インプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、およびインプリント方法
【課題】 本発明は、高屈折率材料の形成技術や加工技術を要することなく、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度で位置合わせすることができるインプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、およびインプリント方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】 テンプレート基板に銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板を用い、アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くすることにより、上記課題を解決する。
【解決手段】 テンプレート基板に銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板を用い、アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くすることにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な凹凸パターンを、被転写基板上に形成された被転写樹脂に転写するインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート、その製造方法、およびインプリント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に半導体デバイスについては、微細化の一層の進展により高速動作、低消費電力動作が求められ、また、システムＬＳＩという名で呼ばれる機能の統合化などの高い技術が求められている。このような中、半導体デバイスのパターンを作製する要となるリソグラフィ技術は、パターンの微細化が進むにつれ、露光装置などが極めて高価になってきており、また、それに用いるマスク価格も高価になっている。
【０００３】
これに対して、１９９５年Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ大学のＣｈｏｕらによって提案されたナノインプリント法（インプリント法とも呼ばれる）は、装置価格や使用材料などが安価でありながら、１０ｎｍ程度の高解像度を有する微細パターン形成技術として注目されている（特許文献１）。
【０００４】
インプリント法は、予め表面にナノメートルサイズの微細な凹凸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、半導体ウエハなどの被転写基板表面に形成された被転写樹脂に接触させて、前記被転写樹脂を力学的に変形させて前記凹凸パターンを転写し、このパターン転写された被転写樹脂をマスクとして被転写基板を加工する技術である。一度テンプレートを作製すれば、ナノ構造が簡単に繰り返して成型できるため高いスループットが得られて経済的であるとともに、有害な廃棄物が少ない加工技術であるため、近年、半導体デバイスに限らず、さまざまな分野への応用が期待されている。
【０００５】
このようなインプリント法には、熱可塑性樹脂を用いて熱により凹凸パターンを転写する熱インプリント法や、紫外線硬化性樹脂を用いて紫外線により凹凸パターンを転写する光インプリント法などが知られている（特許文献２）。
光インプリント法は、室温で、かつ、低い印加圧力で、パターン転写することができ、熱インプリント法のような加熱・冷却サイクルが不要であることから、テンプレートや樹脂が熱によって寸法変化を生じるリスクを低減でき、解像性、アライメント精度、生産性などの点で優れている。
【０００６】
ここで、上述のようなインプリント法を用いて凹凸パターンを被転写基板に転写する際には、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、テンプレートに設けられている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、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。
【０００７】
図９は、従来のインプリント用テンプレートの例を示す説明図であり、（ａ）はテンプレート全体の模式的断面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマークの拡大図を示す。
図９（ａ）に示すように、一般に、インプリント用テンプレート１０１は、石英等の透明なテンプレート基板１０２からなるメサ構造をしており、このメサ構造のトップ面に転写パターン１０３とアライメントマーク１０４を有している。
そして、図９（ｂ）に示すように、アライメントマーク１０４は、通常、テンプレート基板１０２を凹凸状に加工した段差構造のマークであり、凸部１０４ａと凹部１０４ｂを有する。
このアライメントマークの平面形状は、例えば、矩形状、十字型状の形状が１個以上配設されたものや、モアレ縞等の周期構造のもの等がある。
【０００８】
次に、従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法について説明する。図１０は、従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。ここで、図１０（ａ）はアライメントマーク検出時のインプリント用テンプレート、被転写樹脂層、および被転写基板の状態を示し、図１０（ｂ）はアライメントマークにおける凸部と凹部の関係を示す。
【０００９】
図１０（ａ）に示すように、インプリント用テンプレート１０１の転写パターンを転写する際には、まず、被転写基板１１１上に形成された硬化前の被転写樹脂層１２１に、インプリント用テンプレート１０１の転写パターン１０３を形成した側の面を接触させ、インプリント用テンプレート１０１の転写パターン１０３を形成した側とは反対側の面（裏面）から、検出器１３１により、テンプレート側のアライメントマーク１０４と、基板側のアライメントマーク領域１１４のアライメントマーク１１５とを光学的に検出し、その位置ズレを補正するように、テンプレート１０１と被転写基板１１１を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
そして、位置合わせした状態で被転写樹脂層１２１を硬化させることにより、前記テンプレート１０１の転写パターン１０３を被転写樹脂層１２１に転写する。
なお、基板側のアライメントマーク１１５は層状に基板中に形成され、銅、アルミなどからなり光学的に検出可能となっている。
【００１０】
上述のように、テンプレート１０１を被転写基板１１１上の被転写樹脂層１２１に接触させた状態で位置合わせを行う理由は、テンプレート１０１が被転写樹脂層１２１から離れた状態でアライメントを行った後にテンプレート１０１を被転写樹脂層１２１に接触させる方法では、テンプレート１０１を被転写樹脂層１２１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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００４−５０４７１８号公報
【特許文献２】特開２００２−９３７４８号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３９１５号公報
【特許文献４】特表昭６０−５０１９５０号公報
【特許文献５】特開平６−５９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、アライメントのためにテンプレート１０１を被転写樹脂層１２１に接触させると、図１０（ｂ）に示すように、テンプレート１０１のアライメントマークの凹部が、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂によって充満された状態になる。
そして、このような状態になると、テンプレート１０１のアライメントマークを構成する材料（一般的には、石英）の屈折率と、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率とがほとんど同じ値であることから、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。
【００１３】
一般に、透明な物質からなる構造物において、屈折率が大きく異なる物質が接触している場合には、その界面における光の屈折や散乱、若しくは反射によって前記構造物の形状を認識することができる。しかしながら、上述のように屈折率の差が小さい場合は、前記構造物の形状を認識することは困難になる。
【００１４】
例えば、図１０（ｂ）に示すように、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部に、テンプレート１０１の裏面側（図１０（ｂ）において上側）から入射し、被転写樹脂層１２１を通過して被転写基板１１１表面で反射する検出光１３２ａ、１３２ｂの光路長の差は、テンプレート１０１を構成する材料の屈折率をｎ１、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率をｎ２、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部の段差をｔとすると、２×ｔ×｜ｎ２−ｎ１｜になる。
【００１５】
ここで、検出光１３２ａ、１３２ｂには、被転写樹脂層１２１が硬化しない波長域の光が用いられ、一般的には可視光域の波長（３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）が用いられる。
そして、一般的なテンプレートの材料である石英（ＳｉＯ2）の波長６３３ｎｍの光における屈折率は１．４５であり、インプリント法に用いられる被転写樹脂の屈折率は一般的には１．５程度である。
【００１６】
そこで、例えば、検出光の光源として、６３３ｎｍの単波長の光源を用いる場合を仮定し、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部の段差ｔを１５０ｎｍ、テンプレート１０１を構成する材料の屈折率ｎ１を１．４５、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率ｎ２を１．５０として、上式を計算すると、得られる光路長の差は１５ｎｍになり、この値は波長６３３ｎｍの１／４０程の違いしかないため、凹凸構造のアライメントマークを良好に識別することは困難になってしまう。
【００１７】
この課題に対して、例えば、チタン酸化物（屈折率２．４）等の高屈折率材料でアライメントマークを構成し、アライメントマークの凹部に被転写樹脂が充填された状態でも、前記高屈折率材料の屈折率と、被転写樹脂の屈折率との間で差が出るようにして、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別する方法が提案されている（特許文献３）。
【００１８】
しかしながら、上述のような方法では、従来のテンプレート製造技術に加えて、チタン酸化物等の高屈折率材料をテンプレート上に形成する技術や、アライメントマークの凹凸構造への加工技術が必要となり、製造工程が複雑化するため好ましくない。
【００１９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、前記高屈折率材料の形成技術や加工技術を要することなく、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度で位置合わせすることができるインプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、およびインプリント方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者は、種々研究した結果、テンプレート基板に銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板を用い、アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くすることにより、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。
