JP6446943B2 - インプリント用テンプレート及びインプリント方法 - Google Patents

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インプリント用テンプレート及び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、ナノインプリント技術を用いたナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ：Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）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インプリント用テンプレート（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接触させ、この樹脂の表面側の形状を、インプリント用テンプレートの転写パターンの凹凸形状に成型した後に離型し、次いで、ドライエッチング等により余分な部分（残膜部分）を除去することで、被転写基板の上の樹脂にインプリント用テンプレートの転写パターンの凹凸形状（より詳しくは、凹凸反転形状）を転写させる技術である（例えば特許文献１、２）。

このナノインプリントリソグラフィは、一度インプリント用テンプレートを作製すれば、微細な凹凸形状の転写パターンを繰り返し転写成型でき、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。

上述のようなナノインプリントリソグラフィにより、インプリント用テンプレートの転写パターンを被転写基板の樹脂に位置精度良く転写するには、インプリント用テンプレートと被転写基板との位置合わせを精密に行う必要がある。一般的には、インプリント用テンプレートに設けられている凹凸構造のアライメントマークと、被転写基板に設けられているアライメントマークとを、インプリント用テンプレート側から光学的に検出することにより位置合わせを行う。

図１０は、従来のインプリント用テンプレートの一例を示す断面図である。図１０に示すように、インプリント用テンプレート１０１は、主面１１２から基部１１１が掘り下げられた第１の凹構造１１３と第２の凹構造１１４を有している。なお、インプリント用テンプレート１０１においては、第１の凹構造１１３が転写パターンを構成するものであり、第２の凹構造１１４がアライメントマークを構成するものである。

図１１は、従来のインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す工程図である。
インプリント用テンプレート１０１を製造するには、例えば図１１に示すように、まず、基材１１１Ａの主面の上にハードマスク層１６０を形成し（図１１（ａ））、次に、電子線描画等の製版技術を用いてハードマスク層１６０の上に、第１の凹構造１１３を形成するためのレジストパターン部１７０ａと第２の凹構造１１４を形成するためのレジストパターン部１７０ｂを有するレジストパターン１７０を形成する（図１１（ｂ））。

次に、レジストパターン１７０から露出する部分のハードマスク層１６０をエッチングして、第１の凹構造１１３を形成するためのハードマスクパターン部１６１ａと第２の凹構造１１４を形成するためのハードマスクパターン部１６１ｂを有するハードマスクパターン１６１を形成し、その後レジストパターン１７０を除去する（図１１（ｃ））。
次に、ハードマスクパターン１６１から露出する部分の基材１１１Ａをエッチングして、第１の凹構造１１３と第２の凹構造１１４を形成し（図１１（ｄ））、その後、ハードマスクパターン１６１を除去して、インプリント用テンプレート１０１を得る（図１１（ｅ））。

上記のように、レジストパターン１７０の形成においては、電子線描画等の製版技術を用いて、レジストパターン部１７０ａとレジストパターン部１７０ｂを同一工程で形成するため、レジストパターン部１７０ａとレジストパターン部１７０ｂとの相対位置精度を高精度なものとすることができる。
それゆえ、ハードマスクパターン部１６１ａとハードマスクパターン部１６１ｂとの相対位置精度も高精度なものになり、第１の凹構造１１３と第２の凹構造１１４との相対位置精度も高精度なものとなる。

また、上記のように、第１の凹構造１１３と第２の凹構造１１４は、ハードマスクパターン１６１をエッチングマスクに用いた同一のエッチング工程で形成されるため、通常、その深さは同じ深さになる。すなわち、図１０に示すように、主面１１２から第１の凹構造１１３の底面までの距離をＨ₁₁とし、主面１１２から第２の凹構造１１４の底面までの距離をＨ₁₂とした場合、Ｈ₁₁とＨ₁₂は、同じ値になる。

ここで、上記のようなインプリント用テンプレート１０１を用いて、その転写パターン（第１の凹構造１１３）を位置精度良く被転写基板の樹脂に転写するために（すなわち位置合わせのために）、インプリント用テンプレート１０１の主面１１２を被転写基板の上に形成された樹脂に接触させると、転写パターン（第１の凹構造１１３）のみならず、インプリント用テンプレート１０１のアライメントマークを構成する第２の凹構造１１４も、樹脂によって充填されることになる。
そして、第２の凹構造１１４が樹脂によって充填された状態になると、インプリント用テンプレート１０１の基部１１１を構成する材料（一般的には、合成石英ガラス）の屈折率と樹脂の屈折率が、ほぼ同じ値であることから、第２の凹構造１１４を光学的に識別すること、すなわち、インプリント用テンプレート１０１のアライメントマークを光学的に識別することが困難になってしまうという問題がある。

