特開 2024-37450 テンプレート、テンプレートの製造方法、テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024037450

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】テンプレート、テンプレートの製造方法、テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240312BHJP

   B29C 33/42 20060101ALI20240312BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

B29C33/42

B29C59/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142330

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140486

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100121843

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 賢郎

(72)【発明者】

【氏名】小松 大佑

【テーマコード（参考）】

4F202

4F209

5F146

【Ｆターム（参考）】

4F202AA36

4F202AB14

4F202AF01

4F202AG01

4F202AG05

4F202AJ02

4F202AJ09

4F202AR12

4F202CA19

4F202CB01

4F202CD02

4F202CD22

4F202CD24

4F202CD26

4F209AA44

4F209AF01

4F209AG05

4F209AH33

4F209AJ09

4F209AJ11

4F209PA02

4F209PB01

4F209PN09

4F209PQ11

4F209PQ14

5F146AA32

(57)【要約】

【課題】離型時における膜の欠陥の発生を防止することのできるテンプレート、当該テンプレートの製造方法、及び、当該テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法を提供する。
【解決手段】テンプレート３０は、被転写材料６０に押し付けられる転写領域ＰＡに、パターンに対応する凸部３１０が形成された基材３００と、転写領域ＰＡのうち、凸部３１０の先端面３１１のみを覆う下地膜３３０と、下地膜３３０を覆う単分子膜３４０と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上の被転写材料にパターンを転写するインプリント用のテンプレートであって、
前記被転写材料に押し付けられる転写領域に、前記パターンに対応する凸部が形成された基材と、
前記転写領域のうち、前記凸部の先端面のみを覆う下地膜と、
前記下地膜を覆う単分子膜と、を備えたテンプレート。

【請求項2】

前記単分子膜に対する前記被転写材料の接触角が、前記転写領域のうち前記単分子膜以外の部分に対する前記被転写材料の接触角よりも大きい、請求項１に記載のテンプレート。

【請求項3】

前記基材は石英を含む、請求項１に記載のテンプレート。

【請求項4】

前記下地膜は金属を含む、請求項１に記載のテンプレート。

【請求項5】

前記下地膜はチタン、クロム、及び金のうち少なくとも１つを含む、請求項４に記載のテンプレート。

【請求項6】

前記単分子膜は有機硫黄分子を含む、請求項５に記載のテンプレート。

【請求項7】

前記単分子膜はフッ素を含む、請求項６に記載のテンプレート。

【請求項8】

前記下地膜は金属酸化物を含む、請求項１に記載のテンプレート。

【請求項9】

前記下地膜は、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、スズ、及びインジウムのうち少なくとも１つの酸化物を含む、請求項８に記載のテンプレート。

【請求項10】

前記単分子膜はホスホン酸を含む、請求項９に記載のテンプレート。

【請求項11】

前記単分子膜はフッ素を含む、請求項１０に記載のテンプレート。

【請求項12】

前記下地膜の厚さが１０ｎｍ以下である、請求項１に記載のテンプレート。

【請求項13】

インプリント用のテンプレートの製造方法であって、
基材の表面に下地膜を形成し、
前記下地膜をマスクで覆い、
前記マスクの開口を通じて前記下地膜及び前記基材をエッチングし、
残留した前記下地膜の表面に単分子膜を形成する、テンプレートの製造方法。

【請求項14】

前記単分子膜は自己組織化単分子膜である、請求項１３に記載のテンプレートの製造方法。

【請求項15】

テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法であって、
前記基板の表面に被転写材料を配置する工程と、
前記被転写材料に前記テンプレートを押し付ける工程と、
光を照射して前記被転写材料を硬化させる工程と、
前記被転写材料から前記テンプレートを取り外す工程と、を含み、
前記テンプレートとして、
前記被転写材料に押し付けられる転写領域に、前記パターンに対応する凸部が形成された基材と、
前記転写領域のうち、前記凸部の先端面のみを覆う下地膜と、
前記下地膜を覆う単分子膜と、を備えたものを用いる、パターン付き基板の製造方法。

