JP2011230430A

JP2011230430A - テンプレート補修方法、パターン形成方法及びテンプレート補修装置

Info

Publication number: JP2011230430A
Application number: JP2010104564A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ito; 信一伊藤; Takuya Kono; 拓也河野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-17
Also published as: KR20110120206A; TW201200370A; CN102236251A; US20110266705A1

Abstract

【課題】表面に離型層が形成された母材の欠損部分を補修することができるテンプレート補修方法、パターン形成方法及びテンプレート補修装置を提供する。
【解決手段】実施の形態のテンプレート補修方法は、母材と前記母材のパターン面に形成された第１の離型層とを備えたテンプレートの補修方法であって、前記パターン面に前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記離型層に対して非親和性を有する材料を供給する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施の形態は、テンプレート補修方法、パターン形成方法及びテンプレート補修装置に関する。

ナノインプリント法は、テンプレート（原版、スタンパ又はモールドともいう。）に形成された凹凸パターンをインプリント材料に転写する技術である。テンプレートの表面やインプリント材料の表面に微小パーティクルが存在した状態でインプリントを行うと、微小パーティクルがテンプレートを傷つけ、テンプレートの表面に欠損が生じる。テンプレートの表面に欠損があると、インプリント材料にその欠損も転写されてしまうため、テンプレートには無欠損であることが求められている。

特開２００５−４４８４３号公報

本発明の目的は、表面に離型層が形成された母材の欠損部分を補修することができるテンプレート補修方法、パターン形成方法及びテンプレート補修装置を提供することにある。

実施の形態のテンプレート補修方法は、母材と前記母材のパターン面に形成された第１の離型層とを備えたテンプレートの補修方法であって、前記パターン面に前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記離型層に対して非親和性を有する材料を供給する。

図１（ａ）は、テンプレートの一例を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すテンプレートに欠損が生じた状態を示す断面図である。図２は、第１の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図４は、第１の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。図５は、第２の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。図６（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図７は、第２の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。図８は、第３の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。図９（ａ）〜（ｆ）は、第３の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図１０は、第３の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。図１１は、第４の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。図１２（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図１３は、第４の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。図１４は、第５の実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。図１５は、第６の実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。

（テンプレートの構成）
図１（ａ）は、テンプレートの一例を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すテンプレートに欠損が生じた状態を示す断面図である。

このテンプレート１は、図１（ａ）に示すように、対向する第１及び第２の主面２ａ、２ｂを有し、第１の主面２ａに凹部３ａ及び凸部３ｂを含む凹凸パターン３が形成された母材２と、凹凸パターン３の表面に形成された離型層（第１の離型層）４とを備える。

母材２の凹凸パターン３は、例えばラインパターンとスペースパターンがピッチ１００ｎｍ以下で規則的に繰り返されたライン・アンド・スペースパターン（Line and Space Pattern）を含む。母材２は、例えば光透過性を有する石英から形成されている。

離型層４の形成には、インプリント材料に対して離型性を高める材料、例えばヘキサメチルジシラザン等のシランカップリング剤や、フッ化炭化水素等のフッ素系材料等を用いることができる。本実施の形態では、フッ化炭化水素を用いる。離型層４は、例えば１ｎｍ程度の膜厚を有する。ここで、「離型性」とは、インプリント材料の硬化後、インプリント材料とテンプレートとを分離（離型）する際の特性をいう。離型性を向上させることにより、硬化したインプリント材料のパターンを損傷なく離型することができる。

（テンプレートの使用）
テンプレート１は、例えば以下のようなナノインプリント法において使用される。すなわち、基板上に形成された被加工膜上に光硬化性樹脂からなるインプリント材料を塗布し、インプリント材料にテンプレート１の第１の主面２ａを接触させた状態で第２の主面２ｂ側から紫外線をインプリント材料に照射し、インプリント材料を硬化させる。次に、テンプレート１を硬化したインプリント材料から離型することにより、凹凸パターン３がインプリント材料に転写される。凹凸パターン３が転写されたインプリント材料をマスクとしてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により被加工膜をエッチングする。なお、インプリント材料には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いてもよい。

