JP6119102B2

JP6119102B2 - ナノインプリント方法

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Publication number: JP6119102B2
Application number: JP2012047271A
Authority: JP
Inventors: 公二市村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2017-04-26
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Description

本発明は、微細な転写パターンを、被転写基板上に形成された硬化性樹脂に転写するナノインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート、およびナノインプリント方法に関するものである。

近年、半導体リソグラフィにおいては、デバイスの微細化の要求に対して、露光波長の問題や製造コストの問題などからフォトリソグラフィ方式の限界が指摘されており、その対案として、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）が注目を集めている。

ナノインプリントリソグラフィは、表面に微細な凹凸形状の転写パターンを形成したテンプレート（モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる）を、半導体ウェハなどの被転写基板の上に形成された樹脂に密着させ、前記樹脂を硬化させた後に前記テンプレートを離型することで、前記被転写基板の上の樹脂に前記テンプレートの凹凸形状を転写させて加工する技術である（例えば、特許文献１）。
このナノインプリントリソグラフィは、一度テンプレートを作製すれば、微細な凹凸形状を繰り返して転写成型でき、この転写工程には高額な露光装置（ステッパー）を用いないため、経済的にも有利である。

また、例えば、電子線リソグラフィで作製したテンプレートをマスターテンプレートとして母型とし、このマスターテンプレートを用いたナノインプリントリソグラフィにより複製テンプレート（レプリカテンプレート）を作製することもできる。
そして、前記レプリカテンプレートは、一のマスターテンプレートから必要な数を複製することができ、例えば、この複数のレプリカテンプレートを複数の半導体製造ラインに用いてナノインプリントリソグラフィを行うことにより、さらに半導体の製造コストを低減することができる。

ただし、ナノインプリントリソグラフィにおいては、上述のようにテンプレートを被転写基板上の樹脂に密着させる際に、気泡の残留によりパターン欠陥を引き起こしてしまう恐れがある。
そこで、気泡を残留させないために、テンプレートの転写領域を、被転写基板側に向かって凸状に湾曲させた状態で、まず、テンプレートの転写領域の中央領域を被転写基板上の樹脂に接触させ、その後、徐々に外周部を接触させていく方法が提案されている（例えば、特許文献２）。

また、ナノインプリントリソグラフィにおいては、転写パターンの数が増すにつれ、テンプレートと樹脂との密着面積が増加するため、離型に際しては、両者間の摩擦力に対抗する力が必要になる。特に、半導体用の転写パターンは、そのサイズが小さく、パターン密度が高いことから、離型には大きな力が必要になる。
それゆえ、テンプレートと被転写基板を並行に保持した状態では、全ての摩擦が一度にかかるため、離型に必要な力が大きくなり過ぎて、実際には離型できないことが多い。
そこで、離型工程に際しても、テンプレートを湾曲させて、転写領域の外縁部から、順次、部分的に離型を行う手法が好適に採用されている。

なお、テンプレートではなく、被転写基板を湾曲させる手法も可能であるが、被転写基板を湾曲させる場合は、被転写基板上に形成された各層の損傷等の恐れがあることから、上記のようにテンプレートを湾曲させることが好ましい。

図１０は、従来のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。また、図１１は、図１０（ｂ）におけるＣ₂部の拡大説明図である。
図１０に示すナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０１０においては、転写領域１０１３を湾曲容易とするために、前記転写領域１０１３の下には凹状の段差構造１０１６が設けられている。
また、転写領域１０１３以外の領域（非転写領域１０１４）が被転写基板や樹脂と接触することを避けるため、転写領域１０１３は、凸状の段差構造１０１５の上面に設けられている。
そして、転写領域１０１３に設けられた転写パターンは、いずれも、転写領域１０１３を有する面に対して垂直に形成されている。

より具体的には、図１１に示すように、転写領域１０１３に設けられた凹状の転写パターン１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６のそれぞれの軸線１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６は、いずれも、転写領域１０１３を有する面の法線の方向（図１１におけるＺ方向）と同じ方向になっている。
なお、上記の「軸線」とは、本明細書において、凹状の転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線のことをいう。
例えば、転写パターン１０２０の「軸線１０３０」とは、図１１（ｂ）に示すように、底辺１０４０の中点１０５０と、開口１０６０の左端１０７０と右端１０８０を結ぶ線の中点１０９０と、を結ぶ線のことをいう。

