(57)【要約】【課題】インプリント処理により被転写材料に階段状凹凸構造部を高精度で転写することのできるインプリントモールド及びその製造方法を提供する。【解決手段】インプリントモールドは、基部と、基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、各段部は、基部の一方面に略平行な第１面と、基部の一方面に略直交し、第１面の第１端部から基部側に向かって延びる第２面とを有し、基部の一方面に対する垂直方向において、少なくとも複数の段部のそれぞれは、第１面の第１端部がそれに対向する第２端部の近傍よりも基部から遠位に位置するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、
前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、
前記基部の前記一方面に対する垂直方向において、少なくとも前記複数の段部のそれぞれは、前記第１面の第１端部が当該第１端部に対向する第２端部の近傍よりも前記基部から遠位に位置するように構成される
ことを特徴とするインプリントモールド。
【請求項２】
基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、
前記各段部は、前記基部に略平行な第１面と、前記基部に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に延びる第２面とを有し、
前記第１面の第１端部側には、前記第１端部を含む凸部が設けられている
ことを特徴とするインプリントモールド。
【請求項３】
側面視において、前記凸部の幅は、前記第１面の幅の１／２以下であることを特徴とする請求項２に記載のインプリントモールド。
【請求項４】
前記凸部を構成する材料は、前記基部を構成する材料と異なる材料であることを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリントモールド。
【請求項５】
前記第１面の第１端部に対向する第２端部の近傍に凹部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のインプリントモールド。
【請求項６】
基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、
前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に延びる第２面とを有し、
前記第１面の第１端部に対向する第２端部の近傍には凹部が設けられている
ことを特徴とするインプリントモールド。
【請求項７】
側面視において、前記凹部の幅は、前記第１面の幅の１／２以下であることを特徴とする請求項６に記載のインプリントモールド。
【請求項８】
前記第１面の第１端部側には、前記第１端部を含む凸部が設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載のインプリントモールド。
【請求項９】
前記第１面は、前記第１端部から当該第１端部に対向する第２端部に向かって下り階段状に構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインプリントモールド。
【請求項１０】
前記第１面は、前記第１端部から当該第１端部に対向する第２端部に向かって３段以上の下り階段状に構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインプリントモールド。
【請求項１１】
前記第１面は、前記第１端部側から当該第１端部に対向する第２端部側に向かって傾斜する傾斜部を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインプリントモールド。
【請求項１２】
前記傾斜部は、前記第１端部側から当該第１端部に対向する第２端部側に向かって湾曲して傾斜することを特徴とする請求項１１に記載のインプリントモールド。
【請求項１３】
前記インプリントモールドは、インプリントリソグラフィーに用いられるインプリントモールドであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のインプリントモールド。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のインプリントモールドを製造する方法であって、
基部の一方面側に複数の段部を有する階段状凹凸構造部を形成する工程と、
前記階段状凹凸構造部上の一部を露出させるようにして当該階段状凹凸構造部上にハードマスク層を形成する工程と、
前記ハードマスク層が形成された前記基部にエッチング処理を施す工程と
を含み、
前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、
前記ハードマスク層を形成する工程において、前記各段部の前記第１面のうち、前記第１端部近傍に前記ハードマスク層を形成し、前記第１端部に対向する第２端部近傍に前記ハードマスク層を形成しないことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントモールド及び当該インプリントモールドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス、光学部材等の製造工程において、基板の表面に微細凹凸パターンを形成した型部材（インプリントモールド）を用い、微細凹凸パターンを基板等の被加工物に等倍転写するパターン形成技術であるナノインプリント技術が利用されている。