テンプレート１を繰り返し使用すると、図１（ｂ）に示すように、凹凸パターン３に微細な欠損部分５が生じる場合がある。欠損部分５は、例えば離型層４が削れた欠損部分５ａと、母材２が抉れた凹状の欠損部分５ｂからなる。欠損部分５は、凹部３ａの底面や側面、又は凸部３ｂに形成される。このような欠損部分５は、次に説明するテンプレート補修装置によって補修することが可能である。

［第１の実施の形態］
図２は、第１の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。

このテンプレート補修装置１０は、図１（ｂ）に示すような欠損部分５を有するテンプレート１を補修するものである。また、テンプレート補修装置１０は、テンプレートカセット部１１と、液体ガラス処理部１２と、洗浄部１３と、ガラス焼成部１４と、離型層形成部１５と、テンプレート搬送部１８、コントローラ１９とを備える。

テンプレートカセット部１１は、テンプレート１がセットされるテンプレートカセットを備える。

液体ガラス処理部１２は、母材２の欠損部分５ｂを補修するためのガラス溶液を収容するガラス溶液槽を備え、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をガラス溶液槽内のガラス溶液に浸漬可能に構成されている。ガラス溶液は、ガラス成分を含有する溶液である。

洗浄部１３は、洗浄液を収容する洗浄液槽を備える。テンプレート１の凹凸パターン３の表面を洗浄液槽内の洗浄液に浸漬することで、テンプレート１の欠損部分５以外の離型層４に付着しているガラス溶液が洗浄されて除去される。なお、洗浄部１３は、液体ガラス処理部１２に備えられていてもよい。

ガラス焼成部１４は、テンプレート１の欠損部分５ｂに付着したガラス溶液を固化する加熱手段を備える。加熱手段は、例えばホットプレートや赤外ランプ等を用いることができる。

離型層形成部１５は、離型材を含む溶液を収容する離型材溶液槽を備え、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型材溶液槽内の溶液に浸漬可能に構成されている。なお、離型層形成部１５は、洗浄部１３を備えていてもよい。

テンプレート搬送部１８は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４及び離型層形成部１５間で搬送する。

コントローラ１９は、ＣＰＵ１９０と、図４に示すようなプログラム等を記憶する半導体メモリ等の記憶部１９１とを備える。ＣＰＵ１９０は、記憶部１９１に記憶されているプログラムに従って動作し、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５及びテンプレート搬送部１８を制御してテンプレート１の補修を行う。

（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０の動作を図１〜４を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図４は、第１の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。

まず、所定のタイミングでテンプレート１をテンプレートカセット部１１のテンプレートカセットにセットする。所定のタイミングは、適宜設定することが可能であるが、テンプレート１の凹凸パターン３の表面に欠損部分が発生していると予想されるタイミングとしても良い。例えばテンプレート１でパターンを形成した回数や処理ウェハの枚数等で管理することが考えられ、具体的には数ショット毎、数ウェハ毎または数ロット毎等の設定が可能である。テンプレート１の欠損部分５は、図３（ａ）に示すように、離型層４が剥がれ、母材２が抉られている。本補修工程では、欠損の有無の検査が不要であるが、欠損の有無を検査し、補修工程の要否を判断してもよい。

（１）ガラス溶液の付着工程
コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１から取り出して、テンプレート搬送部１８により液体ガラス処理部１２に搬送させる。

液体ガラス処理部１２は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をガラス溶液槽内のガラス溶液６に浸漬する。図３（ｂ）に示すように、ガラス溶液６が母材２の欠損部分５ａに入り込み、母材２の材料の石英とガラス溶液６中のガラス成分との反応や、石英とガラス成分の分子間力等により石英にガラス溶液６が付着する（Ｓ１）。

ガラス溶液６は、母材２の材料の石英に対して親和性を有し、かつ、離型層４の材料のフッ化炭化水素に対して非親和性を有する。ガラス溶液６には、離型層４の材料のフッ化炭化水素に対して非親和性を有するように、メチル基等の有機基を有していないシロキサン構造のみを有する酸化ケイ素を含む溶液、例えばフッ酸の酸化ケイ素過飽和溶液を用いる。石英にフッ酸の酸化ケイ素過飽和溶液を付着させると、シロキシサン構造が石英が露出している欠損部分に形成されて組織化する。ここで、「非親和性」とは、母材２の材料に対して相対的に親和性が低いことを意味している。親和性を判断する方法としては、例えば、母材２の材料と離型層４の材料のそれぞれに対するガラス溶液６の接触角等によって判断することができる。従って、本実施の形態では、母材２の材料に対するガラス溶液６の接触角が、離型層４の材料に対するガラス溶液６に対して小さくなる。

