JP6448469B2 - テンプレートおよびパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、テンプレートおよびパターン形成方法に関する。

近年、微細パターンを形成する手法として、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、テンプレートを被処理基板上に塗布したレジストに接触させ、テンプレートの凹パターンにレジストを充填させる。ついで、紫外線などの光を照射してレジストを硬化させる。レジストは、光硬化性を有する材料からなる。その後、テンプレートをレジストから離型する。以上によって、テンプレートに配置された凹凸パターンとは逆のレジストパターンが形成される。

テンプレートは、凹凸パターンが形成されるメサ面と、それ以外の領域であるオフメサ面と、を有し、メサ面はオフメサ面に対して数十μｍ突出したメサ構造を有する。このような構造のテンプレートを押印すると、メサ端の一部からレジストが染み出す現象が発生する。その結果、メサ端に数μｍの高さのレジスト構造物である染み出しレジストが形成される。染み出しレジストは、ナノインプリントで形成する主パターンに比して約１００倍の高さを持つ。そのため、染み出しレジストが形成されたテンプレートでは、加工後のレジストの除去およびリワークが困難になる。またステップアンドリピート法によってナノインプリントプロセスを行う場合には、染み出しが発生したインプリント領域に近接した領域にインプリント処理を行うと、染み出しレジストがテンプレート押印を妨げ、大規模な未充填欠陥が発生する。

特許第５２１６８７１号公報

本発明の一つの実施形態は、インプリント処理時にテンプレートのパターン形成面からその外周部へのレジストの染み出しを防止するテンプレートおよびパターン形成方法を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、テンプレート基板の一方の主面に凹凸パターンが形成されたテンプレートが提供される。前記テンプレートは、凹凸パターンが配置されるパターン配置領域の周囲に沿って、レジストに対して撥液性を有する撥液パターンを備える。前記撥液パターンは、凹部からなる泡噛み部と、前記パターン配置領域から前記泡噛み部の周囲に前記レジストを誘導する液体誘導部と、を有する。

図１は、第１の実施形態によるテンプレートの構造の一例を模式的に示す図である。 図２は、ロータス効果を説明する図である。 図３は、第１の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。 図４は、撥液パターンの断面構造の一例を模式的に示す一部断面図である。 図５−１は、第１の実施形態によるインプリント方法の処理手順の一例を模式的に示す一部断面図である（その１）。 図５−２は、第１の実施形態によるインプリント方法の処理手順の一例を模式的に示す一部断面図である（その２）。 図５−３は、第１の実施形態によるインプリント方法の処理手順の一例を模式的に示す一部断面図である（その３）。 図６は、第２の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。 図７は、第２の実施形態によるアライメントマーク配置領域での撥液パターンの一例を模式的に示す一部平面図である。 図８は、第２の実施形態による収液部の他の例を示す平面図である。 図９は、第３の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。 図１０は、第４の実施形態によるウェハレベルのテンプレートの構造の一例を模式的に示す図である。 図１１−１は、第４の実施形態によるウェハレベルのテンプレートの撥液パターンの構造の一例を模式的に示す図である。 図１１−２は、第４の実施形態によるウェハレベルのテンプレートの撥液パターンの構造の一例を模式的に示す図である。 図１２は、泡噛み部の他の例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるテンプレートおよびパターン形成方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で用いられるテンプレートの平面図および断面図は模式的なものである。たとえば平面図におけるある部材の縦の長さと横の長さの比、ある部材とある部材との寸法の比、および断面図における層の厚みと幅との関係または各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるテンプレートの構造の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は、テンプレートの断面図であり、（ｂ）は、パターン形成面側の平面図である。テンプレート１は、テンプレート基板１０に凹凸からなる転写パターンを形成したものである。テンプレート基板１０は、石英または蛍石など紫外線を透過する材料で形成される。テンプレート基板１０は、処理対象である基板５０に押印される中央領域の面が、周縁領域に対して突出したメサ構造を有する。この明細書では、テンプレート基板１０内の突出した領域をメサ面１１といい、メサ面１１以外の面をオフメサ面１２という。メサ面１１は、オフメサ面１２に対して数十μｍ突出している。また、メサ面１１の端部をメサ端１１１という。テンプレート１は、メサ面１１が基板５０に対向するように設けられる。