【０００３】
ナノインプリント技術に用いられるインプリントモールドに形成されている微細凹凸パターンの多くは、断面矩形状のラインアンドスペースパターン、ピラーパターン、ホールパターン等の１段の凹凸構造により構成される。
【０００４】
その一方で、半導体デバイス等の製造のみならず、光学素子、配線回路、記録デバイス、ディスプレイパネル、細胞培養用チップ、マイクロ流路等の製造過程において、複数段構造を形成することがある。このような複数段構造を、ナノインプリント技術を利用して形成するために、従来、複数の段部を有する階段状凹凸構造部を備えるインプリントモールドが用いられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７１１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記階段状凹凸構造部を備えるインプリントモールドを用いて、被転写材料としての紫外線硬化性樹脂等に当該階段状凹凸構造部を転写すると、紫外線硬化性樹脂の硬化収縮により、紫外線硬化性樹脂に形成される階段状凹凸構造の形状が変化してしまう、具体的には各段部の角部の形状が丸みを帯びてしまうという問題が生じる。特に、インプリントモールドの階段状凹凸構造部の段数が多くなると、上記問題が顕著に生じ得る。
【０００７】
上記インプリントモールドを用いて、所定の基板上の紫外線硬化性樹脂等に階段状凹凸構造部を転写し、当該紫外線硬化性樹脂をマスクとして基板をエッチングすることで、基板に階段状凹凸構造部を転写する場合、丸みを帯びてしまった各段部の角部の形状が、長時間エッチング環境下に曝されることでさらに丸みを帯びてしまい、基板に転写される階段状凹凸構造部を設計通りに形成することができないという問題が生じる。
【０００８】
上記のように紫外線硬化性樹脂に形成される階段状凹凸構造の形状変化が生じてしまうと、上記インプリントモールドを用いたインプリント処理を経て製造される製品において不具合が生じるという問題を発生させてしまう。
【０００９】
上記課題に鑑みて、本発明は、インプリント処理により被転写材料に階段状凹凸構造部を高精度で転写することのできるインプリントモールド及びその製造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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、前記基部の前記一方面に対する垂直方向において、少なくとも前記複数の段部のそれぞれは、前記第１面の第１端部が当該第１端部に対向する第２端部の近傍よりも前記基部から遠位に位置するように構成されることを特徴とするインプリントモールドを提供する（発明１）。
【００１１】
また、本発明は、基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、前記第１面の第１端部側には、前記第１端部を含む凸部が設けられていることを特徴とするインプリントモールドを提供する（発明２）。
【００１２】
上記発明（発明２）において、側面視における前記凸部の幅は、前記第１面の幅の１／２以下であるのが好ましく（発明３）、前記凸部を構成する材料は、前記基部を構成する材料と異なる材料であるのが好ましく（発明４）、前記第１面の第１端部に対向する第２端部の近傍に凹部が設けられているのが好ましい（発明５）。
【００１３】
さらに、本発明は、基部と、前記基部の一方面側に形成されてなり、複数の段部を有する階段状凹凸構造部とを備え、前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、前記第１面の第１端部に対向する第２端部の近傍には凹部が設けられていることを特徴とするインプリントモールドを提供する（発明６）。
【００１４】
上記発明（発明６）において、側面視における前記凹部の幅は、前記第１面の幅の１／２以下であるのが好ましく（発明７）、前記第１面の第１端部側には、前記第１端部を含む凸部が設けられているのが好ましい（発明８）。
【００１５】
上記発明（発明１〜８）において、前記第１面は、前記第１端部から当該第１端部に対向する第２端部に向かって下り階段状に構成されていてもよく（発明９）、前記第１端部から当該第１端部に対向する第２端部に向かって３段以上の下り階段状に構成されていてもよい（発明１０）。
【００１６】
上記発明（発明１〜８）において、前記第１面は、前記第１端部側から当該第１端部に対向する第２端部側に向かって傾斜する傾斜部を含んでいてもよく（発明１１）、前記傾斜部は、前記第１端部側から当該第１端部に対向する第２端部側に向かって湾曲して傾斜するのが好ましい（発明１２）。
【００１７】
上記発明（発明１〜１２）において、前記インプリントモールドは、インプリントリソグラフィーに用いられるインプリントモールドであるのが好ましい（発明１３）。
【００１８】
