(57)【要約】【課題】凸構造部上に反転プロセスにより凹凸構造を高精度に形成可能、かつ凸構造部の凹凸パターン形成領域から外側にはみ出したインプリント樹脂が硬化するのを抑制可能なインプリントモールドの製造方法を提供する。【解決手段】基部の第１面から突出する凸構造部と、凸構造部の上面及び側面を覆うハードマスク層とを備えるモールド基材を準備し、凸構造部上のインプリント樹脂にマスターモールドの凹凸パターンを転写して転写パターンを形成し、転写パターン上に反転層を形成し、転写パターンの凹部に反転層を埋設させ、凸部の頂部を露出させ、かつ第２上面を覆う反転層を残存させるように反転層をエッチングし、残存する反転層をマスクとしたエッチングにより反転層パターンを形成し、反転層パターンをマスクとしたエッチングによりハードマスクパターンを形成し、ハードマスクパターンをマスクとしたエッチングにより凸構造部上に凹凸構造を形成する。【選択図】図２
2019114667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部と、前記基部の前記第１面、並びに前記凸構造部の上面及び側面を覆うハードマスク層とを備えるモールド基材を準備する基材準備工程と、
前記凸構造部の上面に塗布されたインプリント樹脂にマスターモールドの凹凸パターンを転写することで当該凸構造部上に転写パターンを形成する転写パターン形成工程と、
前記転写パターン上に反転層形成材料を供給することで、前記転写パターンを被覆する反転層を形成する反転層形成工程と、
前記転写パターンの前記凹部に前記反転層を埋設させた状態で、前記凸部の頂部を露出させるように前記反転層をエッチングするエッチバック工程と、
エッチングされた前記反転層をマスクとして前記転写パターンをエッチングすることで、前記凸構造部の上面に反転層パターンを形成する反転層パターン形成工程と、
前記反転層パターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記凸構造部の上面にハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成工程と、
前記ハードマスクパターンをマスクとして前記凸構造部をエッチングすることで、前記凸構造部の上面に凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と
を有し、
前記凸構造部の上面は、前記凹凸構造が形成され得るパターン領域を含む第１上面と、前記第１上面よりも前記基部の前記第１面側に位置し、前記パターン領域の周囲を取り囲む非パターン領域を含む第２上面とを含み、
前記反転層パターンは、前記第１上面の前記パターン領域内に形成され、
前記エッチバック工程において、前記第２上面を覆う前記反転層を残存させるようにして前記反転層をエッチングし、
前記ハードマスクパターン形成工程において、前記第２上面の上に残存する前記反転層をマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記第２上面の上に前記ハードマスク層を残存させる
インプリントモールドの製造方法。
【請求項２】
前記反転層形成工程において、前記第２上面上における前記反転層の高さが、前記第１上面上における前記反転層の高さよりも高くなるように前記反転層を形成する
請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項３】
前記凸構造部の側面は、前記第１上面の外周縁から前記第２上面に連続する第１側面と、前記第２上面の外周縁から前記基部の前記第１面に連続する第２側面とを含み、
前記ハードマスク層は、前記第１上面、前記第１側面及び前記第２上面を少なくとも被覆するように形成されており、
前記ハードマスクパターン形成工程において、前記第２上面の上に残存する前記反転層をマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記第１側面及び前記第２上面を覆う前記ハードマスク層を残存させる
請求項１又は２に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項４】
前記インプリントモールドは、前記インプリントモールドを介して光線を照射することによりインプリント樹脂を硬化させる光インプリント処理に用いられ、
前記ハードマスク層は、前記光線を遮光可能な材料により構成される
請求項１〜３のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項５】
前記第１上面と前記第２上面との高さの差が０．５μｍ〜５μｍである
請求項１〜４のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項６】
前記モールド基材の平面視において、前記第１上面の外縁と前記第２上面の外縁との間の長さが１μｍ〜１０００μｍである
請求項１〜５のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項７】
前記反転層形成材料が、Ｓｉ及び熱硬化性樹脂を含む
請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項８】
前記マスターモールドにおける前記凹凸パターンが形成されている凹凸領域の大きさが、前記凸構造部の前記第１上面に物理的に包含される大きさである
請求項１〜７のいずれかに記載の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】
本開示は、インプリントモールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス（例えば、半導体メモリ等）等の製造工程において、基板の表面に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、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おいて用いられる凹凸パターンを有するモールドは、例えば、電子線リソグラフィー等により製造され得る。このようにして製造されるモールドは、高精度の形状や寸法等の凹凸パターンを有する。しかし、モールドの製造コストが高くなってしまうとともに、所定回数の転写工程を経ると、被加工物（インプリント用樹脂等）に形成される転写パターンに欠陥が生じてしまったり、モールドの凹凸パターンが損傷してしまったりすることがある。
