JP5197342B2 - インプリントによる基板の加工方法 - Google Patents
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Description
本発明は、モールドが有するパターンを樹脂層に転写するインプリント方法を用いて基板を加工するインプリントによる基板の加工方法に関するものである。
近年、モールド上の微細な構造を樹脂や金属等の被加工部材に転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている（非特許文献１参照）。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
さらに、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等として幅広い分野への応用が期待されている。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
さらに、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等として幅広い分野への応用が期待されている。
このような加工技術は、例えば半導体製造技術に適用する場合には以下のように行われる。
基板（例えば半導体ウエハ）上に光硬化型の樹脂層を有するワークと、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを合わせて、両者の間に樹脂を充填させ、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。
これにより、樹脂層に上記パターンが転写されるので、この樹脂層をマスク層としてエッチング等を行い、基板へのパターン形成が行われる。
基板（例えば半導体ウエハ）上に光硬化型の樹脂層を有するワークと、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを合わせて、両者の間に樹脂を充填させ、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。
これにより、樹脂層に上記パターンが転写されるので、この樹脂層をマスク層としてエッチング等を行い、基板へのパターン形成が行われる。
このようなインプリントにおいて、半導体のリソグラフィーに適した方式として、基板の大きさより小さいモールドを用いて、基板上を逐次転写するステップアンドリピート方式が知られている（特許文献１参照）。
この方式によると、モールドサイズを基板サイズより小さくすることで、サイズの増加に伴うモールドパターン描画時の積算誤差を減少させることができる。また、モールド作製のコストを削減することができる。
また、ステップアンドリピート方式における樹脂層の形成方法に適した方式として、ショット毎に樹脂を塗布するドロップオンデマンド方式が知られている（特許文献２参照）。
この方式によると、モールドのパターン密度や形状に合わせて局所的に樹脂量を調整することにより、インプリントした際の樹脂層膜厚を均一にすることができ、転写精度を向上させることができる。
Ｓｔｅｐｈａｎ Ｙ． Ｃｈｏｕ ｅｔ． ａｌ．， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ， Ｖｏｌ． ６７， Ｉｓｓｕｅ ２１， ｐｐ． ３１１４−３１１６ （１９９５）． 米国特許第７０７７９９２号明細書
米国特許出願公開第２００５／０２７０３１２号明細書
この方式によると、モールドサイズを基板サイズより小さくすることで、サイズの増加に伴うモールドパターン描画時の積算誤差を減少させることができる。また、モールド作製のコストを削減することができる。
また、ステップアンドリピート方式における樹脂層の形成方法に適した方式として、ショット毎に樹脂を塗布するドロップオンデマンド方式が知られている（特許文献２参照）。
この方式によると、モールドのパターン密度や形状に合わせて局所的に樹脂量を調整することにより、インプリントした際の樹脂層膜厚を均一にすることができ、転写精度を向上させることができる。
Ｓｔｅｐｈａｎ Ｙ． Ｃｈｏｕ ｅｔ． ａｌ．， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ， Ｖｏｌ． ６７， Ｉｓｓｕｅ ２１， ｐｐ． ３１１４−３１１６ （１９９５）．
ところで、上記したステップアンドリピート方式によってインプリントを行い、基板上にパターンを加工する場合、つぎのような問題が生じる。
すなわち、隣接するショットの樹脂層同士が干渉してしまうことから、このような方式により隣接するショットのパターンをつなぐ際のつなぎ精度は、モールド壁面の加工精度やはみ出した樹脂によって左右される。
これを説明する事例として、以下に説明するものは、周期的なドットパターンをインプリントする例であって、樹脂の塗布の形態としてはドロップオンデマンド方式を用いている。
図１２（ａ）に示される２０４は各インプリントショットによって形成された樹脂層である。またＸはドットパターンの周期的な幅、Ｙはショット間の幅である。
また、図１２（ｂ）に示される１２０１は、このインプリントパターンによって基板上に加工されたドットパターンである。
すなわち、隣接するショットの樹脂層同士が干渉してしまうことから、このような方式により隣接するショットのパターンをつなぐ際のつなぎ精度は、モールド壁面の加工精度やはみ出した樹脂によって左右される。
これを説明する事例として、以下に説明するものは、周期的なドットパターンをインプリントする例であって、樹脂の塗布の形態としてはドロップオンデマンド方式を用いている。
図１２（ａ）に示される２０４は各インプリントショットによって形成された樹脂層である。またＸはドットパターンの周期的な幅、Ｙはショット間の幅である。
また、図１２（ｂ）に示される１２０１は、このインプリントパターンによって基板上に加工されたドットパターンである。
一般的に、モールド作製時にモールド端部までパターンを形成することが困難である。
また、仮にモールド端部までパターンを形成することが出来たとしても、樹脂層をモールドの端で理想的に制御するのは難しく、モールド表面の外側にも樹脂層２０４が形成されてしまう。これは、Ｘがナノメートルオーダーであるためである。
このため、図１２（ａ）に示すように、樹脂層２０４端部に余計な領域が生じてしまい、これらが互いに干渉して所望の距離まで近づけることが困難となる場合が生じる。
このため、例えば、ショット間の距離Ｙが、ドットパターンの周期的な幅Ｘよりも大きくなってしまい、理想的な周期構造にならないこととなる。
このような問題は、ドットパターンに限るものではなく、他の周期的なパターン、ラインアンドスペースのような連続的なパターン、自由パターンにも当てはまる。
また、このような問題はドロップオンデマンド方式に限るものではなく、基板上に樹脂を一括で塗布した際にも、当てはまる。
つまり、隣接したショットの樹脂層がすでに硬化してしまっている、またはすでに形成されている隣接したショットの樹脂層上に新たに樹脂が乗り上げてしまうなど、互いに干渉して所望の距離まで近づけることが困難となる場合が生じる。
このようなことから、ステップアンドリピート方式を、隣接するショットのパターンをつなぎ合わせてより大きなデバイスを製造する用途へ適用するに際しては、上記した問題を解決することが望まれる。
また、隣接するショット間のつなぎの自由度を高めるため、ステップアンドリピート方式で複数回インプリントを行う場合に、各インプリント工程を行うたびに、基板の加工を行うと、以下のような課題が生じる。
すなわち、２回目の基板加工プロセス時に、１回目の基板加工プロセスですでに形成されている基板のパターンをも、エッチングしてしまうおそれがあるのである。
このようなことから、ステップアンドリピート方式のインプリントによって基板を加工する際の、基板パターンが不均一になってしまう。
また、仮にモールド端部までパターンを形成することが出来たとしても、樹脂層をモールドの端で理想的に制御するのは難しく、モールド表面の外側にも樹脂層２０４が形成されてしまう。これは、Ｘがナノメートルオーダーであるためである。
このため、図１２（ａ）に示すように、樹脂層２０４端部に余計な領域が生じてしまい、これらが互いに干渉して所望の距離まで近づけることが困難となる場合が生じる。
このため、例えば、ショット間の距離Ｙが、ドットパターンの周期的な幅Ｘよりも大きくなってしまい、理想的な周期構造にならないこととなる。
このような問題は、ドットパターンに限るものではなく、他の周期的なパターン、ラインアンドスペースのような連続的なパターン、自由パターンにも当てはまる。
また、このような問題はドロップオンデマンド方式に限るものではなく、基板上に樹脂を一括で塗布した際にも、当てはまる。
つまり、隣接したショットの樹脂層がすでに硬化してしまっている、またはすでに形成されている隣接したショットの樹脂層上に新たに樹脂が乗り上げてしまうなど、互いに干渉して所望の距離まで近づけることが困難となる場合が生じる。
このようなことから、ステップアンドリピート方式を、隣接するショットのパターンをつなぎ合わせてより大きなデバイスを製造する用途へ適用するに際しては、上記した問題を解決することが望まれる。
また、隣接するショット間のつなぎの自由度を高めるため、ステップアンドリピート方式で複数回インプリントを行う場合に、各インプリント工程を行うたびに、基板の加工を行うと、以下のような課題が生じる。
すなわち、２回目の基板加工プロセス時に、１回目の基板加工プロセスですでに形成されている基板のパターンをも、エッチングしてしまうおそれがあるのである。
このようなことから、ステップアンドリピート方式のインプリントによって基板を加工する際の、基板パターンが不均一になってしまう。
本発明は、上記課題に鑑み、ステップアンドリピート方式のインプリントによって基板を加工する際に、基板パターンを均一とすることが可能なインプリントによる基板の加工方法を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、モールド壁面の加工精度やはみ出し樹脂に影響されることなく、隣接するショットのパターン同士のつなぎ精度の向上を図ることが可能となるインプリントによる基板の加工方法を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、モールド壁面の加工精度やはみ出し樹脂に影響されることなく、隣接するショットのパターン同士のつなぎ精度の向上を図ることが可能となるインプリントによる基板の加工方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、つぎのように構成したインプリントによる基板の加工方法及び半導体の製造方法を提供するものである。