【請求項16】

前記被転写材料として、前記単分子膜の材料を含むものを用いる、請求項１５に記載のパターン付き基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、テンプレート、テンプレートの製造方法、テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パターンを形成する方法として、インプリントと称される方法が提案されている。インプリントでは、凹凸パターンが形成されたテンプレートを、基板上の被転写材料に押し付けた状態とした後で、被転写材料を硬化させる。これにより、凹凸パターンの転写された膜を基板上に形成することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２０６９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

開示された実施形態によれば、離型時における膜の欠陥の発生を防止することのできるテンプレート、当該テンプレートの製造方法、及び、当該テンプレートを用いたパターン付き基板の製造方法が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係るテンプレートは、基板上の被転写材料にパターンを転写するインプリント用のテンプレートであって、被転写材料に押し付けられる転写領域に、パターンに対応する凸部が形成された基材と、転写領域のうち、凸部の先端面のみを覆う下地膜と、下地膜を覆う単分子膜と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本実施形態に係るテンプレートを含む、インプリント装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】インプリントの各工程を説明するための図である。

【図3】離型時等に生じ得る問題について説明するための図である。

【図4】本実施形態に係るテンプレートの具体的な構成を示す図である。

【図5】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図6】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図7】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図8】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図9】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図10】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図11】本実施形態に係るテンプレートの製造方法を説明するための図である。

【図12】変形例に係るテンプレートの具体的な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0008】

本実施形態に係るテンプレート３０は、インプリント装置１０に搭載されるものであり、インプリントの原版として用いられるものである。テンプレート３０の説明に先立ち、インプリント装置１０の構成について先ず説明する。

【0009】

インプリント装置１０は、半導体装置の製造に用いられる装置であって、基板２０上に塗布された被転写材料に対し凹凸パターンを転写する装置である。製造される半導体装置は、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。尚、後に説明するテンプレート３０の構成は、半導体装置以外の製造にも用いることができる。

【0010】

図１に示されるように、インプリント装置１０は、基板チャック２１と、基板ステージ２２と、テンプレート３０と、原版チャック３１と、ベース３２と、アラインメントセンサ３３と、光源４０と、制御装置５０と、を備える。

【0011】

基板チャック２１は、基板２０を保持する装置であって、例えば真空チャックである。パターンの転写対象である基板２０は、その表面２０Ｓを上方に向けた状態で、下方側から基板チャック２１によって保持される。基板２０の表面２０Ｓは、基板２０上に形成された被加工膜を有し、被加工膜上には、不図示の塗布装置により、液体である被転写材料が予め塗布されている。本実施形態の基板２０は、例えばシリコンウェハなどの半導体基板である。基板２０に塗布される上記の被転写材料は、後に説明する光源４０からの光によって硬化し、インプリント後の工程において、例えば被加工膜をエッチングする際のレジストとして機能するものである。

【0012】

尚、インプリント装置１０には、フープと称される不図示の密閉容器が取り付けられる。フープには、前の工程において予め成膜等の処理が施された複数の基板２０が収納されている。図１において基板チャック２１に保持されている基板２０は、上記のフープから取り出された後、不図示の搬送機構によって搬送されて来たものである。

【0013】

基板ステージ２２は、基板チャック２１を支持する装置である。基板ステージ２２は、基板チャック２１及びこれに保持された基板２０を、表面２０Ｓに対し平行であり互いに垂直なＸ方向及びＹ方向に沿って移動させることができる。基板ステージ２２は、基板２０等を更にＸＹ平面内で旋回させることのできる「ＸＹθステージ」として構成されていてもよい。基板ステージ２２の動作は、後述の制御装置５０によって制御される。

【0014】

テンプレート３０は、その表面に凹凸パターンが形成された原版である。この凹凸パターンが、基板２０上の被転写材料に転写される凹凸パターンに対応している。凹凸パターンは、テンプレート３０の表面（図１における下方側の表面）のうち、符号「ＰＡ」が付された一部の領域にのみ形成されている。当該領域は、基板２０上の被転写材料に押し付けられる領域である。当該領域のことを、以下では「転写領域ＰＡ」とも称する。テンプレート３０は、転写領域ＰＡの凹凸パターンを含む全体が、光源４０から照射される光の波長に対して透明な材料で形成されている。テンプレート３０の具体的な構成については後に説明する。

