(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座基板の主面に設けられた凹凸部の上に樹脂を塗布する工程と、
成型対象のパターンと凹凸が同じマスターパターンが形成された原版を、前記樹脂に接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程と、
前記樹脂から前記原版を離型し、前記成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターンを有するパターン転写部を前記台座基板の主面上に設ける工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項２】
台座基板の主面上に形成されたパターン転写部を、前記台座基板の主面から剥離する工程と、
前記パターン転写部が剥離された前記台座基板の主面上に、樹脂を塗布する工程と、
成型対象のパターンとは凹凸が同じマスターパターンが形成された原版を、前記樹脂に接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程と、
前記樹脂から前記原版を離型し、前記成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターンを有する新たなパターン転写部を前記台座基板の主面上に設ける工程と、
を備えたことを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項３】
前記パターン転写部を前記台座基板の主面から剥離する工程では、前記台座基板の主面に紫外線を照射して、前記パターン転写部の前記台座基板との接触部分の樹脂をオゾンにより分解することを特徴とする請求項２記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項４】
前記パターン転写部を前記台座基板の主面から剥離する工程で、過酸化水素を含む洗浄液に前記台座基板の主面を浸漬し、前記パターン転写部の前記台座基板との接触部分の樹脂を前記過酸化水素により分解することを特徴とする請求項２記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項５】
基板上に被転写物を設ける工程と、
請求項１または２に記載の製造方法で作製されたインプリント用テンプレートを用い、前記パターン転写部の凹凸パターンを前記被転写物に接触させる工程と、
前記被転写物を硬化させた後、前記インプリント用テンプレートを前記被転写物から離型し、前記被転写物に前記凹凸パターンの形状を転写する工程と、
を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
前記被転写物に前記凹凸パターンの形状を転写する工程の後、前記インプリント用テンプレートの前記パターン転写部を前記台座基板から剥離し、前記台座基板に新たなパターン転写部を設ける工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インプリント用テンプレートの製造方法及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）装置等の製造において、微細パターンの形成と、量産性とを両立させる技術として、被転写基板に原版の型を転写する、ナノインプリント法が注目されている。
ナノインプリント法では、光硬化樹脂の液滴を基板上に配置し、この基板に石英テンプレートを接触させる。そして、石英テンプレートの掘り込みパターン内に光硬化樹脂を充填させた状態で、石英テンプレートを通して光硬化樹脂に紫外線光を照射し、樹脂を硬化させる。その後、石英テンプレートを基板から離型し、基板上に樹脂パターンを形成する。
【０００３】
半導体層や絶縁膜等の被加工膜の加工にナノインプリント法を用いるには、被加工膜上に上記樹脂パターンを形成する。そして、この樹脂パターンをマスクとして被加工膜をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のエッチングによって加工する。
【０００４】