【０００４】
転写パターンの欠陥やモールドの凹凸パターンの損傷が生じてしまった場合に、その都度新たなモールドに交換するとなると、ナノインプリントプロセスを経て製造される製品の製造コストが高くなってしまう。そのため、産業規模でナノインプリントプロセスを行う際には、一般に、上述のようにして電子線リソグラフィー等により製造されたモールドをマスターモールドとし、当該マスターモールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製したレプリカモールド等が用いられている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、近年、ナノインプリント技術にいわゆる反転プロセスを応用する技術が提案されている（特許文献２、非特許文献１参照）。この反転プロセスは、モールドの凹凸パターンが転写された、基板上の転写パターン上に反転層を形成する工程、当該反転層をエッチバックして転写パターンの頂部を露出させる工程、及び残存する反転層をマスクとして転写パターンをエッチングする工程を含む。この反転プロセスにより得られる反転層をマスクとして基板をエッチングすることで、モールドの凹凸パターンが基板に転写される。ナノインプリント技術に反転プロセスを利用すると、マスターモールドと同一形状の凹凸パターンを有するレプリカモールドを作製することが可能となる。例えば、ホールパターンを有するレプリカモールドをナノインプリント技術にて作製する場合、物理的強度が課題となるピラーパターンを有するマスターモールドを使用する必要があるが、反転プロセスを応用することで、ホールパターンを有するマスターモールドを用いて、ホールパターンを有するレプリカモールドの作製が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１５５６０２号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−３８０８５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"Reverse-tone ultraviolet nanoimprint lithography with fluorescent UV-curable resins", Japanese Journal of Applied Physics, 54, 06FM02, 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２及び非特許文献１において、インプリント樹脂層に対して十分な選択比を有する紫外線硬化性樹脂を、反転層を構成する材料としてスピンコート法により塗布し、紫外線硬化性樹脂層が形成される。スピンコート法により形成される紫外線硬化性樹脂層は、インプリント樹脂層に転写されている凹凸パターンの影響により表面にわずかな凹凸を有するため、当該紫外線硬化性樹脂層に平坦な石英基板を押し付けることで紫外線硬化性樹脂層を平坦化し、その状態で紫外線を照射することで反転層が形成される。
【０００９】
上記反転プロセスをレプリカモールドの製造工程に適用することを考える。通常のナノインプリント技術においては、マスターモールドの凹凸パターンがホールパターン等の凹状パターンであれば、レプリカモールドの凹凸パターンはピラーパターン等の凸状パターンとなる。ピラーパターン等の凸状パターン、特に寸法が２０ｎｍ〜４０ｎｍ程度の凸状パターンにおいては、物理的強度の問題があるため、マスターモールドやレプリカモールドの寿命等の観点からは、マスターモールドもレプリカモールドもともに、凹凸パターンとして、ホールパターン等の凹状パターンを有するのが望ましい。そのような観点から、反転プロセスをレプリカモールドの製造工程に適用することができると非常に有用であると言える。
【００１０】
通常、モールド基材は、第１面及びそれに対向する第２面を有する基部と、第１面から突出し、凹凸パターンが形成される凸構造部（いわゆるメサ構造）とを備える。モールド基材の凸構造部上のインプリント樹脂層にマスターモールドの凹凸パターンを転写し、当該インプリント樹脂層上に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により塗布して反転層を形成すると、インプリント樹脂層上に形成される反転層の外周縁の膜厚が、その内側の膜厚よりも増大してしまう。すなわち、インプリント樹脂層上に形成される反転層に膜厚ムラが生じてしまう。
【００１１】
レプリカモールドにおいては、凸構造部上の外周縁の極めて近傍にまで凹凸パターンが形成されることもあるため、インプリント樹脂層上に形成される反転層の外周縁の膜厚がその内側の膜厚よりも増大することで、反転層をマスクとしたエッチング処理により凸構造部上に形成される凹凸パターンの寸法精度が低下してしまう。特に、凸構造部の外周縁の近傍に位置する凹凸パターンの寸法精度が著しく低下してしまう。
【００１２】
一方で、凸構造部を有するレプリカモールドを用いたインプリント処理時に、インプリント樹脂が凸構造部上から外側にはみ出してしまい、凸構造部の側面に沿って盛り上がってしまうという問題がある。凸構造部の外側にはみ出したインプリント樹脂は、凹凸パターンに充填されたインプリント樹脂とともに硬化する。その結果、いわゆるステップアンドリピート方式によりインプリント処理を行う場合、凸構造部の外側にはみ出し、硬化したインプリント樹脂と重ならないように、インプリント領域を離間させる必要があるため、１枚の被転写基板にインプリント処理を行うことのできる回数が制限されてしまう。
【００１３】
また、凸構造部の外側にはみ出し、側面に沿って盛り上がって硬化したインプリント樹脂とインプリントモールドとが接触してしまうと、インプリントモールドの破損等が生じたり、硬化したインプリント樹脂の欠損によって異物が生じたりするおそれもある。
