JP6311769B2 - ナノインプリント用テンプレート - Google Patents

Description

本発明は、ナノインプリント用テンプレート及びこれを用いた構造体の製造方法に関する。

微細加工技術としてナノインプリント技術に注目が集まっている。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であるナノインプリント用テンプレート（以下、単にテンプレートと呼ぶことがある）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。

特許文献１には、ナノインプリントプロセスの生産歩留りや生産効率を向上させるために、基板の中央部に窪み部が形成され、中央部が周縁部に対して薄化された、厚さが変化するナノインプリント用テンプレートが提案されている。このテンプレートでは、中央部を湾曲させることでパターン領域の中心から被転写材料に接触させ、周縁部に向かって気体を追い出しながらテンプレートのパターン領域と被転写材料を接触させることができる。そして、パターン領域と被転写材料とを接触させた後に被転写材料を硬化して、テンプレートを被転写材料から離型することで被転写材料をパターニングする。通常、このテンプレートは離型の際にも中央部が湾曲する。そしてパターン領域は、テンプレートの最も湾曲する位置を含むように配置される。

特表２００９−５３６５９１号公報

上記の従来のテンプレートを用いた問題点について、図１８を参照して説明する。図１８は、硬化した被転写材料から従来のテンプレートを引離す離型工程を示している。一般に、離型の開始位置や終了位置にはテンプレート及び／又は被転写材料に引張り応力が集中する傾向がある。そのため、応力集中箇所に位置するテンプレート及び／又は被転写材料には、破損又は変形が発生する可能性が高まる。従来のテンプレート１０００を、転写基材２０００上に形成された構造体２１００から離型しようとすると、窪み部により薄化された領域が撓む。そしてテンプレート１０００の周縁部から徐々に離型が進行し、離型の終了位置はテンプレート１０００の最も撓む位置Ｇとなる。しかし、テンプレート１０００では、最も撓む位置Ｇ´がパターン領域内に存在するため、本来欠陥が発生してほしくないパターン領域内に欠陥が生じる虞があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、転写すべきパターン領域内に欠陥が発生することを抑制できるナノインプリント用テンプレート及びこれを用いた構造体の製造方法を提供することを主目的とする。

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、基材と、前記基材の第１の側に位置する転写すべき凹凸パターンと、前記凹凸パターンに隣接して配置されたアライメントマークと、前記基材の前記第１の側に対向する第２の側に位置する窪み部とを備えたナノインプリント用テンプレートであって、前記窪み部により規定される第１の領域と、前記第１の領域の周囲に存在し、前記第１の領域のいずれの領域よりも前記基材の厚さが大きい第２の領域と、前記第１の領域の一部であって、前記凹凸パターンを包含するパターン領域と、前記第１の領域の一部であり、かつ前記パターン領域の外に配置され、前記アライメントマークを包含するアライメントマーク領域とを有し、前記第１の領域の最も撓む部位である最大撓み部が、前記パターン領域外にあり、前記アライメントマーク領域は、前記最大撓み部に重畳するか、又は前記最大撓み部の近傍に存在し、前記第１の領域は前記基材の厚さが異なる部分を有することを特徴とする。

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、基材と、前記基材の第１の側に位置する転写すべき凹凸パターンと、前記基材の前記第１の側に対向する第２の側に位置する窪み部とを備えたナノインプリント用テンプレートであって、前記窪み部により規定される第１の領域と、前記第１の領域の周囲に存在し、前記第１の領域のいずれの領域よりも前記基材の厚さが大きい第２の領域と、前記第１の領域の一部であって、前記凹凸パターンを包含するパターン領域と、を有し、前記第１の領域の最も撓む部位である最大撓み部が、前記パターン領域外にあり、前記第１の領域は前記基材の厚さが異なる部分を有し、前記第１の領域は、第１の固定端から、前記第１の固定端に対向する第２の固定端に向かって前記基材の厚さが漸次大きくなることを特徴とする。