なお、上述のように、位置合わせのために、インプリント用テンプレート１０１を被転写基板上の樹脂に接触させる理由は、インプリント用テンプレート１０１が被転写基板から離れた状態で位置合わせを行った後にインプリント用テンプレート１０１を被転写基板上の樹脂に接触させる方法では、インプリント用テンプレート１０１を被転写基板上の樹脂に接触させる過程で位置ズレ（いわゆるロックズレ）が生じてしまうからである。

そこで、この問題に対して、図１２に示すように、第２の凹構造１１４の底面の上に、基部１１１を構成する材料よりも高い屈折率を有する高屈折膜１１５を形成することによって、第２の凹構造１１４が樹脂で充填された状態になっても、インプリント用テンプレート１０２のアライメントマークとして光学的に識別することを可能にする方法が提案されている（例えば特許文献３、４）。

インプリント用テンプレート１０２を製造するには、例えば図１３に示すように、まず、上記のインプリント用テンプレート１０１を準備し（図１３（ａ））、スパッタ法等の手法を用いて、主面１１２の上、第１の凹構造１１３の底面の上、及び第２の凹構造１１４の底面の上に、高屈折膜１１５Ａを形成する（図１３（ｂ））。
次に、その上からレジスト膜１８２を形成し、段差基板を押し付けて、第２の凹構造１１４が形成されている領域の膜厚（Ｈ₁₅）が、第１の凹構造１１３が形成されている領域の膜厚（Ｈ₁₄）よりも厚くなるようにレジスト膜１８２を変形させる（図１３（ｃ））。
その後、レジスト膜１８２の所定の厚み分をドライエッチングして、第２の凹構造１１４の内部のみにレジスト膜１８２が残る状態にする（図１３（ｄ））。
次に、レジスト膜１８２から露出する高屈折膜１１５Ａをドライエッチングして除去し、最後に、第２の凹構造１１４の内部のレジスト膜１８２を除去して、第２の凹構造１１４の底面の上に高屈折膜１１５を有するインプリント用テンプレート１０２を得る（図１３（ｅ））。

特表２００４−５０４７１８号公報 特開２００２−９３７４８号公報 特開２００７−１０３９１５号公報 特開２０１３−１６８６０４号公報

しかしながら、転写パターンの微細化（すなわち、インプリント用テンプレート１０２の第１の凹構造１１３の開口幅の縮小化）が進むと、第１の凹構造１１３の深さ（すなわち、主面１１２から第１の凹構造１１３の底面までの距離Ｈ₁₁）も浅くなる。
より詳しくは、現在、第１の凹構造１１３の開口幅は２０ｎｍ程度であり、その深さは６０ｎｍ程度であるが、さらに、第１の凹構造１１３の開口幅の縮小化が進むと、このような微細な凹構造ではアスペクト比２程度が加工技術の限界になり、その深さは、例えば４０ｎｍ以下になる。
そして、上記のように、図１１に示す従来の製造方法では、インプリント用テンプレート１０２の第１の凹構造１１３の深さ（Ｈ₁₁）と第２の凹構造１１４の深さ（Ｈ₁₂）は同じ値になることから、第２の凹構造１１４の深さ（Ｈ₁₂）も浅くなる（例えば４０ｎｍ以下になる）。

