料の展開不良による欠陥を低減することができる。

さらに、線状のパターンとして直線のラインパターンを例示しているが、これに限るものではなく、曲線などであってもよい。例えば、テンプレートの外形が円形状であるとき、すなわち座標系が円形座標である場合、線状のパターンはテンプレートの外形がもつ円弧と略同等の曲率を有していてもよい。

次に、第１のパターン１１１及び第２のパターン１２１が線状のパターン以外である場合について説明する。図９では、第１のパターンが図９（Ａ）に示すようなドット状のパターンであるときに、これに類似する第２のパターンの各種態様を図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示している。ドットは、円形に限らず、楕円、又は矩形、台形、平行四辺形などの多角形など任意の形状であってもよい。図９（Ａ）では、第１のパターン１１１は円形のドット状のパターンであり、直径ｄ１の円形ドットがピッチｐ１で六方最密充填のごとく配置されている。配置は、六方最密充填状に限らず、任意の配置であってもよい。図９（Ｂ）では、第２のパターン１２１は、円形のドット状のパターンであり、直径ｄ２（この場合ｄ２＝ｄ１）の円形ドットがピッチｐ２（この場合ｐ２＝ｐ１）で六方最密充填のごとく配置されている。つまり、第２のパターン１２１は第１のパターン１１１と平面視の形状、寸法、及びピッチが同一である。なお、寸法は、パターンの最大内接円の直径とすることができる。

図９（Ｃ）では、第２のパターン１２１は、円形のドット状のパターンであり、直径ｄ2（この場合ｄ２＝ｄ１）の円形ドットがピッチｐ２（この場合ｐ２＞ｐ１）で六方最密充填のごとく配置されている。第２のパターン１２１のピッチを第１のパターン１１１のピッチよりも大きくすることで、第２のパターンを電子線描画により形成する場合、描画すべき図形数を減らすことができるので、描画時間を短縮することができる。
図９（Ｄ）では、第２のパターン１２１は、円形のドット状のパターンであり、直径ｄ2（ｄ２＞ｄ１）の円形ドットがピッチｐ１で六方最密充填のごとく配置されている。つまり、第２のパターン１２１は第１のパターン１１１と平面視の形状、ピッチが同一である。第２のパターン１２１を第１のパターン１１１の寸法よりも大きくすることで、第２のパターン１２１を電子線描画により形成する場合に、単位面積あたりの描画すべき領域、すなわち面積密度を低減することが出来るため、描画時間を短縮することができ、生産性の観点から好ましいといえる。なお、第２のパターン１２１の幅が第１のパターン１１１の幅よりも大きくなりすぎると、第１領域と第２領域での被転写材料の広がり挙動に差が生じる虞があるので、好ましくは、ｄ１＜ｄ２≦５ｄ１とするとよく、より好ましくはｄ１＜ｄ２≦３ｄ１とするとよい。

図９（Ｅ）では、第２のパターン１２１は、円形のドット状のパターンであり、直径ｄ2（ｄ２＞ｄ１）の円形ドットがピッチｐ１で六方最密充填のごとく配置されているが、一部の円形ドットが不足している場合を含むものである。第１のパターン１１１と第２のパターン１２１の大部分が相似関係にあるが完全に一致しない場合においても、第２のパターンの形状は、第１のパターンの形状に類似するといえる。また、第１のパターン１１１の画像に第２のパターンの画像を重ね合わせたときに一致する面積が８０％以上であれば、第２のパターンの平面視の形状は、第１のパターンの平面視の形状に類似すると判断してもよい。第２のパターン１２１の図形数を第１のパターン１１１の図形数よりも少なくすることで、第２のパターン１２１を電子線描画により形成する場合には描画時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
図１０を参照して、第２の実施形態に係るナノインプリント用テンプレートの概要について説明する。第２の実施形態に係るナノインプリント用テンプレートは、第２領域の周囲に第３のパターンを有する第３領域をさらに有することを特徴とする。