他の態様として、前記パターン領域は、前記第１の固定端寄りに配置されていてもよい。

他の態様として、前記第１の領域は、少なくとも一辺が直線により構成された形状を有し、かつ、前記第１の領域の撓みやすさが、直線により構成された一辺から離れるに従って一部領域又は全領域において小さくなるような形状を有していてもよい。このような前記第１の領域としては、三角形、台形の何れかから選択される幾何学形状とすることができる。さらに、前記パターン領域は、前記第１の領域の直線により構成された一辺に直交する方向に延びる線状の凹凸パターンを有していてもよい。

本発明の一実施形態に係る構造体の製造方法は、上記のナノインプリント用テンプレートを準備する工程と、転写基材を準備する工程と、前記転写基材に被転写材料を供給する工程と、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する工程と、前記ナノインプリント用テンプレートの前記第１の領域を前記第１の側へ凸状となるように湾曲させる工程と、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と前記被転写材料とを接触させる工程と、前記ナノインプリント用テンプレートと前記被転写材料とを接触した後、前記ナノインプリント用テンプレートの前記第１の領域を平坦化させる工程と、前記被転写材料を硬化させる工程と、前記第１の領域を前記第１の側へ凸状となるように湾曲させながら、前記第１の領域の、直線により構成された一辺に直交する方向に向かって前記被転写材料から前記ナノインプリント用テンプレートを引離す工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、転写すべきパターン領域内に欠陥が発生することを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。 離型により生じるテンプレートと被転写材料との接触境界線の伝播の様子を説明する模式図である。 剥離方向と凹凸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テンプレートを用いた構造体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テンプレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図である。 アライメントマークの一例を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係るテンプレートを用いた構造体の製造方法を説明する模式図である。 テンプレート側のアライメントマークと転写基材側のアライメントマークの位置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テンプレートを用いた構造体の製造方法を説明するフローチャート図である。 従来技術の問題点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。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るナノインプリント用テンプレートについて、図１〜図１０を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。図１に示すように、テンプレート１００は、第１の領域１１０と、第１の領域１１０の周囲に存在する第２の領域１２０と、第１の領域１１０に包含され、その一部であるパターン領域１３０とを有する。第１の領域１１０は、任意の形状を有し、第２の領域１２０よりも基材が薄肉状に形成された可撓性領域である。一方、第２の領域１２０は、第１の領域１１０よりも基材が厚肉状に形成された固定領域である。第１の領域１１０の最も撓む部位を最大撓み部Ｇとして示している。最大撓み部Ｇは、パターン領域１３０の外に位置する。パターン領域は図示のように第１の領域内に１つのみ存在してもよいし、これに限らず複数存在していてもよい。テンプレート１００の外形を矩形として示したが、これに限らず円形などの任意の形状であってもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る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２（Ａ）は、テンプレートの一例である。テンプレート１００は、基材１０１と、基材１０１の第１の側１ａに位置する所望の凹凸パターン１３１と、基材１０１の第１の側１ａに対向する第２の側１ｂに位置する窪み部１１１とを備える。窪み部１１１により、第１の領域１１０の基材の厚さが第２の領域１２０に比べて小さいものとなる。第１の領域１１０は、窪み部１１１の底面部の平面視形状により規定され、その基材の厚さは略一定である。なお、基材の厚さが略一定であるとは、１００×（最大厚さ−最小厚さ）／（最大厚さ）が１０（％）以内であることをいう。そして、パターン領域１３０は、第１の領域１１０の一部の領域であって、凹凸パターン１３１を包含する領域である。凹凸パターン１３１としては、メインパターンのみで構成されたり、メインパターンとダミーパターンの混合により構成されたりする場合があるが、対象物にその形状を等倍に転写することを目的とする転写すべきパターンである。対象物にその形状を等倍に転写されようが転写されまいが関係のない補助的なパターンは凹凸パターン１３１には含まないものとする。つまり、最大撓み部Ｇ又はその近傍には補助的なパターンなどが存在してもよいことを意味する。補助的なパターンとしては、例えば、転写時の位置合わせ用アライメントマーク、余剰の被転写材料を収容するパターン、被転写材料の伝播を遅くする迷路状のパターンなどを挙げることができる。