さらにまた、本発明は、上記発明（発明１〜１３）に係るインプリントモールドを製造する方法であって、基部の一方面側に複数の段部を有する階段状凹凸構造部を形成する工程と、前記階段状凹凸構造部上の一部を露出させるようにして当該階段状凹凸構造部上にハードマスク層を形成する工程と、前記ハードマスク層が形成された前記基部にエッチング処理を施す工程とを含み、前記各段部は、前記基部の一方面に略平行な第１面と、前記基部の一方面に略直交し、前記第１面の第１端部から前記基部側に向かって延びる第２面とを有し、前記ハードマスク層を形成する工程において、前記各段部の前記第１面のうち、前記第１端部近傍に前記ハードマスク層を形成し、前記第１端部に対向する第２端部近傍に前記ハードマスク層を形成しないことを特徴とするインプリントモールドの製造方法を提供する（発明１４）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、インプリント処理により被転写材料に階段状凹凸構造部を高精度で転写することのできるインプリントモールド及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの階段状凹凸構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの段部の一例の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの段部の他の例の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの段部の第１面の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの階段状凹凸構造部の変形例を示す部分拡大切断端面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その１）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その２）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その３）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その４）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その５）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その６）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その７）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程の他の例（その１）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程の他の例（その２）を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドの製造工程の他の例（その２）を切断端面にて示す、図１５に続く工程フロー図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドを用いたインプリント方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドを用いたインプリント方法における作用を説明するための切断端面図（その１）である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドを用いたインプリント方法における作用を説明するための切断端面図（その２）である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドを用いたインプリント方法により製造される階段状凹凸パターンの概略構成を示す切断端面図である。
【図２１】図２１は、図２０に示す階段状凹凸パターンを用いたエッチング処理により被転写基材に転写される階段状凹凸構造体の概略構成を示す切断端面図である。
【図２２】図２２は、本発明の他の実施形態に係るインプリントモールドの階段状凹凸構造部の概略構成を示す切断端面図（その１）である。
【図２３】図２３は、本発明の他の実施形態に係るインプリントモールドの階段状凹凸構造部の概略構成を示す切断端面図（その２）である。
【図２４】図２４は、図２２に示すインプリントモールドの製造工程を切断端面にて示す工程フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図であり、図２は、本実施形態に係るインプリントモールドの階段状凹凸構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。
【００２２】
［インプリントモールド］
図１に示すように、本実施形態に係るインプリントモールド１は、一方面２Ａ及び当該一方面２Ａに対向する他方面２Ｂを有する基部２と、基部２の一方面２Ａ側に形成されている階段状凹凸構造部３とを備える。
【００２３】
基部２としては、インプリントモールド用基材として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。なお、本実施形態において「透明」とは、基部２を介して照射された光により光硬化性樹脂を硬化させ得る程度であればよく、例えば、波長３００〜４５０ｎｍの光線の透過率が７０％以上であるのが好ましく、より好ましくは９０％以上である。
【００２４】
基部２の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状、略円形状等が挙げられる。基部２が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、基部２の平面視形状は略矩形状である。
【００２５】
基部２の大きさも特に限定されるものではないが、基部２が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、基部２の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、基部２の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。