特表２００４−５０４７１８号公報特表２００９−５３６５９１号公報

しかしながら、上述のように、全ての転写パターンが転写領域を有する面に対して垂直な形状を有する従来のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリントリソグラフィにおいては、離型のためにテンプレートを湾曲させると、その湾曲に応じて、前記凹状の転写パターンは、被転写基板に対して斜め方向に傾きを持つことになる。

より具体的には、例えば、図１２（ａ）に示すように、テンプレート１０１０を湾曲させることにより、転写パターン１０２４、１０２５、１０２６のそれぞれの軸線１０３４、１０３５、１０３６の方向は、いずれも被転写基板に対して垂直な方向（図１２のＺ方向）から傾きを有することになる。

そして、図１２（ｂ）に示すように、この状態でテンプレート１０１０を被転写基板に対して垂直な方向（１１１１ａ、１１１１ｂ）に離型すると、各転写パターンの形状に硬化した樹脂１１０２ｂは、転写パターンの軸線（例えば、１０３４、１０３５、１０３６）の方向と、離型方向（例えば、２０３４、２０３５、２０３６）が異なることから、余分な横方向の力を受けることになり、例えば、図１２（ｃ）に示すように、転写パターンの開口付近で引きちぎられてしまうおそれがある。

すなわち、従来のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリントリソグラフィにおいては、離型工程において、前記樹脂の崩壊や剪断、さらには、応力開放時の樹脂振動に起因する樹脂倒れ等が生じるおそれがあり、その部分が欠陥化する要因となっている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ナノインプリントリソグラフィの離型工程における樹脂の崩壊や剪断、樹脂倒れを抑制し、転写欠陥の発生を低減することができるナノインプリントリソグラフィ用テンプレート、およびナノインプリント方法を提供することを目的とする。

本発明者は、種々研究した結果、従来、テンプレートの転写領域を有する面に対して垂直方向に形成されていた凹状の転写パターンを、転写領域を有する面の法線に対して傾きを有するように形成することで、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。

また、本発明の請求項１に係る発明は、一の面に転写領域を有し、前記転写領域に凹状の転写パターンを有し、前記転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線の方向が、前記転写領域を有する面の法線の方向に対して傾きを有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリント方法であって、順に、被転写基板上の樹脂に前記テンプレートを密着する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程と、を有し、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程において、前記テンプレートが有する転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線の方向が、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する方向と同じになるように、前記テンプレートを湾曲させることを特徴とするナノインプリント方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、一の面に転写領域を有し、前記転写領域に凹状の転写パターンを複数個有し、前記転写パターンの少なくとも幾つかにおいて、それぞれの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の中点と、を結ぶ線の方向が、同一の方向に傾きを有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートであって、前記同一の方向が、前記転写領域の中心に向かう方向であり、前記一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の中点と、を結ぶ線の方向の、前記転写領域を有する面の法線の方向に対する傾斜角の大きさが同一である、複数個の前記凹状の転写パターンを、前記転写領域の中心に対して同心円状に有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリント方法であって、順に、被転写基板上の樹脂に前記テンプレートを密着する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程と、を有し、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程において、前記テンプレートを、前記転写領域の中心部を頂点に、前記被転写基板側に凸状の形態となるように湾曲させることにより、前記テンプレートが有する転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線の方向が、前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する方向と同じになるように、前記テンプレートを湾曲させて、前記テンプレートを前記硬化した樹脂から離型することを特徴とするナノインプリント方法である。

本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、凹状の転写パターンの長手方向（軸線の方向）が、テンプレートの転写領域を有する面の法線の方向に対して傾きを有しているため、離型に際し、テンプレートを湾曲させて、離型方向とテンプレートの凹状の転写パターンの長手方向（軸線の方向）を、同じ方向にすることができる。
それゆえ、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いれば、離型に際して、被転写基板上の硬化した樹脂に余分な横方向の力が加わることを抑制することができ、前記樹脂の崩壊や剪断、応力開放時の樹脂振動に起因する樹脂倒れ等が生じることを防止でき、前記樹脂の欠陥発生を低減することができる。
そして、上記の離型工程における欠陥発生を低減することができることから、ナノインプリントリソグラフィ工程の歩留まりを向上させることができ、結果、半導体デバイスの生産性を向上させることができ、半導体デバイスの製造コストも低く抑えることができる。