本発明のインプリントによる基板の加工方法は、
基板上に樹脂を塗布して樹脂層が形成されている樹脂層領域を形成し、該樹脂層領域にモールドの凹凸パターンを形成するインプリント工程と、
前記樹脂層領域における前記パターンが形成された領域及び前記パターンが形成されていない領域と、前記基板上の樹脂層の形成されていない領域を含み、これらの領域に保護層を形成する保護層形成工程と、
前記樹脂層における凹凸パターンの凹部に形成された前記保護層をマスクとして前記樹脂層をエッチングし、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する反転パターン形成工程と、
前記反転パターンをマスクとし、前記基板をエッチングする基板エッチング工程と、
を備え、
前記各工程からなる一連の基板加工工程を、複数回繰り返して前記基板を加工することを特徴とする。
また、本発明による基板の加工方法は、
前記複数回繰り返して前記基板を加工する際の２回目以降の前記基板加工工程でのインプリント工程において、前記基板上に前記樹脂層領域を形成するに当たり、
それ以前の基板加工工程で形成されていた樹脂層領域と、少なくとも一部分が重なり合うように樹脂層領域を形成することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記反転パターン形成工程において、Ｈ２＞（Ｒ２／Ｒ１）×Ｈ１の関係が成り立つように保護層が形成されることを特徴とする。
但し、
Ｈ１：前記基板エッチング工程において基板をエッチングする深さ
Ｈ２：前記反転パターン形成工程で最終的に形成される保護層の、前記樹脂層が形成されていない領域上の膜厚
Ｒ１：前記基板エッチング工程における基板のエッチングレート
Ｒ２：前記基板エッチング工程における保護層のエッチングレート
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を２回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
２回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域が、１回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域と、前記基板の面内上における第１方向または該第１方向と直行する第２方向のいずれか１方向において、
少なくとも一部分が重なり合うように形成されることを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を３回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅の２倍とすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対するパターン領域を、該第２方向に対してはパターン領域の第２方向に対する幅と同じ距離だけ移動し、且つパターン領域は互いに隣接しないように配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記２回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を４回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅と等しくすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第２方向に対する幅と等しくして配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
４回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、
該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程と前記３回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、
前記パターン領域の外側に、該パターン領域のパターンを延長したパターンが形成されたつなぎ領域を形成し、異なる回の基板加工工程において形成されたパターン領域に、該つなぎ領域を重ね合わせることを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記樹脂層の材料と前記保護層の材料のエッチング選択比が５以上あることを特徴とする。
また、本発明の基板の加工方法は、第１のパターンを有する基板を用意する工程と、
前記第１のパターンに隣接する位置に第２のパターンを設けるために、少なくとも前記第１のパターンが設けられていない前記基板の上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層にモールドの凹凸パターンを形成する工程と、
前記凹凸パターンが形成された前記樹脂層の上と、前記第１のパターンの上に、保護層を形成する工程と、
前記保護層を前記凹凸パターンの凸部が露出するようにエッチングする工程と、前記保護層をマスクとして前記凹凸パターンをエッチングすることにより、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する工程と、
前記反転パターンをマスクとして前記基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の半導体の製造方法は、上記した基板の加工方法を用いて半導体を製造することを特徴とする。
本発明のインプリントによる基板の加工方法は、
基板上に樹脂を塗布して樹脂層が形成されている樹脂層領域を形成し、該樹脂層領域にモールドの凹凸パターンを形成するインプリント工程と、
前記樹脂層領域における前記パターンが形成された領域及び前記パターンが形成されていない領域と、前記基板上の樹脂層の形成されていない領域を含み、これらの領域に保護層を形成する保護層形成工程と、
前記樹脂層における凹凸パターンの凹部に形成された前記保護層をマスクとして前記樹脂層をエッチングし、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する反転パターン形成工程と、
前記反転パターンをマスクとし、前記基板をエッチングする基板エッチング工程と、
を備え、
前記各工程からなる一連の基板加工工程を、複数回繰り返して前記基板を加工することを特徴とする。
また、本発明による基板の加工方法は、
前記複数回繰り返して前記基板を加工する際の２回目以降の前記基板加工工程でのインプリント工程において、前記基板上に前記樹脂層領域を形成するに当たり、
それ以前の基板加工工程で形成されていた樹脂層領域と、少なくとも一部分が重なり合うように樹脂層領域を形成することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記反転パターン形成工程において、Ｈ２＞（Ｒ２／Ｒ１）×Ｈ１の関係が成り立つように保護層が形成されることを特徴とする。
但し、
Ｈ１：前記基板エッチング工程において基板をエッチングする深さ
Ｈ２：前記反転パターン形成工程で最終的に形成される保護層の、前記樹脂層が形成されていない領域上の膜厚
Ｒ１：前記基板エッチング工程における基板のエッチングレート
Ｒ２：前記基板エッチング工程における保護層のエッチングレート
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を２回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
２回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域が、１回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域と、前記基板の面内上における第１方向または該第１方向と直行する第２方向のいずれか１方向において、
少なくとも一部分が重なり合うように形成されることを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を３回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅の２倍とすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対するパターン領域を、該第２方向に対してはパターン領域の第２方向に対する幅と同じ距離だけ移動し、且つパターン領域は互いに隣接しないように配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記２回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記基板加工工程を４回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅と等しくすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第２方向に対する幅と等しくして配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
４回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、
該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程と前記３回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置することを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、
前記パターン領域の外側に、該パターン領域のパターンを延長したパターンが形成されたつなぎ領域を形成し、異なる回の基板加工工程において形成されたパターン領域に、該つなぎ領域を重ね合わせることを特徴とする。
また、本発明のインプリントによる基板の加工方法は、前記樹脂層の材料と前記保護層の材料のエッチング選択比が５以上あることを特徴とする。
また、本発明の基板の加工方法は、第１のパターンを有する基板を用意する工程と、
前記第１のパターンに隣接する位置に第２のパターンを設けるために、少なくとも前記第１のパターンが設けられていない前記基板の上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層にモールドの凹凸パターンを形成する工程と、
前記凹凸パターンが形成された前記樹脂層の上と、前記第１のパターンの上に、保護層を形成する工程と、