【００１４】
このような問題を解決するために、凸構造部の外側を囲むようにして、凸構造部の側面から連続する遮光膜を形成することで、凸構造部の外側にはみ出したインプリント樹脂を硬化させないようにする技術が提案されている。しかしながら、１０μｍ〜５０μｍ程度の高さの凸構造部の側面に均一な遮光膜を成膜することは極めて困難であって、成膜欠陥を生じさせてしまうという問題がある。この成膜欠陥が生じた遮光膜においては、十分な遮光効果が得られず、凸構造部の外側にはみ出したインプリント樹脂を硬化させてしまうという問題がある。
【００１５】
上記課題に鑑みて、本開示は、凸構造部上に反転プロセスにより凹凸構造を高精度に形成することができるとともに、凸構造部の凹凸パターン形成領域から外側にはみ出したインプリント樹脂が硬化するのを抑制可能なインプリントモールドを製造する方法を提供することを一目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部と、前記基部の前記第１面、並びに前記凸構造部の上面及び側面を覆うハードマスク層とを備えるモールド基材を準備する基材準備工程と、前記凸構造部の上面に塗布されたインプリント樹脂にマスターモールドの凹凸パターンを転写することで当該凸構造部上に転写パターンを形成する転写パターン形成工程と、前記転写パターン上に反転層形成材料を供給することで、前記転写パターンを被覆する反転層を形成する反転層形成工程と、前記転写パターンの前記凹部に前記反転層を埋設させた状態で、前記凸部の頂部を露出させるように前記反転層をエッチングするエッチバック工程と、エッチングされた前記反転層をマスクとして前記転写パターンをエッチングすることで、前記凸構造部の上面に反転層パターンを形成する反転層パターン形成工程と、前記反転層パターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記凸構造部の上面にハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成工程と、前記ハードマスクパターンをマスクとして前記凸構造部をエッチングすることで、前記凸構造部の上面に凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程とを有し、前記凸構造部の上面は、前記凹凸構造が形成され得るパターン領域を含む第１上面と、前記第１上面よりも前記基部の前記第１面側に位置し、前記パターン領域の周囲を取り囲む非パターン領域を含む第２上面とを含み、前記反転層パターンは、前記第１上面の前記パターン領域内に形成され、前記エッチバック工程において、前記第２上面を覆う前記反転層を残存させるようにして前記反転層をエッチングし、前記ハードマスクパターン形成工程において、前記第２上面の上に残存する前記反転層をマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記第２上面の上に前記ハードマスク層を残存させるインプリントモールドの製造方法が提供される。
【００１７】
前記反転層形成工程において、前記第２上面上における前記反転層の高さが、前記第１上面上における前記反転層の高さよりも高くなるように前記反転層を形成すればよく、前記凸構造部の側面は、前記第１上面の外周縁から前記第２上面に連続する第１側面と、前記第２上面の外周縁から前記基部の前記第１面に連続する第２側面とを含み、前記ハードマスク層は、前記第１上面、前記第１側面及び前記第２上面を少なくとも被覆するように形成されており、前記ハードマスクパターン形成工程において、前記第２上面の上に残存する前記反転層をマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることで、前記第１側面及び前記第２上面を覆う前記ハードマスク層を残存させればよい。
【００１８】
前記インプリントモールドは、前記インプリントモールドを介して光線を照射することによりインプリント樹脂を硬化させる光インプリント処理に用いられ、前記ハードマスク層は、前記光線を遮光可能な材料により構成されればよい。
【００１９】
前記第１上面と前記第２上面との高さの差が１μｍ〜１０μｍであればよく、前記モールド基材の平面視において、前記第１上面の外縁と前記第２上面の外縁との間の長さが１μｍ〜１０００μｍであればよい。
【００２０】
前記反転層形成材料が、Ｓｉ及び熱硬化性樹脂を含んでいればよく、前記マスターモールドにおける前記凹凸パターンが形成されている凹凸領域の大きさが、前記凸構造部の前記第１上面に物理的に包含される大きさであればよい。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、凸構造部上に反転プロセスにより凹凸パターンを高精度に形成することができるとともに、凸構造部の凹凸パターン形成領域から外側にはみ出したインプリント樹脂が硬化するのを抑制可能なインプリントモールドを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本開示の一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図にて示す工程フロー図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、本開示の一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図にて示す、図１（Ｅ）に続く工程フロー図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｅ）は、本開示の一実施形態におけるモールド基材の製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態におけるモールド基材の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５】図５は、本開示の一実施形態におけるモールド基材の凸構造部の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。
【００２４】