しかしながら、インプリントプロセスを繰り返し実施すると、テンプレートの劣化や破損が生じる。このため、定期的またはその度に、新しいテンプレートの作り直しを行う必要があり、半導体装置の製造コストを増大させる原因になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１００３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、原版の再作成頻度を低減できるインプリント用テンプレートの製造方法及びパターン形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
また、他の実施形態によれば、台座基板の主面に設けられた凹凸部の上に樹脂を塗布する工程と、成型対象のパターンと凹凸が同じマスターパターンが形成された原版を、前記樹脂に接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂から前記原版を離型し、前記成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターンを有するパターン転写部を前記台座基板の主面に設ける工程と、を備えたことを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法が提供される。
【０００９】
また、他の実施形態によれば、台座基板の主面上に形成されたパターン転写部を、前記台座基板の主面から剥離する工程と、前記パターン転写部が剥離された前記台座基板の主面に、樹脂を塗布する工程と、成型対象のパターンとは凹凸が同じマスターパターンが形成された原版を、前記樹脂に接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂から前記原版を離型し、前記成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターンを有する新たなパターン転写部を前記台座基板の主面に設ける工程と、を備えたことを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法が提供される。
【００１０】
また、他の実施形態によれば、台座基板の主面上に形成されたパターン転写部を、前記台座基板の主面から剥離する工程と、前記パターン転写部が剥離された前記台座基板の主面に、樹脂を塗布する工程と、成型対象のパターンとは凹凸が同じマスターパターンが形成された原版を、前記樹脂に接触させた状態で前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂から前記原版を離型し、前記成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターンを有する新たなパターン転写部を前記台座基板の主面に設ける工程と、を備えたことを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法が提供される。
【００１１】
また、他の実施形態によれば、基板上に被転写物を設ける工程と、上記の製造方法で作製されたインプリント用テンプレートを用い、前記パターン転写部の凹凸パターンを前記被転写物に接触させる工程と、前記被転写物を硬化させた後、前記インプリント用テンプレートを前記被転写物から離型し、前記被転写物に前記凹凸パターンの形状を転写する工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るインプリント用テンプレートの構成を例示する模式的断面図である。
【図２】主面の形状例（その１）を説明する模式的断面図である。
【図３】主面の形状例（その２）を説明する模式的断面図である。
【図４】主面の他の形状例を説明する模式的拡大断面図である。
【図５】インプリント用テンプレートの製造方法を順に説明する模式的断面図（その１）である。
【図６】インプリント用テンプレートの製造方法を順に説明する模式的断面図（その２）である。
【図７】本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図（その１）である。
【図８】本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図（その２）である。
【図９】本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図（その３）である。