一方、光学的な識別を可能にするために、上記の高屈折膜１１５の膜厚（Ｈ₁₃）は、現在、１５ｎｍ程度を要しているが、第２の凹構造１１４の深さ（Ｈ₁₂）が浅くなると、図１３（ｄ）に示すレジスト膜１８２の厚みも薄くなり、レジスト膜１８２から露出する高屈折膜１１５Ａをドライエッチングして除去する工程で、レジスト膜１８２も消失してしまい、第２の凹構造１１４の底面の上の高屈折膜１１５も必要な膜厚を残せなくなる。
それゆえ、インプリント用テンプレート１０２においても、アライメントマークを光学的に識別することが困難になってしまい、高精度なアライメントができなくなるという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、インプリント用テンプレートの転写パターンの微細化が進んでも、高精度なアライメントを可能にして、転写パターンを被転写基板の樹脂に位置精度良く転写することを可能とするインプリント用テンプレートを提供することを主たる目的とする。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、主面から基部が掘り下げられた第１の凹構造と第２の凹構造を有するインプリント用テンプレートであって、前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とした場合に、
Ｈ₂＞Ｈ₁
の関係を満たすものであることを特徴とするインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記第２の凹構造の底面の上に、前記基部を構成する第１の材料とは屈折率が異なる第２の材料から構成される第２材料膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とした場合に、
Ｈ₂≧Ｈ₃
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項２に記載のインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記第２の凹構造が、前記インプリント用テンプレートのアライメントマークを構成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記インプリント用テンプレートが、前記第２の凹構造と被転写基板に設けられたアライメントマークとを光学的に位置合わせして、前記第１の凹構造を前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法に用いられるインプリント用テンプレートであって、前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とし、前記光学的位置合わせに用いる検出光の波長をλとし、前記基部を構成する第１の材料の波長λにおける屈折率をｎ₁とし、前記第２材料膜を構成する第２の材料の波長λにおける屈折率をｎ₂とし、前記硬化型樹脂の波長λにおける硬化前の屈折率をｎ₃とした場合において、ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］≧λ／８
の関係を満たし、ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項６に係る発明は、前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とした場合に、
Ｈ₂−Ｈ₁≧Ｈ₃
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のインプリント用テンプレートである。

また、本発明の請求項７に係る発明は、主面から基部が掘り下げられた第１の凹構造と第２の凹構造を有し、前記第２の凹構造の底面の上に、前記基部を構成する第１の材料とは屈折率が異なる第２の材料から構成される第２材料膜が形成されているインプリント用テンプレートと、アライメントマークを有する被転写基板を用い、前記インプリント用テンプレートの前記第２の凹構造と前記被転写基板に設けられたアライメントマークとを光学的に位置合わせして、前記第１の凹構造を前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法であって、前記インプリント用テンプレートにおける前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とし、前記光学的位置合わせに用いる検出光の波長をλとし、前記基部を構成する第１の材料の波長λにおける屈折率をｎ₁とし、前記第２材料膜を構成する第２の材料の波長λにおける屈折率をｎ₂とし、前記硬化型樹脂の波長λにおける硬化前の屈折率をｎ₃とした場合において、ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］≧λ／８
の関係を満たし、ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
の関係を満たすものであることを特徴とするインプリント方法である。

本発明によれば、インプリント用テンプレートの転写パターンの微細化が進んでも、被転写基板に対し高精度なアライメントが可能であり、転写パターンを被転写基板の樹脂に位置精度良く転写することができる。

インプリント用テンプレート１について説明する図 インプリント用テンプレート２について説明する図 本発明に係るインプリント方法の一例を説明する図 インプリント用テンプレート２を用いた位置合わせの一例を説明する図 インプリント用テンプレート２を用いて形成された樹脂パターンの一例を説明する図 インプリント用テンプレート１の製造方法の第１の実施形態の一例を説明する図 図６に続くインプリント用テンプレート１の第１の実施形態の一例を説明する図 インプリント用テンプレート１の製造方法の第２の実施形態の一例を説明する図 インプリント用テンプレート２の製造方法の一例を説明する図 従来のインプリント用テンプレートの一例を示す断面図 従来のインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す工程図 インプリント用テンプレート１０２について説明する図 インプリント用テンプレート１０２の製造方法の一例を説明する図

以下、本発明に係るインプリント用テンプレート及びインプリント方法について詳しく説明する。

＜インプリント用テンプレート＞
まず、本発明に係るインプリント用テンプレートについて説明する。
図１は、インプリント用テンプレート１について説明する図であり、図２は、インプリント用テンプレート２について説明する図である。
図１に示すように、インプリント用テンプレート１は、主面１２から基部１１が掘り下げられた第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を有しており、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離をＨ₁とし、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離をＨ₂とした場合に、Ｈ₂＞Ｈ₁の関係を満たすものである。

上記の関係を満たすことにより、このインプリント用テンプレート１から製造されるインプリント用テンプレート２においては、転写パターンの微細化が進んでも、第２の凹構造１４の底面の上に形成される第２材料膜１５を必要な膜厚に保つことができ、高精度なアライメントを可能にして、転写パターンを被転写基板の樹脂に位置精度良く転写することが可能になる。詳しくは、後述する本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法において説明する。