本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１（ｂ）におけるＣ₁部の拡大説明図である。本発明に係るナノインプリント方法の一例を示す概略工程図である。本発明に係る離型工程におけるテンプレートの転写パターンと硬化した樹脂との関係を説明する図である。本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法の一例を示す概略工程図である。本発明に係る転写パターンの形成方法の一例を示す説明図である。本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの他の例を示す説明図である。図７に示す本発明に係る転写パターンの形成方法の一例を示す説明図である。本発明に係るナノインプリント方法の他の例を示す概略工程図である。従来のナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図１０（ｂ）におけるＣ₂部の拡大説明図である。従来の離型工程におけるテンプレートの転写パターンと硬化した樹脂との関係を説明する図である。

以下、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート、およびナノインプリント方法について、図面を用いて説明する。

［ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート］
まず、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートについて説明する。
図１は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの一例を示す説明図であり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

図１に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０は、第１の主面１１と、前記第１の主面１１に相対する第２の主面１２と、を有し、前記第１の主面１１には、転写領域１３を上面に有する凸状の段差構造１５を有し、前記第２の主面１２には、平面視上、前記転写領域１３と重なり、かつ、前記転写領域１３よりも広い面積の凹状の段差構造１６を有している。

上述のように、ナノインプリントリソグラフィでは、テンプレートの転写パターンを被転写基板上の樹脂に接触させることで所望のパターンを転写する。
それゆえ、通常、テンプレートにおける転写パターンが形成された転写領域以外の領域（非転写領域）は、被転写基板や樹脂との接触を避ける目的で、転写領域よりもテンプレート内側へ掘り下げられた形態をしている。

例えば、図１に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０において、転写領域１３は、凸状の段差構造１５の上面に設けられており、第１の主面１１における非転写領域１４とは、Ｔ₁の段差で保持されている。
段差Ｔ₁の値は、上記のような目的に沿うものであれば特に制限されないが、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度の範囲である。

また、ナノインプリントリソグラフィでは、テンプレートの転写領域を被転写基板上の樹脂に密着させる際に、テンプレートの転写領域と被転写基板上の樹脂との間に存在する空気が気泡となって残留しないように留意する必要がある。転写欠陥の要因となるからである。
それゆえ、テンプレートの転写領域は、湾曲容易な構造を有していることが好ましい。
例えば、テンプレートを湾曲させて、転写領域の中央部から外周部へと徐々に被転写基板上の樹脂に接触するように操作することで、テンプレートの転写領域と被転写基板上の樹脂との間にある空気を外部へと押し出し、気泡となって残留しないようにすることができるからである。
また、上述のように、テンプレートを被転写基板上の樹脂から離型する際も、テンプレートには湾曲性が要求されている。

そこで、図１に示す形態の本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０においては、前記第２の主面１２に、平面視上、前記転写領域１３と重なり、かつ、前記転写領域１３よりも広い面積の凹状の段差構造１６が設けられている。
このような構成であれば、テンプレート１０全体の強度については、厚みのある外周部によって保持しつつ、厚みの薄い転写領域１３を容易に湾曲させることができる。

テンプレート１０の外周部の厚さ、すなわち、図１（ｂ）に示す第１の主面１１と第２の主面１２との間の寸法Ｔ₂の値、および、凹状の段差構造１６が設けられている部位の厚さ、すなわち、図１（ｂ）に示す第１の主面１１と凹状の段差構造１６が設けられている部位の底面１７との間の寸法Ｔ₃の値は、上記のような目的に沿うものであれば特に制限されないが、例えば、テンプレート１０が、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ（Ｔ₂）０．２５インチの合成石英基板からなり、凹状の段差構造１６の平面形状が直径６０ｍｍ〜７０ｍｍ程度の円形状である場合、厚みＴ₃の値は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲である。

なお、図１に示す例においては、凹状の段差構造１６の平面形状が円形状のものを示しているが、本発明における凹状の段差構造１６の平面形状は、上記に限定されず、楕円や多角形であってもよい。

また、図１に示す例においては、テンプレート１０の転写領域１３を湾曲容易とする好適な形態例として、凹状の段差構造１６を有する形態を示しているが、本発明においては、テンプレート１０の転写領域１３は湾曲可能であれば良く、例えば、前記第２の主面１２が平坦な形態、すなわち、図１に示す寸法Ｔ₂の値が、寸法Ｔ₃の値と同じ形態であっても良い。