ガラス溶液６の付着方法は、上記浸漬の他に、ガラス溶液６の塗布や接触、毛細管現象を利用してガラス溶液６を吸着させる等の方法を用いることができる。

ガラス溶液６の付着工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８により洗浄部１３に搬送させる。

（２）洗浄工程
洗浄部１３は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を洗浄液槽内の洗浄液に浸漬する。欠損部分５以外の離型層４に付着しているガラス溶液６が洗浄液によって洗浄されて除去される（Ｓ２）。一方、欠損部分５ａに入り込んだガラス溶液６は母材２と組織化しており洗浄液によって除去されないため、テンプレート１の凹凸パターン３の表面に選択的にガラス溶液６を付着させることができる。洗浄液は、例えば、ガラス溶液のシンナー、具体的には希フッ酸を用いる。なお、洗浄は以下に記載するガラス溶液６の焼成工程後に行ってもよい。また、欠損部分５以外の離型層４にガラスが付着していない場合は、洗浄工程を省略してもよい。

洗浄工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８によりガラス焼成部１４に搬送させる。

（３）ガラス溶液の焼成工程
ガラス焼成部１４は、図３（ｃ）に示すように、テンプレート１の組織化したガラス溶液６を１５０〜２５０℃で焼成して固化させると、母材２に強固に固着したガラス体６ａが形成される（Ｓ３）。この焼成工程でガラス溶液６が収縮して固化した場合、固化したガラス溶液６（ガラス体６ａ）の表面がテンプレート１の凹凸パターン３の表面に達しない可能性が考えられる。この場合、ガラス溶液６を用いた組織化と焼成工程を繰り返し行ってガラス体６ａ表面の位置を調整してもよい。

焼成工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８により離型層形成部１５に搬送させる。

（３）離型材の付着工程
離型層形成部１５は、図３（ｄ）に示すように、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型材溶液槽内の溶液に浸漬する。テンプレート１のガラス体６ａは、大気に晒されると、空気中の水分子と反応して表面がＯＨ基で覆われる。従って、離型材として、末端にＯＨ基と反応する部位を有するものを用いると、離型材がＯＨ基と反応してガラス体６ａと結合し、ガラス体６ａの表面に離型層（第２の離型層）７が形成される（Ｓ４）。既に離型層４が形成されている領域は、疎水性を有しており、離型材と反応しないため、ガラス体６ａの表面に選択的に離型層７を形成することができる。

離型材には、例えばヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンなどのシラザン化合物やフッ素含有シラザン化合物、フロロカーボン等のシランカップリング剤等を用いることができる。ガラス体６ａの表面に形成する離型層（第２の離型層）７は、ガラス体６ａの表面以外の離型層（第１の離型層）４と異なる材料で形成しても構わない。その場合には、部分的にインプリント材料の離型性（離型力）に差があると、その部位でインプリントパターンのもげ、切断等が生じるため、インプリント材料に対する離型性（離型力）が離型層４と同等の離型性を有する離型材を用いることが望ましい。

離型材の付着方法は、上記浸漬の他に、離型材を含む溶液の塗布や接触、離型材をＮ_２でバブリングし、そのＮ_２ガス中に離型材を含ませたガスやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等を用いて気相中で固着面に選択的に反応させて形成する等の方法を用いることができる。

［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。本実施の形態は、第１の実施の形態の離型材の付着工程の代わりに、離型層７を除去し、テンプレート１の凹凸パターン３の表面全面に新たに離型層４を形成するようにしたものである。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の機能を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態のテンプレート補修装置１０は、図２に示すテンプレート補修装置１０に対して離型層除去部１６を付加したものであり、他は第１の実施の形態と同様に、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、テンプレート搬送部１８及びコントローラ１９を備える。

テンプレート搬送部１８は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５及び離型層除去部１６間で搬送する。

コントローラ１９は、ＣＰＵ１９０と、図７に示すようなプログラム等を記憶する半導体メモリ等の記憶部１９１とを備える。ＣＰＵ１９０は、作業者から補修開始指示があると、記憶部１９１に記憶されているプログラムに従って動作し、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、離型層除去部１６及びテンプレート搬送部１８を制御してテンプレート１の補修を行う。