前記保護層を前記凹凸パターンの凸部が露出するようにエッチングする工程と、前記保護層をマスクとして前記凹凸パターンをエッチングすることにより、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する工程と、
前記反転パターンをマスクとして前記基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の半導体の製造方法は、上記した基板の加工方法を用いて半導体を製造することを特徴とする。
本発明によれば、ステップアンドリピート方式のインプリントによって基板を加工する際に、基板パターンを均一とすることが可能となる。
また、特定の実施形態においては、モールド壁面の加工精度やはみ出した樹脂に影響されることなく、隣接するショットのパターン同士をつなぎ合わせる精度の向上を図ることが可能となるインプリントによる基板の加工方法を実現することができる。
また、特定の実施形態においては、モールド壁面の加工精度やはみ出した樹脂に影響されることなく、隣接するショットのパターン同士をつなぎ合わせる精度の向上を図ることが可能となるインプリントによる基板の加工方法を実現することができる。
本発明に係る実施形態について図１３および図１４を用いて説明をする。
まず、凹凸パターンからなる第１のパターン１３００を有する基板１３１０を用意する（図１３（ａ））。
なお、基板１３１０は、インプリントによる基板の加工方法に限らず、光露光機等を用いたリソグラフィなど、他の基板加工方法によりパターンが形成されたものであっても良い。
インプリントによる基板の加工方法におけるドロップオンデマンド方式の場合については、以下の実施例１で詳細に説明する。また、基板１３１０は、シリコンウエハなどの単一材料の基板のみならず、面上に多層の膜が形成されている基板等であってもよい。
次に、第１のパターン１３００に隣接する位置に第２のパターンを設けるために、少なくとも第１のパターン１３００が設けられていない基板１３１０の上に樹脂層１３２０を形成する（図１３（ｂ））。
なお、この樹脂層１３２０は第１のパターン１３００上の一部まで形成されていても構わない。
次に、樹脂層１３２０にモールド１３３０を合わせることで、基板１３１０とモールド１３３０の間に樹脂層１３２０を充填し、モールド１３３０に設けられているインプリントパターンを樹脂層１３２０に転写する（図１３（ｃ））。
まず、凹凸パターンからなる第１のパターン１３００を有する基板１３１０を用意する（図１３（ａ））。
なお、基板１３１０は、インプリントによる基板の加工方法に限らず、光露光機等を用いたリソグラフィなど、他の基板加工方法によりパターンが形成されたものであっても良い。
インプリントによる基板の加工方法におけるドロップオンデマンド方式の場合については、以下の実施例１で詳細に説明する。また、基板１３１０は、シリコンウエハなどの単一材料の基板のみならず、面上に多層の膜が形成されている基板等であってもよい。
次に、第１のパターン１３００に隣接する位置に第２のパターンを設けるために、少なくとも第１のパターン１３００が設けられていない基板１３１０の上に樹脂層１３２０を形成する（図１３（ｂ））。
なお、この樹脂層１３２０は第１のパターン１３００上の一部まで形成されていても構わない。
次に、樹脂層１３２０にモールド１３３０を合わせることで、基板１３１０とモールド１３３０の間に樹脂層１３２０を充填し、モールド１３３０に設けられているインプリントパターンを樹脂層１３２０に転写する（図１３（ｃ））。
次に、樹脂層１３２０の上に保護層１３４０を形成する（図１３（ｄ））。このとき、保護層１３４０は、第１のパターン１３００の上の樹脂層１３２０が形成されていない領域にも形成されるように塗布等される。
次に、保護層１３４０を、樹脂層１３２０の凸部表面が露出するまでエッチングし、保護層１３４０をマスクとして、樹脂層１３２０をエッチングする（図１４（ａ））。
これにより、図１３（ｃ）に示した工程で樹脂層１３２０に形成された凹凸パターンの凹凸が反転した反転パターン１３５０が形成される。基板１３１０上に形成される反転パターン１３５０は、保護層１３４０の一部と樹脂層１３２０の一部とからなる。
次に、反転パターン１３５０をマスクとして、基板１３１０をエッチングする（図１４（ｂ））。
最後に、保護層１３４０と樹脂層１３２０を除去する（図１４（ｃ））。
このようにして、第２のパターン１４００が形成され、隣接するショット間のパターンをつなぎ合わせることが可能となる。
本実施形態において、保護層１３４０は、第１のパターン１３００の上にも形成されるため、樹脂層のエッチング工程や基板のエッチング工程の間、第１のパターン１３００が保護される。
そのため、基板に設けたパターンが不均一となるのを防止することができる。
次に、保護層１３４０を、樹脂層１３２０の凸部表面が露出するまでエッチングし、保護層１３４０をマスクとして、樹脂層１３２０をエッチングする（図１４（ａ））。
これにより、図１３（ｃ）に示した工程で樹脂層１３２０に形成された凹凸パターンの凹凸が反転した反転パターン１３５０が形成される。基板１３１０上に形成される反転パターン１３５０は、保護層１３４０の一部と樹脂層１３２０の一部とからなる。
次に、反転パターン１３５０をマスクとして、基板１３１０をエッチングする（図１４（ｂ））。
最後に、保護層１３４０と樹脂層１３２０を除去する（図１４（ｃ））。
このようにして、第２のパターン１４００が形成され、隣接するショット間のパターンをつなぎ合わせることが可能となる。
本実施形態において、保護層１３４０は、第１のパターン１３００の上にも形成されるため、樹脂層のエッチング工程や基板のエッチング工程の間、第１のパターン１３００が保護される。
そのため、基板に設けたパターンが不均一となるのを防止することができる。
以下に、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
なお、以下の実施例を説明するための各図において、同一または対応する部分には同一の符号が付されている。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用したインプリント方法について説明する。
なお、前記したように樹脂層の形成方法としてドロップオンデマンド方式を用いることでパターン転写精度を向上させることができるため、本実施例ではドロップオンデマンド方式を用いた場合について説明する。
図１に、本実施例におけるインプリント方法の各工程を説明するためのフローチャートを示す。
工程１０１は、１回目のインプリント工程である。
ここでは、ステップアンドリピート方式によって、基板上に塗布した樹脂にモールドのパターンを転写するインプリントを１回または複数回行うことにより、パターンが転写された樹脂層を形成する。
ここで、インプリント工程で樹脂層が形成される領域を樹脂層領域という。また、樹脂層領域であって、実効的なパターンのある領域のことをパターン領域という。
ここでの実効的なパターンとは、本実施例の全工程を終えた際に、最終的に基板上に形成されているパターンを示す。
すなわち、ここでの樹脂層領域とは、実効的なパターンが設けられていないモールドの端部と接触する領域や、モールド端からの樹脂のはみ出した部分を含む領域を意味している。
工程１０２は、１回目の保護層形成工程である。
ここでは、樹脂層とエッチング選択比のある保護材料を用い、樹脂層に形成されたパターンを埋め込み、同時に基板上の樹脂層の形成されていない領域を保護するように、保護材料による保護層を形成する。
なお、以下の実施例を説明するための各図において、同一または対応する部分には同一の符号が付されている。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用したインプリント方法について説明する。
なお、前記したように樹脂層の形成方法としてドロップオンデマンド方式を用いることでパターン転写精度を向上させることができるため、本実施例ではドロップオンデマンド方式を用いた場合について説明する。
図１に、本実施例におけるインプリント方法の各工程を説明するためのフローチャートを示す。
工程１０１は、１回目のインプリント工程である。
ここでは、ステップアンドリピート方式によって、基板上に塗布した樹脂にモールドのパターンを転写するインプリントを１回または複数回行うことにより、パターンが転写された樹脂層を形成する。
ここで、インプリント工程で樹脂層が形成される領域を樹脂層領域という。また、樹脂層領域であって、実効的なパターンのある領域のことをパターン領域という。
ここでの実効的なパターンとは、本実施例の全工程を終えた際に、最終的に基板上に形成されているパターンを示す。
すなわち、ここでの樹脂層領域とは、実効的なパターンが設けられていないモールドの端部と接触する領域や、モールド端からの樹脂のはみ出した部分を含む領域を意味している。
工程１０２は、１回目の保護層形成工程である。
ここでは、樹脂層とエッチング選択比のある保護材料を用い、樹脂層に形成されたパターンを埋め込み、同時に基板上の樹脂層の形成されていない領域を保護するように、保護材料による保護層を形成する。
工程１０３は、１回目の反転パターン形成工程である。
ここでは、保護層を樹脂層の凸部の表面が露出するまで除去加工し、樹脂層の凹部に埋め込まれた保護層をマスクとして樹脂層をエッチングする。
これにより、保護層の一部と樹脂層の一部とからなる反転パターンが基板上に形成される。
工程１０４は、１回目の基板エッチング工程である。ここでは、反転パターンをマスクとしてエッチングを行い、基板上にパターンを転写する。
この時、基板上の１回目の樹脂層領域以外の領域は、工程１０３で形成した保護層によってエッチングされないように保護されている。
これにより、１回目のパターンが基板上に形成される。
このように、本実施例のパターンを基板上に形成する基板加工工程は、上述した、インプリント工程と、保護層形成工程と、反転パターン形成工程と、基板エッチング工程による一連の工程からなっている。
ここでは、保護層を樹脂層の凸部の表面が露出するまで除去加工し、樹脂層の凹部に埋め込まれた保護層をマスクとして樹脂層をエッチングする。
これにより、保護層の一部と樹脂層の一部とからなる反転パターンが基板上に形成される。
工程１０４は、１回目の基板エッチング工程である。ここでは、反転パターンをマスクとしてエッチングを行い、基板上にパターンを転写する。
この時、基板上の１回目の樹脂層領域以外の領域は、工程１０３で形成した保護層によってエッチングされないように保護されている。
これにより、１回目のパターンが基板上に形成される。
このように、本実施例のパターンを基板上に形成する基板加工工程は、上述した、インプリント工程と、保護層形成工程と、反転パターン形成工程と、基板エッチング工程による一連の工程からなっている。