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。このような基材に対して、第２の側から研磨、研削、エッチング等の加工を行うことで窪み部１１１を形成することができる。第１の領域１１０の基材の厚さは、後述するように第２の側より流体等で加圧して第１の領域を第１の側へ凸状となるように湾曲することができれば特に制限はなく、例えば、３００μｍ〜２ｍｍの範囲で適宜設定することができる。第２の領域１２０の基材の厚さは、第１の領域１１０の基材の厚さよりも大きければ特に制限はなく、例えば、５００μｍ〜１０ｍｍの範囲で適宜設定することができる。

図２（Ｂ）は、テンプレートの一例であり、図２（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の第１の側１ａ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。凹凸パターン１３１は、凸構造部１０１ｂ上に位置する。図２（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。また、凸構造部１ｂを第１の領域１１０と略重なるように図示したが、凸構造部１ｂが第１の領域１１０よりも小さくてもよいし、大きくてもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図であり、図２に比べて基材１０１の形態が異なる。窪み部１１１の開口が第２の側１ｂに向かうにつれて広がっている。この場合、第１の領域１１０は、窪み部１１１の底面部の平面視形状によって規定される領域である。

ここで、最大撓み部Ｇは、平面度測定装置FlatMaster-Mask300 (Corning Tropel社製）を用いて平面度を測定することにより特定される部位である。第１の領域１１０の形態によっては、最大撓み部Ｇは、点状、線状、又は面状になりうる。なお、第１の領域１１０の基材の厚さが略一定である場合には、第１の領域１１０の外郭線により規定される図形の重心を計算により求め、その重心を最大撓み部Ｇと定義してもよい。なお、パターン領域１３０に含まれ最大撓み部Ｇと最も近接する凹凸パターンと、最大撓み部Ｇとの間隔は５ｍｍ以上であることが好ましい。本発明のおける最大撓み部Ｇは、計測して特定した部位、あるいは計算により特定した部位の何れか一方に相当する部位である。

図４は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図である。第１の領域の基材の厚さは、上記のように基材１０１の面内において略一定であることに限らず、基材の厚さが異なる部分を有していてもよい。第１の領域の基材の厚さを変化させることで、第１の領域の形状という要素とは独立して最大撓み部Ｇの位置を制御することができる。これにより、基材１０１におけるパターン領域１３０の配置の自由度を向上させることができる。

第１の領域と第２の領域が接続する部分は、第２の領域に対して相対的に変位する第１の領域が接続されてなる固定端とみなせる。そうすると、図４（Ａ）に示すように、第１の領域は、第１の固定端１１２ａから、第１の固定端１１２ａに対向する第２の固定端１１２ｂに向かって基材の基部１０１ａの厚さが漸次大きくなる。この場合、最大撓み部Ｇは、厚さが小さく可撓性が高い第１の固定端１１２ａ寄りに位置する。パターン領域１３０を最大撓み部Ｇを除外するように配置すれば、パターン領域の配置に制限はない。パターン領域の配置位置を選択できる場合には、パターン領域を第１の固定端１１２ａ側、又は、第２の固定端１１２ｂ側に寄せて配置することができる。この場合、好ましくは、パターン領域１３０を第１の固定端１１２ａ側とすることで、パターン領域が変形しやすくなり、凹凸パターン内への被転写材料の充填や凹凸パターンからの硬化した被転写材料の引き抜きを容易に行うことができる。図示に限らず、第１の領域の基材の基部１０１ａの厚さは、階段状に変化してもよい。

図４（Ｂ）に示すように、第１の領域は、第１の固定端１１２ａ及び第２の固定端１１２ｂから中央に向かって基材の基部１０１ａの厚さが漸次小さくなっている。換言すると、窪み部１１１は、いわゆるすり鉢状になっている。第１の領域の基材の基部１０１ａの最も厚さが小さくなる位置を変化させることで、最大撓み部Ｇの位置を制御することができる。図示に限らず、第１の領域の基材の基部１０１ａの厚さは、階段状に変化してもよい。