【0015】

原版チャック３１は、テンプレート３０を保持する装置であって、例えば機械式のクランプ装置である。テンプレート３０は、転写領域ＰＡのある面を下方側、すなわち基板２０側に向けた状態で、原版チャック３１によって保持されている。原版チャック３１及びベース３２のうち、転写領域ＰＡの直上となる部分には、光源４０からの光を通過させるための開口ＯＰが形成されている。

【0016】

原版駆動部３４は、原版チャック３１を基板２０に対して垂直方向に位置変化させることのできる機構である。原版駆動部３４は、その上方に位置するベース３２に取り付けられている。

【0017】

アラインメントセンサ３３は、テンプレート３０と基板２０との相対的な位置関係を検知するためのセンサである。このような検知を可能とするために、テンプレート３０及び基板２０のそれぞれには、予め不図示のアラインメントマークが設けられている。アラインメントセンサ３３は、上方側から開口ＯＰを通じてそれぞれのアラインメントマークを撮像し、両者のずれ具合を測定する。「ずれ具合」とは、例えば、テンプレート３０に設けられたアラインメントマークと、基板２０に設けられたアラインメントマークと、の間の距離のことである。基板２０上の被転写材料に対する凹凸パターンの形成は、当該距離が可能な限り０に近づくように、テンプレート３０と基板２０との相対的な位置関係を予め調整した状態で行われる。

【0018】

光源４０は、被転写材料を硬化させるための光（例えば紫外線）を照射する装置である。光源４０は、例えば水銀ランプである。光源４０は、発せられる光の強度を変化させることができる。発せられる光の波長を変化させることができる構成としてもよい。光源４０は、発せられる光の強度や波長等を変化させることにより、被転写材料を完全には硬化させず、被転写材料の粘性を高くする程度にとどめることもできる。光源４０から発せられる光の強度等は、制御装置５０によって調整される。

【0019】

光源４０と基板２０との間、すなわち、光が基板２０に到達する経路の途中となる位置には、照射量調整機構４１が配置されていてもよい。照射量調整機構４１は、機械的な動作により、基板２０に到達する光の照射量を調整するものである。照射量調整機構４１は、例えばシャッター装置やミラーデバイス等である。照射量調整機構４１が配置される場合には、制御装置５０は、照射量調整機構４１の動作を制御することで、光源４０から基板２０に到達する光の照射量を調整する。

【0020】

制御装置５０は、インプリント装置１０の全体の動作を統括制御する装置である。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。尚、制御装置５０は、インプリント装置１０に内蔵されていてもよいが、インプリント装置１０から離れた位置に設置されていてもよい。

【0021】

インプリント装置１０を用いたパターン転写の流れについて、図２を参照しながら説明する。図２には、インプリントの各工程における基板２０等の状態が模式的に示されている。同図において符号「６０」が付されているのは被転写材料である。符号「７０」が付されているのは、基板２０上に形成された被加工膜である。以下では、それぞれのことを「被転写材料６０」、「被加工膜７０」とも称する。

【0022】

先ず、図２（Ａ）に示されるように、基板２０の表面上（具体的には被加工膜７０の表面上）に、被転写材料６０が配置される。被転写材料６０の配置は、例えば被加工膜７０上の複数箇所に被転写材料６０を滴下させるように行われてもよく、被加工膜７０の全体にスピンコート等で被転写材料６０の膜を形成するように行われてもよい。

【0023】

その後、図２（Ｂ）に示されるように、不図示の原版チャック３１を下降させることにより、テンプレート３０のうち凹凸パターンが形成された部分（つまり転写領域ＰＡ）を、基板２０上の被転写材料６０に押し付けた状態とする処理が行われる。