工程１０５は２回目のインプリント工程である。
ここでは、工程１０１において樹脂層が形成されていた領域と樹脂層領域を重ねることで、隣接するショットとパターンがつながるようにインプリント工程を行う。
すなわち、２回目以降のインプリント工程においては、それ以前の基板加工工程で形成されていた樹脂層領域と、少なくとも一部分が重なり合うように樹脂層領域を形成する。
工程１０６から工程１０８は、１回目の基板加工工程に準ずる。
このとき、工程１０７にて形成した保護層によって保護される２回目の樹脂層領域以外の領域には、既に基板上に加工されているパターンのある領域を含む。
すなわち、既に基板上に形成されているパターンをエッチングされないように保護しながら基板加工工程を実施する。
本実施例では、隣接するショットを所望の距離まで近づけてインプリントすることにより、隣接するショットのパターン領域を切れ目無くつなぐことが可能となる。
このような基板加工工程を、３回目以降においても複数回繰り返す。
図１では、１０９がＮ回目のインプリント工程、１１０がＮ回目の保護層形成工程、１１１がＮ回目の反転パターン形成工程、１１２がＮ回目の基板エッチング工程である。
なお、本実施例では、基板加工工程を３回繰り返し行う場合について説明する。
ここでは、工程１０１において樹脂層が形成されていた領域と樹脂層領域を重ねることで、隣接するショットとパターンがつながるようにインプリント工程を行う。
すなわち、２回目以降のインプリント工程においては、それ以前の基板加工工程で形成されていた樹脂層領域と、少なくとも一部分が重なり合うように樹脂層領域を形成する。
工程１０６から工程１０８は、１回目の基板加工工程に準ずる。
このとき、工程１０７にて形成した保護層によって保護される２回目の樹脂層領域以外の領域には、既に基板上に加工されているパターンのある領域を含む。
すなわち、既に基板上に形成されているパターンをエッチングされないように保護しながら基板加工工程を実施する。
本実施例では、隣接するショットを所望の距離まで近づけてインプリントすることにより、隣接するショットのパターン領域を切れ目無くつなぐことが可能となる。
このような基板加工工程を、３回目以降においても複数回繰り返す。
図１では、１０９がＮ回目のインプリント工程、１１０がＮ回目の保護層形成工程、１１１がＮ回目の反転パターン形成工程、１１２がＮ回目の基板エッチング工程である。
なお、本実施例では、基板加工工程を３回繰り返し行う場合について説明する。
つぎに、本実施例のインプリント方法におけるインプリント工程について、具体的に説明する。
図２に、本実施例のインプリント方法におけるインプリント工程について説明する図を示す。
図２において、２０１は樹脂層、２０２は基板、２０３はモールドであり、２０４は硬化した樹脂層である。
まず、図２（ａ）に示す工程では、基板２０２上に樹脂層２０１を形成する。その後、図２（ｂ）に示す工程において、モールド２０３を樹脂層２０１に接触させて、モールド２０３と基板２０２の間に樹脂層２０１を充填させる。
次に、図２（ｃ）に示す工程において、樹脂層を硬化させる。
そして、図２（ｄ）に示す工程において、モールド２０３を硬化した樹脂層２０４から剥離することで、モールド２０３上のパターンが樹脂層２０４上に転写される。
図２に、本実施例のインプリント方法におけるインプリント工程について説明する図を示す。
図２において、２０１は樹脂層、２０２は基板、２０３はモールドであり、２０４は硬化した樹脂層である。
まず、図２（ａ）に示す工程では、基板２０２上に樹脂層２０１を形成する。その後、図２（ｂ）に示す工程において、モールド２０３を樹脂層２０１に接触させて、モールド２０３と基板２０２の間に樹脂層２０１を充填させる。
次に、図２（ｃ）に示す工程において、樹脂層を硬化させる。
そして、図２（ｄ）に示す工程において、モールド２０３を硬化した樹脂層２０４から剥離することで、モールド２０３上のパターンが樹脂層２０４上に転写される。
本実施例において、モールド２０３は表面に所望のパターンを有し、材質には例えばシリコン、石英、サファイア等が用いられる。
また、パターンのある表面はフッ素系シランカップリング剤等を用いた離型処理を施す事が一般的である。本実施例では、離型処理により形成された離型層を含めてモールドと記すことにする。
樹脂層２０１に用いる材料は、例えばアクリル系、あるいはエポキシ系の光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が適用可能である。
基板２０２上への樹脂層２０１の形成方法として、インクジェットやディスペンサにより液滴状に塗布する方法が適用可能で、インプリント工程におけるショット毎に樹脂層２０１を形成することができる。
これにより、モールド２０３のパターン密度や形状に合わせて局所的に樹脂量を調整し、インプリントした際の樹脂層２０１の膜厚を均一にすることができ、転写精度を向上させることが可能となる。
また、パターンのある表面はフッ素系シランカップリング剤等を用いた離型処理を施す事が一般的である。本実施例では、離型処理により形成された離型層を含めてモールドと記すことにする。
樹脂層２０１に用いる材料は、例えばアクリル系、あるいはエポキシ系の光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が適用可能である。
基板２０２上への樹脂層２０１の形成方法として、インクジェットやディスペンサにより液滴状に塗布する方法が適用可能で、インプリント工程におけるショット毎に樹脂層２０１を形成することができる。
これにより、モールド２０３のパターン密度や形状に合わせて局所的に樹脂量を調整し、インプリントした際の樹脂層２０１の膜厚を均一にすることができ、転写精度を向上させることが可能となる。
図３に、本実施例のインプリント工程における、樹脂層２０１の形成方法について詳細に説明する図を示す。
３０１は樹脂層パターンの凸部と基板表面の距離、３０２はモールド２０３の外側の領域に形成された樹脂層の最も凸となっている箇所と基板表面の距離である。
図３（ａ）はモールド２０３を樹脂層２０１に接触させて、モールド２０３と基板２０２の間に樹脂層２０１を充填させた状態を示す図である。
この時、図に示すようにモールド２０３の外側の領域にも樹脂層２０１が形成されることがある。
このモールド２０３の外側に形成された樹脂層２０１の厚みが大きいと、所望のパターンを基板上に加工できないことがある。
すなわち、図３（ｂ）における距離３０１より距離３０２が小さくなるように樹脂層２０４を形成することが望ましい。
距離３０１より距離３０２が大きい場合には、反転パターン形成工程においてパターン領域上の凸部よりも先にモールド２０３の外側の樹脂層が露出してしまい、その箇所の保護層が無くなってしまうことがある。
このため基板エッチング工程において、基板を保護する保護層が無く、望まない領域が加工されてしまうことがあるからである。
このようなことを防ぐために、図３（ｃ）に示すようにパターン領域よりも十分に広い面を持つモールドを用いて、樹脂層２０１を充填する際に樹脂層が広がっても、モールド２０３の外側の領域に樹脂層２０１が形成されないようにする方法も適用可能である。
モールド２０３の外側の領域に樹脂層２０１が形成されないので、樹脂層２０４全領域の基板表面からの距離は、距離３０１が最大となり、基板エッチング工程において、所望のパターンのみを加工することが可能となる。
３０１は樹脂層パターンの凸部と基板表面の距離、３０２はモールド２０３の外側の領域に形成された樹脂層の最も凸となっている箇所と基板表面の距離である。
図３（ａ）はモールド２０３を樹脂層２０１に接触させて、モールド２０３と基板２０２の間に樹脂層２０１を充填させた状態を示す図である。
この時、図に示すようにモールド２０３の外側の領域にも樹脂層２０１が形成されることがある。
このモールド２０３の外側に形成された樹脂層２０１の厚みが大きいと、所望のパターンを基板上に加工できないことがある。
すなわち、図３（ｂ）における距離３０１より距離３０２が小さくなるように樹脂層２０４を形成することが望ましい。
距離３０１より距離３０２が大きい場合には、反転パターン形成工程においてパターン領域上の凸部よりも先にモールド２０３の外側の樹脂層が露出してしまい、その箇所の保護層が無くなってしまうことがある。
このため基板エッチング工程において、基板を保護する保護層が無く、望まない領域が加工されてしまうことがあるからである。
このようなことを防ぐために、図３（ｃ）に示すようにパターン領域よりも十分に広い面を持つモールドを用いて、樹脂層２０１を充填する際に樹脂層が広がっても、モールド２０３の外側の領域に樹脂層２０１が形成されないようにする方法も適用可能である。
モールド２０３の外側の領域に樹脂層２０１が形成されないので、樹脂層２０４全領域の基板表面からの距離は、距離３０１が最大となり、基板エッチング工程において、所望のパターンのみを加工することが可能となる。
図４に、本実施例における保護層形成工程と、反転パターン形成工程と、基板エッチング工程について説明する図を示す。図４において、４０１は保護層である。
図４（ａ）に示すように、基板２０２上、及びインプリント工程で形成された樹脂層２０４上に保護層を形成する。
この保護層は、樹脂層領域以外の基板表面および基板上に既に形成されているパターンにおいては、基板２０２のエッチングを行う際のエッチングマスクとなる。
保護層４０１は樹脂層２０４とエッチング選択比の取れる材質であり、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮ等のシリコン系、シリコンを含有した樹脂系、メタル材料等の中から選ぶことができる。
保護層４０１の形成方法として、例えばスピンコート、ディスペンサ、インクジェット、スプレーコートによる塗布、ＣＶＤ、蒸着、平らなモールドによるインプリント等が適用可能である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、樹脂層２０４の凸部が露出するまで保護層４０１を除去加工した状態を示す。
除去加工の方法としては、例えば全面を均等にエッチングするエッチバックが挙げられる。
例えば、保護層としてＳｉＯ2を用いた際には、保護層をエッチングするガス系として、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6等のフルオロカーボン系をベースとしたものを用いることができる。
また、化学機械研磨（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）も適用可能である。
図４（ａ）に示すように、基板２０２上、及びインプリント工程で形成された樹脂層２０４上に保護層を形成する。