【００２１】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、凹凸構造の転写パターンと凹凸構造のアライメントマークを有するインプリント用テンプレートであって、前記インプリント用テンプレートは、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなり、前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いことを特徴とするインプリント用テンプレートである。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさ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である。
【００２３】
また、本発明の請求項３に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、前記凹凸構造のアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、を備える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である。
【００２４】
また、本発明の請求項４に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、前記高エネルギービームを照射した所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、を備える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である。
【００２５】
また、本発明の請求項５に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、 前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成されたアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、を備える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である。
【００２６】
また、本発明の請求項６に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、を備える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である。
【００２７】
また、本発明の請求項７に係る発明は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法である。
【００２８】
また、本発明の請求項８に係る発明は、前記凹凸のアライメントマークを形成する工程において、形成される前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさになるように前記銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングすることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法である。
【００２９】
また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項１〜２のいずれかに記載のインプリント用テンプレートを用い、被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、前記被転写樹脂層を硬化させ、前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成することを特徴とするインプリント方法である。
【００３０】
また、本発明の請求項１０に係る発明は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、凹凸構造のアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、アライメントマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高いアライメント精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板にインプリントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るインプリント用テンプレートの例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係るインプリント用テンプレートのアライメントマークの凹部の深さとイオン交換表面層の厚みの関係を説明する図である。
【図３】本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。
【図４】本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す模式的工程図である。
【図５】図４に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。
【図６】本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例を示す模式的工程図である。
【図７】図６に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。
【図８】本発明に係るインプリント方法の例を示す模式的工程図である。
【図９】従来のインプリント用テンプレートの例を示す説明図であり、（ａ）はテンプレート全体の模式的断面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマークの拡大図を示す。
【図１０】従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［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、本発明に係るインプリント用テンプレートの例を示す模式的断面図である。
図１に示すように、本発明に係るインプリント用テンプレート１は、メサ構造のテンプレート基板２からなり、このメサ構造のトップ面に凹凸構造の転写パターン３と、凹凸構造のアライメントマーク４とを有している。
そして、アライメントマーク４の凸部４ａは、凹部４ｂよりも暗色化しているために、凸部４ａにおける可視光域の光に対する光学濃度は、凹部４ｂにおける可視光域の光に対する光学濃度よりも高くなっている。
【００３４】
本発明に係るインプリント用テンプレートは、このアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別することができるものである。そして、本発明に係るインプリント用テンプレートを用いることにより、高いアライメント精度で位置合わせすることを可能とし、高い位置精度でテンプレートの転写パターンを被転写基板にインプリントすることができる。
【００３５】
ここで、本発明に係るテンプレート基板２は、銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板（ＨＥＢＳガラス基板）からなり、このイオン交換表面層に高エネルギービームを照射することにより、前記インプリント用テンプレート１のアライメントマークを暗色化させている。
【００３６】
上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板（ＨＥＢＳガラス基板）とは、表面層のアルカリ金属イオンを銀イオンに置換したガラス基板であって、特表昭６０−５０１９５０号公報（特許文献４）に示される高エネルギービーム感受性ガラス物品（ＨＥＢＳガラス物品）からなるガラス基板に相当するものである。
【００３７】
前記ＨＥＢＳガラス基板のガラス本体部分は、モル％で表わして、５％〜２５％の一種以上のアルカリ金属酸化物、０．５％〜３５％の感光性阻止剤（ＰＩ剤）、自然赤方シフト抑制剤（ＲＳ−抑制剤）およびその混合物、０％〜６％のＣｌ並びに５０％〜８９％のＳｉＯ2 を包含するベースガラス組成を有している。
【００３８】
一方、前記ＨＥＢＳガラス基板のイオン交換表面層は、前記ガラス本体部分のベースガラス組成におけるアルカリ金属イオンが銀イオンに置換された組成を有するものである。
前記イオン交換表面層は、例えば、次のようにして形成される。
【００３９】
前記ベースガラス組成を有するイオン交換前のＨＥＢＳガラス基板を、銀イオンを含有する酸性水溶液に浸漬し、オートクレープ中に密閉し、水溶液中の銀イオンとガラス基板表面層中のアルカリ金属イオンとの間のイオン交換反応をもたらすのに充分な温度で保持し（通常、２００℃以上で１分間以上）、その後、前記ガラス基板をオートクレーブから取り出して、蒸留水で洗浄する。
【００４０】
前記イオン交換後のガラス基板の表面層（すなわち、イオン交換表面層）は、例えば、銀イオンおよび／あるいは銀塩並びに約０．０１重量％Ｈ2Ｏ を越える濃度におけるシラノール及び／あるいは水を含み、イオン交換表面層のアルカリ金属酸化物の濃度は、ガラス本体部分のガラス組成における濃度より低い。
【００４１】
前記イオン交換表面層の厚さは、前記イオン交換反応の温度や時間を制御することにより調整できる。
本発明においては、前記イオン交換表面層の厚さは、前記凹凸構造のアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、アライメントマークを光学的に識別することができる厚さであれば良い。
ただし、前記光学濃度の差をより大きくするためには、前記イオン交換表面層の厚みを、前記アライメントマークの凹部の深さと同じ大きさにするか、若しくは、前記アライメントマークの凹部の深さよりも小さく（浅く）することが好ましい。言い換えれば、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさであることが好ましい。
その理由について、図２を用いて説明する。
【００４２】
図２は、本発明に係るインプリント用テンプレートのアライメントマークの凹部の深さとイオン交換表面層の厚みの関係を説明する図である。ここで、図２（ａ）は、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）よりも小さい形態を示し、図２（ｂ）は、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）以上の大きさである形態を示している。
なお、本発明においては、転写パターンの凸部３ａや凹部３ｂは、いずれも暗色化されておらず、インプリント法を用いて紫外線硬化性樹脂を硬化させる際に照射される紫外線に対して、十分な透過性を有している。
【００４３】
例えば、図２（ａ）に示すように、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）よりも小さい形態では、アライメントマークの凸部４ａと凹部４ｂの光学濃度の差は、Ｄ1／Ｄ2に相当する光学濃度となり、Ｄ1に比べてＤ2が大きくなるにつれ、その識別は困難になる。また、光学濃度を高くするために、イオン交換表面層の暗色化を促進すると、アライメントマークの凸部４ａのみならず、凹部４ｂも暗色化が進行するため、両者を識別することが困難になる。
【００４４】
一方、図２（ｂ）に示すように、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）以上の大きさである形態であれば、アライメントマークの凸部４ａと凹部４ｂの光学濃度の差は、Ｄ2の厚みに相当する光学濃度に依存し、Ｄ1には影響されないため、アライメントマークの加工自由度が増す。また、このような形態であれば、イオン交換表面層の暗色化を促進することによって、凸部４ａと凹部４ｂとの光学濃度の差を大きくすることも容易である。
前記暗色化の促進は、例えば、高エネルギービームをより長い時間照射することにより達成できる。ここで、上述の高エネルギービームとは、例えば、電子ビームであり、市販の電子線顕微鏡や電子線マスク描画装置を用いることができる。
【００４５】