図１（Ａ）〜（Ｅ）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図にて示す工程フロー図であり、図２（Ａ）〜（Ｅ）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図にて示す、図１（Ｅ）に続く工程フロー図であり、図３（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態におけるモールド基材の製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図であり、図４は、本実施形態におけるモールド基材の凸構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図であり、図５は、本実施形態におけるモールド基材の凸構造部の概略構成を示す平面図である。
【００２５】
［モールド基材の準備］
まず、第１面２１Ａ及びそれに対向する第２面２１Ｂを有する基部２１と、基部２１の第１面２１Ａ側における平面視略中央部に位置し、当該第１面２１Ａから突出する凸構造部２２とを具備するモールド基材２０を準備する（図１（Ａ）参照）。なお、図示例においては、基部２１の第２面２１Ｂ側に窪み部２３が形成されているが、この態様に限定されるものではなく、基部２１の第２面２１Ｂには、窪み部２３が形成されていなくてもよい。
【００２６】
モールド基材２０の基部２１を構成する材料は、特に限定されるものではなく、モールド基材として一般的なものである。例えば、当該基部２１は、インプリントモールドを製造する際に一般的に用いられている基板（例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、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；ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等）により構成され得る。なお、本実施形態において「透明」とは、波長３００ｎｍ〜４５０ｎｍの光線の透過率が８５％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。
【００２７】
モールド基材２０の基部２１の厚さＴ21は、強度や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。モールド基材２０の基部２１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、当該基部２１が石英ガラスにより構成される場合、例えば、当該基部２１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。
【００２８】
モールド基材２０の基部２１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。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（図２（Ｅ）参照）が光インプリント用として一般的に用いられる石英ガラスにより構成される場合、通常、当該基部２１の平面視形状は略矩形状である。
【００２９】
モールド基材２０の基部２１の第１面２１Ａから突出する凸構造部２２は、平面視において基部２１（第１面２１Ａ）の略中央に設けられている。かかる凸構造部２２の形状は、略矩形状、略円形状等を例示することができる。なお、凸構造部２２は、基部２１と一体的に構成されてなるものであってもよいし、基部２１とは別体の凸構造部２２を基部２１の第１面２１Ａに取り付けてなるものであってもよい。
【００３０】
凸構造部２２の大きさは、インプリントモールド１（図２（Ｅ）参照）を用いたインプリント処理を経て製造される製品等に応じて適宜設定されるものである。例えば、３４ｍｍ×２６ｍｍの略矩形状の凸構造部２２を挙げることができる。
【００３１】
凸構造部２２の高さＴ22（図４参照）は、インプリントモールド１（図２（Ｅ）参照）が凸構造部２２を備える目的を果たし得る限り、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ〜５０μｍ程度に設定され得る。なお、本実施形態において、「凸構造部２２の高さＴ22」とは、基部２１の第１面２１Ａを基準とした高さ、すなわち第１面２１Ａと、凸構造部２２の上面（第１上面２２１）を含む平面との間の長さ（第１面２１Ａに対する垂直方向の長さ）を意味するものとする。
【００３２】
図４及び図５に示すように、本実施形態におけるモールド基材２０の凸構造部２２は、第１上面２２１Ｔ及び当該第１上面２２１Ｔよりも第１面２１Ａ側に位置する第２上面２２２Ｔを有する上面２２Ｔと、第１上面２２１Ｔの外周縁２２１Ｅから第２上面２２２Ｔに連続する第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔの外周縁２２２Ｅから第１面２１Ａに連続する第２側面２２２Ｓを含む側面２２Ｓとを有する。換言すると、モールド基材２０の凸構造部２２は、第１上面２２１Ｔ及び第１側面２２１Ｓを有する第１凸構造部２２１と、第２上面２２２Ｔ及び第２側面２２２Ｓを有する第２凸構造部２２２とを有する。
【００３３】
第１上面２２１Ｔの形状（平面視形状）は、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状、略円形状等であればよい。また、第２上面２２２Ｔの形状（平面視における外周の形状）もまた、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状、略円形状等であればよい。
【００３４】
第１上面２２１Ｔの高さ（凸構造部２２の高さＴ22）と第２上面２２２Ｔの高さ（第２凸構造部２２２の高さＴ222）との差、すなわち第１凸構造部２２１の高さＴ221は、０．５μｍ〜５μｍ程度であればよく、１．０μｍ〜２．０μｍ程度であるのが好ましい（図４参照）。当該高さの差（高さＴ221）が０．５μｍ未満であると、基板等の被加工物に凹凸パターン２を転写する転写工程中にインプリントモールド１が撓み、第２上面２２２Ｔの外周縁が被加工物に接触してインプリントモールド１や被加工物が破損したり、それによりパーティクルが付着したりするおそれがある。一方、高さの差（高さＴ221）が５μｍを超えると、第１側面２２１Ｓに実質的に均一なハードマスク層２４（遮光膜３）を形成することが困難となるおそれがある。