【図１０】本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図（その４）である。
【図１１】本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るインプリント用テンプレートの構成を例示する模式的断面図である。
図１に表したように、本実施形態に係るインプリント用テンプレート１１０は、台座基板１０と、台座基板１０に形成された樹脂製のパターン転写部２０と、を備える。パターン転写部２０は、被転写物へ形状を転写するための凹凸パターン２１を有する。
【００１５】
台座基板１０は、主としてパターン転写部２０を支持する役目を果たす。台座基板１０には、石英ガラス等のガラス材料、金属材料、樹脂材料など、パターン転写部２０を支持し、所定の加圧に耐えられ、インプリント工程に適した材料が用いられる。例えば、紫外線等の光を用いるインプリント工程を行う場合、台座基板１０には、紫外線等の所定波長の光を十分に透過する材料（例えば、石英ガラス、樹脂材料）が用いられる。また、加熱加圧によるインプリント工程を行う場合、台座基板１０には、加熱加圧に十分耐えられる材料（例えば、金属材料、樹脂材料）が用いられる。
【００１６】
台座基板１０の主面１０ａの上には、樹脂製のパターン転写部２０が形成されている。主面１０ａは、樹脂製のパターン転写部２０を密着できるよう構成されている。すなわち、インプリント用テンプレート１１０では、パターン転写部２０を被転写物に接触させて、凹凸パターン２１の形状を被転写物に転写する。転写後は、インプリント用テンプレート１１０を離型する。この際、台座基板１０の主面１０ａの上に形成されたパターン転写部２０が剥がれないようにする必要がある。主面１０ａとパターン転写部２０との間の密着力は、インプリント用テンプレート１１０を被転写物から離型する際、パターン転写部２０が剥がれない大きさになっている。
【００１７】
パターン転写部２０には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂など、種々の樹脂材料が適用される。パターン転写部２０の主面１０ａとは反対側の面には、凹凸パターン２１が設けられている。パターン転写部２０には、凹凸パターン２１の成型性やインプリント工程を考慮した材料が用いられる。
【００１８】
凹凸パターン２１は、後述する原版によって形成される。この原版には、マスターパターンが設けられている。マスターパターンの凹凸は、インプリントによって成型する成型対象のパターンと同じ凹凸を有している。凹凸パターン２１には、マスターパターンの凹凸が転写されている。すなわち、凹凸パターン２１は、成型対象のパターンとは反転した凹凸を有する。
【００１９】
樹脂製のパターン転写部２０は、原版のマスターパターンを転写することで、台座基板１０上に再作成可能である。ここで、凹凸パターン２１の凹部の幅、または凸部の幅は、例えば数十ｎｍ（ナノメートル）〜数百ｎｍである。ナノメートルレベルの凹凸パターン２１を用いたインプリントは、ナノインプリントと呼ばれる。凹凸パターン２１の形状は、一方向に延在するライン状、矩形状、曲線状など、任意である。
【００２０】
このようなインプリント用テンプレート１１０を用いてパターンを形成するには、インプリント用テンプレート１１０のパターン転写部２０を被転写物に接触させ、凹凸パターン２１の凹凸形状を転写するようにする。凹凸パターン２１の凹凸形状を被転写物に転写した後は、インプリント用テンプレート１１０を被転写物から離型する。
【００２１】
なお、インプリント用テンプレート１１０を被転写物から離型する際の離型性を考慮し、凹凸パターン２１の表面には、離型剤が設けられていてもよい。また、凹凸パターン２１を構成する樹脂自体に離型性を持たせてもよい。
【００２２】
本実施形態に係るインプリント用テンプレート１１０では、台座基板１０に樹脂によるパターン転写部２０が形成されていることから、パターン転写部２０を容易に再作成できる。インプリントでは、転写作業を繰り返すと、パターン転写部２０の凹凸パターン２１の変形等の劣化や破損が生じる。本実施形態に係るインプリント用テンプレート１１０では、このような劣化や破損が発生した場合、台座基板１０からパターン転写部２０のみを剥離して、同じ台座基板１０に新たなパターン転写部２０だけを再作成する。台座基板１０を繰り返し利用することによって、インプリント用テンプレート１１０は安価に再作成される。しかも、原版の使用は、パターン転写部２０を作成（再作成）するときのみとなる。したがって、原版の使用頻度が低減される。