【0024】

転写領域ＰＡには、基板２０側に向けて突出している複数の凸部３１０と、凸部３１０の間の部分である複数の凹部３０１と、がそれぞれ存在しており、これらによって凹凸パターンが形成されている。この凹凸パターンは、被転写材料６０に形成されるパターンに対応したものである。図２（Ｂ）の状態においては、テンプレート３０と基板２０との間の隙間に被転写材料６０が充填される。具体的には、凹部３０１の内側の空間や、凸部３１０の先端と被加工膜７０との間の隙間等に、被転写材料６０が一様に充填される。その結果、この時点で流体である被転写材料６０の形状は、上記の凹凸パターンに対応した形状となっている。

【0025】

図２（Ｂ）の状態のまま、光源４０から光が発せられる。当該光は、開口ＯＰを通りテンプレート３０を透過した後、被転写材料６０に到達する。これにより、被転写材料６０は、凹凸パターンに対応した形状を維持したまま硬化する。

【0026】

被転写材料６０の硬化が完了すると、テンプレート３０を被転写材料６０から取り外す処理が行われる。具体的には、図２（Ｃ）に示されるように、不図示の原版チャック３１が上方側へと引き上げられる。これにより、基板２０とテンプレート３０との間が離間し、被転写材料６０がテンプレート３０の凹凸パターンから離型する。被加工膜７０の表面は、パターンの形成された被転写材料６０によって覆われた状態となっている。

【0027】

尚、以上のような被転写材料６０に対するパターンの形成は、表面２０Ｓを複数の領域に区分した上で、それぞれの領域に対して順次行われて行く。これにより、広範囲にわたってパターンを形成することができる。

【0028】

パターンが形成された被転写材料６０を有する基板２０（つまりパターン付き基板）は、例えば、後の工程において別のエッチング装置などに移動され、被転写材料６０をマスクとした被加工膜７０のエッチング工程が行われる。これにより、被加工膜７０が加工されることによって凹凸パターンが形成され、例えば、凹凸パターンの凹部に金属が埋め込まれた配線パターンを有する半導体装置が製造される。図２（Ｄ）には、被転写材料６０をマスクとした被加工膜７０のエッチング工程が行われた直後における状態が模式的に示されている。図２（Ｅ）には、図２（Ｄ）の状態から、アッシングにより被転写材料６０が除去された状態が模式的に示されている。このように、被加工膜７０には、テンプレート３０の凹凸パターンに対応した所定のパターンが形成される。

【0029】

ところで、上記のようにテンプレート３０を被転写材料６０から取り外す際には、テンプレート３０の離型性が問題となる。テンプレート３０の材料として石英が用いられる場合、被転写材料６０の離型性が低くなってしまうことが知られている。被転写材料６０の離型性が低いと、例えば図３（Ａ）に示されるように、離型時において一部の被転写材料６０がテンプレート３０に付着したまま引き上げられ、他の部分から分離されてしまうような事態が生じ得る。

【0030】

このような被転写材料６０の欠損を防止するための対策としては、例えば、テンプレート３０のうち転写領域ＰＡの表面全体を、被転写材料６０に対する濡れ性の低い材料の層で覆っておくことも考えられる。

【0031】

しかしながら、その場合には、図２（Ｂ）のようにテンプレート３０を被転写材料６０に押し付けた際に、テンプレート３０と基板２０との間の隙間の一部に、被転写材料６０が充填されない部分が残ってしまう可能性がある。例えば図３（Ｂ）のように、凹部３０１の内側に、被転写材料６０が充填されていない空隙が残ってしまう可能性がある。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の状態はいずれも、被転写材料６０に適正なパターンが形成されなくなるので、好ましくない。

【0032】

このように、被転写材料６０の離型性を高めると、その代償として、被転写材料６０の充填性が低くなってしまうという問題が生じ得る。そこで、本実施形態に係るテンプレート３０では、転写領域ＰＡの構成を工夫することにより、離型性と充填性の両立を図っている。

【0033】

テンプレート３０の具体的な構成について、図４を参照しながら説明する。図４には、テンプレート３０のうち転写領域ＰＡの構成が、部分的な断面図として示されている。同図に示されるように、テンプレート３０は、基材３００と、下地膜３３０と、単分子膜３４０と、を備えている。