【００３５】
第２上面２２２Ｔの幅Ｗ222T（図５参照）は、１μｍ〜１０００μｍであればよく、５０μｍ〜５００μｍ程度であるのが好ましい。当該幅Ｗ222Tが１μｍ未満であると、インプリント樹脂を硬化させるためにインプリントモールド１を介してインプリント樹脂に照射される光が第２側面２２２Ｓの外側から回り込んでしまい、第１上面２２１Ｔから僅かにはみ出すインプリント樹脂を感光させ、硬化させてしまうおそれがある。
【００３６】
本実施形態において、モールド基材２０の凸構造部２２の第１上面２２１Ｔ、第１側面２２１Ｓ、第２上面２２２Ｔ及び第２側面２２２Ｓ、並びに基部２１の第１面２１Ａには、ハードマスク層２４が形成されている。ハードマスク層２４を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、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化合物、窒化チタン、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等を単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
ハードマスク層２４は、後述する工程（図２（Ｃ）参照）にてパターニングされ、モールド基材２０をエッチングする際のマスクとして用いられるものである。そのため、モールド基材２０の種類に応じ、エッチング選択比等を考慮して、ハードマスク層２４の構成材料を選択するのが好ましい。例えば、モールド基材２０が石英ガラス基板である場合、ハードマスク層２４として金属クロム膜等が好適に選択され得る。
【００３８】
また、本実施形態におけるインプリントモールド１の第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに位置する遮光膜３は、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔを被覆するハードマスク層２４を残存させることによって形成される。したがって、ハードマスク層２４は、遮光膜３として機能し得る材料により構成されているのが好ましい。その意味において、ハードマスク層２４は、金属クロム等により構成されているのが好ましい。
【００３９】
ハードマスク層２４の厚さは、モールド基材２０の種類に応じたエッチング選択比、製造されるインプリントモールド１における凹凸パターンのアスペクト比等を考慮して適宜設定される。例えば、モールド基材２０が石英ガラス基板であって、ハードマスク層２４が金属クロム膜である場合、ハードマスク層２４の厚さは、３ｎｍ〜２０ｎｍ程度に設定され得る。
【００４０】
モールド基材２０の凸構造部２２上にハードマスク層２４を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スパッタリング、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の公知の成膜方法が挙げられる。
【００４１】
上記モールド基材２０は、例えば、以下のようにして作製され得る。
まず、第１面２０Ａ’及びそれに対向する第２面２０Ｂ’を有する基材２０’を準備し、第１面２０Ａ’上に第１マスクパターン５１を形成する（図３（Ａ）参照）。基材２０’は、上述した基部２１の材料と同種の材料により構成されていればよい。第１マスクパターン５１は、凸構造部２２の第２凸構造部２２２（第２上面２２２Ｔ）を規定する役割を果たすものであるため、第１マスクパターン５１の形状（平面視形状）及び大きさは、第２上面２２２Ｔの形状及び大きさに応じて適宜設定され得る。第１マスクパターン５１の構成材料は、基材２０’の構成材料の種類に応じ、エッチング選択比を考慮して適宜選択され得る。例えば、基材２０’の構成材料が石英ガラスである場合、第１マスクパターン５１の構成材料として金属クロム等が好適に選択され得る。
【００４２】
次に、第１マスクパターン５１をマスクとして基材２０’の第１面２０Ａ’をエッチングすることで、基部２１の第１面２１Ａから突出する凸状部２２’を形成する（図３（Ｂ）参照）。凸状部２２’の高さＴ22'は、第２凸構造部２２２（図５参照）の高さに応じて適宜設定され得る。
【００４３】
続いて、凸状部２２’の上面に第２マスクパターン５２を形成し（図３（Ｃ）参照）、第２マスクパターン５２をマスクとして基材２０’の第１面２０Ａ’及び凸状部２２’の上面のうちの露出部分をエッチングすることで、凸構造部２２を形成する（図３（Ｄ）参照）。第２マスクパターン５２は、凸構造部２２の第１凸構造部２２１（第１上面２２１Ｔ）を規定する役割を果たすものであるため、第２マスクパターン５２の形状（平面視形状）及び大きさは、第１上面２２１Ｔの形状及び大きさに応じて適宜設定され得る。第２マスクパターン５２の構成材料は、基材２０’の構成材料の種類に応じ、エッチング選択比を考慮して適宜選択され得る。例えば、基材２０’の構成材料が石英ガラスである場合、第２マスクパターン５２の構成材料として金属クロム等が好適に選択され得る。
【００４４】
最後に、第２マスクパターン５２を除去し、所望により窪み部２３を基部２１の第２面２１Ｂ側に形成することで、本実施形態におけるモールド基材２０が作製される。
【００４５】
次に、モールド基材２０の凸構造部２２（ハードマスク層２４）の第１上面２２１Ｔに、インクジェット法、スピンコート法等によりインプリント樹脂３０を供給する（図１（Ｂ）参照）。インプリント樹脂３０の供給量は、マスターモールド１０（図１（Ｃ）参照）の凹凸パターン１２のパターン密度等に応じて適宜設定されればよい。
【００４６】