図４（Ｃ）に示すように、第１の領域は、第１の固定端１１２ａ及び第２の固定端１１２ｂから中央に向かって基材の基部１０１ａの厚さが漸次大きくなっている。換言すると、窪み部１１１は、いわゆるコマ（独楽）状になっている。第１の領域の基材の基部１０１ａの厚さが最も大きくなる位置を変化させることで、最大撓み部Ｇの位置を制御することができる。第１の領域の基材の基部１０１ａの厚さは、階段状に変化してもよい。図示に限らず、第１の領域の基材の基部１０１ａの厚さは、階段状に変化してもよい。

図５〜図８は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。第１の領域１１０は任意の形状を採ることができるが、図５〜図８に示すように、円、楕円、矩形、台形、菱形、三角形の群から選択される幾何学形状であってもよい。第１の領域の形状を変化させることで、第１の領域の基材の厚さとは独立して最大撓み部Ｇの位置を制御することができる。これにより、基材１０１におけるパターン領域１３０の配置の自由度を向上させることができる。なお、以下では第１の領域の基材の厚さが略一定であることを前提として説明をするが、これに限らず基材の厚さが変化するものであってもよい。

図５は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図であり、第１の領域１１０が円形である。第１の領域１１０が円形である場合には、最大撓み部Ｇは円の中心に相当する。最大撓み部Ｇは、パターン領域１３０の外に存在する。パターン領域１３０は第１の領域内に島状に配置してもよいし（図５（Ａ）参照）、最大撓み部Ｇを除くように環状に配置してもよい（図５（Ｂ）参照）。図６は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図であり、第１の領域１１０が楕円形である。第１の領域１１０が楕円形である場合には、最大撓み部Ｇは楕円の中心に相当する。最大撓み部Ｇは、パターン領域１３０の外に存在する。

外周から均一に離型を開始する場合、第１の領域１１０が円形又は楕円形であると、テンプレートと被転写材料との接触境界線が、最大撓み位置Ｇを中心とする同心の円状又は楕円状に生じ、最大撓み位置Ｇに向かって離型が進行する。離型により生じるテンプレートと被転写材料との接触境界線が角部を含まない同心の円状又は楕円状に伝播していくため、パターン領域に円形や矩形などのドット状の凹凸パターンが存在する場合に、当該凹凸パターンに急峻な応力が発生することを抑制することができる。

図７は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図であり、第１の領域１１０が矩形である。第１の領域１１０が矩形である場合には、最大撓み部Ｇは矩形の対角線の交点（重心）に相当する。最大撓み部Ｇは、パターン領域１３０の外に存在する。

図８は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。図８（Ａ）は、第１の領域１１０が台形状である。最大撓み部Ｇは台形の重心に相当する。図８（Ｂ）は、第１の領域１１０が三角形状である。最大撓み部Ｇは三角形の重心に相当する。図８（Ｃ）は、第１の領域１１０が菱形状である。最大撓み部Ｇは菱形の重心に相当する。上記の例において、最大撓み部Ｇは、パターン領域１３０の外に存在する。

長辺が第１の固定端側１１２ａにある台形、第１の領域１１０の一の頂角が第２の固定端１１２ｂ側を向く三角形、又は対となる頂角が第１の固定端１１２ａ及び第２の固定端側１１２ｂ側に位置する菱形は、第１の固定端１１２ａ側から離型を開始すると第１の領域の撓みやすさが徐々に変化する図形であるといえる。このような図形によれば、第１の領域の撓みやすさが徐々に変化するので、急峻な応力が発生するのを抑制することができる。

なかでも第１の領域は、一辺から離型を開始したときにテンプレートと被転写材料との接触境界線が直線状となるように少なくとも一辺が直線により構成された形状を有し、かつ、第１の領域の撓みやすさが、直線により構成された一辺から離れるに従って一部領域又は全領域において小さくなるような形状を有するように構成することが特に好ましい。例えば、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す態様は、前記の場合に特に好ましい例である。