離型層除去部１６は、離型層４を除去する除去機構を備え、テンプレート１の凹凸パターン３の表面に形成された離型層４を除去し、凹凸パターン３の表面の母材２を露出させることができる。離型層除去部１６は、例えば、ガスを供給しながら離型層４を除去することができる離型層除去機構や溶解液を供給して離型層４を除去することができる離型層除去機構を有している。離型層４として、例えばフッ素系材料を用いた場合には、溶解液として、例えばフッ酸水溶液、フッ化アンモニウム水溶液やこれらの混合液など、フッ素イオンを含む溶液を用いることができる。また、離型層４がシランを含む材料の場合にはフッ素を含むプラスマで除去することができ、カーボンを含む材料の場合にはＯ_３を供給しながら紫外光を照射することによって除去することができる。

（第２の実施の形態の動作）
次に、第２の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０の動作を図５〜７を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図７は、第３の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態の動作を第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。

第１の実施の形態と同様に、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をガラス溶液６に浸漬した後（Ｓ１）、欠損部分５以外の離型層４に付着しているガラス溶液を洗浄液によって洗浄し（Ｓ２）、ガラス溶液６を焼成してガラス体６ａを形成する（Ｓ３）。

離型層４が劣化している場合や離型層４にガラスが付着し、洗浄ではガラスを除去できない場合がある。このような場合に本実施の形態では、離型層４を次のように除去する（Ｓ５）。

焼成工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８により離型層除去部１６に搬送させる。

離型層除去部１６は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型層除去機構に設置して離型層４を除去する（Ｓ５）。

離型層の除去工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８により離型層形成部１５に搬送させる。

離型層形成部１５は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型材溶液槽内の溶液に浸漬し、凹凸パターン３の表面に新たに離型層（第２の離型層）７を形成する（Ｓ６）。本実施の形態では、一旦全ての離型層４を除去した後、テンプレート１の凹凸パターン３の表面全面に離型層７を形成している。これにより、複数回のインプリント工程を経て劣化した離型層４を除去して再度形成する工程と、テンプレート１の補修工程後の補修部分への離型層形成工程をまとめて行うことが可能となる。また、離型層４の表面にガラス溶液６が付着しても一旦全ての離型層４を除去することにより、離型層４上に付着したガラス溶液６も同時に除去されるため凹凸パターン３の表面の異物を抑制することができる。

［第３の実施の形態］
図８は、第３の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。第１、第２の実施の形態では、欠損部分５に異物が存在しない場合について説明したが、第３の実施の形態は、欠損部分５に異物が存在する場合に異物除去のための前処理を行うようにしたものである。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の機能を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態のテンプレート補修装置１０は、図２に示すテンプレート補修装置１０に対して異物除去部１７を付加したものであり、他は第１の実施の形態と同様に、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、テンプレート搬送部１８及びコントローラ１９を備える。

テンプレート搬送部１８は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５及び異物除去部１７間で搬送する。

コントローラ１９は、ＣＰＵ１９０と、図１０に示すようなプログラム等を記憶する半導体メモリ等の記憶部１９１とを備える。ＣＰＵ１９０は、記憶部１９１に記憶されているプログラムに従って動作し、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、異物除去部１７及びテンプレート搬送部１８を制御してテンプレート１の補修を行う。

異物除去部１７は、母材２の材料の石英をエッチングするエッチング液（浸食性物質）を収容するエッチング液槽と、エッチング液で処理したテンプレート１の表面を水で洗浄する水洗浄部とを備え、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をエッチング液槽内のエッチング液に浸漬可能に構成されている。テンプレート１の凹凸パターン３の表面をエッチング液に浸漬することで、母材２がエッチングされ、欠損部分５に入り込んだ異物を除去することができる。本実施の形態では、エッチング液として、例えばフッ化水素（フッ酸）またはフッ化アンモニウム溶液等を用いる。母材２をエッチングすることにより、欠損部分５に入り込んだ異物を取り除くことができる。

なお、異物のみを除去する処理を行ってもよい。例えば、異物としてインプリント材料のレジスト等が欠損部分５に残留する場合は酸化性の処理、例えばＵＶ（ultraviolet）光を照射しながらのオゾン処理、過酸化水素水と硫酸の混合溶液による処理等を用いることができる。また、異物が金属の場合には、金属を溶解し、かつ、母材２と離型層４にダメージを与えない酸又はアルカリで除去してもよい。