【００２３】
図２〜図４は、インプリント用テンプレート１１０の台座基板１０の主面１０ａの形状例について説明する模式的断面図である。
図２は、主面の形状例（その１）を説明する模式的断面図である。
図３は、主面の形状例（その２）を説明する模式的断面図である。
図４は、主面の他の形状例を説明する模式的拡大断面図である。
図２〜図４に例示した台座基板１０の主面１０ａの形状例は、いずれもパターン転写部２０の密着力を高める例である。
【００２４】
図２では、台座基板１０の主面１０ａの形状例の一つを例示している。
図２（ａ）に表したように、この台座基板１０の主面１０ａには、凹凸部１１が設けられている。凹凸部１１における凹部１１２または凸部１１１は、主面１０ａに沿ってライン状、矩形状、曲線状など、任意に設けられる。主面１０ａに凹凸部１１が設けられると、主面１０ａの表面積は、平面の場合に比べて増加する。主面１０ａの表面積の増加によって、パターン転写部２０との接触面積が増加する。これにより、パターン転写部２０の密着力が向上する。
【００２５】
図２（ｂ）に表したように、台座基板１０の主面１０ａの上にはパターン転写部２０が形成される。パターン転写部２０は、主面１０ａに設けられた凹凸部１１の凹部１１２に入り込むように設けられる。このように、凹凸部１１の設けられた主面１０ａにパターン転写部２０が形成されることで、主面１０ａが平面の場合に比べてパターン転写部２０の密着力を高めることができる。
【００２６】
主面１０ａの凹凸部１１は、主面１０ａの全面に設けられていても、一部に設けられていてもよい。また、凹凸部１１の大きさは適宜設定可能である。主面１０ａにおいて凹凸部１１を設ける位置、範囲、凹凸部１１の大きさの設定によって、パターン転写部２０の密着力を適宜設定可能である。
【００２７】
図３では、台座基板１０の主面１０ａの他の形状例の一つを例示している。
図３（ａ）に表した台座基板１０では、主面１０ａに凹凸部１１が設けられている。この凹凸部１１において、凸部１１１は、根元から先端にかけて幅広（逆テーパ形状）になっている。凸部１１１は、主面１０ａに沿って、ライン状、矩形状、曲線状など、任意に設けられる。主面１０ａに凹凸が設けられると、主面１０ａの表面積は、平面の場合に比べて増加する。主面１０ａの表面積の増加によって、パターン転写部２０との接触面積が増加する。これにより、パターン転写部２０の密着力が向上する。
【００２８】
図３（ｂ）に表したように、台座基板１０の主面１０ａの上にはパターン転写部２０が形成される。パターン転写部２０は、主面１０ａに設けられた凹凸部１１の凹部１１２に入り込むように設けられる。図３に表した凸部１１１は逆テーパ形状になっているため、パターン転写部２０が凹部１１２に入り込むことでアンカー効果を発揮する。これにより、主面１０ａが平面の場合に比べてパターン転写部２０の密着力を高めることができる。
【００２９】
主面１０ａの凹凸部１１は、主面１０ａの全面に設けられていても、一部に設けられていてもよい。また、凹凸部１１の大きさや凸部１１１の逆テーパの角度は適宜設定可能である。主面１０ａにおいて凹凸部１１を設ける位置、範囲、凹凸部１１の大きさ、凸部１１１の逆テーパの角度の設定によって、パターン転写部２０の密着力を適宜設定可能である。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｃ）は、主面１０ａに設けられた凹凸の凹部の形状例を示している。
なお、図４では、主面１０ａに設けられた凹部１１２の一つを拡大して示しているが、主面１０ａにはこのような凹部１１２が一つ以上設けられている。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｃ）に表したように、台座基板１０の主面１０ａに設けられた凹凸部１１の凹部１１２では、第１の深さでの開口サイズＷ１が、第１の深さよりも底側の第２の深さでの開口サイズＷ２よりも小さくなっている。これにより、主面１０ａへのパターン転写部２０の形成について、アンカー効果を発揮させることができる。
【００３２】