図２に示すように、インプリント用テンプレート２は、第２の凹構造１４の底面の上に、基部１１を構成する第１の材料とは屈折率が異なる第２の材料から構成される第２材料膜１５が形成されている。
詳しくは、後述する本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法において説明するが、図２に示すインプリント用テンプレート２は、上記のインプリント用テンプレート１から製造されるものである。
なお、インプリント用テンプレート２において、第１の凹構造１３は転写パターンを構成するものであり、第２の凹構造１４はアライメントマークを構成するものである。

ここで、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離をＨ₂とし、第２材料膜１５の膜厚をＨ₃とした場合に、Ｈ₂≧Ｈ₃の関係を満たすものであることが好ましい。
インプリント用テンプレート２において、主面１２よりも突出する部分があると、インプリント工程に際して、上記の突出する部分に対応する被転写基板上の硬化型樹脂は、その膜厚が薄くなってしまう。そして、このような膜厚が薄くなってしまった樹脂部分を有する被転写基板をエッチング加工した場合、被転写基板の表面を均一に加工することができなくなるという問題が生じるからである。
それゆえ、第２材料膜１５が主面１２よりも突出することが無いように、上記の関係を満たすことが好ましい。

また、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離をＨ₁とし、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離をＨ₂とし、第２材料膜１５の膜厚をＨ₃とした場合に、
Ｈ₂−Ｈ₁≧Ｈ₃
の関係を満たすものであることが好ましい。
上記の関係を満たすことにより、転写パターンの微細化が進んでも、このインプリント用テンプレート２を用いてパターン転写された被転写基板において、アライメントマークが形成されている領域の表面が損傷を受けるということを防止できるからである。詳しくは、後述する本発明に係るインプリント方法において説明する。

＜インプリント方法＞
次に、本発明に係るインプリント方法について説明する。
図３は、本発明に係るインプリント方法の一例を説明する図であり、図４は、インプリント用テンプレート２を用いた位置合わせの一例を説明する図であり、図５は、インプリント用テンプレート２を用いて形成された樹脂パターンの一例を説明する図である。

インプリント用テンプレート２を用いて、第１の凹構造１３から構成される転写パターンを被転写基板２０の上に形成された硬化型樹脂３０に転写するには、まず、図３（ａ）に示すように、インプリント用テンプレート２の主面１２を、被転写基板２０の上に形成された硬化型樹脂３０に対向するように配置する。

次に、図３（ｂ）に示すように、インプリント用テンプレート２を、被転写基板２０の上に形成された硬化型樹脂３０に接触させ、インプリント用テンプレート２のアライメントマークを構成する第２の凹構造１４、及び第２の凹構造１４に相対する被転写基板２０のアライメントマーク２１の位置情報を、検出光４１を用いて検出器４０で検出することにより、インプリント用テンプレート２と被転写基板２０との位置合わせを行う。

この図３（ｂ）に示す位置合わせの工程における、第２の凹構造１４の光学的識別について、図４を用いて詳しく説明する。

図４に示すように、位置合わせのためにインプリント用テンプレート２を硬化型樹脂３０に接触させると、インプリント用テンプレート２の第２の凹構造１４に硬化型樹脂３０が充填される。

ここで、第２の凹構造１４に隣接する主面１２と、第２材料膜１５を備える第２の凹構造１４に、インプリント用テンプレート２の背面側（主面１２とは反対側）から入射し、硬化型樹脂３０を通過して被転写基板２０の表面で反射する検出光４１ａ、４１ｂの光路長の差は、検出光４１ａ、４１ｂの波長をλとし、インプリント用テンプレート２の基部１１を構成する第１の材料の波長λにおける屈折率をｎ₁とし、第２材料膜１５を構成する第２の材料の波長λにおける屈折率をｎ₂とし、硬化型樹脂３０の波長λにおける硬化前の屈折率をｎ₃とした場合において、ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］
になり、ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
になる。

微細な凹凸構造においてコントラストを得るには、凹部と凸部の光路長の差が重要であるが、この光路長の差がλ／８以上であれば、凹凸構造を光学的に識別することが十分に可能となる。
それゆえ、インプリント用テンプレート２において、ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］≧λ／８
の関係を満たすことが好ましく、ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
の関係を満たすことが好ましい。

第２材料膜１５を構成する第２の材料としては、例えば、金属材料及びその酸化物、窒化物、酸窒化物等を１種以上含むものを挙げることができる。上記の金属材料の具体例としては、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）等を挙げることができる。

なお、ナノインプリントリソグラフィにおいては、硬化型樹脂３０として紫外線硬化型の樹脂が用いられることが多く、検出光４１ａ、４１ｂには、上記の紫外線硬化型の樹脂が硬化しない波長域の光が用いられる。一般的には、６３３ｎｍ近傍の可視光域の波長が用いられる。