次に、本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出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用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。ここで、図３（ａ）はアライメントマーク検出時のインプリント用テンプレート、被転写樹脂層、および被転写基板の状態を示し、図３（ｂ）はアライメントマークにおける凸部と凹部の関係を示す。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を転写する際には、まず、被転写基板１１上に形成された硬化前の被転写樹脂層２１に、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を形成した側の面を接触させ、次いで、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を形成した側とは反対側の面（裏面）から、検出器３１により、テンプレート側のアライメントマーク４と、基板側のアライメントマーク領域１４のアライメントマーク１５とを光学的に検出し、その位置ズレを補正するようにテンプレート１と被転写基板１１を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
【００４７】
ここで、アライメントのためにテンプレート１を被転写樹脂層２１に接触させると、図３（ｂ）に示すように、テンプレート１のアライメントマークの凹部が、被転写樹脂層２１を構成する樹脂によって充満された状態になる。このような状態になると、従来のインプリント用テンプレートにおいては、アライメントマークの凸部を構成する材料も、被転写樹脂２１を構成する樹脂も、ともに可視光域の検出光（例えば波長６３３ｎｍ）に対して透明であり、かつ、両者の屈折率がほとんど同じ値であることから、テンプレート側のアライメントマークを光学的に識別することが困難であった。
【００４８】
一方、本発明に係るインプリント用テンプレート１においては、アライメントマーク４の凸部における可視光域の光に対する光学濃度は、凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くなっている。
それゆえ、図３（ｂ）に示すように、アライメントマーク４の凸部に入射し、被転写樹脂層２１を通過して被転写基板１１表面で反射し、検出器３１によって検出される検出光３２ａの強度は、アライメントマーク４の凹部に入射し、被転写樹脂層２１を通過して被転写基板１１表面で反射し、検出器３１によって検出される検出光３２ｂの強度に比べて小さくなる。
この検出光の強度差を検出することにより、本発明に係るインプリント用テンプレート１においては、アライメントマークの凹部と凸部とを、良好に識別することができる。
【００４９】
そして、上述のように検出したテンプレート側のアライメントマーク４からの位置情報と、被転写基板側のアライメントマーク１５からの位置情報から、本発明に係るインプリント用テンプレート１と被転写基板１１とは、高いアライメント精度で位置合わせされることになる。
さらに、前記位置合わせされた状態で、被転写樹脂層２１を硬化させることにより、テンプレート１の転写パターン３を、高い位置精度で、被転写基板１１上に形成された被転写樹脂層２１に転写することができる。
【００５０】
［インプリント用テンプレートの製造方法］
次に、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ついて説明する。
（第１の実施形態）
図４は、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す模式的工程図である。
本実施形態におけ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は、まず、図４（ａ）に示すように、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２を準備し、次いで、図４（ｂ）に示すように、所定の領域を上面に有するメサ構造を形成する。
【００５１】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト製版工程やエッチング工程を施すことにより、前記メサ構造のトップ面に、凹凸構造の転写パターン３、および、凹凸構造のアライメントマーク４を形成し、その後、図４（ｄ）に示すように、凹凸構造のアライメントマーク４に高エネルギービーム４１を照射して、凹凸構造のアライメントマーク４を構成するイオン交換表面層５を暗色化させ、アライメントマーク４の凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、アライメントマーク４の凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くして本発明に係るインプリント用テンプレート１を得る（図４（ｅ））。
【００５２】
ここで、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層５の厚み以上の大きさになるようにエッチングすることが好ましい。
上述のように形成されたアライメントマークであれば、アライメントマーク全体に高エネルギービームを照射することで、アライメントマークの凸部のみを暗色化させることができ、上述したように、アライメントマークの凸部と凹部との識別を容易にすることができるからである
【００５３】
また、本発明において、上述の転写パターンおよびアライメントマークの形成は、インプリント法により形成することが好ましい。すなわち、本発明に係るインプリント用テンプレートは、テンプレート原版（マスター・テンプレート）から複製されるレプリカ・テンプレートであることが好ましい。１枚のマスター・テンプレートから複数のインプリント用テンプレート（レプリカ・テンプレート）を、高いスループットで製造することができ、経済的に有益だからである。
【００５４】
本実施形態における本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンおよびアライメントマークを、上述のインプリント法により製造する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
図５は、図４に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。すなわち、図５は、図４（ｂ）から図４（ｃ）に至る製造工程の例を示すものである。
まず、図５（ａ）に示すように、メサ構造に形成された前記テンプレート基板２を準備し、次に、図５（ｂ）に示すように、別途準備したマスター・テンプレート６と前記テンプレート基板２を対向配置し、前記テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に被転写樹脂層７を形成する。
次いで、図５（ｃ）に示すように、被転写樹脂層７に、マスター・テンプレート６に形成された凹凸構造の転写パターン、および凹凸構造のアライメントマークを接触させ、次に、紫外線９を照射する方法等により被転写樹脂層７を硬化させる。
その後、図５（ｄ）に示すように、前記被転写樹脂層７が硬化して形成された被転写樹脂パターン８とマスター・テンプレート６とを離型し、次に、図５（ｅ）に示すように、前記被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成することができる（図５（ｆ））。
【００５５】
光インプリント法を用いて前記転写パターンおよびアライメントマークを形成する場合は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂に紫外線硬化性樹脂を用い、前記被転写樹脂層を硬化させる工程において、紫外線を照射することにより前記被転写樹脂層を硬化させればよい。
光インプリント法は、熱インプリント法のような加熱・冷却サイクルが不要であることから、テンプレートや樹脂が熱によって寸法変化を生じるリスクを低減でき、解像性、アライメント精度、生産性などの点で優れている。
【００５６】
なお、図示しないが、上述の工程において、テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に、予めクロム（Ｃｒ）等を含む材料からなるハードマスク層を形成しておき、その上に被転写樹脂層７を形成し、上述のようにして形成した被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、まず、前記ハードマスク層をエッチングし、次いで、前記エッチングにより得られたハードマスク・パターンをマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成してもよい。
【００５７】
前記マスター・テンプレートは、従来のインプリント用テンプレートの製造方法により製造することができる。例えば、テンプレート基板に石英基板を用い、この石英基板の一主面上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画により転写パターンおよびアライメントマークの各レジストパターンを形成し、現像後、フッ素系のガスを用いてドライエッチングし、その後、残存するレジストパターンを除去することにより、凹凸構造の転写パターンおよびアライメントマークを有するマスター・テンプレートを得ることができる。
【００５８】
なお、上述のインプリント法により製造される本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンは、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンであり、同様に、上述のインプリント法により製造されるインプリント用テンプレートのアライメントマークは、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークになる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例について説明する。
本実施形態におけ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は、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２をメサ構造に加工した後に、まず、高エネルギービーム４１を照射して、所定の部位（後にアライメントマーク４を形成する部位）のイオン交換表面層５を暗色化させ、その後、前記所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマーク４を形成することを特徴とする。
【００６０】
以下、図６を用いて、本実施形態の製造方法について具体的に説明する。
図６は、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例を示す模式的工程図である。
まず、図６（ａ）に示すように、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２を準備し、次いで、図６（ｂ）に示すように、所定の領域を上面に有するメサ構造を形成する。
次に、図６（ｃ）に示すように、後にアライメントマーク４を形成する部位となる所定の部位に高エネルギービーム４１を照射して、前記所定の部位のイオン交換表面層５を暗色化させる（図６（ｄ））。
その後、レジスト製版工程やエッチング工程を施すことにより、前記メサ構造のトップ面に、凹凸構造の転写パターン３、および、凹凸構造のアライメントマーク４を形成し、凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高い凹凸構造のアライメントマーク４を有する本発明に係るインプリント用テンプレート１を得る（図６（ｅ））。
【００６１】
ここで、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層５の厚み以上の大きさになるようにエッチングすることが好ましい。
上述のように形成されたアライメントマークであれば、アライメントマーク全体に高エネルギービームを照射することで、アライメントマークの凸部のみを暗色化させることができ、上述したように、アライメントマークの凸部と凹部との識別を容易にすることができるからである