メサ面１１には、デバイスを形成するための主パターン２１が配置される主パターン配置領域Ｒ_Mと、アライメントマークなどの補助パターンが配置される補助パターン配置領域Ｒ_Sと、が設けられる。平面視上で、主パターン配置領域Ｒ_Mは、たとえば矩形状の領域であり、補助パターン配置領域Ｒ_Sは、主パターン配置領域Ｒ_Mの外周部に設けられる矩形環状の領域である。なお、補助パターン配置領域Ｒ_Sの幅は５００μｍ以下であることが望ましい。また、主パターン配置領域Ｒ_Mと補助パターン配置領域Ｒ_Sとでショット領域（またはインプリント領域）が構成される。

主パターン２１は、たとえば半導体装置を形成するためのパターンである。半導体装置を形成するためのパターンとして、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを形成するためのメモリ形成用パターン、およびＮＡＮＤ型フラッシュメモリを駆動する周辺回路を形成するための周辺回路形成用パターンなどが例示される。メモリ形成用パターンとして、たとえばワード線を形成するための幅が数十ｎｍ以下のライン状の凹パターンが、凹パターンの延在方向に垂直な方向に所定の間隔で複数配置されたラインアンドスペース状のパターンを例示することができる。また、主パターン２１の凹部の深さは、たとえば数十ｎｍである。

補助パターン配置領域Ｒ_Sには、アライメントマーク配置領域Ｒ_aと撥液パターン配置領域Ｒ_rとが含まれる。アライメントマーク配置領域Ｒ_aには、アライメントマークが配置される。アライメントマークは、たとえば半導体装置の製造工程において、上下に形成される層間の位置合わせを行う際に使用されるマークである。アライメントマークの凹部の深さは、主パターン２１と同様にたとえば数十ｎｍである。

撥液パターン配置領域Ｒ_rには、撥液パターン３２が配置される。撥液パターン３２は、インプリント処理時にインプリント剤であるレジストのメサ端１１１からの染み出しを防止するパターンである。撥液パターン３２は、メサ面１１の周縁部に沿って配置され、レジストに対して撥液性を発現するパターンによって構成される。

具体的には、撥液パターン３２は、意図的に泡噛みを形成できるパターンを形成することによって、撥液性を発現させる。その原理は、蓮の葉の表面が水を強力にはじくロータス効果を応用している。図２は、ロータス効果を説明する図である。図中では、成分ｘと成分ｙとが交互に配置されている領域上に、液体Ｌが存在している状態が示されている。成分ｘは親液性であり、成分ｙは疎液性（撥液性）であるとする。また、液体Ｌと接触している領域において成分ｘが表面を占める割合をｆ（ただし、０＜ｆ＜１）とすると、成分ｙが表面を占める割合は１−ｆとなる。また、成分ｘ，ｙの真の接触角をθｘ，θｙとし、液体Ｌの見かけの接触角をφとすると、次式（１）の関係が成り立つ。
ｃｏｓφ＝ｆｃｏｓθｘ＋（１−ｆ）ｃｏｓθｙ ・・・（１）

ここで、成分ｙを空気と考えると、空気と液体Ｌの接触角（θｙ）は１８０°となる。ロータス効果が発現する表面の濡れは、（１）式から求められる次式（２）のCassie-Baxterの式で表現することができる。
ｃｏｓφ＝ｆｃｏｓθｘ＋ｆ−１ ・・・（２）

ここで、ｆは、液体Ｌの親液性の成分ｘとの接触面積の割合であるので、１−ｆは、液体Ｌの空気との接触面積、すなわち泡噛み領域の割合となる。また、撥液効果を発現させるためには、見かけの接触角φが９０°以上である必要がある。（２）式より、泡噛み領域の割合（１−ｆ）を大きくするほど、すなわちｆを小さくするほど、強い撥液効果が発現することがわかる。たとえば、θｘ＝２０°とし、（１−ｆ）＝０．８とすると、φ≒１２８°であり、撥液効果（φ＞９０°）が発現する。

そこで、本実施形態では、メサ面１１の周縁部の補助パターン配置領域Ｒ_Sに、泡噛み領域となる部分と、親液性の成分との接触が小さくなる部分と、を含む撥液パターン３２を設けている。図３は、第１の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。図４は、撥液パターンの断面構造の一例を模式的に示す一部断面図であり、（ａ）は、図３のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ断面図である。なお、以下の平面図で、凹パターンに対応する部分は、黒いハッチングを付している。