【0034】

基材３００は、テンプレート３０の概ね全体を占める部材である。基材３００は石英により形成されている。基材３００の材料としては、光源４０から照射される光の波長に対して透明な材料であれば、石英に何らかの添加剤を含ませた材料が用いられてもよく、石英とは異なる材料が用いられてもよい。転写領域ＰＡの凹凸パターンである凸部３１０及び凹部３０１は、いずれも基材３００に形成されている。

【0035】

下地膜３３０は、凸部３１０の先端面３１１を覆う膜である。下地膜３３０は、本実施形態ではＴｉを主成分とする金属膜として形成されている。下地膜３３０の材料は、本実施形態のようにＴｉ単体であってもよいが、Ｔｉ以外の成分を含んでいてもよい。下地膜３３０は、次に述べる単分子膜３４０を形成するための下地として形成されている。尚、テンプレート３０の転写領域ＰＡのうち、下地膜３３０及び単分子膜３４０が形成されているのは、凸部３１０の先端面３１１のみである。本実施形態では、テンプレート３０の転写領域ＰＡにおける先端面３１１以外の部分に下地膜３３０等は設けられていない。ただし、テンプレート３０のうち転写領域ＰＡ以外の部分には、下地膜３３０等が設けられていてもよい。

【0036】

単分子膜３４０は、凸部３１０の先端面３１１において、下地膜３３０を更に上から覆う膜である。下地膜３３０は、所謂「自己組織化単分子膜」として形成された膜である。下地膜３３０を本実施形態のような金属膜とした場合には、単分子膜３４０としては、例えば1-decanethiol等のチオールや、di-n-hexyl disulfide等のジスルフィド、のような有機硫黄分子からなる膜を用いることが好ましい。単分子膜３４０が有機硫黄分子以外の材料を含んでいてもよい。

【0037】

テンプレート３０を以上のように構成としたことの利点について説明する。凸部３１０の先端において露出している単分子膜３４０は、その周囲において露出している材料（本実施形態では石英）に比べて、被転写材料６０への濡れ性が低い。換言すれば、単分子膜３４０に対する被転写材料６０の接触角が、転写領域ＰＡのうち単分子膜３４０以外の部分に対する被転写材料６０の接触角よりも大きくなっている。

【0038】

その結果、図２（Ｂ）のように被転写材料６０が硬化した直後の状態においては、被転写材料６０は、凸部３１０の先端面３１１に対する密着強度が、他の部分（例えば凹部３０１の内側面及び内底面等）に対する密着強度に比べて小さくなっている。尚、ここでいう「密着強度」とは、両者を引き剥がすのに必要な力のことである。

【0039】

図２（Ｃ）の状態となるよう、テンプレート３０を被転写材料６０から取り外す際には、被転写材料６０に加えられる応力は、凸部３１０の先端部分の近傍において最も大きくなり、当該部分を起点として被転写材料６０はテンプレート３０から離型して行く。離型に必要な力は、凸部３１０の先端部分から被転写材料６０が剥がれる直前において最も大きくなり、当該部分が剥がれた後は、離型に必要な力は概ね一定の小さな力となる。

【0040】

このため、本実施形態のように、凸部３１０の先端面に単分子膜３４０を形成し、当該部分から被転写材料６０を剥がすのに要する力を小さくしておけば、離型に必要な力を抑制することができる。これにより、図３（Ａ）に示されるような離型時における膜の欠陥を防止することができる。

【0041】

また、被転写材料６０の密着強度を低下させるのは、凸部３１０の先端面においてのみであるから、被転写材料６０の充填性の低下は最小限に抑えることができる。このため、離型時における膜の欠陥を防止しながらも、図３（Ｂ）に示されるような空隙の残留をも防止することができる。

【0042】

単分子膜３４０の厚さは概ね分子１つ分程度であるから、凸部３１０の先端に単分子膜３４０を形成しても、転写領域ＰＡにおける凹凸パターンの形状はほとんど変化しない。このため、転写後における被転写材料６０のパターン形状への影響は無視できる程度に抑えることができる。