図９では、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す態様において、離型により生じるテンプレートと被転写材料との接触境界線の伝播の様子を模式的に示している。図の点線は、ある時間ごとの接触境界線の位置を等高線様に表している。接触境界線に直交する方向は、剥離方向と平行であるとみなせる。ある一辺（第１の固定端側）から当該辺に直交するように対辺又は対向する頂点（第２の固定端）に向かって一方向に離型を行うと、離型が始まる辺に略平行に接触境界線が生じ、その後、接触境界線は最大撓み部Ｇに向かって進行していく。パターン領域の外郭線が接触境界線と略平行である場合、接触境界線とパターン領域との接触が点接触ではなく線接触となることから、剥し始めとなる凹凸パターンに大きな引張り応力が生じることが抑制され、安定的に離型を行うことができる。

図１０では、剥離方向に対する凹凸パターンの好ましい配置を模式的に示している。パターン領域１３０の凹凸パターンが線状のパターンを含む場合、線状のパターンが延びる方向と剥離方向を略一致することが好ましい。剥離方向と線状のパターンが延びる方向を略一致させることで、線状のパターンと被転写材料とがスムーズに引き離されることで、離型時に生じる欠陥を低減できる。なお、線状のパターンが延びる方向と剥離方向を略一致するとは、両者の方向のなす角度が５°以内であることをいう。
（第２の実施形態）
テンプレート１００を用いた、本発明の第２の実施形態に係る構造体の製造方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の一実施形態に係るテンプレートを用いた構造体の製造方法を説明する模式図である。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は、例えば、窪み部が形成された石英からなる基材を準備し、基材の第１の側にウェットエッチングなどで凸構造部を形成してメサ構造を作製し、この凸構造部上にレジストを形成し、このレジストを電子線や光によるリソグラフィ、又はマスターテンプレートによるリソグラフィ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作製できる。
（1-b）基材準備工程
転写基材５００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５００は予め構造体が形成されていてもよい。転写基材の厚さは凹凸パターンの形状、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５００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。ステップアンドリピート方式でテンプレートの凹凸パターンを転写基材に転写する場合には、通常、転写基材５００はテンプレート１００よりも大きいものとなる。
２．転写工程
（2-a）被転写材料供給工程（図１１（Ａ）参照）
転写基材５００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５００上に被転写材料Ｍの１以上の液滴を形成する。
（2-b）テンプレート接触工程（図１１（Ｂ）参照）
テンプレート１００と転写基材５００を対向させ、テンプレート１００の第２の側から窪み部へ流体を導入して第１の領域を第１の側へ凸状となるように湾曲させる。第１の領域が湾曲したテンプレート１００と被転写材料Ｍとを接触させる。
（2-c）被転写材料成形工程（図１１（Ｃ）参照）
窪み部へ流体を導入することを停止し、第１の領域の湾曲状態を解いて平坦化させる。被転写材料が流動性を有する状態で、必要に応じてテンプレート１００と転写基材５００との位置合せを行なう。また、必要に応じてテンプレートの側面からアクチュエーターなどで応力を加えて倍率補正などを行う。そして、転写基材５００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１１（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５００上に構造体５１０を形成することができる。第１の領域は薄肉状に形成され可撓性を有するので、テンプレート１００を引き上げると外周部分から離型が進行し、最後に最大撓み部Ｇが構造体５１０から離れる。テンプレート１００を用いると、最大撓み部Ｇがパターン領域外にあるため、転写すべきパターン領域内に生じる欠陥の発生を抑制することができる。構造体５１０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。

なお、離型は、第１の領域の形状や第１の領域の基材の厚さ分布といった条件に応じて、第１の固定端側から第２の固定端側に向けて一方向に行ってもよい。例えば、テンプレートや転写基材のチャックに付属された複数のアクチュエーターを制御して一方向に離型が進行するようにすることができる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るナノインプリント用テンプレートについて、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの平面図である。図１２に示すように、テンプレート２００は、第１の領域１１０と、第１の領域１１０の周囲に存在する第２の領域１２０と、第１の領域の一部であるパターン領域１３０と、パターン領域１３０の外に配置されたアライメントマーク領域１４０とを有する。パターン領域１３０は、最大撓み部Ｇとアライメントマーク領域１４０を除くように島状に配置してもよいし、環状に配置してもよい。アライメントマーク領域１４０は、最大撓み部Ｇに重畳するか、又はその近傍に存在する。なお、アライメントマーク領域１４０が最大撓み部Ｇの近傍に存在するとは、最大撓み部Ｇと最も近接するアライメントマークと、最大撓み部Ｇとの間隔が１ｍｍ以内であることをいう。