メサ面１１には、上記したように、主パターン配置領域Ｒ_Mと補助パターン配置領域Ｒ_Sとが設けられる。この例では、主パターン配置領域Ｒ_Mには、Ｙ方向に延在するラインパターン２１１がＸ方向に所定の間隔で配置されたラインアンドスペース状の主パターン２１が設けられている。なお、ラインパターン２１１は、凹パターンとなっている。

補助パターン配置領域Ｒ_Sの外側の周縁部には、撥液パターン３２が設けられている。撥液パターン３２は、泡噛み部３２１と、液体誘導部３２２と、を有する。泡噛み部３２１は、補助パターン配置領域Ｒ_Sの周縁部に沿って、テンプレート基板１０に掘られた凹パターンである。図３の例では、平面視上で矩形状を有している。また、泡噛み部３２１は、メサ面１１の周縁部から内側に向かって、複数列設けられる。この場合、泡噛み部３２１は、千鳥配列となるように設けられることが望ましい。この泡噛み部３２１に、気体（空気）を保持させることで、ロータス構造を発現させる。

矩形状の泡噛み部３２１の一辺は、０．５μｍ以上であることが望ましい。矩形状のパターンの一辺が０．５μｍ未満の大きさであると、泡噛み部３２１内にレジストが充填されてしまい、泡噛み部３２１内に気体を満たすことが難しくなってしまう。泡噛み部３２１の平面視上のサイズは、メサ面１１の周縁部から内側に向かって小さくなる。また、泡噛み部３２１の深さは、主パターン２１と同じ深さであってもよいが、主パターン２１よりも深くしてもよい。泡噛み部３２１の深さとして、たとえば１００ｎｍ〜３００ｎｍであることが望ましい。さらに、泡噛み部３２１は、メサ端１１１から５μｍ以内の領域に配置されることが望ましい。

液体誘導部３２２は、泡噛み部３２１の周囲に所定の間隔をおいて同心状に配置される複数の周回パターン３２２１と、各周回パターン３２２１に接続され、メサ面１１の主パターン配置領域Ｒ_M近傍まで延びる複数の誘導パターン３２２２と、を含む。液体誘導部３２２を構成する各パターン間は、互いに接続されることなく配置される。また、液体誘導部３２２を構成する各パターンは、周回パターン３２２１と誘導パターン３２２２とが一対一で接続された１本の凹パターンとして形成される。液体誘導部３２２を構成する各パターンは、一筆書きで描けるパターンによって構成されており、周回パターン３２２１側の端部は、周回パターン３２２１または誘導パターン３２２２と接続されないように配置される。周回パターン３２２１は、撥液パターン配置領域Ｒ_rに配置され、誘導パターン３２２２のほとんどは、アライメントマーク配置領域Ｒ_aに配置される。

液体誘導部３２２は、凹パターンが凹パターンの延在方向に垂直な方向に所定の間隔で配置されたラインアンドスペース状を有する。液体誘導部３２２は、離型欠陥が発生しない範囲で、より微細なラインアンドスペース状のパターンであることが望ましい。たとえば、凹パターンの幅は、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、隣接する凹パターン間に配置される凸パターンの幅は、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。また、液体誘導部３２２の深さは、たとえば主パターン２１の深さと同等にすることができ、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

液体誘導部３２２は、インプリント処理時に、レジストの主流が泡噛み部３２１に到達する以前に、泡噛み部３２１の周囲をレジストで取り囲むようにするために設けられる。微細パターンほど強力な毛細管力が発生するため、液体誘導部３２２は、上記したような幅が３００ｎｍ以下の微細なパターンで構成されることが望ましい。このような微細パターンで液体誘導部３２２を構成することで、泡噛み部３２１の周囲にレジストを高速に導くことができる。また、式（２）で説明したように、高い撥液効果を得るために、液体誘導部３２２（泡噛み部３２１の周囲の周回パターン３２２１）の占有面積が極力小さくされ、泡噛み部３２１の占有面積（占有率）が極力広くされる。

図３の例では、４本の凹パターンが一組となって液体誘導部３２２を構成している。４本の凹パターンは、アライメントマーク配置領域Ｒ_aでは直線状に、主パターン配置領域Ｒ_Mの近傍から撥液パターン配置領域Ｒ_rまで延在して設けられる。撥液パターン配置領域Ｒ_rで、そのうちの２本は、外側の泡噛み部３２１の周囲に配置される周回パターン３２２１となり、他の２本は、内側の泡噛み部３２１の周囲に配置される周回パターン３２２１となる。そして、この液体誘導部３２２が、１個の外側の泡噛み部３２１と１個の内側の泡噛み部３２１との組み合わせに対して設けられる。