【００６２】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上述の転写パターンおよびアライメントマークの形成は、インプリント法により形成することが好ましい。１枚のマスター・テンプレートから複数のインプリント用テンプレート（レプリカ・テンプレート）を、高いスループットで製造することができ、経済的に有益だからである。
【００６３】
本実施形態における本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンおよびアライメントマークを、インプリント法により製造する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
図７は、図６に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。すなわち、図７は、図６（ｄ）から図６（ｅ）に至る製造工程の例を示すものである。
【００６４】
まず、図７（ａ）に示すように、メサ構造に形成され、後にアライメントマーク４が形成される部位となる所定の部位のイオン交換表面層５が暗色化された前記テンプレート基板２を準備し、次に、図７（ｂ）に示すように、別途準備したマスター・テンプレート６と前記テンプレート基板２を対向配置し、前記テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に被転写樹脂層７を形成する。
次いで、図７（ｃ）に示すように、被転写樹脂層７に、マスター・テンプレート６に形成された凹凸構造の転写パターン、および凹凸構造のアライメントマークを接触させ、次に、紫外線９を照射する方法等により被転写樹脂層７を硬化させる。
その後、図７（ｄ）に示すように、前記被転写樹脂層７が硬化して形成された被転写樹脂パターン８とマスター・テンプレート６とを離型し、次に、図７（ｅ）に示すように、前記被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成することができる（図７（ｆ））。
【００６５】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、光インプリント法を用いて前記転写パターンおよびアライメントマークを形成する場合は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂に紫外線硬化性樹脂を用い、前記被転写樹脂層を硬化させる工程において、紫外線を照射することにより前記被転写樹脂層を硬化させればよい。
【００６６】
なお、図示しないが、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上述の工程において、テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に、予めクロム（Ｃｒ）等を含む材料からなるハードマスク層を形成しておき、その上に被転写樹脂層７を形成し、上述のようにして形成した被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、まず、前記ハードマスク層をエッチングし、次いで、前記エッチングにより得られたハードマスク・パターンをマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成してもよい。
【００６７】
［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。
本発明に係るインプリント方法は、上述のような構成を有する本発明に係るインプリント用テンプレートを用い、被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、前記被転写樹脂層を硬化させ、前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成するものである。
【００６８】
なお、上述のように、インプリント法には、光インプリント法と熱インプリント法があるが、本発明に係るインプリント方法においては、特に、光インプリント法を用いることが好ましい。
本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるイオン交換表面層は、上述のように、高エネルギービームの照射により暗色化されるが、この暗色化部分は熱により復元される（透明化される）性質を有している（特許文献５）。
それゆえ、熱インプリント法を用いた場合、その加熱条件によっては、前記暗色化部分が透明化してしまい、以降、アライメントマークを検出することができなくなってしまうという恐れ、すなわち、インプリント用テンプレートとして繰り返し使用することができなくなるという恐れがあるからである。
【００６９】
図８は、本発明に係るインプリント方法の例を示す模式的工程図である。
本発明に係るインプリント方法においては、まず、図８（ａ）に示すように、本発明に係るインプリント用テンプレート１を準備し、被転写基板１１上に未硬化の被転写樹脂層２１を形成する。なお、この例においては、被転写樹脂層２１を構成する樹脂は紫外線硬化性樹脂である。
【００７０】
次に、図８（ｂ）に示すように、テンプレート１と被転写樹脂層２１とを接触させ、テンプレート側アライメントマークと相対する基板側アライメントマークの位置情報を、検出光３２を用いて検出器３１で検出することにより、テンプレート１と被転写基板１１との位置合わせを行う。
【００７１】
ここで、本発明に係るインプリント用テンプレート１の前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度は、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いため、この光学濃度の差により、テンプレート１のアライメントマークを良好に識別することができる。
それゆえ、本発明に係るインプリント方法においては、高いアライメント精度でテンプレートと被転写基板とを位置合わせすることが可能であり、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板に転写することができる。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示すように、紫外線５１を所定量照射することにより、被転写樹脂２１を硬化させ、その後、図８（ｄ）に示すように、テンプレート１を離型して、硬化した被転写樹脂パターン２２を得る。
【００７３】
以上、本発明に係るインプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、および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。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・テンプレート
２・・・テンプレート基板
３・・・転写パターン
３ａ・・・凸部
３ｂ・・・凹部
４・・・アライメントマーク
４ａ・・・凸部
４ｂ・・・凹部
５・・・イオン交換表面層
５ａ・・・暗色部
６・・・マスター・テンプレート
７・・・被転写樹脂層
８・・・被転写樹脂パターン
９・・・紫外線
１１・・・被転写基板
１３・・・被転写パターン領域
１４・・・基板側アライメントマーク領域
１５・・・基板側アライメントマーク
２１・・・被転写樹脂層
２２・・・被転写樹脂パターン
３１・・・検出器
３２、３２ａ、３２ｂ・・・検出光
４１・・・高エネルギービーム
５１・・・紫外線
１０１・・・テンプレート
１０２・・・テンプレート基板
１０３・・・転写パターン
１０４・・・アライメントマーク
１０４ａ・・・凸部
１０４ｂ・・・凹部
１１１・・・被転写基板
１１３・・・被転写パターン領域
１１４・・・基板側アライメントマーク領域
１１５・・・基板側アライメントマーク
１２１・・・被転写樹脂層
１３１・・・検出器
１３２、１３２ａ、１３２ｂ・・・検出光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な凹凸パターンを、被転写基板上に形成された被転写樹脂に転写するインプリントリソグラフィに用いられるテンプレート、その製造方法、およびインプリント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に半導体デバイスについては、微細化の一層の進展により高速動作、低消費電力動作が求められ、また、システムＬＳＩという名で呼ばれる機能の統合化などの高い技術が求められている。このような中、半導体デバイスのパターンを作製する要となるリソグラフィ技術は、パターンの微細化が進むにつれ、露光装置などが極めて高価になってきており、また、それに用いるマスク価格も高価になっている。
【０００３】
これに対して、１９９５年Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ大学のＣｈｏｕらによって提案されたナノインプリント法（インプリント法とも呼ばれる）は、装置価格や使用材料などが安価でありながら、１０ｎｍ程度の高解像度を有する微細パターン形成技術として注目されている（特許文献１）。
【０００４】
インプリント法は、予め表面にナノメートルサイズの微細な凹凸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、半導体ウエハなどの被転写基板表面に形成された被転写樹脂に接触させて、前記被転写樹脂を力学的に変形させて前記凹凸パターンを転写し、このパターン転写された被転写樹脂をマスクとして被転写基板を加工する技術である。一度テンプレートを作製すれば、ナノ構造が簡単に繰り返して成型できるため高いスループットが得られて経済的であるとともに、有害な廃棄物が少ない加工技術であるため、近年、半導体デバイスに限らず、さまざまな分野への応用が期待されている。
【０００５】
このようなインプリント法には、熱可塑性樹脂を用いて熱により凹凸パターンを転写する熱インプリント法や、紫外線硬化性樹脂を用いて紫外線により凹凸パターンを転写する光インプリント法などが知られている（特許文献２）。
光インプリント法は、室温で、かつ、低い印加圧力で、パターン転写することができ、熱インプリント法のような加熱・冷却サイクルが不要であることから、テンプレートや樹脂が熱によって寸法変化を生じるリスクを低減でき、解像性、アライメント精度、生産性などの点で優れている。
【０００６】
ここで、上述のようなインプリント法を用いて凹凸パターンを被転写基板に転写する際には、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、テンプレートに設けられている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、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。
【０００７】
図９は、従来のインプリント用テンプレートの例を示す説明図であり、（ａ）はテンプレート全体の模式的断面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマークの拡大図を示す。
図９（ａ）に示すように、一般に、インプリント用テンプレート１０１は、石英等の透明なテンプレート基板１０２からなるメサ構造をしており、このメサ構造のトップ面に転写パターン１０３とアライメントマーク１０４を有している。
そして、図９（ｂ）に示すように、アライメントマーク１０４は、通常、テンプレート基板１０２を凹凸状に加工した段差構造のマークであり、凸部１０４ａと凹部１０４ｂを有する。
このアライメントマークの平面形状は、例えば、矩形状、十字型状の形状が１個以上配設されたものや、モアレ縞等の周期構造のもの等がある。
【０００８】
次に、従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法について説明する。図１０は、従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。ここで、図１０（ａ）はアライメントマーク検出時のインプリント用テンプレート、被転写樹脂層、および被転写基板の状態を示し、図１０（ｂ）はアライメントマークにおける凸部と凹部の関係を示す。