インプリント樹脂３０（レジスト材料）としては、特に限定されるものではなく、インプリント処理に一般的に用いられる樹脂材料（例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等）を用いることができる。インプリント樹脂３０には、マスターモールド１０を容易に引き離すための離型剤、モールド基材２０の凸構造部２２（ハードマスク層２４）への密着性を向上させるための密着剤等が含まれていてもよい。
【００４７】
［マスターモールドの準備］
第１面１１Ａ及びそれに対向する第２面１１Ｂを有する基部１１及び基部１１の第１面１１Ａ上に設定されたパターン領域内に形成されている凹凸パターン１２を具備するマスターモールド１０（図１（Ｃ）参照）を準備する。
【００４８】
マスターモールド１０の基部１１を構成する材料は、特に限定されるものではなく、モールド基材として一般的なものである。例えば、当該基部１１は、インプリントモールドを製造する際に一般的に用いられている基板（例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、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；ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等）により構成され得る。
【００４９】
マスターモールド１０の基部１１の厚さＴ11は、強度や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。なお、本実施形態において「透明」とは、波長３００ｎｍ〜４５０ｎｍの光線の透過率が８５％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。
【００５０】
マスターモールド１０の基部１１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、当該基部１１が石英ガラスにより構成される場合、例えば、当該基部１１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。
【００５１】
マスターモールド１０の基部１１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。マスターモールド１０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により構成される場合、通常、当該基部１１の平面視形状は略矩形状である。
【００５２】
マスターモールド１０の基部１１の第１面１１Ａ側に設定されたパターン領域内に形成されている凹凸パターン１２の形状、寸法等は、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（図２（Ｅ）参照）にて要求される形状、寸法等に応じて適宜設定され得る。例えば、凹凸パターン１２の形状としては、ラインアンドスペース状、ピラー状、ホール状、格子状等が挙げられる。図示例において、凹凸パターン１２は凹状パターンである。また、凹凸パターン１２の寸法は、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であればよい。凹凸パターン１２が形成されているパターン領域の大きさは、モールド基材２０の凸構造部２２の第１上面２２１Ｔに物理的に包含され得る大きさであるが、当該凸構造部２２の第１上面２２１Ｔの大きさよりもわずかに小さく、第１上面２２１Ｔの外周縁２２１Ｅから１μｍ〜１００μｍ程度内側に入るような大きさである。
【００５３】
凹凸パターン１２は、例えば、電子線リソグラフィー法、フォトリソグラフィー法等の公知の方法を用い、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により構成されるレジストパターンをマスクとしたエッチング処理を通じて作製され得る。
【００５４】
［レジストパターンの形成］
インプリント樹脂３０にマスターモールド１０の第１面１１Ａに形成されている凹凸パターン１２を接触させ、凹凸パターン１２にインプリント樹脂３０を充填させる。そして、インプリント樹脂３０を硬化させることで、インプリント樹脂３０にマスターモールド１０の凹凸パターン１２を転写する（図１（Ｃ）参照）。
【００５５】
続いて、硬化したインプリント樹脂３０からマスターモールド１０を引き離す（図１（Ｄ）参照）。これにより、モールド基材２０の凸構造部２２の第１上面２２１（ハードマスク層２４）に、マスターモールド１０の凹凸パターン１２が転写されてなり、複数の凹部及び凸部を含む凹凸パターン３２を有するレジストパターン３１を形成することができる。レジストパターン３１が具備する凹凸パターン３２は、マスターモールド１０の凹凸パターン１２が反転した形状を有する。図示例において、凹凸パターン３２は凸状パターンである。
【００５６】
凸構造部２２の第１上面２２１Ｔ（ハードマスク層２４）に形成されたレジストパターン３１の凹凸パターン３２の最も外側に位置する凹部又は凸部と、凸構造部２２の第１上面２２１Ｔの外周縁２２１Ｅとの間の距離（第１上面２２１Ａに平行な方向における距離）は、１μｍ〜１００μｍ程度である。
【００５７】
［反転層の形成］
次に、モールド基材２０の凸構造部２２の上面２２Ｔ（ハードマスク層２４）に、レジストパターン３１の凹凸パターン３２を被覆するように反転層形成材料を塗布し、反転層４１を形成する（図１（Ｅ）参照）。反転層４１は、レジストパターン３１と、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに位置するハードマスク層２４とを覆うように形成される。
【００５８】
凸構造部２２の上面２２Ｔに反転層４１を形成する方法としては、例えば、スピンコート法により反転層形成材料を凸構造部２２の上面２２Ｔ（レジストパターン３１）上に供給する方法、インクジェット法によりインクジェットノズルから反転層形成材料の液滴を凸構造部２２の上面２２Ｔ（レジストパターン３１）上に離散的に供給する方法の他、孔版印刷（スクリーン印刷）等の有版印刷法、ダイコート法等が挙げられる。
【００５９】