図４（ａ）に表した凹部１１２では、開口端と底部との間に窪み部１１２ａが設けられている。図４（ａ）に例示した窪み部１１２ａは、断面視矩形になっているが、三角形や半円形など矩形以外でもよい。図４（ａ）に表した凹部１１２において、第１の深さでの開口サイズとして、開口端の開口サイズをＷ１ａ、第２の深さでの開口サイズとして、窪み部１１２ａでの開口サイズをＷ２ａとした場合、Ｗ１ａ＜Ｗ２ａになっている。
【００３３】
図４（ｂ）に表した凹部１１２では、開口端に突起部１１２ｂが設けられている。図４（ｂ）に例示した突起部１１２ｂは、断面視矩形になっているが、三角形や半円形など矩形以外でもよい。図４（ｂ）に表した凹部１１２において、第１の深さでの開口サイズとして、開口端の突起部１１２ｂが設けられた位置での開口サイズをＷ１ｂ、第２の深さでの開口サイズとして、突起部１１２ｂよりも底部側での開口サイズをＷ２ｂとした場合、Ｗ１ｂ＜Ｗ２ｂになっている。
【００３４】
図４（ｃ）に表した凹部１１２では、開口端と底部との間に突起部１１２ｃが設けられている。図４（ｃ）に例示した突起部１１２ｃは、断面視矩形になっているが、三角形や半円形など矩形以外でもよい。図４（ｃ）に表した凹部１１２において、第１の深さでの開口サイズとして、突起部１１２ｃが設けられた位置での開口サイズをＷ１ｃ、第２の深さでの開口サイズとして、突起部１１２ｃよりも底部側での開口サイズをＷ２ｃとした場合、Ｗ１ｃ＜Ｗ２ｃになっている。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）に表したいずれの凹部１１２であっても、パターン転写部２０の樹脂２が凹部１１２の内部に入り込むことで、パターン転写部２０の形成について強固なアンカー効果を得られることになる。
【００３６】
なお、上記説明した主面１０ａの凹凸部１１や、凸部１１１の逆テーパ形状、凹部１１２の各種形状のほか、主面１０ａに粗面処理を施すようにしてもよい。また、主面１０ａに設けた凹凸部１１の凸部１１１の表面や凹部１１２の表面に粗面処理を施すようにしてもよい。粗面処理によって表面積が増加し、パターン転写部２０の接触面積の増加によって密着力が向上する。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法を説明する。
図５〜図６は、インプリント用テンプレートの製造方法を順に説明する模式的断面図である。
本実施形態に係るインプリント用テンプレートの製造方法は、台座基板１０の主面１０ａの上に樹脂２を塗布する工程と、成型対象のパターンと凹凸が同じマスターパターン３１が形成された原版３０を、樹脂２に接触させた状態で樹脂２を硬化させる工程と、樹脂２から原版３０を離型し、成型対象のパターンとは凹凸が反転した凹凸パターン２１を有するパターン転写部２０を台座基板１０の主面１０ａの上に設ける工程と、を備える。
【００３８】
先ず、図５（ａ）に表したように、台座基板１０の主面１０ａの上に樹脂２を塗布する。樹脂２としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及び光硬化性樹脂のいずれかが用いられる。本実施形態では、一例として熱硬化性樹脂が用いられる。樹脂２は、台座基板１０の主面１０ａの上に、例えば一様に塗布される。樹脂２は、例えば主面１０ａの上にスピンコートによって一様に塗布される。なお、台座基板１０の主面１０ａに、先に説明した凹凸部１１を設けておき、この凹凸部１１上に樹脂２を塗布するようにしてもよい。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に表したように、原版３０を用意する。原版３０には、成型対象のパターンと凹凸が同じマスターパターン３１が設けられている。原版３０には、金属やシリコンなどが用いられる。金属やシリコンなどの基板の表面に、成型対象のパターンと同じ凹凸形状を加工することで、マスターパターン３１が設けられている。なお、金属やシリコンなどの基板の表面に設けられた被膜に、成型対象のパターンと同じ凹凸形状を加工することでマスターパターン３１が設けられている場合もある。
【００４０】
このような原版３０をホットプレート４０上に載置し、原版３０のマスターパターン３１と台座基板１０の樹脂２とを対向させる。
【００４１】
次に、図６（ａ）に表したように、台座基板１０の樹脂２を、原版３０のマスターパターン３１に接触させる。これにより、マスターパターン３１の凸部３１１は樹脂２に押し込まれ、凹部３１２には樹脂２が入り込む状態になる。この状態で、ホットプレート４０によって原版３０を加熱し、原版３０の熱を樹脂２に伝えて樹脂２を加熱する。熱硬化性の樹脂２は、所定の温度以上に加熱すると、硬化する。