【０００９】
図１０（ａ）に示すように、インプリント用テンプレート１０１の転写パターンを転写する際には、まず、被転写基板１１１上に形成された硬化前の被転写樹脂層１２１に、インプリント用テンプレート１０１の転写パターン１０３を形成した側の面を接触させ、インプリント用テンプレート１０１の転写パターン１０３を形成した側とは反対側の面（裏面）から、検出器１３１により、テンプレート側のアライメントマーク１０４と、基板側のアライメントマーク領域１１４のアライメントマーク１１５とを光学的に検出し、その位置ズレを補正するように、テンプレート１０１と被転写基板１１１を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
そして、位置合わせした状態で被転写樹脂層１２１を硬化させることにより、前記テンプレート１０１の転写パターン１０３を被転写樹脂層１２１に転写する。
なお、基板側のアライメントマーク１１５は層状に基板中に形成され、銅、アルミなどからなり光学的に検出可能となっている。
【００１０】
上述のように、テンプレート１０１を被転写基板１１１上の被転写樹脂層１２１に接触させた状態で位置合わせを行う理由は、テンプレート１０１が被転写樹脂層１２１から離れた状態でアライメントを行った後にテンプレート１０１を被転写樹脂層１２１に接触させる方法では、テンプレート１０１を被転写樹脂層１２１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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００４−５０４７１８号公報
【特許文献２】特開２００２−９３７４８号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３９１５号公報
【特許文献４】特表昭６０−５０１９５０号公報
【特許文献５】特開平６−５９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、アライメントのためにテンプレート１０１を被転写樹脂層１２１に接触させると、図１０（ｂ）に示すように、テンプレート１０１のアライメントマークの凹部が、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂によって充満された状態になる。
そして、このような状態になると、テンプレート１０１のアライメントマークを構成する材料（一般的には、石英）の屈折率と、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率とがほとんど同じ値であることから、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。
【００１３】
一般に、透明な物質からなる構造物において、屈折率が大きく異なる物質が接触している場合には、その界面における光の屈折や散乱、若しくは反射によって前記構造物の形状を認識することができる。しかしながら、上述のように屈折率の差が小さい場合は、前記構造物の形状を認識することは困難になる。
【００１４】
例えば、図１０（ｂ）に示すように、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部に、テンプレート１０１の裏面側（図１０（ｂ）において上側）から入射し、被転写樹脂層１２１を通過して被転写基板１１１表面で反射する検出光１３２ａ、１３２ｂの光路長の差は、テンプレート１０１を構成する材料の屈折率をｎ１、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率をｎ２、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部の段差をｔとすると、２×ｔ×｜ｎ２−ｎ１｜になる。
【００１５】
ここで、検出光１３２ａ、１３２ｂには、被転写樹脂層１２１が硬化しない波長域の光が用いられ、一般的には可視光域の波長（３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）が用いられる。
そして、一般的なテンプレートの材料である石英（ＳｉＯ2）の波長６３３ｎｍの光における屈折率は１．４５であり、インプリント法に用いられる被転写樹脂の屈折率は一般的には１．５程度である。
【００１６】
そこで、例えば、検出光の光源として、６３３ｎｍの単波長の光源を用いる場合を仮定し、テンプレート１０１のアライメントマークの凸部と凹部の段差ｔを１５０ｎｍ、テンプレート１０１を構成する材料の屈折率ｎ１を１．４５、被転写樹脂層１２１を構成する樹脂の屈折率ｎ２を１．５０として、上式を計算すると、得られる光路長の差は１５ｎｍになり、この値は波長６３３ｎｍの１／４０程の違いしかないため、凹凸構造のアライメントマークを良好に識別することは困難になってしまう。
【００１７】
この課題に対して、例えば、チタン酸化物（屈折率２．４）等の高屈折率材料でアライメントマークを構成し、アライメントマークの凹部に被転写樹脂が充填された状態でも、前記高屈折率材料の屈折率と、被転写樹脂の屈折率との間で差が出るようにして、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別する方法が提案されている（特許文献３）。
【００１８】
しかしながら、上述のような方法では、従来のテンプレート製造技術に加えて、チタン酸化物等の高屈折率材料をテンプレート上に形成する技術や、アライメントマークの凹凸構造への加工技術が必要となり、製造工程が複雑化するため好ましくない。
【００１９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、前記高屈折率材料の形成技術や加工技術を要することなく、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別することを可能とし、高いアライメント精度で位置合わせすることができるインプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、およびインプリント方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者は、種々研究した結果、テンプレート基板に銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板を用い、アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くすることにより、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。
【００２１】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、凹凸構造の転写パターンと凹凸構造のアライメントマークを有するインプリント用テンプレートであって、前記インプリント用テンプレートは、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなり、前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いことを特徴とするインプリント用テンプレートである。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさ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である。
【００２３】
また、本発明の請求項３に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、前記凹凸構造のアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、を備える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である。
【００２４】
また、本発明の請求項４に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、前記高エネルギービームを照射した所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、を備える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である。
【００２５】
また、本発明の請求項５に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、 前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成されたアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、を備える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である。
【００２６】
また、本発明の請求項６に係る発明は、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、を備える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である。
【００２７】
また、本発明の請求項７に係る発明は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法である。
【００２８】
また、本発明の請求項８に係る発明は、前記凹凸のアライメントマークを形成する工程において、形成される前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさになるように前記銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングすることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法である。
【００２９】
また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項１〜２のいずれかに記載のインプリント用テンプレートを用い、被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、前記被転写樹脂層を硬化させ、前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成することを特徴とするインプリント方法である。
【００３０】
また、本発明の請求項１０に係る発明は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、凹凸構造のアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、アライメントマークを光学的に識別することができる。それゆえ、テンプレートと被転写基板とを高いアライメント精度で位置合わせすることができ、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板にインプリントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るインプリント用テンプレートの例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係るインプリント用テンプレートのアライメントマークの凹部の深さとイオン交換表面層の厚みの関係を説明する図である。
【図３】本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。
【図４】本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す模式的工程図である。
【図５】図４に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。
【図６】本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例を示す模式的工程図である。
【図７】図６に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。
【図８】本発明に係るインプリント方法の例を示す模式的工程図である。