図１０は、単位領域を説明する概略平面図であり、ある単位領域を拡大して示した図である。図１０に示すように各単位領域には、第１のパターンを有する第１領域１１０と、第１領域１１０の周囲に中間領域１５０を介して配置された第２のパターンを有する第２領域１２０とを有し、第２領域１２０の周囲にはさらに第３のパターンを有する第３領域１３０が存在する。図１０では、第２領域１２０の全周を囲むように連続した第３領域１３０が存在している態様を示しているがこれに限らず、第２領域１２０を囲むように分断された複数の第３領域１３０が存在していてもよい。

図１１は、第１〜第３のパターンの関係を説明する模式図である。第１のパターン１１１と第２パターン１２１との関係は第１の実施形態と略同様である。一例として、第１のパターン１１１と第２パターン１２１が線状のパターンであるときの第３のパターン１３１の態様について説明する。図１１（Ａ）は、第３のパターン１３１の一態様を示す図であり、第３のパターン１３１の平面視における寸法は、第２のパターン１２１の平面視における寸法よりも大きくなるように設定されている。パターンが第１領域から離れるにつれて、そのパターンがもたらす第１領域の欠陥発生の低減効果は低くなると考えられる。第１領域から十分離れた第３領域では第１領域を模すことなく、生産性を考慮してパターン設計を行ってもよい。第３のパターン１３１の平面視における寸法を、第２のパターン１２１の平面視における寸法よりも大きくするので、第３のパターン１３１を電子線描画により形成する場合には描画時間を短縮することができる。例えば、インクジェット法により被転写材料を供給する場合には、第３領域を第１領域の外縁から、供給される被転写材料の最大間隔の３倍以上とするとよい。具体的な数値を挙げると、第１領域の外縁から１００μｍ以上、好ましくは３００μｍ以上離れた位置よりも外側に第３領域を配置してもよい。

図１１（Ｂ）は、第３のパターン１３１の一態様を示す図であり、第３のパターン１３１の平面視における寸法は、第２のパターン１２１の平面視における寸法よりも大きく、かつ、第１領域から離れるにつれて段階的に大きくなるように設定されている。なお、これに限らず、第３のパターン１３１の平面視における寸法が、第１領域から離れるにつれて漸次大きくなるように設定されていてもよい。

＜パターン形成方法＞
図１２を参照して、ナノインプリント用テンプレートを用いたパターン形成方法について説明する。以下では、光インプリント法によるパターン形成に適用する場合について説明する。これに限らず熱などの公知のインプリント法に適用可能である。

（１）テンプレート及び転写基材の準備工程
（1-a）テンプレート準備工程
光透過性のテンプレート１００を準備する。テンプレート１００の作成は、例えば、石英からなる基材上にレジストを形成し、このレジストを電子線リソグラフィやフォトリソグラフィによりパターニングしてマスクパターンを形成し、このマスクパターンを介して基材をエッチングすることで可能である。

（1-b）基材準備工程
転写基材２０１を準備する。転写基材の材質は、テンプレートに用いることができる材質と略同様であってもよい。転写基材２０１は予め構造体が形成されていてもよい。厚みは凹凸構造の形状、材料強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができる。また、転写基材２０１の外形はテンプレート１００と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

２．転写工程
（2-a）被転写材料供給工程（図１２（Ａ）参照）
転写基材２０１に被転写材料Ｍを供給する。被転写材料Ｍは、光硬化性樹脂である。被転写材料の供給方法は、例えば、スピンコート法、スプレー法、インクジェット法などを用いることができ、より好ましくはインクジェット法を用いるとよい。インクジェット法により、転写基材上２０１に被転写材料Ｍの１以上の液滴を形成する。被転写材料間の最小間隔は、テンプレートの第１領域と第２領域の最小間隔よりも大きくなるように設定される。

（2-b）テンプレート接触工程（図１２（Ｂ）参照）
テンプレート１００と転写基材２０１を対向させ、テンプレート１００と転写基材２０１の間隔を小さくし、テンプレート１００と被転写材料Ｍとを接触させる。被転写材料の特性にもよるが、毛管現象を利用してテンプレートの凹凸構造内に被転写材料を充填してもよいし、テンプレート及び転写基材の少なくとも一方を他方に押圧してテンプレートの凹凸構造内に被転写材料を充填してもよい。テンプレート１００の第２パターンが存在することにより、第１領域から第２領域への被転写材料の移動、又は第２領域から第１領域への被転写材料の移動が促進されるか、又は阻害されないため、目的とする第１領域に被転写材料を均一性高く展開することが可能となる。