つぎに、このようなテンプレート１を用いたインプリント方法について説明する。図５−１〜図５−３は、第１の実施形態によるインプリント方法の処理手順の一例を模式的に示す一部断面図である。まず、図５−１に示されるように、基板５０をたとえばステージ上に固定し、基板５０のショット領域上にレジスト６０を配置する。レジスト６０は、たとえばインクジェットヘッドによって、ショット領域内の所定の位置に配置される。ショット領域は、テンプレート１によって凹凸パターンが転写される対象となる領域である。ついで、ショット領域にテンプレート１のメサ面１１が対向するように配置し、図示しないアライメントマークを用いて、基板５０とテンプレート１との間の位置合わせを行う。なお、図に示されるように、補助パターン配置領域Ｒ_Sに対応する位置には、レジスト６０は配置されない。

その後、テンプレート１と基板５０との間が所定の距離となるようにテンプレート１と基板５０とを相対的に移動させ、テンプレート１を基板５０に押印する。ついで、図５−２に示されるように、最初にテンプレート１の中央付近がレジスト６０を介して基板５０と接触し、順次連続的に外周側に向かって押印領域が拡大するように、押印状態を制御する。なお、メサ面１１の補助パターン配置領域Ｒ_Sが基板５０に接触する前に、所定のホールド時間（静止時間）、補助パターン配置領域Ｒ_Sが基板５０に接触しない押印状態を保持するように、押印状態を制御することが望ましい。すなわち、図５−２のように、主パターン配置領域Ｒ_Mは押印状態にあり、補助パターン配置領域Ｒ_Sは基板５０に接触していない状態のままで、ホールド時間経過するのを待つようにする。

テンプレート１の中央付近から主パターン配置領域Ｒ_Mの外周部に向かって順次連続的に押印領域が拡大していくと、主パターン配置領域Ｒ_Mの周縁部付近に配置されたレジスト６０の流束の先端が補助パターン配置領域Ｒ_Sの方に広がっていく。そして、レジスト主流の流束の先端Ｐ₀が補助パターン配置領域Ｒ_Sの誘導パターン３２２２の端部に到達すると、毛細管力によって誘導パターン３２２２内をレジスト６０が流れていき、補助パターン配置領域Ｒ_Sの外周側に配置された周回パターン３２２１に到達する。これによって、泡噛み部３２１の周囲の周回パターン３２２１にレジスト６０が満たされる状態が作られる。なお、ホールド時間は、周回パターン３２２１にレジスト６０を満たすことができる時間であればよい。必要なホールド時間は、液体誘導部３２２のパターンのサイズまたは配置の仕方に依存するが、１秒あれば、通常は周回パターン３２２１にレジスト６０を満たすことができる。

ホールド時間経過後、図５−３に示されるように、レジスト６０を介して基板５０に補助パターン配置領域Ｒ_Sを接触させ、テンプレート１のメサ面１１全体を押印状態とする。そして、この状態で所定の時間ホールドする。このとき、主パターン配置領域Ｒ_Mに配置されたレジスト６０が主パターン２１に充填される。また、主パターン２１に充填されると同時に、補助パターン配置領域Ｒ_Sにもレジスト６０が流動していく。補助パターン配置領域Ｒ_Sに到達したレジスト６０は、時間の経過とともに、メサ端１１１の方向に移動する。そして、泡噛み部３２１の周囲をリング状に取り囲むレジスト６０が、レジスト６０の主流面と瞬時に一体化する。これによって、泡噛み部３２１に泡噛みを形成すること、すなわち泡噛み部３２１にプロセス雰囲気を捕集させることができる。泡噛み部３２１が発現するロータス効果によって、レジスト６０の主流は、撥液パターン３２からメサ端１１１側に移動することができず停止する。その結果、レジスト６０がメサ端１１１側に流出することを防ぐことができる。

所定の時間が経過すると、たとえばテンプレート１上からレジスト６０に紫外線を照射し、レジスト６０を固化する。そして、テンプレート１が基板５０から離型される。以後、基板５０上の各ショット領域に対して、上記した処理が繰り返し実行される。