【００２６】
本実施形態において、階段状凹凸構造部３は、複数の段部３０を有する。なお、本実施形態においては、階段状凹凸構造部３が基部２の一方面２Ａ側から順に第１〜第４段部３１〜３４の４個の段部３０を有する態様を例に挙げて説明するが、この態様に限定されるものではない。階段状凹凸構造部３は、少なくとも２段の段部３０を有していればよいが、階段状凹凸構造部３の段部３０の数が多いほど、本実施形態における効果が顕著に現われ得る。第１〜第４段部３１〜３４の平面視における形状は、特に限定されるものではないが、例えば略円形状、略方形状等が挙げられる。
【００２７】
図２及び図３に示すように、第１〜第４段部３１〜３４は、それぞれ、基部２の一方面２Ａに略平行な第１面３０１と、基部２の一方面２Ａに略直交し、第１面３０１の第１端部Ｅ１から基部２側に向かって延びる第２面３０２とを有する。基部２の一方面２Ａに対する垂直方向において、第１面３０１の第１端部Ｅ１は、第１端部Ｅ１に対向する第２端部Ｅ２の近傍よりも、基部２から遠位に位置する。すなわち、インプリントモールド１の側面視において、第２端部Ｅ２は、第１端部Ｅ１よりも基部２側に位置している。
【００２８】
第１〜第４段部３１〜３４の第１面３０１の幅Ｗ301（図３参照）は、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いて製造される製品において要求される寸法に従う限りにおいて特に制限されるものではなく、例えば、１００ｎｍ〜５μｍ程度、より好ましくは、３００ｎｍ〜１μ程度に設定され得る。
【００２９】
本実施形態において、第１〜第３段部３１〜３３の第１面３０１は、第１端部Ｅ１側に位置する凸部３５と、第２端部Ｅ２側に位置し、基部２の一方面２Ａと略平行な底面を含む凹部３６と、当該第１面３０１における凸部３５及び凹部３６の間に位置する、少なくとも１つの段差部３７とを有するのが好ましい。凸部３５は、第１端部Ｅ１を含むが、凹部３６は、隣接する段部３０の第２面３０２の一部を側面とするものであってもよいし（図３参照）、当該第２面３０２よりも第１端部Ｅ１側に位置していてもよい（図４参照）。
【００３０】
なお、凹部３６の底面は、丸みを帯びた形状を有していてもよいし、スパイク形状やくさび型形状を有していてもよい。凹部３６の底面の形状は、凹部３６を形成する際のエッチング条件によって変わり得る。凹部３６の底面が、基部２の一方面２Ａと略平行であると、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリント処理によりインプリント樹脂等に形成される転写形状を容易に制御可能である点で好適である。
【００３１】
第４段部３４の第１面３０１は、第１端部Ｅ１側に位置する凸部３５を有するが、凹部３６を有していなくてもよい。当然に、第４段部３４の第１面３０１には、第２端部Ｅ２側に位置する凹部３６又は切欠部が設けられていてもよい。段差部３７は、１段以上の下り階段状であってもよい。このように、本実施形態における第１〜第４段部３１〜３４の第１面３０１は、それぞれ、第１端部Ｅ１側から第２端部Ｅ２側に向かって下り階段状に構成される。
【００３２】
本実施形態において、第１面３０１の第１端部Ｅ１側に位置する凸部３５とは、図５に示すように、基準面ＢＳに対し基部２から離れる方向に突出した部分であって、第１面３０１の幅Ｗ301の１／２以下の幅Ｗ35を有するものを意味し、好ましくは第１面３０１の幅Ｗ301の１／５〜１／２の幅Ｗ35を有するもの、より好ましくは第１面３０１の幅Ｗ301の１／５〜１／３の幅Ｗ35を有するものを意味する。また、第１面３０１の第２端部Ｅ２側に位置する凹部３６も同様に、基準面ＢＳに対し基部２に向かう方向に凹む部分であって、第１面３０１の幅Ｗ301の１／２以下の幅Ｗ36を有するものを意味し、好ましくは第１面３０１の幅Ｗ301の１／５〜１／２の幅Ｗ36を有するもの、より好ましくは第１面３０１の幅Ｗ301の１／５〜１／３の幅Ｗ36を有するものを意味する。なお、基準面ＢＳは、第１面３０１の最上部（基部２の一方面２Ａから最も離れた部分）と第１面３０１の最下部（基部２の一方面２Ａに最も近い部分）との中間点（基部２の一方面２Ａに対する垂直方向における中間点）を通る、基部２の一方面２Ａに平行な平面として定義される。
【００３３】
第１〜第４段部３１〜３４における第１面３０１の第１端部Ｅ１側に位置する凸部３５の高さＴ35（図２参照）は、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリント処理にて使用されるインプリント樹脂の硬化収縮率等に応じて適宜設定され得るが、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定され得る。なお、凸部３５の高さＴ35とは、基準面ＢＳと凸部３５の頂部との間の長さ（基部２の一方面２Ａに対する垂直方向における長さ）を意味する。
【００３４】
第１〜第４段部３１〜３４における第１面３０１の第２端部Ｅ２側に位置する凹部３６の深さＤ36（図３参照）、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリント処理にて使用されるインプリント樹脂の硬化収縮率等に応じて適宜設定され得るが、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定され得る。なお、凹部３６の深さＤ36とは、基準面ＢＳと凹部３６の底面との間の長さ（基部２の一方面２Ａに対する垂直方向における長さ）を意味する。