この保護層は、樹脂層領域以外の基板表面および基板上に既に形成されているパターンにおいては、基板２０２のエッチングを行う際のエッチングマスクとなる。
保護層４０１は樹脂層２０４とエッチング選択比の取れる材質であり、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮ等のシリコン系、シリコンを含有した樹脂系、メタル材料等の中から選ぶことができる。
保護層４０１の形成方法として、例えばスピンコート、ディスペンサ、インクジェット、スプレーコートによる塗布、ＣＶＤ、蒸着、平らなモールドによるインプリント等が適用可能である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、樹脂層２０４の凸部が露出するまで保護層４０１を除去加工した状態を示す。
除去加工の方法としては、例えば全面を均等にエッチングするエッチバックが挙げられる。
例えば、保護層としてＳｉＯ2を用いた際には、保護層をエッチングするガス系として、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6等のフルオロカーボン系をベースとしたものを用いることができる。
また、化学機械研磨（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）も適用可能である。
次に、樹脂層２０４の凹部に埋め込まれた保護層４０１をマスクに、樹脂層２０４をエッチングすると図４（ｃ）に示す状態となる。
すなわち、インプリントしたパターンを反転した反転パターン構造を持つ保護層が形成される。
例えば、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、樹脂層をエッチングするガス系として、Ｏ２、Ｏ２／Ａｒ、Ｏ２／Ｎ２等のＯ２をベースとしたものや、Ｎ２、Ｈ２、ＮＨ３、これら３ガスの混合系をベースとしたものが利用可能である。
この時、樹脂層と保護層のエッチング選択比は、例えば５以上あることが望ましい。
次に、保護層反転パターンをマスクに基板をエッチングすると図４（ｄ）に示す状態となる。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、基板をエッチングするガス系として、Ｃｌ２、ＨＢｒ、Ｏ２、これら３ガスの混合系をベースとしたものを用いることができる。
最後に残った保護層４０１および樹脂層２０４を除去すると図４（ｅ）となり、基板上に所望のパターンを転写することができる。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、保護層４０１を除去する方法としてフッ化水素酸を用いたウェットエッチングが適用可能である。
樹脂層のパターンの基板への転写方法として、インプリントされた樹脂層をそのまま全面エッチバックして残膜を除去し基板表面を露出させる方法があるが、本方法はそれよりも高い転写精度を実現出来る。
すなわち、前記方法においては、マスクのエッジが侵食されることによりマスクの形状が劣化し、寸法制御性が悪くなるが、本方法では保護層と樹脂層でエッチング選択比が高いため、マスクのエッジの形状を矩形に保つことが出来るからである。
すなわち、インプリントしたパターンを反転した反転パターン構造を持つ保護層が形成される。
例えば、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、樹脂層をエッチングするガス系として、Ｏ２、Ｏ２／Ａｒ、Ｏ２／Ｎ２等のＯ２をベースとしたものや、Ｎ２、Ｈ２、ＮＨ３、これら３ガスの混合系をベースとしたものが利用可能である。
この時、樹脂層と保護層のエッチング選択比は、例えば５以上あることが望ましい。
次に、保護層反転パターンをマスクに基板をエッチングすると図４（ｄ）に示す状態となる。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、基板をエッチングするガス系として、Ｃｌ２、ＨＢｒ、Ｏ２、これら３ガスの混合系をベースとしたものを用いることができる。
最後に残った保護層４０１および樹脂層２０４を除去すると図４（ｅ）となり、基板上に所望のパターンを転写することができる。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ２を用いた際には、保護層４０１を除去する方法としてフッ化水素酸を用いたウェットエッチングが適用可能である。
樹脂層のパターンの基板への転写方法として、インプリントされた樹脂層をそのまま全面エッチバックして残膜を除去し基板表面を露出させる方法があるが、本方法はそれよりも高い転写精度を実現出来る。
すなわち、前記方法においては、マスクのエッジが侵食されることによりマスクの形状が劣化し、寸法制御性が悪くなるが、本方法では保護層と樹脂層でエッチング選択比が高いため、マスクのエッジの形状を矩形に保つことが出来るからである。
図５に、保護層形成工程および反転パターン形成工程において形成された保護層４０１の詳細な形状について説明するための図を示す。
図５は、反転パターン形成工程において最終的に保護層に反転パターンを形成した状態を示す。
５０１は基板エッチング工程において加工される基板深さ、５０２は樹脂層領域以外の領域上に形成する保護層４０１の膜厚（保護層４０１表面の基板表面からの高さ）である。
図５は、反転パターン形成工程において最終的に保護層に反転パターンを形成した状態を示す。
５０１は基板エッチング工程において加工される基板深さ、５０２は樹脂層領域以外の領域上に形成する保護層４０１の膜厚（保護層４０１表面の基板表面からの高さ）である。
基板エッチング工程において、樹脂層領域以外の基板表面および基板上に既に形成されているパターンを保護層４０１で保護するためには、基板２０２をエッチングしている間に、保護層４０１がエッチングで無くならないようにする必要がある。
そのためには、樹脂層領域以外の領域上に形成されている保護層４０１が全ての領域で下記条件式（１）を満たす必要がある。
Ｈ２＞（Ｒ２／Ｒ１）×Ｈ１……（１）
ここで、深さ５０１をＨ１、膜厚５０２をＨ２、基板エッチング工程における基板２０２のエッチングレートをＲ１、保護層４０１のエッチングレートをＲ２とする。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ2、エッチングガスとしてＣｌ2、ＨＢｒ、Ｏ2の混合系を用いた際にエッチング選択比が１０と仮定する。
この条件下で、基板を１０００ｎｍエッチングする場合、Ｈ２（膜厚５０２）は少なくとも１００ｎｍより大きくならなければならない。
そのためには、樹脂層領域以外の領域上に形成されている保護層４０１が全ての領域で下記条件式（１）を満たす必要がある。
Ｈ２＞（Ｒ２／Ｒ１）×Ｈ１……（１）
ここで、深さ５０１をＨ１、膜厚５０２をＨ２、基板エッチング工程における基板２０２のエッチングレートをＲ１、保護層４０１のエッチングレートをＲ２とする。
例えば、基板としてＳｉ、保護層としてＳｉＯ2、エッチングガスとしてＣｌ2、ＨＢｒ、Ｏ2の混合系を用いた際にエッチング選択比が１０と仮定する。
この条件下で、基板を１０００ｎｍエッチングする場合、Ｈ２（膜厚５０２）は少なくとも１００ｎｍより大きくならなければならない。
図６に、保護層形成工程および反転パターン形成工程における保護層形成方法の詳細について説明するための図を示す。
６０１は樹脂層２０４が形成されていない領域である。
６０２は図６（ａ）の状態における樹脂層パターン凸部上の保護層膜厚、６０３は図６（ａ）の状態における樹脂層２０４が形成されていない領域の保護層膜厚である。
図６（ａ）に本発明のインプリント工程におけるステップアンドリピート方式で形成した樹脂層２０４の上に保護層４０１を形成した状態を示す。
図６（ｂ）と図６（ｃ）に保護層４０１を、樹脂層２０４の凸部が露出するまで除去加工をした状態、および樹脂層凹部に埋め込まれた保護層４０１をマスクとして樹脂層２０４をエッチングした状態を示す。
図６（ｃ）の状態において、領域６０１上の保護層が残っているためには、少なくとも膜厚６０３が膜厚６０２以上でなければならない。
更に、条件式（１）を満たすように保護層４０１を形成するためには、膜厚６０３は膜厚６０２と上記した樹脂層領域以外の領域上に形成する保護層４０１の膜厚であるＨ２の和より大きくなることが望ましい。
そのためには、基板表面に対して保護層表面がなるべく平坦となるように形成することが望ましい。
６０１は樹脂層２０４が形成されていない領域である。
６０２は図６（ａ）の状態における樹脂層パターン凸部上の保護層膜厚、６０３は図６（ａ）の状態における樹脂層２０４が形成されていない領域の保護層膜厚である。
図６（ａ）に本発明のインプリント工程におけるステップアンドリピート方式で形成した樹脂層２０４の上に保護層４０１を形成した状態を示す。
図６（ｂ）と図６（ｃ）に保護層４０１を、樹脂層２０４の凸部が露出するまで除去加工をした状態、および樹脂層凹部に埋め込まれた保護層４０１をマスクとして樹脂層２０４をエッチングした状態を示す。
図６（ｃ）の状態において、領域６０１上の保護層が残っているためには、少なくとも膜厚６０３が膜厚６０２以上でなければならない。
更に、条件式（１）を満たすように保護層４０１を形成するためには、膜厚６０３は膜厚６０２と上記した樹脂層領域以外の領域上に形成する保護層４０１の膜厚であるＨ２の和より大きくなることが望ましい。
そのためには、基板表面に対して保護層表面がなるべく平坦となるように形成することが望ましい。
膜厚６０３が膜厚６０２より大きくなるように保護層を形成する方法として、以下のような方法が適用可能である。
１つは、保護層材料の粘度、及び基板や樹脂層に対する接触角を調整してスピンコートする方法で、基板、及び樹脂層の凹凸状態に関わらず、保護層表面を基板表面と平行で平坦な面に近づけることが出来る。
他の方法としては、領域６０１の保護層材料が局所的に多くなるように、ディスペンサやインクジェットにより塗布する方法がある。
また、領域６０１の保護層材料が局所的に多くなるように、マスクを用いてスプレーコートする方法も挙げられる。
また、Ｓｉ含有の樹脂等を保護層に用いて平らなモールドにより保護層にインプリントを行うことで、保護層の表面形状を平らな面にする方法も挙げられる。
さらに、条件式（１）を満たすためには、ＣＭＰにより、樹脂層２０４の凸部が露出するまで保護層４０１を除去加工する方法も適用可能である。
１つは、保護層材料の粘度、及び基板や樹脂層に対する接触角を調整してスピンコートする方法で、基板、及び樹脂層の凹凸状態に関わらず、保護層表面を基板表面と平行で平坦な面に近づけることが出来る。
他の方法としては、領域６０１の保護層材料が局所的に多くなるように、ディスペンサやインクジェットにより塗布する方法がある。