【0043】

テンプレート３０を製造する方法について説明する。

【0044】

＜基材準備工程＞基材準備工程として、まず、基材３００が準備される。この時点における基材３００は、凸部３１０等のパターンがまだ形成されておらず、転写領域ＰＡの全体が平坦面となっている。図５には、準備された基材３００の断面が模式的に描かれている。図５の基材３００のうち上方側の面が、後に凸部３１０等が形成される面である。

【0045】

＜下地膜形成工程＞基材準備工程に続いて、下地膜形成工程が行われる。下地膜形成工程では、基材３００の表面のうち、少なくとも転写領域ＰＡとなる部分の全体を覆うように、下地膜３３０が形成される。その後、下地膜３３０の全体を覆うように、金属膜３３１が形成される。先に述べたように、本実施形態では下地膜３３０の材料としてＴｉが用いられる。また、金属膜３３１の材料としては、例えば、Ｃｒが用いられる。これらはいずれも、例えばスパッタやＣＶＤ等により成膜することができる。図６には、下地膜形成工程が完了した状態が示されている。尚、実施形態において、好適に下地膜３３０を加工することが可能であれば、金属膜３３１は必ずしも必要としない。

【0046】

＜マスク形成工程＞下地膜形成工程に続いて、マスク形成工程が行われる。マスク形成工程では、図７に示されるように、金属膜３３１の表面を覆うようにレジスト３５０が塗布される。レジスト３５０は、後のエッチング工程においてマスクとして機能する膜である。続いて、図８に示されるように、インプリントによってレジスト３５０の一部に凹部３５１が形成される。凹部３５１は、凹部３０１と対応する部分のそれぞれに形成される。ただし、本実施形態のようなインプリントではなく、例えば電子ビーム描画やフォトリソグラフィを用いて凹部３５１を形成してもよい。この場合、凹部３５１は開口し、金属膜３３１が露出する。

【0047】

＜エッチング工程＞マスク形成工程に続いて、エッチング工程が行われる。エッチング工程では、レジスト３５０に対し例えばドライエッチングが施される。その際、凹部３５１は開口となり、以降は当該開口を通じて金属膜３３１がエッチングされる。図９には、金属膜３３１のエッチングが完了した状態が示されている。金属膜３３１のエッチングは、例えば塩素系のガス種を用いて行うことができる。

【0048】

その後、レジスト３５０の上記開口を通じて、下地膜３３０及び基材３００の一部に対しても引き続きエッチングが施される。尚、本実施形態のように下地膜３３０がＴｉの膜である場合には、ＣＦ系のガス種を用いて下地膜３３０及び基材３００のそれぞれをエッチングすることができる。基材３００の転写領域ＰＡのうち、エッチングが施された部分は先に述べた凹部３０１となり、それ以外の部分は凸部３１０として残留する。エッチング工程が完了すると、図１０に示されるように、金属膜３３１の表面を覆っていたレジスト３５０が除去される。レジスト３５０は、例えば剥離液を用いたり、アッシングを行ったりすることにより除去することができる。その後、図１１に示されるように、金属膜３３１がエッチングにより除去され、下地膜３３０が露出した状態とされる。

【0049】

＜単分子膜形成工程＞エッチング工程に続いて、単分子膜形成工程が行われる。単分子膜形成工程では、下地膜３３０の表面に単分子膜３４０が形成される。先に述べたように、単分子膜３４０は所謂「自己組織化単分子膜」として形成される。例えば、原料である有機硫黄分子を含む溶液中に、下地膜３３０を含む基材３００の全体を所定時間浸漬することにより、下地膜３３０の表面のみに単分子膜３４０が選択的に形成される。下地膜３３０は、このような溶液法で形成されてもよいが、気相法で形成されてもよい。以上のような方法により、図４に示される構成のテンプレート３０が完成する。

【0050】

下地膜３３０及び単分子膜３４０の材料として、本実施形態とは別の材料を用いることとしてもよい。下地膜３３０は、基材３００である石英への密着性を確保し、且つ、その上に自己組織化単分子膜を形成することを目的として設けられる。下地膜３３０の材料は、基材３００への密着性や、形成すべき単分子膜３４０の材料、及び、光源４０から発生られる光の透過性、のそれぞれを考慮しながら適宜選定することが好ましい。