［転写パターン］
次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの転写パターンについて説明する。

本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートは、一の面に転写領域を有しており、前記転写領域に凹状の転写パターンを有し、前記転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線の方向が、前記転写領域を有する面の法線の方向に対して傾きを有している。

図２は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおける転写パターンの一例を示す説明図であり、図１（ｂ）におけるＣ₁部の拡大図である。
上述のように、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０は、第１の主面１１に凸状の段差構造１５が設けられており、その上面に転写領域１３を有している。
そして、図２（ａ）に示すように、前記転写領域１３には、凹状の転写パターン２０、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが設けられており、例えば、転写パターン２３ｂの軸線３３ｂの方向は、転写領域１３を有する面の法線の方向に対して、傾斜角Ｋ３ｂの傾きを有している。
ここで、上記の「軸線」とは、本明細書において、凹状の転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線のことをいう。
例えば、転写パターン２３ｂの「軸線３３ｂ」とは、図２（ｂ）に示すように、底辺４３ｂの中点５３ｂと、開口６３ｂの左端７３ｂと右端８３ｂを結ぶ線の中点９３ｂと、を結ぶ線のことをいう。
また、上記の法線の方向は、図２（ａ）および（ｂ）に示すＺ方向に相当する。
なお、図２（ａ）に示す例において、転写パターン２０は、転写領域１３の中心に位置し、転写パターン２０の軸線３０の方向は、上記の法線の方向と同じである。

また、図２（ａ）に示す本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、前記複数個の転写パターンの少なくとも幾つかにおいて、それぞれの軸線の方向が、同一の方向に傾きを有している。
具体的には、例えば、転写パターン２１ａ、２２ａ、２３ａのそれぞれの軸線３１ａ、３２ａ、３３ａは、いずれも、図２（ａ）におけるＸ方向に傾きを有している。

さらに、図２（ａ）に示す本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、前記同一の方向が、前記転写領域の中心に向かう方向であって、軸線の方向の、前記転写領域を有する面の法線の方向に対する傾斜角の大きさが同一である、複数個の前記凹状の転写パターンを、前記転写領域の中心に対して同心円状に有している。

例えば、図２（ａ）に示す転写パターン２１ａ、２２ａ、２３ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂのそれぞれの軸線３１ａ、３２ａ、３３ａ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは、いずれも、転写領域１３の中心に位置する転写パターン２０に向かう方向、すなわち、転写領域１３の中心に向かう方向に傾きを有している。

そして、転写パターン２１ａの軸線３１ａが法線に対して有する傾斜角Ｋ１ａと、転写パターン２１ｂの軸線３１ｂが法線に対して有する傾斜角Ｋ１ｂとは、図面上左右対称であるが、その大きさは同一である。
同様に、転写パターン２２ａの軸線３２ａが法線に対して有する傾斜角Ｋ２ａと、転写パターン２２ｂの軸線３２ｂが法線に対して有する傾斜角Ｋ２ｂとは、その大きさが同一であり、転写パターン２３ａの軸線３３ａが法線に対して有する傾斜角Ｋ３ａと、転写パターン２３ｂの軸線３３ｂが法線に対して有する傾斜角Ｋ３ｂとは、その大きさが同一である。

さらに、例えば、転写パターン２１ａと転写パターン２１ｂは、転写領域１３の中心に位置する転写パターン２０の軸線３０に対して、図面上左右対称の位置、すなわち、転写領域１３の中心から同じ距離（Ｄ₁）だけ離れた位置に配設されている。
つまり、転写パターン２１ａと転写パターン２１ｂは、転写領域１３の中心から半径の大きさがＤ₁の円周上に配設されている。
同様に、転写パターン２２ａと転写パターン２２ｂは、転写領域１３の中心から半径の大きさがＤ₂の円周上に配設されており、転写パターン２３ａと転写パターン２３ｂは、転写領域１３の中心から半径の大きさがＤ₃の円周上に配設されている。

このような構成を有しているため、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートにおいては、離型に際してテンプレートを湾曲させた状態で、離型方向とテンプレートの凹状の転写パターンの長手方向（縦方向）を同じ方向にすることができる。
それゆえ、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いれば、離型に際して、被転写基板上の硬化した樹脂に余分な横方向の力が加わることを抑制することができ、前記樹脂の崩壊や剪断、応力開放時の樹脂振動に起因する樹脂倒れ等が生じることを防止でき、前記樹脂の欠陥発生を低減することができる。