（第３の実施の形態の動作）
次に、第３の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０の動作を図８〜１０を参照して説明する。図９（ａ）〜（ｆ）は、第３の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図１０は、第３の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態の動作を第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。また、本実施の形態のテンプレート１の離型層４は、ヘキサメチルジシラザンをカップリングさせてトリメチルシラン層として形成した場合について説明する。

まず、所定のタイミングでテンプレート１をテンプレートカセット部１１のテンプレートカセットにセットする。

（１）異物の除去工程
コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１から取り出してテンプレート搬送部１８により異物除去部１７に搬送させる。

異物除去部１７は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をエッチング溶液槽内のエッチング液に浸漬する。異物８のインプリント材料はフッ酸には反応しない。また、離型層４が形成されている部分では、フッ酸の進入を抑制し、母材２の石英が浸食されるのを防ぐ。エッチング液は、図９（ｂ）に示すように、異物８と母材２の間に染込み、母材２の石英を浸食していく。図９（ｃ）に示すように、欠損部分５に埋まっているインプリント材料周辺の石英が溶解した段階で、異物８が石英の欠損部分５から放出される（Ｓ１０）。

続いて異物除去部１７は、テンプレート１を洗浄し、テンプレート１表面に残ったフッ酸を水洗浄部により除去する。

異物除去工程が終了すると、コントローラ１９は、テンプレート１をテンプレート搬送部１８により液体ガラス処理部１２に搬送させる。

（２）ガラス溶液の付着工程
液体ガラス処理部１２は、第１の実施の形態と同様に、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をガラス溶液槽内のガラス溶液６に浸漬する。図９（ｄ）に示すように、ガラス溶液６が母材２の欠損部分５ｂに入り込み、母材２の材料の石英とガラス成分との反応や石英とガラス成分の分子間力等により石英にガラス溶液６が付着し、ガラス体６ａの表面に離型層（第２の離型層）７が形成される（Ｓ１１）。既に離型層（第１の離型層）４が形成されている領域は疎水性を有しており、離型材と反応しないため、ガラス体６ａの表面に選択的に離型層７を形成することができる。

ガラス溶液６は、母材２の材料の石英に対して親和性を有し、かつ、離型層４の材料のトリメチルシランに対して非親和性を有する。ガラス溶液６は、離型層４の材料のトリメチルシランに対して非親和性を有するように、メチル基等の有機基を有していないシロキサン構造のみを有する酸化ケイ素を含む溶液、例えばフッ酸の酸化ケイ素過飽和溶液を用いる。石英にフッ酸の酸化ケイ素過飽和溶液を付着させると、シロキシサン構造が石英が露出している欠損部分に形成されて組織化する。

（３）洗浄工程
洗浄部１３は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を洗浄液槽内の洗浄液に浸漬する。欠損部５以外の離型層４に付着しているガラス溶液が洗浄液によって洗浄されて除去される（Ｓ１２）。

（４）ガラス溶液の焼成工程
ガラス焼成部１４は、図９（ｅ）に示すように、テンプレート１の組織化したガラス溶液６を１５０〜２５０℃で焼成して固化させると、母材２に強固に固着したガラス体６ａが形成される（Ｓ１３）。

（５）離型材の付着
離型層形成部１５は、図９（ｅ）に示すように、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型材を含む溶液に浸漬する。テンプレート１のガラス体６ａは、大気に晒されると、空気中の水分子と反応して表面がＯＨ基で覆われる。従って、離型材として、第１の実施の形態と同様に、末端にＯＨ基と反応する部位を有するものを用いると、離型材がＯＨ基と反応してガラス体６ａと結合する（Ｓ１４）。本実施の形態では、欠損部分５に異物が存在する場合であっても、異物を除去してからテンプレート１の補修を行うことができる。

［第４の実施の形態］
図１１は、第４の実施の形態に係るテンプレート補修装置の概略の構成例を示すブロック図である。本実施の形態は、第３の実施の形態の離型材の付着工程の代わりに、離型層（第１の離型層）４を除去し、新たに離型層（第２の離型層）７を形成するようにしたものである。なお、以下の説明では、第３の実施の形態と同様の機能を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態のテンプレート補修装置１０は、図８に示すテンプレート補修装置１０に対して離型層除去部１６を付加したものであり、他は第３の実施の形態と同様に、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、異物除去部１７、テンプレート搬送部１８及びコントローラ１９を備える。