また、インプリント用テンプレートの一般的な材料であるＳｉＯ₂の波長６３３ｎｍにおける屈折率は１．４５であり、また、インプリント法に用いられる硬化型樹脂の波長６３３ｎｍにおける屈折率は、一般的には１．５程度である。

図３に戻り、インプリント用テンプレート２と被転写基板２０との位置合わせを行った後は、図３（ｃ）に示すように、例えば、紫外線５０を所定量照射することにより、硬化型樹脂３０を硬化させ、その後、図３（ｄ）に示すように、インプリント用テンプレート２を離型して、被転写基板２０の上に硬化した樹脂パターン３１を得る。

ここで、図３（ｄ）に示すように、樹脂パターン３１は、第１の凹構造１３に対応する樹脂パターン部３１ａと第２の凹構造１４に対応する樹脂パターン部３１ｂを有している。
この樹脂パターン部３１ａ、３１ｂの高さについて、図５を用いて詳しく説明する。

図５に示すように、インプリント用テンプレート２において、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離がＨ₁の場合、第１の凹構造１３に対応する樹脂パターン部３１ａの凸部の高さもＨ₁となる。
同様に、インプリント用テンプレート２において、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離がＨ₂であって、その底面の上に形成されている第２材料膜１５の膜厚がＨ₃の場合、第２の凹構造１４に対応する樹脂パターン部３１ｂの凸部の高さは（Ｈ₂−Ｈ₃）となる。

したがって、上記のＨ₁、Ｈ₂、Ｈ₃が、Ｈ₂−Ｈ₁≧Ｈ₃の関係を満たすものであれば、Ｈ₂−Ｈ₃≧Ｈ₁となり、第２の凹構造１４に対応する樹脂パターン部３１ｂの高さ（Ｈ₂−Ｈ₃）は、第１の凹構造１３に対応する樹脂パターン部３１ａの高さ（Ｈ₁）よりも高いものになる。
それゆえ、上記の関係を満たす樹脂パターンを用いて被転写基板２０をエッチング加工した場合、インプリント用テンプレート２の転写パターンを構成する第１の凹構造１３に対応する樹脂パターン部３１ａの凸部よりも先に、インプリント用テンプレート２のアライメントマークを構成する第２の凹構造１４に対応する樹脂パターン部３１ｂの凸部が消失してしまうということは生じなくなる。

ここで、被転写基板２０をエッチング加工する際には、転写パターンを構成する第１の凹構造１３に対応する樹脂パターン部３１ａの凸部が消失する前に、エッチング加工を終了するのが通常である。
それゆえ、上記の関係を満たす樹脂パターンを用いて被転写基板２０をエッチング加工する場合には、エッチング加工を終了する時点において、インプリント用テンプレート２のアライメントマークを構成する第２の凹構造１４に対応する樹脂パターン部３１ｂの凸部は残っていることになり、被転写基板２０のアライメントマーク２１が形成されている領域の表面がエッチングされて損傷してしまうということを防止できることになる。

＜インプリント用テンプレートの製造方法＞
次に、上記のインプリント用テンプレートの製造方法について説明する。
図６および図７は、インプリント用テンプレート１の製造方法の第１の実施形態の一例を説明する図であり、図８は、インプリント用テンプレート１の製造方法の第２の実施形態の一例を説明する図であり、図９は、インプリント用テンプレート２の製造方法の一例を説明する図である。

（インプリント用テンプレート１の製造方法）
（第１の実施形態）
まず、インプリント用テンプレート１の製造方法について説明する。
インプリント用テンプレート１を製造するには、例えば図６に示すように、まず、基材１１Ａの主面の上にハードマスク層６０を形成し（図６（ａ））、次に、電子線描画等の製版技術を用いてハードマスク層６０の上に、第１の凹構造１３を形成するためのレジストパターン部７０ａと第２の凹構造１４を形成するためのレジストパターン部７０ｂを有するレジストパターン７０を形成する（図６（ｂ））。

次に、レジストパターン７０から露出する部分のハードマスク層６０をエッチングして、第１の凹構造１３を形成するためのハードマスクパターン部６１ａと第２の凹構造１４を形成するためのハードマスクパターン部６１ｂを有するハードマスクパターン６１を形成し、その後レジストパターン７０を除去する（図６（ｃ））。