【００３５】
本実施形態における階段状凹凸構造部３において、第１〜第４段部３１〜３４の第１面３０１の第１端部Ｅ２側に位置する凸部３５は、いずれも同一の高さＴ35を有していてもよいが、基部２の一方面２Ａに最も近い凸部３５（第１段部３１の第１面３０１の凸部３５）の高さＴ35が最も高く、基部２の一方面２Ａから遠ざかるに従って、凸部３５の高さＴ35が漸減するのが好ましい。また、第１〜第３段部３１〜３３の第１面３０１の第２端部Ｅ２側に位置する凹部３６は、いずれも同一の深さＤ36を有していてもよいが、基部２の一方面２Ａの最も近い凹部３６の深さＤ36が最も深く、基部２の一方面２Ａから遠ざかるに従って、凹部３６の深さＤ36が漸減するのが好ましい。
【００３６】
一般に、インプリントモールドを用いたインプリント処理により光硬化性樹脂に凹凸パターンを賦型した後、当該光硬化性樹脂をマスクとしたエッチング処理により下地層（光硬化性樹脂の下地層）を加工する際、エッチング処理に、より長時間晒されることになる光硬化性樹脂の凹凸パターンの頂部に近い方の角部の形状が丸みを帯びやすい。したがって、本実施形態に係るインプリントモールド１においては基部２の一方面２Ａに近い側に位置する凸部３５の高さＴ35や凹部３６の深さＤ36を相対的に大きくすることで、階段状凹凸構造部３を高精度で転写することができる。
【００３７】
なお、図６に示すように、本実施形態における凸部３５は、基部２を構成する材料と異なる材料により構成されていてもよい。例えば、基部２が石英ガラスにより構成され、凸部３５が金属クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物により構成されていてもよい。
【００３８】
上記構成を有するインプリントモールド１によれば、階段状凹凸構造部３の各段部３０（第１〜第４段部３１〜３４）の第１面３０１の第１端部Ｅ１側に凸部３５を有し、第２端部Ｅ２側に凹部３６を有することで、後述するように、インプリント処理を通じて、インプリント樹脂に階段状凹凸パターンを高い精度で形成することができる。
【００３９】
［インプリントモールドの製造方法］
次に、上記構成を有するインプリントモールド１の製造方法の一例を説明する。図７〜１３は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。
【００４０】
まず、一方面２１及びそれに対向する他方面２２を有する透明基材２０を準備し、当該透明基材２０の一方面２１上にハードマスク層４０を形成し、その上にレジスト膜６０を形成する（図７（Ａ）参照）。
【００４１】
ハードマスク層４０は、例えば、クロム、窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系材料；タンタル、窒化タンタル、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル系材料等を単独で、又は任意に選択した２種以上を用い、スパッタリング、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の公知の成膜法により形成され得る。なお、ハードマスク層４０の厚さは、透明基材２０を構成する材料とのエッチング選択比や、インプリントモールド１における階段状凹凸構造部３の高さ等に応じ適宜設定され得る。
【００４２】
レジスト膜６０を構成する樹脂材料（レジスト材料）としては、特に限定されるものではなく、電子線リソグラフィー処理、フォトリソグラフィー処理等において一般的に用いられるネガ型又はポジ型の電子線反応性レジスト材料、紫外線反応性レジスト材料等が挙げられる。
【００４３】
レジスト膜６０の厚みは、特に制限されるものではない。後述する工程（図７（Ｂ）参照）において、レジスト膜６０をパターニングして形成されたレジストパターンが、ハードマスク層４０をエッチングする際のマスクとして用いられる。したがって、レジスト膜６０の厚みは、ハードマスク層４０を構成する材料や厚さ等を考慮し、ハードマスク層４０のエッチング処理後にレジストパターンが残存する程度に適宜設定される。
【００４４】
ハードマスク層４０上にレジスト膜６０を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、ハードマスク層４０上にレジスト材料を、スピンコーター、スプレーコーター等の塗工機を用いて塗布し又はハードマスク層４０上に上記樹脂成分を含有するドライフィルムレジストを積層し、所望により所定の温度で加熱（プリベーク）する方法等が挙げられる。
【００４５】
次に、図７（Ｂ）に示すように、ハードマスク層４０上の所望の位置に所定の第１開口部５１を有する第１レジストパターン６１を形成する。第１レジストパターン６１は、例えば、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィー、所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー等により形成され得る。
【００４６】
第１レジストパターン６１における第１開口部５１の形状は、本実施形態に係るインプリントモールド１の設計に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではなく、例えば、平面視略円環状、平面視略方形状、平面視略方形枠状等である。
【００４７】