図１３は、本発明の一実施形態に係るテンプレートの断面図であり、図１２のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図１３に示すようにテンプレート２００は、基材１０１と、基材１０１の第１の側１ａに位置する所望の凹凸パターン１３１と、凹凸パターン１３１に隣接して配置されたアライメントマーク１４１と、基材１０１の第１の側１ａに対向する第２の側１ｂに位置する窪み部１１１とを備える。

アライメントマーク１４１としては、例えば、環状、矩形状、十字状などの図形形状の構造体を１個以上有するものや、回折格子等の周期構造のもの等を挙げることができる。アライメントマーク１４１は、例えば、寸法や深さなどを凹凸パターン１３１よりも大きくなるように設定し、凹凸パターン１３１よりも被転写材料の充填速度を遅らせるように構成してもよい。これにより、凹凸パターン１３１に被転写材料が充填されても、アライメントマーク１４１には被転写材料が完全に充填されないためにマークを視認可能となる。また、アライメントマーク１４１の表面は、凹凸パターン１３１の表面と高さ位置が揃って形成されているので、アライメント精度を向上させることができる。

アライメントマークは、テンプレートの周縁部分に配置されるのが一般的であるが、本発明の一実施形態に係るテンプレートではアライメントマークを最大撓み部Ｇ及びその近傍に配置する。テンプレート２００の第１の領域１００が湾曲したとき、最大撓み部Ｇ及びその近傍は第１の側への変位量は大きいが、面方向への変位量は他の部位に比べて小さく、位置ずれが生じにくい部位といえる。この性質を利用すれば、位置ずれ量が小さい部位における位置ずれ量が所定の許容値以上となれば、他の部位では相当量の位置ずれ量が発生しているものと推測できる。このようにテンプレート側のアライメントマークと転写基材側のアライメントマークを利用することで、離型時における製造管理を行うことができる。詳細は後述する。
（第４の実施形態）
テンプレート２００を用いた、本発明の第４の実施形態に係る構造体の製造方法について、図１４〜図１７を参照して説明する。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
Ｓ１１において、光透過性のテンプレート２００を準備する。テンプレート２００は、例えば、窪み部が形成された石英からなる基材を準備し、基材の第１の側にウェットエッチングなどで凸構造部を形成してメサ構造を作製し、この凸構造部上にレジストを形成し、このレジストを電子線や光によるリソグラフィ、又はマスターテンプレートによるリソグラフィ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作製できる。テンプレート２００側のアライメントマーク１４１は、凹凸パターンと同じ工程又は別の工程でエッチングにより作製できる。図１４（Ａ）に示すように、テンプレート２００側のアライメントマーク１４１は、例えば、環状のパターンである。
（1-b）基材準備工程
また、Ｓ１１において、転写基材５００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５００側のアライメントマーク５４１は、転写基材をエッチングすることにより作製できる。図１４（Ｂ）に示すように、転写基材５００側のアライメントマーク５４１は、例えば、アライメントマーク１４１内に収まる矩形状のパターンである。また、転写基材５００の外形は、テンプレート２００と同じであってもよいし、異なっていてもよい。ステップアンドリピート方式でテンプレートの凹凸パターンを転写基材に転写する場合には、通常、転写基材５００はテンプレート２００よりも大きいものとなる。
２．転写工程
（2-a）被転写材料供給工程
Ｓ１２において、転写基材５００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５００上に被転写材料Ｍの１以上の液滴を形成する。
（2-b）テンプレート接触工程（図１５（Ａ）参照）
Ｓ１３において、テンプレート２００と転写基材５００を対向させ、テンプレート２００の第２の側から窪み部へ流体を導入して第１の領域を第１の側へ凸状となるように湾曲させる。第１の領域が湾曲したテンプレート２００と被転写材料Ｍとを接触させる。
（2-c）位置合わせ工程（図１５（Ｂ）参照）
窪み部へ流体を導入することを停止し、第１の領域の湾曲状態を解いて平坦化し、テンプレート２００と転写基材５００との位置合せを行なう。Ｓ１４において、テンプレート側のアライメントマーク１４１と、転写基材側のアライメントマーク５４１とをカメラ等の撮像部６００で撮像し、両パターンの位置関係に関する情報を取得する。