【図９】従来のインプリント用テンプレートの例を示す説明図であり、（ａ）はテンプレート全体の模式的断面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマークの拡大図を示す。
【図１０】従来のインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［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、本発明に係るインプリント用テンプレートの例を示す模式的断面図である。
図１に示すように、本発明に係るインプリント用テンプレート１は、メサ構造のテンプレート基板２からなり、このメサ構造のトップ面に凹凸構造の転写パターン３と、凹凸構造のアライメントマーク４とを有している。
そして、アライメントマーク４の凸部４ａは、凹部４ｂよりも暗色化しているために、凸部４ａにおける可視光域の光に対する光学濃度は、凹部４ｂにおける可視光域の光に対する光学濃度よりも高くなっている。
【００３４】
本発明に係るインプリント用テンプレートは、このアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、凹凸構造のアライメントマークを光学的に識別することができるものである。そして、本発明に係るインプリント用テンプレートを用いることにより、高いアライメント精度で位置合わせすることを可能とし、高い位置精度でテンプレートの転写パターンを被転写基板にインプリントすることができる。
【００３５】
ここで、本発明に係るテンプレート基板２は、銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板（ＨＥＢＳガラス基板）からなり、このイオン交換表面層に高エネルギービームを照射することにより、前記インプリント用テンプレート１のアライメントマークを暗色化させている。
【００３６】
上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板（ＨＥＢＳガラス基板）とは、表面層のアルカリ金属イオンを銀イオンに置換したガラス基板であって、特表昭６０−５０１９５０号公報（特許文献４）に示される高エネルギービーム感受性ガラス物品（ＨＥＢＳガラス物品）からなるガラス基板に相当するものである。
【００３７】
前記ＨＥＢＳガラス基板のガラス本体部分は、モル％で表わして、５％〜２５％の一種以上のアルカリ金属酸化物、０．５％〜３５％の感光性阻止剤（ＰＩ剤）、自然赤方シフト抑制剤（ＲＳ−抑制剤）およびその混合物、０％〜６％のＣｌ並びに５０％〜８９％のＳｉＯ2 を包含するベースガラス組成を有している。
【００３８】
一方、前記ＨＥＢＳガラス基板のイオン交換表面層は、前記ガラス本体部分のベースガラス組成におけるアルカリ金属イオンが銀イオンに置換された組成を有するものである。
前記イオン交換表面層は、例えば、次のようにして形成される。
【００３９】
前記ベースガラス組成を有するイオン交換前のＨＥＢＳガラス基板を、銀イオンを含有する酸性水溶液に浸漬し、オートクレープ中に密閉し、水溶液中の銀イオンとガラス基板表面層中のアルカリ金属イオンとの間のイオン交換反応をもたらすのに充分な温度で保持し（通常、２００℃以上で１分間以上）、その後、前記ガラス基板をオートクレーブから取り出して、蒸留水で洗浄する。
【００４０】
前記イオン交換後のガラス基板の表面層（すなわち、イオン交換表面層）は、例えば、銀イオンおよび／あるいは銀塩並びに約０．０１重量％Ｈ2Ｏ を越える濃度におけるシラノール及び／あるいは水を含み、イオン交換表面層のアルカリ金属酸化物の濃度は、ガラス本体部分のガラス組成における濃度より低い。
【００４１】
前記イオン交換表面層の厚さは、前記イオン交換反応の温度や時間を制御することにより調整できる。
本発明においては、前記イオン交換表面層の厚さは、前記凹凸構造のアライメントマークの凸部と凹部の光学濃度の差により、アライメントマークを光学的に識別することができる厚さであれば良い。
ただし、前記光学濃度の差をより大きくするためには、前記イオン交換表面層の厚みを、前記アライメントマークの凹部の深さと同じ大きさにするか、若しくは、前記アライメントマークの凹部の深さよりも小さく（浅く）することが好ましい。言い換えれば、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさであることが好ましい。
その理由について、図２を用いて説明する。
【００４２】
図２は、本発明に係るインプリント用テンプレートのアライメントマークの凹部の深さとイオン交換表面層の厚みの関係を説明する図である。ここで、図２（ａ）は、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）よりも小さい形態を示し、図２（ｂ）は、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）以上の大きさである形態を示している。
なお、本発明においては、転写パターンの凸部３ａや凹部３ｂは、いずれも暗色化されておらず、インプリント法を用いて紫外線硬化性樹脂を硬化させる際に照射される紫外線に対して、十分な透過性を有している。
【００４３】
例えば、図２（ａ）に示すように、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）よりも小さい形態では、アライメントマークの凸部４ａと凹部４ｂの光学濃度の差は、Ｄ1／Ｄ2に相当する光学濃度となり、Ｄ1に比べてＤ2が大きくなるにつれ、その識別は困難になる。また、光学濃度を高くするために、イオン交換表面層の暗色化を促進すると、アライメントマークの凸部４ａのみならず、凹部４ｂも暗色化が進行するため、両者を識別することが困難になる。
【００４４】
一方、図２（ｂ）に示すように、アライメントマークの凹部４ｂの深さ（Ｄ1）が、イオン交換表面層の厚み（Ｄ2）以上の大きさである形態であれば、アライメントマークの凸部４ａと凹部４ｂの光学濃度の差は、Ｄ2の厚みに相当する光学濃度に依存し、Ｄ1には影響されないため、アライメントマークの加工自由度が増す。また、このような形態であれば、イオン交換表面層の暗色化を促進することによって、凸部４ａと凹部４ｂとの光学濃度の差を大きくすることも容易である。
前記暗色化の促進は、例えば、高エネルギービームをより長い時間照射することにより達成できる。ここで、上述の高エネルギービームとは、例えば、電子ビームであり、市販の電子線顕微鏡や電子線マスク描画装置を用いることができる。
【００４５】
次に、本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるアライメントマークの検出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用テンプレートにおけるアライメントマークの検出方法を示す説明図である。ここで、図３（ａ）はアライメントマーク検出時のインプリント用テンプレート、被転写樹脂層、および被転写基板の状態を示し、図３（ｂ）はアライメントマークにおける凸部と凹部の関係を示す。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を転写する際には、まず、被転写基板１１上に形成された硬化前の被転写樹脂層２１に、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を形成した側の面を接触させ、次いで、インプリント用テンプレート１の転写パターン３を形成した側とは反対側の面（裏面）から、検出器３１により、テンプレート側のアライメントマーク４と、基板側のアライメントマーク領域１４のアライメントマーク１５とを光学的に検出し、その位置ズレを補正するようにテンプレート１と被転写基板１１を相対的に移動させて両者の位置を合わせる。
【００４７】
ここで、アライメントのためにテンプレート１を被転写樹脂層２１に接触させると、図３（ｂ）に示すように、テンプレート１のアライメントマークの凹部が、被転写樹脂層２１を構成する樹脂によって充満された状態になる。このような状態になると、従来のインプリント用テンプレートにおいては、アライメントマークの凸部を構成する材料も、被転写樹脂２１を構成する樹脂も、ともに可視光域の検出光（例えば波長６３３ｎｍ）に対して透明であり、かつ、両者の屈折率がほとんど同じ値であることから、テンプレート側のアライメントマークを光学的に識別することが困難であった。
【００４８】
一方、本発明に係るインプリント用テンプレート１においては、アライメントマーク４の凸部における可視光域の光に対する光学濃度は、凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くなっている。
それゆえ、図３（ｂ）に示すように、アライメントマーク４の凸部に入射し、被転写樹脂層２１を通過して被転写基板１１表面で反射し、検出器３１によって検出される検出光３２ａの強度は、アライメントマーク４の凹部に入射し、被転写樹脂層２１を通過して被転写基板１１表面で反射し、検出器３１によって検出される検出光３２ｂの強度に比べて小さくなる。
この検出光の強度差を検出することにより、本発明に係るインプリント用テンプレート１においては、アライメントマークの凹部と凸部とを、良好に識別することができる。
【００４９】
そして、上述のように検出したテンプレート側のアライメントマーク４からの位置情報と、被転写基板側のアライメントマーク１５からの位置情報から、本発明に係るインプリント用テンプレート１と被転写基板１１とは、高いアライメント精度で位置合わせされることになる。
さらに、前記位置合わせされた状態で、被転写樹脂層２１を硬化させることにより、テンプレート１の転写パターン３を、高い位置精度で、被転写基板１１上に形成された被転写樹脂層２１に転写することができる。
【００５０】
［インプリント用テンプレートの製造方法］
次に、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ついて説明する。
（第１の実施形態）
図４は、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の一例を示す模式的工程図である。
本実施形態におけ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は、まず、図４（ａ）に示すように、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２を準備し、次いで、図４（ｂ）に示すように、所定の領域を上面に有するメサ構造を形成する。
【００５１】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト製版工程やエッチング工程を施すことにより、前記メサ構造のトップ面に、凹凸構造の転写パターン３、および、凹凸構造のアライメントマーク４を形成し、その後、図４（ｄ）に示すように、凹凸構造のアライメントマーク４に高エネルギービーム４１を照射して、凹凸構造のアライメントマーク４を構成するイオン交換表面層５を暗色化させ、アライメントマーク４の凸部における可視光域の光に対する光学濃度を、アライメントマーク４の凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高くして本発明に係るインプリント用テンプレート１を得る（図４（ｅ））。
【００５２】
ここで、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層５の厚み以上の大きさになるようにエッチングすることが好ましい。
上述のように形成されたアライメントマークであれば、アライメントマーク全体に高エネルギービームを照射することで、アライメントマークの凸部のみを暗色化させることができ、上述したように、アライメントマークの凸部と凹部との識別を容易にすることができるからである
【００５３】
また、本発明において、上述の転写パターンおよびアライメントマークの形成は、インプリント法により形成することが好ましい。すなわち、本発明に係るインプリント用テンプレートは、テンプレート原版（マスター・テンプレート）から複製されるレプリカ・テンプレートであることが好ましい。１枚のマスター・テンプレートから複数のインプリント用テンプレート（レプリカ・テンプレート）を、高いスループットで製造することができ、経済的に有益だからである。