テンプレート搬送部１８は、テンプレート１をテンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、離型層除去部１６及び異物除去部１７間で搬送する。

コントローラ１９は、ＣＰＵ１９０と、図１３に示すようなプログラム等を記憶する半導体メモリ等の記憶部１９１とを備える。ＣＰＵ１９０は、記憶部１９１に記憶されているプログラムに従って動作し、テンプレートカセット部１１、液体ガラス処理部１２、洗浄部１３、ガラス焼成部１４、離型層形成部１５、離型層除去部１６、異物除去部１７及びテンプレート搬送部１８を制御してテンプレート１の補修を行う。

（第４の実施の形態の動作）
次に、第４の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０の動作を図１１〜１３を参照して説明する。図１２（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の様子を示す要部断面図である。図１３は、第４の実施の形態に係るテンプレートの欠損部分の補修の工程例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態の動作を第３の実施の形態と相違する点を中心に説明する。

第３の実施の形態と同様に、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように異物８を除去し（Ｓ１０）、図１２（ｄ）に示すように、テンプレート１の凹凸パターン３の表面をガラス溶液６に浸漬した後（Ｓ１１）、欠損部分５以外の離型層４に付着しているガラス溶液を洗浄液によって洗浄し（Ｓ１２）、図１２（ｅ）に示すように、ガラス溶液６を焼成してガラス体６ａを形成する（Ｓ１３）。

離型層４が劣化している場合や離型層４にガラスが付着し、洗浄ではガラスを除去できない場合がある。このような場合に本実施の形態では、離型層４を次のように除去する（Ｓ１５）。

離型層除去部１６は、図１２（ｆ）に示すように、テンプレート１の凹凸パターン３の表面全面に形成されている離型層４を除去する（Ｓ１５）。

離型層形成部１５は、テンプレート１の凹凸パターン３の表面を離型材溶液槽内の離型材の溶液に浸漬し、凹凸パターン３の表面に新たに離型層７を形成する（Ｓ１６）。

［第５の実施の形態］
図１４は、第５の実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。

このインプリント装置１００は、上述した第１、第２、第３又は第４の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０を含んで構成されている。インプリント装置１００は、チャンバ１０１を有し、このチャンバ１０１内に、テンプレート１を保持する保持部材１０２、シリコン等からなる基板１１０を上昇させてテンプレート１に押し付ける加圧ステージ１０３、及びテンプレート１を介してＵＶ光を照射する光源１０４を配置している。

基板１１０上には、被加工膜１１１と、被加工膜１１１上に塗布されたインプリント材料１１２が形成されている。被加工膜１１１は、例えば半導体膜、絶縁体膜又は金属膜等からなる。

また、インプリント装置１００は、インプリントカウンタ１２０を介して加圧ステージ１０３を制御するとともに、光源１０４を駆動制御するメインコントローラ１２１と、液晶ディスプレイ等の表示部１２２とを備える。

インプリントカウンタ１２０は、メインコントローラ１２１から加圧ステージ１０３に対する動作指令信号に基づいて加圧ステージ１０３の動作回数をカウントし、カウント値をメインコントローラ１２１に出力する。

加圧ステージ１０３は、基板１１０を油圧、空気圧、モータ等により上下動させる機構を有し、メインコントローラ１２１からの動作指令信号に基づいて、基板１１０を上下動させる。

メインコントローラ１２１は、ＣＰＵ１２１ａと、半導体メモリ等から構成され、プログラムやインプリント回数の基準値等を記憶する記憶部１２１ｂとを備える。ＣＰＵ１２１ａは、記憶部１２１ｂに記憶されているプログラムに従い、加圧ステージ１１０及び光源１０４を制御してインプリントの制御を行う。また、ＣＰＵ１２１ａは、インプリントカウンタ１２０から受け付けたインプリント回数が記憶部１２１ｂに記憶されている基準値に達すると、その旨及びインプリント回数を表示部１２２に表示する。インプリント回数の基準値の設定単位としては、例えばショット回数、処理ウェハ枚数又は処理ロット数等である。