また、テンプレートの第１領域と第２領域の最小間隔が、被転写材料間の最小間隔よりも小さいことから、被転写材料の広がりに対してテンプレートの第１領域と第２領域の間隔が略無視できる程度の領域とみなすことができ、広がり挙動に及ぼす影響を小さくすることができる。これにより、被転写材料の展開不良による欠陥を低減することができる。

（2-c）被転写材料成形工程（図１２（Ｃ）参照）
転写基材２０１とテンプレート１００との間に被転写材料Ｍを介在させた状態で、紫外線を照射して被転写材料Ｍに硬化させる。これにより被転写材料Ｍを成形する。

（2-d）離型工程（図１２（Ｄ）参照）
被転写材料Ｍを硬化させた後、テンプレート１００を被転写材料Ｍから引離す離型を行う。これにより、転写基材２０１上にパターンＰを形成することができる。以後、パターンＰをもとにレプリカテンプレート、半導体装置、磁気記録媒体などを製造することができる。

＜レプリカテンプレートの製造方法＞
図１３を参照して、テンプレート１００を用いてレプリカテンプレートを製造する方法について説明する。既に図１２に示したように、テンプレート１００を用いて転写基材２０１上にパターンＰを形成する（図１３（Ａ）参照）。その後、パターンＰの残膜を酸素プラズマなどのエッチングにより除去し、転写基材２０１の一部を露出させる（図１３（Ｂ）参照）。露出した転写基材２０１に対してエッチングを行い、凹凸構造を形成し、必要に応じてパターンPの残りを除去してレプリカテンプレート２００を作成する（図１３（Ｃ）参照）。なお、レプリカテンプレート２００を用いて、さらにテンプレートを複製してもよい。

＜半導体装置の製造方法＞
図１４及び図１５を参照して、テンプレート１００を用いて半導体装置を作製する方法について説明する。なお、以下では半導体装置の代表的な製造工程に適用した態様を説明するが、これに限定されるものではない。また、テンプレート１００の代わりにレプリカテンプレートを用いてもよい。

（ゲート電極のパターニング）
本態様は、ナノインプリントリソグラフィによりゲート電極をパターニングする工程を含む、半導体装置の製造方法に関する。図１４は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式図であり、ゲート電極のパターニングにテンプレート１００によるナノインプリントリソグラフィを行う態様を示す。不純物を注入してソース電極７１２、ドレイン電極７１４が形成された半導体基板７１０を準備する。半導体基板７１０上にＳｉＯ２などの絶縁層７２０を介して多結晶シリコンなどの導電層７３０を形成し、該導電層７３０上にレジストを塗布する（図１４（Ａ）参照）。レジスト７５０をテンプレート１００によりパターニングしてレジストパターン（図示せず）を作成する。このレジストパターンをもとに導電層７３０をエッチングし、ゲート電極７３２を形成する（図１４（Ｂ）参照）。上記の工程を経て半導体装置が作製される。

（導通ビアの形成）
本態様は、ナノインプリントリソグラフィにより絶縁層をパターニングする工程と、該絶縁層にダマシン法により導電材料を配設する工程と、を含む、半導体装置の製造方法に関する。図１５は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式図であり、層間接続用の導通ビアの形成にテンプレート１００によるインプリントを行う態様を示す。配線層８３０及び絶縁層８２２、８２４が積層して形成された半導体基板８１０を準備する。最上層の絶縁層８２４をテンプレート１００によりパターニングして貫通孔８２４ａ、８２４ｂを形成する（図１５（Ｂ）参照）。貫通孔８２４ａ、８２４ｂにダマシン法により、導電材を充填して導通ビア８３２ａ、８３２ｂを形成する（図１５（Ｃ）参照）。上記工程を経て半導体装置が作製される。

＜磁気記録媒体の製造方法＞
次に、図１６を参照して、テンプレート１００を用いて磁気記録媒体を作製する方法について説明する。テンプレート１００の代わりにレプリカテンプレートを用いてもよい。
なお、以下では磁気記録媒体の代表的な製造工程に適用した態様を説明するが、これに限定されるものではない。