次に、ハードマスクパターン部６１ａの領域上に局所的に厚膜のレジスト膜８１を形成し、ハードマスクパターン部６１ａの開口部から露出する基材１１１Ａを、レジスト膜８１で覆う（図６（ｄ））。なお、この図６（ｄ）に示す工程において、ハードマスクパターン部６１ｂの開口部からは、基材１１Ａが露出している。

次に、ハードマスクパターン部６１ｂの開口部から露出する部分の基材１１Ａを所定量（すなわち、Ｈ₂−Ｈ₁相当量）エッチングし（図７（ｅ））、その後、レジスト膜８１を除去する（図７（ｆ））。

次に、ハードマスクパターン６１から露出する部分の基材１１Ａを所定量（すなわち、Ｈ₁相当量）エッチングして、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を形成し（図７（ｇ））、その後、ハードマスクパターン６１を除去して、インプリント用テンプレート１を得る（図７（ｈ））。

上記のように、厚膜のレジスト膜８１を用いることで、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離をＨ₁とし、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離をＨ₂とした場合に、Ｈ₂＞Ｈ₁の関係を満たす第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を有するインプリント用テンプレート１を製造することができる。

ここで、図６（ｂ）に示すように、レジストパターン７０の形成においては、電子線描画等の製版技術を用いて、レジストパターン部７０ａとレジストパターン部７０ｂを同一工程で形成するため、レジストパターン部７０ａとレジストパターン部７０ｂとの相対位置精度を高精度なものとすることができる。
それゆえ、ハードマスクパターン部６１ａとハードマスクパターン部６１ｂとの相対位置精度も高精度なものになり、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４との相対位置精度も高精度なものとすることができる。

（第２の実施形態）
次に、図８を用いて、インプリント用テンプレート１の製造方法の他の例を説明する。この第２の実施形態に係る製造方法は、イオン注入によって基材１１Ａのエッチング速度が向上する現象を利用するものである。

本実施形態により、インプリント用テンプレート１を製造するには、まず、基材１１Ａの主面の上から、イオン注入装置を用いて、第２の凹構造１４を形成する領域に局所的にイオン９０を注入する。注入イオンの加速エネルギーは、１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶ程度の範囲で用いられる（図８（ａ））。

上記のように、第２の凹構造１４を形成する領域に局所的にイオン９０を注入することで、この領域の基材１１Ａのエッチング速度は、イオン９０を注入していない領域の基材１１Ａのエッチング速度よりも速いものになる。

イオン注入に用いるイオンの元素は特に限定されるわけではないが、半導体用として実績のある、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、窒素（Ｎ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、シリコン（Ｓｉ）、鉛（Ｐｂ）、アルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）などが好ましい。

注入イオンのドーズ量としては、５×１０¹⁰ｉｏｎｓ／ｃｍ²〜１×１０¹⁸ｉｏｎｓ／ｃｍ²程度の範囲が好ましい。５×１０¹⁰ｉｏｎｓ／ｃｍ²未満では、エッチング速度向上の効果が小さく、一方、１×１０¹⁸ｉｏｎｓ／ｃｍ²を超えると、基部１１の透過率低下のおそれが生じてくるからである。

次に、局所的にイオン９０を注入した基材１１Ａの主面の上に、第１の凹構造１３を形成するためのハードマスクパターン部６１ａと第２の凹構造１４を形成するためのハードマスクパターン部６１ｂを有するハードマスクパターン６１を形成する（図８（ｂ））。
なお、この図８（ｂ）に示すハードマスクパターン６１は、上記の図６（ａ）〜（ｃ）の工程と同様にして形成することができるため、ここでの説明は省略する。

次に、ハードマスクパターン６１から露出する部分の基材１１Ａを所定量エッチングして、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を形成し（図８（ｃ））、その後、ハードマスクパターン６１を除去して、インプリント用テンプレート１を得る（図８（ｄ））。

上記のように、ハードマスクパターン部６１ｂに局所的にイオン９０を注入することで、ハードマスクパターン部６１ｂの開口部から露出する基材１１Ａのエッチング速度は、ハードマスクパターン部６１ａの開口部から露出する基材１１Ａのエッチング速度よりも速いものになる。
それゆえ、注入イオンのドーズ量等を制御することにより、図８（ｄ）に示すように、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離をＨ₁とし、主面１２から第２の凹構造１４の底面までの距離をＨ₂とした場合に、Ｈ₂＞Ｈ₁の関係を満たす、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を有するインプリント用テンプレート１を製造することができる。