（インプリント装置の動作）
次に、インプリント装置１００の概略の動作を説明する。基板１１０がインプリント装置１００に搬送されると、メインコントローラ１２１は、以下のようにインプリントの制御を行う。

メインコントローラ１２１は、上昇の動作指令信号をインプリントカウンタ１２０を介して加圧ステージ１０３に与える。加圧ステージ１０３は、上昇の動作指令信号に基づいて基板１１０を上昇させてテンプレート１０にインプリント材料１１２を押し付ける。テンプレート１０の凹凸パターン３内にインプリント材料１１２が充填される。

次に、メインコントローラ１２１は、光源１０４を駆動し、光源１０４からＵＶ光をテンプレート１を介してインプリント材料１１２に照射させる。インプリント材料１１２はＵＶ光の照射を受けて硬化する。

次に、メインコントローラ１２１は、下降の動作指令信号を加圧ステージ１０３に与える。加圧ステージ１０３は、下降の動作指令信号に基づいて基板１１０を下降させる。基板１１０の下降によってテンプレート１がインプリント材料１１２から離れる。

同一のテンプレート１についてインプリント回数が記憶部に記憶されている基準値に達すると、その旨及び回数を表示部１２２に表示する。

インプリント回数が予め設定しておいた基準値に達すると、テンプレート１０２はテンプレート補修装置１０に搬送され、前記した第１から第４の実施の形態において説明したようにテンプレート１の補修を行う。補修を終えたテンプレート１はインプリント装置１００に搬送され、再びインプリントに用いられる。

なお、上記実施の形態では、インプリントカウンタのカウント値（インプリント回数）が基準値に達したとき、テンプレートを補修するようにしたが、処理時間累積カウンタのカウント値（処理時間）がある基準値にしたとき、テンプレートを補修するようにしてもよい。

［第６の実施の形態］
図１５は、第６の実施の形態に係るインプリント装置の概略の構成例を示す図である。本実施の形態は、第５の実施の形態のインプリントカウンタの代わりにロードセルを付加したものである。なお、以下の説明では、第５の実施の形態と同様の機能を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。

このインプリント装置１００は、上述した第１、第２、第３又は第４の実施の形態に係るテンプレート補修装置１０を含んで構成されている。インプリント装置１００は、第５の実施の形態と同様に、チャンバ１０１、保持部材１０２、加圧ステージ１０３、光源１０４、メインコントローラ１２１及び表示部１２２を備え、テンプレート１０と保持部材１０２との間にロードセル１０５を設けている。

ロードセル１０５は、加圧ステージ１０３によって基板１１０が上昇し、テンプレート１０の凹凸パターン３をインプリント材料１１２に転写する際の圧力を検出し、圧力に応じた検出信号をメインコントローラ１２１に出力するものである。

メインコントローラ１２１は、ＣＰＵ１２１ａと、半導体メモリ等から構成され、プログラムや圧力の許容範囲等を記憶する記憶部１２１ｂとを備える。ＣＰＵ１２１ａは、記憶部１２１ｂに記憶されているプログラムに従い、加圧ステージ１１０及び光源１０４を制御してインプリントの制御を行う。また、ＣＰＵ１２１ａは、ロードセル１０５からの検出信号が示す圧力が記憶部１２１ｂに記憶されている圧力の許容範囲から外れた異常圧力になると、その旨及び圧力値を表示部１２２に表示する。

インプリント時の圧力が異常圧力であると判断されると、テンプレート１０２はテンプレート補修装置１０に搬送され、前記した第１から第４の実施の形態において説明したようにテンプレート１の補修を行う。補修を終えたテンプレート１はインプリント装置１００に搬送され、再びインプリントに用いられる。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、母材に対して親和性を有し、かつ、離型層に対して非親和性を有する材料で母材の欠損部分を補修しているので、表面に離型層が形成された母材の欠損部分を選択的に補修することができる。また、上記補修工程は前記した第２及び第４の実施の形態に示したようにテンプレート１の凹凸パターン３の表面全面の離型層を形成しなおす工程と同じタイミングで行っても構わない。また、上記第１乃至第４の実施の形態テンプレートの補修方法では、テンプレートの検査工程で発見出来ない微小な欠損部分に対しても選択的に補修を行うことができる。従って、離型層を形成しなおす工程と同様所定のタイミングで定期的に実施するように設定しておいても構わない。