【0051】

下地膜３３０は、本実施形態のように１層の金属膜であってもよいが、図１２に示される変形例のように２層の金属膜であってもよい。図１２の例では、先端面３１１の上を第１下地膜３３０Ａが覆っており、第１下地膜３３０Ａの上を第２下地膜３３０Ｂが更に覆っている。第１下地膜３３０Ａは例えばＣｒを主成分とする膜であり、第２下地膜３３０Ｂは例えばＡｕ又はＴｉを主成分とする膜である。第１下地膜３３０Ａの材料は、この変形例のようにＣｒ単体であってもよいが、Ｃｒ以外の成分を含んでいてもよい。同様に、第２下地膜３３０Ｂの材料は、この変形例のようにＡｕ又はＴｉ単体であってもよいが、Ａｕ又はＴｉ以外の成分を含んでいてもよい。

【0052】

以上のように、単分子膜３４０の材料として有機硫黄分子を用いる場合には、下地膜３３０は、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＡｕのうち少なくとも１つを含む膜であればよい。また、下地膜３３０の層数は、この変形例のように２層でもよいが、３層以上であってもよい。

【0053】

尚、下地膜３３０がＴｉを含む膜である場合には、エッチング工程においては、本実施形態と同様にＣＦ系のガス種を用いたドライエッチングにより下地膜３３０を除去すればよい。また、下地膜３３０がＣｒ及びＡｕからなる層を有する場合には、エッチング工程においては、塩素系のガス種を用いたドライエッチングによって当該層を除去すればよい。

【0054】

有機硫黄分子を含む単分子膜３４０が、フッ素を更に含んでいてもよい。具体的には、例えば1H,1H,2H,2H-perfluorodecanethiol等のフッ素化した有機硫黄分子で単分子膜３４０を形成してもよい。このような材料を用いることで、単分子膜３４０に対する被転写材料６０の接触角を更に大きくすることができる。

【0055】

下地膜３３０を、本実施形態のような金属ではなく、金属酸化物により形成してもよい。金属酸化物としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、及び、Ｉｎ_２Ｏ_３とＳｎＯ_２の混合酸化物であるＩＴＯのうち、少なくとも１つを含むものを用いることができる。また、下地膜３３０は、上記のような金属酸化物そのものであってもよいが、金属酸化物以外の成分を含んでいてもよい。

【0056】

下地膜３３０を以上のような金属酸化物とした場合には、単分子膜３４０としてはホスホン酸からなる膜を用いることが好ましい。単分子膜３４０がホスホン酸以外の材料を含んでいてもよい。

【0057】

ホスホン酸を含む単分子膜３４０が、フッ素を更に含んでいてもよい。具体的には、例えばn-octadecylphosphonic acidなどアルキルホスホン酸や、1H,1H,2H,2H-perfluorooctanphosphonic acid 等のフッ素化したホスホン酸で単分子膜３４０を形成してもよい。このような材料を用いることで、単分子膜３４０に対する被転写材料６０の接触角を更に大きくすることができる。

【0058】

下地膜３３０として上記いずれの材料を用いる場合であっても、下地膜３３０の厚さは、１０ｎｍ以下の範囲で可能な限り薄くしておくことが好ましい。

【0059】

テンプレート３０によるパターンの転写が繰り返し行われると、凸部３１０の先端にある単分子膜３４０は次第に消耗する。しかしながら、「自己組織化単分子膜」である単分子膜３４０は、比較的迅速に且つ容易に形成することができるので、消耗の度合いに応じて単分子膜３４０を適宜付け直せばよい。

【0060】

また、インプリント装置１０を用いたパターン転写の際に、被転写材料６０として単分子膜３４０の材料を含むものを用いれば、図２（Ｂ）のようにパターンを転写する度に、被転写材料６０に触れることによって単分子膜３４０が修復される。これにより、単分子膜３４０の付け直しを頻繁に行うことなく、テンプレート３０の離型性を長期間に亘って維持することができる。

【0061】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0062】

２０：基板、３０：テンプレート、３１０：凸部、３１１：先端面、３３０：下地膜、３４０：単分子膜、ＰＡ：転写領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】