ここで、上記の第１の実施形態においては、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を形成するために、図７（ｅ）に示すエッチング工程と、図７（ｇ）に示すエッチング工程の、２回のエッチング工程を要していたが、この第２の実施形態においては、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４を形成するためのエッチング工程は、図８（ｃ）に示す１回のエッチング工程で済む。それゆえ、この第２の実施形態においては、上記の第１の実施形態よりも製造工程を短縮することができる。

なお、図８（ｂ）に示すハードマスクパターン６１は、第１の実施形態における図６（ａ）〜（ｃ）の工程と同様にして形成することができるため、第１の実施形態と同様に、ハードマスクパターン部６１ａとハードマスクパターン部６１ｂとの相対位置精度を高精度なものとすることができる。それゆえ、第１の凹構造１３と第２の凹構造１４との相対位置精度も高精度なものとすることができる。

（インプリント用テンプレート２の製造方法）
次に、インプリント用テンプレート２の製造方法について説明する。
インプリント用テンプレート２を製造するには、例えば図９に示すように、まず、上記のインプリント用テンプレート１を準備し（図９（ａ））、スパッタ法等の手法を用いて、主面１２の上、第１の凹構造１３の底面の上、及び第２の凹構造１４の底面の上に、第２材料膜１５Ａを形成する（図９（ｂ））。

次に、その上からレジスト膜８２を形成し、段差基板を押し付けて、第２の凹構造１４が形成されている領域の膜厚（Ｈ₅）が、第１の凹構造１３が形成されている領域の膜厚（Ｈ₄）よりも厚くなるようにレジスト膜８２を変形させる（図９（ｃ））。
その後、レジスト膜８２の所定の厚み分（Ｈ₅以上の厚み）をドライエッチングして、第２の凹構造１４の内部のみにレジスト膜８２が残る状態にする（図９（ｄ））。

ここで、主面１２から第１の凹構造１３の底面までの距離Ｈ₁、第１の凹構造１３が形成されている領域の膜厚Ｈ₄、第２の凹構造１４が形成されている領域の膜厚Ｈ₅の関係が、Ｈ₅≧Ｈ₄＋Ｈ₁を満たすものであれば、図９（ｄ）に示すように、主面１２の上に形成された第２材料膜１５Ａが全てレジスト膜８２から露出しており、かつ、第１の凹構造１３の内部にはレジスト膜８２が残っておらず、かつ、第２の凹構造１４の内部に残るレジスト膜８２の膜厚をＨ₂となる状態にすることができる。

次に、レジスト膜８２から露出する第２材料膜１５Ａをドライエッチングして除去し、最後に、第２の凹構造１４の内部のレジスト膜８２を除去して、第２の凹構造１４の底面の上に第２材料膜１５を有するインプリント用テンプレート２を得る（図９（ｅ））。

上記のように、インプリント用テンプレート２は、インプリント用テンプレート１から製造され、インプリント用テンプレート１においては、第２の凹構造１４の深さ（Ｈ₂）を、第１の凹構造１３の深さ（Ｈ₁）よりも深いものとすることができる。
それゆえ、転写パターンの微細化（すなわち、インプリント用テンプレート２の第１の凹構造１３の開口幅の縮小化）が進むことにより、第１の凹構造１３の深さ（Ｈ₁）が、より浅いもの（例えば４０ｎｍ以下）になったとしても、第２の凹構造１４の深さ（Ｈ₂）を、従来と同様な深さ（例えば６０ｎｍ）とすることができる。

したがって、図９（ｄ）に示すレジスト膜８２の厚みも従来と同様な厚さ（例えば６０ｎｍ）とすることができ、それゆえ、レジスト膜８２から露出する第２材料膜１５Ａをドライエッチングして除去する工程を施した後も、従来と同様に第２の凹構造１４内にレジスト膜８２を残すことができる。

したがって、第２の凹構造１４の底面の上の第２材料膜１５の膜厚も、従来と同様な膜厚（例えば１５ｎｍ）を残すことができる。そして、この第２材料膜１５の膜厚は、インプリント用テンプレート２を用いたパターン転写において第２の凹構造１４が樹脂で充填された状態になっても、第２の凹構造１４をアライメントマークとして光学的に識別することが可能な膜厚である。

それゆえ、転写パターンの微細化が進んでも、インプリント用テンプレート２を用いたパターン転写においては、高精度なアライメントを行うことができることになる。

以上、本発明に係るインプリント用テンプレート及びインプリント方法について説明したが、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。