第１開口部５１の寸法は、上記形状と同様に、本実施形態において製造されるインプリントモールド１の設計寸法に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、３００ｎｍ〜１００μｍ程度である。なお、第１開口部５１の寸法とは、第１開口部５１の短手方向における幅を意味する。
【００４８】
上記のようにして形成された第１レジストパターン６１をマスクとして用いてハードマスク層４０をエッチングして第１ハードマスクパターン４１を形成し（図７（Ｂ）参照）、当該第１ハードマスクパターン４１をマスクとして用いて透明基材２０の一方面２１側をエッチングする（図７（Ｃ）参照）。
【００４９】
次に、残存する第１ハードマスクパターン４１上の所望の位置に所定の第２開口部５２を有する第２レジストパターン６２を形成した上で、第１ハードマスクパターン４１をエッチングして第２ハードマスクパターン４２を形成する。そして、当該第２ハードマスクパターン４２をマスクとして用いて透明基材２０の一方面２１側をエッチングする（図７（Ｄ）参照）。
【００５０】
続いて、第２ハードマスクパターン４２上の所望の位置に所定の第３開口部５３を有する第３レジストパターン６３を形成した上で、第２ハードマスクパターン４２をエッチングして第３ハードマスクパターン４３を形成する（図８（Ｂ）参照）。そして、当該第３ハードマスクパターン４３をマスクとして用いて透明基材２０の一方面２１側をエッチングする（図８（Ｃ）参照）。
【００５１】
そして、第３ハードマスクパターン４３上の所望の位置に所定の第４開口部５４を有する第４レジストパターン６４を形成した上で、第３ハードマスクパターン４３をエッチングして第４ハードマスクパターン４４を形成する（図９（Ａ）参照）。そして、当該第４ハードマスクパターン４４をマスクとして用いて透明基材２０の一方面２１側をエッチングする（図９（Ｂ）参照）。最後に、第４ハードマスクパターン４４を除去することで、凸部３５及び凹部３６を有しない、階段状凹凸構造３’が透明基材２０の一方面２１側に形成される（図９（Ｃ）参照）
【００５２】
このようにして、透明基材２０の一方面２１側に階段状凹凸構造３’が形成された後、当該階段状凹凸構造３’の第１面３０１’上に凸部３５及び凹部３６を形成する。まずは、透明基材２０の一方面２１側にハードマスク層７０をスパッタリング等により形成する（図１０（Ａ）参照）。
【００５３】
次に、当該ハードマスク層７０を被覆するように、電子線反応性レジスト等をスピンコート法等により塗布してレジスト層８０を形成し（図１０（Ｂ）参照）、電子線等を照射して露光し、その後現像処理を行うことで、レジストパターン８１を形成する（図１１（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００５４】
レジストパターン８１をマスクとしてハードマスク層７０をエッチングし、ハードマスクパターン７１を形成する（図１２（Ａ）参照）。そして、当該ハードマスクパターン７１をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をエッチングすることで、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凸部３５を形成する（図１２（Ｂ）参照）。同様にして、凹部３６に対応する開口を有するハードマスクパターン７２を形成し（図１３（Ａ）参照）、当該ハードマスクパターン７２をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をエッチングすることで、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凹部３６を形成する（図１３（Ｂ）参照）。このようにして、本実施形態に係るインプリントモールド１（図１参照）を製造することができる。なお、ハードマスクパターン７１を形成した後（図１２（Ａ）参照）、当該ハードマスクパターン７１を残しつつレジストパターン８１を除去することで、図６に示すインプリントモールド１を製造することも可能である。
【００５５】
続いて、本実施形態に係るインプリントモールド１の製造方法の他の例を説明する。図１４は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、図１４に示す製造方法は、階段状凹凸構造部３の第１面３０１に凸部３５及び凹部３６を形成する工程が図７〜１３に示す製造方法と異なる。そのため、以下においては、階段状凹凸構造部３の第１面３０１に凸部３５及び凹部３６を形成する工程を説明する。
【００５６】
まず、図１４（Ａ）に示すように、透明基材２０の一方面２１に対し所定の角度で傾斜する方向にスパッタリングする。このとき、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’における第１端部Ｅ１を結ぶ線分の方向（図１４（Ａ）において矢印で示す方向）に、ターゲット原子（ハードマスク９０を構成する原子）を透明基材２０の一方面２１に入射させる。これにより、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’の第１端部Ｅ１側にのみハードマスク９０が形成される。ハードマスク９０の幅（凸部３５の幅Ｗ35）は、ターゲット原子の入射角度を調整することにより制御可能である。