本態様は、パターニングされたレジストを介して磁性層をパターニングし、パターニングされた該磁性層に磁性分離材料を配設する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法に関する。図１１は、本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する模式図である。磁性層９２０が形成されたディスク基板９１０を準備する（図１６（Ａ）参照）。磁性層９２０上にレジスト９５０を塗布し、レジストをテンプレート又はレプリカテンプレートによりパターニングしてレジストパターン（図示せず）を作成する。このレジストパターンをもとに磁性層９２０をエッチングし、凹部９２０ａ〜９２０ｄを形成する（図１６（Ｂ）参照）。凹部９２０ａ〜９２０ｄに磁性分離材料を充填して記録ビット９３０ａ〜９３０ｄを作製する（図１６（Ｃ）参照）。上記工程を経て磁気記録媒体が作製される。

１００…テンプレート、１１０…第１領域、１１１…第１のパターン、１２０…第２領域、１２１…第２のパターン、１３０…第３領域、１３１…第３のパターン、１５０…中間領域、２００…レプリカテンプレート、２０１…転写基材、７１０…半導体基板、７１２…ソース電極、７１４…ドレイン電極、７２０…絶縁層、７３０…導電層、７３２…ゲート電極、７５０…レジスト、８１０…半導体基板、８２２，８２４…絶縁層、８２４ａ，８２４ｂ…貫通孔、８３０…配線層，８３２ａ，８３２ｂ…導通ビア、９１０…ディスク基板、９２０…磁性層、９２０ａ，９２０ｂ，９２０ｃ，９２０ｄ…凹部、９３０ａ，９３０ｂ，９３０ｃ，９３０ｄ…記録ビット、９５０…レジスト

Claims (7)

1. 基材の一方の面に、第１のパターンを有する第１領域と、前記第１領域の周囲に所定の間隔を隔てて配置され、第２のパターンを有する第２領域とを備え、
   前記第２領域の周囲に第３のパターンを有する第３領域をさらに有し、
   前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、線状のパターンを有し、
   前記第１のパターンが伸びる第１の方向と、前記第２のパターンが伸びる第２の方向とが実質的に一致し、
   前記第２のパターンの平面視における前記第２の方向に直交する寸法ｄ２は、前記第１のパターンの平面視における前記第１の方向に直交する寸法ｄ１と、ｄ１＜ｄ２≦３ｄ１の関係であり、
   前記第１のパターンの高さと前記第２のパターンの高さとは実質的に同一であり、
   前記第３のパターンの平面視における寸法は、前記第２のパターンの平面視における寸法よりも大きい、ナノインプリント用テンプレート。
2. 前記第２のパターンは、ダミーパターンである、請求項１記載のナノインプリント用テンプレート。
3. 前記第３のパターンの平面視における寸法は、前記第１領域から離れるにつれて段階的に大きくなる、請求項１又は２記載のナノインプリント用テンプレート。
4. 転写基材側に点在して供給される被転写材料に接触させて用いられるナノインプリント用テンプレートであって、
   前記第１領域と前記第２領域との間の最小間隔は、被転写材料間の最小間隔よりも小さい、請求項１乃至３のいずれか１項記載のナノインプリント用テンプレート。
5. 前記基材の一方の面と被転写材料の液滴とを接触させたとき、
   前記第１領域における液滴の広がり挙動と、前記第２領域における液滴の広がり挙動とが実質的に同一である、請求項１乃至４のいずれか１項記載のナノインプリント用テンプレート。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載のナノインプリント用テンプレートを準備し、
   転写基材を準備し、
   前記転写基材の一方の面上に被転写材料を供給し、
   前記ナノインプリント用テンプレートと前記転写基材とを対向させて配置し、
   前記ナノインプリント用テンプレートと前記転写基材との間隔を縮めて前記ナノインプリント用テンプレートの一方の面と前記被転写材料を接触させ、前記被転写材料を前記ナノインプリント用テンプレートの一方の面と前記転写基材の一方の面との間に展開してなる、パターン形成方法。
7. 前記転写基材上に前記被転写材料よりなる複数の液滴を点在するように供給し、
   前記複数の液滴の最小間隔は、前記第１領域と前記第２領域との間の最小間隔よりも大きくする、請求項６記載のパターン形成方法。

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