また、領域６０１の保護層材料が局所的に多くなるように、マスクを用いてスプレーコートする方法も挙げられる。
また、Ｓｉ含有の樹脂等を保護層に用いて平らなモールドにより保護層にインプリントを行うことで、保護層の表面形状を平らな面にする方法も挙げられる。
さらに、条件式（１）を満たすためには、ＣＭＰにより、樹脂層２０４の凸部が露出するまで保護層４０１を除去加工する方法も適用可能である。
図７に、基板加工工程を繰り返し行うことによりパターンをつなぐ具体例を説明する図を示す。
７０１は１回目の基板加工工程における樹脂層、７０２は２回目の基板加工工程における樹脂層である。
また、７０３は１回目の基板加工工程によって基板上に加工されたパターン、７０４は１回目の基板加工工程において樹脂層が形成されていた領域の境界線、７０５は２回の基板加工工程により隣接するショット同士のパターンがつながったパターンである。
さらに、Ｘはホールパターンの周期である。
７０１は１回目の基板加工工程における樹脂層、７０２は２回目の基板加工工程における樹脂層である。
また、７０３は１回目の基板加工工程によって基板上に加工されたパターン、７０４は１回目の基板加工工程において樹脂層が形成されていた領域の境界線、７０５は２回の基板加工工程により隣接するショット同士のパターンがつながったパターンである。
さらに、Ｘはホールパターンの周期である。
図７（ａ）から図７（ｃ）に周期的なホールパターンをつなぐ方法を示す。
図７（ａ）は、１回目の基板加工工程において、樹脂層７０１を形成した状態を示す図である。
図７（ａ）の状態から、一旦ホールパターンを基板に加工してから、２回目の基板加工工程において樹脂層７０２を形成した状態を図７（ｂ）に示す。
１回目の基板加工工程において、樹脂層７０１が形成されていた領域に、２回目の基板加工工程における樹脂層７０２を重ね合わせることで、ホールパターンの周期的な幅Ｘを保って樹脂層を形成することが可能である。
図７（ｃ）に、図７（ｂ）の状態から、２回目の基板加工工程において基板上にパターンを加工した状態を示す。
このように、２回の基板加工工程に分けることで、ホールパターンの周期的な幅を保ってパターンを加工することが可能となる。
周期構造だけでなく、連続的なパターンもつなぐことが可能である。
図７（ｄ）から図７（ｆ）にラインアンドスペースパターンをつなぐ方法を示す。
加工方法は、ドットパターンの例、図７（ａ）から図７（ｃ）に準ずる。
なお、つなぐことのできるパターンはここで示したものに限るものではなく、ホールパターンや自由パターン等、他のパターンにも適用可能である。
図７（ａ）は、１回目の基板加工工程において、樹脂層７０１を形成した状態を示す図である。
図７（ａ）の状態から、一旦ホールパターンを基板に加工してから、２回目の基板加工工程において樹脂層７０２を形成した状態を図７（ｂ）に示す。
１回目の基板加工工程において、樹脂層７０１が形成されていた領域に、２回目の基板加工工程における樹脂層７０２を重ね合わせることで、ホールパターンの周期的な幅Ｘを保って樹脂層を形成することが可能である。
図７（ｃ）に、図７（ｂ）の状態から、２回目の基板加工工程において基板上にパターンを加工した状態を示す。
このように、２回の基板加工工程に分けることで、ホールパターンの周期的な幅を保ってパターンを加工することが可能となる。
周期構造だけでなく、連続的なパターンもつなぐことが可能である。
図７（ｄ）から図７（ｆ）にラインアンドスペースパターンをつなぐ方法を示す。
加工方法は、ドットパターンの例、図７（ａ）から図７（ｃ）に準ずる。
なお、つなぐことのできるパターンはここで示したものに限るものではなく、ホールパターンや自由パターン等、他のパターンにも適用可能である。
図８に、図７に示した樹脂層領域の重ね合わせについて追加説明するための図を示す。８０１はパターン領域、８０２は樹脂層領域、８０３は、１回目の基板加工工程におけるパターン領域、８０４は２回目の基板加工工程におけるパターン領域である。
また、８０５は１回目の基板加工工程における樹脂層領域と２回目の基板加工工程における樹脂層領域が重なりあった領域である。
図８（ａ）はパターン領域８０１と樹脂層領域８０２の関係について示した図である。
このように、樹脂層領域８０２はパターン領域８０１よりも大きくなることが多い。
これは、モールド作製時にモールド端部までパターンを形成することが困難であるため、またはモールド表面の外側にも樹脂層が形成されてしまうことがあるためである。
図８（ｂ）は１回目の基板加工工程と２回目の基板加工工程における樹脂層領域の重ね合わせを示した図である。
隣接するショットを２回の基板加工工程に分けることで、領域８０５上に１回目の基板加工工程における樹脂層領域と２回目の基板加工工程における樹脂層領域を重ね合わせることができる。
これより、１回目の基板加工工程におけるパターン領域８０３と２回目の基板加工工程におけるパターン領域８０４を隙間無く配置することが可能となる。
また、パターン領域の外側に、パターン領域のパターンを延長したパターンが形成されているつなぎ領域を形成する方法も適用可能である。
つまり、１回目の基板加工工程におけるパターン領域と２回目の基板加工工程におけるつなぎ領域をお互いに重ね合わせる。
同様に１回目の基板加工工程におけるつなぎ領域と２回目の基板加工工程におけるパターン領域を重ね合わせる。
これより、隣接するショットのパターンをより確実につなぐことが可能となる。アライメント精度が足りない場合やラインのような連続パターンにおいて有効である。
また、８０５は１回目の基板加工工程における樹脂層領域と２回目の基板加工工程における樹脂層領域が重なりあった領域である。
図８（ａ）はパターン領域８０１と樹脂層領域８０２の関係について示した図である。
このように、樹脂層領域８０２はパターン領域８０１よりも大きくなることが多い。
これは、モールド作製時にモールド端部までパターンを形成することが困難であるため、またはモールド表面の外側にも樹脂層が形成されてしまうことがあるためである。
図８（ｂ）は１回目の基板加工工程と２回目の基板加工工程における樹脂層領域の重ね合わせを示した図である。
隣接するショットを２回の基板加工工程に分けることで、領域８０５上に１回目の基板加工工程における樹脂層領域と２回目の基板加工工程における樹脂層領域を重ね合わせることができる。
これより、１回目の基板加工工程におけるパターン領域８０３と２回目の基板加工工程におけるパターン領域８０４を隙間無く配置することが可能となる。
また、パターン領域の外側に、パターン領域のパターンを延長したパターンが形成されているつなぎ領域を形成する方法も適用可能である。
つまり、１回目の基板加工工程におけるパターン領域と２回目の基板加工工程におけるつなぎ領域をお互いに重ね合わせる。
同様に１回目の基板加工工程におけるつなぎ領域と２回目の基板加工工程におけるパターン領域を重ね合わせる。
これより、隣接するショットのパターンをより確実につなぐことが可能となる。アライメント精度が足りない場合やラインのような連続パターンにおいて有効である。
次に、基板加工工程を３回繰り返し行うインプリント方法について具体的に説明する。図９に、基板加工工程を３回繰り返し行うインプリント方法において、各インプリント工程におけるパターン領域の配置について詳細に説明するために基板を上から見た図を示す。
９０１は１回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０２は２回目のインプリント工程におけるパターン領域、９０３は３回目のインプリント工程におけるパターン領域である。
９０１は１回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０２は２回目のインプリント工程におけるパターン領域、９０３は３回目のインプリント工程におけるパターン領域である。
図９（ａ）に、１回目の基板加工工程におけるパターン領域の配置を示す。
図における第１方向の配置は、基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔が、パターン領域の第１方向に対する幅の２倍となるようにする。
また、第１方向と直行する第２方向の配置は、第１方向にはパターン領域幅の１．５倍の距離を移動させ、第２方向には例えばパターン領域幅の１倍の距離を移動させた位置となるようにする。
但し、第２の方向の配置において第１方向へ動かす距離は、１．５倍に限らず、パターン領域幅の距離より大きく、パターン領域幅の２倍の距離より小さい任意の距離であればよい。ここで本明細書において「第１の方向に対するパターン領域の間隔」とは、第１の方向に隣接する２つのパターン領域の最短距離を意味する。
すなわち、第１方向において左側のパターン領域の右端と右側のパターン領域の左端との距離を意味する。
また、「第１（第２）方向に対するパターン領域の幅」とは、パターン領域の第１（第２）方向の一辺の長さを意味する。
図における第１方向の配置は、基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔が、パターン領域の第１方向に対する幅の２倍となるようにする。
また、第１方向と直行する第２方向の配置は、第１方向にはパターン領域幅の１．５倍の距離を移動させ、第２方向には例えばパターン領域幅の１倍の距離を移動させた位置となるようにする。
但し、第２の方向の配置において第１方向へ動かす距離は、１．５倍に限らず、パターン領域幅の距離より大きく、パターン領域幅の２倍の距離より小さい任意の距離であればよい。ここで本明細書において「第１の方向に対するパターン領域の間隔」とは、第１の方向に隣接する２つのパターン領域の最短距離を意味する。
すなわち、第１方向において左側のパターン領域の右端と右側のパターン領域の左端との距離を意味する。
また、「第１（第２）方向に対するパターン領域の幅」とは、パターン領域の第１（第２）方向の一辺の長さを意味する。
図９（ｂ）に、２回目の基板加工工程におけるパターン領域の配置を示す。
図における第１方向に対して、１回目の基板加工工程におけるパターン領域に隣接するようにパターン領域を配置する。
図９（ｃ）に、３回目の基板加工工程におけるパターン領域の配置を示した図である。
図における第１方向に対して、２回目の基板加工工程におけるパターン領域に隣接する領域に３回目の基板加工工程におけるパターン領域を配置する。
図における第１方向に対して、１回目の基板加工工程におけるパターン領域に隣接するようにパターン領域を配置する。
図９（ｃ）に、３回目の基板加工工程におけるパターン領域の配置を示した図である。
図における第１方向に対して、２回目の基板加工工程におけるパターン領域に隣接する領域に３回目の基板加工工程におけるパターン領域を配置する。