【００５４】
本実施形態における本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンおよびアライメントマークを、上述のインプリント法により製造する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
図５は、図４に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。すなわち、図５は、図４（ｂ）から図４（ｃ）に至る製造工程の例を示すものである。
まず、図５（ａ）に示すように、メサ構造に形成された前記テンプレート基板２を準備し、次に、図５（ｂ）に示すように、別途準備したマスター・テンプレート６と前記テンプレート基板２を対向配置し、前記テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に被転写樹脂層７を形成する。
次いで、図５（ｃ）に示すように、被転写樹脂層７に、マスター・テンプレート６に形成された凹凸構造の転写パターン、および凹凸構造のアライメントマークを接触させ、次に、紫外線９を照射する方法等により被転写樹脂層７を硬化させる。
その後、図５（ｄ）に示すように、前記被転写樹脂層７が硬化して形成された被転写樹脂パターン８とマスター・テンプレート６とを離型し、次に、図５（ｅ）に示すように、前記被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成することができる（図５（ｆ））。
【００５５】
光インプリント法を用いて前記転写パターンおよびアライメントマークを形成する場合は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂に紫外線硬化性樹脂を用い、前記被転写樹脂層を硬化させる工程において、紫外線を照射することにより前記被転写樹脂層を硬化させればよい。
光インプリント法は、熱インプリント法のような加熱・冷却サイクルが不要であることから、テンプレートや樹脂が熱によって寸法変化を生じるリスクを低減でき、解像性、アライメント精度、生産性などの点で優れている。
【００５６】
なお、図示しないが、上述の工程において、テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に、予めクロム（Ｃｒ）等を含む材料からなるハードマスク層を形成しておき、その上に被転写樹脂層７を形成し、上述のようにして形成した被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、まず、前記ハードマスク層をエッチングし、次いで、前記エッチングにより得られたハードマスク・パターンをマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成してもよい。
【００５７】
前記マスター・テンプレートは、従来のインプリント用テンプレートの製造方法により製造することができる。例えば、テンプレート基板に石英基板を用い、この石英基板の一主面上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画により転写パターンおよびアライメントマークの各レジストパターンを形成し、現像後、フッ素系のガスを用いてドライエッチングし、その後、残存するレジストパターンを除去することにより、凹凸構造の転写パターンおよびアライメントマークを有するマスター・テンプレートを得ることができる。
【００５８】
なお、上述のインプリント法により製造される本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンは、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンであり、同様に、上述のインプリント法により製造されるインプリント用テンプレートのアライメントマークは、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークになる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例について説明する。
本実施形態におけ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は、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２をメサ構造に加工した後に、まず、高エネルギービーム４１を照射して、所定の部位（後にアライメントマーク４を形成する部位）のイオン交換表面層５を暗色化させ、その後、前記所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマーク４を形成することを特徴とする。
【００６０】
以下、図６を用いて、本実施形態の製造方法について具体的に説明する。
図６は、本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法の他の例を示す模式的工程図である。
まず、図６（ａ）に示すように、上述の銀イオンを含有するイオン交換表面層５を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなるテンプレート基板２を準備し、次いで、図６（ｂ）に示すように、所定の領域を上面に有するメサ構造を形成する。
次に、図６（ｃ）に示すように、後にアライメントマーク４を形成する部位となる所定の部位に高エネルギービーム４１を照射して、前記所定の部位のイオン交換表面層５を暗色化させる（図６（ｄ））。
その後、レジスト製版工程やエッチング工程を施すことにより、前記メサ構造のトップ面に、凹凸構造の転写パターン３、および、凹凸構造のアライメントマーク４を形成し、凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高い凹凸構造のアライメントマーク４を有する本発明に係るインプリント用テンプレート１を得る（図６（ｅ））。
【００６１】
ここで、前記アライメントマークの凹部の深さは、前記イオン交換表面層５の厚み以上の大きさになるようにエッチングすることが好ましい。
上述のように形成されたアライメントマークであれば、アライメントマーク全体に高エネルギービームを照射することで、アライメントマークの凸部のみを暗色化させることができ、上述したように、アライメントマークの凸部と凹部との識別を容易にすることができるからである
【００６２】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上述の転写パターンおよびアライメントマークの形成は、インプリント法により形成することが好ましい。１枚のマスター・テンプレートから複数のインプリント用テンプレート（レプリカ・テンプレート）を、高いスループットで製造することができ、経済的に有益だからである。
【００６３】
本実施形態における本発明に係るインプリント用テンプレートの転写パターンおよびアライメントマークを、インプリント法により製造する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
図７は、図６に示す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ける製版工程の例を示す模式的工程図である。すなわち、図７は、図６（ｄ）から図６（ｅ）に至る製造工程の例を示すものである。
【００６４】
まず、図７（ａ）に示すように、メサ構造に形成され、後にアライメントマーク４が形成される部位となる所定の部位のイオン交換表面層５が暗色化された前記テンプレート基板２を準備し、次に、図７（ｂ）に示すように、別途準備したマスター・テンプレート６と前記テンプレート基板２を対向配置し、前記テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に被転写樹脂層７を形成する。
次いで、図７（ｃ）に示すように、被転写樹脂層７に、マスター・テンプレート６に形成された凹凸構造の転写パターン、および凹凸構造のアライメントマークを接触させ、次に、紫外線９を照射する方法等により被転写樹脂層７を硬化させる。
その後、図７（ｄ）に示すように、前記被転写樹脂層７が硬化して形成された被転写樹脂パターン８とマスター・テンプレート６とを離型し、次に、図７（ｅ）に示すように、前記被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成することができる（図７（ｆ））。
【００６５】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、光インプリント法を用いて前記転写パターンおよびアライメントマークを形成する場合は、前記被転写樹脂層を構成する樹脂に紫外線硬化性樹脂を用い、前記被転写樹脂層を硬化させる工程において、紫外線を照射することにより前記被転写樹脂層を硬化させればよい。
【００６６】
なお、図示しないが、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上述の工程において、テンプレート基板２のイオン交換表面層５上に、予めクロム（Ｃｒ）等を含む材料からなるハードマスク層を形成しておき、その上に被転写樹脂層７を形成し、上述のようにして形成した被転写樹脂パターン８をマスクに用いて、まず、前記ハードマスク層をエッチングし、次いで、前記エッチングにより得られたハードマスク・パターンをマスクに用いて、イオン交換表面層５を有するテンプレート基板２をエッチングすることにより、前記凹凸構造の転写パターン３および前記凹凸構造のアライメントマーク４を形成してもよい。
【００６７】
［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。
本発明に係るインプリント方法は、上述のような構成を有する本発明に係るインプリント用テンプレートを用い、被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、前記被転写樹脂層を硬化させ、前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成するものである。
【００６８】
なお、上述のように、インプリント法には、光インプリント法と熱インプリント法があるが、本発明に係るインプリント方法においては、特に、光インプリント法を用いることが好ましい。
本発明に係るインプリント用テンプレートにおけるイオン交換表面層は、上述のように、高エネルギービームの照射により暗色化されるが、この暗色化部分は熱により復元される（透明化される）性質を有している（特許文献５）。
それゆえ、熱インプリント法を用いた場合、その加熱条件によっては、前記暗色化部分が透明化してしまい、以降、アライメントマークを検出することができなくなってしまうという恐れ、すなわち、インプリント用テンプレートとして繰り返し使用することができなくなるという恐れがあるからである。
【００６９】
図８は、本発明に係るインプリント方法の例を示す模式的工程図である。
本発明に係るインプリント方法においては、まず、図８（ａ）に示すように、本発明に係るインプリント用テンプレート１を準備し、被転写基板１１上に未硬化の被転写樹脂層２１を形成する。なお、この例においては、被転写樹脂層２１を構成する樹脂は紫外線硬化性樹脂である。
【００７０】
次に、図８（ｂ）に示すように、テンプレート１と被転写樹脂層２１とを接触させ、テンプレート側アライメントマークと相対する基板側アライメントマークの位置情報を、検出光３２を用いて検出器３１で検出することにより、テンプレート１と被転写基板１１との位置合わせを行う。
【００７１】
ここで、本発明に係るインプリント用テンプレート１の前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度は、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いため、この光学濃度の差により、テンプレート１のアライメントマークを良好に識別することができる。
それゆえ、本発明に係るインプリント方法においては、高いアライメント精度でテンプレートと被転写基板とを位置合わせすることが可能であり、テンプレートの転写パターンを高い位置精度で被転写基板に転写することができる。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示すように、紫外線５１を所定量照射することにより、被転写樹脂２１を硬化させ、その後、図８（ｄ）に示すように、テンプレート１を離型して、硬化した被転写樹脂パターン２２を得る。