［ナノインプリント方法］
次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリント方法について説明する。
図３は、本発明に係るナノインプリント方法の一例を示す概略工程図である。

まず、図３（ａ）に示すように、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０、および、被転写基板１０１を準備し、被転写基板１０１上にインクジェット方式等により、液滴状の樹脂１０２ａを必要量配設する。

上記の被転写基板１０１は、例えば、半導体デバイス製造に用いられるウェハ等である。また、上記の樹脂１０２ａは、紫外線や熱などで硬化する特性を有する樹脂である。ここでは、樹脂１０２ａに紫外線硬化性樹脂を用いた例について説明する。
また、上記樹脂１０２ａを液滴状に配設する理由は、転写パターンの密度分布に応じて配設量を制御すること、および、次の密着工程における気泡排出を容易にするためである。

続いて、図３（ａ）から（ｃ）に示すように、テンプレート１０を、被転写基板１０１上に形成した樹脂１０２ａに密着させていく。
この際、まず、テンプレート１０の転写領域１３を湾曲させて（図３（ａ））、転写領域１３の中心部から樹脂１０２ａに接触させていくことが好ましい（図３（ｂ））。上記の気泡排出を容易にするため、および、液滴状に配設された樹脂１０２ａを均一に広げて連続した薄膜状にするためである。

上記のようにテンプレート１０を湾曲させる方法には、例えば、テンプレート１０における転写領域１３が形成された面の反対側の面を気体の圧力１０３で押し広げる方法を用いることができる。
そして、転写領域１３の中心部が樹脂１０２ａに接触した後は、上記の転写領域裏面からの押圧を徐々に減らし、転写領域１３全域を樹脂１０２ａに密着させる（図３（ｃ））。

なお、詳細は省略するが、一般には、この密着工程において、テンプレート１０と被転写基板１０１との位置合わせも行われる。

次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、テンプレート１０の転写領域１３が形成された面の反対側から紫外線１０４を照射して、樹脂１０２ａを硬化させることにより、テンプレート１０の転写パターンを樹脂に転写する。

その後、図３（ｅ）から（ｆ）に示すように、例えば、テンプレート１０の肉厚部を保持して、被転写基板１０１に対して垂直上方向（図３におけるＺ方向）に引張力１０６を与えて、テンプレート１０を離型し、被転写基板１０１上にテンプレート１０の転写パターンが転写された樹脂１０２ｂを得る。

本発明においては、この離型に際して、テンプレート１０を、転写領域１３の中心部を頂点に、被転写基板１０１側に凸状の形態となるように湾曲させて、硬化した樹脂１０２ｂから離型させていく。
テンプレート１０を湾曲させる方法には、例えば、テンプレート１０における転写領域１３が形成された面の反対側の面を気体の圧力１０５で押し広げる方法を用いることができる。
そして、前記テンプレート１０の湾曲形状は、テンプレート１０の凹状の転写パターンの軸線の方向が、離型方向と同じ方向になるような湾曲形状とする。

本発明においては、上記のような離型工程を有するため、離型に際して、被転写基板１０１上の硬化した樹脂１０２ｂに余分な横方向の力が加わることを抑制することができ、前記樹脂１０２ｂの崩壊や剪断、応力開放時の樹脂振動に起因する樹脂倒れ等が生じることを防止でき、前記樹脂１０２ｂの欠陥発生を低減することができる。

上記の離型工程におけるテンプレート１０の転写パターンと硬化した樹脂１０２ｂとの関係について、図４を用いて、詳細説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、テンプレート１０の転写領域１３が、硬化した樹脂１０２ｂに密着した状態で、テンプレート１０の凹状の転写パターン２０、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂのそれぞれの軸線３０、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの方向が、離型方向（図４におけるＺ方向）と同じ方向になるように、テンプレート１０を湾曲させる。

続いて、図４（ｂ）に示すように、被転写基板１０１を固定した状態でテンプレート１０を離型方向１１１ａ（図４におけるＺ方向）に引き上げていくことにより、テンプレート１０の転写パターン２０、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ内の樹脂１０２ｂは、テンプレート１０の離型方向１１１ａと反対の方向１１１ｂに向かって、引き抜かれていくことになる。