【００４２】
なお、樹脂２として、熱可塑性樹脂を用いる場合には、台座基板１０の樹脂２を原版３０のマスターパターン３１に接触させた状態で、ホットプレート４０によって樹脂２をガラス転移点以上の温度に加熱する。そして、マスターパターン３１の凹凸が樹脂２に転写された状態で、樹脂２を冷却（加熱を中止）し、硬化させる。
【００４３】
また、樹脂２として、光硬化性樹脂を用いる場合には、台座基板１０の樹脂２を原版３０のマスターパターン３１に接触させ、マスターパターン３１の凹凸が樹脂２に転写された状態で、所定の光（例えば、紫外線光）を樹脂２に照射する。これにより、樹脂２が硬化する。
【００４４】
樹脂２が硬化した後、図６（ｂ）に表したように、台座基板１０を原版３０から離型する。これにより、台座基板１０の主面１０ａの上に、マスターパターン３１の凹凸が反転した凹凸パターン２１を有するパターン転写部２０が形成される。
【００４５】
ここで、台座基板１０と樹脂２（パターン転写部２０）との密着力は、原版３０と樹脂２（パターン転写部２０）との密着力よりも強くなっている。したがって、原版３０から台座基板１０を離型する際には、パターン転写部２０が台座基板１０から剥がれることなく、原版３０から離型できる。
【００４６】
台座基板１０とパターン転写部２０との密着力を高めるには、図２で表したように、台座基板１０の主面１０ａに凹凸部１１を設けたり、図３で表したように、主面１０ａの凸部１１１を逆テーパ形状にしたり、主面１０ａの凹部１１２を図４（ａ）〜（ｃ）に表したような形状にしたり、主面１０ａを粗面化したりすればよい。
【００４７】
原版３０より離型することで、台座基板１０の主面１０ａの上にパターン転写部２０が形成されたインプリント用テンプレート１１０が完成する。このようなインプリント用テンプレート１１０の製造方法によれば、原版３０のマスターパターン３１を転写した樹脂製の凹凸パターン２１を有するパターン転写部２０を、台座基板１０の主面１０ａの上に形成することが可能となる。
【００４８】
ここで、インプリント用テンプレート１１０を用いてインプリントを繰り返すと、パターン転写部２０の劣化や破損を生じる。この場合、台座基板１０からパターン転写部２０を剥離する。台座基板１０からパターン転写部２０を剥離するには、例えば、パターン転写部２０の主面１０ａ側に紫外線を照射し、主面１０ａとの接触部分の樹脂をオゾンにより分解したり、溶剤を用いてパターン転写部２０を溶解したりする。例えば、溶剤（洗浄液）としては、Ｈ２ＳＯ４（硫酸）とＨ２Ｏ２（過酸化水素）とを混合したもの、ＮＨ４ＯＨ（水酸化アンモニウム）、Ｈ２Ｏ２及びＨ２Ｏを混合したもの、コリンとＨ２Ｏとを混合したもの等が挙げられる。これにより、台座基板１０の主面１０ａからパターン転写部２０を剥離する。
【００４９】
そして、パターン転写部２０を剥離した台座基板１０を再利用し、図５〜図６に示す工程で、新たなパターン転写部２０を台座基板１０の主面１０ａの上に形成する。原版３０は、パターン転写部２０を形成する場合のみ利用される。また、台座基板１０は、繰り返し利用される。これにより、パターン転写部２０が劣化等しても、インプリント用テンプレート１１０を安価に再作成することが可能になる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、樹脂２として、熱硬化性樹脂を用いる例を示したが、熱可塑性樹脂を用いる場合には、図６（ａ）で表したように、樹脂２と原版３０とを接触させた状態で加熱して、原版３０のマスターパターン３１を樹脂２に転写し、その後に樹脂２の温度を低下させて硬化させ、パターン転写部２０の凹凸パターン２１を成型する。
【００５１】
また、樹脂２として、光硬化性樹脂を用いる場合には、図６（ａ）で表したように、樹脂２と原版３０とを接触させた状態で、台座基板１０を介して樹脂２に紫外線を照射する。紫外線によって樹脂２を硬化させた後、台座基板１０を原版３０から離型する。これによって、マスターパターン３１が転写されたパターン転写部２０の凹凸パターン２１が形成される。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るパターン形成方法の一例を説明する。
図７〜図１１は、本実施形態に係るパターン形成方法の一例を工程順に示す模式的断面図である。