第１の実施形態では、テンプレート１のメサ面１１の周縁部に沿って、泡噛み部３２１と、泡噛み部３２１の外周部に沿って配置される周回パターン３２２１および周回パターン３２２１に接続される誘導パターン３２２２を含むラインアンドスペース状の液体誘導部３２２と、を有する撥液パターン３２を形成した。これによって、インプリント処理時に、気体で満たされた泡噛み部３２１によってロータス効果が発現する。すなわち、主パターン配置領域Ｒ_Mから補助パターン配置領域Ｒ_Sへと移動してくるレジスト６０は、撥液パターン３２よりもメサ端１１１側に移動することができず、停止する。その結果、レジスト６０のメサ端１１１からの染み出しを防止することができるという効果を有する。

また、第１の実施形態では、メサ端１１１から染み出し、固化した高さ数μｍの染み出しレジストが形成されないので、加工後のレジスト除去工程でレジスト残りの発生を防止できる。さらに、インプリント処理を行った領域に近接した領域にインプリント処理を行う場合に、染み出しレジストによってテンプレート１の押印が妨げられてしまうことを防ぐことができる。また、染み出しレジストが形成されないので、従来のように、テンプレート１に付着した染み出しレジストが、その後のインプリント処理時に基板５０上に落下してしまう現象を防ぐこともできる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、撥液パターンの液体誘導部は、補助パターン配置領域内の主パターン配置領域との境界付近からメサ端側に向かって配置されていた。第２の実施形態では、第１の実施形態の場合よりも速く周回パターンにレジストを供給することができる構造について説明する。

図６は、第２の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。第２の実施形態による撥液パターン３２は、泡噛み部３２１と、液体誘導部３２２と、収液部３４１と、を有する。収液部３４１は、液体誘導部３２２の泡噛み部３２１とは反対側の端部に接続される。図６の例では、収液部３４１は、補助パターン配置領域Ｒ_Sだけでなく、主パターン配置領域Ｒ_Mにも配置される。

第１の実施形態では、液体誘導部３２２の主パターン配置領域Ｒ_M側の端部にレジスト６０が到達しないと、液体誘導部３２２にレジスト６０が充填されない。これに対して、第２の実施形態では、液体誘導部３２２の主パターン配置領域Ｒ_M側の端部に面積の大きな収液部３４１を配置している。このような収液部３４１を設けることで、収液部３４１の一部にレジスト６０が到達すると、すぐに液体誘導部３２２にレジスト６０が充填されることになる。また、点状の液体誘導部３２２の端部に比して面積の大きな収液部３４１では、レジスト６０の主流と接触するタイミングが早まる確率が大きくなり、第１の実施形態に比してより早い段階で液体誘導部３２２をレジスト６０で充填させることが可能になる。

また、収液部３４１を構成する一部の渦巻き状のパターンは、主パターン配置領域Ｒ_M中の主パターン２１が形成されていない領域にも配置されている。これは、主パターン配置領域Ｒ_Mに主パターン２１が配置されていない領域に収液部３４１を設けても、半導体装置の製造上、特に問題がない場合のみ実施する。

なお、収液部３４１は液体誘導部３２２の延長上に形成されるものであり、収液部３４１も液体誘導部３２２と同様に凹パターンと凸パターンとが交互に配置されたラインアンドスペース状の構造を有している。図６の例では、収液部３４１は、渦巻き状の凹パターンと渦巻き状の凸パターンとが交互に配置された構造を有している。また、収液部３４１の大きさは、たとえば、直径２００μｍの円形領域に収まる大きさであることが望ましい。

隣接する収液部３４１間の距離は、インプリント処理時に滴下される隣接するレジスト６０間の距離と同程度であることが望ましい。これによって、インプリント処理時に、各滴下位置のレジスト６０による主流を、いずれかの収液部３４１に接触させることができる。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、第２の実施形態によるアライメントマーク配置領域での撥液パターンの一例を模式的に示す一部平面図である。アライメントマーク３１は、補助パターン配置領域Ｒ_S内のアライメントマーク配置領域Ｒ_aに配置される。アライメントマーク３１が配置される部分では、図６のような撥液パターン３２の配置を行うことができない。そのため、図７に示されるように、アライメントマーク３１の部分を迂回するように、誘導パターン３２２２が引き回されて配置される構造となる。また、収液部３４１も複数隣接して配置される構造となっている。このようにして、アライメントマーク３１が存在する領域でも、撥液パターン３２を設けることができる。