後述するレジストパターン３１のエッチング処理を経て、第２上面２２２Ｔ及び第１側面２２１Ｓを覆うハードマスク層２４を露出させないようにするための反転層残渣４３が反転層４１から形成される（図２（Ｂ）参照）。反転層残渣４３は、ハードマスク層２４から形成されるハードマスクパターン２５をマスクとしたエッチング処理により第１上面２２１Ｔに凹凸パターン２を形成する際、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔを被覆するハードマスク残渣２６がエッチングに曝されないようにするための保護膜としての機能を果たし得る。したがって、反転層形成材料は、凸構造部２２を構成する材料との間で十分なエッチング選択比を有する材料が用いられ得る。
【００６０】
また、反転層形成材料は、後述する工程において形成される、第１上面２２１Ｔに位置する反転層パターン４２を構成する材料でもあり、当該反転層パターン４２は、反転層４１をマスクとしたレジストパターン３１のエッチング処理により形成される（図２（Ｂ）参照）。したがって、反転層形成材料は、レジストパターン３１を構成するインプリント樹脂３０との間においても十分なエッチング選択比を有する材料が用いられ得る。例えば、反転層形成材料としては、Ｓｉ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ等のシリコンを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂（例えば、電子線硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等）等が挙げられる。
【００６１】
反転層４１を形成する際に、第２上面２２２Ｔに位置する部分の高さが、第１上面２２１Ｔ（レジストパターン３１）に位置する部分の高さと同一又はそれよりも高くなるようにするのが好ましい。第２上面２２２Ｔに位置する部分から反転層残渣４３が形成されるため、その部分の高さが十分に高いことで、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔを被覆するハードマスク残渣２６がエッチングに曝されないようにするための保護膜としての機能を十分に果たし得る。
【００６２】
反転層形成材料を凸構造部２２の上面２２Ｔ（レジストパターン３１）上に供給又は塗布するに際し、レジストパターン３１の面内における凹凸パターン３２のパターン密度等に応じて、反転層形成材料の供給量又は塗布量を制御してもよい。凹凸パターン３２のパターン密度等に応じて反転層形成材料の供給量又は塗布量を制御することで、レジストパターン３１上に形成される反転層４１の膜厚を略均一にすることができる。
【００６３】
［反転層パターンの形成］
反転層４１に紫外線等の活性エネルギー線を照射することで、当該反転層４１を硬化させる。このとき、反転層４１に上方から平板を押し当てた状態で、当該反転層４１を硬化させてもよい。レジストパターン３１上にインクジェット法等により反転層形成材料の液滴を供給すると、反転層形成材料の液滴は、レジストパターン３１の凹凸パターン３２の凹部に充填されるように毛管力で自然に濡れ広がるものの、レジストパターン３１上において部分的に反転層形成材料の存在しない領域も形成され得る。また、レジストパターン３１上のすべてに反転層形成材料が行き渡ったとしても、第２上面２２２Ｔに位置する反転層４１の高さが不十分となるおそれもある。そこで、レジストパターン３１に供給された反転層形成材料の液滴に平板を接触させることで、反転層形成材料をレジストパターン３１上に濡れ広げることができるとともに、反転層４１の上面を平滑化することができる。また、第２上面２２２Ｔに十分な高さの反転層４１を確実に形成することができる。
【００６４】
レジストパターン３１上にスピンコート法等により反転層形成材料を塗布すると、レジストパターン３１の凹凸パターン３２に沿うように上面が波打った反転層４１が形成される。この反転層４１に平板を押し当てることで、反転層４１の上面を平滑化することができ、第２上面２２２Ｔに十分な高さの反転層４１を確実に形成することができる。
【００６５】
反転層形成材料に押し当てる（接触させる）平板としては、特に限定されるものではないが、反転層４１を硬化させるために平板を介して反転層形成材料に活性エネルギー線を照射するのであれば、石英ガラス等の透明基板を用いるのが好ましい。もちろん、モールド基材２０の基部２１が透明であって、基部２１の第２面２１Ｂ側から活性エネルギー線を照射して反転層４１を硬化させることができるのであれば、上記平板として、不透明（活性エネルギー線の透過率の低い（例えば、８５％未満））基板等を用いてもよい。さらに、平板における反転層形成材料に押し当てられる（接触させる）側の面の表面粗さ（Ｒａ）は０．１ｎｍ〜１．０ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜０．５ｎｍであるのがより好ましい。当該表面粗さ（Ｒａ）が０．１ｎｍ未満の面を有する平板は、そもそも作製困難なものである。一方、上記表面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍを超えると、製造されるインプリントモールド１の凹凸パターン２の寸法精度等が低下するおそれがある。
【００６６】
なお、平板における反転層形成材料に押し当てられる（接触させる）側の面には、硬化した反転層４１からの引き離しを容易にするための離型層等が形成されていてもよい。
【００６７】
［反転層の形成］
上述のようにして形成された反転層４１は、レジストパターン３１の凹凸パターン３２の凹部に充填されているとともに、凸部上にも存在する。この凸部上に存在する反転層４１を除去して凸部の頂部を露出させるとともに、凹部に充填されている反転層４１を残存させる程度に、反転層４１をエッチングする（図２（Ａ）参照）。
【００６８】
反転層４１をエッチングする方法としては、反転層４１を構成する反転層形成材料の種類に応じて適宜選択され得るエッチングガスを用いたドライエッチング法を採用することができる。エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス、酸素、アルゴン、酸素とアルゴンとの混合ガス等を用いることができる。