本実施形態に係るパターン形成方法は、基板上に被転写物を設ける工程と、台座基板１０に形成された樹脂によるパターン転写部２０を有するインプリント用テンプレート１１０を用い、パターン転写部２０の凹凸パターン２１を被転写物に接触させる工程と、被転写物を硬化させた後、インプリント用テンプレート１１０を被転写物から離型し、被転写物に凹凸パターン２１の形状を転写する工程と、を備える。
【００５３】
先ず、図７（ａ）に表したように、基板５０の上に成型対象物６０を設ける。基板５０として、例えばシリコンが用いられる。また、成型対象物６０としては、例えば酸化シリコンが用いられる。本例では、成型対象物６０の一例として、酸化シリコンを、シリコンの基板５０上に、２０００オングストロームの厚さで形成した。
【００５４】
次に、図７（ｂ）に表したように、成型対象物６０の上に、被転写物７０を設ける。被転写物７０としては、例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂が用いられる。本例では、光硬化性樹脂を用いる場合について説明する。被転写物７０は、例えば、ノズルＮからインクジェット法によって成型対象物６０の上に滴下される。なお、被転写物７０は、スピンコート等によって一様に設けられてもよい。
【００５５】
次に、図８（ａ）に表したように、インプリント用テンプレート１１０のパターン転写部２０を、被転写物７０に接触させる。被転写物７０は、毛細管現象により、パターン転写部２０の凹凸パターン２１の凹部２１２の中に侵入し、凹部２１２内に充填される。
【００５６】
次に、図８（ｂ）に表したように、インプリント用テンプレート１１０のパターン転写部２０を被転写物７０に接触させた状態で、インプリント用テンプレート１１０の台座基板１０側から紫外線ＵＶ１を照射する。紫外線ＵＶ１は、台座基板１０及びパターン転写部２０を透過して、被転写物７０に照射される。光硬化性樹脂による被転写物７０は、紫外線ＵＶ１が照射されることで硬化する。紫外線ＵＶ１の波長としては、例えば、３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度である。なお、台座基板１０及びパターン転写部２０には、紫外線ＵＶ１に対して十分な透光性を有する材料が用いられる。被転写物７０が硬化することにより、パターン転写部２０の凹凸パターン２１の凹凸を反転させた転写パターン７０ａが形成される。
【００５７】
次に、図９（ａ）に表したように、インプリント用テンプレート１１０を、転写パターン７０ａから離型する。ここで、台座基板１０と樹脂２（パターン転写部２０）との密着力は、転写パターン７０ａとパターン転写部２０との密着力よりも強くなっている。したがって、インプリント用テンプレート１１０を離型する際には、パターン転写部２０が台座基板１０から剥がれることなく、転写パターン７０ａから離型できる。
【００５８】
台座基板１０とパターン転写部２０との密着力を高めるには、図２で表したように、台座基板１０の主面１０ａに凹凸部１１を設けたり、図３で表したように、主面１０ａの凸部１１１を逆テーパ形状にしたり、主面１０ａの凹部１１２を図４（ａ）〜（ｃ）に表したような形状にしたり、主面１０ａや凸部１１１及び凹部１１２の表面を粗面化したりすればよい。
【００５９】
なお、インプリント用テンプレート１１０を被転写物７０に接触させる際、パターン転写部２０の凸部２１１と、成型対象物６０の表面と、が完全に接触しない場合もある。この時、パターン転写部２０の凸部２１１と、成型対象物６０の表面と、の間に被転写物７０が介在し、インプリント用テンプレート１１０を離型したあと、転写パターン７０ａの凹部の底に残ることになる。
【００６０】
次に、図９（ｂ）に表したように、成型対象物６０の上に形成された転写パターン７０ａをマスクとして、例えば異方性のＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などよって成型対象物６０をエッチングする。エッチング後は、転写パターン７０ａを除去する。これにより、成型対象物６０に転写パターン７０ａに対応したパターンが形成される。
【００６１】
インプリントにおいては、図７〜図９で表した各工程を繰り返し行うことで、インプリント用テンプレート１１０の凹凸パターン２１を被転写物７０に転写し、成型対象物６０に同じパターンを形成することが可能になる。