収液部３４１は、図６と図７に示したように、ラインアンドスペース状の渦巻きパターンからなるものでもよいし、他のパターンでもよい。また、収液部３４１に関しては、隣接する凹パターン間が接続されていてもよい。図８は、第２の実施形態による収液部の他の例を示す平面図である。図８（ａ）は、収液部３４１がラインアンドスペース状のミアンダパターンからなる場合が示されている。また、図８（ｂ）は、収液部３４１が格子パターンからなる場合が示されている。図８（ｃ）は、液体誘導部３２２を構成する１本の凹パターンが、直線状の５本の凹パターンに分岐する場合が示されている。

なお、図６の例では、収液部３４１を補助パターン配置領域Ｒ_Sと主パターン配置領域Ｒ_Mとにまたがって配置する場合を例示したが、補助パターン配置領域Ｒ_Sにのみ配置してもよいし、主パターン配置領域Ｒ_Mにのみ配置してもよい。

また、第２の実施形態によるパターン形成方法は、第１の実施形態で説明したパターン形成方法と同様であるので、その説明を省略する。ただし、収液部３４１にレジスト６０が到達する時間が第１の実施形態よりも早まるので、第１の実施形態で補助パターン配置領域Ｒ_Sを基板５０に接触させる直前に所定のホールド時間、ホールドさせたが、このホールド時間を短縮することができる。

第２の実施形態では、液体誘導部３２２の主パターン配置領域Ｒ_M側端部に、二次元的に広がりを持った収液部３４１を配置した。これによって、収液部３４１の一部にレジスト６０の主流の流束が接触すると、毛細管力によって、収液部３４１から誘導パターン３２２２を介して、周回パターン３２２１に到達し、液体誘導部３２２を充填することができる。また、第２の実施形態では、広範囲に収液部３４１を配置しているので、第１の実施形態に比してインプリント処理を開始してから早い時期に液体誘導部３２２の凹パターンにレジスト６０を充填することができる。その結果、インプリント処理時に補助パターン配置領域Ｒ_Sを基板５０に接触させない状態でホールドさせる時間を短縮することができるという効果を有する。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、補助パターン配置領域に撥液パターンのみを配置する場合を示した。しかし、従来提案されているレジストの伝搬を遅らせる構造を含めてもよい。

図９は、第３の実施形態による撥液パターンを含むメサ面のパターンの一例を模式的に示す一部平面図である。図９の例では、撥液パターン３２のさらにメサ端１１１側に、レジスト６０の伝搬を遅らせる伝搬遅延パターン３５が設けられる。伝搬遅延パターン３５は、凹パターンでもよいし、凸パターンでもよい。

伝搬遅延パターン３５が凸パターンの場合には、レジスト６０の主流が凸パターンに接触することで、伝搬を遅らせるものである。すなわち、レジスト６０の主流に対して抵抗を生じさせるように凸パターンが配置される。また、伝搬遅延パターン３５が凹パターンの場合には、レジスト６０の主流が凹パターンに接触した際に、レジスト６０を凹パターンに充填させることで、伝搬を遅らせるものである。図では、伝搬遅延パターン３５が１列設けられる場合を示しているが、２列以上設けてもよい。

伝搬遅延パターン３５のサイズは、レジスト６０の伝搬を遅らせるものであるので、たとえば平面視上、矩形状パターンの場合には、一辺が１μｍ以上であり、高さまたは深さが３００ｎｍ以下であればよい。また、ここでは、矩形状パターンを例示しているが、円形状、楕円形状、多角形状など他の形状を有するパターンであってもよい。

また、伝搬遅延パターン３５を泡噛み部３２１の外側に配置する例を示したが、伝搬遅延パターン３５の配置位置は任意である。たとえば、泡噛み部３２１の内側に設けてもよい。

第３の実施形態によるパターン形成方法は、第１の実施形態で説明したパターン形成方法と同様であるので、その説明を省略する。

第３の実施形態では、補助パターン配置領域Ｒ_Sに泡噛み部３２１に加えて、伝搬遅延パターン３５を配置した。これによって、たとえばテンプレート１の撥液パターン３２に障害が発生して、主パターン配置領域Ｒ_Mから移動してくるレジスト６０に対する撥液を行えない場合が生じても、レジスト６０の主流の伝搬が伝搬遅延パターン３５によって遅らされる。その結果、メサ端１１１へのレジスト６０の染み出しを抑制することができるという効果を有する。