ここで、前記転写パターン２０、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ内の樹脂１０２ｂが、引き抜かれていく各方向１２０ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂは、いずれも前記転写パターン２０、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの各軸線３０、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの方向と同じである。
それゆえ、本発明においては、離型に際し、転写パターン２０、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂから引き抜かれる樹脂１０２ｂに、余分な横方向の力が加わることを抑制することができる。
その結果、図４（ｃ）に示すように、離型後の樹脂１０２ｂには、崩壊や剪断、樹脂倒れ等が生じることはなく、従来のような離型工程の欠陥発生を低減することができる。

［ナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法］
次に、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法について説明する。

図５は、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートの製造方法の一例を示す概略工程図である。
本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０を得るには、まず、図５（ａ）に示すように、基板２０１を準備し、その一の主面にハードマスク層２０２を形成する。

本発明において、基板２０１は誘電体からなることが、好ましい。後述するドライエッチング加工方法を用いて、前記軸線の方向が、転写領域１３を有する面の法線の方向に対して傾きを有する凹状の転写パターンを、形成することができるからである。
また、紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、紫外線を透過する材料からなることも必要である。
具体的には、基板２０１の材料には、例えば、フォトマスクに用いられている合成石英を用いることができ、その大きさは、例えば、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ０．２５インチである。

ハードマスク層２０２については、前記基板２０１をドライエッチング加工する際のエッチングマスクとして機能するものであればよく、例えば、Ｃｒ（クロム）を含むスパッタ膜等を用いることができる。その厚みは、転写パターンのサイズや、上記材料のエッチング耐性等を考慮して適宜選択されるが、例えば、２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲である。

次に、図５（ｂ）に示すように、ハードマスク層２０２をドライエッチング加工して、転写領域１３に所望の開口パターンを有するハードマスクパターン２０２ａを形成する。
このハードマスクパターン２０２ａの有する開口パターンは、本発明に係る転写パターンの開口パターンに相当し、その形成方法には、従来のフォトマスクのマスクパターン形成方法と同様の方法を用いることができる。

例えば、ハードマスク層２０２の上に電子線レジストを塗布し、電子線描画により所望のレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに用いてハードマスク層２０２をドライエッチング加工し、その後、前記レジストパターンを剥離除去して、ハードマスクパターン２０２ａを形成する。

次に、図５（ｃ）に示すように、ハードマスクパターン２０２ａをマスクに用いて基板２０１をドライエッチング加工して、転写領域１３に、本発明に係る転写パターンを形成する。

ここで、本発明に係る転写パターンを形成するドライエッチング加工方法について、図６を用いて、より詳しく説明する。
図６は、本発明に係る転写パターンの形成方法の一例を示す説明図であり、ドライエッチング加工における装置構成と、本発明に係る転写パターンの軸線の方向の関係を説明するものである。

図６に示すように、本発明において、ハードマスクパターン２０２ａを形成した基板２０１は、ドライエッチング装置２１０内の冶具２１４の上に載置され、ドライエッチング加工される。
なお、ドライエッチング装置２１０は、従来の位相シフトフォトマスク加工に用いられるものと同様な構成を有する平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用いることができ、反応性ガスには、例えば、ＣＦ₄ガスを用いることができる。

ここで、前記冶具２１４は、石英等の誘電体からなり、平面視上、中央領域２１５が円形状にくりぬかれた形態を有している。なお、前記冶具２１４は、上記の形態の他に、前記中央領域２１５が、その外周部を構成する材料よりも誘電率の小さい材料で構成されている形態であってもよい。

前記冶具２１４が、上記のような構成を有するため、ドライエッチング装置２１０内において、冶具２１４の上に載置された誘電体からなる基板２０１の静電容量は、平面分布を有することになる。
すなわち、平面視上、前記冶具２１４の中央領域２１５に重なる領域の静電容量は、その外周部の静電容量よりも小さくなる。

それゆえ、ドライエッチングに際しては、図６に示すように、前記冶具２１４の中心における電気力線２１６ｃは、垂直方向に形成されるが、前記冶具２１４の外周部における電気力線２１６ａ、および２１６ｂは、転写領域の中心に向かう方向に傾きを有することになる。
そして、上記の各電気力線の方向に従って、反応性イオンエッチングが進行するため、前記軸線の方向が、転写領域を有する面の法線の方向に対して傾きを有する転写パターンを形成することができる。