１、２ インプリント用テンプレート
１１ 基部
１１Ａ 基材
１２ 主面
１３ 第１の凹構造
１４ 第２の凹構造
１５、１５Ａ 第２材料膜
２０ 被転写基板
２１ アライメントマーク
３０ 硬化型樹脂
３１ 樹脂パターン
３１ａ、３１ｂ 樹脂パターン部
４０ 検出器
４１、４１ａ、４１ｂ 検出光
５０ 紫外線
６０ ハードマスク層
６１ ハードマスクパターン
６１ａ、６１ｂ ハードマスクパターン部
７０ レジストパターン
７０ａ、７０ｂ レジストパターン部
８１、８２ レジスト膜
９０ イオン
１０１、１０２ インプリント用テンプレート
１１１ 基部
１１１Ａ 基材
１１２ 主面
１１３ 第１の凹構造
１１４ 第２の凹構造
１１５、１１５Ａ 高屈折膜
１２０ 被転写基板
１２１ アライメントマーク
１３２ａ、１３２ｂ 樹脂パターン部
１６０ ハードマスク層
１６１ ハードマスクパターン
１６１ａ、１６１ｂ ハードマスクパターン部
１７０ レジストパターン
１７０ａ、１７０ｂ レジストパターン部
１８２ レジスト膜

Claims (3)

1. 主面から基部が掘り下げられた第１の凹構造と第２の凹構造を有するインプリント用テンプレートであって、
   前記第１の凹構造が、前記インプリント用テンプレートの転写パターンを構成し、
   前記第２の凹構造が、前記インプリント用テンプレートのアライメントマークを構成し、
   前記第２の凹構造の底面の上に、前記基部を構成する第１の材料とは屈折率が異なる第２の材料から構成される第２材料膜が形成されており、
   前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、
   前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、
   前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とした場合に、
   Ｈ ₁ ≦４０ｎｍ
   であり、
   Ｈ₂＞Ｈ₁
   及び
   Ｈ₂≧Ｈ₃
   であって、且つ、
   Ｈ₂−Ｈ₁≧Ｈ₃
   の関係を満たし、
   前記基部を構成する前記第１の材料が、ＳｉＯ ₂ を含むものであり、
   前記第２材料膜を構成する前記第２の材料が、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）のいずれか１種を含む金属材料、または、該金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれか１種を含むものであることを特徴とするインプリント用テンプレート。
2. 前記インプリント用テンプレートが、
   前記第２の凹構造と被転写基板に設けられたアライメントマークとを光学的に位置合わせして、前記第１の凹構造を前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法に用いられるインプリント用テンプレートであって、
   前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とし、
   前記光学的位置合わせに用いる検出光の波長をλとし、
   前記基部を構成する第１の材料の波長λにおける屈折率をｎ₁とし、
   前記第２材料膜を構成する第２の材料の波長λにおける屈折率をｎ₂とし、
   前記硬化型樹脂の波長λにおける硬化前の屈折率をｎ₃とした場合において、
   ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
   ２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］≧λ／８
   の関係を満たし、
   ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
   ２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
   の関係を満たすものであることを特徴とする請求項１に記載のインプリント用テンプレート。
3. 請求項１または請求項２に記載のインプリント用テンプレートと、アライメントマークを有する被転写基板を用い、前記インプリント用テンプレートの前記第２の凹構造と前記被転写基板に設けられたアライメントマークとを光学的に位置合わせして、前記第１の凹構造を前記被転写基板上に形成された硬化型樹脂に転写するインプリント方法であって、
   前記インプリント用テンプレートにおける前記主面から前記第１の凹構造の底面までの距離をＨ₁とし、前記主面から前記第２の凹構造の底面までの距離をＨ₂とし、前記第２材料膜の膜厚をＨ₃とし、
   前記光学的位置合わせに用いる検出光の波長をλとし、
   前記基部を構成する第１の材料の波長λにおける屈折率をｎ₁とし、
   前記第２材料膜を構成する第２の材料の波長λにおける屈折率をｎ₂とし、
   前記硬化型樹脂の波長λにおける硬化前の屈折率をｎ₃とした場合において、
   ｎ₂＞ｎ₁である場合には、
   ２×［｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝−Ｈ₂×ｎ₁］≧λ／８
   の関係を満たし、
   ｎ₁＞ｎ₂である場合には、
   ２×［Ｈ₂×ｎ₁−｛（Ｈ₂−Ｈ₃）×ｎ₃＋Ｈ₃×ｎ₂｝］≧λ／８
   の関係を満たすものであることを特徴とするインプリント方法。
   

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