（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、ウェハに設定したショット領域ごとに押印を行ってパターンを形成するテンプレートについて説明した。第４の実施形態では、１回の押印でウェハ全体にパターンを形成するウェハレベルのテンプレートについて説明する。

図１０は、第４の実施形態によるウェハレベルのテンプレートの構造の一例を模式的に示す図であり、（ａ）はウェハレベルのテンプレートのパターン形成面側の平面図の一例を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。また、図１１−１と図１１−２は、第４の実施形態によるウェハレベルのテンプレートの撥液パターンの構造の一例を模式的に示す図であり、図１１−１は、図１０（ａ）の領域Ｒ１の一部拡大図であり、図１１−２は、図１１−１の領域Ｒ２の一部拡大断面図である。

ウェハレベルのテンプレート１は、テンプレート基板１０の一方の主面にパターン配置領域Ｒ_Pと撥液パターン配置領域Ｒ_rとが設けられる。なお、撥液パターン配置領域Ｒ_rの幅は５００μｍ以下であることが望ましい。また、第１〜第３の実施形態とは異なって、第４の実施形態のテンプレート１はメサ構造を有さない。

パターン配置領域Ｒ_Pは、１つのチップに対応するチップ領域Ｒ_Cと、チップ領域Ｒ_C間に設けられるダイシング領域Ｒ_Dと、を有する。チップ領域Ｒ_Cは、平面視上、たとえば矩形状の領域である。チップ領域Ｒ_C中には、たとえば半導体装置を形成するための主パターン２１、たとえばＮＡＮＤ型フラッシュメモリを形成するためのメモリパターン、およびＮＡＮＤ型フラッシュメモリを駆動する周辺回路を形成するための周辺回路パターンなどを含む主パターン２１が配置される。これらの主パターン２１の凹部の深さは、たとえば数十ｎｍである。

ダイシング領域Ｒ_Dは、ウェハ上に半導体装置を形成した後、各チップ領域Ｒ_Cを切り分けるダイシングラインに対応する領域である。ダイシング領域Ｒ_Dには、アライメントマークが配置される。

撥液パターン配置領域Ｒ_rは、パターン配置領域Ｒ_Pの外周部に沿って配置され、撥液パターン３２が設けられる。たとえば、図１０に示されるように、撥液パターン配置領域Ｒ_rが通過するチップ領域Ｒ_Cでは、主パターン２１の配置領域の外周部に撥液パターン３２が設けられる。また、撥液パターン配置領域Ｒ_rが通過するダイシング領域Ｒ_Dでも、ダイシング領域Ｒ_Dの外周部に撥液パターン３２が設けられる。撥液パターン３２として、上記した第１〜第３の実施形態で説明したものを用いることができる。図１１−２では、第１の実施形態で説明したパターンを例示している。なお、撥液パターン配置領域Ｒ_rの外周部には、何もパターンが設けられていない。

また、図１０では、ウェハが円形状を有する場合を例に挙げているが、ウェハが矩形状の場合には、パターン配置領域Ｒ_Pもウェハの形状に合わせて矩形となり、撥液パターン配置領域Ｒ_rは矩形環状となる。さらに、第１〜第３の実施形態と同様に、テンプレート１をメサ構造とし、パターン配置領域Ｒ_Pと撥液パターン配置領域Ｒ_rとをメサ面に形成するようにしてもよい。

さらに、第４の実施形態によるパターン形成方法は、第１の実施形態で説明したパターン形成方法と同様であるので、その説明を省略する。

第４の実施形態では、ウェハレベルのテンプレート１において、複数のチップ領域Ｒ_Cとダイシング領域Ｒ_Dとを含むパターン配置領域Ｒ_Pの外周部に撥液パターン配置領域Ｒ_rを設けた。その結果、インプリント法を用いてウェハレベルでパターンの転写を行う場合にも、撥液パターン３２によるロータス効果によって、パターン配置領域Ｒ_Pの外部にレジストが染み出してしまうのを防ぐことができるという効果を有する。