【００６２】
ここで、インプリントを所定の回数、繰り返すことによって、パターン転写部２０の凹凸パターン２１に劣化や破損が生じる。この場合、インプリント用テンプレート１１０において、パターン転写部２０のみを再作成する。すなわち、原版を用いてインプリントを行う際には、劣化や破損があると原版そのものを作り直す必要が生じる。本実施形態に係るインプリント用テンプレート１１０では、原版３０の作り直しを行うことなく、樹脂製のパターン転写部２０のみを再作成する。
【００６３】
パターン転写部２０の再作成を行うには、先ず、図１０（ａ）に表したように、インプリント用テンプレート１１０のパターン転写部２０を台座基板１０から剥離する。例えば、インプリント用テンプレート１１０に紫外線ＵＶ２を照射し、パターン転写部２０における台座基板１０との接触部分をオゾンにより分解する。紫外線ＵＶ２の波長としては、オゾンは発生させる、例えば１８５ｎｍである。これにより、図１０（ｂ）に表したように、台座基板１０の主面１０ａから、パターン転写部２０が剥離される。なお、オゾンによる分解以外でも、例えば、パターン転写部２０の樹脂材料のみに対する溶剤を用いてパターン転写部２０を溶解してもよい。
【００６４】
次に、パターン転写部２０の再作成を行う。パターン転写部２０の再作成では、先にパターン転写部２０を剥離した台座基板１０を再利用する。先ず、図１１（ａ）に表したように、パターン転写部２０を剥離した台座基板１０の主面１０ａの上に樹脂２を塗布する。そして、ホットプレート４０上に載置した原版３０のマスターパターン３１と、台座基板１０の樹脂２とを対向させる。
【００６５】
次に、図１１（ｂ）に表したように、台座基板１０の樹脂２を、原版３０のマスターパターン３１に接触させる。これにより、マスターパターン３１の凸部３１１は樹脂２に押し込まれ、凹部３１２には樹脂２が入り込む状態になる。この状態で、ホットプレート４０によって原版３０を加熱し、原版３０の熱を樹脂２に伝えて樹脂２を加熱する。熱硬化性の樹脂２は、所定の温度以上に加熱すると、硬化する。
【００６６】
次に、樹脂２が硬化した後、図１１（ｃ）に表したように、台座基板１０を原版３０から離型する。これにより、台座基板１０の主面１０ａの上に、新たなパターン転写部２０が形成される。パターン転写部２０は、マスターパターン３１の凹凸が反転した凹凸パターン２１を有する。
【００６７】
このように、インプリント用テンプレート１１０の再作成では、元の台座基板１０が再利用される。また、インプリント用テンプレート１１０を作成（再作成）する場合のみ原版３０が利用される。これにより、パターン転写部２０が劣化等しても、原版３０を作り直すことなく、インプリント用テンプレート１１０が安価に再作成される。
【００６８】
インプリント用テンプレート１１０を再作成した後は、図７〜図９に表したインプリントを行い、パターンを形成する。インプリントを繰り返してパターン転写部２０が劣化等した際には、上記同様、パターン転写部２０のみを再作成すればよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、原版３０の利用頻度を低減でき、しかも台座基板１０を再利用するため、インプリント用テンプレート１１０を安価に作成することができる。これにより、インプリント法を用いて半導体装置やＭＥＭＳ装置等を安価に製造することが可能になる。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…台座基板、１０ａ…主面、１１…凹凸部、２０…パターン転写部、２１…凹凸パターン、６０…成型対象物、７０…被転写物、１１０…インプリント用テンプレート
【図１】
0005395756.tif 000002
【図２】
0005395756.tif 000003
【図３】
0005395756.tif 000004
【図４】
0005395756.tif 000005
【図５】
0005395756.tif 000006
【図６】
0005395756.tif 000007
【図７】
0005395756.tif 000008
【図８】
0005395756.tif 000009
【図９】
0005395756.tif 000010
【図１０】
0005395756.tif 000011
【図１１】
0005395756.tif 000012