【００５７】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、当該ハードマスク９０をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をエッチングし、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凸部３５が形成される。その後、凹部３６を形成することで、本実施形態に係るインプリントモールド１（図１参照）を製造することができる。なお、ハードマスク９０を形成した後のエッチングを行わなければ、図６に示すインプリントモールド１を製造することも可能である。
【００５８】
さらに、本実施形態に係るインプリントモールド１の製造方法の他の例を説明する。図１５及び図１６は、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、図１５及び図１６に示す製造方法においても、階段状凹凸構造部３の第１面３０１に凸部３５及び凹部３６を形成する工程が図７〜１３に示す製造方法と異なる。そのため、以下においては、階段状凹凸構造部３の第１面３０１に凸部３５及び凹部３６を形成する工程を説明する。
【００５９】
まず、図１５（Ａ）に示すように、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’の第１端部Ｅ１側にハードマスクパターン７１を形成する。ハードマスクパターン７１を形成する方法は、図１０（Ａ）〜図１２（Ａ）に示す方法と同様の方法を採用することができるため、ここでは詳細な説明を省略するものとする。
【００６０】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、ハードマスクパターン７１の少なくとも一部及び第１面３０１’の一部を被覆するが、凹部３６に相当する部分に開口を有するレジストパターン８２を形成する。レジストパターン８２を形成する方法は、図１０（Ｂ）〜図１１（Ｂ）に示す方法と同様の方法を採用することができる。
【００６１】
そして、図１５（Ｃ）に示すように、レジストパターン８２及びハードマスクパターン７１をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をエッチングすることで、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凹部３６を形成する。続いて、レジストパターン８２をエッチング又はアッシングにより除去した後（図１６（Ａ）参照）、ハードマスクパターン７１をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をエッチングする。これにより、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凸部３５を形成することができる（図１６（Ｂ）参照）。図１５〜１６に示す製造方法によれば、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に凸部３５及び凹部３６を形成するに際して行われるリソグラフィー工程の回数を、図１０〜１３に示す製造方法よりも減らすことができる。
【００６２】
［インプリント方法］
上述した構成を有するインプリントモールド１を用いたインプリント方法について説明する。図１７は、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリント方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、本実施形態におけるインプリント方法を通じて製造される凹凸構造体１００としては、例えば、光学素子、配線回路、記録デバイス、ディスプレイパネル、医療検査用チップ、マイクロ流路等が挙げられ、それらに求められる階段状凹凸構造体１０３に対応する階段状凹凸構造部３がインプリントモールド１に備えられている。
【００６３】
まず、シリコンウェハ、石英ガラスウエハ、無アルカリガラス等のガラス基板等の被転写基板１１０と、本実施形態に係るインプリントモールド１とを準備する。そして、被転写基板１１０上にインプリント樹脂１２０を塗布し、インプリントモールド１をインプリント樹脂１２０に押し当てる（図１７（Ａ）参照）。インプリント樹脂１２０としては、例えば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられるが、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性樹脂を用いるのが好ましい。
【００６４】
被転写基板１１０上のインプリント樹脂１２０にインプリントモールド１を押し当てた状態で、インプリント樹脂１２０を硬化させる（図１７（Ｂ）参照）。インプリント樹脂１２０を硬化させる方法としては、インプリント樹脂１２０を構成する樹脂材料の硬化特性に応じて適宜選択すればよく、例えば、インプリント樹脂１２０が紫外線硬化性樹脂により構成される場合、インプリント樹脂１２０にインプリントモールド１を押し当てた状態で紫外線を照射することで、当該インプリント樹脂１２０を硬化させることができる。
【００６５】
硬化したインプリント樹脂１２０からインプリントモールド１を剥離する。これにより、インプリントモールド１の階段状凹凸構造部３に対応する階段状凹凸パターン１２３が形成される（図１７（Ｃ）参照）。本実施形態に係るインプリントモールド１は、階段状凹凸構造部３の第１面３０１上に凸部３５及び凹部３６を有する。そのため、インプリント樹脂１２０にインプリントモールド１を押し当てた状態においては、図１８に示すように、インプリントモールド１の階段状凹凸構造部３の形状に沿ってインプリント樹脂１２０が賦形される。この状態でインプリント樹脂１２０を硬化させると、インプリント樹脂１２０が硬化収縮により変形する。このとき、階段状凹凸パターン１２３のうち、インプリントモールド１の凹部３６に対応して突出する部分は、硬化収縮の影響を受けやすいため、角が丸みを帯びながら他の部分に比して大きく収縮する。一方、階段状凹凸パターン１２３のうち、インプリントモールド１の凸部３５に対応して凹む部分は、角が丸みを帯びながら当該凹む部分を埋めるようにして変形する。これにより、図１９に示すように、インプリントモールド１の階段状凹凸構造部３がインプリント樹脂１２０に高精度で転写されることになる。