【００６９】
続いて、凹部に充填されている反転層４１をマスクとしたドライエッチング法により、露出するレジストパターン３１（凸部）を除去する（図２（Ｂ）参照）。上述したように、反転層４１を構成する反転層形成材料は、レジストパターン３１を構成するインプリント樹脂との間で十分なエッチング選択比を有する材料であるため、レジストパターン３１（凸部）の除去により、凸構造部２２の第１上面２２１Ｔ（ハードマスク層２４）に反転層パターン４２を形成することができる。反転層パターン４２は、レジストパターン３１の凹凸パターン３２が反転し、マスターモールド１０の凹凸パターン１２と同一の凹凸構造を有するパターンである。図示例において、反転層パターン４２は凹状パターンである。また、第２上面２２２Ｔに位置する反転層４１は、レジストパターン３１の除去後も残存する。これにより、第２上面２２２Ｔに反転層残渣４３が形成される。
【００７０】
レジストパターン３１をエッチングするためのエッチングガスとしては、レジストパターン３１を構成するインプリント樹脂３０の種類に応じて適宜選択され得るが、例えば、塩素系ガス、酸素、アルゴン、酸素とアルゴンとの混合ガスを用いることができる。なお、レジストパターン３１をエッチングするためのエッチングガスとして、反転層４１をエッチングするためのエッチングガスと異なるガスを用いてもよいが、反転層４１の構成材料（例えば、Ｓｉ含有紫外線硬化性樹脂）とレジストパターン３１の構成材料（例えば、紫外線硬化性樹脂）との間におけるエッチング選択比が十分に大きいため、両者のエッチングガスとして同一のガスを用いてもよい。両者のエッチングガスとして同一のガスを用いることで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す工程を同一工程として実施することができる。
【００７１】
［ハードマスクパターンの形成］
上記反転層パターン４２をマスクとして用い、例えば、塩素系（Ｃｌ2＋Ｏ2）のエッチングガスを用いるドライエッチング処理によりモールド基材２０の凸構造部２２の第１上面２２１Ｔに形成されているハードマスク層２４をエッチングして、ハードマスクパターン２５を形成する（図２（Ｃ）参照）。このとき、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに位置するハードマスク層２４は、保護膜としての反転層残渣４３により覆われているため、エッチングされることなくハードマスク残渣２６として残存する。
【００７２】
［モールド基材のエッチング］
最後に、ハードマスクパターン２５をマスクとしてモールド基材２０にドライエッチング処理を施し、凸構造部２２の第１上面２２１Ｔに凹凸パターン２を形成する（図２（Ｄ）参照）。このとき、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに位置するハードマスク残渣２６は、反転層残渣４３により覆われていることで、エッチングされずに残存する。そして、ハードマスクパターン２５を除去する。このようにして、第１凸構造部２２１及び第２凸構造部２２２を含み、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに遮光膜３が形成されてなるインプリントモールド１が製造される（図２（Ｅ）参照）。
【００７３】
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法によれば、モールド基材２０の凸構造部２２における第２上面２２２Ｔ及び第１側面２２１Ｓに遮光膜を確実に形成することができるため、当該インプリントモールド１を用いたインプリント処理時に凸構造部の凹凸パターン形成領域から外側にはみ出したインプリント樹脂が硬化するのを抑制することができる。
【００７４】
また、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法によれば、いわゆる反転プロセスを利用することで、凹凸パターン１２としての凹状パターンを有するマスターモールド１０を用いて、凹凸パターン２としての凹状パターンを有するインプリントモールド１を製造することができる。よって、マスターモールド１０やインプリントモールド１をインプリント処理に繰り返し利用しても、凹凸パターン１２，２の欠損等が生じ難く、マスターモールド１０やインプリントモールド１の寿命を延ばすことができる。
【００７５】
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。
【００７６】
上記実施形態において、基部２１の第１面２１Ａ、並びに凸構造部２２の第１上面２２１Ｔ、第１側面２２１Ｓ、第２上面２２２Ｔ及び第２側面２２２Ｓにハードマスク層２４が形成されてなるモールド基材２０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。ハードマスク層２４は、凸構造部２２の第１上面２２１Ｔ、第１側面２２１Ｓ及び第２上面２２２Ｔに少なくとも形成されていればよく、基部２１の第１面２１Ａ及び凸構造部２２の第２側面２２２Ｓに形成されていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、半導体デバイスの製造過程等において用いられるインプリントモールドを製造する方法等として有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１…インプリントモールド
２…凹凸パターン
３…遮光膜
１０…マスターモールド
１１…基部
１１Ａ…第１面
１１Ｂ…第２面
１２…凹凸パターン
２０…モールド基材
２１…基部
２１Ａ…第１面
２１Ｂ…第２面
２２…凸構造部
２２１Ｔ…第１上面
２２２Ｔ…第２上面
２４…ハードマスク層
２５…ハードマスクパターン
２６…ハードマスク残渣
３１…レジストパターン
４１…反転層
４２…反転層パターン
４３…反転層残渣
【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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