Ｓ１５において、アライメントマーク１４１とアライメントマーク５４１との位置ずれ量を測定する。図１６（Ａ）に示すように、アライメントマーク５４１がアライメントマーク１４１に収まり、かつ両パターンの中心が略一致するとき、テンプレート２００と転写基材５００との位置合せが良好に行われたと判断できる。一方、図１６（Ｂ）に示すように、アライメントマーク１４１の中心Ｃ１とアライメントマーク５４１の中心Ｃ２とが位置ずれを起こしていることを確認したとき、テンプレート２００と転写基材５００との位置合せが良好に行われていないと判断できる。この場合、テンプレート２００を転写基材５００に対して面方向に相対的に移動させて、図１６（Ａ）に示す状態となるように調整する。
（2-c）被転写材料成形工程（図１５（Ｃ）参照）
Ｓ１６において、位置合わせが完了した後、転写基材５００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。

紫外線照射後に、撮像部６００を再度アライメントマーク１４１、２４１が視認できる位置に配置し、両パターンの位置関係に関する情報を取得してもよい。被転写材料の硬化後において、硬化前のアライメント状態が維持されていれば、硬化後においても図１６（Ａ）に示した関係を満たすことになる。しかし、被転写材料の硬化後において、硬化前のアライメント状態が維持されていなければ、図１６（Ｂ）に示すような関係をとることがある。アライメントマーク１４１の中心Ｃ１とアライメントマーク５４１の中心Ｃ２との位置ずれ量が所定の許容値よりも大きい場合には、この時点で構造体５１０を不良品として判別してもよい。
（2-d）離型工程（図１５（Ｄ）参照）
被転写材料Ｍを硬化させた後、Ｓ１７において、撮像部６００でアライメントマーク１４１、２４１を視認しながら、テンプレート２００を被転写材料Ｍから引離す離型を行う。離型の際、意図せずテンプレートと転写基材の一方又は両方に捻れや摺りが生じてしまうと、構造体５１０が変形したり、場合によっては破損することがある。アライメントマーク１４１、２４１は、最大撓み部Ｇに重畳するか、その近傍に配置されている。最大撓み部Ｇにおける第１の領域の変位は、転写基材５００に対する垂直方向に限られ、転写基材５００に対する水平方向には起こりづらい。これを利用すると、離型が進行する間、アライメントマーク１４１、２４１を視認することで、意図せずテンプレートと転写基材の捻れや摺りが生じたか否かを両パターンの位置ずれをもとに判断することができる。

撮像部６００により得られた位置ずれ量を、Ｓ１８において所定の許容値と比較する。所定の許容値は、予めアライメントマーク１４１、２４１の位置ずれ量と欠陥との関係を理論的又は実験的に欠陥の有無やその程度に応じて設定しておく。位置ずれ量と所定の許容値とを比較することで、或る位置ずれ量が生じたときの構造体５１０の状態を推察できる。Ｓ１９−１において、アライメントマーク１４１の中心Ｃ１とアライメントマーク５４１の中心Ｃ２との位置ずれ量が所定の許容値以下である場合には良品として判定する。逆に所定の許容値より大きい場合には、Ｓ１９−２において、構造体５１０を不良品として判定する。

これにより、転写基材５００上に構造体５１０を形成することができる。第１の領域は薄肉状に形成され可撓性を有するので、テンプレート２００を引き上げると外周部分から離型が進行し、最後に最大撓み部Ｇが構造体５１０から離れる。テンプレート２００を用いると、最大撓み部Ｇがパターン領域外にあるため、パターン領域内で応力集中することを避けることができる。これにより、転写すべきパターン領域内に欠陥が発生するのを抑制することができる。構造体５１０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。

なお、離型は、第１の領域の形状や第１の領域の基材の厚さ分布といった条件に応じて、外周の全周から内側に向けて離型を行ってもよいし、第１の固定端側から第２の固定端側に向けて一方向に行ってもよい。例えば、テンプレートや転写基材のチャックに付属された複数のアクチュエーターを制御して一方向に離型が進行するようにすることができる。