【００６６】
本実施形態に係るインプリントモールド１を用いて、被転写基板１１０に階段状凹凸構造部３を転写する場合、すなわち、本実施形態に係るインプリントモールド１がインプリントリソグラフィーに用いられるものである場合、階段状凹凸パターン１２３をマスクとして用いて被転写基板１１０をエッチングする。これにより、階段状凹凸構造体１０３を備える凹凸構造体１００が製造される。なお、本実施形態に係るインプリントモールド１がインプリントリソグラフィーに用いられるものである場合、被転写基板１１０をエッチングするためのマスクとして用いられるインプリント樹脂１２０が、被転写基板１１０のエッチング中に膜減りすることも考慮し、インプリントモールド１の凸部３５の高さＴ35及び凹部３６の深さＤ36を適宜設定すればよい。
【００６７】
より具体的には、インプリントモールド１を用いたインプリント処理によりインプリント樹脂１２０に形成される階段状凹凸パターン１２３のうち、インプリントモールド１の凹部３６に対応して突出する部分と凸部３５に対応して凹む部分とが、インプリントモールド１を剥離した後であっても、突起部及び溝部として存在し得るように（図２０参照）、インプリントモールド１の凸部３５の高さＴ35及び凹部３６の深さＤ36を設定するのが好ましい。このような階段状凹凸パターン１２３をマスクとして被転写基板１１０をエッチングすることで、被転写基板１１０に階段状凹凸構造体１０３を高い精度で形成することができる（図２１参照）。
【００６８】
階段状凹凸パターン１２３をマスクとして被転写基板１１０をエッチングする際、階段状凹凸パターン１２３の各段部の第１面１２１の端部Ｅ１２０の角は、エッチングが進行しやすいことで丸みを帯びやすい。これに対応するように、被転写基板１１０に形成される階段状凹凸構造体１０３の第１面１０１の端部Ｅ１１０の角も丸みを帯びやすくなる。一方で、階段状凹凸パターン１２３の各段部の第１面１２１の端部Ｅ１２１の角においては、エッチングが進行し難い。そのため、本実施形態のように、階段状凹凸パターン１２３の各段部の第１面１２１の端部Ｅ１２０に、インプリントモールド１の凹部３６に対応して突出する部分が存在し、端部Ｅ１２１に凸部３５に対応して凹む部分が存在することで、階段状凹凸構造体１０３を高い精度で形成することができる。また、階段状凹凸パターン１２３の上方の段部の方が、下方の段部よりもエッチングに長時間曝されるため、上方の段部ほど、凹部３６に対応して突出する部分の高さや凸部に対応して凹む部分の深さが大きく、下方の段部ほど、当該突出する部分の高さや凹む部分の深さが小さくなるように、インプリントモールド１の凸部３５の高さＴ35及び凹部３６の深さＤ36が設定されるのが好ましい。
【００６９】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７０】
上記実施形態において、インプリントモールド１の各段部３１〜３４の第１面３０１に凸部３５及び凹部３６を有し、凸部３５及び凹部３６の間の段差部３７が基部２の一方面２Ａに略平行な平面を有する態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、図２２に示すように、凸部３５と凹部３６との間の段差部３７が、凸部３５から凹部３６に向けて下るように傾斜する傾斜部により構成されていてもよいし、図２３に示すように、当該傾斜部により構成される段差部３７が、湾曲していてもよい。
【００７１】
図２２に示す構成を有するインプリントモールド１は、以下のようにして製造され得る。まず、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’の第１端部Ｅ１側にハードマスクパターン７１を形成し、ハードマスクパターン７１の少なくとも一部及び第１面３０１’の一部を被覆するが、凹部３６に相当する部分に開口を有するレジストパターン８２を形成する（図２４（Ａ）参照）。そして、レジストパターン８２及びハードマスクパターン７１をマスクとして透明基材２０の一方面２１側をドライエッチングする。このドライエッチング時に、レジストパターン８２がエッチングされやすくなるように、エッチングガス中の酸素の量（分圧）を調整する。これにより、レジストパターン８２が除去され露出した部分（階段状凹凸構造３’の第１面３０１’）がエッチングに曝されることになる。その結果、階段状凹凸構造３’の第１面３０１’に、傾斜部により構成される段差部３７及び凹部３６を形成することができる（図２４（Ｂ）参照）。
【符号の説明】
【００７２】
１…インプリントモールド
２…透明基材
２Ａ…一方面
２Ｂ…他方面
３…階段状凹凸構造部
３１…第１段部
３２…第２段部
３３…第３段部
３４…第４段部
３５…凸部
３７…凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2018163942.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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