本実施例のようにパターン領域を配置することにより、基板加工工程を３回繰り返すことで基板上全域にパターンを転写することができる。
また、隣接する全てのショットに対して、パターン領域のパターン同士をつなぐことができる。
なお、図９は本実施例の１例を示したに過ぎず、基板加工工程各回のインプリント工程におけるインプリント回数等は、モールドと基板の大きさや形状により異なる。
また、隣接する全てのショットに対して、パターン領域のパターン同士をつなぐことができる。
なお、図９は本実施例の１例を示したに過ぎず、基板加工工程各回のインプリント工程におけるインプリント回数等は、モールドと基板の大きさや形状により異なる。
このように本実施例では、隣接するショットのパターンを高精度につなぐことが可能となる。
このような加工方法は、構造体が面内方向に周期的に配列されているフォトニック結晶などに好適に用いることができる。
また、本実施例においてモールドのパターン領域の形状は、四角形に限らず、例えば六角形など広く適用可能である。
なお、実施例は樹脂層の形成方法としてドロップオンデマンド方式の場合について説明されているが、本発明はドロップオンデマンド方式に限らず、スピンコート等で基板上に樹脂を一括で塗布した際にも適用可能である。
つまり、パターン領域以外の領域の樹脂層上に条件式（１）を満たす保護層を形成することで、基板エッチング工程においてパターン領域以外の領域がエッチングされないようにすることで適用可能である。
また、本実施例はインプリントによる基板加工方法によって形成されたパターン同士をつなぐ場合について説明しているが、１回目のパターンの加工方法については、インプリントによる加工方法に限るものではなく他の基板加工方法も適用可能である。
つまり、光露光機等を用いたリソグラフィによって形成されたパターンを持つ基板上に２回目以降の基板加工工程を適用することで、リソグラフィにより形成されたパターンとインプリントにより形成されたパターン同士をつなぐという方法も適用可能である。
このような加工方法は、構造体が面内方向に周期的に配列されているフォトニック結晶などに好適に用いることができる。
また、本実施例においてモールドのパターン領域の形状は、四角形に限らず、例えば六角形など広く適用可能である。
なお、実施例は樹脂層の形成方法としてドロップオンデマンド方式の場合について説明されているが、本発明はドロップオンデマンド方式に限らず、スピンコート等で基板上に樹脂を一括で塗布した際にも適用可能である。
つまり、パターン領域以外の領域の樹脂層上に条件式（１）を満たす保護層を形成することで、基板エッチング工程においてパターン領域以外の領域がエッチングされないようにすることで適用可能である。
また、本実施例はインプリントによる基板加工方法によって形成されたパターン同士をつなぐ場合について説明しているが、１回目のパターンの加工方法については、インプリントによる加工方法に限るものではなく他の基板加工方法も適用可能である。
つまり、光露光機等を用いたリソグラフィによって形成されたパターンを持つ基板上に２回目以降の基板加工工程を適用することで、リソグラフィにより形成されたパターンとインプリントにより形成されたパターン同士をつなぐという方法も適用可能である。
［実施例２］
実施例２においては、実施例１とは別のパターン領域の配置方法による構成例について説明する。
実施例１との差異は各回のパターン領域の配置方法であるため、その部分についてのみ説明する。
実施例２においては、実施例１とは別のパターン領域の配置方法による構成例について説明する。
実施例１との差異は各回のパターン領域の配置方法であるため、その部分についてのみ説明する。
図１０を用いて、基板加工工程を４回繰り返す方法について説明する。
９０１は１回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０２は２回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０３は３回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０４は４回目の基板加工工程におけるパターン領域である。
まず、図１０（ａ）に示すように、１回目の基板加工工程において、パターン領域の並びの周期を第１方向、第２方向共にパターン領域幅の２倍としてインプリント工程を行い、その後保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
ここで、「パターン領域の並びの周期」とは、第１方向または第２方向におけるパターンの中心間距離を意味する。
すなわち、本実施例では、１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅と等しくすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第２方向に対する幅と等しくして配置される。
次に、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、２回目の基板加工工程および３回目の基板加工工程において、１回目の基板加工工程におけるパターン領域の間にそれぞれパターンを転写する。
そして、それぞれ保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
最後に、図１０（ｄ）に示すように、残った領域に４回目の基板加工工程でパターンを転写して保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
９０１は１回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０２は２回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０３は３回目の基板加工工程におけるパターン領域、９０４は４回目の基板加工工程におけるパターン領域である。
まず、図１０（ａ）に示すように、１回目の基板加工工程において、パターン領域の並びの周期を第１方向、第２方向共にパターン領域幅の２倍としてインプリント工程を行い、その後保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
ここで、「パターン領域の並びの周期」とは、第１方向または第２方向におけるパターンの中心間距離を意味する。
すなわち、本実施例では、１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅と等しくすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第２方向に対する幅と等しくして配置される。
次に、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、２回目の基板加工工程および３回目の基板加工工程において、１回目の基板加工工程におけるパターン領域の間にそれぞれパターンを転写する。
そして、それぞれ保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
最後に、図１０（ｄ）に示すように、残った領域に４回目の基板加工工程でパターンを転写して保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
基板加工工程を３回繰り返す方法では、パターン領域の配置において、第１方向または第２方向のどちらか一方向はパターン領域の端を揃えることはできない。
これに対して、基板加工工程を４回繰り返す方法では、第１方向と第２方向の両方でパターン領域の端を揃えることが可能となる。
つまり、第１方向と第２方向の両方でパターン領域の端を揃える必要がある場合においても、それぞれのパターン領域のパターンをつないでパターンを転写することが可能である。
これに対して、基板加工工程を４回繰り返す方法では、第１方向と第２方向の両方でパターン領域の端を揃えることが可能となる。
つまり、第１方向と第２方向の両方でパターン領域の端を揃える必要がある場合においても、それぞれのパターン領域のパターンをつないでパターンを転写することが可能である。
［実施例３］
実施例３においては、実施例１および実施例２とは別のパターン領域の配置方法による構成例について説明する。
実施例１および実施例２との差異は各回のパターン領域の配置方法であるため、その部分についてのみ説明する。
実施例３においては、実施例１および実施例２とは別のパターン領域の配置方法による構成例について説明する。
実施例１および実施例２との差異は各回のパターン領域の配置方法であるため、その部分についてのみ説明する。
図１１を用いて、基板加工工程を２回繰り返す方法について説明する。
図１１（ａ）に示すように、１回目の基板加工工程において、第１方向パターン領域の並びの周期をパターン領域の幅の２倍とし、該第１方向と直行する第２方向の間隔は適当な幅としてパターンの転写を行い、保護層形成工程および基板エッチング工程を行う。
ここにおける適当な幅とは、各インプリント工程における樹脂層領域が隣接する樹脂層領域に重ならない幅とする。
次に、図１１（ｂ）に示すように２回目の基板加工工程において、１回目の基板加工工程における第１方向のパターン領域の間にパターンを転写してそれぞれ保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
図１１（ａ）に示すように、１回目の基板加工工程において、第１方向パターン領域の並びの周期をパターン領域の幅の２倍とし、該第１方向と直行する第２方向の間隔は適当な幅としてパターンの転写を行い、保護層形成工程および基板エッチング工程を行う。
ここにおける適当な幅とは、各インプリント工程における樹脂層領域が隣接する樹脂層領域に重ならない幅とする。
次に、図１１（ｂ）に示すように２回目の基板加工工程において、１回目の基板加工工程における第１方向のパターン領域の間にパターンを転写してそれぞれ保護層形成工程、反転パターン形成工程、および基板エッチング工程を行う。
以上の工程によって、一方向にのみ各パターン領域の転写パターンをつなぐ必要がある場合においては、基板加工工程をそれぞれ３回よりも少ない２回だけ繰り返すことでパターンを転写することが可能となる。
なお、本発明における、インプリント工程におけるショット（インプリント）回数、またはパターン領域の配置方法、配置の順番、またはモールドのパターン領域の形状は、以上の各実施例で説明したものに限られるものではない。
なお、本発明における、インプリント工程におけるショット（インプリント）回数、またはパターン領域の配置方法、配置の順番、またはモールドのパターン領域の形状は、以上の各実施例で説明したものに限られるものではない。
１０１：１回目のインプリント工程
１０２：１回目の保護層形成工程