上記した実施形態では、撥液パターン３２に矩形状の泡噛み部３２１を用いる場合を示した。しかし、泡噛み部３２１として他の形状のものを用いることも可能である。図１２は、泡噛み部の他の例を示す図である。図１２（ａ）では、泡噛み部３２１は円形状を有している。この場合、液体誘導部３２２の周回パターン３２２１は、円形の泡噛み部３２１の周囲を囲む円環状となる。また、図１２（ｂ）では、泡噛み部３２１は楕円形状を有している。この場合、液体誘導部３２２の周回パターン３２２１は、楕円形の泡噛み部３２１の周囲を囲む楕円環状となる。このほかにも、泡噛み部３２１として、三角形状、または５角形以上の多角形状であってもよい。

また、上記した説明では、レジストとして、光硬化性樹脂を用いているが熱硬化性樹脂を用いてもよい。この場合には、レジストの硬化は、光（紫外線）の照射ではなく、レジストを加熱することで行われる。

さらに、上記した説明では、一方の主面に凹凸パターンが形成されたテンプレート１に撥液パターン３２を備えている例を挙げたが、凹凸パターンが形成される前のテンプレート基板１０に撥液パターン３２を備えるものでもよい。この場合、凹凸パターンが配置される予定の領域の周囲に沿って撥液パターン３２を備えればよい。

また、上記した説明では、押印という単語を用いている。本実施形態による押印は、テンプレート１を基板５０に接触させてテンプレート１の凹凸パターンの凹部にレジスト６０を充填させる場合のほか、基板５０上のレジスト６０にテンプレート１を接触させ、毛細管現象によってテンプレート１の凹凸パターンの凹部にレジスト６０を充填させる場合も含む。

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。

１ テンプレート、１０ テンプレート基板、１１ メサ面、１２ オフメサ面、２１ 主パターン、３１ アライメントマーク、３２ 撥液パターン、３５ 伝搬遅延パターン、５０ 基板、６０ レジスト、１１１ メサ端、２１１ ラインパターン、３２１ 泡噛み部、３２２ 液体誘導部、３４１ 収液部、３２２１ 周回パターン、３２２２ 誘導パターン、Ｒ_C チップ領域、Ｒ_D ダイシング領域、Ｒ_M 主パターン配置領域、Ｒ_P パターン配置領域、Ｒ_S 補助パターン配置領域、Ｒ_a アライメントマーク配置領域、Ｒ_r 撥液パターン配置領域。

Claims (6)

1. テンプレート基板の一方の主面に凹凸パターンが形成されたテンプレートにおいて、
   前記凹凸パターンが配置されるパターン配置領域の周囲に沿って、レジストに対して撥液性を有する撥液パターンを備え、
   前記撥液パターンは、
   凹部からなる泡噛み部と、
   前記パターン配置領域から前記泡噛み部の周囲に前記レジストを誘導する液体誘導部と、
   を有することを特徴とするテンプレート。
2. 前記液体誘導部は、
   前記泡噛み部から所定の距離をおいて、前記泡噛み部の外周を同心状に囲む周回パターンと、
   一端が前記周回パターンに接続され、他端が前記パターン配置領域側に位置する誘導パターンと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
3. 前記撥液パターンは、前記誘導パターンの前記他端に接続され、前記誘導パターンの前記他端の近傍に流れてきた前記レジストを前記液体誘導部へと導く収液部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のテンプレート。
4. 前記泡噛み部は、平面視上０．５μｍ以上の大きさを有し、前記凹部の深さが３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
5. 前記液体誘導部は、第１凹パターンが第１凹パターンの延在方向に垂直な方向に所定の間隔で複数配置された構造を有することを特徴とする請求項２に記載のテンプレート。
6. 加工対象上にレジストを配置し、
   前記レジストを配置した面に、凹凸パターンが形成されたテンプレートを対向して配置し、
   前記レジストを介して前記テンプレートの中央付近を前記加工対象に接触させて前記テンプレートを押印し、
   前記テンプレートの外周部に向かって押印領域を拡大させ、
   前記レジストを硬化させ、
   前記加工対象から前記テンプレートを離型させるパターン形成方法であって、
   前記テンプレートは、前記凹凸パターンが配置されるパターン配置領域の周囲に沿って、前記レジストに対して撥液性を有する撥液パターンを備え、
   前記押印領域の拡大では、
   前記押印領域が前記パターン配置領域と略等しくなった状態で、所定の時間静止させ、
   前記所定の時間静止した後、前記押印領域を前記撥液パターンの配置領域まで広げることを特徴とするパターン形成方法。

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