前記転写パターンの傾斜角は、前記冶具２１４の形態や材料を適宜選択することや、ドライエッチングのバイアス電力を調整することにより、制御することができる。
また、本発明においては、レジストパターンよりも厚みの薄いハードマスクパターン２０２ａをマスクに用いて基板をドライエッチングするため、高さのあるレジストパターンによって斜め方向のエッチングが妨げられる現象（いわゆる、シャドーイング現象）による障害も回避できる。

上述のようにして、所望の傾きの転写パターンを有する基板２０１ａを得た後は、例えば、図５（ｄ）から（ｆ）に示すように、ハードマスクパターン２０２ａを除去し（図５（ｄ））、転写領域１３を覆うようにレジストパターン２０３ａを形成し（図５（ｅ））、レジストパターン２０３ａをマスクに基板２０１ａをエッチングして、転写領域１３を上面に有する凸状の段差構造１５を形成し、その後、前記レジストパターン２０３ａを除去する（図５（ｆ））。

なお、上記の例においては、ハードマスクパターン２０２ａを除去した後に、レジストパターン２０３ａを形成しているが、本発明においては、この工程に制限されず、ハードマスクパターン２０２ａの上にレジストパターン２０３ａを形成し、レジストパターン２０３ａから露出するハードマスクパターン２０２ａを除去した後に、マスクに基板２０１ａをエッチングして凸状の段差構造１５を形成し、その後、レジストパターン２０３ａおよび残留するハードマスクパターン２０２ａを除去する工程であっても良い。

前記レジストパターン２０３ａの材料については、例えば、市販のフォトレジストを用いることができる。また、前記エッチングの方法については、例えば、フッ化水素酸水溶液を用いたウェットエッチング方法を用いることができる。

最後に、図５（ｇ）に示すように、前記凸状の段差構造１５を形成した面とは反対側の面に、平面視上、転写領域１３と重なり、かつ、前記転写領域１３よりも広い面積の凹状の段差構造１６を形成して、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０を得る。
上記の凹状の段差構造１６の形成方法には、例えば、機械的研削方法を用いることができる。

なお、上記の製造方法においては、転写パターンの開口パターンに相当するレジストパターンを、電子線リソグラフィ技術を用いて形成する製造方法について説明したが、本発明においては、これに限定されず、例えば、前記レジストパターンを、ナノインプリントリソグラフィ技術を用いて形成しても良い。

例えば、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートは、上記の電子線リソグラフィで作製したテンプレートをマスターテンプレートとして母型とし、このマスターテンプレートを用いたナノインプリントリソグラフィにより作製した複製テンプレート（レプリカテンプレート）であってもよい。

本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを、上記のような、レプリカテンプレートとすることで、一のマスターテンプレートから必要な数のレプリカテンプレートを複製することができ、例えば、この複数のレプリカテンプレートを複数の半導体製造ラインに用いてナノインプリントリソグラフィを行うことにより、さらに半導体の製造コストを低減することができる。

また、例えば、図７に示すように、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート１０Ａの凹状の転写パターン３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６は、それぞれの軸線３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６の方向がいずれも、矩形状の転写領域を構成する四辺のうちの一の辺に向かう方向に傾きを有している形態であっても良い。

上記のような転写パターンは、例えば、図８に示すように、一の方向に傾斜角を有する冶具２１４Ａ等を用いてテンプレートを構成する基板２０１を所望の傾斜角に傾けてドライエッチング加工を施す方法によって形成することができる。
そして、上記のようなテンプレート１０Ａを用いてナノインプリントする場合には、例えば、図９（ｅ）から（ｆ）に示すように、その離型工程において、まず、各転写パターンの各軸線方向と離型方向が同じになるように、引張力１０７を与えて前記テンプレート１０Ａを傾け（図９（ｅ））、その後、被転写基板１０１に対して垂直上方向（図９におけるＺ方向）に引張力１０６を与えて、テンプレート１０Ａを被転写基板１０１上の硬化した樹脂１０２ｂから離型する。

以上、本発明に係るナノインプリントリソグラフィ用テンプレート、およびナノインプリント方法についてそれぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。