１０３：１回目の反転パターン形成工程
１０４：１回目の基板エッチング工程
１０５：２回目のインプリント工程
１０６：２回目の保護層形成工程
１０７：２回目の反転パターン形成工程
１０８：２回目の基板エッチング工程
１０９：Ｎ回目のインプリント工程
１１０：Ｎ回目の保護層形成工程
１１１：Ｎ回目の反転パターン形成工程
１１２：Ｎ回目の基板エッチング工程
２０１：樹脂層
２０２：基板
２０３：モールド
２０４：硬化した樹脂層
３０１：樹脂層パターン凸部と基板表面の距離
３０２：モールド外側における樹脂層表面と基板表面の距離
４０１：保護層
５０１：基板のエッチング深さ
５０２：保護層の膜厚
６０１：保護する領域（樹脂層が形成されていない領域）
６０２：樹脂層パターン凸部上の保護層膜厚
６０３：６０１上の保護層膜厚
７０１：１回目の基板加工工程における樹脂層
７０２：２回目の基板加工工程における樹脂層
７０３：１回目の基板加工工程において加工されたパターン
７０４：樹脂層領域の境界線
７０５：基板に加工されたパターン
８０１：パターン領域
８０２：樹脂層領域
８０３：１回目の基板加工工程におけるパターン領域
８０４：２回目の基板加工工程におけるパターン領域
８０５：樹脂層領域が重なった領域
９０１：１回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０２：２回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０３：３回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０４：４回目の基板加工工程におけるパターン領域
１２０１：基板に加工されたパターン
１３００：第１のパターン
１３１０：基板
１３２０：樹脂層
１３３０：モールド
１３４０：保護層
１３５０：反転パターン
１４００：第２のパターン
１０２：１回目の保護層形成工程
１０３：１回目の反転パターン形成工程
１０４：１回目の基板エッチング工程
１０５：２回目のインプリント工程
１０６：２回目の保護層形成工程
１０７：２回目の反転パターン形成工程
１０８：２回目の基板エッチング工程
１０９：Ｎ回目のインプリント工程
１１０：Ｎ回目の保護層形成工程
１１１：Ｎ回目の反転パターン形成工程
１１２：Ｎ回目の基板エッチング工程
２０１：樹脂層
２０２：基板
２０３：モールド
２０４：硬化した樹脂層
３０１：樹脂層パターン凸部と基板表面の距離
３０２：モールド外側における樹脂層表面と基板表面の距離
４０１：保護層
５０１：基板のエッチング深さ
５０２：保護層の膜厚
６０１：保護する領域（樹脂層が形成されていない領域）
６０２：樹脂層パターン凸部上の保護層膜厚
６０３：６０１上の保護層膜厚
７０１：１回目の基板加工工程における樹脂層
７０２：２回目の基板加工工程における樹脂層
７０３：１回目の基板加工工程において加工されたパターン
７０４：樹脂層領域の境界線
７０５：基板に加工されたパターン
８０１：パターン領域
８０２：樹脂層領域
８０３：１回目の基板加工工程におけるパターン領域
８０４：２回目の基板加工工程におけるパターン領域
８０５：樹脂層領域が重なった領域
９０１：１回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０２：２回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０３：３回目の基板加工工程におけるパターン領域
９０４：４回目の基板加工工程におけるパターン領域
１２０１：基板に加工されたパターン
１３００：第１のパターン
１３１０：基板
１３２０：樹脂層
１３３０：モールド
１３４０：保護層
１３５０：反転パターン
１４００：第２のパターン
Claims (10)
- インプリントによる基板の加工方法であって、
基板上に樹脂を塗布して樹脂層が形成されている樹脂層領域を形成し、該樹脂層領域にモールドの凹凸パターンを形成するインプリント工程と、
前記樹脂層領域における前記パターンが形成された領域及び前記パターンが形成されていない領域と、前記基板上の樹脂層の形成されていない領域を含み、これらの領域に保護層を形成する保護層形成工程と、
前記樹脂層における凹凸パターンの凹部に形成された前記保護層をマスクとして前記樹脂層をエッチングし、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する反転パターン形成工程と、
前記反転パターンをマスクとし、前記基板をエッチングする基板エッチング工程と、
を備え、
前記各工程からなる一連の基板加工工程を、複数回繰り返して前記基板を加工することを特徴とするインプリントによる基板の加工方法。 - 前記複数回繰り返して前記基板を加工する際の２回目以降の前記基板加工工程でのインプリント工程において、前記基板上に前記樹脂層領域を形成するに当たり、
それ以前の基板加工工程で形成されていた樹脂層領域と、少なくとも一部分が重なり合うように樹脂層領域を形成することを特徴とする請求項１に記載のインプリントによる基板の加工方法。 - 前記反転パターン形成工程において、Ｈ２＞（Ｒ２／Ｒ１）×Ｈ１の関係が成り立つように保護層が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインプリントによる基板の加工方法。
但し、
Ｈ１：前記基板エッチング工程において基板をエッチングする深さ
Ｈ２：前記反転パターン形成工程で最終的に形成される保護層の、前記樹脂層が形成されていない領域上の膜厚
Ｒ１：前記基板エッチング工程における基板のエッチングレート
Ｒ２：前記基板エッチング工程における保護層のエッチングレート - 前記基板加工工程を２回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
２回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域が、１回目の基板加工工程でのインプリント工程において形成される樹脂層領域と、前記基板の面内上における第１方向または該第１方向と直行する第２方向のいずれか１方向において、
少なくとも一部分が重なり合うように形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインプリントによる基板の加工方法。 - 前記基板加工工程を３回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅の２倍とすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対するパターン領域を、該第２方向に対してはパターン領域の第２方向に対する幅と同じ距離だけ移動し、且つパターン領域は互いに隣接しないように配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記２回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、前記第１方向に隣接する領域に配置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインプリントによる基板の加工方法。 - 前記基板加工工程を４回繰り返して行うインプリントによる基板の加工方法であって、
１回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記基板の面内上における第１方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第１方向に対する幅と等しくすると共に、
前記第１方向と直行する第２方向に対する各パターン領域の間隔を、パターン領域の第２方向に対する幅と等しくして配置し、
２回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
３回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置し、
４回目の基板加工工程においてパターンが形成される複数のパターン領域は、
前記１回目の基板加工工程において形成されたパターン領域に対して、
前記第１方向に隣接する領域、または前記第２方向に隣接する領域、
または該第１方向に対してパターン領域の該第１方向に対する幅の距離だけ移動し、該第２方向に対してパターン領域の該第２方向に対する幅の距離だけ移動した領域のうち、前記２回目の基板加工工程と前記３回目の基板加工工程においてパターン領域が配置されていない領域、
のいずれか１つの領域に配置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインプリントによる基板の加工方法。 - 前記パターン領域の外側に、該パターン領域のパターンを延長したパターンが形成されたつなぎ領域を形成し、
異なる回の基板加工工程において形成されたパターン領域に、該つなぎ領域を重ね合わせることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインプリントによる基板の加工方法。 - 前記樹脂層の材料と前記保護層の材料のエッチング選択比が５以上あることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインプリントによる基板の加工方法。
- 基板の加工方法であって、
第１のパターンを有する基板を用意する工程と、
前記第１のパターンに隣接する位置に第２のパターンを設けるために、少なくとも前記第１のパターンが設けられていない前記基板の上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層にモールドの凹凸パターンを形成する工程と、
前記凹凸パターンが形成された前記樹脂層の上と、前記第１のパターンの上に、保護層を形成する工程と、
前記保護層を前記凹凸パターンの凸部が露出するようにエッチングする工程と、前記保護層をマスクとして前記凹凸パターンをエッチングすることにより、前記基板上に前記保護層の一部と前記樹脂層の一部とからなる反転パターンを形成する工程と、
前記反転パターンをマスクとして前記基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする基板の加工方法。 - 請求項１から９のいずれか１項に記載の基板の加工方法を用いて半導体を製造することを特徴とする半導体の製造方法。
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|---|---|---|---|
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