１００，２００…テンプレート、１０１…基材、１０１ａ…基部、１０１ｂ…凸構造部、１１０…第１領域、１１１…窪み部、１１２ａ…第１の固定端、１１２ｂ…第２の固定端、１２０…第２領域、１３０…パターン領域、１３１…凹凸パターン、１４０…アライメントマーク領域、１４１…アライメントマーク、５００…転写基材、５１０…構造体、５４１…アライメントマーク、６００…撮像部、１０００…従来のテンプレート、２０００…転写基材、２１００…構造体

Claims (7)

1. 基材と、前記基材の第１の側に位置する転写すべき凹凸パターンと、前記凹凸パターンに隣接して配置されたアライメントマークと、前記基材の前記第１の側に対向する第２の側に位置する窪み部とを備えたナノインプリント用テンプレートであって、
   前記窪み部により規定される第１の領域と、
   前記第１の領域の周囲に存在し、前記第１の領域のいずれの領域よりも前記基材の厚さが大きい第２の領域と、
   前記第１の領域の一部であって、前記凹凸パターンを包含するパターン領域と、
   前記第１の領域の一部であり、かつ前記パターン領域の外に配置され、前記アライメントマークを包含するアライメントマーク領域とを有し、
   前記第１の領域の最も撓む部位である最大撓み部が、前記パターン領域外にあり、
   前記アライメントマーク領域は、前記最大撓み部に重畳するか、又は前記最大撓み部の近傍に存在し、
   前記第１の領域は前記基材の厚さが異なる部分を有する、ナノインプリント用テンプレート。
2. 基材と、前記基材の第１の側に位置する転写すべき凹凸パターンと、前記基材の前記第１の側に対向する第２の側に位置する窪み部とを備えたナノインプリント用テンプレートであって、
   前記窪み部により規定される第１の領域と、
   前記第１の領域の周囲に存在し、前記第１の領域のいずれの領域よりも前記基材の厚さが大きい第２の領域と、
   前記第１の領域の一部であって、前記凹凸パターンを包含するパターン領域と、を有し、
   前記第１の領域の最も撓む部位である最大撓み部が、前記パターン領域外にあり、
   前記第１の領域は前記基材の厚さが異なる部分を有し、
   前記第１の領域は、第１の固定端から、前記第１の固定端に対向する第２の固定端に向かって前記基材の厚さが漸次大きくなる、ナノインプリント用テンプレート。
3. 前記パターン領域は、前記第１の固定端寄りに配置されている、請求項２記載のナノインプリント用テンプレート。
4. 前記第１の領域は、少なくとも一辺が直線により構成された形状を有し、かつ、前記第１の領域の撓みやすさが、直線により構成された一辺から離れるに従って一部領域又は全領域において小さくなるような形状を有する、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。
5. 前記第１の領域は、三角形、台形の何れかから選択される幾何学形状である、請求項４記載のナノインプリント用テンプレート。
6. 前記パターン領域は、前記第１の領域の直線により構成された一辺に直交する方向に延びる線状の凹凸パターンを有する、請求項４又は５記載のナノインプリント用テンプレート。
7. 請求項４乃至６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する工程と、
   転写基材を準備する工程と、
   前記転写基材に被転写材料を供給する工程と、
   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する工程と、
   前記ナノインプリント用テンプレートの前記第１の領域を前記第１の側へ凸状となるように湾曲させる工程と、
   前記ナノインプリント用テンプレートを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と前記被転写材料とを接触させる工程と、
   前記ナノインプリント用テンプレートと前記被転写材料とを接触させた後、前記ナノインプリント用テンプレートの前記第１の領域を平坦化させる工程と、
   前記被転写材料を硬化させる工程と、
   前記第１の領域を前記第１の側へ凸状となるように湾曲させながら、前記第１の領域の、直線により構成された一辺に直交する方向に向かって前記被転写材料から前記ナノインプリント用テンプレートを引離す工程とを有する、構造体の製造方法。

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