１０、１０Ａ・・・ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート
１１・・・第１の主面
１２・・・第２の主面
１３、１３Ａ・・・転写領域
１４・・・非転写領域
１５・・・凸状の段差構造
１６・・・凹状の段差構造
１７・・・底面
２０・・・転写パターン
２１ａ、２１ｂ・・・転写パターン
２２ａ、２２ｂ・・・転写パターン
２３ａ、２３ｂ・・・転写パターン
３０・・・軸線
３１ａ、３１ｂ・・・軸線
３２ａ、３２ｂ・・・軸線
３３ａ、３３ｂ・・・軸線
４３ｂ・・・底辺
５３ｂ・・・中点
６３ｂ・・・開口
７３ｂ・・・左端
８３ｂ・・・右端
９３ｂ・・・中点
１０１・・・被転写基板
１０２ａ、１０２ｂ・・・樹脂
１０３、１０５・・・圧力
１０４・・・紫外線
１０６、１０７・・・引張力
１１１ａ、１１１ｂ・・・方向
１２０ａ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ・・・方向
２０１、２０１ａ、２０１ｂ・・・基板
２０２・・・ハードマスク層
２０２ａ、２０２ｂ・・・ハードマスクパターン
２０３ａ・・・レジストパターン
２１０・・・ドライエッチング装置
２１１・・・上部電極
２１２・・・下部電極
２１３・・・ＲＦ電源
２１４、２１４Ａ・・・冶具
２１５・・・中央領域
２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ・・・電気力線
３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６・・・転写パターン
３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６・・・軸線
４２０・・・底辺
５２０・・・中点
６２０・・・開口
７２０・・・左端
８２０・・・右端
９２０・・・中点
１０１０・・・ナノインプリントリソグラフィ用テンプレート
１０１１・・・第１の主面
１０１２・・・第２の主面
１０１３・・・転写領域
１０１４・・・非転写領域
１０１５・・・凸状の段差構造
１０１６・・・凹状の段差構造
１０１７・・・底面
１０２０、１０２１、１０２２、１０２３・・・転写パターン
１０２４、１０２５、１０２６・・・転写パターン
１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６・・・軸線
１０４０・・・底辺
１０５０・・・中点
１０６０・・・開口
１０７０・・・左端
１０８０・・・右端
１０９０・・・中点
１１０２ｂ・・・樹脂
１１１１ａ、１１１１ｂ・・・方向
２０３３、２０３４、２０３５、２０３６・・・方向

Claims

一の面に転写領域を有し、前記転写領域に凹状の転写パターンを有し、前記転写パターンの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、を結ぶ線の方向が、前記転写領域を有する面の法線の方向に対して傾きを有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリント方法であって、順に、
被転写基板上の樹脂に前記テンプレートを密着する工程と、
前記樹脂を硬化する工程と、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程と、
を有し、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程において、
前記テンプレートが有する転写パターンの一の断面の底辺の中点と、
前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、
を結ぶ線の方向が、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する方向と同じになるように、
前記テンプレートを湾曲させることを特徴とするナノインプリント方法。
一の面に転写領域を有し、前記転写領域に凹状の転写パターンを複数個有し、前記転写パターンの少なくとも幾つかにおいて、それぞれの一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の中点と、を結ぶ線の方向が、同一の方向に傾きを有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートであって、前記同一の方向が、前記転写領域の中心に向かう方向であり、前記一の断面の底辺の中点と、前記一の断面の開口の中点と、を結ぶ線の方向の、前記転写領域を有する面の法線の方向に対する傾斜角の大きさが同一である、複数個の前記凹状の転写パターンを、前記転写領域の中心に対して同心円状に有しているナノインプリントリソグラフィ用テンプレートを用いたナノインプリント方法であって、順に、
被転写基板上の樹脂に前記テンプレートを密着する工程と、
前記樹脂を硬化する工程と、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程と、
を有し、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する工程において、
前記テンプレートを、前記転写領域の中心部を頂点に、前記被転写基板側に凸状の形態となるように湾曲させることにより、
前記テンプレートが有する転写パターンの一の断面の底辺の中点と、
前記一の断面の開口の両端を結ぶ線の中点と、
を結ぶ線の方向が、
前記硬化した樹脂から前記テンプレートを離型する方向と同じになるように、
前記テンプレートを湾曲させて、
前記テンプレートを前記硬化した樹脂から離型することを特徴とするナノインプリント方法。