【００７３】
以上、本発明に係るインプリント用テンプレート、インプリント用テンプレートの製造方法、および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。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・テンプレート
２・・・テンプレート基板
３・・・転写パターン
３ａ・・・凸部
３ｂ・・・凹部
４・・・アライメントマーク
４ａ・・・凸部
４ｂ・・・凹部
５・・・イオン交換表面層
５ａ・・・暗色部
６・・・マスター・テンプレート
７・・・被転写樹脂層
８・・・被転写樹脂パターン
９・・・紫外線
１１・・・被転写基板
１３・・・被転写パターン領域
１４・・・基板側アライメントマーク領域
１５・・・基板側アライメントマーク
２１・・・被転写樹脂層
２２・・・被転写樹脂パターン
３１・・・検出器
３２、３２ａ、３２ｂ・・・検出光
４１・・・高エネルギービーム
５１・・・紫外線
１０１・・・テンプレート
１０２・・・テンプレート基板
１０３・・・転写パターン
１０４・・・アライメントマーク
１０４ａ・・・凸部
１０４ｂ・・・凹部
１１１・・・被転写基板
１１３・・・被転写パターン領域
１１４・・・基板側アライメントマーク領域
１１５・・・基板側アライメントマーク
１２１・・・被転写樹脂層
１３１・・・検出器
１３２、１３２ａ、１３２ｂ・・・検出光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造の転写パターンと凹凸構造のアライメントマークを有するインプリント用テンプレートであって、
前記インプリント用テンプレートは、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなり、
前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いことを特徴とするインプリント用テンプレート。
【請求項２】
前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさ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。
【請求項３】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、
前記凹凸構造のアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、
を備える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４】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、
前記高エネルギービームを照射した所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、
を備える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５】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、
前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、
前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、
前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、
前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、
前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成されたアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、
を備える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６】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、
前記高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、
前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、
前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、
前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、
前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、
を備える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７】
前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項８】
前記凹凸のアライメントマークを形成する工程において、形成される前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさになるように前記銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングすることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜２のいずれかに記載のインプリント用テンプレートを用い、
被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、
前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、
前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、
前記被転写樹脂層を硬化させ、
前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、
前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１０】
前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
【請求項１】
凹凸構造の転写パターンと凹凸構造のアライメントマークを有するインプリント用テンプレートであって、
前記インプリント用テンプレートは、銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板からなり、
前記アライメントマークの凸部における可視光域の光に対する光学濃度が、前記アライメントマークの凹部における可視光域の光に対する光学濃度よりも高いことを特徴とするインプリント用テンプレート。
【請求項２】
前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさ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。
【請求項３】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、
前記凹凸構造のアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、
を備える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４】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、
前記高エネルギービームを照射した所定の部位をエッチングして、凹凸構造のアライメントマークを形成する工程と、
を備える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５】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、
前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、
前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、
前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、
前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、
前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成されたアライメントマークに高エネルギービームを照射する工程と、
を備える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６】
銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板の所定の部位に高エネルギービームを照射する工程と、
前記高エネルギービーム感受性ガラス基板の上に、被転写樹脂層を形成する工程と、
前記被転写樹脂層に、マスター・テンプレートに形成された凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させる工程と、
前記被転写樹脂層を硬化させる工程と、
前記硬化した被転写樹脂層と前記マスター・テンプレートとを離型する工程と、
前記硬化した被転写樹脂層をマスクに用いたエッチング加工により、前記マスター・テンプレートに形成された転写パターンとは凹凸が反転した転写パターンと、前記マスター・テンプレートに形成されたアライメントマークとは凹凸が反転したアライメントマークを、前記高エネルギービーム感受性ガラス基板に形成する工程と、
を備える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７】
前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項８】
前記凹凸のアライメントマークを形成する工程において、形成される前記アライメントマークの凹部の深さが、前記イオン交換表面層の厚み以上の大きさになるように前記銀イオンを含有するイオン交換表面層を備えた高エネルギービーム感受性ガラス基板をエッチングすることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜２のいずれかに記載のインプリント用テンプレートを用い、
被転写基板上に形成された被転写樹脂層に、前記テンプレートの凹凸構造の転写パターンおよび凹凸構造のアライメントマークを接触させ、
前記アライメントマークの凹部と凸部の光学濃度の差により、
前記アライメントマークを光学的に検出して、前記テンプレートと被転写基板とを位置合わせした後に、
前記被転写樹脂層を硬化させ、
前記硬化した被転写樹脂層と前記テンプレートとを離型して、
前記テンプレートの有する凹凸構造の転写パターンとは凹凸が反転したパターンを前記被転写樹脂層に形成することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１０】
前記被転写樹脂層を構成する樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記被転写樹脂層を硬化させる工程が、紫外線を照射して前記被転写樹脂層を硬化させる工程であることを特徴とする請求項９に記載のインプリント方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８９９３９（Ｐ２０１３−８９９３９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２５３０（Ｐ２０１１−２３２５３０）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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