（変形例）
上記各実施の形態では、母材が石英のテンプレートについて説明したが、母材は石英に限られず、他の材料でもよい。例えば、母材が酸化物（例えば、ガラス、パイレックスガラス、アルミナ、サファイアや酸化クロム、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化イットリウム等の金属酸化物やこれらの窒化物等）であれば、上記各実施の形態のように、フッ酸の酸化ケイ素過飽和溶液等の液体ガラスを用いた補修が可能である。

また、テンプレートが熱インプリントに用いられ、母材がＮｉ（ニッケル）から形成された場合には、Ｎｉの欠損部分にＮｉ電鋳を行うことで欠損部分にＮｉが堆積する。適当量堆積させた後、欠損部分を埋めたＮｉに対して離型材を選択的に形成して補修してもよい。なお、離型層表面にもＮｉが堆積した場合には、Ｎｉ電鋳の後、離型層を剥離し、新たに離型層を形成してもよい。

母材の欠損部分を補修する材料は、母材と反応し、かつ、離型層と反応しない物質であって、その補修領域に求められる強度、光透過率等を満たす物質であれば、如何なるものも用いることができる。

離型層の欠損部分を補修する材料は、母材に形成されている離型層と同じである必要は無く、補修後の表面に対して反応性を有し、離型性能が母材に形成されている離型層とほぼ同じであればよい。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。

例えば、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記各実施の形態の構成要素を組み合わせることは可能である。また、工程の順序は上記実施の形態に限定されない。

１…テンプレート、２…母材、２ａ…第１の主面、２ｂ…第２の主面、３…凹凸パターン、３ａ…凹部、３ｂ…凸部、４…離型層（第１の離型層）、５，５ａ，５ｂ…欠損部分、６…ガラス溶液、６ａ…ガラス体、７…離型層（第２の離型層）、８…異物、１０…テンプレート補修装置、１１…テンプレートカセット部、１２…液体ガラス処理部、１３…洗浄部、１４…ガラス焼成部、１５…離型層形成部、１６…離型層除去部、１７…異物除去部、１８…テンプレート搬送部、１９…コントローラ、１００…インプリント装置、１０１…チャンバ、１０２…保持部材、１０３…加圧ステージ、１０４…光源、１１０…基板、１１１…被加工膜、１１２…インプリント材料、１２０…インプリントカウンタ、１２１…メインコントローラ、１２１ａ…ＣＰＵ、１２１ｂ…記憶部、１２２…表示部、１９０…ＣＰＵ、１９１…記憶部

Claims

母材と前記母材のパターン面に形成された第１の離型層とを備えたテンプレートの補修方法であって、前記パターン面に前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記離型層に対して非親和性を有する材料を供給するテンプレート補修方法。
前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記第１の離型層に対して非親和性を有する材料を供給した後、前記パターン面に供給した前記材料の表面に第２の離型層を形成する請求項１に記載のテンプレート補修方法。
前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記第１の離型層に対して非親和性を有する材料を供給した後、前記１の離型層を除去し、前記パターン面及び前記パターン面に供給した前記材料の表面に第２の離型層を形成する請求項２に記載のテンプレート補修方法。
前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記第１の離型層に対して非親和性を有する材料を供給する前に、前記パターン面に付着した異物を除去する請求項１〜３のいずれか１項に記載のテンプレート補修方法。
前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記第一の離型層に対して非親和性を有する材料を供給する前に、前記パターン面に前記母材に対して浸食性を有する浸食性物質を供給する請求項１〜３のいずれか１項に記載のテンプレート補修方法。
請求項１〜４のいずれか１項の記載のテンプレート補修方法により補修されたテンプレートを用いて基板上のインプリント材料に対しインプリントを行うパターン形成方法。
母材と前記母材のパターン面に形成された第１の離型層とを備えたテンプレートの補修装置であって、前記パターン面に前記母材に対して親和性を有し、かつ、前記離型層に対して非親和性を有する材料を供給する補修部を備えたテンプレート補修装置。
前記パターン面に供給した前記材料の表面に第２の離型層を形成する離型層形成部を備えた請求項７に記載のテンプレート補修装置。
前記第１の離型層を除去する離型層除去部を備えた請求項６または７に記載のテンプレート補修装置。